JP6463190B2 - 撮像装置及びその制御方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法並びにプログラムに関する。

業務用ビデオカメラ等の撮像装置には、使用環境下における黒レベル調整や宇宙線等に起因する後発性の欠陥画素補正を目的として、ブラックバランスの自動調整機能を備えたものがある。ブラックバランスを調整することによって、撮像素子（イメージセンサ）の温度変化に伴う黒レベルのずれや後発性の欠陥画素を補正することができる。しかし、レンズ交換式のカメラシステムでは、機械構造的に完全遮光ができない絞りを備えた交換レンズが数多く存在する。このような交換レンズが装着されているカメラシステムにおいてブラックバランスを自動調整する際には、ボディキャップをカメラ本体に装着することで完全遮光状態を実現している。

ブラックバランスの自動調整を正しく実行することが可能か否かを判定する技術が、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された技術では、撮像素子への入射光量を減少させる減光部材の減光作用による減光率が最大とならないように制御された状態で得られる輝度が所定の輝度値以下であることを条件として、ブラックバランスを自動調整するようにしている。

特開２０１３−９８５９０号公報

しかしながら、上記先行技術文献に記載された技術は、ブラックバランスを自動調整する際に完全遮光が実現されていることが前提となっており、完全遮光を実現することができない状態では調整エラーとなってしまうという問題がある。例えば、監視用途やブライダル等で使用される屋内雲台カメラは高所に設置されることが多いため、完全遮光状態にするためのユーザによるボディキャップの装着が容易ではない。そのため、完全遮光状態を実現することができず、ブラックバランスを自動調整することができない場合が多々ある。また、屋内雲台カメラは、カメラケースを使用していないものが多いため、カメラケース側に遮光手段を設けるという対策を講じることができず、また、フランジバックの制約から、カメラ本体側には完全遮光を実現するための部材を設けるスペースがない場合が多い。

本発明は、完全遮光を実現する部材を取り付けることなく、環境光に基づいて正しくブラックバランスを自動調整することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段への入射光量を調整する第１の調整手段と、前記第１の調整手段とは別に設けられ、前記撮像手段への入射光量を調整する第２の調整手段と、現在の撮像環境でブラックバランスの自動調整が可能か否かを、前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれによる入射光量を最大とした状態で撮像された撮像画像の評価値と所定の判定閾値とに基づいて判定する判定手段と、前記第１の調整手段による入射光量の調整可能範囲と前記第２の調整手段による入射光の調整可能範囲に基づき前記判定閾値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、完全遮光を実現するボディキャップ等の装着が不可能な状況下であっても、ブラックバランスの調整が可能な撮像環境であれば、正しくブラックバランスの自動調整を行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係るビデオカメラの外観斜視図である。 図１のビデオカメラの概略構成を示すブロック図である。 図１のビデオカメラでの第１実施形態に係るオートブラックバランス調整処理の手順を示すフローチャートである。 図３のフローチャートのステップＳ３０５で用いる撮像環境判定用の評価枠を模式的に示す図である。 図１のビデオカメラでの第２実施形態に係るオートブラックバランス調整処理の手順を示すフローチャートである。 図５のステップＳ５０６における画角変更の前後における撮像環境判定用の評価枠の関係を模式的に示す図である。 図１のビデオカメラでの第３実施形態に係るオートブラックバランス調整処理の手順を示すフローチャートである。 図７のステップＳ７０８における画角変更と設定される黒画像取得領域との関係を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る撮像装置として、所謂、デジタルビデオカメラ（以下「ビデオカメラ」という）を取り上げることとする。但し、本発明は、ビデオカメラに限定されず、デジタルスチルカメラにも適用が可能である。なお、以下の説明では、ビデオカメラでのブラックバランスの自動調整（オートブラックバランス調整）を「ＡＢＢ調整」と記すこととする。

図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係るビデオカメラ１００の外観斜視図であり、それぞれ視点を変えて描かれている。ビデオカメラ１００は、交換レンズの着脱が可能なレンズ交換式のビデオカメラであり、コネクタ１２、アクセスランプ１３、モニタ２８、ファインダ２９、トリガーボタン６１、操作パネル７０及び電源／モードスイッチ７２を備える。

モニタ２８とファインダ２９には、画像や各種情報が表示される。トリガーボタン６１は、撮像指示を行うための操作ボタンであり、電源／モードスイッチ７２は、電源のオン／オフや撮像モード／再生モードの切り替えを行うための操作ボタンである。操作パネル７０は、ユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチやボタン等からなる。コネクタ１２は、ビデオカメラ１００から外部モニタや外部記憶装置へ映像信号を出力するコネクタである。アクセスランプ１３は、画像データ記憶用のカードスロットの状態を表示するランプである。

図２は、ビデオカメラ１００の概略構成を示すブロック図である。図２に示す機能ブロック（各種の制御部や処理部）は、ＡＳＩＣやプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、機能ブロックは、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

ビデオカメラ１００は、レンズ鏡筒１０１、撮像素子１０２、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ１０３、記憶媒体Ｉ／Ｆ部１０４、記憶媒体１０５、表示用Ｉ／Ｆ部１０６及び表示部１０７を備える。また、ビデオカメラ１００は、ゲイン制御部１０８、シャッタ制御部１０９、ＮＤ制御部１１０，絞り制御部１１１，フォーカス制御部１１２、ズーム制御部１１３、防振制御部（ＩＳ制御部）１１４、メモリＩ／Ｆ部１１６、メモリ１１７及び画像処理部１１８を備える。更に、ビデオカメラ１００は、操作部１１５、外部操作用Ｉ／Ｆ部１２２、外部操作部１２３及び本体マイコン１３０を備える。

レンズ鏡筒１０１は、カメラ本体に対して着脱自在な交換式レンズ鏡筒である。レンズ鏡筒１０１は、フォーカスレンズやズームレンズ、シフトレンズ等の各種レンズ群と、撮像素子１０２への入射光量を調整する絞り（第１の調整手段）を有する。撮像素子１０２は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等である。レンズ鏡筒１０１を通して撮像素子１０２に結像した被写体の光学像は、撮像素子１０２によって光電変換され、生成されたアナログ電気信号はＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号へ変換される。

こうして生成された画素単位の画像信号（ＲＡＷ画像データ）は、メモリＩ／Ｆ部１１６へ出力される。なお、撮像素子１０２から出力される画素信号には、被写体光学像の信号強度を表す有効画像領域の画素信号のみならず、撮像素子１０２から出力された画素信号のノイズ除去やクランプ処理等の補正処理を行うために用いられるＯＢ領域の画素信号が含まれる。

ＮＤフィルタ１０３（第２の調整手段）は、撮像素子１０２への入射光量を調整するために、レンズ鏡筒１０１に設けられている絞りとは別にカメラ本体に内蔵されている。画像処理部１１８は、撮像素子１０２に起因するレベル差を補正する。例えば、画像処理部１１８は、ＯＢ領域の画素信号を用いて有効領域の画素信号のレベルを補正し、また、欠陥画素に対してその周囲の画素信号を用いた補正を行う。更に画像処理部１１８は、周辺光量落ちに対する補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、ディベイヤ、圧縮等の各処理を行う。画像処理部１１８は、撮像素子１０２から入力されたＲＡＷ画像データに対してこれらの各種処理を行い、処理後の画像データを所定の制御部へ出力する。

記憶媒体Ｉ／Ｆ部１０４は、記憶媒体１０５とビデオカメラ１００とのインタフェースであり、画像処理部１１８から取得した画像データを記憶媒体１０５に記憶し、逆に、記憶した画像データの読み出す制御を行う。記憶媒体１０５は、撮像画像の画像データを記憶する半導体メモリ等であり、記憶媒体Ｉ／Ｆ部１０４による制御に応じて画像データの記憶や記憶された画像データの読み出しを実行する。

表示部１０７は、表示用Ｉ／Ｆ部１０６から出力された画像データを画角確認用に表示するモニタ２８及びファインダ２９を含む。また、表示部１０７には、ビデオカメラ１００の各種情報の表示が可能となっている。なお、アクセスランプ１３は、表示部１０７に含まれる。

本体マイコン１３０は、画像処理部１１８から出力された画像データから輝度レベルを算出する。本体マイコン１３０は、算出した輝度レベルに基づいて撮像素子１０２の内部でかけるゲインの値を算出し、算出結果をゲイン制御部１０８へ供給する。ゲイン制御部１０８は、本体マイコン１３０からの指示に基づいて撮像素子１０２のゲインを制御する。本体マイコン１３０は、算出した輝度レベルに基づいて撮像素子１０２に設定すべきシャッタスピードの値を算出し、算出結果をシャッタ制御部１０９へ供給する。シャッタ制御部１０９は、本体マイコン１３０からの指示に基づいて撮像素子１０２のシャッタスピードを制御する。

本体マイコン１３０は、算出した輝度レベルに基づいてレンズ鏡筒１０１で設定すべき絞りの値を算出し、算出結果を絞り制御部１１１へ供給する。絞り制御部１１１は、本体マイコン１３０からの指示に基づいてレンズ鏡筒１０１の絞りを制御する。本体マイコン１３０は、算出した輝度レベルに基づいてレンズ鏡筒１０１で設定すべきＮＤフィルタ１０３の値を算出し、算出結果をＮＤ制御部１１０へ供給する。ＮＤ制御部１１０は、本体マイコン１３０からの指示に基づいてＮＤフィルタ１０３を介して撮像素子１０２に入射する光量を制御する。本体マイコン１３０は、算出した輝度レベルに基づいてフォーカスレンズの駆動に必要な合焦情報を算出し、算出結果をフォーカス制御部１１２へ供給する。フォーカス制御部１１２は、本体マイコン１３０からの指示に基づいてレンズ鏡筒１０１の内部に設けられたフォーカスレンズの駆動（光軸方向での位置）を制御する。

ズーム制御部１１３は、操作部１１５から入力され或いは外部操作用Ｉ／Ｆ部１２２を介して外部操作部１２３から入力された焦点距離情報等に基づいて、レンズ鏡筒１０１の内部に設けられたズームレンズの駆動を制御する。本体マイコン１３０は、画像処理部１１８から出力された画像データから被写体の動きベクトルを算出し、算出結果を防振制御部１１４へ供給する。防振制御部１１４は、本体マイコン１３０からの指示に基づいて手ブレを相殺するようにレンズ鏡筒１０１の内部に設けられたシフトレンズを制御する光学式防振処理を行う。なお、防振制御部１１４は、光学式防振処理に代えて、手ブレによる像ブレを相殺する方向に動画の各フレームで画像を切り出す電子式防振処理を行うものであってもよい。

操作部１１５は、ユーザの操作対象となるボタンやスイッチ、パネル等であり、上述した電源／モードスイッチ７２、トリガーボタン６１及び操作パネル７０を含む。ユーザが操作部１１５に対する操作により撮像指示やＡＢＢ調整指示、焦点距離の調整指示等を行うと、指定された指示が本体マイコン１３０へ通知される。

メモリＩ／Ｆ部１１６は、撮像素子１０２から出力された全画素分のＲＡＷ画像データをメモリ１１７に書き込み、また、メモリ１１７に保持されたＲＡＷ画像データを読み出して画像処理部１１８に出力するインタフェースである。メモリ１１７は、数フレームの全画素分のＲＡＷ画像データを格納することができる揮発性の記憶媒体である。

画像処理部１１８は、メモリＩ／Ｆ部１１６を通して取得した全画素分のＲＡＷ画像データに対して制御に必要な画像処理を行う。画像処理部１１８による処理後の画像データは本体マイコン１３０へ送られ、本体マイコン１３０は取得した画像データに基づき、各制御部へ指示する制御量を演算する。外部出力Ｉ／Ｆ部１２０は、画像処理部１１８から出力される画像データを、外部の表示モニタや記憶媒体に出力するためのインタフェースである。なお、図１に示したコネクタ１２は、外部出力Ｉ／Ｆ部１２０に含まれる。

本体マイコン１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭの作業領域に展開することにより、ビデオカメラ１００の全体的な動作を制御する。また、本体マイコン１３０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、後述する実施形態での各処理を実現する。ＲＡＭは、プログラムの作業領域に加えて、各種制御のための定数や変数、画像処理部１１８から取得した画像データやＣＰＵによる演算結果を一時的に記憶する記憶領域を有する。更に、本体マイコン１３０は、操作部１１５に入力された指示に従った各種の処理を行う。

以下では、本発明に係る撮像装置の制御方法である、ビデオカメラ１００におけるＡＢＢ調整制御について説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、絞りによる入射光量の調整可能範囲とＮＤフィルタ１０３による入射光量の調整可能範囲とに基づいて、完全遮光状態と同等の状態でＡＢＢ調整を実行することが可能な環境光の閾値（以下「判定閾値」という）を決定する。そして、決定した判定閾値に基づいて、現在の撮像環境でＡＢＢ調整が可能か否かを自動的に判断する。なお、絞りによる入射光量の調整可能範囲は、レンズ鏡筒１０１の絞りの駆動範囲に対応し、ＮＤフィルタ１０３による入射光量の調整可能範囲は、ＮＤフィルタ１０３で切り替え可能な濃度範囲に対応する。

図３は、ビデオカメラ１００での第１実施形態に係るＡＢＢ調整処理の手順を示すフローチャートである。ここでは、本処理は、ユーザがメニュー操作（操作部１１５の操作）を行ってＡＢＢ調整の実行を要求したものとして説明する。

本体マイコン１３０は、操作部１１５からＡＢＢ調整の実行指示を受けると、ステップＳ３０１において、現在装着されているレンズ鏡筒１０１に内蔵された絞りについての駆動可能範囲に関する情報を取得する。続くステップＳ３０２において本体マイコン１３０は、カメラ本体に内蔵されたＮＤフィルタ１０３で切り替え可能な濃度範囲情報を取得する。続いて、ステップＳ３０３において本体マイコン１３０は、ステップＳ３０１，Ｓ３０２で取得した情報に基づき、ＡＢＢ調整が可能か否かを判定するための判定閾値を決定する。なお、本実施形態では、ＡＢＢ調整が可能か否かの判定に、撮像画像を後述する評価枠に分けたときの評価枠毎の輝度値を用いることとし、よって、判定閾値には所定の輝度値を用いることとする。

次に、ステップＳ３０４において本体マイコン１３０は、現在の撮像環境でＡＢＢ調整が可能か否かを判定するための露出設定を行う。具体的には、シャッタスピードをスローシャッタとし、レンズ鏡筒１０１の絞りを開放とし、ＮＤフィルタ１０３を最低濃度の状態（抜いた状態）とし、ゲインを最大とすることで、感度を高めた状態とする。これにより、撮像環境が充分に暗いか否かの判定をより高精度に実行可能な状態を作り出すことができる。

続くステップＳ３０５において本体マイコン１３０は、ステップＳ３０４で設定した露出条件で撮像を行い、撮像素子１０２の撮像領域を複数の領域に分割し、各領域（以下「評価枠」という）の評価値（輝度値）を取得する。そして、ステップＳ３０６において本体マイコン１３０は、全ての評価値が判定閾値以下か否かを判定する。本体マイコン１３０は、ステップＳ３０５で取得した全ての評価値が判定閾値以下である場合に現在の撮像環境でＡＢＢ調整が可能であると判定し、１つでも判定閾値を超えている評価値があった場合には、現在の撮像環境ではＡＢＢ調整は不可能と判断する。

そのため、本体マイコン１３０は、ステップＳ３０５で取得した評価値のうちの少なくとも１つが判定閾値を超えていると判定した場合（Ｓ３０６でＮＯ）、処理をステップＳ３１２へ進める。そして、ステップＳ３１２において本体マイコン１３０は、ＡＢＢ調整を実行することができない旨のエラー終了表示を行い、その後、本処理を終了させる。

一方、本体マイコン１３０は、ステップＳ３０５で取得した全ての評価値が判定閾値以下であるとステップＳ３０６において判定した場合（Ｓ３０６でＹＥＳ）、処理をステップＳ３０７へ進める。ステップＳ３０７において本体マイコン１３０は、レンズ鏡筒１０１の絞りを最大絞りの状態（最も絞った状態）とする。続いて、ステップＳ３０８において本体マイコン１３０は、ＮＤフィルタ１０３を最大濃度の状態（限界まで挿入した状態）とする。こうして、絞りとＮＤフィルタ１０３による入射光量を最小の状態とする（つまり、より暗い撮像環境とする）ことで、ＡＢＢ調整のための画像補正データをより正確に求めることができる。

続いて、本体マイコン１３０は、ステップＳ３０９においてＡＢＢ調整を開始し、その後、ステップＳ３１０においてＡＢＢ調整が完了したか否かを判定する。なお、ＡＢＢ調整の具体的な実行方法に限定はなく、例えば、上記特許文献１等に記載されているような周知の方法を用いることができる。

本体マイコン１３０は、ＡＢＢ調整が完了していないと判定した場合（Ｓ３１０でＮＯ）、予め定められた所定の時間の経過後に、再度、ステップＳ３１０の判定を実行する。一方、本体マイコン１３０は、ＡＢＢ調整が完了したと判定した場合（Ｓ３１０でＹＥＳ）、処理をステップＳ３１１へ進める。ステップＳ３１１において本体マイコン１３０は、表示部１０７（モニタ２８）にＡＢＢ調整が正常に完了した旨の表示を行い、本処理を終了させる。なお、撮像素子１０２の全画素に対してＡＢＢ調整のための画像補正データが生成されて、ＡＢＢ調整は正常に完了する。

図４は、ステップＳ３０５で用いる撮像環境判定用の評価枠を模式的に示す図である。ここでは、縦９横８（９行８列）の７２領域の評価枠があるものとし、行をＡ〜Ｉ、列を１〜８で表すものとする。よって、左上の評価枠はＡ１と、右下の評価枠はＩ８と表される。

図４には、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４に跨がって光源４０１が存在している例が示されている。この場合、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４から得られる評価値（輝度値）は、判定閾値（の輝度値）を超えることとなり、ステップＳ３０６においてＡＢＢ調整は不可能であるとの判定がなされることになる。

以上の説明の通り、本実施形態では、装着されている交換レンズの絞り駆動範囲とカメラ本体で切り替え可能な濃度範囲に基づき、ＡＢＢ調整を実行することが可能な環境光の閾値（判定閾値）を決定する。そして、撮像画像に設定した評価枠の評価値と決定した判定閾値に基づいて、現在の撮像環境でＡＢＢ調整が可能か否かを自動的に判断する。これにより、ユーザがレンズ鏡筒１０１に対してボディキャップを装着することが不可能な状況下であっても、ＡＢＢ調整が可能な撮像環境であれば正しくＡＢＢ調整を行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、撮像環境を判定する際に、判定用の露出設定に切り替える構成とした。これに対して、判定用の露出設定に切り替えることなく、現在設定されている露出設定でＡＢＢ調整が可能か否かを、現在設定されている露出設定に合わせて判定閾値を動的に算出することにより、自動的に判定する構成としてもよい。また、ＡＢＢ調整中に撮像環境が変化する場合を考慮して、ＡＢＢ調整の完了後に、再度、ステップＳ３０５，Ｓ３０６の処理を実行することにより、確実に撮像環境が暗い状態のままＡＢＢ調整が実行されたか否かを判断する構成としてもよい。例えば、ＡＢＢ調整の完了後に再度ステップＳ３０５，Ｓ３０６の処理を実行したときに、ステップＳ３０６での判定がＮＯに変わった場合には、先のＡＢＢ調整の結果を取り消し、最初からＡＢＢ調整をやり直すようにする。このような構成の変更は、後述する第２実施形態及び第３実施形態でも適用が可能である。

更に、本実施形態では、ＮＤフィルタ１０３を用いるものとしたが、これに代えて、ＥＣ素子（Electro chromic device）を用いることもできる。また、カメラ本体が複数枚のＮＤフィルタ１０３を同時に装着可能な機械的構造となっている場合でも、光路長の関係から、通常は複数枚のＮＤフィルタ１０３が同時に挿入されることはない。これに対して、本実施形態でのＡＢＢ調整の実行時に限って複数枚のＮＤフィルタ１０３を同時挿入可能とし、より濃度を高くすることで、ＡＢＢ調整が可能な撮像環境の判定閾値を下げることができる。その場合、ビデオカメラ１００に内蔵されたＮＤフィルタ１０３で切り替え可能な濃度範囲情報は、複数枚のＮＤフィルタ１０３が同時に挿入された状態でのものとなる。このような構成の変更は、後述する第２実施形態及び第３実施形態でも適用が可能である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、任意の評価枠の評価値が判定閾値を超えていた場合に、パン、チルト及びズームのいずれか１つ以上を用いて撮像可能な画角を変更した後に、ＡＢＢ調整が可能か否かを自動的に判断する。なお、第２実施形態における処理において第１実施形態で説明した処理と重複する処理については、適宜、説明を省略し、第２実施形態に係るＡＢＢ調整の実行方法に特徴的な処理を中心に説明することとする。

図５は、ビデオカメラ１００での第２実施形態に係るＡＢＢ調整処理の手順を示すフローチャートである。ここでも、本処理は、ユーザがメニュー操作（操作部１１５の操作）を行ってＡＢＢ調整の実行を要求したものとして説明する。

本体マイコン１３０は、操作部１１５からＡＢＢ調整の実行指示を受けると、ステップＳ５０１において図３のステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理を実行する。続くステップＳ５０２において本体マイコン１３０は、全ての評価値が判定閾値以下か否かを判定する。ステップＳ５０２の判定は、図３のステップＳ３０６の判定と同じ処理である。

本体マイコン１３０は、ステップＳ５０１に含まれるステップＳ３０５で取得した全ての評価値が判定閾値以下であると判定した場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）、処理をステップＳ５０４へ進める。本体マイコン１３０は、ステップＳ５０４において図３のステップＳ３０７〜Ｓ３１１の処理を実行し、その後、本処理を終了させる。一方、本体マイコン１３０は、ステップＳ５０１に含まれるステップＳ３０５で取得した評価値のうちの少なくとも１つが判定閾値を超えているとステップＳ５０２において判定した場合（Ｓ５０２でＮＯ）、処理をステップＳ５０３へ進める。そして、ステップＳ５０３において本体マイコン１３０は、評価値が判定閾値以下の領域があるか否かを判定する。

本体マイコン１３０は、評価値が判定閾値以下の領域がない（全ての評価枠の評価値が判定閾値を超えている）と判定した場合（Ｓ５０３でＮＯ）、処理をステップＳ５０５へ進める。本体マイコン１３０は、ステップＳ５０５において図３のステップＳ３１２と同じエラー処理を行い、その後、本処理を終了させる。一方、本体マイコン１３０は、評価値が判定閾値以下の領域があるとステップＳ５０３において判定した場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）、処理をステップＳ５０６へ進める。なお、ステップＳ５０３においては、評価値が判定閾値以下の評価枠の数に下限値（閾値）を設け、評価値が判定閾値以下の評価枠の数が設定された下限値以上ある場合にＹＥＳと判定され、それ以外の場合にはＮＯと判定されるようにしてもよい。

ステップＳ５０６において本体マイコン１３０は、画角内の全ての評価枠の評価値が判定閾値以下となるようにビデオカメラ１００のパン、チルト及びズーム機能を利用して画角を変更する。その後、本体マイコン１３０は、処理をステップＳ５０２へ戻す。

図６は、ステップＳ５０６における画角変更の前後での撮像環境判定用の評価枠の関係を模式的に示す図であり、上図が画角変更前を、下図が画角変更後をそれぞれ示している。画角変更前には、図４に示した評価枠と同様に縦９横８の７２領域の評価枠があり、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４に跨がって光源６０１が存在している。この場合、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４から得られる評価値は判定閾値を超えることとなるが、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４以外の評価枠から得られる評価値は判定閾値以下である。そのため、図５のフローチャートでは、ステップＳ５０２、Ｓ５０３、Ｓ５０６の順に処理が進められることになる。

図６には、判定閾値以下の領域として評価枠Ｄ４〜Ｉ８の領域を用いて画角変更を行う例が示されている。評価枠Ｄ４〜Ｉ８の領域が画角となるようにパン、チルト及びズームを任意に行い、新たな縦９横８の７２領域の評価枠Ａ´１´〜Ｉ´８´を設定する。

以上の説明の通り、本実施形態も第１実施形態と同様に、装着されている交換レンズの絞り駆動範囲とカメラ本体で切り替え可能な濃度範囲に基づき、ＡＢＢ調整を実行することが可能な環境光の閾値を決定する。そして、決定した判定閾値に基づいて現在の撮像環境でＡＢＢ調整が可能か否かを自動的に判断する。更に、本実施形態では、評価値が判定閾値を超えた評価枠がある場合には、パン、チルト及びズームを任意に用いて完全遮光状態と同等の状態でＡＢＢ調整を実行することが可能な画角に変更した上でＡＢＢ調整を行う。これにより、ユーザがレンズ鏡筒１０１に対してボディキャップを装着することが不可能な状況下であっても、ＡＢＢ調整が可能な撮像環境であれば正しくＡＢＢ調整を行うことが可能となる。また、第１実施形態よりも、ＡＢＢ調整が可能な環境を広げることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、任意の評価枠の評価値が判定閾値を超えていた場合、判定閾値を超えている評価枠内の物体が移動物体であるか静止物体であるかを判定する。そして、静止物体である場合には、判定閾値以下の評価値の評価枠領域にＡＢＢ調整の実行領域としての黒画像取得領域を設定し、１回目のＡＢＢ調整を実行する。その後、１回目のＡＢＢ調整に用いられていない領域である黒画像未取得領域の評価枠の評価値が判定閾値を超えないように、パン、チルト及びズームを任意に用いて画角を変更し、２回目のＡＢＢ調整を実行する。更に、必要に応じて同様に３回目以降のＡＢＢ調整を実行する。こうして、複数回に分けて全ての評価枠に対してＡＢＢ調整が実行されるようにする。なお、第３実施形態における処理において第１実施形態で説明した処理と重複する処理については、適宜、説明を省略し、第３実施形態に係るＡＢＢ調整の実行方法に特徴的な処理を中心に説明することとする。

図７は、ビデオカメラ１００での第３実施形態に係るＡＢＢ調整処理の手順を示すフローチャートである。ここでも、本処理は、ユーザがメニュー操作（操作部１１５の操作）を行ってＡＢＢ調整の実行を要求したものとして説明する。

本体マイコン１３０は、操作部１１５からＡＢＢ調整の実行指示を受けると、ステップＳ７０１において図３のステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理を実行する。続くステップＳ７０２において本体マイコン１３０は、全ての評価値が判定閾値以下か否かを判定する。ステップＳ７０２の判定は、図３のステップＳ３０６の判定と同じ処理である。

本体マイコン１３０は、ステップＳ７０１に含まれるステップＳ３０５で取得した全ての評価値が判定閾値以下であると判定した場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）、処理をステップＳ７０４へ進める。本体マイコン１３０は、ステップＳ７０４において図３のステップＳ３０７〜Ｓ３１１の処理を実行し、その後、本処理を終了させる。一方、本体マイコン１３０は、ステップＳ７０１に含まれるステップＳ３０５で取得した評価値のうちの少なくとも１つが判定閾値を超えているとステップＳ７０２において判定した場合（Ｓ７０２でＮＯ）、処理をステップＳ７０３へ進める。

ステップＳ７０３において本体マイコン１３０は、判定閾値を超える評価枠が移動（判定閾値を超える評価枠の位置が経時的に変化するか）するか否かを、例えば、複数の所定数のフレーム間で監視することにより判定する。本体マイコン１３０は、判定閾値を超える評価枠が時間変化すると判定される場合（Ｓ７０３でＹＥＳ）、処理をステップＳ７０５へ進める。ここで、判定閾値を超える評価枠が時間変化すると判定される場合には、移動する光源が存在する可能性が高く、正常にＡＢＢ調整が実行できない可能性がある。ステップＳ７０５において本体マイコン１３０は、ＡＢＢ調整を実行することができない旨のエラー終了表示を行い、その後、本処理を終了させる。

一方、本体マイコン１３０は、判定閾値を超える評価枠が時間変化しないとステップＳ７０３において判定される場合（Ｓ７０３でＮＯ）、処理をステップＳ７０６へ進める。ここで、判定閾値を超える評価枠が時間変化しない場合には、静止している光源が存在する可能性が高く、判定閾値以下の評価枠の領域に対してはＡＢＢ調整を実行することができる環境である可能性が高い。そこで、ステップＳ７０６において本体マイコン１３０は、判定閾値以下の評価値の評価枠領域であって、且つ、黒画像未取得の領域を黒画像取得領域に設定する。

続くステップＳ７０７において本体マイコン１３０は、ステップＳ７０６で設定した黒画像取得領域に対して、図３のステップＳ３０７〜Ｓ３１０の処理（ＡＢＢ調整）を実行する。続いて、ステップＳ７０８において本体マイコン１３０は、黒画像未取得領域の評価枠の評価値が判定閾値を超えないように、パン、チルト及びズーム機能を任意に用いて画角変更を行う。ステップＳ７０８の処理の具体例については、図８を参照して後述する。その後、本体マイコン１３０は、処理をステップＳ７０３へ戻し、ステップＳ７０３，Ｓ７０６〜Ｓ７０８の処理が評価枠の全領域に対して実行されるまで繰り返す。

図８は、ステップＳ７０８における画角変更と設定される黒画像取得領域との関係を模式的に示す図である。図８（ａ）は画角変更前の評価枠を示しており、図８（ｂ）は画角変更前のビデオカメラ１００の撮像画角と設置状況（設置角度）を示している。画角変更前には、図４に示した評価枠と同様に縦９横８の７２領域の評価枠があり、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４に跨がって光源８０１が存在している。この場合、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４から得られる評価値は判定閾値を超えることとなるが、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４以外の評価枠から得られる評価値は判定閾値以下である。そこで、全体の右半分の評価枠Ａ５〜Ｉ８領域を最初（１回目）のＡＢＢ調整のための黒画像検出領域として設定し、ＡＢＢ調整を実行する。

図８（ｃ）は画角変更後の評価枠を示しており、図８（ｄ）は画角変更後のビデオカメラ１００の撮像画角と設置状況（設置角度）を示している。図８（ｃ），（ｄ）には、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４に跨がっていた光源８０１が、右半分の領域内の評価枠Ｂ５，Ｂ６，Ｃ５，Ｃ６に跨がって位置するように、ビデオカメラ１００を左方向にパン操作した例を示している。なお、画角変更後の光源８０１の位置は、評価枠Ｂ３，Ｂ４，Ｃ３，Ｃ４に跨がる位置に限定されるものではなく、他の位置（例えば、評価枠Ｆ６，Ｇ６に跨がった位置等）であってもよい。

これにより、１回目のＡＢＢ調整に用いられなかった左半分の評価枠Ａ１〜Ｉ４領域の評価枠の評価値を、判定閾値を超えないように変更することができるので、評価枠Ａ１〜Ｉ４領域を２回目のＡＢＢ調整のための黒画像検出領域として設定し、ＡＢＢ調整を実行する。こうして実行した２回のＡＢＢ調整の検出結果を合わせることで、撮像素子１０２の全画素に対して画像補正データを生成することができる。

なお、黒画像検出領域の設定とＡＢＢ補正の回数は２回に限定されるものではない。例えば、複数の光源が存在する場合等に、３回以上の黒画像検出領域の設定とＡＢＢ補正によって撮像素子１０２の全画素に対して画像補正データを得ることができるのであれば、その回数だけステップＳ７０３，Ｓ７０６〜Ｓ７０８の処理を行えばよい。

以上の説明の通り、本実施形態では、装着されている交換レンズの絞り駆動範囲とカメラ本体で切り替え可能な濃度範囲に基づき、ＡＢＢ調整を実行することが可能な環境光の閾値を決定する。そして、決定した判定閾値に基づいて現在の撮像環境でＡＢＢ調整可能か否かを自動的に判断する。更に、評価値が判定閾値を超えた評価枠がある場合に、判定閾値を超えた評価枠にある物体が移動物体か静止物体かを判定し、静止物体である場合には判定閾値以下の評価枠領域を黒画像取得領域に設定して１回目のＡＢＢ調整を実施する。その後、１回目のＡＢＢ調整での黒画像未取得領域の評価枠の評価値が判定閾値を超えないように、パン、チルト及びズームを任意に用いて画角を変更して、２回目のＡＢＢ調整を実行する。このように複数回に分けて、評価枠の全領域に対してＡＢＢ調整を実行する。これにより、ユーザがレンズ鏡筒１０１に対してボディキャップを装着することが不可能な状況下であっても、ＡＢＢ調整が可能な撮像環境であれば正しくＡＢＢ調整を行うことが可能となる。また、第１実施形態よりも、ＡＢＢ調整が可能な環境を広げることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

また、本発明は、上述した実施形態の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。

１０１ レンズ鏡筒
１０２ 撮像素子
１０３ ＮＤフィルタ
１０８ ゲイン制御部
１０９ シャッタ制御部
１１０ ＮＤ制御部
１１３ ズーム制御部
１１８ 画像処理部
１３０ 本体マイコン

Claims (9)

1. 被写体を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段への入射光量を調整する第１の調整手段と、
   前記第１の調整手段とは別に設けられ、前記撮像手段への入射光量を調整する第２の調整手段と、
   現在の撮像環境でブラックバランスの自動調整が可能か否かを、前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれによる入射光量を最大とした状態で撮像された撮像画像の評価値と所定の判定閾値とに基づいて判定する判定手段と、
   前記第１の調整手段による入射光量の調整可能範囲と前記第２の調整手段による入射光量の調整可能範囲に基づき前記判定閾値を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記現在の撮像環境で前記自動調整が可能であると前記判定手段が判定した場合に、前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれによる入射光量を最小とした状態で、ブラックバランスを調整するための画像補正データを生成する生成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記判定手段は、前記撮像画像を複数の領域に分割し、前記複数の領域のそれぞれの前記評価値の全てが前記判定閾値を超えないときに、前記自動調整が可能であると判定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像手段が撮像を行うときの画角をパン、チルト、ズームの少なくとも１つによって変更する変更手段を備え、
   前記変更手段は、前記判定手段が前記複数の領域の中の少なくとも１つの領域の評価値が前記判定閾値を超えていると判定した場合に、画角内の全ての領域の評価値が前記判定閾値を超えないように画角を変更し、
   前記生成手段は、前記変更手段による画角変更後の領域で前記画像補正データを生成することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記判定手段が前記複数の領域の中の少なくとも１つの領域の評価値が前記判定閾値を超えていると判定した場合に、前記判定閾値を超えている領域が移動するか否かを監視する監視手段を備え、
   前記判定手段は、前記判定閾値を超えている領域が移動すると前記監視手段が判断した場合には前記自動調整を行わず、前記判定閾値を超えている領域が移動しないと判断した場合には前記自動調整を行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の撮像装置。
6. 前記第１の調整手段は、少なくとも前記撮像装置が有するレンズ鏡筒に設けられた絞りを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記第２の調整手段は、ＮＤフィルタまたはＥＣ素子であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. ブラックバランスを自動調整する撮像装置の制御方法であって、
   被写体を撮像する撮像手段への入射光量を調整する第１の調整手段および第２の調整手段のそれぞれの入射光量の調整可能範囲に基づき、前記自動調整が可能か否かを判定するための判定閾値を決定する決定ステップと、
   前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれによる入射光量を最大とした状態で前記撮像手段による撮像を行う撮像ステップと、
   前記撮像ステップで得られた撮像画像の評価値と前記決定ステップで決定された判定閾値とに基づいて現在の撮像環境で前記自動調整が可能か否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで前記現在の撮像環境で前記自動調整が可能であると判定された場合に、前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれによる入射光量を最小とした状態で前記撮像手段により撮像を行い、得られた撮像画像に基づき前記自動調整のための画像補正データを生成する生成ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
9. 被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段への入射光量を調整する第１の調整手段および第２の調整手段とを有する撮像装置においてブラックバランスを自動調整するために前記撮像装置のコンピュータが実行するプログラムであって、
   前記ブラックバランスの自動調整は、
   前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれの入射光量の調整可能範囲に基づき前記自動調整が可能か否かを判定するための判定閾値を決定する決定ステップと、
   前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれによる入射光量を最大とした状態で前記撮像手段による撮像を行う撮像ステップと、
   前記撮像ステップで得られた撮像画像の評価値と前記決定ステップで決定された判定閾値とに基づいて現在の撮像環境で前記自動調整が可能か否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで前記現在の撮像環境で前記自動調整が可能であると判定された場合に、前記第１の調整手段および前記第２の調整手段のそれぞれによる入射光量を最小とした状態で前記撮像手段により撮像を行い、得られた撮像画像に基づき前記自動調整のための画像補正データを生成する生成ステップと、を有することを特徴とするプログラム。

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