(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この特許文献1では、ヒステリシスをもったEV線図を用いた露出制御を行い、絞り値の変化を抑えることでハンチング現象が防止される。しかしながら、この特許文献1においては、露出制御を重視していることから、撮像光学系の焦点調整において有効となる絞り値の有効範囲(設定可能範囲)を考慮していない。このため、撮像光学系の焦点調整における精度が低下するという欠点がある。
【0005】
本発明は、撮像光学系の焦点調整における精度低下を防止することができるようにした絞り制御装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するために、本発明の絞り制御装置は、入射する被写体光の光量を調整する絞
りと、前記絞
りにより光量が調整された前記被写体光に基づく輝度値を
繰り返し算出する測光演算
部と、
繰り返し算出した前記輝度値を用いた露出演算を実行する露出演算
部と、前記露出演算により求めた前記絞
りの絞り値、前回の露出制御に用いられた前記絞
りの絞り値、及び撮像光学系の焦点調整における前記絞
りの絞り値の有効範囲
の最小値に基づいて、次回の露出制御における前記絞
りの絞り値を設定する絞り値設定
部と、を備え
、前記絞り値設定部は、前記有効範囲の最小値が、前記露出演算により求めた前記絞りの絞り値未満となり、かつ前記前回の露出制御に用いられた前記絞りの絞り値以上となる場合に、前記次回の露出制御における前記絞りの絞り値として、前記有効範囲の最小値を設定する。
【0008】
また、
本発明の絞り制御装置は、入射する被写体光の光量を調整する絞りと、前記絞りにより光量が調整された前記被写体光に基づく輝度値を繰り返し算出する測光演算部と、繰り返し算出した前記輝度値を用いた露出演算を実行する露出演算部と、前記露出演算により求めた前記絞りの絞り値、前回の露出制御に用いられた前記絞りの絞り値、及び撮像光学系の焦点調整における前記絞りの絞り値の有効範囲の最小値に基づいて、次回の露出制御における前記絞りの絞り値を設定する絞り値設定部と、を備え、前記絞り値設定
部は、前記有効範囲の最小値が、前記露出演算により求めた前記絞
りの絞り値
及び前記前回の露出制御に用いられた前記絞りの絞り値をそれぞれ超過する場合に、前記次回の露出制御における前記絞
りの絞り値として、
前記前回の露出制御に用いられた前記絞りの絞り値を設定す
る。
【0009】
また、前記絞り値設定
部は、前記前回の露出制御に用いられた輝度値と前記測光演算
部により求まる輝度値との差分の絶対値が閾値未満となる場合に、前記露出演算により求めた前記絞
りの絞り値、前記前回の露出制御に用いられた前記絞
りの絞り値及び前記有効範囲に基づいて、前記次回の露出制御における前記絞
りの絞り値を設定す
る。
【0010】
また、前記絞り値設定
部は、前記前回の露出制御に用いられた輝度値と前記測光演算
部により求まる輝度値との差分の絶対値が閾値を超過する場合に、前記次回の露出制御における前記絞
りの絞り値として、前記露出演算により求めた前記絞
りの絞り値を設定す
る。
【0011】
また、本発明の絞り制御装置は、入射する被写体光の光量を調整する絞りと、前記絞りにより光量が調整された前記被写体光に基づく輝度値を繰り返し算出する測光演算部と、繰り返し算出した前記輝度値を用いた露出演算を実行する露出演算部と、前記露出演算により求めた前記絞りの絞り値、前回の露出制御に用いられた前記絞りの絞り値、及び撮像光学系の焦点調整における前記絞りの絞り値の有効範囲の最小値に基づいて、次回の露出制御における前記絞りの絞り値を設定する絞り値設定部と、を備え、前記絞り値設定
部は、前記露出演算により求めた前記絞
りの絞り値が前記前回の露出制御に用いられた前記絞
りの絞り値以下となる場合に、前記次回の露出制御における前記絞
りの絞り値として、前記露出演算により求めた前記絞
りの絞り値を設定す
る。
【0012】
また、本発明の撮像装置は、上述した絞り制御装置と、前記絞
りにより光量が調整された前記被写体光を受光することで得られる画像信号を前記所定間隔毎に出力する撮像素子と、を備え、前記測光演算
部は、前記撮像素子から前記所定間隔毎に出力される画像信号に基づいて前記輝度値を算出す
る。
【0013】
この場合、前記露出演算
部は、前記測光演算
部により算出された前記輝度値及び前記絞り値設定
部により設定された
前記絞りの絞り値を用いた露出演算を再度実行す
る。
【0014】
また、前記露出演算
部により再度実行される露出演算の結果に基づいて露出制御を行う露出制御
部を、さらに備え、前記撮像素子は、前記露出制御
部による露出制御に基づく画像信号を出力す
る。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、撮像光学系の焦点調整における精度低下を防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1は、本実施形態の撮影装置の一例としてのデジタルカメラの概略を示す。デジタルカメラ10は、レンズユニット11と、該レンズユニット11が着脱可能なカメラボディ12とから構成される。レンズユニット11とカメラボディ12とには、雄雌の関係をなす一対のマウント13,14がそれぞれ設けられる。レンズユニット11をカメラボディ12に装着する際には、レンズユニット11に設けられたマウント13をバヨネット機構等でカメラボディ12のマウント14に結合する。また、これらマウント13,14にはそれぞれ電気接点が設けられる。レンズユニット11をカメラボディ12に装着したときには、それぞれのマウント13,14に設けられた電気接点が接触し、両者の電気的な接続が確立される。
【0018】
次に、レンズユニット11の構成を説明する。レンズユニット11は、撮像光学系21、レンズ駆動機構22、絞り23、絞り駆動機構24およびレンズ駆動制御回路25等を備えている。レンズ駆動機構22及び絞り駆動機構24は、レンズ駆動制御回路25に、それぞれ接続される。
【0019】
撮像光学系21は、ズームレンズやフォーカスレンズ等の複数のレンズから構成される。撮像光学系21を構成するレンズは、レンズ駆動機構22によって光軸(L)方向に移動可能となる。撮像光学系21の各レンズの位置は不図示のエンコーダによって検出される。検出される各レンズの位置を示す検出信号は、レンズ駆動制御回路25に出力される。レンズ駆動制御回路25は、入力される検出信号を受けて、撮影時の撮影距離や焦点距離を算出する。これら算出された値は、カメラボディ12に出力される。また、レンズ駆動制御回路25は、撮像光学系21を構成する各レンズのレンズ情報に基づいて、撮像光学系21の焦点調整における絞り値の設定可能範囲を算出する。なお、絞り値の設定可能範囲とは、焦点調整の精度を保証する絞り値の最小値から最大値の範囲である。そして、レンズ駆動制御回路25は、算出された絞り値の設定可能範囲における最小値の情報をカメラボディ12に出力する。なお、レンズ駆動制御回路25により、絞り値の設定可能範囲の最小値の情報をカメラボディ12に出力するとしているが、これに限定される必要はなく、絞り値の設定可能範囲の情報をカメラボディ12に出力してもよい。
【0020】
絞り23は、カメラボディ12への入射光量を絞り羽根の開閉で調整する。絞り駆動機構24は、絞り23の開口度(開口径)を制御する。レンズ駆動制御回路25は、マウント13,14の電気接点を介してカメラボディ12との通信を行うとともに、レンズユニット11での各種制御を実行する。また、レンズ駆動制御回路25は、ROM(図示省略)に記録されたレンズデータなどをカメラボディ12に送信する。
【0021】
ところで、
図1においては、レンズユニット11がカメラボディ12に着脱自在な、所謂一眼レフタイプのデジタルカメラ10の例を取り上げているが、これに限定する必要はなく、レンズユニット11がカメラボディ12に固定される、所謂コンパクトタイプのデジタルカメラであってもよい。
【0022】
また、
図1においては、クイックリターンミラー、サブミラー、ファインダ光学系などについては触れていないが、これら構成を備えた一眼レフタイプのデジタルカメラであってもよいし、これら構成を省略したものでもよい。
【0023】
次に、カメラボディ12の構成を説明する。カメラボディ12は、撮像素子31、メカニカルシャッタ32、シャッタ駆動機構33、画像処理回路34、表示制御回路35、表示装置36、圧縮伸長回路37、画像記憶部38、ボディ駆動制御回路39、操作部材40等を備えている。
【0024】
撮像素子31は、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサから構成される。上述したレンズユニット11を介してカメラボディ12に入射される被写体光は、メカニカルシャッタ32を通過し、撮像素子31に入射する。撮像素子31は被写体光を電荷に変換(光電変換)し、変換された電荷を蓄積する。この蓄積された電荷は、画像信号として撮像素子31から画像処理回路34に向けて出力される。なお、撮像素子31から出力された画像信号は、不図示のA/D変換部によりデジタルの画像信号に変換された後、画像処理回路34に入力される。なお、ライブビュー表示を行う場合には、撮像素子31は、例えば30fpsなどの所定のフレームレートにて、スルー画像の元になる画像信号(スルー画像信号)を出力する。
【0025】
メカニカルシャッタ32は、その閉じ動作時に入射させる被写体光を遮光し、その開き動作時に被写体光を撮像素子31に入射させる。シャッタ駆動機構40は、メカニカルシャッタ32の開閉動作を実行する。
【0026】
画像処理回路34は、ライブビュー表示を行う場合、入力されるスルー画像信号に基づいてAE評価値を算出する。また、画像処理回路34は、入力されるスルー画像信号に対して表示装置36に表示するための画像処理を実行する。画像処理回路34は、撮像処理時に入力される画像信号(本画像信号)に対して表示装置36に表示するための画像処理、及び画像データとして記憶するための画像処理を行う。
【0027】
この画像処理回路34は、表示装置36に表示させる画像信号に対して解像度(画素数)変換処理を施す。この解像度変換処理の後、画像処理回路34は、処理済みの画像信号を表示制御回路35に出力する。表示制御回路35は、入力される画像信号に基づく画像を表示装置36に表示する。
【0028】
圧縮伸長回路37は、入力される画像信号に対して圧縮処理を施す。圧縮処理された画像信号(以下、符号化データ)は、撮影時の露出条件などの情報とともに1つの画像ファイルにまとめられ、画像記憶部38に記憶される。また、画像記憶部38に記憶された画像ファイルに基づく画像を表示する場合には、画像ファイルの符号化データに対して伸長処理を施す。
【0029】
ここで、画像記憶部38は、カメラボディ12に内蔵される不揮発性メモリやハードディスクドライブであってもよいし、カメラボディ12に対して着脱可能なメモリカード、磁気ディスク、光学ディスクであってもよい。
【0030】
ボディ駆動制御回路39は、不図示のマイクロコンピュータ、ROM、RAMなどから構成される。ボディ駆動制御回路39は、撮像素子31、シャッタ駆動機構33、画像処理回路34、表示制御回路35、圧縮伸長回路37、画像記憶部38などの駆動制御を実行する。ボディ駆動制御回路39は、測光演算部45、露出演算部46及び露出制御部47などの機能を有している。測光演算部45は、画像処理回路34により算出されたAE評価値を用いて輝度値を求める。また、露出演算部46は、ライブビュー表示及び撮像時の露出演算を実行する。露出制御部47は、露出演算部46における露出演算の結果に基づいた露出制御を実行する。
【0031】
次に、ライブビュー表示時の露出制御の処理の流れについて、
図2のフローチャートに基づいて説明する。なお、図示は省略するが、デジタルカメラ10の主電源をオンにすると、説明を省略した初期化動作が実行される。この初期化動作が実行された後、デジタルカメラ10における設定が撮影モードである場合に、表示装置36においてライブビュー表示が開始される。以下、前回の露出制御で使用された輝度値、絞り値をBv、Avとし、露出演算により算出される輝度値、絞り値をBv1、Av1と称する。なお、これら値は、APEX換算した値である。
【0032】
ステップS101は、輝度値Bv1を算出する処理である。ボディ駆動制御回路39による露出制御が実行されると、撮像素子31から画像処理回路34に対してスルー画像信号が出力される。画像処理回路34は、入力されたスルー画像信号を用いてAE評価値を算出する。画像処理回路34は、算出したAE評価値をボディ駆動制御回路39に出力する。ボディ駆動制御回路39は、入力されたAE評価値を用いて、輝度値Bv1を算出する。
【0033】
ステップS102は、露光演算を行う処理である。ボディ駆動制御回路39は、ステップS101により求めた輝度値Bv1とライブビュー表示用のプログラム線図(EV線図)とを用いて、露出演算を行う。これにより、絞り値Av1が算出される。
【0034】
ステップS103は、算出された絞り値Av1が、前回の露出制御に用いられた絞り値Avを越えているか否かを判定する処理である。ボディ駆動制御回路39は、下記の(1)式を満足するか否かを判定する。
絞り値Av1>絞り値Av・・・(1)
ボディ駆動制御回路39は、(1)式を満足する場合に、ステップS103の判定処理をYesとする。この場合は、ステップS104に進む。一方、ボディ駆動制御回路39は、(1)式を満足しない場合に、ステップS103の判定処理をNoとする。この場合は、ステップS109に進む。
【0035】
なお、このステップS103においては、絞り値Av1が絞り値Avを超過するか否かを判定しているが、これに限定する必要はなく、絞り値Av1が絞り値Av以上であるか否かを判定してもよい。
【0036】
ステップS104は、前回の露出制御に用いられた輝度値Bvと算出された輝度値Bv1との差分の絶対値が閾値未満となるか否かを判定する処理である。ボディ駆動制御回路39は、下記の(2)式を満足するか否かを判定する。
|輝度値Bv−輝度値Bv1|<0.5・・・(2)
ボディ駆動制御回路39は、(2)式を満足する場合に、ステップS104の判定処理をYesとする。この場合は、ステップS105に進む。一方、ボディ駆動制御回路39は、(2)式を満足しない場合に、ステップS104の判定処理をNoとする。この場合は、ステップS109に進む。
【0037】
なお、上述した(2)式においては、閾値として輝度値0.5を挙げているが、輝度値の変動が微小であるか否かを判定できればよいので、閾値として輝度値0.5を用いる必要はない。また、ステップS104においては、前回の露出制御に用いられた輝度値Bvと算出された輝度値Bv1との差分の絶対値が閾値未満となるか否かを判定しているが、これに限定する必要はなく、前回の露出制御に用いられた輝度値Bvと算出された輝度値Bv1との差分の絶対値が閾値以下となるか否かを判定してもよい。
【0038】
ステップS105は、絞り値の設定可能範囲を算出する処理である。ボディ駆動制御回路39は、レンズ駆動制御回路25に対して、絞り値の設定可能範囲の算出を行う旨の指示を行う。これを受けて、レンズ駆動制御回路25は、撮像光学系21を構成する各レンズのレンズ情報に基づいて、絞り値の設定可能範囲を算出する。絞り値の設定可能範囲を算出した後、レンズ駆動制御回路25は、算出された絞り値の設定可能範囲における最小値Av
minの情報をボディ駆動制御回路39に出力する。
【0039】
ステップS106は、露出演算にて算出された絞り値Av1が、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min以上で、且つ前回の露出制御で使用された絞り値Avが、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min未満であるか否かを判定する処理である。ボディ駆動制御回路39は、下記の(3)式及び(4)式を満足するか否かを判定する。
【0040】
絞り値Av1≧絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min・・・(3)
絞り値Av<絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min・・・(4)
ボディ駆動制御回路39は、(3)式及び(4)式を満足する場合、ステップS106の判定をYesとする。この場合、ステップS107に進む。一方、ボディ駆動制御回路39は、(3)式又は(4)式のいずれかを満足しない場合、又は(3)式及び(4)式の両式を満足しない場合、ステップS106の判定をNoとする。この場合、ステップS108に進む。
【0041】
なお、ステップS106においては、(3)式及び(4)式の両式を満足するか否かを判定しているが、これに限定される必要はなく、下記の(5)式を満足するか否かを判定してもよい。
【0042】
絞り値Av<絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min≦絞り値Av1・・・(5)
このステップS106においては、露出演算にて算出された絞り値Av1が、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min以上で、且つ前回の露出制御で使用された絞り値Avが、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min未満であるか否かを判定しているが、これに限定される必要はなく、露出演算にて算出された絞り値Av1が、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
minを超過し、且つ前回の露出制御で使用された絞り値Avが、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min以下であるか否かを判定してもよい。また、この他に、露出演算にて算出された絞り値Av1が、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min以上で、且つ前回の露出制御で使用された絞り値Avが、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min以下であるか否かを判定する、或いは露出演算にて算出された絞り値Av1が、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
minを超過し、且つ前回の露出制御で使用された絞り値Avが、絞り値の設定可能範囲における最小値Av
min未満であるか否かを判定してもよい。
【0043】
ステップS107は、新たに設定される絞り値Avを絞り値の設定可能範囲における最小値Av
minに設定する処理である。このステップS107の処理は、ステップS106の判定処理がYesとなる場合に実行される。
【0044】
ステップS108は、新たに設定される絞り値Avを絞り値の設定可能範囲における最小値Av
minに設定する処理である。このステップS108の処理は、ステップS106の判定処理がNoとなる場合に実行される。
【0045】
ステップS109は、新たに設定される絞り値Avを算出した絞り値Av1に設定する処理である。このステップS109の処理は、ステップS103の判定処理がNoとなる場合、又は、ステップS104の判定処理がNoとなる場合に実行される。
【0046】
ステップS110は、露出制御を行う処理である。ボディ駆動制御回路39は、ステップS101にて算出された輝度値Bv1を次回の露出制御における輝度値Bvとして設定する。そして、ボディ駆動制御回路39は、設定された輝度値Bv及び絞り値Avを用いて再度露出演算を行う。これにより、露光時間(シャッタ速度)Tv、撮影感度Svが算出される。この露出演算の後、ボディ駆動制御回路39は、求めた値を用いた露出制御を実行する。これにより、新たに求めた露出条件に基づいたスルー画像信号が取得される。画像処理回路34は、得られたスルー画像信号に対して、表示装置36に表示するための画像処理を施し、表示制御回路35に出力する。これを受けて、表示制御回路35は、表示装置36にスルー画像を表示する。
【0047】
ステップS111は、ライブビュー表示を終了するか否かを判定する処理である。操作部材40の操作に基づいた操作信号は、ボディ駆動制御回路39に入力される。この操作部材40の操作に基づいた操作信号がボディ駆動制御回路39に入力されると、ボディ駆動制御回路39は、入力される操作信号がライブビュー表示の終了を示す操作信号であるか否かを判定する。ボディ駆動制御回路39は、入力される操作信号がライブビュー表示の終了を示す操作信号であると判定した場合、ステップS111の判定処理をYesとする。この場合、ボディ駆動制御回路39は、表示制御回路35に、ライブビュー表示を停止する旨の信号を出力する。この信号を受けて、表示制御回路35は、表示装置36におけるライブビュー表示を停止する。つまり、
図2のフローチャートの処理が終了する。
【0048】
一方、ボディ駆動制御回路39は、入力される操作信号がライブビュー表示の終了を示す操作信号でないと判定した場合、ステップS111の判定処理をNoとする。この場合は、ステップS101に戻り、引き続きライブビュー表示が実行される。また、操作部材40の操作が行われない場合には、操作部材40の操作に基づいた操作信号がボディ駆動制御回路39に入力されないことから、この場合も、ボディ駆動制御回路39は、ステップS111の判定処理をNoとする。この場合も、ステップS101に戻り、引き続きライブビュー表示が実行される。
【0049】
図3(A)に示すように、露出演算により算出された絞り値Av1が、前回の露出制御で設定された絞り値Av以下となるときには、開口径を開放するように絞り23が駆動される。この場合には、新たに算出された絞り値Av1が、新たな露出制御における絞り値Avとして設定される。
【0050】
新たに算出された絞り値Av1が、前回の露出制御で設定された絞り値Avを超過するときには、開口径を絞るように絞り23が駆動制御される。この場合、前回の露出演算で使用された輝度値Bvと、露出演算で算出された輝度値Bv1との差分の絶対値が算出される。前回の露出制御で使用される輝度値Bvと、露出演算で算出された輝度値Bv1との差分が閾値以上となる、つまり輝度値の変動が大きい場合には、露出演算により算出された絞り値Av1が、次回の露出制御における絞り値Avとして設定される。
【0051】
なお、前回の露出制御で使用される輝度値Bvと、露出演算で算出された輝度値Bv1との差分が閾値未満となる、つまり輝度値の変動が小さい場合には、次回の露出制御で使用される絞り値Avの設定では、露出演算により算出されたAv1、前回の露出制御に使用された絞り値Avの他に、撮像光学系21の各レンズのレンズ情報から算出される絞り値の設定可能範囲が考慮される。
【0052】
図3(B)に示すように、前回の露出制御で使用された絞り値Av、露出演算にて算出された絞り値Av1及び絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minとの相対関係において
、絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minが絞り値Av1
未満で、且つ、絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minが絞り値Av
以上となる場合には、絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minが、次回の露出制御における絞り値Avとして設定される。
【0053】
一方、
図3(C)に示すように、前回の露出制御で設定された絞り値Av、露出演算にて算出された絞り値Av1及び絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minとの関係において、絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minが、絞り値Av、絞り値Av1の双方を超過する場合には、前回の露出制御で設定された絞り値Avが、次回の露出制御における絞り値Avとして再度設定される。
【0054】
つまり、前後する露出制御間の輝度変化が小さいときには、絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minが、前回の露出制御で使用された絞り値Avから露出演算にて算出された絞り値Av1までの範囲に含まれている場合にのみ、次回の露出制御における絞り値Avとして設定され、それ以外の場合には、前回の露出制御で使用された絞り値Avが引き続き次回の露出制御で使用される絞り値として設定される。ここで、絞り値の設定可能範囲は、撮像光学系21の各レンズのレンズ情報から算出される範囲、言い換えれば、撮像光学系21の焦点調整に適した絞り値の範囲である。つまり、次回の露出制御における絞り値として、絞り値の設定可能範囲の最小値Av
minが設定され場合には、撮像光学系21における焦点調整を考慮した絞り値となる。これにより、撮像光学系21の焦点調整における精度低下を防止することが可能となる。
【0055】
一方、その他の場合には、前回の露出制御で使用された絞り値Avが引き続き用いられるので、絞りにおける開口径を頻繁に変化させずに済む。この結果、ライブビュー表示における明るさのハンチング現象の発生を抑止することができる。また、絞りの開口径を頻繁に変化させたときの動作音の発生が低減される。これにより、動作音に対するユーザの不快感を低減し、また、デジタルカメラ10における消費電力を抑えることができる。
【0056】
本実施形態では、撮像素子から出力される画像信号に基づいて輝度値を算出する場合について説明しているが、これに限定される必要はなく、デジタルカメラに測光センサを設け、この測光センサから出力される信号を用いて輝度値を算出することも可能である。
【0057】
本実施形態では、撮影装置の一例としてのデジタルカメラを例に取り上げているが、これに限定されるものではなく、カメラ機能を備えた携帯電話機などの携帯型端末機や、カメラ及びPCからなるカメラシステムに本発明を用いることが可能である。
【0058】
また、この他に、
図1に示すレンズ駆動制御回路、ボディ駆動制御回路の機能や、
図2のフローチャートの処理を実行することが可能な絞り制御装置であってもよい。
【0059】
さらに、
図1に示すレンズ駆動制御回路、ボディ駆動制御回路の機能や、
図2のフローチャートの処理をコンピュータに実行させることが可能な絞り制御プログラムであってもよい。この絞り制御プログラムは、メモリカード、光学ディスク、磁気ディスクなど、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されていることが好ましい。