JP2002320139A - カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 夜間照明で来客に不快感を持たせず、かつ薄
暮時及び白熱球による照明下で昼間と同等の自然な色再
現性がある画像が得られる、近赤外ＬＥＤを夜間の照明
用光源とするカメラ装置を安価に提供する。 【解決手段】 金属と有機化合物から生成される金属錯
化合物を有する近赤外光カット材料と合成樹脂材料とで
形成され、波長が概略６５０ｎｍ〜８００ｎｍの光を選
択的に透過させない光学素子３を、被写体７と撮像手段
４と間に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近赤外領域まで感
度を有するカラービデオカメラを用いたカメラ装置に関
し、特に波長が概略６５０ｎｍ〜８００ｎｍの光に対し
て選択的に低い透過率を有する光学素子を具備したカメ
ラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の第１のカメラ装置について、図５
のブロック図を参照しつつ説明する。図５において、従
来の第１のカメラ装置では、概略６５０ｎｍ以上の波長
の光線を透過させない特性を有する近赤外カットフィル
タ１０を、ＣＣＤ ４のセルサイズにより決定されるカ
ットオフ空間周波数以上の周波数成分を減衰させる、い
わゆる色モアレ低減作用を有する光学ローパスフィルタ
２と張り合わせて集光レンズ１と撮像素子４の間に配置
していた。これは、概略７００ｎｍ以上の長い波長の近
赤外光を除去して、前記近赤外光による露光過多を防止
し、かつ良好な色再現性を実現するためである。また、
この従来の第１のカメラ装置においては、夜間に可視光
ＬＥＤで被写体の照明を行ってカラー画像をモニターし
ている。すなわち、従来の第１のカメラ装置は昼夜間と
もにカラー画像をモニターできるよう構成されている。

【０００３】ところが、従来の第１のカメラ装置は、可
視光ＬＥＤを夜間照明として用いるため、来客には眩し
く、かつ不快感を与える畏れがあった。このことにより
その様な装置の使用者自身が来客に対して失礼であると
感じていた。また、来客が眩しく感じないように光源に
散光手段を用いた場合、照明光が周辺に散乱するので必
要な照度が得られないという問題があった。

【０００４】そこで、図６に示す従来の第２のタイプの
カメラ装置として、昼間をカラー画像で、夜間を赤外線
照明によるモノクロ画像でそれぞれ撮影するよう構成さ
れたものがある。そのような第２の従来例のカメラ装置
においては、夜間の照明用光源として８００〜１０００
ｎｍの範囲内に波長のピークを持つ近赤外ＬＥＤ ５を
用いている。この場合、従来の第１のタイプのカメラ装
置に用いる図５の近赤外カットフィルタ１０は、概略６
５０ｎｍ以上の波長の光線を透過させないため、この第
２のタイプのカメラ装置における照明用光源の近赤外Ｌ
ＥＤ ５に対しては不適当である。また、第２の従来の
カメラ装置から単に図５の近赤外カットフィルタ１０を
除いただけでは、撮像素子４が有効な感度を有する波長
６５０〜８００ｎｍの近赤外光による露光過多現象の結
果、薄暮時及び白熱球による照明下では自然な色再現が
できないという問題があった。

【０００５】その問題を解決するために、特開平１０−
１０８２０６号公報に開示されている図６に示すような
カメラ装置が提案されている。この図６のカメラ装置に
おいては、概略６５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光線の
透過率を低くした、いわゆるバンドストップフィルタ
（以下、このように所定の波長帯域の光の透過率を低く
した透過特性を有するフィルタをバンドストップフィル
タという。）の特性を持った光学薄膜２０を光学ローパ
スフィルタ２の片面に蒸着によって形成し、レンズ１と
撮像素子４との間に配置している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−１０８２
０６号公報に開示されているカメラ装置では、夜間照明
に近赤外ＬＥＤを用いて来客に不快感を与えることなく
十分な視認性を確保できるとともに、薄暮時及び白熱球
による照明下では自然な色再現ができる。さらに、その
製造工程において、光学ローパスフィルタと近赤外カッ
トフィルタとの貼り合わせに要する工数と部品点数を削
減を行っている。しかし、この先行例の場合、光学ロー
パスフィルタの片面に蒸着によって形成する光学薄膜自
体が高価であるため、カメラ装置の製造コスト低減には
余り貢献できないという問題があった。

【０００７】本発明は、薄暮時及び白熱球による照明下
で昼間と同等の自然な色再現性能を有し、夜間来客に不
快感を与えず、かつ充分な視認性能を安価に提供できる
カメラ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のカメラ装置は、
被写体から入射する光を集光する結像光学手段、前記結
像光学手段により集光された光をカラー映像信号に変換
する撮像素子、前記撮像素子から出力されるカラー映像
信号を処理してビデオ信号を得る映像信号処理手段、前
記被写体を照明する、波長が８００〜１０００ｎｍの範
囲内にピークを持つ近赤外光を発光する発光手段、及び
金属と有機化合物から生成される金属錯化合物を有する
近赤外光カット材料と合成樹脂材料との混合物で形成さ
れ、前記撮像素子に入射する光の光路上に設けられ、そ
の光の中の波長が６５０ｎｍ〜８００ｎｍの光に対して
選択的に低い透過率を有する光学素子を具備している。

【０００９】この構成によれば、光学素子がバンドスト
ップフィルタの特性を有しているため、薄暮時及び白熱
球による照明下で、６５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光
の透過率を非常に低くして昼間と同等の自然な色再現性
能を有するカラー画像を撮影することができる。また、
夜間撮影時には、照明用に近赤外光を用いているため、
夜間来客に眩しさによる不快感を持たせず、かつ充分な
視認性能が得られる。さらに、射出成形で容易に形成で
きる光学素子を用いるため、高価な光学薄膜を使用せず
カメラ装置を安価に製造できる。

【００１０】上記構成のカメラ装置において、光学素子
を形成する透明な合成樹脂材料は、アクリルまたはポリ
カーボネイトとするのが好ましい。合成樹脂材料を射出
成形が可能な材料とすることで、光学素子を射出成形に
より安価かつ安定的に供給できる。また、カメラ装置の
結像光学手段あるいは外装の一部を、光学素子を形成す
る材料である近赤外光カット材料と透明な合成樹脂材料
との混合物を用いて樹脂成形により形成するのが好まし
い。これにより、光学素子や照明用発光装置の配置に自
由度を持たせ、ひいてはカメラ装置の小型化を可能にで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明のカメラ装置の好適な
実施例について、添付の図面を参照しつつ説明する。

【００１２】《実施例１》図１は、本発明の実施例１の
カメラ装置の要部の構成を示すブロック図である。図１
において、照明用近赤外ＬＥＤ ５の発光する光を照射
された、例えば訪問者等の被写体７からの反射光は、結
像光学手段であるレンズ１を通してカメラ装置に入射す
る。カメラ装置に入射した光は、所定厚さの人工水晶か
ら成る光学ローパスフィルタ２、本発明の特徴部分の光
学素子である近赤外光バンドストップフィルタ３を通し
て撮像素子であるＣＣＤ ４の受光面にレンズ１により
結像する。ＣＣＤ ４により撮像された光画像は、カラ
ー映像信号に変換されて映像信号処理部６に入力され、
ビデオ信号として外部に出力される。

【００１３】この光学素子である近赤外光バンドストッ
プフィルタ３は、金属と有機化合物から生成される金属
錯化合物（例えば、銅イオン（金属）とリン酸化合物
（有機化合物）との金属錯化合物を有する近赤外光カッ
ト材料と基材となる透明なアクリル樹脂との混合物で形
成されている。この近赤外光バンドストップフィルタ３
の基材としては、透明なポリカーボネート樹脂を使用し
ても同様な効果が得られる。

【００１４】この近赤外光バンドストップフィルタ３の
光学特性について図２を参照しつつ説明する。図２は、
この近赤外光バンドストップフィルタ３の透過率の分光
特性を表すグラフである。図２の横軸は光の波長、縦軸
は透過率を表している。図２に示すように、図１に示す
実施例１の近赤外光バンドストップフィルタ３は、波長
が６５０ｎｍ以下の可視光を８３％透過させ、波長が６
５０〜８００ｎｍの図１のＣＣＤ ４の感度の高い近赤
外光は概略３０％しか透過させない。また、この近赤外
光バンドストップフィルタ３は可視光でない範囲、すな
わち波長が概略９５０ｎｍ±５０ｎｍの範囲の近赤外光
について概略８０％以上を透過させる特性を有してい
る。

【００１５】また、本実施例１に用いる照明用ＬＥＤ
５は、中心波長が波長９５０ｎｍのものであって、現在
入手できるＬＥＤの中で、ＬＥＤの発光部からの発光が
見えないものとしては最短の波長を有するものである。
これより短い波長のＬＥＤを用いると、照明時に発光部
が赤く発色しているのが見える。したがって、中心波長
が９５０ｎｍより短い波長のＬＥＤを照明用として用い
た場合、赤色の照明光が見え、訪問者が違和感を持つ畏
れがある。

【００１６】次に本実施例１のカメラ装置による夜間撮
影の動作について図１を参照しつつ説明する。図１にお
いて、照明用近赤外ＬＥＤ ５から発せられた中心波長
が９５０ｎｍの近赤外光は被写体７で反射され、結像手
段であるレンズ１を通過し、光学ローパスフィルタ２を
通過する。この光学ローパスフィルタ２は、ＣＣＤ ４
のセルサイズにより決定されるカットオフ空間周波数以
上の周波数成分を減衰させ、いわゆる色モアレを低減さ
せることを目的として従来より用いられているものであ
る。すなわち、この光学ローパスフィルタ２は、本発明
の光学素子である近赤外バンドストップフィルタ３とは
作用が異なる。光学ローパスフィルタ２を通過した近赤
外光は、次に近赤外バンドストップフィルタ３を通過し
てＣＣＤ ４の面で結像する。

【００１７】前述したように本実施例１の近赤外バンド
ストップフィルタ３は、概略６５０〜８００ｎｍの波長
の近赤外光の透過率を選択的に非常に低くし、中心波長
９５０ｎｍ付近の照明用ＬＥＤ ５より発せられる近赤
外光を選択的に透過させる。波長が１０００ｎｍより長
い近赤外光やそれ以上の波長の赤外光についてはＣＣＤ
４が有効な感度をもたないため、透過しても画像に影
響を及ぼさない。また、昼間の撮影では、カメラ装置に
入射する光は、可視光が大部分を占めるため概略８００
〜１０００ｎｍの波長を有する近赤外光は同様に画像に
影響を及ぼさない。

【００１８】この実施例において、近赤外バンドストッ
プフィルタ３は、波長が６５０ｎｍ〜８００ｎｍの近赤
外光に対する透過率が低く、かつ６５０ｎｍより短い波
長の可視光、及び８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の近
赤外光に対する透過率は高くなるように構成されてい
る。それゆえ、ＣＣＤ ４の露光感度の高い６５０ｎｍ
〜８００ｎｍの波長の近赤外光の透過は低く抑えられ、
露光過多現象は防止できる。薄暮時あるいは白熱電球に
よる照明下の撮像でのカメラ装置に入射する光の分布で
は、８００ｎｍ以上の近赤外光の量に比べ、可視光の量
が多いため、自然な色再現が可能なカラー撮影ができ
る。さらに、自然光及び白熱電球による光量が撮影には
不足な状況において、波長が８００ｎｍ〜１０００ｎｍ
にピークを持つ近赤外ＬＥＤ ５による照明が主となる
場合には、ＣＣＤ ４にはＬＥＤ照明による充分な光量
が入射し良好な撮影ができる。

【００１９】なお、近赤外バンドストップフィルタ３
は、基材となる合成樹脂材料としてアクリル樹脂あるい
はポリカーボネイト樹脂を用いているため、射出成形に
よりその形状は自在に成形可能である。これにより、こ
の近赤外バンドストップフィルタ３は安価に量産でき
る。

【００２０】《実施例２》図３は本発明の実施例２のカ
メラ装置の要部を示すブロック図である。この実施例２
のカメラ装置は、波長が概略６５０ｎｍ〜８００ｎｍの
光の透過率を選択的に低くした実施例１の近赤外バンド
ストップフィルタ３を形成する材料で結像光学手段であ
るレンズ１ａを形成したものである。したがって、実施
例１と同じ部分には同一付号を付して重複する説明は省
略する。

【００２１】図３に示す実施例２のカメラ装置では、レ
ンズ１ａが、波長６５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長の成分
に対して非常に低い透過性をもつ材料で作られている。
それ故、被写体７から入射する反射光の中で波長が概略
６５０ｎｍ〜８００ｎｍの光については選択的にレベル
が低い。したがって、実施例２のカメラ装置は、レンズ
１ａにより波長が概略６５０ｎｍ〜８００ｎｍの光の成
分がをカットされた入射光を光学ローパスフィルタ２を
通してＣＣＤ ４の撮像面上に結像させる。この実施例
２では、レンズ１ａが実施例１の光学素子である近赤外
バンドストップフィルタ３と同様な作用をするため、レ
ンズと別に近赤外バンドストップフィルタ３を用いずに
図１に示した実施例１と同様な効果が得られる。このよ
うな構成とすることにより、カメラ装置の小型化と部品
点数の削減が可能となる。また、基材となる合成樹脂材
料としてアクリル樹脂あるいはポリカーボネイト樹脂を
用いているため、射出成形によりその形状は自在に成形
可能であり、レンズ１ａは容易に大量生産することがで
きる。

【００２２】《実施例３》図４は本発明の実施例３のカ
メラ装置の要部の構成を示す断面図である。実施例３の
カメラ装置は被写体からの光が入射するカメラ装置の外
装筐体８の窓部に、実施例１の近赤外バンドストップフ
ィルタ３と同様の材料で形成された光学素子３ａを配置
したものである。したがって、実施例１と同じ部分には
同一付号を付して重複する説明を省略する。図４に示し
た、実施例３のカメラ装置は、レンズ１、光学ローパス
フィルタ２、ＣＣＤ ４、及び照明用近赤外ＬＥＤ ５を
内蔵する外装筐体８と、その窓部に波長が概略６５０ｎ
ｍ〜８００ｎｍの光に対して非常に低い透過率をもつ実
施例１の近赤外バンドストップフィルタ３と同様の材料
で樹脂成形により形成された光学素子３ａを配置し、外
装筐体８の一部として構成している。

【００２３】光学素子３ａは、レンズ１の視野を妨げな
い面積を有し、超音波溶着等により外装筐体８に取り付
けられる。また、光学素子３ａは、基材となる合成樹脂
材料としてアクリル樹脂あるいはポリカーボネイト樹脂
を用いているため、射出成形によりその形状は自在に成
型可能であり、図３に示すような平面形状に限らず湾曲
面形状や半球状に形成でき、その効果に変わりはない。
また、照明用ＬＥＤ ５は外装筐体８の内部に配置した
例で説明したが、外部に配置しても良いのはいうまでも
ない。

【００２４】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明のカメラ装置によれば、射出成形の容易な材料で
形成した光学素子を用いることにより、波長が概略６５
０ｎｍ〜８００ｎｍの光をカットした入射光による画像
をＣＣＤ４の撮像面上に結像させることができる。その
結果、近赤外ＬＥＤを夜間の照明用光源とするカメラ装
置において、夜間照明で来客に不快感を持たせず、かつ
薄暮時及び白熱球による照明下で昼間と同等の自然な色
再現性がある画像を安価に提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１のカメラ装置の要部の構
成を示すブロック図

【図２】本発明による光学素子３の分光特性を示すグラ
フ

【図３】本発明による実施例２のカメラ装置の要部の構
成を示すブロック図

【図４】本発明による実施例３のカメラ装置の構成を示
す断面図

【図５】従来の第１のカメラ装置の要部の構成を示すブ
ロック図

【図６】従来の第２のカメラ装置の要部の構成を示すブ
ロック図

【符号の説明】 １、１ａ レンズ ２ 光学ローパスフィルタ ３、３ａ 光学素子（近赤外バンドストップフィルタ） ４ ＣＣＤ ５ 照明用ＬＥＤ ６ 映像信号処理部 ７ 被写体 ８ 外装筐体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体から入射する光を集光する結像光
   学手段、 前記結像光学手段により集光された光をカラー映像信号
   に変換する撮像素子、 前記撮像素子から出力されるカラー映像信号を処理して
   ビデオ信号を得る映像信号処理手段、 前記被写体を照明する、波長が８００〜１０００ｎｍの
   範囲内にピークを持つ近赤外光を発光する発光手段、及
   び金属と有機化合物から生成される金属錯化合物を有す
   る近赤外光カット材料と透明な合成樹脂材料との混合物
   で形成され、前記撮像素子に入射する光の光路上に設け
   られ、その光の中の波長が６５０ｎｍ〜８００ｎｍの光
   に対して選択的に低い透過率を有する光学素子を具備す
   ることを特徴とするカメラ装置。
2. 【請求項２】 前記光学素子の透明な合成樹脂材料がア
   クリル樹脂またはポリカーボネイト樹脂であることを特
   徴とする請求項１記載のカメラ装置。
3. 【請求項３】 前記光学素子を、被写体と結像光学手段
   と撮像素子との間の光路少なくとも一つに配設したこと
   を特徴とする請求項１または２記載のカメラ装置。
4. 【請求項４】 前記結像光学手段を構成する部材の被写
   体からの光が入射する部分を前記金属と有機化合物から
   生成される金属錯化合物を有する近赤外光カット材料と
   透明な合成樹脂材料との混合物を用いて樹脂成形により
   形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のカ
   メラ装置。
5. 【請求項５】 外装筐体を構成する部材の被写体からの
   光が入射する窓部を前記金属と有機化合物から生成され
   る金属錯化合物の近赤外光カット材料の樹脂成形により
   形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のカ
   メラ装置。
6. 【請求項６】 前記金属錯化合物は銅イオンとリン酸化
   合物との金属錯化合物であることを特徴とする請求項１
   〜５のいずれかに記載のカメラ装置。