JP2009251164A - Exposure calculating device and imaging apparatus - Google Patents

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JP2009251164A JP2008097053A JP2008097053A JP2009251164A JP 2009251164 A JP2009251164 A JP 2009251164A JP 2008097053 A JP2008097053 A JP 2008097053A JP 2008097053 A JP2008097053 A JP 2008097053A JP 2009251164 A JP2009251164 A JP 2009251164A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure calculating device which obtains continuously photographed images excellent in exposure balance and to provide an imaging apparatus. <P>SOLUTION: The exposure calculating device includes: a photometric means 137 for repeatedly performing the photometry of a luminous flux from an object; a first detecting means 170 detecting the fluctuation of the brightness of the object, based on the photometric results of the photometric means; a second detecting means 170 for obtaining the latest photometric results among the photometric resultss of repeatedly performing the photometry by the photometric means; and a calculating means 170 for calculating an exposure value with respect to the luminous flux, based on the fluctuation of the brightness and the latest photometric results. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、露出演算装置および撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an exposure calculation device and an imaging device.

被写界を複数の領域に分割して測光し、これら複数の測光結果から高輝度領域の面積を求めることで最適な露出値を演算するカメラが知られている(特許文献1)。   There is known a camera that calculates an optimum exposure value by dividing an object scene into a plurality of areas and performing photometry, and obtaining an area of a high brightness area from the plurality of photometry results (Patent Document 1).

特開2006−106617号公報JP 2006-106617 A

しかしながら、上記露出演算手法によって被写体を連続撮影した場合に、被写界の明るさの変動が大きいと露出バランスが悪くなるという問題があった。   However, when the subject is continuously photographed by the above-described exposure calculation method, there is a problem that the exposure balance is deteriorated when the variation in the brightness of the object scene is large.

この発明が解決しようとする課題は、露出バランスが良好な連続撮影画像を得ることができる露出演算装置および撮像装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an exposure calculation device and an imaging device capable of obtaining continuously shot images with good exposure balance.

この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, although the code | symbol corresponding to drawing which shows embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, this code | symbol is only for making an understanding of invention easy, and is not the meaning which limits invention.

この発明に係る露出演算装置は、対象からの光束を繰り返し測光する測光手段(137)と、
前記測光手段の測光結果に基づいて前記対象の明るさの変動を検出する第1検出手段(170)と、
前記測光手段によって繰り返し測光される測光結果のうちの最新の測光結果を求める第2検出手段(170)と、
前記明るさの変動と前記最新の測光結果とに基づいて、前記光束に対する露出値を演算する演算手段(170)と、を備えたことを特徴とする。
An exposure calculation apparatus according to the present invention comprises a photometric means (137) for repeatedly measuring a light flux from an object,
First detection means (170) for detecting a change in brightness of the object based on a photometric result of the photometric means;
Second detection means (170) for obtaining the latest photometry result among the photometry results repeatedly measured by the photometry means;
And calculating means (170) for calculating an exposure value for the luminous flux based on the variation in brightness and the latest photometric result.

上記発明において、前記演算手段(170)は、前記明るさの変動に応じて、前記最新の測光結果および当該最新の測光結果より前に得られた過去の測光結果に対する重み付け(α)を決定するように構成することができる。 In the above invention, the calculation means (170) determines the weighting (α) for the latest photometry result and the past photometry result obtained before the latest photometry result according to the change in brightness. It can be constituted as follows.

また上記発明において、前記演算手段(170)は、前記明るさの変化量が所定値(St1,St2)以上のとき、前記過去の測光結果に対する前記最新の測光結果の重み付けを相対的に大きくするように構成することができる。 Further, in the above invention, the arithmetic means (170) relatively increases the weighting of the latest photometric result with respect to the past photometric result when the amount of change in brightness is a predetermined value (St1, St2) or more. It can be constituted as follows.

また上記発明において、前記測光手段(137)は、前記対象の領域を複数の領域に分割してそれぞれ測光する複数の測光部(137A)を含み、前記第1検出手段(170)は、前記複数の測光部の測光結果の平均値に基づいて前記対象の明るさの変動を検出するように構成することができる。 Further, in the above invention, the photometry means (137) includes a plurality of photometry sections (137A) that divide the target area into a plurality of areas and measure the light respectively, and the first detection means (170) The variation in brightness of the object can be detected based on the average value of the photometric results of the photometric unit.

また上記発明において、前記第1検出手段(170)は、下記式に基づいて前記対象の明るさの変動を検出するように構成することができる。 In the above invention, the first detection means (170) can be configured to detect a change in brightness of the object based on the following equation.

《数1》dBVave=BVave[t]−{(1−β)BVave[t−1]+βBVave[t−2]}
ただし、dBVaveは明るさの変化量、BVave[t]は測光手段による最新の測光結果、BVave[t−1]は測光手段による前回の測光結果、BVave[t−2]は測光手段による前々回の測光結果、βはBVaveを時間的に平均化するための重み係数であって0<β<1を満たす定数である。
<< Equation 1 >> dBVave = BVave [t] − {(1-β) BVave [t−1] + βBVave [t−2]}
However, dBVave is the amount of change in brightness, BVave [t] is the latest photometry result by the photometry means, BVave [t−1] is the previous photometry result by the photometry means, and BVave [t−2] is the last photometry result by the photometry means. As a result of photometry, β is a weighting coefficient for averaging BVave in terms of time and is a constant satisfying 0 <β <1.

上記発明に係る露出演算装置は撮像装置(1)に適用することができ、この場合において、前記測光手段(137)は撮像素子(137,110)であり、前記撮像素子の出力に基づいて前記光束の像を撮像するように構成することができる。 The exposure calculation device according to the present invention can be applied to the imaging device (1). In this case, the photometry means (137) is an imaging device (137, 110), and based on the output of the imaging device, It can be configured to take an image of a light beam.

上記発明によれば、露出バランスが良好な連続撮影画像を得ることができる。   According to the above invention, it is possible to obtain a continuously shot image with a good exposure balance.

以下、上記発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

以下においては、上記発明を一眼レフデジタルカメラに適用した実施形態を図面に基づいて説明するが、上記発明は、銀塩フィルムカメラやコンパクトカメラその他の撮像装置にも適用することができる。   In the following, an embodiment in which the above invention is applied to a single-lens reflex digital camera will be described with reference to the drawings. However, the above invention can also be applied to a silver salt film camera, a compact camera, and other imaging devices.

図1は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ1を示す要部構成図であり、上記発明の露出演算装置および撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。 FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a single-lens reflex digital camera 1 according to the present embodiment. For the general configuration of the camera other than the configuration related to the exposure calculation device and the imaging device of the invention, the illustration and description thereof are one. Omitted.

本実施形態の一眼レフデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラボディ100とレンズ鏡筒200を備え、これらカメラボディ100とレンズ鏡筒200はマウント部300により着脱可能に結合されている。 The single-lens reflex digital camera 1 (hereinafter simply referred to as the camera 1) of the present embodiment includes a camera body 100 and a lens barrel 200, and the camera body 100 and the lens barrel 200 are detachably coupled by a mount unit 300. ing.

レンズ鏡筒200には、フォーカスレンズ211やズームレンズ212を含むレンズ群210や絞り装置220などからなる撮影光学系が内蔵されている。 The lens barrel 200 incorporates a photographing optical system including a lens group 210 including a focus lens 211 and a zoom lens 212, an aperture device 220, and the like.

フォーカスレンズ211は、その光軸L1に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ260によってその位置が検出されつつレンズ駆動モータ230によってその位置が調節される。そして、エンコーダ260で検出されたフォーカスレンズ211の位置情報は、レンズ制御部250を介して後述するレンズ駆動制御部165へ送信される。また、レンズ駆動モータ230は、後述する焦点検出結果に基づいて演算された駆動量や駆動速度に応じて、レンズ駆動制御部165からレンズ制御部250を介して受信される駆動信号により駆動する。 The focus lens 211 is provided so as to be movable along the optical axis L <b> 1, and its position is adjusted by the lens driving motor 230 while its position is detected by the encoder 260. Then, the position information of the focus lens 211 detected by the encoder 260 is transmitted to the lens drive control unit 165 described later via the lens control unit 250. The lens drive motor 230 is driven by a drive signal received from the lens drive control unit 165 via the lens control unit 250 in accordance with a drive amount and a drive speed calculated based on a focus detection result described later.

絞り装置220は、上記撮影光学系を通過して撮像素子110に至る光束の光量を制限するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能とされている。絞り装置220による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された絞り値に応じた信号が、カメラ制御部170からレンズ制御部250を介して絞り駆動部240へ送信されることにより行われる。また、開口径の調節は、カメラボディ100に設けられた操作部150によるマニュアル操作により、設定された絞り値に応じた信号がカメラ制御部170からレンズ制御部250を介して絞り駆動部240へ送信されることによっても行われる。   The aperture device 220 is adjustable in its aperture diameter around the optical axis L1 in order to limit the amount of light beam that passes through the photographing optical system and reaches the image sensor 110. The aperture diameter is adjusted by the aperture device 220 by, for example, transmitting a signal corresponding to the aperture value calculated in the automatic exposure mode from the camera control unit 170 to the aperture drive unit 240 via the lens control unit 250. . The aperture diameter is adjusted by a manual operation by the operation unit 150 provided in the camera body 100, and a signal corresponding to the set aperture value is transmitted from the camera control unit 170 to the aperture drive unit 240 via the lens control unit 250. This is also done by sending it.

一方、カメラボディ100は、被写体からの光束を撮像素子110、ファインダ135、測光センサ137及び焦点検出モジュール161へ導くためのミラー系120を備える。このミラー系120は、回転軸123を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との所定角度だけ回転するクイックリターンミラー121と、このクイックリターンミラー121に軸支されてクイックリターンミラー121の回動に合わせて回転するサブミラー122とを備える。 On the other hand, the camera body 100 includes a mirror system 120 for guiding the light flux from the subject to the image sensor 110, the finder 135, the photometric sensor 137, and the focus detection module 161. The mirror system 120 includes a quick return mirror 121 that rotates about a rotation axis 123 by a predetermined angle between the observation position and the shooting position of the subject, and the quick return mirror 121 pivotally supported by the quick return mirror 121. And a sub-mirror 122 that rotates according to the above.

図1には、ミラー系120が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。ミラー系120は、被写体の観察位置にある状態では光軸L1の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸L1の光路から退避するように回転する。 In FIG. 1, the state where the mirror system 120 is at the observation position of the subject is indicated by a solid line, and the state where the mirror system 120 is at the photographing position of the subject is indicated by a two-dot chain line. The mirror system 120 is inserted on the optical path of the optical axis L1 in the state where the subject is in the observation position, while rotating so as to retract from the optical path of the optical axis L1 in the state where the subject is in the photographing position.

クイックリターンミラー121はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束(光軸L1)の一部の光束(光軸L2,L3)を当該クイックリターンミラー121で反射してファインダ135および測光センサ137へ導き、一部の光束(光軸L4)を透過させてサブミラー122へ導く。これに対して、サブミラー122は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー121を透過した光束(光軸L4)を焦点検出光学モジュール161へ導く。 The quick return mirror 121 is composed of a half mirror, and in a state where the subject is at the observation position, the quick return mirror 121 reflects a part of the light flux (optical axes L2 and L3) from the subject (optical axis L1). Then, the light is guided to the finder 135 and the photometric sensor 137, and a part of the light beam (optical axis L4) is transmitted and guided to the sub mirror 122. On the other hand, the sub mirror 122 is constituted by a total reflection mirror, and guides the light beam (optical axis L4) transmitted through the quick return mirror 121 to the focus detection optical module 161.

したがって、ミラー系120が観察位置にある場合は、被写体からの光束(光軸L1)はファインダ135、測光センサ137および焦点検出光学モジュール161へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ211の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系120が撮影位置に回転し、被写体からの光束(主光線L1)は全て撮像素子110へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。 Therefore, when the mirror system 120 is at the observation position, the light beam (optical axis L1) from the subject is guided to the finder 135, the photometric sensor 137, and the focus detection optical module 161, and the subject is observed and exposed. Calculation and detection of the focus adjustment state of the focus lens 211 are executed. When the photographer fully presses the release button, the mirror system 120 rotates to the photographing position, and all the luminous flux (principal ray L1) from the subject is guided to the image sensor 110, and the photographed image data is stored in a memory (not shown). .

焦点検出モジュール161は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための焦点検出素子であり、サブミラー122で反射した光束の光軸L4上であって、撮像素子110の撮像面と光学的に等価な位置に固定されている。 The focus detection module 161 is a focus detection element for executing automatic focusing control by a phase difference detection method using subject light, and is on the optical axis L4 of the light beam reflected by the sub-mirror 122. It is fixed at a position optically equivalent to the imaging surface.

図2は、図1に示す焦点検出モジュール161の構成例を示す図である。本例の焦点検出モジュール161は、コンデンサレンズ161a、一対の開口が形成された絞りマスク161b、一対の再結像レンズ161cおよび一対のラインセンサ161dを有し、撮影レンズ211の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束をラインセンサ16で受光して得られる一対の像信号の位相ずれを、周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the focus detection module 161 illustrated in FIG. The focus detection module 161 of this example includes a condenser lens 161a, a diaphragm mask 161b in which a pair of apertures are formed, a pair of re-imaging lenses 161c, and a pair of line sensors 161d, and a pair of photographing lenses 211 having different exit pupils. The focus adjustment state is detected by obtaining the phase shift of the pair of image signals obtained by receiving the pair of light beams passing through the region by the line sensor 16 by a known correlation calculation.

そして、同図に示すように被写体Pが撮像素子110の等価面(予定結像面)161eで結像すると合焦状態となるが、撮像レンズ(フォーカスレンズ)211が光軸L1方向に移動することで、結像点が等価面161eより被写体側にずれたり(前ピンと称される)、カメラボディ100側にずれたりすると(後ピンと称される)、ピントずれの状態となる。 As shown in the figure, when the subject P forms an image on the equivalent surface (scheduled imaging surface) 161e of the image sensor 110, the focused state is reached, but the imaging lens (focus lens) 211 moves in the direction of the optical axis L1. Thus, when the image forming point is shifted from the equivalent surface 161e toward the subject (referred to as a front pin) or shifted toward the camera body 100 (referred to as a rear pin), the focus is shifted.

なお、被写体Pの結像点が等価面161eより被写体側にずれると、一対のラインセンサ161dで検出される一対の像信号の間隔Wが、合焦状態の間隔Wに比べて短くなり、逆に被写体像Pの結像点がカメラボディ100側にずれると、一対のラインセンサ161dで検出される一対の像信号の間隔Wが、合焦状態の間隔Wに比べて長くなる。 When the imaging point of the subject P is shifted from the equivalent surface 161e toward the subject, the interval W between the pair of image signals detected by the pair of line sensors 161d becomes shorter than the interval W in the focused state, and vice versa. If the imaging point of the subject image P is shifted to the camera body 100 side, the interval W between the pair of image signals detected by the pair of line sensors 161d becomes longer than the interval W in the focused state.

すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ161dで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる、すなわち位相差が生じるので、この位相差(ずれ量)に応じた量だけフォーカスレンズ211を移動させることでピントを合わせる。 That is, in the in-focus state, the image signals detected by the pair of line sensors 161d overlap with the center of the line sensor, but in the out-of-focus state, each image signal is shifted from the center of the line sensor, that is, the phase difference is Therefore, focusing is performed by moving the focus lens 211 by an amount corresponding to the phase difference (deviation amount).

図1に戻り、AF−CCD制御部162は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出光学モジュール161のラインセンサのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報をカメラ制御部170から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサにて検出された一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部163へ出力する。 Returning to FIG. 1, the AF-CCD control unit 162 controls the gain and accumulation time of the line sensor of the focus detection optical module 161 in the autofocus mode, and stores information on the focus detection area selected as the focus detection position. A pair of image signals received from the camera control unit 170 and detected by the pair of line sensors corresponding to the focus detection area are read and output to the defocus calculation unit 163.

デフォーカス演算部163は、AF−CCD制御部162から送られてきた一対の像信号のずれ量をデフォーカス量ΔWに変換し、これをレンズ駆動量演算部164へ出力する。 The defocus calculation unit 163 converts the shift amount of the pair of image signals sent from the AF-CCD control unit 162 into a defocus amount ΔW, and outputs this to the lens drive amount calculation unit 164.

レンズ駆動量演算部164は、デフォーカス演算部163から送られてきたデフォーカス量ΔWに基づいて、当該デフォーカス量ΔWに応じたレンズ駆動量Δdを演算し、これをレンズ駆動制御部165へ出力する。 The lens drive amount calculation unit 164 calculates a lens drive amount Δd corresponding to the defocus amount ΔW based on the defocus amount ΔW sent from the defocus calculation unit 163, and supplies this to the lens drive control unit 165. Output.

レンズ駆動制御部165は、レンズ駆動量演算部164から送られてきたレンズ駆動量Δdに基づいてレンズ駆動モータ230へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δdだけフォーカスレンズ211を移動させる。 The lens drive control unit 165 sends a drive command to the lens drive motor 230 based on the lens drive amount Δd sent from the lens drive amount calculation unit 164, and moves the focus lens 211 by the lens drive amount Δd.

撮像素子110は、カメラボディ100の、被写体からの光束の光軸L1上であって、撮影光学系210の予定焦点面となる位置に設けられ、その前面にシャッター111が設けられている。撮像素子110は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元CCDイメージセンサ、MOSセンサまたはCIDなどで構成することができる。この撮像素子110で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部170で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。 The image sensor 110 is provided on the optical axis L1 of the light beam from the subject on the camera body 100 and at a position that is a planned focal plane of the photographing optical system 210, and a shutter 111 is provided on the front surface thereof. The imaging element 110 is a two-dimensional array of a plurality of photoelectric conversion elements, and can be configured by a two-dimensional CCD image sensor, a MOS sensor, a CID, or the like. The electrical image signal photoelectrically converted by the image sensor 110 is subjected to image processing by the camera control unit 170 and then stored in a memory (not shown). Note that the memory for storing the photographed image can be constituted by a built-in memory or a card-type memory.

一方、クイックリターンミラー121で反射された被写体光は、撮像素子110と光学的に等価な面に配置された焦点板131に結像し、ペンタプリズム133と接眼レンズ134とを介して撮影者の眼球に導かれる。このとき、透過型液晶表示器132は、焦点板131上の被写体像に焦点検出エリアマーク等を重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影準備状態において、ファインダ134を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。 On the other hand, the subject light reflected by the quick return mirror 121 forms an image on a focusing screen 131 disposed on a surface optically equivalent to the image sensor 110, and the photographer's light passes through the pentaprism 133 and the eyepiece 134. Guided to the eyeball. At this time, the transmissive liquid crystal display 132 superimposes and displays a focus detection area mark or the like on the subject image on the focusing screen 131 and relates to shooting such as the shutter speed, aperture value, and number of shots in the area outside the subject image. Display information. Thus, in the shooting preparation state, the subject, its background, shooting related information, and the like can be observed through the viewfinder 134.

また、接眼レンズ134の近傍には、測光用レンズ136と測光センサ137が設けられ、焦点板131に結像した被写体光の一部を受光する。 In addition, a photometric lens 136 and a photometric sensor 137 are provided in the vicinity of the eyepiece lens 134 to receive part of the subject light imaged on the focusing screen 131.

測光センサ137は、二次元カラーCCDイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、図3に示すように撮影画面を複数の領域(測光部137A)に分割して領域ごとの輝度BV[1]〜BV[40]に応じた測光信号を出力する。図3に示す測光センサ137では、縦に5個、横に8個の測光部137Aが配置され、対象を40の領域に分割する。測光センサ137で検出された測光信号はカメラ制御部170へ出力され、露出制御に用いられる。この露出制御の詳細は後述する。 The photometric sensor 137 is composed of a two-dimensional color CCD image sensor or the like, and in order to calculate an exposure value at the time of photographing, the photographing screen is divided into a plurality of regions (photometric unit 137A) as shown in FIG. A photometric signal corresponding to the brightness BV [1] to BV [40] is output. In the photometric sensor 137 shown in FIG. 3, five photometric units 137 </ b> A are arranged vertically and eight horizontally, and the target is divided into 40 regions. The photometric signal detected by the photometric sensor 137 is output to the camera control unit 170 and used for exposure control. Details of this exposure control will be described later.

操作部150は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、自動露出モード/マニュアル露出モード、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード/コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。また、シャッターレリーズボタンは全押ししたときにシャッターがONされる以外にも、オートフォーカスモードにおいて当該ボタンを半押しするとフォーカスレンズの合焦動作がONとなり、ボタンを離すとOFFになる。また、単写/連写設定ボタンも含まれ、連写モードでレリーズボタンを全押しすると1秒間に所定枚数の画像を撮影することができる。この操作部150により設定された各種モードはカメラ制御部170へ送信される。 The operation unit 150 is a shutter release button or an input switch for a photographer to set various operation modes of the camera 1, and switches between automatic exposure mode / manual exposure mode, auto focus mode / manual focus mode, and auto focus mode. Among them, the one-shot mode / continuous mode can be switched. In addition to the shutter being turned on when the shutter release button is fully pressed, the focusing operation of the focus lens is turned on when the button is half-pressed in the autofocus mode, and turned off when the button is released. A single / continuous shooting setting button is also included, and a predetermined number of images can be taken per second when the release button is fully pressed in the continuous shooting mode. Various modes set by the operation unit 150 are transmitted to the camera control unit 170.

カメラボディ100にはカメラ制御部170が設けられている。カメラ制御部170はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、マウント部300に設けられた電気信号接点部によりレンズ制御部250と電気的に接続され、このレンズ制御部250からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部250へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部170は、上述したように撮像素子110から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。また、カメラ制御部170は、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒200の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。 The camera body 100 is provided with a camera control unit 170. The camera control unit 170 includes peripheral components such as a microprocessor and a memory, and is electrically connected to the lens control unit 250 through an electric signal contact unit provided in the mount unit 300, and receives lens information from the lens control unit 250. At the same time, information such as a defocus amount and an aperture control signal is transmitted to the lens control unit 250. The camera control unit 170 reads out image information from the image sensor 110 as described above, performs predetermined information processing as necessary, and outputs the information to a memory (not shown). The camera control unit 170 controls the entire camera 1 such as correction of captured image information and detection of a focus adjustment state and an aperture adjustment state of the lens barrel 200.

次に自動露出の動作を説明する。 Next, the automatic exposure operation will be described.

図5は本実施形態に係るカメラ1の自動露出動作を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the automatic exposure operation of the camera 1 according to this embodiment.

まずカメラ1の電源がONすると、カメラ制御部170は測光センサ137を駆動制御し、撮影光学系を介して各測光部137Aで受光した対象の画像データを取得する(ステップS1)。次いで、各測光部137Aで受光した画像データの輝度BV[1]〜BV[40]と、これらの平均輝度BVaveを求める(ステップS2)。そして、輝度BV[1]〜BV[40]および平均輝度BVaveに基づいて露出制御演算用輝度値BVxを演算する(ステップS3)。この露出制御演算用輝度値BVxは、当該処理ルーチンのステップS1〜S3の処理により求められた輝度値であるから、以下、この露出制御演算用輝度値BVxを最新の輝度値BVxともいう。   First, when the power of the camera 1 is turned on, the camera control unit 170 drives and controls the photometric sensor 137 to acquire target image data received by each photometric unit 137A via the photographing optical system (step S1). Next, the luminance BV [1] to BV [40] of the image data received by each photometric unit 137A and the average luminance BVave thereof are obtained (step S2). Then, the exposure control calculation luminance value BVx is calculated based on the luminance BV [1] to BV [40] and the average luminance BVave (step S3). Since the exposure control calculation brightness value BVx is the brightness value obtained by the processing of steps S1 to S3 of the processing routine, the exposure control calculation brightness value BVx is also referred to as the latest brightness value BVx.

この露出制御演算用輝度値BVxの演算は、たとえば測光センサ137の中央の測光部137Aの輝度BVc、測光部137Aのうち最大輝度BVmax、測光部137Aのうち最小輝度BVmin、測光センサ137の上部と下部の輝度差dHE、K1〜K5を予め定められた重み係数として、BVx=K1・BVave+K2・BVc+K3・BVmax+K4・BVmin+K5・dHEから求めることができる。ただし、これ以外の演算法により露出制御演算用輝度値BVxを求めることもできる。   The exposure control calculation brightness value BVx is calculated by, for example, the brightness BVc of the center photometry unit 137A of the photometry sensor 137, the maximum brightness BVmax of the photometry unit 137A, the minimum brightness BVmin of the photometry unit 137A, and the upper part of the photometry sensor 137. The lower luminance difference dHE and K1 to K5 can be obtained from BVx = K1 · BVave + K2 · BVc + K3 · BVmax + K4 · BVmin + K5 · dHE as predetermined weighting factors. However, the exposure control calculation luminance value BVx can also be obtained by other calculation methods.

次いで、操作部150の単写/連写設定ボタンの設定が連写モードであるか否かを判断し(ステップS4)、単写モードである場合は重み係数α(0≦α≦1)を所定値Thαに設定する一方で、連写モードである場合は重み係数αを演算する。そして、ステップS5またはS6により設定されたαと、ステップS3で演算された露出制御演算用輝度値BVxとを下記式(1)に代入して、今回の露出制御演算用輝度値BVexpを演算する。   Next, it is determined whether or not the setting of the single shooting / continuous shooting setting button of the operation unit 150 is the continuous shooting mode (step S4), and if it is the single shooting mode, the weighting coefficient α (0 ≦ α ≦ 1) is set. While the predetermined value Thα is set, the weighting factor α is calculated in the continuous shooting mode. The current exposure control calculation brightness value BVexp is calculated by substituting α set in step S5 or S6 and the exposure control calculation brightness value BVx calculated in step S3 into the following equation (1). .

BVexp[t]=(1−α)・BVx+α・BVexp[t−1]…(1)
ここで、BVexp[t]は、測光センサ137で測光を開始してから露出制御演算用輝度値BVexpを上記式(1)に基づいて算出した回数の関数であり、BVexp[t]は今回の演算で求められる輝度値であり、BVexp[t−1]は前回の演算で求められた輝度値である。ステップS1〜S7の処理はカメラ1の電源がONしている間、所定間隔で繰り返し実行されるが、この間は少なくとも前回の露出制御演算用輝度値BVexp[t−1]がカメラ制御部170の内部メモリなどに記憶される。
BVexp [t] = (1−α) · BVx + α · BVexp [t−1] (1)
Here, BVexp [t] is a function of the number of times that the exposure control calculation luminance value BVexp is calculated based on the above equation (1) after photometry is started by the photometric sensor 137, and BVexp [t] The brightness value obtained by the calculation, and BVexp [t−1] is the brightness value obtained by the previous calculation. The processes in steps S1 to S7 are repeatedly executed at predetermined intervals while the power of the camera 1 is turned on. During this time, at least the previous exposure control calculation brightness value BVexp [t−1] is stored in the camera control unit 170. Stored in an internal memory or the like.

上記式(1)は、今回の露出制御演算用輝度値BVexp[t]を、測光センサ137で演算された最新の露出制御演算用輝度値BVxと、前回の露出制御演算用輝度値BVexp[t−1]とに基づき、それぞれに重み係数αを乗じて決定しようとするものである。   The above formula (1) indicates that the current brightness value BVexp [t] for exposure control calculation is the latest brightness value BVx for exposure control calculation calculated by the photometric sensor 137 and the previous brightness value BVexp [t for exposure control calculation. -1] and multiplying each by a weighting factor α.

そして、連写モードでない場合のステップS5において設定される重み係数αは予め定められた定数Thα(0≦Thα<1)、たとえばThα=0.5に設定される。勿論、必要に応じて0≦Thα<1を満たす任意の定数Thαを設定することができる。   Then, the weighting factor α set in step S5 when the continuous shooting mode is not set is set to a predetermined constant Thα (0 ≦ Thα <1), for example, Thα = 0.5. Of course, an arbitrary constant Thα that satisfies 0 ≦ Thα <1 can be set as necessary.

これに対し、連写モードである場合のステップS6において設定される重み係数αは、測光センサ137で測光された平均輝度の時間変化量dBVave=BVave[t]−BVave[t−1]に基づいて演算される。本例では図4に示すように、平均輝度の時間変化量dBVaveが所定値St1以下の場合はα=0.5とし、dBVaveが所定値St2以上の場合はα=0とし、dBVaveが所定値St1とSt2との間の場合は、α=0.5とα=0を結ぶ直線であるα=−0.5(dBVave+St2)/(St2−St1)としている。すなわち、平均輝度の時間変化量dBVaveが大きいほどαの値を小さくし、最新の露出制御演算用輝度値BVxの重み付けを、前回の露出制御演算用輝度値BVexp[t−1]に比べて大きくする。逆に、平均輝度の時間変化量dBVaveが小さいほどαの値を大きくし、前回の露出制御演算用輝度値BVexp[t−1]の重み付けを、最新の露出制御演算用輝度値BVxに比べて大きくする。   On the other hand, the weighting coefficient α set in step S6 in the continuous shooting mode is based on the average luminance time change amount dBVave = BVave [t] −BVave [t−1] measured by the photometric sensor 137. Is calculated. In this example, as shown in FIG. 4, when the average luminance time variation dBVave is equal to or smaller than a predetermined value St1, α = 0.5, and when dBVave is equal to or larger than the predetermined value St2, α = 0, and dBVave is a predetermined value. In the case between St1 and St2, α = −0.5 (dBVave + St2) / (St2−St1) which is a straight line connecting α = 0.5 and α = 0. That is, the larger the time variation amount dBVave of the average luminance is, the smaller the value of α is, and the weighting of the latest exposure control calculation luminance value BVx is larger than the previous exposure control calculation luminance value BVexp [t−1]. To do. Conversely, the smaller the average luminance time variation dBVave is, the larger is the value of α, and the previous exposure control calculation luminance value BVexp [t−1] is weighted compared to the latest exposure control calculation luminance value BVx. Enlarge.

つまり、平均輝度の時間変化量dBVaveが小さい場合は撮影シーンが類似していると見做せることから、露出バランスを重視し、前回の露出制御演算用輝度値BVexp[t−1]の重み付けを大きくすることで連続撮影の画像に違和感が生じるのを抑制する。これに対し、平均輝度の時間変化量dBVaveが大きい場合は撮影シーンが変化したと見做せることから、現在の輝度を重視し、最新の露出制御演算用輝度値BVxの重み付けを大きくすることで露出量が不適切な、たとえば真っ黒または真っ白な撮影画像となることを防止する。   That is, when the average luminance time change amount dBVave is small, it can be considered that the shooting scenes are similar. Therefore, the exposure balance is emphasized, and the previous exposure control calculation luminance value BVexp [t−1] is weighted. Increasing the size suppresses a sense of incongruity in continuously shot images. On the other hand, if the time variation amount dBVave of the average luminance is large, it can be considered that the shooting scene has changed. Therefore, by emphasizing the current luminance, the weight of the latest exposure control calculation luminance value BVx is increased. It is possible to prevent a photographed image having an inappropriate exposure amount, for example, a black or white photographed image.

なお、図4に示すαの具体的数値0.5は本実施形態を限定するものではなく、0≦α≦1を満たすαとすることができる。また、平均輝度の時間変化量dBVaveの所定値St1,St2も適宜の値に設定することができる。さらに、本例では平均輝度の時間変化量dBVaveに基づいてαを設定するが、平均輝度以外にも測光センサ137の所定範囲、たとえば中央の測光部137Aなどの輝度を用いることもできる。また、輝度の時間変化量以外にも時間変化率を用いることもできる。   Note that the specific numerical value 0.5 of α shown in FIG. 4 does not limit the present embodiment, and can be α satisfying 0 ≦ α ≦ 1. Also, the predetermined values St1 and St2 of the time change amount dBVave of the average luminance can be set to appropriate values. Further, in this example, α is set based on the average luminance time change amount dBVave, but in addition to the average luminance, the luminance of a predetermined range of the photometric sensor 137, for example, the central photometric unit 137A may be used. In addition, the time change rate can be used in addition to the luminance time change amount.

図5に戻り、ステップS5またはS6で設定された重み係数αを用いてステップS7にて露出制御演算用輝度値BVexp[t]が演算されたら、レリーズボタンが全押しされたか否かを判断し、レリーズされた場合はステップS9へ進み、レリーズされない場合はステップS1へ戻る。   Returning to FIG. 5, when the exposure control calculation luminance value BVexp [t] is calculated in step S7 using the weighting coefficient α set in step S5 or S6, it is determined whether or not the release button is fully pressed. If released, the process proceeds to step S9. If not released, the process returns to step S1.

ステップS9において、カメラ制御部170は、ステップS7で演算された露出制御演算用輝度値BVexp[t]に基づいてカメラ1の露出条件(露出値EV)を演算し、露出条件を設定したうえで撮影を実行する。この露出値EVは、たとえば図1に示す絞り装置220の開口径AVと撮像素子110の露光時間TV(シャッター速度)に相関し、一般にEV=TV+AVの関係が成立する。また、光束の輝度値BV,撮像素子110の感度SVとすると、EV=BV+SVの関係も成立するので、これら絞り装置220の開口径AV、撮像素子110の露光時間TV、撮像素子110の感度SVを適切な値に調節する。なお、撮像素子110の露光時間TVは、シャッター111により制御されるから、露光時間TVを当該シャッター111における制御値に変換する。また、絞り装置220の開口径AVは、絞り駆動部240により制御されるから、開口絞りAVを当該絞り駆動部240の制御値に変換する。   In step S9, the camera control unit 170 calculates the exposure condition (exposure value EV) of the camera 1 based on the exposure control calculation luminance value BVexp [t] calculated in step S7, and sets the exposure condition. Perform shooting. This exposure value EV correlates with, for example, the aperture diameter AV of the diaphragm device 220 shown in FIG. 1 and the exposure time TV (shutter speed) of the image sensor 110, and generally the relationship EV = TV + AV is established. Also, assuming that the luminance value BV of the light beam and the sensitivity SV of the image sensor 110 are satisfied, the relationship EV = BV + SV is also established. Therefore, the aperture diameter AV of the diaphragm device 220, the exposure time TV of the image sensor 110, and the sensitivity SV of the image sensor 110. Adjust to an appropriate value. Since the exposure time TV of the image sensor 110 is controlled by the shutter 111, the exposure time TV is converted into a control value for the shutter 111. Since the aperture diameter AV of the aperture device 220 is controlled by the aperture drive unit 240, the aperture stop AV is converted into a control value of the aperture drive unit 240.

図6A〜図6Cの一点鎖線は、走行中の乗用車を連続撮影している間に算出された露出制御演算用輝度値BVexpの変化を示すグラフであり、時刻0〜t1の間は日向を走行している状態であり、時刻t1以降は日陰を走行している状態を示すものである。時刻t1前後の各時間帯においては、主要被写体である車の輝度はほとんど変化がなくても、背景には人物や物などの被写体が入り込んだり消滅したりするため、画面全体の平均輝度は刻々と変化している。   6A to 6C is a graph showing a change in the brightness value BVexp for exposure control calculation calculated while continuously photographing the passenger car while traveling, and travels in the sun from time 0 to t1. This is a state where the vehicle is traveling in the shade after time t1. In each time zone before and after time t1, since the subject such as a person or an object enters or disappears in the background even if the luminance of the main subject is almost unchanged, the average luminance of the entire screen is constantly changing. It has changed.

そして、図6Aの実線は、上述した本実施形態による露出制御を実行した場合の露出制御演算用輝度値BVexpの変化を示すグラフである。本例の露出制御によれば、時刻0〜t1と、時刻t1以降のそれぞれにおいて露出制御演算用輝度値BVexpの変化量は小さく、連写された撮影画像の露出バランスが安定し、違和感のない良好な画像であることが理解される。また、時刻t1において撮影シーンの輝度が大きく変化すると、露出制御演算用輝度値BVexpも素早く追従するので、真っ黒な画像となることなく適切な露出量の画像となる。 A solid line in FIG. 6A is a graph showing a change in the exposure control calculation luminance value BVexp when the exposure control according to the present embodiment described above is executed. According to the exposure control of this example, the amount of change in the brightness value BVexp for exposure control calculation is small at time 0 to t1 and after time t1, the exposure balance of continuously shot captured images is stable, and there is no sense of incongruity. It is understood that this is a good image. When the brightness of the photographic scene changes greatly at time t1, the exposure control calculation brightness value BVexp also follows quickly, so that an image with an appropriate exposure amount is obtained without becoming a black image.

これに対し、図6Bの実線は、上記式(1)においてα=0(一定)とした比較例の露出制御演算用輝度値BVexpの変化を示すグラフである。この比較例では露出制御演算用輝度値BVexp[t]=BVaveとなるので時刻t1の前後における追従性は良好であるものの、平均輝度の変化量が小さい時刻0〜t1の範囲と、時刻t1以降の範囲においては、露出制御演算用輝度値BVexp[t]が敏感に変化するので連写画像の露出バランスが悪くなり違和感を覚えたりする。   On the other hand, the solid line in FIG. 6B is a graph showing a change in the brightness value BVexp for exposure control calculation of the comparative example in which α = 0 (constant) in the above formula (1). In this comparative example, the brightness value for exposure control calculation BVexp [t] = BVave, and the followability before and after time t1 is good, but the range of time 0 to t1 where the change amount of the average brightness is small and after time t1. In this range, since the exposure control calculation brightness value BVexp [t] changes sensitively, the exposure balance of the continuous shot images becomes worse and the user feels uncomfortable.

また、図6Cの実線は、上記式(1)においてα=0.5(一定)とした他の比較例の露出制御演算用輝度値BVexpの変化を示すグラフである。この比較例では露出制御演算用輝度値BVexp[t]=0.5BVave+0.5BVexp[t−1]となるので、平均輝度の変化量が小さい時刻0〜t1の範囲や時刻t1以降の範囲においては露出バランスが良好となるものの、平均輝度の変化量が大きい時刻t1における追従性が悪く、時刻t1の直後の画像が暗い画像となる。   Further, the solid line in FIG. 6C is a graph showing a change in the brightness value BVexp for exposure control calculation of another comparative example in which α = 0.5 (constant) in the above equation (1). In this comparative example, the exposure control calculation luminance value BVexp [t] = 0.5 BVave + 0.5 BVexp [t−1]. Therefore, in the range of time 0 to t1 where the change amount of the average luminance is small and the range after time t1. Although the exposure balance is good, the followability at time t1 when the amount of change in average luminance is large is poor, and the image immediately after time t1 becomes a dark image.

なお、上述した実施形態では平均輝度の変化量dBVaveは前回の平均輝度と今回の平均輝度の差BVave[t]−BVave[t−1]としたが、さらに時間的平均要素を考慮することもできる。   In the above-described embodiment, the change amount dBVave of the average luminance is the difference between the previous average luminance and the current average luminance BVave [t] −BVave [t−1]. However, a temporal average element may be considered. it can.

たとえば、dBVave=BVave[t]−BVave0[t−1]=BVave[t]−{(1−β)BVave[t−1]+βBVave[t−2]}とすることもできる。なお、βはBVaveを時間平均するための所定の重み係数であり、0<β<1を満たす数値である。この例によれば、さらに時間的平均が考慮された露出制御演算用輝度値BVexpとなるので、特に平均輝度の変化量が小さい範囲における露出バランスがさらに良好となる。 For example, dBVave = BVave [t] −BVave0 [t−1] = BVave [t] − {(1-β) BVave [t−1] + βBVave [t−2]}. Note that β is a predetermined weighting coefficient for time averaging BVave, and is a numerical value satisfying 0 <β <1. According to this example, the brightness value BVexp for exposure control calculation in which a temporal average is further taken into consideration is obtained, so that the exposure balance is further improved particularly in a range where the change amount of the average brightness is small.

また、上述した実施形態では撮像素子110とは別設の測光センサ137を用いて撮影光学系を通過した光束の輝度を測定したが、たとえばコンパクトカメラなどのように撮像素子110により対象の輝度を測定することもできる。   In the above-described embodiment, the luminance of the light beam that has passed through the photographing optical system is measured using the photometric sensor 137 provided separately from the imaging device 110. For example, the luminance of the target is measured by the imaging device 110, such as a compact camera. It can also be measured.

発明の実施形態に係るカメラを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the camera which concerns on embodiment of invention. 図1に示す焦点検出モジュールを示す図である。It is a figure which shows the focus detection module shown in FIG. 図1に示す測光センサを示す正面図である。It is a front view which shows the photometric sensor shown in FIG. 図1に示すカメラの重み係数αを示すグラフである。It is a graph which shows weighting coefficient (alpha) of the camera shown in FIG. 図1に示すカメラの露出制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows exposure control of the camera shown in FIG. 図1に示すカメラを用いた際の露出制御状態を示すグラフである。It is a graph which shows the exposure control state at the time of using the camera shown in FIG. 比較例のカメラを用いた際の露出制御状態を示すグラフである。It is a graph which shows the exposure control state at the time of using the camera of a comparative example. 他の比較例のカメラを用いた際の露出制御状態を示すグラフである。It is a graph which shows the exposure control state at the time of using the camera of another comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1…一眼レフデジタルカメラ
100…カメラボディ
110…撮像素子
137…測光センサ
161…焦点検出モジュール
170…カメラ制御部
200…レンズ鏡筒
210…レンズ群
220…絞り装置
230…レンズ駆動モータ
240…絞り駆動装置
250…レンズ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Single-lens reflex digital camera 100 ... Camera body 110 ... Image pick-up element 137 ... Photometric sensor 161 ... Focus detection module 170 ... Camera control part 200 ... Lens barrel 210 ... Lens group 220 ... Aperture device 230 ... Lens drive motor 240 ... Aperture drive Apparatus 250 ... Lens control unit

Claims (7)

対象からの光束を繰り返し測光する測光手段と、
前記測光手段の測光結果に基づいて前記対象の明るさの変動を検出する第1検出手段と、
前記測光手段によって繰り返し測光される測光結果のうちの最新の測光結果を求める第2検出手段と、
前記明るさの変動と前記最新の測光結果とに基づいて、前記光束に対する露出値を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする露出演算装置。
A photometric means for repeatedly measuring the luminous flux from the object;
First detecting means for detecting fluctuations in brightness of the object based on a photometric result of the photometric means;
Second detection means for obtaining the latest photometry result among the photometry results repeatedly measured by the photometry means;
An exposure calculation device comprising: a calculation means for calculating an exposure value for the luminous flux based on the variation in brightness and the latest photometric result.
請求項1に記載の露出演算装置において、
前記演算手段は、前記明るさの変動に応じて、前記最新の測光結果および当該最新の測光結果より前に得られた過去の測光結果に対する重み付けを決定することを特徴とする露出演算装置。
In the exposure calculation device according to claim 1,
The said calculating means determines the weight with respect to the said latest photometry result and the past photometry result obtained before the said latest photometry result according to the fluctuation | variation of the said brightness, The exposure calculation apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載の露出演算装置において、
前記演算手段は、前記明るさの変化量が所定値以上のとき、前記過去の測光結果に対する前記最新の測光結果の重み付けを相対的に大きくすることを特徴とする露出演算装置。
In the exposure calculation device according to claim 2,
The exposure calculating device according to claim 1, wherein when the amount of change in brightness is equal to or greater than a predetermined value, the weighting of the latest photometric result with respect to the past photometric result is relatively increased.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の露出演算装置において、
前記測光手段は、前記対象の領域を複数の領域に分割してそれぞれ測光する複数の測光部を含み、
前記第1検出手段は、前記複数の測光部の測光結果の平均値に基づいて前記対象の明るさの変動を検出することを特徴とする露出演算装置。
In the exposure calculation device according to any one of claims 1 to 3,
The photometry means includes a plurality of photometry units that divide the target area into a plurality of areas and measure the respective areas,
The exposure calculation device according to claim 1, wherein the first detection unit detects a change in brightness of the target based on an average value of photometric results of the plurality of photometric units.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の露出演算装置において、
前記第1検出手段は、下記式に基づいて前記対象の明るさの変動を検出することを特徴とする露出演算装置。
《数1》dBVave=BVave[t]−{(1−β)BVave[t−1]+βBVave[t−2]}
ただし、dBVaveは明るさの変化量、BVave[t]は測光手段による最新の測光結果、BVave[t−1]は測光手段による前回の測光結果、BVave[t−2]は測光手段による前々回の測光結果、βはBVaveを時間的に平均化するための重み係数であって0<β<1を満たす定数である。
In the exposure calculation device according to any one of claims 1 to 3,
The exposure calculation apparatus according to claim 1, wherein the first detection means detects a change in brightness of the target based on the following equation.
<< Equation 1 >> dBVave = BVave [t] − {(1-β) BVave [t−1] + βBVave [t−2]}
However, dBVave is the amount of change in brightness, BVave [t] is the latest photometry result by the photometry means, BVave [t−1] is the previous photometry result by the photometry means, and BVave [t−2] is the previous photometry result by the photometry means. As a result of photometry, β is a weighting coefficient for averaging BVave in terms of time and is a constant satisfying 0 <β <1.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の露出演算装置を備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising the exposure calculation apparatus according to claim 1. 請求項6に記載の撮像装置において、
前記測光手段は撮像素子であり、
前記撮像素子の出力に基づいて前記光束の像を撮像することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 6,
The photometric means is an image sensor;
An image pickup apparatus that picks up an image of the light flux based on an output of the image pickup element.
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