JP2022013076A - 撮像装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＰＤフィルタを介して被写体を撮像する場合に、ユーザの意図に応じた効果の画像を得ること。【解決手段】測光手段を用いた測光結果に基づいて、絞りの開口径を制御する露出制御手段と、撮像手段に入射する光束が、所定の光学部材を介して入射するか否かを判定する第１の判定手段と、第１の判定手段により、所定の光学部材を介して撮像手段に光束が入射すると判定された場合に、撮像手段に入射する光量が略同一となる絞りの開口径を示すＦ値が複数存在するか否かを判定する第２の判定手段と、を有し、所定の光学部材は、光軸に対する径方向において、透過する光量が段階的に異なり、露出制御手段は、第２の判定手段により、撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合に、撮影条件に関する情報に応じて設定するＦ値が異なるように制御することを特徴とする構成とした。【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置その制御方法およびプログラムに関し、特に、光軸に対する径方向において透過する光量が段階的に異なる光学部材を介して被写体を撮像する際の露出制御に関するものである。

被写体を撮像する際に、特定の光学フィルタを用いて被写体のボケ像を良好にする技術について既に知られている。この光学フィルタとしては、例えば、所謂アポダイゼーションフィルタ（（ＡＰＯＤＩＺＡＴＩＯＮ ＦＩＬＴＥＲ）以下、単にＡＰＤフィルタと称す）が挙げられる。

ＡＰＤフィルタは、光軸中心から光軸と直交する方向に向けて、光軸から離れるに従って透過率が変化するように構成されたフィルタである。このＡＰＤフィルタを用いることで、例えば、画像におけるボケ像の輪郭が滑らかに表現され、所謂２線ボケやリングボケなど、ユーザが意図しないボケ像の発生を抑制できる。特に、ポートレート撮影やマクロ撮影など、被写界深度が浅い状態が望まれるシーンにおいては、ＡＰＤフィルタの利用が有効であり、背景像の輪郭が柔らかなボケ像となり、焦点の合った主被写体が引き立った品位の高い画像を得ることができる。

ここで、上述したように、ＡＰＤフィルタは光軸からの距離に応じて透過率が異なるため、ＡＰＤフィルタを介して入射する光束が絞りを通過する際の光量は、絞りの開口径の変化に応じて非線形に変化する。特に、光軸から離れるほど光の透過率が低下するＡＰＤフィルタにおいては、絞りの開放付近における光量の変化が絞りを絞り込んだ場合の光量の変化よりも鈍化する。すなわち、ＡＰＤフィルタを介することなく得られた画像を基準とした場合、ＡＰＤフィルタを介して得られた画像においては、撮像装置の設定では同一の絞り値（Ｆ値）が設定されていても、明るさが異なる画像が得られる場合がある。

特許文献１では、ＡＰＤフィルタを備えたレンズが撮像装置に接続された場合は、絞りの開口径とレンズの透過率を考慮した明るさを示す指標であるＴ値に基づく露出制御用のプログラム線図を用いて露出制御を実行する点について提案されている。

ＷＯ１６／０３１８６７

しかしながら、特許文献１で提案されている技術では、Ｔ値を基準として露出制御を実行するため、例えば、同一のＴ値に対して複数のＦ値を取り得る場合に、絞りの開口径をどのような状態にするべきか何ら言及されていない。すなわち、特許文献１では、絞り値を変更しても（絞りの開口径を変化させても）光量が変化しない領域において、絞り値（または絞りの開口径）をどのような基準で決定するかは提案されていない。

したがって、特許文献１で提案されている技術を採用しても、略同一の光量となるＦ値のうち、ユーザが意図する画像の状態に対して、最適な絞り値を設定することができない虞がある。例えば、Ｆ値の違いに応じて被写界深度が異なるため、ユーザが被写界深度の浅い状態の画像の取得を意図していても、小絞り側の絞り値が設定されることで、ユーザが意図しない効果の画像が得られてしまう虞がある。

本発明の目的は、ＡＰＤフィルタを介いて被写体を撮像する場合に、ユーザが意図しない効果の画像が得ることを抑制することである。

上述の問題を解決するため、本発明の撮像装置は、撮像手段を備え、前記撮像手段に入射する光量を調整する絞りの開口径を制御可能な撮像装置であって、測光手段と、前記測光手段を用いた測光結果に基づいて、前記絞りの開口径を含む複数の露出制御値を制御する露出制御手段と、前記撮像手段に入射する光束が、所定の光学部材を介して入射するか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段により、前記所定の光学部材を介して前記撮像手段に光束が入射すると判定された場合に、前記撮像手段に入射する光量が略同一となる前記絞りの開口径を示すＦ値が複数存在するか否かを判定する第２の判定手段と、を有し、前記所定の光学部材は、光軸に対する径方向において、透過する光量が段階的に異なり、前記露出制御手段は、前記第２の判定手段により、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合に、撮影条件に関する情報に応じて設定するＦ値が異なるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、ＡＰＤフィルタを介して被写体を撮像する場合に、ユーザの意図に応じた効果の画像を得ることができる。

本発明を実施した撮像装置の実施形態であるカメラ本体１００およびレンズユニット２００の構成を説明するブロック図である。 本発明に係るＡＰＤフィルタ２０２の透過率を例示的に説明する図である。 本発明に係るレンズユニット２００における、Ｆ値とＴ値との対応関係を例示的に説明する図である。 本発明の実施形態に係る露出制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、撮像用の露出制御値演算処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、Ｔ値－Ｆ値変換処理を示すフローチャートである。

（実施形態

（撮像装置の基本構成）
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。図１は、本発明を実施した撮像装置の実施形態であるカメラ本体１００およびレンズユニット２００の構成を説明するブロック図である。なお、図１に示す機能ブロックの１つ以上は、ＡＳＩＣやプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）などのハードウェアによって実現されてもよい。また、ＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサ（マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ）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、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。したがって、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。

レンズユニット２００は、カメラ本体１００に着脱可能なアクセサリであって、フォーカスレンズやズームレンズ、シフトレンズなどのレンズ群２０１を備えた所謂交換レンズである。

アポダイゼーションフィルタ（以下、ＡＰＤフィルタと称す）２０２は、レンズ群２０１と後述するカメラ本体１００の撮像素子１０２との間の光路に配された光学フィルタである。図２は、本発明に係るＡＰＤフィルタ２０２の透過率を例示的に説明する図である。ＡＰＤフィルタ２０２は、ＡＰＤフィルタ２０２の中心に位置する軸（光軸）を基準として、光軸と直交するＡＰＤフィルタ２０２の径方向において、光の透過率（換言するとフィルタの濃度）が段階的に異なる。具体的に、ＡＰＤフィルタ２０２は、光軸に対してフィルタの径方向における外側向けて、徐々に光の透過率（光透過率）が低く、フィルタの濃度は濃い。したがって、ＡＰＤフィルタ２０２を介して入射する光束は、光軸に対する径方向において透過する光量が異なる。

ＡＰＤフィルタ２０２の光透過率Ｔｒと後述する絞り２０４の開口径に係る絞り値（Ｆ値）に基づいて、絞り２０４の開口径とレンズユニット２００の透過率に基づくレンズユニット２００の全体の光量を示すＴ値は、以下の式（１）で表される。

Ｔ＝Ｆ／Ｔｒ^１／２・・・（１）
なお、式（１）の光透過率Ｔｒは絞り２０４が形成する開口（光束通過開口）内の全領域における平均値とする。

図３は、本発明に係るレンズユニット２００における、Ｆ値とＴ値との対応関係を例示的に説明する図であって、横軸はＦ値を示し、縦軸はＴ値を示している。なお、図３において、例えば、ＡＰＤフィルタ２０２を備えていないレンズユニットなど、Ｆ値とＴ値とが一致する場合は、図３において破線で示すように、Ｆ値に対するＴ値の変化は線形となる。

ここで、本実施形態において、光量１段分に相当する明るさの変化は、例えばＡＰＥＸ（ＡＤＤＩＴＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭ ＯＦ ＰＨＯＴＯＧＲＡＰＨＩＣ ＥＸＰＯＳＵＲＥ）システムにおける１Ｂｖに相当する明るさの変化とする。一般的に、絞りの開口径（有効径）が１／√２倍変化するとＦ値が１段変化し、光量（Ｂｖ値）も１段分変化する。しかしながら、本実施形態のＡＰＤフィルタ２０２のように、絞り２０４の開放付近の濃度が他の領域よりも濃い（光の透過率が低い）場合、絞り２０４の開放付近のＦ値とＴ値に差が生じる。これは、ＡＰＤフィルタ２０２における絞り２０４の開放付近の領域では、Ｆ値が１段分変化する領域でも、ＡＰＤフィルタ２０２を透過する光量が１Ｂｖ分に満たないためである。なお、Ｆ値の１段分の明るさの変化は、ＡＰＤフィルタ２０２を備えていないレンズユニットにおける１Ｂｖ分の明るさの変化と同義とする。

図３に図示するように、実線で示すレンズユニット２００におけるＴ値とＦ値の対応関係は、絞り２０４を絞り込むほど、Ｔ値とＦ値の差が小さくなり、Ｆ値が所定の値（図３における５段（５Ｂｖ））を超えると、Ｔ値とＦ値は略一致する。これに対して、絞り２０４の開口径が大きくなる（開放側に遷移させる）ほど、Ｔ値とＦ値の差が大きくなり、例えば、絞り２０４の開放付近でＡＰＤフィルタ２０２による減光効果が最大となる。具体的に、本実施形態のレンズユニット２００は、ＡＰＤフィルタ２０２を備えていないレンズユニットに対して、絞り２０４の開放付近において、ＡＰＤフィルタ２０２を透過する光量が略１．５段分減少する。

図１に戻り、レンズユニット２００は、レンズユニット２００を構成する各部を制御するレンズ制御部２０３を有している。例えば、レンズ制御部２０３は、絞り駆動部２０５を介して絞り２０４の駆動を制御できる。また、レンズ制御部２０３は、レンズ駆動部２０６を介してレンズ群２０１の駆動を制御することができる。なお、レンズ制御部２０３は、後述する端子群を介して、カメラ本体１００のカメラ制御部１０１と接続され、カメラ制御部１０１から制御指示に応じて、レンズユニット２００を制御することができる。

第２端子群２０７は、レンズユニット２００とカメラ本体１００との電気的な接続を行うために用いられる端子群であって、例えば、カメラ本体１００からレンズユニット２００への電源供給用の端子や、通信データをやり取りするための通信端子などを含む。第２端子群２０７は、レンズユニット２００がカメラ本体１００に装着された状態で、カメラ本体１００に備えられた第１端子群１０７と電気的に接続される。したがって、レンズユニット２００は、カメラ本体１００に装着された状態で、第１端子群１０７および第２端子群２０７を介して、カメラ本体１００側との通信を行うことができる。

次に、カメラ本体１００を構成する各部について図１を参照して説明する。カメラ制御部１０１は、ＣＰＵ（ＣＥＮＴＲＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＵＮＩＴ）などの演算装置から成り、カメラ本体１００およびカメラ本体１００に装着されたアクセサリの各部を統括的に制御可能な制御手段である。カメラ制御部１０１には、ＲＯＭ（ＲＥＡＤ ＯＮＬＹ ＭＥＭＯＲＹ）やＲＡＭが接続されている。ＲＯＭ（不図示）は、不揮発性の記録素子であり、カメラ制御部１０１を動作させるためのプログラムや各種調整パラメータなどが記録されている。ＲＯＭから読み出されたプログラムは揮発性のＲＡＭ（不図示）に展開されて実行される。一般的にＲＡＭは、フレームメモリ（不図示）に比べて、低速、低容量な素子が使用される。

なお、カメラ本体１００は、フレームメモリ（不図示）を備えており、信号（映像信号）を一時的に溜めておき、必要な時に読み出すことが可能な記憶部として機能する。一般的に、フレームメモリも、ＲＡＭと呼ばれ、近年ではＤＤＲ３－ＳＤＲＡＭ（ＤＵＡＬ ＤＡＴＡ ＲＡＴＥ ３ － ＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＡＭ）などが用いられることが多い。このフレームメモリを用いることで様々な処理が可能となる。

撮像素子１０２は、レンズユニット２００を介してカメラ本体１００の内部に導かれた被写体の光束を受光して電気的な画像信号に変換することができる、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の電荷蓄積型の固体撮像素子を採用した撮像手段である。撮像素子１０２で得られる電気信号はアナログ値であるので、デジタル値に変換する機能も合わせ備えている。なお、撮像素子１０２から出力された画像信号に基づいて、被写体の明るさに関する評価値（測光値）を検出することができる。

シャッター１０３は、レンズユニット２００がカメラ本体１００に装着された状態で、レンズユニット２００と撮像素子１０２の光路上に配された遮光部材であって、シャッター１０３の状態を制御することで、撮像素子１０２へ入射する光量を調整できる。なお、被写体を撮像することで得られた画像信号を表示部１０５に逐次表示するライブビュー表示中は、シャッター１０３が開放状態となり、撮像素子１０２が遮光されていない状態となる。

操作部１０４は、カメラ本体１００における操作入力部であり、ユーザーインターフェースとして機能するため、機械的なボタンやスイッチなどの素子が使われ、電源スイッチ、モード切り替えスイッチ、操作入力スイッチなどで構成されている。近年ではタッチパネルと呼ばれる抵抗膜式や静電容量式の薄膜素子なども利用されている。すなわち、表示部１０５がタッチパネル型の表示デバイスであれば、表示部１０５が操作部１０４を兼用することができる。これらのシステムを駆動させるために、カメラ本体１００には、電源部（不図示）や発振部（不図示）なども備えられている。なお、電源部は、カメラ本体１００の各ブロックに電源を供給する部分で、外部から供給される商用電源やバッテリーなどの電源を任意の電圧に変換し、分配する機能を持つ。発振部はクリスタルと呼ばれる発振素子である。カメラ制御部１０１などは、この発振素子から入力される単一周期的な信号を基準として所望のタイミング信号を生成し、プログラムシーケンスを進めていく。

表示部１０５は、ユーザが視認することができる表示デバイスであり、カメラ本体１００の動作状況を確認することができる。例えば、被写体の画像信号に基づいて画像処理が施された映像や、設定メニューなどを表示する。表示部１０５の表示素子としては、ＬＣＤ（ＬＩＱＵＩＤ ＣＲＹＳＴＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹ）を採用するが、有機ＥＬ（ＯＲＧＡＮＩＣ ＥＬＥＣＴＲＯＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ）を採用する構成であってもよい。

記憶部１０６は、映像信号（映像データ）や種々の設定データを記録可能な記録手段であって、大容量記憶素子により構成されている。例えば、記憶部１０６としては、ＨＤＤ（ＨＡＲＤ ＤＩＳＣ ＤＲＩＶＥ）やＳＳＤ（ＳＯＬＩＤ ＳＴＡＴＥ ＤＲＩＶＥ）などが利用され、カメラ本体１００に対して着脱可能であってもよい。以上が、本実施形態に係るカメラシステムの一例である。

（露出制御処理）
以下、本実施形態に係る被写体を撮像する際の露出制御処理について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る露出制御処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ４０１でカメラ制御部１０１は、ＡＥ（ＡＵＴＯ ＥＸＰＯＳＵＲＥ）蓄積パラメータを設定する。ＡＥ蓄積パラメータとしては、画像サイズ、蓄積時間、撮影感度（ゲイン）などが含まれ、主に、撮像素子１０２の構成に依存する。なお、設定したＡＥ蓄積パラメータは前述したＲＡＭに記憶される。

次に、ステップＳ４０２でカメラ制御部１０１は、ステップＳ４０１で設定したＡＥ蓄積パラメータに基づいて、撮像素子１０２を駆動しＡＥ蓄積を行う。本実施形態におけるＡＥ蓄積とは、露出制御用の評価値（測光値）を取得するための撮像素子１０２を用いた電荷蓄積動作である。ＡＥ蓄積用の露出制御値は、予め定められた値を用いる。

次に、ステップＳ４０３でカメラ制御部１０１は、ステップＳ４０２のＡＥ蓄積で得られた画像信号の平均値に基づく評価値を取得する。そして、カメラ制御部１０１は、取得された評価値に基づいて、測光結果として被写体の代表輝度（測光値）を求める。なお、測光値の算出方法としては、画像信号に対応する画角を複数のブロックに分割し、ブロックごとに対応する画素から出力される信号の平均値を求め、ブロックごとに求めた平均値を加算平均することで測光値（代表輝度）を算出する。測光値の単位は、所謂ＡＰＥＸ（ＡＤＤＩＴＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭ ＯＦ ＰＨＯＴＯＧＲＡＰＨＩＣ ＥＸＰＯＳＵＲＥ）システムにおける１ＢＶを輝度値の１段分とするが、他の単位を用いてもよい。

次に、ステップＳ４０４でカメラ制御部１０１は、先に求めた測光値に基づいて露出制御値を決定する。本実施形態に係る露出制御値は、シャッター速度（蓄積時間）、絞り値、撮影感度であって、被写体を撮像して得られる画像の明るさを調整することが可能なパラメータである。なお、決定した露出制御値は前述したＲＡＭに記憶される。

次に、ステップＳ４０５でカメラ制御部１０１は、ユーザにより撮像準備が指示されたか否かを判定する。本実施形態では、操作部１０４のレリーズスイッチが半押しされている状態（ＳＷ１状態と称す）である否かを、カメラ制御部１０１が判定することで、撮像準備指示の有無を判断する。なお、レリーズスイッチの半押し以外に、フォーカス位置の調整や測光の指示を撮像準備指示とみなしてもよい。

なお、ステップＳ４０１～Ｓ４０５の処理は、カメラ本体１００の電源がオンされたことに応じて実行され、以降は所定の時間間隔（例えば５秒に１回など）で、実行される構成であればよい。この構成により、表示部１０５へのライブビュー表示中であっても、定期的に被写体の明るさに対する最適な露出制御を実行することができるため、電力の消費を低減しつつ、ライブビュー表示が不自然な明るさとなることを抑制することができる。

撮像準備指示がされた（ステップＳ４０５でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ４０６でカメラ制御部１０１は、撮像用の測光演算を開始し、撮像用の測光値を取得する。なお、測光値の演算方法は、前述したステップＳ４０３と略同一であるため、説明は省略する。

次に、ステップＳ４０７でカメラ制御部１０１は、撮像用の露出制御値を演算する。なお、撮影用の露出制御値の演算方法は、前述したステップＳ４０４と略同一であるため、説明は省略する。そして、算出された撮像用の露出制御値は前述したＲＡＭに記憶される。

ここで、図５を参照して、ステップＳ４０４およびＳ４０７で実行される露出制御値の演算処理について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る、撮像用の露出制御値演算処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ５０１でカメラ制御部１０１は、測光演算により求められた測光値（代表輝度）に基づいて目標Ｂｖ値を決定する。なお、目標Ｂｖ値は、予めカメラ本体１００に格納されている基準に基づいて決定される。決定された目標Ｂｖ値は前述したＲＡＭに記憶される。

次に、ステップＳ５０２でカメラ制御部１０１は、記憶部１０６に予め格納されているプログラム線図を用いて、ステップＳ５０１で求めた目標Ｂｖ値に応じた露出制御値を決定する。ここで、本実施形態に係る露出制御用のプログラム線図は、撮影条件に応じて一組の露出制御値を決定する。本実施形態に係る露出制御値の関係としては、前述したＡＰＥＸシステムに基づく絞り値、蓄積時間（シャッター速度）、撮影感度に基づいて、以下の式（１）を満たす。

Ｂｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ－Ｓｖ・・・（１）
式（１）において、Ａｖは絞り値、Ｔｖは蓄積時間（シャッター速度）、Ｓｖは撮影感度（例えば、ＩＳＯ感度）、Ｂｖは輝度を表す。

ここで、ＡＰＤフィルタ２０２が設けられていないレンズユニットであれば、前述したように絞りに関するＴ値とＦ値とが略同一であるため、プログラム線図上におけるＡｖの値になるようにカメラ本体１００のＦ値を調整すればよい。しかしながら、ＡＰＤフィルタ２０２を備えるレンズユニット２００がカメラ本体１００に装着されている際は、前述したようにＴ値とＦ値とが一致しない場合がある。したがって、ＡＰＤフィルタ２０２を備えるレンズユニット２００を用いて被写体を撮像する場合は、プログラム線図上におけるＡｖの値をＴ値に換算する。

本実施形態では、ＡＰＤフィルタ２０２の有無に応じて、露出制御に用いる絞り値（Ａｖ）を、Ｆ値を基準として算出するか、Ｔ値を基準として算出するかを切り替える。ステップＳ５０３でカメラ制御部１０１は、カメラ本体１００に装着されているレンズユニットがＡＰＤフィルタを備えているか否かを判定する。なお、ステップＳ５０３の判定としては、例えば、カメラ本体１００にレンズユニット２００が装着された状態で、レンズの種類情報（ＩＤ）をカメラ本体１００側で受け、当該レンズ種類情報に基づいて、ＡＰＤフィルタ２０２の有無を判定する構成であればよい。そのほか、絞り径が開放の状態で得たサンプル画像に基づき、ＡＰＤフィルタ２０２の有無を画像から判定する構成であってもよく、ＡＰＤフィルタ２０２の有無の判定方法としてはどのような方法であってもよい。

カメラ本体１００に装着されているレンズユニットがＡＰＤフィルタ２０２を備えていない（ステップＳ５０３でＮｏと判定）された場合は処理を終了する。カメラ本体１００に装着されているレンズユニットがＡＰＤフィルタ２０２を備えている（ステップＳ５０３でＹｅｓと判定）された場合、ステップＳ５０４に進み、ステップＳ５０２で求めた露出制御値における絞り値（Ｔ値）をＦ値に変換する。

ここで、図６を用いてステップＳ５０４で実行するＴ値－Ｆ値変換処理の詳細について説明する。図６は、本発明の実施形態に係る、Ｔ値－Ｆ値変換処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ６０１でカメラ制御部１０１は、レンズ制御部２０３のＲＯＭに記録された、Ｔ値からＦ値への変換情報を読み出す。当該変換情報は、カメラ本体１００にレンズユニット２００が装着された状態で、前述した各端子群に設けられた通信用の端子を介して、レンズユニット２００からカメラ本体１００側に送信され、前述した記憶部１０６またはＲＡＭに記録される。

なお、カメラ本体１００がレンズユニット２００から変換情報を受け取るタイミングはどのようなタイミングであってもよい。本実施形態では、カメラ本体１００の電源がオンされた際の初期通信でレンズユニット２００から受け取るものとする。また、変換情報は、ステップＳ６０１の処理を実行するタイミングで、カメラ制御部１０１が、レンズユニット２００側に設けられた不図示のメモリから適宜読み出す構成であってもよい。

次に、ステップＳ６０２でカメラ制御部１０１は、先に取得した変換情報に基づいて、１つのＴ値に対して複数のＦ値が対応付けられているか否かを判定する。前述したように、本実施形態のレンズユニット２００は、ＡＰＤフィルタ２０２を備えているため、絞り２０４の開口径は変化するが絞り２０４を通過する光量が変化しない領域が存在する。この場合、絞り２０４の開口径に関するパラメータであるＦ値は変化するが、Ｆ値が変化しても、絞り２０４を介してカメラ本体側に入射する光の光量が変化しないため、１つのＴ値に対して同じ光量を得ることができる複数のＦ値が存在する。換言すると、１つのＴ値に対して複数のＦ値を設定することができる。

Ｔ値に対して複数のＦ値を設定できない（ステップＳ６０２でＮＯ）と判定された場合、Ｔ値に対応するＦ値の組み合わせは１つのみであるため、Ｔ値に対して予め定められた所定のＦ値へと絞り値のパラメータを変換し、Ｆ値変換処理を終了する。

Ｔ値に対して複数のＦ値を設定できる（ステップＳ６０２でＹＥＳ）と判定された場合は、Ｔ値に対応するＦ値の組み合わせは複数存在するため、Ｔ値に対する最適なＦ値へと変換するためにステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０４でカメラ制御部１０１は、現在の撮影条件に関する情報を検出する。本実施形態における撮影条件に関する情報は、記録モード（静止画または動画など）や撮影モード（風景、集合写真、ポートレート）を指すが、これに限定されるものではない。例えば、撮影条件に関する情報として、被写体に対する自動合焦処理（オートフォーカス）の方式や、画像信号の出力方式など、モード以外の情報であってもよい。

次に、ステップＳ６０５でカメラ制御部１０１は、ステップＳ６０４で取得した撮影条件に関する情報が所定の条件を満たすか否かを判定する。具体的に、本実施形態では、ステップＳ６０５で現在の記録モードが静止画モードであるか動画モードであるか判定する。記録モードが静止画モードである（ステップＳ６０５でＹＥＳ）と判定された場合はステップＳ６０６に進み、記録モードが動画モードである（ステップＳ６０５でＮＯ）と判定された場合はステップＳ６０９に進む。

次に、ステップＳ６０６でカメラ制御部１０１は、ステップＳ６０４で取得した撮影条件に関する情報に基づいて、現在の撮影モードが風景モードまたは集合写真モードであるか否かを判定する。ここで、風景モードや集合写真モードでは、画角内に存在する被写体に対して全体的に合焦するように、絞りの開口径を小さくして被写界深度を広く（深く）するのが好ましい。

そこで、撮影モードが風景モードまたは集合写真モードである（ステップＳ６０６でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ６０７でカメラ制御部１０１は、Ｔ値に対応する複数のＦ値の中から、絞り２０４が小絞り側となるＦ値へと変換する。なお、ステップＳ６０６で判定する特定の撮影モードとしては上述したモードに限定されるものではなく、例えば、絞り２０４の開口径を小絞りとした方が好ましい撮影モードであればよく、例えば、星空を撮影するのに適した撮影モードなどにも適用できる。

撮影モードが風景モードまたは集合写真モードではない（ステップＳ６０６でＮＯ）と判定された場合、ステップＳ６０８でカメラ制御部１０１は、Ｔ値に対応する複数のＦ値の中から、絞り２０４が開放側となるＦ値へと変換する。複数のＦ値を選択できる場合、ＡＰＤフィルタ２０２の効果が最大となるのは、被写界深度が狭く（浅く）背景のボケ量が最大となる絞りの開放側である。したがって、本実施形態では、Ｔ値に対して複数のＦ値を選択できる場合、意図的に被写界深度を広く（深く）したい被写体を撮影する場合以外は、ＡＰＤフィルタ２０２の効果が最大となる開放側のＦ値へ変換する。この構成により、被写体のボケ像の輪郭の描写が滑らかになり、被写体を撮像することで得られる画像において高品位なボケ表現を可能にする。

次に、ステップＳ６０５の判定結果により、現在の撮影モードが動画モードであると判定された場合の処理について説明する。ステップＳ６０９でカメラ制御部１０１は、現在の撮影モードが人物撮影に適した所謂ポートレートモードであるか否かを判定する。ここで、ポートレートモードでは、絞りの開口径を大きくして被写界深度を狭く（浅く）することで、人物の背景領域が滑らかにボケ、人物像が強調されるのが好ましい。

そこで、撮影モードがポートレートモードである（ステップＳ６０９でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ６１０でカメラ制御部１０１は、Ｔ値に対応する複数のＦ値の中から、絞り２０４が開放側となるＦ値へと変換する。なお、ステップＳ６０９で判定する特定の撮影モードとしては上述したモードに限定されるものではなく、例えば、絞り２０４の開口径を開放側とした方が好ましい撮影モードであればどのような撮影モードなどにも適用できる。例えば、ペットなどの動物を主被写体とする撮影モードでも、上述したステップＳ６１０の処理を適用して、Ｔ値から開放側のＦ値へ変換するのが望ましい。

撮影モードがポートレートモードではない（ステップＳ６０９でＮＯ）と判定された場合、ステップＳ６１４でカメラ制御部１０１は、Ｔ値に対応する複数のＦ値の中から、絞り２０４が小絞り側となるＦ値へと変換する。人物などの被写体を特定して動画を撮影する場合を除き、動画では被写体の変化を連続的に記録するため、動画において被写体の合焦位置や合焦度合いが頻繁に変化するのは望ましくない。また、静止画と比較して、動画を撮影する場合は、画角内に存在するより多くの情報を映像として記録したいという要望も多い。すなわち、人物など特定の被写体を主被写体とする撮影モード以外の動画撮影時は、被写界深度を広く（深く）するのが好ましい。

次に、ステップＳ６１１でカメラ制御部１０１は、Ｔ値に対応して選択可能なＦ値のうち、現在のＦ値からの変化段数が所定段数以上のＦ値を含んでいるか否かを判定する。なお、当該段数は、前述したように、ＡＰＥＸシステムに準ずる露出の変化度合いを示す。本実施形態では、ステップ６１１において、選択可能なＦ値の中に、現在のＦ値に対して０．５段以上の差異があるＦ値が含まれているか否かが判定される。

次に、ステップＳ６１２でカメラ制御部１０１は、ステップＳ６１１で判定した所定段数以上の変化が生じるＦ値の変化段数を所定値にクリップ（固定）する。本実施形態では、前述した所定の値を０．３段とする。そして、ステップＳ６１３でカメラ制御部１０１は、現在の（変更前の）Ｆ値にステップＳ６１２の処理でクリップされた段数を加算して、変換対象のＦ値を決定する。

ステップＳ６１１～Ｓ６１３の処理は、動画におけるボケ像が不自然に変化することを抑制するための処理である。動画における映像効果として、ボケ像の時系列の変化は動画の品位に大きく影響を与える。特に、ＡＰＤフィルタ２０２を用いた場合、Ｆ値に対するＴ値の変化比が小さい領域では、小さい光量変化に対するボケ像の時系列の変化が大きくなり、不自然なボケ像の変化となる。そこで、ステップＳ６１１～Ｓ６１３の処理を実行することで、絞りの開口径の変化率が大きくなり、ボケ像の変化が極端に大きくなると想定される場合であっても、Ｆ値の急激な変化を抑制するために、開放側と小絞り側の間のＦ値へと変換することが可能となる。この構成により、前回設定したＦ値に対するＦ値の変化に応じて、絞りの開口径の変化率を所定の値以下に抑制することができるため、徐々に絞りの開口径を変更することができ、動画像におけるボケ像が滑らかに変化させることができる。

なお、前述したＳ６１１～Ｓ６１３で判定する条件以外にも、撮影条件に応じてＴ値から変換するＦ値を、絞りの開放と小絞りの間のＦ値へ変換する条件としては、種々の条件を適用することができる。例えば、特定の撮影モードが設定されていない場合など、撮影対象を特定するのが難しい場合に、選択可能なＦ値のうち、開放側と小絞り側の略中間に該当するＦ値を、Ｔ値から変換するＦ値とする構成であってもよい。以上が、本実施形態に係るＴ値－Ｆ値変換処理であって、当該処理の終了に伴って図５に図示する撮像用の露出制御値演算処理を終了する。

図４に戻り、ステップＳ４０８でカメラ制御部１０１は、撮像指示がされたか否かを判定する。本実施形態では、操作部１０４のレリーズスイッチが全押しされている状態（ＳＷ２状態と称す）である否かを、カメラ制御部１０１が判定することで、撮像指示の有無を判断する。

本実施形態では、レリーズスイッチが全押しされ撮像指示がされるまでは、ステップＳ４０１～Ｓ４０８の処理を繰り返す。レリーズスイッチが全押しされた（ステップＳ４０８でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ４０９でカメラ制御部１０１は、先に求められた撮像用の露出制御値に基づいて被写体の撮像を開始し、露出制御処理を終了する。

なお、図４に図示するフローは、特に静止画を撮影する際の露出制御を鑑みた処理について説明しているが、動画を撮影する際の露出制御は、これに限定されるものではない。例えば、動画撮影時は、撮像用測光値演算処理に移行する際に、撮像準備指示（ＳＷ１状態への移行）の有無を判断する必要はなく、所謂ライブビュー表示中に所定の間隔で測光演算を繰り返す構成であればよい。また、撮像指示（ＳＷ２状態への移行）の有無によらず、例えば、専用の動画の記録開始を指示する部材（不図示）などが操作されたことに応じて動画の記録を開始する構成であってもよい。

以上説明したように、本実施形態では、ＡＰＤフィルタを介いて被写体を撮像する際に、任意のＴ値に対して複数のＦ値を選択し得る場合であっても、撮影条件に応じて最適な絞りの開口径を設定することができる。この構成により、開口径の違いにより、ユーザの意図しない効果の画像が得られることを抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、前述した実施形態においてカメラ本体１００は、レンズユニット２００を着脱可能な、所謂レンズ交換式の撮像装置である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、カメラ本体１００がレンズユニット２００を内蔵した所謂レンズ一体型の撮像装置であってもよい。この場合、レンズユニット２００がＡＰＤフィルタ２０２を備えていれば、上述したＴ値－Ｆ値変換処理を実行することで、撮影条件に応じた最適なＦ値（すなわち、絞りの開口径）を設定することができる。

また、前述した実施形態では、例えば、レンズユニット２００がＡＰＤフィルタ２０２を備える構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、カメラ本体１００に着脱可能なレンズアダプタの内部にＡＰＤフィルタを備える構成であってもよい。この場合、レンズアダプタは、カメラ本体１００に着脱可能な第１の側（例えば第１のマウント部）と、絞り２０４を備えたレンズユニットを着脱可能な第２の側（例えば第２のマウント部）とが、光軸方向において互いに反対側に備えられている。そして、レンズアダプタが前述した端子群を備え、カメラ本体１００がレンズアダプタ、またはレンズアダプタを介したレンズユニットから、Ｔ値とＦ値との変換情報を読み出す構成であればよい。

また、前述した実施形態では、ＡＰＤフィルタ２０２を用いて、光軸に対する径方向における光の透過率を異ならせる構成について説明したが、これに限定されるものではない。光軸に対する径方向における光の透過率を異ならせることができれば、ＡＰＤフィルタ２０２以外の光学部材を用いる構成にも前述した実施形態は適用可能である。

また、前述した実施形態では、Ｔ値からＦ値への変換情報をカメラ本体１００の外部から読み取る構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、カメラ本体１００のＲＯＭにＴ値からＦ値への変換情報を格納する構成であってもよい。

また、前述した実施形態では、カメラ制御部１０１を中心として撮像システムを構成する各部が互いに連携して動作することで、装置全体としての動作を制御する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、前述した各図に図示したフローに従った（コンピュータ）プログラムを予めカメラ本体１００のＲＯＭなどに記憶しておく。そして、当該プログラムを、カメラ制御部１０１などのマイクロプロセッサが実行することで、撮像システム全体に係る動作を制御するような構成であってもよい。また、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。また、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／光磁気記録媒体でもあってもよい。

また、前述した実施形態では、本発明を実施する撮像装置の一例としてデジタルカメラを想定して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、デジタルビデオカメラやスマートフォンなどの可搬デバイスやウェアラブル端末、セキュリティーカメラなど、種々の撮像装置を採用する構成であってもよい。

（その他の実施形態）
また本発明は、上述の実施形態の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ーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。

１００ カメラ本体
１０１ カメラ制御部
１０２ 撮像素子
１０３ シャッター
１０４ 操作部
１０５ 表示部
１０６ 記憶部
１０７ カメラ本体に備えられる通信端子
１０８ ＡＦセンサー
２００ レンズユニット
２０１ 撮像光学系
２０２ ＡＰＤフィルタ
２０３ レンズ制御部
２０４ 絞り
２０５ 絞り制御部
２０６ レンズ駆動部
２０７ レンズ本体に備えられる通信端子

Claims (15)

1. 撮像手段を備え、前記撮像手段に入射する光量を調整する絞りの開口径を制御可能な撮像装置であって、
   測光手段と、
   前記測光手段を用いた測光結果に基づいて、前記絞りの開口径を含む複数の露出制御値を制御する露出制御手段と、
   前記撮像手段に入射する光束が、所定の光学部材を介して入射するか否かを判定する第１の判定手段と、
   前記第１の判定手段により、前記所定の光学部材を介して前記撮像手段に光束が入射すると判定された場合に、前記撮像手段に入射する光量が略同一となる前記絞りの開口径を示すＦ値が複数存在するか否かを判定する第２の判定手段と、
   を有し、
   前記所定の光学部材は、光軸に対する径方向において、透過する光量が段階的に異なり、
   前記露出制御手段は、前記第２の判定手段により、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合に、撮影条件に関する情報に応じて設定するＦ値が異なるように制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記露出制御手段は、前記測光手段の測光結果に基づいて、前記絞りの開口径と光の透過率を示すＴ値を演算する算出手段を有し、
   前記第２の判定手段は、前記算出手段が算出したＴ値に対して前記撮像手段に入射する光量が略同一となるＦ値が複数存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第２の判定手段は、Ｔ値とＦ値との変換情報に基づいて、任意のＴ値に対して前記撮像手段に入射する光量が略同一となるＦ値が複数存在するか否かを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. 前記撮像装置は、前記絞り及び前記所定の光学部材を備えたレンズユニットを着脱可能であって、
   前記Ｔ値とＦ値との変換情報は、前記撮像装置により前記レンズユニットから読み出すことが可能であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記撮像装置は、前記所定の光学部材を備えたアダプタを着脱可能であって、
   前記アダプタは、前記絞りを備えたレンズユニットを着脱可能であって、
   前記Ｔ値とＦ値との変換情報は、前記撮像装置により前記アダプタから読み出すことが可能であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記所定の光学部材および前記絞りを備えることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
7. 前記所定の光学部材は、アポダイゼーションフィルタであることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
8. 前記露出制御手段は、前記第２の判定手段により、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合であって、前記撮影条件に関する条件に基づいて、画角内に被写界深度を狭くするのが好ましい所定の被写体が存在する撮影条件では、開放側のＦ値を設定するように制御することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
9. 前記露出制御手段は、前記第２の判定手段により、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合であって、前記撮影条件に関する条件に基づいて、画角内に被写界深度を広くするのが好ましい撮影条件では、小絞り側のＦ値を設定するように制御することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
10. 前記撮影条件に関する情報は、撮影モードに関する情報であって、
    前記露出制御手段は、前記第２の判定手段により、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合であって、撮影モードがポートレートモードである場合は、開放側のＦ値を設定することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
11. 前記撮影条件に関する情報は、撮影モードに関する情報であって、
    前記露出制御手段は、前記第２の判定手段により、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合であって、撮影モードが風景モードである場合は、小絞り側のＦ値を設定することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
12. 前記所定の光学部材は、光軸に対する径方向において、透過する光量が段階的に異なる第１の領域と、透過する光量が略同一である第２の領域とを含み、
    前記第２の判定手段は、前記所定の光学部材の前記第１の領域を介して前記撮像手段に光束が入射する場合に、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の撮像装置。
13. 前記露出制御手段は、動画を撮影する場合であって、前記第２の判定手段により、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合、前記撮影条件に関する情報に基づいて、前回設定したＦ値に対する前記絞りの開口径の変化率が所定の値以下となるように新たにＦ値を設定することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の撮像装置。
14. 撮像手段を備え、前記撮像手段に入射する光量を調整する絞りの開口径を制御可能な撮像装置の制御方法であって、
    測光工程と、
    前記測光工程での測光結果に基づいて、前記絞りの開口径を含む複数の露出制御値を制御する露出制御工程と、
    前記撮像手段に入射する光束が、所定の光学部材を介して入射するか否かを判定する第１の判定工程と、
    前記第１の判定工程で、前記所定の光学部材を介して前記撮像手段に光束が入射すると判定された場合に、前記撮像手段に入射する光量が略同一となる前記絞りの開口径を示すＦ値が複数存在するか否かを判定する第２の判定工程と、
    を有し、
    前記所定の光学部材は、光軸に対する径方向において、透過する光量が段階的に異なり、
    前記露出制御工程では、前記第２の判定工程で、前記撮像手段に略同一の光量が入射するＦ値が複数存在すると判定された場合に、撮影条件に関する情報に応じて設定するＦ値が異なるように制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
15. 請求項１４に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータで実行させるためのコンピュータで読み取り可能なプログラム。

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