摄影装置的制作方法

专利名称：摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按预定的帧速率拍摄动态图像的摄影装置，特别涉及到在摄影过程中变更帧速率进行拍摄时的摄影技术。
背景技术：
以往以来，在拍摄动态图像时，一般要改变摄影时的帧速率(下面称为“摄影帧速率”。)进行拍摄。例如，通过实施作为比通常更高速率下的摄影的高速摄影，在再现时按通常的帧速率进行再现，就可以制作出慢动作影像。在此，有一种在拍摄动态图像的过程中改变摄影帧速率进行拍摄的摄影装置(专利文献1)。该装置若在通常帧速率下的摄影中，从装置外部输入了预定的触发，则实施高帧速率下的高速摄影，按照帧速率变更摄像元件的信号电荷输出周期来记录图像。从而，在再现由该装置所拍摄的影像时，要从通常帧速率下的摄影影像向高帧速率下的摄影影像——也就是从通常速度的动态图像向慢动作的动态图像无缝地连续进行再现。专利文献1 日本特开2003-87630号公报但是，就该摄影装置而言，在按高帧速率进行拍摄时，因为与按通常的帧速率拍摄的情况相比摄像元件的信号电荷输出周期较短，所以曝光时间变短，曝光量较小并且影像信号电平有所下降。从而，在再现时，产生如下缺点，即按高帧速率所拍摄的影像与按通常的帧速率所拍摄的影像相比有所变暗。另外，在想要通过将信号放大来补偿影像信号电平的下降时，同时可能产生噪声也被放大并且再现时的画面质量有所下降这样的不佳状况。

发明内容
因此，本发明的目的为，提供一种摄影装置，能够在摄影中切换摄影帧速率进行拍摄，并且可以拍摄以获得在再现时即便通常速度影像和慢动作影像已切换仍保持亮度、且慢速再现影像的画面质量不下降的再现影像。为了达到上述目的，本发明所涉及的摄影装置其特征为，具备摄像机构，从通过入射光的光电变换来蓄积电荷的摄像元件读出信号，按预定的帧速率依次输出图像帧；帧速率变更机构，在由上述摄像机构依次输出图像帧时变更帧速率；光圈调整机构，变更用于决定上述入射光的量的光圈大小；曝光时间调整机构，变更曝光时间，该曝光时间是蓄积将上述入射光进行光电变换而获得的电荷的时间；决定机构，决定变更后的光圈大小，以使得按变更后的帧速率拍摄时的每图像帧的蓄积电荷总量和按变更前的帧速率拍摄的每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度；以及控制机构，在由上述帧速率变更机构变更帧速率之前， 从变更前的光圈大小起到由上述决定机构所决定的变更后的光圈大小为止，使上述光圈调整机构转变光圈大小，并且使上述曝光时间调整机构按照光圈大小转变曝光时间，以使得每帧的蓄积电荷总量和变更前每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度。发明效果上述结构的摄影装置由于在实际切换帧速率之前，在原样保持曝光量的状态下， 转移为与变更后的帧速率对应的曝光时间和光圈，因而能够在帧速率的切换前后保持每1 帧的曝光量。具体而言，本摄影装置使光圈和曝光时间转变，以使得帧速率的切换前后每1帧的曝光量为相同程度，也就是说，在再现作为摄影结果获得的影像时，再现图像的亮度(辉度)收敛于不被认知为在帧速率切换前后视觉上产生了变化的范围内。从而，即使对中途改变帧速率而拍摄的影像进行再现，曝光量的变动也较少，因而画面不变暗，而使流畅的再现成为可能。另外，也可以是，上述摄影装置还具备指示取得机构，在依次输出图像帧时，从本装置外部取得帧速率的变更指示；在由上述指示取得机构取得了指示时，上述决定机构决定变更后的光圈大小，上述控制机构从由上述指示取得机构取得了指示时开始，在变更帧速率之前，使上述光圈调整机构和上述曝光时间调整机构转变光圈大小和曝光时间。借此，由于在取得来自用户的准备指示之后，转变光圈和曝光时间，在实际变更帧速率之前光圈和曝光时间已经转变，因而能够快速实施帧速率的切换。也就是说，由于与从用户发出了帧速率的变更指示之后，调整光圈和曝光时间，再切换帧速率的情况相比，在来自用户的指示后快速完成帧速率的切换，因而存在不会错失快门机会这样的优点。另外，也可以是，上述决定机构还根据变更后的帧速率决定曝光时间，在决定为变更后的曝光时间变为变更前的曝光时间Ι/a倍时，决定光圈大小以使光圈的开口面积变为变更前的大致a倍，上述控制机构使上述曝光时间调整机构在达到由上述决定机构所决定的曝光时间之前转变曝光时间。借此，由于决定基于变更后帧速率的曝光时间，也就是说在按变更后的帧速率在每帧可取得的时间内决定曝光时间，并决定与之相应的光圈大小，因而能够保持切换前后每1帧的曝光量。另外，也可以是，上述控制机构还在由上述帧速率变更机构从变更后的帧速率再次变更为和变更前的帧速率相同的帧速率时，在该变更之后，从上述变更后的光圈大小起到上述变更前的光圈大小为止，使上述光圈调整机构转变光圈大小，并且使上述曝光时间调整机构按照光圈大小转变曝光时间，以使得每帧的蓄积电荷总量和变更前每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度。借此，由于在使帧速率返回到变更前的帧速率时，在原样保持曝光量的状态下，转变为与变更前的帧速率对应的曝光时间和光圈，因而能够在帧速率的切换前后保持每1帧的曝光量，画面不会突然变得明亮，而使流畅的再现成为可能。另外，也可以是，上述变更后的帧速率是比变更前的帧速率高的速率，上述摄影装置还具备记录指示取得机构，取得记录的指示；变换机构，从按变更后的帧速率输出的图像帧，变换为按变更前的帧速率输出的图像帧；以及存储机构，存储由上述摄像机构输出的图像帧，在由上述帧速率变更机构变更帧速率之后，由上述记录指示取得机构取得了指示时，存储该指示的前后预定数量的图像帧，上述指示的前后预定数量之外的图像帧由上述变换机构进行变换后存储。借此，由于只有所指定之时的前后预定数的帧才按变更后的高帧速率进行记录， 因而可以抑制影像整体的存储容量，且希望部分能够按高帧速率进行记录。另外，本发明所涉及的摄影装置也可以具备摄像机构，从通过入射光的光电变换来蓄积电荷的摄像元件读出信号，按预定的帧速率依次输出图像帧；帧速率变更机构，在由上述摄像机构依次输出图像帧时变更帧速率；光圈调整机构，变更用于决定上述入射光的量的光圈大小；曝光时间调整机构，变更曝光时间，该曝光时间是蓄积将上述入射光进行光电变换而获得的电荷的时间；决定机构，决定变更后的光圈大小，以使得按变更曝光时间后的帧速率拍摄时的每1图像帧的蓄积电荷总量和按变更前的帧速率拍摄的每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度；以及控制机构，从由上述帧速率变更机构变更了帧速率时开始，从变更前的光圈大小起到由上述决定机构所决定的变更后的光圈大小为止，使上述光圈调整机构转变光圈大小。借此，由于在变更帧速率之后，转移为按照变更后的帧速率所决定的光圈大小和曝光时间，因而使快速的变更成为可能。也就是说，其原因为，不是以往利用自动曝光的转移，而是决定帧速率变更后的光圈，并变更为该决定出的光圈，这是由于只是变更所决定光圈的时间才成为转移所需要的时间的缘故。


图1是表示本发明摄影装置1外观的附图。图2是表示与高速摄影有关的按钮及开关的附图。图3是表示摄影装置1结构的功能框图。图4是表示η象素混合方式和约简方式的附图。图5是表示设置准备期间后的高速摄影方法的附图。图6是表示在切换帧速率时无准备期间的情况和有准备期间的情况的蓄积电荷的附图。图7是表示不需要变更曝光时间的情况和需要变更的情况的附图。图8是表示无法通过光圈调整时的高速摄影方法的附图。图9是表示附加噪声时的高速摄影方法的附图。图10是表示无准备期间的高速摄影方法的附图。图11是表示光圈和放大率调整的附图。图12是表示从通常摄影向高速摄影立刻变换但在从高速摄影返回通常摄影时慢慢返回的方法的附图。图13是表示即便在从通常摄影向高速摄影的切换中需要时间也可以的情况下的方法的附图。图14是表示通常摄影及高速摄影的处理的流程图。
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图15是表示有高速摄影准备模式下的高速摄影处理的流程图。图16是表示无高速摄影准备模式下的高速摄影处理的流程图。图17是表示有准备期间模式下从通常摄影向高速摄影的切换时光圈/曝光时间的时序图的附图。图18是光圈/曝光时间转移处理的流程图。图19(a)是表示光量变化的时序图，图19(b)是帧速率和光圈增量之间的对应表 101。图20是求取光圈目标值的处理的流程图。图21是表示无准备期间模式下从通常摄影向高速摄影的切换时光圈/曝光时间的时序图的附图。图22是表示从高速摄影向通常摄影的切换时光圈/曝光时间的时序图的附图。图23是表示从通常摄影切换为高速摄影并记录高速摄影影像一部分的方法的附图。图M是表示影像记录方法的附图。图25是表示记录第3触发前的Tmax期间高速帧的方法的附图。图沈是说明记录第3触发后的Tmax期间高速帧的例子的附图。图27是摄影装置1的录制处理的流程图。图28是高速摄影录制处理的流程图。图四是表示帧速率切换时的帧生成方法的附图。图30是表示将光圈校正方式改变成增益校正方式时的附图。图31是表示再现在约简方式下所拍摄的影像数据时的方法的附图。图32是表示约简插补处理的流程的附图。图33是表示约简插补过程的附图。图34是表示约简插补过程的附图。图35是表示变焦时的约简插补过程的附图。图36是表示约简图像对位的附图。符号说明1摄影装置2摄影按钮4高速摄影准备开关5模式旋钮16高速摄影开关33变焦驱动部35光圈驱动部36 光圈40摄像元件42摄影模式设定部48高速摄影控制部49快门时间控制部
50前端部51放大器52AD 转换器53曝光停止时间控制部M影像信号处理部55光圈目标值计算部56亮度检测部57AGC58帧合成部60帧速率控制部72约简控制部73灵敏度控制部74噪声过滤器75噪声附加部76曝光控制部82运算部90缓冲存储器91记录媒体
具体实施例方式<实施方式1>< 概要 >本发明所涉及的摄影装置要通过使摄影帧速率变更前每1帧的曝光量和变更后每1帧的曝光量大致相同，来防止要记录的影像信号的信号电平变动。虽然为了在切换了摄影帧速率时不改变曝光量，可以不改变曝光时间，但是由于要根据摄影帧速率来决定可分配给1帧的最大曝光时间，因而有时无法确保需要的曝光时间。这种情况下，要考虑在摄影帧速率的切换时，通过提高放大率的增益调整或打开光圈的光圈调整进行应对，但是在增益调整时可以预想到噪声快速上升，存在使再现画面的画面质量下降并且变得模糊的可能性，另外在调整光圈时，因为光圈进行机械性动作所以需要时间，存在错失快门时机的可能性。因此，根据本发明，通过在实施摄影帧速率的切换之前，设置准备期间，来快速实施从通常帧速率下的摄影(下面称为“通常摄影”。)向高帧速率下的摄影(下面称为“高速摄影”。)的转移，且不会发生再现影像的亮度产生较大变化以及画面质量下降的情况。 还有，在本摄影装置中，进行下述应对，即在无法设置准备期间时，例如在立即进行高速摄影时，也可以实现和设置了准备期间的情况大致相同的再现的应对。下面，对于本发明实施方式中的摄影装置，使用附图进行说明。将虽然有帧速率的切换但是在再现时切换前后的影像流畅地变化那种影像，在下面称为无缝的影像。另外，只要没有特殊说明，则通常摄影的帧速率设为60fpS(frame persecond 帧每秒)，高速摄影的帧速率设为180fps。<摄影装置的外观及操作过程>首先，说明本发明所涉及的摄影装置外观和高速拍摄时的操作过程。图1是表示本发明摄影装置1外观的附图。图1上部的图是摄影装置1的斜视图，图1下部的图是摄影装置1的背面图。在摄影装置1中，具备摄影按钮2、电源开关3、高速摄影模式开关4、模式旋钮5、 镜头6、焦点曝光固定按钮7、功能按钮8、功能按钮上键9、功能按钮右键11、功能按钮下键 13、功能按钮左键12、决定按钮10、显示按钮14、删除按钮15、高速摄影开关16及液晶监视器17。使用图2，在下面说明与高速摄影有关的摄影按钮2、高速摄影模式开关4及高速摄影开关16的功能。图2是表示与高速摄影有关的按钮及开关的附图。第1段是从上面看到摄影按钮2、高速摄影模式开关4及高速摄影开关16的附图， 第2段到第4段分别是表示摄影按钮2及高速摄影开关16为未按下状态、半按下状态及完全按下状态的附图。还有，这里表示的是摄影按钮2和高速摄影开关16各自的状态，而并不是摄影按钮2和高速摄影开关16进行联动变为半按下状态等。另外，左列表示高速摄影模式开关4为“OFF”的状态，右列表示“ON”的状态。高速摄影模式开关4的突起如到达高速摄影开关16 —侧的状态是“ON”的状态。摄影按钮2是在进行通常摄影时使用的按钮，在完全按下状态下摄影装置1开始摄影，在返回到未按下状态时结束摄影。高速摄影模式开关4是设定进行高速摄影的开关，该高速摄影设置了准备期间。另外，高速摄影开关16是实际开始高速摄影的开关，在通常摄影中，在完全按下状态下开始高速摄影，在回到未按下状态时结束高速摄影，返回通常摄影。这里，简单说明在高速摄影模式开关4为“ON”或“OFF”的状态下摄影按钮2及高速摄影开关16被按下时，摄影装置1中进行什么样的摄影。高速摄影模式开关4为“0N”时，是有准备期间进行高速摄影的情况，从未按下状态的摄影按钮加变成完全按下状态的摄影按钮2c之后，开始通常摄影。在该状态下，在从未按下状态的高速摄影开关16b变成半按下状态的高速摄影开关16c时开始高速摄影的准备，通过完全按下状态的高速摄影开关16d开始高速摄影。另外，高速摄影模式开关4为“OFF”时，是进行无准备期间的高速摄影的情况下， 在从未按下状态的摄影按钮2d变成完全按下状态的摄影按钮2f之后，开始通常摄影。在该状态下，在从未按下状态的高速摄影开关16e变成完全按下状态的高速摄影开关16g之后，开始高速摄影。下面，对于本发明实施方式中的摄影装置，使用附图进行说明。〈结构>图3是表示摄影装置1结构的功能框图。首先，使用功能框图简单说明普通的摄影。入射光30在摄影镜头/机械功能6中，从由聚焦驱动部32驱动的主镜头31入射， 通过由变焦驱动部33驱动的变焦镜头34进行放大、缩小，并通过由光圈驱动部35驱动的光圈36来调整亮度。由光圈36调整亮度后的入射光30在CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor :互补型金属氧化物半导体)或者CCD (Charge-Coupled Devices 电荷耦合器件)等的摄像元件40上成像。由摄像元件40进行光电变换后的影像输出，在输入前端(front end)部50、并由放大器51放大之后，通过AD转换器52变换为数字信号，在影像信号处理部M中使用缓冲存储器90进行信号处理。由影像信号处理部M处理后的影像信号通过压缩电路进行压缩处理，经由记录再现部的记录部，记录于记录媒体91中。前端部50还具有亮度检测部56 ；AGC(Automatic Gain Control 自动增益控制)57 ；噪声过滤器74 ；具有附加噪声的功能的噪声附加部75。摄影装置1还具备高速摄影控制部48，执行高速摄影时的控制；帧速率控制部 60，控制帧速率的变更；快门时间控制部49，控制快门时间也就是曝光时间；曝光控制部 76，执行自动曝光。快门时间控制部49具有曝光停止时间控制部53。实际的曝光时间是控制曝光时间的停止时间来进行调整的，由曝光停止时间控制部53实施该调整。另外，摄影装置1具备光圈目标值计算部55。该光圈目标值计算部55具有在帧速率切换时计算如何调整光圈的功能。光圈目标值计算部阳具备第1帧速率、第1曝光时间、第1光圈，分别存储通常摄影时的帧速率、曝光时间、光圈度；第2帧速率81，存储高速摄影时的帧速率；运算部82，根据这些所存储的信息来计算作为帧切换后的光圈的第2光圈。另外，还存储光圈目标值55和曝光时间目标值87。光圈目标值计算部55的详细情况将在 < 光圈/曝光时间的转移处理 > 的项目中进行说明。再者，摄影装置1具备灵敏度控制部73，设定摄像元件40的灵敏度，并使施加电压变更；整体控制部100，具有CPU，并具有执行装置整体控制的功能。该整体控制部100例如参照摄影按钮2或高速摄影开关16的按下状态，具体而言是半按下状态16c或完全按下状态16d、以及由模式设定部42所设定的模式，具体而言是高速摄影模式43或者通常摄影模式44的各状态，来控制高速摄影等。本摄影装置1大致划分具有2个特征。1个是摄影方法，另1个是记录方法。关于摄影方法，将在本实施方式1中进行说明。有关记录方法，将在实施方式2中进行说明，对于影像信号处理部M将在实施方式2中进行说明。〈提高帧速率的方法〉这里，对于提高了帧速率时摄像元件的扫描方法进行简单说明。作为提高帧速率时的扫描方式，除高速扫描方式之外，还有η象素混合方式和约简(間引I即间隔剔除)方式。对于该η象素混合方式和约简方式，使用图4进行说明。图4是表示η象素混合方式和约简方式的附图。左图表示η象素混合方式的例子，正中的图表示通常摄影时全线扫描的例子，右图表示约简方式的例子。这里，作为η象素混合方式的例子表示出4象素混合方式83，作为约简方式的例子表示出1/5的约简方式84。
就右图的1/5约简方式84而言，帧速率达到通常摄影5倍的300fps，左图的4象素混合方式83成为4倍的240fps。从而，只要采用4象素混合方式83和1/5的约简方式 84，就能够实现240fps和300fps的2个帧速率下的高速摄影。如左图所示，在η象素混合方式时因为将η象素加以混合(相加)，所以即便曝光时间成为1/4，亮度也不改变。从而，不可能产生再现画面变暗这样的问题。也就是说，不需要曝光时间的调整或光圈的开放等处理。另一方面，如右图所示，在约简方式时，因为从低的帧速率变更成高的帧速率时， 象素的数目减少，画面变暗，所以需要曝光时间的调整及光圈的开放。采用本摄影装置1，能够实现240fps和300fps的2个帧速率下的高速摄影，按照帧速率，实施改变帧速率变换时的曝光时间或光圈的处理，或者不实施。下面，只对于约简方式的情况进行说明。<摄影装置1的摄影方法>使用图5 图13来说明本发明的摄影方法。首先，分为设置准备期间的情况和不设置的情况这两种情况，进行说明。<设置准备期间的情况>首先，对于设置准备期间时的高速摄影，使用图5 图9进行说明。图5是表示设置了准备期间的高速摄影方法的附图。本附图表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的触发、光圈、 曝光时间及放大率等的时序图。具体而言，第1段是表示动作契机的触发的时序图，纵轴的“1”表示高速摄影开关 16的半按下状态，“2”表示完全按下状态。另外，第2段是光圈的时序图，纵轴表示光圈的打开程度。第3段是曝光时间的时序图，纵轴表示每帧的曝光时间的长度。再者，第4段是放大率的时序图，纵轴表示放大率的高低。接着，第5段是摄影模式的时序图，帧迁移表200表示在从通常速度摄影转移为高速摄影的前后所拍摄的帧的时序图。帧迁移表200上部的“t3”等表示触发等的时序图的
“十O，，雄 LO 寸ο首先，对于一系列的动作，一边参照触发的时序图和摄影模式的时序图，一边说明各摄影模式下光圈、曝光时间、放大率的变化。若按下了摄影按钮2，则按通常速度开始摄影。如t = t0时所示，按通常的光圈、 曝光时间以通常速度45进行拍摄。此时，高速摄影模式开关4事先设为“ON”的状态。若在进行通常摄影的过程中，高速摄影开关16被按下，成为了半按下状态(16c 第1触发)，则从通常模式46转移为高速摄影准备模式47。在该高速摄影准备模式47的期间，打开光圈，同时缩短曝光时间，以使得每1帧的曝光量不变。在本附图中，若在tl t2之间，打开光圈并且缩短曝光时间，t2时刻的曝光时间成为了转移到高速摄影时每1帧的时间，则一面保持该状态一面进行通常摄影。如何控制光圈和曝光时间将在下面 < 光圈/曝光时间的转移处理 > 的项目中进行说明。随后，若高速摄影开关16成为了完全按下状态(第2触发)，则从高速摄影准备模式47转移为高速摄影模式70，从t4的时刻开始实际进行高速摄影。在帧迁移表200中表示出该帧速率切换时(下面称为“变换点”。)t4前后的t3到t5间的帧速率的切换。表示出，变换点t4之后，按ISOfps进行拍摄，时间每1帧增加了 1/180秒。若为了结束高速摄影，使高速摄影开关16返回到未按下状态(16b 第3触发)，则从高速摄影模式70转移为通常速度摄影准备模式47a，随后，转移为通常模式46a。从作为转移到通常速度摄影准备模式47a的时刻的t7时刻开始，再次开始通常速度摄影。在帧迁移表200中表示出该变换点t7前后的t6到伪间的帧速率的切换。在该通常速度摄影准备模式47a中，是和在高速摄影准备模式47下进行的动作相反的动作，也就是说，一面关闭光圈，一面延长曝光时间，成为通常模式46的光圈和曝光时间。在本附图中，在放大率的时序图上，在当前进行高速摄影的期间t4 t7内提高了放大率。其原因为，与通常摄影模式相比，如果是高速摄影模式则实质的曝光时间变少(参见曝光时间的时序图t4 t7)。在本实施方式中，是由于不将垂直消隐期间考虑进去而在高速摄影准备模式47下决定了曝光时间的缘故，在将垂直消隐期间考虑进去时，或者在垂直消隐期间相对垂直同步周期是可以忽略不计的程度时，不需要提高放大率。在本实施方式中，作为曝光时间t4 t7的对曝光时间减少的应对措施，按t4的定时提高放大器的增益，进一步减少了变换点t4及t7的影像信号亮度等级的变化。其原因为，通过光圈来对应该减少的量，这一点从追随速度的方面来说较为困难。下面，使用图6，来说明曝光时间、蓄积电荷和光圈的调整。图6是表示在切换帧速率时无准备期间的情况和有准备期间的情况的蓄积电荷的附图。第2段 第4段表示无准备期间的情况，第6段 第8段表示有准备期间的情况。第1段是触发的时序图，第2段和作为最下段的第8段是光圈的时序图。它们和图5相同。第3段是曝光时间的时序图，但是和图5不同，在横轴上表示曝光时间的长度。接着，第5段表示读出蓄积电荷进行蓄积的扫描线。在高速摄影时，实施所谓的约简方式。第4段和第6段是蓄积电荷的时序图，纵轴表示蓄积的电荷量，在本附图中，表示出固定的入射光量条件下的电荷量变化。横轴的双箭头Sl S9表示出蓄积的时间，也就是曝光时间。第6段是快门的时序图，纵向箭头80a、80b、80c、80d等表示快门时间，表示出箭头越长快门时间越长。实际上，所谓的快门时间意味着电荷的蓄积时间，也就是曝光时间，在本附图中，和Sl S9的双箭头对应。还有，本附图中的时间t0等虽然和图5的t0等一致，但是为了说明的方便，t2 t4进行了省略。首先，说明无准备期间并且改变了帧速率的情况。从第2、3、4段的时序图可以看出，在不改变光圈时，曝光时间成为帧速率每1帧的时间，如果提高了帧速率，则蓄积电荷按其提高的量变少。也就是说，再现画面变暗。在第5段所示的那种约简扫描方式的情况下，例如在约简2条扫描线使之高速化达到3倍时，实质的光量成为约1/3。详细而言，在通常摄影时每1帧的曝光时间比高速摄影时每1帧的曝光时间长时 (参见第32段曝光时间的时序图)，蓄积电荷在变换点急剧且大幅度地减少(参见第4段蓄积电荷的时序图)。这样，因为通常摄影时和高速摄影时的亮度不同，所以在再现出时亮度在变换点的前后变得极暗，假使增加增益，配合亮度，也因为噪声增加，所以导致在变换点给收看者带来不适感。也就是说，因为在帧速率的切换点实质的亮度急剧地变暗，所以产生在亮度的方面再现图像不被无缝地再现这样的课题。下面，说明设置准备期间并改变了帧速率的情况。如同第6段蓄积电荷的时序图那样，从输入第1触发的tl开始，将曝光时间逐渐缩短为S1、S2、S3，在输入第2触发的t4切换帧速率时，使之成为可以按变更后的帧速率确保的最大曝光时间Smax。与此同时，如第8段光圈的时序图所示，在tl t2(t4)之间将光圈逐渐打开，以使蓄积电荷的值保持为一定。通过这样控制曝光时间和光圈，事先缩短曝光时间，即使在输入了触发2时立刻切换了帧速率，每1帧的蓄积电荷也不变少，并且再现画面也不变暗。在图6中，说明了在准备期间中逐渐缩短曝光时间的情况，但是有时不在准备期间变更曝光时间也可以。使用图7来说明这种情况。第1段 第8段的时序图和图6相同。在本附图中，将说明不需要变更曝光时间的情况和需要变更的情况。第2段 第 4段表示不需要变更曝光时间的情况，第6段 第8段表示需要变更曝光时间的情况。第6段 第8段由于在需要变更曝光时间时，和图6有准备期间的情况相同，因而这里，只说明第2段 第4段不需要变更曝光时间的情况。所谓不需要变更曝光时间的情况，换言之，是曝光时间已经和变更后帧速率的每1 帧最大曝光时间相等或者比其短的情况。这种状况在例如入射光非常强并且只通过光圈就曝光过度的情况下产生。如第3段曝光时间的时序图所示，帧速率切换前的曝光时间61a、61b、61c比切换后曝光时间的最大值SmaX89小，或者大致相等。这种情况下，因为即便帧速率变更后不缩短曝光时间，也可以确保实质的亮度，所以既不需要改变曝光时间，如第2段光圈的时序图所示，也不需要改变光圈。从而，这种情况下即便无准备期间，也能够进入高速摄影。本摄影装置通过这样在入射光量较多时，不在帧速率变更时调整曝光时间或光圈，在入射光量较少时，在帧速率变更时使曝光时间或光圈较大变化，从而使每1帧的曝光量基本上成为一定。〈无法通过光圈调整的情况〉这里，对于在曝光时间变短时想要通过打开光圈来确保曝光量，但光圈全部打开仍不能确保曝光量时的应对方法，进行说明。图8是表示无法通过光圈进行调整时的高速摄影方法的附图。本附图和图5相同，表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的光圈、曝光时间、放大率、噪声过滤器及摄影模式的时序图和帧迁移表。还有，虽然触发的时序图进行了省略，但是设为按和图5相同的定时发生触发。
可以设想，在无法通过光圈确保曝光量时，若要只通过利用放大器的增益调整来确保曝光量，则有在变换点噪声急速上升这样的缺点。如第1段光圈的时序图所示，在不变更光圈时，在t4 t7的期间因高速化而使得实质的曝光时间变短，曝光量减少(参见第2段曝光时间的时序图)。为了补偿曝光量的不足部分，通过在t4 t7的期间提高放大率，向不使影像信号的亮度变化的方向进行控制(参见第3段放大率的时序图)。这种情况下，因为t4 t7期间中的噪声增大，所以要将噪声过滤器74加入AD转换器52的前面，使之进行动作(参见第4段噪声过滤器的时序图“ON”)。或者，通过增大噪声过滤器的衰减率，使噪声的发生变得不明显。借此，可以拍摄更加无缝的影像。再者，作为使变换点上噪声的增加变得不明显的另1个方法，有一种有意附加噪声的方式。使用图9来说明附加噪声的方法。图9是表示附加噪声时的高速摄影方法的附图。本附图和图5相同，表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的光圈、曝光时间、放大率、噪声过滤器、附加噪声、噪声及摄影模式的时序图和帧迁移表。还有，虽然触发的时序图进行了省略，但是设为按和图5相同的定时发生触发。附加噪声的时序图表示要附加的噪声，噪声的时序图表示实际产生的噪声，也就是所附加的噪声和因放大而产生的噪声双方合并后的噪声。在高速摄影的准备期间(tl t4)，发生噪声77 (参见第5段附加噪声的时序图)， 逐渐提高噪声等级，并逐渐提高到高速摄影时发生的噪声等级NLl。因为采用该方法，可以缓和t4和t7的噪声的急剧增加，所以存在通常速度摄影模式和高速摄影模式变换点的影像变得更加无缝这样的效果。<不设置准备期间的情况>下面，对于不设置准备期间就进入高速摄影的情况，或者虽然其模式为设置准备期间但是基本上不设置准备期间的情况，使用图10和图11进行说明。具体而言，是在高速摄影模式开关4为“OFF”时，使高速摄影开关16成为完全按下状态的情况，以及在高速摄影模式开关4为“ON”时，使高速摄影开关16在几乎没有半按下状态的状况下成为完全按下状态的情况。若可以在垂直消隐期间变更光圈，则假使立刻转移到高速摄影，曝光量也不改变， 但是因为光圈以机械的形式进行改变，所以追随时间需要10 15msec (毫秒)左右较长的时间，因此难以在垂直消隐期间改变光圈。因此，在本发明中采取如下的方法。图10是表示无准备期间的高速摄影方法的附图。本附图和图5相同，表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的触发、光圈、曝光时间、放大率、噪声过滤器及摄影模式的时序图和帧迁移表。但是，未设置高速摄影准备模式和通常速度摄影准备模式。说明接收作为高速摄影开始的触发的第1触发88，直接从通常速度摄影转移为高速摄影时的过程。说明从接收到第1触发88后的t4起，到接收作为高速摄影结束的触发的第2触发79为止的期间进行高速摄影的情况。
在t4按下高速摄影开关16之前，一直按通常速度进行拍摄，在t4，帧速率从通常速度变化为高速。因为在该瞬间曝光时间变为1/3(参见第3段曝光时间的时序图)，所以开始打开光圈的工作直到光圈目标值为止(参见第2段光圈的时序图)。有关光圈目标值，将在后面 <光圈/曝光时间的转移处理 > 的项目中进行说明。另外，在t4 t6内，按照被打开的光圈，降低放大率(参见第4段放大率的时序图)，并且降低噪声过滤器的衰减率(参见第5段噪声过滤器的时序图)。若在t6光圈达到了光圈目标值，则导致放大率和噪声过滤器也返回通常摄影时的值。若在t7，接收到第2触发79，则执行t4 t6的相反动作。具体而言，在t7的时刻，使帧速率从高速返回通常速度，在t7 t9的期间，关闭光圈并且提高放大率和噪声过滤器特性。在作为光圈返回到原来光圈值的瞬间的t9，使曝光时间返回通常速度摄影时的值 (参见第3段曝光时间的时序图)。这样，通过调整光圈、放大率、噪声过滤器，从而高速摄影和通常速度的期间就被无缝地进行拍摄。在该方式中，因为和接收高速摄影命令同时使帧速率高速化，并且同时提高放大率，所以能够和按下高速摄影开关16同时地，进入高速摄影模式。因此，存在向高速摄影的切换较为快速，并且不会错失重要场景的快门机会这样的优点。下面，使用图11，来说明光圈和放大率的调整。第1段 第8段的时序图和图6相同，第9段是放大率的时序图。在本附图中，将说明被拍摄体较明亮而不需要变更曝光时间的情况以及被拍摄体较暗而需要变更曝光时间的情况。第2段 第4段表示不需要变更曝光时间的情况，第6 段 第9段表示需要变更曝光时间的情况。在被拍摄体较明亮时，因为不需要改变曝光时间，所以在不改变光圈的状况下，转移为高速摄影。另一方面，在被拍摄体较暗时，若输入了作为高速摄影开始的触发的第1触发88， 则缩短曝光时间(参见第7段曝光时间的时序图)。和缩短曝光时间同时地，快速提高增益(参见第9段放大率的时序图)，开始打开光圈(参见第8段光圈的时序图)。随后，从t3开始降低增益(参见第9段放大率的时序图)。这样，通过调整光圈、放大率，高速摄影和通常速度摄影的期间就被无缝地进行拍摄，再现影像亮度的不连续性得以缓和。<变形例>说明上述高速摄影方法的2个变形例。首先，使用图12来说明第1个变形例。图12是表示从通常摄影向高速摄影立刻变换但在从高速摄影返回通常摄影时慢慢返回的方法的附图。也就是说，其原因为，在从通常摄影变化为高速摄影时要求快速的响应以免错失快门机会，另一方面其原因为，在结束高速摄影时不那么要求响应。本附图和图10相同，表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的触发、光圈、曝光时间、放大率、噪声过滤器及摄影模式的时序图和帧迁移表。在t4接收到作为高速摄影开始触发的第1触发88后的t4 t6期间的动作和图 10所示的方式相同。也就是说，若在t4第1触发88进入，则与此同时提高放大率，打开光圈。另一方面，在伪接收到作为高速摄影结束触发的第2触发79后的动作和图10不同。在本变形例中，若在伪接收到第2触发79，则不改变放大率，而慢慢关闭光圈(参见第2段光圈的时序图)，与此同时使曝光时间增加(参见第3段曝光时间的时序图)。然后，在伪的时刻帧速率返回通常速度。在该方式中，在从通常摄影变化为高速摄影时，虽然第1触发进入的瞬间就变换为高速摄影，不会错失快门机会，但是致使画面质量稍稍变坏。也就是说，只要防止信号电平的下降，就能够使放大的需要成为最小限度，可以抑制画面质量的下降。另一方面，在结束高速摄影返回通常摄影时，通过在不改变增益的状况下逐渐关闭光圈，从而存在抑制噪声的发生，高速摄影结束时影像画面质量的变坏较少这样的优点。下面，使用图13，来说明第2个变形例。图13是表示从通常摄影切换为高速摄影时需要时间的方法的附图。在第1个变形例中，若接收到作为高速摄影开始触发的第1触发88，则立刻开始高速摄影，但是画面质量稍稍变坏。本变形例则是稍微延迟来开始高速摄影而画面质量不变坏的例子。在从通常摄影变化为高速摄影时，很多情况下要求快速的响应以免错失快门机会，而本变形例适合于尽管高速摄影的开始稍微延迟仍要求画面质量优良的情况。本附图和图12相同，表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的触发、光圈、曝光时间、放大率及摄影模式的时序图和帧迁移表。还有，噪声过滤器的时序图未记述。另外，本附图放大率的时序图和图5的时序图同样，不是必须的。若在tl接收到作为高速摄影开始触发的第1触发88，则在tl t3之间的Tl期间中，打开光圈并且缩短曝光时间(参见第2段光圈的时序图及第3段曝光时间的时序图)。在曝光时间达到高速摄影用长度的t3时刻，进入高速摄影。若在t6接收到作为高速摄影结束触发的第2触发79，则从高速摄影返回通常摄影。然后，在t6 M之间的T2期间中，与关闭光圈的动作联动地增加曝光时间(参见第 2段光圈的时序图及第3段曝光时间的时序图)。在伪，光圈和曝光时间成为和通常摄影时相同的值。在该方式中，要进行控制以使得T2比Tl大。其原因为，在从通常摄影转移为高速摄影时，若该转移时间较长则存在错失快门机会的可能性，转移时间少是最重要的。从而， Tl在可能的范围内设为最小的值。另一方面，在结束高速摄影时，因为与快门机会等无关，不要求紧急，所以转移时间较长也可以。倒是如果较长则在画面质量方面变得更加无缝。也就是说，使画面质量比转移时间优先，设定得比Tl长。
从而，由于使T2比Tl更长，因而产生使高速摄影开始时的响应加快，与此同时高速摄影结束时亮度的时间上的变化较少，可以更加无缝地进行拍摄这样的效果。〈动作〉下面，对于本发明所涉及的摄影装置动作，使用图14 16进行说明。图14是表示通常摄影及高速摄影处理的流程图。首先，用户通过初始设定将通常速度的帧速率设为R1，将高速摄影模式的帧速率设定为R2 (步骤S100)。该操作使用图1的模式设定旋钮5进行。检测到该用户操作后的整体控制部100将所设定的帧速率Rl和R2，分别存储于光圈目标值计算部阳的第1帧速率和第2帧速率中。另外，用户使高速摄影模式开关4成为“ON”或者“OFF”。检测到用户操作后的整体控制部100在高速摄影模式开关4为“ON”时，使模式设定部42成为高速摄影模式43的状态，在高速摄影模式开关4为“OFF”时，使之成为通常摄影模式44的状态。具体而言，例如在摄影状态标志(未图示。)为“1”时，成为高速摄影模式43状态，在为“0”时，成为通常模式状态44。用户为了开始通常摄影，按下摄影按钮2(步骤SllO 按下)。检测到该按下后的整体控制部100对聚焦驱动部32等发出指示，按帧速率Rl开始通常摄影(步骤S120)。在通常摄影中，用户按下高速摄影开关16，指示高速摄影的开始(步骤S130 按下)。检测到该按下后的整体控制部100将表示开始高速摄影之意，通知给高速摄影控制部 48。接收到高速摄影开始指示后的高速摄影控制部48向整体控制部100询问高速摄影模式开关4当前为“ON”或“OFF”的哪一个，以及高速摄影开关16是半按下状态还是完全按下状态这2点。接收到询问后的整体控制部100如果模式设定部42为高速摄影模式43则返回 "0N",如果为通常摄影模式44则返回“OFF”。另外，如果高速摄影开关16是半按下SW状态 16c则返回“半按下”，如果是完全按下SW状态16d则返回“完全按下”。从整体控制部100获取到高速摄影模式开关4和高速摄影开关16的状态后的高速摄影控制部48在高速摄影模式开关4为“0N”时(步骤S240 :0N)，且高速摄影开关16为 “半按下”时(步骤S150 ，在有高速摄影准备模式下进行高速摄影(步骤S160)。另一方面，在高速摄影模式开关4为“OFF”时(步骤S240 :0FF)，或高速摄影开关 16为“完全按下”时(步骤S150 :N0)，在无高速摄影准备模式下进行高速摄影(步骤S170)。随后，用户使摄影按钮2返回未按下状态，在指示摄影的结束(步骤S180)之前， 实施步骤S120 步骤S170的摄影。下面，使用图15，来说明有高速摄影准备模式下的高速摄影处理。这里说明的处理是使用图5、图8、图9所说明的摄影方法。图15是表示有高速摄影准备模式下的高速摄影处理的流程图。首先，高速摄影控制部48对光圈驱动部35发出指示，开始打开光圈，并且对快门时间控制部49发出指示，由曝光停止时间控制部53，通过将在曝光停止时间中进行了光电转换的电荷放出，来缩短曝光时间(步骤S200)。有关该处理的具体处理，将在 < 光圈/曝光时间的转移处理 > 的项目中进行说明。
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这里，在光圈度达到了极限的情况下(步骤S210 :YES)，将光圈设定为明亮的极限值，提高放大器51的增益，或者由灵敏度控制部73通过摄像元件40的灵敏度变更使信号输出增加，加入噪声过滤器来减低噪声(步骤S220)。随后，若用户实施了使高速摄影开关16成为“完全按下”，实际开始高速摄影的操作(步骤S230 =YES)，则检测到该操作后的整体控制部100对高速摄影控制部48通知该情况，接收到通知后的高速摄影控制部48对帧速率控制部60发出使帧速率变为R2的指示 (步骤 S230 :YES)。接收到指示后的帧速率控制部60对摄像装置40发出使帧速率变为R2的指示，开始高速摄影(步骤S240)。随后，若用户实施了使高速摄影开关16返回“未按下状态”，结束高速摄影的操作 (步骤S250 =YES)，则检测到该操作后的整体控制部100对帧速率控制部60发出使帧速率退回Rl的指示，对高速摄影控制部48通知结束高速摄影之意(步骤S230 =YES)。接收到指示后的帧速率控制部60对摄像装置40发出使帧速率变为Rl的指示，重新开始通常摄影(步骤S^o)。接收到表示结束高速摄影之意的指示后的高速摄影控制部48关闭光圈，与此同时延长曝光时间，返回通常摄影时的状态，根据需要执行降低放大率等的处理(步骤 S270)。下面，使用图16，来说明无高速摄影准备模式下的高速摄影处理。这里说明的处理是使用图8、图10所说明的摄影方法。步骤S320 步骤S360是在图8的摄影方法中基本上没有高速摄影准备模式的期间的情况，步骤S400 步骤S450 是图10的摄影方法。图16是表示无高速摄影准备模式下的高速摄影处理的流程图。将按帧速率Rl进行通常摄影的当前曝光时间设为第1曝光时间Tl，将高速摄影时帧速率R2的最大曝光时间设为第2曝光时间T2。首先，高速摄影控制部48对快门时间控制部49发出使曝光时间成为第1曝光时间Tl和第2曝光时间T2之中较小的曝光时间的指示，快门时间控制部49调整曝光时间 (步骤S300)。换言之，将Tl缩短以使Tl ST2。高速摄影控制部48在调节了第1曝光时间Tl后判断出光圈达到极限值时(步骤 S310 :YEQ，将光圈设定为明亮的极限值，提高放大器的增益，或者通过摄像元件40的灵敏度变更使信号输出增加，加入噪声过滤器来减低噪声(步骤S320)。随后，高速摄影控制部48对帧速率控制部60发出使帧速率变为R2的指示，接收到指示后的帧速率控制部60对摄像装置40发出使帧速率变为R2的指示，开始高速摄影 (步骤 S330)。随后，若用户实施了使高速摄影开关16返回“未按下状态”，结束高速摄影的操作 (步骤S340 =YES)，则检测到该操作后的整体控制部100对高速摄影控制部48通知该情况， 接收到通知后的高速摄影控制部48对帧速率控制部60发出使帧速率退回Rl的指示。接收到指示后的帧速率控制部60对摄像装置40发出使帧速率变为Rl的指示，重新开始通常摄影(步骤S350)。另外，和对帧速率控制部60的指示同时地，高速摄影控制部48 —边向降低放大率并且关闭光圈的方向进行控制，一边延长曝光时间，重新开始通常摄影(步骤S360)。另一方面，高速摄影控制部48在调节了第1曝光时间Tl后判断出光圈未达到极限值时(步骤S310 :N0)，控制光圈以获得预定的曝光量(步骤S400)。随后，高速摄影控制部48对帧速率控制部60发出使帧速率变为R2的指示，接收到指示后的帧速率控制部60对摄像装置40发出使帧速率变为R2的指示，开始高速摄影 (步骤 S410)。曝光量的调节将光圈、曝光时间及增益加以组合来调节(步骤S420)。随后，若用户实施了使高速摄影开关16返回“未按下状态”，结束高速摄影的操作 (步骤S430 =YES)，则检测到该操作后的整体控制部100对高速摄影控制部48通知该情况， 接收到通知后的高速摄影控制部48对帧速率控制部60发出使帧速率返回Rl的指示。接收到指示后的帧速率控制部60对摄像装置40发出使帧速率变为Rl的指示，重新开始通常摄影(步骤S440)。另外，和对帧速率控制部60的指示同时地，高速摄影控制部48 —边向降低放大度并且关闭光圈的方向进行控制，一边延长曝光时间，重新开始通常摄影(步骤S450)。〈光圈/曝光时间的转移处理>这里，对于光圈和曝光时间的转移处理进行说明。该处理是在设置了准备期间的高速摄影处理中，在准备期间完成的。相当于图15步骤200中的处理。对于光圈/曝光时间的转移处理，使用图17和图18进行说明。图17是表示光圈/曝光时间的时序图的附图。本附图是说明图5的tl到t2所用的附图，为了说明的方便，图5的t2 t4进行了省略。另外，本附图和图5的tl等并不是表示相同的时间。第1段是表示动作契机的触发的时序图，第2段是帧速率的时序图。第3段是光圈度的时序图，纵轴表示光圈值，按Li、L2、L3的顺序光圈值增大，光圈值越大，光圈越打开。第4段是光圈值近似值的时序图，该值是为了求取曝光时间所使用的。第5段是蓄积电荷的时序图，纵轴表示蓄积的电荷量，Sl等的双箭头表示曝光时间。若简单说明图17，就是首先若接收到第1触发，则计算光圈目标值85，使光圈接近该光圈目标值85，与此同时缩短曝光时间，成为高速摄影帧速率R2的最大曝光时间 SmaxSQ0此时各帧的曝光时间是根据每帧的光圈值近似值和应在帧中蓄积的电荷求取的。在接收到第2触发时，将帧速率从Rl切换为R2，开始高速摄影。该光圈目标值因为只要决定了通常摄影时的帧速率和高速摄影时的帧速率，每帧的光量增减就单一地确定，所以可以求取。也就是说，因为只要决定了帧速率就确定了亮度的增减，所以知道光圈开闭的目标值。该光圈目标值的求取方法将在 < 光圈目标值的求取方法〉的项目中进行说明。图18是光圈/曝光时间转移处理的流程图。高速摄影控制部48由快门时间控制部49求取当前的曝光时间El (步骤S600)， 根据高速摄影时的帧速率R2求取曝光时间E2，也就是曝光时间目标值87 (步骤S610)。这里，曝光时间目标值87设为帧速率R2下的最大曝光时间Smax89。其原因为，曝光时间目标值87从可选择的值之中通常采用最大的值，Smax只根据帧速率R2就单一地确定。
在当前的曝光时间E1小于等于作为曝光时间目标值87的曝光时间E2时(步骤 S620 =YES)，因为不需要光圈调整所以什么都不做。该情况相当于图7的“不变更曝光时间的情况”。在曝光时间El比曝光时间E2大时(步骤S620 :N0)，向光圈目标值计算部55委托光圈目标值85的计算(步骤S630)。接收到委托后的光圈目标值计算部55计算光圈目标值85，将其传递给高速摄影控制部48。高速摄影控制部48对光圈驱动部35发出指示，以成为获取到的光圈目标值85，打开光圈36(步骤S640)。因为光圈以机械的形式进行控制，所以需要10 30ms的时间。如图17所示，从 t2直到t6，平缓地打开。用预测式来预测该光圈的变化(步骤S650)。因为摄影装置1的光圈36控制特性预先已判明，所以该变化用简单的预测式就可以预测。接着，求取各帧期间中作为平均值的光圈值Ll和光圈值L2 (步骤S660，参见图17 光圈值近似值的时序图)。在求出的Ll、L2光圈中，按各帧求取获得最佳曝光的曝光时间S1、S2 (步骤S670)。然后，高速摄影控制部48在拍摄各帧时，对快门时间控制部49分别指示最佳曝光时间S1、S2(步骤S670)。在光圈达到光圈目标值85的时刻(步骤S690 :YES)，保持光圈和曝光时间。高速摄影控制部48若从整体控制部100接收到表示已接收触发2之意的通知，则对帧速率控制部60发出使帧速率变为R2的指示，开始高速摄影。这样，在本发明中，由于可以按照高速摄影时的帧速率，由光圈目标值计算部55 求取高速摄影时的光圈目标值和曝光时间目标值87，因而在前馈方式下时时刻刻控制光圈 36和曝光时间。因此，可以与使用以往的自动曝光方式由曝光控制部76实施光圈校正的情况相比，减少大量的时间。从而，能够在更短的时间内从通常速度摄影转移为高速摄影。因而，可以向使用者提供响应快速并且便于使用的摄影装置。还有，自动曝光是一种从摄像元件40检测亮度，由曝光控制部76进行反馈控制， 调整光圈和快门速度的方式。该方式只能按每1帧或每1场获得影像的亮度信息。根据该 1秒不过60慧差位(二 7位)的采样数据，进行反馈控制。为了进行反馈控制，至少需要多个亮度的采样，也就是多个帧的影像信息，在光圈的变更中需要时间。因为这样，若使用了反馈方式的自动曝光方式，则响应较慢，需要数十帧，从通常速度转移为高速摄影时光圈的追随速度较慢，所以尽管按下高速摄影按钮，也在帧速率的变更中需要时间，因此将错失快门机会，不能高速拍摄良好的场景。<光圈目标值的求取方法>下面，对于求取光圈目标值的处理，使用图19和图20进行说明。图20是求取光圈目标值的处理流程图，该处理由光圈目标值计算部55执行。图19(a)是表示光量变化的时序图。第1段表示触发的时序图。第2段表示光量的时序图，纵轴表示光的量。该光的量由亮度检测部56来检测， 最新的预定期间的部分，被存储到光圈目标值计算部阳内部的工作区域中。
另外，第3段表示帧速率的时序图，矩形代表1帧。矩形内的“R1”、“R2”代表所拍摄的帧速率。图19 (b)是帧速率和光圈增量之间的对应表101。该对应表101因为按照R2也就是第2帧速率来决定光圈的增量Af2，所以使该值和帧速率相对应。也就是说，其原因为， 因为若决定了 R2则决定最大曝光时间Smax，所以Δ f2也同样决定。光圈目标值85可以通过作为通常摄影帧速率Rl的第1帧速率、作为曝光时间的第1曝光时间、作为光圈的第1光圈及作为高速摄影时帧速率R2的第2帧速率，来求取。在该运算中，最重要的参数是第2帧速率81。这是因为第1帧速率、第1曝光时间和第1光圈已经知道。根据第2帧速率81，光量的增减大幅变化为1 1/n倍，因此可以说是最重要的因素。再者，在求取光圈目标值85时，将第1光圈设为什么样的值较为重要。也就是说， 其原因为，因为被拍摄体的亮度经常不固定，所以若采用了即将切换帧速率之前的光圈，则在不妥的情况下，例如在即将切换之前被拍摄体较为明亮时，有时光圈目标值85过低。因此，在本摄影装置1中，将在切换帧速率时之前的预定时间内被拍摄体最暗时的光圈设为第1光圈。这样一来，就有高速摄影时的影像不出现曝光不足这样的效果。下面，使用图20，来说明求取作为光圈目标值85的高速摄影时第2光圈f2的方法。首先，如图19(a)所示，测量并存储光量。这里，在t2测量并存储接收触发1之前的tl t2间的光量最小值Imin，该触发1是开始高速摄影准备的指示。在t2接收到触发1时，求取所存储的光量最小值(步骤S500)。图19 (a)的情况下，tl之处的光量I为最小值。根据该Imin，来求取第1光圈fl (步骤S510)。具体而言，根据用该Liiin代表的光量和第1曝光时间来求取第1光圈。接着，通过对应表101求取作为第2帧速率的R2的增量Δ f2，根据求出的增量 Δ f2和第1光圈f 1来求取第2光圈f2 (步骤S520)。象图19那样，通过根据触发1之前一定期间的光量最小值，求取第1光圈fl，由此，最暗的条件下的第2光圈就被决定为目标值。因为这样决定光圈目标值85，所以即便在t3 t4之间出现光量变化，在统计上达到Liiin以下的可能性也较低，曝光不足的可能性变低。另外，t3 t4的期间因为通常第2曝光时间被设定为最大值，所以在被拍摄体变暗时，无法将曝光时间更加增大，不能根据曝光时间，实施补偿暗度的校正。另外，光圈的调整因为是机械性的动作，所以无法以高速追随，因此也不能通过光圈来补偿暗度。从而，将最暗的条件下的光圈设为光圈目标值，将使曝光不足的可能性变低。在本发明中，因为计算根据在触发1之前的一定期间之中最少的光量Lnin求取的光圈fl，并使用该fl，所以将最明亮的f值设为f2。从而，有在t3 t4的期间不出现曝光不足这样的效果。还有，在本实施方式中，虽然测量并存储光量，但是也可以存储光圈，这种情况下， 将所存储的最大光圈，也就是最明亮的光圈设为第1光圈。<变形例>
说明上述光圈/曝光时间转移处理的变形例。该变形例是使用图13所说明的高速摄影方法的转移处理。图21是表示从通常摄影向高速摄影切换的方式的附图，表示将图17从通常摄影到高速摄影的迁移时间缩短的情况。在本变形例中，通过使用(掛K石)增益，缩短了迁移时间。本附图和图17相同，除触发、帧速率、光圈值及蓄积电荷的时序图之外，还表示曝光时间、信号电平、放大率的时序图。通常速度帧速率Rl下每1帧的时间约是16. 7ms。另一方面，在本发明的前馈方式中，光圈的响应速度是10 15ms。从而，如第3段光圈值的时序图所示，可以在t4 t6 之间，也就是1帧部分时间的期间变更光圈。这种情况下，将t4 t6的1帧曝光时间，设为帧速率Rl的曝光时间Sl和帧速率 R2的曝光时间S2的中间值Si。由于通过这样设定曝光时间，就可以在t4 t6迁移时间Tl的期间内切换帧速率，因而存在响应变快这样的效果。这种情况下，虽然如第6段信号电平的时序图所示，t4 t6之间的影像信号的电平下降，但是如第7段放大率的时序图所示，通过由亮度检测部56检测亮度，由AGC57调节增益，就可以缓和亮度的增减。这样，就可以使切换时的再现影像变得更加无缝。还有，即便在不设置准备期间的高速处理中，也紧接在开始高速处理之后，曝光时间按照帧速率变短，但是在图10的t4 t6内增高光圈时，也能够同样切换帧速率。接着，图22是表示从高速摄影向通常摄影切换的方式的附图。本附图和图17相同，除触发、帧速率、光圈值及蓄积电荷的时序图外，还表示曝光时间的时序图。若在t4接收到作为高速摄影结束指示的触发2，则在t4使帧速率从R2降低为Rl。然后，在t4 t6的迁移时间内减小光圈，并延长曝光时间。t4 t6的迁移时间 T2是对应于2帧的部分。从通常摄影的帧速率Rl向高速摄影的帧速率R2切换时，加快响应以免错失快门机会，并且象图21的迁移时间Tl那样，在短时间内进行切换。但是，从高速摄影的帧速率R2向通常摄影的帧速率Rl的切换时，因为在改变帧速率之后校正光圈和曝光时间也可以，所以即便迁移时间延长到数十帧等也完全没有问题。 倒是存在如果较长则变得更加无缝这样的效果。在本发明中，通过使Tl < T2，从而存在无缝程度和响应同时实现这样的效果。<实施方式2>在本实施方式1中，对于从通常摄影到高速摄影的方法进行了说明，而在本实施方式中，将对于在高速摄影下所拍摄的影像数据储存方法进行说明。<高速摄影影像的记录方法>在想要记录高速摄影时的全部摄影影像时，现实情况是在存储器或处理速度、记录速度上存在极限。从而，更为现实的方法是，将所拍摄的影像，暂时储存于缓冲存储器90中，从其中只取出需要的影像，将其记录于IC存储器等的记录媒体91中(参见图3)。
使用图23和图M来说明只取出需要的影像进行记录的方法。图23是表示从通常摄影切换为高速摄影，并记录高速摄影的影像的一部分的方法的附图。本附图和图13相同，表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的触发、光圈、曝光时间、放大率及摄影模式的时序图和帧迁移表。这里，虽然说明图13所示的摄影方法在高速摄影时记录一部分的方法，但是当然在图5等的其他摄影方法中也相同。若在tl，接收到作为高速摄影开始触发的第1触发88，则在tl t3之间的Tl 期间中，打开光圈并且缩短曝光时间(参见第2段光圈的时序图及第3段曝光时间的时序图)。在曝光时间达到高速摄影用长度后的t3时刻进入高速摄影。若在高速摄影中，接收到作为指示记录的触发的第3触发，则记录该第3触发前后的预定数η个帧。第3触发也可以在接收第2触发之前接收数次，那种情况下，仍要记录前后η个帧。在本实施方式中，只设为1次进行说明。若在t6接收到作为高速摄影结束触发的第2触发79，则从高速摄影返回通常摄影。然后，在t6 M之间的T2期间中，与关闭光圈的动作联动，增加曝光时间(参见第2 段光圈的时序图及第3段曝光时间的时序图)。在伪，光圈和曝光时间成为和通常摄影时相同的值。因为通过这样进行记录，在例如高尔夫球击出的瞬间按下了影像记录开关则球击出前后的影像用高速影像进行记录，所以可以防止拍摄机会错失，也就是失败。因此，存在不习惯高速摄影的用户也可以简单地拍摄高速影像这样的效果。下面，使用图M来说明影像的记录方法。本附图表示出，从通常摄影利用第1触发转移为高速摄影，利用第3触发记录高速摄影影像，并利用第2触发返回通常摄影时高速摄影影像的记录方法。在其他的记录方法中也相同。第1段是摄影按钮2状态的时序图，将按钮被完全按下的状态(参见图幻作为 0N，进行了记述。第2段是表示子触发输入的时序图，第3段是表示主触发输入的时序图。这里的子触发(sub trigger)例如设为高速摄影开关16为半按下状态的情况，主触发(main trigger)认为是高速摄影开关16为完全按下状态的情况(参见图2)。第4段是摄影数据的时序图，该矩形的1个代表1帧。下面，将按帧速率Rl所拍摄的帧称为“通常帧”，将按帧速率R2所拍摄的帧称为“高速帧”。另外，第5段和第6段分别表示t5和t6时刻记录到缓冲存储器90中的高速摄影
影像数据。第7段 第10段分别表示t5、t7、t8、t9时刻记录到上述记录媒体91中的摄影
影像数据。第11段表示所记录的摄影影像数据的帧速率识别符的时序图。这里，“R1”表示帧速率R1，“R2”表示帧速率R2，附带于每帧。该帧速率识别符用于再现时将高速摄影影像数据变换为通常摄影影像数据的场合等。
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首先，若将摄影按钮2完全按下，在正在进行通常摄影的状态下，在t2输入了表示高速摄影开始的第1触发88，则帧速率从Rl变为R2，高速摄影从t2开始(参见摄影数据的时序图)。从t2的时刻，在缓冲存储器90中开始高速摄影影像数据的记录。但是，在缓冲存储器90中，只存储Tmax期间部分的影像数据。也就是说，若记录了新的高速帧，则旧的高速帧作为通常帧向记录媒体91进行转移，从缓冲存储器90将其删除。在本实施方式中，由于帧速率Rl是60fps，帧速率R2是180fps，因而3个高速帧相当于1个通常帧，由3个高速帧生成1个通常帧，记录于记录媒体91中。具体而言，在t5之时，作为t3 t5影像数据的只有Tmax期间部分的数据才储存到缓冲存储器90中，t2 t3的高速帧由帧合成部58进行合成(参见步骤117a)，作为通常帧115记录于记录媒体91中。也就是说，3个高速帧116a、116b、116c通过加法处理等被合成，变为1个帧11 ， 记录于记录媒体91或存储器中。或者，只有中心的高速帧116b作为帧11 进行记录，也可以。若在t5输入了表示影像记录的第3触发78，则只有t5前后的t4 t5和t5 t6的帧才按高速帧进行记录。在t6的时刻，t3 t4的6个高速帧被合成为2个通常帧，记录到记录媒体91中， t4 t6的高速帧原样记录到缓冲存储器90中。从t6的时刻开始，高速帧被合成为通常帧进行记录，若在t7输入了表示高速摄影结束的第2触发79，则帧速率R2返回R1，重新开始通常摄影(参见摄影数据的时序图)。 此后，通常摄影影像数据按通常帧原样记录于记录媒体91中。在t9，将记录在缓冲存储器90中的影像记录第3触发78前后η帧的量的高速帧， 记录于记录媒体91中。在进行记录时，按各帧的每一个附加表示帧速率的帧速率识别符(参见帧速率识别符的时序图)。在通常帧中记录表示Rl的帧速率识别符59b，在高速帧中记录表示R2的帧识别符 59a。在本附图中，将表示Rl的帧速率识别符59b记述为“R1”，将表示R2的帧速率识别符 59a记述为“R2”。这样，因为只有高速摄影中第3触发78前后η帧的量的高速摄影影像才储存于缓冲存储器90中进行记录，所以存在可以使缓冲存储器的容量最小这样的效果。另外，因为使用者按下影像记录开关的时刻的士η帧的影像作为高速摄影影像进行记录，所以存在可以记录不错失快门机会的影像这样的效果。在图M中，说明了记录表示影像记录的第3触发前后的Tmax期间高速帧的例子， 但是使用图25，来说明记录第3触发之前的Tmax期间高速帧的例子，使用图沈，来说明记录第3触发之后的Tmax期间高速帧的例子。图25和图M中所说明的记录方法大致相同。不同之处只有记录第3触发78之前期间的Tmax期间的高速帧这方面。这种情况下，在t5接收第3触发78，但是在该阶段t3 t5之间的高速帧116被记录到缓冲存储器90中。
t2 t3的高速帧和t5之后的高速帧合成3个，将通常帧记录于记录媒体91中。图25的场合通过由使用者在动作(action)结束的时刻按下影像记录开关，来记录动作的高速摄影图像。图沈和图25相反。也就是说，若第3触发78在t5被输入，则t5后面t5 t7 之间的高速帧116a 1161作为高速帧进行记录，t2 t5和t7以后的帧作为通常帧进行记录。图沈的场合通过由使用者在开始动作之前的时刻按下影像记录开关，来记录动作的高速摄影图像。上面，使用图M、25J6所说明的录制方法不仅仅是约简方式，在直接扫描方式或象素混合方式等的高速摄影中也是有效的。下面，使用图27和图28来说明图M、25J6的录制处理。图27是摄影装置1录制处理的流程图。首先，设定通常摄影时的帧速率Rl和高速摄影时的帧速率R2及录制模式(步骤 S700)，该录制模式表示记录高速摄影指示的第3触发之前、前后和之后这3个部分之中的哪个。该设定使用图1的模式旋钮5进行设定。检测到设定后的整体控制部100根据帧速率R2和可记录于缓冲存储器90中的帧的张数求取可最大高速录制时间Tmax，将其显示于液晶监视器17上(步骤S710)。用户为了开始通常摄影，将摄影按钮2按下，检测到按下后的整体控制部100对聚焦驱动部32等发出指示，按帧速率Rl开始通常摄影(步骤S720)。在通常摄影中，用户将高速摄影开关16进行半按下，指示高速摄影的开始(步骤 S730 =YES)。检测到该按下后的整体控制部100将表示开始高速摄影之意的信息，通知给高速摄影控制部48。接收到高速摄影开始指示后的高速摄影控制部48对光圈目标值计算部55委托光圈目标值的计算，接收到委托后的光圈目标值计算部阳计算光圈目标值，回送给高速摄影控制部48。高速摄影控制部48使光圈朝向目标值，对光圈驱动部35发出指示，为了变为与光圈相应的曝光时间，对快门时间控制部49发出指示(步骤S740)。若光圈达到了目标值，则将帧速率从Rl切换为R2(步骤S750)，执行录制处理(步骤S760)。该录制处理将使用图28在下面进行说明。随后，用户使高速摄影开关返回未按下状态，指示高速摄影的结束(步骤S770: YES)。检测到该按下的整体控制部100将表示结束高速摄影之意的信息，通知给高速摄影控制部48。接收到高速摄影结束指示后的高速摄影控制部48对光圈目标值计算部55委托光圈目标值的计算，接收到委托后的光圈目标值计算部阳计算光圈目标值，将其回送给高速摄影控制部48。高速摄影控制部48使帧速率从R2返回Rl (步骤S780)，使光圈和曝光时间返回通常摄影时(步骤S790)。随后，整体控制部100对影像信号处理部M发出指示，对记录在缓冲存储器90中的高速摄影影像数据进行图像处理，将其记录于记录媒体91中(步骤S800)。用户使摄影按钮2返回未按下状态，指示通常摄影的结束(步骤S810 =YES)。检测到该按下的整体控制部100执行结束通常摄影的处理。
下面，使用图观，对于高速摄影录制处理进行说明。图28是高速摄影录制处理的流程图。影像信号处理部M对经由前端部50从摄像元件40按帧速率R2发送来的影像数据进行处理，将其记录于缓冲存储器90中(步骤S900)。影像信号处理部讨将可最大高速录制时间Tmax期间的高速摄影影像数据储存于缓冲存储器90中，和Tmax相比更旧的数据则从帧速率R2变换为帧速率Rl的影像数据，记录于记录媒体91中(步骤S910)。该变换由帧合成部58进行。若用户将高速摄影开关16完全按下，指示了录制(步骤S920)，则检测到该按下的整体控制部100对影像信号处理部M委托，以便进行录制。此时，通知用户事先所设定的记录模式，也就是记录录制指示时之前的影像数据，还是记录前后时间的影像，还是记录之后的影像。接收到委托后的影像信号处理部M按照所通知的录制模式，取得对应Tmax的量的高速摄影影像数据，将其记录于缓冲存储器90中(步骤S970)。所取得的Tmax数据之外的影像数据则变换为帧速率R1，记录于记录媒体91中。录制模式为记录录制指示时之前的影像数据时(步骤S930 :(1))，取得从录制指示时往前的Tmax的影像数据(步骤S940)，为录制模式记录录制指示时前后的影像数据时 (步骤S930 (2)),取得与录制指示时相比在前后的Tmax的影像数据(步骤S950)，录制模式为记录录制指示时之后的影像数据时(步骤S930 C3))，取得从录制指示时往后的Tmax 的影像数据(步骤S960)。〈切换时的帧记录方法〉在从通常摄影切换为高速摄影时，可能产生无法保证1帧图像的情况，对于该情况的应对方法进行说明。该情况指的是，采用约简方式(参见图4)来改变帧速率的情况。换言之，在改变扫描方式时，也就是说，从全扫描变为约简扫描时、和从约简扫描变为全扫描时，有时在1帧之间图像信号出现混乱。对于该情况下生成无法保证的1帧图像的方法，使用图四进行说明。图四是表示帧速率切换时的帧生成方法的附图。本附图和图5相同，表示从通常摄影开始进行高速摄影并再次返回通常摄影时的光圈、曝光时间、摄影模式的时序图和帧迁移表，下部表示帧合成处理的流程。t4 t5和伪 t9的各1帧是无法保证的帧。在本附图中，分别记述为缓冲帧 110和缓冲帧111。也就是说，通过在通常摄影的通常帧速率的最后帧11 和高速摄影的高速帧速率的最开始帧112b之间，加入缓冲帧110，从而有在该缓冲时间中，不受到因执行摄像元件 40的扫描切换而输出的混乱的影像信号影响这样的效果。在后面的缓冲帧111时，在帧112g和帧11 之间加入缓冲帧111。但是，因加入该缓冲帧，而导致t4 t5或伪 t9之间1帧的量的影像信息消失， 不能无缝地进行拍摄。因此，为了解决该空白，根据本发明，在步骤10 中合成高速帧速率的帧112b、 112c、112d，制作合成帧113。
接着，在步骤10 中，将所合成的合成帧113和通常帧速率的帧11 加以合成， 制作1幅合成帧。在步骤105c中，在最后帧11 和帧112b之间定义而，以使得帧顺序现实或者虚拟地连续，在步骤105d中将其记录于存储器中。在缓冲帧111时也相同，经过步骤105f、105g、105h，在步骤105i中将其记录于存
储器中。但是，因为若在摄影期间中执行了这些处理，则CPU或影像信号处理部M的负荷变得过大，所以如步骤105」、10证所示，通过在摄影结束后进行处理、记录，就可以防止负荷增大，存在结构变得简单这样的效果。由于这样设置缓冲帧110、111，从去除缓冲帧后的图像前后的帧进行制作，因而关联变得良好，因此存在可以连续或者无缝地进行拍摄这样的效果。图30是将图四的光圈校正方式改变为使用图8所说明的增益校正方式时的实施例，因为动作相同所以省略其说明。<约简方式时的再现方法>下面，对于再现所记录的影像数据时的方法，进行说明。图31是表示再现在约简方式下所拍摄的影像时的方法的附图。在本附图中，矩形代表1帧，1帧中的横线表示所扫描的线。高速模式下的帧速率设为180fps，通常速度模式下的帧速率设为60fps。第1段是在约简方式下实际拍摄到的影像数据，第2段是所记录的影像数据。第 3段表示慢速再现图像数据。第4段表示和第2段相同的记录数据，第5段表示通常再现图像数据。这里，影像数据之中，在约简方式下所拍摄的约简形式的帧由帧合成部58，参照其他的帧来补偿缺失的线，作为全线(full line)形式的帧，进行存储(参见第2段)。该方法的一例将使用图32在下面进行说明。通过这样记录，从而在通用的再现装置中也能够进行再现。若将该记录数据按原状，按通常的帧速率进行了再现，则在高速模式下所拍摄的部分作为慢速影像进行再现(参见第3段)。另外，因为从该记录数据，进行通常的再现，所以在高速模式下所拍摄的部分若由帧合成部58来合成3帧，作为1帧(参见第4段)，按通常的帧速率进行了再现，则作为通常速度的影像进行再现(参见第5段)。这样，若在高速摄影期间，将第1段那样的在约简方式下所拍摄的影像数据，象第 4段和第5段那样，输出了每3帧1次的巾贞，则实质上可以按通常速度进行再现，输出和通常摄影期间在运动上完全相同的动态图像。还有，在使扫描速度高速化的直接方式下所拍摄的影像由于和本附图第2段的记录数据相同，因而能够同样地按通常速度进行再现。下面，使用图32 36，对于从约简形式的帧生成全线形式的帧的方法进行说明。图32是表示约简插补处理流程的附图。帧120a、120b、120c进行约简扫描(步骤121a)，作为约简图像122a、122b、122c进行输出。这些约简图像在图2的运动检测部1 中进行运动校正，由约简插补部123(步骤121b)的对位部124按块单位完成对位(步骤121c)。将这些象素由结合部128进行结合(步骤121d)，获得结合图像125 (步骤121e)， 将该图像，由再取样部1 进行再取样(步骤121f)。这里，所谓的再取样是指，在按少数象素精度进行了对位时，将对位结果修整为最接近的整数象素位置。随后，在约简图像的对位因遮挡(occlusion)或变形、运动矢量过大等的原因而未正常完成时，由复原部130进行复原，例如获得1080P的全线图像131a(步骤121g)。这里所谓的复原是指，进行所谓的画面内插补，如图36所示，由差分检测部127取得1 7各方向的线上象素的差分，采用在差分最小的方向上的象素群，以插补生成被约简后的线的象素。例如，从在差分最小的方向上的位于所选择的扫描线上的2个象素，通过内插生成被约简后的扫描线的象素。同样，全线图像131a之前的帧131b是从约简图像122d、122a、122b的3幅图像由约简插补部121b进行插补而获得的，而更前面的帧131c是从约简图像12加、122d、122a,通过由约简插补部121b进行插补而获得的。使用图33来说明该约简插补过程。第1段表示摄像元件40拍摄的图像，第2段表示所记录的影像数据。本附图中记录的影像数据和图31不同，是被约简后的原状的帧的数据。 第3段表示全线图像数据。首先，从摄像元件40拍摄的图像(参见第1段)进行约简，获得约简图像121a、 12让、121(、121(1(参见第2段)。这里，虽然设为记录约简图像，但是如第3段所示，获得插补后的全线图像131a、 131d、131e、131f，记录该全线图像，也可以。虽然需要根据摄影装置的数据处理能力，来对是记录约简图像还是记录全线图像进行改变，但是为了执行图32所示的那种全线图像131的插补处理，需要较大的数据处理能力和功率。从而，摄像机之中全线下的实时插补处理及动态图像编码处理需要等待半导体技术的大幅度进步。鉴于这一点，在本发明中将提出现实的方式。图33第2段的约简图像121a等因为产生欠采样噪声(aliasing noise)导致的干涉条纹(moire)等，所以不适于原样进行画面显示。因此，如图34所示，在将约简图像121a、121b、121c由合成部138之中的运动校正部134进行运动校正之后，由混合部133按垂直方向将线加以混合，来生成1条线。获得垂直线变成1/3后的合成图像13fe。同样，还获得混合图像13恥、135c。这些图像因为由欠采样噪声导致的干涉条纹等已消除，所以能用于摄像机的显示图像。虽然线数变为1/3，但是因为数码相机的画面尺寸较小，所以并不那么造成障碍。另外，因为若与全线的插补处理相比，1/3的处理就可以，所以在数码相机中也能够处理。再者，还存在消耗功率也变为1/3这样的效果，可以减少电池容量。还有，在数码相机较小的画面上，即便线数变为1/3，普通的使用者也不能区别。但是，就数码相机而言，为了放大画面观看焦点等的拍摄状况，一般实施图像缩放这样的处理。因为合成图像是1/3的线数，所以若进行了放大则变得较粗糙。因此，象图35那样，虽然在进行了变焦时变得粗糙到某固定程度，但是若达到某固定程度以上，则获得部分插补区域137a、137b等，该部分插补区域137a、137b等是将作为图35第2段所示的约简图像13加、132b、132c部分区域的、第3段所示的部分区域136a、 136b、136c的区域，通过约简插补部123进行插补后的部分区域。该部分插补区域137a、137b等的分辨率若只观看该区域，则和全线图像131相同。 从而，在变焦显示中，因为和全线相同的分辨率的图像被显示于数码相机的画面上，所以能够在放大显示画面上确认焦点等。在该方式中，因为为了执行部分区域的插补处理，处理量要变为1/n，例如1/3，所以获得1/3处理量的器件和1/3的消耗功率，因此存在现实的数码相机得以实现这样的效果。< 补充 >上面，对于本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述方式，也可以如下加以实施。(1)摄影装置也可以采用1个芯片或者多个芯片的集成电路，来实现图3各结构要件的全部或一部分。例如，可以将图3用虚线围起来的部分作为1个芯片等。(2)摄影装置既可以采用计算机的程序，来实现图3各结构要件的全部或一部分， 也可以采用其他任何的方式来实施。在计算机程序时，既可以成为使计算机读入存储卡、CD-ROM等任何记录媒体中所写入的程序，加以执行的形式，也可以成为经由网络下载程序加以执行的形式。产业上的可利用性本发明所涉及的摄像装置作为具有在摄影帧速率切换中将曝光量保持为固定的功能并拍摄高速的运动体的高速摄像机是有用的。另外，还可以应用于具有用于在通常的动态图像摄影中拍摄移动量大的被拍摄体的高速摄影功能的视频摄像机、数字摄像机等的用途中。
权利要求
1.一种摄影装置，其特征为， 具备摄像机构，从通过入射光的光电变换来蓄积电荷的摄像元件读出信号，按预定的帧速率依次输出图像帧；帧速率变更机构，在由上述摄像机构依次输出图像帧时变更帧速率； 光圈调整机构，变更用于决定上述入射光的量的光圈大小；曝光时间调整机构，变更曝光时间，该曝光时间是蓄积将上述入射光进行光电变换而获得的电荷的时间；决定机构，决定变更后的光圈大小，以使得按变更后的帧速率拍摄时的每图像帧的蓄积电荷总量和按变更前的帧速率拍摄的每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度；以及控制机构，在由上述帧速率变更机构变更帧速率之前，从变更前的光圈大小起到由上述决定机构所决定的变更后的光圈大小为止，使上述光圈调整机构转变光圈大小，并且使上述曝光时间调整机构按照光圈大小转变曝光时间，以使得每帧的蓄积电荷总量和变更前每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度。
2.如权利要求1所述的摄影装置，其特征为，上述摄影装置还具备指示取得机构，在依次输出图像帧时，从本装置外部取得帧速率的变更指示；在由上述指示取得机构取得了指示时，上述决定机构决定变更后的光圈大小， 上述控制机构从由上述指示取得机构取得了指示时开始，在变更帧速率之前，使上述光圈调整机构和上述曝光时间调整机构转变光圈大小和曝光时间。
3.如权利要求1所述的摄影装置，其特征为，上述决定机构还根据变更后的帧速率决定曝光时间，在决定为变更后的曝光时间变为变更前的曝光时间的Ι/a倍时，决定光圈大小以使光圈的开口面积变为变更前的大致a倍， 上述控制机构使上述曝光时间调整机构将曝光时间转变为达到由上述决定机构所决定的曝光时间。
4.如权利要求1所述的摄影装置，其特征为，上述控制机构还在由上述帧速率变更机构从变更后的帧速率再次变更为和变更前的帧速率相同的帧速率时，在该变更之后，从上述变更后的光圈大小起到上述变更前的光圈大小为止，使上述光圈调整机构转变光圈大小，并且使上述曝光时间调整机构按照光圈大小转变曝光时间，以使得每帧的蓄积电荷总量和变更前每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度。
5.如权利要求1所述的摄影装置，其特征为，上述变更后的帧速率是比变更前的帧速率高的速率， 上述摄影装置还具备 记录指示取得机构，取得记录的指示；变换机构，从按变更后的帧速率输出的图像帧，变换为按变更前的帧速率输出的图像帧；以及存储机构，存储由上述摄像机构输出的图像帧，在由上述帧速率变更机构变更帧速率之后，由上述记录指示取得机构取得了指示时，存储该指示的前后预定数量的图像帧，对于上述指示的前后预定数量之外的图像帧，由上述变换机构进行变换后再予以存储。
6.一种摄影装置，其特征为， 具备摄像机构，从通过入射光的光电变换来蓄积电荷的摄像元件读出信号，按预定的帧速率依次输出图像帧；帧速率变更机构，在由上述摄像机构依次输出图像帧时变更帧速率； 光圈调整机构，变更用于决定上述入射光的量的光圈大小；曝光时间调整机构，变更曝光时间，该曝光时间是蓄积将上述入射光进行光电变换而获得的电荷的时间；决定机构，决定变更后的光圈大小，以使得按变更曝光时间后的帧速率拍摄时的每1 图像帧的蓄积电荷总量和按变更前的帧速率拍摄的每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度； 以及控制机构，从由上述帧速率变更机构变更了帧速率时开始，从变更前的光圈大小起到由上述决定机构所决定的变更后的光圈大小为止，使上述光圈调整机构转变光圈大小。
7.一种集成电路，在摄影装置中使用，其特征为，摄像机构，从通过入射光的光电变换来蓄积电荷的摄像元件读出信号，按预定的帧速率依次输出图像帧；帧速率变更机构，在由上述摄像机构依次输出图像帧时变更帧速率； 光圈调整机构，变更用于决定上述入射光的量的光圈大小；曝光时间调整机构，变更曝光时间，该曝光时间是蓄积将上述入射光进行光电变换而获得的电荷的时间；决定机构，决定变更后的光圈大小，以使得按变更后的帧速率拍摄时的每图像帧的蓄积电荷总量和按变更前的帧速率拍摄的每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度；以及控制机构，在由上述帧速率变更机构变更帧速率之前，从变更前的光圈大小起到由上述决定机构所决定的变更后的光圈大小为止，使上述光圈调整机构转变光圈大小，并且使上述曝光时间调整机构按照光圈大小转变曝光时间，以使得每帧的蓄积电荷总量和变更前每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度。
8.一种摄影方法，在摄影装置中使用，其特征为，摄像步骤，从通过入射光的光电变换来蓄积电荷的摄像元件读出信号，按预定的帧速率依次输出图像帧；帧速率变更步骤，在通过上述摄像步骤依次输出图像帧时变更帧速率； 光圈调整步骤，变更用于决定上述入射光的量的光圈大小；曝光时间调整步骤，变更曝光时间，该曝光时间是蓄积将上述入射光进行光电变换而获得的电荷的时间；决定步骤，决定变更后的光圈大小，以使得按变更后的帧速率拍摄时的每图像帧的蓄积电荷总量和按变更前的帧速率拍摄的每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度；以及控制步骤，在通过上述帧速率变更步骤变更帧速率之前，从变更前的光圈大小起到由上述决定步骤所决定的变更后的光圈大小为止，通过上述光圈调整步骤转变光圈大小，并且通过上述曝光时间调整步骤按照光圈大小转变曝光时间，以使得每帧的蓄积电荷总量和变更前每图像帧的蓄积电荷总量为相同程度。
全文摘要
本发明所涉及的摄影装置在按通常的帧速率拍摄的过程中切换为高速摄影进行拍摄时，通过在切换前，转变为即便在高速摄影时可以确保的曝光时间下也可以确保和切换前同等的曝光量的光圈、和在高速摄影时可以确保的曝光时间，从而可以快速切换，且拍摄出切换时的再现画面为无缝的影像。
文档编号H04N5/232GK102547127SQ20121001902
公开日2012年7月4日 申请日期2008年7月25日 优先权日2007年7月26日
发明者大岛光昭, 手塚忠则, 渊上郁雄, 远间正真 申请人:松下电器产业株式会社