JP2018180325A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
その一方で、例えば特許文献2にあるように、赤外カットフィルタの挿入/抜去が可能な監視向けの撮像装置もある。可視光向けのレンズユニットは大量生産品で安価であることもあり、赤外カットフィルタを取り外しできる産業用途のカメラに使用されることがある。このような場合に、赤外カットフィルタを取り外した状態で、赤外光がイメージセンサ側に漏れると、イメージセンサが赤外光を検出してしまうおそれがある。特に近年のセンサ技術の向上によりセンサ感度が向上しており、赤外光の微量な漏れであっても、イメージセンサを用いた撮影に影響を及ぼすことがある。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係るレンズユニットが装着されたデジタルカメラの構成を示す図である。レンズ交換式の撮像装置であるデジタルカメラ100には、光学装置である可視光向けのレンズユニット107が着脱自在に装着される。
レンズユニット107は、前玉101、フォーカスレンズ102、防振抑制レンズ103、及びアイリス104を備える。フォーカスレンズ102は、光軸方向に動くことにより、撮像素子109上の焦点を調整する。防振抑制レンズ103は、光軸に対して垂直方向に動くことにより、前玉101で取り込まれる光の光軸を変化させ、像ブレを補正する。防振抑制レンズ103の位置は防振レンズ位置検出素子105により検出され、その検出結果に基づいて不図示の防振レンズ駆動機構により制御される。本実施形態では、防振レンズ位置検出素子105として、発光部となるPSDセンサが使用されている。アイリス104は、撮像素子109に入射する光束を細くすることにより、入射光量を減衰させる。このようにしたレンズユニット107のユニット部品は、レンズ側電源供給端子106を介してデジタルカメラ100から電源が供給されて動作する。
また、レンズユニット107内のレンズ制御部123は、レンズ側制御端子122を介してデジタルカメラ100の制御部124からの制御信号を受け取り、各ユニット部品を制御する。このようにレンズユニット107の各ユニット部品を、デジタルカメラ100側から制御できるようになっている。
電源制御部116は、制御部124からの指示に基づいてレンズユニット107の電源のオン/オフ制御を行い、カメラ側電源供給端子117、レンズ側電源供給端子106を介してレンズユニット107に電源を供給する。
信号増幅器111は、ゲインに基づいて増幅した画像信号を信号処理部112に送る。信号処理部112は、画像信号にホワイトバランス、カラーバランス、ガンマ処理等の各種処理を行い、信号出力ドライバ113に送る。信号出力ドライバ113は、信号処理部112からの画像信号をHD−SDI信号に変換して外部に出力する。また、信号レベル検波部114は、検波した画像信号の輝度レベルを制御部124に送る。
表示ドライバ119は、制御部124からの指示に基づいてモニタ120に各種情報を表示する。
ステップS201、S202で、レンズユニットの交換が発生することを条件として、判定部115は判定処理を開始し、処理をステップS203に移す。
ステップS203で、判定部115は、装着されたレンズユニット107から制御部124を通じてレンズIDを取得し、そのレンズIDが記憶部118に保存されているレンズ一覧にあるか否かを判定する。レンズIDがレンズ一覧にあれば、処理をステップS212に移し、レンズIDがレンズ一覧になければ、処理をステップS205に移す。装着されたレンズユニットが古いタイプであったり、他社のレンズユニットであったりして通信ができない場合も、処理をステップS205に移すことになる。表1に、レンズ一覧の例を示す。レンズ一覧はテーブルになっており、識別情報であるレンズIDをキーとして、レンズ内発光の影響の有無の情報が関連付けられている。さらに、レンズ内発光の影響がある場合に、レンズ内発光の影響を抑えることのできるゲインの限界値及び露光時間の限界値が関連付けられている。ゲインの限界値は、ゲインが何dB以下であれレンズ内発光の影響を抑えることができるかを表わす。また、露光時間の限界値は、露光時間が何秒以下であればレンズ内発光の影響を抑えることができるかを表わす。
ステップS214で、判定部115は、レンズ一覧からゲインの限界値を取得して、記憶部118に記憶する。
ステップS215で、判定部115は、レンズ一覧から露光時間の限界値を取得して、記憶部118に記憶し、その後、処理をステップS233に移して本処理を終了する。
ステップS206で、判定部115は、制御部124を通じて、信号増幅器111に対して最大ゲインを設定するように指示し、撮像素子制御部110に対して最長露光時間を設定するように指示する。本実施形態において、最大ゲインは75dB、最長露光時間は1/2秒であるとする。最大ゲイン及び最長露光時間を設定することにより、レンズ内発光の影響を最も受けやすい条件、換言すればレンズ内発光の影響を最も確認しやすい条件になる。
ステップS208で、判定部115は、レンズ電源オフ時の黒レベルを測定するように指示して、レンズ電源オフ時の黒レベルを取得する。レンズユニット107の電源がオフであるので、レンズユニット107が有する発光部は発光を行わない。したがって、本来の黒レベルを取得することができる。
ステップS210で、判定部115は、レンズ電源オン時の黒レベルを測定するように指示して、レンズ電源オン時の黒レベルを取得する。レンズユニット107の電源がオンであるので、レンズユニット107が有する発光部にも電源が供給されて、発光部は発光を行う。したがって、もし発光部の赤外光が漏れている場合、ステップS208において測定される本来の黒レベルとは異なる値となるはずである。
ステップS216で、判定部115は、レンズ内発光の影響ありとの情報を記憶部118に記憶する。
ステップS217で、判定部115は、制御部124を通じて、信号増幅器111に対して最大ゲイン(75dB)を設定するよう指示する。ゲインについてレンズ内発光の影響を最も受けやすい条件にした上で、露光時間の限界値を判定する。
ステップS218で、判定部115は、露光時間を最長露光時間(1/2秒)から1ステップだけ短くする。本実施形態において1ステップは、カメラの分解能に対応させて1/2段に設定している。1段下げるというのは露光時間を1/2倍にしたものであるから、1/2段は1/√2倍した時間となる。最初のループでは、露光時間を1/2.8にする。
ステップS219〜S223で、ステップS207〜S211と同様、レンズ電源オン/オフ時の黒レベルの差を求め、閾値以下であるか否かを判定する。黒レベルの差が閾値以下であれば、レンズ内発光の影響を抑えることのできる露光時間の限界値を求めることができたとして、処理をステップS224に移す。それに対して、黒レベルの差が閾値を超えていれば、処理をステップS219に戻して、露光時間をさらに短くして判定を繰り返す。
ステップS224で、判定部115は、黒レベルの差が閾値以下となったときの露光時間を、露光時間の限界値として記憶部118に記憶する。
ステップS225で、判定部115は、制御部124を通じて、撮像素子制御部110に対して最長露光時間(1/2秒)を設定するように指示する。露光時間についてレンズ内発光の影響を最も受けやすい条件にした上で、ゲインの限界値を判定する。
ステップS226で、判定部115は、ゲインを最大ゲイン(75dB)から1ステップだけ下げる。本実施形態において1ステップは、カメラの分解能に対応させて1/2段に設定している。1段下げるのはゲインを6dB下げるものであるから、1/2段は3dB下げたゲインとなる。最初のループでは、ゲインを72dBにする。
ステップS227〜S231で、ステップS207〜S211と同様、レンズ電源オン/オフ時の黒レベルの差を求め、閾値以下であるか否かを判定する。黒レベルの差が閾値以下であれば、レンズ内発光の影響を抑えることのできるゲインの限界値を求めることができたとして、処理をステップS232に移す。それに対して、黒レベルの差が閾値を超えていれば、処理をステップS226に戻して、ゲインをさらに下げて判定を繰り返す。
ステップS232で、判定部115は、黒レベルの差が閾値以下となったときのゲインを、ゲインの限界値として記憶部118に記憶し、その後、処理をステップS233に移して本処理を終了する。
以上の処理により、レンズ内発光の影響を抑えることのできるゲインの限界値及び露出時間の限界値が記憶部118に書き込まれた状態となる。
ステップS301で、制御部124は、ゲイン変更の割り込みが入るまで待機し、ゲイン変更の割り込みが入った場合、処理をステップS302に移す。
ステップS302で、制御部124は、レンズ内発光の影響の有無を判定する。記憶部118にレンズ内発光の影響ありとの情報(ステップS216)や、ゲインの限界値及び露光時間の限界値(ステップS214、S215、S224、S232)が記憶されていれば、レンズ内発光の影響があると判定すればよい。レンズ内発光の影響があれば、処理をステップS306に移し、そうでなければ、処理をステップS303に移す。
ステップS307で、レンズ内発光の影響を受けるので、制御部124は、ゲイン変更(ゲインアップ)を実行せず、モニタ120に警告指示表示(ゲインMAX表示)を行って、処理をステップS301に戻す。
なお、図3ではゲイン変更時の撮影の制御を説明したが、露光時間変更時も同様である。
第1の実施形態では、レンズ内発光の影響を抑えるようにゲイン及び露光時間を制限するようにした。
それに対して、第2の実施形態では、ゲインや露光時間を制限するのではなく、レンズ電源をオフにして撮像素子109の露光を行い、レンズ電源をオンにして撮像素子109の露光を行わないようにする排他的な制御を実行する。なお、図1に示す撮像装置の構成、及び図2の判定処理は第1の実施形態と同様であり、その説明は割愛し、以下では、第1の実施形態との相違を中心に説明する。
ステップS501で、制御部124は、VD割り込みが入るまで待機し、VD割り込みが入った場合、処理をステップS502に移す。本実施形態のフレームレートは1/60秒であるので、1/60秒毎にVD割り込みが入る。
ステップS502で、制御部124は、レンズ内発光の影響を受ける状態であるか否かを判定する。例えば装着されたレンズユニット107の発光部が発光しており、かつ、第1の実施形態で述べたように、撮影に際して設定されたゲイン又は露光時間が各々の限界値を超える場合、レンズ内発光の影響を受ける状態であると判定する。レンズ内発光の影響を受ける状態であれば、処理をステップS503に移し、レンズ内発光の影響を受ける状態でなければ、処理をステップS501に戻す。
ステップS504で、制御部124は、レンズ電源がオンされているか否かを判定する。レンズ電源がオンでなければ、処理をステップS505に移し、レンズ電源がオンであれば、処理をステップS507に移す。
ステップS505で、制御部124はレンズ電源をオンにし、ステップS506で、制御部124は露光を行わないように制御する。
ステップS507で、制御部124はレンズ電源をオフにし、ステップS508で、制御部124は露光を行うように制御する。
このように第2の実施形態では、時分割で、レンズ電源のオンと撮像素子109の露光とを排他的に行うことにより、レンズ内発光の影響を受けずに撮影を実施することができる。
第3の実施形態も、第2の実施形態と同様、ゲインや露光時間を制限するのではなく、レンズ電源をオフにして撮像素子109の露光を行い、レンズ電源をオンにして撮像素子109の露光を行わないようにする排他的な制御を実行する。この排他的な制御を、第2の実施形態では時分割で行うのに対して、第3の実施形態ではレンズユニット107の駆動に応じて行う。
ステップS701で、制御部124は、VD割り込みが入るまで待機し、VD割り込みが入った場合、処理をステップS702に移す。本実施形態のフレームレートは1/60秒であるので、1/60秒毎にVD割り込みが入る。
ステップS702で、制御部124は、焦点調整が必要か否か、又は防振補正が必要か否かを判定する。焦点調整については、位相差センサ602の出力に基づいて位相差量、すなわちピントずれ量が閾値以下になった場合、不要であるいう判断になる。また、防振補正については、角速度センサ601の出力に基づいて変動量が閾値以下になった場合、不要であるという判断になる。焦点調整又は防振補正が必要であれば、処理をステップS703に移し、焦点調整及び防振補正が不要であれば、処理をステップS708に移す。
ステップS704で、制御部124は、露光中であるか否かを判定する。フレームレートより長い露光時間設定の場合、フレームにまたがって露光することがある。露光中であれば、処理をステップS701に戻す。露光が完了するフレームになったならば、処理をステップS705に移す。
なお、レンズユニット107の駆動として、焦点調整のための駆動、防振補正のための駆動を説明したが、それ以外にも、例えばアイリス104による入射光量調整のための駆動等を含めるようにしてもよい。
第4の実施形態も、第2、第3の実施形態と同様、ゲインや露光時間を制限するのではなく、レンズ電源をオフにして撮像素子109の露光を行い、レンズ電源をオンにして撮像素子109の露光を行わないようにする排他的な制御を実行する。この排他的な制御を、第3の実施形態ではレンズユニット107の駆動に応じて行うのに対して、第4の実施形態ではユーザの操作に応じて行う。
ステップS901で、制御部124は、VD割り込みが入るまで待機し、VD割り込みが入った場合、処理をステップS902に移す。本実施形態のフレームレートは1/60秒であるので、1/60秒毎にVD割り込みが入る。
ステップS902で、制御部124は、AFボタン801、ISボタン802及びIRISボタン803のいずれかが押されているか否かを判定する。いずれかのボタンが押されていれば、処理をステップS903に移し、押されていなければ、処理をステップS908に移す。
ステップS904で、制御部124は、露光中であるか否かを判定する。フレームレートより長い露光時間設定の場合、フレームにまたがって露光することがある。露光中であれば、処理をステップS901に戻す。露光が完了するフレームになったならば、処理をステップS905に移す。
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (15)
- 撮像素子に光を入射する光学装置が装着される撮像装置であって、
前記光学装置が有する発光部の発光の影響を抑えるように前記撮像素子による撮影を制御する制御手段を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記発光部の発光の影響を前記撮像素子が受けるか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記判定手段は、前記発光部の発光時に前記撮像素子が出力する画像信号に基づいて取得される黒レベルと、前記発光部の非発光時に前記撮像素子が出力する画像信号に基づいて取得される黒レベルとの差に基づいて、前記発光部の発光の影響を前記撮像素子が受けるか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記判定手段は、撮影条件を変更して、前記発光部の発光の影響を前記撮像素子が受けるか否かを判定することを繰り返して、前記発光部の発光の影響を抑えることのできる撮影条件を判定することを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。
- 光学装置の識別情報と、光学装置が有する発光部の発光の影響を撮像素子が受けるか否かの情報とを関連付けて保存する保存手段を備え、
前記判定手段は、前記光学装置の識別情報に基づいて、前記保存手段を参照して、前記発光部の発光を前記撮像素子が受けるか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記保存手段では、さらに発光部の発光の影響を抑えることのできる撮影条件が関連付けられていることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 撮影条件は、前記撮像素子が出力する画像信号に対する増幅率、及び前記撮像素子の露光時間のうち少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項4又は6に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、撮影条件を制限することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記光学装置の電源をオフにして前記撮像素子の露光を行い、前記光学装置の電源をオンにして前記撮像素子の露光を行わないようにする排他的な制御を実行することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記排他的な制御を時分割で行うことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
- 前記光学装置の駆動を制御する駆動制御手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動制御手段による前記光学装置の駆動が必要でないときに、前記光学装置の電源をオフにして前記撮像素子の露光を行い、前記駆動制御手段による前記光学装置の駆動が必要であるときに、前記光学装置の電源をオンにして前記撮像素子の露光を行わないようにすることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 - 操作部材の操作に応じて前記光学装置が駆動し、
前記制御手段は、前記操作部材の操作がなされていないときに、前記光学装置の電源をオフにして前記撮像素子の露光を行い、前記操作部材の操作がなされているときに、前記光学装置の電源をオンにして前記撮像素子の露光を行わないようにすることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 - 前記光学装置の駆動とは、焦点調整のための駆動、防振補正のための駆動、及び入射光量調整のための駆動のうち少なくともいずれかであることを特徴とする請求項11又は12に記載の撮像装置。
- 撮像素子に光を入射する光学装置が装着される撮像装置の制御方法であって、
前記光学装置が有する発光部の発光の影響を抑えるように前記撮像素子による撮影を制御する手順を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - レンズ交換式の撮像装置であって、
撮像装置本体内に設けられた撮像素子と、
前記撮像装置本体にレンズを装着するための装着手段と、
前記装着手段に装着されたレンズが有する発光部の発光によって前記撮像素子が影響を受ける場合、前記影響を抑制するように前記撮像素子による撮影を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
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