(57)【要約】【課題】ブラックアウト時間が比例して長くなる。【解決手段】撮像装置は、被写体の光学像が入力され、電気信号を出力する撮像素子と、光学像が入力され、撮像素子とは別個に配された光学部材と、光学像が撮像素子に向かう光路と光学部材に向かう光路との間で切り替える複数の単位素子が配列されており、撮像素子に光学像を入力すべく設定した設定時間内に複数の単位素子の少なくとも一部の単位素子が光学像を光学部材に向ける空間光変調素子とを備える。【選択図】図２
2012118477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像が入力され、電気信号を出力する撮像素子と、
前記光学像が入力され、前記撮像素子とは別個に配された光学部材と、
前記光学像が前記撮像素子に向かう光路と前記光学部材に向かう光路との間で切り替える複数の単位素子が配列されており、前記撮像素子に光学像を入力すべく設定した設定時間内に前記複数の単位素子の少なくとも一部の単位素子が前記光学像を前記光学部材に向ける空間光変調素子と
を備える撮像装置。
【請求項２】
複数のフレーム画像を時間的に連続して撮像する動画撮像において、
前記設定時間は、動画撮像時間である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記動画撮像において、１フレーム画像の露光時間を経過すると、前記複数の単位素子のうち少なくとも一部の前記単位素子が前記光学部材に向く
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子が撮像している間に、前記単位素子の一部を前記光学部材に向けた場合、
前記光学部材に向けられた前記単位素子に対応する前記撮像素子から出力される前記電気信号を補完して画像データを出力する画像処理部を更に備える
請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記空間光変調素子は、マイクロミラーを含む前記単位素子を有するデジタルマイクロミラー装置である
請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子は、前記光学部材よりも入射側に配置されている
請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、コントラスト式のオートフォーカス機能を有する
請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像素子は、像面位相差式のオートフォーカス機能を有する
請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記空間光変調素子の前記単位素子が、前記撮像素子に向いている時間と、前記光学部材に向いている時間との比率を変更することができる
請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記空間光変調素子の前記単位素子のうち、前記撮像素子に向いている単位素子の数と、前記光学部材に単位素子の数との比率を変更することができる
請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記単位素子の向きは、前記空間光変調素子の法線方向から−３０°〜＋３０°の間で変更することができる
請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記光学部材は、前記被写体の光学像を観察するための光学ファインダと、前記光学ファインダに前記光学像を導くペンタプリズムまたはペンタミラーとを有する
請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像素子が撮像している間、少なくとも一部の時間は、前記空間光変調素子の全ての前記単位素子が、前記撮像素子に向けられる
請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記空間光変調素子は、入射する光軸に対して３０°〜６０°の傾斜を有する
請求項１から１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記空間光変調素子は、前記単位素子の向きを切り替える振動アクチュエータを有する
請求項１から１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光路を変更するための空間光変調素子を備えた撮像装置が知られている（例えば、特許文献１）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開平７−３０６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、空間光変調素子は、光路を撮像部方向と光学ファインダ方向とに切り替えているので、露光時間等の設定時間が長い場合、設定時間に比例してブラックアウト時間が長くなるといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、被写体の光学像が入力され、電気信号を出力する撮像素子と、前記光学像が入力され、前記撮像素子とは別個に配された光学部材と、前記光学像が前記撮像素子に向かう光路と前記光学部材に向かう光路との間で切り替える複数の単位素子が配列されており、前記撮像素子に光学像を入力すべく設定した設定時間内に前記複数の単位素子の少なくとも一部の単位素子が前記光学像を前記光学部材に向ける空間光変調素子とを備える撮像装置。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】撮像装置の模式的断面図である。
【図２】空間光変調素子の一部斜視図である。
【図３】空間光変調素子のマイクロミラーの断面図である。
【図４】撮像装置の制御系を示すブロック図である。
【図５】撮像装置の主処理を説明するフローチャートである。
【図６】撮像装置の撮像前処理を説明するフローチャートである。
【図７】撮像装置の静止画処理を説明するフローチャートである。
【図８】撮像装置の動画処理を説明するフローチャートである。
【図９】一部を変更した実施形態の静止画処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、撮像装置の模式的断面図である。図１において、矢印で示す前後を撮像装置の前方及び後方とする。尚、前方は光学像の入射側でもある。図１に示すように、撮像装置１０は、レンズユニット１２と、カメラ本体１４とを備えている。
【０００９】
レンズユニット１２は、固定筒１８と、複数のレンズ２０と、レンズマウント２２と、鏡筒ＣＰＵ２４とを備えている。固定筒１８の一端は、レンズマウント２２を介して、カメラ本体１４に連結される。複数のレンズ２０は、光軸ＯＡを一致させて固定筒１８に保持されている。最も前方のレンズ２０は、固定筒１８に固定されている。一方、残りのレンズ２０は、光軸ＯＡに沿って移動可能に固定筒１８に支持されている。これにより、レンズ２０は、倍率、焦点距離または焦点位置を変化させる。鏡筒ＣＰＵ２４は、カメラ本体１４と通信するとともに、レンズユニット１２の動作を制御する。これにより、レンズユニット１２は、カメラ本体１４に取り付けられると、カメラ本体１４と連携して動作する。
【００１０】
カメラ本体１４は、筐体３０と、ボディマウント３２と、光路切替部３４と、撮像部３６と、光学部材３８と、本体制御部４０と、表示部４２とを備えている。筐体３０は、撮像部３６と、光学部材３８と、本体制御部４０と、表示部４２とを収容して、保持する。ボディマウント３２は、筐体３０の前面に設けられている。ボディマウント３２は、レンズマウント２２と連結される。これにより、レンズユニット１２が、カメラ本体１４に脱着可能に取り付けられる。
【００１１】
光路切替部３４は、空間光変調素子４６と、支持部材４８とを有する。空間光変調素子４６は、レンズ２０の光軸ＯＡ上に配置されている。空間光変調素子４６は、光軸ＯＡに対して、傾斜した状態で筐体３０に固定された支持部材４８に支持されている。
【００１２】
撮像部３６は、赤外線カットフィルタ５０と、ローパスフィルタ５２と、撮像素子５４とを有する。赤外線カットフィルタ５０は、撮像素子５４の空間光変調素子４６側に配置されている。赤外線カットフィルタ５０は、被写体の光学像に含まれる赤外線をカットする。ローパスフィルタ５２は、複屈折率を有する材料を含む。ローパスフィルタ５２は、偽色を光学的にキャンセルする。
【００１３】
撮像素子５４は、ＣＣＤ（charge-coupled device）センサまたはＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）センサを有する。撮像素子５４は、入力された被写体の光学像を光電変換によって電気信号である画像信号に変換して出力する。撮像素子５４は、空間光変調素子４６の斜め上方且つ前方に配置されている。撮像素子５４は、光学部材３８よりも入射側に配置されている。例えば、撮像素子５４は、光軸ＯＡと空間光変調素子４６とが交差する点から鉛直上方に延びる線に対して前方に角度θ１、傾斜した位置に配置されている。ここで角度θ１は、３０°以下が好ましく、より好ましくは１８°である。赤外線カットフィルタ５０及びローパスフィルタ５２は、光学像が空間光変調素子４６から撮像素子５４へと向かう光路Ｌ１上に配置されている。撮像素子５４は、複数の画素を有する。複数の画素は、ＡＥ（＝automatic exposure：自動露出）用画素、及び、ＡＦ（＝autofocus：オートフォーカス）用画素としても機能する。撮像素子５４は、コントラスト値が最大になるようにレンズ２０を駆動して合焦させるコントラスト式のＡＦ機能を有する。尚、撮像素子５４が、像面位相差式のＡＦ機能を有するように構成してもよい。撮像素子５４が、像面位相差式のＡＦ機能を有する場合、撮像用の画素とは別に、前焦点か後焦点かを判定するためのＡＦ用の画素が撮像素子５４に設けられる。
【００１４】
光学部材３８は、撮像素子５４とは別個に配されている。光学部材３８には、空間光変調素子４６から被写体の光学像が入力される。光学部材３８は、スクリーン５８と、コンデンサレンズ６０と、ペンタプリズム６２と、接眼レンズ６４と、光学ファインダ６６とを有する。スクリーン５８は、レンズユニット１２の光学系が合焦した場合に被写体の光学像が結像される距離に配置されている。これにより、スクリーン５８は、光学像を可視化する。コンデンサレンズ６０は、スクリーン５８の出射側に配置されている。コンデンサレンズ６０は、スクリーン５８によって可視化された光学像の光束をペンタプリズム６２へと集光する。
【００１５】
ペンタプリズム６２は、コンデンサレンズ６０の出射側に配置されている。また、ペンタプリズム６２は、空間光変調素子４６の斜め上方且つ後方に配置されている。例えば、ペンタプリズム６２は、光軸ＯＡと空間光変調素子４６とが交差する点から鉛直上方に延びる線に対して後方に角度θ２、傾斜した位置に配置されている。ここで角度θ２は、３０°以下が好ましく、より好ましくは１８°である。スクリーン５８及びコンデンサレンズ６０は、空間光変調素子４６からペンタプリズム６２へと光学像が進行する光路Ｌ２上に配置されている。ペンタプリズム６２は、スクリーン５８から入射した光学像を上下左右反転させて正立正像へと変換した後、接眼レンズ６４を介して、被写体の光学像を観察するための光学ファインダ６６に光学像を導く。尚、ペンタプリズム６２に代えて、ペンタミラーを設けてもよい。
【００１６】
接眼レンズ６４は、ペンタプリズム６２の出射側に配置されている。接眼レンズ６４は、正立正像に変換された光学像を、被写体の光学像を観察するための光学ファインダ６６へと導く。ユーザは、光学ファインダ６６を介して、アイポイントＥＰの近傍で光学像を観察する。
【００１７】
本体制御部４０は、主基板６８と、本体ＣＰＵ７０と、画像処理部７２とを有する。主基板６８は、筐体３０の背面部に配置されている。主基板６８は、本体ＣＰＵ７０及び画像処理部７２を保持する。本体ＣＰＵ７０は、撮像装置１０の制御全般を司る。画像処理部７２は、撮像素子５４から出力されたアナログの電気信号を画像データへとデジタル変換して本体ＣＰＵ７０へと出力する。
【００１８】
表示部４２には、画像処理部７２によって変換された画像データが入力される。表示部４２は、この画像データに基づいて、ライブビューモードにおけるスルー画を表示する。また、表示部４２は、撮像された画像の再生画像等を含む種々の画像を表示する。
【００１９】
図２は、空間光変調素子の一部斜視図である。図３は、空間光変調素子のマイクロミラーの断面図である。尚、図３は、平面視におけるマイクロミラーの対角線を含む基板と垂直な面の縦断面図である。
【００２０】
図２及び図３に示すように、空間光変調素子４６は、デジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）である。尚、空間光変調素子４６は、デジタルマイクロミラー装置に限定されるものではない。空間光変調素子４６は、基板７６と、複数対の駆動部７８と、複数（例えば、１０００個）のマイクロミラー８０とを備えている。マイクロミラー８０は、単位素子の一例である。
【００２１】
基板７６は、駆動部７８及びマイクロミラー８０を支持する。基板７６は、支持部材４８によって、入射する光学像の光軸ＯＡに対して４５°傾斜した状態で支持されている。尚、光軸ＯＡに対する基板７６の傾斜角度は、適宜変更してよいが、３０°〜６０°の間で設定することが好ましい。
【００２２】
駆動部７８は、基板７６上に配置されている。各駆動部７８は、振動アクチュエータを有する。尚、振動アクチュエータの代わりに、圧電部材、静電力による駆動部材、弾性部材、及びこれらの組合せ等を駆動部７８として適用してもよい。２個の駆動部７８が、１組となって、１個のマイクロミラー８０を支持している。各組の２個の駆動部７８は、マイクロミラー８０の対向する２個の頂点の下に配置されている。これにより、各組の２個の駆動部７８は、支持していないマイクロミラー８０の２個の頂点を結ぶ対角線を回転軸として、その回転軸の周りでマイクロミラー８０を回動させて傾斜させる。この結果、一のマイクロミラー８０によって反射された光が、隣接する他のマイクロミラー８０に導かれることに起因するけられが低減される。各組の２個の駆動部７８は、本体ＣＰＵ７０からの駆動信号に基づいて、基板７６の法線方向にそれぞれ個別に振動する。
【００２３】
複数のマイクロミラー８０は、マトリックス状に配列されている。マイクロミラー８０は、支持部８２と、反射面部８４とを有する。支持部８２は、２個の駆動部７８を跨ぐように設けられている。反射面部８４は、支持部８２の一方の面に形成されている。反射面部８４は、光を反射可能な膜状に形成されている。
【００２４】
マイクロミラー８０は、初期状態では光学部材３８の方向へと向けられている。これにより、ユーザは、初期状態において、光学ファインダ６６によって光学像を観察できるとともに、撮像素子５４の破損が抑制される。２個の駆動部７８を個別に振動駆動させることにより、マイクロミラー８０の向きが切り替えられる。ここで、マイクロミラー８０の向きは、空間光変調素子４６の基板７６の法線方向から−３０°〜＋３０°の間で変更できることが好ましい。これにより、マイクロミラー８０は、光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１と、光学部材３８に向かう光路Ｌ２とを切り替える。そして、撮像する場合、マイクロミラー８０は、撮像素子５４に光学像を入力すべく設定した設定時間内に、光学像を光学部材３８に向ける。尚、設定時間の一例は、静止画を撮像する場合の露光時間である。設定時間の他の例は、複数の静止画を連続して撮像する連写モードにおける規定の連写枚数を撮像完了するまでの連写時間である。更に、設定時間の他の例は、複数のフレーム画像を時間的に連続して撮像する動画撮像の場合の動画撮像時間である。
【００２５】
例えば、露光時間が長い静止画の撮像においては、全てのマイクロミラー８０は、露光時間の少なくとも一部の時間、撮像素子５４に向けられる。これにより、マイクロミラー８０が、光学像を撮像素子５４に向かう光路Ｌ１から光学部材３８に向かう光路Ｌ２へと切り替える。更に露光時間が長い場合、この光路Ｌ１と光路Ｌ２との切り替えを繰り返す。マイクロミラー８０の切り替えの周期は、ユーザの眼に切り替えが認識されない程度が好ましい。マイクロミラー８０の切り替えの周期は、例えば、１０-4秒以下である。静止画の連写の場合、露光時間が短くても、マイクロミラー８０は、静止画の撮像と次の静止画の撮像との間で光路Ｌ１を光路Ｌ２に切り替えた後、光路Ｌ１へと戻す。また、動画撮像においては、１フレーム画像の露光時間が経過すると、撮像素子５４に向いていたマイクロミラー８０が、光学部材３８に向けられる。これにより、マイクロミラー８０は、光学像を撮像素子５４に向かう光路Ｌ１から光学部材３８に向かう光路Ｌ２へと切り替える。
【００２６】
図４は、撮像装置の制御系を示すブロック図である。図４に示すように、本体ＣＰＵ７０には、鏡筒ＣＰＵ２４と、画像処理部７２と、表示部４２と、撮像素子５４と、入力部８６と、駆動制御部８８と、画像記憶部９０と、記憶部９２とが接続されている。また、画像処理部７２、及び、撮像素子５４は、互いに接続されている。
【００２７】
本体ＣＰＵ７０は、静止画及び動画を撮像素子５４に撮像させる。撮像素子５４は、電気信号である画像信号を画像処理部７２へと出力する。画像処理部７２は、画像信号を画像データへと変換して、本体ＣＰＵ７０へと出力する。本体ＣＰＵ７０は、画像処理部７２から入力された画像データに基づいて、露光時間を設定するＡＥ処理及び光学像を合焦させるＡＦ処理を実行する。また、本体ＣＰＵ７０は、ＡＥ処理及びＡＦ処理に基づいて、鏡筒ＣＰＵ２４を介して、レンズユニット１２を駆動する。これにより、本体ＣＰＵ７０は、適切な絞り及び焦点を設定する。画像処理部７２は、画像処理した画像データを表示部４２に出力する。これにより、表示部４２は、ライブビューモード等においてスルー画を表示する。
【００２８】
入力部８６は、本体ＣＰＵ７０に接続された電源ボタン９４及びレリーズボタン９６を含む。本体ＣＰＵ７０は、ユーザによって電源ボタン９４が操作されると、撮像装置１０のＯＮとＯＦＦとを切り替える。
【００２９】
レリーズボタン９６は、静止画を撮像する静止画モードでは、ユーザによって静止画を撮像する場合に操作される。これにより、本体ＣＰＵ７０は、静止画モードにおいて、ユーザがレリーズボタンを操作すると、種々の処理を実行した後、静止画を撮像及び静止画ファイルを保存する。尚、連写モードにおいては、レリーズボタン９６の操作によって、本体ＣＰＵ７０は、規定の枚数の静止画を撮像及び静止画ファイルを保存する。
【００３０】
レリーズボタン９６は、動画を撮像する動画モードでは、ユーザによって動画の撮像開始及び撮像終了する場合に操作される。これにより、本体ＣＰＵ７０は、動画モードにおいて、ユーザがレリーズボタン９６を操作すると、動画の撮像を開始して、フレーム毎に画像を保存する。そして、本体ＣＰＵ７０は、ユーザが再度レリーズボタン９６を操作すると、動画の撮像を終了して、複数のフレーム画像を含む動画ファイルを保存する。
【００３１】
本体ＣＰＵ７０は、駆動制御部８８を介して、空間光変調素子４６の駆動部７８をそれぞれ振動駆動させる。これにより、本体ＣＰＵ７０は、各マイクロミラー８０の向きを個別に制御する。
【００３２】
画像記憶部９０は、画像処理部７２によって画像処理された静止画ファイルまたは動画ファイルを保存する。画像記憶部９０は、読み書き可能な記憶媒体を有する。
【００３３】
記憶部９２は、主処理プログラム１００、撮像前処理プログラム１０２、静止画処理プログラム１０４、動画処理プログラム１０６、及び、露光時間と比較するための閾値等の種々のプログラム及びパラメータを記憶している。
【００３４】
主処理プログラム１００は、電源がＯＮ状態の間に本体ＣＰＵ７０によって実行される。主処理プログラム１００は、撮像前処理プログラム１０２、静止画処理プログラム１０４、動画処理プログラム１０６を実行する。
【００３５】
撮像前処理プログラム１０２は、電源がＯＮ状態であって、レリーズボタン９６が操作される前に本体ＣＰＵ７０によって実行される。撮像前処理プログラムの実行中においては、本体ＣＰＵ７０は、マイクロミラー８０の向きを一定の周期で、撮像素子５４の方向と光学部材３８の方向とに切り替える。
【００３６】
静止画処理プログラム１０４は、静止画モードにおいて、レリーズボタン９６が操作されると、本体ＣＰＵ７０によって実行される。静止画モードにおいて、露光時間が閾値以上の場合、本体ＣＰＵ７０は、マイクロミラー８０の向きを、露光時間の間は撮像素子５４の方向にして、露光時間以外の間は光学部材３８の方向へと切り替える。これにより、マイクロミラー８０は、１回の露光時間の間に、撮像素子５４の方向と光学部材３８の方向とに切り替えることになる。尚、閾値の一例は、１／６０ｓ（＝６０Ｈｚ）である。
【００３７】
動画処理プログラム１０６は、動画モードにおいて、レリーズボタン９６が操作されると本体ＣＰＵ７０によって実行されるとともに、再度レリーズボタン９６が操作されると終了する。動画モードにおいて、本体ＣＰＵ７０は、マイクロミラー８０の向きを、１フレームの画像の露光時間の間は撮像素子５４の方向にして、１フレームの露光時間以外の間は光学部材３８の方向へと切り替える。これにより、マイクロミラー８０は、１フレームの撮像毎に、光路を、撮像素子５４への光路Ｌ１と光学部材３８への光路Ｌ２とに切り替えることになる。
【００３８】
図５は、撮像装置の主処理を説明するフローチャートである。主処理は、記憶部９２から主処理プログラム１００を読み出した本体ＣＰＵ７０によって実行される。
【００３９】
図５に示すように、撮像装置１０の主処理では、本体ＣＰＵ７０が、ユーザによって電源ボタン９４が操作されて、電源がＯＮ状態になるまで待機する（Ｓ２００：Ｎｏ）。本体ＣＰＵ７０は、電源ボタン９４がＯＮへと操作されたと判定すると（Ｓ２００：Ｙｅｓ）、後述する撮像前処理を実行する（Ｓ２０２）。
【００４０】
この後、本体ＣＰＵ７０は、ユーザによってレリーズボタン９６が操作されていないと判定すると（Ｓ２０４：Ｎｏ）、撮像前処理を繰り返す。一方、本体ＣＰＵ７０は、ユーザによってレリーズボタン９６が操作されたと判定すると（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、静止画モードか否かを判定する（Ｓ２０６）。
【００４１】
本体ＣＰＵ７０は、静止画モードであると判定すると（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、静止画処理を実行する（Ｓ２０８）。一方、本体ＣＰＵ７０は、静止画モードでないと判定すると（Ｓ２０６：Ｎｏ）、動画処理を実行する（Ｓ２１０）。この後、本体ＣＰＵ７０は、ユーザによって電源ボタン９４が操作されたと判定するまで、ステップＳ２０２以降を繰り返す（Ｓ２１２）。
【００４２】
図６は、撮像装置の撮像前処理を説明するフローチャートである。撮像前処理は、記憶部９２から撮像前処理プログラム１０２を読み出した本体ＣＰＵ７０によって実行される。
【００４３】
図６に示すように、撮像装置１０の撮像前処理では、本体ＣＰＵ７０が、駆動制御部８８を介して、駆動部７８を振動駆動させて、マイクロミラー８０を撮像素子５４の方向へと向ける（Ｓ３００）。これにより、マイクロミラー８０が、光路を光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１へと切り替える。この後、画像処理部７２が、撮像素子５４から画像信号を取得する（Ｓ３０２）。画像処理部７２は、画像信号を画像処理して画像データとした後、本体ＣＰＵ７０へと出力する。本体ＣＰＵ７０は、入力された画像データに基づいて、ＡＥ処理及びＡＦ処理を実行するとともに、画像処理部７２が表示部４２にスルー画を表示する（Ｓ３０４）。
【００４４】
次に、本体ＣＰＵ７０は、駆動部７８を振動駆動させて、マイクロミラー８０を光学部材３８のペンタプリズム６２の方向へと向ける（Ｓ３０６）。これにより、マイクロミラー８０が、光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１を光学像が光学部材３８に向かう光路Ｌ２へと切り替える。尚、マイクロミラー８０をペンタプリズム６２の方向へと向けた後に（Ｓ３０６）、ステップＳ３０２及びＳ３０４を実行してもよい。この後、レリーズボタン９６がユーザによって操作されるまで、この撮像前処理が繰り返される。これにより、マイクロミラー８０は、レリーズボタン９６が操作されるまで、撮像素子５４の方向と光学部材３８との方向に繰り返し切り替えられる。これに伴って、光路が、マイクロミラー８０によって、光路Ｌ１と光路Ｌ２との間で周期的に切り替えられる。
【００４５】
図７は、撮像装置の静止画処理を説明するフローチャートである。静止画処理は、記憶部９２から静止画処理プログラム１０４を読み出した本体ＣＰＵ７０によって実行される。静止画処理は、図５のステップＳ２０８に対応する。静止画処理は、静止画モードに設定された状態で、ユーザによってレリーズボタンが操作されると実行される。
【００４６】
図７に示すように、撮像装置１０の静止画処理では、本体ＣＰＵ７０は、ＡＥ処理及びＡＦ処理に基づいて（ステップＳ３０４参照）、露光時間を決定するとともに、絞り駆動及びレンズ駆動の指示を鏡筒ＣＰＵ２４へと出力する（Ｓ４００）。これにより、鏡筒ＣＰＵ２４は、レンズユニット１２のレンズ２０の一部または全て及び絞りを駆動させて、撮像素子５４に光学像が結像する焦点及び露出を適切に設定する。次に、本体ＣＰＵ７０は、ユーザによって設定された露出時間が閾値以上か否かを判定する（Ｓ４０２）。
【００４７】
本体ＣＰＵ７０は、露光時間が閾値未満であると判定すると（Ｓ４０２：Ｎｏ）、駆動部７８を振動駆動させて、マイクロミラー８０を撮像素子５４の方向へと向ける（Ｓ４０４）。これにより、マイクロミラー８０が、光学像が光学部材３８に向かう光路Ｌ２を光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１へと切り替える。この結果、光学像が撮像素子５４に向かい、撮像素子５４による撮像が開始される。本体ＣＰＵ７０は、露光時間が終了したと判定すると（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、マイクロミラー８０を光学部材３８の方向へと向ける（Ｓ４０８）。これにより、マイクロミラー８０が、光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１を光学像が光学部材３８に向かう光路Ｌ２へと切り替える。この結果、光学像が光学部材３８へと向かい、ユーザは光学ファインダ６６を介して光学像を観察する。画像処理部７２が画像を処理して本体ＣＰＵ７０に出力する。本体ＣＰＵ７０は、静止画ファイルを画像記憶部９０に保存する（Ｓ４１６）。
【００４８】
一方、本体ＣＰＵ７０は、露光時間が閾値以上であると判定すると（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、駆動部７８を振動駆動させて、マイクロミラー８０を撮像素子５４の方向へと向ける（Ｓ４１０）。これにより、マイクロミラー８０が、光学像が光学部材３８に向かう光路Ｌ２を光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１へと切り替える。次に、本体ＣＰＵ７０は、マイクロミラー８０を光学部材３８の方向へと向ける（Ｓ４１２）。これにより、マイクロミラー８０が、光学像が光学部材３８に向かう光路Ｌ２を光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１へと切り替える。
【００４９】
本体ＣＰＵ７０は、露光時間が終了していないと判定すると（Ｓ４１４：Ｎｏ）、ステップＳ４１０及びＳ４１２を実行する。この後、本体ＣＰＵ７０は、露光時間が終了するまで、ステップＳ４１０及びＳ４１２を繰り返す。これにより、露光時間の間、マイクロミラー８０は、撮像素子５４の方向と光学部材３８の方向との間を交互に向くことになる。この結果、露光時間の間であっても、被写体の光学像が光学ファインダ６６へと導かれ、ユーザは光学ファインダ６６から被写体の光学像を観察できる。マイクロミラー８０が、撮像素子５４と光学部材３８とへの向きを変更する周期は、適宜変更してよいが、例えば、１０-4秒以下である。また、マイクロミラー８０が撮像素子５４に向いている時間、光学部材３８に向いている時間、及び、向きの切り替えに必要な時間の比率へ適宜変更してもよいが、例えば、「４．５：４．５：１」の比率である。この場合、マイクロミラー８０が撮像素子５４に向いている時間は４．５×１０-5秒、光学部材３８に向いている時間は４．５×１０-5秒、及び、向きの切り替えに必要な時間は１×１０-5秒となる。本体ＣＰＵ７０は、露光時間が終了したと判定すると（Ｓ４１４：Ｙｅｓ）、画像処理部７２によって画像処理された静止画ファイルを画像記憶部９０に保存する（Ｓ４１６）。尚、ステップＳ４１４において、マイクロミラー８０が撮像素子５４の方向に向いていた時間の合計が露光時間を越えたか否かによって判定される。
【００５０】
本体ＣＰＵ７０は、静止画ファイルを保存した後に、連写モードか否かを判定する（Ｓ４１８）。本体ＣＰＵ７０は、連写モードであると判定すると（Ｓ４１８：Ｙｅｓ）、静止画を規定の連写枚数撮像したか否かを判定する（Ｓ４２０）。本体ＣＰＵ７０は、静止画を連写枚数撮像していないと判定すると（Ｓ４２０：Ｎｏ）、ＡＥ処理、ＡＦ処理を実行する。また、画像処理部７２が表示部４２にスルー画を表示する（Ｓ４２２）。この後、ステップＳ４００以降を繰り返す。
【００５１】
一方、本体ＣＰＵ７０は、連写モードでないと判定した場合（Ｓ４１８：Ｎｏ）、及び、静止画を連写枚数撮像したと判定した場合（Ｓ４２０：Ｙｅｓ）、静止画処理を終了する。
【００５２】
図８は、撮像装置の動画処理を説明するフローチャートである。動画処理は、記憶部９２から動画処理プログラム１０６を読み出した本体ＣＰＵ７０によって実行される。動画処理は、図５のステップＳ２１０に対応する。動画処理は、動画モードに設定された状態で、ユーザによってレリーズボタンが操作されると実行される。
【００５３】
図８に示すように、撮像装置１０の動画処理では、本体ＣＰＵ７０は、ＡＥ処理及びＡＦ処理に基づいて、露光時間を決定するとともに、絞り駆動及びレンズ駆動の指示を鏡筒ＣＰＵ２４へと出力する（Ｓ５００）。これにより、鏡筒ＣＰＵ２４は、レンズユニット１２を駆動させて、焦点及び露出を適切に設定する。次に、本体ＣＰＵ７０は、駆動部７８を振動駆動して、マイクロミラー８０を撮像素子５４の方向へと向ける（Ｓ５０２）。これにより、マイクロミラー８０が、光学像が光学部材３８に向かう光路Ｌ２を光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１へと切り替える。この結果、撮像素子５４が撮像を開始する。
【００５４】
次に、本体ＣＰＵ７０は、露光時間が終了したか否かを判定する（Ｓ５０４）。本体ＣＰＵ７０は、露光時間が終了するまでステップＳ５０４を繰り返し、露光時間が終了したと判定すると（Ｓ５０４：Ｙｅｓ）、１フレームの画像を保存する（Ｓ５０６）。次に、本体ＣＰＵ７０は、撮像素子５４から出力された画像信号に基づいて、ＡＥ処理及びＡＦ処理を実行する。また、画像処理部７２が画像データを表示部４２に出力する。これにより、表示部４２は、スルー画を表示する（Ｓ５０８）。本体ＣＰＵ７０は、駆動部７８を振動駆動させて、マイクロミラー８０を光学部材３８の方向へと向ける（Ｓ５１０）。これにより、マイクロミラー８０が、光学像が撮像素子５４に向かう光路Ｌ１を光学像が光学部材３８に向かう光路Ｌ２へと切り替える。
【００５５】
次に、本体ＣＰＵ７０は、ユーザによってレリーズボタン９６が操作されたか否かを判定する（Ｓ５１２）。尚、ここでのレリーズボタン９６の操作は、動画撮像の終了を意味する。本体ＣＰＵ７０は、レリーズボタン９６が操作されていないと判定すると（Ｓ５１２：Ｎｏ）、ステップＳ５００以降の処理を繰り返す。これにより、動画撮像の間、マイクロミラー８０は、露光時間の間は撮像素子５４の方向へと向けられ、露光時間の後、次の露光開始までの間は光学部材３８の方向へと向けられる。これにより、動画撮像の間であっても、被写体の光学像がマイクロミラー８０によって光学ファインダ６６へと導かれることになる。この結果、ユーザは、光学ファインダ６６を介して光学像を観察しつつ、動画を撮像できる。この後、本体ＣＰＵ７０は、レリーズボタン９６が操作されたと判定すると（Ｓ５１２：Ｙｅｓ）、複数のフレーム画像を含む動画ファイルを画像記憶部９０に保存して（Ｓ５１４）、動画処理を終了する。
【００５６】
上述したように撮像装置１０では、マイクロミラー８０が、静止画撮像における露光時間または動画撮像における動画撮像時間の間、少なくとも一部の時間、光学像を光学部材３８に向ける。これにより、撮像中におけるブラックアウトの時間を短くすることができる。この結果、ユーザは、撮像中であっても、光学ファインダ６６によって光学像を観察しつつ、撮像することができる。また、撮像素子５４がＣＭＯＳイメージセンサの場合、動画撮像中において、ユーザは光学像を観察しつつ撮像することによって、動画中のローリングひずみされた動画を見て撮像する必要がない。
【００５７】
撮像装置１０では、マイクロミラー８０の向きを変更することによって、光路Ｌ１と光路Ｌ２とを切り替えている。これにより、撮像装置１０は、ミラーショックによる画像のぶれを抑制できる。
【００５８】
撮像装置１０では、撮像素子５４によって撮像された画像によってＡＥ処理及びＡＦ処理を実行している。これにより、撮像装置１０は、連写が高速になった場合、動画撮像の場合でも、ＡＥ処理及びＡＦ処理を実行できる。
【００５９】
撮像装置１０では、空間光変調素子４６を光学軸ＯＡに対して、３０°〜６０°の間で設定することによって、開口率の低減を抑制することができる。撮像装置１０では、角度θ１及び角度θ２を１８°に設定することによって、撮像素子５４と光学部材３８とを小さい領域に配置することができる。これにより、撮像装置１０の小型化を実現できる。
【００６０】
撮像装置１０では、撮像素子５４を光学部材３８よりも入射側に配置することによって、ペンタプリズム６２の大型化を抑制しつつ、光学ファインダ６６からアイポイントＥＰまでの距離を長くすることができる。
【００６１】
更に、各マイクロミラー８０を支持する２個の駆動部７８を個別に振動駆動させることによって、各マイクロミラー８０は、それぞれ単独で傾斜可能に構成されている。従って、一のマイクロミラー８０が撮像素子５４へと光学像を向けつつ、他のマイクロミラー８０が光学部材３８へと光学像を向けることができる。
【００６２】
次に、上述した実施形態の一部を変更した実施形態について説明する。上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。
【００６３】
各マイクロミラー８０を支持する２個の駆動部７８を個別に振動させてもよい。これにより、各マイクロミラー８０は、それぞれ単独で傾斜される。従って、一のマイクロミラー８０が撮像素子５４へと光学像の光路Ｌ１を向けつつ、他のマイクロミラー８０が光学部材３８へと光学像の光路Ｌ２を向けることができる。更に、光路Ｌ１を撮像素子５４へと向けるマイクロミラー８０と、光路Ｌ２を光学部材３８へと向けるマイクロミラー８０との比を、露光時間の間に変更するように構成してもよい。
【００６４】
図９は、一部を変更した実施形態の静止画処理を説明するフローチャートである。図９を参照して、この実施形態の静止画処理を説明する。上述した実施形態と同様のステップは、同じステップ番号を付与して説明を省略する。尚、図９の静止画処理は、一部のマイクロミラー８０が光路Ｌ１を撮像素子５４へと向け、他のマイクロミラー８０が光路Ｌ２を光学部材３８へと向けている状態で開始される。尚、レリーズボタン９６を操作する前、即ち、撮像を開始する前は、光学部材３８に向けられているマイクロミラー８０の数が、撮像素子５４に向けられているマイクロミラー８０の数よりも多いことが好ましい。
【００６５】
図９に示すように、本体ＣＰＵ７０は、ステップＳ４００を実行した後、光学部材３８へと向いているマイクロミラー８０の一部を撮像素子５４へと向ける（Ｓ６１０）。これにより、光学部材３８へと向かっていた光路Ｌ２の一部が、撮像素子５４の方向へと切り替えられる。次に、撮像素子５４のマイクロミラー８０の一部を光学部材３８へと向ける（Ｓ６１２）。これにより、撮像素子５４へと向かっていた光路Ｌ１の一部が、撮像素子５４の方向へと切り替えられる。この後、本体ＣＰＵ７０は、露光時間が終了したと判定するまで（Ｓ４１４：Ｎｏ）、ステップＳ６１９及びＳ６１２を繰り返す。ここで、露光時間の間、方向が切り替えられるマイクロミラー８０は、異なる。例えば、向きが切り替えられるマイクロミラー８０を順に変更することにより、光学像が入力されていない撮像素子５４が順に変わっていくことになる。これにより、入力される光学像の光量の局所的な違いに起因する画質の劣化が低減される。
【００６６】
次に、画像処理部７２は、画像処理及び補完処理をした後、本体ＣＰＵ７０に静止画ファイルを出力する。本体ＣＰＵ７０は、静止画ファイルを画像記憶部９０に保存する（Ｓ６１６）。尚、補完処理では、撮像素子５４が画像を撮像している間に、マイクロミラー８０の一部が光学部材３８に向けられたので、画像処理部７２は、光学部材３８に向けられたマイクロミラー８０に対応する撮像素子５４から出力される電気信号を補完する。この後、画像処理部７２は、画像データを出力する。例えば、補完処理は、マイクロミラー８０の一部の向きを切り替えることによる、局所的な光学像の光量の違いを是正する。更に、補完処理において、露光時間の間にマイクロミラー８０の向きを変えることによって、光学像が撮像素子５４上を移動することに起因する画像の劣化を是正する。更に、向きの異なるマイクロミラー８０が隣接する領域でのけられに起因する露出検出誤差を予め算出して、その算出された誤差に基づいて、ＡＥ処理を補完してもよい。この後、本体ＣＰＵ７０は、ステップＳ４１８以降を実行して、静止画処理を終了する。
【００６７】
この一部変更した実施形態において、動画処理を実行する場合、動画撮像の間、マイクロミラー８０の一部の向きを周期的に撮像素子５４と光学部材３８との間で切り替えればよい。この場合、静止画処理と同様に、向きを切り替えるマイクロミラー８０は、同じ領域のマイクロミラー８０ではなく、異なる領域のマイクロミラー８０を順次切り替えることが好ましい。また、マイクロミラー８０の切り替えの周期は、例えば、０．２ｓ〜１０-2ｓ（＝５Ｈｚ〜１００Ｈｚ）である。
【００６８】
上述した実施形態を組み合わせてもよい。例えば、レリーズボタン９６が操作されていない状態では、全てのマイクロミラー８０を光学部材３８へと向け、レリーズボタン９６が操作されると、一部のマイクロミラー８０を撮像素子５４に向けてもよい。更に、撮像素子５４に向けるマイクロミラー８０を所定時間で別の領域のマイクロミラー８０へと切り替えてよい。このように、マイクロミラー８０は、撮像素子５４に光学像を入力すべく設定した露光時間または動画撮像時間等の設定時間内に複数のマイクロミラー８０の少なくとも一部のマイクロミラー８０が光学像を光学部材３８に向ければよい。
【００６９】
また、上述した実施形態の数値をユーザが入力部８６を介して変更できるように構成してもよい。変更できる数値の一例は、閾値である。また、空間光変調素子４６のマイクロミラー８０が、撮像素子５４に向いている時間と、光学部材３８に向いている時間との比率をユーザが変更できるようにしてもよい。空間光変調素子４６のマイクロミラー８０のうち、撮像素子５４に向いているマイクロミラー８０の数と光学部材３８に向いているマイクロミラー８０の数の比率等をユーザが変更できるように構成してもよい。
【００７０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７１】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７２】
１０  撮像装置 
１２  レンズユニット 
１４  カメラ本体 
１８  固定筒 
２０  レンズ 
２２  レンズマウント 
２４  鏡筒ＣＰＵ 
３０  筐体 
３２  ボディマウント 
３４  光路切替部 
３６  撮像部 
３８  光学部材 
４０  本体制御部 
４２  表示部 
４６  空間光変調素子 
４８  支持部材 
５０  赤外線カットフィルタ 
５２  ローパスフィルタ 
５４  撮像素子 
５８  スクリーン 
６０  コンデンサレンズ 
６２  ペンタプリズム 
６４  接眼レンズ 
６６  光学ファインダ 
６８  主基板 
７０  本体ＣＰＵ 
７２  画像処理部 
７６  基板 
７８  駆動部 
８０  マイクロミラー 
８２  支持部 
８４  反射面部 
８６  入力部 
８８  駆動制御部 
９０  画像記憶部 
９２  記憶部 
９４  電源ボタン 
９６  レリーズボタン 
１００  主処理プログラム 
１０２  撮像前処理プログラム 
１０４  静止画処理プログラム 
１０６  動画処理プログラム 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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