JP2017157889A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続されたレンズの特性に関わらず、同画質で、カラー撮影モード(デイモード)と白黒撮影モード（ナイトモード）の自動切替えが可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】レンズが交換可能な機構を持つ撮像装置において、接続されたレンズの絞りの開放値を取得する絞り開放値取得手段と、被写体照度取得手段と、前記被写体照度に応じて、カラー撮影モード(デイモード)と白黒撮影モード（ナイトモード）を自動で切替える撮影モード自動切替え手段と、前記被写体照度と比較され、撮影モードを自動で切替えるための撮影モード切替え閾値とを有し、前記絞り開放値取得手段によって得た絞り開放値に応じて、前記撮影モード切替え閾値を補正することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ交換式の撮像装置に関し、特にカラー撮影モード(デイモード)と白黒撮影モード（ナイトモード）を自動で切替える機能を有する撮像装置に関する。

人間の色に対する感度特性である色覚特性および明るさに対する感度特性である比視感度特性は、その感度が可視域といわれる３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの感度を有する。一方、これらの特性は、７００ｎｍより長波長域ではほとんど感度を有さない。

そこで、通常、撮像装置は、色再現性を人間の色覚特性に合わせるために、撮像素子の前に近赤外領域の光線を通過させない視感度補正用の赤外カットフィルタを備えている。

しかし、被写体照度が低下する低照度下においては、撮像装置は、しばしば、赤外カットフィルタを光路から取り除くことで、近赤外領域の光線を通過させて、感度を上昇させている。ただし、近赤外領域の光線が通過すると、色バランスが崩れるため、撮像装置は、カラー撮影モード（デイモード）から白黒撮影モード（ナイトモード）に切り換える必要がある。切換方法の１つとして、被写体照度に応じて撮像装置が自動でデイモード、ナイトモードの切換を行う、オートデイナイトと呼ばれる機能がある。

特許文献１には、被写体照度をカメラのＡＥデータ（シャッタースピード、絞り値、ゲイン、画面輝度※輝度落ち）に基づき決定し、モード切替え閾値との比較によってオートデイナイトを行う方法が開示されている。

また、上述の被写体照度の決定方法において、赤外光を多く含む環境では、赤外カットフィルタの有無によって被写体照度が大きく変動するため、モード切替えのハンチングが起こる等の場合が生じやすいことも知られている。これを鑑み、特許文献２には、被写体撮影光学系とは別に設けられた照度測定素子の出力に基づき決定し、赤外光を多く含む環境でも安定したオートデイナイトを行う方法が開示されている。

特開２０１３−１７６０３６号公報 特開２００４−２２９０３４号公報

しかしながら、上述の特許文献１、２に開示される方法は、レンズ交換式の撮像装置にてオートデイナイトを行うケースについて記載がない。そのため、例えば、ある照度下において、絞りの口径が大きいレンズでは明るく撮影されているのに対し、絞りの口径が小さいレンズでは、同一照度下において、暗く撮影されてしまうことがある。したがって、接続されたレンズの特性によってモード切替え時の画質が異なってしまう恐れがある。

そこで、本発明の目的は、接続されたレンズの特性に関わらず、同画質で、カラー撮影モード(デイモード)と白黒撮影モード（ナイトモード）の自動切替え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、本発明に係る撮像装置は、
レンズが交換可能な機構を持つ撮像装置において、接続されたレンズの絞りの開放値を取得する絞り開放値取得手段と、被写体照度取得手段と、前記被写体照度に応じて、カラー撮影モード(デイモード)と白黒撮影モード（ナイトモード）を自動で切替える撮影モード自動切替え手段と、前記被写体照度と比較され、撮影モードを自動で切替えるための撮影モード切替え閾値とを有し、前記絞り開放値取得手段によって得た絞り開放値に応じて、前記撮影モード切替え閾値を補正することを特徴とする。

本発明によれば、接続されたレンズの特性に関わらず、同画質で、カラー撮影モード(デイモード)と白黒撮影モード（ナイトモード）の自動切替えが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明実施例１の構成図 本発明実施例１のフローチャート 本発明実施例１の同一被写体照度における比較図 本発明実施例２の構成図 本発明実施例２のフローチャート 本発明実施例２の同一被写体照度における比較図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の基本構成の一例を示すブロック図である。

本実施形態に係る撮像装置は、カメラ本体０００と、該カメラ本体０００に対して着脱可能な交換レンズ１００とからなる。ここで、交換レンズ１００は、レンズ群１０１、絞り１０２、絞り駆動部１０３、交換レンズ情報記憶部１０４を有している。一方、カメラ本体０００は、赤外カットフィルタ００１、撮像素子００２、露出制御部００３、画像処理部００４、被写体照度算出部００５、閾値補正部００６、交換レンズ接続判定部００７、デイナイト切替え判定部００８、フィルタ駆動部００９を有している。

不図示の被写体像は、交換レンズ１００のレンズ群１０１及び絞り１０２を介して、カメラ本体０００の赤外光カットフィルタ００１を通過して、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサなどの撮像素子００２に入射する。露出制御部００３は、撮像素子００２での入射光量に応じて被写体の輝度が適切になるように、絞り駆動部１０３と通信することで絞り１０２を制御し、その他シャッタースピードやゲイン値も制御する。画像処理部００４は、ホワイトバランス調整やコントラスト調整、ノイズリダクションなど各種画像処理を行い、ＪＰＥＧ等の画像ファイルを生成したのち画像として出力する。

被写体照度算出部００５は、露出制御部００３にて設定された絞り、シャッタースピード、ゲイン値から被写体照度を算出し、デイナイト切替え判定部００８に送信する。交換レンズ情報記憶部１０４では、交換レンズの種別や特性等の情報を記憶しており、この情報はカメラ本体０００の閾値補正部００６と交換レンズ接続判定部００７へと送信される。閾値補正部００６は、交換レンズ情報記憶部１０４から受信した情報に基づいてデイナイト切替え閾値の補正を行い、デイナイト切替え判定部００８に送信する。

交換レンズ接続判定部００７では、交換レンズが接続されているかどうかを判定し、デイナイト切替え判定部００８に送信する。本実施形態では、交換レンズ情報記憶部１０４から情報が受信できない場合に、交換レンズが未接続であると判定することとしている。デイナイト切替え判定部００８は、被写体照度算出部００５、閾値補正部００６、交換レンズ接続判定部００７から送信された情報を基に、デイモードとナイトモードの切替え判定を行う。デイナイト切替えを行う場合には、フィルタ駆動部００９へ指示することで赤外カットフィルタ００１を挿抜させ、さらに画像処理部００４にてカラーと白黒の変換を行う。

次に、図２に示すフローチャートを用いて、第１の実施形態に係る撮像装置の撮影モードを、デイモードからナイトモードに切替える動作処理について説明する。

まずステップＳ２０１では、交換レンズが接続状態を判定する。未接続と判定される場合は、例えばユーザーがレンズの交換である等が考えられるが、その間カメラはユーザーの意図しない画像を撮影しているため、デイナイト切替えを行うべきではないとし、ステップＳ２０７へ進み、デイモードを維持する。ステップＳ２０１にて接続中であると判定される場合には、ステップＳ２０２へ進み、接続されている交換レンズの絞り開放値を取得する。

続くステップＳ２０３では、ステップＳ２０２にて取得した絞り開放値に基づき、デイナイト切替え閾値の補正を行う。補正方法の詳細については後述する。

続くステップＳ２０４では、露出条件、すなわち、絞り値、シャッタースピード、ゲイン値を基に被写体照度を算出する。以下に、算出方法の一例を示す。
「被写体照度 = ＡＶ＋ＴＶ＋ＳＶ」
ここで被写体照度は、露出の明るさを表わす値、すなわちＥＶ値であり、ＡＶ（絞り値の明るさ）、ＴＶ（シャッタースピード値の明るさ）、ＳＶ（ゲイン値の明るさ）を加算することによって算出される。

続くステップＳ２０５では、被写体照度とデイナイト切替え閾値の比較を行い、デイナイト切替え閾値よりも被写体照度が低かった場合には、低照度であるとし、ステップＳ２０６へ進み、ナイトモードへ切替える。反対に、デイナイト切替え閾値よりも被写体照度が高かった場合には、低照度ではないとし、ステップＳ２０７へ進み、デイモードを維持する。また、ナイトモードからデイモードへの切替え時の動作も、上述した動作と同様に、被写体照度が、デイナイト切替え閾値よりも高かった場合にデイモードに切換るようにすることで実現できる。

次に、図３を用いて、デイナイト切替え閾値の補正の基本的な考え方を述べる。

図３は第１の実施形態において、同被写体照度での交換レンズによる撮影画像の違いを示している。なお、このときの被写体照度は、絞りが開放状態になるほど暗いものとする。

まず（ｂ）の画像をデイモードからナイトモードへ切替えたい画質とした場合、交換レンズの絞りの開放値が大きい（口径が小さい）と、撮像素子への入射光量が少なくなり、（ａ）のようにノイズの多い画像となる。これは入射光量が少ない分、露出制御によりゲイン値が上昇するためである。このとき、ノイズが多くなるよりも早くナイトモードへ切替えたいため、デイナイト切替え閾値を高くする。

一方、交換レンズの絞りの開放値が小さい（口径が大きい）と、撮像素子への入射光量が多くなり、（ｃ）のようなノイズの少ない画像となる。これは入射光量が多い分、露出制御によりゲイン値が下降するためである。このとき、デイモードでのカラー撮影を継続したいため、デイナイト切替え閾値を低くする。

次に、第１の実施形態におけるデイナイト切替え閾値の補正方法の例について説明する。

まず、図３（ｂ）における絞りの開放値とデイナイト切替え閾値をそれぞれ基準値として設定する。このとき、接続されている交換レンズの絞り開放値と、設定した絞り開放基準値の明るさの差分を取ることで、補正量が算出される。計算式は以下となる。
「補正量 ＝ レンズの絞り開放値（ＡＶ） − 絞り開放基準値（ＡＶ）」
また、上述のような算出を行わず、絞り開放値とデイナイト切替え閾値をテーブルとして予め保持しておき、該テーブルに基づき補正量を決定してもよい。

算出された補正量を、設定したデイナイト切替え基準閾値に加算することで、デイナイト切替え閾値の補正が可能である。計算式は以下となる。
「デイナイト切替え閾値 ＝ デイナイト切替え基準閾値 ＋ 補正量」
［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本発明の第１の実施形態と同様のものは、説明を省略する。

図４は本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の基本構成の一例を示すブロック図である。図１に示した第１の実施形態におけるブロック図に対し、さらに可視光センサ４０１を有している。

可視光センサ４０１は、可視域といわれる３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長の光を測光する素子であり、被写体照度を算出するために用いられる。前述の通り、可視光センサ４０１を用いることで、第１の実施形態に比べ、赤外光を多く含む環境でも安定したオートデイナイトを実現できる。

次に、図５に示すフローチャートを用いて、第２の実施形態に係る撮像装置の撮影モードを、デイモードからナイトモードに切替える動作処理について説明する。

図２に示した第１の実施形態におけるフローチャートに対し、交換レンズの透過率を取得するステップＳ５０３が増えている。

続くステップＳ５０４では、ステップＳ５０２にて取得した絞り開放値と、ステップＳ５０３にて取得した透過率に基づき、デイナイト切替え閾値の補正を行う。補正方法の詳細については後述する。

続くステップＳ５０５では、可視光センサ４０１の出力に基づき、被写体照度を算出する。第２の実施形態では、可視光センサ４０１の出力から被写体照度を算出する方法のひとつとして、可視光センサの出力値をＥＶ値に換算するテーブルに基づき、被写体照度を算出することとする。

次に、図６を用いて、デイナイト切替え閾値の補正の基本的な考え方を述べる。

図６は第２の実施形態において、同一被写体照度での交換レンズによる撮影画像の違いを示している。なお、このときの被写体照度は、絞りが開放状態になるほど暗いものとする。

第２の実施形態では、交換レンズの絞り開放値だけでなく、交換レンズの透過率によっても、同被写体照度での撮影画像に違いが生じてしまう。これは、撮像光学系を介さない可視光センサを用いた被写体照度算出により、レンズの透過率が考慮されないためである。透過率が低いほど、撮像素子への入射光量が少なくなり、（ａ）のようにノイズの多い画像となるため、デイナイト切替え閾値を高くする。一方、透過率が高いほど、撮像素子への入射光量が多くなり、（ｃ）のようなノイズの少ない画像となるためデイナイト切替え閾値を低くする。

次に、第２の実施形態におけるデイナイト切替え閾値の補正方法の例について説明する。

まず図６（ｂ）における絞りの開放値とレンズ透過率とデイナイト切替え閾値をそれぞれ基準値として設定する。絞りの開放値に基づく補正方法は第１実施形態と同様である。この補正量を補正量１とすると、以下の計算式で表せる。
「補正量１ ＝ レンズの絞り開放値（ＡＶ） − 絞り開放基準値（ＡＶ）」
レンズの透過率に基づく補正方法だが、このとき、接続されている交換レンズの透過率と、設定した基準透過率の割合を明るさ（ＥＶ）に変換することで、補正量が算出できる。この補正量を補正量２とすると、以下の計算式で表せる。
「補正量２ ＝ ｌｏｇ2(基準透過率÷ レンズの透過率)」
また、上述のような算出を行わず、レンズ透過率とデイナイト切替え閾値をテーブルとして予め保持しておき、該テーブルに基づき補正量を決定してもよい。

算出された補正量１及び２を、設定したデイナイト切替え基準閾値に加算することで、デイナイト切替え閾値の補正が可能である。計算式は以下となる。
「デイナイト切替え閾値 ＝ デイナイト切替え基準閾値 ＋ 補正量１＋補正量２」
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

０００ カメラ本体、００１ 赤外カットフィルタ、００２ 撮像素子、
００３ 露出制御部、００４ 画像処理部、００５ 被写体照度算出部、
００６ 閾値補正部、００７ 交換レンズ接続判定部、
００８ デイナイト切替え判定部、００９ フィルタ駆動部、１００ 交換レンズ、
１０１ レンズ群、１０２ 絞り、１０３ 絞り駆動部、
１０４ 交換レンズ情報記憶部、４０１ 可視光センサ

Claims (9)

1. レンズが交換可能な機構を持つ撮像装置において、接続されたレンズの絞りの開放値を取得する絞り開放値取得手段と、被写体照度取得手段と、前記被写体照度に応じて、カラー撮影モード(デイモード)と白黒撮影モード（ナイトモード）を自動で切替える撮影モード自動切替え手段と、前記被写体照度と比較され、撮影モードを自動で切替えるための撮影モード切替え閾値とを有し、前記絞り開放値取得手段によって得た絞り開放値に応じて、前記撮影モード切替え閾値を補正することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮影モード切替え閾値は、前記絞り開放値が小さいほど低く、前記絞り開放値が大きいほど高くなるように補正されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 絞り開放値の基準となる絞り開放基準値と、前記絞り開放基準値におけるモード切替え閾値であるモード切替え基準閾値とを有し、前記モード切替え基準閾値に対して補正を行う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。
4. 前記絞り開放基準値と、前記絞り開放値取得手段によって得た絞り開放値に基づき、補正量を決定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. さらに、接続されたレンズの透過率を取得するレンズ透過率取得手段を有し、前記透過率に応じて、前記撮影モード切替え閾値を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の撮像装置。
6. 前記撮影モード切替え閾値は、前記レンズ透過率取得手段によって得た透過率が高いほど低く、透過率が低いほど高くなるように補正されることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. レンズ透過率の基準となるレンズ基準透過率と、前記レンズ基準透過率におけるモード切替え閾値であるモード切替え基準閾値とを有し、前記モード切替え基準閾値に対して補正を行うことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記レンズ基準透過率と、前記レンズ透過率取得手段によって得たレンズ透過率に基づき、補正量を決定することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. さらに前記レンズの接続状態を取得するレンズ接続状態取得手段を有し、レンズが接続されていない場合には、前記撮影モードの自動切替えを禁止することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の撮像装置。