JP2015004925A - 撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】物性絞りの特性の変化を防止可能な撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供する。
【解決手段】撮像装置１００は、物性絞りによる光学部材から撮像素子へ入射する光の減光量を算出し、算出された減光量を用いて、物性絞りが光学部材から入射した光を吸収することで生じる熱により物性絞りの特性に変化が生じないように物性絞りの透過率を制御する。
【選択図】図２

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。

多数個配列された光透過率の制御可能なパネル素子を撮像素子の前方に配置するとともに、パネル上の任意の部位の素子の透過率を低下させ得る駆動手段を設け、任意のドットの駆動制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この駆動制御を施すことにより高輝度部位が存在しても、高輝度部位に相当するドットの透過率を下げることにより、光輝度部位をマスクし暗い部分を明るく撮像することが可能となる。このようなパネル素子は一般的に物性絞りと呼ばれる。

特開平９−５１４８４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では透過光量が可変な物性絞りの各セルと撮像素子の各受光セルとの光学的位置を一致させる必要が生じるために、物性絞りを撮像素子の前に近接してレイアウトする必要が生じる。

一方、撮像素子の受光面は撮像光学系により被写体象が結像される位置に配置されているため、太陽等の高輝度被写体象を撮像面に合焦させた場合に大きな光量が集光される。

このため、集光位置に配された物性絞りの透過率を下げると、吸収された光が熱に変換され、温度上昇による物性絞りの特性変化や材質自体の劣化につながる。

物性絞りに生じる温度上昇について、仮にレンズ開口径を７ｃｍ（レンズ開口面積約３８．５ｃｍ²）、太陽定数を約２ｃａｌ／ｃｍ²／分とすると、３８．５×２＝７７ｃａｌ／分の熱が生じる。

物性絞りを構成するガラス材、エレクトロクロミック材、あるいは液晶材の比熱はそれぞれ異なるが、構成上大きな体積を占めるガラス材、またはガラス材及び液晶材の比熱は約０．１〜０．２ｃａｌ／ｇ／℃である。

仮に、物性絞りの透過率を５０％に設定した場合、１分間当たりの温度上昇は、７７÷（０．１〜０．２）×０．５＝３８５〜１９２．５℃／ｇとなる。

実際にはガラス材、空気等を通じて熱が拡散するが、空気やガラス材の熱伝導率は金属等に比べ十分小さく、また長時間太陽光線の集光を継続させればさらなる温度上昇も考えられる。

このガラス材や液晶材、エレクトロクロミック材の温度上昇は濃度変化特性に影響し、例えば液晶材の場合、高温になると変更度の劣化に伴う透過率変化レンジの低下によるコントラスト低下や偏光板の変形や剥がれなどを発生させることがある。

また、エレクトロクロミック材についても熱による気泡の発生や酸化還元反応などによる応答時間変化などを生じ、適正な制御ができなくなることが考えられる。

本発明の目的は、物性絞りの特性の変化を防止可能な撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像するための光学部材と、前記光学部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記光学部材から前記撮像素子への入射する光の透過率を変更可能な物性絞りと、前記物性絞りによる前記光学部材から前記撮像素子へ入射する光の減光量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された減光量を用いて、前記物性絞りが前記光学部材から入射した光を吸収することで生じる熱により前記物性絞りの特性に変化が生じないように前記物性絞りの透過率を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、物性絞りの特性の変化を防止可能となる。

本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。 図１における制御部により実行される物性絞り制御処理の手順を示すフローチャートである。 入射光量と、受光量、減光量、及び透過率との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。 図４における制御部により実行される絞り制御処理の手順を示すフローチャートである。 入射光量と、受光量、減光量、及び透過率との関係を示すグラフである。 図１における制御部により実行される物性絞り制御処理の手順を示すフローチャートである。 図１における物性絞りの温度変化を示す図である。 入射光量と、受光量、減光量、及び透過率との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置１００の概略構成を示す図である。

図１において、撮像装置１００は、レンズ１０１，１０３、絞り１０２、物性絞り１０４、撮像素子１０５、カメラ信号処理回路１０６、レコーダ１１０、物性絞り制御回路１０７、ＡＥ検波回路１０８、絞り制御回路１０９、及び制御部１１１で構成される。

レンズ１０１，１０３、及び絞り１０２を含む光学部材は、撮像素子１０５に被写体像を結像し、絞り１０２は不図示のレンズ鏡筒内に配され、レンズ１０１により入射された光量を制限する。

撮像素子１０５はレンズ１０１，１０３にて結像された画像を光電変換するもので、ＣＭＯＳセンサ等で構成される。物性絞り１０４は光学部材と撮像素子１０５との間に設けられ、光学部材から撮像素子１０５への入射する光の透過率を変更可能であり、撮像素子１０５の前面に配され、液晶またはエレクトロクロミック材等で構成される。

カメラ信号処理回路１０６は撮像素子１０５により光電変換された撮像信号を例えば標準ビデオ信号などに変換処理する回路である。レコーダ１１０はカメラ信号処理回路１０６にて得られた標準ビデオ出力信号を記録する画像メモリ等で構成される。

ＡＥ検波回路１０８はカメラ信号処理回路１０６より得られる輝度信号を絞り制御のために検波処理を行う回路である。絞り制御回路１０９はＡＥ検波回路１０８より得られた検波信号に基づき、予め定められた輝度目標値に合致するよう絞り１０２を制御する駆動信号を生成する回路である。

物性絞り制御回路１０７はカメラ信号処理回路１０６より得られる輝度信号に基づき物性絞り１０４の透過率を制御する回路である。特に本実施の形態における物性絞り制御回路１０７は、物性絞り１０４が光学部材から入射した光を吸収することで生じる熱により物性絞り１０４の特性に変化が生じないように物性絞り１０４の透過率を制御する制御手段に対応している。

制御部１１１は、不図示のＣＰＵ，ＲＯＭ，及びＲＡＭなどで構成され、撮像素子１０５、カメラ信号処理回路１０６、レコーダ１１０、物性絞り制御回路１０７、ＡＥ検波回路１０８、及び絞り制御回路１０９など、撮像装置１００全体を制御する。

次に、本実施の形態で用いられる物性絞り１０４の透過量の算出方法などについて説明する。まず、本実施の形態では、物性絞り制御回路１０７はカメラ信号処理回路１０６より得られる各画素毎の輝度信号に基づき物性絞り１０４の各セル毎の透過率を制御する。

そこで、透過率の算出方法では、撮像素子１０５の受光量に反比例する透過率を設定すればよく、本実施の形態では下記の式１で物性絞りの透過率ＮＤを算出する。
ＮＤ＝１／（１＋Ｅ・ｋ）…（式１）
ここで、Ｅは撮像素子１０５の単位時間当たりの受光量であり、ｋは入射光量の最大値、及び最大透過率変化量により定めることができる定数である。具体的に、例えば想定する入射光量の最大値Ｅｍａｘを４００％、物性絞りの最大透過率変化量ＮＤｒｅｎｇを５０％とすると、ｋは下記の式により定めることができる。
ｋ＝１／（Ｅｍａｘ・ＮＤｒｅｎｇ）
＝１／（４００×０．５）
＝１／２００
なお、撮像素子１０５の単位時間当たりの受光量とカメラ信号処理回路１０６より得られる輝度信号との関係は撮像素子１０５のサチレーションがあるため、受光量が大きい領域で非線形関係となるが、本実施の形態では線形関係としている。

次に、物性絞り１０４の透過率変化に基づき得られる物性絞り１０４の単位時間当たりの減光量ＮＤｌｏｓは、物性絞り１０４にて減光される光量であることから、本実施の形態では下記の式２で算出する。
ＮＤｌｏｓ＝Ｅｉｎ−Ｅ…（式２）
ここで、Ｅｉｎは物性絞り１０４に入射する単位時間当たりの光量であり、Ｅは撮像素子１０５の単位時間当たりの受光量である。

また、物性絞り１０４に入射する光量Ｅｉｎは、撮像素子１０５の受光量Ｅと物性絞りの透過率より、以下の（式３）で算出できる。
Ｅｉｎ＝Ｅ・（１／ＮＤ）…（式３）
以上説明した式２、式３より、下記の式４が得られる。
ＮＤｌｏｓ＝Ｅ・（１／ＮＤ）−Ｅ…（式４）
この式４を、透過率ＮＤについて変形すると、以下の式５が得られる。
ＮＤ＝Ｅ／（ＮＤｌｏｓ＋Ｅ）…（式５）
なお、物性絞り１０４の温度上昇は、物性絞り１０４を形成する素材の材質（比熱、熱伝導率、質量）、形状（表面積）、周囲温度（隣接部材の温度、比熱、熱伝導率等）、吸光量、受光位置等の条件により異なる。

従って、物性絞り１０４の特性変化については、形状、材質等の環境条件が固定される要因以外の各パラメータを振って、温度上昇を計測する必要がある。

図２は、図１における制御部１１１により実行される物性絞り１０４の制御処理の手順を示すフローチャートである。

この物性絞り１０４の制御処理は、例えばビデオの垂直同期タイミングで繰り返し実行される。

図２において、物性絞り制御回路１０７がカメラ信号処理回路１０６から輝度信号を取得する（ステップＳ１０１）。

次いで、取得した輝度信号から撮像素子１０５の単位時間当たりの受光量Ｅを得て、上記式１を用いて物性絞り１０４の透過率ＮＤを算出し、さらに式４を用いて減光量ＮＤｌｏｓを算出する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２は、物性絞りによる光学部材から撮像素子１０５へ入射する光の減光量を算出する算出手段に対応する。

そして、減光量ＮＤｌｏｓが予め定められた値である所定値Ｒ未満か否か判別する（ステップＳ１０３）。この所定値Ｒは、物性絞り１０４にて熱へ変換される減光量が継続した場合においても、特性変化に影響を及ぼさない減光量か否か判別するための値である。

ステップＳ１０３の判別の結果、減光量ＮＤｌｏｓが所定値Ｒ未満の場合には（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、算出した透過率ＮＤになるように物性絞り制御回路１０７が物性絞り１０４の透過率を制御して（ステップＳ１０５）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ１０３の判別の結果、減光量ＮＤｌｏｓがＲ以上の場合には（ステップＳ１０３でＮＯ）、式５における減光量ＮＤｌｏｓにＲを代入することで物性絞り１０４を保護するための透過率である保護透過率ＮＤを算出する（ステップＳ１０４）。

次いで、算出した保護透過率になるように物性絞り制御回路１０７が物性絞り１０４の透過率を制御して（ステップＳ１０５）、本処理を終了する。

図３は、入射光量と、受光量、減光量、及び透過率との関係を示すグラフである。

図３（Ａ）は、入射光量と、受光量、及び減光量との関係を示すグラフである。

図３（Ａ）において、横軸は入射光量を示し、縦軸は受光量及び減光量を示している。そして、受光量は、光学部材を通じ物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示し、減光量は、物性絞り１０４の透過率変化による減光量を示している。

さらに、グラフ３０１は物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示している。グラフ３０２は従来技術における物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を点線で示している。

また、グラフ３０３は物性絞り１０４に入射する光量に対する減光量を示している。グラフ３０４は従来技術における物性絞り１０４に入射する光量に対する減光量を示している。

グラフ３０５は物性絞り１０４の透過率が常に全透過となる１００％の際に得られる入射光量に対する撮像素子１０５の受光量を示している。すなわち、グラフ３０５は物性絞り１０４にて熱に変換される減光量が０となる場合の受光量を示している。

図３（Ｂ）は、入射光量と物性絞り１０４の透過率との関係を示すグラフである。

図３（Ｂ）において、グラフ３１１は透過率を示している。またグラフ３１２は従来技術における物性絞り１０４に透過率を示している。

また、図３（Ａ）（Ｂ）における横軸と垂直な一点破線３０６は、減光量ＮＤｌｏｓ＝Ｒとする入射光量を示している。さらに、図３（Ａ）（Ｂ）において、撮像素子１０５の標準入射光量の白ピーク値を入射光量１００％としている。

図３（Ａ）（Ｂ）において、一点破線３０６より左側の領域、すなわち入射光量が小さく物性絞り１０４の保護制御が必要とされない領域で行われる透過率変化制御について説明する。

まず、式１を用いて物性絞り１０４の透過率制御が行われ、図３（Ａ）のグラフ３０１に示されるように、物性絞り１０４の透過率変化に応じて撮像素子１０５の受光量が変化する。

そして、物性絞り１０４に入射する光量が増加し、入射光量が一点破線３０６に到達し、減光量が規定値以上になると、減光量がそれ以上にならないようにするための物性絞り１０４の透過率変化制御に切り替わる。

すなわち、図３（Ａ）において、グラフ３０３が減光量１００％以上となると、式５を用いて、保護透過率が算出される。

これにより、図３（Ｂ）の透過率を示すグラフ３１１は、減光量が１００％以上となる領域では撮像素子１０５の受光量、または物性絞り１０４への入射光量に対する減光量が相対的に減少することから、その透過率は増加する傾向となる。

従って、図３（Ａ）の撮像素子１０５の受光量を示すグラフ３０１において、一点破線３０６より右側に示すように物性絞り１０４の入射光量の増加に対し、撮像素子１０５の受光量も単調に増加する。

このときの撮像素子１０５の受光量を示すグラフ３０１は物性絞り１０４の透過が常に全透過とした際の、入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示すグラフ３０５の特性と並行となる。これはすなわち減光量を一定に保つ制御によるためである。

なお、本実施の形態において物性絞り１０４の透過率変化について、各セル単位で上記制御を行えばよい。

このように、第１の実施の形態では、算出された減光量ＮＤｌｏｓが、物性絞り１０４の特性に変化が生じさせないために予め定められた値Ｒ以上となった場合には、減光量を一定とするように透過率を制御する。
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の実施の形態に係る撮像装置２００の概略構成を示す図である。

図４における撮像装置２００は、図１の撮像装置１００に新たに測光制御切り替え回路１２１が加わった構成となっている。

この測光制御切り替え回路１２１は、物性絞り制御回路１２７及びＡＥ検波回路１２８と接続し、物性絞り制御回路１２７の透過率制御情報に基づきＡＥ検波回路１２８の検波特性を変更する回路である。また、第２の実施の形態において、絞り制御回路１０９は、絞り１０２を制御する絞り制御手段に対応する。

図５は、図４における制御部１１１により実行される絞り１０２の制御処理の手順を示すフローチャートである。

この絞り１０２の制御処理は、例えばビデオの垂直同期タイミングで繰り返し実行される。

図５において、物性絞り制御回路１２７がカメラ信号処理回路１０６から輝度信号を取得する（ステップＳ２０１）。

次いで、取得した輝度信号から撮像素子１０５の単位時間当たりの受光量Ｅを得て、上記式１を用いて透過率ＮＤを算出し、さらに式４を用いて減光量ＮＤｌｏｓを算出する（ステップＳ２０２）。

そして、減光量ＮＤｌｏｓが予め定められた値である所定値Ｒ未満か否か判別する（ステップＳ２０３）。この所定値Ｒは、物性絞り１０４にて熱へ変換される減光量が継続した場合においても、特性変化に影響を及ぼさない減光量か否か判別するための値である。

ステップＳ２０３の判別の結果、減光量ＮＤｌｏｓが所定値Ｒ未満の場合には（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、測光制御切り替え回路１２１は、ＡＥ検波回路１２８が平均測光するように制御する（ステップＳ２０４）。さらに、測光値に基づいて絞り制御回路１０９により絞り１０２を制御して（ステップＳ２０５）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ２０３の判別の結果、減光量ＮＤｌｏｓが所定値Ｒ以上の場合には（ステップＳ２０３でＮＯ）、測光制御切り替え回路１２１は、ＡＥ検波回路１２８がピーク測光するように制御する（ステップＳ２０６）。さらに、測光値に基づいて絞り制御回路１０９により絞り１０２を制御して（ステップＳ２０５）、本処理を終了する。

上記ピーク測光について、物性絞り１０４の透過率が制御上の最小値を取った場合において、遮光される光量により生じる熱が特性変化を生じさせないように物性絞り１０４に入射する最大光量を制御する。

図６は、入射光量と、受光量、減光量、及び透過率との関係を示すグラフである。

図６（Ａ）は、入射光量と、受光量、及び減光量との関係を示すグラフである。

図６（Ａ）において、横軸は入射光量を示し、縦軸は受光量及び減光量を示している。そして、受光量は、光学部材を通じ物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示し、減光量は、物性絞り１０４の透過率変化による減光量を示している。

グラフ３２１は物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示している。グラフ３２２は従来技術における物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示している。

グラフ３２３は物性絞り１０４に入射する光量に対する減光量を示している。またグラフ３２４は従来技術における物性絞り１０４に入射する光量に対する減光量を示している。

グラフ３２５は物性絞り１０４の透過が常に全透過となる１００％の際に得られる入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示している。

図６（Ｂ）は、入射光量と物性絞り１０４の透過率との関係を示すグラフである。

また、図６（Ａ）（Ｂ）における横軸と垂直な一点破線３０６は、減光量ＮＤｌｏｓ＝Ｒとする入射光量を示している。さらに、図６（Ａ）（Ｂ）において、撮像素子１０５の標準入射光量の白ピーク値を入射光量１００％としている。

図６（Ｂ）において、グラフ３１１は物性絞り１０４の透過率を示している。またグラフ３１２は従来技術における物性絞り１０４に入射する光量と物性絞り１０４の透過率を示している。

図６（Ａ）（Ｂ）において、一点破線３２６より左側の領域、すなわち入射光量が小さく物性絞り１０４の保護制御が必要とされない領域について説明する。

まず、図６（Ｂ）のグラフ３１１に示されるように、式１を用いて物性絞り１０４の透過率制御が行われ、図６（Ａ）のグラフ３２１に示されるように、物性絞り１０４の透過率変化に応じて撮像素子１０５の受光量が変化する。

そして、物性絞り１０４に入射する光量が増加し、入射光量が一点破線３０６に到達し、減光量が規定値以上になると、減光量がそれ以上にならないように、平均測光からピーク測光に切り替えるように絞り１０２の制御を切り替える。

こうして絞り１０２を最大入射光量が制限できるピーク測光に切り替えるように制御することで、一点破線３２６より大きな入射光量は発生せず、同時に減光量についても一点破線３２６より大きな減光量は発生しない。

このように、絞り１０２を最大入射光量が制限できるピーク測光に切り替えることにより減光量を一定を保つ制御が行われる。

なお、ピーク測光時における受光量のピーク値は物性絞り１０４の減光量が物性絞りの特性変化を生じさせないように、差分３２７に相当する光量に設定すれば良い。

また、ピーク測光に切り替えたのち、入射光量が低下した場合には、図５のステップＳ２０５によって平均測光に切り替わることとなる。

このように、第２の実施形態では、算出された減光量ＮＤｌｏｓが、物性絞り１０４の特性に変化が生じさせないために予め定められた所定値Ｒ以上となった場合には、減光量を一定とするように絞り１０２を制御する。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態における撮像装置の構成は、図１で説明した撮像装置１００の構成と同じである。また、第３の実施の形態では、物性絞り１０４を保護するために、その透過率を１００％とする保護制御が行われる。

図７は、図１における制御部１１１により実行される物性絞り１０４の制御処理の手順を示すフローチャートである。

この物性絞り１０４の制御処理は、例えばビデオの垂直同期タイミングで繰り返し実行される。

図７において、上述した保護制御中か否か判別する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の判別の結果、保護制御中でない場合には（ステップＳ３０１でＮＯ）、物性絞り制御回路１０７がカメラ信号処理回路１０６から輝度信号を取得する（ステップＳ３０２）。

次いで、取得した輝度信号から撮像素子１０５の単位時間当たりの受光量Ｅを得て、上記式１を用いて透過率ＮＤを算出し、さらに式４を用いて減光量ＮＤｌｏｓを算出する（ステップＳ３０３）。

そして、減光量ＮＤｌｏｓが予め定められた値である所定値Ｒ未満か否か判別する（ステップＳ３０４）。この所定値Ｒは、物性絞り１０４にて熱へ変換される減光量が継続した場合においても、特性変化に影響を及ぼさない減光量か否か判別するための値である。

ステップＳ３０４の判別の結果、減光量ＮＤｌｏｓが所定値Ｒ以上の場合には（ステップＳ３０４でＮＯ）、経過時間ｔをカウントアップし（ステップＳ３０５）、経過時間ｔが予め定められた時間Ｔを超えたか否か判別する（ステップＳ３０７）。

経過時間ｔが予め定められた時間Ｔを超えなかった場合には（ステップＳ３０７でＮＯ）、算出した透過率ＮＤになるように物性絞り制御回路１０７が物性絞り１０４の透過率を制御して（ステップＳ３１１）、本処理を終了する。

一方、経過時間ｔが予め定められた時間Ｔを超えた場合には（ステップＳ３０７でＹＥＳ）、透過率を１００％とし（ステップＳ３０８）、透過率１００％になるように物性絞り制御回路１０７が物性絞り１０４の透過率を制御して（ステップＳ３１１）、本処理を終了する。

ステップＳ３０４に戻り、減光量ＮＤｌｏｓがＲ未満の場合には（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、予め定められた時間Ｔだけカウントダウンして（ステップＳ３０６）、算出した透過率ＮＤになるように物性絞り制御回路１０７が物性絞り１０４の透過率を制御して（ステップＳ３１１）、本処理を終了する。

ステップＳ３０１の処理に戻り、保護制御中の場合には（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、撮像素子１０５の受光量が規定値未満か否か判別する（ステップＳ３０９）。この規定値は、図３（Ａ）で一点破線３０６とグラフ３０１との交点での受光量である。

受光量が規定値未満の場合には（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、第１の実施の形態で説明した透過率変化制御に応じた透過率を設定し（ステップＳ３１０）、設定した透過率ＮＤになるように物性絞り制御回路１０７が物性絞り１０４の透過率を制御して（ステップＳ３１１）、本処理を終了する。

一方、受光量が規定値以上の場合には（ステップＳ３０９でＮＯ）、保護制御中の透過率制御を行い（ステップＳ３１１）、本処理を終了する。

図８は、図１における物性絞り１０４の温度変化を示す図である。

図８において、グラフ８０３は、物性絞り１０４の透過率が一番低い状態における吸光により生ずる温度変化を示している。また、グラフ８０２は、物性絞り１０４に結像する高輝度部分中央の温度が最大となるような、輝度差の大きい被写体を撮影した際の温度変化を示している。

さらに、約５７度を示すグラフ８０４は物性絞り１０４の光吸収に伴い生じる熱が物性絞りの特性変化を及ぼさない上限を示している。

グラフ８０２，８０３に示されるように、最初は大きな傾きで温度が上昇するが、傾きが緩やかになっていく傾向がある。

図９は、入射光量と、受光量、減光量、及び透過率との関係を示すグラフである。

図９（Ａ）は、入射光量と、受光量、及び減光量との関係を示すグラフである。

図９（Ａ）において、横軸は入射光量を示し、縦軸は受光量及び減光量を示している。そして、受光量は、光学系１０３を通じ物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示し、減光量は、物性絞り１０４の透過率変化による減光量を示している。

さらに、グラフ３４１は物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を示している。グラフ３０２は従来技術における物性絞り１０４に入射する光量に対する撮像素子１０５の受光量を点線で示している。

また、グラフ３４３は物性絞り１０４に入射する光量に対する減光量を示している。グラフ３０４は従来技術における物性絞り１０４に入射する光量に対する減光量を示している。

グラフ３０５は物性絞り１０４の透過が常に全透過となる１００％の際に得られる入射光量に対する撮像素子１０５の受光量を示している。すなわち、グラフ３０５は物性絞り１０４にて熱に変換される減光量が０となる場合の受光量を示している。

図９（Ｂ）は、入射光量と物性絞り１０４の透過率との関係を示すグラフである。

図９（Ｂ）において、グラフ３５１は透過率を示している。またグラフ３１２は従来技術における物性絞り１０４に透過率を示している。

また、図９（Ａ）（Ｂ）における横軸と垂直な一点破線３０６は、減光量ＮＤｌｏｓ＝Ｒとする入射光量を示している。さらに、図９（Ａ）（Ｂ）において、撮像素子１０５の標準入射光量の白ピーク値を入射光量１００％としている。

図９（Ａ）（Ｂ）において、一点破線３０６より左側の領域、すなわち入射光量が小さく物性絞り１０４の保護制御が必要とされない領域で行われる透過率変化制御について説明する。

まず、式１を用いて物性絞り１０４の透過率制御が行われ、図９（Ａ）のグラフ３４１に示されるように、物性絞り１０４の透過率変化に応じて撮像素子１０５の受光量が変化する。

そして、物性絞り１０４に入射する光量が増加し、入射光量が一点破線３０６に到達すると、カウントアップを開始し、予め定められた時間Ｔだけ経過して、入射光量が一点破線３１６になると、図９（Ｂ）に示されるように、物性絞り１０４の透過率を１００％とする。なお、一点破線３１６に到達するまでは、絞り１０２が撮像素子１０５への入射光量に応じて入射光量を調整する制御が行われるため、被写体光量が増加しても撮像素子１０５の入射光量を調節すべく、絞り１０２の開口径を絞ってしまうため、物性絞り１０４の透過率が上昇することはない。

物性絞り１０４の透過率を１００％とすることにより、図９（Ａ）に示されるように、撮像素子１０５への受光量はグラフ３０５に示される値となる。その後、入射光量が減少して、一点破線３０６が示す入射光量となると、透過率変化制御に切り替わるので、再び透過率を減少させる（図では６０％付近）。

これにより、図９（Ａ）に示されるように、撮像素子１０５への受光量はグラフ３４１に示される値となる。

図９のグラフにおいて、一点破線３０６を示す入射光量を仮に２４０％とし、その際の物性絞り１０４の遮光量１００％を維持する光輝度占有面積について、高輝度占有面積＋黒占有面積＝全面積として以下の通り算出する。
（輝度２４０％×高輝度占有面積＋輝度０％×黒占有面積）／全面積＝５０％
これにより、光輝度占有面積＝２０．８％が算出されるので、占有面積を全体の２０．８％よりわずかに小さな面積とし、他は黒の被写体条件とすれば図８のグラフ８０２に示される最大温度を取る温度変化特性が得られる。図７のステップＳ３０４で用いられるＲは、グラフ８０２を基準として設定されている。

このようにグラフ８０２を取りえる被写体条件は特定されているため、物性絞り１０４に影響を及ぼす温度となることは無く、例えば図８に示す物性絞り１０４の温度変化のグラフ８０３等の特性で推移する。

従って、物性絞り１０４保護のための制御タイミングに予め定められた時間Ｔだけ遅延を持たせたとしても、物性絞り１０４の透過率特性変化に影響を及ぼすような熱になることは無い。

このようにすることで、物性絞り１０４保護時に透過率を１００％とすることで、発熱量が無くなり放熱による速やかな温度低下が望める。

このように、第３の実施の形態では、算出された減光量ＮＤｌｏｓが、物性絞り１０４の特性に変化が生じさせないために予め定められた所定値Ｒ以上となってから予め定められた時間Ｔが経過した場合には、透過率が１００％となるように制御する。

また、第３の実施の形態では、透過率が１００％となるように物性絞り１０４を制御した後に、撮像素子１０５の受光量が規定値未満になった場合には、受光量に応じて透過率を制御する。

さらに、いずれの実施の形態においても、減光量ＮＤｌｏｓが、物性絞り１０４の特性に変化が生じさせないために予め定められた所定値Ｒ未満の場合には、撮像素子１０５の受光量に応じて透過率を制御する。具体的には、受光量に比例して透過率を減少させる制御が行われる。

このように、本実施の形態によれば、物性絞りの減光により生じる熱を物性絞りの特性変化を生じさせないようにすることにより、物性絞りの減光特性や応答特性の変化を防止し、また温度上昇に伴う物性絞りの破壊を生じないようにすることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、物性絞り１０４による光学部材から撮像素子１０５へ入射する光の減光量を算出し、算出された減光量ＮＤｌｏｓを用いて物性絞りの透過率を制御する。すなわち、物性絞りが光学部材から入射した光を吸収することで生じる熱により物性絞りの特性に変化が生じないように物性絞りの透過率を制御するので、物性絞りの特性の変化を防止可能となる。
（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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。

また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

１００，２００ 撮像装置
１０２ 絞り
１０４ 物性絞り
１０５ 撮像素子
１０７ 物性絞り制御回路
１０８ ＡＥ検波回路
１０９ 絞り制御回路
１１１ 制御部
１２１ 測光制御切り替え回路

Claims (9)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子に被写体像を結像するための光学部材と、
   前記光学部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記光学部材から前記撮像素子への入射する光の透過率を変更可能な物性絞りと、
   前記物性絞りによる前記光学部材から前記撮像素子へ入射する光の減光量を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された減光量を用いて、前記物性絞りが前記光学部材から入射した光を吸収することで生じる熱により前記物性絞りの特性に変化が生じないように前記物性絞りの透過率を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記減光量が、前記物性絞りの特性に変化が生じさせないために予め定められた値以上となった場合には、前記減光量を一定とするように前記透過率を制御することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記減光量が、前記物性絞りの特性に変化が生じさせないために予め定められた値以上となってから予め定められた時間が経過した場合には、前記透過率が１００％となるように制御し、
   前記透過率が１００％となるように前記物性絞りを制御した後に、前記撮像素子の受光量が規定値未満になった場合には、前記受光量に応じて前記透過率を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記減光量が、前記物性絞りの特性に変化が生じさせないために予め定められた値未満の場合には、前記撮像素子の受光量に応じて前記透過率を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 撮像素子と、
   前記撮像素子に被写体像を結像するための光学部材と、
   入射された光量を制限する絞りと、
   前記光学部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記光学部材から前記撮像素子への入射する光の透過率を変更可能な物性絞りと、
   前記物性絞りによる前記光学部材から前記撮像素子へ入射する光の減光量を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された前記減光量が、入射した光を吸収することで生じる熱により前記物性絞りの特性に変化が生じさせないために予め定められた減光量以上となった場合には、前記減光量を一定とするように前記絞りを制御する絞り制御手段と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
6. 撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像するための光学部材と、前記光学部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記光学部材から前記撮像素子への入射する光の透過率を変更可能な物性絞りとを備えた撮像装置の制御方法であって、
   前記物性絞りによる前記光学部材から前記撮像素子へ入射する光の減光量を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにより算出された減光量を用いて、前記物性絞りが前記光学部材から入射した光を吸収することで生じる熱により前記物性絞りの特性に変化が生じないように前記物性絞りの透過率を制御する制御ステップと
   を備えたことを特徴とする制御方法。
7. 撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像するための光学部材と、入射された光量を制限する絞りと、前記光学部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記光学部材から前記撮像素子への入射する光の透過率を変更可能な物性絞りとを備えた撮像装置の制御方法であって、
   前記物性絞りによる前記光学部材から前記撮像素子へ入射する光の減光量を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにより算出された前記減光量が、入射した光を吸収することで生じる熱により前記物性絞りの特性に変化が生じさせないために予め定められた減光量以上となった場合には、前記減光量を一定とするように前記絞りを制御する絞り制御ステップと
   を備えたことを特徴とする制御方法。
8. 撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像するための光学部材と、前記光学部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記光学部材から前記撮像素子への入射する光の透過率を変更可能な物性絞りとを備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記制御方法は、
   前記物性絞りによる前記光学部材から前記撮像素子へ入射する光の減光量を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにより算出された減光量を用いて、前記物性絞りが前記光学部材から入射した光を吸収することで生じる熱により前記物性絞りの特性に変化が生じないように前記物性絞りの透過率を制御する制御ステップと
   を備えたことを特徴とするプログラム。
9. 撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像するための光学部材と、入射された光量を制限する絞りと、前記光学部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記光学部材から前記撮像素子への入射する光の透過率を変更可能な物性絞りとを備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記制御方法は、
   前記物性絞りによる前記光学部材から前記撮像素子へ入射する光の減光量を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにより算出された前記減光量が、入射した光を吸収することで生じる熱により前記物性絞りの特性に変化が生じさせないために予め定められた減光量以上となった場合には、前記減光量を一定とするように前記絞りを制御する絞り制御ステップと
   を備えたことを特徴とするプログラム。

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