JP4599025B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出制御用の絞り機構とフィルタ手段を有する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の分野の技術としては、例えば次のようなものがあった。
【０００３】
図８は、従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【０００４】
同図において、１は被写体の結像用レンズ、２は入射光量を制御する絞り機構、３は絞り機構２を駆動する絞り駆動モータ、４は絞り駆動モータ３を駆動する絞り機構駆動装置、５は絞り機構２の状態を検出する絞り状態検出装置であり、６は入射光量を制御するＮＤフィルタ、７はＮＤフィルタ６を駆動するＮＤ駆動モータ、８はＮＤ駆動モータ７を駆動するＮＤ機構駆動装置、９はＮＤ機構手段６の状態を検出するＮＤ状態検出装置である。
【０００５】
１０は入射した光を光電変換するＣＣＤ、１１はＣＣＤ１０を制御し光電変換された信号を読み出すとともに、信号の蓄積時間を制御するいわゆる電子シャッタ機能を制御する撮像素子駆動装置、１２はＣＣＤ１０で光電変換された信号をサンプリングし、信号を電気的に増幅するＣＤＳ／ＡＧＣ、１３はＣＤＳ／ＡＧＣ８の出力であるアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）、１４はガンマ補正後、色分離、色差マトリクス等の処理を施した後に、同期信号を加え標準テレビジョン信号を生成したりする制御機能を有した信号処理装置（以下ＤＳＰと称す）、１５はＤＳＰ１４で処理された画像を記憶しておくメモリ、１６は静止画やその画像情報を記録しておくことが可能な記録媒体、１７はＤＳＰ１４に処理命令を出すマイクロコンピュータ、１８は画像を表示する液晶パネルである。
【０００６】
次に、絞り機構２及びＮＤフィルタ６の制御方法を説明する。
【０００７】
レンズ１から入射した光が絞り機構２とＮＤフィルタ６を通り、それにより制限された光が、ＣＣＤ１０に入射する。ＣＣＤ１０により光電変換された信号がＣＤＳ／ＡＧＣ１２とＡ／Ｄ１３によりディジタル信号に変換されて、ＤＳＰ１４でカメラ信号処理される。ＤＳＰ１４により露出制御用の枠に応じた輝度データがマイクロコンピュータ１７に送信されて、その輝度データに基づき露出制御用計算を行う。その計算結果が露出適正でなかったなら、適正になるように絞り機構２、ＮＤフィルタ６、電子シャッタ、及びＡＧＣを制御する。
【０００８】
これら４つの露出制御パラメーターのうち、絞り機構２とＮＤフィルタ６の制御関係を説明する。まず絞り機構２が開放しており、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径から全退避している状態から、入射する光を少なくする方向に露出を制御するとき、絞り機構２がある開口径まで絞ったら絞り機構２の開口径を固定してから、ＮＤフィルタ６を連続して徐々に挿入させることによりＮＤフィルタにて露出を制御する（図９（ａ）〜（ｅ）参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の撮像装置の露出制御では次のような問題点があった。以下、図９（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
【００１０】
従来の露出制御では、図９（ｂ）に示すように、絞り機構２の開口に対して半分だけなど中途半端にＮＤフィルタ６が挿入されていたり、図９（ｃ）や図９（ｄ）に示すようにＮＤフィルタ６の異なっている濃度が絞り機構２の開口径に混在していたりしていた。
【００１１】
このようにＮＤが絞り機構２の開口径に対し、中途半端に挿入されていたり、異なっている濃度が混在していたりすると、ＮＤフィルタ６の厚み段差や濃度段差などにより、光の回折が発生して画の解像度が落ちてしまうという問題があった。そのため、画の解像度を優先させる静止画撮影においてはＮＤフィルタ６を挿入することはできず、動画撮影時と比較してＮＤフィルタ６の濃度分だけ露出制御のダイナミックレンジが減少してしまっていた。
【００１２】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、露出制御のダイナミックレンジを保ったまま、静止画解像度の劣化を防ぐことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置では、開口径を変えて撮像素子を照射する光量を変化させる絞り機構と、前記絞り機構の開口部に対して、挿入或いは退避することで前記撮像素子に入射する光量を変化させる単一濃度のフィルタ手段とを有し、所定の動作に応じて、複数フレームを記録する第１のモードと１フレームを記録する第２のモードとを切り替え可能な撮像装置において、前記第１のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して一部がかかった状態を含む複数の位置で停止するように制御し、前記第２のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して一部がかかった状態で停止しないように制御する制御手段を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置では、開口径を変えて撮像素子を照射する光量を変化させる絞り機構と、前記絞り機構の開口部に対して、挿入或いは退避することで前記撮像素子に入射する光量を変化させる複数の異なる濃度部分を持ったフィルタ手段とを有し、所定の動作に応じて、複数フレームを記録する第１のモードと１フレームを記録する第２のモードとを切り替え可能な撮像装置において、前記第１のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して少なくとも一部がかかった状態を含む複数の位置で停止するように制御し、前記第２のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、該フィルタ手段の異なる濃度部分が、当該絞り機構の開口部に存在しない状態となるように制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
［第一実施形態］
＜撮像装置の全体構成＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。図８と同符号で示した部分は従来例と同様の機能を有するブロックであるので、その説明を省略する。
【００３９】
本実施形態の撮像装置の構成が図８に示す従来例と異なる点は、動画・静止画切替スイッチ１９をマイクロコンピュータ１７に接続して、動画撮影モードと静止画撮影モードを切り替えるように構成した点である。
【００４０】
まず、動画においては、従来例と同様に単一濃度のＮＤフィルタ６を連続的に絞り機構２の開口径に対して挿入したり退避させたりしている。ここで、動画・静止画切替スイッチ１９により、動画撮影モードから静止画撮影モードに切り替えられたら、切り替えられた時の被写体の蓄積電荷量ＥＶをマイクロコンピュータ１７が計算し、その計算されたＥＶ値を基に絞り機構２の開口径に対しＮＤフィルタ６を全挿入するか全退避するかを決定し、マイクロコンピュータ１７がＮＤフィルタ駆動機構８を制御してＮＤフィルタ６を制御する。その後、被写体の明るさにより、絞り機構２、電子シャッタ及びＡＧＣ制御で露出を制御する。
【００４１】
＜第一実施形態の露出制御＞
次に、静止画撮影モードにおいて、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対して全退避している状態から全挿入するまでの過程について、本実施形態の露出制御図である図２を参照しつつ説明する。
【００４２】
同図に示すように、被写体が明るくなるにつれて絞り機構２が閉じていき、Ｆ１１の開口径で絞り機構２の制御は止められ、続いてＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径を全覆いするように制御される。この時、絞り機構２はＮＤフィルタ６により遮光される光を補正するためにＮＤフィルタ６の濃度分だけ開口径を広げ、絞り機構２の開口径を開けることにより補正しきれない分は電子シャッタスピードを遅くする。すなわちＣＣＤ１０への光の蓄積時間を長くすることにより補正する。この補正制御により、ＮＤフィルタ６の挿入による急激な光量変化を目立たなくすることができる。
【００４３】
本実施形態では、ＮＤフィルタ６は５段分の遮光能力を持っており、絞り機構はＦ１１からＦ４までの３段分の遮光能力であるため、差分の２段分は電子シャッタスピードを１／２５０秒から１／６０秒に２段分明るい方向に制御することにより補正をしている。その後、さらに被写体の明るさが明るくなったら、電子シャッタスピードを１／６０秒から１／２５０秒まで高速にし、絞り機構の開口径をＦ４の開口径からＦ１１の開口径まで絞っていくことにより露出を制御する。
【００４４】
逆に、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対して全挿入されている状態から全退避するまでの露出制御方法は、上述した被写体が明るくなる方向とは逆の被写体が暗くなっていく方向に制御する。すなわち、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対し全挿入されている状態において、電子シャッタスピードが１／６０秒で絞り機構がＦ４の開口径になり、さらに被写体が暗いとマイクロコンピュータ１７が判断したら電子シャッタスピードを１／２５０秒にし、絞り機構２をＦ１１の開口径にして、ＮＤフィルタ６を絞り機構２の開口径に対して全退避する。その後、さらに被写体が暗くなれば電子シャッタスピードと絞り機構２により露出を制御する。
【００４５】
＜第一実施形態のＮＤフィルタ６の駆動制御方法＞
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態におけるＮＤフィルタ６の駆動制御方法について説明する。なお、図３のフローチャートに従ったプログラムをマイクロコンピュータ１７内の記憶装置に格納し動作することにより、次の制御方法を実現させることが可能となる。
【００４６】
まずステップＳ１において、静止画撮影モードかどうかを判断し、静止画撮影モードであった場合は、ステップＳ２に進み、そうでない場合は静止画撮影モードになるまで処理は実行されていない。
【００４７】
ステップＳ２では、今現在ＮＤフィルタ６が挿入されている状態なのか退避された状態なのかを判断し、ＮＤフィルタ６が挿入されていればステップＳ３へ進み、退避されていればステップＳ５に進む。
【００４８】
ステップＳ２において、ＮＤフィルタ６が挿入されておりステップＳ３へ進んだら、ステップＳ３で絞りがＦ４．０よりも開いているかどうか判断をして、開いているならばステップＳ４に進む。開いてなければ、開くまでステップＳ３にて判断を待つ。
【００４９】
ステップＳ４に進んだら、ＮＤフィルタ６を退避させ、絞り機構２をＦ１１まで絞る。その後は、ステップＳ６に進み、シャッタスピードを変化させることにより、露出を適正にする。
【００５０】
ステップＳ２において、ＮＤフィルタ６が退避されておりステップＳ５へ進んだら、ステップＳ５で絞りがＦ１１よりも絞っているかどうか判断をして、絞っているならばステップＳ７に進む。絞ってなければ、絞るまでステップＳ５にて判断を待つ。
【００５１】
ステップＳ７に進んだら、ＮＤフィルタ６を挿入させ、絞り機構２をＦ４．０まで開ける。その後は、ステップＳ６に進みシャッタスピードを変化させることにより、露出を適正にする。
【００５２】
このように本実施形態では、静止画撮影時には、ＮＤフィルタ６を絞りの開口径に対し連続的に挿入していくのではなく、全挿入するか全退避するかの制御を行う。すなわち、絞り機構２がある一定の絞りの開口径になるまで絞りの開口径に対してＮＤフィルタ６を挿入せず、さらに入射光量を少なくしたい場合はＮＤフィルタ６を絞り機構２の開口径を全て覆うようにＮＤフィルタ６を挿入する。このように静止画撮影時においてＮＤフィルタ６を使用することにより、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対して全退避や全覆いではない状態である時に起きる光の回折による画像解像度の劣化を防ぎ、さらに動画と同様の露出制御のダイナミックレンジを確保することができる。
【００５３】
［第二実施形態］
図４は、本発明の第二実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。上記第一実施形態のブロック図（図１）と同符号で示した部分は、第一実施形態と同様の機能を有するブロックであるので、その説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の撮像装置の構成が図１に示す第一実施形態と異なる点は、単一濃度のＮＤフィルタ６に代えて、複数の濃度を持った多濃度ＮＤフィルタ２１を用いた点である。
【００５５】
次に、静止画撮影モードにおいて、多濃度ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全退避している状態から全挿入するまでの過程について、本実施形態の露出制御図である図５を参照しつつ説明する。
【００５６】
図５に示すように、被写体が明るくなるにつれて絞り機構２が閉じていき、Ｆ１１の開口径で絞り機構２の制御は止められ、続いて、多濃度ＮＤフィルタ２１をその一番濃い濃度の部分が絞り機構２の開口径を全て覆うように制御する。
【００５７】
そして、絞り機構２は多濃度ＮＤフィルタ２１により遮光される光を補正するために、ＮＤフィルタ２１の異なる濃度部分が絞り機構２の開口径に存在しないように絞り機構２の開口径を広げる。この時、絞り機構２の開口径を開けることにより補正しきれない分は、上記第一実施形態と同様に電子シャッタスピードを遅くする。
【００５８】
本実施形態では、多濃度ＮＤフィルタ２１は５段分の遮光能力を持っており、絞り機構２はＦ１１からＦ４までの３段分の遮光能力であるため、差分の２段分は電子シャッタスピードを１／２５０秒から１／６０秒に２段分明るい方向に制御することにより補正をしている。その後、さらに被写体の明るさが明るくなったら、上記第一実施形態と同様に、電子シャッタスピードを１／６０秒から１／２５０秒まで高速にし、絞り機構２の開口径をＦ４の開口径からＦ１１の開口径まで絞っていくことにより露出を制御する。
【００５９】
逆に、多濃度ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全挿入されている状態から全退避するまでの露出制御方法は、上記第一実施形態と同様に、上述した被写体が明るくなる方向とは逆の被写体が暗くなっていく方向に制御する。
【００６０】
このように本実施形態では、複数の濃度をもったＮＤフィルタ２１を搭載した撮像装置の静止画撮影時には、ＮＤフィルタ２１を絞りの開口径に対し連続的に挿入していくのではなく、全挿入するか全退避するかの制御を行う。すなわち、絞り機構２がある一定の絞りの開口径になるまで絞りの開口径に対してＮＤフィルタ２１を挿入せず、さらに入射光量を少なくしたい場合は、ＮＤフィルタ２１の単一の濃度部分で絞り機構２の開口径を全て覆うようにＮＤフィルタ２１を挿入する。このように静止画撮影時においてＮＤフィルタ２１を使用することにより、ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全退避や全覆いではない状態である時に起きる光の回折や、ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して、ＮＤフィルタ２１の濃度の違う部分を混在させて全覆いしている状態の時に起きる光の回折による画像解像度の劣化を防ぎ、さらに動画と同様の露出制御のダイナミックレンジを確保することができる。
【００６１】
［第三実施形態］
図６は、本発明の第三実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図であり、従来例のブロック図（図８）と同符号で示した部分は、従来例と同様の機能を有するブロックであるので、その説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の撮像装置の構成が図８に示す従来例と異なる点は、静止画画像サイズ切替スイッチ２０をマイクロコンピュータ１７に接続して、静止画像の画像サイズを切り替えるように構成した点である。
【００６３】
まず、低解像度であるサイズの小さい静止画画像サイズ（例えば６４０×４８０ピクセル：図７（ａ）参照）が、静止画画像サイズ切替スイッチ２０により選択されているときは、従来例と同様にＮＤフィルタ６を連続的に絞り機構２の開口径に対して挿入したり退避させたりする。
【００６４】
ここで、切替スイッチ２０によって、低解像度モードから高解像度モードに切り替えられ、画像サイズが大きい静止画画像サイズ（例えば１２８０×９６０ピクセル：図７（ｂ）参照）に選択されたら、切り替えられた時の被写体の蓄積電荷量ＥＶをマイクロコンピュータ１７が計算し、その計算されたＥＶ値を基に絞り機構２の開口径に対しＮＤフィルタ６を全挿入するか全退避するかを決定し、マイクロコンピュータ１７がＮＤフィルタ６駆動機構８を制御してＮＤフィルタ６を制御する。その後、被写体の明るさにより絞り機構２、電子シャッタ、及びＡＧＣ制御により露出を制御する。
【００６５】
なお、本実施形態では、単一濃度のＮＤフィルタ６を例にとって説明したが、上記第二実施形態で示したように多濃度ＮＤフィルタ２１を用いる構成であってもよい。高解像度モードにおいて、ＮＤフィルタ６や多濃度ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全退避している状態から全挿入するまでの過程、又は絞り機構２の開口径に対して全挿入している状態から全退避するまでの過程は、上記第一実施形態や第二実施形態と同様である。
【００６６】
このように本実施形態では、静止画撮影時、画像記録サイズは大きくなるが高画質な画が撮れるモードと、低画質にはなるが画像サイズは小さくできる画像サイズ切替機能を備えた撮像装置において、ＮＤフィルタ６の制御を画質優先の高画質画像撮影選択時は上述のようにＮＤフィルタ６の制御を挿入又は退避の２種類の制御方法にして、画像サイズ優先の低画質画像撮影選択時では動画撮影時と同様にＮＤフィルタ６を連続的に制御する制御方法に切り替える用にすることにより、低画質撮影時には突然の輝度変化のない滑らかな露出制御をすることができ、高画質撮影時には露出制御のダイナミックレンジを狭くさせないまま、静止画像の解像度の劣化を防ぐことができる。
【００６７】
本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【００６８】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、静止画撮影時と動画撮影時に応じて、フィルタ手段の駆動方法を変えるようにしたので、露出制御のダイナミックレンジを狭くさせないまま、静止画像の解像度の劣化を防ぐことができる。
【００７１】
また、静止画画像サイズに応じて、フィルタ手段の駆動方法を変えるようにしたので、高解像度画像撮影時には露出制御のダイナミックレンジを狭くさせないまま、静止画像の解像度の劣化を防ぐことができ、低解像度画像撮影時には滑らかな露出制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第一実施形態の露出制御図である。
【図３】第一実施形態のＮＤフィルタの駆動制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第二実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第二実施形態の露出制御図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第三実施形態に係る画像サイズ図である。
【図８】従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来例の露出制御図である。
【符号の説明】
２ 絞り機構
３ 絞り機構駆動モータ
４ 絞り機構駆動装置
５ 絞り機構検出装置
６ 単一濃度ＮＤフィルタ
７ ＮＤフィルタ駆動モータ
８ ＮＤフィルタ駆動装置
９ ＮＤフィルタ検出装置
１０ ＣＣＤ
１７ マイクロコンピュータ
１９ 動画・静止画切替スイッチ
２０ 静止画画像サイズ切替スイッチ
２１ 多濃度ＮＤフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出制御用の絞り機構とフィルタ手段を有する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の分野の技術としては、例えば次のようなものがあった。
【０００３】
図８は、従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【０００４】
同図において、１は被写体の結像用レンズ、２は入射光量を制御する絞り機構、３は絞り機構２を駆動する絞り駆動モータ、４は絞り駆動モータ３を駆動する絞り機構駆動装置、５は絞り機構２の状態を検出する絞り状態検出装置であり、６は入射光量を制御するＮＤフィルタ、７はＮＤフィルタ６を駆動するＮＤ駆動モータ、８はＮＤ駆動モータ７を駆動するＮＤ機構駆動装置、９はＮＤ機構手段６の状態を検出するＮＤ状態検出装置である。
【０００５】
１０は入射した光を光電変換するＣＣＤ、１１はＣＣＤ１０を制御し光電変換された信号を読み出すとともに、信号の蓄積時間を制御するいわゆる電子シャッタ機能を制御する撮像素子駆動装置、１２はＣＣＤ１０で光電変換された信号をサンプリングし、信号を電気的に増幅するＣＤＳ／ＡＧＣ、１３はＣＤＳ／ＡＧＣ８の出力であるアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）、１４はガンマ補正後、色分離、色差マトリクス等の処理を施した後に、同期信号を加え標準テレビジョン信号を生成したりする制御機能を有した信号処理装置（以下ＤＳＰと称す）、１５はＤＳＰ１４で処理された画像を記憶しておくメモリ、１６は静止画やその画像情報を記録しておくことが可能な記録媒体、１７はＤＳＰ１４に処理命令を出すマイクロコンピュータ、１８は画像を表示する液晶パネルである。
【０００６】
次に、絞り機構２及びＮＤフィルタ６の制御方法を説明する。
【０００７】
レンズ１から入射した光が絞り機構２とＮＤフィルタ６を通り、それにより制限された光が、ＣＣＤ１０に入射する。ＣＣＤ１０により光電変換された信号がＣＤＳ／ＡＧＣ１２とＡ／Ｄ１３によりディジタル信号に変換されて、ＤＳＰ１４でカメラ信号処理される。ＤＳＰ１４により露出制御用の枠に応じた輝度データがマイクロコンピュータ１７に送信されて、その輝度データに基づき露出制御用計算を行う。その計算結果が露出適正でなかったなら、適正になるように絞り機構２、ＮＤフィルタ６、電子シャッタ、及びＡＧＣを制御する。
【０００８】
これら４つの露出制御パラメーターのうち、絞り機構２とＮＤフィルタ６の制御関係を説明する。まず絞り機構２が開放しており、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径から全退避している状態から、入射する光を少なくする方向に露出を制御するとき、絞り機構２がある開口径まで絞ったら絞り機構２の開口径を固定してから、ＮＤフィルタ６を連続して徐々に挿入させることによりＮＤフィルタにて露出を制御する（図９（ａ）〜（ｅ）参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の撮像装置の露出制御では次のような問題点があった。以下、図９（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
【００１０】
従来の露出制御では、図９（ｂ）に示すように、絞り機構２の開口に対して半分だけなど中途半端にＮＤフィルタ６が挿入されていたり、図９（ｃ）や図９（ｄ）に示すようにＮＤフィルタ６の異なっている濃度が絞り機構２の開口径に混在していたりしていた。
【００１１】
このようにＮＤが絞り機構２の開口径に対し、中途半端に挿入されていたり、異なっている濃度が混在していたりすると、ＮＤフィルタ６の厚み段差や濃度段差などにより、光の回折が発生して画の解像度が落ちてしまうという問題があった。そのため、画の解像度を優先させる静止画撮影においてはＮＤフィルタ６を挿入することはできず、動画撮影時と比較してＮＤフィルタ６の濃度分だけ露出制御のダイナミックレンジが減少してしまっていた。
【００１２】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、露出制御のダイナミックレンジを保ったまま、静止画解像度の劣化を防ぐことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置では、開口径を変えて撮像素子を照射する光量を変化させる絞り機構と、前記絞り機構の開口部に対して、挿入或いは退避することで前記撮像素子に入射する光量を変化させる単一濃度のフィルタ手段とを有し、所定の動作に応じて、複数フレームを記録する第１のモードと１フレームを記録する第２のモードとを切り替え可能な撮像装置において、前記第１のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して一部がかかった状態を含む複数の位置で停止するように制御し、前記第２のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して一部がかかった状態で停止しないように制御する制御手段を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置では、開口径を変えて撮像素子を照射する光量を変化させる絞り機構と、前記絞り機構の開口部に対して、挿入或いは退避することで前記撮像素子に入射する光量を変化させる複数の異なる濃度部分を持ったフィルタ手段とを有し、所定の動作に応じて、複数フレームを記録する第１のモードと１フレームを記録する第２のモードとを切り替え可能な撮像装置において、前記第１のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して少なくとも一部がかかった状態を含む複数の位置で停止するように制御し、前記第２のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、該フィルタ手段の異なる濃度部分が、当該絞り機構の開口部に存在しない状態となるように制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
［第一実施形態］
＜撮像装置の全体構成＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。図８と同符号で示した部分は従来例と同様の機能を有するブロックであるので、その説明を省略する。
【００３９】
本実施形態の撮像装置の構成が図８に示す従来例と異なる点は、動画・静止画切替スイッチ１９をマイクロコンピュータ１７に接続して、動画撮影モードと静止画撮影モードを切り替えるように構成した点である。
【００４０】
まず、動画においては、従来例と同様に単一濃度のＮＤフィルタ６を連続的に絞り機構２の開口径に対して挿入したり退避させたりしている。ここで、動画・静止画切替スイッチ１９により、動画撮影モードから静止画撮影モードに切り替えられたら、切り替えられた時の被写体の蓄積電荷量ＥＶをマイクロコンピュータ１７が計算し、その計算されたＥＶ値を基に絞り機構２の開口径に対しＮＤフィルタ６を全挿入するか全退避するかを決定し、マイクロコンピュータ１７がＮＤフィルタ駆動機構８を制御してＮＤフィルタ６を制御する。その後、被写体の明るさにより、絞り機構２、電子シャッタ及びＡＧＣ制御で露出を制御する。
【００４１】
＜第一実施形態の露出制御＞
次に、静止画撮影モードにおいて、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対して全退避している状態から全挿入するまでの過程について、本実施形態の露出制御図である図２を参照しつつ説明する。
【００４２】
同図に示すように、被写体が明るくなるにつれて絞り機構２が閉じていき、Ｆ１１の開口径で絞り機構２の制御は止められ、続いてＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径を全覆いするように制御される。この時、絞り機構２はＮＤフィルタ６により遮光される光を補正するためにＮＤフィルタ６の濃度分だけ開口径を広げ、絞り機構２の開口径を開けることにより補正しきれない分は電子シャッタスピードを遅くする。すなわちＣＣＤ１０への光の蓄積時間を長くすることにより補正する。この補正制御により、ＮＤフィルタ６の挿入による急激な光量変化を目立たなくすることができる。
【００４３】
本実施形態では、ＮＤフィルタ６は５段分の遮光能力を持っており、絞り機構はＦ１１からＦ４までの３段分の遮光能力であるため、差分の２段分は電子シャッタスピードを１／２５０秒から１／６０秒に２段分明るい方向に制御することにより補正をしている。その後、さらに被写体の明るさが明るくなったら、電子シャッタスピードを１／６０秒から１／２５０秒まで高速にし、絞り機構の開口径をＦ４の開口径からＦ１１の開口径まで絞っていくことにより露出を制御する。
【００４４】
逆に、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対して全挿入されている状態から全退避するまでの露出制御方法は、上述した被写体が明るくなる方向とは逆の被写体が暗くなっていく方向に制御する。すなわち、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対し全挿入されている状態において、電子シャッタスピードが１／６０秒で絞り機構がＦ４の開口径になり、さらに被写体が暗いとマイクロコンピュータ１７が判断したら電子シャッタスピードを１／２５０秒にし、絞り機構２をＦ１１の開口径にして、ＮＤフィルタ６を絞り機構２の開口径に対して全退避する。その後、さらに被写体が暗くなれば電子シャッタスピードと絞り機構２により露出を制御する。
【００４５】
＜第一実施形態のＮＤフィルタ６の駆動制御方法＞
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態におけるＮＤフィルタ６の駆動制御方法について説明する。なお、図３のフローチャートに従ったプログラムをマイクロコンピュータ１７内の記憶装置に格納し動作することにより、次の制御方法を実現させることが可能となる。
【００４６】
まずステップＳ１において、静止画撮影モードかどうかを判断し、静止画撮影モードであった場合は、ステップＳ２に進み、そうでない場合は静止画撮影モードになるまで処理は実行されていない。
【００４７】
ステップＳ２では、今現在ＮＤフィルタ６が挿入されている状態なのか退避された状態なのかを判断し、ＮＤフィルタ６が挿入されていればステップＳ３へ進み、退避されていればステップＳ５に進む。
【００４８】
ステップＳ２において、ＮＤフィルタ６が挿入されておりステップＳ３へ進んだら、ステップＳ３で絞りがＦ４．０よりも開いているかどうか判断をして、開いているならばステップＳ４に進む。開いてなければ、開くまでステップＳ３にて判断を待つ。
【００４９】
ステップＳ４に進んだら、ＮＤフィルタ６を退避させ、絞り機構２をＦ１１まで絞る。その後は、ステップＳ６に進み、シャッタスピードを変化させることにより、露出を適正にする。
【００５０】
ステップＳ２において、ＮＤフィルタ６が退避されておりステップＳ５へ進んだら、ステップＳ５で絞りがＦ１１よりも絞っているかどうか判断をして、絞っているならばステップＳ７に進む。絞ってなければ、絞るまでステップＳ５にて判断を待つ。
【００５１】
ステップＳ７に進んだら、ＮＤフィルタ６を挿入させ、絞り機構２をＦ４．０まで開ける。その後は、ステップＳ６に進みシャッタスピードを変化させることにより、露出を適正にする。
【００５２】
このように本実施形態では、静止画撮影時には、ＮＤフィルタ６を絞りの開口径に対し連続的に挿入していくのではなく、全挿入するか全退避するかの制御を行う。すなわち、絞り機構２がある一定の絞りの開口径になるまで絞りの開口径に対してＮＤフィルタ６を挿入せず、さらに入射光量を少なくしたい場合はＮＤフィルタ６を絞り機構２の開口径を全て覆うようにＮＤフィルタ６を挿入する。このように静止画撮影時においてＮＤフィルタ６を使用することにより、ＮＤフィルタ６が絞り機構２の開口径に対して全退避や全覆いではない状態である時に起きる光の回折による画像解像度の劣化を防ぎ、さらに動画と同様の露出制御のダイナミックレンジを確保することができる。
【００５３】
［第二実施形態］
図４は、本発明の第二実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。上記第一実施形態のブロック図（図１）と同符号で示した部分は、第一実施形態と同様の機能を有するブロックであるので、その説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の撮像装置の構成が図１に示す第一実施形態と異なる点は、単一濃度のＮＤフィルタ６に代えて、複数の濃度を持った多濃度ＮＤフィルタ２１を用いた点である。
【００５５】
次に、静止画撮影モードにおいて、多濃度ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全退避している状態から全挿入するまでの過程について、本実施形態の露出制御図である図５を参照しつつ説明する。
【００５６】
図５に示すように、被写体が明るくなるにつれて絞り機構２が閉じていき、Ｆ１１の開口径で絞り機構２の制御は止められ、続いて、多濃度ＮＤフィルタ２１をその一番濃い濃度の部分が絞り機構２の開口径を全て覆うように制御する。
【００５７】
そして、絞り機構２は多濃度ＮＤフィルタ２１により遮光される光を補正するために、ＮＤフィルタ２１の異なる濃度部分が絞り機構２の開口径に存在しないように絞り機構２の開口径を広げる。この時、絞り機構２の開口径を開けることにより補正しきれない分は、上記第一実施形態と同様に電子シャッタスピードを遅くする。
【００５８】
本実施形態では、多濃度ＮＤフィルタ２１は５段分の遮光能力を持っており、絞り機構２はＦ１１からＦ４までの３段分の遮光能力であるため、差分の２段分は電子シャッタスピードを１／２５０秒から１／６０秒に２段分明るい方向に制御することにより補正をしている。その後、さらに被写体の明るさが明るくなったら、上記第一実施形態と同様に、電子シャッタスピードを１／６０秒から１／２５０秒まで高速にし、絞り機構２の開口径をＦ４の開口径からＦ１１の開口径まで絞っていくことにより露出を制御する。
【００５９】
逆に、多濃度ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全挿入されている状態から全退避するまでの露出制御方法は、上記第一実施形態と同様に、上述した被写体が明るくなる方向とは逆の被写体が暗くなっていく方向に制御する。
【００６０】
このように本実施形態では、複数の濃度をもったＮＤフィルタ２１を搭載した撮像装置の静止画撮影時には、ＮＤフィルタ２１を絞りの開口径に対し連続的に挿入していくのではなく、全挿入するか全退避するかの制御を行う。すなわち、絞り機構２がある一定の絞りの開口径になるまで絞りの開口径に対してＮＤフィルタ２１を挿入せず、さらに入射光量を少なくしたい場合は、ＮＤフィルタ２１の単一の濃度部分で絞り機構２の開口径を全て覆うようにＮＤフィルタ２１を挿入する。このように静止画撮影時においてＮＤフィルタ２１を使用することにより、ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全退避や全覆いではない状態である時に起きる光の回折や、ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して、ＮＤフィルタ２１の濃度の違う部分を混在させて全覆いしている状態の時に起きる光の回折による画像解像度の劣化を防ぎ、さらに動画と同様の露出制御のダイナミックレンジを確保することができる。
【００６１】
［第三実施形態］
図６は、本発明の第三実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図であり、従来例のブロック図（図８）と同符号で示した部分は、従来例と同様の機能を有するブロックであるので、その説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の撮像装置の構成が図８に示す従来例と異なる点は、静止画画像サイズ切替スイッチ２０をマイクロコンピュータ１７に接続して、静止画像の画像サイズを切り替えるように構成した点である。
【００６３】
まず、低解像度であるサイズの小さい静止画画像サイズ（例えば６４０×４８０ピクセル：図７（ａ）参照）が、静止画画像サイズ切替スイッチ２０により選択されているときは、従来例と同様にＮＤフィルタ６を連続的に絞り機構２の開口径に対して挿入したり退避させたりする。
【００６４】
ここで、切替スイッチ２０によって、低解像度モードから高解像度モードに切り替えられ、画像サイズが大きい静止画画像サイズ（例えば１２８０×９６０ピクセル：図７（ｂ）参照）に選択されたら、切り替えられた時の被写体の蓄積電荷量ＥＶをマイクロコンピュータ１７が計算し、その計算されたＥＶ値を基に絞り機構２の開口径に対しＮＤフィルタ６を全挿入するか全退避するかを決定し、マイクロコンピュータ１７がＮＤフィルタ６駆動機構８を制御してＮＤフィルタ６を制御する。その後、被写体の明るさにより絞り機構２、電子シャッタ、及びＡＧＣ制御により露出を制御する。
【００６５】
なお、本実施形態では、単一濃度のＮＤフィルタ６を例にとって説明したが、上記第二実施形態で示したように多濃度ＮＤフィルタ２１を用いる構成であってもよい。高解像度モードにおいて、ＮＤフィルタ６や多濃度ＮＤフィルタ２１が絞り機構２の開口径に対して全退避している状態から全挿入するまでの過程、又は絞り機構２の開口径に対して全挿入している状態から全退避するまでの過程は、上記第一実施形態や第二実施形態と同様である。
【００６６】
このように本実施形態では、静止画撮影時、画像記録サイズは大きくなるが高画質な画が撮れるモードと、低画質にはなるが画像サイズは小さくできる画像サイズ切替機能を備えた撮像装置において、ＮＤフィルタ６の制御を画質優先の高画質画像撮影選択時は上述のようにＮＤフィルタ６の制御を挿入又は退避の２種類の制御方法にして、画像サイズ優先の低画質画像撮影選択時では動画撮影時と同様にＮＤフィルタ６を連続的に制御する制御方法に切り替える用にすることにより、低画質撮影時には突然の輝度変化のない滑らかな露出制御をすることができ、高画質撮影時には露出制御のダイナミックレンジを狭くさせないまま、静止画像の解像度の劣化を防ぐことができる。
【００６７】
本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【００６８】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、静止画撮影時と動画撮影時に応じて、フィルタ手段の駆動方法を変えるようにしたので、露出制御のダイナミックレンジを狭くさせないまま、静止画像の解像度の劣化を防ぐことができる。
【００７１】
また、静止画画像サイズに応じて、フィルタ手段の駆動方法を変えるようにしたので、高解像度画像撮影時には露出制御のダイナミックレンジを狭くさせないまま、静止画像の解像度の劣化を防ぐことができ、低解像度画像撮影時には滑らかな露出制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第一実施形態の露出制御図である。
【図３】第一実施形態のＮＤフィルタの駆動制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第二実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第二実施形態の露出制御図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第三実施形態に係る画像サイズ図である。
【図８】従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来例の露出制御図である。
【符号の説明】
２ 絞り機構
３ 絞り機構駆動モータ
４ 絞り機構駆動装置
５ 絞り機構検出装置
６ 単一濃度ＮＤフィルタ
７ ＮＤフィルタ駆動モータ
８ ＮＤフィルタ駆動装置
９ ＮＤフィルタ検出装置
１０ ＣＣＤ
１７ マイクロコンピュータ
１９ 動画・静止画切替スイッチ
２０ 静止画画像サイズ切替スイッチ
２１ 多濃度ＮＤフィルタ
Claims (7)
- 開口径を変えて撮像素子を照射する光量を変化させる絞り機構と、
前記絞り機構の開口部に対して、挿入或いは退避することで前記撮像素子に入射する光量を変化させる単一濃度のフィルタ手段とを有し、
所定の動作に応じて、複数フレームを記録する第１のモードと１フレームを記録する第２のモードとを切り替え可能な撮像装置において、
前記第１のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して一部がかかった状態を含む複数の位置で停止するように制御し、
前記第２のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して一部がかかった状態で停止しないように制御する制御手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて前記絞り機構の開口部を開くよう変化させる場合であってかつ開口径が所定の開口径に到達した場合に、前記フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部の全部を覆っている状態から該開口部に対して全部が退避している状態となるように制御して、当該絞り機構の開口部を絞るよう制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて前記絞り機構の開口部を閉じるよう変化させる場合であってかつ開口径が所定の開口径に到達した場合に、前記フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して全部が退避している状態から該開口部の全部を覆っている状態となるように制御して、当該絞り機構の開口部を開くよう制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 開口径を変えて撮像素子を照射する光量を変化させる絞り機構と、
前記絞り機構の開口部に対して、挿入或いは退避することで前記撮像素子に入射する光量を変化させる複数の異なる濃度部分を持ったフィルタ手段とを有し、
所定の動作に応じて、複数フレームを記録する第１のモードと１フレームを記録する第２のモードとを切り替え可能な撮像装置において、
前記第１のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して少なくとも一部がかかった状態を含む複数の位置で停止するように制御し、
前記第２のモードにおける撮影時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、該フィルタ手段の異なる濃度部分が、当該絞り機構の開口部に存在しない状態となるように制御する制御手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて前記絞り機構の開口部を開くよう変化させる場合であってかつ開口径が予め定められた開口径に到達した場合に、前記フィルタ手段を、該フィルタ手段の一番濃い濃度の部分が、当該絞り機構の開口部の全部を覆っている状態から該開口部に対して全部が退避している状態となるように制御して、当該絞り機構の開口部を絞るよう制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて前記絞り機構の開口部を閉じるよう変化させる場合であってかつ開口径が予め定められた開口径に到達した場合に、前記フィルタ手段を、該フィルタ手段の一番濃い濃度の部分が、当該絞り機構の開口部に対して全部が退避している状態から該開口部の全部を覆っている状態となるように制御して、当該絞り機構の開口部を開くよう制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
- 前記第２のモードにおいて、撮影する画像のサイズを指定する画像サイズ指定手段を更に有し、
前記制御手段は、前記画像サイズ指定手段により所定の画像サイズよりも大きい画像サイズが指定された時に、前記フィルタ手段が前記絞り機構の開口部にかかる場合には、当該フィルタ手段を、当該絞り機構の開口部に対して一部がかかった状態で停止しないように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
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