JP2011017827A - フィルタ装置ならびにこれを備える撮影レンズおよび撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化や操作性の低下を招くことなく、フィルタの分光透過特性を被写体の特性に適したものに自動的に切り替え可能とする。
【解決手段】被写体の種類と、対応するフィルタとの関係を規定するフィルタ情報がフィルタ情報記憶部１１２に記憶される。ユーザによる被写体の種類の設定が被写体情報入力部１０４で受け付けられる。フィルタ部１０２は、複数種類のフィルタ分光透過特性の中からいずれかに切り替え可能に構成される。複数種類のフィルタ分光透過特性のうち、少なくとも２種類が電気的に切り替え可能に構成される。フィルタ選択処理部１１０は、ユーザが設定した被写体の種類に対応するフィルタ分光透過特性を、フィルタ情報に基づいて選択する。フィルタ特性切替部１０８は、フィルタ部１０２のフィルタ分光透過特性を、フィルタ選択処理部１１０で選択されたものとなるように切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数種類のフィルタの中から被写体の分光特性に適した分光透過特性のものに切り替えることの可能なフィルタ装置、ならびにこのフィルタ装置を備える撮影レンズおよび撮影装置に関する。

被写体を撮影する際、その被写体を照明する照明光のスペクトル特性が撮影結果に影響を及ぼすことがある。例えば、輝線スペクトル成分を比較的多く含む蛍光灯や水銀灯の照明下で撮影すると、いわゆる緑カブリを生じる。デジタルカメラでは色バランスを補正して緑カブリの影響を減じることも可能であるが、それでも輝線スペクトルの影響を完全に除去することは容易ではない。

また、青、緑、赤のオンチップカラーフィルタを有する撮像素子を用いた撮影装置では、赤外カットフィルタが併用されることが多い。理由は、撮像素子が赤外域にも分光感度を有するとともに、オンチップカラーフィルタの中には赤外域で光を通す特性を有することがあるからである。つまり、照明光に赤外光が比較的多く含まれる状況で撮影をしたとき、赤外カットフィルタが装着されていなと、赤外光の影響を受けやすい色の画素から出力される信号の値が相対的に増し、結果として色バランスが崩れることがあるからである。

上述した理由から、一般撮影においては赤外カットフィルタが有効に作用する。しかし、天体撮影を行う場合、例えばＭ４２星雲や北アメリカ星雲などの天体を撮影する場合には、赤外カットフィルタによって、これらの星雲から発せられる光が弱められて好ましい撮影結果が得られない場合があることが知られている。理由は、赤外カットフィルタが、上記星雲から放たれる光を透過しにくいカットオフ特性を有しているからである。

このような課題を解決するものとして、特許文献１に開示されるものがある。特許文献１には、天体望遠鏡に対して着脱可能な撮影装置で、赤外線カットフィルタを撮影レンズ系の光軸上に進退させるフィルタ駆動手段を有するものが開示される。この撮影装置では、天体に対応付けて赤外線カットフィルタの使用可否を示すフィルタ情報が記憶管理されている。そして、撮影対象として選択された天体に対応するフィルタ情報に応じて赤外線カットフィルタは撮影レンズ系の光軸上に対して進退される。

特開２００７−１３２９６４

上述した特許文献１に開示される技術においては、赤外線カットフィルタを撮影レンズ系の光軸上に対して機械的に進退させる構成を有する。したがって、赤外線カットフィルタを撮影レンズ系の光軸外に待避させるためのスペースと、赤外線カットフィルタを駆動するための機構を内蔵するためのスペースとが必要となる。これは撮影装置の大型化を免れない。また、赤外線カットフィルタを撮影レンズの光軸上に対して進退させる際に時間を要し、ユーザはフィルタの移動が完了するまで待つ必要を生じる場合がある。

本発明の第１の態様は、フィルタ装置に適用される。そしてこのフィルタ装置が、利用可能な複数種類のフィルタ分光透過特性の中からいずれかのフィルタ分光透過特性に切り替え可能に構成されるフィルタ部であって、前記複数種類のフィルタ分光透過特性のうち、少なくとも２種類のフィルタ分光透過特性が電気的に切り替え可能に構成されるフィルタ部と、
ユーザによる被写体の種類の設定を受付可能に構成される被写体情報入力部と、
被写体の種類と、前記複数種類のフィルタ分光透過特性との関係を規定するフィルタ情報を記憶するフィルタ情報記憶部と、
前記ユーザにより設定された被写体の種類に対応するフィルタ分光透過特性を、前記フィルタ情報に基づいて選択するフィルタ選択処理部と、
前記フィルタ部のフィルタ分光透過特性を、前記フィルタ選択処理部で選択されたフィルタ分光透過特性となるように切り替えるフィルタ特性切替部と
を有することにより上述した課題を解決する。

本発明の第２の態様は、撮影装置に適用される。この撮影装置は、複数種類のフィルタ分光透過特性の中からいずれかのフィルタ分光透過特性に切り替え可能に構成されるフィルタ部であって、前記複数種類のフィルタ分光透過特性のうち、少なくとも２種類のフィルタ分光透過特性が電気的に切り替え可能に構成されるフィルタ部と、
被写体の分光特性を導出する被写体分光特性導出部と、
前記被写体分光特性導出部で導出された被写体の分光特性に適したフィルタ特性を決定するフィルタ特性決定部と、
前記フィルタ部で切り替え可能なフィルタ分光透過特性のうち、前記フィルタ特性決定部で決定されたフィルタ特性に最も近いフィルタ分光透過特性を選択するフィルタ選択処理部と、
前記フィルタ部のフィルタ分光透過特性を、前記フィルタ選択処理部で選択されたフィルタ分光透過特性となるように切り替えるフィルタ特性切替部と、
前記フィルタ部の分光透過特性が切り替えられた後、前記フィルタ部を透過した被写体光で形成される被写体像を撮像する撮像部と
を有する。

本発明によれば、複数種類のフィルタ分光透過特性のうち、少なくとも２種類のフィルタ分光透過特性を電気的に切り替え可能にフィルタ部が構成されることにより、フィルタ装置の大型化を抑制可能となる。また、分光透過特性を電気的に切り替えることにより、機械的に切り替える場合に比して迅速かつ静かに分光透過特性を切り替えることが可能となり、加えて切り替え動作の耐久性を高めることも可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ切替装置の概略的構成を説明する図であり、（ａ）はその外観を示す斜視図であり、（ｂ）は内部構成例を示すブロック図である。 波長選択性偏光ローテータを用いて分光透過特性を電気的に切り替え可能な分光透過特性切替部の概略的構成を説明する分解斜視図である。 図２に示される分光透過特性切替部で切り替えて得られる二つの分光透過特性の例を示す図である。 分光透過特性を機械的に切り替え可能な分光透過特性切替部の内部構成例を概略的に示す図であり、（ａ）は直動式に切り替えられる例を、（ｂ）は回動式に切り替えられる例を示す斜視図である。 被写体の設定操作をユーザが行う際に、表示部に表示されるメニューの階層構造例を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ切替装置が有するスイッチおよび表示部を例示する図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフィルタ切替装置内のコントローラによって実行されるフィルタ切替制御手順を例示する概略フローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る撮影装置の概略的構成を説明する図であり、（ａ）はその外観を示す斜視図であり、（ｂ）は内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る撮影装置内のコントローラによって実行されるフィルタ切替制御手順を例示する概略フローチャートである。

− 第１の実施の形態 −
図１は、本発明がフィルタ切替装置に適用される例を説明する図である。図１（ａ）には、フィルタ切替装置１００が撮影レンズ１４０の前側（被写体側）に装着される例を斜視図で示す。図１（ｂ）には、フィルタ切替装置１００の概略的内部構成をブロック図で示す。

図１（ａ）に示されるフィルタ切替装置１００は、撮影レンズ１４０の先端近傍の内周面に形成されるフィルタねじ部１４４と螺合して撮影レンズ１４０に固定可能に構成されたものとすることができる。あるいは、撮影レンズ１４０の先端部近傍の外周部分に突起等が設けられ、その突起等に対してバヨネット式に係合可能に構成されていてもよい。

本実施の形態において、撮影レンズ１４０はレンズ交換式のデジタル一眼レフレックス形式の撮影装置１５０に装着されるものとして説明するが、撮影装置１５０は一眼レフレックス式のものでなくても良く、また、レンズ固定式のものであってもよい。また、撮影レンズ１４０が撮影装置１５０に対して着脱自在に構成される場合、フィルタ切替装置１００は撮影レンズ１４０と撮影装置１５０との間に介装することも可能である。この場合には、撮影レンズ１４０のバックフォーカスを延長する光学系をフィルタ切替装置１００が内蔵していて、フィルタ切替装置１００を介装した場合でも無限遠の被写体に焦点を合わせることが可能に構成されることが望ましい。撮影装置１５０はまた、銀塩フイルムを用いるものであってもよい。さらに、フィルタ切替装置１００が撮影装置１５０内に内蔵されていてもよい。

フィルタ切替装置１００は、筐体１２０の内部に設けられたフィルタ部１０２と、筐体１２０の外面に設けられた表示部１０６およびスイッチ１０４ａとを有する。フィルタ切替装置１００は、このフィルタ切替装置１００の動作用電源としての電池を収容する電池収納部を有していてもよいし、撮影レンズ１４０を介して撮影装置１５０から電力の供給を受けることが可能に構成されていてもよい。

図１（ｂ）を参照し、フィルタ切替装置１００の内部構成について説明する。上述したフィルタ部１０２、表示部１０６、スイッチ１０４ａ、および筐体１２０に加えて、フィルタ切替装置１００は被写体情報入力部１０４と、フィルタ特性切替部１０８と、フィルタ選択処理部１１０と、フィルタ情報記憶部１１２と、通信部１１４とを有する。

フィルタ切替装置１００は、ユーザがフィルタ部１０２の分光透過特性を複数種類の中から１つを選択して切り替える操作を受け付け可能に構成される。例えば、フィルタ切替装置１００は、赤外線カットフィルタ、蛍光灯光源の照明下での撮影用の色調補正フィルタ（以下、「蛍光灯用フィルタ」と称する）、Ｈα線すなわち波長６５６ｎｍの光およびその近辺の波長帯域の光のみを透過する帯域透過フィルタ（以下、「Ｈαフィルタ」と称する）、ＯＩＩＩ（オースリー）線すなわち波長５００．７ｎｍの光およびその近辺の波長帯域の光のみを透過する帯域フィルタ（以下「ＯＩＩＩフィルタ」と称する）等の中からいずれかに切り替え可能に構成されたものとすることができる。

フィルタ切替装置１００は、被写体の種類をユーザが設定するのを受付可能に構成される。例えば、花火、ネオンサイン、天体、特定の照明光で照射された反射物等、被写体がどのようなものであるかをユーザが設定するのを受付可能に構成される。被写体が反射物である場合、その被写体が水銀灯で照明されたものであるか、蛍光灯で照明されたものであるか、ＬＥＤ灯で照明されたものであるか、タングステン灯で照明されたものであるか、あるいは太陽光等で照明されたものであるか等をユーザが設定するのを受付可能にフィルタ切替装置１００は構成される。

表示部１０６は、ＬＥＤ、あるいは液晶表示素子等で構成され、フィルタ切替装置１００の動作状態、例えば電源のオン・オフ状態を表示することができる。表示部１０６はまた、現状で設定されている被写体の種類や、現状で選択されているフィルタの分光透過特性を表示することが可能に構成される。以下では、被写体の種類をユーザが設定するのをフィルタ切替装置１００が受け付けてフィルタ部１０２の分光透過特性を切り替える場合を例に説明する。

被写体情報入力部１０４は、ユーザが表示部１０６を見ながらスイッチ１０４ａを操作して被写体の種類を設定するのを受け付け、その結果をフィルタ選択処理部１１０に出力する。フィルタ情報記憶部１１２には、ユーザによって設定可能な被写体の種類と、フィルタ切替装置１００に予め備えられる複数の互いに異なる分光透過特性を有するフィルタとの対応関係を規定する情報であるフィルタ情報が記憶される。

図２は、フィルタ部１０２内に設けられる分光透過特性切替部２００の概略的構成を説明する斜視図である。図３は、分光透過特性切替部２００で得られる分光透過特性の例（分光透過特性１、分光透過特性２）を示すグラフであり、横軸には波長（ｎｍ）を、縦軸には透過率（％）を、それぞれ表す。分光透過特性切替部２００は、以下で説明するように分光透過特性を電気的に切り替え可能に構成されている。

図２を参照して説明する。分光透過特性切替部２００は、被写体光が透過する順番に、偏光板２０２と、波長選択性を有する偏光ローテータ２０４と、偏光変調素子２０６と、偏光板２１４とを有する。図２においてこれらの要素は撮影レンズ１４０の光軸Ｐに沿って離間するように描かれている。しかし、実際にはこれらの要素は互いに近接するように配置されている。本明細書中では、波長選択性を有する偏光ローテータを「波長選択性偏光ローテータ」と称する。

偏光板２０２は、入射する非偏光の光（自然光）を直線偏光光にして出射する、偏光子としての作用を有する。図２において、偏光板２０２を透過した偏光光は図の上下方向に沿う振動方向を有する。本明細書中ではこれを「縦の振動方向」と称する。また、撮影レンズの光軸Ｐに直交する面内で上記縦の振動方向に対して直交する向きの振動方向を「横の振動方向」と称する。

図２中、両端に矢印を付した線分は光の振動方向を示しており、これらの線分に付された符号ＶＲ、ＩＲはそれぞれ可視光（Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｒａｙ）、赤外光（Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｙ）を意味する。つまり、図２において偏光板２０２を透過した可視光ＶＲ、赤外光ＩＲは共に縦の振動方向を有する直線偏光光となっている様子が描かれている。

波長選択性偏光ローテータ２０４は、入射する偏光光の振動方向を、特定の波長帯域の光のみ９０°回転させる（Ｐ／Ｓ変換またはＳ／Ｐ変換する）機能を有するものである。図２においては、入射する光のうち、可視域の光ＶＲに対してのみ偏光方向を９０°回転させる作用が働き、入射する偏光光ＶＲの振動方向に対して直交する方向に振動方向が変換されて出射される。つまり、偏光子としての偏光板２０２を透過した、縦の振動方向を有するＶＲ、ＩＲの直線偏光光のうち、可視の直線偏光光ＶＲのみが波長選択性偏光ローテータ２０４で旋光されて横の振動方向を有する直線偏光光に変換される。

偏光変調素子２０６は、互いに対向しあう面上に透明電極が形成された２枚の透明基板２０８、２１０の間に液晶が封入されて構成される素子である。この偏光変調素子２０６にフレキシブルプリント基板２１２を介してフィルタ特性切替部１０８によりドライブ電圧が印加されるのに伴い、この偏光変調素子２０６を透過する光に対する旋光作用を切り替えることが可能に構成される。図２に示す例ではＶＲ、ＩＲの直線偏光光の振動方向が９０°変えられている。その結果、偏光変調素子２０６を透過した光は、赤外の直線偏光光ＩＲが横の振動方向を有し、可視の直線偏光光ＶＲが縦の振動方向を有するように旋光される。

なお、偏光変調素子２０６に印加するドライブ電圧を切り替えることにより、この偏光変調素子２０６を透過する光に対する旋光作用は無くすことも可能である。この場合、偏光変調素子２０６を透過した直線偏光光は、破線で示される振動方向を有する。つまり、赤外の直線偏光光ＩＲが縦の振動方向を有し、可視の直線偏光光ＶＲが横の振動方向を有する。

偏光板２１４は、図２においては横の振動方向を有する光のみ透過可能とする、検光子としての作用を有する。図２においては、横方向の振動方向を有する赤外の直線偏光光ＩＲのみが偏光板２１４を透過するものとして示されている。以上に説明した構成により、分光透過特性切替部２００を透過した白色光のうち、赤外光ＩＲのみが透過する、図３中で分光透過特性２として示されるような特性に切り替えられる。

一方、上記のように偏光変調素子２０６に印加するドライブ電圧が切り替えられると、破線で示される横方向の振動方向を有する可視の直線偏光光ＶＲのみが偏光板２１４を透過する。その結果、分光透過特性切替部２００に入射した白色光のうち、可視光ＶＲのみが透過する、図３中で分光透過特性１として示されるような特性に切り替えられる。

なお、上述したいずれの場合においても、分光透過特性切替部２００を出射する光は直線偏光光となっている。撮影装置１５０が一眼レフタイプのＡＦカメラの場合、ファインダ光学系に導かれる被写体光の一部を焦点検出光学系に導くためのハーフミラー等を有する。その場合、分光透過特性切替部２００を透過する光が直線偏光光であると、十分な光量の光が焦点検出光学系に導かれない可能性がある。そのようなことが懸念される場合には、分光透過特性切替部２００の出射側に、四分の一波長板等の位相板を配設することが望ましい。

図３に例示されるような分光透過特性１は、可視光を透過する一方、赤外波長領域の光をカットする特性となっているので、一般的な被写体を撮影する際の用途に向く。一方、分光透過特性２は、可視光の殆どをカットする一方、赤外光を透過するので、天体、例えば波長６５６．３ｎｍのＨα線を多く放射するペリカン星雲、カリフォルニア星雲、馬頭星雲等の撮影を行うのに適している。このとき、分光透過特性２は可視光の殆どをカットする特性を有していることにより、天体撮影に際して妨げとなる光害の影響を減じることが可能となる。

分光透過特性切替部２００で得られる分光透過特性は、図３に例示されるものに限られない。例えば図３に示されるものよりも短い波長領域で透過率を変化させる（切り替える）ことも可能であるし、バンドパスフィルタのような特性を与えて、ある特定の波長帯域内の光および帯域外の光に対する透過率を変化させることも可能である。また、図２を参照して説明した波長選択性偏光ローテータ２０４とは異なる特性を有する波長選択性偏光ローテータを偏光変調素子２０６と偏光板２１４との間に追加配置する等の変更を加えることにより、分光透過特性切替部２００で得られる分光透過特性をさらに別のものに変えることも可能である。

フィルタ部１０２としては、上述したような、分光透過特性を電気的に切り替え可能な分光透過特性切替部２００に加えて分光透過特性を機械的に切り替え可能な構成も有することが可能である。分光透過特性を電気的に切り替え可能な構成と機械的に切り替え可能な構成とを共に有することにより、フィルタ切替装置１００の大きさが増すことを最小限に抑制しつつ、切り替え可能な分光透過特性の種類を増すことが可能となる。

図４は、フィルタの分光透過特性を機械的に切り替えることを可能とする例を示す図である。図４（ａ）において、分光透過特性切替部４０２は三つのフィルタ４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃと、これらのフィルタ４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃを保持する保持枠４０２Ｄとを有する。保持枠４０２Ｄは、撮影レンズ１４０の光軸Ｐに対してほぼ直角に交わる平面上を移動可能に構成され、いずれかのフィルタが撮影レンズ１４０の光軸Ｐ上に位置するようにして分光透過特性が切り替えられる。保持枠４０２Ｄの移動には、モータによって回転駆動されるピニオンギヤとラックギヤとの組み合わせや、電磁駆動式のアクチュエータ、あるいは超音波モータ等を利用可能である。

図４（ｂ）において、分光透過特性切替部４０４は、二つのフィルタ４０４Ａおよび４０４Ｂと、これらのフィルタ４０４Ａ、４０４Ｂを保持するアーム４０６Ａ、４０６Ｂとを有する。アーム４０６Ａ、４０６Ｂは、撮影レンズ１４０の光軸Ｐに対してほぼ平行な方向に延在する回動軸Ａ１、Ａ２を中心として回動可能に構成される。アーム４０６Ａ、４０６Ｂの回動に伴い、フィルタ４０４Ａ、４０４Ｂは、光軸Ｐにほぼ直交する平面上を移動する。これらのアーム４０６Ａ、４０６Ｂを回動駆動することにより、撮影レンズ１４０の光軸Ｐ上にフィルタ４０４Ａまたは４０４Ｂが位置するようにして分光透過特性が切り替えられる。アーム４０６Ａ、４０６Ｂの駆動には、モータ、電磁駆動式のアクチュエータ、超音波モータ等を利用可能である。なお、分光透過特性切替部４０４では、被写体の種類に対応して、フィルタ４０４Ａ、４０４Ｂの双方が同時に撮影レンズ１４０の光軸Ｐ上に位置するようにすることも、光軸Ｐから待避することも可能となる点で有利である。

以上に説明した構成によって切り替え可能なフィルタで設定することのできる分光透過特性の例について説明する。先ず、蛍光灯用フィルタについて説明する。蛍光灯から放射される光は水銀由来の輝線スペクトル成分および蛍光によるスペクトル成分を比較的多く含む。このような照明光のもとで撮影をすると、いわゆる緑かぶりを生じる。つまり、被写体が反射物であって、照明光が蛍光灯である場合には、この緑かぶりが減じられるように分光透過特性を定めることが望ましい。具体的には、およそ４５０ｎｍから６００ｎｍにかけての波長帯域で分光透過率が相対的に減じられるような特性のものとすると、緑かぶりが減じられる。照明光が水銀灯である場合も、蛍光灯用フィルタを用いることにより色バランスを或る程度改善することが可能となる。しかし、照明光が蛍光灯である場合、水銀灯である場合、それぞれに対応して分光透過特性を切り替えることがより良い色再現性を得る上で望ましい。また、蛍光灯の中には昼白色、電球色、高演色タイプ等、様々な種類のものがあるので、厳密にはこれらの種類に対応して分光透過特性を切り替えることが望ましい。

被写体が反射物であって、照明光がＬＥＤ灯から放射されるものである場合の撮影に適したフィルタ（ＬＥＤ照明用フィルタ）について説明する。比較的狭い波長帯域の光を発するＬＥＤで白色の光を得るために、青色の光を発するＬＥＤの外側を蛍光体で覆ったものが知られている。つまり、ＬＥＤから発せられる青色の光と、青色の光を受けて蛍光体から発せられる赤から緑にかけての波長帯域の光とが合成されて視覚上白く見える。このような白色ＬＥＤ照明光の分光スペクトルを見ると、４５０ｎｍから５００ｎｍにかけての波長帯域に比較的尖った山型形状の青色のスペクトル波形を有する。このスペクトル成分の影響により、被写体が反射物であって照明光がＬＥＤ照明である場合には、得られる画像に青みを帯びることがある。従って、およそ４５０ｎｍから５００ｎｍにかけての波長帯域で分光透過率が減じられるようなフィルタの特性とすることにより、青みを抑制することが可能となる。

Ｈαフィルタについて説明する。天体撮影においては、地上に存在する人工光の影響で色カブリを生じたり、画像中の暗部が黒く締まらずにコントラストが低下して見えたりする場合がある。ペリカン星雲、カリフォルニア星雲、馬頭星雲等、Ｈα線の光を放つ天体を撮影する場合、Ｈα線の波長である６５６．３ｎｍを含む狭帯域の光のみを透過する特性のフィルタを用いることにより、人工光の影響を減じて好ましい画像を得ることが可能となる。Ｈαフィルタは、このような狭帯域の分光透過特性を有するフィルタである。つまり、Ｈαフィルタを用いることにより、光害の影響が減じられて、コントラストのより高められた画像を得ることが可能となる。

ＯＩＩＩフィルタについて説明する。ＯＩＩＩ線、すなわち５００．７ｎｍの波長を有する光を放つ天体としては、オメガ星雲、干潟星雲、三裂星雲、網状星雲などがある。このような天体を撮影する場合には、ＯＩＩＩ線の波長である５００．７ｎｍを含む狭帯域の光のみを透過する特性のフィルタ、すなわちＯＩＩＩフィルタを用いるとより好ましい撮影結果を得ることが可能となる。

光害カットフィルタについて説明する。天体撮影に際して、上記のＨαフィルタやＯＩＩＩフィルタを用いた場合、狭帯域の波長の光しか透過しないので、フルカラーの色彩は得られない。そこで、全体としては可視光のほぼ全域にわたる帯域の光を透過しつつ、櫛歯状の特性を与え、地上に存在する人工光の中で光害の源となる主要成分の光の波長帯域のみ透過率を減じるフィルタが光害カットフィルタとして知られている。

例えば、日本のアイキャスエンタープライズ社からＩＤＡＳ ＬＰＳ−Ｐ２の商品名で提供される光害カットフィルタがある。この光害カットフィルタを用いることにより、全体としては可視光のほぼ全域にわたる帯域の光を透過しつつ、光害の主たる原因である水銀灯やナトリウム灯から放射される輝線スペクトルが減じられる。その結果、光害の比較的顕著な場所で撮影をしても、コントラストのより高められたカラー画像を得ることが可能となる。例えば焦点距離の比較的短い撮影レンズ１４０を用いて様々な色の恒星（星座）、星雲等を含む星野写真の撮影をする場合に光害カットフィルタを用いると好ましい結果を得ることが可能となる。

再び図１（ｂ）を参照して説明する。フィルタ部１０２は、以上に説明した様々な分光透過特性を有するフィルタのうちの一部または全部を有して構成される。これらのフィルタ特性のうち、赤外カットフィルタやＨαフィルタ、ＯＩＩＩフィルタ等については分光透過特性切替部２００、４０２、４０４のいずれかによってこれらのフィルタの分光透過特性を電気的または機械的に切り替え可能に構成することが可能である。ＬＥＤ照明用フィルタ、蛍光灯用フィルタ、光害カットフィルタ等については、分光透過特性切替部４０２、４０４によってフィルタの分光透過特性を機械的に切り替え可能に構成することが可能である。

ユーザは、撮影操作に先立って表示部１０６の表示内容を確認しながらスイッチ１０４ａを操作して被写体の設定を行う。フィルタ選択処理部１１０は、被写体情報入力部１０４を介してユーザにより設定された被写体の種類をもとに、以下で説明する処理を行う。すなわち、フィルタ選択処理部１１０は、現状で設定されている被写体の種類を表示部１０６に表示し、フィルタ情報記憶部１１２にアクセスして、現状で設定されている被写体の種類に適したフィルタの分光透過特性あるいはフィルタの種類を決定する。フィルタ選択処理部１１０は、決定されたフィルタの分光透過特性あるいは種類に基づき、フィルタ特性切替部１０８に制御信号を発する。フィルタ特性切替部１０８は、フィルタ選択処理部１１０から出力された制御信号をもとにフィルタ部１０２の分光透過特性を切り替える。

図５は、被写体の設定操作をユーザが行う際に表示部１０６に表示されるメニューの階層構造例を説明する図である。図５に示される例では、ユーザは先ず被写体が「反射物」、「自発光物」、「天体」等のうち、いずれのグループに属するものであるかを選択する。その様子が図６に示されている。図６は、フィルタ切替装置１００中のスイッチ１０４ａおよび表示部１０６の部分を示す。ユーザは選択スイッチ１０４ａ−１または１０４ａ−２を操作して「反射物」、「自発光物」、「天体」、「戻る」のうち、所望のものの上にカーソルＣの表示位置を移動させる。図６では「反射物」の上にカーソルＣが表示されている様子が描かれている。その後ユーザが決定スイッチ１０４ａ−３を操作することにより、表示部１０６にはより下位の選択肢が表示される。現状で表示されている選択肢の階層よりも上位の階層に戻るには、「戻る」を選択すればよい。

「反射物」が選択された場合、ユーザは「水銀灯照明下の反射物」、「蛍光灯照明下の反射物」、「ＬＥＤ灯照明下の反射物」、「タングステン灯照明下の反射物」、「太陽光照明下の反射物」等のうち、いずれかを被写体として設定することができる。フィルタ情報記憶部１１２には、「水銀灯照明下の反射物」、「蛍光灯照明下の反射物」に対応するフィルタとして蛍光灯用フィルタが記憶される。同様に「ＬＥＤ灯照明下の反射物」に対してはＬＥＤ照明用フィルタが、「タングステン灯照明下の反射物」および「太陽光照明下の反射物」に対しては赤外カットフィルタが記憶される。

「自発光物」が選択された場合、ユーザは「花火」、「ネオンサイン」等のうち、いずれかを被写体として設定することができる。フィルタ情報記憶部１１２には、これらの選択肢に対応するフィルタとして赤外カットフィルタが記憶される。

「天体」が選択された場合、ユーザは「ペリカン星雲」、「カリフォルニア星雲」、「馬頭星雲」、「オメガ星雲」、「網状星雲」「干潟星雲」、「三裂星雲」、「オリオン大星雲（Ｍ４２）」、「北アメリカ星雲」、「星野」等のうち、いずれかを被写体として設定することが可能である。

フィルタ情報記憶部１１２には、「ペリカン星雲」、「カリフォルニア星雲」、「馬頭星雲」に対応するフィルタとしてＨαフィルタが記憶される。また、「オメガ星雲」、「網状星雲」「干潟星雲」、「三裂星雲」に対応するフィルタとしてＯＩＩＩフィルタが記憶される。また、「オリオン大星雲（Ｍ４２）」、「北アメリカ星雲」に対応するフィルタとして赤外カットフィルタ・オフ（赤外カットフィルタ不使用）が記憶される。そして「星野」に対応するフィルタとして光害カットフィルタが記憶される。

ところで、フィルタ切替装置１００は、必要に応じて通信部１１４を備えることができる。この通信部１１４は、撮影レンズ１４０に設けられた接点部１４２を介して撮影装置１５０との通信が可能に構成される。例えば、撮影装置１５０がデジタルカメラの場合、フィルタ切替装置１００で設定された被写体の種類や、この被写体の種類に対応して選択されたフィルタの分光透過特性に関する情報を撮影装置１５０に送信することにより、撮影装置１５０は当該の情報を画像データ中に埋め込まれるタグ情報中に付加することが可能となる。ホワイトバランスの設定に関してもフィルタ切替装置１００で設定された被写体の種類やフィルタの分光透過特性に基づいて変えることも可能である。

あるいは、上述した情報に基づき、撮影装置１５０の測光モードや撮影モードを自動的に切り替えるように構成することも可能である。例えば、被写体が天体である場合には、測光処理に際して背景の暗黒部分は参酌せず、画面内で光の存在する部分で露光量を決定してもよい。また、被写体としてペリカン星雲あるいはオメガ星雲などの天体が設定された場合、ＨαフィルタやＯＩＩＩフィルタが選択される。そのような場合であって、なおかつ撮影装置１５０がデジタルカメラである場合、撮影装置１５０のカラーモードが自動的に切り替えられて、モノクロ撮影モードとなるように構成することが可能である。また被写体として何らかの天体が設定された場合、長時間撮影時のノイズリダクション処理を自動的に有効にする等、天体撮影に適した動作モードに切り替えられるように構成することができる。

さらに、撮影レンズ１４０が可変焦点距離レンズでパワーズーム機構を有するものである場合には、撮影装置１５０はフィルタ切替装置１００から出力される信号に基づいて撮影レンズ１４０を駆動し、天体撮影に適した焦点距離に設定することもできる。なお、撮影レンズ１４０の焦点距離が手動により変更可能なものである場合、撮影装置１５０は、設定すべき焦点距離等を撮影装置１５０の上面や背面に備えられる表示部に表示してユーザによる変倍操作を促すことも可能である。

さらには、フィルタ切替装置１００を操作して被写体の設定をするのに代えて、撮影装置１５０の側で被写体の設定をすることもできる。その場合、フィルタ選択処理部１１０は通信部１１４を介して被写体の設定情報を撮影装置１５０から受信し、この情報をもとにフィルタの分光透過特性を切り替えることが可能である。

図７は、フィルタ切替装置１００内のコントローラによって実行されるフィルタ切替制御手順の一例を示す概略フローチャートである。コントローラは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されて、ＲＯＭ内に格納されたプログラムを逐次読み出してＣＰＵが図７の処理を実行するものとすることが可能である。あるいは、コントローラが専用のハードウェアロジックにより構成されるものであってもよい。

図７に示される処理は、フィルタ切替装置１００の電源が投入されたときに実行が開始される。Ｓ７００においてコントローラは、先に図６（ｂ）を参照して説明したように表示部１０６にメニューを表示しつつ、ユーザがスイッチ１０４ａを操作して被写体の種類の設定をするのを受け付け、入力する処理を行う。上記Ｓ７００の処理が図１（ｂ）における被写体情報入力部１０４で行われる処理に対応する。

Ｓ７０２においてコントローラは、フィルタ情報記憶部１１２にアクセスし、Ｓ７００で入力された被写体の種類に適したフィルタを選択する処理を行う。上記Ｓ７０２の処理は、フィルタ選択処理部１１０がフィルタ情報記憶部１１２にアクセスしてユーザが設定した被写体の種類に対応したフィルタを選択する処理に対応する。

Ｓ７０４においてコントローラは、Ｓ７０２で選択されたフィルタに切り替えるように、フィルタ特性切替部１０８に制御信号を発する。フィルタ特性切替部１０８は、コントローラから発せられる制御信号に基づき、フィルタ部１０２を制御してフィルタの分光透過特性を電気的または機械的に切り替えて一連の処理を完了する。上記Ｓ７０４の処理は、フィルタ選択処理部１１０が、Ｓ７０２で選択されたフィルタに切り替えるようにフィルタ特性切替部１０８に制御信号を発する処理に対応する。

Ｓ７０６は、必要に応じて追加される処理手順である。Ｓ７０６の処理手順が追加される場合、コントローラはＳ７０４でのフィルタ切替の処理に続いて、通信部１１４を介して被写体情報またはフィルタ情報を撮影装置１５０に出力し、一連の処理を完了する。先にも説明したように、撮影装置１５０はフィルタ切替装置１００から受信した被写体情報またはフィルタ情報に基づき、撮影装置１５０の測光モードや露光モード、様々な動作モードを変更することが可能となる。また、撮影装置１５０がデジタルカメラである場合には、これらの情報を画像データに付加されるタグ情報中に埋め込むことが可能となるのに加え、カラーモードを自動的に変更することも可能となる。

以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、ユーザが被写体の種類を設定するだけで、フィルタの分光透過特性は設定された被写体の種類に適したものに切り替えられる。このとき、フィルタの分光透過特性を電気的に切り替えることが可能な構成を有するので、フィルタ切替装置１００の大型化を抑制することが可能となり、可搬性、操作性を向上することが可能となる。また、フィルタの分光透過特性を電気的に切り替えることが可能な構成を有することのさらなる利点として、分光透過特性を切り替える際の切り替え速度を高速化することが可能となる。

さらに、フィルタの分光透過特性を電気的に切り替える際に、偏光変調素子２０６に印加する電圧のドライブ波形を徐々に変化させることも可能である。そのようにすることにより、フィルタの分光透過特性を徐々に変化させることが可能となる。撮影装置１５０で動画を撮影するような場合、撮影途中で被写体の種類の設定が変えられたときにフィルタの分光透過特性を上記のように徐々に切り替えることにより、動画を再生表示して観視する場合に違和感を減じることが可能となる。この点、フィルタの分光透過特性を機械式に切り替える方式ではフィルタの分光透過特性を切り替える過程で画像の乱れを生じることになる。

また、本発明の実施の形態においてフィルタ切替装置１００が通信部を有していて、被写体情報やフィルタ情報をフィルタ切替装置１００から撮影装置１５０に出力可能に構成される場合、以下のような利点を得ることができる。すなわち、撮影装置１５０は、フィルタ切替装置１００から受信した被写体情報やフィルタ情報を用いて様々な動作を行うことが可能となる。例えば測光モードや露光モード、あるいはカラーモードを自動的に変えることが可能となり、ユーザが特別な知識を有することなく、被写体に適した設定で撮影を行うことが可能となる。また、画像データ内に埋め込まれるタグ情報中にフィルタ情報を付加することにより、後で画像を見たユーザは、どのような設定で撮影が行われたのかを知ることができる。

以上では、本発明を撮影レンズに装着可能なフィルタ切替装置に適用する例について説明したが、撮影レンズ内に組み込まれるものであっても、撮影装置内に組み込まれるものであってもよい。

− 第２の実施の形態 −
図８は、本発明がデジタル式の撮影装置に適用される例を説明する図である。図８（ａ）には、被写体Ｓに向けられる撮影装置８００の概略が斜視図で示される。図８（ｂ）には、撮影装置８００の概略的内部構成がブロック図で示される。

図８（ａ）に示される撮影装置８００は、撮影レンズ８０４が交換可能なものであってもよいし、固定式のものであってもよい。撮影装置８００はスチルカメラであってもムービーカメラであってもよい。フィルタ切替装置８０２は、撮影レンズ８０４と一体的に構成されるものであってもよいし、撮影レンズ８０４に対して着脱自在に構成されるものであってもよい。フィルタ切替装置８０２はまた、撮影レンズ８０４と撮影装置８００との間に介装されるものであってもよい。あるいは、撮影装置８００内にフィルタ切替装置８０２が内蔵されるものであってもよい。

第２の実施の形態においては、撮影装置８００は撮影レンズ８０４が固定されたデジタルスチルカメラで、フィルタ切替装置８０２は撮影レンズ８０４の先端部に取り付けられるものとして説明する。つまり、撮影装置８００は、フィルタ切替装置８０２と、撮影レンズ８０４とを有する。撮影装置８００の背面、すなわち撮影装置８００を被写体に向けて構えるユーザと正対する側の面に、表示部８０８とスイッチ８１６ａとが備えられる。

図８（ｂ）を参照し、撮影装置８００の内部構成について説明する。上述したフィルタ切替装置８０２、撮影レンズ８０４、スイッチ８１６ａ、表示部８０８に加えて、撮影装置８００は撮像部８０６と、画像処理部８１２と、被写体分光特性導出部８１４と、被写体選択部８１６と、フィルタ特性決定部８１８と、フィルタ選択処理部８２０と、フィルタ特性切替部８２２と、フィルタ部８２４と、被写体分光特性表示処理部８２６と、フィルタ情報記憶部８２８とを有する。なお、図８（ｂ）において破線で囲われたスペクトル推定情報生成部８５０については後で説明する。

フィルタ切替装置８０２は第１の実施の形態で図１を参照して説明したフィルタ切替装置１００と同様の構成を有しているのでその詳細な説明は省略する。第１の実施の形態においては、フィルタ切替装置１００が表示部１０６やスイッチ１０４ａを有していたが、第２の実施の形態においてフィルタ切替装置８０２はそれらを有しておらず、代わりに撮影装置８００に備えられるスイッチ８１６ａや表示部８０８が用いられる。フィルタ切替装置８０２はまた、撮影レンズ８０４を介して撮影装置８００から電力の供給を受けることが可能に構成される。

フィルタ特性切替部８２２、フィルタ部８２４はそれぞれ、第１の実施の形態で図１を参照して説明したフィルタ特性切替部１０８、フィルタ部１０２と同様の構成を有しているのでその詳細な説明は省略する。フィルタ部８２４内において分光透過特性を切り替え可能とする構成は、第１の実施の形態で図２から図４を参照して説明したものと同様である。つまり、フィルタ切替装置８０２は、フィルタの分光透過特性を電気的に切り替え可能に構成され、必要に応じて機械的に切り替え可能な構成も有していてもよい。

撮影レンズ８０４は、その焦点距離を撮影目的に応じて変化させることの可能な可変焦点距離レンズであるものとする。撮影装置８００は、撮影レンズ８０４の焦点距離を変化させるための変倍駆動機構を内蔵し、モータ等のアクチュエータで変倍動作可能に構成されるものとする。

表示部８０８は、液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子が用いられて撮影装置８００で撮影して得られた画像や各種の情報等を表示可能に構成される。この表示部８０８は、スイッチ８１６ａとともにユーザインターフェースとしても用いられる。

撮像部８０６は、ＣＣＤやＣＭＯＳの撮像素子と、撮像素子から出力される画像信号に相関二重サンプリング、増幅、Ａ／Ｄ変換処理等をするアナログ・フロントエンドとを含む。画像処理部８１２は、撮像部８０６から出力されるデジタル画像信号にデモザイク、トーン補正、シェーディング補正等の処理をしてデジタル画像データを生成する。

被写体分光特性導出部８１４は、画像処理部８１２で生成された画像データを解析して被写体の分光特性を導出する。本明細書中において被写体の分光特性とは以下に説明するように被写体の分光放射輝度特性を意味している。すなわち、被写体が自ら発光することなく、照明光によって照明される反射物である場合、被写体を照らす照明光の分光照度と、被写体の分光反射率とによって定まる特性を意味している。被写体が花火やネオンサインのように自発光物である場合、あるいは天体である場合、被写体から放射される光の分光放射輝度特性を意味している。なお、天体によっては自ら光を発するもの、あるいは周辺に存在する恒星からの光を反射するもの等、様々であるが、自発光物と同様に被写体が光を発しているものとみなしても本発明に影響を及ぼさない。

被写体が反射物である場合について説明する。例えば、被写体が白色、つまり波長によらず均一な分光反射率を有するものである場合、被写体の分光特性は照明光の分光照度に略準じたものとなる。逆に、被写体の分光反射特性が例えば赤い波長帯域で相対的に高い反射率を有し、照明光が白色である場合には、被写体の分光特性は赤みを帯びたものとなる。また、照明光が蛍光灯、水銀灯から放射されるような、輝線スペクトルを有するものである場合、あるいは白色のＬＥＤ灯から放射されるような、青の波長帯域で特徴的な分光スペクトルプロファイルを有する場合、多かれ少なかれ被写体の分光反射率の影響を受けることはあっても、被写体分光特性はそれらの照明光の影響を反映したものとなる。

被写体選択部８１６は、被写体分光特性導出部８１４が被写体中のどの部分で被写体分光特性を導出するかをユーザが選択するのを受け付ける処理を行う。すなわち、撮影装置８００は、プレビュー画像Ｉｍ（予備撮影で得られた画像）を表示部８０８に表示して、被写体分光特性導出部８１４が被写体中のどの部分で被写体分光特性を導出するかをユーザがスイッチ８１６ａを操作して指定可能に構成される。図８（ｂ）においては、プレビュー画像Ｉｍが表示部８０８に表示されていて、ユーザがスイッチ８１６ａを操作するのに応じてプレビュー画像Ｉｍ上で黒い丸が移動する様子が描かれている。この黒い丸の位置する部分が被写体分光特性を導出する部分に対応する。なお、主要被写体が画面中のどこにあるかを撮影装置８００が自動的に判定し、その判定結果に基づいて被写体選択部８１６で被写体が自動的に選択されるように構成されていてもよい。

被写体分光特性表示処理部８２６は、予備撮影動作によって得られた画像中でユーザにより選択された部分に対応する被写体の分光特性を被写体分光特性導出部８１４が導出した結果を表示部８０８に表示する処理を行う。図８（ｂ）には、ユーザが街灯を指定した場合や、ビル内の蛍光灯照明を指定した場合には輝線スペクトル含む分光プロファイルが表示される様子が描かれている。また、波長変化に対する分光プロファイルの変化が比較的緩やかな（スペクトルが連続で、かつ輝線や吸収線を含まないような分光プロファイルの）照明光で照明されている人物や自動車の車体を指定した場合に、比較的なだらかな分光プロファイルが表示される例が描かれている。

なお、撮像部８０６から得られる画像信号を画像処理部８１２が処理して得られる画像信号をもとに被写体分光特性導出部８１４が図８（ｂ）に示されるような被写体の分光特性を求めるには、以下に説明するいくつかの方法を利用可能である。

撮像部８０６の有する撮像素子が、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）のオンチップカラーフィルタを有するものである場合、上記三色のオンチップカラーフィルタを有する各画素から出力されるＢ、Ｇ、Ｒ三つの信号しか得られないので、そのままでは被写体の詳細な分光特性を得ることはできない。しかし、Ｂ、Ｇ、Ｒ各色の画素値の組み合わせから、照明光は蛍光灯や水銀灯である可能性が高いか、自然光である可能性が高いか、タングステン灯である可能性が高いか等の予測をすることができる。その予測結果をもとに、対応する分光スペクトルのプロファイルを表示することができる。

あるいは、撮影装置８００はスペクトル推定情報生成部８５０をさらに有していてもよい。ここで、撮影装置８００がＢ、Ｇ、Ｒ三色のオンチップカラーフィルタの設けられた撮像素子を有していて、スペクトル推定情報生成部８５０を有する例について説明する。スペクトル推定情報生成部８５０は、カメラ特性情報記憶部８５２と、スペクトル推定マトリクス選択部（図８（ｂ）においてはスペクトル推定ＭＴＸ選択部と表記される）８５４と、被写体情報入力部８５６とを有する。

カメラ特性情報記憶部８５２には、撮影レンズ８０４の分光透過率等に関する情報、撮像素子の分光感度やトーン特性（γ特性）、シェーディング特性等に関する情報等、撮影装置８００の色再現性に関連する情報が記憶される。

被写体情報入力部８５６は、被写体の種類をユーザが入力するのを受け付ける処理をする。被写体の種類をユーザが入力するのを受け付ける処理としては、図５、図６を参照して説明したのと同様のものとすることが可能である。すなわち、表示部８０８に図５に示されるような階層構造の選択肢を逐次表示しながらスイッチ８１６ａをユーザが操作するのを受け付ける処理をすることが可能である。

撮影装置８００内には、ユーザにより設定可能な被写体の種類に対応するスペクトル推定マトリクスが予め記憶される。スペクトル推定マトリクス選択部８５４は、被写体情報入力部８５６で入力された被写体の種類に対応するスペクトル推定マトリクスを選択する。このスペクトル推定マトリクスは、一例として、画像処理部８１２から出力される画像データ中のＢ、Ｇ、Ｒの画素値の組み合わせ、すなわち３次元の情報から４０１次元の情報、つまり可視光帯域の３８０ｎｍから７８０ｎｍまでに対応して、１ｎｍ刻みでスペクトル値を導出するものとすることができる。無論、４０１次元の情報を必ずしも導出する必要はなく、撮影装置８００の仕様等に応じて次元数を増減することができる。

被写体分光特性導出部８１４は、スペクトル推定情報生成部８５０から出力されるカメラ特性情報とスペクトル推定マトリクスとを用い、画像処理部８１２から得られたＢ、Ｇ、Ｒの画像データから被写体の分光特性を導出することができる。

撮影装置８００がスペクトル推定情報生成部８５０を有する場合において、撮像部８０６の有する撮像素子は３バンドよりも多いｎバンドで色分解可能に構成されていてもよい。その場合、スペクトル推定マトリクス選択部８５４で選択されるマトリクスはｎ次元の情報から４０１次元、あるいはその他の次元数の情報を導出可能なものとすることが可能である。

また、撮影装置８００がスペクトル推定情報生成部８５０を有していない場合でも、撮像部８０６が有する撮像素子が３バンドよりも多いｍバンドで色分解可能に構成される場合、特に１６バンド等の、比較的多いバンド数で色分解可能に構成される場合、被写体分光特性をより高い精度で導出することが可能となる。

フィルタ情報記憶部８２８には、フィルタ切替装置８０２で切り替え可能な複数種類の分光透過特性に関する情報が記憶される。フィルタ特性決定部８１８は、被写体分光特性導出部８１４で導出された被写体の分光特性に基づき、この分光特性に対応して適用すべきフィルタ特性を決定する。フィルタ選択処理部８２０は、フィルタ情報記憶部８２８にアクセスする。そして、フィルタ切替装置８０２で切り替え可能な複数種類の分光透過特性のうち、フィルタ特性決定部８１８で決定されたフィルタ特性に最も近いものを選択する処理を行う。

フィルタ特性切替部８２２は、フィルタ部８２４の分光透過特性を、フィルタ選択処理部８２０で選択されたものに切り替える。

図９は、撮影装置８００内のコントローラによって実行されるフィルタ切替制御手順の一例を示す概略フローチャートである。コントローラは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されて、ＲＯＭ内に格納されたプログラムを逐次読み出してＣＰＵが図９の処理を実行するものとすることが可能である。あるいは、コントローラが専用のハードウェアロジックにより構成されるものであってもよい。

図９のフローチャートにおいて、Ｓ９００、Ｓ９０２の処理に続いてＳ９１０、Ｓ９１２、Ｓ９１４、…と続く処理が図８（ｂ）に示されるスペクトル推定情報生成部８５０を撮影装置８００が有していない場合の処理である。また、Ｓ９００、Ｓ９０２、Ｓ９０４、Ｓ９０６、Ｓ９０８、Ｓ９１０、Ｓ９１２、…と続く処理がスペクトル推定情報生成部８５０を撮影装置８００が有している場合の処理である。以下では、最初に撮影装置８００がスペクトル推定情報生成部８５０を有していない場合の処理手順について説明する。次に、撮影装置８００がスペクトル推定情報生成部８５０を有している場合の処理手順について説明する。

図９に示される処理は、撮影装置８００がフィルタ自動切り替え撮影モードに切り替えられたときに実行が開始される。Ｓ９００においてコントローラは、予備撮影を行い、この予備撮影によって得られた画像の表示を行う処理をする。この処理において、コントローラは撮像部８０６からライブビュー用に読み出された画像信号を用いてもよいし、ユーザがレリーズ操作をしたときに本撮影に先立って行うようにしてもよい。

Ｓ９０２においてコントローラは、ユーザが表示部８０８に表示される画像を見ながらスイッチ８１６ａを操作し、被写体を選択する操作を受け付ける処理を行う。Ｓ９０２の処理が図８（ｂ）における被写体選択部８１６で行われる処理に対応する。

Ｓ９０２の処理に続くＳ９１０においてコントローラは、ユーザが選択した被写体の部分の画像データをもとに被写体分光特性を導出する。Ｓ９１０の処理が図８（ｂ）における被写体分光特性導出部８１４で行われる処理に対応する。

Ｓ９１０で導出された被写体分光特性に基づき、コントローラはＳ９１２で表示部８０８に被写体の分光特性を表示する処理を行う。Ｓ９１２の処理が図８（ｂ）における被写体分光特性表示処理部８２６で行われる処理に対応する。

Ｓ９１４においてコントローラは、Ｓ９１０で導出された被写体分光特性に対応したフィルタ分光透過特性を導出する処理を行う。例えば、被写体分光特性の導出結果が、輝線スペクトルの影響を受けていると推定される場合、コントローラはその輝線スペクトルの影響が減じられるようにフィルタ分光透過特性を導出する。また、被写体分光特性の導出結果が、ＯＩＩＩ線を多く含むと推定される場合、コントローラはＯＩＩＩ線以外の波長成分の光が減じられるようにフィルタ分光透過特性を導出する。Ｓ９１４の処理が図８（ｂ）におけるフィルタ特性決定部８１８で行われる処理に対応する。

Ｓ９１６においてコントローラは、フィルタ切替装置８０２で切り替え可能な複数種類の分光透過特性に関する情報が記憶されるフィルタ情報記憶部８２８にアクセスし、それらの分光透過特性中、Ｓ９１４で導出されたフィルタ分光透過特性に最も近いものを選択する処理を行う。Ｓ９１６の処理が図８（ｂ）におけるフィルタ選択処理部８２０で行われる処理に対応する。

Ｓ９１８においてコントローラは、Ｓ９１６で選択されたフィルタに切り替えるように、フィルタ特性切替部８２２に制御信号を発する。フィルタ特性切替部８２２は、コントローラから発せられる制御信号に基づき、フィルタ部８２４を制御してフィルタの分光透過特性を電気的または機械的に切り替える。Ｓ９２０においてコントローラは、本撮影の処理を行い、上述した一連の動作を完了する。

引き続き図９を参照し、撮影装置８００がスペクトル推定情報生成部８５０を有する場合にコントローラによって行われる処理について説明する。この場合、図９のフローチャートにおいて、Ｓ９０２の処理とＳ９１０の処理との間にＳ９０４、Ｓ９０６、Ｓ９０８の処理が挿入される。それ以外は撮影装置８００がスペクトル推定情報生成部８５０を有していない場合の処理と同じであるので、これらＳ９０４、Ｓ９０６、Ｓ９０８での処理を中心に説明をする。

ユーザによる被写体選択の操作を受け付けるＳ９０２の処理に続くＳ９０４においてコントローラは、ユーザによる被写体情報入力操作を受け付ける処理を行う。つまり、図５、図６を参照して説明したのと同様にして、表示部８０８に図５に示されるような階層構造の選択肢を逐次表示しながらスイッチ８１６ａをユーザが操作するのを受け付ける処理をする。Ｓ９０４の処理が、図８（ｂ）における被写体情報入力部８５６で行われる処理に対応する。

Ｓ９０６においてコントローラは、撮影装置８００内に予め記憶される複数のスペクトル推定マトリクスの中から、Ｓ９０４で入力された被写体情報に対応するスペクトル推定マトリクスを選択する処理を行う。Ｓ９０６の処理が、図８（ｂ）におけるスペクトル推定マトリクス選択部８５４の処理に対応する。

Ｓ９０８においてコントローラは、カメラ特性情報記憶部８５２からカメラ特性情報を読み出す。このカメラ特性情報と、Ｓ９０６で選択されたスペクトル推定マトリクスとに基づき、Ｓ９１０で被写体分光特性を導出する処理を行う。

第２の実施の形態においても、撮影装置８００は、本撮影に先立って選択されたフィルタの分光透過特性に対応して測光モード、露出モード、カラーモード等を変化させるように構成可能である。

また、フィルタの分光透過特性が切り替えられた後の本撮影に先立ち、プレビュー表示をするようにしてもよい。このようにすることにより、ユーザは、被写体の分光特性に対応してフィルタの分光透過特性を切り替えたときの効果を確認した上で本撮影を実行させることが可能となる。

以上では予備撮影によって得られる画像データを用いて被写体の分光特性を導出する例について説明したが、被写体の分光特性を導出するための専用の光学系や撮像部を撮影装置８００が有していてもよい。また、撮影装置８００がムービーカメラである場合には、先行するタイミングで撮影して得られた画像データをもとに逐次被写体分光特性を導出し、その結果に基づいてフィルタの分光透過特性を切り替えることも可能である。このようにすることにより、後続するタイミングで行われる撮影結果をより好ましいものとすることが可能となる。

以上に説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る撮影装置８００によれば、撮影に際して被写体の分光特性が導出され、フィルタの分光透過特性が被写体の分光特性に対応して切り替えられるので、ユーザがフィルタに関する知識を有していなくてもより好ましい撮影結果を得ることが可能となる。また、第２の実施の形態においても、フィルタの分光透過特性を電気的に切り替え可能な構成を有することにより、撮影装置８００の大型化を抑制することが可能となるとともに分光透過特性を切り替える際の速度を高速化して撮影装置８００の操作性を向上させることが可能となる。さらに、第１の実施の形態で説明したように、フィルタ部の分光透過特性を電気的に切り替える際に偏光変調素子２０６に印加する電圧のドライブ波形を徐々に変化させてフィルタの分光透過特性を徐々に変化させることも可能である。

また、撮影装置８００がさらにスペクトル推定情報生成部を有する場合には、撮像素子の色分解能力が限られたものであっても被写体の分光特性を導出する際の精度を向上させることが可能となる。

以上に説明した第１、第２の実施の形態においては、撮影レンズ１４０または８０４によって被写体を直接撮影する例について説明したが、例えば天体望遠鏡や顕微鏡の接眼光学系の接眼部に撮影レンズ１４０または８０４を配置して撮影する場合にも本発明を適用可能である。あるいは、撮影レンズ１４０または８０４を取り外して、天体望遠鏡や顕微鏡の対物レンズで形成される像を直接撮影する場合にも本発明を適用可能である。

本発明は、撮影レンズや撮影装置に装着または内蔵可能なフィルタ切替装置、撮影レンズ、撮影装置に適用可能である。また、撮影装置としては、スチルカメラ、ムービーカメラのいずれにも適用可能である。

１００、８０２ … フィルタ切替装置
１０２ … フィルタ部
１０４ … 被写体情報入力部
１０４ａ、８１６ａ … スイッチ
１０６、８０８ … 表示部
１０８ … フィルタ特性切替部
１１０ … 被写体情報入力部
１１２ … フィルタ情報記憶部
１１４ … 通信部
１４０、８０４ … 撮影レンズ
１４２ … 接点部
１５０、８００ … 撮影装置
２００、４０２、４０４ … 分光透過特性切替部
２０２、２１４ … 偏光板
２０４ … 波長選択性偏光ローテータ
２０６ … 偏光変調素子
２０８、２１０ … 透明基板
２１２ … フレキシブルプリント基板
４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃ、４０４Ａ、４０４Ｂ … フィルタ
４０２Ｄ … 保持枠
４０６Ａ、４０６Ｂ … アーム
８０６ … 撮像部
８１２ … 画像処理部
８１４ … 被写体分光特性導出部
８１６ … 被写体選択部
８１８ … フィルタ特性決定部
８２０ … フィルタ選択処理部
８２２ … フィルタ特性切替部
８２４ … フィルタ部
８２６ … 被写体分光特性表示処理部
８５０ … スペクトル推定情報生成部
８５２ … カメラ特性情報記憶部
８５４ … スペクトル推定マトリクス選択部
８５６ … 被写体情報入力部

Claims (11)

1. 利用可能な複数種類のフィルタ分光透過特性の中からいずれかのフィルタ分光透過特性に切り替え可能に構成されるフィルタ部であって、前記複数種類のフィルタ分光透過特性のうち、少なくとも２種類のフィルタ分光透過特性が電気的に切り替え可能に構成されるフィルタ部と、
   ユーザによる被写体の種類の設定を受付可能に構成される被写体情報入力部と、
   被写体の種類と、前記複数種類のフィルタ分光透過特性との関係を規定するフィルタ情報を記憶するフィルタ情報記憶部と、
   前記ユーザにより設定された被写体の種類に対応するフィルタ分光透過特性を、前記フィルタ情報に基づいて選択するフィルタ選択処理部と、
   前記フィルタ部のフィルタ分光透過特性を、前記フィルタ選択処理部で選択されたフィルタ分光透過特性となるように切り替えるフィルタ特性切替部と
   を有することを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記フィルタ部は、赤外の波長帯域の分光透過特性が電気的に切り替え可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記フィルタ部は、
   非直線偏光光を入射して直線偏光光を出射する偏光子と、前記偏光子から出射した直線偏光光に対して、波長に応じて異なる旋光作用を及ぼす波長選択性偏光ローテータと、前記波長選択性偏光ローテータを透過した光に対する旋光作用を電気的に変更可能な偏光変調素子と、前記偏光変調素子を透過した光の中から所定の偏光方向を有する光のみ透過可能とする検光子とを有して構成される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のフィルタ装置を有することを特徴とする撮影レンズ。
5. 請求項１から３のいずれか１つに記載のフィルタ装置を有することを特徴とする撮影装置。
6. 複数種類のフィルタ分光透過特性の中からいずれかのフィルタ分光透過特性に切り替え可能に構成されるフィルタ部であって、前記複数種類のフィルタ分光透過特性のうち、少なくとも２種類のフィルタ分光透過特性が電気的に切り替え可能に構成されるフィルタ部と、
   被写体の分光特性を導出する被写体分光特性導出部と、
   前記被写体分光特性導出部で導出された被写体の分光特性に適したフィルタ特性を決定するフィルタ特性決定部と、
   前記フィルタ部で切り替え可能なフィルタ分光透過特性のうち、前記フィルタ特性決定部で決定されたフィルタ特性に最も近いフィルタ分光透過特性を選択するフィルタ選択処理部と、
   前記フィルタ部のフィルタ分光透過特性を、前記フィルタ選択処理部で選択されたフィルタ分光透過特性となるように切り替えるフィルタ特性切替部と、
   前記フィルタ部の分光透過特性が切り替えられた後、前記フィルタ部を透過した被写体光で形成される被写体像を撮像する撮像部と
   を有することを特徴とする撮影装置。
7. 前記フィルタ部は、赤外の波長帯域の分光透過特性を電気的に切り替え可能に構成されることを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
8. 前記フィルタ部は、
   非直線偏光光を入射して直線偏光光を出射する偏光子と、前記偏光子から出射した直線偏光光に対して、波長に応じて異なる旋光作用を及ぼす波長選択性偏光ローテータと、前記波長選択性偏光ローテータを透過した光に対する旋光作用を電気的に変更可能な偏光変調素子と、前記偏光変調素子を透過した光の中から所定の偏光方向を有する光のみ透過可能とする検光子とを有して構成される
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の撮影装置。
9. 前記被写体分光特性導出部は、前記撮像部で予備撮影を行うことによって得られた予備撮影画像データを用いて前記被写体の分光特性を導出することが可能に構成されることを特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の撮影装置。
10. ユーザにより設定された被写体の種類に対応して読み出されたスペクトル推定マトリクスと、前記撮像部の色再現情報とに基づいてスペクトル推定情報を生成するスペクトル推定情報生成部をさらに有し、
    前記被写体分光特性導出部は、前記予備撮影画像データと前記スペクトル推定情報とを用いて生成されるスペクトル画像データに基づいて前記被写体の分光特性を導出するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の撮影装置。
11. 前記フィルタ部はさらに、前記複数種類のフィルタ分光透過特性の中のいずれかの分光透過特性を有するフィルタを機械的に移動させることにより、前記撮像部に被写体像を形成する撮影レンズの光軸に対して挿抜可能に構成されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１つに記載の撮影装置。

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