JP2011103513A - レンズユニット、本体ユニット及び撮像装置、 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズユニットと本体ユニットからなる撮像装置において、撮像素子ごとの累積露光時間を適切に管理し、実際の使用環境に合わせてより正確に撮像素子の劣化状態を判定することができ、撮影画像を品質よく記録することができる撮像装置を得る。
【解決手段】 レンズユニットが、光学レンズを含む撮影光学系と、シャッターの動作と絞り量の制御を行う絞り制御手段と、撮像素子を含む撮像手段と、撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段と、シャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、を備え、本体ユニットが、累積露光時間が限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段、を備え、判定手段における判定の結果、累積露光時間が限界露光時間を越えているとき、撮像手段の動作を停止する撮像装置による。
【選択図】図３

Description

本発明は、レンズユニットと本体ユニットからなる撮像装置に関するものであって、詳しくは、撮像素子ごとの累積露光時間を適切に管理し、実際の使用環境に合わせてより正確に撮像素子の劣化状態を判定することができる撮像装置および同装置を構成するレンズユニットと本体ユニットに関するものである。

撮影レンズを交換することができる撮像装置において、デジタル一眼レフと呼ばれるタイプのものが知られている。デジタル一眼レフは、撮影レンズが装着される本体ユニット側に撮像素子を搭載するものが一般的ではあるが、レンズユニット側に撮像素子を搭載するものも知られている（例えば特許文献１を参照）。
本体ユニットに撮像素子を搭載するタイプは、搭載できる撮像素子は１つなので、コストを低く抑えることができる利点がある。また、レンズユニット側に撮像素子を搭載するタイプは、技術の進歩に合わせて最適な撮像素子を搭載したレンズユニットを用いることができ、また、本体ユニット側にも撮像素子を搭載することができるため、拡張性に利点がある。

いわゆるデジタルカメラは被写体像の撮影をするとき、または、撮影処理の前段において被写体像を本体ユニットが備える表示手段によってモニタリングをしているとき、いずれにおいてもシャッターが開放されている。シャッターの開放によって撮像素子は露光することになるので、撮影動作時だけでなく、電源が投入されて動作している間は撮像素子が外光にさらされることになる。

撮像素子（例えばフォトトランジスタ）は、露光に対して充分な耐性を有しているが、撮像素子の前面に装着されているカラーフィルタは、長時間の露光によって退色が進み、性能が劣化するという課題が知られている（例えば特許文献２を参照）。カラーフィルタの退色が進むと、撮影画像の色が乱れて画質が劣化することになる。

そこで、カラーフィルタの退色が一定の状態よりも進む前にそれを検知し、撮像素子の交換時期を知ることができると便利である。本体ユニットに撮像素子を搭載するタイプは、当該撮像素子の累積露光時間をカウントして、交換時期の判断を比較的容易にすることができる。しかし、レンズユニット側に撮像素子を搭載するタイプは、本体ユニット側で交換時期の判断を行うならば、レンズユニットごと（すなわち撮像素子ごと）に累積露光時間を区別して管理して保存しておく必要がある。このような保存管理は、本体ユニット側に相応の記憶領域と機能を備える必要がある。また、異なるレンズユニットが同じ撮像素子を搭載しているときは、それらを区別して保存管理する必要があるため、さらに工夫が必要となる。

また、レンズユニットの種類に関わりなく、操作キーなどの操作手段とＬＣＤなどの表示手段は、本体ユニット側に搭載されるので、上記のような撮像素子毎の情報の管理はもとより、退色を知らせる表示やその通知に関しても本体ユニット側で処理をする必要がある。上記した種々の工夫を開示した技術は知られていない。

また、撮影環境により撮像素子に入射する光量は一定ではないので、累積露光時間を管理しただけでは撮像素子の劣化の正確な判定をすることはできない。このような撮像素子の劣化判定を正確に行う方法について、従来技術では明らかにされていない。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、撮像素子ごとに累積露光時間を適切に管理し、実際の使用環境に合わせてより正確に撮像素子の劣化状態を判定することができ、露光によるカラーフィルタの退色による撮像素子の交換時期をより正確に検出することができる撮像装置および同装置を構成するレンズユニットと本体ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、レンズユニットと、このレンズユニットと着脱自在の本体ユニットと、を有してなる撮像装置であって、レンズユニットと本体ユニットは、通信インターフェースを介して通信可能に接続されていて、レンズユニットが、光学レンズを含む撮影光学系と、シャッターの動作と絞り量の制御を行う絞り制御手段と、光学レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子を含む撮像手段と、撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段と、シャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と上記撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、を備え、本体ユニットが、累積露光時間が限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段、を備え、判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを最も主な特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記撮像装置において、レンズユニットが、撮像素子が露光した光量に基づいて累積露光時間を補正した補正露光時間を算出する補正算出手段をさらに有し、判定手段は補正露光時間を累積時間として、限界露光時間を越えているか否かを判定する、ことを特徴とする。

また本発明の別の形態は、レンズユニットと、レンズユニットと着脱自在の本体ユニットと、を有してなる撮像装置であって、レンズユニットと本体ユニットは、通信インターフェースを介して通信可能に接続されていて、レンズユニットが、光学レンズを含む撮影光学系と、シャッターの動作と絞り量の制御を行う絞り制御手段と、光学レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子を含む撮像手段と、撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段と、を備え、本体ユニットが、シャッターが開いている時間を加算する累積露光時間と撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、累積露光時間が限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段と、を備え、判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記撮像装置において、本体ユニットが、撮像素子が露光した光量に基づいて累積露光時間を補正した補正露光時間を算出する補正算出手段をさらに有し、判定手段は補正露光時間を累積時間として、限界露光時間を越えているか否かを判定する、ことを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記撮像装置において、限界露光時間は、第１の限界露光時間と第２の限界露光時間からなり、判定手段における判定の結果、累積露光時間が第１の限界露光時間を越えているとき、撮像された画像データの色補正処理を画像処理手段が実行し、判定手段における判定の結果、累積露光時間が第２の限界露光時間を越えているときは、撮像手段の動作を停止する、ことを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記撮像装置において、色補正処理はホワイトバランス処理であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記撮像装置において、本体ユニットが、判定手段の判定結果を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、撮像装置を構成する本体ユニットと着脱自在のレンズユニットであって、通信インターフェースを介して上記本体ユニットと通信可能に接続されていて、光学レンズを含む撮影光学系と、シャッターの動作と絞り量の制御を行う絞り制御手段と、光学レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子を含む撮像手段と、撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段と、シャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、累積露光時間が限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段と、を備え、判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、 撮像装置を構成するレンズユニットと着脱自在の本体ユニットであって、通信インターフェースを介して上記レンズユニットと通信可能に接続されていて、レンズユニットが備えるシャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、累積露光時間が限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段と、を備え、判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子の露光による劣化を判定するために、撮像素子ごとに累積露光時間と限界露光時間とをそれぞれ記憶しておき、累積露光時間が限界露光時間を越えたときには、当該撮像装置の動作を停止させて、撮像素子の交換を促す表示等をすることにより、撮像素子の適切な管理をすることができるようになる。

また本発明によれば、撮像素子の劣化をより正確に判定するために、実際の露光時間を、限界露光時間の設定基準に即した露光基準に合わせて補正をし、補正後の累積露光時間によって撮像素子の劣化の判定をすることができるので、撮像素子の交換時期をより適切な管理をすることができるようになる。

また、本発明によれは、累積露光時間が限界露光時間を越えたとき、それを通知する表示をすることができ、これによって、利用者は適切な時期に撮像素子の交換等を検討することができるようになる。

また、本発明によれば、累積露光時間と限界露光時間の記憶手段と判定手段を本体ユニットに搭載することで、装着されるレンズユニットによらずに、本体ユニットに搭載されている撮像素子の適切な劣化管理を行うことができるようになる。

本発明に係るレンズユニット、本体ユニットおよび撮像装置の例を示す外観斜視図である。 本発明に係る撮像装置、レンズユニットおよび本体ユニットのハードウェア構成の例を示すブロック図である。 本発明に係る撮像装置、レンズユニットおよび本体ユニットの機能構成の例を示すブロック図である。 上記撮像装置における撮影準備開始処理の流れの例を示すフローチャートである。 上記撮像装置における撮像素子交換時期管理方法の処理の流れの例を示すフローチャートである。 上記撮像素子交換時期管理方法の処理の流れの別の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置における劣化補正画像処理の流れの例を示すフローチャートである。 上記撮像装置における劣化補正画像処理の詳細な処理の流れの例を示すフローチャートである。 上記撮像装置に搭載されるカラーフィルタの退色傾向の例を示すグラフである。

以下、本発明に係るレンズユニット、本体ユニット及び撮像装置の実施例について図を用いて説明する。図１は本発明に係るレンズユニットと、同レンズユニットに着脱自在である本体ユニットと、レンズユニットを本体ユニットに装着してなる撮像装置の例を示す外観斜視図である。
図１（ａ）は、本体ユニット２にレンズユニット1が装着される様子を表した斜視図である。図１（ｂ）は、本体ユニット２を背面側からとらえた斜視図である。

図１（ａ）に示すようにレンズユニット１は、前面（図１に向かって左下側）に撮像レンズを含む撮影光学系１１が備わっている。また、本体ユニット２との通信インターフェース１７を構成する接続コネクタが右手端部（図に向かって左上側）に設けられている。
本体ユニット２は、前面にストロボを備え、上面に操作手段２６を構成するレリーズボタンを備えている。また、レンズユニット１との通信インターフェース２１を構成する接続コネクタがレンズユニット１の接続コネクタに対向する位置に設けられている。
また、本体ユニット２の接続コネクタの近傍には、レンズユニット１が装着されたことを検知する挿抜検出手段２５を構成する検出スイッチが備わっている。

図１（ｂ）に示すように、本体ユニット２の背面側には、表示手段２４を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と、操作手段２６を構成する各種操作スイッチが備わっている。

次に、本発明に係る撮像装置のハードウェア構成の例について図２を用いて説明する。図２において撮像装置３は、レンズユニット１側のコネクタ凸と本体ユニット２側のコネクタ凹が嵌合して一体となっている。コネクタ凸は上記の通信インターフェース１７を構成する接続コネクタである。また、コネクタ凹は上記の通信インターフェース２１を構成する接続コネクタである。

レンズユニット１（交換レンズユニット）は、撮像レンズ、シャッターとシャッターの制御と絞り量の制御を行うモータ（Ｍ）、被写体光に応じて撮像データを出力する撮像素子であるＣＣＤ、ＣＤＳ、ＰＧＡ、Ａ／Ｄ変換器、撮像データに対して所定の画像処理を行い、画像データを生成するＤＳＰ１、ＤＳＰ１にて処理をされた画像データの一時的な蓄積を行うＳＤＲＡＭ、レンズユニット１の動作に係る情報が記憶されているＲＯＭ１、レンズユニット１の動作に係る全体の制御を行うＣＰＵ１、本体ユニット２から供給される動作電源をレンズユニット１の動作に必要な電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備えている。

本体ユニット２（カメラ本体）は、レンズユニット１で生成された画像データに対して処理の画像処理を行い、画像ファイルとして記憶する、または、画像データを表示手段に表示する処理を行うＤＳＰ２、ストロボ、画像ファイルを記憶するＳＤＲＡＭ、外部メモリを装着するためのメモリーカードスロット、外部表示装置に画像データを出力するＡＶジャック、本体ユニット２の動作に係る情報が記憶されるＲＯＭ２、本体ユニット２の動作に係る全体の制御を行うＣＰＵ２、電池から供給される動作電源を本体ユニット２とレンズユニット１の動作に必要な電源に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ、操作スイッチであるユーザインターフェーススイッチ、本体ユニット２にレンズユニット１が装着されていることを検出する挿抜検出スイッチを備えている。

次に、本発明に係る撮像装置の実施例について、図３に示す機能ブロック図を用いて説明をする。図３に示す各機能手段は、図２において示したレンズユニット１と本体ユニット２が備える記憶手段に格納されているソフトウェアと、図２において示したレンズユニット１および本体ユニット２が有する種々のハードウェア資源によって実現される機能ブロックを表している。

図３においてレンズユニット１は、撮像レンズを含む撮像光学系１１と、所定の撮像指示によって動作し被写体光を撮像手段に取り込むシャッターと絞り制御機構を含む絞り制御手段１２と、撮像光学系１１とシャッターを介して受光した被写体像を電気信号に変換して出力する撮像素子を含む撮像手段１３と、撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段１４と、撮像素子の露光時間を累積加算した累積露光時間、撮像素子が所定の露光条件において露光したときに劣化する閾値を示す限界露光時間、累積露光時間が限界露光時間の基づくスレッショルドデータに近づいたことを示す劣化フラグ、累積露光時間が限界露光時間の基づくスレッショルドデータ以上になったことを示す交換フラグ、を記憶する記憶手段１５と、レンズユニット１全体に係る制御処理を行うＣＰＵ１６と、本体ユニット２と通信可能に接続する接続コネクタを含む通信インターフェース（以下においては「通信Ｉ／Ｆ」とする）１７と、を有してなる。

また、図３において本体ユニット２は、レンズユニット１と通信可能に接続する接続コネクタを含む通信Ｉ／Ｆ２１と、レンズユニット１から送られてくる画像データに対して所定の画像処理を行って画像ファイルを生成する画像処理手段２２と、撮像素子の露光時間を累積加算した累積露光時間、撮像素子が所定の露光条件において露光したときに劣化する閾値を示す限界露光時間、累積露光時間が限界露光時間に基づくスレッショルドデータに近づいたことを示す劣化フラグ、累積露光時間が限界露光時間に基づくスレッショルドデータ以上になったことを示す交換フラグ、を記憶する記憶手段２３と、レンズユニット１から送られてくる画像データまたは交換フラグと劣化フラグによって、撮像素子の状態を表示する表示手段２４と、レンズユニット１が装着されているか否かを検出する挿抜検出手段２５と、操作キーの操作に応じて当該撮像装置３に係る各種設定や撮像操作を検出しＣＰＵ２７に通知する操作手段２６と、本体ユニット２全体に係る制御処理を行うＣＰＵ２７と、を有してなる。

撮像装置３の動作電源は、本体ユニット２内に装填される図示しない電池によって与えられる。また、レンズユニット１の動作電源は、通信Ｉ／Ｆ１７を介して本体ユニット２から供給される。

挿抜検出手段２５は、図１に示すように本体ユニット２の端部からピン状部材が突出している状態から、レンズユニット１が装着されて本体ユニット２の内部に押し入れられることで、本体ユニット２にレンズユニット１が装着されたことをＣＰＵ２７が検出できるように構成されている。

次に、本発明に係る撮像装置の動作の例について説明をする。撮像素子を構成する部材の一つにカラーフィルタがある。カラーフィルタは、その露光時間が一定時間を越えると、退色現象（色抜け）が発生し、撮影画像の品質に悪影響が生じる。
本発明に係る撮像装置は、撮像素子の品質管理を行うことができるものである。以下の実施例において、本発明に係る撮像装置が行う動作のうち、撮像素子を構成するカラーフィルタの退色傾向検知方法について説明をする。

カラーフィルタの退色を検知する方法の例について、フローチャートを用いて説明をする。図４は、レンズユニット１を本体ユニット２に装着して電源が投入されたとき（撮像装置３の動作を開始したとき）に行われる撮影準備処理の流れを示している。図４において、各処理ステップはＳ１０１、Ｓ１０２・・・のように表示する。
撮像装置３の電源が投入されて撮影準備処理が開始されると、まず、本体ユニット２の記憶手段２３に保存されている交換フラグをリセットする（Ｓ１０１）。交換フラグのリセットとは、例えば、交換フラグの値をゼロにすることである。
次に、レンズユニット１の記憶手段１５に保存されている交換フラグを読み出して、記憶手段２３に保存されている交換フラグを上書きする。（Ｓ１０２）。

次に、記憶手段２３に新たに上書き交換フラグを用いて、撮像手段１３が備える撮像素子を構成するカラーフィルタが退色する時期に至っているか否か、すなわち、当該撮像素子を交換する時期に至っているか否かを判定する（Ｓ１０３）。例えば、カラーフィルタの退色する時期に至っているときの交換フラグの値を「１」とし、至っていないときの交換フラグは値を「０」とする、というようにあらかじめ規定しておく。
ここでは、時期に至っているときは「１」、時期に至っていないときは「０」として説明をする。

交換フラグが「１」であるとき（Ｓ１０３のＹｅｓ）、その旨を通知する処理として表示手段２４において「撮像素子の交換時期です」など、カラーフィルタが退色する時期に至り撮像素子の交換が必要である旨を通知する表示を行う（Ｓ１０４）。
また上記の通知表示処理の後に、撮像に係る処理動作を禁止する処理を行う（Ｓ１０５）。「撮影に係る処理を禁止する処理」とは、例えばレリーズボタンが押下されても被写体像を画像データとして保存する処理を行わないように、撮像装置３の動作を制御することをいう。

交換フラグが「０」であるとき（Ｓ１０３のＮｏ）、当該撮像準備処理は終了となる。撮像準備処理が終了すると、撮像光学系１１を介して取得した被写体像から生成される画像データを、表示手段２４において周期的に表示をする、いわゆるモニタリング状態に移行する。

上記の判定処理（Ｓ１０３）の結果に応じて行われる通知表示処理（Ｓ１０４）と動作停止処理（Ｓ１０５）は、いずれか一方のみが実行されるように構成されていてもよい。
また、通知表示処理（Ｓ１０４）の後に動作停止処理（Ｓ０１５）を行うのではなく、さらに別の通知表示を行ってもよい。たとえば、撮像素子の交換時期を示す通知を表示した後に（Ｓ１０４）、この後に撮像する画像データは画像色が正常にならないことを示す通知を表示し、撮像処理の停止は行わないようにしてもよい。

上記実施例は、撮像装置の電源が投入された後の撮影準備開始処理に係るものであるが、電源が投入された状態において、レンズユニット１が本体ユニット２から取り外され、その後、再度装着されたときにも同様の処理を行うようにしてもよい。この場合、挿抜検出手段２５における挿入の検出がされることで、上記と同様の処理（Ｓ１０１からＳ１０５の処理）を行なうようにすればよい。
また、電源がオフの状態であっても挿抜検出手段２５がレンズユニットの着脱を検知できる構成であれば、電源投入時に、挿抜検出手段２５により検知がなされないときは、上記の処理を行うことなく、撮影準備処理を終了してもよい。

次に、レンズユニット１の記憶手段１５に交換フラグをセットする処理の詳細について、図５を用いて説明をする。図５において、各処理ステップはＳ２０１、Ｓ２０３・・・のように表示する。上記の撮影準備開始処理が終了した後、モニタリング状態になったとき、まずシャッターが開く（Ｓ２０１）。その後、電源がオフになるまで（Ｓ２０２のＮｏ）、スルー画の表示を行い（Ｓ２０３）、撮像光学系１１が備える図示しないフォーカス制御機構によって、フォーカスの制御と露出の制御を行い（Ｓ２０４）、レリーズボタンに所定の操作が行われて撮像処理が指示されるまで、上記のＳ２０１からＳ２０４の処理を繰り返す（Ｓ２０５のＮｏ）。
レリーズボタンに対して行われる所定の操作とは、例えば、レリーズボタンを一定ストローク押下して撮像処理を開始させる操作をいう。

レリーズボタンに所定の操作が行われると（Ｓ２０５のＹｅｓ）、シャッターが閉じられて（Ｓ２０６）、撮像光学系１１と撮像手段１２を介した被写体像から撮像データを取り込む（Ｓ２０７）。撮像データの取り込みが終わった後に、再びシャッターを開く（Ｓ２０８）。その後、取り込まれた撮像データに基づく所定の画像処理をレンズユニット１の画像処理手段１４、または、本体ユニット２の画像処理手段２２において行い、本体ユニット２が備える図示しないメモリカードに画像ファイルとして保存する処理を行う（Ｓ２０９）。
なお、シャッターを再度開く処理（Ｓ２０８）は、画像ファイル保存処理（Ｓ２０９）の後でもよい。画像ファイル保存処理（Ｓ２０９）が終了した後に、処理はＳ２０３に戻る。

撮影処理が開始され、シャッターが開いた後（Ｓ２０１）に電源がオフにされると（Ｓ２０２のＹｅｓ）、シャッターが閉じられて（Ｓ２１０）、すでに記憶手段１５に記憶されている累積露光時間に、処理Ｓ２０１から処理Ｓ２１０に至るまでの時間を加算して更新する処理を行う（Ｓ２１１）。ここで、更新された累積時間は記憶手段１５に記憶される。
次に、記憶手段１５に記憶された累積時間が、予め記憶手段１５に記憶されているスレッショルドデータ（限界露光時間）を越えているか否かの判定をする（Ｓ２１２）。累積時間がスレッショルドデータを超えているとき（Ｓ２１２のＹｅｓ）、記憶手段１５に記憶されている交換フラグの値を「１」にする（Ｓ２１３）。
累積時間がスレッショルドデータを超えていなければ（Ｓ２１２のＮｏ）、記憶手段１５に記憶されている交換フラグの値は「０」にして、処理を終了する。
なお、累積時間がスレッショルドデータを超えたか否かを判定する処理（Ｓ２１２）は、レンズユニット１のＣＰＵ１７において行ってもよいし、本体ユニット２のＣＰＵ２７において行ってもよい。

ここで、本発明に係る撮像装置における累積露光時間について説明をする。上記実施例のように、シャッターが開いた後（Ｓ２０１）からシャッターが閉じる（Ｓ２１０）までの経過時間を、累積的に加算して記憶手段１５に記憶した情報が「累積露光時間」である。言い換えるとシャッターが開いてから撮像素子が露光している時間の総計を累積露光時間としている。

撮像素子は露光時間が長くなるほど、撮像素子が備えているカラーフィルタの退色が進むことが知られている。カラーフィルタの退色は、カラーフィルタの作成方法によって異なる。カラーフィルタの作成方法には、例えば、染料系インクでプリントする方法、顔料系インクでプリントする方法、紫外線吸収剤を塗布する方法、マイクロレンズによる方法などがある。

染料系インクをプリントして製造したカラーフィルタは、色の純度は高いが耐光性が低く、顔料系インクを用いたカラーフィルタは、色の純度は低いが耐光性が高いという特徴が知られている。
撮像素子によって用いられるカラーフィルタは様々であるので、撮像素子によってカラーフィルタの劣化状態を検知するための限界露光時間は異なる。
限界露光時間の具体例を挙げると、染料系カラーフィルタを使用した撮像素子の限界露光時間は３６０時間であって、顔料系カラーフィルタを使用した撮像素子の限界露光時間は５００時間である。
限界露光時間とは、言い換えると撮像素子の寿命である。

上記に例示した寿命は、特定の照度で露光したときにカラーフィルタの退色が発生するまでの時間である。従って、実際に照射された光の強度を考慮しないと、累積露光時間を使って正確な限界露光時間との比較判定はすることができない。
例えば、感度をＩＳＯ１００として撮像装置が制御すべき外光の明るさがＬｖ１２（Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｕｅ１２）だったとしても、撮像素子に照射される光の強度、すなわち撮像光学系１１を透過して撮像手段１３に至る光の強度は、撮像光学系を構成する撮像レンズのＦ値によって異なる。

そこで、本実施例に係る撮像装置では、ＣＰＵ１６によって実行される補正演算手段によって、正確な露光時間を算出するために、シャッターの開放時間に対処して所定の補正演算処理を行い、この補正演算処理の結果を用いて、累積露光時間を算出する。以下において補正演算処理について説明をする。
予め、基準露光時間を定めて記憶手段１５に予め記憶させておく。基準露光時間とは、例えば外光がＬｖ１２であって開放Ｆ値がＦ２．０のときを「基準の露光状態」と定義したとき、この基準の露光状態における限界露光時間をいう。

実際の撮像処理を行うとき、開放Ｆ値が基準の露光状態と同じとは限らないが、撮像処理１回の時間に占める露光時間は、モニタリング状態（スルー画を表示している状態）に比べて圧倒的に短いこと、また、モニタリング状態における開放Ｆ値をＦ値設定として用いて、単位時間あたりの蓄積光量を制御する電子シャッターの組合せによりスルー画データを表示することが多いことから、レンズＦ値は開放Ｆ値をもって累積露光時間を考慮すればよい。

また、外光の強度は撮影状況により大きく変化するので、モニタリング中の露出制御データを利用して、シャッターの開放から閉じるまでの時間数に対して、「基準の露光状態」における露光時間に変換をし、変換後の露光時間を累積露光時間に加算する。このように処理をすることで、「基準の露光状態」に基づいて定められる限界露光時間に対して、累積露光時間がより正確な値を示すようになり、カラーフィルタの劣化状態をさらに正確に検知することができるようになる。

以下において、実際にシャッターが開放されていた時間から、累積加算される露光時間を算出する式について説明をする。「基準の露光状態」の外光をＬｖＲ、「基準の露光状態」のＦ値をＡｖＲ、変換された露光時間をＴ、実際にシャッターが開放されていた時間（実露光時間）をｔ、露光中の平均輝度をＬｖｘ、レンズの開放Ｆ値をＡｖｘとすると、変換された露光時間Ｔは、２^{（Ｌｖｘ−ＬｖＲ）}×２^{（ＡｖＲ−Ａｖｘ）}×ｔで求めることができる。

例えば、ＬｖＲが「Ｌｖ１２」、Ｆ値が「Ｆ２．０」、実露光時間が「１時間」、平均輝度（Ｌｖｘ）が「Ｌｖ１４」、開放Ｆ値（Ａｖｘ）が「Ｆ２．８」とすると、変換された露光時間Ｔは、２^{（１４−１２）}×２^{（２−３）}×１で算出されるので、２時間となる。
すなわち、上記の例示によれば、シャッターの開放時間が１時間であっても、累積加算する露光時間は２時間となる。この補正演算によって求められた露光時間を累積露光時間に加算することで、より正確に、撮像素子の劣化傾向を検出することができる。

太陽光のように極端に明るい照射がなされるとフィルタの特性が急激に劣化することも考えられるので、実験的に得られるカラーフィルタ特性に合わせた「基準の露光状態」を設定して、上記の変換式を用いて実露光時間を算出すればよい。

次に、本発明に係る撮像装置における撮像素子の交換時期を通知する交換フラグをセットする処理の別の例について図６を用いて説明をする。図６において、各処理ステップはＳ３０１、Ｓ３０２・・・のように表示する。

本実施例に係る処理は、既に説明した実施例１におけるＳ２０１からＳ２１２と同じ処理をＳ３０１からＳ３１２において行っている。よって、同じ処理に相当する箇所の説明は割愛し、実施例１と異なる処理について説明をする。
累積露光時間更新処理（Ｓ３１１）を行った結果、累積時間がスレッショルドデータ（限界露光時間）を越えているか否か判定し（Ｓ３１２）、累積露光時間がスレッショルドデータを超えているときは（Ｓ３１２のＹｅｓ）、記憶手段１５に記憶されている交換フラグの値を「１」にする（Ｓ３１３）。

累積時間がスレッショルドデータを超えていないときは（Ｓ３１２のＮｏ）、累積時間がスレッショルドデータ（限界露光時間）の例えば半分の値（５０％）を越えているか否か判定する（Ｓ３１４）。累積時間がスレッショルドデータの半分の値を超えているときは（Ｓ３１４のＹｅｓ）、記憶手段１５に記憶されている交換フラグの値はそのままで、劣化フラグの値のみを「１」として記憶手段１５に記憶する（Ｓ３１５）。
なお、Ｓ３１４における判断処理に用いる閾値を、スレッショルドデータの半分の値として例示しているが、本実施例に係る撮像装置はこの値に限ることなく、撮像素子の交換が必要な限界露光時間に至る前に（スレッショルドデータを超える前に）、劣化傾向を通知する値として適当な値を設定すればよい。
すなわち、劣化フラグの更新を行う閾値はスレッショルドデータの半分の値に限らずスレッショルドデータの８０％をその閾値としてもよい。また、閾値の設定を複数の段階に分けて行ってもよい。閾値を複数段階で設定したときは、Ｓ３１４とＳ３１５に相当する処理を段階の数に応じて増やせばよい。

次に本発明に係る撮像装置において、劣化フラグが設定されたときに行う画像処理について図７のフローチャートを用いて説明をする。図７において、各処理ステップは、Ｓ５０１、Ｓ５０２・・・のように表示する。

本実施例に係る処理は、実施例１において説明をした撮像処理の処理Ｓ２０９において行う画像処理に係るものである。まず、劣化フラグの値を判定する（Ｓ５０１）。劣化フラグは、累積時間がスレッショルドデータに対して一定の割合に達しているとき値「１」が設定され、当該割合に達するまでは、値は「０」となるので、判定処理（Ｓ５０１）においては、劣化フラグの値が「１」であるか否かを判定すればよい。

劣化フラグの値が「１」であれば（Ｓ５０１のＹｅｓ）、劣化補正画像処理を行う（Ｓ５０２）。劣化フラグの値が「１」でなければ（Ｓ５０１のＮｏ）、通常の画像処理を行う（Ｓ５０３）。ここで、劣化補正画像処理（Ｓ５０２）とは、撮像手段１２から出力された撮像データに対して、画像処理手段１４が行う画像処理において、光の３原色（青、緑、赤）を、各色別に、複数の段階で補正する処理をいう。

劣化補正画像処理（Ｓ５０２）または通常画像処理（Ｓ５０３）のいずれかが行われた後に、当該画像ファイルを本体ユニット２が備える記憶手段２３に記憶する（Ｓ５０４）。

次に、劣化補正画像処理（Ｓ５０２）の詳細の例について図８を用いて説明をする。図８は劣化補正画像処理の流れを示すフローチャートである。
例えば、本実施例に係る撮像素子において、紫外線に対する退色が青、緑、赤の順序で高く、各色の色補正の段階が１段階から３段階に分かれているとき、累積露光時間がスレッショルドデータに対する５０〜６６％に達しているときは、青色のみに対して１段階（小量）の補正処理をする劣化補正画像処理１を行う（Ｓ６０１、Ｓ６０２）。
また、累積露光時間がスレッショルドデータに対する６７〜８７％に達しているときは、青色に対して２段階（中量）の補正をし、緑色に対して１段階（小量）の補正をする劣化補正画像処理２を行う（Ｓ６０１、Ｓ６０３）。
また、累積露光時間がスレッショルドデータに対する８７％以上に達しているときは、青色に対して３段階の補正をし、緑色に対して２段階（中量）の補正をし、赤色に対しては１段階（小量）の補正をする劣化補正画像処理３を行う（Ｓ６０１、Ｓ６０４）。

尚、本実施例において劣化補正画像処理１乃至３のいずれを行うかどうかの判断に用いる閾値は、上記に示した数値範囲に限られることはなく、適宜変更することで、より効果的な閾値を設定すればよい。
また、本実施例に係る劣化補正画像処理は、レンズユニット１が備える画像処理手段１４、本体ユニット２が備える画像処理手段２２のどちらの画像処理手段でおこなってもよい。

次に、本発明に係る撮像装置が備える撮像素子に用いられるカラーフィルタの退色傾向について図を用いて説明をする。図９は、カラーフィルタの退色傾向の例を示すグラフであって、横軸が累積露光時間、縦軸が光の透過率を示している。
図９に示す各グラフは、所定強度の白色光の照射したときの初期の透過値を１００としている。

撮像素子はマイクロレンズを含む透明樹脂層、カラーフィルタ、受光部を有している。このほかに、紫外線吸収層、平坦化膜、パッシベ−ション層などを適宜有している。
カラーフィルタの退色現象の一種として、特定の色が抜け落ちて透明になる現象がある。このような現象においては、累積露光時間が増加するとフィルタによって遮断される光量が少なくなるので、図９（ａ）に示した特性のように時間とともに各色の透過率が上昇する傾向を示す。
このように、累積露光時間が増加することでカラーフィルタが徐々に透明に近づき、各カラーフィルタが特定の色（青、緑、赤）の波長帯以外の光を透過することになる。

またカラーフィルタの退色は上記の例だけではなく、累積露光時間によって透過率が減少することもある。また、透過率の減少傾向においても複数の傾向がある。例えば図９（ｂ）に示すように、累積露光時間が増加したとき、カラーフィルタ以外の構成部分（例えば透明樹脂層）の透過率の劣化が支配的であると、カラーフィルタの劣化と合わせて退色（色抜け）する順番は、青、緑、赤になったり、図９（ｃ）に示すように赤、緑、青の順番になったり、いくつかの退色傾向を示す。

このように撮像素子の構成や材料によって様々な劣化パターン（退色傾向）が存在するので、照射光量と累積露光時間の関係は実験的に求める必要がある。
なお、カラーフィルタの素材タイプ（染料系、顔料系）による一般的な耐光性は前述のとおりである。このような累積露光時間に対する変化に対して、最も変化するカラーフィルタの特性が、所定の変化率となる時間を「限界露光時間」としている。

図９に示した例において、限界露光時間として透過率の変動が１０％に達する時間を例示しているが、本発明に係る撮像装置における限界露光時間は、これに限ることはなく、当該撮像装置に求められる要求仕様で変化するものである。
つまり、撮影画像に高い再現性を求められる場合（例えばプロフェッショナル用）と、そうではない場合（例えば初心者用）では、要求仕様が異なるので、それぞれのタイプに合わせた閾値の設定をすればよい。
上記は、白色光を照射したとき生じる各色の透過率の変化であるが、特定の波長帯域の光を照射して変化率を求めてもよい。

図８に戻って、劣化補正画像処理の詳細な説明を続ける。図９を用いて説明したように、累積露光時間が増加すると、各カラーフィルタに対応する受光部は正しい青、緑、赤の情報が得られなくなる。
劣化した色について、完全に補正をすることは困難であるが、特定の色のみを受光するように設けられているカラーフィルタが劣化によって他の色も透過する、あるいは特定の色のみ受光量を減少させてしまう、という影響を排除すればよいので、劣化補正画像処理の具体例の一つとして、ホワイトバランス調整がある。このホワイトバランス調整によって全体の色調を整えることができる。

図９（ａ）のグラフに示した透過率の傾向であれば、青、緑、赤の順で透過率が上昇するので劣化補正画像処理（図８）においては、処理をＳ６０２、Ｓ６０３、Ｓ６０４の順番で、各色の出力を弱める方向に補正をすればよい。
例えば、Ｓ６０２は青みの強い画像とならないようにホワイトバランス調整で色調を整えることを意味する。
このようにＳ６０２、Ｓ６０３、Ｓ６０４の順番で青、緑、赤の補正量を変化させ、ホワイトバランス調整により色調を整えることで、劣化画像の補正をすることができる。

図９（ｂ）のグラフに示した透過率の傾向であれば、青、緑、赤の順に透過率が劣化するので、劣化補正画像処理（図８）においては、Ｓ６０２、Ｓ６０３、Ｓ６０４の順番で各色の出力を強める方向に補正すればよく、図９（ｃ）のグラフに示した透過率の傾向であれば、赤、緑、青の順で透過率が劣化するので、劣化補正画像処理（図８）においては、Ｓ６０２、Ｓ６０３、Ｓ６０４の順番で各色の出力を強める方向に補正すればよい。

次に本発明に係るレンズユニット、本体ユニット及び撮像装置における別の実施例について説明をする。
実施例１に係る図３において、レンズユニット１に配置されている撮像手段１３を本体ユニット２に配置することで、画像処理手段１４と記憶手段１５およびＣＰＵ１６をレンズユニット１から省略し、レンズユニット１には撮像光学系１１と絞り制御手段１および通信Ｉ／Ｆ１７のみを配置し、スレッショルドデータ、交換フラグ、劣化フラグは全て本体ユニット２の記憶手段２３に保存することで、本体ユニット２において、撮像素子の管理をすることができる。

この場合、シャッターは絞り制御手段１２に含める必要ななく、本体ユニット２に配置してもよい。シャッターを本体ユニット２に配置する場合は、フォーカルプレーンシャッタを用いることもできるし、ペンタプリズムを用いてクイックリターンミラーをシャッターとして用いることもできる。

本実施例に係る撮像装置においては、レンズユニット１における絞りの状態を検知する絞り値検出手段が必要となる。絞り値検出手段は所定のセンサによって構成し、絞り値情報を、通信インターフェースを介して本体ユニット２に転送すればよい。
また、本体ユニット２においては、開放Ｆ値情報の取得を行う方法として、電気的な通信に限ることなく、メカ的な連動ピンなどにより絞り値情報検出手段として構成しても良い。

本実施例に係る撮像装置は、レンズユニット１を換装しても、本体ユニット２に配置された撮像素子における累積露光時間を管理すればよい。
しかし、撮影環境により撮像素子に入射する光量は、実施例１において説明したとおり一定ではないので、実施例１と同様の変換式を用いて実施に露光した時間を算出すればよい。なお、スレッショルドデータの設定と劣化補正画像処理の詳細については、既に説明をした実施例と同様である。

１ レンズユニット
２ 本体ユニット
１１ 撮像光学系
１２ 絞り制御手段
１３ 撮像手段
１４ 画像処理手段
１５ 記憶手段
１６ ＣＰＵ
１７ 通信インターフェース
２１ 通信インターフェース
２２ 画像処理手段
２３ 記憶手段
２４ 表示手段
２５ 挿抜検出手段
２６ 操作手段
２７ ＣＰＵ

特開２００８−９８８１８号公報 特開２０００−１８３３２２号公報

Claims (9)

1. レンズユニットと、上記レンズユニットと着脱自在の本体ユニットと、を有してなる撮像装置であって、
   上記レンズユニットと上記本体ユニットは、通信インターフェースを介して通信可能に接続されていて、
   上記レンズユニットは、
   光学レンズを含む撮影光学系と、シャッターの動作と絞り量の制御を行う絞り制御手段と、上記光学レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子を含む撮像手段と、上記撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段と、上記シャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と上記撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、を備え、
   上記本体ユニットは、
   上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段、を備え、
   上記判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを特徴とする撮像装置。
2. 上記レンズユニットは、上記撮像素子が露光した光量に基づいて上記累積露光時間を補正した補正露光時間を算出する補正算出手段をさらに有し、
   上記判定手段は上記補正露光時間を上記累積時間として、上記限界露光時間を越えているか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. レンズユニットと、上記レンズユニットと着脱自在の本体ユニットと、を有してなる撮像装置であって、
   上記レンズユニットと上記本体ユニットは、通信インターフェースを介して通信可能に接続されていて、
   上記レンズユニットは、
   光学レンズを含む撮影光学系と、シャッターの動作と絞り量の制御を行う絞り制御手段と、上記光学レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子を含む撮像手段と、上記撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段と、を備え、
   上記本体ユニットは、
   上記シャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と上記撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、
   上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段と、を備え、
   上記判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを特徴とする撮像装置。
4. 上記本体ユニットは、上記撮像素子が露光した光量に基づいて上記累積露光時間を補正した補正露光時間を算出する補正算出手段をさらに有し、
   上記判定手段は上記補正露光時間を上記累積時間として、上記限界露光時間を越えているか否かを判定する、ことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 上記限界露光時間は、第１の限界露光時間と第２の限界露光時間からなり、
   上記判定手段における判定の結果、上記累積露光時間が上記第１の限界露光時間を越えているとき、撮像された画像データの色補正処理を上記画像処理手段が実行し、
   上記判定手段における判定の結果、上記累積露光時間が上記第２の限界露光時間を越えているときは、上記撮像手段の動作を停止する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 上記色補正処理はホワイトバランス処理であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 上記本体ユニットは、上記判定手段の判定結果を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載撮像装置。
8. 撮像装置を構成する本体ユニットと着脱自在のレンズユニットであって、
   通信インターフェースを介して上記本体ユニットと通信可能に接続されていて、
   光学レンズを含む撮影光学系と、
   シャッターの動作と絞り量の制御を行う絞り制御手段と、
   上記光学レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子を含む撮像手段と、
   上記撮像手段の出力から画像データを生成する画像処理手段と、
   上記シャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と上記撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、
   上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段と、を備え、
   上記判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを特徴とすることを特徴とするレンズユニット。
9. 撮像装置を構成するレンズユニットと着脱自在の本体ユニットであって、
   通信インターフェースを介して上記レンズユニットと通信可能に接続されていて、
   上記シャッターが開いている時間を加算した累積露光時間と上記撮像素子の限界露光時間を記憶する記憶手段と、
   上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えているか否かを判定する判定手段と、を備え、
   上記判定手段において上記累積露光時間が上記限界露光時間を越えていると判定されたとき、その旨を通知することを特徴とすることを特徴とする本体ユニット。

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