JP2001333329A

JP2001333329A - 撮影装置

Info

Publication number: JP2001333329A
Application number: JP2001076079A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamaguchi; 博司山口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】主要被写体と背景との光量比の大きな逆光シー
ンやストロボシーン等のように、光量比の大きな濃度シ
ーンやカラーフェリアなどが生じ易いシーンの像を適正
に撮影する、コストがかからず処理時間も短い撮影装置
を提供する。【解決手段】光学系レンズと、この光学系レンズを介し
て結像した被写体の像を撮影する撮影手段とを備え、被
写体の像を担持する光の光路中の、光学系レンズと撮影
手段との間に、被写体の像の光量を部分的に調整する光
量調整手段を備えることにより、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光量比の大きな像
を部分的に光量調整を行って撮影する撮影装置、特に、
光量比の大きな像を適切に記録することのできるＣＣＤ
（charge coupleddevice ）等の撮像素子を用いたデジ
タルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮影装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、画像を撮影する手段として、デジ
タルスチルカメラやビデオカメラ等が広範囲に利用され
ている。このようなデジタルスチルカメラやビデオカメ
ラ等には、主に一定時間中に受光した光量によって蓄積
される電荷量に基づいて出力信号を出力するＣＣＤ撮像
素子やＣＭＯＳ撮像素子等が用いられ、得られた出力信
号をＡ／Ｄ変換することによって、画像のデジタル化を
可能としている。このＣＣＤ撮像素子等は、所定の範囲
において光量の増加にほぼ比例して大きな出力信号を発
生するものの、所定の光量以下の場合、光量の変動に対
応した出力信号値が得られず、ほぼ一定の出力信号値を
出力する。また、所定の光量を超える場合も、光量の変
動に対応した出力信号が得られず、ほぼ一定の出力信号
値を出力する。

【０００３】すなわち、ＣＣＤ撮像素子等で受光した光
量にほぼ比例した蓄積電荷量を発生する光量の範囲（ダ
イナミックレンジ）には限界があり、逆光シーンやスト
ロボシーンのように、ダイナミックレンジを超えた、あ
るいはダイナミックレンジ以下の光量がＣＣＤ撮像素子
等によって受光される場合がある。そのため、例えば背
景に対して主要被写体の光量が不足する逆光シーンをＣ
ＣＤ撮像素子等を用いて撮影した場合、撮影される像は
主要被写体が暗部（シャドー）または背景が明部（ハイ
ライト）となって、いずれか一方の画像がつぶれてしま
う。また、ストロボシーンの場合、主要被写体が明部
（ハイライト）、背景が暗部（シャドー）となって、い
ずれか一方の画像がつぶれてしまう。

【０００４】ところで、フィルム等の感光材料に記録さ
れた逆光シーンやストロボシーン等のような光量比の大
きな画像から印画紙に焼き付けてプリント出力画像を出
力する場合、画像の一部分がつぶれてしまうことのない
ように、画像処理装置において公知の覆い焼き処理を行
って適正な画像を再生している。また、フィルム等の感
光材料に記録された画像を光電的に読み取ってデジタル
画像データとし、このデジタル画像データにデジタル画
像処理を施してプリント出力するデジタル画像再生装置
においても、同様の技術が提案されている。例えば、特
開平１０−１３６８０号公報では、デジタル画像に対し
て、画像の中間濃度部分は変化させず、画像の低濃度部
分や高濃度部分をそれぞれに独立に圧縮もしくは伸張す
る画像処理を施すことによって、従来より公知の覆い焼
き処理の効果を付与する画像処理装置や画像処理方法が
提案されている。

【０００５】しかし、上述する画像処理装置や画像処理
方法では、フィルム等の画像記録媒体に一旦記録した
後、画像処理によって調整するものであり、撮影される
シーンを光電的に読み取る前に直接処理することはでき
ない。また、このような画像処理装置は、非常に高価で
あるためプリント出力の依頼を受ける業者が保有するこ
とはできても、個人自ら保有することは非常に困難であ
る。そこで、ＣＣＤ撮像素子等を利用したデジタルカメ
ラやビデオカメラ等において、撮影されるシーンを光電
的に読み取る前に、ＣＣＤ撮像素子等のダイナミックレ
ンジに対応して光量を調整して撮像する撮影装置が望ま
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような状況下、特
開平７−２９８２７６号公報において、ＣＣＤ撮像素子
等によって光電的に撮像する際、読み取る像を担持する
入射光を分割し、入射光量の比率を変えて撮像素子に受
光させる多板式撮像装置が提案されている。それによる
と、分割した入射光を撮像素子が受光する際、光量を別
個に調整することができるので、ダイナミックレンジの
広い撮像を可能とする。しかし、この撮像装置では、分
割した入射光各々に対応する複数の撮像素子や入射光を
分割する手段や、各々の撮像素子で読み取られた画像を
合成する手段等を備えなければならず、撮像装置自体が
煩雑化し、コストも高くなり、画像データの処理に要す
る時間も長くなるといった問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、上記問題点を解決し、
主要被写体と背景との光量比の大きな逆光シーンやスト
ロボシーン等のように、光量比の大きな濃度シーンや濃
度フェリアやカラーフェリアなどが生じ易いシーンの像
を適正に撮影する、コストがかからず処理時間も短い撮
影装置、特に、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等
の撮像装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光学系レンズと、この光学系レンズを介
して結像した被写体の像を撮影する撮影手段とを備える
撮影装置であって、前記被写体の像を担持する光の光路
中の、前記光学系レンズと前記撮影手段との間に、前記
被写体の像の光量を部分的に調整する光量調整手段を備
えることを特徴とする撮影装置を提供するものである。

【０００９】ここで、前記光量調整手段は、前記撮影手
段による撮影の際、前記被写体の像の明部に対応する領
域の光量を相対的に減じる手段であるのが好ましく、あ
るいは、前記被写体の像の暗部に対応する領域の光量を
相対的に増加させる手段であるのが好ましく、もしく
は、前記被写体の像の光量を前記撮影手段のカラーチャ
ンネル毎に調整する手段であるのが好ましい。また、前
記撮影手段は、前記被写体の像を光電的に読み取る撮像
手段、もしくは前記被写体の像を感光材料に記録する手
段であるのが好ましい。

【００１０】前記光量調整手段は、前記被写体の像を担
持する光を透過するフィルタであって、前記被写体の像
の光量を調整する部分に対応する領域の光透過率が変化
する光透過率可変フィルタ、あるいは、前記被写体の像
を担持する光の反射角度を変化させることによって、前
記撮影手段が反射光を受光する受光時間を、前記被写体
の像の光量を調整する部分に対応して部分的に変える反
射板であるのが好ましい。その場合、前記光量調整手段
は、前記被写体の像が前記光学系レンズによって結像す
る結像位置から外れた位置に配置されるのがよい。

【００１１】また、上記各撮影装置において、前記撮影
手段が、前記被写体の像を光電的に読み取る撮像手段で
ある時、さらに、前記被写体の像を所定の撮影条件で前
記撮像手段を用いて予め読み取った先読取画像の画像デ
ータに基づいて、前記被写体の像の光量調整部分に対応
する前記光量調整手段の調整領域を設定する条件設定手
段を備えるのが好ましい。ここで、前記条件設定手段
は、前記撮像手段によって読み取られた前記先読取画
像、の前記撮像手段のカラーチャンネル毎の画像データ
に基づいて、前記カラーチャンネル毎に、前記被写体の
像の光量調整部分に対応する前記光量調整手段の調整領
域を設定するのが好ましい。

【００１２】あるいは、上記各撮影装置において、前記
撮影手段が、前記被写体の像を光電的に読み取る第１の
光電変換手段である時、さらに、この第１の光電変換手
段とは異なる第２の光電変換手段、およびこの第２の光
電変換手段で前記被写体の像を読み取って得られた画像
の画像データに基づいて、前記被写体の像の光量調整部
分に対応する前記光量調整手段の調整領域を設定する条
件設定手段を備えるのが好ましい。ここで、前記条件設
定手段は、前記第２の光電変換手段によって読み取られ
た前記画像の、前記第２の光電変換手段のカラーチャン
ネル毎の画像データに基づいて、前記カラーチャンネル
毎に、前記被写体の像の光量調整部分に対応する前記光
量調整手段の調整領域を設定するのが好ましい。

【００１３】もしくは、上記各撮影装置において、前記
撮影手段は、前記被写体の像を連続的に複数の画像とし
て光電的に撮像可能な撮像手段である時、さらに、時間
的に前に撮像された画像の画像データに基づいて、前記
被写体の像の光量調整部分に対応する前記光量調整手段
の調整領域を設定する条件設定手段を備えるのが好まし
い。ここで、前記条件設定手段は、連続的に撮像された
前記複数の画像から、この画像の動きの大きさを求め
て、この動きの大きさに応じて前記光量調整手段の調整
領域を設定するのが好ましい。また、この撮影装置にお
いて、前記撮像手段が、前記被写体の像を光電的に読み
取る第１の光電変換手段である時、さらに、この第１の
光電変換手段とは異なる第２の光電変換手段を有し、前
記時間的に前に撮像された画像の画像データは、前記第
２の光電変換手段によって前記被写体の像を読み取って
得られた画像の画像データであるのが好ましい。

【００１４】また、前記条件設定手段は、前記画像デー
タを明暗画像データに変換する信号変換手段を備え、こ
の信号変換された前記明暗画像データに基づいて、前記
調整領域を設定するのが好ましい。また、前記条件設定
手段は、前記信号変換手段によって変換された前記明暗
画像データの低周波数成分を抽出する低周波数成分抽出
手段を備え、抽出された低周波数成分に基づいて、前記
調整領域を設定するのが好ましい。

【００１５】また、前記条件設定手段は、前記先読取画
像、または前記第２の光電変換手段による読取画像、も
しくは前記時間的に前に撮像された画像の上の光量を調
整する部分の位置を指定する情報に基づいて、前記光量
調整手段の前記調整領域を設定するのが好ましい。ま
た、前記撮影手段が、前記被写体の像を光電的に読み取
る撮像手段である時、前記光量調整手段によって調整さ
れて読み取られた画像データとともに、前記光量調整手
段の光量調整に関する情報が記録保持されるのが好まし
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の撮影装置につい
て、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明
する。

【００１７】図１に、本発明の撮影装置の好適実施例で
あるデジタルスチルカメラ（以降、カメラという）１０
の構成図を示す。なお、本発明の撮影装置は、本実施例
で示すようなデジタルスチルカメラに限られず、動画を
撮影するビデオカメラや、銀塩フィルム等の感光材料を
用いて撮影する従来のアナログ式カメラであってもよ
い。

【００１８】カメラ１０は、単板式撮像装置であって、
撮像レンズ１２と、撮像レンズ１２から入射する光量比
の大きな被写体Ａ（図１中では、背景は明るく、主要被
写体が暗い逆光シーンの撮影被写体を示す）の光学像を
担持する入射光の光強度を、液晶セルの光透過率を制御
することによって部分的に変化させる液晶フィルタ１４
と、液晶フィルタ１４の光強度の調整によって光量調整
された被写体Ａの像を光電的に読み取るＣＣＤエリアセ
ンサ１６と、ＣＣＤエリアセンサ１６で読み取られた信
号を画像データに変換する信号処理部１８と、液晶フィ
ルタ１４の光透過率の調整領域や調整量さらにはＣＣＤ
エリアセンサ１６の撮像時間等の設定を行う調整部２０
と、モニタ表示部２２と、撮像された画像の画像データ
や液晶フィルタ１４の光透過率に関する情報を記憶保持
する記憶部２４とを主に有し、その他に、画像データを
一時的に記憶するＲＡＭ２６や、モニタ表示された画像
に応じて各種条件を入力する入力手段２８を備え、これ
らは、図示されないＣＰＵによって制御管理されてい
る。なお、図示しないが、カメラ１０は、撮影に必要な
操作を行う操作部を備えていることはいうまでもない。

【００１９】撮像レンズ１２は、被写体Ａの光学像をＣ
ＣＤエリアセンサ１６の受光面に結像させる光学系レン
ズであって、明るさＦ値や、焦点距離ｆや、解像度や、
分光透過率等を考慮して選択されるものであるが、特に
制限されない。

【００２０】液晶フィルタ１４は、撮像レンズ１２から
入射する被写体Ａの光学像を担持する入射光の光強度
を、液晶セルの光透過率（τ）を制御することによって
部分的に変化させる光量調整手段として用いられるもの
であって、マトリクス状に配列される多数の液晶セル、
および偏向板とからなり、液晶セル各々の位置は、ＣＣ
Ｄエリアセンサ１６の画素位置と対応づけられており、
独立に光透過率τが調整される。また、液晶フィルタ１
４は、被写体Ａの像の結像位置から外れた位置に配置さ
れるのが好ましい。被写体Ａの像の結像位置付近に配置
すると、液晶フィルタ１４の各液晶セルの光透過率の分
布の像が被写体Ａの像に鮮明に反映されるからである。
液晶セルのセル密度は、後述するＣＣＤエリアセンサ１
６に配列されるＣＣＤ撮像素子の画素密度と同じである
か、あるいはそれ以下であればよい。

【００２１】ＣＣＤエリアセンサ１６は、撮像レンズ１
２を介して結像した被写体Ａの像をＣＣＤエリアセンサ
１６のＣＣＤ撮像素子を構成するＲ画素、Ｇ画素および
Ｂ画素によってカラー画像を撮像する撮像手段であっ
て、マトリクス状に多数のＣＣＤ撮像素子が配列され
る。各ＣＣＤ撮像素子は、一律かつ一定の撮像時間内に
受光した光量に応じて電荷を蓄積するフォトダイオード
とこの蓄積された電荷量を所定の方向に転送して出力信
号として出力する転送駆動部とを備える。転送駆動部か
ら出力される出力信号は、一定の撮像時間内に受光した
光量に応じて出力値を持つため、受光する光量の適正範
囲内において、出力信号はＣＣＤエリアセンサ１６の受
光する像の光強度に応じた出力値を持つ。このような出
力信号は、信号処理部１８に送られる。なお、ＣＣＤエ
リアセンサ１６の画素サイズは、特に制限されず、例え
ば有効画素数６４０画素×４８０画素のＶＧＡ（Video
Graphics Arrary ）等の画素サイズであればよい。

【００２２】信号処理部１８は、ＣＣＤエリアセンサ１
６から出力された出力信号を画像データに変換する部分
であって、増幅器（ＡＭＰ）１８ａ、Ａ／Ｄ変換器１８
ｂ、第１ＬＵＴ１８ｃおよびデータ処理部１８ｄとを備
える。信号処理部１８は、出力信号を、まず増幅器１８
ａで増幅し、Ａ／Ｄ変換器１８ｂでデジタル信号とし、
その後第１ＬＵＴ１８ｃでＬｏｇ変換し、データ処理部
１８ｄで、暗時補正やスミア補正や傷欠陥補正やシェー
ディング補正等を行って画像データを取得する。得られ
た画像データはＲＡＭ２６に記憶される。

【００２３】調整部２０は、フィルタ調整部２０ａと、
ＣＣＤ制御部２０ｂとを備える。フィルタ調整部２０ａ
は、液晶フィルタ１４の光透過率の調整領域や調整量を
設定する条件設定手段であって、液晶フィルタ１４の光
透過率τが予め設定された値、例えば、光透過率τが５
０％と設定され、ＣＣＤエリアセンサ１６の撮像時間が
予め設定された時間、例えば、１／１００秒で読み取ら
れた被写体Ａの画像、すなわち、被写体Ａを撮影する前
に予め先行して同一の像を読み取った先読取画像に基づ
いて、液晶フィルタ１４の光透過率の調整領域や調整量
は設定される。すなわち、予め設定された液晶フィルタ
１４の光透過率τおよびＣＣＤエリアセンサ１６の撮像
時間の条件で、被写体Ａの像が読み取られ、信号処理部
１８で処理の施された先読取画像の画像データがＲＡＭ
２６から呼びだされ、この被写体Ａの先読取画像に基づ
いて、液晶フィルタ１４の光透過率τの調整領域や調整
量が設定され、液晶フィルタ１４を制御する制御信号が
生成される。

【００２４】このようなフィルタ調整部２０ａは、図２
に示すように、ＭＴＸ演算部２０ａ ₁、ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）２０ａ₂、処理条件設定部２０ａ₃、第２
ＬＵＴ２０ａ₄、Ｄ／Ａ変換器２０ａ₅を備える。

【００２５】ＭＴＸ演算部２０ａ₁は、読み取った先読
取画像の画像データより、画像の明暗情報となる明暗画
像データを得る信号変換手段である。すなわち、Ｒ画素
から得られる画像データＩｒと、Ｇ画素から得られる画
像データＩｇと、Ｂ画素から得られる画像データＩｂと
から、公知のＹＩＱ変換によって下記式（１）のように
各画素毎のＹ成分を得る。Ｙ＝０．３Ｉｒ＋０．５９Ｉｇ＋０．１１Ｉｂ（１）本実施例では、明暗画像データとしてＹ成分を用いてい
るが、本発明は、これに限られず、例えば、各画素毎の
画像データＩｒ、ＩｇおよびＩｂの平均値を明暗画像デ
ータとしてもよい。明暗画像データを得るのは、後述す
るように、先読取画像内の明部分（ハイライト）や暗部
分（シャドー）を抽出するためである。得られた明暗画
像データは、ローパスフィルタ２０ａ₂および処理条件
設定部２０ａ₃に送られる。

【００２６】ローパスフィルタ２０ａ₂は、ＭＴＸ演算
部２０ａ₁で得られた明暗画像データであるＹ成分をロ
ーパスフィルタ処理し、低周波数成分を抽出する低周波
数抽出手段部分である。Ｙ成分をローパスフィルタ処理
するのは、先読取画像の画像データのＹ成分から、被写
体Ａの像の明部分や暗部分を抽出し、この明部分や暗部
分に対応する液晶フィルタ１４の領域の光透過率τを調
整するが、この領域の周辺で光透過率を不連続的（急激
に）に変化させると、ＣＣＤエリアセンサ１４で読み取
られる被写体Ａの画像が、光量調整をした明部分や暗部
分の境界で濃度が急激に変化する不自然な境界を持つ場
合があり、このような不自然な境界の発生を防ぐためで
ある。すなわち、液晶フィルタ１４の光透過率τの分布
は、Ｙ成分の画像データからなる明暗画像のボケ画像に
基づいて作成される。特に、液晶フィルタ１４のセル密
度がＣＣＤエリアセンサ１６の画素密度と同程度の場
合、液晶フィルタ１４の光透過率の変化を緩やかに変化
させることによって、撮像される被写体Ａの像も光量調
整をした明部分や暗部分の境界の濃度変化が緩やかにな
り、不自然な境界を持つことを防止できる。さらに、上
述したように、液晶フィルタ１４は被写体Ａの像の結像
位置から外れた位置に配置されるので、ＣＣＤエリアセ
ンサ１６で撮像される被写体Ａの像の明部分や暗部分
は、より一段と違和感なく光量調整される。

【００２７】また、液晶フィルタ１４は被写体Ａの像の
結像位置から外れた位置に配置されるので、液晶フィル
タ１４のセル密度がＣＣＤエリアセンサの画素密度より
粗い場合でも、ＣＣＤエリアセンサ１６の画素密度に対
応した先読取画像のＹ成分の画像データからローパスフ
ィルタ２０ａ₂のローパスフィルタ処理によって、粗い
液晶セルのセル密度に対応した光透過率τの分布を調整
することができる。

【００２８】なお、ローパスフィルタ処理によって抽出
される低周波数成分とは、ＣＣＤエリアセンサ１６の画
素密度から定まるナイキスト空間周波数に基づいて定め
られるカットオフ周波数以下の周波数成分であって、例
えばナイキスト空間周波数の５分の１以下の周波数成分
等が挙げられ、これらの低周波数成分のカットオフ周波
数は予め設定され、あるいは入力手段２８によって入力
されて設定される。

【００２９】このようなローパスフィルタ２０ａ₂は、
注目する画素位置回りの画像データを用いてデジタルフ
ィルタ処理を行うものであり、例えばＦＩＲ（Finite I
mpulse Response)型のローパスフィルタやＩＩＲ（Infi
nite Impulse Response)型のローパスフィルタであれば
よい。好ましくは、小型の回路で低周波数成分を抽出す
ることのできる点から、ＩＩＲ型のローパスフィルタを
用いるのがよい。

【００３０】また、本実施例では、先読取画像の画像デ
ータのＹ成分をＭＴＸ演算部２０ａ ₁において抽出した
後、ローパスフィルタ２０ａ₂でＹ成分の低周波数成分
を抽出しているが、先読取画像のＲ画素、Ｇ画素および
Ｂ画素の画像データの低周波数成分を先に抽出した後Ｙ
成分を抽出するように、ＭＴＸ演算部２０ａ₁とローパ
スフィルタ２０ａ₂の順番を入れ換えて構成してもよ
い。

【００３１】また、本実施例では、ローパスフィルタ２
０ａ₂を用いて先読取画像の画像データのＹ成分の低周
波数成分を抽出しているが、ローパスフィルタ２０ａ₂
のローパス処理の替わりにＹ成分の画像データを、間引
き処理によって、液晶フィルタ１４の液晶セルの単位セ
ル、あるいは複数の液晶セルに対応した画像データとし
てもよい。間引き処理によって得られたＣＣＤエリアセ
ンサ１６の画素に比べて粗いＹ成分の画像データから得
られる液晶フィルタ１４の粗い光透過率分布を用いて
も、上述したように、液晶フィルタ１４は被写体Ａの像
の結像位置から外れた位置に配置されるので、ＣＣＤエ
リアセンサ１６で撮像される被写体Ａの像の明部分や暗
部分は、不自然な境界を持つことなく光量調整される。
ローパスフィルタ２０ａ₂で得られた画像データのＹ成
分の低周波数成分は、処理条件設定部２０ａ₃および第
２ＬＵＴ２０ａ₄に送られる。

【００３２】処理条件設定部２０ａ₃は、ＭＴＸ演算部
２０ａ₁で得られた画像データのＹ成分から、図３
（ａ）や（ｃ）や（ｅ）のヒストグラムを生成し、これ
に基づいて、液晶フィルタ１４の光透過率τをどのよう
に調整するか条件を決定する部分である。すなわち、先
読取画像の明暗部分に対応したＹ成分の画像データか
ら、液晶フィルタ１４の光透過率τを変化させる光透過
率の調整領域やその調整値を設定する部分である。

【００３３】ＣＣＤエリアセンサ１６のようなＣＣＤ撮
像素子は、受光した光量にほぼ比例した蓄積電荷量を発
生する光量の範囲、すなわちダイナミックレンジに限界
があることは上述したが、ダイナミックレンジに限界の
ない理想的な撮像センサで撮像された場合、被写体Ａの
画像のＹ成分のヒストグラムは、ＣＣＤエリアセンサ１
６のダイナミックレンジＤＲを超える範囲にまで分布す
る。

【００３４】例えば、図３（ａ）には、ＣＣＤエリアセ
ンサ１６で受光する光量が不足して暗部（シャドー）の
像がつぶれたＹ成分のヒストグラムが示されている。す
なわち、理想的な撮像センサで撮像された場合、Ｙ成分
のヒストグラムは、暗部の像がつぶれない実線ａのよう
な分布を示すが、ダイナミックレンジＤＲに限界のある
ＣＣＤエリアセンサ１６で撮影された場合、ダイナミッ
クレンジＤＲの影響を受けて、破線ｂのようにダイナミ
ックレンジＤＲの下限値以下のＹ成分の画像データは下
限値にクリップされ、画像としてつぶれてしまう。そこ
で、結像した被写体Ａの像をＣＣＤエリアセンサ１６で
読み取る際、読み取られる画像データがダイナミックレ
ンジＤＲの下限値や上限値においてクリップされず、Ｃ
ＣＤエリアセンサ１６のダイナミックレンジＤＲの範囲
内に収まるように、液晶フィルタ１４の光透過率分布を
制御して被写体Ａの像の光量を部分的に調整して、被写
体Ａの暗部の像のつぶれを防ぐのである。

【００３５】光透過率τの値の設定方法は、特に限定さ
れないが、例えば、図３（ｂ）に示すように、ローパス
フィルタ２０ａ₂を介して得られたＹ成分の画像データ
の値が値Ｙ₁より大きい場合、光透過率τを先読取画像
を読み取る際の光透過率の値（図中では、光透過率５０
％）とし、値Ｙ₁以下の場合、Ｙ成分の値が値Ｙ₁より
離れるにしたがって、傾きα₁として光透過率τの値を
線型的に高くする方法が挙げられる。この場合、光透過
率τの調整値である値Ｙ₁や傾きα₁は、光量調整を行
う調整パラメータであって、ＣＣＤエリアセンサ１６の
ダイナミックレンジＤＲに応じて予め設定されるもので
あってもよいし、また、モニタ表示部２２に表示された
先読取画像の暗部分や明部分を、ポインティングデバイ
ス等の入力手段２８によって、その部分やその部分に含
まれる代表位置を指定することによって、値Ｙ₁は設定
されるものであってもよく、また、傾きα₁は入力手段
２８によって数値等を入力して設定されるものであって
もよい。

【００３６】調整パラメータである値Ｙ₁が予め設定さ
れている場合、この値Ｙ₁より低いＹ成分の画像データ
を抽出することで、この画像データの画素位置に対応付
けされている液晶フィルタ１４の光透過率の調整位置が
わかり、光透過率の調整領域が自動的に設定される。ま
た、モニタ表示部２２に表示された先読取画像の明部分
や暗部分を見て、その部分やその部分に含まれる代表位
置を、撮影者が入力手段２８によって指定することによ
り、これに対応した液晶フィルタ１４の光透過率の調整
領域が設定されてもよい。さらに、この場合、指定され
た部分のＹ成分の画像データの平均値や指定された代表
位置のＹ成分の画像データの値から、値Ｙ₁が設定さ
れ、この値Ｙ₁より低いＹ成分の画像データを抽出する
ことで、液晶フィルタ１４の光透過率の調整領域が自動
的に設定されてもよい。このようにして、先読取画像の
明部分や暗部分に対応した液晶フィルタ１４の液晶セル
の位置（ｉ，ｊ）の光透過率分布τ（ｉ，ｊ）が設定さ
れる。

【００３７】このような光透過率τの設定は、被写体Ａ
の明部分の画像がつぶれ、本来ダイナミックレンジＤＲ
の制限を受けずに実線ｄのようなＹ成分のヒストグラム
分布を示すべきものが、ダイナミックレンジＤＲの制限
を受け、破線ｅのようにダイナミックレンジＤＲの上限
値以上のＹ成分が上限値にクリップされる場合において
も同様に行われる。すなわち、図３（ｄ）のように、先
読取画像を読み取る際の光透過率の値を光透過率τとし
（図中では，光透過率５０％とし）、値Ｙ₂以上の場
合、Ｙ成分の値が値Ｙ₂より離れるにしたがって、傾き
α₂として光透過率τの値を線型的に低下する方法が挙
げられる。

【００３８】さらに、図３（ｅ）にヒストグラムが示さ
れるように、被写体Ａの像の明部分（ハイライト）およ
び暗部分（シャドー）が、ダイナミックレンジＤＲの範
囲を超え、上限値および下限値にクリップされる場合
（破線ｆ）、すなわち、明部分および暗い部分で画像の
つぶれが生じている場合、図３（ｆ）に示すように、Ｙ
成分の画像データの値がＹ₃以下の場合、Ｙ成分の値が
値Ｙ₃より離れるにしたがって、勾配α₃として光透過
率τの値を線型的に高くし、Ｙ成分の画像データの値が
Ｙ₄以上の場合、Ｙ成分の値が値Ｙ₄より離れるにした
がって、勾配α₄として光透過率τの値を線型的に低下
させるとよい。すなわち、被写体Ａの像の明部分と暗部
分との画像がつぶれないように、中間のＹ成分の値を持
つ部分、図３（ｆ）中，値Ｙ₃以上値Ｙ₄以下の範囲は
変化させずに被写体Ａの画像濃度のダイナミックレンジ
を圧縮させるように液晶フィルタ１４の光透過率τの設
定を行う。勿論、値Ｙ₃と値Ｙ₄は同一の値としてもよ
い。

【００３９】このような光透過率τの調整値である値Ｙ
₂、値Ｙ₃、値Ｙ₄、傾きα₂、傾きα₃、傾きα
₄は、値Ｙ₁や傾きα₁と同様に、予め設定されている
ものであってもよいし、撮影者がモニタ表示部２２に表
示された被写体Ａの先読取画像を見ながら値を設定する
ものであってもよい。このように、被写体Ａの撮像の
際、光透過率分布τ（ｉ，ｊ）を調整することで、被写
体Ａの像の明部の光量を減じ、あるいは被写体Ａの像の
暗部の光量を増加させる。

【００４０】図３（ｆ）の例では、先読取画像の明部分
（ハイライト）と暗部分（シャドー）に対応して２種類
の光透過率の調整領域を設定しているが、この２種類の
領域各々は必ずしも１つの領域である必要はなく、明部
分や暗部分に対応した複数の領域から構成されてもよ
い。例えば、主要被写体が離れた位置に複数存在してい
る逆光シーンのように、主要被写体それぞれ暗部分に対
応する領域として複数構成されてもよい。さらに、光透
過率の調整領域の種類を必要に応じて３種類や４種類と
してもよい。得られた図３（ｂ）、（ｄ）や（ｆ）のよ
うな関数の情報が、第２ＬＵＴ部２０ａ₄に送られる。
なお、本実施例では、ＭＴＸ演算部２０ａ₁で得られた
画像データのＹ成分に基づいて光量調整のための処理条
件を設定するが、画像データのＹ成分をローパスフィル
タ２０ａ₂においてローパスフィルタ処理された低周波
数成分に基づいて光量調整のための処理条件を設定する
ものであってもよい。

【００４１】第２ＬＵＴ２０ａ₄は、送られた関数の情
報から、図３（ｂ）、（ｄ）や（ｆ）に対応する関数の
ルックアップテーブルを作成し保有する部分であって、
画像データのＹ成分の低周波数成分に基づいて、ルック
アップテーブルを参照して液晶フィルタ１４の光透過率
τの値を自動的に設定し、光透過率τの調整量を決定す
る。

【００４２】第２ＬＵＴ２０ａ₄で得られた光透過率分
布τ（ｉ，ｊ）のデータは、Ｄ／Ａ変換器２０ａ₅、お
よび、ＣＣＤ制御部２０ｂに送られる。Ｄ／Ａ変換器２
０ａ₅は、光透過率分布τ（ｉ，ｊ）のデータをアナロ
グ制御信号に変換する部分であって、得られた制御信号
を液晶フィルタ１４に送る。ＣＣＤ制御部２０ｂは、光
透過率分布τ（ｉ，ｊ）のデータに基づいて、ＣＣＤエ
リアセンサ１６に予め設定されている撮像時間、すなわ
ち蓄積時間を調整する部分である。液晶フィルタ１４の
光透過率分布τ（ｉ，ｊ）が調整されることで、撮像時
間内に受光する被写体Ａの像の光量が変化して、アンダ
ー露光となったり、オーバー露光とならないようにする
ためである。

【００４３】モニタ表示部２２は、被写体Ａの撮像され
た画像や予め読み取られる先読取画像を画像表示し、必
要に応じて表示画像上で、明部分（ハイライト）や暗部
分（シャドー）、またその代表位置が指定されるために
用いられる液晶表示装置である。また、必要に応じて、
キーボードやポインティングデバイス等の入力手段２８
によって、光量調整に必要なパラメータ等の入力のため
の画面を表示する部分である。入力手段２８は、キーボ
ードやポインティングデバイス等であって、液晶フィル
タ１４による光量調整のための光透過率τの調整を行う
か、あるいは指示し、また、値Ｙ₁や傾きα₁等の光量
調整のための各種パラメータを設定するために用いられ
る。

【００４４】記憶部２４は、被写体Ａの撮像された画像
データの他に、撮像の際の液晶フィルタ１４の光透過率
分布τ（ｉ，ｊ）やＣＣＤエリアセンサ１６の撮像時間
等の光量調整に関する情報を記録保持するメモリであ
る。なお、記憶部２４は、例えば、スマートメディアや
メモリスティックなどのメモリカードような取り外し可
能な画像データ記録媒体や、情報記憶メモリなどを含ん
でいても良い。液晶フィルタ１４の光透過率分布τ
（ｉ，ｊ）や撮像時間等の光量調整に関する情報を画像
データとともに記録保持することで、撮像後、画像デー
タおよび光透過率分布τ（ｉ，ｊ）や撮像時間等から、
液晶フィルタ１４で光透過率を調整しない場合に得られ
たであろう被写体Ａの画像を得ることができるからであ
る。特に、液晶フィルタ１４のセル密度がＣＣＤエリア
センサ１６の画素密度と同じ場合、液晶フィルタ１４で
光透過率を調整しない場合の画像を完全に再現すること
ができ、特開平１０−１３６８０号公報に記載されるよ
うな画像処理方法によって画像の明暗部分の調整を再度
行うことができるからである。

【００４５】ＲＡＭ２６は、ＣＣＤエリアセンサ１６で
撮像されたＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各画像データ
を一時保持するフレームメモリであり、フィルタ調整部
２０ａやモニタ表示部２２や記憶部２４に接続されてい
る。

【００４６】また、本実施例では省略されているが、撮
像レンズ１２のレンズ絞り値を調整部２０とともに連動
して制御するオートアイリス機構や、被写体Ａの焦点距
離を自動的に設定するオートフォーカス機構を備える。
カメラ１０は、基本的に、以上の様に構成される。な
お、本発明の撮影装置においては、銀塩フィルム等の感
光材料を用いて撮影する従来のカメラであってもよいこ
とは上述したが、この場合、先読取画像をＣＣＤエリア
センサ等によって読み取って、液晶フィルタ１４の光透
過率τを調整した後、銀塩フィルム等の感光材料を用い
て露光記録するとよい。また、本発明の撮影装置におい
ては、液晶フィルタ１４の替わりに、光量調整手段とし
て、光の強度に応じて光透過率を変えるハロゲン化銀結
晶を含むフォトクロミックガラス等を用いてもよい。

【００４７】さらに、本発明の撮影装置の光量調整手段
として、撮像レンズを介して入射された被写体の像を担
持する入射光を反射させる反射板であって、反射光の反
射角度を変化させることによって、被写体Ａの像の光量
を調整する部分に対応して、ＣＣＤエリアセンサ等の撮
像手段が反射光を受光する受光時間を部分的に調整する
反射板を用いてもよい。例えば、図４に示すようなデジ
タルマイクロミラー（ＤＭＤ）チップ１４’を用いたデ
ジタルスチルカメラ１０’が例示される。

【００４８】図４に示されるデジタルスチルカメラ１
０’の構成は、カメラ１０の光量調整手段である液晶フ
ィルタ１４の替わりにＤＭＤチップ１４’を用いる点が
異なるだけであり、他の部分は同じであるため、図４中
においては同一の符号を用いている。また、各部分の構
成は同じであるため説明は省略する。

【００４９】ＤＭＤチップ１４’は、例えば、約１００
万個の集積した微小ミラーを備え、これらの微小ミラー
を、それぞれ、デジタル制御によって水平面に対して±
１０度、独立して傾斜することができる。そして、微小
ミラーが傾斜した（ＯＮ状態）時、撮像レンズから入射
した入射光を反射してＣＣＤエリアセンサ等の撮像手段
の所望の位置の撮像素子が受光するように配置し、この
微小ミラーのＯＮ状態の時間を微小ミラー毎に制御する
ことで、撮像時間内にＣＣＤエリアセンサ１６の撮像素
子が受光する光量を制御する。このような微小ミラー
は、本実施例の調整部２０と同様の構成によって、微小
ミラー各々のＯＮ状態の時間を制御することができる。

【００５０】なお、上述した本発明の撮像装置であるデ
ジタルカメラ１０および１０’においては、1 つの液晶
フィルタ１４やＤＭＤチップ１４’などの１つの光量調
整手段によって、撮影レンズから入射した光の全体（オ
ーバーオール）光量を調整している。すなわち、上述し
た例では、３カラーチャンネルのＣＣＤエリアセンサ１
６でＲＧＢの３色に分解して画像データを得ているにも
かかわらず、３色の画像データから変換して得られた明
暗画像データに応じて調整された１つの光量調整手段に
よって、ＣＣＤエリアセンサ１６に入射する光の全体光
量を調整している。

【００５１】しかしながら、本発明は、これに限定され
るわけではなく、ＣＣＤエリアセンサ１６等の撮像素子
のカラーチャンネル毎に撮像素子への各カラーチャンネ
ルへの、撮影レンズからの入射光量を調整（制御）して
も良い。例えば、図５に示すように、ＲＧＢの３色の画
像データ毎に独立に、ＣＣＤエリアセンサ１６等の撮像
素子のＲＧＢ各色の受光素子への入射光量を調整しても
良い。こうすることにより、人間の目のように、被写体
および背景画像の色温度に順応させた、より精密な光量
調整が可能である。

【００５２】ここで、図５に示すデジタルカメラ１１
は、光量調整手段として、３つの液晶フィルタ１４Ｒ，
１４Ｇおよび１４Ｂを備え、液晶フィルタ１４Ｒ，１４
Ｇおよび１４Ｂの光透過率やＣＣＤエリアセンサ１６の
撮像時間が、調整部２１によって３色独立に調整または
制御されている点を除いて、図１に示すカメラ１０と同
一であるので、同一の構成要素には同一の番号を付し、
その説明を省略する。なお、これらの液晶フィルタ１４
Ｒ，１４Ｇおよび１４Ｂの各々は、図１に示す液晶フィ
ルタ１４とは、調整する対象が、ＲＧＢの各３色毎の光
量か、全体光量かである点を除いて、同様の構成や同様
の機能を有するものを用いても良いので、その詳細な説
明は、省略する。

【００５３】調整部２１は、フィルタ調整部２１ａおよ
びＣＣＤ制御部２１ｂとを有し、フィルタ調整部２１ａ
は、被写体Ａを撮影する前に予め先行して被写体Ａの像
を読み取った先読取画像の３色の画像データに基づい
て、３色独立に、すなわち液晶フィルタ１４Ｒ，１４Ｇ
および１４Ｂの各々の光透過率τｒ（ｉ，ｊ），τｇ
（ｉ，ｊ），τｂ（ｉ，ｊ）の調整領域や調整量をそれ
ぞれ独立に設定し、ＣＣＤ制御部２１ｂは、光透過率分
布τｒ（ｉ，ｊ），τｇ（ｉ，ｊ），τｂ（ｉ，ｊ）の
各データに基づいて、ＣＣＤエリアセンサ１６に予め設
定されているＲＧＢ３色の各ＣＣＤ素子の撮像（蓄積）
時間を調整する。

【００５４】このようなフィルタ調整部２１ａは、図６
に示すように、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１ａ₂、
処理条件設定部２１ａ₃、第２ＬＵＴ２１ａ₄、Ｄ／Ａ
変換器２１ａ₅を備える。なお、図６に示すフィルタ調
整部２１ａは、図２に示すフィルタ調整部２０ａとは、
対象がＲＧＢの各色の画像データや各色の光量か、ある
いは、ＭＴＸ演算部２０ａ₁を有し、明暗画像データ
（輝度成分Ｙ）や全体光量かである点で異なるのみであ
るので、同様の構成や同様の機能を有する構成要素を用
いることができるので、対応する構成要素の詳細な説明
は省略する。また、図５に示すＣＣＤ制御部２１ｂと、
図１に示すＣＣＤ制御部２１ｂとについても、同様な関
係にあるので、その詳細な説明は省略する。

【００５５】ＣＣＤエリアセンサ１６で読み取られた先
読取画像の画像データ、すなわちＲＡＭ２６から読み出
されたＲ画像データ、Ｇ画像データおよびＢ画像データ
は、フィルタ調整部２１ａに入力され、それぞれローパ
スフィルタ２１ａ₂および処理条件設定部２１ａ₃に送
られる。ローパスフィルタ２１ａ₂は、入力されたＲＧ
Ｂ画像データをそれぞれ独立にローパスフィルタ処理
し、低周波数成分を抽出する。ローパスフィルタ２１ａ
₂で得られたＲＧＢの各画像データの低周波数成分は、
処理条件設定部２１ａ₃および第２ＬＵＴ２１ａ₄に送
られる。

【００５６】処理条件設定部２１ａ₃は、ＲＧＢの各画
像データからそれぞれ独立にヒストグラムを生成し、生
成された各ヒストグラムに基づいて、液晶フィルタ１４
Ｒ，１４Ｇおよび１４Ｂの各々の光透過率τｒ，τｇ，
τｂをどのように調整するかの条件を決定する、例え
ば、先読取画像のＲＧＢの各画像データから、液晶フィ
ルタ１４の光透過率τｒ，τｇ，τｂを変化させる光透
過率の調整領域やその調整値の決定するための関数を設
定する。

【００５７】第２ＬＵＴ２１ａ₄は、処理条件設定部２
１ａ₃から送られた条件や関数等の情報から、対応する
条件や関数のルックアップテーブルを作成して保有し、
ＲＧＢ画像データの各々のに基づいて、ルックアップテ
ーブルを参照して液晶フィルタ１４Ｒ，１４Ｇおよび１
４Ｂの各々の光透過率τｒ，τｇ，τｂの値を自動的に
設定し、光透過率τｒ，τｇ，τｂの調整量を決定す
る。第２ＬＵＴ２１ａ₄で得られた各光透過率分布τ
（ｉ，ｊ）のデータは、Ｄ／Ａ変換器２１ａ₅、およ
び、ＣＣＤ制御部２１ｂに送られる。Ｄ／Ａ変換器２１
ａ₅は、光透過率分布τｒ（ｉ，ｊ），τｇ（ｉ，
ｊ），τｂ（ｉ，ｊ）のデータをアナログ制御信号に変
換して、それぞれ液晶フィルタ１４Ｒ，１４Ｇおよび１
４Ｂに送る。

【００５８】なお、上記実施例では、ＣＣＤセンサのカ
ラーチャンネルは、ＲＧＢの３チャンネル（３色）であ
るが、本発明は、これに限定されず、この他、４チャン
ネル以上何チャンネルであっても良く、マルチバンドカ
メラにも適用可能である。また、本実施例の色毎の光量
調整は、図４に示すカメラ（撮影装置）にも適用可能な
ことはいうまでもない。こうして、この実施例によれ
ば、液晶フィルタ１４Ｒ，１４Ｇおよび１４Ｂの光透過
率τｒ，τｇ，τｂを各色毎に適切に調整するので、逆
光シーンやストロボシーン等のように、主要被写体と背
景との光量比が大きく、濃度フェリアの生じ易いシーン
はもちろん、カラーフェリアの生じ易い像であっても色
温度を部分的に調整し、被写体の色温度に順応させて適
正に撮影することができる。

【００５９】また、上述した種々の実施例においては、
液晶フィルタ１４、または１４Ｒ，１４Ｇおよび１４Ｂ
の光透過率を調整するための被写体Ａの読取（先画像読
取）と、撮影画像データを得るための被写体Ａの読取
（本画像読取）とを同じＣＣＤエリアセンサ１６で行っ
ているが、本発明はこれに限定されず、先画像読取と本
画像読取とを異なるＣＣＤエリアセンサ等の光電読取手
段で行っても良い。図７に、２つのＣＣＤエリアセンサ
を用いるデジタルカメラの一例を示す。図７に示すデジ
タルカメラ１０" は、撮影画像データを得る被写体Ａの
読取（本画像読取）のためのＣＣＤエリアセンサ１６の
ほかに、シーン判別のためのもう一つのエリアセンサ３
０と、撮影レンズ１２を通過してＣＣＤエリアセンサ１
６に入射してくる被写体の像を担持する撮影光を分岐さ
せるハーフミラー３２とを有している点を除いて、図１
に示すカメラ１０と同一であるので、同一の構成要素に
は同一の番号を付し、その説明を省略する。

【００６０】図７に示すカメラ１０”では、ハーフミラ
ー３２を通過した撮影光をＣＣＤエリアセンサ１６で撮
影画像として読み取る撮影前に、ハーフミラー３２によ
って分岐された撮影光をフィルタ調整専用のＣＣＤエリ
アセンサ３０によって先読取画像として読み取り、ＲＧ
Ｂ画像信号を取得して、信号処理部１８で信号処理され
た後、ＲＡＭ２６に一旦保持され、調整部２０によって
液晶フィルタ１４の光透過率τを設定するとともに、Ｃ
ＣＤエリアセンサ１６の撮像時間を設定する。この後、
ＣＣＤエリアセンサ１６によって被写体の像を撮影画像
として読み取る。この時、フィルタ調整専用のＣＣＤエ
リアセンサ３０は、液晶フィルタ１４の調整可能な画素
密度と同程度の画素密度であれば良いので、被写体の像
の読み取りや読取画像信号の処理や液晶フィルタ１４の
光透過率の設定等のフィルタ調整演算を高速に行うこと
ができる。このため、本実施例のカメラ１０”は、動画
や連写モードに容易に適用することができる。もちろ
ん、本実施例は、図５に示すカメラ１１にも適用でき
る。

【００６１】なお、本実施例においては、ＣＣＤエリア
センサ１６と３０とは、撮影レンズ１２からの光路長が
等しくなるように、ハーフミラー３２に対して光学的に
共役な位置に配置される。なお、撮影光の光路を分岐す
る手段としては、ハーフミラーに限定されず、ダイクロ
イックミラーやプリズムなどの公知の光路分岐手段が利
用可能である。また、信号処理部１８において、ＣＣＤ
エリアセンサ３０から出力される先読取画像のＲＧＢ画
像信号は、優先的または専用に信号処理されるのが好ま
しく、さらに、この信号処理済の画像データは、ＲＡＭ
２６に一旦保存されずに、直接調整部２０に入力される
ようにしても良い。さらにまた、撮影前に、ＣＣＤエリ
アセンサ１６および３０からのＲＧＢ画像信号を信号処
理部１８で平行処理して、一方（ＣＣＤエリアセンサ３
０の先読取画像データ）をフィルタ調整用に調整部２０
に、他方（ＣＣＤエリアセンサ１６の読取画像データ）
を表示用にモニタ表示部２２に入力するようにしても良
い。

【００６２】ところで、上述した実施例のカメラ１０，
１０’、１０" 、１１等の本発明の撮影装置は、動画撮
影において適用することもできる。図８に、動画モード
での光量調整信号、すなわち、フィルタ調整信号を生成
するフィルタ調整部４０の制御ブロック図の１例を示
す。動画モードの場合、撮影装置は、ＣＣＤエリアセン
サ等の光電変換デバイスによって、時間的に連続した４
コマの画像の画像データを取得できる必要がある。

【００６３】図８に示すように、時間的に連続した４フ
レームの画像４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの画像デ
ータ（ここでは、例えば図２に示すフィルタ調整部２０
ａのＭＴＸ演算部２０ａ₁等によってＹ成分）が取得さ
れているものとする。この４フレームの画像データ（少
なくとも２フレーム）４２から、予測部４４で被写体の
動きを抽出して予測し、撮影対象となるフレームの画像
を予測する。次に、予測フレームまたは４フレームの１
つの画像データから動き大カットフィルタ４６によっ
て、動きの大きい部分をカットした背景画像のみの画像
４６ａの画像データを得ることができる（例えば、図２
に示すフィルタ調整部２０ａのＬＰＦ２０ａ₂）。次
に、こうして得られた画像データから、高周波信号カッ
トフィルタ４８によって、ノイズなどの高周波成分を除
去した後、光量調整信号生成部５０によって、光量調整
信号、すなわち、液晶フィルタ１４の光透過率の調整領
域および調整量を生成する。

【００６４】なお、上述した例は、撮影装置の動きが少
なく、被写体の動きが大きい場合、すなわち、背景画像
の動きが少ない場合を代表例として説明したが、本発明
は、これに限定されず、時間的に前に撮影された複数の
画像情報を用いて、次に撮影するフレームを予測してい
るので、逆に、撮影装置が被写体の動きに合わせて動い
ている場合、すなわち、被写体の動きが少なく、背景画
像の動きが大きい場合にも、あるいはその中間の場合に
も適用可能であることはもちろんである。こうして、こ
の実施例によれば、動画や、連写画像等の連続撮影時
に、被写体の動きを予測し、次に撮影するフレームを予
測して、液晶フィルタ１４の光透過率τを調整するの
で、逆光シーンやストロボシーン等のように、主要被写
体と背景との光量比が大きく、濃度フェリアの生じ易い
シーンの動画であっても適正に撮影することができる。
また、図５に示すカメラ１１において、動画モードを適
用した場合には、濃度フェリアの生じ易いシーンの動
画、あるいはさらにカラーフェリアの生じ易いシーンの
動画であっても適正に撮影することができる。

【００６５】次に、本発明の撮影装置の作用について、
図１に示すカメラ１０に基づいて説明する。まず、撮像
する被写体Ａの像の光量調整のために、被写体Ａの先読
取画像を撮像する。液晶フィルタ１４の光透過率τは、
予め設定された光透過率に一律設定され、例えば光透過
率τを５０％とする。また、ＣＣＤエリアセンサ１６の
撮像時間は、予め設定された撮像時間に設定される。

【００６６】このような撮像条件で、ＣＣＤエリアセン
サ１６によって撮像された被写体Ａの出力信号である画
像信号は、信号処理部１８に送られ、増幅器１８ａで増
幅され、Ａ／Ｄ変換器１８ｂでデジタル信号とされ、そ
の後第１ＬＵＴ１８ｃでＬｏｇ変換され、データ処理部
１８ｄで、暗時補正やスミア補正や傷欠陥補正やシェー
ディング補正等の公知のデータ処理が施され、先読取画
像の画像データが生成される。得られた画像データは、
一旦ＲＡＭ２６に記憶される。

【００６７】記憶された画像データに基づいて、被写体
Ａの先読取画像がモニタ表示部２２に画像表示される。
撮影者は、画像表示された先読取画像を見て、明部分
（ハイライト）や暗部分（シャドー）の画像がつぶれ、
光量調整が必要であるか判断する。光量調整が必要であ
ると判断された場合、入力手段２８によって光量調整の
指示が入力される。光量調整の指示を受けると、光量調
整のための各種パラメータ、例えば上述した値Ｙ₁や傾
きα₁等は、予め設定された値が用いられ、液晶フィル
タ１４の光透過率分布τ（ｉ，ｊ）が調整される。ま
た、フィルタ調整部２０ａは、値Ｙ₁や傾きα₁等の光
量調整のための各種パラメータの入力を撮影者が入力す
るように求め、入力手段２８によって入力された光量調
整のための各種パラメータによって、後述するように、
液晶フィルタ１４の光透過率分布τ（ｉ，ｊ）が調整さ
れる。

【００６８】液晶フィルタ１４の光透過率分布τ（ｉ，
ｊ）の調整は、まず、ＲＡＭ２６から記憶された被写体
Ａの先読取画像の画像データが呼び出され、調整部２０
のフィルタ調整部２０ａに送られる。フィルタ調整部２
０ａでは、まず、ＭＴＸ演算部２０ａ₁において、明暗
画像データである、ＹＩＱ変換によって得られる先読取
画像の画像データのＹ成分を上記式（１）に従って得
る。

【００６９】得られた先読取画像の画像データのＹ成分
は、ローパスフィルタ２０ａ₂および処理条件設定部２
０ａ₃に送られる。その後、処理条件設定部２０ａ₃に
おいて、光量調整のための処理条件が設定され、一方、
ローパスフィルタ２０ａ₂において得られた先読取画像
の画像データのＹ成分について、ローパスフィルタ処理
が施され、低周波数成分が抽出される。ローパスフィル
タ２０ａ₂において、先読取画像の画像データのＹ成分
の低周波数成分が抽出されるので、画像とした場合、被
写体Ａの像の明部分（ハイライト）と暗部分（シャド
ー）の領域のぼけ画像が得られる。このぼけ画像の情報
を用い、第２ＬＵＴ部２０ａ₄において光量調整を行う
ために、液晶フィルタ１４の光透過率分布τ（ｉ，ｊ）
が設定される。

【００７０】すなわち、処理条件設定部２０ａ₃におい
て、送られた先読取画像のＹ成分の低周波数成分の画像
データから、図３（ａ）、（ｃ）や（ｅ）に示されるよ
うなヒストグラムが作成され、値Ｙ₁や傾きα₁等の光
量調整のための各種パラメータには予め設定された値が
用いられて光量調整領域、例えば明部分あるいは暗部分
また、明部分と暗部分等の光量調整する部分が自動的に
設定され、あるいは入力手段２８によって撮影者から入
力された値が用いられて光量調整領域が設定され、図３
（ｂ）、（ｄ）や（ｆ）のようなＹ成分の値に対する光
透過率τの関数が設定される。その後、光透過率τの関
数の情報が第２ＬＵＴ２０ａ₄に送られる。

【００７１】また、モニタ表示部２２に表示された先読
取画像の暗部分や明部分を、ポインティングデバイス等
の入力手段２８によって、その部分やその部分に含まれ
る代表位置を指定し、この指定によって光量調整する部
分を設定するものであってもよい。このような入力手段
２８による指定の場合、図３（ｂ）に示す値Ｙ₁等が入
力手段２８により指定された位置のＹ成分の値に応じて
自動的に設定され、それに基づいて、値Ｙ₁以下のＹ成
分を持つ画像領域が、液晶フィルタ１４の光透過率の調
整によって光量を調整する部分として自動的に設定され
る。傾きα₁等は、予め設定されたものを用いてもよい
し、入力手段２８より入力されるものであってもよい。

【００７２】第２ＬＵＴ２０ａ₄では、送られた関数の
情報から、図３（ｂ）、（ｄ）や（ｆ）のような関数を
表したルックアップテーブルが作成され、ローパスフィ
ルタ２０ａ₂から送られた先読取画像の画像データのＹ
成分の低周波数成分に基づいて、ルックアップテーブル
を参照して液晶フィルタ１４の光透過率τの値を自動的
に設定する。

【００７３】第２ＬＵＴ２０ａ₄で得られた光透過率分
布τ（ｉ，ｊ）のデータは、Ｄ／Ａ変換器２０ａ₅およ
びＣＣＤ制御部２０ｂに送られる。Ｄ／Ａ変換器２０ａ
₅では、光透過率分布τ（ｉ，ｊ）のデータがアナログ
制御信号に変換され、得られた制御信号は液晶フィルタ
１４に送られる。また、ＣＣＤ制御部２０ｂでは、送ら
れた光透過率分布τ（ｉ，ｊ）のデータに基づいて、Ｃ
ＣＤエリアセンサ１６に予め設定されている撮像時間が
調整される。液晶フィルタ１４の一律の光透過率、例え
ば光透過率５０％から光透過率分布τ（ｉ，ｊ）が設定
されることで、撮像時間中に受光する被写体Ａの像の光
量が変化して、アンダー露光となったり、オーバー露光
とならないようにするためである。

【００７４】また、先読取画像に基づいて光量調整して
撮像される被写体Ａの画像を、先読取画像に基づいてシ
ミュレートした予測画像をモニタ表示部２２に表示させ
てもよい。

【００７５】このようにして、液晶フィルタ１４の液晶
セルの光透過率τおよびＣＣＤエリアセンサ１６の撮像
時間が調整され、被写体Ａの像が撮像される。撮像され
て得られた画像信号は、信号処理部１８に送られ、増幅
器１８ａで増幅され、Ａ／Ｄ変換器１８ｂでデジタル信
号とされ、その後、第１ＬＵＴ１８ｃでＬｏｇ変換さ
れ、データ処理部１８ｄで、暗時補正やスミア補正や傷
欠陥補正やシェーディング補正等の公知のデータ処理が
施され、画像データとされる。得られた画像データは、
ＲＡＭ２６に記憶されるとともに、モニタ表示部２８に
表示される。また、ＲＡＭ２６に記憶された画像データ
は呼び出され、液晶フィルタ１４の液晶セルの位置
（ｉ，ｊ）に対応した光透過率分布τ（ｉ，ｊ）および
ＣＣＤエリアセンサ１６の撮像時間等の情報とともに、
記憶部２４に記録保持される。

【００７６】得られた被写体Ａの像の担持する入射光
は、液晶フィルタ１４によって光量調整を受け、ＣＣＤ
エリアセンサ１６に結像するので、光量比の大きなシー
ンの像を光電的に適正に読み取り、記録することができ
る。また、特開平７−２９８２７６号公報で開示される
ような、分割した入射光各々に対応する複数の撮像素子
や入射光を分割する手段や各々の撮像素子で読み取られ
た画像を合成する手段等を備えた多板式撮像装置に比べ
て、構成も簡素化され、コストも押さえられ、画像デー
タの処理に要する時間も短い。さらに、光透過率分布τ
（ｉ，ｊ）や撮像時間等の光量調整に関する情報が画像
データとともに記録されるので、撮像後、画像データお
よび光透過率分布τ（ｉ，ｊ）や撮像時間等から、液晶
フィルタ１４で光透過率を調整しない場合に得られたで
あろう被写体Ａの画像を計算によって得ることができ、
特開平１０−１３６８０号公報に記載されるような画像
処理方法によって画像の明暗部分の調整を再度行うこと
ができる。

【００７７】以上、本発明の撮影装置について詳細に説
明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変
更を行ってもよいのはもちろんである。

【００７８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、光学系レンズと撮影手段との光路中に、被写体
の像の光量を部分的に調整する光量調整手段を備えるの
で、主要被写体と背景との光量比の大きな逆光シーンや
ストロボシーン等のように、光量比の大きなシーンの像
を適正に読み取り記録することができる。特に、ダイナ
ミックレンジが制限されるＣＣＤ撮像素子等において、
光量比の大きなシーンの像を適正に光電的に読み取り記
録することができる。また、本発明において撮影用光電
変換手段のような撮像手段と異なるフィルタ調整専用の
光電変換手段を備えるものでは、被写体の像の読み取り
や読取画像信号の処理や光量調整手段の光量調整量の演
算や設定等を高速に行うことができ、動画や連写モード
に容易に適用することができる。

【００７９】また、本発明において動画や、連写画像等
の連続撮影時に、被写体やフレームの動きを予測し、次
に撮影するフレームを予測して、光量調整手段の光量を
調整するので、主要被写体と背景との光量比が大きく、
濃度フェリアの生じ易いシーンの動画であっても適正に
撮影することができる。さらに、本発明において各色毎
に光量調整手段の光量を調整するものでは、主要被写体
と背景との光量比が大きく、濃度フェリアの生じ易いシ
ーンはもちろん、カラーフェリアの生じ易い像であって
も、さらに動画であっても、色温度を部分的に調整し、
被写体の色温度に順応させて適正に撮影することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮影装置の一実施例であるデジタル
スチルカメラの概略の構成を示す構成図である。

【図２】図１に示すデジタルスチルカメラのフィルタ
調整部の概略の構成を示す構成図である。

【図３】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の撮影装置で行わ
れる光量調整の一例を説明する説明図である。

【図４】本発明の撮影装置の他の実施例であるデジタ
ルスチルカメラの概略の構成を示す構成図である。

【図５】本発明の撮影装置の他の実施例であるデジタ
ルスチルカメラの概略の構成を示す構成図である。

【図６】図５に示すデジタルスチルカメラのフィルタ
調整部の概略の構成を示す構成図である。

【図７】本発明の撮影装置の他の実施例であるデジタ
ルスチルカメラの概略の構成を示す構成図である。

【図８】本発明の撮影装置のフィルタ調整部で行われ
る動画モードの光量調整の一例を説明する制御ブロック
図である。

【符号の説明】

１０，１０’，１０”，１１デジタルスチルカメラ１２撮像レンズ１４，１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ液晶フィルタ１４’ ＤＭＤチップ１６，３０ＣＣＤエリアセンサ１８信号処理部２０，２１調整部２２モニタ表示部２４記憶部２６ＲＡＭ２８入力手段３２ハーフミラー４０フィルタ調整部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系レンズと、この光学系レンズを介し
て結像した被写体の像を撮影する撮影手段とを備える撮
影装置であって、前記被写体の像を担持する光の光路中の、前記光学系レ
ンズと前記撮影手段との間に、前記被写体の像の光量を
部分的に調整する光量調整手段を備えることを特徴とす
る撮影装置。
【請求項２】前記光量調整手段は、前記撮影手段による
撮影の際、前記被写体の像の明部に対応する領域の光量
を相対的に減じる手段である請求項１に記載の撮影装
置。
【請求項３】前記光量調整手段は、前記撮影手段による
撮影の際、前記被写体の像の暗部に対応する領域の光量
を相対的に増加させる手段である請求項１または２に記
載の撮影装置。
【請求項４】前記光量調整手段は、前記撮影手段による
撮影の際、前記被写体の像の光量を前記撮影手段のカラ
ーチャンネル毎に調整する手段である請求項１〜３のい
ずれかに記載の撮影装置。
【請求項５】前記撮影手段は、前記被写体の像を光電的
に読み取る撮像手段、もしくは前記被写体の像を感光材
料に記録する手段である請求項１〜４のいずれかに記載
の撮影装置。
【請求項６】前記光量調整手段は、前記被写体の像を担
持する光を透過するフィルタであって、前記被写体の像
の光量を調整する部分に対応する領域の光透過率が変化
する光透過率可変フィルタである請求項１〜５のいずれ
かに記載の撮影装置。
【請求項７】前記光量調整手段は、前記被写体の像を担
持する光の反射角度を変化させることによって、前記撮
影手段が反射光を受光する受光時間を、前記被写体の像
の光量を調整する部分に対応して部分的に変える反射板
である請求項１〜５のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項８】前記光量調整手段は、前記被写体の像が前
記光学系レンズによって結像する結像位置から外れた位
置に配置される請求項１〜７のいずれかに記載の撮影装
置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の撮影装置
であって、前記撮影手段が、前記被写体の像を光電的に読み取る撮
像手段である時、さらに、前記被写体の像を所定の撮影条件で前記撮像手
段を用いて予め読み取った先読取画像の画像データに基
づいて、前記被写体の像の光量調整部分に対応する前記
光量調整手段の調整領域を設定する条件設定手段を備え
ることを特徴とする撮影装置。
【請求項１０】前記条件設定手段は、前記撮像手段によ
って読み取られた前記先読取画像、の前記撮像手段のカ
ラーチャンネル毎の画像データに基づいて、前記カラー
チャンネル毎に、前記被写体の像の光量調整部分に対応
する前記光量調整手段の調整領域を設定する請求項９に
記載の撮影装置。
【請求項１１】請求項１〜８のいずれかに記載の撮影装
置であって、前記撮影手段が、前記被写体の像を光電的に読み取る第
１の光電変換手段である時、さらに、この第１の光電変換手段とは異なる第２の光電
変換手段、および、この第２の光電変換手段で前記被写体の像を読み取って
得られた画像の画像データに基づいて、前記被写体の像
の光量調整部分に対応する前記光量調整手段の調整領域
を設定する条件設定手段を備えることを特徴とする撮影
装置。
【請求項１２】前記条件設定手段は、前記第２の光電変
換手段によって読み取られた前記画像の、前記第２の光
電変換手段のカラーチャンネル毎の画像データに基づい
て、前記カラーチャンネル毎に、前記被写体の像の光量
調整部分に対応する前記光量調整手段の調整領域を設定
する請求項１１に記載の撮影装置。
【請求項１３】請求項１〜８のいずれかに記載の撮影装
置であって、前記撮影手段は、前記被写体の像を連続的に複数の画像
として光電的に撮像可能な撮像手段である時、さらに、時間的に前に撮像された画像の画像データに基
づいて、前記被写体の像の光量調整部分に対応する前記
光量調整手段の調整領域を設定する条件設定手段を備え
ることを特徴とする撮影装置。
【請求項１４】前記条件設定手段は、連続的に撮像され
た前記複数の画像から、この画像の動きの大きさを求め
て、この動きの大きさに応じて前記光量調整手段の調整
領域を設定する請求項１３に記載の撮影装置。
【請求項１５】請求項１３または１４に記載の撮影装置
であって、前記撮像手段が、前記被写体の像を光電的に読み取る第
１の光電変換手段である時、さらに、この第１の光電変換手段とは異なる第２の光電
変換手段を有し、前記時間的に前に撮像された画像の画像データは、前記
第２の光電変換手段によって前記被写体の像を読み取っ
て得られた画像の画像データであることを特徴とする撮
影装置。
【請求項１６】前記条件設定手段は、前記画像データを
明暗画像データに変換する信号変換手段を備え、この信
号変換された前記明暗画像データに基づいて、前記調整
領域を設定する請求項９〜１５のいずれかに記載の撮影
装置。
【請求項１７】前記条件設定手段は、前記信号変換手段
によって変換された前記明暗画像データの低周波数成分
を抽出する低周波数成分抽出手段を備え、抽出された低
周波数成分に基づいて、前記調整領域を設定する請求項
１６に記載の撮影装置。
【請求項１８】前記条件設定手段は、前記先読取画像、
または前記第２の光電変換手段による読取画像、もしく
は前記時間的に前に撮像された画像の上の光量を調整す
る部分の位置を指定する情報に基づいて、前記光量調整
手段の前記調整領域を設定する請求項９〜１６のいずれ
かに記載の撮影装置。
【請求項１９】前記撮影手段が、前記被写体の像を光電
的に読み取る撮像手段である時、前記光量調整手段によって調整されて読み取られた画像
データとともに、前記光量調整手段の光量調整に関する
情報が記録保持される請求項１〜１８のいずれかに記載
の撮影装置。