JP5592720B2 - 撮影装置および撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮影装置および撮影方法に関し、詳しくは、撮影光学系の光路に多段絞りとＮＤフィルタ等の透過光量変更素子を有する撮影装置および撮影方法に関する。

撮影レンズを通過した被写体光束を用いる所謂コントラスト方式のオートフォーカスでは、焦点深度が浅い状態で検出を行った方が、ピント精度が向上する。そこで、絞りを有するカメラにおいて、絞りを開放状態にしてコントラスト方式によるオートフォーカス動作を行うようにしたカメラが提案されている（特許文献１参照）。

また、被写体の中に高輝度部分が存在するとスミアと呼ばれるノイズが発生し、画像を劣化させる。そこで、ＮＤフィルタにより減光した状態での撮像素子の撮像データと、減光なしの状態での撮像データとを比較し、スミアの発生を検出し、補正するようにした撮像装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００４−２８００４８号公報 特開２００６−１４８６４５号公報

上述の特許文献１に開示のカメラでは、絞りを開放状態にしてオートフォーカス動作を行うことが記載されているが、撮影動作時の絞りの設定については何ら記載されていない。絞りを開放状態で撮影すると、撮影条件が限られてしまい、被写界深度の深い撮影を意図する場合には不適切である。

また、特許文献２に開示の撮像装置では、多段絞りとＮＤフィルタを利用してスミア除去の技術が開示されているものの、オートフォーカス動作において、ピント精度を向上させ、また撮影動作時の多段絞りとＮＤフィルタの設定に関する技術については、記載されていない。すなわち、これらの特許文献には、オートフォーカス動作におけるピント精度を向上させるとともに、露出条件の自由度を高め、撮影時の表現を制約することがないようにすることについては、何ら示唆されていない。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、オートフォーカス動作のピント精度を向上させるとともに、露出条件に自由度を持たせた撮影を自動的に行うことが可能で、かつ撮影の表現範囲を制限することのない撮影装置および撮影方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮影装置は、撮影光学系を介して被写体光を撮像素子により撮像する撮影装置において、上記撮影光学系の光路に配置され、絞り開口の大きさを多段階に調節可能な絞り機構部と、上記撮影光学系の光路に選択的に出し入れ可能なＮＤフィルタ部と、を有し、さらに、撮影モードを設定する撮影モード設定部、または上記撮像素子の撮像出力に基づいて、被写体シーンを認識するシーン認識部のいずれかを１つを少なくとも有し、上記撮像素子の出力に基づいてライブビュー表示、またはＡＦ動作のいずれか１つを行う際には、上記絞り機機構部の絞りを開放とし、上記ＮＤフィルタ部によって光量を調節し、上記撮影モード設定部によって設定された上記撮影モードに応じて、または上記シーン認識部によって認識されたシーンにより、風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが設定された場合は、上記ＮＤフィルタ部を撮影光学系の光路から出し、上記絞り機構部の絞りを絞って、上記絞り機構部の絞りと上記ＮＤフィルタ部を上記ライブビュー表示、またはＡＦ動作を行う際と異なる状態で撮影動作を行う。

第２の発明に係わる撮影装置は、上記第１の発明において、上記撮影モード設定部または上記シーン認識部により、人物の撮影に適した撮影モードであるポートレートモードが設定された場合は、上記絞り機構部の絞りを開放とし、上記ＮＤフィルタ部を撮影光学系の光路に入れ、上記絞り機構部の絞りと上記ＮＤフィルタ部を上記ライブビュー表示、またはＡＦ動作を行う際と同じ状態で撮影動作を行う。

第３の発明に係わる撮影装置は、撮影光学系によって結像される被写体像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、上記撮影光学系の光路に配置され、絞り口径の大きさを変更可能な絞り機構部と、上記撮影光学系の光路において、上記被写体光の透過光量を変化させる透過光量変更部と、上記画像信号に基づいて上記撮影光学系のピント調節を行うＡＦ部と、を有し、上記画像信号に基づいて上記ピント調節を行う際には、上記透過光量変更部によって透過光量を調節し、撮影動作を行う際には、上記ピント調節を行う際と異なる状態に変更するかを決定し、この決定および上記撮像素子の出力に基づいて、上記絞り機構と上記透過光量変更部を制御して撮影動作を行う。

第４の発明に係わる撮影装置は、上記第３の発明において、さらに、撮影モードを設定する撮影モード設定部を有し、上記撮影モード設定部によって設定された上記撮影モードに応じて、上記絞り機構と上記透過光量変更部を制御して撮影動作を行う。
第５の発明に係わる撮影装置は、上記第４の発明において、上記撮影モード設定部により、風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが設定された場合は、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体光の光量を透過する状態とし、上記絞り機構の絞りを絞って撮影動作を行う。
第６の発明に係わる撮影装置は、上記第４の発明において、上記撮影モード設定部により、人物の撮影に適した撮影モードであるポートレートモードが設定された場合は、上記絞り機構部の絞りを開放とし、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体の光量を減光する状態で撮影動作を行う。
第７の発明に係わる撮影装置は、上記第３の発明において、さらに、ライブビュー表示、またはＡＦ動作のいずれか１つを行う際に、上記撮像素子の上記画像信号に基づいて、被写体シーンを認識するシーン認識部を有し、上記シーン認識部によって認識されたシーンに応じて、上記絞り機構部と上記透過光量変更部を制御して撮影動作を行う。
第８の発明に係わる撮影装置は、上記第７の発明において、上記シーン認識部により、風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが設定された場合は、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体光の光量を透過する状態とし、上記絞り機構の絞りを絞って撮影動作を行う。
第９の発明に係わる撮影装置は、上記第７の発明において、上記シーン認識部により、人物の撮影に適した撮影モードであるポートレートモードが設定された場合は、上記絞り機構部の絞りを開放とし、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体の光量を減光する状態で撮影動作を行う。

第１０の発明に係わる撮影方法は、撮影光学系の光路中に配置された多段絞りと、上記光路中に挿脱可能なＮＤフィルタと、上記光路中に撮像素子を配置した撮影装置における撮影方法において、上記ＮＤフィルタを上記光路中に挿入すると共に上記多段絞りを開放状態とし、上記撮像素子からの画像データに基づいてコントラストＡＦによってピント調節を行うと共に、撮影シーンを認識し、風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが認識された場合は、上記ＮＤフィルタを撮影光学系の光路から出し、上記多段絞りと上記ＮＤフィルタを、上記ライブビュー表示、またはＡＦ動作を行う際と異なる状態で撮影動作を行う。

本発明によれば、オートフォーカス動作のピント精度を向上させるとともに、露出条件に自由度を持たせた撮影を自動的に行うことが可能で、かつ撮影の表現範囲を制限することのない撮影装置および撮影方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラの電気系を主とする全体構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラのメインフローの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラの撮影の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラのシーン認識の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるデジタルカメラにおいて、ポートレート系シーンと風景系シーンにおける撮影時のタイムチャートである。 本発明の一実施形態におけるデジタルカメラにおいて、ライブビュー表示時、静止画時ポートレート撮影時、静止画時風景撮影時におけるプログラム線図である。

以下、本発明を適用したデジタルカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの電気系を主とする全体構成を示すブロック図である。

撮影レンズ１ａおよび撮影レンズ１ｂは、被写体光束を結像する撮影光学系を構成する。撮影光学系内のフォーカスレンズの位置が、レンズ駆動機構１１によって調整され、ピント合わせが行われる。また撮影光学系内のズームレンズの位置が調節され、ズーミング（焦点距離変更）がなされる。フォーカス位置検出部１５はフォーカスレンズの位置を検出し、これからピント位置を検出する。また、ズーム位置検出部１６はズームレンズの位置を検出し、これから焦点距離を検出する。

撮影レンズ１ａおよび撮影レンズ１ｂの間には、ＮＤフィルタ２、多段絞り３、およびシャッタ４が配置されている。ＮＤフィルタ２は、光の波長依存性なしで光量を減少させるためのフィルタであり、ＮＤフィルタ駆動機構１２によって、撮影レンズ１ａ、１ｂの光路中に挿脱可能である。多段絞り３は、通過する光量を多段階で調節可能であり、多段絞り駆動機構１３によって、開放状態から最小絞りまで開口量が調節される。シャッタ４は、撮影時に露光時間を調節し、シャッタ駆動機構１４によって露光時間が制御される。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）２１は、撮影光学系の光路上に配置され、撮影光学系によって結像された被写体像を光電変換し、画像信号を生成する。なお、ＣＣＤ以外にもＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等、光電変換素子が２次元的に配列された撮像素子であればよい。

ＣＣＤシフト機構２２は、ＣＣＤ２１と一体に構成され、アクチュエータを含み、撮影光学系の光路と直交する面内でＸ方向およびＹ方向にＣＣＤ２１を移動可能である。ＣＣＤシフト機構駆動回路２４は、手振れ補正回路２６から手振れ補正信号を入力し、ＣＣＤシフト機構２２内のアクチュエータを駆動する。

手振れセンサ２５は、カメラ本体内に配置され、カメラ本体に加えられた手振れの方向と量を検出する。手振れ補正回路２６は、手振れセンサ２５から手振れの方向と量を入力し、カメラ本体に加えられた手振れを打ち消すための手振れ補正信号を出力する。上述のＣＣＤシフト駆動回路２４は、手振れ補正信号を入力し、ＣＣＤシフト機構２２を駆動し、ＣＣＤ２１に対して手振れの影響を除去する。

ＣＣＤ２１は、ＣＣＤ駆動回路２３に接続されており、ＣＣＤ駆動回路２３は、ＣＣＤ２１における電荷蓄積制御および画像信号の読出し制御を行い、この読出した画像信号をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）３０内のＣＣＤインターフェース回路３３に出力する。

ＡＳＩＣ３０は、特定用途向け集積回路であり、この中には、前述のＣＣＤインターフェース回路３３以外に、シーケンスコントローラ（以下、ボディＣＰＵ（Central Processing Unit）と称す）３１、バス３２、ＡＥ検出回路３４の各種回路を有する。

ボディＣＰＵ３１は、後述するフラッシュメモリ４１に記憶されているプログラムに従って、デジタルカメラの動作を制御する。ＣＣＤインターフェース回路３３は、画像信号をアナログデジタル（ＡＤ）変換を行い、また、画素間引き処理や切出し処理等、画像処理のための前処理を行う。

ＡＥ検出回路３４は、ＣＣＤインターフェース回路３３から出力される画像データを、バス３２を介して入力し、被写体輝度に応じた測光情報をボディＣＰＵ３１に、バス３２を介して出力する。ＡＦ検出回路３５は、ＣＣＤインターフェース回路３３から出力される画像データに基づいて高周波成分を抽出し、この高周波成分に基づくコントラスト信号をボディＣＰＵ３１に出力する。

画像処理回路３６は、画像データのデジタル的増幅（デジタルゲイン調整処理）、色補正、ガンマ（γ）補正、コントラスト補正、ライブビュー表示用画像生成等の各種の画像処理を行なう。顔検出回路３７は、画像データを用いて、画像の中に人物の顔が含まれているか否かを検出し、顔が含まれていた場合には、その位置と大きさ等を検出する。動体検出回路３８は、画像データを用いて、画像の中の人物等に動きがあるか否かを検出する。

圧縮伸張回路３９は、後述するＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）４３に一時記憶された画像データをＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮方式により圧縮し、また表示等のために伸張するための回路である。なお、画像圧縮はＪＰＥＧやＴＩＦＦに限らず、他の圧縮方式も適用できる。

フラッシュメモリ（Flash Memory）４１は、フラッシュメモリ制御回路４０を介してバス３２に接続されている。フラッシュメモリ制御回路４０は、フラッシュメモリ４１に記憶されているデータやプログラムの読出しや書込み制御を行う。フラッシュメモリ４１は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであり、デジタルカメラの動作を制御するためのプログラムや、制御用の調整値を記憶する。

ＳＤＲＡＭ４３は、ＳＤＲＡＭ制御回路４２を介してバス３２に接続されている。ＳＤＲＡＭ４３は、画像処理回路３６によって画像処理された画像データまたは圧縮伸張回路３９によって圧縮された画像データを一時的に記憶するためのバッファメモリである。

入出力回路５１は、レンズ駆動機構１１、ＮＤフィルタ駆動機構１２、多段絞り駆動機構１３、およびシャッタ駆動機構１４内の各駆動回路と接続されている。また、フォーカス位置検出部１５、ズーム位置検出部１６、ＣＣＤシフト機構駆動回路２４、手振れ補正回路２６とも接続されている。さらに、入出力回路５１は、バス３２を介してボディＣＰＵ３１等のＡＳＩＣ３０内の各回路と接続されており、これらの回路の間で、データの入出力を制御する。

電子ズーム設定回路５２は、バス３２に接続され、画像データに基づいて電子ズーミングを行うための回路である。図示しない操作部材によりテレ操作またはワイド操作がなされると、操作量に応じて、電子ズーム設定回路５２は、画像データの一部を切出すトリミング処理により、光学的なズーミングと類似の効果を醸し出すように画像処理を行う。

記録媒体５４は、記録媒体制御回路５３を介して、バス３２に接続されている。記録媒体制御回路５３は、圧縮伸張回路３９によって圧縮処理された画像データを記録媒体に５４に書込み制御を行い、また、記録媒体５４に記録されている撮影画像の画像データを読み出す。記録媒体５４は、ｘＤピクチャーカード(登録商標)、コンパクトフラッシュ(登録商標)、ＳＤメモリカード(登録商標)またはメモリスティック(登録商標)等の書換え可能な記録媒体であり、装填可能となるように構成され、カメラ本体に対して着脱自在となっている。

液晶モニタ５７は、液晶モニタ駆動回路５６およびビデオ信号出力回路５５を介して、バス３２に接続されている。ビデオ信号出力回路５５は、ＳＤＲＡＭ４３、または記録媒体５４に記憶された画像データを、液晶モニタ５７に表示するためのビデオ信号に変換するための回路である。液晶モニタ駆動回路５６は、ビデオ信号出力回路５５から出力されたビデオ信号を用いて、液晶モニタ５７に表示を行う。液晶モニタ５７は、カメラ本体の背面に配置されるが、撮影者が観察できる位置であれば、背面に限らないし、また液晶に限らず、有機ＥＬ等、他の表示装置でも構わない。

撮影モードスイッチ５９は、撮影モード設定回路５８を介して、バス３２に接続されている。撮影モードスイッチ５９は、マクロ撮影モード、風景撮影モード、ポートレート撮影モード、夜景＆人物撮影モード、スポーツ撮影モード、オートモード等の撮影モードを設定するための操作部材である。撮影モード設定回路５８は、撮影モードスイッチ５７の操作状態に応じて、撮影モードを設定する。ボディＣＰＵ３１は、設定された撮影モードに応じて、多段絞り３の絞り値やシャッタ４のシャッタ速度等の露出制御値や図示しないストロボ等の制御を行う。

撮影シーン認識回路６０は、バス３２に接続されており、画像データに基づいて、被写体のシーンを認識する。本実施形態においては、図４に示すフローチャートを用いて後述するように、撮影シーン認識回路６０は、マクロシーン、風景シーン、ポートレートシーン、夜景＆人物シーン、スポーツシーン、通常シーンの６シーンに分類して認識する。ここで、マクロシーンは、被写体に近接して拡大して撮影するシーンであり、風景シーンは、遠方にある被写体を撮影するシーンであり、ポートレートシーンは、人物を撮影するシーンである。また、夜景＆人物シーンは、周囲が暗い中で人物を撮影するシーンであり、スポーツシーンはスポーツ等、被写体が動いている場合に撮影するシーンである。通常シーンは、上述のシーンに属さないシーンである。なお、撮影シーン認識回路６０によって認識された撮影シーンに基づいて、撮影モード設定回路５８における撮影モードが自動的に設定される。

次に、本発明の一実施形態における動作について、図２ないし図４に示すフローチャートを用いて説明する。これらのフローチャートは、フラッシュメモリ４１に記憶されているプログラムに従って、ボディＣＰＵ３１が実行する。

図２は、メインフローであり、カメラ本体に図示しない電源電池を装填することによりスタートする。メインフローがスタートすると、まず、電源がオンか否かの判定を行う（Ｓ１）。ここでは、電源釦がオン操作されたか否かを判定する。この判定の結果、電源釦のオン操作がなされていなかった場合には、電源オフ処理を行った後、電源をオフとする（Ｓ１３）。なお、電源オフ状態であっても、電源釦は所定間隔で状態が検知され、電源オン操作がなされると、ステップＳ１からスタートする。

ステップＳ１における判定の結果、電源オンであった場合には、次に、ライブビュー表示を行う（Ｓ３）。ここでは、ＣＣＤ２１から出力された画像信号を用いて、液晶モニタ５７に被写体像を動画でライブビュー表示する。

ライブビュー表示を行うと、次に、再生か否かの判定を行う（Ｓ５）。ここでは、再生釦が操作されたか否かを判定する。この判定の結果、再生釦が操作された場合には再生モードとなり、再生を行う（Ｓ７）。ここでは、記録媒体５４に記録されている画像データを読み出し、読みされた画像データに基づいて液晶モニタ５７に再生表示する。再生モードが解除されると、ステップＳ３に戻る。

ステップＳ５における判定の結果、再生釦が操作されなかった場合には、次にレリーズか否かの判定を行う（Ｓ９）。ここでは、レリーズ釦の半押しがなされたか否かを判定する。この判定の結果、レリーズがなされていなかった場合には、ステップＳ３に戻る。一方、レリーズ釦の半押しがなされた場合には、撮影準備と撮影を行う（Ｓ１１）。ここでは、ライブビュー表示を行い、ＡＥ、ＡＦ、顔検出や動体検出、およびシーン認識等を行う。そして、レリーズ釦の全押しがなされた場合には、ＣＣＤ２１からの画像信号に基づく画像データを取得し、記録媒体５４に記録する。この撮影のフローの詳しい動作については、図３に示すフローチャートを用いて後述する。撮影のフローが終わると、ステップＳ３に戻る。

次に、ステップＳ１１における撮影の動作について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。撮影のフローに入ると、まず、ＮＤフィルタ絞りの挿入を行う（Ｓ２１）。ここでは、ＮＤフィルタ駆動機構１２によって、ＮＤフィルタ２を撮影レンズ１ａ、１ｂの光路中に挿入し、これによって被写体光量を減光する絞りとして作用する。

ＮＤフィルタ２の挿入を行うと、次に、多段絞り３を開放にする（Ｓ２３）。ここでは、多段絞り駆動機構１３によって、多段絞り３を開放状態とする。多段絞り３を開放とすることにより、焦点深度が浅くなり、後述するステップＳ３１におけるＡＦにあたってのピント精度を向上させることができる。

多段絞り３を開放にすると、次に、ステップＳ３と同様に、ライブビュー表示を行う（Ｓ２５）。そして、ＡＥを行う（Ｓ２７）。ここでは、ＡＥ検出回路３４によって被写体輝度を測光し、この被写体輝度に基づいて、絞り値やシャッタ速度値等の露出制御値を求める。また、被写体輝度に基づいて、ライブビュー表示が適正輝度で表示されるように自動的に調整を行う。

ＡＥを行うと、次に、１Ｒスイッチがオンか、すなわち、レリーズ釦の半押しがなされたか否かの判定を行う（Ｓ２９）。この判定の結果、１Ｒスイッチがオンでなかった場合には、ステップＳ２５に戻る。

一方、ステップＳ２９における判定の結果、１Ｒスイッチがオンであった場合には、ＡＦを実行する（Ｓ３１）。ここでは、ＡＦ検出回路３５から出力されるコントラスト信号がピーク値となるようにレンズ駆動機構１１に対して駆動信号を出力する。ＡＦによってピント合わせを行うと、次に、画像処理を行う（Ｓ３３）。ここでは、ＣＣＤ２１の出力に基づく画像データに対して、画像処理回路３６が各種画像処理を施す。

画像処理を行うと、次に、顔検出を行う（Ｓ３５）。ここでは、ＣＣＤ２１の出力に基づく画像データを用いて、顔検出回路３７が被写体像の中に人物等の顔が含まれているか否かの検出を行う。続いて、動体検出を行う（Ｓ３７）。ここでは、画像データを用いて、動体検出回路３８が、被写体像の中で動体が存在するか否かの検出を行う。

動体検出を行うと、次に、シーン認識を行う（Ｓ３９）。ここでは、画像データを用いて、撮影シーン認識回路６０が、マクロシーン、風景シーン等の撮影シーンの識別を行う。このシーン認識の詳しい動作については、図４に示すフローチャートを用いて後述する。

シーン認識を行うと、次に、レリーズ釦が全押しされたか否か、すなわち、２Ｒスイッチがオンか否かを判定する（Ｓ４１）。この判定の結果、２Ｒスイッチがオンでなかった場合には、ステップＳ２９に戻る。

一方、ステップＳ４１における判定の結果、２Ｒスイッチがオンであった場合には、ステップＳ４３以下において、撮影画像を取得し記録を行う。まず、ステップＳ２７と同様に、ＡＥを実行する（Ｓ４３）。ここでは、露出制御値を最新被写体輝度に応じて更新する。

続いて、ステップＳ３９において行ったシーン認識の結果が、ポートレート、夜景＆人物、またはマクロのいずれかであるか否かの判定を行う（Ｓ４５）。この判定の結果、これらのシーンであった場合には、次に、撮影時に露出オーバであるか否かの判定を行う（Ｓ４７）。ここでは、ステップＳ４３において求めた露出制御値に基づいて、撮影時に露出オーバか否かを判定する。

ステップＳ４７における判定の結果、露出オーバであった場合には、絞り調節を行う（Ｓ４９）。ポートレート撮影、夜景＆人物撮影、またはマクロ撮影の際には、なるべく多段階絞り３は開放のままとして、背景をぼかした写真が望ましい。そこで、本実施形態においては、多段絞り３は開放を優先し、開放では露出オーバとなる場合にのみ、多段絞り３の調節を行うようにしている。

ステップＳ４５における判定の結果、ポートレートシーン等ではなかった場合には、次に、風景シーンまたはスポーツシーンか否かの判定を行う（Ｓ５１）。ステップＳ３９において行ったシーン認識の結果に基づいて判定する。この判定の結果、風景シーンまたはスポーツシーンであった場合には、次に、ＮＤフィルタ２による絞りを外し（Ｓ５３）、多段絞り３による絞り込みを行う（Ｓ５５）。

風景シーンやスポーツシーンの場合には、なるべく絞り込んで、被写界深度を深くする方が、全体にピントがあった撮影となる。そこで、ステップＳ５３、５５において、ＮＤフィルタ２を撮影光学系の光路から出すと共に、多段絞り３をなるべく絞り込んで適正露光となるようにする。

一方、ステップＳ５１における判定の結果、風景シーンまたはスポーツシーンでなかった場合には、次に、ＮＤフィルタ２絞りを外し（Ｓ５７）、絞り調節を行う（Ｓ５９）。このシーンは、ポートレートシーン等、特殊なシーンに当てはまらない通常のシーンであることから、通常のプログラムラインに沿った絞り調節を行う。

ステップＳ５９における絞り調節を行うと、またはステップＳ５５における多段絞りによる絞り込みを行うと、またはステップＳ４７における判定の結果、撮影時に露出オーバにならない場合には、次に、露光を行う（Ｓ６１）。ここでは、上述したようなＮＤフィルタ２や多段絞り３による調整を行った状態で、シャッタ３による露光制御を行う。露光制御を行うと、ＣＣＤ２１から画像信号を読み出し、画像処理回路３６および圧縮伸張回路３９によって画像処理等を行う。

露光を行うと、次に、記録を行う（Ｓ６３）。ここでは、ステップＳ６１において取得され、画像処理された画像データを記録媒体５４に記録する。画像データの記録が終わると、元のフローに戻る。

次に、ステップＳ３９におけるシーン認識の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。シーン認識のフローに入ると、まず、顔が検出されたか否かの判定を行う（Ｓ７１）。ステップＳ３５において顔検出を行っているので、このステップでは、この顔検出結果に基づいて判定する。なお、画面内にある程度の大きさの顔が含まれる場合に、顔有りと検出し、小さい顔の場合には無視する。

ステップＳ７１における判定の結果、顔が検出された場合には、次に、人物の移動があるか否かの判定を行う（Ｓ８３）。この判定の結果、人物の移動があった場合には、顔が検出され、しかも動体であることから、スポーツシーンと判定する（Ｓ９１）。

一方、ステップＳ８３における判定の結果、人物の移動がなかった場合には、低輝度、かつ点光源があるか否かを判定する（Ｓ８５）。ここでは、画像データに基づいて、被写体の平均輝度が所定値より低く夜間程度の暗さであり、かつ画像データの中に部分的に輝度の高い箇所があるかを判定する。

ステップＳ８５における判定の結果、低輝度かつ点光源があった場合には、夜景＆人物シーンと判定する（Ｓ８９）。ここでは、ステップＳ７１において顔が検出され、ステップＳ８３において人物が移動していないと判定され、ステップＳ８５において低輝度かつ点光源有りと判定されていることから、夜景の中に人物がいるシーンと判定できる。

一方、ステップＳ８５における判定の結果、低輝度かつ点光源がなかった場合には、ポートレートシーンと判定する（Ｓ８７）。ここでは、ステップＳ７１において顔が検出され、ステップＳ８３において人物が移動していないと判定され、ステップＳ８５において低輝度かつ点光源なしと判定されていることから、移動しない人物を通常の明るさの中で撮影していることから、ポートレートシーンと判定できる。

ステップＳ７１における判定の結果、顔が検出されなかった場合には、次に、遠距離であるか否かの判定を行う（Ｓ７３）。ここでは、フォーカス位置検出部１５の検出結果に基づいて、被写体の距離が第１の所定距離より遠距離か否かを判定する。この第１の所定距離としては、風景を撮影しているといえる程度の距離、例えば、１０ｍ程度とする。この判定の結果、遠距離であれば、風景シーンと判定する（Ｓ８１）。

一方、ステップＳ７３における判定の結果、遠距離でなかった場合には、次に、近距離であるか否かの判定を行う（Ｓ７５）。ここでは、フォーカス位置検出部１５の検出結果に基づいて、被写体の距離が第２の所定距離より近距離か否かを判定する。この第２の所定距離としては、マクロ撮影しているといえる程度の距離、例えば、１ｍ〜０．５ｍ程度とする。この判定の結果、近距離であれば、マクロシーンと判定する（Ｓ７９）。

ステップＳ７５における判定の結果、近距離でなかった場合には、通常シーンと判定する（Ｓ７７）。ここでは、前述のマクロシーン等のシーンと判定されないことから、一般的な通常シーンに分類付けする。上述の各シーンの判定を行うと、元のフローに戻る。

次に、ポートレート系シーン撮影時と、風景系シーン撮影時における、多段絞り３とＮＤフィルタ２の動作について、図５を用いて説明する。図５の上段Ａは、ポートレートシーン、夜景＆人物シーン、またはマクロシーンであり、これらシーンにおける撮影時を総称してポートレート系シーン撮影時という。図５の下段Ｂは、風景シーンまたはスポーツシーンであり、これらのシーンにおける撮影時を総称して風景シーン撮影時という。

時刻Ｔ１は、レリーズ釦の半押しにより１Ｒスイッチがオンとなったタイミングであり、ステップＳ２９における判定の結果、Ｙｅｓのタイミングでもある。また、時刻Ｔ２は、レリーズ釦の全押しにより２Ｒスイッチがオンとなったタイミングであり、ステップＳ４１における判定の結果、Ｙｅｓのタイミングでもある。

時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間は、ポートレート系シーン撮影時および風景シーン撮影時のいずれも同様に、ライブビュー表示を行っている期間であり、多段絞り３は開放状態であり、撮影光学系の光路中にはＮＤフィルタ２が挿入されている。

時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間は、ＡＥを行う（Ｓ４３に対応）。時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間は露光を行い、時刻Ｔ５から時刻Ｔ７の間は、露光および記録を行う（Ｓ６１、Ｓ６３に対応）。時刻Ｔ３から時刻Ｔ７の間も含めて、ポートレート系シーン撮影時には、前述したように、なるべく多段絞り３は開放のままで背景をぼかした撮影を行うために、ＮＤフィルタ２は撮影光学系の光路中になるべく挿入したままにする。一方、この期間、風景シーン撮影時には、なるべく多段絞り３は絞り込み、被写界深度の深い撮影を行うために、ＮＤフィルタ２は撮影光学系の光路から抜き出すようにしている。

このように、本実施形態においては、ポートレート系シーン撮影時には、絞り機構部を構成する多段絞り３を開放とし、ＮＤフィルタ２を撮影光学系の光路に挿入した状態で撮影動作を行うようにしている。また、一方、風景系シーン撮影時には、ＮＤフィルタ２を撮影光学系の光路から出し、多段絞り３を絞って撮影動作を行うようにしている。

次に、撮影動作のフロー中、ライブビュー表示時、ポートレート系シーン撮影時、および風景系シーン撮影時におけるプログラム線図について、図６を用いて説明する。図６の横軸は、被写体輝度Ｂｖであり、また、上段はライブビュー表示、中段はポートレート系シーン撮影時の場合、下段は風景系シーン撮影時である。また、各段において、縦軸はＮＤフィルタ２と多段絞り３によって減光されている光量（絞り光量）を表わす。

ライブビュー表示時には、被写体輝度Ｂｖが、−２以下の場合には、多段絞り３は開放のままでＮＤフィルタ２は撮影光学系の光路から抜き出す。また、被写体輝度Ｂｖが−１以上の場合には、多段絞り３は開放のままでＮＤフィルタ２を撮影光学系の光路に挿入する。被写体輝度Ｂｖが−２から−１の間は、ヒステリシス特性を有しており、低輝度からＢｖが−１までの間はＮＤフィルタ２を抜き出したままであり、一方、高輝度からＢｖが−２までは、ＮＤフィルタ２を挿入させたままである。ＮＤフィルタ２を撮影光学系の光路に挿入すると、絞り光量が増大し、ＣＣＤ２１に到達する被写体光量が減少する。

また、ポートレート系シーン撮影時には、被写体輝度が低輝度からＢｖ１０までは、ライブビュー表示時と同様である。被写体輝度Ｂｖが１０を超えると、多段絞り３によって絞り光量を段階的に増大させ、ＣＣＤ２１に到達する被写体光量を減少させる。

また、風景系シーン撮影時には、被写体輝度Ｂｖが−２までは、多段絞り３は開放のままである。Ｂｖが−２から１までの間は、多段絞り３によって絞り光量を段階的に増大させ、ＣＣＤ２１に到達する被写体光量を減少させ、Ｂｖが１２までは最小絞りを維持する。Ｂｖが１３以上になると、ＮＤフィルタ２を挿入し、ＮＤフィルタ２も使用してＣＣＤ２１に到達する被写体光量を減少させる。Ｂｖ１２と１３の間はヒステリシス特性を有する。

このように、ライブビュー表示の場合には、多段絞り３は開放のままで、被写体輝度Ｂｖが暗い部分を除けばＮＤフィルタ２を挿入している。また、ポートレート系シーン撮影時には、なるべく多段絞り３は開放のままでＮＤフィルタ２によって被写体光量を減少させるようにしている。さらに、風景系シーン撮影時には、ＮＤフィルタ２を撮影光学系から抜き出し、なるべく多段絞り３を絞り込むようにしている。

以上説明したように、本発明の一実施形態においては、撮像素子としてのＣＣＤ２１からの画像データに基づいてピント調節を行う際には、多段絞り３を開放としＮＤフィルタ２を撮影光学系の光路に挿入し、画像データを記録するための露光動作の際には、ＮＤフィルタ２を光路から出すか挿入したままにするかは、撮影シーン認識回路６０によって認識された撮影シーンに応じて変更するようにしている。このため、オートフォーカス動作のピント精度を向上させるとともに、露出条件に自由度を持たせた撮影を自動的に行うことが可能で、かつ撮影の表現範囲を制限することがない。

なお、本発明の一実施形態においては、撮影シーンを撮影シーン認識回路６０によって自動的に認識したが、これに限らず、撮影モード設定回路５８によって手動で設定された撮影モードに応じて撮影シーンを決めるようにしても勿論かまわない。この場合、ステップＳ４５、Ｓ５１における判定は、撮影モード設定回路５８によって手動設定された撮影モードを使用する。

また、本発明の一実施形態において、絞りは多段絞り３を採用したが、多段絞りとしては、とびとびの絞り値に変更できるものに限らず、無段階で絞り値を変更できるものも含まれる。

さらに、本発明の一実施形態においては、被写体光の光量を減光させるためにＮＤフィルタ２を挿入するようにしたが、これに限らず、液晶フィルタを光路中に配置し、液晶フィルタの透過率を変更することにより、被写体光の光量を減光するようにしてもよい。

さらに、本発明の一実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。

本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ａ・・・撮影レンズ、１ｂ・・・撮影レンズ、２・・・ＮＤフィルタ、３・・・多段絞り、４・・・シャッタ、１１・・・レンズ駆動機構、１２・・・ＮＤフィルタ駆動機構、１３・・・多段絞り駆動機構、１４・・・シャッタ駆動機構、１５・・・フォーカス位置検出部、１６・・・ズーム位置検出部、２１・・・ＣＣＤ、２２・・・ＣＣＤシフト機構、２３・・・ＣＣＤ駆動回路、２４・・・ＣＣＤシフト機構駆動回路、２５・・・手振れセンサ、２６・・・手振れ補正回路、３０・・・ＡＳＩＣ、３１・・・ボディＣＰＵ、３２・・・バス、３３・・・ＣＣＤインターフェース回路、３４・・・ＡＥ検出回路、３５・・・ＡＦ検出回路、３６・・・画像処理回路、３７・・・顔検出回路、３８・・・動体検出回路、３９・・・圧縮伸張回路、４０・・・フラッシュメモリ制御回路、４１・・・フラッシュメモリ、４２・・・ＳＤＲＡＭ制御回路、４３・・・ＳＤＲＡＭ、５１・・・入出力回路、５２・・・電子ズーム設定回路、５３・・・記録媒体制御回路、５４・・・記録媒体、５５・・・ビデオ信号出力回路、５６・・・液晶モニタ駆動回路、５７・・・液晶モニタ、５８・・・撮影モード設定回路、５９・・・撮影モードＳＷ、６０・・・撮影シーン認識回路

Claims (10)

1. 撮影光学系を介して被写体光を撮像素子により撮像する撮影装置において、
   上記撮影光学系の光路に配置され、絞り開口の大きさを多段階に調節可能な絞り機構部と、
   上記撮影光学系の光路に選択的に出し入れ可能なＮＤフィルタ部と、
   を有し、さらに、
   撮影モードを設定する撮影モード設定部、または上記撮像素子の撮像出力に基づいて、被写体シーンを認識するシーン認識部のいずれかを１つを少なくとも有し、
   上記撮像素子の出力に基づいてライブビュー表示、またはＡＦ動作のいずれか１つを行う際には、上記絞り機機構部の絞りを開放とし、上記ＮＤフィルタ部によって光量を調節し、上記撮影モード設定部によって設定された上記撮影モードに応じて、または上記シーン認識部によって認識されたシーンにより、風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが設定された場合は、上記ＮＤフィルタ部を撮影光学系の光路から出し、上記絞り機構部の絞りを絞って、上記絞り機構部の絞りと上記ＮＤフィルタ部を上記ライブビュー表示、またはＡＦ動作を行う際と異なる状態で撮影動作を行うことを特徴とする撮影装置。
2. 上記撮影モード設定部または上記シーン認識部により、人物の撮影に適した撮影モードであるポートレートモードが設定された場合は、上記絞り機構部の絞りを開放とし、上記ＮＤフィルタ部を撮影光学系の光路に入れ、上記絞り機構部の絞りと上記ＮＤフィルタ部を上記ライブビュー表示、またはＡＦ動作を行う際と同じ状態で撮影動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 撮影光学系によって結像される被写体像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、
   上記撮影光学系の光路に配置され、絞り口径の大きさを変更可能な絞り機構部と、
   上記撮影光学系の光路において、上記被写体光の透過光量を変化させる透過光量変更部と、
   上記画像信号に基づいて上記撮影光学系のピント調節を行うＡＦ部と、
   を有し、
   上記画像信号に基づいて上記ピント調節を行う際には、上記透過光量変更部によって透過光量を調節し、撮影動作を行う際には、上記ピント調節を行う際と異なる状態に変更するかを決定し、この決定および上記撮像素子の出力に基づいて、上記絞り機構と上記透過光量変更部を制御して撮影動作を行うことを特徴とする撮影装置。
4. さらに、撮影モードを設定する撮影モード設定部を有し、
   上記撮影モード設定部によって設定された上記撮影モードに応じて、上記絞り機構と上記透過光量変更部を制御して撮影動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
5. 上記撮影モード設定部により、風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが設定された場合は、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体光の光量を透過する状態とし、上記絞り機構の絞りを絞って撮影動作を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
6. 上記撮影モード設定部により、人物の撮影に適した撮影モードであるポートレートモードが設定された場合は、上記絞り機構部の絞りを開放とし、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体の光量を減光する状態で撮影動作を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
7. さらに、ライブビュー表示、またはＡＦ動作のいずれか１つを行う際に、上記撮像素子の上記画像信号に基づいて、被写体シーンを認識するシーン認識部を有し、
   上記シーン認識部によって認識されたシーンに応じて、上記絞り機構部と上記透過光量変更部を制御して撮影動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
8. 上記シーン認識部により、風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが設定された場合は、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体光の光量を透過する状態とし、上記絞り機構の絞りを絞って撮影動作を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。
9. 上記シーン認識部により、人物の撮影に適した撮影モードであるポートレートモードが設定された場合は、上記絞り機構部の絞りを開放とし、上記透過光量変更部の透過率を変更し被写体の光量を減光する状態で撮影動作を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。
10. 撮影光学系の光路中に配置された多段絞りと、上記光路中に挿脱可能なＮＤフィルタと、上記光路中に撮像素子を配置した撮影装置における撮影方法において、
    上記ＮＤフィルタを上記光路中に挿入すると共に上記多段絞りを開放状態とし、
    上記撮像素子からの画像データに基づいてコントラストＡＦによってピント調節を行うと共に、撮影シーンを認識し、
    風景の撮影に適した撮影モードである風景モードが認識された場合は、上記ＮＤフィルタを撮影光学系の光路から出し、上記多段絞りと上記ＮＤフィルタを、上記ライブビュー表示、またはＡＦ動作を行う際と異なる状態で撮影動作を行う、
    ことを特徴とする撮影方法。