具体实施方式
在本实施方式中,在将从摄像元件输出的图像显示在监视器上的实时取景和动态图像摄影中进行控制,例如,对具有最适合于静态图像摄影的光圈机构的镜头有效,该控制用于抑制在动态图像摄影中驱动光圈时的图像明亮度的波动。
在判断为从上次曝光中的光圈值变更为下次曝光的光圈值的情况下,根据被摄体的亮度来变更曝光控制的响应速度,由此将1回光圈驱动中动作的光圈驱动量抑制为最佳值。
即,在本实施方式中,作为一种方式,例如在使用实时取景显示和动态图像记录这种连续的摄像操作的像的摄影中,即使在不能获得光圈驱动时的光圈值的照相机中,为了抑制动态图像的明亮度的闪烁,也按照例如1/6级左右来构成光圈控制的滞回性,同时,在动态图像摄影中,在判断为使上一帧的曝光中的光圈值不同于下一帧的曝光中设定的光圈值的情况下,通过变更曝光控制相对于被摄体亮度变动的响应速度,按照与光圈机构的特性对应的光圈驱动量来控制在1回光圈驱动中动作的光圈驱动量。
由此,例如,即使在使用具有专门面向静态图像而不面向动态图像记录的步进驱动光圈机构的镜头来进行摄影的情况下,也能通过在动态图像摄影中抑制光圈驱动时的曝光误差和变动频度来抑制明亮度的闪烁,在被摄体亮度变动的响应也合适的状态下,能够提高实时取景的监视器显示图像的质量和动态图像记录中的记录图像的质量。
下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图9是示出作为本发明的一个实施方式的照相机的结构的概念图。在本实施方式中,作为照相机的一例,例示了应用于能够更换镜头的数字单反照相机的情况。
本实施方式的数字单反照相机(以下简称为“照相机”)具备主体单元100、例如可进行更换的镜头单元(即镜头筒)200、以及记录所拍摄的图像数据的记录介质131。
镜头单元200设置于主体单元100的前表面,可经由未图示的镜头卡口自由拆装,并且相对于该照相机能够进行更换。
该镜头单元200由以下部分构成:摄影镜头210a(摄影镜头)和210b、光圈203(光圈部)、镜头驱动机构204、光圈驱动机构202、镜头控制用微型计算机(以下记为Lμcom)201。
摄影镜头210a和210b由设置于镜头驱动机构204内的未图示的DC电动机在光轴方向上驱动。光圈203由设置于光圈驱动机构202内的未图示的步进电动机驱动。
并且,Lμcom 201对镜头驱动机构204和光圈驱动机构202等镜头单元200内的各部进行驱动控制。该Lμcom 201经由通信连接器160与后述的主体控制用微型计算机101(光圈控制部)(以下,简记为Bμcom 101)电连接,能够与Bμcom 101进行各种数据的交换,并且受Bμcom 101控制。
另一方面,如下所述,主体单元100具备:摄像元件111(被摄体亮度获取部)(摄像部)、摄像元件驱动IC 110(快门部)(感光度设定部)、图像处理IC 102、SDRAM104、快门单元120(快门部)、快门驱动控制电路121、通信连接器130、液晶监视器140、照相机操作开关150、Bμcom 101等。
经由镜头单元200内的摄影镜头210a和210b、光圈203而入射的来自未图示的被摄体的光束经过光轴上的焦点平面式的快门单元120和光学系统,入射到用于对被摄体像进行光电转换的摄像元件111上。
经过摄影镜头210a和210b的光束在摄像元件111上成像。由摄像元件驱动IC110控制摄像元件111的光电转换动作。摄像元件驱动IC 110根据来自Bμcom 101的指示等,控制摄像元件111的光电转换的感光度。
于是,摄像元件111对如上所述那样成像的被摄体像进行光电转换,转换为模拟电信号。所述电信号由摄像元件驱动IC 110转换为供图像处理IC 102进行处理的数字电信号,由图像处理IC 102转换为图像信号。
并且,在主体单元100中,摄像元件111、摄像元件驱动IC 110、被设定为存储区域的SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory:同步动态随机存储器)104、液晶监视器140与用于进行图像处理的图像处理IC 102连接,记录介质131经由通信连接器130与图像处理IC 102连接,它们构成为能够提供电子摄像功能和电子记录显示功能。
记录介质131是各种半导体存储卡和外置的硬盘驱动器(HDD)等外部记录介质,能够经由通信连接器130与主体单元100通信,并且以能够更换的方式安装在主体单元100中。
并且,图像处理IC 102与用于控制该主体单元100内各部的Bμcom 101连接。该Bμcom 101具有用于测量连拍时的摄影间隔的未图示的计时器,除了用于控制照相机整体动作的控制部以外,还具有计数部、模式设定部、检测部、判定部、运算部等的功能。
另外,Bμcom 101与通信连接器106以及快门驱动控制电路121等连接,而且还与液晶监视器140、照相机操作开关(SW)150、以及未图示的电源连接,该液晶监视器140通过显示输出向摄影者告知照相机动作状态。
另外,通过将镜头单元200安装在主体单元100上,Bμcom 101与Lμcom 201以能够经由通信连接器160进行通信的方式电连接。并且,在Lμcom 201从属地协助Bμcom 101的同时,作为数字照相机进行动作。
在该情况下,Bμcom 101执行保存在未图示的非易失性半导体存储器等中的控制程序170,由此,如上述那样,控制主体单元100和镜头单元200的整体,并且实现后述的流程图那样的控制动作。
快门驱动控制电路121控制快门单元120中的未图示的前帘和后帘的动作,并且与Bμcom 101交换用于控制快门开关动作的信号和后帘移动结束时的信号。
另外,在本实施方式的情况下,采用如下结构:除了快门单元120以外,为了进行动态图像摄影,还在摄像元件驱动IC 110中设有电子快门功能,在动态图像摄影时,使快门单元120打开,并且由Bμcom 101控制电子快门功能的快门速度。
并且,在静态图像摄影时,例如通过快门单元120的动作,以预定的快门速度进行静态图像摄影。
液晶监视器140用于通过显示输出来向用户(摄影者)告知照相机动作状态。
照相机操作开关150由开关组构成,该开关组包括例如指示摄影动作执行的释放开关、将摄影模式切换为连拍模式或通常摄影模式等的模式变更开关、用于切换电源的接通/断开的电源开关等用户操作照相机而所需的操作按钮(操作部)。
另外,采用如下结构:在主体单元100中设有未图示的电源电路,通过将作为电源的未图示的电池的电压转换为照相机的各电路单元所需的电压来进行提供。
并且,虽然未特别图示,但主体单元100具备检测外部声音等的麦克风,图像处理IC 102和Bμcom 101能够将从摄像元件111获得的动态图像与声音一并记录,存储到记录介质131中。
接着,对本实施方式的照相机的摄影动作和实时取景动作进行说明。
<摄影动作>
首先,由执行控制程序170的Bμcom 101对图像处理IC 102进行控制,当摄像元件111所获取的、由摄像元件驱动IC 110转换为数字信号的图像数据被输入到图像处理IC 102中时,图像处理IC 102将该图像数据保存到作为临时保存用存储器的SDRAM 104中。
另外,为了图像处理IC 102进行图像处理,SDRAM 104也被用作工作区域。并且,图像处理IC 102进行将该图像数据转换为期望的图像数据交换标准(例如,JPEG数据)的图像处理,并能够在记录介质131中进行保存。
快门驱动控制电路121在从Bμcom 101接收到用于对快门进行驱动控制的信号时,对快门单元120进行控制,使其进行快门开关动作。此时,对摄像元件111所获取的、由摄像元件驱动IC 110转换为数字信号并输出的图像数据进行预定的图像处理,记录到记录介质131中,由此完成静态图像的摄影动作。
<实时取景动作和动态图像记录>
来自摄影镜头210a和210b的光束被引导至摄像元件111。例如,以每秒30张(帧)左右的比例连续进行曝光,此时,图像处理IC 102将摄像元件111所获取的、由摄像元件驱动IC 110转换为数字信号并输出的图像数据转换为视频信号,并提供给液晶监视器140,由此能够将被摄体的动态图像显示在液晶监视器140上。
这种显示被称为“实时取景”,是众所周知的。另外,为了在本实施方式的照相机中进行液晶监视器140的图像数据实时取景显示,用户只要操作上述照相机操作开关150中的模式变更开关,选择实时取景模式即可。另外,以下,有时也将实时取景简记为“LV”。
并且,只要由图像处理IC 102生成动态图像文件并经由通信连接器130记录到记录介质131中,则成为动态图像记录。用户为了进行动态图像记录,只要操作设置在照相机操作开关150中的用于使动态图像记录开始或停止的开关即可。
另外,在LV动作时,由于来自摄影镜头210a和210b的光束始终被引导至摄像元件111,所以能够使图像处理IC 102根据由摄像元件111获取的、由摄像元件驱动IC 110转换为数字信号并输出的图像数据,进行被摄体明亮度的测光处理和针对被摄体的公知的测距处理。
以下,根据需要,将这种由图像处理IC 102和Bμcom 101根据由摄像元件111获取的、由摄像元件驱动IC 110转换为数字信号并输出的图像数据而进行的被摄体明亮度的测光处理以及针对被摄体的测距和自动对焦处理分别记为“LV测光”和“LVAF”。
图10是示出本实施方式的照相机的基本动作的一例的流程图。
图11是示出本实施方式的照相机中的曝光参数处理的详细一例的流程图。
(步骤S10:)
当主体单元100的电源接通时或者连接了镜头单元200时,在主体单元100识别出连接了所述镜头单元200的情况下,进行步骤S20。
(步骤S20:)
主体单元100与镜头单元200经由通信连接器160将摄像元件111的垂直同步信号从主体单元100传送给镜头单元200。
从镜头单元200的Lμcom 201向主体单元100的Bμcom 101传递光圈控制速度,例如使光圈驱动1级所需的驱动时间等信息。也可以是,从主体单元100的Bμcom 101向镜头单元200发送预定的光圈驱动时间,镜头单元200的Lμcom 201向主体单元100返回在所述预定的光圈驱动时间内可动作的光圈量。
在这种不返回表示光圈驱动速度的信息的镜头单元200的情况下,设定稍大的预定值作为光圈驱动时间来进行处理。
(步骤S30:)
按照用于开始进行所述实时取景动作的、预先决定的光圈值、电子快门速度、感光度,驱动摄影镜头210a和摄像元件111,进行曝光。
(步骤S40:)
通过上述的LV测光,根据在上次曝光中得到的摄像输出来计算被摄体亮度,并使用根据被摄体亮度而预先决定的程序线图,计算下次曝光的光圈、快门速度、感光度的值。
在本实施方式中,利用示出该步骤S40的详细例子的后述图11的处理,根据LV中的被摄体的亮度变化,进行使光圈值变动尽可能小的控制,由此,抑制LV中的图像的闪烁等,能够将美观度好的LV图像提供给用户。
(步骤S50:)
按照在步骤S40中计算出的光圈值、电子快门的快门速度来控制镜头单元200和摄像元件111,进行曝光,获得摄像输出P。根据所获得的摄像输出P、所设定的光圈值、电子快门的快门速度来计算被摄体的亮度。
这里,如果在摄像元件111的曝光时驱动光圈203,则将上次的值作为被摄体亮度值而不进行被摄体亮度的计算。
(步骤S60:)
判断照相机操作开关150的释放开关按钮是否已接通。如果已接通,则转移到步骤S70,否则在实时取景中重复步骤S40、步骤S50。
(步骤S70:)
图像处理IC 102对在实时取景中获得的图像进行处理,将其作为动态图像开始记录到记录介质131中。
(步骤S80:)
根据在上次曝光中获得的摄像输出P,计算光圈值、快门速度、感光度。是与上述的步骤S40相同的处理。
(步骤S90:)
按照在步骤S80中计算出的光圈值、电子快门的快门速度来控制镜头单元200和摄像元件111,进行曝光,获得摄像输出P。根据所获得的摄像输出P、所设定的光圈值、电子快门的快门速度来计算被摄体的亮度。
这里,如果在摄像元件111的曝光中驱动光圈203,则将上次的值作为被摄体亮度值而不进行被摄体亮度的计算。
(步骤S100:)
确认照相机操作开关150的释放按钮的状态。当在步骤S60中按下的释放按钮再次被按下时,转移到步骤S110。如果未被按下,则返回步骤S80,反复进行自动曝光并持续记录动态图像,直到释放按钮再次被按下为止,当释放按钮被按下时,转移到步骤S110。
(步骤S110:)
结束动态图像记录。停止向记录介质131记录图像,在液晶监视器140上告知停止了动态图像记录的情况。记录停止后,返回到通常的不进行记录的实时取景状态(步骤S30)。
之后,在实际的照相机中,返回到步骤S30的开始实时取景动作,变为释放待机状态,但为了简单起见,将步骤S110结束后视为照相机动作结束来进行说明。
接着,参照图11等,对上述的步骤S40、S80的“曝光参数决定”的动作的一例进行说明。
关于静态图像的曝光决定,如果使用在照相机的控制技术等中使用的APEX(Additive System of Photographic Exposure,照相曝光量加算系统)运算,并使用
BV:亮度值(Brightness Value)
SV:感光度(Sensitive Valve)
AV:光圈值(Aperture Value)
TV:曝光时间(Time Value)
这样的传统标记,则在获得被摄体亮度BV时,在适当曝光的摄影中使用的AV、TV、SV被控制为使以下的(1)式的关系成立。
BV+SV=AV+TV ……(1)
在动态图像摄影中,根据在上次曝光中获得的摄像输出P、在该曝光中设定的AV、TV、SV和摄像输出适当水平(level)P0,通过以下的(2)式的计算来求得。
BV=AV+TV+SV+Log2(P/P0) ……(2)
由于摄像输出P一般是与光照度成比例的输出值,所以取以2为底的对数,表示与适当水平相差几级,置换为“级”(EV:Exposure Value)这样的单位制。
基本上使用使该BV值适当的AV、TV、SV来进行下次曝光。
但是,在本实施方式中,根据需要来抑制曝光参数的变更,由此在多个帧中进行使其缓慢地变得适当的控制。关于本实施方式中的该曝光参数控制,在为了使照相机的曝光适合于被摄体亮度变动而使曝光值追踪被摄体亮度变动的动作中,控制该追踪的速度,从这种含义的角度来看,称为亮度追踪速度。
在静态图像摄影中,由于基本上追求高速性(即,小的释放时延),所以要求对被摄体的亮度变动进行灵敏的响应。
当相对于作为公知关系式的所述(1)式的适当条件、产生了被摄体的亮度变动ΔBV时,如以下的(3)式那样,与适当条件相差ΔBV。
BV+ΔBV+SV≠AV+TV ……(3)
在灵敏地响应的情况下,只要在下次曝光控制中使由光圈值、快门速度、感光度构成的曝光参数简单地变更ΔBV,就会成为适当水平的曝光。
另一方面,如本实施方式这样,在动态图像摄影时缓慢应对被摄体的亮度变动的情况下,在下次曝光控制中使曝光参数变更得比ΔBV少。
图12利用曲线图示出了该亮度追踪速度的控制。曲线图的纵轴和横轴用绝对值表示,如果曝光偏移量ΔBV为负,则纵轴的ΔBV_next也为负,例如在实线的曲线C0上,在横轴ΔBV为-2的情况下,纵轴ΔBV_next为-2。同样,在ΔBV为+2的情况下,ΔBV_next表示为+2。
横轴使用ΔBV作为表示曝光相对于适当条件偏移多少的值。纵轴表示通过下次曝光适当调节为上次偏移的曝光量的何种程度。
实线的曲线C0表示在不进行光圈驱动(光圈非驱动区域)时进行的曝光控制。
虚线的曲线C1表示如本实施方式那样在判断为从上次曝光中的光圈值变更为在下次曝光中设定的光圈值的情况(光圈驱动区域)下的亮度追踪控制的一例。
将当前设定的曝光参数分别设为AV_now、TV_now、SV_now。将在当前设定的曝光中获得的BV值设为BV_now。将下次应设定的曝光参数分别设为AV_next、TV_next、SV_next。即,AV_next是光圈值的变化量。
在这次设定的曝光参数的条件下,适当的亮度BV_calc被定义为以下的(4)式。
BV_calc=AV_now+TV_now-SV_now ……(4)
在产生了被摄体的亮度变动时,根据这次获得的BV值,求出相对于适当水平的偏移量ΔBV。
ΔBV=BV_now-BV_calc ……(5)
该ΔBV是图12中的横轴的参数。
纵轴的ΔBV_next是用于计算BV_next的值,该BV_next是作为用于决定下次曝光参数的依据的值,用以下的(6)式表示,在本实施方式中,以使得在下次曝光中亮度BV_next变为适当的方式,决定AV值、TV值、SV值。
BV_next=BV_calc+ΔBV_next ……(6)
在ΔBV_next小于ΔBV的情况下,例如当ΔBV为-1级、表示当前的曝光为差(under)1级时,如果ΔBV_next是-0.5级,则进行如下动作,即:进行控制,使下次的曝光成为差0.5级。
这样,在本实施方式中,实现了图12的虚线的曲线C1的控制,详细情况在后述的图11的流程图的说明中进行。
接着,对光圈驱动区域、非驱动区域进行说明。
图13是示出本实施方式中的AV值和TV值相对于亮度BV的控制的程序线图。-般情况下,其中也要加入BV值和SV值的线图,但为了简化说明,将SV值固定为恒定的SVc(在该情况下,SVc=5),进行说明。
该图13所例示的本实施方式的程序线图在AV值和TV值的控制中构成了滞回性。滞回性的形状构成为TV值较长、AV值较短。
即,在本实施方式中,进行如下控制:在TV值的预定控制范围(在图13的设定例中,从TV_min=5到TV_max=7的范围)内,尽可能不改变AV值、而是改变TV值来保持上述(1)式的关系,在TV值快要脱离所述预定的控制范围时,才改变AV值(在该情况下,在后述的AV_min=3.0与AV_max=4之间)。
在成为比TV=TV_min(在该情况下为5)(第1快门速度)小的值的较暗亮度的情况下,光圈的状态是打开光圈203。同样,在明亮侧也是,在TV值比TV=TV_max(在该情况下为7)(第2快门速度)大的较明亮的亮度的情况下,光圈的状态是收缩光圈203。
图14是示出本实施方式中的亮度与光圈的关系的一例的线图。按照使AV值增加的亮度与使AV值减少的亮度之差增大的方式,构成了滞回性。所谓光圈驱动区域(曲线C1)是判断为使上次曝光中的光圈值不同于在下次曝光中设定的光圈值的区域,下面,参照图11的流程图来说明详细情况。
接着,根据图11对光圈驱动区域(曲线C1)中的“曝光参数决定”处理的一例进行说明。
(步骤S210:)
如上所述,利用设定所获得的摄像输出P时的曝光参数,求出适当的亮度BV_calc。
BV_calc=AV_now+TV_now-SV_now ……(7)
根据实际获得的摄像输出P而算出的BV_now和这次获得的BV值,求出表示相对于适当水平的偏移量的ΔBV。
ΔBV=BV_now-BV_calc ……(8)
当计算结束后,前进到步骤S220。
(步骤S220:)
首先,作为光圈非驱动区域来处理,根据基于图12中的实线的曲线C0的控制,通过下面的(9)式求出BV_next,该BV_next作为用于决定下次的曝光参数AV、TV、SV的依据。
BV_next=BV_calc+F(ΔBV) ……(9)
在图11的流程图中,作为曲线C0,用一般标记的函数F()来记载。
这表示:在本实施方式中,作为一例,也能设为图15的实线的曲线C2那样。即,表示在想使曝光的响应速度总是缓慢的情况下也能使用本实施方式的控制。
实际上,为了使光圈驱动区域(曲线C1)的亮度追踪速度与光圈非驱动区域(曲线C2)的亮度追踪速度不相差很多,可考虑将曲线C0的F()设为适当的函数。在该实施方式中,以图12的情况为例进行说明。当(9)式的计算结束时,前进到步骤S230。
(步骤S230:)
判断当前的曝光是否不足。
将表示在下次曝光中适当的亮度的BV_next与在获得了这次摄像输出P时的曝光参数的条件下适当的亮度BV_calc进行比较,如果BV_next较小,则使曝光参数适合于较暗的被摄体。即,要控制以下动作中的至少一个:打开光圈203、使电子快门的快门速度变慢、提高感光度。
在当前的曝光不足的情况下,前进到步骤S250,在当前的曝光没有不足的情况下,前进到步骤S240。
(步骤S240:)
与步骤S230相反,判断当前的曝光是否是过度侧。
在BV_next大于BV_calc的情况下,则设定为适合于亮度高于当前亮度的高亮度侧的曝光,控制以下动作中的至少一个:驱动到使光圈203收缩的一侧、使电子快门的快门速度变快、降低感光度。
在当前的曝光为过度侧的情况下,前进到步骤S300,在当前的曝光不是过度侧的情况下、即适当的情况下,前进到步骤S350。
(步骤S250:)
在上述的步骤S230中BV_next<BV_calc成立且要把亮度BV_next设为适当的情况下,当保持当前的光圈值而仅变更快门速度时,判断TV值是否小于5。
使用当前的光圈值AV_now、感光度SV值(如上所述,固定为SVc=5来进行说明)和BV_next来进行判断。
使用(10)式来进行判断,该(10)式应用了作为获得适当曝光的条件式的所述(1)式。
BV_next+SVc<AV_now+TV_min ……(10)
在满足该式(10)的情况下,表示如果不向打开光圈203的方向变更则TV值会小于TV_min(在该情况下,TV_min=5),所以前进到步骤S260。
如果不变更光圈,则当TV值小于TV_min时向打开光圈的方向变更,这里,对这种判断的含义进行说明。
如上述图13的程序线图所示那样,一般情况下,照相机利用程序线图,根据BV值来选择并决定AV、TV、SV。
在本实施方式中,仅在TV值小于TV_min时打开光圈203,这种控制用于实现基于具有图13的滞回性的程序线图的控制。关于具有滞回性的程序线图,如在上述的图3、图4、图5、图6、图7、图8中所述。
在本实施方式中,将SV值固定为SVc=5来进行说明,图13记载了AV值、TV值和BV值之间的关系。纵轴为AV值,横轴为TV值。斜线表示BV值。
在后述的步骤S300中,根据式(15),在TV大于TV_max(在该情况下,TV_max=7)的情况下,设为使光圈203收缩的方向,由此构成了大约2级的滞回性。
在该式(10)不成立的情况下,表示即使不变更光圈TV值也大于TV_min(在该情况下,TV_min=5),所以判断为无需变更光圈,前进到步骤S350。
(步骤S260:)
将预先决定的、动态图像摄影时使用光圈的驱动范围内最小的光圈值设为AV_min(在该情况下,AV_min=3.0)。AV_min是根据无法通过物理方式进一步减小使光圈203开放时的AV值的情况、或例如照相机的使用方便性、使景深不会过浅等的设计思想而决定的。
在当前设定的光圈值是AV_min的情况下,不再进一步打开光圈203,而是将TV值适当设定为小于TV_min。因此,判断为不驱动光圈203,前进到步骤S350。
在当前设定的光圈值不是AV_min的情况下,前进到步骤S270。
(步骤S270:)
在步骤S230、S250、S260的判定条件均成立的情况下,在下次曝光中,需要从当前的光圈值向打开光圈203的方向控制。即,认为已确定是图12中的光圈驱动区域(曲线C1)。
为了将亮度追踪速度设定得较慢,再次运算BV_next,根据作为与适当曝光水平之间的偏差的ΔBV,使用下述的式(11)使相对于BV_calc的变更量减少。
BV_next=BV_calc+G(ΔBV) ……(11)
赋予ΔBV_next的函数G(ΔBV)是用于实现图12的虚线的曲线C1的控制的函数,使用图16那样的存储了ΔBV_next相对于ΔBV的关系的表参照形式加以实现来求得、或使用近似函数等来求得。函数G()以将G(ΔBV)的绝对值抑制为小于ΔBV的绝对值的方式进行运算。
在本实施方式中,通过这种运算来抑制亮度追踪速度,由此能够抑制在后述的步骤S280、S290的运算中计算的在1回光圈驱动中驱动的光圈量,也能抑制在光圈驱动中产生的曝光偏移量。其结果是,即使在光圈驱动中,也能实现闪烁少的良好的动态图像摄影。
另外,在为了抑制闪烁而过度地抑制光圈的驱动量时,会使亮度追踪速度变慢,从而产生如下情况:对于亮度变动大的被摄体,曝光很难追踪为适当的曝光而无法确认构图。
因此,在本实施方式中,在图12的虚线的曲线C1上可看出,相对于适当水平的曝光偏移量ΔBV越大,则越增加亮度追踪的量ΔBV_next。由此,当曝光大幅偏移时,会进行大幅驱动光圈的动作,对于亮度变动大的被摄体,也能准确地追踪曝光。
图17记载了一般的摄像输出P与记录在记录介质中的动态图像文件、图像文件的数字数据的关系式。一般情况下,被称为γ曲线的该曲线C3在从摄像输出P转换为动态图像文件的格式时使用。
由于转换为数据量比摄像输出P少的数据形式,所以在摄像输出P小的区域和摄像输出P大的区域中,通过对数据进行压缩,即使摄像输出P变化ΔDig,图像文件的数据变化量ΔDig’也是比其小的变化量。
这样,增加摄像输出P在适当水平附近的灰度的信息量,将摄像输出P所具有的信息保存在图像文件中。可以说这对于在监视器上对摄影时所记录的图像文件进行再现的实时取景显示而言也是相同的。
这样,在远离摄像输出适当水平的区域中,由于压缩了最终的图像输出,所以与摄像适当时相比,光圈驱动时的曝光偏移在压缩区域中相对地不明显。
因此,在该压缩区域中,进行如下控制:使亮度追踪速度优先,使光圈大幅动作。通过该控制,能够减轻曝光不合适的时间过长而无法确认构图的问题。并且,在变成能够充分确认构图的适当水平附近时,逐渐缓慢调节光圈的驱动量以使闪烁不明显,而取代减慢亮度追踪速度,由此成为能够同时实现亮度追踪和防止闪烁的动作。
并且,在本实施方式中,如图16所示,设定为:在偏移量ΔBV的绝对值为3级以上的情况下,将1回动作的光圈的驱动量限制为1.5级。这具有如下的效果:减少当光圈的驱动量较大时光圈的驱动时间变长而导致多个帧成为光圈驱动时的曝光偏移的图像的频度。
例如,在镜头更换式照相机中,也可以根据设置在所安装的镜头内的光圈机构的驱动速度来变更该1.5级的数值。例如,对于光圈驱动较慢的镜头而言,可考虑采用使ΔBV_next最多成为1级的控制。
即,通过设定最适合于光圈特性的亮度追踪速度,能够在最佳状态(平衡)下控制动态图像的质量和亮度追踪速度。
当BV_next的再次运算结束时,进入步骤S280。
(步骤S280:)
在该步骤S280中,计算下次设定的光圈值。
由于按照预定的变化等级(step)(在该情况下,为0.2级的分辨率)来决定光圈值,所以进行下述的(12)式的计算。
n=(BV_next-(AV_min+TV_min-SVc))÷0.2 ……(12)
n舍弃了小数点以下的部分。并且,在n≤0的情况下,设n=0。并且,通过下述的(13)式来计算下次设定的光圈值。其中,在该情况下,AV_min=3。
AV_next=AV_min+0.2×n ……(13)
在该(13)式中,将变化等级设为0.2级分辨率是为了由光圈和快门速度构成滞回性。
在光圈打开最大的情况下(AV=AV_min)、并且在TV值是TV_min的情况下,与式(12)的(AV_min+TV_min-SVc)所表示的亮度相当的成分表示适当曝光时的亮度。
式(12)是如下的计算:将AV值从AV_min起增加与BV_next比光圈打开最大时适当曝光的亮度大多少的量相应的量,而成为适当曝光,求出此时所需的光圈值的变化量在以0.2级为单位的情况下是多少等级。
因此,式(13)的“0.2×n”表示光圈值的变化量。
舍弃小数点以下部分的理由是为了在下面的步骤S290中进行的TV_next的计算中,使TV_next不低于TV_min(在该情况下,为5)。
由于在先行的步骤S270中缩小了BV_next与BV_calc之差,所以有时会使AV值的变化量小于0.2级、光圈与AV_calc相同,但通过步骤S230、S350、S260在是否是光圈驱动区域的判断中决定亮度追踪速度、而不是根据有无光圈的变更来变更亮度追踪速度,这不会使亮度追踪速度变化的频度过高,所以LV中的图像显示的美观度更好。
(步骤S290:)
使用在步骤S270、S280中决定的BV值、AV值,通过(14)式来计算下次的曝光参数的TV值即TV_next。
Tv_next=Bv_next+SVc-AV_next ……(14)
到该运算为止,已确定了光圈驱动区域(曲线C1)以及驱动到打开光圈203的一侧的情况下的下次曝光参数即光圈、快门速度、感光度,所以结束曝光参数处理。
(步骤S300:)
在不变更光圈而使亮度BV_next变适当的情况下,判断表示快门时间的TV值是否大于7。
使用当前的光圈值AV_now、感光度SV值(在该情况下,固定为SVc=5)和BV_next来进行判断。
即,使用下面的(15)式来进行判断,该(15)式利用了作为获得适当曝光的条件式的所述(1)式的关系。
BV_next+SVc>AV_now+TV_max ……(15)
在满足该(15)式的情况下,表示如果不向收缩光圈203的方向变化则TV值会大于TV_max(在该情况下,TV_max=7),所以前进到步骤S310。
关于在这里进行的、仅在TV值大于TV_max时才进行收缩光圈203的变更的这种判断,如在上述步骤250中说明的那样,是为了构成滞回性。
在该式(15)不成立的情况下,表示即使不变更光圈,TV值也大于TV_min(在该情况下,TV_min=5),所以判断为无需变更光圈,前进到步骤S350。
(步骤S310:)
将预先决定的、动态图像摄影时使用光圈的驱动范围内最大的光圈值设为AV_max。AV_max是根据无法通过物理方式进一步增大使光圈203收缩到最小时的AV值的情况、或例如照相机的使用方便性、使分辨率不会因衍射极限等而降低等的设计思想而决定的。
在当前设定的光圈值在实时取景所使用的光圈203的可驱动范围内为最大光圈值的情况下,不进一步使光圈动作而将TV值适当设定为TV_max(在该情况下,TV_max=7)以上。因此判断为不驱动光圈203,前进到步骤S350。
在当前设定的光圈值AV_now不是AV_max的情况下,前进到步骤S320。
(步骤S320:)
通过步骤S240、S300、S310,在下次曝光中,需要从当前的光圈值向使光圈203收缩的方向控制。即,认为已确定是图12中的光圈驱动区域(曲线C1)。
为了将亮度追踪速度设定得较慢,再次运算BV_next,使用下述的式(16)使相对于BV_calc的变更量变小。
BV_next=BV_calc+H(ΔBV) ……(16)
根据ΔBV而赋予ΔBV_next的函数H(ΔBV)是用于实现图12的虚线的曲线C1的函数,使用图18那样的存储了ΔBV_next相对于ΔBV的关系的表参照形式加以实现来求得、或使用近似函数等来求得。函数H()以将H(ΔBV)的绝对值抑制为小于ΔBV的方式进行运算。
在本实施方式中,与在上述的步骤S270中说明的函数G(ΔBV)的不同之处只是标号,该控制的目的如在步骤S270中说明的那样。
在本实施方式中,为了简化说明,与上述函数G()相同地记载了表示函数H()的图12的虚线的曲线C1。
这里,补充说明一下,当比较因光圈驱动时的曝光偏移而使图像一瞬间明亮显示与使图像一瞬间昏暗显示时,一瞬间明亮显示的闪烁更明显。
可认为这是由于图像一瞬间变明亮会让用户感觉到刺眼,所以感到更加不适。因此,也可以使该步骤S320的函数H(ΔBV)的绝对值大于上述步骤S270的函数G(ΔBV)的绝对值、使亮度追踪速度更快。
当计算出光圈驱动区域中的BV_next时,移动到步骤S330的处理。
(步骤S330:)
在该步骤S330中,计算下次设定的光圈值。
由于以0.2级的分辨率决定光圈值,所以进行下述的(17)式的计算。
n=((AV_max+TV_max-SVc)-BV_next)÷0.2 ……(17)
在该(17)式中,n舍弃了小数点以下的部分。并且,在n≤0的情况下,设n=0。并且,通过下述的(18)式来计算下次设定的光圈值。其中,在该情况下,AV_max=4。
AV_next=AV_max-0.2×n ……(18)
将变化幅度的单位设为0.2级分辨率,如上述的步骤S280中说明的那样。
舍弃小数点以上部分的理由是为了在下面的步骤S340中进行的TV_next的计算中,在AV_next小于AV_max时,使TV_next不会因0.2级分辨率的误差量而大于TV_max(在该情况下,TV_max=7)。
由于在步骤S320中缩小了BV_next与BV_calc之差,所以有时会使AV值的变化量小于0.2级、光圈与AV_calc相同,但其看法与上述的步骤S280中的说明相同。
在该步骤S330中,确定了AV_next。当(18)式的计算结束时,前进到步骤S340。
(步骤S340:)
使用在步骤S320、S330中决定的BV值、AV值,通过下面的(19)式来计算下次的曝光参数的TV值即TV_next。
Tv_next=Bv_next+SVc-AV_next ……(19)
到该运算中为止,已确定了光圈驱动区域以及驱动到使光圈收缩的一侧的情况下的下次曝光参数即光圈、快门速度、感光度,所以退出曝光参数处理。
(步骤S350:)
在通过步骤S230、S240判断为BV_calc与BV_next相同而无需改变曝光的情况下、或在步骤S250、S260、S300、S310中判断为光圈非驱动区域(曲线C0)的情况下,由于判断为不改变光圈203,所以直接将当前的光圈值AV_now用作下次曝光的AV_next。即,如式(20)那样。
AV_next=AV_now ……(20)
亮度追踪速度也使用在步骤S220中运算的值,通过上述的式(14)来计算TV值、SV值。
在该步骤S350中,在不变更光圈的情况下,由于已确定了下次的曝光参数的光圈、快门速度、感光度,所以退出光圈参数处理。
以上是记载了上述图10的步骤S40、步骤S80中的曝光参数决定的详细例的图11的流程图的说明。
在图10的步骤S50或步骤S90中设定了这里所求出的曝光参数的状态下,控制LV图像的显示或动态图像记录的曝光。
通过重复进行如下动作来生成连续的动态图像,即:在上述的步骤S60、步骤S100中,通过返回到步骤S40、步骤S80来再次计算曝光参数。
此时,在本实施方式的情况下,采用如下的结构:在曝光参数的计算方法中,通过计算亮度追踪速度和构成AV值刻度较微细的滞回性,在曝光位于适当水平附近的情况下,使光圈小刻度地动作,抑制在光圈驱动时产生的明亮度的闪烁,提高LV图像和记录动态图像的画质,并且在曝光不足或过度时,较大幅度地驱动光圈来提高亮度追踪速度,从而不会错过LV显示时的静态图像摄影的快门时机。
另外,在以上的实施方式中,假设SV值(在该情况下,SV=SVc=5)为固定,进行了说明,但很容易地可知:在图13的程序线图中,只要使SV值可变,就能使滞回性的宽度变宽,能够进一步抑制在明暗不定的被摄体的情况下光圈203驱动的频度。
例如,在步骤S250中,作为TV值小于TV_min(在该情况下,TV_min=5)的条件,将SV值固定为SVc=5进行了计算,但在照相机能够将SV值变更到SV8的系统中,只要设SVc=8、将步骤S250中的计算式(式(10))变更为下面的(21)式即可。
BV_next+8-AV_now<TV_min ……(21)
这样,成为如下的动作:当没有进一步变暗时,光圈203不向打开的方向驱动。
并且,在图11的步骤S290、S350的计算之后,在TV_next小于TV_min(在该情况下,TV_min=5)的情况下,只要将TV_next设为TV_min并且附加用下面的(22)式来计算SV值的处理即可。
SV_next=BV_next+TV_min-AV_next ……(22)
如上所述,根据本实施方式,通过使感光度(SV)、快门速度(TV)优先于光圈值(AV)变化,来设定具有尽可能使光圈203不动作的滞回特性的程序线图,并且根据作为目标的曝光水平与当前的曝光水平之差来改变光圈变化量,另外,使亮度追踪速度在光圈驱动区域与非光圈驱动区域中变化,由此抑制实时取景的动态图像的明亮度的急剧变动(闪烁)。
由此,例如在安装有在摄像元件111所输出的图像中确认构图的实时取景功能的镜头更换式照相机中,即使在安装了最适合于静态图像摄影的、例如具有步进驱动型的光圈驱动机构202和光圈203的镜头单元200的情况下,也能防止由动态图像摄影时的光圈驱动所导致的实时取景图像闪烁引起的实时取景图像的美观度和记录动态图像的画质的劣化。
即,根据本发明的实施方式,能够提高动态图像摄影时的基于光圈驱动的实时取景图像的美观度和所记录的动态图像的画质,而不会受所安装的镜头中的光圈机构的步进动作等的动作特性等影响。
并且,通过设定最适合于光圈特性的亮度追踪速度,能够在最佳状态(平衡)下控制动态图像的质量和亮度追踪速度,例如,能够同时提高实时取景时的动态图像记录中的记录动态图像画质和在实时取景的构图确认中基于静态图像摄影的释放时延缩短的静态图像摄影性能。
另外,由于在实时取景的动态图像摄影中,光圈驱动机构的动作频度和动作速度减小,所以动态图像摄影中的光圈驱动机构的动作噪音减少,动态图像的画质和附随于动态图像而记录的声音的音质均得到提高。
另外,本发明不限于上述的实施方式所例示的结构,显然在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。
例如,照相机的结构不限于上述的实施方式所例示的结构。