專利名稱：攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按預(yù)定的幀速率拍攝動(dòng)態(tài)圖像的攝影裝置，特別涉及到在攝影過(guò)程中變更幀速率進(jìn)行拍攝時(shí)的攝影技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往以來(lái)，在拍攝動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，一般要改變攝影時(shí)的幀速率(下面稱為“攝影幀速率”。)進(jìn)行拍攝。例如，通過(guò)實(shí)施作為比通常更高速率下的攝影的高速攝影，在再現(xiàn)時(shí)按通常的幀速率進(jìn)行再現(xiàn)，就可以制作出慢動(dòng)作影像。在此，有一種在拍攝動(dòng)態(tài)圖像的過(guò)程中改變攝影幀速率進(jìn)行拍攝的攝影裝置(專利文獻(xiàn)1)。該裝置若在通常幀速率下的攝影中，從裝置外部輸入了預(yù)定的觸發(fā)，則實(shí)施高幀速率下的高速攝影，按照幀速率變更攝像元件的信號(hào)電荷輸出周期來(lái)記錄圖像。從而，在再現(xiàn)由該裝置所拍攝的影像時(shí)，要從通常幀速率下的攝影影像向高幀速率下的攝影影像——也就是從通常速度的動(dòng)態(tài)圖像向慢動(dòng)作的動(dòng)態(tài)圖像無(wú)縫地連續(xù)進(jìn)行再現(xiàn)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-87630號(hào)公報(bào)但是，就該攝影裝置而言，在按高幀速率進(jìn)行拍攝時(shí)，因?yàn)榕c按通常的幀速率拍攝的情況相比攝像元件的信號(hào)電荷輸出周期較短，所以曝光時(shí)間變短，曝光量較小并且影像信號(hào)電平有所下降。從而，在再現(xiàn)時(shí)，產(chǎn)生如下缺點(diǎn)，即按高幀速率所拍攝的影像與按通常的幀速率所拍攝的影像相比有所變暗。另外，在想要通過(guò)將信號(hào)放大來(lái)補(bǔ)償影像信號(hào)電平的下降時(shí)，同時(shí)可能產(chǎn)生噪聲也被放大并且再現(xiàn)時(shí)的畫面質(zhì)量有所下降這樣的不佳狀況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的為，提供一種攝影裝置，能夠在攝影中切換攝影幀速率進(jìn)行拍攝，并且可以拍攝以獲得在再現(xiàn)時(shí)即便通常速度影像和慢動(dòng)作影像已切換仍保持亮度、且慢速再現(xiàn)影像的畫面質(zhì)量不下降的再現(xiàn)影像。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的攝影裝置其特征為，具備攝像機(jī)構(gòu)，從通過(guò)入射光的光電變換來(lái)蓄積電荷的攝像元件讀出信號(hào)，按預(yù)定的幀速率依次輸出圖像幀；幀速率變更機(jī)構(gòu)，在由上述攝像機(jī)構(gòu)依次輸出圖像幀時(shí)變更幀速率；光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更用于決定上述入射光的量的光圈大小；曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更曝光時(shí)間，該曝光時(shí)間是蓄積將上述入射光進(jìn)行光電變換而獲得的電荷的時(shí)間；決定機(jī)構(gòu)，決定變更后的光圈大小，以使得按變更后的幀速率拍攝時(shí)的每圖像幀的蓄積電荷總量和按變更前的幀速率拍攝的每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度；以及控制機(jī)構(gòu)，在由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)變更幀速率之前， 從變更前的光圈大小起到由上述決定機(jī)構(gòu)所決定的變更后的光圈大小為止，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小，并且使上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)按照光圈大小轉(zhuǎn)變曝光時(shí)間，以使得每幀的蓄積電荷總量和變更前每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度。發(fā)明效果上述結(jié)構(gòu)的攝影裝置由于在實(shí)際切換幀速率之前，在原樣保持曝光量的狀態(tài)下， 轉(zhuǎn)移為與變更后的幀速率對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間和光圈，因而能夠在幀速率的切換前后保持每1 幀的曝光量。具體而言，本攝影裝置使光圈和曝光時(shí)間轉(zhuǎn)變，以使得幀速率的切換前后每1幀的曝光量為相同程度，也就是說(shuō)，在再現(xiàn)作為攝影結(jié)果獲得的影像時(shí)，再現(xiàn)圖像的亮度(輝度)收斂于不被認(rèn)知為在幀速率切換前后視覺上產(chǎn)生了變化的范圍內(nèi)。從而，即使對(duì)中途改變幀速率而拍攝的影像進(jìn)行再現(xiàn)，曝光量的變動(dòng)也較少，因而畫面不變暗，而使流暢的再現(xiàn)成為可能。另外，也可以是，上述攝影裝置還具備指示取得機(jī)構(gòu)，在依次輸出圖像幀時(shí)，從本裝置外部取得幀速率的變更指示；在由上述指示取得機(jī)構(gòu)取得了指示時(shí)，上述決定機(jī)構(gòu)決定變更后的光圈大小，上述控制機(jī)構(gòu)從由上述指示取得機(jī)構(gòu)取得了指示時(shí)開始，在變更幀速率之前，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)和上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小和曝光時(shí)間。借此，由于在取得來(lái)自用戶的準(zhǔn)備指示之后，轉(zhuǎn)變光圈和曝光時(shí)間，在實(shí)際變更幀速率之前光圈和曝光時(shí)間已經(jīng)轉(zhuǎn)變，因而能夠快速實(shí)施幀速率的切換。也就是說(shuō)，由于與從用戶發(fā)出了幀速率的變更指示之后，調(diào)整光圈和曝光時(shí)間，再切換幀速率的情況相比，在來(lái)自用戶的指示后快速完成幀速率的切換，因而存在不會(huì)錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，也可以是，上述決定機(jī)構(gòu)還根據(jù)變更后的幀速率決定曝光時(shí)間，在決定為變更后的曝光時(shí)間變?yōu)樽兏暗钠毓鈺r(shí)間Ι/a倍時(shí)，決定光圈大小以使光圈的開口面積變?yōu)樽兏暗拇笾耡倍，上述控制機(jī)構(gòu)使上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)在達(dá)到由上述決定機(jī)構(gòu)所決定的曝光時(shí)間之前轉(zhuǎn)變曝光時(shí)間。借此，由于決定基于變更后幀速率的曝光時(shí)間，也就是說(shuō)在按變更后的幀速率在每幀可取得的時(shí)間內(nèi)決定曝光時(shí)間，并決定與之相應(yīng)的光圈大小，因而能夠保持切換前后每1幀的曝光量。另外，也可以是，上述控制機(jī)構(gòu)還在由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)從變更后的幀速率再次變更為和變更前的幀速率相同的幀速率時(shí)，在該變更之后，從上述變更后的光圈大小起到上述變更前的光圈大小為止，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小，并且使上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)按照光圈大小轉(zhuǎn)變曝光時(shí)間，以使得每幀的蓄積電荷總量和變更前每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度。借此，由于在使幀速率返回到變更前的幀速率時(shí)，在原樣保持曝光量的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)變?yōu)榕c變更前的幀速率對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間和光圈，因而能夠在幀速率的切換前后保持每1幀的曝光量，畫面不會(huì)突然變得明亮，而使流暢的再現(xiàn)成為可能。另外，也可以是，上述變更后的幀速率是比變更前的幀速率高的速率，上述攝影裝置還具備記錄指示取得機(jī)構(gòu)，取得記錄的指示；變換機(jī)構(gòu)，從按變更后的幀速率輸出的圖像幀，變換為按變更前的幀速率輸出的圖像幀；以及存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，存儲(chǔ)由上述攝像機(jī)構(gòu)輸出的圖像幀，在由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)變更幀速率之后，由上述記錄指示取得機(jī)構(gòu)取得了指示時(shí)，存儲(chǔ)該指示的前后預(yù)定數(shù)量的圖像幀，上述指示的前后預(yù)定數(shù)量之外的圖像幀由上述變換機(jī)構(gòu)進(jìn)行變換后存儲(chǔ)。借此，由于只有所指定之時(shí)的前后預(yù)定數(shù)的幀才按變更后的高幀速率進(jìn)行記錄， 因而可以抑制影像整體的存儲(chǔ)容量，且希望部分能夠按高幀速率進(jìn)行記錄。另外，本發(fā)明所涉及的攝影裝置也可以具備攝像機(jī)構(gòu)，從通過(guò)入射光的光電變換來(lái)蓄積電荷的攝像元件讀出信號(hào)，按預(yù)定的幀速率依次輸出圖像幀；幀速率變更機(jī)構(gòu)，在由上述攝像機(jī)構(gòu)依次輸出圖像幀時(shí)變更幀速率；光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更用于決定上述入射光的量的光圈大??；曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更曝光時(shí)間，該曝光時(shí)間是蓄積將上述入射光進(jìn)行光電變換而獲得的電荷的時(shí)間；決定機(jī)構(gòu)，決定變更后的光圈大小，以使得按變更曝光時(shí)間后的幀速率拍攝時(shí)的每1圖像幀的蓄積電荷總量和按變更前的幀速率拍攝的每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度；以及控制機(jī)構(gòu)，從由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)變更了幀速率時(shí)開始，從變更前的光圈大小起到由上述決定機(jī)構(gòu)所決定的變更后的光圈大小為止，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小。借此，由于在變更幀速率之后，轉(zhuǎn)移為按照變更后的幀速率所決定的光圈大小和曝光時(shí)間，因而使快速的變更成為可能。也就是說(shuō)，其原因?yàn)?，不是以往利用自?dòng)曝光的轉(zhuǎn)移，而是決定幀速率變更后的光圈，并變更為該決定出的光圈，這是由于只是變更所決定光圈的時(shí)間才成為轉(zhuǎn)移所需要的時(shí)間的緣故。


圖1是表示本發(fā)明攝影裝置1外觀的附圖。圖2是表示與高速攝影有關(guān)的按鈕及開關(guān)的附圖。圖3是表示攝影裝置1結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖4是表示η象素混合方式和約簡(jiǎn)方式的附圖。圖5是表示設(shè)置準(zhǔn)備期間后的高速攝影方法的附圖。圖6是表示在切換幀速率時(shí)無(wú)準(zhǔn)備期間的情況和有準(zhǔn)備期間的情況的蓄積電荷的附圖。圖7是表示不需要變更曝光時(shí)間的情況和需要變更的情況的附圖。圖8是表示無(wú)法通過(guò)光圈調(diào)整時(shí)的高速攝影方法的附圖。圖9是表示附加噪聲時(shí)的高速攝影方法的附圖。圖10是表示無(wú)準(zhǔn)備期間的高速攝影方法的附圖。圖11是表示光圈和放大率調(diào)整的附圖。圖12是表示從通常攝影向高速攝影立刻變換但在從高速攝影返回通常攝影時(shí)慢慢返回的方法的附圖。圖13是表示即便在從通常攝影向高速攝影的切換中需要時(shí)間也可以的情況下的方法的附圖。圖14是表示通常攝影及高速攝影的處理的流程圖。
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圖15是表示有高速攝影準(zhǔn)備模式下的高速攝影處理的流程圖。圖16是表示無(wú)高速攝影準(zhǔn)備模式下的高速攝影處理的流程圖。圖17是表示有準(zhǔn)備期間模式下從通常攝影向高速攝影的切換時(shí)光圈/曝光時(shí)間的時(shí)序圖的附圖。圖18是光圈/曝光時(shí)間轉(zhuǎn)移處理的流程圖。圖19(a)是表示光量變化的時(shí)序圖，圖19(b)是幀速率和光圈增量之間的對(duì)應(yīng)表 101。圖20是求取光圈目標(biāo)值的處理的流程圖。圖21是表示無(wú)準(zhǔn)備期間模式下從通常攝影向高速攝影的切換時(shí)光圈/曝光時(shí)間的時(shí)序圖的附圖。圖22是表示從高速攝影向通常攝影的切換時(shí)光圈/曝光時(shí)間的時(shí)序圖的附圖。圖23是表示從通常攝影切換為高速攝影并記錄高速攝影影像一部分的方法的附圖。圖M是表示影像記錄方法的附圖。圖25是表示記錄第3觸發(fā)前的Tmax期間高速幀的方法的附圖。圖沈是說(shuō)明記錄第3觸發(fā)后的Tmax期間高速幀的例子的附圖。圖27是攝影裝置1的錄制處理的流程圖。圖28是高速攝影錄制處理的流程圖。圖四是表示幀速率切換時(shí)的幀生成方法的附圖。圖30是表示將光圈校正方式改變成增益校正方式時(shí)的附圖。圖31是表示再現(xiàn)在約簡(jiǎn)方式下所拍攝的影像數(shù)據(jù)時(shí)的方法的附圖。圖32是表示約簡(jiǎn)插補(bǔ)處理的流程的附圖。圖33是表示約簡(jiǎn)插補(bǔ)過(guò)程的附圖。圖34是表示約簡(jiǎn)插補(bǔ)過(guò)程的附圖。圖35是表示變焦時(shí)的約簡(jiǎn)插補(bǔ)過(guò)程的附圖。圖36是表示約簡(jiǎn)圖像對(duì)位的附圖。符號(hào)說(shuō)明1攝影裝置2攝影按鈕4高速攝影準(zhǔn)備開關(guān)5模式旋鈕16高速攝影開關(guān)33變焦驅(qū)動(dòng)部35光圈驅(qū)動(dòng)部36 光圈40攝像元件42攝影模式設(shè)定部48高速攝影控制部49快門時(shí)間控制部
50前端部51放大器52AD 轉(zhuǎn)換器53曝光停止時(shí)間控制部M影像信號(hào)處理部55光圈目標(biāo)值計(jì)算部56亮度檢測(cè)部57AGC58幀合成部60幀速率控制部72約簡(jiǎn)控制部73靈敏度控制部74噪聲過(guò)濾器75噪聲附加部76曝光控制部82運(yùn)算部90緩沖存儲(chǔ)器91記錄媒體
具體實(shí)施例方式<實(shí)施方式1>< 概要 >本發(fā)明所涉及的攝影裝置要通過(guò)使攝影幀速率變更前每1幀的曝光量和變更后每1幀的曝光量大致相同，來(lái)防止要記錄的影像信號(hào)的信號(hào)電平變動(dòng)。雖然為了在切換了攝影幀速率時(shí)不改變曝光量，可以不改變曝光時(shí)間，但是由于要根據(jù)攝影幀速率來(lái)決定可分配給1幀的最大曝光時(shí)間，因而有時(shí)無(wú)法確保需要的曝光時(shí)間。這種情況下，要考慮在攝影幀速率的切換時(shí)，通過(guò)提高放大率的增益調(diào)整或打開光圈的光圈調(diào)整進(jìn)行應(yīng)對(duì)，但是在增益調(diào)整時(shí)可以預(yù)想到噪聲快速上升，存在使再現(xiàn)畫面的畫面質(zhì)量下降并且變得模糊的可能性，另外在調(diào)整光圈時(shí)，因?yàn)楣馊M(jìn)行機(jī)械性動(dòng)作所以需要時(shí)間，存在錯(cuò)失快門時(shí)機(jī)的可能性。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在實(shí)施攝影幀速率的切換之前，設(shè)置準(zhǔn)備期間，來(lái)快速實(shí)施從通常幀速率下的攝影(下面稱為“通常攝影”。)向高幀速率下的攝影(下面稱為“高速攝影”。)的轉(zhuǎn)移，且不會(huì)發(fā)生再現(xiàn)影像的亮度產(chǎn)生較大變化以及畫面質(zhì)量下降的情況。 還有，在本攝影裝置中，進(jìn)行下述應(yīng)對(duì)，即在無(wú)法設(shè)置準(zhǔn)備期間時(shí)，例如在立即進(jìn)行高速攝影時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)和設(shè)置了準(zhǔn)備期間的情況大致相同的再現(xiàn)的應(yīng)對(duì)。下面，對(duì)于本發(fā)明實(shí)施方式中的攝影裝置，使用附圖進(jìn)行說(shuō)明。將雖然有幀速率的切換但是在再現(xiàn)時(shí)切換前后的影像流暢地變化那種影像，在下面稱為無(wú)縫的影像。另外，只要沒有特殊說(shuō)明，則通常攝影的幀速率設(shè)為60fpS(frame persecond 幀每秒)，高速攝影的幀速率設(shè)為180fps。<攝影裝置的外觀及操作過(guò)程>首先，說(shuō)明本發(fā)明所涉及的攝影裝置外觀和高速拍攝時(shí)的操作過(guò)程。圖1是表示本發(fā)明攝影裝置1外觀的附圖。圖1上部的圖是攝影裝置1的斜視圖，圖1下部的圖是攝影裝置1的背面圖。在攝影裝置1中，具備攝影按鈕2、電源開關(guān)3、高速攝影模式開關(guān)4、模式旋鈕5、 鏡頭6、焦點(diǎn)曝光固定按鈕7、功能按鈕8、功能按鈕上鍵9、功能按鈕右鍵11、功能按鈕下鍵 13、功能按鈕左鍵12、決定按鈕10、顯示按鈕14、刪除按鈕15、高速攝影開關(guān)16及液晶監(jiān)視器17。使用圖2，在下面說(shuō)明與高速攝影有關(guān)的攝影按鈕2、高速攝影模式開關(guān)4及高速攝影開關(guān)16的功能。圖2是表示與高速攝影有關(guān)的按鈕及開關(guān)的附圖。第1段是從上面看到攝影按鈕2、高速攝影模式開關(guān)4及高速攝影開關(guān)16的附圖， 第2段到第4段分別是表示攝影按鈕2及高速攝影開關(guān)16為未按下狀態(tài)、半按下狀態(tài)及完全按下狀態(tài)的附圖。還有，這里表示的是攝影按鈕2和高速攝影開關(guān)16各自的狀態(tài)，而并不是攝影按鈕2和高速攝影開關(guān)16進(jìn)行聯(lián)動(dòng)變?yōu)榘氚聪聽顟B(tài)等。另外，左列表示高速攝影模式開關(guān)4為“OFF”的狀態(tài)，右列表示“ON”的狀態(tài)。高速攝影模式開關(guān)4的突起如到達(dá)高速攝影開關(guān)16 —側(cè)的狀態(tài)是“ON”的狀態(tài)。攝影按鈕2是在進(jìn)行通常攝影時(shí)使用的按鈕，在完全按下狀態(tài)下攝影裝置1開始攝影，在返回到未按下狀態(tài)時(shí)結(jié)束攝影。高速攝影模式開關(guān)4是設(shè)定進(jìn)行高速攝影的開關(guān)，該高速攝影設(shè)置了準(zhǔn)備期間。另外，高速攝影開關(guān)16是實(shí)際開始高速攝影的開關(guān)，在通常攝影中，在完全按下狀態(tài)下開始高速攝影，在回到未按下狀態(tài)時(shí)結(jié)束高速攝影，返回通常攝影。這里，簡(jiǎn)單說(shuō)明在高速攝影模式開關(guān)4為“ON”或“OFF”的狀態(tài)下攝影按鈕2及高速攝影開關(guān)16被按下時(shí)，攝影裝置1中進(jìn)行什么樣的攝影。高速攝影模式開關(guān)4為“0N”時(shí)，是有準(zhǔn)備期間進(jìn)行高速攝影的情況，從未按下狀態(tài)的攝影按鈕加變成完全按下狀態(tài)的攝影按鈕2c之后，開始通常攝影。在該狀態(tài)下，在從未按下狀態(tài)的高速攝影開關(guān)16b變成半按下狀態(tài)的高速攝影開關(guān)16c時(shí)開始高速攝影的準(zhǔn)備，通過(guò)完全按下狀態(tài)的高速攝影開關(guān)16d開始高速攝影。另外，高速攝影模式開關(guān)4為“OFF”時(shí)，是進(jìn)行無(wú)準(zhǔn)備期間的高速攝影的情況下， 在從未按下狀態(tài)的攝影按鈕2d變成完全按下狀態(tài)的攝影按鈕2f之后，開始通常攝影。在該狀態(tài)下，在從未按下狀態(tài)的高速攝影開關(guān)16e變成完全按下狀態(tài)的高速攝影開關(guān)16g之后，開始高速攝影。下面，對(duì)于本發(fā)明實(shí)施方式中的攝影裝置，使用附圖進(jìn)行說(shuō)明?！唇Y(jié)構(gòu)>圖3是表示攝影裝置1結(jié)構(gòu)的功能框圖。首先，使用功能框圖簡(jiǎn)單說(shuō)明普通的攝影。入射光30在攝影鏡頭/機(jī)械功能6中，從由聚焦驅(qū)動(dòng)部32驅(qū)動(dòng)的主鏡頭31入射， 通過(guò)由變焦驅(qū)動(dòng)部33驅(qū)動(dòng)的變焦鏡頭34進(jìn)行放大、縮小，并通過(guò)由光圈驅(qū)動(dòng)部35驅(qū)動(dòng)的光圈36來(lái)調(diào)整亮度。由光圈36調(diào)整亮度后的入射光30在CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor :互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)或者CCD (Charge-Coupled Devices 電荷耦合器件)等的攝像元件40上成像。由攝像元件40進(jìn)行光電變換后的影像輸出，在輸入前端(front end)部50、并由放大器51放大之后，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器52變換為數(shù)字信號(hào)，在影像信號(hào)處理部M中使用緩沖存儲(chǔ)器90進(jìn)行信號(hào)處理。由影像信號(hào)處理部M處理后的影像信號(hào)通過(guò)壓縮電路進(jìn)行壓縮處理，經(jīng)由記錄再現(xiàn)部的記錄部，記錄于記錄媒體91中。前端部50還具有亮度檢測(cè)部56 ；AGC(Automatic Gain Control 自動(dòng)增益控制)57 ；噪聲過(guò)濾器74 ；具有附加噪聲的功能的噪聲附加部75。攝影裝置1還具備高速攝影控制部48，執(zhí)行高速攝影時(shí)的控制；幀速率控制部 60，控制幀速率的變更；快門時(shí)間控制部49，控制快門時(shí)間也就是曝光時(shí)間；曝光控制部 76，執(zhí)行自動(dòng)曝光?？扉T時(shí)間控制部49具有曝光停止時(shí)間控制部53。實(shí)際的曝光時(shí)間是控制曝光時(shí)間的停止時(shí)間來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，由曝光停止時(shí)間控制部53實(shí)施該調(diào)整。另外，攝影裝置1具備光圈目標(biāo)值計(jì)算部55。該光圈目標(biāo)值計(jì)算部55具有在幀速率切換時(shí)計(jì)算如何調(diào)整光圈的功能。光圈目標(biāo)值計(jì)算部陽(yáng)具備第1幀速率、第1曝光時(shí)間、第1光圈，分別存儲(chǔ)通常攝影時(shí)的幀速率、曝光時(shí)間、光圈度；第2幀速率81，存儲(chǔ)高速攝影時(shí)的幀速率；運(yùn)算部82，根據(jù)這些所存儲(chǔ)的信息來(lái)計(jì)算作為幀切換后的光圈的第2光圈。另外，還存儲(chǔ)光圈目標(biāo)值55和曝光時(shí)間目標(biāo)值87。光圈目標(biāo)值計(jì)算部55的詳細(xì)情況將在 < 光圈/曝光時(shí)間的轉(zhuǎn)移處理 > 的項(xiàng)目中進(jìn)行說(shuō)明。再者，攝影裝置1具備靈敏度控制部73，設(shè)定攝像元件40的靈敏度，并使施加電壓變更；整體控制部100，具有CPU，并具有執(zhí)行裝置整體控制的功能。該整體控制部100例如參照攝影按鈕2或高速攝影開關(guān)16的按下狀態(tài)，具體而言是半按下狀態(tài)16c或完全按下狀態(tài)16d、以及由模式設(shè)定部42所設(shè)定的模式，具體而言是高速攝影模式43或者通常攝影模式44的各狀態(tài)，來(lái)控制高速攝影等。本攝影裝置1大致劃分具有2個(gè)特征。1個(gè)是攝影方法，另1個(gè)是記錄方法。關(guān)于攝影方法，將在本實(shí)施方式1中進(jìn)行說(shuō)明。有關(guān)記錄方法，將在實(shí)施方式2中進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于影像信號(hào)處理部M將在實(shí)施方式2中進(jìn)行說(shuō)明?！刺岣邘俾实姆椒ā颠@里，對(duì)于提高了幀速率時(shí)攝像元件的掃描方法進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。作為提高幀速率時(shí)的掃描方式，除高速掃描方式之外，還有η象素混合方式和約簡(jiǎn)(間引I即間隔剔除)方式。對(duì)于該η象素混合方式和約簡(jiǎn)方式，使用圖4進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示η象素混合方式和約簡(jiǎn)方式的附圖。左圖表示η象素混合方式的例子，正中的圖表示通常攝影時(shí)全線掃描的例子，右圖表示約簡(jiǎn)方式的例子。這里，作為η象素混合方式的例子表示出4象素混合方式83，作為約簡(jiǎn)方式的例子表示出1/5的約簡(jiǎn)方式84。
就右圖的1/5約簡(jiǎn)方式84而言，幀速率達(dá)到通常攝影5倍的300fps，左圖的4象素混合方式83成為4倍的240fps。從而，只要采用4象素混合方式83和1/5的約簡(jiǎn)方式 84，就能夠?qū)崿F(xiàn)240fps和300fps的2個(gè)幀速率下的高速攝影。如左圖所示，在η象素混合方式時(shí)因?yàn)閷ⅵ窍笏丶右曰旌?相加)，所以即便曝光時(shí)間成為1/4，亮度也不改變。從而，不可能產(chǎn)生再現(xiàn)畫面變暗這樣的問(wèn)題。也就是說(shuō)，不需要曝光時(shí)間的調(diào)整或光圈的開放等處理。另一方面，如右圖所示，在約簡(jiǎn)方式時(shí)，因?yàn)閺牡偷膸俾首兏筛叩膸俾蕰r(shí)， 象素的數(shù)目減少，畫面變暗，所以需要曝光時(shí)間的調(diào)整及光圈的開放。采用本攝影裝置1，能夠?qū)崿F(xiàn)240fps和300fps的2個(gè)幀速率下的高速攝影，按照幀速率，實(shí)施改變幀速率變換時(shí)的曝光時(shí)間或光圈的處理，或者不實(shí)施。下面，只對(duì)于約簡(jiǎn)方式的情況進(jìn)行說(shuō)明。<攝影裝置1的攝影方法>使用圖5 圖13來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的攝影方法。首先，分為設(shè)置準(zhǔn)備期間的情況和不設(shè)置的情況這兩種情況，進(jìn)行說(shuō)明。<設(shè)置準(zhǔn)備期間的情況>首先，對(duì)于設(shè)置準(zhǔn)備期間時(shí)的高速攝影，使用圖5 圖9進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示設(shè)置了準(zhǔn)備期間的高速攝影方法的附圖。本附圖表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的觸發(fā)、光圈、 曝光時(shí)間及放大率等的時(shí)序圖。具體而言，第1段是表示動(dòng)作契機(jī)的觸發(fā)的時(shí)序圖，縱軸的“1”表示高速攝影開關(guān) 16的半按下狀態(tài)，“2”表示完全按下狀態(tài)。另外，第2段是光圈的時(shí)序圖，縱軸表示光圈的打開程度。第3段是曝光時(shí)間的時(shí)序圖，縱軸表示每幀的曝光時(shí)間的長(zhǎng)度。再者，第4段是放大率的時(shí)序圖，縱軸表示放大率的高低。接著，第5段是攝影模式的時(shí)序圖，幀遷移表200表示在從通常速度攝影轉(zhuǎn)移為高速攝影的前后所拍攝的幀的時(shí)序圖。幀遷移表200上部的“t3”等表示觸發(fā)等的時(shí)序圖的
“十O，，雄 LO 寸ο首先，對(duì)于一系列的動(dòng)作，一邊參照觸發(fā)的時(shí)序圖和攝影模式的時(shí)序圖，一邊說(shuō)明各攝影模式下光圈、曝光時(shí)間、放大率的變化。若按下了攝影按鈕2，則按通常速度開始攝影。如t = t0時(shí)所示，按通常的光圈、 曝光時(shí)間以通常速度45進(jìn)行拍攝。此時(shí)，高速攝影模式開關(guān)4事先設(shè)為“ON”的狀態(tài)。若在進(jìn)行通常攝影的過(guò)程中，高速攝影開關(guān)16被按下，成為了半按下狀態(tài)(16c 第1觸發(fā))，則從通常模式46轉(zhuǎn)移為高速攝影準(zhǔn)備模式47。在該高速攝影準(zhǔn)備模式47的期間，打開光圈，同時(shí)縮短曝光時(shí)間，以使得每1幀的曝光量不變。在本附圖中，若在tl t2之間，打開光圈并且縮短曝光時(shí)間，t2時(shí)刻的曝光時(shí)間成為了轉(zhuǎn)移到高速攝影時(shí)每1幀的時(shí)間，則一面保持該狀態(tài)一面進(jìn)行通常攝影。如何控制光圈和曝光時(shí)間將在下面 < 光圈/曝光時(shí)間的轉(zhuǎn)移處理 > 的項(xiàng)目中進(jìn)行說(shuō)明。隨后，若高速攝影開關(guān)16成為了完全按下狀態(tài)(第2觸發(fā))，則從高速攝影準(zhǔn)備模式47轉(zhuǎn)移為高速攝影模式70，從t4的時(shí)刻開始實(shí)際進(jìn)行高速攝影。在幀遷移表200中表示出該幀速率切換時(shí)(下面稱為“變換點(diǎn)”。)t4前后的t3到t5間的幀速率的切換。表示出，變換點(diǎn)t4之后，按ISOfps進(jìn)行拍攝，時(shí)間每1幀增加了 1/180秒。若為了結(jié)束高速攝影，使高速攝影開關(guān)16返回到未按下狀態(tài)(16b 第3觸發(fā))，則從高速攝影模式70轉(zhuǎn)移為通常速度攝影準(zhǔn)備模式47a，隨后，轉(zhuǎn)移為通常模式46a。從作為轉(zhuǎn)移到通常速度攝影準(zhǔn)備模式47a的時(shí)刻的t7時(shí)刻開始，再次開始通常速度攝影。在幀遷移表200中表示出該變換點(diǎn)t7前后的t6到偽間的幀速率的切換。在該通常速度攝影準(zhǔn)備模式47a中，是和在高速攝影準(zhǔn)備模式47下進(jìn)行的動(dòng)作相反的動(dòng)作，也就是說(shuō)，一面關(guān)閉光圈，一面延長(zhǎng)曝光時(shí)間，成為通常模式46的光圈和曝光時(shí)間。在本附圖中，在放大率的時(shí)序圖上，在當(dāng)前進(jìn)行高速攝影的期間t4 t7內(nèi)提高了放大率。其原因?yàn)椋c通常攝影模式相比，如果是高速攝影模式則實(shí)質(zhì)的曝光時(shí)間變少(參見曝光時(shí)間的時(shí)序圖t4 t7)。在本實(shí)施方式中，是由于不將垂直消隱期間考慮進(jìn)去而在高速攝影準(zhǔn)備模式47下決定了曝光時(shí)間的緣故，在將垂直消隱期間考慮進(jìn)去時(shí)，或者在垂直消隱期間相對(duì)垂直同步周期是可以忽略不計(jì)的程度時(shí)，不需要提高放大率。在本實(shí)施方式中，作為曝光時(shí)間t4 t7的對(duì)曝光時(shí)間減少的應(yīng)對(duì)措施，按t4的定時(shí)提高放大器的增益，進(jìn)一步減少了變換點(diǎn)t4及t7的影像信號(hào)亮度等級(jí)的變化。其原因?yàn)?，通過(guò)光圈來(lái)對(duì)應(yīng)該減少的量，這一點(diǎn)從追隨速度的方面來(lái)說(shuō)較為困難。下面，使用圖6，來(lái)說(shuō)明曝光時(shí)間、蓄積電荷和光圈的調(diào)整。圖6是表示在切換幀速率時(shí)無(wú)準(zhǔn)備期間的情況和有準(zhǔn)備期間的情況的蓄積電荷的附圖。第2段 第4段表示無(wú)準(zhǔn)備期間的情況，第6段 第8段表示有準(zhǔn)備期間的情況。第1段是觸發(fā)的時(shí)序圖，第2段和作為最下段的第8段是光圈的時(shí)序圖。它們和圖5相同。第3段是曝光時(shí)間的時(shí)序圖，但是和圖5不同，在橫軸上表示曝光時(shí)間的長(zhǎng)度。接著，第5段表示讀出蓄積電荷進(jìn)行蓄積的掃描線。在高速攝影時(shí)，實(shí)施所謂的約簡(jiǎn)方式。第4段和第6段是蓄積電荷的時(shí)序圖，縱軸表示蓄積的電荷量，在本附圖中，表示出固定的入射光量條件下的電荷量變化。橫軸的雙箭頭Sl S9表示出蓄積的時(shí)間，也就是曝光時(shí)間。第6段是快門的時(shí)序圖，縱向箭頭80a、80b、80c、80d等表示快門時(shí)間，表示出箭頭越長(zhǎng)快門時(shí)間越長(zhǎng)。實(shí)際上，所謂的快門時(shí)間意味著電荷的蓄積時(shí)間，也就是曝光時(shí)間，在本附圖中，和Sl S9的雙箭頭對(duì)應(yīng)。還有，本附圖中的時(shí)間t0等雖然和圖5的t0等一致，但是為了說(shuō)明的方便，t2 t4進(jìn)行了省略。首先，說(shuō)明無(wú)準(zhǔn)備期間并且改變了幀速率的情況。從第2、3、4段的時(shí)序圖可以看出，在不改變光圈時(shí)，曝光時(shí)間成為幀速率每1幀的時(shí)間，如果提高了幀速率，則蓄積電荷按其提高的量變少。也就是說(shuō)，再現(xiàn)畫面變暗。在第5段所示的那種約簡(jiǎn)掃描方式的情況下，例如在約簡(jiǎn)2條掃描線使之高速化達(dá)到3倍時(shí)，實(shí)質(zhì)的光量成為約1/3。詳細(xì)而言，在通常攝影時(shí)每1幀的曝光時(shí)間比高速攝影時(shí)每1幀的曝光時(shí)間長(zhǎng)時(shí) (參見第32段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)，蓄積電荷在變換點(diǎn)急劇且大幅度地減少(參見第4段蓄積電荷的時(shí)序圖)。這樣，因?yàn)橥ǔz影時(shí)和高速攝影時(shí)的亮度不同，所以在再現(xiàn)出時(shí)亮度在變換點(diǎn)的前后變得極暗，假使增加增益，配合亮度，也因?yàn)樵肼曉黾?，所以?dǎo)致在變換點(diǎn)給收看者帶來(lái)不適感。也就是說(shuō)，因?yàn)樵趲俾实那袚Q點(diǎn)實(shí)質(zhì)的亮度急劇地變暗，所以產(chǎn)生在亮度的方面再現(xiàn)圖像不被無(wú)縫地再現(xiàn)這樣的課題。下面，說(shuō)明設(shè)置準(zhǔn)備期間并改變了幀速率的情況。如同第6段蓄積電荷的時(shí)序圖那樣，從輸入第1觸發(fā)的tl開始，將曝光時(shí)間逐漸縮短為S1、S2、S3，在輸入第2觸發(fā)的t4切換幀速率時(shí)，使之成為可以按變更后的幀速率確保的最大曝光時(shí)間Smax。與此同時(shí)，如第8段光圈的時(shí)序圖所示，在tl t2(t4)之間將光圈逐漸打開，以使蓄積電荷的值保持為一定。通過(guò)這樣控制曝光時(shí)間和光圈，事先縮短曝光時(shí)間，即使在輸入了觸發(fā)2時(shí)立刻切換了幀速率，每1幀的蓄積電荷也不變少，并且再現(xiàn)畫面也不變暗。在圖6中，說(shuō)明了在準(zhǔn)備期間中逐漸縮短曝光時(shí)間的情況，但是有時(shí)不在準(zhǔn)備期間變更曝光時(shí)間也可以。使用圖7來(lái)說(shuō)明這種情況。第1段 第8段的時(shí)序圖和圖6相同。在本附圖中，將說(shuō)明不需要變更曝光時(shí)間的情況和需要變更的情況。第2段 第 4段表示不需要變更曝光時(shí)間的情況，第6段 第8段表示需要變更曝光時(shí)間的情況。第6段 第8段由于在需要變更曝光時(shí)間時(shí)，和圖6有準(zhǔn)備期間的情況相同，因而這里，只說(shuō)明第2段 第4段不需要變更曝光時(shí)間的情況。所謂不需要變更曝光時(shí)間的情況，換言之，是曝光時(shí)間已經(jīng)和變更后幀速率的每1 幀最大曝光時(shí)間相等或者比其短的情況。這種狀況在例如入射光非常強(qiáng)并且只通過(guò)光圈就曝光過(guò)度的情況下產(chǎn)生。如第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖所示，幀速率切換前的曝光時(shí)間61a、61b、61c比切換后曝光時(shí)間的最大值SmaX89小，或者大致相等。這種情況下，因?yàn)榧幢銕俾首兏蟛豢s短曝光時(shí)間，也可以確保實(shí)質(zhì)的亮度，所以既不需要改變曝光時(shí)間，如第2段光圈的時(shí)序圖所示，也不需要改變光圈。從而，這種情況下即便無(wú)準(zhǔn)備期間，也能夠進(jìn)入高速攝影。本攝影裝置通過(guò)這樣在入射光量較多時(shí)，不在幀速率變更時(shí)調(diào)整曝光時(shí)間或光圈，在入射光量較少時(shí)，在幀速率變更時(shí)使曝光時(shí)間或光圈較大變化，從而使每1幀的曝光量基本上成為一定。〈無(wú)法通過(guò)光圈調(diào)整的情況〉這里，對(duì)于在曝光時(shí)間變短時(shí)想要通過(guò)打開光圈來(lái)確保曝光量，但光圈全部打開仍不能確保曝光量時(shí)的應(yīng)對(duì)方法，進(jìn)行說(shuō)明。圖8是表示無(wú)法通過(guò)光圈進(jìn)行調(diào)整時(shí)的高速攝影方法的附圖。本附圖和圖5相同，表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的光圈、曝光時(shí)間、放大率、噪聲過(guò)濾器及攝影模式的時(shí)序圖和幀遷移表。還有，雖然觸發(fā)的時(shí)序圖進(jìn)行了省略，但是設(shè)為按和圖5相同的定時(shí)發(fā)生觸發(fā)。
可以設(shè)想，在無(wú)法通過(guò)光圈確保曝光量時(shí)，若要只通過(guò)利用放大器的增益調(diào)整來(lái)確保曝光量，則有在變換點(diǎn)噪聲急速上升這樣的缺點(diǎn)。如第1段光圈的時(shí)序圖所示，在不變更光圈時(shí)，在t4 t7的期間因高速化而使得實(shí)質(zhì)的曝光時(shí)間變短，曝光量減少(參見第2段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。為了補(bǔ)償曝光量的不足部分，通過(guò)在t4 t7的期間提高放大率，向不使影像信號(hào)的亮度變化的方向進(jìn)行控制(參見第3段放大率的時(shí)序圖)。這種情況下，因?yàn)閠4 t7期間中的噪聲增大，所以要將噪聲過(guò)濾器74加入AD轉(zhuǎn)換器52的前面，使之進(jìn)行動(dòng)作(參見第4段噪聲過(guò)濾器的時(shí)序圖“ON”)?；蛘撸ㄟ^(guò)增大噪聲過(guò)濾器的衰減率，使噪聲的發(fā)生變得不明顯。借此，可以拍攝更加無(wú)縫的影像。再者，作為使變換點(diǎn)上噪聲的增加變得不明顯的另1個(gè)方法，有一種有意附加噪聲的方式。使用圖9來(lái)說(shuō)明附加噪聲的方法。圖9是表示附加噪聲時(shí)的高速攝影方法的附圖。本附圖和圖5相同，表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的光圈、曝光時(shí)間、放大率、噪聲過(guò)濾器、附加噪聲、噪聲及攝影模式的時(shí)序圖和幀遷移表。還有，雖然觸發(fā)的時(shí)序圖進(jìn)行了省略，但是設(shè)為按和圖5相同的定時(shí)發(fā)生觸發(fā)。附加噪聲的時(shí)序圖表示要附加的噪聲，噪聲的時(shí)序圖表示實(shí)際產(chǎn)生的噪聲，也就是所附加的噪聲和因放大而產(chǎn)生的噪聲雙方合并后的噪聲。在高速攝影的準(zhǔn)備期間(tl t4)，發(fā)生噪聲77 (參見第5段附加噪聲的時(shí)序圖)， 逐漸提高噪聲等級(jí)，并逐漸提高到高速攝影時(shí)發(fā)生的噪聲等級(jí)NLl。因?yàn)椴捎迷摲椒ǎ梢跃徍蛅4和t7的噪聲的急劇增加，所以存在通常速度攝影模式和高速攝影模式變換點(diǎn)的影像變得更加無(wú)縫這樣的效果。<不設(shè)置準(zhǔn)備期間的情況>下面，對(duì)于不設(shè)置準(zhǔn)備期間就進(jìn)入高速攝影的情況，或者雖然其模式為設(shè)置準(zhǔn)備期間但是基本上不設(shè)置準(zhǔn)備期間的情況，使用圖10和圖11進(jìn)行說(shuō)明。具體而言，是在高速攝影模式開關(guān)4為“OFF”時(shí)，使高速攝影開關(guān)16成為完全按下狀態(tài)的情況，以及在高速攝影模式開關(guān)4為“ON”時(shí)，使高速攝影開關(guān)16在幾乎沒有半按下狀態(tài)的狀況下成為完全按下狀態(tài)的情況。若可以在垂直消隱期間變更光圈，則假使立刻轉(zhuǎn)移到高速攝影，曝光量也不改變， 但是因?yàn)楣馊σ詸C(jī)械的形式進(jìn)行改變，所以追隨時(shí)間需要10 15msec (毫秒)左右較長(zhǎng)的時(shí)間，因此難以在垂直消隱期間改變光圈。因此，在本發(fā)明中采取如下的方法。圖10是表示無(wú)準(zhǔn)備期間的高速攝影方法的附圖。本附圖和圖5相同，表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的觸發(fā)、光圈、曝光時(shí)間、放大率、噪聲過(guò)濾器及攝影模式的時(shí)序圖和幀遷移表。但是，未設(shè)置高速攝影準(zhǔn)備模式和通常速度攝影準(zhǔn)備模式。說(shuō)明接收作為高速攝影開始的觸發(fā)的第1觸發(fā)88，直接從通常速度攝影轉(zhuǎn)移為高速攝影時(shí)的過(guò)程。說(shuō)明從接收到第1觸發(fā)88后的t4起，到接收作為高速攝影結(jié)束的觸發(fā)的第2觸發(fā)79為止的期間進(jìn)行高速攝影的情況。
在t4按下高速攝影開關(guān)16之前，一直按通常速度進(jìn)行拍攝，在t4，幀速率從通常速度變化為高速。因?yàn)樵谠撍查g曝光時(shí)間變?yōu)?/3(參見第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)，所以開始打開光圈的工作直到光圈目標(biāo)值為止(參見第2段光圈的時(shí)序圖)。有關(guān)光圈目標(biāo)值，將在后面 <光圈/曝光時(shí)間的轉(zhuǎn)移處理 > 的項(xiàng)目中進(jìn)行說(shuō)明。另外，在t4 t6內(nèi)，按照被打開的光圈，降低放大率(參見第4段放大率的時(shí)序圖)，并且降低噪聲過(guò)濾器的衰減率(參見第5段噪聲過(guò)濾器的時(shí)序圖)。若在t6光圈達(dá)到了光圈目標(biāo)值，則導(dǎo)致放大率和噪聲過(guò)濾器也返回通常攝影時(shí)的值。若在t7，接收到第2觸發(fā)79，則執(zhí)行t4 t6的相反動(dòng)作。具體而言，在t7的時(shí)刻，使幀速率從高速返回通常速度，在t7 t9的期間，關(guān)閉光圈并且提高放大率和噪聲過(guò)濾器特性。在作為光圈返回到原來(lái)光圈值的瞬間的t9，使曝光時(shí)間返回通常速度攝影時(shí)的值 (參見第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。這樣，通過(guò)調(diào)整光圈、放大率、噪聲過(guò)濾器，從而高速攝影和通常速度的期間就被無(wú)縫地進(jìn)行拍攝。在該方式中，因?yàn)楹徒邮崭咚贁z影命令同時(shí)使幀速率高速化，并且同時(shí)提高放大率，所以能夠和按下高速攝影開關(guān)16同時(shí)地，進(jìn)入高速攝影模式。因此，存在向高速攝影的切換較為快速，并且不會(huì)錯(cuò)失重要場(chǎng)景的快門機(jī)會(huì)這樣的優(yōu)點(diǎn)。下面，使用圖11，來(lái)說(shuō)明光圈和放大率的調(diào)整。第1段 第8段的時(shí)序圖和圖6相同，第9段是放大率的時(shí)序圖。在本附圖中，將說(shuō)明被拍攝體較明亮而不需要變更曝光時(shí)間的情況以及被拍攝體較暗而需要變更曝光時(shí)間的情況。第2段 第4段表示不需要變更曝光時(shí)間的情況，第6 段 第9段表示需要變更曝光時(shí)間的情況。在被拍攝體較明亮?xí)r，因?yàn)椴恍枰淖兤毓鈺r(shí)間，所以在不改變光圈的狀況下，轉(zhuǎn)移為高速攝影。另一方面，在被拍攝體較暗時(shí)，若輸入了作為高速攝影開始的觸發(fā)的第1觸發(fā)88， 則縮短曝光時(shí)間(參見第7段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。和縮短曝光時(shí)間同時(shí)地，快速提高增益(參見第9段放大率的時(shí)序圖)，開始打開光圈(參見第8段光圈的時(shí)序圖)。隨后，從t3開始降低增益(參見第9段放大率的時(shí)序圖)。這樣，通過(guò)調(diào)整光圈、放大率，高速攝影和通常速度攝影的期間就被無(wú)縫地進(jìn)行拍攝，再現(xiàn)影像亮度的不連續(xù)性得以緩和。<變形例>說(shuō)明上述高速攝影方法的2個(gè)變形例。首先，使用圖12來(lái)說(shuō)明第1個(gè)變形例。圖12是表示從通常攝影向高速攝影立刻變換但在從高速攝影返回通常攝影時(shí)慢慢返回的方法的附圖。也就是說(shuō)，其原因?yàn)?，在從通常攝影變化為高速攝影時(shí)要求快速的響應(yīng)以免錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)，另一方面其原因?yàn)椋诮Y(jié)束高速攝影時(shí)不那么要求響應(yīng)。本附圖和圖10相同，表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的觸發(fā)、光圈、曝光時(shí)間、放大率、噪聲過(guò)濾器及攝影模式的時(shí)序圖和幀遷移表。在t4接收到作為高速攝影開始觸發(fā)的第1觸發(fā)88后的t4 t6期間的動(dòng)作和圖 10所示的方式相同。也就是說(shuō)，若在t4第1觸發(fā)88進(jìn)入，則與此同時(shí)提高放大率，打開光圈。另一方面，在偽接收到作為高速攝影結(jié)束觸發(fā)的第2觸發(fā)79后的動(dòng)作和圖10不同。在本變形例中，若在偽接收到第2觸發(fā)79，則不改變放大率，而慢慢關(guān)閉光圈(參見第2段光圈的時(shí)序圖)，與此同時(shí)使曝光時(shí)間增加(參見第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。然后，在偽的時(shí)刻幀速率返回通常速度。在該方式中，在從通常攝影變化為高速攝影時(shí)，雖然第1觸發(fā)進(jìn)入的瞬間就變換為高速攝影，不會(huì)錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)，但是致使畫面質(zhì)量稍稍變壞。也就是說(shuō)，只要防止信號(hào)電平的下降，就能夠使放大的需要成為最小限度，可以抑制畫面質(zhì)量的下降。另一方面，在結(jié)束高速攝影返回通常攝影時(shí)，通過(guò)在不改變?cè)鲆娴臓顩r下逐漸關(guān)閉光圈，從而存在抑制噪聲的發(fā)生，高速攝影結(jié)束時(shí)影像畫面質(zhì)量的變壞較少這樣的優(yōu)點(diǎn)。下面，使用圖13，來(lái)說(shuō)明第2個(gè)變形例。圖13是表示從通常攝影切換為高速攝影時(shí)需要時(shí)間的方法的附圖。在第1個(gè)變形例中，若接收到作為高速攝影開始觸發(fā)的第1觸發(fā)88，則立刻開始高速攝影，但是畫面質(zhì)量稍稍變壞。本變形例則是稍微延遲來(lái)開始高速攝影而畫面質(zhì)量不變壞的例子。在從通常攝影變化為高速攝影時(shí)，很多情況下要求快速的響應(yīng)以免錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)，而本變形例適合于盡管高速攝影的開始稍微延遲仍要求畫面質(zhì)量?jī)?yōu)良的情況。本附圖和圖12相同，表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的觸發(fā)、光圈、曝光時(shí)間、放大率及攝影模式的時(shí)序圖和幀遷移表。還有，噪聲過(guò)濾器的時(shí)序圖未記述。另外，本附圖放大率的時(shí)序圖和圖5的時(shí)序圖同樣，不是必須的。若在tl接收到作為高速攝影開始觸發(fā)的第1觸發(fā)88，則在tl t3之間的Tl期間中，打開光圈并且縮短曝光時(shí)間(參見第2段光圈的時(shí)序圖及第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。在曝光時(shí)間達(dá)到高速攝影用長(zhǎng)度的t3時(shí)刻，進(jìn)入高速攝影。若在t6接收到作為高速攝影結(jié)束觸發(fā)的第2觸發(fā)79，則從高速攝影返回通常攝影。然后，在t6 M之間的T2期間中，與關(guān)閉光圈的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)地增加曝光時(shí)間(參見第 2段光圈的時(shí)序圖及第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。在偽，光圈和曝光時(shí)間成為和通常攝影時(shí)相同的值。在該方式中，要進(jìn)行控制以使得T2比Tl大。其原因?yàn)?，在從通常攝影轉(zhuǎn)移為高速攝影時(shí)，若該轉(zhuǎn)移時(shí)間較長(zhǎng)則存在錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)的可能性，轉(zhuǎn)移時(shí)間少是最重要的。從而， Tl在可能的范圍內(nèi)設(shè)為最小的值。另一方面，在結(jié)束高速攝影時(shí)，因?yàn)榕c快門機(jī)會(huì)等無(wú)關(guān)，不要求緊急，所以轉(zhuǎn)移時(shí)間較長(zhǎng)也可以。倒是如果較長(zhǎng)則在畫面質(zhì)量方面變得更加無(wú)縫。也就是說(shuō)，使畫面質(zhì)量比轉(zhuǎn)移時(shí)間優(yōu)先，設(shè)定得比Tl長(zhǎng)。
從而，由于使T2比Tl更長(zhǎng)，因而產(chǎn)生使高速攝影開始時(shí)的響應(yīng)加快，與此同時(shí)高速攝影結(jié)束時(shí)亮度的時(shí)間上的變化較少，可以更加無(wú)縫地進(jìn)行拍攝這樣的效果。〈動(dòng)作〉下面，對(duì)于本發(fā)明所涉及的攝影裝置動(dòng)作，使用圖14 16進(jìn)行說(shuō)明。圖14是表示通常攝影及高速攝影處理的流程圖。首先，用戶通過(guò)初始設(shè)定將通常速度的幀速率設(shè)為R1，將高速攝影模式的幀速率設(shè)定為R2 (步驟S100)。該操作使用圖1的模式設(shè)定旋鈕5進(jìn)行。檢測(cè)到該用戶操作后的整體控制部100將所設(shè)定的幀速率Rl和R2，分別存儲(chǔ)于光圈目標(biāo)值計(jì)算部陽(yáng)的第1幀速率和第2幀速率中。另外，用戶使高速攝影模式開關(guān)4成為“ON”或者“OFF”。檢測(cè)到用戶操作后的整體控制部100在高速攝影模式開關(guān)4為“ON”時(shí)，使模式設(shè)定部42成為高速攝影模式43的狀態(tài)，在高速攝影模式開關(guān)4為“OFF”時(shí)，使之成為通常攝影模式44的狀態(tài)。具體而言，例如在攝影狀態(tài)標(biāo)志(未圖示。)為“1”時(shí)，成為高速攝影模式43狀態(tài)，在為“0”時(shí)，成為通常模式狀態(tài)44。用戶為了開始通常攝影，按下攝影按鈕2(步驟SllO 按下)。檢測(cè)到該按下后的整體控制部100對(duì)聚焦驅(qū)動(dòng)部32等發(fā)出指示，按幀速率Rl開始通常攝影(步驟S120)。在通常攝影中，用戶按下高速攝影開關(guān)16，指示高速攝影的開始(步驟S130 按下)。檢測(cè)到該按下后的整體控制部100將表示開始高速攝影之意，通知給高速攝影控制部 48。接收到高速攝影開始指示后的高速攝影控制部48向整體控制部100詢問(wèn)高速攝影模式開關(guān)4當(dāng)前為“ON”或“OFF”的哪一個(gè)，以及高速攝影開關(guān)16是半按下狀態(tài)還是完全按下狀態(tài)這2點(diǎn)。接收到詢問(wèn)后的整體控制部100如果模式設(shè)定部42為高速攝影模式43則返回 "0N",如果為通常攝影模式44則返回“OFF”。另外，如果高速攝影開關(guān)16是半按下SW狀態(tài) 16c則返回“半按下”，如果是完全按下SW狀態(tài)16d則返回“完全按下”。從整體控制部100獲取到高速攝影模式開關(guān)4和高速攝影開關(guān)16的狀態(tài)后的高速攝影控制部48在高速攝影模式開關(guān)4為“0N”時(shí)(步驟S240 :0N)，且高速攝影開關(guān)16為 “半按下”時(shí)(步驟S150 ，在有高速攝影準(zhǔn)備模式下進(jìn)行高速攝影(步驟S160)。另一方面，在高速攝影模式開關(guān)4為“OFF”時(shí)(步驟S240 :0FF)，或高速攝影開關(guān) 16為“完全按下”時(shí)(步驟S150 :N0)，在無(wú)高速攝影準(zhǔn)備模式下進(jìn)行高速攝影(步驟S170)。隨后，用戶使攝影按鈕2返回未按下狀態(tài)，在指示攝影的結(jié)束(步驟S180)之前， 實(shí)施步驟S120 步驟S170的攝影。下面，使用圖15，來(lái)說(shuō)明有高速攝影準(zhǔn)備模式下的高速攝影處理。這里說(shuō)明的處理是使用圖5、圖8、圖9所說(shuō)明的攝影方法。圖15是表示有高速攝影準(zhǔn)備模式下的高速攝影處理的流程圖。首先，高速攝影控制部48對(duì)光圈驅(qū)動(dòng)部35發(fā)出指示，開始打開光圈，并且對(duì)快門時(shí)間控制部49發(fā)出指示，由曝光停止時(shí)間控制部53，通過(guò)將在曝光停止時(shí)間中進(jìn)行了光電轉(zhuǎn)換的電荷放出，來(lái)縮短曝光時(shí)間(步驟S200)。有關(guān)該處理的具體處理，將在 < 光圈/曝光時(shí)間的轉(zhuǎn)移處理 > 的項(xiàng)目中進(jìn)行說(shuō)明。
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這里，在光圈度達(dá)到了極限的情況下(步驟S210 :YES)，將光圈設(shè)定為明亮的極限值，提高放大器51的增益，或者由靈敏度控制部73通過(guò)攝像元件40的靈敏度變更使信號(hào)輸出增加，加入噪聲過(guò)濾器來(lái)減低噪聲(步驟S220)。隨后，若用戶實(shí)施了使高速攝影開關(guān)16成為“完全按下”，實(shí)際開始高速攝影的操作(步驟S230 =YES)，則檢測(cè)到該操作后的整體控制部100對(duì)高速攝影控制部48通知該情況，接收到通知后的高速攝影控制部48對(duì)幀速率控制部60發(fā)出使幀速率變?yōu)镽2的指示 (步驟 S230 :YES)。接收到指示后的幀速率控制部60對(duì)攝像裝置40發(fā)出使幀速率變?yōu)镽2的指示，開始高速攝影(步驟S240)。隨后，若用戶實(shí)施了使高速攝影開關(guān)16返回“未按下狀態(tài)”，結(jié)束高速攝影的操作 (步驟S250 =YES)，則檢測(cè)到該操作后的整體控制部100對(duì)幀速率控制部60發(fā)出使幀速率退回Rl的指示，對(duì)高速攝影控制部48通知結(jié)束高速攝影之意(步驟S230 =YES)。接收到指示后的幀速率控制部60對(duì)攝像裝置40發(fā)出使幀速率變?yōu)镽l的指示，重新開始通常攝影(步驟S^o)。接收到表示結(jié)束高速攝影之意的指示后的高速攝影控制部48關(guān)閉光圈，與此同時(shí)延長(zhǎng)曝光時(shí)間，返回通常攝影時(shí)的狀態(tài)，根據(jù)需要執(zhí)行降低放大率等的處理(步驟 S270)。下面，使用圖16，來(lái)說(shuō)明無(wú)高速攝影準(zhǔn)備模式下的高速攝影處理。這里說(shuō)明的處理是使用圖8、圖10所說(shuō)明的攝影方法。步驟S320 步驟S360是在圖8的攝影方法中基本上沒有高速攝影準(zhǔn)備模式的期間的情況，步驟S400 步驟S450 是圖10的攝影方法。圖16是表示無(wú)高速攝影準(zhǔn)備模式下的高速攝影處理的流程圖。將按幀速率Rl進(jìn)行通常攝影的當(dāng)前曝光時(shí)間設(shè)為第1曝光時(shí)間Tl，將高速攝影時(shí)幀速率R2的最大曝光時(shí)間設(shè)為第2曝光時(shí)間T2。首先，高速攝影控制部48對(duì)快門時(shí)間控制部49發(fā)出使曝光時(shí)間成為第1曝光時(shí)間Tl和第2曝光時(shí)間T2之中較小的曝光時(shí)間的指示，快門時(shí)間控制部49調(diào)整曝光時(shí)間 (步驟S300)。換言之，將Tl縮短以使Tl ST2。高速攝影控制部48在調(diào)節(jié)了第1曝光時(shí)間Tl后判斷出光圈達(dá)到極限值時(shí)(步驟 S310 :YEQ，將光圈設(shè)定為明亮的極限值，提高放大器的增益，或者通過(guò)攝像元件40的靈敏度變更使信號(hào)輸出增加，加入噪聲過(guò)濾器來(lái)減低噪聲(步驟S320)。隨后，高速攝影控制部48對(duì)幀速率控制部60發(fā)出使幀速率變?yōu)镽2的指示，接收到指示后的幀速率控制部60對(duì)攝像裝置40發(fā)出使幀速率變?yōu)镽2的指示，開始高速攝影 (步驟 S330)。隨后，若用戶實(shí)施了使高速攝影開關(guān)16返回“未按下狀態(tài)”，結(jié)束高速攝影的操作 (步驟S340 =YES)，則檢測(cè)到該操作后的整體控制部100對(duì)高速攝影控制部48通知該情況， 接收到通知后的高速攝影控制部48對(duì)幀速率控制部60發(fā)出使幀速率退回Rl的指示。接收到指示后的幀速率控制部60對(duì)攝像裝置40發(fā)出使幀速率變?yōu)镽l的指示，重新開始通常攝影(步驟S350)。另外，和對(duì)幀速率控制部60的指示同時(shí)地，高速攝影控制部48 —邊向降低放大率并且關(guān)閉光圈的方向進(jìn)行控制，一邊延長(zhǎng)曝光時(shí)間，重新開始通常攝影(步驟S360)。另一方面，高速攝影控制部48在調(diào)節(jié)了第1曝光時(shí)間Tl后判斷出光圈未達(dá)到極限值時(shí)(步驟S310 :N0)，控制光圈以獲得預(yù)定的曝光量(步驟S400)。隨后，高速攝影控制部48對(duì)幀速率控制部60發(fā)出使幀速率變?yōu)镽2的指示，接收到指示后的幀速率控制部60對(duì)攝像裝置40發(fā)出使幀速率變?yōu)镽2的指示，開始高速攝影 (步驟 S410)。曝光量的調(diào)節(jié)將光圈、曝光時(shí)間及增益加以組合來(lái)調(diào)節(jié)(步驟S420)。隨后，若用戶實(shí)施了使高速攝影開關(guān)16返回“未按下狀態(tài)”，結(jié)束高速攝影的操作 (步驟S430 =YES)，則檢測(cè)到該操作后的整體控制部100對(duì)高速攝影控制部48通知該情況， 接收到通知后的高速攝影控制部48對(duì)幀速率控制部60發(fā)出使幀速率返回Rl的指示。接收到指示后的幀速率控制部60對(duì)攝像裝置40發(fā)出使幀速率變?yōu)镽l的指示，重新開始通常攝影(步驟S440)。另外，和對(duì)幀速率控制部60的指示同時(shí)地，高速攝影控制部48 —邊向降低放大度并且關(guān)閉光圈的方向進(jìn)行控制，一邊延長(zhǎng)曝光時(shí)間，重新開始通常攝影(步驟S450)。〈光圈/曝光時(shí)間的轉(zhuǎn)移處理>這里，對(duì)于光圈和曝光時(shí)間的轉(zhuǎn)移處理進(jìn)行說(shuō)明。該處理是在設(shè)置了準(zhǔn)備期間的高速攝影處理中，在準(zhǔn)備期間完成的。相當(dāng)于圖15步驟200中的處理。對(duì)于光圈/曝光時(shí)間的轉(zhuǎn)移處理，使用圖17和圖18進(jìn)行說(shuō)明。圖17是表示光圈/曝光時(shí)間的時(shí)序圖的附圖。本附圖是說(shuō)明圖5的tl到t2所用的附圖，為了說(shuō)明的方便，圖5的t2 t4進(jìn)行了省略。另外，本附圖和圖5的tl等并不是表示相同的時(shí)間。第1段是表示動(dòng)作契機(jī)的觸發(fā)的時(shí)序圖，第2段是幀速率的時(shí)序圖。第3段是光圈度的時(shí)序圖，縱軸表示光圈值，按Li、L2、L3的順序光圈值增大，光圈值越大，光圈越打開。第4段是光圈值近似值的時(shí)序圖，該值是為了求取曝光時(shí)間所使用的。第5段是蓄積電荷的時(shí)序圖，縱軸表示蓄積的電荷量，Sl等的雙箭頭表示曝光時(shí)間。若簡(jiǎn)單說(shuō)明圖17，就是首先若接收到第1觸發(fā)，則計(jì)算光圈目標(biāo)值85，使光圈接近該光圈目標(biāo)值85，與此同時(shí)縮短曝光時(shí)間，成為高速攝影幀速率R2的最大曝光時(shí)間 SmaxSQ0此時(shí)各幀的曝光時(shí)間是根據(jù)每幀的光圈值近似值和應(yīng)在幀中蓄積的電荷求取的。在接收到第2觸發(fā)時(shí)，將幀速率從Rl切換為R2，開始高速攝影。該光圈目標(biāo)值因?yàn)橹灰獩Q定了通常攝影時(shí)的幀速率和高速攝影時(shí)的幀速率，每幀的光量增減就單一地確定，所以可以求取。也就是說(shuō)，因?yàn)橹灰獩Q定了幀速率就確定了亮度的增減，所以知道光圈開閉的目標(biāo)值。該光圈目標(biāo)值的求取方法將在 < 光圈目標(biāo)值的求取方法〉的項(xiàng)目中進(jìn)行說(shuō)明。圖18是光圈/曝光時(shí)間轉(zhuǎn)移處理的流程圖。高速攝影控制部48由快門時(shí)間控制部49求取當(dāng)前的曝光時(shí)間El (步驟S600)， 根據(jù)高速攝影時(shí)的幀速率R2求取曝光時(shí)間E2，也就是曝光時(shí)間目標(biāo)值87 (步驟S610)。這里，曝光時(shí)間目標(biāo)值87設(shè)為幀速率R2下的最大曝光時(shí)間Smax89。其原因?yàn)?，曝光時(shí)間目標(biāo)值87從可選擇的值之中通常采用最大的值，Smax只根據(jù)幀速率R2就單一地確定。
在當(dāng)前的曝光時(shí)間E1小于等于作為曝光時(shí)間目標(biāo)值87的曝光時(shí)間E2時(shí)(步驟 S620 =YES)，因?yàn)椴恍枰馊φ{(diào)整所以什么都不做。該情況相當(dāng)于圖7的“不變更曝光時(shí)間的情況”。在曝光時(shí)間El比曝光時(shí)間E2大時(shí)(步驟S620 :N0)，向光圈目標(biāo)值計(jì)算部55委托光圈目標(biāo)值85的計(jì)算(步驟S630)。接收到委托后的光圈目標(biāo)值計(jì)算部55計(jì)算光圈目標(biāo)值85，將其傳遞給高速攝影控制部48。高速攝影控制部48對(duì)光圈驅(qū)動(dòng)部35發(fā)出指示，以成為獲取到的光圈目標(biāo)值85，打開光圈36(步驟S640)。因?yàn)楣馊σ詸C(jī)械的形式進(jìn)行控制，所以需要10 30ms的時(shí)間。如圖17所示，從 t2直到t6，平緩地打開。用預(yù)測(cè)式來(lái)預(yù)測(cè)該光圈的變化(步驟S650)。因?yàn)閿z影裝置1的光圈36控制特性預(yù)先已判明，所以該變化用簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)式就可以預(yù)測(cè)。接著，求取各幀期間中作為平均值的光圈值Ll和光圈值L2 (步驟S660，參見圖17 光圈值近似值的時(shí)序圖)。在求出的Ll、L2光圈中，按各幀求取獲得最佳曝光的曝光時(shí)間S1、S2 (步驟S670)。然后，高速攝影控制部48在拍攝各幀時(shí)，對(duì)快門時(shí)間控制部49分別指示最佳曝光時(shí)間S1、S2(步驟S670)。在光圈達(dá)到光圈目標(biāo)值85的時(shí)刻(步驟S690 :YES)，保持光圈和曝光時(shí)間。高速攝影控制部48若從整體控制部100接收到表示已接收觸發(fā)2之意的通知，則對(duì)幀速率控制部60發(fā)出使幀速率變?yōu)镽2的指示，開始高速攝影。這樣，在本發(fā)明中，由于可以按照高速攝影時(shí)的幀速率，由光圈目標(biāo)值計(jì)算部55 求取高速攝影時(shí)的光圈目標(biāo)值和曝光時(shí)間目標(biāo)值87，因而在前饋方式下時(shí)時(shí)刻刻控制光圈 36和曝光時(shí)間。因此，可以與使用以往的自動(dòng)曝光方式由曝光控制部76實(shí)施光圈校正的情況相比，減少大量的時(shí)間。從而，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)從通常速度攝影轉(zhuǎn)移為高速攝影。因而，可以向使用者提供響應(yīng)快速并且便于使用的攝影裝置。還有，自動(dòng)曝光是一種從攝像元件40檢測(cè)亮度，由曝光控制部76進(jìn)行反饋控制， 調(diào)整光圈和快門速度的方式。該方式只能按每1幀或每1場(chǎng)獲得影像的亮度信息。根據(jù)該 1秒不過(guò)60慧差位(二 7位)的采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行反饋控制。為了進(jìn)行反饋控制，至少需要多個(gè)亮度的采樣，也就是多個(gè)幀的影像信息，在光圈的變更中需要時(shí)間。因?yàn)檫@樣，若使用了反饋方式的自動(dòng)曝光方式，則響應(yīng)較慢，需要數(shù)十幀，從通常速度轉(zhuǎn)移為高速攝影時(shí)光圈的追隨速度較慢，所以盡管按下高速攝影按鈕，也在幀速率的變更中需要時(shí)間，因此將錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)，不能高速拍攝良好的場(chǎng)景。<光圈目標(biāo)值的求取方法>下面，對(duì)于求取光圈目標(biāo)值的處理，使用圖19和圖20進(jìn)行說(shuō)明。圖20是求取光圈目標(biāo)值的處理流程圖，該處理由光圈目標(biāo)值計(jì)算部55執(zhí)行。圖19(a)是表示光量變化的時(shí)序圖。第1段表示觸發(fā)的時(shí)序圖。第2段表示光量的時(shí)序圖，縱軸表示光的量。該光的量由亮度檢測(cè)部56來(lái)檢測(cè)， 最新的預(yù)定期間的部分，被存儲(chǔ)到光圈目標(biāo)值計(jì)算部陽(yáng)內(nèi)部的工作區(qū)域中。
另外，第3段表示幀速率的時(shí)序圖，矩形代表1幀。矩形內(nèi)的“R1”、“R2”代表所拍攝的幀速率。圖19 (b)是幀速率和光圈增量之間的對(duì)應(yīng)表101。該對(duì)應(yīng)表101因?yàn)榘凑誖2也就是第2幀速率來(lái)決定光圈的增量Af2，所以使該值和幀速率相對(duì)應(yīng)。也就是說(shuō)，其原因?yàn)椋?因?yàn)槿魶Q定了 R2則決定最大曝光時(shí)間Smax，所以Δ f2也同樣決定。光圈目標(biāo)值85可以通過(guò)作為通常攝影幀速率Rl的第1幀速率、作為曝光時(shí)間的第1曝光時(shí)間、作為光圈的第1光圈及作為高速攝影時(shí)幀速率R2的第2幀速率，來(lái)求取。在該運(yùn)算中，最重要的參數(shù)是第2幀速率81。這是因?yàn)榈?幀速率、第1曝光時(shí)間和第1光圈已經(jīng)知道。根據(jù)第2幀速率81，光量的增減大幅變化為1 1/n倍，因此可以說(shuō)是最重要的因素。再者，在求取光圈目標(biāo)值85時(shí)，將第1光圈設(shè)為什么樣的值較為重要。也就是說(shuō)， 其原因?yàn)?，因?yàn)楸慌臄z體的亮度經(jīng)常不固定，所以若采用了即將切換幀速率之前的光圈，則在不妥的情況下，例如在即將切換之前被拍攝體較為明亮?xí)r，有時(shí)光圈目標(biāo)值85過(guò)低。因此，在本攝影裝置1中，將在切換幀速率時(shí)之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)被拍攝體最暗時(shí)的光圈設(shè)為第1光圈。這樣一來(lái)，就有高速攝影時(shí)的影像不出現(xiàn)曝光不足這樣的效果。下面，使用圖20，來(lái)說(shuō)明求取作為光圈目標(biāo)值85的高速攝影時(shí)第2光圈f2的方法。首先，如圖19(a)所示，測(cè)量并存儲(chǔ)光量。這里，在t2測(cè)量并存儲(chǔ)接收觸發(fā)1之前的tl t2間的光量最小值Imin，該觸發(fā)1是開始高速攝影準(zhǔn)備的指示。在t2接收到觸發(fā)1時(shí)，求取所存儲(chǔ)的光量最小值(步驟S500)。圖19 (a)的情況下，tl之處的光量I為最小值。根據(jù)該Imin，來(lái)求取第1光圈fl (步驟S510)。具體而言，根據(jù)用該Liiin代表的光量和第1曝光時(shí)間來(lái)求取第1光圈。接著，通過(guò)對(duì)應(yīng)表101求取作為第2幀速率的R2的增量Δ f2，根據(jù)求出的增量 Δ f2和第1光圈f 1來(lái)求取第2光圈f2 (步驟S520)。象圖19那樣，通過(guò)根據(jù)觸發(fā)1之前一定期間的光量最小值，求取第1光圈fl，由此，最暗的條件下的第2光圈就被決定為目標(biāo)值。因?yàn)檫@樣決定光圈目標(biāo)值85，所以即便在t3 t4之間出現(xiàn)光量變化，在統(tǒng)計(jì)上達(dá)到Liiin以下的可能性也較低，曝光不足的可能性變低。另外，t3 t4的期間因?yàn)橥ǔ５?曝光時(shí)間被設(shè)定為最大值，所以在被拍攝體變暗時(shí)，無(wú)法將曝光時(shí)間更加增大，不能根據(jù)曝光時(shí)間，實(shí)施補(bǔ)償暗度的校正。另外，光圈的調(diào)整因?yàn)槭菣C(jī)械性的動(dòng)作，所以無(wú)法以高速追隨，因此也不能通過(guò)光圈來(lái)補(bǔ)償暗度。從而，將最暗的條件下的光圈設(shè)為光圈目標(biāo)值，將使曝光不足的可能性變低。在本發(fā)明中，因?yàn)橛?jì)算根據(jù)在觸發(fā)1之前的一定期間之中最少的光量Lnin求取的光圈fl，并使用該fl，所以將最明亮的f值設(shè)為f2。從而，有在t3 t4的期間不出現(xiàn)曝光不足這樣的效果。還有，在本實(shí)施方式中，雖然測(cè)量并存儲(chǔ)光量，但是也可以存儲(chǔ)光圈，這種情況下， 將所存儲(chǔ)的最大光圈，也就是最明亮的光圈設(shè)為第1光圈。<變形例>
說(shuō)明上述光圈/曝光時(shí)間轉(zhuǎn)移處理的變形例。該變形例是使用圖13所說(shuō)明的高速攝影方法的轉(zhuǎn)移處理。圖21是表示從通常攝影向高速攝影切換的方式的附圖，表示將圖17從通常攝影到高速攝影的遷移時(shí)間縮短的情況。在本變形例中，通過(guò)使用(掛K石)增益，縮短了遷移時(shí)間。本附圖和圖17相同，除觸發(fā)、幀速率、光圈值及蓄積電荷的時(shí)序圖之外，還表示曝光時(shí)間、信號(hào)電平、放大率的時(shí)序圖。通常速度幀速率Rl下每1幀的時(shí)間約是16. 7ms。另一方面，在本發(fā)明的前饋方式中，光圈的響應(yīng)速度是10 15ms。從而，如第3段光圈值的時(shí)序圖所示，可以在t4 t6 之間，也就是1幀部分時(shí)間的期間變更光圈。這種情況下，將t4 t6的1幀曝光時(shí)間，設(shè)為幀速率Rl的曝光時(shí)間Sl和幀速率 R2的曝光時(shí)間S2的中間值Si。由于通過(guò)這樣設(shè)定曝光時(shí)間，就可以在t4 t6遷移時(shí)間Tl的期間內(nèi)切換幀速率，因而存在響應(yīng)變快這樣的效果。這種情況下，雖然如第6段信號(hào)電平的時(shí)序圖所示，t4 t6之間的影像信號(hào)的電平下降，但是如第7段放大率的時(shí)序圖所示，通過(guò)由亮度檢測(cè)部56檢測(cè)亮度，由AGC57調(diào)節(jié)增益，就可以緩和亮度的增減。這樣，就可以使切換時(shí)的再現(xiàn)影像變得更加無(wú)縫。還有，即便在不設(shè)置準(zhǔn)備期間的高速處理中，也緊接在開始高速處理之后，曝光時(shí)間按照幀速率變短，但是在圖10的t4 t6內(nèi)增高光圈時(shí)，也能夠同樣切換幀速率。接著，圖22是表示從高速攝影向通常攝影切換的方式的附圖。本附圖和圖17相同，除觸發(fā)、幀速率、光圈值及蓄積電荷的時(shí)序圖外，還表示曝光時(shí)間的時(shí)序圖。若在t4接收到作為高速攝影結(jié)束指示的觸發(fā)2，則在t4使幀速率從R2降低為Rl。然后，在t4 t6的遷移時(shí)間內(nèi)減小光圈，并延長(zhǎng)曝光時(shí)間。t4 t6的遷移時(shí)間 T2是對(duì)應(yīng)于2幀的部分。從通常攝影的幀速率Rl向高速攝影的幀速率R2切換時(shí)，加快響應(yīng)以免錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)，并且象圖21的遷移時(shí)間Tl那樣，在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行切換。但是，從高速攝影的幀速率R2向通常攝影的幀速率Rl的切換時(shí)，因?yàn)樵诟淖儙俾手笮Ｕ馊推毓鈺r(shí)間也可以，所以即便遷移時(shí)間延長(zhǎng)到數(shù)十幀等也完全沒有問(wèn)題。 倒是存在如果較長(zhǎng)則變得更加無(wú)縫這樣的效果。在本發(fā)明中，通過(guò)使Tl < T2，從而存在無(wú)縫程度和響應(yīng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)這樣的效果。<實(shí)施方式2>在本實(shí)施方式1中，對(duì)于從通常攝影到高速攝影的方法進(jìn)行了說(shuō)明，而在本實(shí)施方式中，將對(duì)于在高速攝影下所拍攝的影像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法進(jìn)行說(shuō)明。<高速攝影影像的記錄方法>在想要記錄高速攝影時(shí)的全部攝影影像時(shí)，現(xiàn)實(shí)情況是在存儲(chǔ)器或處理速度、記錄速度上存在極限。從而，更為現(xiàn)實(shí)的方法是，將所拍攝的影像，暫時(shí)儲(chǔ)存于緩沖存儲(chǔ)器90中，從其中只取出需要的影像，將其記錄于IC存儲(chǔ)器等的記錄媒體91中(參見圖3)。
使用圖23和圖M來(lái)說(shuō)明只取出需要的影像進(jìn)行記錄的方法。圖23是表示從通常攝影切換為高速攝影，并記錄高速攝影的影像的一部分的方法的附圖。本附圖和圖13相同，表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的觸發(fā)、光圈、曝光時(shí)間、放大率及攝影模式的時(shí)序圖和幀遷移表。這里，雖然說(shuō)明圖13所示的攝影方法在高速攝影時(shí)記錄一部分的方法，但是當(dāng)然在圖5等的其他攝影方法中也相同。若在tl，接收到作為高速攝影開始觸發(fā)的第1觸發(fā)88，則在tl t3之間的Tl 期間中，打開光圈并且縮短曝光時(shí)間(參見第2段光圈的時(shí)序圖及第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。在曝光時(shí)間達(dá)到高速攝影用長(zhǎng)度后的t3時(shí)刻進(jìn)入高速攝影。若在高速攝影中，接收到作為指示記錄的觸發(fā)的第3觸發(fā)，則記錄該第3觸發(fā)前后的預(yù)定數(shù)η個(gè)幀。第3觸發(fā)也可以在接收第2觸發(fā)之前接收數(shù)次，那種情況下，仍要記錄前后η個(gè)幀。在本實(shí)施方式中，只設(shè)為1次進(jìn)行說(shuō)明。若在t6接收到作為高速攝影結(jié)束觸發(fā)的第2觸發(fā)79，則從高速攝影返回通常攝影。然后，在t6 M之間的T2期間中，與關(guān)閉光圈的動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，增加曝光時(shí)間(參見第2 段光圈的時(shí)序圖及第3段曝光時(shí)間的時(shí)序圖)。在偽，光圈和曝光時(shí)間成為和通常攝影時(shí)相同的值。因?yàn)橥ㄟ^(guò)這樣進(jìn)行記錄，在例如高爾夫球擊出的瞬間按下了影像記錄開關(guān)則球擊出前后的影像用高速影像進(jìn)行記錄，所以可以防止拍攝機(jī)會(huì)錯(cuò)失，也就是失敗。因此，存在不習(xí)慣高速攝影的用戶也可以簡(jiǎn)單地拍攝高速影像這樣的效果。下面，使用圖M來(lái)說(shuō)明影像的記錄方法。本附圖表示出，從通常攝影利用第1觸發(fā)轉(zhuǎn)移為高速攝影，利用第3觸發(fā)記錄高速攝影影像，并利用第2觸發(fā)返回通常攝影時(shí)高速攝影影像的記錄方法。在其他的記錄方法中也相同。第1段是攝影按鈕2狀態(tài)的時(shí)序圖，將按鈕被完全按下的狀態(tài)(參見圖幻作為 0N，進(jìn)行了記述。第2段是表示子觸發(fā)輸入的時(shí)序圖，第3段是表示主觸發(fā)輸入的時(shí)序圖。這里的子觸發(fā)(sub trigger)例如設(shè)為高速攝影開關(guān)16為半按下狀態(tài)的情況，主觸發(fā)(main trigger)認(rèn)為是高速攝影開關(guān)16為完全按下狀態(tài)的情況(參見圖2)。第4段是攝影數(shù)據(jù)的時(shí)序圖，該矩形的1個(gè)代表1幀。下面，將按幀速率Rl所拍攝的幀稱為“通常幀”，將按幀速率R2所拍攝的幀稱為“高速幀”。另外，第5段和第6段分別表示t5和t6時(shí)刻記錄到緩沖存儲(chǔ)器90中的高速攝影
影像數(shù)據(jù)。第7段 第10段分別表示t5、t7、t8、t9時(shí)刻記錄到上述記錄媒體91中的攝影
影像數(shù)據(jù)。第11段表示所記錄的攝影影像數(shù)據(jù)的幀速率識(shí)別符的時(shí)序圖。這里，“R1”表示幀速率R1，“R2”表示幀速率R2，附帶于每幀。該幀速率識(shí)別符用于再現(xiàn)時(shí)將高速攝影影像數(shù)據(jù)變換為通常攝影影像數(shù)據(jù)的場(chǎng)合等。
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首先，若將攝影按鈕2完全按下，在正在進(jìn)行通常攝影的狀態(tài)下，在t2輸入了表示高速攝影開始的第1觸發(fā)88，則幀速率從Rl變?yōu)镽2，高速攝影從t2開始(參見攝影數(shù)據(jù)的時(shí)序圖)。從t2的時(shí)刻，在緩沖存儲(chǔ)器90中開始高速攝影影像數(shù)據(jù)的記錄。但是，在緩沖存儲(chǔ)器90中，只存儲(chǔ)Tmax期間部分的影像數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，若記錄了新的高速幀，則舊的高速幀作為通常幀向記錄媒體91進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從緩沖存儲(chǔ)器90將其刪除。在本實(shí)施方式中，由于幀速率Rl是60fps，幀速率R2是180fps，因而3個(gè)高速幀相當(dāng)于1個(gè)通常幀，由3個(gè)高速幀生成1個(gè)通常幀，記錄于記錄媒體91中。具體而言，在t5之時(shí)，作為t3 t5影像數(shù)據(jù)的只有Tmax期間部分的數(shù)據(jù)才儲(chǔ)存到緩沖存儲(chǔ)器90中，t2 t3的高速幀由幀合成部58進(jìn)行合成(參見步驟117a)，作為通常幀115記錄于記錄媒體91中。也就是說(shuō)，3個(gè)高速幀116a、116b、116c通過(guò)加法處理等被合成，變?yōu)?個(gè)幀11 ， 記錄于記錄媒體91或存儲(chǔ)器中?；蛘?，只有中心的高速幀116b作為幀11 進(jìn)行記錄，也可以。若在t5輸入了表示影像記錄的第3觸發(fā)78，則只有t5前后的t4 t5和t5 t6的幀才按高速幀進(jìn)行記錄。在t6的時(shí)刻，t3 t4的6個(gè)高速幀被合成為2個(gè)通常幀，記錄到記錄媒體91中， t4 t6的高速幀原樣記錄到緩沖存儲(chǔ)器90中。從t6的時(shí)刻開始，高速幀被合成為通常幀進(jìn)行記錄，若在t7輸入了表示高速攝影結(jié)束的第2觸發(fā)79，則幀速率R2返回R1，重新開始通常攝影(參見攝影數(shù)據(jù)的時(shí)序圖)。 此后，通常攝影影像數(shù)據(jù)按通常幀原樣記錄于記錄媒體91中。在t9，將記錄在緩沖存儲(chǔ)器90中的影像記錄第3觸發(fā)78前后η幀的量的高速幀， 記錄于記錄媒體91中。在進(jìn)行記錄時(shí)，按各幀的每一個(gè)附加表示幀速率的幀速率識(shí)別符(參見幀速率識(shí)別符的時(shí)序圖)。在通常幀中記錄表示Rl的幀速率識(shí)別符59b，在高速幀中記錄表示R2的幀識(shí)別符 59a。在本附圖中，將表示Rl的幀速率識(shí)別符59b記述為“R1”，將表示R2的幀速率識(shí)別符 59a記述為“R2”。這樣，因?yàn)橹挥懈咚贁z影中第3觸發(fā)78前后η幀的量的高速攝影影像才儲(chǔ)存于緩沖存儲(chǔ)器90中進(jìn)行記錄，所以存在可以使緩沖存儲(chǔ)器的容量最小這樣的效果。另外，因?yàn)槭褂谜甙聪掠跋裼涗涢_關(guān)的時(shí)刻的士η幀的影像作為高速攝影影像進(jìn)行記錄，所以存在可以記錄不錯(cuò)失快門機(jī)會(huì)的影像這樣的效果。在圖M中，說(shuō)明了記錄表示影像記錄的第3觸發(fā)前后的Tmax期間高速幀的例子， 但是使用圖25，來(lái)說(shuō)明記錄第3觸發(fā)之前的Tmax期間高速幀的例子，使用圖沈，來(lái)說(shuō)明記錄第3觸發(fā)之后的Tmax期間高速幀的例子。圖25和圖M中所說(shuō)明的記錄方法大致相同。不同之處只有記錄第3觸發(fā)78之前期間的Tmax期間的高速幀這方面。這種情況下，在t5接收第3觸發(fā)78，但是在該階段t3 t5之間的高速幀116被記錄到緩沖存儲(chǔ)器90中。
t2 t3的高速幀和t5之后的高速幀合成3個(gè)，將通常幀記錄于記錄媒體91中。圖25的場(chǎng)合通過(guò)由使用者在動(dòng)作(action)結(jié)束的時(shí)刻按下影像記錄開關(guān)，來(lái)記錄動(dòng)作的高速攝影圖像。圖沈和圖25相反。也就是說(shuō)，若第3觸發(fā)78在t5被輸入，則t5后面t5 t7 之間的高速幀116a 1161作為高速幀進(jìn)行記錄，t2 t5和t7以后的幀作為通常幀進(jìn)行記錄。圖沈的場(chǎng)合通過(guò)由使用者在開始動(dòng)作之前的時(shí)刻按下影像記錄開關(guān)，來(lái)記錄動(dòng)作的高速攝影圖像。上面，使用圖M、25J6所說(shuō)明的錄制方法不僅僅是約簡(jiǎn)方式，在直接掃描方式或象素混合方式等的高速攝影中也是有效的。下面，使用圖27和圖28來(lái)說(shuō)明圖M、25J6的錄制處理。圖27是攝影裝置1錄制處理的流程圖。首先，設(shè)定通常攝影時(shí)的幀速率Rl和高速攝影時(shí)的幀速率R2及錄制模式(步驟 S700)，該錄制模式表示記錄高速攝影指示的第3觸發(fā)之前、前后和之后這3個(gè)部分之中的哪個(gè)。該設(shè)定使用圖1的模式旋鈕5進(jìn)行設(shè)定。檢測(cè)到設(shè)定后的整體控制部100根據(jù)幀速率R2和可記錄于緩沖存儲(chǔ)器90中的幀的張數(shù)求取可最大高速錄制時(shí)間Tmax，將其顯示于液晶監(jiān)視器17上(步驟S710)。用戶為了開始通常攝影，將攝影按鈕2按下，檢測(cè)到按下后的整體控制部100對(duì)聚焦驅(qū)動(dòng)部32等發(fā)出指示，按幀速率Rl開始通常攝影(步驟S720)。在通常攝影中，用戶將高速攝影開關(guān)16進(jìn)行半按下，指示高速攝影的開始(步驟 S730 =YES)。檢測(cè)到該按下后的整體控制部100將表示開始高速攝影之意的信息，通知給高速攝影控制部48。接收到高速攝影開始指示后的高速攝影控制部48對(duì)光圈目標(biāo)值計(jì)算部55委托光圈目標(biāo)值的計(jì)算，接收到委托后的光圈目標(biāo)值計(jì)算部陽(yáng)計(jì)算光圈目標(biāo)值，回送給高速攝影控制部48。高速攝影控制部48使光圈朝向目標(biāo)值，對(duì)光圈驅(qū)動(dòng)部35發(fā)出指示，為了變?yōu)榕c光圈相應(yīng)的曝光時(shí)間，對(duì)快門時(shí)間控制部49發(fā)出指示(步驟S740)。若光圈達(dá)到了目標(biāo)值，則將幀速率從Rl切換為R2(步驟S750)，執(zhí)行錄制處理(步驟S760)。該錄制處理將使用圖28在下面進(jìn)行說(shuō)明。隨后，用戶使高速攝影開關(guān)返回未按下狀態(tài)，指示高速攝影的結(jié)束(步驟S770: YES)。檢測(cè)到該按下的整體控制部100將表示結(jié)束高速攝影之意的信息，通知給高速攝影控制部48。接收到高速攝影結(jié)束指示后的高速攝影控制部48對(duì)光圈目標(biāo)值計(jì)算部55委托光圈目標(biāo)值的計(jì)算，接收到委托后的光圈目標(biāo)值計(jì)算部陽(yáng)計(jì)算光圈目標(biāo)值，將其回送給高速攝影控制部48。高速攝影控制部48使幀速率從R2返回Rl (步驟S780)，使光圈和曝光時(shí)間返回通常攝影時(shí)(步驟S790)。隨后，整體控制部100對(duì)影像信號(hào)處理部M發(fā)出指示，對(duì)記錄在緩沖存儲(chǔ)器90中的高速攝影影像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，將其記錄于記錄媒體91中(步驟S800)。用戶使攝影按鈕2返回未按下狀態(tài)，指示通常攝影的結(jié)束(步驟S810 =YES)。檢測(cè)到該按下的整體控制部100執(zhí)行結(jié)束通常攝影的處理。
下面，使用圖觀，對(duì)于高速攝影錄制處理進(jìn)行說(shuō)明。圖28是高速攝影錄制處理的流程圖。影像信號(hào)處理部M對(duì)經(jīng)由前端部50從攝像元件40按幀速率R2發(fā)送來(lái)的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將其記錄于緩沖存儲(chǔ)器90中(步驟S900)。影像信號(hào)處理部討將可最大高速錄制時(shí)間Tmax期間的高速攝影影像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于緩沖存儲(chǔ)器90中，和Tmax相比更舊的數(shù)據(jù)則從幀速率R2變換為幀速率Rl的影像數(shù)據(jù)，記錄于記錄媒體91中(步驟S910)。該變換由幀合成部58進(jìn)行。若用戶將高速攝影開關(guān)16完全按下，指示了錄制(步驟S920)，則檢測(cè)到該按下的整體控制部100對(duì)影像信號(hào)處理部M委托，以便進(jìn)行錄制。此時(shí)，通知用戶事先所設(shè)定的記錄模式，也就是記錄錄制指示時(shí)之前的影像數(shù)據(jù)，還是記錄前后時(shí)間的影像，還是記錄之后的影像。接收到委托后的影像信號(hào)處理部M按照所通知的錄制模式，取得對(duì)應(yīng)Tmax的量的高速攝影影像數(shù)據(jù)，將其記錄于緩沖存儲(chǔ)器90中(步驟S970)。所取得的Tmax數(shù)據(jù)之外的影像數(shù)據(jù)則變換為幀速率R1，記錄于記錄媒體91中。錄制模式為記錄錄制指示時(shí)之前的影像數(shù)據(jù)時(shí)(步驟S930 :(1))，取得從錄制指示時(shí)往前的Tmax的影像數(shù)據(jù)(步驟S940)，為錄制模式記錄錄制指示時(shí)前后的影像數(shù)據(jù)時(shí) (步驟S930 (2)),取得與錄制指示時(shí)相比在前后的Tmax的影像數(shù)據(jù)(步驟S950)，錄制模式為記錄錄制指示時(shí)之后的影像數(shù)據(jù)時(shí)(步驟S930 C3))，取得從錄制指示時(shí)往后的Tmax 的影像數(shù)據(jù)(步驟S960)?！辞袚Q時(shí)的幀記錄方法〉在從通常攝影切換為高速攝影時(shí)，可能產(chǎn)生無(wú)法保證1幀圖像的情況，對(duì)于該情況的應(yīng)對(duì)方法進(jìn)行說(shuō)明。該情況指的是，采用約簡(jiǎn)方式(參見圖4)來(lái)改變幀速率的情況。換言之，在改變掃描方式時(shí)，也就是說(shuō)，從全掃描變?yōu)榧s簡(jiǎn)掃描時(shí)、和從約簡(jiǎn)掃描變?yōu)槿珤呙钑r(shí)，有時(shí)在1幀之間圖像信號(hào)出現(xiàn)混亂。對(duì)于該情況下生成無(wú)法保證的1幀圖像的方法，使用圖四進(jìn)行說(shuō)明。圖四是表示幀速率切換時(shí)的幀生成方法的附圖。本附圖和圖5相同，表示從通常攝影開始進(jìn)行高速攝影并再次返回通常攝影時(shí)的光圈、曝光時(shí)間、攝影模式的時(shí)序圖和幀遷移表，下部表示幀合成處理的流程。t4 t5和偽 t9的各1幀是無(wú)法保證的幀。在本附圖中，分別記述為緩沖幀 110和緩沖幀111。也就是說(shuō)，通過(guò)在通常攝影的通常幀速率的最后幀11 和高速攝影的高速幀速率的最開始幀112b之間，加入緩沖幀110，從而有在該緩沖時(shí)間中，不受到因執(zhí)行攝像元件 40的掃描切換而輸出的混亂的影像信號(hào)影響這樣的效果。在后面的緩沖幀111時(shí)，在幀112g和幀11 之間加入緩沖幀111。但是，因加入該緩沖幀，而導(dǎo)致t4 t5或偽 t9之間1幀的量的影像信息消失， 不能無(wú)縫地進(jìn)行拍攝。因此，為了解決該空白，根據(jù)本發(fā)明，在步驟10 中合成高速幀速率的幀112b、 112c、112d，制作合成幀113。
接著，在步驟10 中，將所合成的合成幀113和通常幀速率的幀11 加以合成， 制作1幅合成幀。在步驟105c中，在最后幀11 和幀112b之間定義而，以使得幀順序現(xiàn)實(shí)或者虛擬地連續(xù)，在步驟105d中將其記錄于存儲(chǔ)器中。在緩沖幀111時(shí)也相同，經(jīng)過(guò)步驟105f、105g、105h，在步驟105i中將其記錄于存
儲(chǔ)器中。但是，因?yàn)槿粼跀z影期間中執(zhí)行了這些處理，則CPU或影像信號(hào)處理部M的負(fù)荷變得過(guò)大，所以如步驟105」、10證所示，通過(guò)在攝影結(jié)束后進(jìn)行處理、記錄，就可以防止負(fù)荷增大，存在結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單這樣的效果。由于這樣設(shè)置緩沖幀110、111，從去除緩沖幀后的圖像前后的幀進(jìn)行制作，因而關(guān)聯(lián)變得良好，因此存在可以連續(xù)或者無(wú)縫地進(jìn)行拍攝這樣的效果。圖30是將圖四的光圈校正方式改變?yōu)槭褂脠D8所說(shuō)明的增益校正方式時(shí)的實(shí)施例，因?yàn)閯?dòng)作相同所以省略其說(shuō)明。<約簡(jiǎn)方式時(shí)的再現(xiàn)方法>下面，對(duì)于再現(xiàn)所記錄的影像數(shù)據(jù)時(shí)的方法，進(jìn)行說(shuō)明。圖31是表示再現(xiàn)在約簡(jiǎn)方式下所拍攝的影像時(shí)的方法的附圖。在本附圖中，矩形代表1幀，1幀中的橫線表示所掃描的線。高速模式下的幀速率設(shè)為180fps，通常速度模式下的幀速率設(shè)為60fps。第1段是在約簡(jiǎn)方式下實(shí)際拍攝到的影像數(shù)據(jù)，第2段是所記錄的影像數(shù)據(jù)。第 3段表示慢速再現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)。第4段表示和第2段相同的記錄數(shù)據(jù)，第5段表示通常再現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)。這里，影像數(shù)據(jù)之中，在約簡(jiǎn)方式下所拍攝的約簡(jiǎn)形式的幀由幀合成部58，參照其他的幀來(lái)補(bǔ)償缺失的線，作為全線(full line)形式的幀，進(jìn)行存儲(chǔ)(參見第2段)。該方法的一例將使用圖32在下面進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)這樣記錄，從而在通用的再現(xiàn)裝置中也能夠進(jìn)行再現(xiàn)。若將該記錄數(shù)據(jù)按原狀，按通常的幀速率進(jìn)行了再現(xiàn)，則在高速模式下所拍攝的部分作為慢速影像進(jìn)行再現(xiàn)(參見第3段)。另外，因?yàn)閺脑撚涗洈?shù)據(jù)，進(jìn)行通常的再現(xiàn)，所以在高速模式下所拍攝的部分若由幀合成部58來(lái)合成3幀，作為1幀(參見第4段)，按通常的幀速率進(jìn)行了再現(xiàn)，則作為通常速度的影像進(jìn)行再現(xiàn)(參見第5段)。這樣，若在高速攝影期間，將第1段那樣的在約簡(jiǎn)方式下所拍攝的影像數(shù)據(jù)，象第 4段和第5段那樣，輸出了每3幀1次的巾貞，則實(shí)質(zhì)上可以按通常速度進(jìn)行再現(xiàn)，輸出和通常攝影期間在運(yùn)動(dòng)上完全相同的動(dòng)態(tài)圖像。還有，在使掃描速度高速化的直接方式下所拍攝的影像由于和本附圖第2段的記錄數(shù)據(jù)相同，因而能夠同樣地按通常速度進(jìn)行再現(xiàn)。下面，使用圖32 36，對(duì)于從約簡(jiǎn)形式的幀生成全線形式的幀的方法進(jìn)行說(shuō)明。圖32是表示約簡(jiǎn)插補(bǔ)處理流程的附圖。幀120a、120b、120c進(jìn)行約簡(jiǎn)掃描(步驟121a)，作為約簡(jiǎn)圖像122a、122b、122c進(jìn)行輸出。這些約簡(jiǎn)圖像在圖2的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部1 中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正，由約簡(jiǎn)插補(bǔ)部123(步驟121b)的對(duì)位部124按塊單位完成對(duì)位(步驟121c)。將這些象素由結(jié)合部128進(jìn)行結(jié)合(步驟121d)，獲得結(jié)合圖像125 (步驟121e)， 將該圖像，由再取樣部1 進(jìn)行再取樣(步驟121f)。這里，所謂的再取樣是指，在按少數(shù)象素精度進(jìn)行了對(duì)位時(shí)，將對(duì)位結(jié)果修整為最接近的整數(shù)象素位置。隨后，在約簡(jiǎn)圖像的對(duì)位因遮擋(occlusion)或變形、運(yùn)動(dòng)矢量過(guò)大等的原因而未正常完成時(shí)，由復(fù)原部130進(jìn)行復(fù)原，例如獲得1080P的全線圖像131a(步驟121g)。這里所謂的復(fù)原是指，進(jìn)行所謂的畫面內(nèi)插補(bǔ)，如圖36所示，由差分檢測(cè)部127取得1 7各方向的線上象素的差分，采用在差分最小的方向上的象素群，以插補(bǔ)生成被約簡(jiǎn)后的線的象素。例如，從在差分最小的方向上的位于所選擇的掃描線上的2個(gè)象素，通過(guò)內(nèi)插生成被約簡(jiǎn)后的掃描線的象素。同樣，全線圖像131a之前的幀131b是從約簡(jiǎn)圖像122d、122a、122b的3幅圖像由約簡(jiǎn)插補(bǔ)部121b進(jìn)行插補(bǔ)而獲得的，而更前面的幀131c是從約簡(jiǎn)圖像12加、122d、122a,通過(guò)由約簡(jiǎn)插補(bǔ)部121b進(jìn)行插補(bǔ)而獲得的。使用圖33來(lái)說(shuō)明該約簡(jiǎn)插補(bǔ)過(guò)程。第1段表示攝像元件40拍攝的圖像，第2段表示所記錄的影像數(shù)據(jù)。本附圖中記錄的影像數(shù)據(jù)和圖31不同，是被約簡(jiǎn)后的原狀的幀的數(shù)據(jù)。 第3段表示全線圖像數(shù)據(jù)。首先，從攝像元件40拍攝的圖像(參見第1段)進(jìn)行約簡(jiǎn)，獲得約簡(jiǎn)圖像121a、 12讓、121(、121(1(參見第2段)。這里，雖然設(shè)為記錄約簡(jiǎn)圖像，但是如第3段所示，獲得插補(bǔ)后的全線圖像131a、 131d、131e、131f，記錄該全線圖像，也可以。雖然需要根據(jù)攝影裝置的數(shù)據(jù)處理能力，來(lái)對(duì)是記錄約簡(jiǎn)圖像還是記錄全線圖像進(jìn)行改變，但是為了執(zhí)行圖32所示的那種全線圖像131的插補(bǔ)處理，需要較大的數(shù)據(jù)處理能力和功率。從而，攝像機(jī)之中全線下的實(shí)時(shí)插補(bǔ)處理及動(dòng)態(tài)圖像編碼處理需要等待半導(dǎo)體技術(shù)的大幅度進(jìn)步。鑒于這一點(diǎn)，在本發(fā)明中將提出現(xiàn)實(shí)的方式。圖33第2段的約簡(jiǎn)圖像121a等因?yàn)楫a(chǎn)生欠采樣噪聲(aliasing noise)導(dǎo)致的干涉條紋(moire)等，所以不適于原樣進(jìn)行畫面顯示。因此，如圖34所示，在將約簡(jiǎn)圖像121a、121b、121c由合成部138之中的運(yùn)動(dòng)校正部134進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正之后，由混合部133按垂直方向?qū)⒕€加以混合，來(lái)生成1條線。獲得垂直線變成1/3后的合成圖像13fe。同樣，還獲得混合圖像13恥、135c。這些圖像因?yàn)橛汕凡蓸釉肼晫?dǎo)致的干涉條紋等已消除，所以能用于攝像機(jī)的顯示圖像。雖然線數(shù)變?yōu)?/3，但是因?yàn)閿?shù)碼相機(jī)的畫面尺寸較小，所以并不那么造成障礙。另外，因?yàn)槿襞c全線的插補(bǔ)處理相比，1/3的處理就可以，所以在數(shù)碼相機(jī)中也能夠處理。再者，還存在消耗功率也變?yōu)?/3這樣的效果，可以減少電池容量。還有，在數(shù)碼相機(jī)較小的畫面上，即便線數(shù)變?yōu)?/3，普通的使用者也不能區(qū)別。但是，就數(shù)碼相機(jī)而言，為了放大畫面觀看焦點(diǎn)等的拍攝狀況，一般實(shí)施圖像縮放這樣的處理。因?yàn)楹铣蓤D像是1/3的線數(shù)，所以若進(jìn)行了放大則變得較粗糙。因此，象圖35那樣，雖然在進(jìn)行了變焦時(shí)變得粗糙到某固定程度，但是若達(dá)到某固定程度以上，則獲得部分插補(bǔ)區(qū)域137a、137b等，該部分插補(bǔ)區(qū)域137a、137b等是將作為圖35第2段所示的約簡(jiǎn)圖像13加、132b、132c部分區(qū)域的、第3段所示的部分區(qū)域136a、 136b、136c的區(qū)域，通過(guò)約簡(jiǎn)插補(bǔ)部123進(jìn)行插補(bǔ)后的部分區(qū)域。該部分插補(bǔ)區(qū)域137a、137b等的分辨率若只觀看該區(qū)域，則和全線圖像131相同。 從而，在變焦顯示中，因?yàn)楹腿€相同的分辨率的圖像被顯示于數(shù)碼相機(jī)的畫面上，所以能夠在放大顯示畫面上確認(rèn)焦點(diǎn)等。在該方式中，因?yàn)闉榱藞?zhí)行部分區(qū)域的插補(bǔ)處理，處理量要變?yōu)?/n，例如1/3，所以獲得1/3處理量的器件和1/3的消耗功率，因此存在現(xiàn)實(shí)的數(shù)碼相機(jī)得以實(shí)現(xiàn)這樣的效果。< 補(bǔ)充 >上面，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于上述方式，也可以如下加以實(shí)施。(1)攝影裝置也可以采用1個(gè)芯片或者多個(gè)芯片的集成電路，來(lái)實(shí)現(xiàn)圖3各結(jié)構(gòu)要件的全部或一部分。例如，可以將圖3用虛線圍起來(lái)的部分作為1個(gè)芯片等。(2)攝影裝置既可以采用計(jì)算機(jī)的程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)圖3各結(jié)構(gòu)要件的全部或一部分， 也可以采用其他任何的方式來(lái)實(shí)施。在計(jì)算機(jī)程序時(shí)，既可以成為使計(jì)算機(jī)讀入存儲(chǔ)卡、CD-ROM等任何記錄媒體中所寫入的程序，加以執(zhí)行的形式，也可以成為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)下載程序加以執(zhí)行的形式。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明所涉及的攝像裝置作為具有在攝影幀速率切換中將曝光量保持為固定的功能并拍攝高速的運(yùn)動(dòng)體的高速攝像機(jī)是有用的。另外，還可以應(yīng)用于具有用于在通常的動(dòng)態(tài)圖像攝影中拍攝移動(dòng)量大的被拍攝體的高速攝影功能的視頻攝像機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等的用途中。
權(quán)利要求
1.一種攝影裝置，其特征為， 具備攝像機(jī)構(gòu)，從通過(guò)入射光的光電變換來(lái)蓄積電荷的攝像元件讀出信號(hào)，按預(yù)定的幀速率依次輸出圖像幀；幀速率變更機(jī)構(gòu)，在由上述攝像機(jī)構(gòu)依次輸出圖像幀時(shí)變更幀速率； 光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更用于決定上述入射光的量的光圈大??；曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更曝光時(shí)間，該曝光時(shí)間是蓄積將上述入射光進(jìn)行光電變換而獲得的電荷的時(shí)間；決定機(jī)構(gòu)，決定變更后的光圈大小，以使得按變更后的幀速率拍攝時(shí)的每圖像幀的蓄積電荷總量和按變更前的幀速率拍攝的每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度；以及控制機(jī)構(gòu)，在由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)變更幀速率之前，從變更前的光圈大小起到由上述決定機(jī)構(gòu)所決定的變更后的光圈大小為止，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小，并且使上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)按照光圈大小轉(zhuǎn)變曝光時(shí)間，以使得每幀的蓄積電荷總量和變更前每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度。
2.如權(quán)利要求1所述的攝影裝置，其特征為，上述攝影裝置還具備指示取得機(jī)構(gòu)，在依次輸出圖像幀時(shí)，從本裝置外部取得幀速率的變更指示；在由上述指示取得機(jī)構(gòu)取得了指示時(shí)，上述決定機(jī)構(gòu)決定變更后的光圈大小， 上述控制機(jī)構(gòu)從由上述指示取得機(jī)構(gòu)取得了指示時(shí)開始，在變更幀速率之前，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)和上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小和曝光時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的攝影裝置，其特征為，上述決定機(jī)構(gòu)還根據(jù)變更后的幀速率決定曝光時(shí)間，在決定為變更后的曝光時(shí)間變?yōu)樽兏暗钠毓鈺r(shí)間的Ι/a倍時(shí)，決定光圈大小以使光圈的開口面積變?yōu)樽兏暗拇笾耡倍， 上述控制機(jī)構(gòu)使上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)將曝光時(shí)間轉(zhuǎn)變?yōu)檫_(dá)到由上述決定機(jī)構(gòu)所決定的曝光時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1所述的攝影裝置，其特征為，上述控制機(jī)構(gòu)還在由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)從變更后的幀速率再次變更為和變更前的幀速率相同的幀速率時(shí)，在該變更之后，從上述變更后的光圈大小起到上述變更前的光圈大小為止，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小，并且使上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)按照光圈大小轉(zhuǎn)變曝光時(shí)間，以使得每幀的蓄積電荷總量和變更前每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度。
5.如權(quán)利要求1所述的攝影裝置，其特征為，上述變更后的幀速率是比變更前的幀速率高的速率， 上述攝影裝置還具備 記錄指示取得機(jī)構(gòu)，取得記錄的指示；變換機(jī)構(gòu)，從按變更后的幀速率輸出的圖像幀，變換為按變更前的幀速率輸出的圖像幀；以及存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，存儲(chǔ)由上述攝像機(jī)構(gòu)輸出的圖像幀，在由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)變更幀速率之后，由上述記錄指示取得機(jī)構(gòu)取得了指示時(shí)，存儲(chǔ)該指示的前后預(yù)定數(shù)量的圖像幀，對(duì)于上述指示的前后預(yù)定數(shù)量之外的圖像幀，由上述變換機(jī)構(gòu)進(jìn)行變換后再予以存儲(chǔ)。
6.一種攝影裝置，其特征為， 具備攝像機(jī)構(gòu)，從通過(guò)入射光的光電變換來(lái)蓄積電荷的攝像元件讀出信號(hào)，按預(yù)定的幀速率依次輸出圖像幀；幀速率變更機(jī)構(gòu)，在由上述攝像機(jī)構(gòu)依次輸出圖像幀時(shí)變更幀速率； 光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更用于決定上述入射光的量的光圈大?。黄毓鈺r(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更曝光時(shí)間，該曝光時(shí)間是蓄積將上述入射光進(jìn)行光電變換而獲得的電荷的時(shí)間；決定機(jī)構(gòu)，決定變更后的光圈大小，以使得按變更曝光時(shí)間后的幀速率拍攝時(shí)的每1 圖像幀的蓄積電荷總量和按變更前的幀速率拍攝的每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度； 以及控制機(jī)構(gòu)，從由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)變更了幀速率時(shí)開始，從變更前的光圈大小起到由上述決定機(jī)構(gòu)所決定的變更后的光圈大小為止，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小。
7.一種集成電路，在攝影裝置中使用，其特征為，攝像機(jī)構(gòu)，從通過(guò)入射光的光電變換來(lái)蓄積電荷的攝像元件讀出信號(hào)，按預(yù)定的幀速率依次輸出圖像幀；幀速率變更機(jī)構(gòu)，在由上述攝像機(jī)構(gòu)依次輸出圖像幀時(shí)變更幀速率； 光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更用于決定上述入射光的量的光圈大??；曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更曝光時(shí)間，該曝光時(shí)間是蓄積將上述入射光進(jìn)行光電變換而獲得的電荷的時(shí)間；決定機(jī)構(gòu)，決定變更后的光圈大小，以使得按變更后的幀速率拍攝時(shí)的每圖像幀的蓄積電荷總量和按變更前的幀速率拍攝的每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度；以及控制機(jī)構(gòu)，在由上述幀速率變更機(jī)構(gòu)變更幀速率之前，從變更前的光圈大小起到由上述決定機(jī)構(gòu)所決定的變更后的光圈大小為止，使上述光圈調(diào)整機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變光圈大小，并且使上述曝光時(shí)間調(diào)整機(jī)構(gòu)按照光圈大小轉(zhuǎn)變曝光時(shí)間，以使得每幀的蓄積電荷總量和變更前每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度。
8.一種攝影方法，在攝影裝置中使用，其特征為，攝像步驟，從通過(guò)入射光的光電變換來(lái)蓄積電荷的攝像元件讀出信號(hào)，按預(yù)定的幀速率依次輸出圖像幀；幀速率變更步驟，在通過(guò)上述攝像步驟依次輸出圖像幀時(shí)變更幀速率； 光圈調(diào)整步驟，變更用于決定上述入射光的量的光圈大??；曝光時(shí)間調(diào)整步驟，變更曝光時(shí)間，該曝光時(shí)間是蓄積將上述入射光進(jìn)行光電變換而獲得的電荷的時(shí)間；決定步驟，決定變更后的光圈大小，以使得按變更后的幀速率拍攝時(shí)的每圖像幀的蓄積電荷總量和按變更前的幀速率拍攝的每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度；以及控制步驟，在通過(guò)上述幀速率變更步驟變更幀速率之前，從變更前的光圈大小起到由上述決定步驟所決定的變更后的光圈大小為止，通過(guò)上述光圈調(diào)整步驟轉(zhuǎn)變光圈大小，并且通過(guò)上述曝光時(shí)間調(diào)整步驟按照光圈大小轉(zhuǎn)變曝光時(shí)間，以使得每幀的蓄積電荷總量和變更前每圖像幀的蓄積電荷總量為相同程度。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的攝影裝置在按通常的幀速率拍攝的過(guò)程中切換為高速攝影進(jìn)行拍攝時(shí)，通過(guò)在切換前，轉(zhuǎn)變?yōu)榧幢阍诟咚贁z影時(shí)可以確保的曝光時(shí)間下也可以確保和切換前同等的曝光量的光圈、和在高速攝影時(shí)可以確保的曝光時(shí)間，從而可以快速切換，且拍攝出切換時(shí)的再現(xiàn)畫面為無(wú)縫的影像。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102547127SQ20121001902
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者大島光昭, 手塚忠則, 淵上郁雄, 遠(yuǎn)間正真 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社