CN104113699B - 拍摄装置和拍摄方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供拍摄装置和拍摄方法,不管是否处于焦点调整过程中,都能够进行画质良好的实时取景显示,并且进行高精度的焦点调整。该拍摄装置和拍摄方法具有:焦点调整用亮度值运算部(109),其根据对实时取景显示用测光区域的第1亮度值和焦点调整用测光区域的第2亮度值进行比较的比较结果来校正上述第1亮度值,计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值;摄像部(105、106等),其根据由上述焦点调整用亮度值运算部计算出的亮度值进行曝光,取得图像数据;焦点调整部(100、102、103、104、108等),其根据由上述摄像部取得的图像数据进行焦点调整;以及显示部(113),其根据上述图像数据进行实时取景显示。
Description
技术领域
本发明涉及进行实时取景显示并且进行焦点调整的拍摄装置和拍摄方法。
背景技术
已知如下的相机:在不进行焦点调整的通常的实时取景显示时,设定根据被摄体的规定的测光区域的亮度而计算出的曝光参数(曝光时间、光圈值等)来进行曝光(以下将这样的曝光称作“LVAE”),在进行焦点调整并且进行实时取景显示时,选择焦点调整用的测光区域、进行用于得到焦点调整用的图像数据的曝光(以下称作“AFAE”),并且,将基于该AFAE得到的图像数据兼用于实时取景显示。但是,一般进行焦点调整的情况下的测光范围大多比进行通常的实时取景显示的情况下的测光范围小,因此,即使是关于相同的被摄体区域的图像数据,在焦点调整用的图像数据和通常的实时取景显示用的图像数据中,大多数情况下不仅图像数据的级别不同,由于图像数据的饱和,图像的明亮度分布的方式也不同。因此,在进行焦点调整的前后,实时取景显示的画质发生变化,用户会感到违和感。
在日本特开2010-68046号公报(以下称作“专利文献1”)中,以使得图像数据的级别在焦点调整用和通常的实时取景显示用中接近的方式来校正焦点调整用的图像数据,由此解决了上述的课题。
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中,在进行快门释放操作的前后,即使是相同的被摄体部分,所拍摄的图像数据的级别也不同。例如,在尽管进行某个被摄体区域的LVAE而得到的图像数据未达到饱和级别,但进行相同的被摄体区域的AFAE而得到的图像数据到达了饱和级别的情况下,无法基于进行AFAE而得到的图像数据,校正为与进行LVAE而得到的图像数据相同的画质的图像数据。因此,在该情况下,即使通过图像数据的校正,在进行焦点调整的前后,实时取景显示的画质也依然发生变化,用户会感到违和感。
本发明是鉴于这样的情况下而完成的,其目的在于提供拍摄装置和拍摄方法,在不进行焦点调整时根据基于与焦点调整用的测光区域不同的实时取景显示用的测光区域的亮度值而计算出的曝光参数来生成图像数据并进行实时取景显示,并且在焦点调整过程中也进行实时取景显示时,不管是否处于焦点调整过程中,都能够进行画质良好的实时取景显示,并且,能够进行高精度的焦点调整。
用于解决问题的手段
本发明的拍摄装置,在不进行焦点调整时,基于根据与焦点调整用测光区域不同的实时取景显示用测光区域的亮度值而计算出的曝光参数来生成图像数据并进行实时取景显示,并且在进行焦点调整时也进行实时取景显示,该拍摄装置具有:焦点调整用亮度值运算部,其根据对上述实时取景显示用测光区域的第1亮度值和上述焦点调整用测光区域的第2亮度值进行比较的比较结果来校正上述第1亮度值,计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值;摄像部,其根据由上述焦点调整用亮度值运算部计算出的亮度值进行曝光,取得图像数据;焦点调整部,其根据由上述摄像部取得的图像数据进行焦点调整;以及显示部,其根据由上述摄像部取得的图像数据进行实时取景显示。
本发明的拍摄方法,在不进行焦点调整时,基于根据与焦点调整用测光区域不同的实时取景显示用测光区域的亮度值而计算出的曝光参数来生成图像数据并进行实时取景显示,并且在进行焦点调整时也进行实时取景显示,该拍摄方法包括以下步骤:根据对上述实时取景显示用测光区域的第1亮度值和上述焦点调整用测光区域的第2亮度值进行比较的比较结果来校正上述第1亮度值,计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值;根据计算出的上述亮度值进行曝光,取得图像数据;根据取得的上述图像数据进行焦点调整;根据取得的上述图像数据进行实时取景显示。
发明的效果
根据本发明,能够提供拍摄装置和拍摄方法,不管是否处于焦点调整过程中,都能够进行画质良好的实时取景显示,并且能够进行高精度的焦点调整。
附图说明
图1是示出实施方式1-3的相机的主要电气结构的框图。
图2是示出实施方式1-3的相机控制的动作流程的流程图。
图3是示出实施方式1-3的相机的LVAE处理的流程的子程序。
图4是示出实施方式1的相机的LVAE-AFAE曝光差抑制处理的流程的子程序。
图5是示出实施方式1-3的相机的AFAE处理的流程的子程序。
图6A~6C示出实施方式1-3的拍摄区域整体中的测光区域和对焦区域的一例,图6A是示出对焦区域的图,图6B是示出LVAE用测光区域的图,图6C是示出包含对焦区域的测光区域的图。
图7是表示在实施方式1中,焦点调整用测光区域的亮度和实时取景显示用的测光区域的亮度的差(delta_bv),与校正实时取景显示用的测光区域的亮度值而计算用于进行焦点调整的亮度值的情况下的校正值(bv_revise)之间的关系的图表。
图8是表示在实施方式2中,焦点调整用测光区域的亮度和实时取景显示用的测光区域的亮度的差(delta_bv),与校正实时取景显示用的测光区域的亮度值而计算用于进行焦点调整的亮度值的情况下的校正值(bv_revise)之间的关系的图表。
图9是表示在实施方式3中,焦点调整用测光区域的亮度和实时取景显示用的测光区域的亮度的差(delta_bv),与校正实时取景显示用的测光区域的亮度值而计算用于进行焦点调整的亮度值的情况下的校正值(bv_revise)之间的关系的图表。
具体实施方式
[实施方式1]
下面,使用应用本发明的相机来说明优选的实施方式1。另外,在以下的说明中,针对与通常的拍摄装置同样的动作和控制技术省略说明,或者省略详细的说明。
实施方式1的相机是数字相机,具有摄像元件105,通过该摄像元件105将被摄体像转换为图像数据,根据该转换后的图像数据,将被摄体像在显示部中实时地进行显示(以下称作“实时取景显示”)。在拍摄时,摄影者通过观察实时取景显示,设定被摄体的应该对焦的区域(以下称作“对焦区域”)的选择或构图。在半按下操作部114中所包含的快门释放按钮(以下称作“第1释放开关”)后,进行摄影镜头100的对焦调整,进而,在全部按下快门释放按钮(以下称作“第2释放开关”。)后进行拍摄。通过图像处理电路110对在拍摄时得到的图像数据实施规定的图像处理,然后,记录在存储器111中。
图1是示出实施方式1的相机的主要的电气结构的框图。实施方式1的相机大致具有镜头单元10和相机机身20。镜头单元10具有摄影镜头100、光圈101、用于驱动它们的镜头/光圈驱动电动机102、电动机驱动电路103、镜头侧CPU 104。此外,相机机身20具有摄像元件105、拍摄控制/信号处理电路106、相机侧CPU 107、AF(Auto Focus:自动对焦)评价值计算电路108、AE(Auto Exposure:自动曝光)评价值计算电路109、图像处理电路110、存储器111、显示电路112、显示部113、操作部114、记录介质115。
摄影镜头100由用于形成被摄体像的多个光学镜头构成,是单焦点镜头或变焦镜头。光圈101配置在摄影镜头100的射出瞳附近的摄影镜头100的光轴上,对入射光量和焦点深度进行调整。通过相机侧CPU 107、镜头侧CPU 104、电动机驱动电路103以及电动机102来控制光圈101和摄影镜头100,实现焦点调整、光圈调节。另外,镜头侧CPU 104对从后述的相机侧CPU 107接收到的控制命令进行解释,控制镜头100、光圈101。
摄像元件105配置在摄影镜头100的光轴上,进行由摄影镜头100形成的被摄体像的拍摄。该摄像元件105二维矩阵状地配置包含光电二极管的像素,对与受光量对应的电荷进行蓄积。通过与摄像元件105的输出连接的拍摄控制/信号处理电路106来进行摄像元件105的电荷蓄积控制、图像信号的读出控制等。将从该摄像元件105读出的图像数据输出到相机侧CPU 107、AF评价值计算电路108、AE评价值计算电路109、图像处理电路110以及存储器111。
AF评价值计算电路108根据从摄像元件105输出的图像数据的高频成分,检测被摄体的焦点状态。该AF评价值计算电路108兼用作焦点调整部。AE评价值计算电路109校正取得实时取景图像数据时的测光区域的亮度值并运算取得焦点调整用的图像数据时的亮度值,或者运算使实时取景显示时和焦点调整时的曝光变得适当的曝光时间(Tv)、光圈值(Av)。该AE评价值计算电路109兼用作焦点调整用亮度值运算部。图像处理电路110进行从摄像元件105读出的图像数据的同时化处理、灰度变换处理、白平衡调整、边缘处理等各种图像处理。将实施了图像处理后的图像数据记录在能够在相机机身20上自由拆装的记录介质115中。
在用户操作了与相机侧CPU 107连接的操作部114后,由相机侧CPU 107控制AF评价值计算电路108、AE评价值计算电路109、图像处理电路110、存储器111,进行作为相机的基本动作的焦点调整、曝光控制、图像处理等。此时,在进行AF、AE这样的伴随镜头、光圈的控制的动作的情况下,相机侧CPU 107根据AF评价值计算电路108和AE评价值计算电路109的输出值,依照存储于存储器111中的控制程序向镜头侧CPU 104发送控制命令。此外,经由显示电路112,将通过由图像处理电路110生成的显示用图像数据所表示的实时取景图像在显示部113中显示。
接着,参照图2-图5的流程图来说明使用上述的电气结构的本发明的具体的动作流程。另外,在以下的动作说明中,在没有特别说明的情况下,由相机侧CPU 107进行各动作。
图2是示出实施方式1的相机控制的动作的流程的流程图。首先,在步骤S21中,取得不进行焦点调整的通常的实时取景显示用的测光区域的亮度值即LVAE用Bv(Brightnessvalue:亮度值)(变量名:lvae_bv)。在AE评价值计算电路109中,基于由摄像元件105进行拍摄而得到的图像数据中的LVAE测光区域的图像数据的平均级别,通过所谓的照相曝光量加法系统(APEX)运算来计算该lvae_bv。
此时,假定图6A那样的场景。在图6A所示的一例中,画面右侧的房屋Sub1(实施了斜线的部分)由于是背阴处,所以是低亮度,此外,包含山的背景Sub2由于是向阳处,所以是高亮度。主被摄体是人物,在脸的部分设定对焦区域F1。
图6B示出实时取景显示时的LVAE测光区域M-LVAE,如图6B所示,范围较大。在图6B所示的场景中,LVAE测光区域M-LVAE的大部分为高亮度,因此,lvae_bv成为较大的值。基于该lvae_bv,在步骤S22中实施LVAE处理。该LVAE处理基于lvae_bv来计算曝光条件并进行设定,对实时取景进行适当的曝光控制。
接着,参照图3的子程序来详细说明步骤S22的LVAE处理。通过AE评价值计算电路109和相机侧CPU 107的协作动作来执行该LVAE处理。在步骤S31中,基于在步骤S21中求出的lvae_bv,决定由未图示的程序线图导出的LVAE用Av、Tv、Sv(变量名分别为:lvae_av、lvae_tv、lvae_sv)。
在步骤S32中,从相机侧CPU 107向镜头侧CPU 104发送使光圈101成为lvae_av的光圈控制命令。同样,在步骤S33中,从相机侧CPU 107向拍摄控制/信号处理电路106发送使摄像元件105的曝光时间、感光度分别成为lvae_tv、lvae_sv的摄像元件控制命令。通过这些控制命令进行适合LVAE的曝光。在LVAE处理结束后,从图3的子程序返回。
接着,在图2的步骤S23中判定是否进行了第1释放开关操作。在判定为进行了第1释放开关操作的情况下,接下来转移到步骤S24的第1释放开关操作后的处理。
一般而言,AFAE用的测光区域与LVAE用的测光区域不同。例如,图6C所示的对焦区域附近的测光区域即AFAE用测光区域M-AFAE与图6B所示的LVAE用测光区域M-LVAE相比,测光区域的位置和大小不同。因此,如果基于AFAE用的亮度值即Bv(变量名:afae_bv)执行用于进行实时取景显示的LVAE处理,则AF处理时的实时取景显示的画质会劣化。特别是在进行第1释放开关操作的前后,由于实时取景显示的画质发生变化,因此,用户会感到违和感。因此,在实施方式1中,在判定为进行了第1释放开关操作的情况下,接着在步骤S24中进行以下说明的LVAE-AFAE曝光差抑制处理。
接着,参照图4来详细说明LVAE-AFAE曝光差抑制处理的流程。另外,该LVAE-AFAE曝光差抑制处理是通过作为亮度值校正部的AE评价值计算电路109和相机侧CPU 107协作动作而执行的。
在步骤S41中,取得对焦区域附近的AF用测光区域的亮度值即Bv(afarea_bv)。接着,在步骤S42中,计算afarea_bv和lvae_bv的差值(afarea_bv-lvae_bv),设该差值为delta_bv。接着在步骤S43中判定是否满足track_limit_low≤delta_bv≤track_limit_hi。即,判定delta_bv是否处于规定范围内(上限变量:track_limit_hi,下限变量:track_limit_low)。
该规定范围是指,即使作为AFAE用的亮度值即Bv(变量名:afae_bv)使用lvae_bv也能够确保AF精度的delta_bv的值的范围。如果delta_bv在该规定范围内,则在步骤S44中将AFAE用Bv即afae_bv置换为lvae_bv,然后,从LVAE-AFAE曝光差抑制处理的子程序返回。
即,在delta_bv处于规定范围内的情况下,LVAE-AFAE曝光差抑制处理后的AFAE变得与LVAE相同。因此,当delta_bv处于规定范围内时,在进行第1释放开关操作的前后,实时取景显示的画质不会发生变化。此外,还能够保证AF精度。
另一方面,在delta_bv处于规定范围外的情况下,当设为afae_bv=lvae_bv时可能无法确保AF精度。因此,在delta_bv处于规定范围外的情况下,afae_bv使用将超过规定范围的部分作为Bv校正值(变量名:bv_revise)与lvae_bv相加而得到的值。
首先,在步骤S45中,判定是否满足track_limit_low>delta_bv。该判定的结果为track_limit_low>delta_bv的情况下,接着,在步骤S46中,当设BV校正值为bv_revise时,设为bv_revise=delta_bv-track_limit_low。另一方面,在步骤S45中判定为并非track_limit_low>delta_bv的情况下,在步骤S47中,设为bv_revise=delta_bv-track_limit_hi。
在步骤S46或步骤S47的处理结束后,接着在步骤S48中,将LVAE用BV与在步骤S46或步骤S47中计算出的BV校正值相加而得到afae_bv。在步骤S48中进行了afae_bv=lvae_bv+bv_revise的运算后,从LVAE-AFAE曝光差抑制处理的子程序返回。
这样,在本实施方式的LVAE-AFAE曝光差抑制处理(焦点调整用亮度值运算部的处理)中,将实时取景显示用的测光区域的第1亮度值(lvae_bv)与校正值(bv_revise)相加,计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值(afae_bv),在焦点调整用的测光区域的第2亮度值和上述第1亮度值的亮度差处于规定范围内的情况下,将上述校正值设为零,在上述亮度差在上述规定范围外的情况下,上述亮度差越大,将上述校正值设为越大。
图7是示出以上说明的delta_bv和bv_revise之间的关系的图表。在图7中,横轴是实时取景显示用的第1亮度值(lvae_bv)和焦点调整用的测光区域的第2亮度值的差值(delta_bv),纵轴是校正值(bv_revise)。由图7可知,在实时取景显示用的测光区域M-LVAE的第1亮度值(lvae_bv)和焦点调整用的测光区域的第2亮度值的差值(delta_bv)处于规定范围内(track_limit_low~track_limit_hi)的情况下,校正值(bv_revise)是0,在第1亮度值(lvae_bv)和第2亮度值的差值(delta_bv)处于规定范围外(小于track_limit_low或者大于track_limit_hi)的情况下,设为与亮度差对应的校正值。
这样,根据本实施方式,能够提供拍摄装置和拍摄方法,不管是否处于焦点调整过程中,都能够进行画质良好的实时取景显示,并且能够进行高精度的焦点调整。
在LVAE-AFAE曝光差抑制处理结束后,接着,进行图2的步骤S25的AFAE处理。接着,参照图5详细说明该AFAE处理。
首先,在步骤S51中,基于在步骤S24中求出的AFAE用Bv(变量名:afae_bv),决定由LVAE、AFAE中共同的程序线图导出的AFAE用Av、Tv、Sv(变量名分别为:afae_av、afae_tv、afae_sv)。以上的处理由AE评价值计算电路109和相机侧CPU 107执行。接着,在步骤S52中,相机侧CPU 107将与afae_av对应的光圈控制命令发送给镜头侧CPU 104。接着,在步骤S53中,相机侧CPU 107将与afae_tv、afae_sv对应的摄像元件控制命令发送给拍摄控制/信号处理电路106。
在AFAE处理结束后,接着,在图2的步骤S26中,判定是否进行了第2释放开关操作。当未进行第2释放开关操作时,返回步骤S23,反复执行以上说明的处理。在步骤S26中判定为进行了第2释放开关操作时,接着,在步骤S27中,根据在上述的LVAE处理中计算出的曝光参数Av、Tv、Sv来进行曝光控制。在相机侧CPU 107、拍摄控制/信号处理电路106、光圈101、摄像元件105等的协作动作下执行该曝光控制。在曝光控制结束后,接着,从摄像元件105读出图像数据,在拍摄控制/信号处理电路106、图像处理电路110中进行规定的图像处理。接着,在步骤S30中,将图像数据记录在记录介质115中。
[实施方式2]
实施方式2与实施方式1的不同之处仅在于图2的步骤S24中的LVAE-AFAE曝光差抑制处理。其他的结构和处理与实施方式1相同,因此,在以下的说明中仅说明该不同之处。
图8中示出本实施方式的焦点调整用测光区域的亮度和实时取景显示用的测光区域的亮度的差(delta_bv),与校正实时取景显示用的测光区域的亮度值而计算用于进行焦点调整的亮度值的情况下的校正值(bv_revise)之间的关系。
在本实施方式中,当delta_bv处于下限值track_limit_low到上限值track_limit_hi的范围内时,设为delta_bv的绝对值越大,bv_revise就越大。即,以delta_bv的绝对值越大,lvae_bv与afae_bv的差就越大的方式,来校正lvae_bv而计算afae_bv。另一方面,当delta_bv处于下限值track_limit_low到上限值track_limit_hi的范围外时,如图8所示,使得纵轴的bv_revise相对于横轴的delta_bv的直线的斜率成为45度。这意味着,bv_revise成为从delta_bv减去一定值而得到的值。通过作为亮度值校正部的AE评价值计算电路109和相机侧CPU 107的协作动作来执行以上的处理。
在本实施方式中,当delta_bv处于下限值track_limit_low到上限值track_limit_hi的范围内时,设为delta_bv的绝对值越大,bv_revise就越大。因此,与实施方式1的情况相比,能够更细微地调整焦点调整的精度和实时取景显示的画质之间的平衡。
[实施方式3]
实施方式3与实施方式1的不同之处仅在于图2的步骤S24中的LVAE-AFAE曝光差抑制处理。其他的结构和处理与实施方式1相同,因此,在以下的说明中仅说明该不同之处。
图9中示出本实施方式的焦点调整用测光区域的亮度和实时取景显示用的测光区域的亮度的差(delta_bv),与校正实时取景显示用的测光区域的亮度值而计算用于进行焦点调整的亮度值的情况下的校正值(bv_revise)之间的关系。
在本实施方式中,当delta_bv处于下限值track_limit_low到上限值track_limit_hi的范围内时,以delta_bv的绝对值越大,lvae_bv与afae_bv的差就越大的方式,来校正lvae_bv而计算afae_bv。另一方面,当delta_bv处于下限值track_limit_low到上限值track_limit_hi的范围外时,设定为表示delta_bv与bv_revise之间的关系的直线的斜率比delta_bv处于track_limit_low到track_limit_hi的范围内时的直线的斜率稍大。这意味着,在本实施方式中,始终以delta_bv的绝对值越大,lvae_bv和afae_bv的差越大的方式,来校正lvae_bv而计算afae_bv。通过作为亮度值校正部的AE评价值计算电路109和相机侧CPU 107的协作动作来执行以上的处理。
这样,在本实施方式的LVAE-AFAE曝光差抑制处理(焦点调整用亮度值运算部的处理)中,焦点调整用亮度值运算部将实时取景显示用的测光区域的第1亮度值(lvae_bv)与校正值(bv_revise)相加,来计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值(afae_bv),使得上述第1亮度值(afae_bv)与焦点调整用的测光区域的第2亮度值(afarea_bv)的亮度差越大,上述校正值就越大。
根据本实施方式,与实施方式1、2相比,能够更细微地调整焦点调整的精度和实时取景显示的画质之间的平衡。
本发明不限于上述的实施方式,在实施阶段中,能够在不脱离其主旨的范围内对结构要素进行变形并具体化。例如,在实施方式1中,在快门释放操作前基于根据LVAE得到的图像数据来进行实时取景显示,在快门释放操作后基于根据AFAE得到的图像数据来进行焦点调整并进行实时取景显示,但是,快门释放操作不是必须的。即,在正在进行实时取景显示时进行了AF控制的情况也包含在本发明的范围内。此外,还能够通过适当组合上述实施方式所公开的多个结构要素来形成各种发明。进而,也可以适当组合不同的实施方式的结构要素。这样,能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变形和应用。
Claims (5)
1.一种拍摄装置,在不进行焦点调整时,基于根据与焦点调整用测光区域不同的实时取景显示用测光区域的亮度值而计算出的曝光参数来生成图像数据并进行实时取景显示,并且在进行焦点调整时也进行实时取景显示,该拍摄装置具有:
焦点调整用亮度值运算部,其根据对上述实时取景显示用测光区域的第1亮度值和上述焦点调整用测光区域的第2亮度值进行比较的比较结果来校正上述第1亮度值,计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值;
摄像部,其根据由上述焦点调整用亮度值运算部计算出的亮度值进行曝光,取得图像数据;
焦点调整部,其根据由上述摄像部取得的图像数据进行焦点调整;以及
显示部,其根据由上述摄像部取得的图像数据进行实时取景显示。
2.根据权利要求1所述的拍摄装置,其中,
上述焦点调整用亮度值运算部将上述第1亮度值与校正值相加,来计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值。
3.根据权利要求2所述的拍摄装置,其中,
上述焦点调整用亮度值运算部在上述第2亮度值与上述第1亮度值的亮度差处于规定范围内的情况下将上述校正值设为零,在上述亮度差在上述规定范围外的情况下,上述亮度差越大,将上述校正值设定得越大。
4.根据权利要求2所述的拍摄装置,其中,
上述第2亮度值与上述第1亮度值的亮度差越大,上述焦点调整用亮度值运算部将上述校正值设定得越大。
5.一种拍摄方法,在不进行焦点调整时,基于根据与焦点调整用测光区域不同的实时取景显示用测光区域的亮度值而计算出的曝光参数来生成图像数据并进行实时取景显示,并且在进行焦点调整时也进行实时取景显示,该拍摄方法包括以下步骤:
根据对上述实时取景显示用测光区域的第1亮度值和上述焦点调整用测光区域的第2亮度值进行比较的比较结果来校正上述第1亮度值,计算用于取得焦点调整用的图像数据的亮度值;
根据计算出的上述亮度值进行曝光,取得图像数据;
根据取得的上述图像数据进行焦点调整;
根据取得的上述图像数据进行实时取景显示。
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