JP2010193386A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】低感度が指定された場合であっても、色ムラの少ない画像を得ることのできるカメラを提供する。
【解決手段】本発明のカメラは、撮影レンズ（２３）と、撮影レンズ（２３）からの光を受けて画像を撮影する撮像素子（１５）と、撮影レンズ（２３）から撮像素子（１５）に至る光路と交差する進出位置（Ｍ）とその光路から外れる退避位置（Ｎ）とをとる減光手段（１０）と、前記減光手段（１０）を透過した光の光学特性を記憶する記憶手段（３３）と、前記撮像素子（１５）で撮像された画像を前記記憶手段（３３）により記憶された前記光学特性により補正する補正手段（４５）と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、感度を変更可能なカメラに関するものである。

デジタルカメラにおいては、撮像素子の最低感度は、例えばＩＳＯ２００に設定されているものが多い。しかし、例えば、明るい場所で絞りを開放にした状態の撮影を行う場合や、スローシャッタで撮影を行う場合、より低い感度が望まれる。また、スタジオなどの撮影においても、ストロボの発光制御をしやすくするためにより低いＩＳＯ感度が望まれる場合もある。このような場合に、画像処理により階調特性を変更することで、低いＩＳＯ感度に対応することもできる。しかし、階調特性の変更は画質低下を招く可能性がある。
このため、従来、クイックリターンミラーをハーフミラーとし、低い感度が指定されたときは、ハーフミラーを光路上に保ったまま撮影を行うカメラがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７７６１号公報

ハーフミラーとしては、薄膜に蒸着処理を施した、例えばペリクルミラーが一般的である。しかし、蒸着をミラー全体に対して厳密に均一することは難しく、表面に若干の蒸着ムラが生じる。このため、ハーフミラーを通過した光にも色ムラが生じ、撮影画像に影響を与える可能性がある。

本発明の課題は、低感度が指定された場合であっても、色ムラの少ない画像を得ることのできるカメラを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、撮影レンズ（２３）からの光を撮像する画像を撮影する撮像部（１５）と、撮影レンズ（２３）から前記撮像部（１５）に至る光路と交差する進出位置（Ｍ）とその光路から外れる退避位置（Ｎ）との間を移動可能な減光手段（１０）と、前記減光手段（１０）を透過した光の光学特性を記憶する記憶手段（３３）と、前記撮像部（１５）で撮像された画像を前記記憶手段（３３）により記憶された前記光学特性により補正する補正手段（４５）と、を備えることを特徴とするカメラ（１）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカメラ（１）であって、前記減光手段が、ハーフミラー（１０）であり、該ハーフミラー（１０）は、前記撮影レンズ（２３）から前記撮像部（１５）に至る光路と交差する進出位置（Ｍ）にある場合、被写体光を反射して該カメラに備えられた光学ファインダ（７）に可視像を提供するものであること、を特徴とするカメラ（１）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のカメラ（１）であって、前記光学特性が、該カメラ（１）に入射し、前記減光手段（１０）を透過し、撮像部（１５）により撮像された光における色ムラであること、を特徴とするカメラ（１）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカメラ（１）であって、前記補正値が、入射光の色温度に対応して複数記憶されていること、を特徴とするカメラ（１）である。
請求項５に記載の発明は、請求項４のいずれか１項に記載のカメラ（１）であって、被写体光の色温度が、前記光学特性が記憶されている色温度以外である場合、前記光学特性が記憶された色温度より、該被写体光に対応する光学特性を演算で求めること、を特徴とするカメラ（１）である。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のカメラ（１）であって、前記撮像部（１５）の感度が第１の感度以上に設定されている場合には撮影時には前記減光手段（１０）を進路から退避させ、前記撮像部（１５）の感度が、前記第１の感度より小さい感度が設定された場合に撮影時に前記減光手段（１０）を進路に進出させたままで撮影を行うこと、を特徴とするカメラ（１）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、低感度が指定された場合であっても、色ムラの少ない画像を得ることのできるカメラを提供することができる。

本発明の一実施形態のカメラを示す内部の断面図である。 一実施形態のカメラの回路構成を示すブロック図である。 パラメータを設定する際の側面図である。 ＣＣＤを分割した正面図である。 動作を説明するフローチャートである。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態のカメラ１を示す。カメラ１は、デジタル一眼レフカメラであり、カメラボディ２と、カメラボディ２に着脱可能に取り付けられるレンズ鏡筒３とを備える。

カメラボディ２の内部には、ハーフミラー１０が配置されている。ハーフミラー１０は、レンズ鏡筒３からの撮影光の一部を反射して観察光路Ｂのファインダ７に導く一方、撮影光の一部を透過して撮影光路Ａの撮像素子１５に導く。ハーフミラー１０は、回転軸１１を中心に回転可能なクイックリターンミラーとなっており、その回転によって撮影光路Ａと交差する位置Ｍ及び観察光路Ｂと交差する位置Ｎの間を移動する。位置Ｎにおいては、ハーフミラー１１０は、撮影光路Ａから退避する。

ハーフミラー１０の背面側には、シャッタ１４及び撮像素子１５が順に配置されている。撮像素子１５は、入射した被写体光を電気信号に変換するＣＣＤ等の固体撮像素子が用いられる。以下、撮像素子１５をＣＣＤ１５とも記載する。ＣＣＤ１５の感度は、後述するが、複数段階で可変であり、その感度の設定は、操作部３５（図２参照）に対する撮影者の操作によってなされる。

ＣＣＤ１５の背面側には、液晶モニタ１７が配置されている。液晶モニタ１７は、被写体を映し出すライブビュー表示、設定されたＩＳＯやシャッタスピード、その他の撮影条件等の表示を行う。

ハーフミラー１０の上部には、焦点板１８が配置されている。焦点板１８は、ハーフミラー１０によって反射された撮影光を結像させるスクリーンであり、ハーフミラー１０とペンタプリズム１９との間に配置されている。

ペンタプリズム１９は焦点板１８の上方に配置されており、焦点板１８で結像した像を正立像としてファインダ７及び測光装置２０へ導く光学素子である。測光装置２０は、設定されたＩＳＯ感度、被写体光の強さに応じて、適正露出を算出する。ペンタプリズム１９及びファインダ７の間には、被写体像を拡大する接眼レンズ２１が配置されている。

レンズ鏡筒３は、複数のレンズ２３と、絞り２４とを有した撮影光学系５を備えており、カメラボディ２のレンズマウントに取り付けられる。

上記構造において、ＣＣＤ１５は、通常感度の、ＩＳＯ２００，４００，８００，１６００と、低感度のＩＳＯ１００に設定可能である。ここで、ＣＣＤ１５が階調智特性の変更を行うことなく設定可能な最低感度はＩＳＯ２００である。
通常感度による撮影においては、まず、ハーフミラー１０が撮影光路Ｍ内に進出して被写体光の一部を測光装置２０に導くことにより、測光が行われて露光条件が決定される。そして、図示しないレリーズスイッチの押下により、ハーフミラー１０が跳ね上がって撮影光路Ｍから退避する。これにより、全ての被写体光がＣＣＤ１５に入射して撮影が行われる。

一方、低感度のＩＳＯ１００が選択された場合には、ハーフミラー１０が撮影光路Ｍ内に挿入された状態で撮影が行われる。例えば、ハーフミラー１０の透過率が５０％の場合には、ＣＣＤ１５の感度が２００に設定された状態で、被写体光の５０％がハーフミラー１０によってファインダ７に導かれ、残りの５０％の被写体光で撮影が行われる。

ここで、本実施形態でハーフミラー１０は、ペリクルミラーを使用する。ペリクルミラーは、薄膜にコーティングを施して半透明を達成しているものである。このコーティングは、完全に均一に行うことは困難であり、不均一な部分が生じる場合がある。このため、このようなハーフミラー１０を通した撮影では、光学特性が変化して色ムラや減光率の不均一が発生し、撮影像の画質が低下することがある。なお、この不均一性の要因としては、他にハーフミラー１０が光軸に対して斜めに挿入されていることも挙げられる。

図２は、この光学特性の変化を補正するための回路構成を示すブロック図である。図２に示すように、メイン制御部３１、画像制御部３２、画像メモリ３３、操作部３５、ＣＣＤ駆動回路３６、ハーフミラー駆動回路３７、データメモリ３８、Ａ／Ｄコンバータ４３等を備えている。

メイン制御部３１は、カメラ１の動作を制御する。ＣＣＤ駆動回路３６は、ＣＣＤ１５の動作タイミングを指示するクロックを生成してＣＣＤ１５に出力し、光電変換の開始、光電変換によって蓄積した電荷の出力等を制御する。ハーフミラー駆動回路３７は、ハーフミラー１０の駆動用アクチュエータに指示信号を出力してハーフミラー１０の回転を制御する。

操作部３５は、レリーズスイッチ押下、ＣＣＤ感度設定ボタンを始めとする各種の選択や設定のための操作が行われる。本実施形態において、操作部３５は、ハーフミラー１０が被写体の光路内に進入して停止した状態で撮影を行う撮影形態を選択することができるハーフミラー撮影ボタン（図示省略）を有している。

Ａ／Ｄコンバータ４３は、ＣＣＤ１５からの信号をデジタル信号に変換して画像制御部３２に出力する。
画像制御部３２は、Ａ／Ｄコンバータ４３からのデジタル信号に対して画素補間、カラーバランス、ガンマ補正等の処理を行って画像データを生成する。処理された画像データは、画像メモリ３３に記憶される。

本実施形態においては、メイン制御部３１は、調整部４４、補正部４５を備えている。
調整部４４は、ハーフミラー１０が被写体光の光路内にあるときの撮影に際し、ＣＣＤ１５に必要な補正値を設定するものである。ＣＣＤ１５に必要な補正値とは、ハーフミラー１０を通した撮影において、光学特性が変化して色ムラや減光率の不均一が発生した場合の、撮影像の画質の低下を抑制するための補正値である。調整部４４による補正値は、カメラ１の出荷に先立って設定される。また、設定された補正値は、メイン制御部３１が備えるＲＯＭ、ＲＡＭ等のデータメモリ３８に記憶される。
補正部４５は、撮影された画像データを、データメモリ３８に記憶されている補正値に基づいて補正するものである。

次に、調整部４４が設定する補正値について図３及び図４を参照して具体的に説明する。ハーフミラー１０を通した撮影では、色分布の不均一、すなわち色ムラが発生する。

図３に示すように、出荷前のカメラ１のレンズ鏡筒３に対して拡散板５０を密着するようにセットし、拡散板５０の密着状態で光源５１から２つの色温度の光を照射して撮影する。拡散板５０は、光源５１からの光を均一に拡散させて均一な画像を撮影するために用いるものである。このとき、ハーフミラー１０はミラーダウンさせて撮影光路内に進入した状態としておく。

図３の状態で、例えば、色温度が３２００ケルビン程度の赤みのある光と、色温度が５１００ケルビン程度の青みのある光との２つの光の下で撮影を行う。撮影に際し、ＣＣＤ１５は図４に示すように、複数の領域に分割し、各ブロックでのＲ／Ｇ値及びＢ／Ｇ値を測定する。この場合、各ブロックは、ＸＹ座標によって特定されており、各ブロックのＸＹ座標は、データメモリ３８に記憶されている。

色温度の異なる光による測定値（Ｒ／Ｇ値及びＢ／Ｇ値）に対し、調整部４４は、ホワイトバランス調整を行う。ホワイトバランス調整は、得られたＲ／Ｇ値及びＢ／Ｇ値を「１」とするためのパラメータを設定するものである。
ホワイトバランス調整は、図４における中央のブロックＬ１のＲ／Ｇ値が０．９、Ｂ／Ｇ値が０．８の場合に、Ｒ／Ｇ値を「１」とし、Ｂ／Ｇ値を「１」とするように、ブロック全体に逆数を乗じることで行われる。

このようにホワイトバランス調整が行われても、上述のように、ハーフミラー１０には色ムラが存在する。このため、例えば図４で示すＣＣＤ１５の周辺部のブロックＬ２においてはＲ／Ｇ値及びＢ／Ｇ値が１にならない場合がある。
そこで、個々のブロックごとに、Ｒ／Ｇ値、及びＢ／Ｇ値を「１」とするために乗じる逆数を算出し、算出したパラメータ（光学特性）をブロックＬ２のＸＹ座標に関連づける。

調整部４４は、以上のようにして算出したパラメータをデータメモリ３８に出力し、データメモリ３８は、そのときの光源の色に対応させてパラメータをＸＹ座標と共に記憶する。

補正部４５は、ハーフミラー１０を通した撮影が行われた場合、光源に応じたホワイトバランスの調整を行った後、データメモリ３８から各ブロックのパラメータを呼び出し、撮影された画像データに対して各ブロックのパラメータを乗じる。これにより、ハーフミラー１０を通した画像の色ムラを補正することができる。

ここで、パラメータは、色温度が３２００ケルビンの場合と色温度が５１００ケルビン場合との２種類について記憶されている。撮影の際における実際の被写体光が、データメモリ３８で記憶しているそれら以外の温度の光である場合は、３２００ケルビンにおける補正値と５１００ケルビンにおけるパラメータより、現在の被写体光に対応するパラメータを演算で補間して求め、このパラメータが補正値として使用される。これにより、上記と同様に、ハーフミラー１０を通した画像の補正が可能となる。

図５は、以上によって補正のパラメータが設定された後にハーフミラー１０を用いた撮影を行うフローチャートである。

ステップＳ１１においては、撮影者により選択されたＣＣＤ１５の感度が判断され、ＩＳＯ感度が１００の場合はステップＳ１２に、ＩＳＯ感度が２００以上の場合は、ステップＳ２２に進む。

次に、レリーズスイッチを押下されるが（ステップＳ１２）、ＩＳＯ感度が１００の場合はミラーアップは行われない（ステップＳ１３）。そしてシャッタ１４が開き（ステップＳ１４）、露光が行われ（ステップＳ１５）、その後、シャッタ１４が閉じる（ステップＳ１６）。

ステップＳ１５の露光によって得られたＣＣＤ１５の画像に対しては、ホワイトバランスの調整が行われた後（ステップＳ１７）、ＣＣＤ１５のブロックごとに補正処理が行われる（ステップＳ１８）。これにより、色ムラを抑制した画像となる。その後、画像制御部３２が処理を行った後、画像メモリ３３に画像が記憶される（ステップＳ１９）。

一方、ＩＳＯ感度が２００以上の場合、ステップＳ２２に進み、レリーズスイッチを押下すると（ステップＳ２２）、ミラーアップが行われ(ステップＳ２３）、シャッタ１４が開き（ステップＳ２４）、露光が行われ（ステップＳ２５）、その後、シャッタ１４が閉じる（ステップＳ２６）。そしてその画像は通常のホワイトバランス処理のみ（ステップＳ２７）行われて、画像メモリ３３に画像が記憶される（ステップＳ１９）。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）ハーフミラー１０が被写体の光路内に進入した状態で撮影する際に、撮影した画像データを補正するため、ハーフミラー１０に起因した色ムラを抑制することができる。
（２）ハーフミラー１０を通した撮影ができるため、低いＩＳＯ感度での撮影が可能となり、撮影者のニーズに合わせた撮影ができ、撮影の自由度が増大する。

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、ハーフミラー１０を用いて被写体光を減光しているが、これに限らず、ＮＤフィルターを用いて減光してもよい。
（２）また、本実施形態では、ハーフミラー１０が跳ね上がって被写体光の光路からの退避を行っているが、これに限らず、スライド等の挙動によって退避してもよい。
（３）本実施形態では、通常感度をＩＳＯ２００，４００，８００，１６００とし、低感度をＩＳＯ１００としたが、これに限定されない。例えば、１／２段ステップとして、ＩＳＯ２００，２８０，４００，５６０，８００，１１００，１６００とした場合、ハーフミラーの減光率５０％の場合、ＩＳＯ１００，１４０が可能である。また、減光率も５０％に限定されるものではなく、それ以上でもそれ以下でもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：カメラ、７：ファインダ、１０：ハーフミラー、１５：ＣＣＤ、３１：メイン制御部、３２：画像制御部、３３：画像メモリ、４４：調整部、４５：補正部

Claims (6)

1. 撮影レンズからの光を撮像する撮像部と、
   前記撮影レンズから前記撮像部に至る光路と交差する進出位置とその光路から外れる退避位置との間を移動可能な減光手段と、
   前記減光手段を透過した光の光学特性を記憶する記憶手段と、
   前記撮像部で撮像された画像を前記記憶手段により記憶された前記光学特性により補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラであって、
   前記減光手段が、ハーフミラーであり、該ハーフミラーは、前記撮影レンズから前記撮像部に至る光路と交差する進出位置にある場合、被写体光を反射して該カメラに備えられた光学ファインダに可視像を提供するものであること、
   を特徴とするカメラ。
3. 請求項１又は２に記載のカメラであって、
   前記光学特性が、該カメラに入射し、前記減光手段を透過し、撮像部により撮像された光における色ムラであること、
   を特徴とするカメラ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のカメラであって、
   前記補正値が、入射光の色温度に対応して複数記憶されていること、
   を特徴とするカメラ。
5. 請求項４のいずれか１項に記載のカメラであって、
   被写体光の色温度が、前記光学特性が記憶されている色温度以外である場合、前記光学特性が記憶された色温度より、該被写体光に対応する光学特性を演算で求めること、
   を特徴とするカメラ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のカメラであって、
   前記撮像部の感度が第１の感度以上に設定されている場合に撮影時には前記減光手段を進路から退避させ、
   前記撮像部の感度が、前記第１感度より小さい感度に設定された場合に撮影時に前記減光手段を進路に進出させたままで撮影を行うこと、
   を特徴とするカメラ。

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