JP2010081547A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置によって被写体像を撮像する電子スチルカメラに関する。 The present invention relates to an electronic still camera that captures a subject image with an imaging device.
プログラムAE手段を備える撮像装置では、被写体輝度の大きさに応じて、シャッター速度、絞り、露光感度を決定する。APEX方式の表示において、被写体輝度をBv、露光感度をSv、シャッター速度をTv、絞りをAvで表すと、以下の式が成り立つ。 In an imaging apparatus provided with program AE means, the shutter speed, aperture, and exposure sensitivity are determined according to the size of the subject brightness. In the APEX display, when the subject brightness is Bv, the exposure sensitivity is Sv, the shutter speed is Tv, and the aperture is Av, the following equation is established.
Sv+Bv=Ev=Tv+Av
図1は焦点距離30mm、F4.0のプログラム線図の一例である。まず、撮影時に手ぶれが予想されるシャッター速度Tvhを焦点距離fを用いて以下のようにして求める。
Sv + Bv = Ev = Tv + Av
FIG. 1 is an example of a program diagram with a focal length of 30 mm and F4.0. First, the shutter speed Tvh at which camera shake is expected during shooting is determined using the focal length f as follows.
Tvh=1/f
求めたTvhと最小絞りAvminを基準に、シャッター速度Tvと絞りAvを1:1の割合で上げていくようなプログラム線図となっている。図1のプログラム線図では、さらに、シャッター速度Tvの大きさにより露光感度を変化させている。Tv≧Tvsとなる場合は露光感度をISO100とし、1/f≦Tv<Tvsとなる場合はISO200とし、Tv<1/fとなる場合はISO800としている。
The program diagram is such that the shutter speed Tv and the aperture Av are increased at a ratio of 1: 1 based on the obtained Tvh and the minimum aperture Avmin. In the program diagram of FIG. 1, the exposure sensitivity is further changed according to the magnitude of the shutter speed Tv. The exposure sensitivity is ISO 100 when Tv ≧ Tvs, ISO 200 when 1 / f ≦ Tv <Tvs, and ISO 800 when Tv <1 / f.
一般に、露光感度が高い場合の撮影画像の画質は、露光感度が低い場合と比べて悪くなる。図1のプログラム線図では、被写体輝度が比較的高い場合(Bv12以上)は、高画質が期待できる低露光感度での撮影となる。しかし、被写体輝度がそれよりも小さい場合は、高露光感度で撮影することになるため、低露光感度での撮影と比べて画質が悪くなってしまう。 In general, the image quality of a captured image when the exposure sensitivity is high is worse than when the exposure sensitivity is low. In the program diagram of FIG. 1, when the subject brightness is relatively high (Bv12 or higher), shooting is performed with low exposure sensitivity that can be expected to provide high image quality. However, when the subject brightness is smaller than that, shooting is performed with high exposure sensitivity, so that the image quality is deteriorated as compared with shooting with low exposure sensitivity.
本発明は上述の問題点に鑑み、高画質が期待出来る露光感度での撮影機会を増やすことのできる撮像装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can increase the number of photographing opportunities with exposure sensitivity that can be expected to provide high image quality.
本出願に係る発明の目的を実現する構成は、請求項1に記載のように、撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、被写体の距離を測定する測距手段と、前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、被写体輝度を検出する輝度検出装置と、前記被写体輝度を用いて適正露出を得るための前記撮像装置のシャッター速度と前記撮像装置の絞り値および前記撮像装置の露光感度を決定するためのプログラム線図を少なくとも2つ以上有し、前記測距手段により測定された被写体距離と前記焦点距離検出手段により検出されたレンズ焦点距離情報よりプログラム線図を切り替えることを特徴とする撮像装置にある。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an image pickup device for picking up a subject image through a photographing lens, a distance measuring means for measuring a distance of the subject, and a focal point of the photographing lens. A focal length detecting means for detecting a distance; a luminance detecting device for detecting subject luminance; a shutter speed of the imaging device for obtaining appropriate exposure using the subject luminance; an aperture value of the imaging device; and Having at least two program diagrams for determining exposure sensitivity, and switching the program diagram based on the subject distance measured by the distance measuring unit and the lens focal length information detected by the focal length detecting unit. The imaging device is characterized.
本出願に係る発明の目的を実現する具体的な構成は、請求項2に記載のように、請求項1に記載の撮像装置において、前記プログラム線図はシャッター速度が所定の値よりも大きい場合は露光感度を低感度側に変更するプログラム線図であって、第2のプログラム線図は第1のプログラム線図よりも絞りを開放側に設定することを特徴とするプログラム線図を有する撮像装置にある。
A specific configuration for realizing the object of the invention according to the present application is, as described in
請求項1に記載の構成によれば、撮影レンズの焦点距離と被写体距離によって、被写界深度が変化するが、被写界深度の大きさにより最適なプログラム線図を選択することができる。 According to the configuration of the first aspect, although the depth of field changes depending on the focal length of the photographing lens and the subject distance, an optimal program diagram can be selected depending on the size of the depth of field.
請求項2に記載の構成によれば、シャッター速度が所定の値よりも大きい場合は露光感度を低感度側に変更するプログラム線図としたときに、第2のプログラム線図は第1のプログラム線図よりも絞りを開放側に設定することで、画質と被写界深度とのバランスを考慮したプログラム線図を提供することができる。
According to the configuration of
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。 Next, details of the present invention will be described in accordance with the description of the embodiments.
以下、本発明の第1の実施例に係る電子スチルカメラを図5を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the electronic still camera according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図5は第1の実施例に係る電子スチルカメラのブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram of the electronic still camera according to the first embodiment.
100は、交換可能な撮影レンズを搭載するレンズユニットであり、200は、撮像装置全体を表している。レンズ5は通常、複数枚のレンズから構成されるが、ここでは簡略して一枚のレンズのみで示している。6は、レンズがカメラ側と通信を行う為の通信端子であり、10は、カメラがレンズ側と通信を行う為の通信端子である。レンズユニット100は、この通信端子6,10を介してマイクロコンピュータ39と通信し、内部のレンズシステム制御回路4によって絞り駆動回路2を介して絞り1の制御を行い、AF駆動回路3を介して、レンズ5の位置を変位させることで焦点を合わせる。また、レンズシステム制御回路4は通信端子6,10を介してマイクロコンピュータ39に焦点距離、フォーカス位置、絞り設定可能範囲などのレンズ情報を通知することができる。
15は、AEセンサーで、レンズユニット100を通した被写体の輝度を測光する。
11は、AFセンサーで、マイクロコンピュータ39に、デフォーカス量情報を出力し、それに基づいてレンズユニット100を制御する。
12はクイックリターンミラーで、露光の際にマイクロコンピュータ39から指示されて、不図示のアクチュエータによりアップダウンされる。
A
13は、フォーカシングスクリーンで、撮影者は、ペンタプリズム14とファインダー16を介して、フォーカシングスクリーンを観察することで、レンズユニット100を通して得た被写体の光学像の焦点や構図の確認が可能となる。
17は、フォーカルプレーンシャッターで、マイクロコンピュータ39の制御で撮像素子20の露光時間を自由に制御できる。
18は、光学フィルターで、一般的にローパスフィルターなどから構成され、フォーカルプレーンシャッター17より入ってくる光の高周波成分をカットして、撮像素子20に被写体像を導光する。
An
撮像素子20としては、一般的にCCDやCMOS等の撮像素子が用いられ、レンズユニット100を通して撮像素子20上に結像された被写体象を光電変換して電気信号として取り込む。
As the image pickup device 20, an image pickup device such as a CCD or a CMOS is generally used, and a subject image formed on the image pickup device 20 through the
21は、A/D変換回路で、撮像素子20によって電気信号に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
22は、画像処理回路で、A/D変換回路21によってデジタル信号に変換された画像データに対して、フィルター処理、色変換処理、ガンマー/ニー処理を行い、メモリーコントローラ26に出力する。また、この画像処理回路は、D/A変換回路も内蔵しており、A/D変換回路21によってデジタル信号に変換された画像データやメモリーコントローラ26により入力される画像データをアナログ信号に変換して液晶駆動回路23を介して液晶表示部24に出力することも可能である。これらの画像処理回路22による画像処理及び表示処理は、マイクロコンピュータ39により切り替えられる。また、マイクロコンピュータ39は、撮影画像のカラーバランス情報をもとにホワイトバランス調整を行う。
An
液晶表示部24は、撮影前には、マイクロコンピュータ39の指示により、設定されているシャッター速度、絞り、ISO感度などの情報の表示を行う。
The liquid
メモリーコントローラ26は、画像処理回路22から入力された未処理の画像データをバッファメモリー25に格納したり、或いは画像処理済みの画像データをメモリー27に格納したり、逆にバッファメモリー25やメモリー27から画像データを取り込んで画像処理回路22に出力したりもする。また、メモリーコントローラ26は、USB(Universal Serial Bus)、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)やHDMI(High−Definition Multimedia Interface)などの外部インタフェース28を介して送られてくる画像データをメモリー27に格納したり、逆にメモリー27に格納されている画像データを外部インタフェース28を介して外部に出力したりすることも可能である。また、メモリー27は、着脱可能な様態でもよく、図1では、着脱可能な場合のメモリーとして図示している。具体的には、小型フラッシュメモリーカードを用いることができる。
The memory controller 26 stores unprocessed image data input from the
31は、シャッター制御回路であり、この回路を介してマイクロコンピュータ39はフォーカルプレーンシャッタ−17を制御する。
Reference numeral 31 denotes a shutter control circuit, through which the microcomputer 39 controls the
34は、電源制御回路であり、電力はAC電源部29、もしくは2次電池部30より供給され、マイクロコンピュータから指示を受けるで電源のオンオフを行い、また電源状態検知回路33により検知された現在の電源状態の情報や電源種類検知回路32により検知された現在の電源種類情報をマイクロコンピュータ39に通知することも行う。
35は、撮像装置の姿勢検知回路であり、現在の撮像装置の姿勢状態情報をマイクロコンピュータ39に通知する。
36は、光学フィルター18に付着した塵埃の位置及び大きさを検知する回路であり、この回路により出力される塵埃の位置・大きさ情報がマイクロコンピュータ39に入力される。
Reference numeral 36 denotes a circuit for detecting the position and size of dust attached to the
37は、光学フィルター振動制御回路であり、光学フィルター18に接続されている圧電素子19を振動させる回路である。振動の振幅、振動時間、振動の軸方向をそれぞれ所定の値で圧電素子を振動させるように、マイクロコンピュータ39の指示に従い振動させる。
An optical filter
操作部材38は、マイクロコンピュータ39に操作部材の状態を伝え、マイクロコンピュータ39はその操作部材の状態の変化に応じて各部を制御する。38の操作部材には、シャッター速度設定釦、絞り設定釦、露光感度設定釦、レリーズ開始釦、撮影モード設定釦などの不図示のスイッチが接続されており、スイッチの状態が検出される。
The
次に、図2のフローチャートを用いて、カメラの撮影動作について説明する。まず、最初のステップS200で処理が開始される。次に、ステップS201において、被写体位置にピントを合わせるAF制御を行う。AF制御では、AFセンサー11の情報を元にレンズユニット100のAF駆動回路3を介して、レンズ5の位置を変位させることで焦点を合わせる。合焦後にレンズ5の位置を検出することで、被写体距離を得ることが出来る。合焦方法としては、既知の位相差AF方式やコントラストAF方式を用いる。次に、ステップS202において、AE制御を行い、シャッター速度、絞り、露光感度を決定する。APEX方式の表示において、被写体輝度をBv、露光感度をSv、シャッター速度をTv、絞りをAvで表すと、以下の式が成り立つ。
Next, the photographing operation of the camera will be described using the flowchart of FIG. First, processing is started in the first step S200. Next, in step S201, AF control for focusing on the subject position is performed. In the AF control, focusing is performed by displacing the position of the
Sv+Bv=Ev=Tv+Av
シャッター速度、絞り、露光感度の決定方法についての詳細は後述する。次に、ステップS203において、レリーズ開始釦が押されているかどうかの判定を行う。レリーズ開始釦が押されていれば、ステップS202で決定したシャッター速度、絞り、露光感度を用いて撮影を行うためにステップS204に進み、押されていない場合は、ステップS201に戻る。ステップS204では、絞り駆動回路2を介して絞り1を所定の絞りへと駆動し、クイックリターンミラー12をアップ状態にするとともに、撮像素子20の露光感度を所定の露光感度に設定する。ステップS205では、をシャッター制御回路31を介してフォーカルプレーンシャッター17を所定のシャッター速度で駆動し、撮像素子20を露光する。露光終了後、ステップS206で、撮像素子20からA/D変換回路21、画像処理回路22、メモリコントローラー26を介してバッファメモリー25に画像データを転送する。メモリコントローラー26はさらにバッファメモリー25の画像データをメモリー27へ格納する制御や、インターフェース28を介して画像データを外部に転送する制御を行う。これにより撮影動作が終了する(S207)。
Sv + Bv = Ev = Tv + Av
Details of the method for determining the shutter speed, aperture, and exposure sensitivity will be described later. Next, in step S203, it is determined whether or not the release start button has been pressed. If the release start button has been pressed, the process proceeds to step S204 to perform shooting using the shutter speed, aperture, and exposure sensitivity determined in step S202. If not, the process returns to step S201. In step S204, the
次に図1を用いて、本発明の特徴であるAE制御について説明する。図1はシャッター速度、絞り、露光感度の決定方法を説明したものであり、図2のステップS202に含まれる動作である。 Next, AE control, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG. FIG. 1 illustrates a method for determining shutter speed, aperture, and exposure sensitivity, and is an operation included in step S202 of FIG.
まず、ステップS101で撮像装置に設定されている設定値を取得する。設定値としては、評価測光、スポット測光、平均測光といった測光モードや高画質モード、被写体深度優先モードといった撮影モードを取得する。ステップS102では、AEセンサー15を駆動し、測光値を取得する。AEセンサーは格子状に測光素子が配置されており、各測光素子それぞれのエリアに入光される輝度を測光値として取得することができる。ステップS103では、測距点位置、被写体距離、レンズ焦点距離、絞り設定可能範囲といったAF情報の取得を行う。被写体距離については、図2のステップS201で行ったAF制御結果より取得する。ステップS104では、測光モード、測距点位置などの情報を用いて代表測光値の演算を行い、これを被写体輝度Bvとする。
First, the setting value set in the imaging device in step S101 is acquired. As setting values, a photometry mode such as evaluation photometry, spot photometry, and average photometry, a shooting mode such as a high image quality mode, and a subject depth priority mode are acquired. In step S102, the
ステップS105では、撮影モードが高画質モードであるか、被写体深度優先モードであるかの判定を行う。高画質モードが選択されていればステップS108に進み、そうでなければ、ステップS106に進む。 In step S105, it is determined whether the shooting mode is the high image quality mode or the subject depth priority mode. If the high image quality mode is selected, the process proceeds to step S108; otherwise, the process proceeds to step S106.
ステップS106では、深度判別を行う。被写体距離が大きくなるほど、また、レンズ焦点距離が短くなるほど被写界深度が深くなることから、例えば、図2のステップS201で検知される被写体距離R〔mm〕とレンズ焦点距離f〔mm〕を用いて、以下のようにして判定する。 In step S106, depth determination is performed. Since the depth of field increases as the subject distance increases and the lens focal length decreases, for example, the subject distance R [mm] and the lens focal length f [mm] detected in step S201 in FIG. The determination is made as follows.
(R^2)/(f^2) > 6400 … [式1]
式1が真であれば、ステップS108に進み、偽であれば、ステップS107に進む。本実施例では式1により第1のプログラム線図と第2のプログラム線図を選択したが、被写界深度を考慮した別の判定式を用いても良い。
(R ^ 2) / (f ^ 2)> 6400 ... [Formula 1]
If
ステップS107においては、図3に示すような第1のプログラム線図が用意されており、これを選択する。撮影時に手ぶれが予想されるシャッター速度Tvhを焦点距離fを用いて以下のようにして求める。 In step S107, a first program diagram as shown in FIG. 3 is prepared and is selected. The shutter speed Tvh at which camera shake is expected during shooting is determined using the focal length f as follows.
Tvh=1/f
第1のプログラム線図は、求めたTvhと最小絞りAvminを基準に、シャッター速度Tvと絞りAvを1:1の割合で上げていくようなプログラム線図となる。第1のプログラム線図では、さらに、シャッター速度Tvの大きさにより露光感度を変化させている。Tv≧Tvsとなる場合は露光感度をISO100とし、1/f≦Tv<Tvsとなる場合はISO200とし、Tv<1/fとなる場合はISO800としている。ここでTvsは、ある程度の速度で動いている被写体を撮影したときに被写体ぶれが比較的少なくなるようなシャッター速度であり、図3ではTvs=1/500としている。
Tvh = 1 / f
The first program diagram is a program diagram in which the shutter speed Tv and the aperture Av are increased at a ratio of 1: 1 based on the obtained Tvh and the minimum aperture Avmin. In the first program diagram, the exposure sensitivity is further changed according to the shutter speed Tv. The exposure sensitivity is
以上のようなプログラム線図とすることで、被写体輝度が十分明るく速いシャッター速度での撮影が可能なときは、高画質での撮影が期待出来る露光感度であるISO100を使用することが出来る。被写体輝度が暗いときは、露光感度をISO800とすることで、シャッター速度を大きくし、手ぶれを低減することができる。また、被写体輝度が中程度である場合は、被写体ぶれと画質とのバランスを考慮し露光感度をISO200としている。
By using the program diagram as described above, when the subject brightness is sufficiently bright and shooting at a high shutter speed is possible, it is possible to use
ステップS108においては、図4に示すような第2のプログラム線図が用意されており、これを選択する。撮影時に手ぶれが予想されるシャッター速度Tvhを焦点距離fを用いて以下のようにして求める。 In step S108, a second program diagram as shown in FIG. 4 is prepared and is selected. The shutter speed Tvh at which camera shake is expected during shooting is determined using the focal length f as follows.
Tvh=1/f
第2のプログラム線図は、求めたTvhと最小絞りAvminを基準に、シャッター速度Tvと絞りAvをTv<Tvsの区間は2:1の割合で上げ、Tv≧Tvsの区間は1:1の割合で上げていくようなプログラム線図となる。第2のプログラム線図では、さらに、シャッター速度Tvの大きさにより露光感度を変化させている。Tv≧Tvsとなる場合は露光感度をISO100とし、1/f≦Tv<Tvsとなる場合はISO200とし、Tv<1/fとなる場合はISO800としている。ここでTvsは、ある程度の速度で動いている被写体を撮影したときに被写体ぶれが比較的少なくなるようなシャッター速度であり、図4ではTvs=1/500としている。
Tvh = 1 / f
The second program diagram is based on the obtained Tvh and the minimum aperture Avmin, and increases the shutter speed Tv and aperture Av at a ratio of 2: 1 in the interval Tv <Tvs, and the interval Tv ≧ Tvs is 1: 1. The program diagram will increase as a percentage. In the second program diagram, the exposure sensitivity is further changed according to the magnitude of the shutter speed Tv. The exposure sensitivity is
以上のようなプログラム線図とすることで、被写体輝度が十分明るく速いシャッター速度での撮影が可能なときは、高画質での撮影が期待出来る露光感度であるISO100を使用することが出来る。被写体輝度が暗いときは、露光感度をISO800とすることで、シャッター速度を大きくし、手ぶれを低減することができる。また、被写体輝度が中程度である場合は、被写体ぶれと画質とのバランスを考慮し露光感度をISO200としている。
By using the program diagram as described above, when the subject brightness is sufficiently bright and shooting at a high shutter speed is possible, it is possible to use
さらにTv<Tvsの区間はシャッター速度Tvと絞りAvを2:1の割合で上げることで、第1のプログラム線図よりも低い被写体輝度でもISO100で撮影することになり被写体ぶれを抑えつつ高画質での撮影が期待出来る。
Further, in the interval of Tv <Tvs, the shutter speed Tv and the aperture Av are increased by a ratio of 2: 1, so that even with a subject brightness lower than that of the first program diagram, shooting is performed with
ステップS109では、選択されたプログラム線図を用いて、シャッター速度、絞り、露光感度の演算を行い、AE制御を終了し(S110)、図2のステップS203に進む。 In step S109, the shutter speed, aperture, and exposure sensitivity are calculated using the selected program diagram, AE control is terminated (S110), and the process proceeds to step S203 in FIG.
1 絞り
2 絞り駆動回路
3 AF駆動回路
5 レンズ
11 AFセンサー
15 AEセンサー
17 フォーカルプレーンシャッター
20 撮像素子
31 シャッター制御回路
39 マイクロコンピューター
100 レンズユニット
200 撮像装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
被写体の距離を測定する測距手段(11)と、
前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段(4)と、
被写体輝度を検出する輝度検出装置(15)と、
前記被写体輝度を用いて適正露出を得るための前記撮像装置のシャッター速度と前記撮像装置の絞り値および前記撮像装置の露光感度を決定するためのプログラム線図を少なくとも2つ以上有し、
前記測距手段により測定された被写体距離と前記焦点距離検出手段により検出されたレンズ焦点距離情報よりプログラム線図を切り替えることを特徴とする撮像装置。 An image pickup device (20) for picking up a subject image through the taking lens (5);
Ranging means (11) for measuring the distance of the subject;
A focal length detecting means (4) for detecting a focal length of the photographing lens;
A luminance detection device (15) for detecting subject luminance;
Having at least two or more program diagrams for determining the shutter speed of the imaging device for obtaining appropriate exposure using the subject brightness, the aperture value of the imaging device, and the exposure sensitivity of the imaging device;
An image pickup apparatus, wherein a program diagram is switched based on subject distance measured by the distance measuring means and lens focal length information detected by the focal distance detecting means.
第2のプログラム線図は第1のプログラム線図よりも絞りを開放側に設定するプログラム線図を有することを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the program diagram is a program diagram for changing the exposure sensitivity to a low sensitivity side when the shutter speed is larger than a predetermined value.
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second program diagram has a program diagram for setting an aperture closer to the open side than the first program diagram.
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