JP2016129278A - 撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザによるボディキャップ装着が不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置に備えられているＮＤ（Ｎｅｗｔｒａｌ＿Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタの代わりに、透過率のを切り替えが可能で、かつ、完全遮光が可能な部材をカメラ本体に備える。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する。

ビデオカメラ等の撮像装置において、使用環境下における黒レベルの調整を行うことや、宇宙線等に起因する後発性の欠陥画素補正を目的とした、オートブラックバランス調整機能を備えたものが特に業務用機種において多く存在する。本機能の実行によって、センサ温度が変化したことに伴う黒レベルのずれや、後発性の欠陥画素を補正することが可能となる。

しかしながら、交換レンズ式のカメラシステムにおいて、メカ的に完全遮光が出来ない絞りを備えた交換レンズが数多く存在するため、ユーザにボディキャップを装着してもらうことで完全遮光状態を実現し、その上でオートブラックバランス調整を実行するという仕様になっているというのが現状である。

例えば、クレードルに遮光手段を設けることで、メカニカルシャッターの無いカメラ機構を搭載した撮像装置であっても、クレードル装着時に撮像素子を遮光して撮像素子の画素欠陥を容易に検出でき、補正を行うことができるような技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−３２９５５６号公報

従来技術では、ユーザにボディキャップやクレードルを装着してもらうことにより、完全遮光を実現し、その上でオートブラックバランス調整を実行していた。

しかしながら、屋内監視用途やブライダル等で使用される屋内雲台カメラは、高所に設置されることが多く、ユーザからの操作はリモート操作のみとなるユースケースがほとんどである。この場合、ユーザにボディキャップをしてもらうことが出来なくなり、完全遮光状態が実現不可能となるため、オートブラックバランス調整が実行できないという課題が発生する。

また、屋内カメラはカメラケースも使用していないものが多いため、カメラケース側に遮光手段を備えるという解決策も使えない。また、フランジバックの関係から、本体側に完全遮光する為の部材を設けるスペースがない場合も多い。

これを解決する為には、従来の撮像装置に備えられていたＮＤ（Neutral Density）フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能な部材をカメラ本体に備えることが有効であると考えられる。

本発明の目的は、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能な撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、
被写体を撮像する為の撮像手段と、
入射光量及び被写界深度を調整するための被写界深度調整手段とは別に入射光量を調整かつ完全遮光が可能な入射光量調整手段と、
黒画像を取得して撮像装置の画像補正データを生成する補正データ生成手段と、
を備えた撮像装置において、
前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際、前記入射光量調整手段により遮光することを特徴とする。

本発明によれば、従来の撮像装置に備えられていたＮＤ（Neutral Density）フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能な部材をカメラ本体に備えることで、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能な撮像装置の提供を実現できる。

本発明の撮像装置の一例としてのデジタルビデオカメラの外観図である。 本実施形態によるデジタルビデオカメラの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態による撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、任意の交換レンズ式のビデオカメラに本発明を適用した例を説明する。

なお、本実施形態では、オートブラックバランス調整とは、光学的に遮光された状態の撮像素子から出力される信号に対して、黒レベルのばらつきを検出し、検出されたデータから補正データを算出するための調整と、光学的に遮光された状態の撮像素子から出力される信号に対して、任意の閾値よりも出力レベルの高い欠陥画素を検出し、検出されたデータから補正データを算出するための調整を含むものとする。

図１、および図２は本実施形態の撮像装置の一例としてビデオカメラ１００の外観図および機能構成例を示している。なお、図２に示す機能ブロックの１つ以上は、ＡＳＩＣやプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。

図１に示すモニタ２８およびファインダ２９は、画像や各種情報を表示する図２に示す表示部１０７に含まれる。トリガーボタン６１は、撮影指示を行うため操作ボタンであり、電源／モードスイッチ７２は、電源オン、電源オフや撮影モード、再生モードを切り替えるための操作ボタンであり、トリガーボタン６１と同様、操作部１１５に含まれる。

また、操作パネル７０は、ユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン等の操作部材からなり、同様に操作部１１５に含まれる。コネクタ１２は、ビデオカメラ１００から外部モニタや外部記録装置に映像信号を出力するコネクタであり、外部出力Ｉ／Ｆ部１２０を構成する。また、バッテリーカバー１１は、装填したバッテリーを保持するカバーである。アクセスランプ１３は、記録用のカードスロットの状態を表示するランプであり表示部１０７に含まれる。

次に、図２を参照して、各機能ブロックについて説明する。交換レンズ１０１は、複数のレンズ群からなる撮影レンズであり、フォーカスレンズ、ズームレンズ、シフトレンズを内部に備えるほか、絞りを含む。撮像素子１０２は、光電変換素子を有する画素が複数、二次元状に配列された構成を有する。

撮像素子１０２は、交換レンズ１０１により結像された被写体光学像を各画素で光電変換し、さらにＡ／Ｄ変換回路によってアナログ・デジタル変換して、画素単位の画像信号（ＲＡＷ画像データ）を出力する。撮像素子１０２は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサーやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサーなどにより構成される。

撮像素子１０２から出力される画素には、被写体光学像の信号強度を表す有効画像領域の画素のほか、撮像素子から出力された画素の補正（ノイズ除去やクランプ処理）を行うために用いられるＯＢ領域の画素が含まれる。

エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３はレンズに備えられた絞りとは別に入射光量を調整するためにビデオカメラ１００に設けられたものである。

画像処理部１１８は、撮像素子に起因するレベル差を補正する。例えば、ＯＢ領域の画素を用いて、有効領域の画素のレベルを補正するほか、欠陥画素に対して周囲画素を用いた補正を行う。また、周辺光量落ちに対する補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、ディベイヤー、圧縮などの各処理を行う。画像処理部１１８は、撮像素子１０２から入力されたＲＡＷ画像データに対して上記処理を行うと、その他の制御部へ補正した画像データを出力する。

記録媒体Ｉ／Ｆ部１０４は、記録媒体１０５とビデオカメラ１００とのインターフェースであり、記録媒体１０５に対して、画像処理部１１８から入力された画像データの記録や記録した画像データの読み出しを制御する。記録媒体１０５は、撮影された映像あるいは画像データを記録するための半導体メモリ等で構成される記録媒体であり、記録媒体Ｉ／Ｆ部１０４による制御に応じて画像データの記録や記録された画像データの読み出しを実行する。

表示部１０７は、表示用Ｉ／Ｆ部１０６から出力された画像データを画角確認用に表示するモニタやファインダである。また、ビデオカメラの各種情報を表示するほか、アクセスランプ１３に状態表示を行う。

以下に説明するゲイン制御部１０８、シャッター制御部１０９、絞り制御部１１０およびフィルタ制御部１１１は、それぞれ画像処理部１１８の出力した画像データを参照してその輝度レベルを本体マイコン１３０で算出した結果に基づいて制御が行われる。

ゲイン制御部１０８は、算出された輝度レベルをもとに、撮像素子１０２の内部でかけるゲインの値を本体マイコン１３０で算出し、本体マイコンからの指示に基づいて撮像素子１０２のゲインを制御する。

シャッター制御部１０９は、算出した輝度レベルをもとに、撮像素子１０２に設定すべきシャッタースピードの値を本体マイコン１３０で算出し、本体マイコンからの指示に基づいて撮像素子１０２のシャッタースピードを制御する。

絞り制御部１１０は、算出した輝度レベルをもとに、交換レンズ１０１で設定すべき絞りの値を本体マイコン１３０で算出し、本体マイコンからの指示に基づいて交換レンズ１０１の絞りを制御する。

フィルタ制御部１１１は、例えば算出した輝度レベルをもとに、交換レンズ１０１で設定すべきエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の値を本体マイコン１３０で算出し、本体マイコンからの指示に基づいてＮＤフィルタを介して撮像素子１０２に入射する光量を制御する。

フォーカス制御部１１２は、用画像処理部１１８から出力された画像データを参照して本体マイコン１３０でフォーカスの合焦情報を算出し、算出したフォーカスの合焦情報をもとに交換レンズ１０１内部のフォーカスレンズを制御する。

ズーム制御部１１３は、操作部１１５や外部操作部１２３より入力された焦点距離情報に基づいて交換レンズ１０１内部のズームレンズを制御する。

防振制御部１１４は、画像処理部１１８から出力された画像データを参照して本体マイコン１３０で被写体の動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルをもとに手ブレを相殺するように交換レンズ１０１内部のシフトレンズを制御する光学式防振処理を行う。あるいは、防振制御部１１４は手ブレによる像ブレを相殺する方向に動画の各フレームで画像を切り出す電子式防振処理を行う。

操作部１１５は、上述のトリガーボタン６１や操作パネル７０などからなり、ユーザは操作部１１５に対して操作指示を行うことにより、撮影指示、オートブラックバランス調整等の各種操作、焦点距離の調整等を行う。操作部１１５は、例えばＡＢＢ調整を実行する操作指示を受けると本体マイコン１３０に通知する。

メモリＩ／Ｆ部１１６は、撮像素子１０２から出力された全画素分のＲＡＷ画像データをメモリ１１７に書き込み、また、メモリ１１７に保持されたＲＡＷ画像データを読み出して画像処理部１１８に出力する。

メモリ１１７は、数フレームの全画素分のＲＡＷ画像データを格納する揮発性の記憶媒体である。画像処理部１１８は、メモリＩ／Ｆ部１１６から送られた全画素分のＲＡＷ画像データに対し、制御に必要な画像処理を行う。制御用画像処理部１１８により補正されたデータは、本体マイコンを介してフォーカス制御部１１２や防振制御部１１４に出力される。

外部出力Ｉ／Ｆ部１２０は、画像処理部１１８からの映像データを外部に出力するインターフェースである。例えば、画像データを外部の表示モニタや外部の記録媒体に出力する。

本体マイコン１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備え、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭの作業領域に展開し、実行することにより、ビデオカメラ１００の全体の動作を制御する。また、本体マイコン１３０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。ＲＡＭは、本体マイコン１３０の動作用の定数、変数、ＲＯＭから読み出したプログラム等を展開する。また、本体マイコン１３０は、操作部１１５から、例えばオートブラックバランス調整を実行する操作指示を受けると、各制御部によるオートブラックバランス調整処理を制御する。

以下、図３〜図４を参照して、本発明の各実施例の動作を説明する。

＜実施例１＞
実施例１では、ビデオカメラ１００に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３を用いてオートブラックバランス調整を行う例を説明する。また、本実施例は、ユーザからのメニュー操作によるオートブラックバランス調整実行要求に基づいて実行されるものとして説明する。

図３は本実施例における撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。

ビデオカメラ１００は、最初のステップＳ３０１において、ユーザからオートブラックバランス調整の要求を受ける。

次のステップＳ３０２において、本体に内蔵されたエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３に対して、濃度が最大、すなわち完全遮光状態となるように制御を行い、次のステップＳ３０３において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。

ステップＳ３０３において、濃度が最大になっていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップＳ３０３において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。ステップＳ３０３において、濃度が最大になったと判断された場合、次のステップＳ３０４において、オートブラックバランス調整を開始する。

次のステップＳ３０５において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップＳ３０５において、オートブラックバランス調整が完了していないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップＳ３０５において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップＳ３０５において、オートブラックバランス調整が完了したと判断された場合、次のステップＳ３０６において、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の濃度をオートブラックバランス調整開始前の状態に戻す。

次のステップＳ３０７において、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップＳ３０７において、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻っていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップＳ３０７において、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップＳ３０７において、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったと判断された場合、次のステップＳ３０８において、オートブラックバランス調整が完了した旨の表示を行う。

上述のように、本実施形態では、従来の撮像装置に備えられていたＮＤ（Neutral Density）フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能なエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３をビデオカメラ１００に備えるものとした。このようにすることで、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能となる。

＜実施例２＞
実施例２では、完全遮光可能なエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３が内蔵されたビデオカメラ１００において、装着されたレンズに応じて遮光手段を切り替える例を説明する。また、本実施例は、ユーザからのメニュー操作によるオートブラックバランス調整実行要求に基づいて実行されるものとして説明する。

図４は本実施例における撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。

ビデオカメラ１００は、最初のステップＳ４０１において、ユーザからオートブラックバランス調整の要求を受ける。

次のステップＳ４０２において、現在装着されている交換レンズ１０１が、完全遮光可能なレンズかどうかの判断を行う。ステップＳ４０２において、現在装着されている交換レンズ１０１が、完全遮光可能なレンズであると判断された場合、次のステップＳ４０３において、交換レンズ１０１の遮光手段による遮光速度と、ビデオカメラ１００に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の遮光速度のいずれが早いかの比較判断を行う。

ステップＳ４０３において、交換レンズ１０１の遮光手段による遮光速度の方がビデオカメラ１００に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の遮光速度よりも早いと判断された場合、次のステップＳ４０４において、ビデオカメラ１００は交換レンズ１０１に対して完全遮光要求を行う。

次のステップＳ４０５において、交換レンズ１０１が完全遮光状態となったかどうかの判断を行う。ステップＳ４０５において、交換レンズ１０１が完全遮光状態となっていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップＳ４０５において、交換レンズ１０１が完全遮光状態となったかどうかの判断を行う。ステップＳ４０５において、交換レンズ１０１が完全遮光状態となったと判断された場合、次のステップＳ４０８において、オートブラックバランス調整を開始する。

ステップＳ４０２において、現在装着されている交換レンズ１０１が、完全遮光可能なレンズではないと判断された場合、または、ステップＳ４０３において、交換レンズ１０１の遮光手段による遮光速度の方がビデオカメラ１００に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３の遮光速度よりも遅いと判断された場合、次のステップＳ４０６において、本体に内蔵されたエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３に対して、濃度が最大、すなわち完全遮光状態となるように制御を行い、さらに次のステップＳ４０７において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。

ステップＳ４０７において、濃度が最大になっていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップＳ４０７において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。ステップＳ４０７において、濃度が最大になったと判断された場合、次のステップＳ４０８において、オートブラックバランス調整を開始する。

次のステップＳ４０９において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップＳ４０９において、オートブラックバランス調整が完了していないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップＳ４０９において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップＳ４０９において、オートブラックバランス調整が完了したと判断された場合、次のステップＳ４１０において、ステップＳ４０４またはステップＳ４０６で制御した遮光手段をオートブラックバランス調整開始前の状態に戻す。

次のステップＳ４１１において、ステップＳ４０４またはステップＳ４０６で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップＳ４１１において、ステップＳ４０４またはステップＳ４０６で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻っていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップＳ４１１において、ステップＳ４０４またはステップＳ４０６で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップＳ４１１において、ステップＳ４０４またはステップＳ４０６で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったと判断された場合、次のステップＳ４１２において、オートブラックバランス調整が完了した旨の表示を行う。

上述のように、本実施形態では、従来の撮像装置に備えられていたＮＤ（Neutral Density）フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能なエレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３をビデオカメラ１００に備えるものとした。さらに、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３には、完全遮光までの動作が遅いという欠点がある場合が考えられるため、装着されている交換レンズ１０１が完全遮光可能なレンズであった場合に、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子１０３ではなく、交換レンズ１０１で遮光させるようにした。

このようにすることで、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能となる。さらに、装着されているレンズに応じてオートブラックバランス調整を短時間で終わらせることも可能となる。

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。特に本実施例では動画を例にしたが、静止画に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。

また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

１１ バッテリーカバー、１２ コネクタ、１３ 記録媒体スロット、２８ 表示部、
２９ 表示部、６１ トリガーボタン、８０ 操作部、７２ 電源／モードスイッチ、
１００ デジタルビデオカメラ本体

Claims (3)

1. 被写体を撮像する為の撮像手段と、
   入射光量及び被写界深度を調整するための被写界深度調整手段とは別に入射光量を調整かつ遮光が可能な入射光量調整手段と、
   黒画像を取得して撮像装置の画像補正データを生成する補正データ生成手段と、
   を備えた撮像装置において、
   前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際、前記入射光量調整手段により遮光することを特徴とする撮像装置。
2. 現在装着されているレンズが遮光可能なレンズかどうかを判断する判断手段と、
   現在装着されているレンズの遮光手段の遮光速度と、前記入射光量調整手段による遮光速度を比較する比較手段と、
   をさらに備えた撮像装置において、
   前記判断手段により現在装着されているレンズが遮光可能なレンズであると判断され、前記比較手段による比較結果によりレンズの遮光手段の方が遮光速度が速いと判断された場合は前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際の遮光をレンズ側で実行し、現在装着されているレンズが遮光不可能なレンズではないと判断された場合、または前記判断手段により現在装着されているレンズが遮光可能なレンズであると判断され、前記比較手段による比較結果によりレンズの遮光手段の方が遮光速度が遅いと判断された場合は前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際の遮光を前記入射光量調整手段により実行することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記入射光量調整手段は、液晶ＮＤまたはＥＣ素子のいずれかを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。