CN102621777A

CN102621777A - 摄像设备

Info

Publication number: CN102621777A
Application number: CN2012100216651A
Authority: CN
Inventors: 清田真人
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2012-08-01
Also published as: US8636428B2; JP2012159581A; US20120195584A1

Abstract

本发明涉及摄像设备。该摄像设备包括：光圈，用于控制入射光量；可变透射率和反射率元件，用于将入射光的一部分反射至光学取景器并且使入射光的剩余部分透过作为摄像光；以及控制器，用于随着光圈的设置值的增大而增大可变透射率和反射率元件的反射率。

Description

摄像设备

技术领域

本发明涉及诸如单镜头反光照相机等的摄像设备，尤其涉及包括可以改变透射率和反射率的元件的摄像设备。

背景技术

传统的单镜头反光照相机包括以下结构：在摄像光路上设置用于将入射光引导至光学取景器以确认被摄体的反射镜，并且在摄像期间使反射镜退避以将入射光会聚在胶片或图像传感器上。在使用图像传感器的数字照相机中，可以进行用于在显示监视器上显示被摄体图像以确认被摄体的实时取景，以使得在实时取景状态下不仅可以记录静止图像还可以记录运动图像。然而，需要将反射镜从摄像光路退避以实现实时取景状态。因此，光学取景器不能确认被摄体。

日本特开平10-39408论述了以下结构：反射镜是半透明镜，并且在将被摄体图像分成光学取景器图像和所拍摄图像之后，将光学取景器图像和所拍摄图像分别入射在光学取景器和图像传感器上。

然而，分割光量使得光学取景器图像变暗，并且因为所拍摄图像未被充分曝光，所以需要增强所拍摄图像，从而劣化了被摄体图像。

为了解决这个问题，日本特开2009-180822论述了以下方法：使用可变透射率元件作为反射镜，以在确认光学取景器图像时增大反射镜的反射率以使得光学取景器图像容易看到，并且在摄像时增大反射镜的透射率以防止所拍摄图像中的光量的降低。

在诸如单镜头反光照相机等的摄像设备中，改变光圈开口的目的包括使得所拍摄图像的曝光量适当以及控制景深。

当可选地设置景深时，例如，当将光圈值设置为大以增大景深来加宽聚焦范围时，曝光量不足。因此，延长了快门曝光时间，并且增大了图像传感器的感光度。

如在日本特开平10-39408中所述，如果在实时取景状态下或在运动图像拍摄期间改变镜头的光圈开口，则在使用半透明镜的照相机中，光学取景器甚至还可以在曝光期间观察摄像光。然而，由于光圈操作而导致入射在光学取景器上的光量的变化，从而发生以下问题：拍摄者不能确认是否可以在适当的曝光条件下拍摄图像。

如日本特开2009-180822所述，如果将可变透射率元件用作单镜头反光照相机中的反射镜，则可以增大入射在光学取景器上的光量直到拍摄静止图像为止，并且可以仅在拍摄静止图像时增大入射在图像传感器上的光量。以这种方式，如果由此对摄像序列进行控制，则可以减少拍摄者的不舒适感。然而，当在实时取景状态下或在运动图像拍摄期间改变镜头的光圈开口时，不仅改变了入射在图像传感器上的光量，而且还改变了入射在光学取景器上的光量。因此，可能使得观察光学取景器的拍摄者具有不舒适感。

更具体地，即使通过控制快门和图像传感器来针对光圈值适当地控制所拍摄图像，光学取景器图像也根据光圈值而改变。如果光圈值大，则被摄体图像暗，从而存在拍摄者不能容易地识别被摄体的问题。

发明内容

本发明涉及不仅能够在实时取景或运动图像拍摄期间使用光学取景器确认被摄体的光学图像，而且还能够减小由于光圈操作而引起的被摄体的光学图像的亮度的变化的摄像设备。

根据本发明的方面，一种摄像设备，包括：光圈，用于控制入射光量；可变透射率和反射率元件，用于将入射光的一部分反射至光学取景器并且使所述入射光的剩余部分透过作为摄像光；以及控制器，用于随着所述光圈的设置值的增大而增大所述可变透射率和反射率元件的反射率。

通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的典型实施例、特征和方面，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。

图1是示出根据本发明典型实施例的数字照相机的整体结构的示意图。

图2是示出典型实施例中的操作的流程图。

图3示出传统技术中的光圈操作和入射在光学取景器上的光量之间的关系。

图4示出传统技术中的表示光圈操作和入射在光学取景器上的光量之间的关系的数值。

图5示出典型实施例中的光圈操作和入射在光学取景器上的光量之间的关系。

图6示出典型实施例中的表示光圈操作和入射在光学取景器上的光量之间的关系的数值。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。

将根据本发明的摄像设备应用至使用电荷耦合装置(CCD)型或金属氧化物半导体(MOS)型的固态图像传感器的数字照相机。图1是示出应用至数字照相机的典型实施例的整体结构的示意图。

在图1中，摄像镜头20在成像面上形成被摄体图像，并且将摄像镜头20可拆卸地安装至照相机主体10。摄像镜头20包括用于进行曝光控制的机械光圈21和镜头驱动单元(未示出)。

可变透射率和反射率元件11将摄像镜头20所形成的被摄体图像反射至光学取景器(OVF)16，同时使被摄体图像的一部分透过。可变透射率和反射率元件11将被摄体图像分割成摄像光L1和取景器光L2。

可变透射率和反射率元件11将在透明时具有高透射率的镁镍合金薄膜用于反射调光层，并且具有层叠了离子存储层、固体电解质层和催化剂层的多层结构，以使得反射调光层从固体电解质层侧看时变得透明。可变透射率和反射率元件11包括能够在宽的范围上在短的时间段内进行切换的全固态型反射调光电致变色元件。用作控制单元的系统控制单元(CPU)(未示出)控制可变透射率和反射率元件11的反射率(透射率)。

快门装置12进行拍摄静止图像时的曝光控制。

图像传感器13拍摄摄像镜头20所形成的被摄体图像，并且将所拍摄的被摄体图像转换成电信号。将诸如CCD型或MOS型的二维型的摄像装置用于图像传感器13。

显示监视器14显示被摄体图像和所拍摄图像。

五棱镜15用作用于在将在聚焦屏上形成的被摄体图像转换成正立图像之后反射该被摄体图像的光学构件。

光学取景器16使在被五棱镜15转换成正立图像之后被反射的被摄体光学图像到达拍摄者的眼部。

EVF切换镜18将电子取景器(EVF)17中的被摄体图像投影到光学取景器16上。

接近传感器19用作用于检测拍摄者是否使用光学取景器16观察被摄体的检测单元。

图2示出运动图像拍摄或实时取景期间的摄像序列。在步骤S201中，CPU开始运动图像拍摄或实时取景。在步骤S202中，CPU使得图像传感器13开始测光。在步骤S203中，CPU驱动机械光圈21。在步骤S204中，CPU判断光圈21的设置值是否小于或等于X值(预定值)以判断是否进行EVF显示。如果光圈21的设置值小于或等于X值(预定值)(步骤S204中为“是”)，则处理进入步骤S205。在步骤S205中，CPU根据光圈21的设置值来控制可变透射率和反射率元件11。重复图像传感器13再次测光(步骤S202)的例程以判断是否在光圈21以及可变透射率和反射率元件11的光量控制下获得了适当的曝光量。

如果光圈21的设置值大于X值(预定值)(步骤S204中为“否”)，则由于在光学取景器16中光量不足，因而CPU判断为需要EVF显示。在步骤S207中，CPU开启EVF显示以使得拍摄者容易地识别被摄体。

在步骤S205和S206中，如果光圈21的设置值增大，则控制可变透射率和反射率元件11增大其反射率。然后，CPU控制可变透射率和反射率元件11将反射率固定在预定值。在步骤S207中，CPU控制电子取景器17的输出值增大。由此，观察光学取景器16的拍摄者几乎识别不出由于光圈开口的变化所引起的被摄体图像的亮度的变化，从而容易地确认景深。可选地，可以在进行EVF显示的同时控制可变透射率和反射率元件11。

如果在判断是否进行EVF显示的边界附近控制光圈21，则重复EVF显示的开启/关闭，导致对拍摄者造成不便。因此，使得开启EVF显示的判断条件不同于关闭EVF显示的判断条件。如果在光圈21的设置值超出X值时开启EVF显示的判断条件下，将光圈21的设置值设置为小于或等于X值，则可以继续EVF显示直到光圈21的设置值小于或等于Y值(X＞Y)为止。更具体地，除非光圈21的设置值减少超过滞后值(X-Y)，否则继续EVF显示。例如，将X值设置为摄像光量是打开光圈21时的1/4的判断条件，并且将Y值设置为摄像光量是打开光圈21时的1/2的判断条件(参见图5和6)。

以下将参考图3和5说明光圈操作的镜头透射光量和摄像光量与入射在光学取景器16上的光量的关系。

图3示出传统技术中的镜头透射光量(光圈操作)和摄像光量与入射在光学取景器16上的光量的关系。图4示出它们的值。

图5示出典型实施例中的镜头透射光量(光圈操作)和摄像光量与入射在光学取景器16上的光量的关系。图6示出它们的值。

以下将说明用于计算各值的方法。镜头透射光量表示由光圈21改变的光量。图4和6示出光量从打开光圈21的状态减小10％的示例。

中红外(MIR)透射率表示可变透射率和反射率元件11的透射率，在图4所示的传统技术中为预定值0.5，并且在图6所示的典型实施例中满足以下关系表达式：

MIR透射率＝0.5-(1-镜头透射光量)/2

其中，MIR透射率≥0.30。

OVF入射光量表示入射在光学取景器16上的光量，并且满足以下关系表达式：

OVF入射光量＝镜头透射光量×(1-MIR透射率)

OVF入射光量比表示在光圈打开期间和在各光圈状态下入射在光学取景器16上的光量比，并且满足以下关系表达式：

OVF入射光量比＝在各光圈状态下的OVF入射光量/光圈打开期间的OVF入射光量

摄像面入射光量满足以下关系表达式：

摄像面入射光量＝镜头透射光量×MIR透射率

摄像光量比表示在光圈打开期间和在各光圈状态下入射在摄像面上的光量比，并且满足以下关系表达式：

摄像光量比＝在各光圈状态下的摄像面入射光量/光圈打开期间的摄像面入射光量

在图3所示的传统的技术中，被可变透射率和反射率元件11中的镜透射和反射的光量总是恒定。因此，随着光圈值增大，摄像光量减小，并且入射在光学取景器16上的光量也以相同的比减小。更具体地，当将摄像光量减小到一半时，入射在光学取景器16上的光量也减小到一半。如果被摄体的光量充足，则即使入射在光学取景器16上的光量减小，也可以识别出被摄体并且不存在问题。然而，如果被摄体是暗的，或者进行光圈控制以加宽景深，则产生由于光圈操作导致不容易识别出被摄体的问题。

图4示出表示图3所示的关系的传统技术中的各值之间的关系。为了容易与后述的典型实施例进行比较，镜为半透明镜。即使镜的透射率和反射率相加，总和实际上也不是100％，这引起了损失。然而，这不影响本发明的技术思想。在图4中，朝向图像传感器13的透射率和朝向光学取景器16的反射率被分别计算为50％。

在图5所示的典型实施例中，即使当将摄像光量控制到一定程度时，入射在光学取景器16上的光量的变化也减小。图6示出表示图5所示的关系的各值之间的关系。

将说明例如将摄像光量减小至光圈打开条件下的一半的情况。光圈操作的光量可以被控制为70％，并且不需要通过一步来实现该控制。将可变透射率和反射率元件11的透射率从50％控制为35％，以使得将摄像光量减小至光圈打开条件下的一半。

在该情况下，将可变透射率和反射率元件11的反射率从50％增大至65％，以补偿光圈21减小的光量，并且可以将入射在光学取景器16上的光量确保为相对于光圈打开条件下的91％。

此外，将说明将摄像光量设置为光圈打开条件下的1/4的情况(将此时的光圈值设置为X)。在该情况下，将根据光圈操作的光量控制为40％，并且将可变透射率和反射率元件11的透射率控制为30％。此时，将可变透射率和反射率元件11的反射率从50％改变为70％，以在一定程度上补偿光圈21减小的光量，并且入射在光学取景器16上的光量是光圈打开条件下的56％。如果光圈值比光圈操作条件(X值)大，则光学取景器图像暗并且不容易被看到。因此，开启EVF显示。

当开启EVF显示时，将EVF切换镜18移动至图1所示的位置，以进行入射在图像传感器13上的被摄体图像的EVF显示。

EVF切换镜18可以是半透明镜以使得在显示时，EVF图像和光学取景器图像相互重叠。可选地，EVF切换镜18可以是可变透射率和反射率镜，以在观看光学取景器图像时增大EVF切换镜18的透射率并且在观看EVF图像时增大EVF切换镜18的反射率。

尽管作为开启EVF显示的判断条件，在本典型实施例中将摄像光量设置为打开光圈21时的1/4，但也可以是其它设置值。此外，允许拍摄者能够进行任意设置是有用的。

以下将说明在进行预览操作(确认光圈状态)时容易地确认景深的方法。

图1所示的接近传感器19检测拍摄者是否使用光学取景器16确认被摄体图像，以在判断为使用光学取景器16确认被摄体图像时使可变透射率和反射率元件11的反射率最大化，并且在判断为未使用光学取景器16确认被摄体图像时使可变透射率和反射率元件11的透射率最大化。更具体地，通过使至正在使用的光学取景器16的光量最大化来容易地确认被摄体图像，从而可以适当地设置光圈效果。

在判断为拍摄者未使用光学取景器16确认被摄体图像时，为了抑制功耗，可以不控制可变透射率和反射率元件11以使得将其透射率和反射率设置为预定值，但是可以控制可变透射率和反射率元件11使得即使当光圈值大于上述X值时电子取景器17也不进行显示。

在本典型实施例中，在实时取景或运动图像拍摄期间，当拍摄者在观察光学取景器16的情况下拍摄图像时，通过光学取景器16的被摄体的光学图像的亮度几乎不会因光圈操作而改变。因此，可以确认与景深相对应的光圈效果以使得不会错误地进行光圈操作。

如果光圈值大，则当在可变透射率和反射率元件11的控制下光学取景器16的亮度不足时，还可以将电子取景器17的被摄体图像投影至光学取景器16，以使得可以识别摄像构图。

如果判断为拍摄者未观察光学取景器16，则不控制可变透射率和反射率元件11以使得可以抑制功耗。

当减小摄像光量时，在光圈效果上还添加可变透射率和反射率元件11的光量控制。因此，机械光圈21所控制的步数可以较少。因此，可以增大速度并且可以减小与光圈操作相关联的噪声，由此降低了运动图像拍摄期间记录的机械操作声音的影响。

如果进行预览操作，则当判断为拍摄者使用光学取景器16确认被摄体图像时，可以通过使可变透射率和反射率元件11的反射率最大化以增大入射在光学取景器16上的光量来容易地确认与所设置的光圈值相对应的景深。

如果判断为拍摄者未使用光学取景器16确认被摄体图像，则判断为拍摄者利用显示监视器14来确认入射在图像传感器13上的被摄体图像。通过使可变透射率和反射率元件11的透射率最大化以增大入射在图像传感器13上的光量，来容易地利用显示监视器14确认与设置的光圈值相对应的景深。

尽管以上针对典型实施例说明了本发明，并且说明了在单镜头反光照相机的结构中固定可变透射率和反射率元件11的例子，但本发明还包括具有以下模式的结构：在静止图像拍摄和运动图像拍摄或实时取景期间，操作可变透射率和反射率元件11以从摄像光路退避。

本发明还包括具有以下结构的形式：镜头不可更换，并且照相机主体和摄像镜头集成在一起。

可变透射率和反射率元件不限于上述典型实施例。还可以利用读出并且执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法实现本发明的方面，其中，利用系统或设备的计算机通过例如读出并且执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的步骤。为此，例如，通过网络或者通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读存储介质)将该程序提供给计算机。在该情况下，系统或设备以及存储程序的记录介质包括在本发明的范围内。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims

1.一种摄像设备，包括：

光圈，用于控制入射光量；

可变透射率和反射率元件，用于将入射光的一部分反射至光学取景器并且使所述入射光的剩余部分透过作为摄像光；以及

控制器，用于随着所述光圈的设置值的增大而增大所述可变透射率和反射率元件的反射率。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述控制器随着所述光圈的设置值的增大而增大所述可变透射率和反射率元件的反射率，然后使所述反射率恒定。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，当所述光圈的设置值大于预定值时，所述控制器将电子取景器中的被摄体图像投影在所述光学取景器上。

4.根据权利要求3所述的摄像设备，其特征在于，所述控制器在将所述电子取景器中的被摄体图像投影在所述光学取景器上之后，除非所述光圈的设置值比所述预定值小滞后值以上，否则继续将所述电子取景器中的被摄体图像投影在所述光学取景器上。

5.根据权利要求3所述的摄像设备，其特征在于，还包括：

检测单元，用于检测拍摄者是否使用所述光学取景器观察被摄体图像，

其中，当所述检测单元检测到拍摄者未使用所述光学取景器观察被摄体图像时，所述控制器不将所述电子取景器中的被摄体图像投影在所述光学取景器上。

6.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括：

其中，当所述检测单元检测到拍摄者未使用所述光学取景器观察被摄体图像时，所述控制器不控制所述可变透射率和反射率元件。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括：

其中，在进行预览操作时，所述控制器在所述检测单元检测到拍摄者使用所述光学取景器观察被摄体图像时使所述可变透射率和反射率元件的反射率最大化，并且在所述检测单元检测到拍摄者未使用所述光学取景器观察被摄体图像时使所述可变透射率和反射率元件的透射率最大化。