撮像装置
【課題】広い温度領域において被写体の判別しやすさを損なうことなく撮影モードを切り換える。
【解決手段】デイモード時には、映像信号処理部５は、ＳＳ、ＩＲＩＳ、ＡＧＣ及び画面輝度から被写体輝度情報Ｙを算出し、温度算出部９は、撮像素子３の温度Ｔを算出する。次に、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度Ｔに応じて第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを算出し、設定する。Ｙ＜Ｔｈｄｎが成立する場合は、映像信号出力部６における撮影モードがデイモードからナイトモードに切り換わる。ナイトモード時には、同様にして切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度Ｔに応じて第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを算出し、設定する。Ｙ＞Ｔｈｎｄが成立する場合は、撮影モードがナイトモードからデイモードに切り換わる。第１、第２の切り換え閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄは、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値となる。
【解決手段】デイモード時には、映像信号処理部５は、ＳＳ、ＩＲＩＳ、ＡＧＣ及び画面輝度から被写体輝度情報Ｙを算出し、温度算出部９は、撮像素子３の温度Ｔを算出する。次に、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度Ｔに応じて第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを算出し、設定する。Ｙ＜Ｔｈｄｎが成立する場合は、映像信号出力部６における撮影モードがデイモードからナイトモードに切り換わる。ナイトモード時には、同様にして切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度Ｔに応じて第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを算出し、設定する。Ｙ＞Ｔｈｎｄが成立する場合は、撮影モードがナイトモードからデイモードに切り換わる。第１、第２の切り換え閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄは、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像手段により得られた映像信号を、撮影モードを切り換えてカラー映像または白黒映像で出力することが可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置は一般に、入射光を結像するレンズと、レンズにより結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子から得られた電気信号に対し信号処理を施すことにより映像信号を得る信号処理手段とを有している。
【０００３】
通常、撮像素子としてＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサを一枚だけ備えて撮像装置を構成する場合、すなわち、単板式のセンサとして構成する場合は、色分解を行う色フィルタとして、画素ごとに異なる色のものがセンサ上に設けられる。
【０００４】
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色信号を得るには、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応する光の帯域を透過させるＲ、Ｇ、Ｂの原色フィルタを用いる場合と、マジェンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、Ｇの補色フィルタを用いる場合とがある。上記のいずれの色フィルタも染料もしくは顔料を用いて目的の色を透過させるようにその分光透過特性が設計されているが、近赤外領域でも一定の透過率を有する。
【０００５】
また、撮像素子の光電変換部は主にシリコン（Ｓｉ）等の半導体で構成されているため、光電変換部の分光感度特性は波長の長い近赤外光まで感度を有している。従って、色フィルタが設けられた撮像素子から得られた信号は近赤外領域の光線にも反応している。
【０００６】
一方、人間の色に対する感度特性である色覚特性及び明るさに対する感度特性である比視感度特性については、その感度波長は、可視域といわれる３８０ｎｍから７８０ｎｍまでである。従って、７００ｎｍより長波長域ではほとんど感度を有さない。そこで、撮像装置の色再現性を人間の色覚特性に適切に合わせるためには、撮像素子の前に近赤外領域の光線を通過させない視感度補正用の赤外光除去フィルタ（以後、「ＩＲＣＦ」と記す）を設ける必要があった。
【０００７】
従来、被写体輝度が低下した場合、感度が足りずノイズが増加し、被写体が判別しにくくなってしまう。そのため、ＩＲＣＦを光路から除去し、近赤外領域の光線を通過させ、感度アップを行う撮影モードが存在する。この撮影モードとしては、カラー映像を出力するデイモードと、白黒映像を出力するナイトモードとがある。近赤外領域の光線を通過させると色バランスが崩れるため、デイモードからナイトモードに撮影モードを切り換える。デイモード、ナイトモードの切り換えを自動で行う機能もあり、これはオートデイナイト（以後、「ＡＤＮ」と記す）と呼ばれる。
【０００８】
カラー映像（デイモード）から白黒映像（ナイトモード）への切り換えは、被写体の輝度を用いて行われる。被写体輝度は、カメラのＡＥデータ（シャッタスピード、ＩＲＩＳ（絞り）、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）、画面輝度）に基づき決定される。被写体輝度と予め設定された撮影モードの切り換え閾値Ｔｈとを比較し、被写体輝度が切り換え閾値Ｔｈ以下の場合、撮影モードをナイトモードにする。さらに、バリフォーカルレンズにおいてＩＲＣＦの挿抜機構がないレンズ機構を備えたものでは、ＩＲＣＦの挿抜をすることなく、撮影モードの切り換えにおいて、単に出力する映像をカラー映像から白黒映像に切り換えるだけの撮像装置もある。これは、感度は上がらないが、カラー成分にのるノイズが除去できるからである。
【０００９】
このように、なるべくカラー映像（デイモード）で撮影するが、照度が低下してノイズが多くなり、被写体の判別ができないようになるとナイトモードにして、感度のアップを行うというのが、基本的なＡＤＮの考え方である。例えば、下記特許文献１の撮像装置では、入射光量に応じて撮影モードを切り換えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１２０２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１の撮像装置では、撮影モードの切り換えにおいて、被写体のノイズ感等は考慮されていない。すなわち、撮像素子は、高温時には暗電流等の影響でノイズが増加する。一般的に暗電流は８°Ｃで約２倍になるといわれている。従って、高温時には撮像素子のノイズが増加するため、被写体輝度が同一で且つカメラのＡＥデータが同じであっても、常温時に比し被写体の判別しやすさが損なわれてしまう。例えば、同一被写体輝度の映像について、図６（ａ）に常温時、図６（ｂ）に高温時の映像例を示す。図６（ｂ）の例では、被写体が判別にしにくくなっている。
【００１２】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、広い温度領域において被写体の判別しやすさを損なうことなく撮影モードを切り換えることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の撮像装置は、撮像光学系により結像した被写体像を電気的映像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の温度を把握する把握手段と、被写体輝度を算出する算出手段と、前記撮像手段により得られた映像信号を、カラー映像で出力する第１のモードと白黒映像で出力する第２のモードとを択一的に切り換えていずれかの撮影モードで出力する出力手段と、前記把握手段により把握された前記撮像手段の温度に基づいて切り換え閾値を設定する設定手段と、前記算出手段により算出された被写体輝度と前記設定手段により設定された切り換え閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記出力手段における前記撮影モードを切り換えるよう制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、広い温度領域において被写体の判別しやすさを損なうことなく撮影モードを切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】デイモード時処理のフローチャートである。
【図３】ナイトモード時処理のフローチャートである。
【図４】切り換え閾値の設定例を示す図である。
【図５】切り換え閾値の設定例の変形例を示す図である。
【図６】常温時、高温時の同一被写体輝度の映像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、例えば、映像信号を出力するビデオカメラとして構成されるが、これに限られない。本撮像装置は、撮像レンズ（撮像光学系）１、ＩＲＣＦ２、撮像素子（撮像手段）３、ＡＤ変換部４、映像信号処理部（算出手段）５を備える。撮像素子３は、被写体像を電気的映像信号に変換するＣＣＤ個体撮像素子等でなるが、ＣＭＯＳセンサであってもよい。撮像レンズ１から入射した光は、撮像素子３の受光面上に結像する。撮像素子３で電気的映像信号に変換されて出力されたアナログ信号はＡＤ変換部４でデジタル信号に変換される。
【００１８】
映像信号処理部５は、ＡＤ変換部４から出力されたデジタル信号に、色変換、ＡＥ（自動露出）処理、ＷＢ（ホワイトバランス）処理、信号処理された映像の階調変換を行うγ処理等、諸々の画像処理を行う。そして、処理済みの映像信号を映像信号出力部（出力手段）６に出力する。映像信号処理部５はまた、撮影モードの判定に使用される被写体輝度情報Ｙを算出する。被写体輝度情報Ｙはシャッタスピード（以後、ＳＳ）、ＩＲＩＳ、ＡＧＣ及び画面輝度から算出される。映像信号出力部６は、カラー映像または白黒映像の出力を択一的に切り換えて、いずれかの映像を出力する。
【００１９】
映像信号出力部６において選択可能な撮影モードには「第１のモード」としてのデイモードと「第２のモード」としてのナイトモードとがある。デイモードは、映像信号処理部５から出力された映像信号をカラー映像で出力するモードである。ナイトモードは、映像信号処理部５から出力された映像信号を白黒映像で出力するモードである。
【００２０】
本撮像装置はまた、制御部（制御手段）７、切り換え閾値Ｔｈ設定部（設定手段）８、温度算出部（把握手段）９、ＩＲＣＦ制御部１０を備える。温度算出部９は、撮像素子３の温度を把握する。温度算出部９が撮像素子３の温度を把握するための機構は問わない。例えば、撮像素子３の温度を直接的に検出する温度センサを設け、当該温度センサの出力から撮像素子３の温度が把握されるようにしてもよい。あるいは、撮像素子３とは離間した位置（例えば、撮像レンズ１、不図示の基板、あるいは装置内面等）の温度を検出する温度センサを設けると共に、その温度センサの配設位置と撮像素子３の温度との差の相関関係を予め求めておく。そして、当該温度センサの検出値と上記相関関係とから、撮像素子３の温度を算出によって把握するようにしてもよい。
【００２１】
切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、後述するように、温度算出部９により把握された撮像素子３の温度に応じて切り換え閾値Ｔｈを算出する。制御部７は、映像信号処理部５で算出された被写体輝度情報Ｙと切り換え閾値Ｔｈ設定部８により設定された切り換え閾値Ｔｈとを比較し、その比較結果に基づいて、映像信号出力部６における撮影モードの判定を行う。そして、判定に従って、映像信号出力部６における撮影モードを切り換えるよう制御する。
【００２２】
ＩＲＣＦ２は、撮像素子３の前側位置に挿抜可能に構成される。ＩＲＣＦ制御部１０は、制御部７からの指示によりＩＲＣＦ２の挿抜を行う。撮影モードがデイモードの場合は、ＩＲＣＦ制御部１０は、ＩＲＣＦ２を光路（撮像素子３の前側）に挿入する。これにより、近赤外領域の光が通過することなく、映像としてはカラー映像が出力される。被写体輝度情報Ｙが小さくなって撮影モードがナイトモードとなると、撮像素子３が近赤外域にも感度を有することを利用し、ＩＲＣＦ制御部１０は、ＩＲＣＦ２を光路から抜く（撮像素子３の前側から外す）。これにより、近赤外領域の光が通過し、映像としては白黒映像が出力される。ＩＲＣＦ２を抜くことで、撮像素子３が近赤外域の光も受光するので、感度が向上する。
【００２３】
仮に、従来と同様に、被写体輝度情報Ｙがある閾値より高いとデイモード、低いとナイトモードが選択されるとする。しかし、撮像素子３のノイズは高温になるほど増加するため、固定的な閾値で撮影モードを切り換えたとしても、温度によって映像が大きく異なってしまう。例えば、図６（ａ）、（ｂ）に、それぞれ常温時、高温時の同一被写体輝度の映像を示す。デイモードで撮影している場合に、常温であれば図６（ａ）に示すように被写体の判別はできる映像となる。しかし、従来は、高温となっても被写体輝度情報Ｙが変化しない限りデイモードのままで撮影が続けられてしまうため、図６（ｂ）に示すような、被写体が判別できない映像になってしまう。
【００２４】
そこで、本実施の形態では、撮像素子３の温度に応じて切り換え閾値Ｔｈを設定し、被写体が判別できない映像状態にならないように撮影モードを切り換える。以降、このような撮影モードの切り換え制御の態様を説明する。
【００２５】
図２は、デイモード時処理、図３は、ナイトモード時処理のフローチャートである。図２のデイモード時処理は撮影モードがデイモードである最中に繰り返し実行され、図３のナイトモード時処理は撮影モードがナイトモードである最中に繰り返し実行される。
【００２６】
まず、デイモードからナイトモードへの切り換えについて説明する。図２のデイモード時処理において、まず、映像信号処理部５は、ＳＳ、ＩＲＩＳ、ＡＧＣ及び画面輝度から被写体輝度情報Ｙを算出する（ステップＳ２０１）。次に、温度算出部９は、撮像素子３の温度Ｔ（°Ｃ）を算出する（ステップＳ２０２）。次に、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度算出部９により算出された温度Ｔに応じて切り換え閾値Ｔｈ（ここでは後述する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ）を算出し、設定する（ステップＳ２０３）。すなわち、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、不図示の記憶部を備え、算出した第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを、制御部７が参照可能なように記憶部に保持する。
【００２７】
ここで、切り換え閾値Ｔｈは、「第１の閾値」としての第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎと「第２の閾値」としての第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄの２つに分けて設定される。第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎは、デイモードからナイトモードに切り換える際に用いられ、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄはナイトモードからデイモードに切り換える際に用いられる。デイモード時処理（図２）では第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ、ナイトモード時処理（図３）では第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄが設定される。図４（ａ）にその例を示す。
【００２８】
図４（ａ）は、切り換え閾値Ｔｈの設定例を示す図である。横軸に撮像素子３の温度Ｔ、縦軸に切り換え閾値Ｔｈの値をとる。切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、基準温度Ｔ０（°Ｃ）（例えば常温時）における第１の基準閾値ＴｈｄｎＢＳ、第１の係数Ｋｄｎを記憶している。第１の係数Ｋｄｎは、温度に対して現れる映像のノイズ感等から予め求められた係数である。本実施の形態では、第１の係数Ｋｄｎは定数とする。ステップＳ２０３において、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、下記数式１により第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを算出し、それを設定する。
【００２９】
［数１］
Ｔｈｄｎ＝ＴｈｄｎＢＳ＋Ｋｄｎ×（Ｔ−Ｔ０）
ただし、Ｔ≦Ｔ０の領域においては、一律にＴｈｄｎ＝ＴｈｄｎＢＳとする。これらにより、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎは、Ｔ≦Ｔ０の領域においては一定の値ＴｈｄｎＢＳとなり、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値となる。
【００３０】
次に、図２のステップＳ２０４では、制御部７は、ステップＳ２０１で算出された被写体輝度情報ＹとステップＳ２０３で設定された第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎとを比較し、Ｙ＜Ｔｈｄｎが成立するか否かを判別する。その判別の結果、Ｙ＜Ｔｈｄｎが成立する場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードをデイモードからナイトモードに切り換えるよう制御する（ステップＳ２０５）。その後本処理を終了させる。一方、前記ステップＳ２０４の判別の結果、Ｙ≧Ｔｈｄｎである場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードの切り換えを行うことなく本処理を終了させる。
【００３１】
次に、ナイトモードからデイモードへの切り換えについて説明する。図３のナイトモード時処理において、ステップＳ３０１、Ｓ３０２では、図２のステップＳ２０１、Ｓ２０２と同様の処理を実行する。
【００３２】
次に、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度算出部９により算出された温度Ｔに応じて第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを算出し、それを制御部７が参照可能なように記憶部に保持することで設定する（ステップＳ３０３）。切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、基準温度Ｔ０における第２の基準閾値ＴｈｎｄＢＳ、第２の係数Ｋｎｄを記憶している。第２の基準閾値ＴｈｎｄＢＳは、第１の基準閾値ＴｈｄｎＢＳよりも大きい。第２の係数Ｋｎｄは、温度に対して現れる映像のノイズ感等から予め求められた係数である。本実施の形態では、第２の係数Ｋｎｄは第１の係数Ｋｄｎより大きい定数とする。ステップＳ３０３において、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、下記数式２により第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを算出し、それを設定する。
【００３３】
［数２］
Ｔｈｎｄ＝ＴｈｎｄＢＳ＋Ｋｎｄ×（Ｔ−Ｔ０）
ただし、Ｔ≦Ｔ０の領域においては、一律にＴｈｎｄ＝ＴｈｎｄＢＳとする。これらにより、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄは、Ｔ≦Ｔ０の領域においては一定の値ＴｈｎｄＢＳとなり、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値となる。
【００３４】
次に、図３のステップＳ３０４では、制御部７は、ステップＳ３０１で算出された被写体輝度情報ＹとステップＳ３０３で設定された第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄとを比較し、Ｙ＞Ｔｈｎｄが成立するか否かを判別する。その判別の結果、Ｙ＞Ｔｈｎｄが成立する場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードをナイトモードからデイモードに切り換えるよう制御する（ステップＳ３０５）。その後本処理を終了させる。一方、前記ステップＳ３０４の判別の結果、Ｙ≦Ｔｈｎｄである場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードの切り換えを行うことなく本処理を終了させる。
【００３５】
切り換わり時の被写体輝度Ｙが異なり、ＡＧＣ等が異なっている場合があることから、図４（ａ）の例では、Ｋｄｎ＜Ｋｎｄとした。従って、Ｔ０＜Ｔの領域において、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄよりも第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの方が、傾きが大きくなっている。
【００３６】
また、ＴｈｄｎＢＳ＜ＴｈｎｄＢＳであり、常に、Ｔｈｄｎ≦Ｔｈｎｄとなっている。これにより、撮影モードの切り換えに関し、一定のヒステリシスが設けられ、切り換え制御のハンチングが防止されている。
【００３７】
図２、図３の処理によると、図４（ａ）に示すように、デイモード時には、被写体輝度情報Ｙが第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを下回るとナイトモードに切り換わる。一方、ナイトモード時には、被写体輝度情報Ｙが第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを超えるとデイモードに切り換わる。
【００３８】
本実施の形態によれば、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄは、いずれも、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値に設定される。これにより、高温になるほどナイトモードが選択されやすくなるので、高温になるほど暗電流等の影響で増加する撮像素子３のノイズを効果的に抑制することができる。よって、広い温度領域において被写体の判別しやすさを損なうことなく撮影モードを切り換えることができる。
【００３９】
また、同一の温度Ｔに対して、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎよりも第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄの方が高い値に設定されるので、切り換え制御のハンチングを防止することができる。
【００４０】
ところで、Ｔ≦Ｔ０の領域において第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎや第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを一定値とすることは必須でなく、上記数式１、２で算出された値をそのまま適用してもよい。その場合には例えば、基準温度Ｔ０を、常温よりも十分に低い温度に設定することで、Ｔ≦Ｔ０の領域においても閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの大小が逆転することがない。あるいは、ＴｈｄｎＢＳ＜ＴｈｎｄＢＳとし、且つ第１の係数Ｋｄｎ、第２の係数Ｋｎｄを同一の値としてもよい。そのようにすれば、図４（ｂ）に示すように、閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの傾きが同じとなり、Ｔ≦Ｔ０の領域においても閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの大小が逆転することがない。
【００４１】
ところで、基準温度Ｔ０を常温よりも十分に低い温度に設定した場合、Ｔ０＜Ｔの領域における撮影モードの切り換え制御のヒステリシスを、主に係数Ｋｄｎ、Ｋｎｄの値の差異によって設けるようにしてもよい。その場合は、仮に、ＴｈｄｎＢＳ＝ＴｈｎｄＢＳとしたとしても、実質的にヒステリシスを設けることは可能である。
【００４２】
なお、本実施の形態では、実質的には、切り換え閾値Ｔｈを、撮像素子３の温度Ｔと基準温度Ｔ０との温度差（Ｔ−Ｔ０）に応じて設定したが（図４（ａ））、温度Ｔの値に応じて設定するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態では、係数Ｋｄｎ、Ｋｎｄを固定値とし、切り換え閾値Ｔｈは、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度差（Ｔ−Ｔ０）に比例したが、これに限られない。図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、各種の変形例が考えられる。
【００４４】
図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、温度Ｔに対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの設定例を示す。図５（ｂ）、（ｄ）は、それぞれ図５（ａ）、（ｃ）に対応する第１の係数Ｋｄｎの設定例を示す。図５（ａ）〜（ｅ）に示す変形例では、代表として、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ及び第１の係数Ｋｄｎの設定例を図示するが、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄ及び第２の係数Ｋｎｄについても同様に考えることができる。これらの変形例では、Ｔ０＜Ｔの領域においてのみ図示している。ただし、Ｔ≦Ｔ０の領域における閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの設定の態様については、図４（ａ）で説明したのと同様に、一定値とする態様、あるいは上記数式１、２で算出された値をそのまま適用する態様をとることができる。
【００４５】
回路系等の影響で、映像において高温時にのみ特にノイズ変化が多く、低温時にはノイズ変化が小さいことがある。その場合には、切り換え閾値Ｔｈを低温時に比べ高温時に大きく変化させることで対応できる。このような例を図５（ａ）に示す。図５（ｂ）に示すように、基準温度Ｔ０より高い所定温度Ｔｘを境に第１の係数Ｋｄｎを切り換える。Ｔ≦ＴｘではＫｄｎ＝Ｋ１、Ｔｘ＜ＴではＫｄｎ＝Ｋ２に設定する。Ｋ１＜Ｋ２であり、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの算出は上記数式１によってなされる。
【００４６】
これによると、図５（ａ）に示すように、温度Ｔが所定温度Ｔｘより高い領域では所定温度Ｔｘより低い領域に比べ、温度Ｔの変化に対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの変化の度合いが大きくなる。これにより、所定温度Ｔｘより高い高温時にノイズを効果的に抑制することができる。所定温度Ｔｘは、ノイズが急に大きくなるような温度の変化点に設定するのがよい。
【００４７】
また、ノイズの表れが、温度差（Ｔ−Ｔ０）によって変化するような場合には、温度差（Ｔ−Ｔ０）乃至温度Ｔにより第１の係数Ｋｄｎを変化させてもよい。例えば、図５（ｄ）に示すように、基準温度Ｔ０以上において、温度Ｔが高いほど、第１の係数Ｋｄｎを大きい値に設定する。例えば、第１の係数Ｋｄｎは、Ｋｄｎ＝Ａ×Ｔ（Ａは定数）なる式によって設定される。第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの算出は上記数式１によってなされる。
【００４８】
これによると、図５（ｃ）に示すように、基準温度Ｔ０以上の領域において、温度Ｔが高いほど、温度Ｔの変化に対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの変化の度合いが大きくなる。従って、高温となるほどノイズを効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、一般的に暗電流は、８°Ｃの温度上昇で約２倍になるといわれている。そのため、温度差（Ｔ−Ｔ０）が８°Ｃ増加したことに応じて、切り換え閾値Ｔｈの増加量が２倍になるように設定してもよい。例えば、図５（ｅ）に示すように、基準温度Ｔ０以上の領域において、温度Ｔがある温度から８°Ｃ増加することに対して第１の切り換え閾値ＴｈｄｎがＮ１だけ増加する。温度Ｔがそこからさらに８°Ｃ増加することに対して第１の切り換え閾値ＴｈｄｎがＮ２だけ増加する。温度Ｔがそこからさらに８°Ｃ増加することに対して第１の切り換え閾値ＴｈｄｎがＮ３だけ増加する。このとき、変化量Ｎ２は変化量Ｎ１の２倍、変化量Ｎ３は変化量Ｎ２の２倍となるように第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎが設定される。
【００５０】
つまり、少なくとも基準温度Ｔ０以上の領域において、温度Ｔの８°Ｃの変化に対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの変化の量（増加量）が、温度Ｔが８°Ｃだけ増加する毎に２倍となるようになっている。これは、例えば、下記数式３によって実現される。Ｂは定数である。第１の係数Ｋｄｎは用いない。
【００５１】
［数３］
Ｔｈｄｎ＝ＴｈｄｎＢＳ＋Ｂ×２（Ｔ−Ｔ０）／８
図５（ｅ）の例によれば、温度上昇によって大きくなる暗電流による影響を考慮してノイズを効果的に抑制することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、感度アップを図るため、ＩＲＣＦ制御部１０を設けてＩＲＣＦ２の挿抜を制御可能に構成した。しかし、高温でのノイズを抑制して被写体の判別しやすさを確保する観点に限れば、ＩＲＣＦ２の挿抜を行う機構は必須でない。
【００５３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ 撮像レンズ
３ 撮像素子
５ 映像信号処理部
６ 映像信号出力部
７ 制御部
８ 切り換え閾値Ｔｈ設定部
９ 温度算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像手段により得られた映像信号を、撮影モードを切り換えてカラー映像または白黒映像で出力することが可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置は一般に、入射光を結像するレンズと、レンズにより結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子から得られた電気信号に対し信号処理を施すことにより映像信号を得る信号処理手段とを有している。
【０００３】
通常、撮像素子としてＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサを一枚だけ備えて撮像装置を構成する場合、すなわち、単板式のセンサとして構成する場合は、色分解を行う色フィルタとして、画素ごとに異なる色のものがセンサ上に設けられる。
【０００４】
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色信号を得るには、それぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応する光の帯域を透過させるＲ、Ｇ、Ｂの原色フィルタを用いる場合と、マジェンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、Ｇの補色フィルタを用いる場合とがある。上記のいずれの色フィルタも染料もしくは顔料を用いて目的の色を透過させるようにその分光透過特性が設計されているが、近赤外領域でも一定の透過率を有する。
【０００５】
また、撮像素子の光電変換部は主にシリコン（Ｓｉ）等の半導体で構成されているため、光電変換部の分光感度特性は波長の長い近赤外光まで感度を有している。従って、色フィルタが設けられた撮像素子から得られた信号は近赤外領域の光線にも反応している。
【０００６】
一方、人間の色に対する感度特性である色覚特性及び明るさに対する感度特性である比視感度特性については、その感度波長は、可視域といわれる３８０ｎｍから７８０ｎｍまでである。従って、７００ｎｍより長波長域ではほとんど感度を有さない。そこで、撮像装置の色再現性を人間の色覚特性に適切に合わせるためには、撮像素子の前に近赤外領域の光線を通過させない視感度補正用の赤外光除去フィルタ（以後、「ＩＲＣＦ」と記す）を設ける必要があった。
【０００７】
従来、被写体輝度が低下した場合、感度が足りずノイズが増加し、被写体が判別しにくくなってしまう。そのため、ＩＲＣＦを光路から除去し、近赤外領域の光線を通過させ、感度アップを行う撮影モードが存在する。この撮影モードとしては、カラー映像を出力するデイモードと、白黒映像を出力するナイトモードとがある。近赤外領域の光線を通過させると色バランスが崩れるため、デイモードからナイトモードに撮影モードを切り換える。デイモード、ナイトモードの切り換えを自動で行う機能もあり、これはオートデイナイト（以後、「ＡＤＮ」と記す）と呼ばれる。
【０００８】
カラー映像（デイモード）から白黒映像（ナイトモード）への切り換えは、被写体の輝度を用いて行われる。被写体輝度は、カメラのＡＥデータ（シャッタスピード、ＩＲＩＳ（絞り）、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）、画面輝度）に基づき決定される。被写体輝度と予め設定された撮影モードの切り換え閾値Ｔｈとを比較し、被写体輝度が切り換え閾値Ｔｈ以下の場合、撮影モードをナイトモードにする。さらに、バリフォーカルレンズにおいてＩＲＣＦの挿抜機構がないレンズ機構を備えたものでは、ＩＲＣＦの挿抜をすることなく、撮影モードの切り換えにおいて、単に出力する映像をカラー映像から白黒映像に切り換えるだけの撮像装置もある。これは、感度は上がらないが、カラー成分にのるノイズが除去できるからである。
【０００９】
このように、なるべくカラー映像（デイモード）で撮影するが、照度が低下してノイズが多くなり、被写体の判別ができないようになるとナイトモードにして、感度のアップを行うというのが、基本的なＡＤＮの考え方である。例えば、下記特許文献１の撮像装置では、入射光量に応じて撮影モードを切り換えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１２０２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１の撮像装置では、撮影モードの切り換えにおいて、被写体のノイズ感等は考慮されていない。すなわち、撮像素子は、高温時には暗電流等の影響でノイズが増加する。一般的に暗電流は８°Ｃで約２倍になるといわれている。従って、高温時には撮像素子のノイズが増加するため、被写体輝度が同一で且つカメラのＡＥデータが同じであっても、常温時に比し被写体の判別しやすさが損なわれてしまう。例えば、同一被写体輝度の映像について、図６（ａ）に常温時、図６（ｂ）に高温時の映像例を示す。図６（ｂ）の例では、被写体が判別にしにくくなっている。
【００１２】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、広い温度領域において被写体の判別しやすさを損なうことなく撮影モードを切り換えることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の撮像装置は、撮像光学系により結像した被写体像を電気的映像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の温度を把握する把握手段と、被写体輝度を算出する算出手段と、前記撮像手段により得られた映像信号を、カラー映像で出力する第１のモードと白黒映像で出力する第２のモードとを択一的に切り換えていずれかの撮影モードで出力する出力手段と、前記把握手段により把握された前記撮像手段の温度に基づいて切り換え閾値を設定する設定手段と、前記算出手段により算出された被写体輝度と前記設定手段により設定された切り換え閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記出力手段における前記撮影モードを切り換えるよう制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、広い温度領域において被写体の判別しやすさを損なうことなく撮影モードを切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】デイモード時処理のフローチャートである。
【図３】ナイトモード時処理のフローチャートである。
【図４】切り換え閾値の設定例を示す図である。
【図５】切り換え閾値の設定例の変形例を示す図である。
【図６】常温時、高温時の同一被写体輝度の映像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、例えば、映像信号を出力するビデオカメラとして構成されるが、これに限られない。本撮像装置は、撮像レンズ（撮像光学系）１、ＩＲＣＦ２、撮像素子（撮像手段）３、ＡＤ変換部４、映像信号処理部（算出手段）５を備える。撮像素子３は、被写体像を電気的映像信号に変換するＣＣＤ個体撮像素子等でなるが、ＣＭＯＳセンサであってもよい。撮像レンズ１から入射した光は、撮像素子３の受光面上に結像する。撮像素子３で電気的映像信号に変換されて出力されたアナログ信号はＡＤ変換部４でデジタル信号に変換される。
【００１８】
映像信号処理部５は、ＡＤ変換部４から出力されたデジタル信号に、色変換、ＡＥ（自動露出）処理、ＷＢ（ホワイトバランス）処理、信号処理された映像の階調変換を行うγ処理等、諸々の画像処理を行う。そして、処理済みの映像信号を映像信号出力部（出力手段）６に出力する。映像信号処理部５はまた、撮影モードの判定に使用される被写体輝度情報Ｙを算出する。被写体輝度情報Ｙはシャッタスピード（以後、ＳＳ）、ＩＲＩＳ、ＡＧＣ及び画面輝度から算出される。映像信号出力部６は、カラー映像または白黒映像の出力を択一的に切り換えて、いずれかの映像を出力する。
【００１９】
映像信号出力部６において選択可能な撮影モードには「第１のモード」としてのデイモードと「第２のモード」としてのナイトモードとがある。デイモードは、映像信号処理部５から出力された映像信号をカラー映像で出力するモードである。ナイトモードは、映像信号処理部５から出力された映像信号を白黒映像で出力するモードである。
【００２０】
本撮像装置はまた、制御部（制御手段）７、切り換え閾値Ｔｈ設定部（設定手段）８、温度算出部（把握手段）９、ＩＲＣＦ制御部１０を備える。温度算出部９は、撮像素子３の温度を把握する。温度算出部９が撮像素子３の温度を把握するための機構は問わない。例えば、撮像素子３の温度を直接的に検出する温度センサを設け、当該温度センサの出力から撮像素子３の温度が把握されるようにしてもよい。あるいは、撮像素子３とは離間した位置（例えば、撮像レンズ１、不図示の基板、あるいは装置内面等）の温度を検出する温度センサを設けると共に、その温度センサの配設位置と撮像素子３の温度との差の相関関係を予め求めておく。そして、当該温度センサの検出値と上記相関関係とから、撮像素子３の温度を算出によって把握するようにしてもよい。
【００２１】
切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、後述するように、温度算出部９により把握された撮像素子３の温度に応じて切り換え閾値Ｔｈを算出する。制御部７は、映像信号処理部５で算出された被写体輝度情報Ｙと切り換え閾値Ｔｈ設定部８により設定された切り換え閾値Ｔｈとを比較し、その比較結果に基づいて、映像信号出力部６における撮影モードの判定を行う。そして、判定に従って、映像信号出力部６における撮影モードを切り換えるよう制御する。
【００２２】
ＩＲＣＦ２は、撮像素子３の前側位置に挿抜可能に構成される。ＩＲＣＦ制御部１０は、制御部７からの指示によりＩＲＣＦ２の挿抜を行う。撮影モードがデイモードの場合は、ＩＲＣＦ制御部１０は、ＩＲＣＦ２を光路（撮像素子３の前側）に挿入する。これにより、近赤外領域の光が通過することなく、映像としてはカラー映像が出力される。被写体輝度情報Ｙが小さくなって撮影モードがナイトモードとなると、撮像素子３が近赤外域にも感度を有することを利用し、ＩＲＣＦ制御部１０は、ＩＲＣＦ２を光路から抜く（撮像素子３の前側から外す）。これにより、近赤外領域の光が通過し、映像としては白黒映像が出力される。ＩＲＣＦ２を抜くことで、撮像素子３が近赤外域の光も受光するので、感度が向上する。
【００２３】
仮に、従来と同様に、被写体輝度情報Ｙがある閾値より高いとデイモード、低いとナイトモードが選択されるとする。しかし、撮像素子３のノイズは高温になるほど増加するため、固定的な閾値で撮影モードを切り換えたとしても、温度によって映像が大きく異なってしまう。例えば、図６（ａ）、（ｂ）に、それぞれ常温時、高温時の同一被写体輝度の映像を示す。デイモードで撮影している場合に、常温であれば図６（ａ）に示すように被写体の判別はできる映像となる。しかし、従来は、高温となっても被写体輝度情報Ｙが変化しない限りデイモードのままで撮影が続けられてしまうため、図６（ｂ）に示すような、被写体が判別できない映像になってしまう。
【００２４】
そこで、本実施の形態では、撮像素子３の温度に応じて切り換え閾値Ｔｈを設定し、被写体が判別できない映像状態にならないように撮影モードを切り換える。以降、このような撮影モードの切り換え制御の態様を説明する。
【００２５】
図２は、デイモード時処理、図３は、ナイトモード時処理のフローチャートである。図２のデイモード時処理は撮影モードがデイモードである最中に繰り返し実行され、図３のナイトモード時処理は撮影モードがナイトモードである最中に繰り返し実行される。
【００２６】
まず、デイモードからナイトモードへの切り換えについて説明する。図２のデイモード時処理において、まず、映像信号処理部５は、ＳＳ、ＩＲＩＳ、ＡＧＣ及び画面輝度から被写体輝度情報Ｙを算出する（ステップＳ２０１）。次に、温度算出部９は、撮像素子３の温度Ｔ（°Ｃ）を算出する（ステップＳ２０２）。次に、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度算出部９により算出された温度Ｔに応じて切り換え閾値Ｔｈ（ここでは後述する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ）を算出し、設定する（ステップＳ２０３）。すなわち、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、不図示の記憶部を備え、算出した第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを、制御部７が参照可能なように記憶部に保持する。
【００２７】
ここで、切り換え閾値Ｔｈは、「第１の閾値」としての第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎと「第２の閾値」としての第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄの２つに分けて設定される。第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎは、デイモードからナイトモードに切り換える際に用いられ、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄはナイトモードからデイモードに切り換える際に用いられる。デイモード時処理（図２）では第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ、ナイトモード時処理（図３）では第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄが設定される。図４（ａ）にその例を示す。
【００２８】
図４（ａ）は、切り換え閾値Ｔｈの設定例を示す図である。横軸に撮像素子３の温度Ｔ、縦軸に切り換え閾値Ｔｈの値をとる。切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、基準温度Ｔ０（°Ｃ）（例えば常温時）における第１の基準閾値ＴｈｄｎＢＳ、第１の係数Ｋｄｎを記憶している。第１の係数Ｋｄｎは、温度に対して現れる映像のノイズ感等から予め求められた係数である。本実施の形態では、第１の係数Ｋｄｎは定数とする。ステップＳ２０３において、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、下記数式１により第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを算出し、それを設定する。
【００２９】
［数１］
Ｔｈｄｎ＝ＴｈｄｎＢＳ＋Ｋｄｎ×（Ｔ−Ｔ０）
ただし、Ｔ≦Ｔ０の領域においては、一律にＴｈｄｎ＝ＴｈｄｎＢＳとする。これらにより、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎは、Ｔ≦Ｔ０の領域においては一定の値ＴｈｄｎＢＳとなり、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値となる。
【００３０】
次に、図２のステップＳ２０４では、制御部７は、ステップＳ２０１で算出された被写体輝度情報ＹとステップＳ２０３で設定された第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎとを比較し、Ｙ＜Ｔｈｄｎが成立するか否かを判別する。その判別の結果、Ｙ＜Ｔｈｄｎが成立する場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードをデイモードからナイトモードに切り換えるよう制御する（ステップＳ２０５）。その後本処理を終了させる。一方、前記ステップＳ２０４の判別の結果、Ｙ≧Ｔｈｄｎである場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードの切り換えを行うことなく本処理を終了させる。
【００３１】
次に、ナイトモードからデイモードへの切り換えについて説明する。図３のナイトモード時処理において、ステップＳ３０１、Ｓ３０２では、図２のステップＳ２０１、Ｓ２０２と同様の処理を実行する。
【００３２】
次に、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、温度算出部９により算出された温度Ｔに応じて第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを算出し、それを制御部７が参照可能なように記憶部に保持することで設定する（ステップＳ３０３）。切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、基準温度Ｔ０における第２の基準閾値ＴｈｎｄＢＳ、第２の係数Ｋｎｄを記憶している。第２の基準閾値ＴｈｎｄＢＳは、第１の基準閾値ＴｈｄｎＢＳよりも大きい。第２の係数Ｋｎｄは、温度に対して現れる映像のノイズ感等から予め求められた係数である。本実施の形態では、第２の係数Ｋｎｄは第１の係数Ｋｄｎより大きい定数とする。ステップＳ３０３において、切り換え閾値Ｔｈ設定部８は、下記数式２により第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを算出し、それを設定する。
【００３３】
［数２］
Ｔｈｎｄ＝ＴｈｎｄＢＳ＋Ｋｎｄ×（Ｔ−Ｔ０）
ただし、Ｔ≦Ｔ０の領域においては、一律にＴｈｎｄ＝ＴｈｎｄＢＳとする。これらにより、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄは、Ｔ≦Ｔ０の領域においては一定の値ＴｈｎｄＢＳとなり、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値となる。
【００３４】
次に、図３のステップＳ３０４では、制御部７は、ステップＳ３０１で算出された被写体輝度情報ＹとステップＳ３０３で設定された第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄとを比較し、Ｙ＞Ｔｈｎｄが成立するか否かを判別する。その判別の結果、Ｙ＞Ｔｈｎｄが成立する場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードをナイトモードからデイモードに切り換えるよう制御する（ステップＳ３０５）。その後本処理を終了させる。一方、前記ステップＳ３０４の判別の結果、Ｙ≦Ｔｈｎｄである場合は、制御部７は、映像信号出力部６における撮影モードの切り換えを行うことなく本処理を終了させる。
【００３５】
切り換わり時の被写体輝度Ｙが異なり、ＡＧＣ等が異なっている場合があることから、図４（ａ）の例では、Ｋｄｎ＜Ｋｎｄとした。従って、Ｔ０＜Ｔの領域において、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄよりも第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの方が、傾きが大きくなっている。
【００３６】
また、ＴｈｄｎＢＳ＜ＴｈｎｄＢＳであり、常に、Ｔｈｄｎ≦Ｔｈｎｄとなっている。これにより、撮影モードの切り換えに関し、一定のヒステリシスが設けられ、切り換え制御のハンチングが防止されている。
【００３７】
図２、図３の処理によると、図４（ａ）に示すように、デイモード時には、被写体輝度情報Ｙが第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎを下回るとナイトモードに切り換わる。一方、ナイトモード時には、被写体輝度情報Ｙが第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを超えるとデイモードに切り換わる。
【００３８】
本実施の形態によれば、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄは、いずれも、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度Ｔが高いほど高い値に設定される。これにより、高温になるほどナイトモードが選択されやすくなるので、高温になるほど暗電流等の影響で増加する撮像素子３のノイズを効果的に抑制することができる。よって、広い温度領域において被写体の判別しやすさを損なうことなく撮影モードを切り換えることができる。
【００３９】
また、同一の温度Ｔに対して、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎよりも第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄの方が高い値に設定されるので、切り換え制御のハンチングを防止することができる。
【００４０】
ところで、Ｔ≦Ｔ０の領域において第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎや第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄを一定値とすることは必須でなく、上記数式１、２で算出された値をそのまま適用してもよい。その場合には例えば、基準温度Ｔ０を、常温よりも十分に低い温度に設定することで、Ｔ≦Ｔ０の領域においても閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの大小が逆転することがない。あるいは、ＴｈｄｎＢＳ＜ＴｈｎｄＢＳとし、且つ第１の係数Ｋｄｎ、第２の係数Ｋｎｄを同一の値としてもよい。そのようにすれば、図４（ｂ）に示すように、閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの傾きが同じとなり、Ｔ≦Ｔ０の領域においても閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの大小が逆転することがない。
【００４１】
ところで、基準温度Ｔ０を常温よりも十分に低い温度に設定した場合、Ｔ０＜Ｔの領域における撮影モードの切り換え制御のヒステリシスを、主に係数Ｋｄｎ、Ｋｎｄの値の差異によって設けるようにしてもよい。その場合は、仮に、ＴｈｄｎＢＳ＝ＴｈｎｄＢＳとしたとしても、実質的にヒステリシスを設けることは可能である。
【００４２】
なお、本実施の形態では、実質的には、切り換え閾値Ｔｈを、撮像素子３の温度Ｔと基準温度Ｔ０との温度差（Ｔ−Ｔ０）に応じて設定したが（図４（ａ））、温度Ｔの値に応じて設定するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態では、係数Ｋｄｎ、Ｋｎｄを固定値とし、切り換え閾値Ｔｈは、Ｔ０＜Ｔの領域においては温度差（Ｔ−Ｔ０）に比例したが、これに限られない。図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、各種の変形例が考えられる。
【００４４】
図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、温度Ｔに対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの設定例を示す。図５（ｂ）、（ｄ）は、それぞれ図５（ａ）、（ｃ）に対応する第１の係数Ｋｄｎの設定例を示す。図５（ａ）〜（ｅ）に示す変形例では、代表として、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎ及び第１の係数Ｋｄｎの設定例を図示するが、第２の切り換え閾値Ｔｈｎｄ及び第２の係数Ｋｎｄについても同様に考えることができる。これらの変形例では、Ｔ０＜Ｔの領域においてのみ図示している。ただし、Ｔ≦Ｔ０の領域における閾値Ｔｈｄｎ、Ｔｈｎｄの設定の態様については、図４（ａ）で説明したのと同様に、一定値とする態様、あるいは上記数式１、２で算出された値をそのまま適用する態様をとることができる。
【００４５】
回路系等の影響で、映像において高温時にのみ特にノイズ変化が多く、低温時にはノイズ変化が小さいことがある。その場合には、切り換え閾値Ｔｈを低温時に比べ高温時に大きく変化させることで対応できる。このような例を図５（ａ）に示す。図５（ｂ）に示すように、基準温度Ｔ０より高い所定温度Ｔｘを境に第１の係数Ｋｄｎを切り換える。Ｔ≦ＴｘではＫｄｎ＝Ｋ１、Ｔｘ＜ＴではＫｄｎ＝Ｋ２に設定する。Ｋ１＜Ｋ２であり、第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの算出は上記数式１によってなされる。
【００４６】
これによると、図５（ａ）に示すように、温度Ｔが所定温度Ｔｘより高い領域では所定温度Ｔｘより低い領域に比べ、温度Ｔの変化に対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの変化の度合いが大きくなる。これにより、所定温度Ｔｘより高い高温時にノイズを効果的に抑制することができる。所定温度Ｔｘは、ノイズが急に大きくなるような温度の変化点に設定するのがよい。
【００４７】
また、ノイズの表れが、温度差（Ｔ−Ｔ０）によって変化するような場合には、温度差（Ｔ−Ｔ０）乃至温度Ｔにより第１の係数Ｋｄｎを変化させてもよい。例えば、図５（ｄ）に示すように、基準温度Ｔ０以上において、温度Ｔが高いほど、第１の係数Ｋｄｎを大きい値に設定する。例えば、第１の係数Ｋｄｎは、Ｋｄｎ＝Ａ×Ｔ（Ａは定数）なる式によって設定される。第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの算出は上記数式１によってなされる。
【００４８】
これによると、図５（ｃ）に示すように、基準温度Ｔ０以上の領域において、温度Ｔが高いほど、温度Ｔの変化に対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの変化の度合いが大きくなる。従って、高温となるほどノイズを効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、一般的に暗電流は、８°Ｃの温度上昇で約２倍になるといわれている。そのため、温度差（Ｔ−Ｔ０）が８°Ｃ増加したことに応じて、切り換え閾値Ｔｈの増加量が２倍になるように設定してもよい。例えば、図５（ｅ）に示すように、基準温度Ｔ０以上の領域において、温度Ｔがある温度から８°Ｃ増加することに対して第１の切り換え閾値ＴｈｄｎがＮ１だけ増加する。温度Ｔがそこからさらに８°Ｃ増加することに対して第１の切り換え閾値ＴｈｄｎがＮ２だけ増加する。温度Ｔがそこからさらに８°Ｃ増加することに対して第１の切り換え閾値ＴｈｄｎがＮ３だけ増加する。このとき、変化量Ｎ２は変化量Ｎ１の２倍、変化量Ｎ３は変化量Ｎ２の２倍となるように第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎが設定される。
【００５０】
つまり、少なくとも基準温度Ｔ０以上の領域において、温度Ｔの８°Ｃの変化に対する第１の切り換え閾値Ｔｈｄｎの変化の量（増加量）が、温度Ｔが８°Ｃだけ増加する毎に２倍となるようになっている。これは、例えば、下記数式３によって実現される。Ｂは定数である。第１の係数Ｋｄｎは用いない。
【００５１】
［数３］
Ｔｈｄｎ＝ＴｈｄｎＢＳ＋Ｂ×２（Ｔ−Ｔ０）／８
図５（ｅ）の例によれば、温度上昇によって大きくなる暗電流による影響を考慮してノイズを効果的に抑制することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、感度アップを図るため、ＩＲＣＦ制御部１０を設けてＩＲＣＦ２の挿抜を制御可能に構成した。しかし、高温でのノイズを抑制して被写体の判別しやすさを確保する観点に限れば、ＩＲＣＦ２の挿抜を行う機構は必須でない。
【００５３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ 撮像レンズ
３ 撮像素子
５ 映像信号処理部
６ 映像信号出力部
７ 制御部
８ 切り換え閾値Ｔｈ設定部
９ 温度算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系により結像した被写体像を電気的映像信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の温度を把握する把握手段と、
被写体輝度を算出する算出手段と、
前記撮像手段により得られた映像信号を、カラー映像で出力する第１のモードと白黒映像で出力する第２のモードとを択一的に切り換えていずれかの撮影モードで出力する出力手段と、
前記把握手段により把握された前記撮像手段の温度に基づいて切り換え閾値を設定する設定手段と、
前記算出手段により算出された被写体輝度と前記設定手段により設定された切り換え閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記出力手段における前記撮影モードを切り換えるよう制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記撮影モードが前記第１のモードであるときに前記算出された被写体輝度が前記設定された切り換え閾値を下回ると前記出力手段における前記撮影モードを前記第２のモードに切り換えると共に、前記撮影モードが前記第２のモードであるときに前記算出された被写体輝度が前記設定された切り換え閾値を超えると前記出力手段における前記撮影モードを前記第１のモードに切り換えるよう制御し、前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が基準温度より高い場合において、前記把握された前記撮像手段の温度が高いほど前記切り換え閾値を高い値に設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が前記基準温度より高い場合において、前記把握された前記撮像手段の温度が高いほど、該温度の変化に対する前記切り換え閾値の変化の度合いが大きくなるように該切り換え閾値を設定することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が前記基準温度より高い場合において、前記把握された前記撮像手段の温度の８°Ｃの変化に対する前記切り換え閾値の変化の量が、前記把握された前記撮像手段の温度が８°Ｃだけ増加する毎に２倍となるように前記切り換え閾値を設定することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が前記基準温度より高い場合において、前記基準温度より高い所定温度に対して、前記把握された前記撮像手段の温度がより高い領域ではより低い領域に比べ、前記把握された前記撮像手段の温度の変化に対する前記切り換え閾値の変化の度合いが大きくなるように該切り換え閾値を設定することを特徴とする請求項２または３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記切り換え閾値を、前記撮影モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り換える際に用いる第１の閾値と、前記撮影モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り換える際に用いる第２の閾値とに分けて設定し、前記把握された前記撮像手段の同一の温度に対して、前記第１の閾値よりも前記第２の閾値の方を高い値に設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１】
撮像光学系により結像した被写体像を電気的映像信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の温度を把握する把握手段と、
被写体輝度を算出する算出手段と、
前記撮像手段により得られた映像信号を、カラー映像で出力する第１のモードと白黒映像で出力する第２のモードとを択一的に切り換えていずれかの撮影モードで出力する出力手段と、
前記把握手段により把握された前記撮像手段の温度に基づいて切り換え閾値を設定する設定手段と、
前記算出手段により算出された被写体輝度と前記設定手段により設定された切り換え閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記出力手段における前記撮影モードを切り換えるよう制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記撮影モードが前記第１のモードであるときに前記算出された被写体輝度が前記設定された切り換え閾値を下回ると前記出力手段における前記撮影モードを前記第２のモードに切り換えると共に、前記撮影モードが前記第２のモードであるときに前記算出された被写体輝度が前記設定された切り換え閾値を超えると前記出力手段における前記撮影モードを前記第１のモードに切り換えるよう制御し、前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が基準温度より高い場合において、前記把握された前記撮像手段の温度が高いほど前記切り換え閾値を高い値に設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が前記基準温度より高い場合において、前記把握された前記撮像手段の温度が高いほど、該温度の変化に対する前記切り換え閾値の変化の度合いが大きくなるように該切り換え閾値を設定することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が前記基準温度より高い場合において、前記把握された前記撮像手段の温度の８°Ｃの変化に対する前記切り換え閾値の変化の量が、前記把握された前記撮像手段の温度が８°Ｃだけ増加する毎に２倍となるように前記切り換え閾値を設定することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記設定手段は、少なくとも前記把握された前記撮像手段の温度が前記基準温度より高い場合において、前記基準温度より高い所定温度に対して、前記把握された前記撮像手段の温度がより高い領域ではより低い領域に比べ、前記把握された前記撮像手段の温度の変化に対する前記切り換え閾値の変化の度合いが大きくなるように該切り換え閾値を設定することを特徴とする請求項２または３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記切り換え閾値を、前記撮影モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り換える際に用いる第１の閾値と、前記撮影モードを前記第２のモードから前記第１のモードに切り換える際に用いる第２の閾値とに分けて設定し、前記把握された前記撮像手段の同一の温度に対して、前記第１の閾値よりも前記第２の閾値の方を高い値に設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０１６１（Ｐ２０１２−１０１６１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４５１８５（Ｐ２０１０−１４５１８５）
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２５日（２０１０．６．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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