(57)【要約】【課題】  ライブビューや動画撮影時に光学ファインダで被写体光学像を確認できる上に、絞り動作によっても被写体光学像の明るさの変化を少なくする。【解決手段】  入射光量を制御する絞り２１と、入射光の一部を反射することにより光学ファインダ１６に導き、入射光の残りを透過することにより撮像光とする透過・反射率可変素子１１と、絞り２１の設定値が大きくなるに従って透過・反射率可変素子１１の反射率を上げるように制御する制御手段とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光量を制御する絞りと、
入射光の一部を反射することにより光学ファインダに導き、入射光の残りを透過することにより撮像光とする透過・反射率可変素子と、
前記絞りの設定値が大きくなるに従って前記透過・反射率可変素子の反射率を上げるように制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記絞りの設定値が大きくなるに従って前記透過・反射率可変素子の反射率を上げ、その後は一定にすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記絞りの設定値が所定値より大きくなると、電子ビューファインダの被写体像を前記光学ファインダに投影することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電子ビューファインダの被写体像を前記光学ファインダに投影した後には、前記絞りの設定値が前記所定値よりヒステリシス値以上に小さくならなければ、前記電子ビューファインダの被写体像の前記光学ファインダへの投影を継続することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影者が被写体像を前記光学ファインダにより観察しているかを検知する検知手段を有し、
撮影者が被写体像を前記光学ファインダにより観察していないことを前記検知手段で検知された場合には、前記制御手段は、前記透過・反射率可変素子の制御を行わないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項にに記載の撮像装置。
【請求項６】
撮影者が被写体像を前記光学ファインダにより観察しているかを検知する検知手段を有し、
撮影者が被写体像を前記光学ファインダにより観察していないことを前記検知手段で検知された場合には、前記制御手段は、前記電子ビューファインダの被写体像の前記光学ファインダへの投影を行わないことを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮影者が被写体像を前記光学ファインダにより観察しているかを検知する検知手段を有し、
プリビュー動作の際に、前記制御手段は、撮影者が被写体像を光学ファインダにより観察していることを前記検知手段で検知された場合には、前記透過・反射率可変素子の反射率を最大にし、撮影者が被写体像を光学ファインダにより観察していないことを前記検知手段で検知された場合には、前記透過・反射率可変素子の透過率を最大にすることを特徴とする請求項１ないし４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、一眼レフカメラ等の撮像装置に関し、特に透過率と反射率を変更可能な素子を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一眼レフカメラの構造は、入射光を光学ファインダに導いて被写体を確認するための反射ミラーを撮影光路中に配置し、撮影の際は反射ミラーを退避させてフィルム或いは撮像素子に入射光を結像させる構造が用いられていた。撮像素子を用いたデジタルカメラでは、表示モニターに被写体像を表示させて被写体を確認するライブビューが可能となり、ライブビューの状態から静止画だけでなく動画も記録できるようになった。しかし、ライブビュー状態にするには反射ミラーが撮影光路から退避している必要があり、光学ファインダでは被写体が確認できないという問題があった。
【０００３】
そこで、反射ミラーを半透過ミラーとし、被写体像を光学ファインダと撮像素子に分離して両方に被写体像が入射する構造も考えられている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、光量を分割するために、光学ファインダ像は暗くなってしまい、撮影画像は露出不足となるため増感する必要があり、画像を劣化させるという問題があった。
【０００５】
このような問題点を解決するため、反射ミラーに透過率可変素子を用い、光学ファインダ像で確認する際は反射ミラーの反射率を上げてファインダ像を見やすくし、撮影する際は透過率を上げて撮影画像の光量低下を防ぐ方法が考えられる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３９４０８号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一眼レフカメラ等の撮像装置において、絞りを変化させる目的として、撮影画像の露出量を適切にすることと、被写界深度を制御することが挙げられる。
【０００８】
被写界深度を任意に設定する際、例えば絞り値を大きく設定し、被写界深度を深くして合焦範囲を広くする場合には、露出量が不足するためシャッター露出時間を長くしたり、撮像素子の感度を上げたりする制御が行われる。
【０００９】
ライブビュー状態や動画撮影中にレンズの絞りを変化させる場合、特許文献１に示されたような半透過ミラーを用いたカメラにおいては、露光する間も光学ファインダで撮影光が観察できる。しかし、絞り動作によるファインダ光量変化が生じ、撮影者が適切な露光条件で撮影できているのか確認することができないという問題が生じる。
【００１０】
また、特許文献２に示されたような透過率可変素子を一眼レフカメラの反射ミラーに用いた際に、静止画撮影では、撮影前は光学ファインダへの入射光量を増やし、撮影の瞬間だけ撮像素子への入射光量を増やすことができる。このようにして、撮影シーケンス上で制御すれば、撮影者への違和感を少なくすることが可能である。ところが、ライブビュー状態や動画撮影中にレンズの絞りを変化させると、撮像素子への入射光量だけでなく光学ファインダへの入射光量も変化してしまうため、光学ファインダを覗いている撮影者に違和感を生じさせてしまう。
【００１１】
つまり、撮影画像はシャッターや撮像素子の制御により絞り値に対して適切に制御されていても、光学ファインダの像は、絞り値に応じて変化し、絞り値が大きい場合には被写体像が暗くなり、撮影者が被写体を認識しにくくなるという問題がある。
【００１２】
（発明の目的）
本発明の目的は、ライブビューや動画撮影時に光学ファインダで被写体光学像を確認できる上に、絞り動作によっても被写体光学像の明るさの変化を少なくすることができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、入射光量を制御する絞りと、入射光の一部を反射することにより光学ファインダに導き、入射光の残りを透過することにより撮像光とする透過・反射率可変素子と、前記絞りの設定値が大きくなるに従って前記透過・反射率可変素子の反射率を上げるように制御する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ライブビューや動画撮影時に光学ファインダで被写体光学像を確認できる上に、絞り動作によっても被写体光学像の明るさの変化を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例であるデジタルカメラの全体構成を示す概略図である。
【図２】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来技術での絞り動作と光学ファインダ光量の関係を示す図である。
【図４】従来技術での絞り動作と光学ファインダ光量の関係を示す数値である。
【図５】実施例での絞り動作と光学ファインダ光量の関係を示す図である。
【図６】実施例での絞り動作と光学ファインダ光量の関係を示す数値である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の撮像装置は、ＣＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等に適用される。デジタルカメラに適用された実施例の全体構成を示す概略図を図１に示す。
【００１７】
図１において、２０は被写体像を結像面に結像させる撮影レンズであり、カメラ本体１０に着脱可能に構成されている。この撮影レンズ２０は、露出制御を行うためのメカニカルな絞り２１と、不図示のレンズ駆動部から構成されている。
【００１８】
１１は、撮影レンズ２０により結像される被写体像を光学ファインダ（ＯＶＦ）に反射すると共に、その一部を透過させる透過・反射率可変素子である。透過・反射率可変素子１１により、被写体像は撮像光Ｌ１とファインダ光Ｌ２に分割される。
【００１９】
この透過・反射率可変素子１１は、透明時に高い透過率を有するマグネシウム・ニッケル合金薄膜等を反射調光層に用い、反射調光層の固体電解質側から透明化するようにイオン貯蔵層、固体電解質層、触媒層を積層した多積層構造から構成される。透過・反射率可変素子１１としては、広い範囲にわたって短い時間でスイッチングすることを可能にする全固体型反射調光エレクトロクロミック素子などが挙げられる。透過・反射率可変素子１１の反射率（透過率）は、制御手段である不図示のシステム制御部（ＣＰＵ）により制御される。
【００２０】
１２は、静止画撮影際の露出制御を行うためのシャッター装置である。
【００２１】
１３は、撮影レンズ２０により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する撮像素子である。この撮像素子１３には、ＣＣＤ型、ＭＯＳ型等の２次元型撮像デバイスが用いられている。
【００２２】
１４は、被写体像や撮影画像を表示するための表示モニターである。
【００２３】
１５は、フォーカシングスクリーンに結像した被写体像を正立正像に変換して反射する光学部材として使用されるペンタプリズムである。
【００２４】
１６は、ペンタプリズム１５で正立正像に変換して反射された被写体光学像を撮影者の目に到達させる光学ファインダである。
【００２５】
１７は、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）である。
【００２６】
１８は、電子ビューファインダ１７での被写体像を光学ファインダ１６に投影するためのＥＶＦ切り替えミラーである。
【００２７】
１９は、撮影者が光学ファインダ１６により被写体像を観察しているかを検知する検知手段である近接センサーである。
【００２８】
次に、動画撮影やライブビュー時における撮影シーケンスを図２を用いて説明する。動画撮影若しくはライブビューがスタート（２０１）すると、撮像素子１３による測光が開始され（２０２）、メカの絞り駆動が行われる（２０３）。絞り２１の設定値によりＥＶＦ表示を行うか否かの判断がされ（２０４）、絞り２１の設定値がＸ値（所定値）以下の範囲であれば、絞り２１の設定値に応じた透過・反射率可変素子１１の制御が行われる（２０５）。絞り２１と透過・反射率可変素子１１による光量制御により適切な露光量になっているかを判定するために、再び撮像素子１３による測光を行う（２０２）ルーチンを繰り返す。
【００２９】
絞り２１の設定値がＸ値（所定値）より大きくなると、ＯＶＦでは光量不足となりＥＶＦ表示が必要と判断し（２０４）、ＥＶＦ表示ＯＮ（２０７）として撮影者が被写体を認識し易くする。
【００３０】
絞り２１の設定値が大きくなると、透過・反射率可変素子１１の反射率を上げる制御が行われるが、その後は透過・反射率可変素子１１の制御はある一定値で固定し（２０５，２０６）、ＥＶＦの出力値を増やす制御をする（２０７）。このことにより光学ファインダ１６を覗いている撮影者に対して、絞り変化による被写体像の明るさ変化を殆ど認識させることがないので、被写界深度の確認がし易くなる。もちろん、ＥＶＦを表示させつつ透過・反射率可変素子１１の制御を行ってもよい。
【００３１】
尚、ＥＶＦ表示するか否かの境界近辺で絞り制御が行われると、ＥＶＦ表示のＯＮ／ＯＦＦが繰り返され、撮影者に煩わしさを与えてしまう為、ＥＶＦ表示された判定条件からＯＦＦの判定条件は異ならせる。絞りＸ値越えでＥＶＦ表示ＯＮとなっている条件で、絞り設定がＸ値以下に制御する場合は、ＥＶＦ表示は絞り値がＹ値以下（Ｘ＞Ｙ）になるまで継続するようにしてもよい。つまり、絞り２１の設定値が（Ｘ−Ｙ）のヒステリシス値以上に小さくならなければ、ＥＶＦ表示を継続する。例えば、Ｘの値としては撮像光量を絞り開放時の１／４となる判定条件とし、Ｙの値として撮像光量を絞り開放時の１／２となる判定条件とする（図５、図６参照）。
【００３２】
次に、図３および図５を用いて、絞り動作によるレンズ透過光量と撮像光量、光学ファインダ（ＯＶＦ）像光量の関係を説明する。
【００３３】
図３は、従来技術でのレンズ透過光量（絞り動作）と撮像光量、光学ファインダ像光量の関係図であり、図４が各値を示した図である。
【００３４】
図５は、実施例でのレンズ透過光量（絞り動作）と撮像光量、光学ファインダ像光量の関係図であり、図６が各値を示した図である。
【００３５】
各値の算出方法を以下に説明する。レンズ透過光量は、絞りにより変化する光量を示し、図４、図６では絞り開放状態から１０％ずつ光量を低下させた場合の例を示している。
【００３６】
ＭＩＲ透過率は、透過・反射率可変素子１１の透過率を示し、図４の従来技術では０．５の一定値であり、図６の実施例では、下記の関係式となる。
ＭＩＲ透過率＝０．５−（１−レンズ透過光量）／２
但し、ＭＩＲ透過率≧０．３０
ＯＶＦ像光量は、光学ファインダ１６に入射する光量を示し、下記の関係式となる。
ＯＶＦ像光量＝レンズ透過率×（１−ＭＩＲ透過率）
ＯＶＦ像光量比は、絞り開放時と各絞り状態での光学ファインダ像の入射光量比を示したもので、下記の関係式となる。
ＯＶＦ像光量比＝各状態でのＯＶＦ像光量／開放時ＯＶＦ像光量
撮像面の光量は、下記の関係式となる。
撮像面＝レンズ透過光量×ＭＩＲ透過率
撮像光量比は、絞り開放時と各絞り状態での撮像面への入射光量比を示したもので、下記の関係式となる。
撮像光量比＝各状態での撮像面光量／絞り開放時の撮像面光量
【００３７】
図３に示す従来技術では、透過・反射率可変素子１１のミラーを透過・反射する光量は常に一定である。従って、絞り値が大きくなるとそれに伴って撮像光量も低下し、同率に光学ファインダ像光量も低下する。つまり、撮像光量を半分にする際に、光学ファインダ像光量も半分になる。被写体の光量が十分にある場合は光学ファインダ像光量が減っても被写体を認識できて問題ないが、被写体が暗かったり、被写界深度を広くするために絞り制御を行ったりする場合には、絞り動作により被写体を認識しにくくなるという問題が生じる。
【００３８】
図４は、図３の関係を表す従来技術の各値の関係である。後述する実施例と比較しやすくするため、ミラーは半透過ミラーとしている。また、実際には透過率と反射率を足しても１００％とはならずロスが生じるが、発明の考え方に影響はないためここでは、撮像側への透過率は５０％、光学ファインダ１６への反射率は５０％として計算した例を示す。
【００３９】
図５の実施例では、撮像光量をある程度まで制御した場合にも光学ファインダ１６の像光量変化が少なくなることを示している。図６が図５の関係を表す各値の関係である。
【００４０】
例えば、撮像光量を絞り開放の条件から半分にする場合を説明する。絞り動作による光量制御は７０％でよく、１段分制御する必要はない。そして透過・反射率可変素子１１の透過率は５０％から３５％に制御することで、撮像光量は絞り開放状態から半分になる。
【００４１】
このとき、透過・反射率可変素子１１の反射率が５０％から６５％に上がることにより、絞り２１による光量低下を補い、光学ファインダ像光量は開放状態に対して９１％を確保できる。
【００４２】
また、撮像光量を絞り開放の条件から１／４にする場合（このときの絞り値をＸとする）を説明する。この場合は、絞り動作による光量制御は４０％とし、透過・反射率可変素子１１の透過率は３０％に制御する。このとき、透過・反射率可変素子１１の反射率が５０％から７０％にすることになり、絞り２１による光量低下をある程度補い、光学ファインダ像光量は開放状態に対して５６％となる。そしてこの絞り条件（Ｘ）より絞り値が大きくなる場合には、光学ファインダ像が暗くなり見にくくなるためにＥＶＦ表示をＯＮする。
【００４３】
ＥＶＦ表示をＯＮにする際は、ＥＶＦ切り替えミラー１８を図１に示した位置に移動させ、撮像素子１３に入射した被写体像をＥＶＦ表示させる。
【００４４】
ＥＶＦ切り替えミラー１８は、半透過ミラーとし、ＥＶＦ像と光学ファインダ像を重ねて表示するようにしてもよい。あるいはＥＶＦ切り替えミラー１８を透過・反射率可変ミラーとして、光学ファインダ像を見る場合は透過率を上げ、ＥＶＦ像を見る場合は反射率を上げるように制御してもよい。
【００４５】
尚、ＥＶＦ表示をＯＮする判定条件は、本実施例では撮像光量が開放時の１／４以下と設定したが、別の設定値でももちろん良く、撮影者による任意の設定を行えるようにしても良い。
【００４６】
また、プリビュー動作（絞り状態の確認）の際に、被写界深度を確認し易くするための方法を下記に述べる。
【００４７】
図１の１９に示す近接センサーにより、撮影者が被写体像を光学ファインダ１６で確認しているか検出し、被写体像を光学ファインダ１６で確認していると判断された場合に、透過・反射率可変素子１１の反射率を最大にし、被写体像を光学ファインダ１６で確認していないと判断された場合に、透過・反射率可変素子１１の透過率を最大に制御する。つまり、使用しているファインダへの光量を最大にすることで被写体像が確認し易くなり、絞りの効果を適切に設定することができるようになる。
【００４８】
また、撮影者が、被写体像を光学ファインダ１６で確認していないと判断される場合は、消費電力を抑える目的から、透過・反射率可変素子１１の制御を行わず一定値としたり、絞り値が上述したＸ値よりも大きい場合でも電子ビューファインダ１７を表示しない、という制御を行ってもよい。
【００４９】
本実施例においては、ライブビューや動画撮影時に光学ファインダ１６を覗きながら撮影する際に、絞り動作による光学ファインダ１６を通した被写体の光学像の明るさの変化が少なくなるので、被写界深度に応じた絞り効果を確認でき、絞りの操作を誤ることがない。
【００５０】
また、絞り値が大きい場合に、透過・反射率可変素子１１による制御では光学ファインダ１６の明るさが不足する場合には、電子ビューファインダ１７により光学ファインダ１６内に被写体像を投影し、撮影構図を認識できるようにすることも可能になる。
【００５１】
また、撮影者が光学ファインダ１６を覗いていないと判断された場合には、透過・反射率可変素子１１の制御を行わないことで、消費電力を抑えることができる。
【００５２】
また、撮影光量を低下させる際に、絞り効果に加え、透過・反射率可変素子１１による光量制御も加わるので、メカの絞り２１で制御する段数が少なく済み、絞り動作の高速化、静音化が図れ、動画撮影の際にメカ動作音が録音されてしまうことを低減することができるという効果もある。
【００５３】
また、プリビュー動作を行う際は、撮影者が被写体像を光学ファインダ１６で確認していると判断された場合に、透過・反射率可変素子１１の反射率を最大にし、光学ファインダ１６への入射光量を増やすと、設定した絞り値に対する被写界深度を確認し易くなる。
【００５４】
また、撮影者が被写体像を光学ファインダ１６で確認していないと判断された場合には、撮像素子１３に入射した被写体像を表示モニター１４で確認していると判断されるので、透過・反射率可変素子１１の透過率を最大にして撮像素子１３への入射光量を増やすと、表示モニター１４で設定した絞り値に対する被写界深度を確認し易くなる。
【００５５】
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述し、一眼レフカメラの構造において、透過・反射率可変素子１１が固定している例を示したが、静止画撮影だけでなく動画やライブビューの際にも透過・反射率可変素子１１を動作させて撮影光路から退避させるモードを有しているものも本発明に含まれる。
【００５６】
もちろんレンズ交換できないカメラ本体と撮影レンズが一体的な構造を有する形態であっても本発明に含まれる。
【００５７】
また、透過・反射率可変素子については本実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１１  透過・反射率可変素子
１３  撮像素子
１６  光学ファインダ
１７  電子ビューファインダ
１８  ＥＶＦ切り替えミラー
１９  近接センサー
２１  絞り
【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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