特許 6885998 ＮＤフィルタの切換装置、切換方法、および切換プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6885998

(24)【登録日】2021年5月17日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】ＮＤフィルタの切換装置、切換方法、および切換プログラム

(51)【国際特許分類】

   G03B 11/00 20210101AFI20210603BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   G03B11/00

   G03B15/00 U

【請求項の数】20

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-205064(P2019-205064)

(22)【出願日】2019年11月12日

(65)【公開番号】特開2021-76783(P2021-76783A)

(43)【公開日】2021年5月20日

【審査請求日】2019年12月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】513068816

【氏名又は名称】エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＺ ＤＪＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本庄 謙一

(72)【発明者】

【氏名】安田 知長

【審査官】 三宅 克馬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０９５４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４３９２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ １１／００

Ｇ０３Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＮＤフィルタの切換装置であって、前記切換装置が処理部を備え、
前記処理部は、
複数のＮＤフィルタのＮＤ値をそれぞれ取得し、
前記取得したＮＤ値に基づいて、ＮＤフィルタの組み合わせを複数有する、組み合わせパターンを取得し、
前記組み合わせパターンに含まれる各組み合わせについて、所定の特性パラメータを取得し、
前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記所定の特性パラメータに基づいて１以上の組み合わせを選択し、
選択された組み合わせに基づいて、ＮＤフィルタを切換える、
ＮＤフィルタの切換装置。

【請求項2】

前記処理部が、
前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記特性パラメータに基づいて１の組み合わせを選択する、
請求項１に記載の切換装置。

【請求項3】

前記処理部が、
取得した複数のＮＤフィルタのＮＤ値に基づいて、組み合わせの全パターンを取得する、請求項１又は請求項２に記載の切換装置。

【請求項4】

前記所定の特性パラメータが、その組み合わせで用いられるＮＤフィルタの挿入枚数である、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の切換装置。

【請求項5】

前記所定の特性パラメータが、その組み合わせで用いられるＮＤフィルタの抜き差しの応答速度である、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の切換装置。

【請求項6】

前記所定の特性パラメータが、レンズに入射する光の所定の波長範囲における、濃度の理論値を実際値が上回っている領域の面積と、濃度の理論値を実際値が下回っている領域の面積の差である、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の切換装置。

【請求項7】

装置による、ＮＤフィルタの切換方法であって、
複数のＮＤフィルタのＮＤ値をそれぞれ取得する、ＮＤ値取得ステップと、
前記取得したＮＤ値に基づいて、ＮＤフィルタの組み合わせを複数有する、組み合わせパターンを取得する、組み合わせパターン取得ステップと、
前記組み合わせパターンに含まれる各組み合わせについて、所定の特性パラメータを取得する、特性パラメータ取得ステップと、
前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記所定の特性パラメータに基づいて１以上の組み合わせを選択する、選択ステップと、
選択された組み合わせに基づいて、ＮＤフィルタを切換える、切換ステップと、
を有する、ＮＤフィルタの切換方法。

【請求項8】

前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記特性パラメータに基づいて１の組み合わせを選択する、
請求項７に記載の切換方法。

【請求項9】

取得した複数のＮＤフィルタのＮＤ値に基づいて、組み合わせの全パターンを取得する、請求項７又は請求項８に記載の切換方法。

【請求項10】

前記所定の特性パラメータが、その組み合わせで用いられるＮＤフィルタの挿入枚数である、
請求項７から請求項９の何れか１項に記載の切換方法。

【請求項11】

前記所定の特性パラメータが、その組み合わせで用いられるＮＤフィルタの抜き差しの応答速度である、
請求項７から請求項９の何れか１項に記載の切換方法。

【請求項12】

前記所定の特性パラメータが、レンズに入射する光の所定の波長範囲における、濃度の理論値を実際値が上回っている領域の面積と、濃度の理論値を実際値が下回っている領域の面積の差である、
請求項７から請求項９の何れか１項に記載の切換方法。

【請求項13】

ＮＤフィルタの切換プログラムであって、
複数のＮＤフィルタのＮＤ値をそれぞれ取得する、ＮＤ値取得ステップと、
前記取得したＮＤ値に基づいて、ＮＤフィルタの組み合わせを複数有する、組み合わせパターンを取得する、組み合わせパターン取得ステップと、
前記組み合わせパターンに含まれる各組み合わせについて、所定の特性パラメータを取得する、特性パラメータ取得ステップと、
前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記特性パラメータに基づいて１以上の組み合わせを選択する、選択ステップと、
選択された組み合わせに基づいて、ＮＤフィルタを切換える、切換ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項14】

請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。

【請求項15】

請求項１から請求項６の何れか１項に記載の切換装置を備えたカメラ。

【請求項16】

請求項１３に記載のプログラムを備えたカメラ。

【請求項17】

無人航空機にマウントするための接続部を備える、請求項１５または請求項１６に記載のカメラ。

【請求項18】

ジンバル装置にマウントするための接続部を備える、請求項１５または請求項１６に記載のカメラ。

【請求項19】

請求項１から請求項６の何れか１項に記載の切換装置を備えた無人航空機。

【請求項20】

請求項１３に記載のプログラムを備えた無人航空機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＮＤフィルタの切換装置、切換方法、および切換プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レンズ側のＮＤフィルタと本体側のＮＤフィルタを切換える光学機器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−５４１２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＮＤフィルタは、例えばカメラボディ側に２枚、カメラレンズ側に２枚というように、合計２枚を越えて組み合わせることができる。ここで、いわゆる全濃度は、使用したＮＤフィルタのＮＤ値の積として計算することができる。例えば、ＮＤ２のフィルタを１枚、ＮＤ４のフィルタを１枚使用した場合の全濃度は、２×４＝８となる。すると、同じ全濃度８を得る為のＮＤフィルタの組み合わせは複数パターン存在し得る。例えば、ＮＤ２のフィルタを３枚使用しても、２×２×２＝８となる。このような場合、所望の全濃度を有するＮＤフィルタの組み合わせのうち、どの組み合わせを用いれば最適であるかを、自動的に決定することができなかった。

【0005】

本開示は、複数のＮＤフィルタが挿入可能なカメラシステムにおいて、複数のＮＤフィルタを挿入して、重複した全濃度が算出される組み合わせが複数存在している場合であっても、その中から最適なＮＤフィルタの組み合わせを自動的に決定できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様において、ＮＤフィルタの切換装置が処理部を備え、前記処理部は、複数のＮＤフィルタのＮＤ値をそれぞれ取得し、前記取得したＮＤ値に基づいて、ＮＤフィルタの組み合わせを複数有する、組み合わせパターンを取得し、前記組み合わせパターンに含まれる各組み合わせについて、所定の特性パラメータを取得し、前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記所定の特性パラメータに基づいて１以上の組み合わせを選択し、選択された組み合わせに基づいて、ＮＤフィルタを切換える。

【0007】

一態様において、装置による、ＮＤフィルタの切換方法が、複数のＮＤフィルタのＮＤ値をそれぞれ取得する、ＮＤ値取得ステップと、前記取得したＮＤ値に基づいて、ＮＤフィルタの組み合わせを複数有する、組み合わせパターンを取得する、組み合わせパターン取得ステップと、前記組み合わせパターンに含まれる各組み合わせについて、所定の特性パラメータを取得する、特性パラメータ取得ステップと、前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記特性パラメータに基づいて１以上の組み合わせを選択する、選択ステップと、選択された組み合わせに基づいて、ＮＤフィルタを切換える、切換ステップと、を有する。

【0008】

一態様において、ＮＤフィルタの切換プログラムが、複数のＮＤフィルタのＮＤ値をそれぞれ取得する、ＮＤ値取得ステップと、前記取得したＮＤ値に基づいて、ＮＤフィルタの組み合わせを複数有する、組み合わせパターンを取得する、組み合わせパターン取得ステップと、前記組み合わせパターンに含まれる各組み合わせについて、所定の特性パラメータを取得する、特性パラメータ取得ステップと、前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記所定の特性パラメータに基づいて１以上の組み合わせを選択する、選択ステップと、選択された組み合わせに基づいて、ＮＤフィルタを切換える、切換ステップと、をコンピュータに実行させる。

【0009】

前記処理部は、前記組み合わせパターンにおける、同一の全濃度を有するグループの中から、前記特性パラメータに基づいて１の組み合わせを選択してよい。

【0010】

前記処理部は、取得した複数のＮＤフィルタのＮＤ値に基づいて、組み合わせの全パターンを取得してよい。

【0011】

一態様において、前記所定の特性パラメータは、レンズに入射する光の波長と、ＮＤフィルタの透過率との積であってよい。前記所定の特性パラメータは、その組み合わせで用いられるＮＤフィルタの挿入枚数であってよい。前記所定の特性パラメータは、その組み合わせで用いられるＮＤフィルタの抜き差しの応答速度であってよい。前記所定の特性パラメータは、レンズに入射する光の所定の波長範囲における、濃度の理論値を実際値が上回っている領域の面積と、濃度の理論値を実際値が下回っている領域の面積の差であってよい。

【0012】

一態様において、コンピュータ読取り可能な記録媒体が、上記に記載のプログラムを記録してよい。

【0013】

一態様において、カメラが、上述の切換装置やプログラムを備えていてよい。

【0014】

一態様において、カメラが、無人航空機やジンバル装置にマウントするための接続部を備えていてよい。

【0015】

一態様において、無人航空機が、上述の切換装置やプログラムを備えていてよい。

【0016】

なお、上記の発明の概要は、本開示の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【発明の効果】

【0017】

複数のＮＤフィルタを組み合わせた場合、特に可変ＮＤのような調整可能なＮＤフィルタをカメラシステムに組み込んだ場合に、ＮＤフィルタを適切に、自動的に切換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本開示の切換処理を行うカメラ１００の外観図

【図2】本開示の切換処理を行うカメラ１００の構造図

【図3】磁石式ＮＤフィルタ２５の構成例を示す図

【図4】機械式ＮＤフィルタ１５の構成例を示す図

【図5】磁石式ＮＤフィルタ２５および機械式ＮＤフィルタ１５の切換処理を説明するフロー図

【図6A】切換処理の表による説明図

【図6B】切換処理の表による説明図

【図6C】切換処理の表による説明図

【図7】特性パラメータの他の例を説明する図

【図8】可変式ＮＤフィルタ１７の構成例を説明する図

【図9】可変式ＮＤフィルタ１７を備えたカメラ１０１の構造図

【図10】手動で抜き差しできるタイプの可変式ＮＤフィルタ示す図

【図11】本開示の切換処理を行うカメラ１００、１０１を、無人航空機３やジンバル装置４にマウントした状態を示す図

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、発明の実施形態を通じて本開示を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須とは限らない。

【0020】

特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイル又はレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。

【0021】

（実施形態）
以下の実施形態では、理解を容易とするため、カメラボディ及びカメラレンズの双方にＮＤフィルタが設けられているカメラについて、ＮＤフィルタ切換制御を行うという前提で、本開示を詳述する。しかしながら、これにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。例えば、カメラレンズ側のみに複数のＮＤフィルタが設けられている場合等を、本願は排除するものではない。

【0022】

図１は、本開示の切換処理を行うカメラ１００の外観図である。カメラ１００は、カメラボディ１とカメラレンズ２を備える。カメラボディ１とカメラレンズ２は、互いに着脱可能なものであっても、着脱不能な一体式のものであってもよい。

【0023】

カメラ１００は、例えば一眼レフカメラやコンパクトデジタルカメラ等であってよい。カメラ１００は、無人航空機（ＵＡＶ）に支持されることが可能なカメラであってもよい。カメラ１００は、ジンバル装置に支持されることが可能なカメラであってもよい。ただし、カメラの種類はこれらに限定されない。

【0024】

図２は、本開示のＮＤフィルタの切換処理を行うカメラ１００の構造図である。まず、カメラボディ１側の構成を説明する。カメラボディ１は、撮像制御部１０と、撮像素子１１と、メモリ１２と、操作部１３と、表示部１４と、機械式ＮＤフィルタ１５と、切換制御部１６とを備える。シャッタ駆動部やゲイン制御部、フラッシュ等の、追加の構成を備えてもよい。

【0025】

撮像制御部１０は、ＣＰＵやＭＰＵ等のマイクロプロセッサ、ＭＣＵ等のマイクロコントローラなどにより構成されていてよい。撮像制御部１０は、カメラ１００による撮像を制御する。また、撮像制御部１０は、露光時間、絞り（アイリス）などの撮像条件を決定する。撮像制御部１０は、撮像素子１１に撮像の指示を送信してよい。

【0026】

カメラレンズ２を通って入射した光は、撮像素子１１の撮像面上に結像する。撮像素子１１は、撮像面上に結像した光学像を光電変換し、画像信号として出力する。撮像素子１１には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型ＭＯＳ）イメージセンサが用いられてよい。

【0027】

撮像制御部１０は、入力された画像信号に対し、アナログデジタル変換を行って画像データを生成してよい。撮像制御部１０は、シェーディング補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、ディベイヤ、圧縮等の各種の画像処理を行ってよい。

【0028】

メモリ１２は、各種データや画像データ等を記憶する記録媒体である。メモリ１２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどであってよい。メモリ１２は、カメラボディ１から取り外し可能に設けられてよい。メモリ１２は、撮像制御部１０が撮像素子１１等を制御するのに必要なプログラム等を格納してよい。メモリ１２は、例えば、シャッタスピードＳ、Ｆ値、ＩＳＯ感度、ＮＤ値を基に露光量を算出するための露光制御情報を保持してよい。ＩＳＯ感度は、ゲインに対応する値である。ＮＤ値は減光フィルタによる減光度を表す。露光制御情報は、ＡＥアルゴリズムを含む。

【0029】

操作部１３は、例えばカメラボディ１に設けられたボタンやスイッチ、十字キー等の、ユーザによる操作を受け付けるインタフェースであってよい。表示部１４は、表示部１４は、カメラボディ１の背面に設けられたモニタ等の、ユーザにカメラ側からの情報を提示するためのインタフェースであってよい。

【0030】

機械式ＮＤフィルタ１５は、入射する光の量を制限する減光を行う。本実施例においては、機械式ＮＤフィルタ１５は、切換制御部１６の制御の下、フィルタの挿抜が可能である。かかる機械式ＮＤフィルタ１５については、図４に基づいて後述する。

【0031】

次に、カメラレンズ２側の構成を説明する。カメラレンズ２は、レンズ群２１およびレンズ駆動部２２、レンズ制御部２３、メモリ２４、磁石式ＮＤフィルタ２５、コイル２６を備える。絞りや絞り駆動部等の、追加の構成を備えてもよい。

【0032】

レンズ群２１は、被写体からの光を集光して撮像素子１１に結像する。レンズ群２１は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、像振れ補正用レンズ等を含む。レンズ群２１は、レンズ駆動部２２によって駆動される。レンズ駆動部２２はモータ（図示せず）を有し、撮像制御部１０からの制御信号を入力すると、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含むレンズ群２１を光軸方向に移動させてよい。レンズ駆動部２２は、ズームレンズを移動させてズーム倍率を変更するズーミング動作を行う場合、レンズ群２１を収容する鏡筒を前後方向に伸縮させてよい。

【0033】

レンズ制御部２３は、カメラボディ１の撮像制御部１０の制御の下、レンズ駆動部２２、メモリ２４、コイル２６等を制御してよい。

【0034】

メモリ２４は、レンズ群２１や磁石式ＮＤフィルタ２５等を制御するための各種データを記憶する記録媒体である。メモリ２４は、例えば、シャッタスピードＳ、Ｆ値、ＩＳＯ感度、ＮＤ値を基に露光量を算出するための露光制御情報を保持してよい。ＩＳＯ感度は、ゲインに対応する値である。ＮＤ値は減光フィルタによる減光度を表す。露光制御情報は、ＡＥアルゴリズムを含んでよい。また、メモリ２４は、使用されている磁石式ＮＤフィルタ２５のＮＤ値や、磁石式ＮＤフィルタ２５の挿抜状態を示す情報等を保持してよい。

【0035】

磁石式ＮＤフィルタ２５は、入射する光の量を制限する減光を行う。本実施形態においては、磁石式ＮＤフィルタ２５は、コイル２６による切換制御の下、フィルタの挿抜が可能である。かかる磁石式ＮＤフィルタ２５については、図３に基づいて後述する。

【0036】

図３は、カメラレンズ２が備える磁石式ＮＤフィルタ２５の構成例を示す図であり、図３（ａ）は、磁石式ＮＤフィルタ２５が光軸上に挿入されている状態を、図３（ｂ）は、磁石式ＮＤフィルタ２５が光軸上に挿入されていない状態を、それぞれ示している。

【0037】

図３に示すように、フィルタ２５１が、支持体２５２に固定されている。支持体２５２の、フィルタ２５１とは反対側には、磁石２５３が設けられている。支持体２５２の、フィルタ２５１と磁石２５３との間に、軸２５４が設けられている。かかる構成を有する磁石式ＮＤフィルタ２５は、軸２５４を中心に回動可能である。

【0038】

磁石式ＮＤフィルタ２５の、磁石２５３の近傍には、コイル２６（図２参照）が配置されている。レンズ制御部２３の制御の下、コイル２６に流す電流を切換えることにより、コイル２６に磁力が発生する。このコイル２６の磁力と磁石２５３の磁力とにより、磁石式ＮＤフィルタ２５は、軸２５４を中心にして、図３（ａ）および図３（ｂ）に示したように回動する。例えばこのような構成により、磁石式ＮＤフィルタ２５が光軸上に挿入されているオン状態（図３（ａ））と、磁石式ＮＤフィルタ２５が光軸上に挿入されていないオフ状態（図３（ｂ））とを切換えることができる。

【0039】

磁石式ＮＤフィルタ２５が備えるフィルタ２５１は、例えばＮＤ２、ＮＤ４、ＮＤ１６等のＮＤ値を有している。ＮＤ２の場合は光量を２分の１に、ＮＤ４の場合は光量を４分の１に、ＮＤ１６の場合は光量を１６分の１に、それぞれ減光することができる。

【0040】

磁石式ＮＤフィルタ２５の枚数は１枚とは限らない。例えばカメラレンズ２の光軸上に、ＮＤフィルタを複数枚、並べて配置することができる。

【0041】

図４は、カメラボディ１が備える機械式ＮＤフィルタ１５の構成例を示す図であり、図４（ａ）は、機械式ＮＤフィルタ１５が光軸上に挿入されている状態を、図４（ｂ）は、機械式ＮＤフィルタ１５が光軸上に挿入されていない状態を、それぞれ示している。

【0042】

図４に示すように、機械式ＮＤフィルタ１５は、支持体１５１と、ガイド１５２と、ギア１５３と、モータ１５４とを備える。ガイド１５２は、カメラの光軸と直交する方向（図４の上下方向）に延びている。支持体１５１の両端には歯１５１１が設けられている。この歯１５１１がギア１５３と噛み合っており、ギア１５３はモータ１５４によって駆動される。なお、モータ１５４はステッピングモータであってよい。支持体１５１は、モータ１５４の動力によって、ガイド１５２に沿うように、カメラの光軸と直交する方向（図４の上下方向）に移動する。

【0043】

支持体１５１は、透明ガラス１５５とフィルタ１５６とを、前記光軸と直交する方向に並ぶように支持している。よって、透明ガラス１５５とフィルタ１５６も、モータ１５４の動力によって、ガイド１５２に沿うように、カメラの光軸と直交する方向（図４の上下方向）に移動する。

【0044】

例えばこのような構成により、フィルタ１５６が光軸上に挿入されているオン状態（図４（ａ））と、フィルタ１５６が光軸上に挿入されていないオフ状態（図４（ｂ））とを切換えることができる。

【0045】

機械式ＮＤフィルタ１５が備えるフィルタ１５６は、例えばＮＤ２、ＮＤ４、ＮＤ１６等のＮＤ値を有している。ＮＤ２の場合は光量を２分の１に、ＮＤ４の場合は光量を４分の１に、ＮＤ１６の場合は光量を１６分の１に、それぞれ減光することができる。

【0046】

なお、図４（ｂ）においては、透明ガラス１５５が光軸上に挿入されている。機械式ＮＤフィルタ１５において、この透明ガラス１５５を設けない場合、フランジバック分の光路長が変化してしまう。これを防止するため、透明ガラス１５５を設ける。

【0047】

また、機械式ＮＤフィルタ１５は、ステッピングモータであるモータ１５４を駆動する時間も必要となる為、図３を参照して前述した磁石式ＮＤフィルタ２５の方が、図４に示した機械式ＮＤフィルタ１５よりも、オン状態とオン状態との間の切換え速度が速い。

【0048】

図５は、本開示による、磁石式ＮＤフィルタ２５（図３）および機械式ＮＤフィルタ１５（図４）の切換処理を説明するフロー図である。図６は、切換処理の表による説明図である。以下、図５及び図６に基づいて、本開示によるＮＤフィルタの切換処理について詳述する。

【0049】

前提条件として、以下の実施形態においては、カメラ１００は複数のＮＤフィルタを備えているとする。具体的には、カメラボディ１は最大２枚の機械式ＮＤフィルタ１５を光軸上に選択的に挿入可能であり、カメラレンズ２も最大２枚の磁石式ＮＤフィルタ２５を光軸上に選択的に挿入可能であるとする。なお、挿入可能なフィルタの枚数や挿入するための構成は、これに限定されない。

【0050】

ここで、ＮＤフィルタを挿さない場合、すなわち減光が無い場合をＮＤ１と表現する。ユーザが自身のカメラ１００で撮影をする際、このユーザが所望する全濃度を、仮にＮＤ１６であるとする。カメラボディ１側の最大２枚のＮＤフィルタ、および、カメラレンズ２側の最大２枚のＮＤフィルタを用いて、全濃度１６とするには、挿入するＮＤフィルタの組み合わせパターンは複数存在する。たとえば、カメラボディ１側でＮＤ２のフィルタを２枚挿入し、カメラレンズ２側でＮＤ２のフィルタを２枚挿入すれば、その全濃度は２×２×２×２＝１６となり、ユーザの望む全濃度にすることができる。また、カメラボディ１側でＮＤ４のフィルタを２枚挿入し、カメラレンズ２側でＮＤフィルタを挿入しないようにすれば、その全濃度は、４×４×１×１＝１６となり、ユーザの望む全濃度にすることが出来る。

【0051】

このように、ユーザが所望する全濃度を得る為には、使用するＮＤフィルタの組み合わせには複数のパターンが存在する。しかし、その複数パターンのうちのどの組み合わせを採用すれば良いのかを自動的に決定するのは困難である。また、例えばカメラ１００が無人航空機のジンバルに支持されているものであった場合、そのカメラ１００は無人航空機と共に空中にあり、空撮等に用いられる。刻々と変わる空撮環境の中で、前記複数パターンのうちの１つを選択するのも困難である。そこで、本開示においては、ＮＤフィルタの最適な組み合わせを自動的に決定し、ユーザが所望の全濃度で適切にＮＤフィルタを適用できるように、例えば下記のような切換処理を行う。

【0052】

図５に示したステップＳ１０２で、撮像制御部１０が、使用可能なＮＤフィルタのＩＤ情報を取得する。例えば、カメラボディ１が備える機械式ＮＤフィルタ１５や、カメラレンズ２が備える磁石式ＮＤフィルタ２５のＩＤ情報を取得する。ＮＤフィルタの物理的な付け換えが行われることもあるが、このＩＤ取得ステップＳ１０２により、現在使用可能なＮＤフィルタのＮＤ値、種類、枚数等を、カメラ１００が認識できることになる。なお、理解を容易とするため、本例においては、各ステップの処理主体（処理部）は撮像制御部１０であるという前提で説明している。しかし処理主体は撮像制御部１０には限られず、例えばカメラ１００を支持する無人航空機（ＵＡＶ）が備えるＵＡＶ制御部等が処理主体となっても良い。また、取得したＩＤ情報を、カメラレンズ２のメモリ２４や、カメラボディ１のメモリ１２に記憶してもよい。

【0053】

ステップＳ１０４で、撮像制御部１０が、使用可能なＮＤフィルタによって構成し得るＮＤフィルタの組み合わせパターンを作成（取得）する。この組み合わせパターンを含んだ表を例示しているのが、図６Ａである。この例では、組み合わせの全パターンを作成している。

【0054】

図６Ａに示した表の中で、組み合わせパターンに相当するのは、項目「Ｌｅｎｓ」と項目「Ｂｏｄｙ」の部分である。項目「Ｌｅｎｓ」はカメラレンズ２を示している。項目「Ｂｏｄｙ」はカメラボディ１を示している。項目「Ｌｅｎｓ」の中のサブ項目「ＮＤ−ａ」及び「ＮＤ−ｂ」は、カメラレンズ２に挿入する事が可能なＮＤフィルタのＮＤ値（濃度）を示している。項目「Ｂｏｄｙ」の中のサブ項目「ＮＤ−Ａ」及び「ＮＤ−Ｂ」は、カメラボディ１に挿入することが可能なＮＤフィルタのＮＤ値（濃度）を示している。

【0055】

ステップＳ１０６で、撮像制御部１０が全濃度を算出する。図６Ａの表に付加されている項目「全濃度」は、前記組み合わせパターンにおける、ＮＤフィルタの組み合わせにより得られるＮＤ値（濃度）を示している。この全濃度は、ユーザが所望するＮＤ値に対応し得る。図６Ａの表に付加されている項目「挿入枚数」は、その組み合わせに必要なＮＤフィルタの挿入枚数である。

【0056】

図６Ａのデータ部分の第８行目（組み合わせ８）に基づいて例示を行う。カメラレンズ２側の「ＮＤ−ａ」のフィルタとしてＮＤ２のフィルタを挿入し、「ＮＤ−ｂ」のフィルタとしてＮＤ４のフィルタを挿入する。カメラボディ１側の「ＮＤ−Ａ」のフィルタとしてＮＤ２のフィルタを挿入し、「ＮＤ−Ｂ」については、ＮＤフィルタを挿入しない（図４の例では、透明ガラス１５５を挿入する）。このようなＮＤフィルタの組み合わせであれば、全体としてのＮＤ値（全濃度）は、２×４×２×１＝１６となる。ここで、ＮＤフィルタを挿さない場合、すなわち減光が無い場合をＮＤ１としているので、当該組み合わせについての、ＮＤフィルタの挿入枚数は３枚となる。

【0057】

以上のように、ステップＳ１０４でＮＤフィルタの組み合わせパターンを作成し、ステップＳ１０６で、その組み合わせについての全濃度を算出している。しかし、この態様以外の処理でもよい。例えば、ステップＳ１０４で取得する組み合わせパターンは、全部のパターンでなくともよい。必要となる全濃度が予めわかっている場合は、その全濃度に対応するパターンのみを取得することができる。

【0058】

また、挿入枚数の計算は、行わなくともよい。さらには、図６Ａに示しているような項目を備えた表データを事前に作成して、メモリ１２やメモリ２４等に保存しておき、必要に応じてそのデータを撮像制御部１０がメモリ等から取得してもよい。

【0059】

ここで、図６Ａを再び参照すると、作成した組み合わせパターンの中に、全濃度が１６となるＮＤフィルタの組み合わせを示す行が３つ（組み合わせ８、組み合わせ１１、組み合わせ１４）あることがわかる。カメラを有するユーザが全濃度１６となるＮＤフィルタを所望している場合に、適切なフィルタの組み合わせを自動的に決定する為には、この３つの組み合わせ（組み合わせ８、組み合わせ１１、組み合わせ１４）の中から、最適な組み合わせを選ぶ必要がある。

【0060】

そこで、本開示によるＮＤフィルタの切換処理においては、取得した組み合わせパターンに含まれる各組み合わせについて、特性パラメータを取得し、取得した特性パラメータに基づいて、適切な組み合わせを選択する。その為の処理の一例が、図５のステップＳ１０８〜Ｓ１１２に記載されている。

【0061】

ステップＳ１０８において、撮像制御部１０の制御の下、取得済みの組み合わせパターンを全濃度の低い順にソートする。なお、全濃度の高い順にソートしてもよい。このソート処理によって、図６Ａに示した表に含まれる、同じ全濃度を有する行同士が隣接するように、グループ化がなされる（図６ＢのグループＡ〜Ｇ）。

【0062】

続いて、ステップＳ１１０で、撮像制御部１０が、全濃度の重複している組み合わせから成る各グループ（グループＡからグループＧ）の中から、使用する組み合わせを絞り込む処理を行う。この絞り込み処理は、所定の特性パラメータの値を取得した上で、この特性パラメータの良いものを選択する。一つの実施例としては、特性パラメータは、レンズに入射する光の波長と、そのＮＤレンズの組み合わせに係る光の透過率の積であってよく、この場合、撮像制御部１０は、グループ内の、前述の積の値が最大となる組み合わせを選択する（そのような組み合わせに絞り込む）。なお、レンズに入射する光の波長と、そのＮＤレンズの組み合わせに係る光の透過率の積を、第１の特性パラメータと表記する。

【0063】

続いて、ステップＳ１１２で、撮像制御部１０が、絞り込まれた組み合わせにＡ、Ｂ、Ｃ等のラベルを付ける。図６Ｂに示した表は、ステップＳ１１２までが終了した状態を示している。

【0064】

例えば、ユーザがカメラ１００のＮＤ値（全濃度）を１６に設定したい場合、図６Ｃに抜き出されているように、ラベルが付与された組み合わせ１１を使用すればよい。すなわち、撮像制御部１０がカメラレンズ２およびカメラボディ１を制御して、組み合わせ１１となるように、ＮＤフィルタの適用（ＮＤフィルタを光軸上に挿入すること、ＮＤフィルタの切換え）を行う。

【0065】

上述の特性パラメータの値は、撮像制御部１０の制御の下、必要になる都度、動的に算出してよい。例えば、ＮＤフィルタがカメラ１００に対して取り付け、取り外し可能である場合、ステップＳ１０２で、使用可能なＮＤフィルタの変動をカメラ１００が認識した後に、特性パラメータの値を、実際に光を検出しつつ、動的に算出してよい。また、レンズの各組み合わせについての特性パラメータを予め測定しておき、測定値をメモリ１２、２４等に保存しておいてもよい。この測定値の保存が、製品の工場出荷時に行われてもよい。予め測定された測定値を、カメラを支持する無人飛行機のＵＡＶ制御部等に接続されたメモリ等に保存しておいてもよい。

【0066】

以上のように、本開示の切換処理を行うことで、同じ全濃度を有するＮＤフィルタの組み合わせの中でも、特性パラメータの最適な組み合わせをカメラ１００側で自動的に決定し、所望の濃度でＮＤフィルタを適用できるようにすることができる。

【0067】

ここで、ステップＳ１１０の絞り込み処理で用いることが可能な、特性パラメータの他の例について説明する。図７は、特性パラメータの他の例を説明する図である。図７に示した表の横軸は、入射する光の波長である。一例として、所定の波長範囲を４５０ｎｍから６５０ｎｍとする。表の縦軸は、その波長の入射光に対する、ＮＤレンズの実際のＮＤ値（濃度）である。表の実線で示された曲線が、カメラレンズ２側に挿入されたＮＤ４のレンズの、実際の濃度値（レンズ側ＮＤ）を示し、破線で示された曲線が、カメラボディ１側に挿入されたＮＤ４のレンズの、実際の濃度値（ボディ側ＮＤ）を示している。

【0068】

ＮＤ４のレンズの濃度は、前記所定の波長範囲における、どの波長の入射光に対しても常に１／４（２５％）となるのが理想である。しかし実際のレンズの濃度は、図７の曲線が示しているように、どの波長に対しても一定の値となるわけではなく、理論値（２５％）に対して誤差が生じる。

【0069】

そこで、理論値と実際値との間の誤差に基づいて、特性パラメータを定義することができる。例えば、所定の波長範囲（図７の例では４５０ｎｍから６５０ｎｍ）における、濃度の理論値（２５％）と実際値（表に示した曲線）との間の誤差を示す面積Ｓ１およびＳ２（図７の斜線部）に基づいて、特性パラメータを定義することができる。なお、面積Ｓ１および面積Ｓ２は、濃度の理論値を示す線と、濃度の実際値を示す線とによって形成される領域の面積である。

【0070】

上記の面積Ｓ１およびＳ２が小さいならば、そのフィルタは、理論値に対する誤差の少ない良質なフィルタであると解釈することができる。よって図７の例では、カメラレンズ２側ＮＤフィルタ（実線）とカメラボディ１側ＮＤフィルタ（破線）とが、いずれも公称ＮＤ４のフィルタであったとしても、カメラレンズ２側のＮＤフィルタ（実線）の方が好適なフィルタであると評価できる。そこで、理論値に対する誤差がより少ないＮＤフィルタを優先的に使用することができるように、特性パラメータを決定することが考えられる。すなわち、ある組み合わせに含まれるＮＤフィルタについて、それぞれ、所定の波長範囲（図７の例では４５０ｎｍから６５０ｎｍ）における、濃度の理論値（２５％）と実際値（表に示した曲線）との間の誤差を示す面積を、図７に例示したように計算する（面積Ｓ１＋面積Ｓ２）。所定の波長範囲における、濃度の理論値と実際値との間の誤差を示す面積（面積Ｓ１＋面積Ｓ２）は、濃度の理論値を示す線と、濃度の実際値を示す線とによって形成される領域の面積である。そして、ある組み合わせに含まれる全てのＮＤフィルタについて、上記の面積を合算したものを、第２の特性パラメータとして使用することができる。

【0071】

ステップＳ１１０において第２の特性パラメータを用いる場合、撮像制御部１０は、全濃度の重複している組み合わせから成る各グループ（グループＡからグループＧ）の中から、第２の特性パラメータの値が最小となる組み合わせを選択する（そのような組み合わせに絞り込む）。

【0072】

なお、特性パラメータになり得る値の候補は、上述のものには限られない。例えば図６Ａに示されている「挿入枚数」を、特性パラメータとして用いることも可能である。この場合、図６Ｂの表の、同一の全濃度を有するグループの中から、挿入枚数の最も少ないものをそれぞれ絞り込んで、ラベル付けする（ステップＳ１１０、Ｓ１１２）。そして、ラベル付けされた組み合わせを使用して、ＮＤフィルタを切換える。

【0073】

また、特性パラメータとして、ＮＤフィルタの抜き差しの応答性（応答速度）を用いることも可能である。たとえば、図６Ｂの表の、同一の全濃度を有するグループの中から、「そのフィルタの組み合わせでＮＤフィルタを挿入する場合に必要な処理時間の一番少ないもの」をそれぞれ選択して、ラベル付けする（ステップＳ１１０、Ｓ１１２）。そして、ラベル付けされた組み合わせを使用して、ＮＤフィルタを切換える。ここで、上述のように、カメラレンズ２が備える磁石式ＮＤフィルタ２５は、カメラボディ１が備える機械式ＮＤフィルタ１５よりも切換え速度が速い。従ってこの場合、磁石式ＮＤフィルタ２５を含む組み合わせについて、優先的にラベル付け（ステップＳ１１０、Ｓ１１２）がなされるであろう。

【0074】

そのほか、濃度の理論値を実際値が上回っている領域（図７の斜線部領域Ｓ１）と、濃度の理論値を実際値が下回っている領域（図７の斜線部領域Ｓ２）の面積の差を、特性パラメータとして用いることも可能であろう。理論値と実際値の誤差の上ぶれ、下ぶれのバランスを整える、という観点からの一例である。

【0075】

なお、図５に示したステップＳ１１０、Ｓ１１２において、上述のような複数の特性パラメータを複合的に用いてラベル付けを行っても良い。例えば、同一の全濃度を有するＮＤフィルタの組み合わせが複数あり、第１の特性パラメータ（例えば上述の、波長×透過率）の値が最も良い組み合わせが複数パターン存在する場合、さらに挿入枚数等の第２の特性パラメータも用いて、さらに絞り込みを行ってラベル付けをしても良い。

【0076】

次に、ＮＤフィルタとして、可変式のＮＤフィルタを用いた場合について説明する。図８は、カメラボディ１に設置する可変式ＮＤフィルタ１７の構成例を説明する図であり、図８（ａ）がオモテ側、図８（ｂ）がウラ側を示している。可変式ＮＤフィルタ１７は、図４に示した機械式ＮＤフィルタ１５と同様に、支持体１７１と、ガイド１７２と、ギア１７３と、モータ１７４とを備える。ガイド１７２は、カメラの光軸と直交する方向（図８の上下方向）に延びている。支持体１７１の両端には歯１７１１が設けられている。この歯１７１１がギア１７３と噛み合っており、ギア１７３はモータ１７４によって駆動される。なお、モータ１７４はステッピングモータであってよい。支持体１７１は、モータ１７４の動力によって、ガイド１７２に沿うように、カメラの光軸と直交する方向（図８の上下方向）に移動する。

【0077】

支持体１７１は、透明ガラス１７５と、２枚のフィルタ１７６および１７７とを、前記光軸と直交する方向に並ぶように支持している。よって、透明ガラス１７５、および、フィルタ１７６、１７７も、モータ１７４の動力によって、ガイド１７２に沿うように、カメラの光軸と直交する方向（図４の上下方向）に移動する。

【0078】

一例として、フィルタ１７６はＮＤ４のフィルタであり、フィルタ１７７はＮＤ１６のフィルタである。ただし、この値には限定されない。

【0079】

例えば上述の構成により、フィルタ１７６、１７７が光軸上に挿入されているオン状態と、フィルタ１７６、１７７が光軸上に挿入されていないオフ状態とを切換えることができる。さらに、このフィルタのＮＤ値を固定ではなく可変とすることができる。

【0080】

図９は、上記の可変式ＮＤフィルタを備えた本開示のカメラ１０１の構造を示す図である。カメラレンズ２側の構成については、図２に示したカメラ１００と同様である。カメラ１０１のカメラボディ１は、図２に示したカメラ１００が備える構成の他に、可変式ＮＤフィルタ１７と、電圧調整部１８と、挿抜検出スイッチ１９とを備えている。撮像制御部１０の制御の下、挿抜検出スイッチ１９がフィルタの挿抜を検出する。また、撮像制御部１０の制御の下、電圧調整部１８が電圧を調整し、可変式ＮＤフィルタ１７が備えるモータ１７４を駆動させる。このような構成により、可変式ＮＤフィルタ１７は、そのＮＤ値を変化させることができる。

【0081】

図１０は、手動で挿抜できるタイプの可変式ＮＤフィルタ示す図である。図１０に示してあるようなカード式のＮＤフィルタを、ユーザが手動でカメラが有するスロットに挿入することができる。

【0082】

上記のような可変式ＮＤフィルタ１７や、図１０で示した手動挿抜タイプのＮＤフィルタを用いた場合であっても、本開示の上述の切換制御を行うことにより、全濃度毎に、適切なフィルタの組み合わせを自動的に決定することができる。実際、図５に示したステップＳ１０２で、ＮＤフィルタの変動をカメラ側で認識することができる。従って、ステップＳ１０４において、可変式ＮＤフィルタが取り得るＮＤ値も考慮して、組み合わせパターンを作成すればよい。

【0083】

図１１は、本開示のＮＤフィルタの切換処理を行うカメラ１００、１０１を、無人航空機３やジンバル装置４にマウントした状態を示す図である。本開示のＮＤフィルタ切換処理を行うカメラ１００、１０１は、無人航空機３が備えるジンバル３１や、ジンバル装置４にマウントするための接続部を備えていてよい。

【0084】

図１１に示した無人航空機３は、カメラ１００、１０１による撮影時には空中を飛んでいるため、ユーザは直接ＮＤフィルタの抜き差し操作をすることができない。また、図１２に示したようなジンバル装置４は、ユーザが両手でアームを把持している。つまり、両手がふさがっているため、直接ＮＤフィルタの抜き差し操作をすることができない。そのような場合であっても、本開示のＮＤフィルタ切換処理を行うことにより、複数あるＮＤフィルタの組み合わせの中から、最適な組み合わせを装置が自動的に決定して、ＮＤフィルタを適用することができる。

【0085】

以上、本開示を実施形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載からも明らかである。

【0086】

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0087】

１ カメラボディ
２ カメラレンズ
１０ 撮像制御部
１１ 撮像素子
１２ メモリ
１３ 操作部
１４ 表示部
１５ 機械式ＮＤフィルタ
１６ 切換制御部
１７ 可変式ＮＤフィルタ
１８ 電圧調整部
１９ 挿抜検出スイッチ
２１ レンズ群
２２ レンズ駆動部
２３ レンズ制御部
２４ メモリ
２５ 磁石式ＮＤフィルタ
２６ コイル
１００ カメラ
１５１ 支持体
１５２ ガイド
１５３ ギア
１５４ モータ
１５５ 透明ガラス
１５６ フィルタ
１７１ 支持体
１７２ ガイド
１７３ ギア
１７４ モータ
１７５ 透明ガラス
１７６および１７７ フィルタ
２５１ フィルタ
２５２ 支持体
２５３ 磁石
２５４ 軸
１５１１ 歯
１７１１ 歯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】