專利名稱：：攝像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及攝像機(jī)等一種攝像設(shè)備，更具體地涉及一種裝備有用于調(diào)整從光圏機(jī)構(gòu)的孔入射到攝像元件上的光量的ND濾光器的攝像設(shè)備。
背景技術(shù)：
：最近，已經(jīng)根據(jù)攝像機(jī)尺寸的縮小而減小了CCD傳感器的單元大小，而這使得圖像質(zhì)量可能受到光衍射的不利影響。這導(dǎo)致表示控制曝光的光圏機(jī)構(gòu)的孔的收縮程度的F數(shù)的上限降低。為了降低光衍射對圖像質(zhì)量甚至微小的不利影響，與同時(shí)控制光圏機(jī)構(gòu)和安裝到光圏機(jī)構(gòu)的ND(NeutralDensity,中性濃度)濾光器的傳統(tǒng)技術(shù)不同，提出了一種彼此獨(dú)立地控制光圈機(jī)構(gòu)和ND濾光器的技術(shù)，從而使得可以減小光量，而不必縮小光圏才幾構(gòu)的孑L。圖7示出與光圏機(jī)構(gòu)無關(guān)聯(lián)地控制ND濾光器的攝像設(shè)備的例子。該攝像設(shè)備包括鏡頭110、用于控制從鏡頭110入射其上的光量的光圏機(jī)構(gòu)120、用于光電轉(zhuǎn)換從光圈機(jī)構(gòu)120入射其上的光的CCD傳感器200、以及用于限制從光圏機(jī)構(gòu)120入射到CCD傳感器200上的光量的ND濾光器160。通過光圈驅(qū)動(dòng)電才幾130驅(qū)動(dòng)光圏^U勾120。由光圏機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置140驅(qū)動(dòng)光圏驅(qū)動(dòng)電機(jī)130。此外，由光圈機(jī)構(gòu)傳感器150檢測光圈機(jī)構(gòu)120的縮小程度。通過ND濾光器驅(qū)動(dòng)電機(jī)170驅(qū)動(dòng)ND濾光器160。ND濾光器驅(qū)動(dòng)裝置180驅(qū)動(dòng)ND濾光器驅(qū)動(dòng)電才幾170。此外，通過ND濾光器傳感器190檢測使用ND濾光器160覆蓋光圈機(jī)構(gòu)120的狀態(tài)。由攝像元件驅(qū)動(dòng)裝置210控制CCD傳感器(攝像元件)200。攝像元件驅(qū)動(dòng)裝置210從CCD傳感器200讀出光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)，給予CCD傳感器200用于控制存儲(chǔ)信號(hào)的時(shí)間段的所謂電子快門功能，并控制該電子快門功能。由CDS(CorrectionDoubleSampling,相關(guān)雙采才羊)/AGC(AutomaticGainControl,自動(dòng)增益控制)220采樣并電放大被CCD傳感器200光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)。通過A/D轉(zhuǎn)換器230將從CDS/AGC220輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，且將該數(shù)字信號(hào)傳送到DSP240。DSP240是配備有如下控制功能的信號(hào)處理裝置對從A/D轉(zhuǎn)換器230接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行伽馬校正，對伽馬校正過的信號(hào)進(jìn)行有關(guān)顏色分離、色差矩陣等處理，然后將同步信號(hào)加到該信號(hào)上，從而生成標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)。DSP240從控制攝像設(shè)備的整體操作的微型計(jì)算機(jī)270接收處理命令。將由DSP240所處理的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器250中，而將有關(guān)例如所拍攝的靜止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像的圖像信息記錄在存儲(chǔ)卡等記錄介質(zhì)260中。應(yīng)該注意在圖7中，附圖標(biāo)記280表示液晶板，且附圖標(biāo)記290表示運(yùn)動(dòng)圖像/靜止圖像轉(zhuǎn)換開關(guān)。接著，說明用來控制光圏機(jī)構(gòu)120和ND濾光器160的方法。首先，從鏡頭110入射的光穿過光圈機(jī)構(gòu)120的孔和ND濾光器160,一皮ND濾光器160限制的光進(jìn)入CCD傳感器200。通過CDS/AGC220和A/D轉(zhuǎn)換器230將由CCD傳感器200光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)過DSP240的照相機(jī)信號(hào)處理。DSP240根據(jù)曝光控制的相應(yīng)范圍將亮度數(shù)據(jù)輸出到微型計(jì)算機(jī)270,且微型計(jì)算機(jī)270基于該亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行曝光控制的計(jì)算。如果基于該計(jì)算的結(jié)果判斷出沒有獲得合適的曝光，則控制光圈機(jī)構(gòu)120、ND濾光器160、CCD傳感器200的電子快門功能和CDS/AGC220的AGC使得可以獲得合適的曝光。在與上述曝光控制的四個(gè)控制參數(shù)有關(guān)的控制裝置中，參照圖8說明光圈機(jī)構(gòu)120和ND濾光器160。首先，在圖8中的(A)，打開光圈機(jī)構(gòu)120的孔，且ND濾光器160從光圏機(jī)構(gòu)120的孔完全退出。從該狀態(tài)，在減小入射到CCD傳感器200的光量的方向上控制曝光。更具體地，如圖8的(B)所示，當(dāng)光圏機(jī)構(gòu)120縮小到特定光圏直徑(F4.0)時(shí)，固定光圏機(jī)構(gòu)120的孔直徑，然后ND濾光器160被連續(xù)徐纟余地插入曝光控制的孔中。應(yīng)該注意，準(zhǔn)確地-說，"將ND濾光器插入孔中"指的是"將ND濾光器插入緊挨著孔前后(在本例子中為"緊挨著孔后，，)的、與孔具有相同直徑的光路中"；準(zhǔn)確地iC，"ND濾光器從孔退出"指的是"ND濾光器從緊挨著孔前后(在本例子中為"緊挨著孔后")的光路退出"。這適用于說明書，也適用于權(quán)利要求書。此時(shí)，如圖8的(C)所示，ND濾光器160有時(shí)插入光圈機(jī)構(gòu)120的孔中一半，且如圖8的(D)和(E)所示，有時(shí)出現(xiàn)ND濾光器160不同濃度區(qū)域同時(shí)覆蓋光圏機(jī)構(gòu)120的孔的情況。在這種情況，如圖10所示，ND濾光器160中存在的厚度階變或者濃度階變造成光的衍射，這導(dǎo)致圖像分辨率下降?？傊?，與使圖像的光滑度優(yōu)先的運(yùn)動(dòng)圖像拍攝相比，靜止圖像拍攝使圖像的分辨率最優(yōu)先，且因此優(yōu)選做法是避免以這樣的不完全方式將ND濾光器160插入光圏^U勾120的孔中，該不完全方式會(huì)導(dǎo)致ND濾光器160中存在厚度階變或者濃度階變。為此，如果禁止使用ND濾光器160進(jìn)行靜止圖像拍攝，與運(yùn)動(dòng)圖像拍攝比較，曝光控制的動(dòng)態(tài)范圍降低了與ND濾光器160的濃度相對應(yīng)的程度。為了克服該不方便，提出以下技術(shù)(見日本特開2004-72580號(hào)公報(bào))。根據(jù)所提出的技術(shù)，在靜止圖像拍攝模式，如圖9所示，隨著被攝體變亮，光圈機(jī)構(gòu)120的孔更閉合，且在與F數(shù)F11相對應(yīng)的孔直徑停止控制光圏機(jī)構(gòu)120。隨后，控制ND濾光器160的關(guān)閉操作使得ND濾光器160覆蓋光圏機(jī)構(gòu)120的整個(gè)孔直徑。同時(shí)，光圈機(jī)構(gòu)120的孔直徑增大到與F數(shù)F4相對應(yīng)的值以根據(jù)ND濾光器160的濃度4交正由ND濾光器160遮擋的光。此外，通過降低電子快門的速度，換句話說，通過增加將能校正的曝光程度或光量。通過該校正控制，可以使將ND濾光器160插入光圈機(jī)構(gòu)120的孔中所導(dǎo)致的光量的突然變化不明曰此后，如果被攝體的亮度進(jìn)一步增加，則通過將電子快門速度從1/60秒增加到1/250秒，且將光圏機(jī)構(gòu)120的孔直徑從與F數(shù)F4相對應(yīng)的值減小到與F數(shù)F11相對應(yīng)的值來控制曝光。與如上所述在被攝體變得更亮的方向相反，在被攝體變得更暗的方向進(jìn)行從ND濾光器160完全插入光圈機(jī)構(gòu)120的孔到ND濾光器160完全退出該開口的曝光控制。更具體地，在ND濾光器160完全插入光圏^L構(gòu)120的孔中的狀態(tài)下，將電子快門速度設(shè)為l/60秒，將光圈機(jī)構(gòu)120的孔直徑設(shè)為與F數(shù)F4相對應(yīng)的值。此外，如果微型計(jì)算機(jī)270判斷出被攝體變得更暗，則將電子快門速度設(shè)為1/250秒，將光圏機(jī)構(gòu)120的孔直徑設(shè)為與F數(shù)F11相對應(yīng)的值，且ND濾光器160從光圈機(jī)構(gòu)120的孔完全退出。此后，如果被攝體變得更暗，則通過電子快門速度和光圈機(jī)構(gòu)120來控制曝光。如上所述，不將ND濾光器160連續(xù)插入光圈機(jī)構(gòu)120的孔中，但是進(jìn)行曝光控制使得ND濾光器160完全插入光圏機(jī)構(gòu)120的孔中或從其完全退出，從而可以防止ND濾光器160中的濃度階變或者厚度階變造成光衍射。這可以防止在靜止圖像拍攝期間圖像分辨率的下降，以對靜止圖像拍攝和運(yùn)動(dòng)圖像拍攝兩者使用ND濾光器160來確保曝光控制的動(dòng)態(tài)范圍。然而，在上述日本特開2004-72580號(hào)公報(bào)中，使ND濾光器160在光圈機(jī)構(gòu)120的孔上突然進(jìn)行開關(guān)操作，且因此在屏幕上存在短暫的亮度突變(亮度的突然變化)。該亮度突變不僅降低了圖像質(zhì)量，而且會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)過拍攝圖像的極佳時(shí)機(jī)。更具體地，當(dāng)用戶將拍攝靜止圖像時(shí)，如果ND濾光器160被突然且自動(dòng)地插入光圈機(jī)構(gòu)120的孔或從其退出，則存在亮度的較大變化，這可能致使用戶對按下快門按鈕拍攝圖像產(chǎn)生猶豫。盡管如果亮度突變出現(xiàn)在靜止圖像拍攝中使用的監(jiān)控器屏幕上實(shí)際上并不損害圖像拍攝的結(jié)果，但是如果在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝中發(fā)生亮度突變，則失去了亮度的連續(xù)性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種攝像設(shè)備，該設(shè)備能夠防止濾光器中的濃度階變或厚度階變造成光衍射，從而防止靜止圖像拍攝中分辨率的下降，且保證在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝和靜止圖像拍攝期間曝光控制的動(dòng)態(tài)范圍。此外，本發(fā)明提供一種能夠抑制屏幕上的亮度突變從而保證亮度連續(xù)性的攝像設(shè)備。本發(fā)明提供一種攝像設(shè)備，其包括攝像元件，用于將從鏡頭入射到其上的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；光圏機(jī)構(gòu)，用于改變?nèi)肷涞綌z像元件上的光量；濾光器，用于覆蓋光圏機(jī)構(gòu)的孔，使得可以打開和關(guān)閉孔，從而調(diào)整通過孔入射到攝像元件上的光量，濾光器具有用于選擇性地打開和關(guān)閉光圏機(jī)構(gòu)的孔的透明部分和濃度等級部分；以及控制器，用于控制濾光器關(guān)閉孔的關(guān)閉操作，使得以在等級部分覆蓋光圈機(jī)構(gòu)的孔和透明部分覆蓋光圏機(jī)構(gòu)的孔之間不同的速度進(jìn)行關(guān)閉操作。利用本發(fā)明的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)，可以使用濾光器的透明部分抑制濃度階變，使用濾光器的濃度等級部分抑制厚度階變和濃度階變。這使得可以防止濾光器中的濃度階變和厚度階變造成光衍射，從而防止靜止圖像拍攝期間的分辨率下降，且對靜止圖像拍攝和運(yùn)動(dòng)圖像拍攝兩者保證使用濾光器的曝光控制的動(dòng)態(tài)范圍。此外，可以使用濾光器的透明部分抑制亮度突變，從而可以保證不僅靜止圖像還有運(yùn)動(dòng)圖像中的亮度連續(xù)性。控制器用來控制濾光器的關(guān)閉操作，使得當(dāng)透明部分覆蓋光圏機(jī)構(gòu)的孔時(shí)，以比當(dāng)?shù)燃壊糠指采w光圏機(jī)構(gòu)的孔時(shí)更高的速度進(jìn)行關(guān)閉操作?？刂破饔脕砜刂茷V光器打開孔的打開操作，使得當(dāng)透明部分從光圈機(jī)構(gòu)的孔退出時(shí)，以比當(dāng)?shù)燃壊糠謥V人光圏機(jī)構(gòu)的孔退出時(shí)高的速度進(jìn)行打開操作。當(dāng)?shù)燃壊糠指采w光圏機(jī)構(gòu)的孔時(shí)所進(jìn)行的濾光器的關(guān)閉操作的速度等于光圏機(jī)構(gòu)改變光量的速度。控制器用來使濾光器進(jìn)行關(guān)閉操作，使得當(dāng)濾光器從濾光器從孔退出的狀態(tài)切換到濾光器覆蓋孔的狀態(tài)時(shí)透明部分覆蓋光圈機(jī)構(gòu)的孔的整個(gè)區(qū)域?？刂破饔脕硎篂V光器進(jìn)行打開光圈機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得從透明部分覆蓋孔的整個(gè)區(qū)域的狀態(tài)，從孔退出濾光器。控制器用來控制光圈機(jī)構(gòu)的孔，使得當(dāng)濾光器從濾光器從孔退出的狀態(tài)切換到濾光器覆蓋孔的狀態(tài)時(shí)，孔的尺寸等于或小于透明部分的尺寸?？刂破饔脕砜刂乒馊C(jī)構(gòu)的孔，使得當(dāng)濾光器從僅濾光器的透明部分覆蓋孔的狀態(tài)切換到濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，孔的尺寸等于或小于透明部分的尺寸?？刂破饔脕硎篂V光器進(jìn)行關(guān)閉操作，使得當(dāng)濾光器從其從孔退出的狀態(tài)切換到濾光器覆蓋孔的狀態(tài)時(shí)，在垂直掃描的空白期間透明部分覆蓋孔?？刂破饔脕硎篂V光器進(jìn)行打開光圏機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得當(dāng)濾光器從僅濾光器的透明部分覆蓋孔的狀態(tài)切換到濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，在垂直掃描的空白期間濾光器從孔退出。攝像設(shè)備還包括用于將從攝像元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成亮度值的亮度值生成單元，其中，當(dāng)濾光器從其從光圈機(jī)構(gòu)的孔退出的狀態(tài)切換到濾光器覆蓋孔的狀態(tài)時(shí)，控制器用來使濾光器進(jìn)行關(guān)閉操作，使得當(dāng)由亮度值生成單元生成的亮度值與預(yù)設(shè)亮度目標(biāo)值的差別達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，透明部分覆蓋孔。當(dāng)濾光器從僅其透明部分覆蓋光圏機(jī)構(gòu)的孔的狀態(tài)切換到濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，控制器用來使濾光器進(jìn)行打開光圏機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得當(dāng)亮度值生成單元生成的亮度值與預(yù)設(shè)亮度目標(biāo)值的差別達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，濾光器從孔退出。攝像設(shè)備包括用于將從攝像元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成亮度值的亮度值生成單元，其中，當(dāng)濾光器從僅濾光器的透明部分覆蓋光圈機(jī)構(gòu)的孔的狀態(tài)切換到濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，控制器用來使濾光器進(jìn)行打開光圈機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得當(dāng)亮度值生成單元生成的亮度值與預(yù)設(shè)亮度目標(biāo)值的差別達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，濾光器從孔退出。通過以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明，本發(fā)明以上和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的示意框圖。圖2是用于解釋控制ND濾光器的方法的例子的圖。圖3是用于解釋ND濾光器的透明部分的尺寸和光圏機(jī)構(gòu)的孔尺寸之間的關(guān)系的圖。圖4是示出ND濾光器控制值和ND濾光器控制位置之間的關(guān)系的圖。圖5是ND濾光器的橫截面示意圖。圖6是用于解釋根據(jù)實(shí)施例的攝像設(shè)備的操作例子的流程圖。圖7是傳統(tǒng)攝像設(shè)備的示意框圖。圖8是用于解釋控制傳統(tǒng)ND濾光器的方法的圖。圖9是用于解釋控制另一個(gè)傳統(tǒng)ND濾光器的方法的圖。圖IO是傳統(tǒng)ND濾光器的橫截面示意圖。具體實(shí)施例方式以下參照示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的示意框圖。圖2是用于解釋控制ND濾光器的方法例子的圖。圖3是用于解釋ND濾光器的透明部分的尺寸和ND濾光器的光圏機(jī)構(gòu)的孔尺寸之間的關(guān)系的圖。圖4是示出ND濾光器控制值和ND濾光器控制位置之間的關(guān)系的圖。圖5是ND濾光器的橫截面示意圖。圖6是用于解釋根據(jù)實(shí)施例的攝像設(shè)備的操作例子的流程圖。應(yīng)該注意在本實(shí)施例中，對于攝像設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，參見以示例方式參考圖7說明的傳統(tǒng)攝像設(shè)備，以下僅說明本實(shí)施例與傳統(tǒng)攝像設(shè)備的不同點(diǎn)，通過相同的附圖標(biāo)記表示與傳統(tǒng)攝像設(shè)備相同的組件部分，且省略對其重復(fù)說明。參考圖l,在根據(jù)實(shí)施例的攝像設(shè)備中，將ND濾光器161置于光圈機(jī)構(gòu)120和CCD傳感器(攝像元件)200之間，用來限制從光圏機(jī)構(gòu)120入射到CCD傳感器200上的光量。如圖2所示，ND濾光器161包括用于選#^生地打開和關(guān)閉光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a的透明部分161a,以及濃度等級部分161b。形成等級部分161b使得隨著該部分到透明部分161a的距離增大，該部分的濃度漸漸增加。首先，說明用于曝光控制的四個(gè)參數(shù)，即光圈機(jī)構(gòu)120的F數(shù)、基于其控制位置的ND濾光器161的濃度、快門速度和增益。當(dāng)改變了四個(gè)參數(shù)中的一個(gè)時(shí)，固定其它三個(gè)參數(shù)。此外，基于AE(AutomaticExposure,自動(dòng)曝光)模式判斷在什么亮度改變哪個(gè)參數(shù)。用于進(jìn)行上述操作的AE稱作程序AE。在本實(shí)施例中，假定程序AE模式是自動(dòng)模式。表l所示的表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)270的(ROM等)預(yù)定存儲(chǔ)區(qū)域，且微型計(jì)算機(jī)270判斷程序AE的各操作參數(shù)的控制值，從而控制參數(shù)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在表l中，當(dāng)被攝體處于亮2的亮度水平時(shí)，如下設(shè)置四個(gè)參數(shù)F數(shù)8.0,處于完全插入位置(覆蓋光圏機(jī)構(gòu)的孔的整個(gè)區(qū)域的狀態(tài))中的ND濾光器161,快門速度l/500秒到1/60秒，以及增益Odb。這意味著快門速度在l/500秒和l/60秒之間變化，而控制其它參數(shù)使得將其固定在表l所示的狀態(tài)從而控制曝光。從該狀態(tài)，,支定被攝體開始變暗。當(dāng)快門速度減小到1/60秒時(shí)，被攝體的亮度水平切換到"亮l"，如表1所示。在這個(gè)水平，微型計(jì)算機(jī)270使用光圈機(jī)構(gòu)120進(jìn)行曝光控制，使得從F8.0向F4.0控制表示光圈機(jī)構(gòu)的孔直徑的F數(shù)。控制其它參數(shù)使得ND濾光器161保持在完全插入的狀態(tài)，且將快門速度和增益分別固定在l/60秒和0db。從上述狀態(tài)，當(dāng)表示光圏機(jī)構(gòu)120的孔直徑的F數(shù)等于F4.0時(shí)，如表l所示，被攝體的亮度水平切換到"中"。在這個(gè)水平，微型計(jì)算機(jī)270使用ND濾光器161進(jìn)行曝光控制，即控制ND濾光器161對光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a的打開/關(guān)閉操作?？刂破渌鼌?shù)使得將決定光圈機(jī)構(gòu)120的孔直徑的F數(shù)固定到F4.0,快門速度l/60秒，增益OdB。應(yīng)該注意盡管省略了對"暗1"和"暗2"的亮度水平的說明，然而程序AE與上述類似地操作。接著，說明當(dāng)表l中的亮度水平為"中"時(shí)所進(jìn)行的曝光控制，這是本發(fā)明的主要部分。在該曝光控制中，當(dāng)ND濾光器161從其從光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a完全退出的狀態(tài)切換到其覆蓋孔120a的整個(gè)區(qū)域的狀態(tài)時(shí)，控制ND濾光器161的關(guān)閉"f喿作。此外，相反地，當(dāng)ND濾光器161從其覆蓋孔120a的整個(gè)區(qū)域的狀態(tài)切換到其從孔120a完全退出的狀態(tài)時(shí)，控制ND濾光器161的打開操作。圖2示意性示出程序AE在表1的亮度水平"暗1"和"中"之間的各參數(shù)的變化。在圖2中，(A)對應(yīng)于被攝體的亮度的最低水平，且(A)右邊的(B)(F)對應(yīng)于從左到右增大的被攝體的各亮度水平，如圖2所示。此外，圖2示出在各亮度水平確定為合適的表示光圈機(jī)構(gòu)120的孔直徑的F數(shù)、ND濾光器161的控制位置、電子快門速度和增益值。當(dāng)與表l比較時(shí)，圖2的(B)(E)對應(yīng)于表1中的亮度水平"中"。首先參考圖2的(A)，示出了表示光圏機(jī)構(gòu)120的孔直徑的F數(shù)為F2.8的狀態(tài)(對應(yīng)于表1中的"暗1");ND濾光器161完全退出(ND濾光器,人光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a完全退出的狀態(tài))；快門速度為l/60秒；以及增益為OdB?，F(xiàn)在，在圖2中的(A)的狀態(tài)中，由于光圏^/L構(gòu)120的孔120a的寬度大于ND濾光器161的寬度，不可能使ND濾光器161進(jìn)行關(guān)閉操作以使用ND濾光器的透明部分161a覆蓋孔120a的整個(gè)區(qū)域。假定使ND濾光器161進(jìn)行關(guān)閉操作，ND濾光器的透明部分161a的三個(gè)面，即端面和側(cè)面在光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a延伸，這導(dǎo)致被厚度階變顯著劣化的圖像。因此，在圖2的(A)的狀態(tài)，在不進(jìn)行ND濾光器161的關(guān)閉操作的控制以使用ND濾光器的透明部分161a覆蓋孔120a的整個(gè)區(qū)域的情況下控制光圈機(jī)構(gòu)120。在光圈機(jī)構(gòu)120的控制中，當(dāng)入射到CCD傳感器200的光量隨著被攝體變得更亮而增加時(shí)，微型計(jì)算機(jī)270在關(guān)閉(縮小，即縮窄)孑L120a的方向上控制光圏機(jī)構(gòu)120的孑L120a，從而減小入射光量。此時(shí)，連續(xù)進(jìn)行縮小操作以提供被攝體亮度的平滑變化(正常AE操作)。然后，當(dāng)判斷出將光圈機(jī)構(gòu)120的孔直徑的F數(shù)調(diào)整到F4.0時(shí)，通過微型計(jì)算機(jī)270停止光圏機(jī)構(gòu)120的控制，且控制處理從(A)的控制操作進(jìn)入(B)的控制操作，其中進(jìn)行ND濾光器161的打開/關(guān)閉操作的控制。在上述定時(shí)停止光圏機(jī)構(gòu)120的控制，因?yàn)楣馊C(jī)構(gòu)120的孔120a已經(jīng)縮窄到足以使其全部區(qū)域被ND濾光器161的透明部分161a覆蓋。圖3示出在圖2的(B)的狀態(tài)中ND濾光器161的透明部分161a的尺寸和光圈機(jī)構(gòu)的孔120a的尺寸之間的關(guān)系。如圖3清楚所示，在圖2的(B)的狀態(tài)，同時(shí)保持al〉bl和a2〉b2，這意味著光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a已經(jīng)縮窄到足以使其整個(gè)區(qū)域被ND濾光器161的透明部分161a^隻蓋。隨后，控制處理從(B)的控制操作進(jìn)入圖2的(C)的控制操作，其中控制ND濾光器161的關(guān)閉操作使得光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a(F4.0)的整個(gè)區(qū)域被ND濾光器161的透明部分161a所覆蓋。進(jìn)行控制，使得以比等級部分161b的關(guān)閉操作的速度更高的速度進(jìn)行透明部分161a的關(guān)閉操作，在下文說明圖2的(C)和(D)的控制操作中說明等級部分161b的關(guān)閉操作。應(yīng)該注意此處術(shù)語"高速，，指的是在不使用戶有任何奇怪的感覺的情況下使被攝體的亮度平滑變化的高速度，且在本實(shí)施例中，以與2V到3V(1V=1/60秒)相對應(yīng)的速度操作ND濾光器161。此外，高速操作ND濾光器161是因?yàn)楫?dāng)光跨過具有濾光器的區(qū)域和沒有濾光器的區(qū)域穿過時(shí)出現(xiàn)折射率的變化。為了實(shí)現(xiàn)上述高速操作，事先確定使得當(dāng)F數(shù)是預(yù)定值(本實(shí)施例中為F4.0)時(shí)使ND濾光器161進(jìn)行打開/關(guān)閉操作。然后，自然地確定使用ND濾光器161的透明部分161a^隻蓋光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a的整個(gè)區(qū)域的ND濾光器161的控制位置(ND濾光器控制位置)，且還確定用于將ND濾光器161移動(dòng)到控制位置的控制值(ND濾光器控制值)。圖4示出ND濾光器控制位置和ND濾光器控制值之間的關(guān)系。如圖4所示，ND濾光器的控制位置及其控制值呈彼此——對應(yīng)的線性關(guān)系。當(dāng)ND濾光器控制值等于O時(shí)，ND濾光器控制位置是其從光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a完全退出的位置。此外，當(dāng)ND濾光器控制值等于IOO時(shí)，ND濾光器控制位置是ND濾光器161覆蓋光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a的整個(gè)區(qū)域的位置，且同時(shí)是終止ND濾光器161的關(guān)閉操作的終止位置(完全插入位置)?，F(xiàn)在，^又^使用ND濾光器161的透明部分161a^隻蓋光圏^L構(gòu)120的孔120a的整個(gè)區(qū)域的ND濾光器控制值等于20,且因此將ND濾光器控制值20事先存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)270中。然后，當(dāng)期望光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a被ND濾光器161的透明部分161a覆蓋時(shí)，ND濾光器控制值從0到20—次變化。這使得ND濾光器161高速進(jìn)行關(guān)閉才喿作，從而以對應(yīng)于2V到3V的速度覆蓋光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a的整個(gè)區(qū)域(圖2的(C))。相反地，當(dāng)從光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a退出ND濾光器161時(shí)，同樣地將ND濾光器控制值從20到O—次改變。需要2V到3V來覆蓋孔120a的整個(gè)區(qū)域，因?yàn)镹D濾光器161的曝光變化受到反饋控制。這是由于反饋環(huán)的特性。盡管該操作被稱為高速操作，由于需要2V到3V來完成，因此擔(dān)心在ND濾光器161的端面通過光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a的時(shí)刻會(huì)拍攝圖像。更具體地，當(dāng)強(qiáng)光照到ND濾光器161的端面上時(shí)，在該端面反射的光照到CCD傳感器200作為反射重影(ghost)被拍攝。這可以導(dǎo)致劣化的圖像。因此，縮短進(jìn)行ND濾光器161的打開/關(guān)閉操作的時(shí)間段是重要的。為此，在本實(shí)施例中，作為優(yōu)選例子通過以下方法防止反射重影的生成。首先，假定通過沒有反饋環(huán)的控制系統(tǒng)控制ND濾光器161的打開/關(guān)閉操作。該控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行高速操作，且如果在垂直掃描的空白(blanking)期間高速進(jìn)行圖2的(B)到(C)的ND濾光器161的關(guān)閉操作，則在ND濾光器161的端面通過光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a的時(shí)刻不再拍攝圖像。這使得可以防止由反射ND濾光器161的端面上的強(qiáng)光而生成反射重影。此處，術(shù)語"空白期間"指的是從終止圖像掃描到開始下一個(gè)圖像掃描的時(shí)間點(diǎn)之間的空白時(shí)間段。此外，當(dāng)使ND濾光器161高速進(jìn)行打開/關(guān)閉操作時(shí)，可能帶來曝光控制的振蕩(hunting)問題。更具體地，通過ND濾光器161的透明部分161a覆蓋光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a,且透明部分161a具有有限透過率(transmittance)(97%)。因此，盡管從肉眼識(shí)別不出亮度變化，然而用于估計(jì)曝光的DSP240所計(jì)算的亮度值(減小)改變了入射到ND濾光器161上的光的亮度值的3。/。。因此，當(dāng)在高速操作ND濾光器161附近存在曝光的合適的亮度值時(shí)，反復(fù)進(jìn)行ND濾光器161的打開/關(guān)閉操作，導(dǎo)致曝光控制的振蕩。當(dāng)反復(fù)改變亮度值的3%時(shí)，該改變對用戶變得明顯到能被眼睛注意到。此外，由于使ND濾光器161反復(fù)進(jìn)行高速操作，電力消耗變得更大。為了解決上述問題，在本實(shí)施例中，作為優(yōu)選例子通過以下方法來防止曝光控制的振蕩。首先，由Y表示DSP240所計(jì)算的當(dāng)前亮度值，由YO表示當(dāng)曝光合適時(shí)所獲得的亮度值。將以下等式(l)看作用于從ND濾光器161從光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a完全退出的狀態(tài)，通過使ND濾光器161高速進(jìn)行關(guān)閉操作來覆蓋孔120a的條件。Y-YO>3%的亮度變化值(Y1)(1)更具體地，對于曝光控制，與入射到ND濾光器161上的光的亮度值的3%相對應(yīng)的亮度變化值Y1提供滯后作用，且當(dāng)被拍攝圖像的被攝體的亮度值等于滿足等式(l)所表示的條件的亮度值Y時(shí)，使ND濾光器161高速進(jìn)行關(guān)閉操作。此外，將以下等式(2)看作從ND濾光器161覆蓋光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a的狀態(tài)，通過使ND濾光器161高速進(jìn)行打開操作來從孔120a退出ND濾光器161的條件。Y0-Y>3%的亮度變化值(Y1)(2)更具體地，對于曝光控制，與入射到ND濾光器161上的光的亮度值的3%相對應(yīng)的亮度變化值Y1提供滯后作用，且當(dāng)被拍攝圖像的被攝體的亮度值等于滿足等式(2)所表示的條件的亮度值Y時(shí)，使ND濾光器161高速進(jìn)行打開操作。通過進(jìn)行上述滯后控制，可以防止ND濾光器161被高速反復(fù)插入孔120a中或從其退出，從而可以防止曝光控制的振蕩。如上所述，通過從圖2的(B)到(C)的ND濾光器161的高速操作，使ND濾光器161的端面在非常短的時(shí)間經(jīng)過光圏的孔直徑。因此，可以防止ND濾光器161的厚度階變造成光衍射。此外，可以通過ND濾光器161的透明部分161a抑制濃度階變。此后，在將光圏機(jī)構(gòu)120的孔直徑的F數(shù)保持為F4.0時(shí)進(jìn)行ND濾光器161的關(guān)閉操作，且如圖2的(D)所示，光圏機(jī)構(gòu)120的孔120a同時(shí)被ND濾光器161的透明部分161a和等級部分161b覆蓋。此時(shí)，以低于從圖2的(B)到(C)的關(guān)閉操作的速度(例如，等于通過光圈機(jī)構(gòu)120改變光量的速度)連續(xù)進(jìn)行ND濾光器161的關(guān)閉操作，從而使被攝體的亮度變化平滑(普通AE操作)。此外，如圖5所示，在ND濾光器161的透明部分161a和等級部分161b之間的邊界處，既不存在濾光器濃度的階變也不存在ND濾光器161的結(jié)構(gòu)的厚度的階變，且因此不因濃度階變或厚度階變造成光衍射。這使得可以繼續(xù)拍攝分辨率極好的圖像。而且，如圖2的(E)所示，當(dāng)ND濾光器161移動(dòng)到關(guān)閉操作的終止位置且因此關(guān)閉操作變得不可能時(shí)，再次控制光圈機(jī)構(gòu)120以進(jìn)行縮窄孔120a的縮小操作，如圖2的(F)所示。該例子中的縮小操作也被連續(xù)進(jìn)行使得被攝體的亮度變化平滑(正常AE操作)。接著，將參照圖6說明根據(jù)本實(shí)施例的攝像設(shè)備的操作例子。在將存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)區(qū)域(ROM等)中的控制程序裝載到RAM中后由CPU執(zhí)行圖6中各步驟中的處理。首先，在步驟Sl,判斷曝光是否合適。如果曝光不合適，處理進(jìn)入步驟S2，然而如果曝光合適，當(dāng)前處理結(jié)束。在步驟S2，微型計(jì)算機(jī)270判斷曝光是處于目標(biāo)值之上還是之下。如果曝光處于目標(biāo)值之上，處理進(jìn)入步驟S3，然而如果曝光處于目標(biāo)值之下，則處理進(jìn)入步驟S6。在步驟S3，微型計(jì)算機(jī)270發(fā)出使AE運(yùn)行的命令，使得正拍攝的被攝體圖像更暗，然后處理進(jìn)入步驟S4。在步驟S4，微型計(jì)算機(jī)270判斷是否插入了ND濾光器161。如果已插入了ND濾光器161,則微型計(jì)算機(jī)270使用快門速度和光圈的F數(shù)等圖像拍攝的其它參數(shù)進(jìn)行AE控制，然后返回步驟Sl,其中微型計(jì)算機(jī)270再次判斷曝光是否合適。如果沒有插入ND濾光器161,則處理進(jìn)入步驟S5。在步驟S5，ND濾光器161處于從光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a完全退出的狀態(tài)，且因此如上所述，微型計(jì)算機(jī)270使ND濾光器161高速進(jìn)行關(guān)閉操作，直到其移動(dòng)到透明部分161a覆蓋孔120a的整個(gè)區(qū)域的位置。應(yīng)該注意在步驟S5，與曝光控制一起進(jìn)行上述滯后控制，從而抑制曝光控制的振蕩。此后，為了使曝光合適，進(jìn)行AE控制。在步驟S5中的AE控制中，徐徐進(jìn)行ND濾光器161的關(guān)閉操作，以提供被攝體亮度的平滑變化。然后，處理返回步驟Sl,其中再次判斷曝光是否合適。另一方面，在步驟S6，微型計(jì)算機(jī)270發(fā)出使AE運(yùn)行的命令，使得正拍攝的被攝體圖像更亮，且處理進(jìn)入步驟S7。在步驟S7,微型計(jì)算機(jī)270判斷是否插入了ND濾光器161。如果還沒有插入ND濾光器161,微型計(jì)算機(jī)270使用快門速度和光圏的F數(shù)等圖像拍攝的參數(shù)進(jìn)行AE控制，且然后返回步驟Sl,其中微型計(jì)算機(jī)270再次判斷曝光是否合適。如果已插入ND濾光器161,則處理進(jìn)入步驟S8。在步驟S8，ND濾光器161的透明部分161a處于覆蓋光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a的整個(gè)區(qū)域的狀態(tài)，使得如上所述，微型計(jì)算機(jī)270使ND濾光器161高速進(jìn)行打開操作，直到其移動(dòng)到ND濾光器161從光圈機(jī)構(gòu)120的孔120a完全退出的狀態(tài)。此后，為了使曝光合適，進(jìn)行AE控制。在步驟S8的AE控制中，徐徐進(jìn)行圖像拍攝的參數(shù)的控制從而提供被攝體亮度的平滑變化。應(yīng)該注意在步驟S8，與曝光控制一起進(jìn)行上述滯后控制，從而抑制曝光控制的振蕩。然后，處理再次返回步驟Sl,其中再次判斷曝光是否合適。如上所述，在本實(shí)施例中，ND濾光器161包括用于選擇性地打開和關(guān)閉光圏^L構(gòu)120的孔120a的透明部分161a和等級部分161b，且使透明部分161a以比等級部分161b更高的速度進(jìn)行打開或關(guān)閉操作。這使得可以使用透明部分161a來抑制濃度階變，并使用等級部分161b來抑制厚度階變和濃度階變。此外，由于使ND濾光器161的透明部分161a高速進(jìn)行打開/關(guān)閉操作，因此可以抑制在透明部分161a的厚度階變。這使得可以防止ND濾光器161的濃度階變或厚度階變造成光衍射，從而使得可以防止在靜止圖像拍攝期間分辨率降低。此外，可以在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝和靜止圖像拍攝期間使用濾光器確保曝光控制的動(dòng)態(tài)范圍。此外，由于可以通過ND濾光器161的透明部分161a的高速打開/關(guān)閉操作有效抑制亮度突變，可以保證不僅在靜止圖像而且在運(yùn)動(dòng)圖像中的亮度的連續(xù)性。應(yīng)該注意盡管在本實(shí)施例中，假定透明部分161a的透過率為97%,且對于曝光控制，與入射到ND濾光器161上的光的亮度值的3%相對應(yīng)的亮度變化值Y1提供滯后作用，但透過率可以是90%和100%之間的任何合適的值。此外，如果根據(jù)透過率將曝光控制中使用的亮度變化值丫1的滯后設(shè)置在1%和10%之間的范圍內(nèi)，可以獲得與上述實(shí)施例中所提供的相同的有利效果。盡管參照典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，^旦應(yīng)理解本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施例。權(quán)利要求的范圍符合最寬的解釋以包括所有修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。本申請主張于2006年7月28日提交的日本專利申請2006-207139的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用包括在此。權(quán)利要求1.一種攝像設(shè)備，其包括攝像元件，用于將從鏡頭入射到其上的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；光圈機(jī)構(gòu)，用于改變?nèi)肷涞剿鰯z像元件上的光量；濾光器，用于覆蓋所述光圈機(jī)構(gòu)的孔，使得可以打開和關(guān)閉所述孔，從而調(diào)整通過所述孔入射到所述攝像元件上的光量，所述濾光器具有用于選擇性地打開和關(guān)閉所述光圈機(jī)構(gòu)的孔的透明部分和濃度等級部分；以及控制器，用于控制所述濾光器關(guān)閉所述孔的關(guān)閉操作，使得以在所述等級部分覆蓋所述光圈機(jī)構(gòu)的孔和所述透明部分覆蓋所述光圈機(jī)構(gòu)的孔之間不同的速度進(jìn)行所述關(guān)閉操作。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來控制所述濾光器的所述關(guān)閉操作，使得當(dāng)所述透明部分覆蓋所述光圈機(jī)構(gòu)的孔時(shí)，以比當(dāng)所述等級部分覆蓋所述光圈機(jī)構(gòu)的孔時(shí)更高的速度進(jìn)行所述關(guān)閉操作。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來控制所述濾光器打開所述孔的打開操作，使得當(dāng)所述透明部分從所述光圈機(jī)構(gòu)的孔退出時(shí)，以比當(dāng)所述等級部分從所述光圏機(jī)構(gòu)的孔退出時(shí)高的速度進(jìn)行所述打開操作。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述等級部分覆蓋所述光圏機(jī)構(gòu)的孔時(shí)所進(jìn)行的所述濾光器的所述關(guān)閉操作的速度等于所述光圈機(jī)構(gòu)改變光量的速度。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來使所述濾光器進(jìn)行所述關(guān)閉操作，使得當(dāng)所述濾光器從所述濾光器從孔退出的狀態(tài)切換到所述濾光器覆蓋孔的狀態(tài)時(shí)，所述透明部分覆蓋所述光圈機(jī)構(gòu)的孔的整個(gè)區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來使所述濾光器進(jìn)行打開所述光圈機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得從所述透明部分覆蓋孔的整個(gè)區(qū)域的狀態(tài)，從孔退出所述濾光器。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來控制所述光圏機(jī)構(gòu)的孔，使得當(dāng)所述濾光器從所述濾光器從孔退出的狀態(tài)切換到所述濾光器覆蓋所述孔的狀態(tài)時(shí)，所述孔的尺寸等于或小于所述透明部分的尺寸。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來控制所述光圏機(jī)構(gòu)的孔，使得當(dāng)所述濾光器從僅所述濾光器的所述透明部分覆蓋孔的狀態(tài)切換到所述濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，所述孔的尺寸等于或小于所述透明部分的尺寸。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來使所述濾光器進(jìn)行所述關(guān)閉操作，使得當(dāng)所述濾光器從所述濾光器從孔退出的狀態(tài)切換到所述濾光器覆蓋孔的狀態(tài)時(shí)，在垂直掃描的空白期間所述透明部分覆蓋孔。10.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制器用來使所述濾光器進(jìn)行打開所述光圈機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得當(dāng)所述濾光器從僅所述濾光器的所述透明部分覆蓋孔的狀態(tài)切換到所述濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，在垂直掃描的空白期間所述濾光器從孔退出。11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，還包括用于將從所述攝像元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成亮度值的亮度值生成單元，其中，當(dāng)所述濾光器從所述濾光器從所述光圈機(jī)構(gòu)的孔退出的狀態(tài)切換到所述濾光器覆蓋孔的狀態(tài)時(shí)，所述控制器用來使所述濾光器進(jìn)行所述關(guān)閉操作，使得當(dāng)由所述亮度值生成單元生成的亮度值與預(yù)設(shè)亮度目標(biāo)值的差別達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，所12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的攝像設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述濾光器從僅所述濾光器的所述透明部分覆蓋所述光圏機(jī)構(gòu)的孔的狀態(tài)切換到所述濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，所述控制器用來使所述濾光器進(jìn)行打開所述光圏機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得當(dāng)所述亮度值生成單元生成的亮度值與預(yù)設(shè)亮度目標(biāo)值的差別達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，所述濾光器從孔退出。13.根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像設(shè)備，其特征在于，包括用于將從所述攝像元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成亮度值的亮度值生成單元，其中，當(dāng)所述濾光器從僅所述濾光器的所述透明部分覆蓋所述光圏機(jī)構(gòu)的孔的狀態(tài)切換到所述濾光器從孔退出的狀態(tài)時(shí)，所述控制器用來使所述濾光器進(jìn)行打開所述光圈機(jī)構(gòu)的孔的打開操作，使得當(dāng)所述亮度值生成單元生成的亮度值與預(yù)設(shè)亮度目標(biāo)值的差別達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，所述濾光器從孔退出。全文摘要一種攝像設(shè)備，其能夠防止濾光器的濃度階變或厚度階變造成光衍射，從而防止靜止圖像拍攝期間分辨率的下降，且確保運(yùn)動(dòng)圖像拍攝和靜止圖像拍攝兩者期間曝光控制的動(dòng)態(tài)范圍。在該攝像設(shè)備中，攝像元件將從鏡頭入射到其上的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光圈機(jī)構(gòu)改變?nèi)肷涞綌z像元件上的光量。ND濾光器覆蓋光圈機(jī)構(gòu)的孔使得可以打開和關(guān)閉孔，從而調(diào)整通過孔入射到攝像元件上的光量?？刂破骺刂脐P(guān)閉孔的ND濾光器的關(guān)閉操作，使得以在ND濾光器的等級部分覆蓋孔和ND濾光器的透明部分覆蓋孔之間不同的速度進(jìn)行關(guān)閉操作。文檔編號(hào)H04N5/225GK101114106SQ20071014370公開日2008年1月30日申請日期2007年7月30日優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日發(fā)明者池田剛申請人:佳能株式會(huì)社