CN106254730A - 具有两个测光单元的摄像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有两个测光单元的摄像装置及其控制方法。所述摄像装置能够缩短在存在从使用摄像器件的光度测量操作到使用线性测光传感器的光度测量操作的转变时的光度测量所需的时间段并且能够获得准确的光度测量值。在不存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，所述测光传感器进行多次第一光度测量操作，而在存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，根据所述摄像器件进行的光度测量的结果，进行次数少于所述第一光度测量操作的次数的第二光度测量操作。

Description

具有两个测光单元的摄像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及诸如数字照相机等摄像装置及其控制方法、以及存储介质，特别是涉及控制诸如具有两个测光单元的数字单镜头反光照相机等摄像装置的光度测量操作的技术的改良。

背景技术

对于诸如数字单镜头反光照相机等摄像装置，可以使用能够增加像素数的线性测光传感器来代替对数压缩测光传感器，以进行面部检测功能、被摄体追踪功能等。

然而，线性测光传感器具有比对数压缩测光传感器更窄的动态范围，因此存在无法通过一次光度测量操作而准确测量被摄体亮度的可能性。例如，在实时取景拍摄或视频拍摄中使用摄像器件的光度测量期间，切断对测光传感器的电源以减少电力消耗，而当实时取景拍摄或视频拍摄完成时，启动测光传感器以进行光度测量。此时，需要适合于测光传感器的动态范围的多个光度测量操作，因此线性测光传感器进行光度测量所需的时间长。

因此，提出了如下的技术：针对具有当反射镜机构将其反射镜翻转向下时能够进行操作的测光单元以及当反射镜机构将其反射镜翻转向上时能够进行操作的光度测量单元的数字单镜头反光照相机，来有效地控制这两个测光单元的光度测量操作。根据该提案，当反射镜机构从将其反射镜翻转向下的状态转变为将其反射镜翻转向上的状态时，由一个测光单元基于由另一个测光单元进行的光度测量的结果，来进行光度测量操作(参照日本特开2006-163094号公报)。

在使用对数压缩测光传感器的情况下，上述日本特开2006-163094号公报中描述的技术是有用的，然而在使用线性测光传感器的情况下，利用该技术可能无法获得准确的光度测量值。这是因为在实时取景拍摄 期间，在显示单元上显示作为曝光的模拟预览的图像，因此，可以在适合于照相机设定(光圈值、快门速度以及ISO值)的光度测量条件下，而不是在适合于被摄体亮度的光度测量条件下，进行摄像器件的累积。

例如，在利用藉由在具有宽亮度分布的被摄体的暗部获得适度曝光的照相机设定来进行实时取景拍摄的情况下，在动态范围外的宽范围上进行摄像器件中的累积，而在来自摄像器件的输出在动态范围外的情况下，无法计算准确的光度测量值。

在这种情况下，在使用对数压缩测光传感器的情况下，即使移交关于通过甚至不接近被摄体亮度的摄像器件进行的光度测量的信息，也能够通过利用一次具有宽动态范围的光度测量来获得准确的光度测量值。然而，即使移交关于摄像器件进行的光度测量的信息，线性光度测量传感器也可能由于其动态范围窄而无法获得准确的光度测量值。

发明内容

本发明提供了一种摄像装置及其控制方法、以及存储介质，所述摄像装置及其控制方法能够缩短在存在从使用摄像器件的光度测量操作到使用线性测光传感器的光度测量操作的转变时的光度测量所需的时间段并且能够获得准确的光度测量值。

因此，本发明提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：摄像器件，其被构造为对通过透镜镜筒的拍摄光学系统形成的被摄体图像进行光电转换并输出电信号；线性测光传感器，其被构造为测量光量；光度测量控制单元，其被构造为控制所述摄像器件的光度测量操作和所述测光传感器的光度测量操作；以及判断单元，其被构造为判断是否存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变；其中，在所述判断单元断定不存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，所述光度测量控制单元使所述测光传感器进行多次第一光度测量操作，而在所述判断单元断定存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的 转变的情况下，所述光度测量控制单元根据所述摄像器件进行的光度测量的结果，进行次数少于所述第一光度测量操作的次数的第二光度测量操作。

根据本发明，在存在从使用摄像器件的光度测量操作到使用线性测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，缩短了光度测量所需的时间段，并且获得了准确的光度测量值。

通过以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是示意性示出作为根据本发明的实施例的示例性摄像装置的数字单镜头反光照相机的截面图。

图2是用于说明由测光传感器进行的光度测量操作的流程图。

图3是示出对数压缩测光传感器与线性测光传感器之间的光度测量范围的比较的图。

图4是用于说明在光入射面AE时的、来自摄像器件的光度测量值的最终输出超过规定值，并且光度测量条件是高亮度侧的情况下进行的光度测量操作的图。

图5是用于说明在光入射面AE时的、来自摄像器件的光度测量值的最终输出超过规定值，并且光度测量条件是低亮度侧的情况下进行的光度测量操作的图。

图6是用于说明在光入射面AE时的、来自摄像器件的光度测量值的最终输出低于规定值，并且光度测量条件是低亮度侧的情况下进行的光度测量操作的图。

图7是用于说明在光入射面AE时的、来自摄像器件的光度测量值的最终输出低于规定值，并且光度测量条件是高亮度侧的情况下进行的光度测量操作的图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本发明的实施例。

图1是示意性示出作为根据本发明的实施例的示例性摄像装置的数字单镜头反光照相机的截面图。

如图1所示，根据本实施例的数字单镜头反光照相机具有可拆卸地安装在照相机主体100上的可更换透镜镜筒200。

照相机主体100具有在控制整个照相机中起关键作用的照相机CPU101，以及连接到照相机CPU 101的、诸如RAM或ROM等的存储器102。在通过取景器观察时，主反射镜105和副反射镜111进入拍摄光路并且将通过了透镜镜筒200的拍摄光学系统的、来自被摄体的光束导向对焦屏106，而在拍摄时，主反射镜105和副反射镜111从拍摄光路缩回并且将来自被摄体的光束导向摄像器件103。主反射镜105由半反射镜(half mirror)组成，副反射镜111在被翻转向下并且进入了拍摄光路的状态下，将通过了主反射镜105的、来自被摄体的光束的一部分反射并导向AF单元110。

五棱镜(penta dach prism)109与对焦屏106构成了取景器光学系统，并将通过来自被摄体的光束而在对焦屏106上形成的图像，转换成正立的被摄体图像。作为转换结果而获得的被摄体图像被导向测光传感器108，并且还通过光学取景器被观察。显示元件107显示诸如PN液晶等的AF测距框，并且示出例如当用户通过光学取景器窥视时聚焦的位置。

摄像器件103由CCD传感器、CMOS传感器等组成。应当注意，根据本实施例的摄像器件103包括红外截止滤波器、低通滤波器等，但是也可以被构造为不包含它们。摄像器件103对经由透镜镜筒200的拍摄光学系统形成的被摄体图像进行光电转换并输出电信号。从摄像器件103输出的电信号被图像处理单元(未示出)转换成图像信号，并且照相机CPU 101将作为转换结果而获得的图像信号作为摄影图像或实时取景图像显示在显示单元(未示出)上，并将图像信号记录在诸如存储卡等的记录介质上。

当不进行拍摄时，快门104对摄像器件103遮光，而在拍摄时，快门104打开以将通过了透镜镜筒200的、来自被摄体的光导向摄像器件103。测光传感器108由诸如CCD传感器或CMOS传感器等的摄像器件组成，并且不仅用于测量光量，而且还用于识别诸如面部检测等场景并且追踪被摄体。在本实施例中，使用允许增加像素数的线性测光传感器作为测光传感器108。线性测光传感器108的输出特性为：针对入射到测光传感器108上的光量，将被摄体图像线性地转换成电信号。因此，线性测光传感器的动态范围比所谓对数压缩测光传感器的动态范围窄，该对数压缩测光传感器针对入射光量，将被摄体图像对数地转换成电信号。应当注意，与对数压缩测光传感器相比，线性测光传感器能够利用增加的像素数来输出图像数据。

ICPU 112是用于驱动控制测光传感器108并执行图像处理和计算的CPU。ICPU 112进行用于面部检测的计算、用于追踪的计算、用于光度测量的计算等。诸如RAM或ROM等的存储器113连接到ICPU 112。应当注意，在本实施例中，使用测光传感器108专用的ICPU 112，但是可以由照相机CPU 101替代来执行由ICPU 112执行的处理。LPU 201是透镜镜筒200内的CPU，并且向照相机CPU 101发送例如照相机距被摄体距离信息。

在本实施例中，当照相机主体100的释放按钮(未示出)例如被半按下时，接通第一开关(未示出)以进行诸如AF和AE等的拍摄准备，并且当释放按钮被全按下时，接通第二开关(未示出)以进行拍摄操作。

下面参照图2至图7，将对如上布置的数字单镜头反光照相机如何操作进行描述。图2是用于说明ICPU 112如何控制光度测量的流程图。由ICPU 112根据照相机主体110的存储器113的ROM等中存储并且扩展到RAM中的程序来执行图2中的各处理。

应当注意，当在摄像器件103和测光传感器108尚未进行光度测量操作的状态下接通了照相机的电源时，或者当存在从摄像器件103的光度测量操作(下文称为“光入射面AE”)到测光传感器108的光度测量 操作的转变时，开始使用测光传感器108的光度测量操作。在实时取景拍摄等的光入射面AE期间，不存在被摄体光入射到测光传感器108上，因此，为了减少电力消耗，切断测光传感器108的电源。

参照图2，在步骤S201中，ICPU 112判断是否接通了照相机的电源，或者是否存在从光入射面AE到使用测光传感器108的光度测量操作的转变。在ICPU 112断定接通了照相机的电源的情况下，处理进行到步骤S202，使得能够进行第一光度测量操作，而在ICPU 112断定存在从光入射面AE到使用测光传感器108的光度测量操作的转变的情况下，处理进行到步骤S203，使得能够进行第二光度测量操作。

在步骤S202中，ICPU 112使用测光传感器108进行多次(在本实施例中为3次)光度测量操作并且终止本处理。在一次光度测量中能够测量的亮度范围取决于测光传感器的动态范围。因此，当接通电源时，具有窄动态范围的线性测光传感器通过进行多次光度测量，来测量被摄体的亮度。

图3是示出对数压缩测光传感器与线性测光传感器之间的光度测量范围的比较的图。如图3所示，在要使用具有大约7段(stop)的动态范围的线性测光传感器来测量以APEX单位表示的EV-2至EV22的亮度范围的情况下，当第一次对被摄体亮度进行光度测量时，通过进行三次光度测量来覆盖整个亮度范围。

在步骤S203中，ICPU 112判断在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出是否落入摄像器件103的动态范围内，并且当最终输出落入摄像器件103的动态范围内时，处理进行到步骤S204。

在此，摄像器件103的动态范围相对窄，因此在使用曝光模拟进行实时取景拍摄时，可以在动态范围外进行光度测量。在这种情况下，无法获得准确的光度测量值，因此在步骤S203中，在ICPU 112断定在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出在摄像器件103的动态范围外时，处理进行到步骤S205。

在步骤S204中，由于在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光 度测量值的最终输出在摄像器件103的动态范围内，因此ICPU 112基于在光入射面AE中的光度测量的结果来确定使用测光传感器108的光度测量的条件，执行一次光度测量，并且终止本处理。在此，已通过光入射面AE获得了关于被摄体亮度的信息，因此通过一次光度测量获得准确的光度测量值。

在步骤S205中，由于在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出在摄像器件103的动态范围外，因此ICPU 112判断来自摄像器件103的光度测量值的最终输出是亮还是暗，即，超过或低于规定值。在ICPU 112断定最终输出超过规定值的情况下(例如，高光过白(blown out highlight))，处理进行到步骤S206，而当ICPU 112断定最终输出低于规定值时(例如，阴影过黑(blocked up shadows))，处理进行到步骤S209。

在步骤S206中，由于在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出超过规定值，因此通过根据在光入射面AE时的光度测量条件的情况区别，来确定光度测量次数。从针对光入射面AE的光度测量条件可知获得摄像器件103的最优曝光的亮度值，因此能够估计被摄体亮度落入的亮度范围。

具体而言，在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出超过规定值，并且光度测量条件是高亮度侧的情况下，与光度测量条件相比，被摄体亮度位于更高亮度侧，并且被摄体亮度的范围受限。另一方面，在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出超过规定值，并且光度测量条件是低亮度侧的情况下，与光度测量条件相比，被摄体亮度位于更高亮度侧，并且被摄体亮度的范围可能宽。

在本实施例中，在针对光入射面AE的光度测量条件等于或大于EV 16的情况与针对光入射面AE的光度测量条件小于EV 16的情况之间进行区别。这是因为测光传感器108被假定为具有约7段的动态范围，并且能够一次进行达到EV22的光度测量的范围为EV 16。因此，在步骤 S206中，在ICPU 112断定针对光入射面AE的光度测量条件等于或大于EV 16的情况下，处理进行到步骤S207，反之，则处理进行到步骤S208。

在步骤S207中，ICPU 112在比针对光入射面AE的光度测量条件更高的亮度范围上，使用测光传感器108进行一次光度测量操作。

图4是用于说明在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出超过规定值，并且光度测量条件是高亮度侧的情况下进行的光度测量操作的图。在这种情况下，与光度测量条件相比，被摄体亮度位于更高亮度侧，并且被摄体亮度的范围受限。

在本实施例中，假定摄像器件103具有大约6段的动态范围，在针对光入射面AE的光度测量条件是EV 16时获得适度曝光，并且在来自摄像器件103的输出超过规定值的情况下，被摄体亮度被估计为等于或大于EV 19。因此，在使用测光传感器108的光度测量操作中，光度测量条件被设置为比光入射面AE时的光度测量条件高4段，并且进行一次光度测量，由此足以覆盖达到EV 22的范围。

在步骤S208中，ICPU 112在比针对光入射面AE的光度测量条件更高的亮度范围上，使用测光传感器108进行两次光度测量操作并且终止本处理。

图5是用于说明在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出超过规定值，并且光度测量条件是低亮度侧的情况下进行的光度测量操作的图。如图5所示，被摄体亮度高于针对光入射面AE的光度测量条件。因此，在使用测光传感器108的光度测量中，首先在被设置为比光入射面AE时的光度测量条件高10段的光度测量条件下进行第一光度测量，然后，基于第一光度测量的结果进行第二光度测量，以测量被摄体的亮度。

另一方面，在步骤S209中，在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出低于规定值，并且在这种情况下，也与步骤S206一样，通过根据在光入射面AE时的光度测量条件的情况区别，来确定光度测量的次数。

在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出低于规定值，并且光度测量条件是低亮度侧的情况下，与光度测量条件相比，被摄体亮度位于更低亮度侧，并且被摄体亮度的范围受限。另一方面，在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出低于规定值，并且光度测量条件是高亮度侧的情况下，被摄体亮度的范围可能宽。

在本实施例中，在针对光入射面AE的光度测量条件等于或小于EV 4的情况与针对光入射面AE的光度测量条件大于EV 4的情况之间进行区别。这是因为测光传感器108被假定为具有约7段的动态范围，并且能够一次进行达到EV-2的光度测量的范围为EV 4。因此，在步骤S209中，在ICPU 112断定针对光入射面AE的光度测量条件等于或小于EV 4的情况下，处理进行到步骤S210，反之，处理进行到步骤S211。

在步骤S210中，ICPU 112在比针对光入射面AE的光度测量条件更低的亮度范围上，使用测光传感器108进行一次光度测量操作。

图6是用于说明在光入射面AE时的、来自摄像器件103的光度测量值的最终输出低于规定值，并且光度测量条件是低亮度侧的情况下的光度测量操作的图。在这种情况下，与光度测量条件相比，被摄体亮度位于更低亮度侧，并且被摄体亮度的范围受限。

在本实施例中，在针对光入射面AE的光度测量条件是EV 4时获得适度曝光，并且来自摄像器件103的光度测量值的输出低于规定值的情况下，假定摄像器件103具有约6段的动态范围，并且因此被摄体亮度被估计为等于或小于EV 1。因此，在使用测光传感器108的光度测量操作中，光度测量条件被设置为比在光入射面AE时的光度测量条件低4段，并且进行一次光度测量，因此足以覆盖达到EV-2的范围。

在步骤S211中，ICPU 112在比针对光入射面AE的光度测量条件更低的亮度范围上，使用测光传感器108进行两次光度测量操作，并终止本处理。

图7是用于说明在来自摄像器件103的光度测量值的最终输出低于 规定值，并且光度测量条件是高亮度侧的情况下的光度测量操作的图。在这种情况下，如图7所示，被摄体亮度低于针对光入射面AE的光度测量条件。因此，在使用测光传感器108的光度测量中，首先在被设置为比光入射面AE时的光度测量条件低10段的光度测量条件下进行第一光度测量，然后，基于第一光度测量的结果进行第二光度测量，以测量被摄体的亮度。

如上所述，在本实施例中，当开始使用线性测光传感器108的光度测量操作时，根据光入射面AE的有无及通过光入射面AE获得的光度测量的结果，来改变光度测量的次数，并且测量被摄体亮度。

结果，当存在从使用摄像器件103的光度测量操作到使用测光传感器108的光度测量操作的转变时，缩短了光度测量所需的时间段，此外，获得了准确的光度测量值。例如在实时取景拍摄时将反射镜机构一度翻转向下，以基于关于测光传感器108对光源的测量结果的信息来进行相位差AF的情况下，或者在使用关于由测光传感器108进行的光度测量的信息来控制闪光的情况下，这是有用的。

应当注意，尽管在本实施例中，采用能够针对入射光量仅以线性方式转换输出特性的传感器，作为测光传感器108，但是测光传感器108不限于此。例如，可以采用能够将针对入射光量转换电信号的模式在线性模式与对数模式之间进行切换的传感器，作为测光传感器108。

其他实施例

另外，可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非临时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多程序)以执行上述实施例中的一个或更多的功能、并且/或者包括用于执行上述实施例中的一个或更多的功能的一个或更多电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由所述系统或装置的所述计算机例如读出并执行来自所述存储介质的所述计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多的功能、并且/或者控制所述一个或更多电路执行上述实施例中的一个 或更多的功能的方法，来实现本发明的实施例。所述计算机可以包括一个或更多处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。所述存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)^TM)、闪存设备以及存储卡等中的一者或更多。

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以便涵盖所有这些变型以及等同的结构和功能。

本申请要求2015年6月10日提交的日本专利申请第2015-117390号的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

Claims (5)

1.一种摄像装置，所述摄像装置包括：

摄像器件，其被构造为对通过透镜镜筒的拍摄光学系统形成的被摄体图像进行光电转换并输出电信号；

线性测光传感器，其被构造为测量光量；

光度测量控制单元，其被构造为控制所述摄像器件的光度测量操作和所述测光传感器的光度测量操作；以及

判断单元，其被构造为判断是否存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变；

其中，在所述判断单元断定不存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，所述光度测量控制单元使所述测光传感器进行多次第一光度测量操作，而在所述判断单元断定存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，所述光度测量控制单元根据所述摄像器件进行的光度测量的结果，进行次数少于所述第一光度测量操作的次数的第二光度测量操作。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，所述摄像装置还包括：

反射镜机构，其被构造为在通过取景器观察时，进入拍摄光学路径并将已通过所述拍摄光学系统的光束反射到取景器光学系统，而在拍摄时，从所述拍摄光学路径缩回并将已通过所述拍摄光学系统的光束导向所述摄像器件，

其中，所述光度测量控制单元在所述反射镜机构以反射镜翻转向下而进入了所述拍摄光学路径的状态下，控制由所述测光传感器对经由所述取景器光学系统入射在所述测光传感器上的光进行的光度测量操作。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述光度测量控制单元在实时取景拍摄时所述反射镜机构以反射镜翻转向上而从所述拍摄光学路径缩回的情况下，控制由所述摄像器件对在所述摄像器件上形成的被摄体图像进行的光度测量操作。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在所述判断单元断定存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变，并且来自所述摄像器件的光度测量值的最终输出在所述摄像器件的动态范围内的情况下，所述光度测量控制单元基于所述光度测量值，使用所述测光传感器来进行一次所述第二光度测量操作。

5.一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括摄像器件和线性测光传感器，所述摄像器件对通过透镜镜筒的拍摄光学系统形成的被摄体图像进行光电转换并输出电信号，所述线性测光传感器测量光量，所述控制方法包括：

光度测量控制步骤，控制所述摄像器件的光度测量操作和所述测光传感器的光度测量操作；以及

判断步骤，判断是否存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变，

其中，所述光度测量控制步骤包括：在所述判断步骤中断定不存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，使所述测光传感器进行多次第一光度测量操作，而在所述判断步骤中断定存在从所述摄像器件的光度测量操作到所述测光传感器的光度测量操作的转变的情况下，根据所述摄像器件进行的光度测量的结果，进行次数少于所述第一光度测量操作的次数的第二光度测量操作。