(57)【要約】【課題】ライブビュー動作中に飽和光量以上の極端な高輝度光が入射した場合でも、撮像素子を適切に保護することができるようにする。【解決手段】撮像素子６と、撮像素子により生成された画像信号を表示する表示部１１と、表示部１１にライブビュー表示させる表示制御部と、撮像素子に入射する光を遮断する遮光装置３と、撮像素子により生成された画像信号における輝度を検出する輝度検出部９と、撮像素子に第１の蓄積時間で逐次電荷の蓄積を行わせながらライブビュー表示させている状態で、輝度検出部が撮像素子が飽和する強度の光が入射していることを検出した場合に、撮像素子に第１の蓄積時間よりも短い第２の蓄積時間で電荷蓄積を行わせ、それにより生成された画像信号について、輝度検出部に撮像素子に入射している光の強度を検出させ、検出された光の強度が規定値以上である場合に、遮光部に撮像素子への光の入射を遮断させる制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子を備える撮像手段と、
前記撮像手段により生成された画像信号を表示する表示手段と、
前記撮像手段により逐次生成された画像信号を逐次に前記表示手段に表示させることにより、前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させる表示制御手段と、
前記撮像素子に入射する光を遮断する遮光手段と、
前記撮像手段により生成された画像信号における輝度を検出する輝度検出手段と、
前記撮像素子に第１の蓄積時間で逐次に電荷の蓄積を行わせながら前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させている状態において、前記輝度検出手段が前記撮像素子が飽和する強度の光が前記撮像素子に入射していることを検出した場合に、前記撮像素子に前記第１の蓄積時間よりも短い第２の蓄積時間で電荷蓄積を行わせ、該第２の蓄積時間の電荷蓄積により生成された画像信号について、前記輝度検出手段に前記撮像素子に入射している光の強度を検出させ、検出された光の強度が規定値以上である場合に、前記遮光手段に前記撮像素子への光の入射を遮断させるように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。
【請求項２】
前記遮光手段は、前記撮像素子の前方に配置されたフォーカルプレーンシャッタを備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記遮光手段は、前記撮像光学系から入射した光を前記撮像装置の光学ファインダに導くクイックリターンミラーをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子を備える撮像手段と、前記撮像手段により生成された画像信号を表示する表示手段と、前記撮像手段により逐次生成された画像信号を逐次に前記表示手段に表示させることにより、前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させる表示制御手段と、前記撮像素子に入射する光を遮断する遮光手段と、前記撮像手段により生成された画像信号における輝度を検出する輝度検出手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、
前記撮像素子に第１の蓄積時間で逐次に電荷の蓄積を行わせながら前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させている状態において、前記輝度検出手段が前記撮像素子が飽和する強度の光が前記撮像素子に入射していることを検出した場合に、前記撮像素子に前記第１の蓄積時間よりも短い第２の蓄積時間で電荷蓄積を行わせ、該第２の蓄積時間の電荷蓄積により生成された画像信号について、前記輝度検出手段に前記撮像素子に入射している光の強度を検出させ、検出された光の強度が規定値以上である場合に、前記遮光手段に前記撮像素子への光の入射を遮断させるように制御する工程を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラにおいて、ライブビュー表示時の撮像素子の焼損を防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、所謂コンパクトタイプのデジタルカメラでは、光学ファインダーの代わりにカメラ本体の背面に配置された液晶表示部に、撮像素子で逐次光電変換されて生成された画像を表示して、液晶表示部を電子ビューファインダーとして機能させるものが多い。このように液晶表示部を電子ビューファインダーとして機能させる動作は通常ライブビューなどと呼ばれている。
【０００３】
一方、コンパクトタイプではなく一眼レフタイプのデジタルカメラ（以下ＤＳＬＲと呼ぶ）においては、撮像素子の前方にクイックリターンミラー及びフォーカルプレーンシャッタが存在するため、ライブビュー表示を行おうとすると、次のような動作となる。
【０００４】
即ち、まず、クイックリターンミラーおよびシャッタ幕を光路中から退避させる。その状態で、レンズによって撮像素子上に結像された被写体像が撮像素子によって電気信号に変換されて出力される。撮像素子より出力された電気信号はアナログ信号処理回路において処理された後、Ａ／Ｄ変換器においてデジタル信号に変換され、デジタル信号処理回路に供給される。デジタル信号処理回路では、デジタル画像データにさらに処理が施され表示用画像データが生成され、カメラの背面に配置された液晶表示部に表示される。
【０００５】
撮影者は表示された画像を観察することによって撮影画像のフレーミング、ピントの可否等を判断し、必要に応じてカメラ本体等を操作し、さらにシャッタボタンを操作して撮影を行う。
【０００６】
上記のようなＤＳＬＲでは、ライブビュー表示時には、実際の撮影時に使用する撮像素子感度、絞り値、シャッタ速度などの露出条件に関わらず、上述したフレーミング、ピント可否の判断等に好適な露出条件で表示用の画像データが生成される。そのため、撮影者は、ライブビュー画像を見ながら適切な判断を下して撮影をすることが可能である。
【特許文献１】特開２００４−１０９８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、デジタルカメラでは、上記のライブビュー動作中に、例えば太陽光が鏡面で反射された場合などのように、極端な高輝度光が撮像素子に入射する場合がある。このような場合、コンパクトタイプのデジタルカメラでは、通常レンズシャッターが用いられるため、入射光量に合わせて絞りを兼ねたシャッターがリアルタイムに絞り込まれる。そのため、撮像素子に高輝度光が直接入射する可能性は少ない。これに対し、ＤＳＬＲのライブビュー動作では、絞りのリアルタイム制御は行わず、露出の制御は撮像素子の電子シャッタ機能を用いて制御されることが想定される。電子シャッタによる露出制御では、シャッタ速度を高速側に制御しても撮像素子に到達する光量は減少しない。また、撮像素子の感度を低く制御しても、撮像素子から出力される信号振幅が減少するだけで、やはり撮像素子に入射する光量は減少しない。このため、従来のＤＳＬＲではライブビュー動作中に極端な高輝度光が入射すると撮像素子を焼損してしまう可能性があるという問題があった。
【０００８】
また、撮像素子は、飽和光量以上の光が入射した場合、飽和光量以上であるということしか判別できないため、入射光の強度が撮像素子を焼損してしまうほどの危険な強度であるか否かを判別することもできなかった。そのため、極端な高輝度光の入射による撮像素子の焼損の問題に対する有効な解決策がなかった。
【０００９】
従って、本発明は上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ライブビュー動作中に飽和光量以上の極端な高輝度光が入射した場合でも、撮像素子を適切に保護することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子を備える撮像手段と、前記撮像手段により生成された画像信号を表示する表示手段と、前記撮像手段により逐次生成された画像信号を逐次に前記表示手段に表示させることにより、前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させる表示制御手段と、前記撮像素子に入射する光を遮断する遮光手段と、前記撮像手段により生成された画像信号における輝度を検出する輝度検出手段と、前記撮像素子に第１の蓄積時間で逐次に電荷の蓄積を行わせながら前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させている状態において、前記輝度検出手段が前記撮像素子が飽和する強度の光が前記撮像素子に入射していることを検出した場合に、前記撮像素子に前記第１の蓄積時間よりも短い第２の蓄積時間で電荷蓄積を行わせ、該第２の蓄積時間の電荷蓄積により生成された画像信号について、前記輝度検出手段に前記撮像素子に入射している光の強度を検出させ、検出された光の強度が規定値以上である場合に、前記遮光手段に前記撮像素子への光の入射を遮断させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子を備える撮像手段と、前記撮像手段により生成された画像信号を表示する表示手段と、前記撮像手段により逐次生成された画像信号を逐次に前記表示手段に表示させることにより、前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させる表示制御手段と、前記撮像素子に入射する光を遮断する遮光手段と、前記撮像手段により生成された画像信号における輝度を検出する輝度検出手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、前記撮像素子に第１の蓄積時間で逐次に電荷の蓄積を行わせながら前記表示手段を電子ビューファインダとして機能させている状態において、前記輝度検出手段が前記撮像素子が飽和する強度の光が前記撮像素子に入射していることを検出した場合に、前記撮像素子に前記第１の蓄積時間よりも短い第２の蓄積時間で電荷蓄積を行わせ、該第２の蓄積時間の電荷蓄積により生成された画像信号について、前記輝度検出手段に前記撮像素子に入射している光の強度を検出させ、検出された光の強度が規定値以上である場合に、前記遮光手段に前記撮像素子への光の入射を遮断させるように制御する工程を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係わるプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ライブビュー動作中に飽和光量以上の極端な高輝度光が入射した場合でも、撮像素子を適切に保護することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態である一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、１は撮像光学系としてのレンズ、２はクイックリターンミラー、３はフォーカルプレーンシャッタ、４はピント板、５はファインダー光学系、６はＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子である。また、７は信号処理回路、８は制御回路、９は高輝度検出回路、１０は着脱自在のメモリーカード、１１は液晶モニター、１２はシャッタボタン、１３はライブビュー開始ボタンである。
【００１７】
図１を用いて本実施形態のデジタルカメラの動作について説明する。
【００１８】
ライブビュー動作を行わない通常モードではシャッタボタン１２が押し下げられるまではレンズ１によって結像される被写体像はクイックリターンミラー２によって反射されピント板４に投影される。撮影者は、ピント板４に投影された被写体像をファインダー光学系５を通じて観察することが可能である。
【００１９】
さらにシャッタボタン１２が押し下げられると、クイックリターンミラー２がピント板４の方向に跳ね上げられ、レンズ１に内蔵された絞りが定められた絞り値に設定される。さらに撮像素子６の電荷蓄積が開始された後にフォーカルプレーンシャッタ３が決められた時間だけ開かれ、レンズ１によって結像された被写体像が撮像素子６上に投影され電気信号に変換される。
【００２０】
決められた露光時間が経過してフォーカルプレーンシャッタ３を閉じた後に撮像素子６から読み出された画像信号は、制御回路８からの制御信号に従って信号処理回路７にて処理される。さらに圧縮処理を経て画像ファイルへと変換され、メモリーカード１０に記録される。
【００２１】
一方、ライブビュー機能を使用した場合の動作は以下の通りである。
【００２２】
ライブビュー開始ボタン１３が押し下げられるとクイックリターンミラー２がピント板４の方向に跳ね上げられ、レンズ１に内蔵された絞りが定められた絞り値に設定される。さらにフォーカルプレーンシャッタ３が開かれるとともに、レンズ１によって結像された被写体像が撮像素子６上に投影され電気信号に変換される。撮像素子６は予め定められた蓄積時間（第１の蓄積時間）毎に１フレーム分の画像信号が読み出されるように駆動され、読み出された１フレーム分の画像信号は信号処理回路７により処理されて映像信号に変換され、さらに液晶モニター１１に表示される。上述したように撮像素子６からは一定時間毎に逐次画像信号が読み出される（画像信号が逐次生成される）ため、信号処理回路７での処理および液晶モニター１１での表示も一定時間毎に逐次行われることになりライブビュー機能が実現される。言い換えれば、液晶モニター１１が電子ビューファインダとして機能するように表示制御こととなる。
【００２３】
この際、撮像素子６からは全ての画素の信号を読み出す場合と、読み出し時間を短くし、フレーム間隔を短くするために一部の画素の信号だけを読み出す場合とがある。さらに一部の画素の信号だけを読む出す場合にも全画面の画素から間引いて読み出す場合と、特定領域のみを読み出すことによって拡大表示を行う場合とがある。画素の信号の読み出しをどのように行うかは使用している撮像素子の種類や必要とされる表示モードによって選択される。
【００２４】
上述したようにライブビュー動作が行われ、液晶モニター１１により撮影画像のフレーミングおよびピント確認が行われるが、ライブビュー動作中には信号処理回路７に接続された高輝度検出回路９において高輝度検出が行われる。高輝度検出回路９において検出された高輝度信号は制御回路８に入力される。そして、制御回路８では高輝度信号が規定値よりも高い場合は、次の１フレームの間、撮像素子６の蓄積時間を通常よりも短い蓄積時間（第２の蓄積時間）に設定する。この短時間蓄積の蓄積時間は撮像素子６に損傷を与える可能性がある光量でも飽和せずに取り込むことができるようにレンズ１の絞りの設定値を勘案して決定される。
【００２５】
短時間蓄積で１フレーム分の蓄積が行われた後に撮像素子６から画像信号が読み出される。ここで読み出された１フレーム分の画像信号は、上述したように蓄積時間が短く設定されているので、撮像素子６に損傷を与える可能性のある超高輝度まで飽和しない。そのため、撮像素子６に入射した光の輝度の最大値を検出することができる。このような動作によって得られた高輝度信号（輝度の最大値）が規定値よりも高い場合には、通常の蓄積時間では撮像素子６に損傷を与える可能性のある超高輝度光が入射しているものと判断されるので撮像素子の保護動作を行う。
【００２６】
撮像素子の保護動作を開始すると、制御回路９は液晶モニター１１に警告表示を行う。さらにフォーカルプレーンシャッタ３を閉じるとともにクイックリターンミラー２をピント板４の方向から下げ、シャッタ幕および撮像素子６に到達する被写体光を遮断し、撮像素子６の保護を行うと同時にシャッタ幕が焼損することも防止する。
【００２７】
また短時間蓄積において検出した高輝度部が撮像素子６に損傷を及ぼさないレベルの輝度値の場合には、蓄積時間を通常の値に戻してライブビュー動作を継続する。さらにシャッタボタン１２が押し下げられると、一旦フォーカルプレーンシャッタ３を閉じるとともにレンズ１に内蔵された絞りが定められた絞り値に設定される。さらに撮像素子６の蓄積が開始された後にフォーカルプレーンシャッタ３が所定の時間開かれ、レンズ１によって結像された被写体像が撮像素子６上に投影されて電気信号に変換される。
【００２８】
所定時間が経過してシャッタ３を閉じた後に、撮像素子６から読み出された画像信号は制御回路８からの制御信号に従って信号処理回路７において処理される。さらに圧縮処理を経て画像ファイルへと変換されメモリーカード１０に記録される。
【００２９】
図２は、本実施形態における高輝度検出回路の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、１０１はピーク検出回路、１０２はゲート回路、１０３はリセット回路である。
【００３１】
図２を用いて高輝度検出回路９の動作について説明する。
【００３２】
信号処理回路７から入力された画像信号はゲート回路１０２を経てピーク検出回路１０１に入力される。ゲート回路１０２は制御回路８からのゲート信号に応じて信号処理回路７から有効な画像信号が供給されている期間だけ画像信号をピーク検出回路１０１に供給する。ピーク検出回路１０１では入力された画像信号の最大値を保持し、保持した信号を出力するように動作する。従って、１フレーム分の画像信号を入力すると、入力された１フレームの最大輝度値が出力されることになる。
【００３３】
リセット回路１０３は、制御回路８からのリセット信号に応じて、ピーク検出動作開始前にピーク検出回路１０１が保持している最大輝度値をリセットする。
【００３４】
図３は本実施形態の撮像装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ステップＳ３０１においてライブビュー開始ボタン１３が押し下げられることによりライブビュー動作が開始される。すると、ステップＳ３０２にてクイックリターンミラー２がピント板４の方向に退避し、ステップＳ３０３でレンズ１に内蔵された絞りがライブビュー用の定められた絞り値にセットされる。さらに、ステップＳ３０４においてフォーカルプレーンシャッタ３が開かれる。
【００３６】
次に、ステップＳ３０５において撮像素子６の蓄積時間がライブビュー用の初期値にセットされ、ステップＳ３０６で撮像素子６の蓄積が開始される。
【００３７】
ステップＳ３０７のウェイト期間後、ステップＳ３０８で所定の蓄積時間が経過したか否かが判定される。そして、所定の蓄積時間に達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３０７に戻る。一方、ステップＳ３０７で所定の蓄積時間に達していた場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３０９にて撮像素子６から画像信号が読み出される。
【００３８】
撮像素子６から画像信号が読み出されると、高輝度検出回路９において高輝度検出が行われる。この結果、ステップＳ３１０で規定の信号レベル以上の高輝度部が検出された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３１３において、その時点での撮像素子６の蓄積時間の設定値が通常蓄積か短時間蓄積かが判断される。
【００３９】
ステップＳ３１３において通常蓄積に設定されていた場合（Ｎｏ）には、ステップ３１４で蓄積時間を、通常の蓄積時間よりも短い時間（短時間蓄積）に設定する。この短時間蓄積の蓄積時間は撮像素子６に損傷を与える可能性がある光量でも飽和せずに取り込むことができるようにレンズ１の絞りの設定値を勘案して決定される。なお、この短時間蓄積は、撮像素子６の蓄積開始から画像信号の読み出し開始までの時間間隔を通常蓄積の場合よりも短く設定することにより実現される。
【００４０】
ステップＳ３１４において、撮像素子６の蓄積時間が短時間蓄積に設定された後はステップＳ３０６に戻り次の１フレームの蓄積が行われる。
【００４１】
一方、ステップＳ３１３にて短時間蓄積と判定された場合には、さらにステップＳ３１５において高輝度検出回路９の出力レベルが判定される。そして、撮像素子６に損傷を与える危険性がないレベルの輝度であると判定された場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３０５に戻り、蓄積時間が通常蓄積用の初期値に設定され、ステップＳ３０６以下の動作を繰り返す。またステップＳ３１５において、撮像素子６に損傷を与える危険性のある超高輝度であると判定された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３１６から撮像素子保護動作を開始する。
【００４２】
また、ステップＳ３１０において、規定の信号レベル以上（規定値以上）の高輝度部が検出されなかった場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３１１にてシャッタボタン１２の押し下げ状態が判定される。そして、シャッタボタン１２が押し下げられていない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３０６に戻り、次の１フレームの蓄積が開始される。一方、シャッタボタン１２が押し下げられている場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３１２にて撮影動作が開始される。
【００４３】
撮影動作が開始されると、一旦フォーカルプレーンシャッタ３を閉じるとともにレンズ１に内蔵された絞りが定められた絞り値に設定される。さらに撮像素子６の蓄積が開始された後にシャッタ３が所定の時間開かれ、レンズ１によって結像された被写体像が撮像素子６上に投影されて電気信号に変換される。所定時間が経過してフォーカルプレーンシャッタ３を閉じた後に、撮像素子６から読み出された画像信号は制御回路８からの制御信号に従って信号処理回路７において処理される。さらに圧縮処理を経て画像ファイルへと変換されメモリーカード１０に記録される。
【００４４】
図４は、図３のステップＳ３１６から始まる撮像素子保護動作の動作手順を示すフローチャートである。
【００４５】
図４において、ステップＳ４０１にて撮像素子保護動作が開始されると、ステップＳ４０２において撮像素子６の蓄積動作が停止され、シャッタ３が閉じられる（ステップＳ４０３）。次に、クイックリターンミラー２がピント板４の方向から撮像素子６への光路を遮る位置に下ろされ（ステップＳ４０４）、さらにレンズ１に内蔵された絞りが閉じられる（ステップＳ４０５）。これによって撮像素子保護動作が完了する（ステップＳ４０６）。
【００４６】
以上のように、本実施形態においては、ライブビュー動作中に超高輝度を検出した際には、１フレームだけ撮像素子６の蓄積時間を短くして通常のライブビュー動作中の飽和輝度よりも高い輝度までを検知可能にする。そして、蓄積時間の短い１フレームにおいて撮像素子６に損傷を与える可能性のある超高輝度を検出した際には、撮像素子の保護動作を行う。この保護動作は、フォーカルプレーンシャッタ３、クイックリターンミラー２およびレンズ１に内蔵された絞り等を用いて撮像素子６に入射する光を遮る（遮光する）ことにより行われる。このような動作により、効果的に撮像素子６を保護することが可能となる。。
【００４７】
（他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【００４８】
さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【００４９】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の撮像装置の一実施形態である一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における高輝度検出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態の撮像装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態における撮像素子保護動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  レンズ
２  クイックリターンミラー
３  フォーカルプレーンシャッタ
４  ピント板
５  ファインダー光学系
６  撮像素子
７  信号処理回路
８  制御回路
９  高輝度検出回路
１０  メモリーカード
１１  液晶モニター
１２  シャッタボタン
１３  ライブビュー開始ボタン
１０１  ピーク検出回路
１０２  ゲート回路
１０３  リセット回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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