JP2016048318A - 撮影システム、レンズ装置、カメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過率変更素子を有する撮影システムにおいて、露出量を一定に保ちながら、被写体背景がボケた状態から、ボケのない状態となるような映像効果を得る場合、リハーサル等なしに、撮影者が、事前にボケの変化具合のイメージを確認できる撮影システムを提供すること。【解決手段】光透過率変更部と光学レンズ部および撮像部を備え、前記光学レンズ部の機械絞り部と前記光透過率変更部をそれぞれ駆動することで、露出量を一定に保つ露出一定制御部を有する撮影システムであって、前記露出一定制御部が、露出量を一定に保つ制御時の被写界深度または被写界深度の変化を演算する深度演算部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、光透過率変更素子を有する撮影システム、レンズ装置、撮影装置に関する。

光透過率変更素子を有する撮影システムにおいて、露出量を一定に保ちながら、被写体背景がボケた状態から、ボケのない状態となるような映像効果を得る場合、リハーサル等なしに、撮影者が、事前にボケの変化具合のイメージを確認したいという要望があった。特に、動画撮影時、連続的に変化するボケを映像効果として利用したい場合、この変化を事前に確認したいという要望が強かった。

なお、一般的な露出量一定を保つ技術は、特許文献１および特許文献２において開示されている。また、光路に光透過率変更素子としてエレクトロクロミック素子を使用することが、特許文献３に開示されている。

特開２０１０−１５２１５０号公報 特開２００９−１９４８２０号公報 特開２００４−２７９５５６号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、事前にボケのイメージを撮影者に明示するような技術の開示はなく、リハーサルや被写体深度の計算などを行うことなく、撮影前にボケの変化具合のイメージが得られなかった。特に、予定調和ではない番組収録などでは、構図や被写***置などがリハーサルと大きく変わるため、撮影しながら、ボケの変化具合のイメージを得たい要望があったが、従来、この要望を解決する技術開示は無かった。

そこで、本発明の目的は、光透過率変更部と光学レンズ部および撮像部を有する撮影システムにおいて、前記光学レンズ部の機械絞り部と前記光透過率変更部をそれぞれ駆動することで、露出量を一定に保つ露出一定制御部を有する撮影システムであって、前記露出一定制御部が露出量を一定に保つ制御時の被写界深度または、被写界深度の変化を演算する深度演算部を有すること特徴とする撮影システムを提供することにある。また、上記目的を実現するレンズ装置やカメラ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、光透過率変更部と光学レンズ部および撮像部を備え、前記光学レンズ部の機械絞り部と前記光透過率変更部をそれぞれ駆動することで、露出量を一定に保つ露出一定制御部を有する撮影システムであって、前記露出一定制御部が、露出量を一定に保つ制御時の被写界深度または被写界深度の変化を演算する深度演算部を有すること特徴とする。

本発明によれば、光透過率変更素子を有する撮影システムにおいて、露出量を一定に保ちながら、被写体背景がボケた状態から、ボケのない状態となるような映像効果を得る場合、撮影者は、煩雑な作業なしに、ボケの変化具合のイメージを確認できる。

実施例１に用いる撮影システムの機能ブロック図。 実施例１のレンズ装置１の光学レンズ部１０の機能ブロック図。 実施例１の露出一定制御を説明した露出表。 実施例１の露出一定制御を説明した露出表。 実施例１の露出一定制御を説明した撮影映像概念図。 実施例１の露出一定制御を説明した撮影映像概念図。 実施例１のモニタ表示装置４のモニタ画面概念図。 実施例１のモニタ表示装置４の情報表示部４１の概念図。 実施例１の撮影システムに関わる処理および操作を説明したフローチャート。 実施例２に用いる撮影システムの機能ブロック図。 実施例２のモニタ表示装置４のモニタ画面概念図（ＡＦ測距点あり）。 実施例２のモニタ表示装置４の情報表示部４１の概念図。 実施例２の撮影システムに関わる処理および操作を説明したフローチャート。 実施例３に用いる撮影システムの機能ブロック図。 実施例３のモニタ表示装置６の情報表示部６１の概念図（タッチパネルあり）。 実施例３の撮影システムに関わる処理および操作を説明したフローチャート。

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詳細に説明する。

（実施例１）
図１〜９を用いて、本発明の一実施例を説明する。まず、図１を用いて、本実施例に用いる撮影システムの概要について説明する。図１は、本発明の撮影システムの機能ブロック図である。図１に示す撮影システムは、主として、レンズ装置１、フォーカスデマンド装置２、カメラ装置３、モニタ表示装置４より構成される。

レンズ装置１は、光学レンズ部１０、光透過率変更部１１、駆動部１２〜１４、状態検出部１５〜１７、駆動部１８、ＣＰＵ１９、アイリスボリューム２０（以下、ＩｒｉｓＶＲ２０）、ＳＷ２１、深度演算部２２、メモリ２３、通信部２４より構成される。

図２は、光学レンズ部１０の機能ブロック図である。光学レンズ部１０は、主として、アイリス部１０１（機械絞り）、ズーム部１０２、フォーカス部１０３より構成される。また、光透過率変更部１１は、光透過率変更素子の一種であるエレクトロクロミック素子を使用するものとする。なお、本実施例では、光学レンズ部１０を通過する光路に対して、配置状態と非配置状態が手動で選択可能となっており、回転型のＮＤフィルタのように、回転ディスク上に、光路がスルー穴を通過する状態と光透過率変更部を通過する状態と切換えられる構成をとるものとする。

駆動部１２〜１４は、公知公用のモータ駆動回路とモータにて構成され、駆動部１２、駆動部１３、駆動部１４は、それぞれ、アイリス部１０１、ズーム部１０２、フォーカス部１０３をギアを介して駆動する。また、状態検出部１５〜１７は、公知公用の位置検出用のポテンショメータ（以下ＰＯＴ）にて構成され、状態検出部１５、状態検出部１６、状態検出部１７は、それぞれ、アイリス部１０１、ズーム部１０２、フォーカス部１０３をギアを介して接続され、アイリス絞り、ズーム焦点位置、フォーカス距離を検出する。

駆動部１８は、光透過率変更部１１の減光率を変更するための駆動回路である。ＣＰＵ１９は、レンズ装置１の演算部であリ、後紀する露出一定制御を行うための制御信号などを生成する。また、以下で説明する深度演算部２２が生成する被写体深度に関する情報を入力し、通信部２４を介してカメラ装置３へ出力する。

なお、本実施例では、あるピント位置（被写体深度位置と表記）における被写体深度の幅を被写体深度幅と表記し、深度演算部２２が生成する被写体深度に関する情報とは、この被写体深度幅と被写体深度位置を指すものとする。

ＩｒｉｓＶＲ２０は、アイリス部１０１の絞り値を決定する公知公用の機械式ボリューム（ＶＲ）であり、ＳＷ２１は、未決定、決定、リセットの３値を選択可能な公知公用の機械的スイッチにて構成される。

深度演算部２２は、撮影映像の被写体深度に関する情報を算出する演算器であり、ＣＰＵ１９や通信部２４を介して、この被写体深度に関する情報をカメラ装置３へ出力する。メモリ２３は公知公用の記憶手段である。また、通信部２４は、カメラ装置３との間で通信する通信手段である。

次に、フォーカスデマンド装置２は、主として、フォーカスの位置指令信号を出力する、ＰＯＴおよび操作部材としてのノブで構成されるフォーカスノブ２５にて構成される。また、カメラ装置３は、主として、撮像部３１、駆動部３２、ＣＰＵ３３、通信部３４、シャッタＶＲ３５、撮影感度ＶＲ３６にて構成される。撮像部３１は、レンズ装置１にて結像した被写体像を撮像する撮像素子であり、駆動部３２は、所定の蓄積時間（シャッタ速度）や撮影感度ＩＳＯで撮像部３１を駆動する駆動手段である。

ＣＰＵ３３は、カメラ装置３の演算手段であり、駆動部３２へ、撮像部３１の駆動信号を出力する。さらに、撮像部３１で撮影された映像と、通信部３４を介して得られたレンズ装置１が出力する被写体深度に関する情報を入力し、これらをモニタ表示装置４へ出力する。

通信部３４は、レンズ装置１との通信を行う通信手段であり、シャッタＶＲ３５や撮影感度ＶＲ３６は、撮像部３１のシャッタ速度や撮影感度ＩＳＯを設定する公知公用の機械式ボリューム（ＶＲ）にて構成される。

シャッタＶＲ３５や撮影感度ＶＲ３６は、撮像部３１におけるシャッタ速度や撮影感度ＩＳＯを設定するための公知公用の機械式ボリューム（ＶＲ）であり、ＣＰＵ３３はこの設定値に基づいて、駆動部３２を介して撮像部３１を駆動し、撮像部３１は被写体像を撮影する。更に、撮像部３１が撮影する撮影映像と、レンズ装置１が出力する被写体深度に関する情報を取り込み、モニタ表示装置４へ出力する。なお、このモニタ表示装置４へ出力する映像に関しては、別途説明する。

次に、図１〜６を用いて、レンズ装置１の露出一定制御の詳細について説明する。図３は、シャッタスピードと絞り値の組み合わせで構成される露出値（ＥＶ）表であり、図４は、図３の横軸を光透過率変更部の減光率に置き換えた露出値表である。

まず、本実施例では、カメラ装置３のシャッタ速度が１／１２５、撮影感度ＩＳＯ１００と仮定する。光透過率変更部１１が光路に対して非配置の状態で、撮影者がレンズ装置１のＩｒｉｓＶＲ２０を操作し、仮に、アイリス値Ｆ１１で適正露出と判断した場合、同撮影者がＳＷ２１を未決定から決定に操作する。その結果、適正露出値は１４ＥＶに設定される。本実施例では、適正露出値をこの１４ＥＶと仮定する。

次に、図４に示すように、光透過率変更部１１の最小減光率（最も少ない光の抑制状態）が、１／２の場合、手動で光透過率変更部１１を光路に配置すると、最小減光率でも露出値が１つ下がるので、１４ＥＶを維持するために、アイリス値はＦ１１からＦ８へ自動的に変更される。

今、光学レンズ部１０のアイリス開放値がＦ２．０と仮定すると、露出一定制御によって、ＩｒｉｓＶＲ２０の操作に応じて、アイリス部１０１はＦ８．０〜２．０の間で駆動され、このアイリスの動作により変化する光量を補うように、光透過率変更部１１の減光率が１／２〜１／３２まで変化する。

図５〜６は、露出一定制御による映像効果を説明した模式図であり、撮影システムとの距離が近い順に、被写体１乃至３が配置されているものとする。なお、図５ではアイリス値はＦ８．０の状態で、全ての被写体１乃至３が被写体深度内にあり、図６では同Ｆ２．０の状態で、被写体１のみ被写体深度内に配置されている状態を説明している。

以下、図３、４、７乃至９を用いて、撮影システムの表示装置４の詳細について、説明する。図７は、モニタ表示装置４のモニタ画面の表示内容の模式図であり、情報表示部４１を撮影映像に重畳して表示している。図８は、情報表示部４１の表示内容の模式図であり、主として、撮影パラメータ部４１１、深度イメージ部４１２の２つの表示部で構成される。

撮影パラメータ部４１１では、ズーム位置（Ｚｏｏｍ）、フォーカス位置（Ｆｏｃｕｓ）、アイリスの変化範囲（Ｉｒｉｓ）、シャッタスピード（Ｓｐｅｅｄ）、撮影感度（ＩＳＯ）、光透過率変更部１１の減光率の変化範囲（ＬＩＱ）を表示している。

深度イメージ部４１２は、Ｆ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．０の３つのアイリス値における、フォーカス位置と被写体深度の変化の関係を模式的に説明した図であり、Ｌ１がフォーカス位置である（本実施例では、被写***置と同一）。

次に、図９を用いて、本実施例の撮影システムに関わる動作および操作の詳細について説明する。図９は、本実施例の撮影システムに関わる動作および操作について説明したフローチャートである。まずステップＳＴ０１で、光透過率変更部１１を光路に対して非配置状態にして、ＳＷ２１を未決定状態にする（初期化）。次に、ステップＳＴ０２では、撮影者がアイリスを操作し、ステップＳＴ０３では、露出が決定されれば（ＳＷ２１が決定）、露出量が決まり（図３において、Ｆ１１、１／１２５）、ステップＳＴ０４へ進み、決定されなければ（ＳＷ２１が未決定）、ステップＳＴ０２へ戻る。

ステップＳＴ０４では、光透過率変更部１１が光路に対して配置状態となった場合を仮定し、最小減光率を考慮したアイリスの可動範囲を算出する（図４において、Ｆ１１⇒Ｆ８．０）。ステップＳＴ０５では、レンズ装置１のアイリス部１０１、ズーム部１０２、フォーカス部１０３、カメラ装置２の撮影感度ＩＳＯ、シャッタスピードの各状態を、通信部２４、通信部３４、ＣＰＵ１９などを介して、レンズ装置１の深度演算部２２が取得する。

ステップＳＴ０６では、上記の取得結果に基づいて、ステップＳＴ０４で算出したアイリスの可動範囲における被写体深度を算出する。次に、ステップＳＴ０７では、フォーカスデマンド装置２によってピント位置を調整し、ステップＳＴ０８では、メモリ２３において、このピント位置（距離）を記憶する。

次に、ステップＳＴ０９では、ＳＷ２１をリセット後、ステップＳＴ０８で記憶した距離を、被写***置とする場合（ＳＷ２１が決定）、ステップＳＴ１０へ進み、被写***置としない場合（ＳＷ２１が未決定）、ステップＳＴ０７へ戻る。また、ステップＳＴ１０では、ステップＳＴ０８で記憶し距離を、被写***置に設定する。

さらに、ステップＳＴ１１では、ＳＷ２１をリセット後、ステップＳＴ１０で設定したフォーカス位置における被写体深度の位置を、被写体深度位置とする場合（ＳＷ２１が決定）、ステップＳＴ１３へ進み、被写体深度位置としない場合（ＳＷ２１が未決定）、ステップＳＴ１２へ進む。また、ステップＳＴ１２では、撮影者がフォーカスノブ２５を操作して、被写体深度位置を調整し、ステップＳＴ１３では、この調整後のフォーカス位置を検出し、ステップＳＴ１４では、このフォーカス位置に基づいて、被写体深度を算出し、ステップＳＴ１１へ戻る。そして、ステップＳＴ１５では、被写体深度位置を設定する。

最後に、ステップＳＴ１６では、上記で算出・設定した被写体深度および被写体深度位置の位置関係を算出し、ステップＳＴ１７では、この関係をモニタ表示装置４で表示する。以上の構成により、リハーサルや被写体深度の計算などを行うことなく、撮影しながら、ボケの変化具合のイメージを得ることができる。

なお、本実施例では、光透過率変更部は、公知公用のエレクトロクロミック素子を使用する例で説明したが、グラディエーションＮＤ等でも構わない。

被写体深度の表示は、ズームやフォーカスの変更に伴い、随時、表示を変更しても構わない。さらに、図８では、深度イメージ部４１２で表示する深度イメージを、Ｆ８．０、Ｆ４．０、Ｆ２．０の３つのアイリス値の場合に関して説明したが、撮影者等設定する任意のＦ値に対する深度イメージを表示しても構わない。また、アイリスの動作範囲も、撮影者等設定する任意のＦ値で制限しても構わない。

また、本実施例のように、レンズ装置とカメラ装置間で通信を行うことで、撮影者の煩雑な作業なく、被写体深度幅、被写体深度位置、被写体の位置関係を逐次更新して表示することができる。この効果は、レンズ装置とカメラ装置が別体型の場合に顕著となる。すなわち、レンズ装置とカメラ装置のセットが常に同一とは限らない場合、互いの状態（ズーム、フォーカス、アイリス、光透過率変更部、シャッタ速度、撮影感度等の状態）も不明である。この場合、上記のように通信を行わないと、互いの状態が分からず、本実施例のように、自動的に被写体深度や被写体深度の変化を表示することはできない。

更に、互いのスペック（ズーム、フォーカス、アイリス、光透過率変更部、シャッタ速度、撮影感度等の設定可能な範囲）も分からず、被写体深度が変わる範囲も自動的に算出することができない。例えば、カメラ装置が、レンズ装置の開放アイリス値（絞り値）を把握できない場合、被写体深度をどこまで浅くできるのか、被写体深度を表示することができない。

以上のように、カメラ装置、レンズ装置、表示装置の間で互いに通信を行い、上記のように各種状態やスペックを互いに把握することは、本発明を実施する場合、重要となる。

（実施例２）
以下、図１、９、１０〜１３を用いて、本発明の他の一実施例を説明する。本実施例では、実施例１に対して、被写体の距離を、ＡＦセンサにより測距している点と、複数の被写体と被写体深度の関係を表示可能とした点が異なる。以下、主として、この差異の詳細について説明する。

図１０は、本発明の撮影システムの機能ブロック図である。図１０に示す撮影システムは、図１の実施例１のレンズ装置１に対して、レンズ装置５を用いた点が異なり、レンズ装置５は、レンズ装置１に対して、測距部５５を追加した点が異なる。測距部５５は、公知公用の位相差センサおよび、被写体距離演算器等で構成されたＡＦ処理部であり、撮影画面上の複数の位置における被写体距離を算出可能な構成をしている。そして、この算出結果は、随時、ＣＰＵ１９へ出力される。

次に、図１１を用いて、測距部５５における測距のイメージを説明する。図１１は、モニタ表示装置４の画面に表示された被写体と、測距部５５における測距点を併せて表示した模式図である。図１１に示すように、本実施例では、モニタ表示装置４の画面上には、複数のＡＦ測距点が用意されており、被写体１乃至３と重なったＡＦ測距点における距離情報が、測距部５５にて演算され、演算結果は、適宜、ＣＰＵ１９へ出力される。

図１２は、本実施例における情報表示部４１の表示内容の模式図であり、実施例１の情報表示部４１の表示内容と比較して、複数の被写体１乃至３を表示している点が異なる。

次に、図１３を用いて、本実施例の撮影システムに関わる動作および操作の詳細について説明する。図１３は、本実施例のレンズ装置１に関わる動作および操作について説明したフローチャートである。図１３に示す本実施例のフローチャートは、図９に示す実施例１のフローチャートと比較して、ステップＳＴ０７「フォーカス調整」を、ステップＳＴ１８「ＡＦ測距」に入れ替えた点と、ステップＳＴ１０の後に、ステップＳＴ１９「設定繰り返し完」の処理を挿入し、ステップＳＴ１０「被写***置設定」が完了の場合は、ステップＳＴ１１へ進み、完了していない場合は、ステップＳＴ１８へ戻る点が異なる。

すなわち、実施例１においては、フォーカス調整により、撮影者のマニュアル操作で被写体距離を検出していたが、本実施例では、ＡＦ測距により、自動で被写体距離を検出できるため、撮影者の作業をより一層軽減することができる。また、被写***置設定の設定を繰り返す構成にしたことで、複数の被写***置と被写体深度位置の関係を表示することを可能にしている。

（実施例３）
以下、図１０、１４〜１６を用いて、本発明の更に他の一実施例を説明する。本実施例では、実施例２に対して、モニタ表示装置をタッチパネル式の表示パネルを採用した点と、このタッチパネルに表示されている被写体深度を直接操作することで、撮影者が所望する被写体深度へ、露出値等の煩雑な計算なく、適宜、変更可能とした点が異なる。

以下、主として、この差異の詳細について説明する。図１４は、本発明の撮影システムの機能ブロック図である。図１４に示す撮影システムは、図１０の実施例２のモニタ表示装置４に対して、モニタ表示装置６を用いた点が異なり、モニタ表示装置６は、上記の通り、タッチパネル式の表示装置であり、表示部を直接操作した情報は、適宜、ＣＰＵ３３へ出力される。また、モニタ表示装置６は、情報表示部４１の代わりに、情報表示部６１を用いている。この点については、以下で説明する。

次に、図１５を用いて、モニタ表示装置６の情報表示部のタッチパネル操作について説明する。図１５は、モニタ表示装置６の情報表示部６１の模式図であり、（Ａ）が、タッチパネル操作前の状態、（Ｂ）が、タッチパネル操作後の状態を示す。

（Ａ）のタッチパネル操作前の状態では、アイリス値がＦ８．０〜Ｆ２．０まで変化する場合の深度変化を表示している。ここで、深度が変化する中で、仮に、撮影者が被写体（３）を被写体深度内に入る状態を作りたい考えた場合、一例として、深度イメージ部６１２のＦ８．０の深度バーＬ３を上方向へ指で操作する。その結果、Ｌ３がＬ３’まで上昇し、自動的にアイリス値がＦ１６に変更される。この結果、Ｆ８．０⇒Ｆ１６へ光量が減るため、光量一定を保つために、撮影感度ＩＳＯも自動的に、１００⇒２００へ引き上げられる。

このように、最初に設定された被写体深度位置（幅）では、撮影者の所望の映像効果が得られない場合であっても、本実施例では、上記の通り、タッチパネルを操作するだけで、所望の被写体深度位置（幅）に変更できる。更に、この変更に伴って生じる撮影光量変化も、自動的に対応（撮影感度ＩＳＯの変更）することができるという特徴を有する。

以上より、本実施例では、撮影者は、煩雑な作業なしに、ボケの変化具合のイメージを確認できるだけではなく、事前のリハーサルや煩雑な計算をすることなく、一度表示された変化具合のイメージを、その場で修正することも可能としている。

本発明において、表示装置は、レンズ装置、カメラ装置に内包されていても問題なく、また、カメラ装置に、機械絞り部や光透過率可変部があっても構わず、レンズ装置に、シャッタ部などがあっても構わない。さらに、さらに、シャッタは、撮像素子の蓄積時間、機械式シャッタ、液晶シャッタ等、その種類を問わない。

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例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ レンズ装置、２ フォーカスデマンド装置、３ カメラ装置、
４ モニタ表示装置、５ レンズ装置、６ モニタ表示装置

Claims (8)

1. 光透過率変更部と光学レンズ部および撮像部を備え、
   前記光学レンズ部の機械絞り部と前記光透過率変更部をそれぞれ駆動することで、露出量を一定に保つ露出一定制御部を有する撮影システムであって、
   前記露出一定制御部が、露出量を一定に保つ制御時の被写界深度または被写界深度の変化を演算する深度演算部を有すること特徴とする撮影システム。
2. 前記深度演算部は、前記光透過率変更部の調整状態または、前記光学レンズ部の機械絞り部またはズーム部またはフォーカス部の調整状態または、前記撮像部の撮影感度またはシャッタ速度の調整状態のいずれかの調整状態に基づいて、被写界深度または被写界深度の変化を演算することを特徴とする請求項１に記載の撮影システム。
3. 前記深度演算部は、前記光透過率変更部の調整範囲または、前記光学レンズ部の機械絞り部またはズーム部またはフォーカス部の調整範囲または、前記撮像部の撮影感度またはシャッタ速度の調整範囲のいずれかの調整範囲に基づいて、被写界深度または被写界深度の変化範囲を演算することを特徴とする請求項２に記載の撮影システム。
4. 前記被写界深度または被写界深度の変化に関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮影システム。
5. 前記撮影システムの被写体距離を計測する距離計測部を有し、
   前記表示部は、前記被写界深度または、被写界深度の変化に関する情報と被写体距離の関係を表示することを特徴とする請求項４に記載の撮影システム。
6. 前記距離計測部は、ＡＦセンサの測定結果、もしくはフォーカス位置のいずれかに基づいて、距離を計測することを特徴とする請求項５に記載の撮影システム。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮影システムにおけるレンズ装置。
8. 請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮影システムにおけるカメラ装置。