(57)【要約】【課題】  顕微鏡撮影や工業用に用いられる撮影装置において、表示モード時の露出制御条件と撮影モード時の露出制御条件とを個別に設定することができる撮影装置の提供。【解決手段】  顕微鏡観察等に用いられる撮影装置であって、ＬＣＤモニタ９１で動画を観察する表示モードで位置合わせやピント合わせを行い、撮影ボタン９２１を操作することにより撮影モードに切り替わり静止画が撮影される。そして、操作・表示部９により、表示モードに適した露出制御条件と撮影モードに適した露出制御条件とを個別に設定することができる。その結果、従来のような手動による露出条件の設定変更を、表示モードから撮影モードに切り替える度に行う必要がない。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子で撮像された画像を表示装置に表示する表示モードおよび前記撮像素子で撮像された画像を記録する撮影モードの一方を選択する選択手段と、
ユーザの指示により、前記表示モードで実行される撮像時の露出制御条件を設定する第１の設定手段と、
ユーザの指示により、前記撮影モードで実行される撮像時の露出制御条件を設定する第２の設定手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮影装置において、
前記撮影モードで撮影された画像に基づいて、適正露出量を得るための補正量を算出し、算出された補正量に基づいて前記第２の設定手段で設定された露出制御条件を補正する補正手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮影装置において、
前記補正手段は、前記撮影モードで撮影された画像に基づいて、適正ホワイトバランスを得るための補正量を算出し、算出された補正量に基づいて前記第２の設定手段で設定された露出制御条件をさらに補正することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡観察や工業用途で用いられる撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子を用いる撮影装置として例えばデジタルスチルカメラがあるが、デジタルスチルカメラでは、逐次撮影される動画（一般的にはスルー画と呼ばれる）をモニタに表示し、その表示を見ながら構図を設定し、静止画を撮影するものが一般的となっている（例えば、特許文献１参照）。デジタルスチルカメラでは、被写体の輝度およびＩＳＯ感度に基づいて絞り、シャッター速度（撮像素子の露光時間）を調整することによって適正露出値が決定される。例えば、暗い被写体を撮影する場合には、絞りを開いたり、シャッター速度を遅くしたりして露光量を増加させるようにしているが、モニタ上にスルー画を表示している場合には、モニタ表示にて適切な明るさとなるようにそれらの露光調整が自動的に行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７７５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のデジタルカメラでは、スルー画を撮影する場合も静止画を撮影する場合も同じ露出制御条件で撮影が行われており、これらの条件を個別に設定できるものはなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明による撮影装置は、被写体を撮像する撮像素子と、撮像素子で撮像された画像を表示装置に表示する表示モードおよび撮像素子で撮像された画像を記録する撮影モードの一方を選択する選択手段と、ユーザの指示により、表示モードで実行される撮像時の露出制御条件を設定する第１の設定手段と、ユーザの指示により、撮影モードで実行される撮像時の露出制御条件を設定する第２の設定手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮影装置において、撮影モードで撮影された画像に基づいて、適正露出量を得るための補正量を算出し、算出された補正量に基づいて第２の設定手段で設定された露出制御条件を補正する補正手段を備えたものである。
請求項３の発明は、請求項２に記載の撮影装置において、補正手段は、撮影モードで撮影された画像に基づいて、適正ホワイトバランスを得るための補正量を算出し、算出された補正量に基づいて第２の設定手段で設定された露出制御条件をさらに補正するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、表示モードおよび撮影モードの各露出制御条件を、第１の設定手段および第２の設定手段により個別に設定することができるので、表示モードにおける撮影状況と撮影モードにおける撮影状況とが異なっていても、各々において最適な撮影が行えるような露出制御条件にそれぞれ設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明による撮影装置の一実施の形態を示すブロック図である。撮影装置にはＣＣＤで構成される撮像素子１が設けられている。撮像素子１はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のフィルターが画素単位に設けられたエリアセンサであり、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に光電変換して出力する。絞り３は絞り駆動制御部４によって駆動制御される。
【０００８】
撮像素子１は、タイミングジェネレータ５およびドライバー６を介してＩＣ７のＣＰＵ７３によって制御される。タイミングジェネレータ５は、ＣＰＵ７３から送信される基準クロックに基づき、撮像素子１の駆動制御信号を生成し出力するものであり、例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ドライバー６を介して撮像素子１に出力する。
【０００９】
ＩＣ７は、各種演算および制御を行うＣＰＵ７３の他に画像処理回路７１、測光回路７２、表示回路７４等を備えた機能複合型のＩＣである。撮像素子１の出力はアナログ信号処理回路８に入力されて、そこで画像信号のノイズ低減を行うＣＤＳ（相関二重サンプリング）処理、ゲイン調整により画像信号のレベル調整を行うＡＧＣ（オートゲインコントロール）処理およびアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換処理がそれぞれ行われる。
【００１０】
デジタル信号に変換された画像信号はＩＣ７の画像処理回路７１に取り込まれ、そこで、所定の補間パターンで画素補間を行う画素補間処理、画素補間が行われたＲ、Ｇ、Ｂの各出力をゲイン補正してＲ、Ｇ、Ｂの色補正を行うホワイトバランス処理、階調変換が行うガンマ補正処理等が施される。画像処理回路７１に取り込まれた画像信号は、撮像素子１の読み出しに同期してメモリ８に書き込まれる。上記各種画像処理を行う際には、メモリ８のデータにアクセスして処理を施し、処理されたデータは再びメモリ８に格納される。
【００１１】
表示回路７４は、メモリ８に格納された画像データに基づいて、表示・操作部９のＬＣＤモニタ９１に画像を表示する。後述するように本実施の形態の撮影装置は撮影モードと表示モードとを有しているが、撮影された画像をスルー画としてＬＣＤモニタ９１に逐次表示する表示モードにおいては、メモリ８に格納された画像データがフレーム周期毎に更新される。表示・操作部９には、撮影を指示する操作ボタンや表示モニタ９１の表示を切り換えるための操作ボタンなどを含む操作ボタン群９２が設けられている。
【００１２】
測光回路７２は、入力された画像データから所定の測光エリアのデータをサンプリングして測光値を算出し記憶する。そして、ＩＣ７のＣＰＵ７３の自動露出機能により、すなわち、タイミングジェネレータ５を制御してシャッター速度（露光時間）の調整を行ったり、アナログ信号処理回路８を制御してゲイン調整を行ったり、絞り駆動制御部４を制御して絞り調整を行ったりすることにより露出量を適切な値に設定する。
【００１３】
表示・操作部９の操作ボタン群９２に設けられた撮影ボタンを操作すると、静止画を撮影する撮影モードに自動的に入り、露光時間、ゲインに対応するＩＳＯ感度、絞り値を制御して撮影を行い、取得された画像データをメモリ８に保存するとともに、外部記憶装置であるメモリカード１１に保存する。メモリカード１１は撮影装置の所定部位に着脱自在に装着されるようになっている。なお、撮影モード時に閃光発光機能が有効である場合には、撮像素子１の露光タイミングに合わせて発光トリガーを有効にし、撮影装置の外部に設けられた閃光装置１２を発光させる。
【００１４】
《露出制御条件設定の説明》
工業関係の検査ライン等における撮影では、撮影対象物を撮影位置に移動するまでは撮影装置により撮影されている動画（スルー画）をＬＣＤモニタ９１で観察し、検査用の本撮影（静止画撮影）を行う場合には、照明装置や閃光装置１２で撮影対象物を照明して明るい状態で撮影を行うのが一般的である。すなわち、所定の明るさでの静止画撮影と、比較的暗い状態での動画撮影とが繰り返される。
【００１５】
そこで、本実施の形態の撮影装置では、静止画撮影を行う撮影モードと動画撮影を行う表示モードとを備え、各モードにおいて露出制御条件を独立に設定できるようにした。そして、撮影ボタンが操作されると撮影モードに入って、予め定められた撮影モード時の露出制御条件により静止画撮影が行われる。静止画撮影が終了すると自動的に表示モードに切り替わり、予め定められた表示モード時の露出制御条件により動画撮影が行われ、撮影された動画がＬＣＤモニタ９１に表示される。
【００１６】
図２は操作・表示部９を示す図である。操作ボタン群９２には、静止画撮影を指示する撮影ボタン９２１、ＬＣＤモニタ９１の表示を切り換える表示切換ボタン９２２、設定ボタン９２３ａ〜９２３ｅが設けられている。表示切換ボタン９２２はＬＣＤモニタ９１の表示形態を切り換えるための操作ボタンであり、表示切換ボタン９２２を操作する度に、動画をリアルタイムに表示する動画表示画面と、撮影された静止画を再生表示する静止画表示画面と、露出制御条件を設定するための設定画面とが循環的に切り替わる。なお、図２では、ＬＣＤモニタ９１に設定画面が表示されている。
【００１７】
設定画面には、上から順に表示モードに関する設定条件、撮影モードに関する設定条件、学習機能に関する設定条件がそれぞれ表示されている。表示モードに関しては、表示部９０１に露出制御方式が表示され、表示部９０２Ａにシャッター速度が表示される。撮影モードに関しては、表示部９０３に露出制御方式が表示され、表示部９０４ＢにＩＳＯ感度（図２ではゲインと表示した）、表示部９０５に閃光発光のオン／オフ設定がそれぞれ表示される。表示部９０６には、後述する学習機能のオン／オフを設定状態が表示される。表示部９０７には測光方式が表示される。
【００１８】
なお、図２では非表示状態となっているが、破線で示すように表示部９０Ａの右側にはＩＳＯ感度表示用の表示部９０２Ｂが設けられており、表示部９０４Ｂの左側にはシャッター速度表示用の表示部９０４Ａが設けられている。例えば、撮影モードの露出制御方式をマニュアルモードに設定した場合には、シャッター速度に関する表示部９０４ＡおよびＩＳＯ感度に関する表示部９０４Ｂの両方が表示され、それぞれの設定を変更することができる。
【００１９】
設定を変更する場合には、上下移動の設定ボタン９２３ａ，９２３ｃを操作することにより表示部９０１〜９０７から設定すべき条件の表示を選択する。表示を選択した後に設定ボタン９２３ｂを操作すると、図３に示す表示部９０１のように選択可能な設定条件が展開表示される。そして、設定ボタン９２３ａ，９２３ｃを操作していずれかの条件を選択し、操作ボタン９２３ｅを操作して確定する。操作ボタン９２３ｄを操作すると図２の画面に戻り、表示部９０１の表示は確定された設定条件に切り替わる。
【００２０】
表示モードの露出制御方式としては、例えば、（ａ）シャッター速度（露光時間）と絞りとの関係が予め設定された範囲に収まるように制御されるプログラムＡＥ、（ｂ）シャッター速度優先ＡＥ、（ｃ）絞り優先ＡＥ、（ｄ）シャッター速度、絞りおよびＩＳＯ感度を任意に設定するマニュアルモード等がある。なお、絞り機構を持たないカメラにおいては絞り優先ＡＥに代えてゲイン優先ＡＥに設定できるようにしても良い。
【００２１】
露出制御方式としてシャッター優先ＡＥが選択されると、シャッター速度表示用の表示部９０２Ａが表示される。露出制御方式の表示部９０１の場合と同様に、表示部９０２Ａを選択すると、複数のシャッター速度設定値が展開表示される。撮影モードの場合の表示部９０３，９０４Ａ，９０４Ｂについても表示モードの場合と同様であり、露出制御方式の種類も表示モードの場合と同種類用意されている。図２に示す例では、撮影モードに関しては露出制御方式としてゲイン優先ＡＥが設定されているため、ＩＳＯ感度表示用の表示部９０４Ｂが表示状態となっており、シャッター速度を表示する表示部９０４Ａは非表示状態となっている。表示部９０４Ｂを選択すると、設定可能な複数の値が展開表示される。
【００２２】
図２のように各条件が設定された場合、ＬＣＤモニタ９１に動画を表示する表示モードでは、シャッター速度を３０分の１秒に設定したシャッター優先ＡＥで露出制御され、ＬＣＤモニタ９１に撮影された動画が表示される。そして、撮影ボタン９２１を操作すると、表示モードから撮影モードに切り替わって露出制御はゲイン優先ＡＥによって行われ、閃光装置１２を用いた静止画撮影が行われる。静止画撮影後は再び表示モード戻るが、その際に、撮影された静止画像がＬＣＤモニタ９１に所定時間だけ表示され、その後、動画表示画面に戻る。
【００２３】
表示モードにおいて暗い被写体の場合にはシャッター速度が遅くなるが、シャッター速度（露光時間）が表示画像の更新レート（約１０フレーム／秒）よりも遅く設定されると、画像の動きが不自然になって顕微鏡撮影における顕微鏡のピント合わせが非常にし難くなる。そのため、このような場合にはシャッター優先ＡＥが有効である。一方、撮影モードにおいては、静止物のような被写体の場合には、ＩＳＯ感度を抑えて露光時間を長くすることでノイズの少ない品質の高い画像が得られるようにする。そのため、図２に示す例のようにゲイン優先ＡＥに設定して、ＩＳＯ感度を最小の１倍に設定する。また、動体の被写体の場合には、露光時間が長いと像ブレが生じるので、シャッター優先モードの使用が好ましい。さらに、閃光装置１２を用いる場合には、マニュアル露光が有効である。
【００２４】
《学習機能の説明》
本実施の形態の撮影装置では、以下に述べるような学習機能を備えており、撮影モードでマニュアルモードを設定した場合には、この学習機能をオンに設定すると最適撮影を行うのに有効である。学習機能をオンにすると、撮影モードにおいて撮影された画像から露光量が適正となるような補正値が算出され、マニュアル設定されたシャッター速度やＩＳＯ感度を修正して自動的に再設定する。例えば、画像全域の露光量の平均値を出し、その値が適正露光量よりも大きい場合には、露光量が小さくなるようにシャッター速度を速くする。学習機能がオンになっている間は、静止画撮影の度にこのような処理が行われる。
【００２５】
学習機能は露出制御だけでなくホワイトバランス制御にも適用され、閃光発光の色温度が表示モードと大きく異なる場合には有効に働く。例えば、画像データからＲ，Ｇ，Ｂの平均値を算出し、バランスが崩れていたならば平均値が１：１：１となるようにカラーバランスを計算し、ＩＣ７のホワイトバランス機能に反映させる。
【００２６】
また、測光方式を学習機能により再設定することにより、閃光発光撮影時に画像が白く飛んでしまうような不具合の発生を防止することができる。そのような場合、測光方式をピーク測光に設定変更し、ピーク値が収斂するような値に露出量を修正する。このような学習機能を行うことにより、次回の撮影からこの補正が適用され最適な閃光発光撮影を行うことができる。
【００２７】
上述したように、本実施の形態の撮影装置は、動画撮影と静止画撮影とで撮影状況が異なっていて、各々の撮影状況が予め決まっている場合に適用されるものである。そして、動画を撮影する場合にはそれに適した露出制御条件の表示モードで撮影が行われ、静止画を撮影する場合にはそれに適した露出制御条件の撮影モードに自動的に切り替わり、静止画撮影が行われる。そのため、従来行われていたような動画撮影から静止画撮影に移った際に露出条件の手動変更行う必要がなく、その分、撮影の手間が省ける。さらに、学習機能を備えたことにより、マニュアル設定が不適切であった場合でも適切な設定条件へと修正されるため、最適な撮影を簡単に行うことができる。
【００２８】
一方、従来のデジタルカメラを顕微鏡撮影や工業用撮影に用いた場合、上述したように表示モードの条件で静止画撮影が行われるため不適切な撮影となる場合が多く、その場合には、マニュアルで露光条件を修正した後に撮影をし直す必要があった。例えば、顕微鏡撮影において、動画を見ながらピント合わせを行った後に静止画撮影が行われるが、ピント合わせ時の露出制御が静止画撮影時にも使用された場合、高ゲインによるノイズの多い画像となる不都合があった。このような不都合を避けるためには、例えば、表示モードで観察試料の位置あわせやピント合わせを行った後にマニュアルで露出制御条件を設定し直し、それから静止画撮影を行う必要があった。しかし、本実施の形態の撮影装置を用いた場合には、各々の撮影状況に適した条件で撮影が行われるため、このような不都合が生じない。
【００２９】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、撮影ボタン９２１は選択手段を、操作・表示部９およびＩＣ７は第１および第２の設定手段を、ＩＣ７は露光補正手段およびホワイトバランス補正手段を、ＬＣＤモニタ９１は表示装置をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による撮影装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】操作・表示部９を示す図である。
【図３】ＬＣＤモニタ９１に表示された設定画面を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  撮像素子
２  撮影レンズ
３  絞り
７  ＩＣ
９  操作・表示部
１２  閃光装置
９１  ＬＣＤモニタ
９２１  撮影ボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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