[发明专利]摄像装置以及摄像方法

说明书

技术领域

本发明涉及在数字相机等摄像装置中能够拍摄高亮度的被摄体，提高了用于获得适当曝光的曝光条件的自由度的摄像装置以及摄像方法。

背景技术

在现有的数字相机等摄像装置中，通过变更光圈值、ISO灵敏度、快门速度等来进行曝光的控制。作为光圈值(通常用数值孔径F值表示)的设定范围，为了维持镜头的MTF(Modulation Transfer Function(调制传递函数)：与分辨率关联的值)等光学性能，被限制在限定的范围内。在当前市面上销售的产品中，通常在F1.0至F22左右的范围内。

此外，ISO灵敏度的低灵敏度侧的边界和高灵敏度侧的边界是通过CMOS图像传感器和CCD图像传感器等图像传感器的性能以及作为相机产品的容许画质而确定的。

在采用机械快门作为快门的情况下，如果仅关注快门速度(通常用与曝光时间的倒数关联的Tv值表示)的设定范围，则在曝光时间为长时间侧的快门速度(Tv值小)时，快门速度越长(Tv值越小)则图像传感器的暗电流噪声越增加。因此，暗电流噪声增加会使得画质变差，因此与ISO灵敏度的高灵敏度设定同样地，通过与画质的S/N比率有关的值(基于图像信号的正确的信号成分与噪声成分的比率的值)，确定在低速侧的快门速度的容许时间。另一方面，高速侧的快门速度的设定范围依赖于机械快门的驱动精度。例如，在焦面快门的情况下，存在前帘和后帘这2块快门帘的开闭速度的差异，因而当前快门速度被限制为1/8000秒左右。此外，在采用镜头快门作为快门的情况下，高速侧的边界速度比焦面快门低。

如上，用于控制曝光的光圈值、ISO灵敏度、快门速度分别存在边界，根据边界范围内的光圈值、ISO灵敏度、快门速度的组合，有时无法获得符合身为摄影者的用户的意图的图像。例如，在拍摄太阳等高亮度的被摄体的情况下，即使将光圈缩小至F22，将ISO灵敏度设定为最低灵敏度，将快门速度设定为最高速度，有时所拍摄的图像也会出现泛白。

在拍摄这种高亮度的被摄体的情况下，作为以往采用的方法，使用ND(减光)滤光镜，减少射入图像传感器的光量，从而以适当曝光进行摄影。由于将ND滤光镜安装于相机的镜头上较为复杂，因而提出了如下的数字相机，其在相机内的入射光路上内置ND滤光镜，根据需要使ND滤光镜能够在图像传感器前方插入·退避(参照日本国公开专利2003-283923号公报(以下，称作专利文献1))。此外，还提出了如下的图像传感器，其为了在不使用减光镜的情况下实际降低灵敏度并进行摄影，排出通过图像传感器的光电二极管光电转换的电荷信号的一部分，能够实际降低灵敏度进行摄影(参照日本国公开专利2013-183380号公报(以下，称作专利文献2))。

发明内容

发明要解决的问题

在高亮度被摄体摄影时将ND滤光镜拆装于相机的镜头上的方法中，ND滤光镜的拆装本身较为复杂。此外，如专利文献1所述，如果将ND滤光镜内置于相机内，则虽然用于使其减光的操作本身会变得简便，然而由于内置ND滤光镜并进行驱动，从而相机会变得大型化。此外，相机成本会进一步提高。此外，专利文献2的图像传感器为了具备电荷排出功能，相比以往的图像传感器，需要过多的晶体管和像素存储器作为周边电路。因此，光电二极管的受光面积变小，灵敏度和饱和输出也变小。其结果，在利用通常灵敏度进行摄影时，会产生S/N的恶化和动态范围的缩小等，画质变差。

本发明就是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种摄像装置以及摄像方法，能够在不使用ND滤光镜的情况下模拟地实现与使用ND滤光镜时同等的进行了减光的摄影，或者能够实现比由图像传感器的性能等确定的最低ISO灵敏度更低的灵敏度的摄影，并且对于通常灵敏度下的摄影不存在摄影画质的劣化等不良影响。

用于解决问题的手段