JP2011081306A - Imaging apparatus and photometric method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for an imaging apparatus capable of shortening time taken until appropriate subject luminance is detected in photometry using a linear output type photometric sensor. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes the linear output type photometric sensor which linearly amplifies charge signals generated in a plurality of pixels respectively by exposure by two different gains, and outputs two photometric values. A luminance domain concerning measured luminance is divided into a low luminance domain La, a high luminance domain Lc and a middle luminance domain Lb showing luminance between them, and one graph adopted as an extension digital value is decided out of two graphs Ha and Hc in the respective luminance domains La, Lb and Lc to generate an extension digital value EBx(i, j) of each pixel Px. By deriving an exposure condition set in next photometry based on the generated photometry data, the time taken until the appropriate subject luminance is detected can be shortened. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光により複数の光電変換ユニットそれぞれで生成される電荷信号をリニアに増幅して測光値を生成する測光センサを備えた撮像装置の技術に関する。   The present invention relates to a technique of an imaging apparatus including a photometric sensor that linearly amplifies a charge signal generated by each of a plurality of photoelectric conversion units by exposure to generate a photometric value.

デジタル一眼レフカメラなどの撮像装置においては、測光センサにより被写体の輝度を検出し、これを露出制御に活用するものがある。   Some imaging devices such as a digital single-lens reflex camera detect the luminance of a subject by a photometric sensor and use it for exposure control.

上記の測光センサに関しては、例えばCCDとして構成されるリニア出力タイプやLOGセンサとして構成される対数圧縮タイプのものがある。ここで、リニア出力タイプの測光センサにおいては、高精度な測光出力を得ることができたり、フラッシュ発光時でも測光を行えるなどの利点を有している。一方、リニア出力タイプでは、測光のダイナミックレンジが対数圧縮タイプに比べて比較的狭いレンジ(例えば6EV程度)となるため、このダイナミックレンジから被写体輝度が外れて白飛びや黒潰れが生じる場合がある。このような場合には、積分時間(露光時間)等の測光条件を変更した再度の測光を行う必要があり、適正な被写体輝度が検出されるまでの時間が長くなってしまう。   As for the photometric sensor, there are, for example, a linear output type configured as a CCD and a logarithmic compression type configured as a LOG sensor. Here, the linear output type photometric sensor has an advantage that a highly accurate photometric output can be obtained and photometry can be performed even during flash emission. On the other hand, in the linear output type, since the dynamic range of photometry is a relatively narrow range (for example, about 6 EV) compared to the logarithmic compression type, subject brightness may deviate from this dynamic range and whiteout or blackout may occur. . In such a case, it is necessary to perform photometry again after changing the photometry conditions such as the integration time (exposure time), and the time until proper subject luminance is detected becomes long.

このリニア出力タイプの欠点を改善する技術としては、例えば特許文献1に開示されるものが提案されている。この技術においては、光電変換作用により光電変換素子で生成された電荷信号を異なるゲイン(増幅率)で増幅し、その増幅された複数の増幅信号を同時にセンサから出力することで、ダイナミックレンジの拡大が図られている。   As a technique for improving the drawbacks of this linear output type, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 has been proposed. In this technology, the charge signal generated by the photoelectric conversion element by photoelectric conversion action is amplified with different gains (amplification factors), and multiple amplified signals are output from the sensor at the same time, thereby expanding the dynamic range. Is planned.

特開2007−189537号公報JP 2007-189537 A

しかしながら、上記特許文献1の技術では、異なるゲインが乗じられた複数の増幅信号がセンサから出力されるものの、これらの増幅信号から最適なものを選択する制御を行わなければ、適正な被写体輝度が得られず、その検出時間の短縮に繋がらない。   However, in the technique of Patent Document 1, a plurality of amplified signals multiplied by different gains are output from the sensor. However, if control for selecting an optimum signal from these amplified signals is not performed, an appropriate subject brightness is obtained. It is not obtained and the detection time is not shortened.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、リニア出力タイプの測光センサを用いた測光において適正な被写体輝度が検出されるまでの時間を短縮できる撮像装置の技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an imaging device technique capable of shortening the time until proper subject luminance is detected in photometry using a linear output type photometry sensor. And

本発明の1つの側面は、撮像装置であって、露光により所定の光電変換セルを有した複数の光電ユニットそれぞれにて生成される電荷信号を異なる複数のゲインでリニアに増幅して複数の測光値を生成し、当該複数の測光値を第1のダイナミックレンジで出力する測光センサと、第1の露光条件に設定された測光により前記測光センサから出力される複数の測光値と前記ゲインとに基づき、前記第1のダイナミックレンジより広い第2のダイナミックレンジを持つ測光データを生成するとともに、当該測光データに基づいて前記第1の露光条件に設定された測光に係る次の測光で設定する第2の露光条件を導出する測光制御手段とを備える。   One aspect of the present invention is an imaging apparatus, in which a charge signal generated by each of a plurality of photoelectric units having a predetermined photoelectric conversion cell by exposure is linearly amplified with a plurality of different gains, and a plurality of photometry is performed. A photometric sensor that generates a value and outputs the photometric values in a first dynamic range, and a photometric value that is output from the photometric sensor by photometry set in the first exposure condition and the gain Based on this, photometric data having a second dynamic range wider than the first dynamic range is generated, and set in the next photometry related to the photometry set in the first exposure condition based on the photometric data. And a photometric control means for deriving the second exposure condition.

本発明によれば、露光により所定の光電変換セルを有した複数の光電ユニットそれぞれにて生成される電荷信号を異なる複数のゲインでリニアに増幅して複数の測光値を生成し、当該複数の測光値を第1のダイナミックレンジで出力する測光センサを備え、第1の露光条件に設定された測光により測光センサから出力される複数の測光値とゲインとに基づき第1のダイナミックレンジより広い第2のダイナミックレンジを持つ測光データを生成するとともに、当該測光データに基づいて次の測光で設定する第2の露光条件を導出する。その結果、リニア出力タイプの測光センサを用いた測光において適正な被写体輝度が検出されるまでの時間を短縮できる。   According to the present invention, a plurality of photometric values are generated by linearly amplifying a charge signal generated by each of a plurality of photoelectric units having a predetermined photoelectric conversion cell by exposure with a plurality of different gains. A photometric sensor that outputs a photometric value in a first dynamic range is provided, and a photometric sensor that is wider than the first dynamic range based on a plurality of photometric values and gains output from the photometric sensor by photometry set in the first exposure condition. Photometry data having a dynamic range of 2 is generated, and second exposure conditions set in the next photometry are derived based on the photometry data. As a result, it is possible to shorten the time until proper subject luminance is detected in photometry using a linear output type photometric sensor.

本発明の実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an external configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 撮像装置の外観構成を示す図である。It is a figure which shows the external appearance structure of an imaging device. 撮像装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an imaging device. ミラーアップの状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state of mirror up. 撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of an imaging device. 測光センサの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a photometry sensor. 測光センサの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a photometry sensor. 測光センサの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a photometric sensor. 測光センサからの測光出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the photometry output from a photometry sensor. 測光のダイナミックレンジを拡張する手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of extending the dynamic range of photometry. 撮像装置の基本的な動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic operation | movement of an imaging device. 測光処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a photometry process. 測光センサからの測光出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the photometry output from a photometry sensor. 測光のダイナミックレンジを拡張する手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of extending the dynamic range of photometry. 本発明の変形例に係る測光センサの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the photometry sensor which concerns on the modification of this invention.

<実施形態>
[撮像装置の外観構成]
図1および図2は、本発明の実施形態に係る撮像装置1の外観構成を示す図である。ここで、図1および図2は、それぞれ正面図および背面図を示している。
<Embodiment>
[Appearance configuration of imaging device]
1 and 2 are diagrams showing an external configuration of an imaging apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. Here, FIGS. 1 and 2 show a front view and a rear view, respectively.

撮像装置1は、例えば一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラとして構成されており、カメラボディ10と、カメラボディ10に着脱自在な撮影レンズとしての交換レンズ2とを備えている。   The imaging device 1 is configured as, for example, a single-lens reflex digital still camera, and includes a camera body 10 and an interchangeable lens 2 as a photographic lens that can be attached to and detached from the camera body 10.

図1において、カメラボディ10の正面側には、正面略中央に交換レンズ2が装着されるマウント部301と、マウント部301の右横に配置されたレンズ交換ボタン302と、把持可能とするためのグリップ部303とが設けられている。また、カメラボディ10には、正面左上部に配置されたモード設定ダイアル305と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル306と、グリップ部303の上面に配置されたシャッターボタン307とが設けられている。   In FIG. 1, on the front side of the camera body 10, a mount portion 301 to which the interchangeable lens 2 is mounted at the center of the front surface, a lens exchange button 302 disposed on the right side of the mount portion 301, and a gripper. The grip part 303 is provided. Further, the camera body 10 is provided with a mode setting dial 305 disposed at the upper left portion of the front surface, a control value setting dial 306 disposed at the upper right portion of the front surface, and a shutter button 307 disposed on the upper surface of the grip portion 303. It has been.

また、図2において、カメラボディ10の背面側には、LCD(Liquid Crystal Display)311と、LCD311の左方に配置された設定ボタン群312と、LCD311の右方に配置された十字キー314と、十字キー314の中央に配置されたプッシュボタン315とが備えられている。また、カメラボディ10の背面側には、LCD311の上方に配設されたファインダ窓316と、ファインダ窓316の周囲を囲むアイカップ321と、ファインダ窓316の左方に配設されたメインスイッチ317とが設けられている。さらに、カメラボディ10は、その背面側にファインダ窓316の右方に配設された露出補正ボタン323およびAEロックボタン324と、ファインダ窓316の上方に配設されたフラッシュ部318および接続端子部319とを備えている。   In FIG. 2, on the rear side of the camera body 10, there are an LCD (Liquid Crystal Display) 311, a setting button group 312 arranged on the left side of the LCD 311, and a cross key 314 arranged on the right side of the LCD 311. And a push button 315 disposed in the center of the cross key 314. On the back side of the camera body 10, a finder window 316 disposed above the LCD 311, an eye cup 321 surrounding the finder window 316, and a main switch 317 disposed on the left side of the finder window 316. And are provided. Further, the camera body 10 has an exposure correction button 323 and an AE lock button 324 disposed on the right side of the finder window 316 on the back side, a flash unit 318 and a connection terminal unit disposed above the finder window 316. 319.

マウント部301には、装着された交換レンズ2との電気的接続を行うためコネクタEc(図5参照)や、機械的接続を行うためのカプラ75(図5参照)が設けられている。   The mount 301 is provided with a connector Ec (see FIG. 5) for electrical connection with the mounted interchangeable lens 2 and a coupler 75 (see FIG. 5) for mechanical connection.

レンズ交換ボタン302は、マウント部301に装着された交換レンズ2を取り外す際に押下されるボタンである。   The lens exchange button 302 is a button that is pressed when the interchangeable lens 2 attached to the mount unit 301 is removed.

グリップ部303は、ユーザが撮影時に撮像装置1を把持する部分であり、フィッティング性を高めるために指形状に合わせた表面凹凸が設けられている。なお、グリップ部303の内部には電池収納室およびカード収納室(不図示)が設けられている。電池収納室にはカメラの電源として電池69B(図5参照)が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード67(図5参照)が着脱可能に収納されるようになっている。なお、グリップ部303には、当該グリップ部303をユーザが把持したか否かを検出するためのグリップセンサを設けるようにしても良い。   The grip part 303 is a part where the user grips the imaging device 1 at the time of photographing, and is provided with surface irregularities that match the finger shape in order to improve fitting properties. Note that a battery storage chamber and a card storage chamber (not shown) are provided inside the grip portion 303. A battery 69B (see FIG. 5) is housed in the battery compartment as a power source for the camera, and a memory card 67 (see FIG. 5) for recording image data of the photographed image is detachably housed in the card compartment. It has come to be. The grip unit 303 may be provided with a grip sensor for detecting whether or not the user has gripped the grip unit 303.

モード設定ダイアル305及び制御値設定ダイアル306は、カメラボディ10の上面と略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材からなる。モード設定ダイアル305は、自動露出(AE)制御モードや自動焦点(AF;オートフォーカス)制御モード、或いは1枚の静止画を撮影する静止画撮影モードや連続撮影を行う連続撮影モード等の各種撮影モード、記録済みの画像を再生する再生モード等、撮像装置1に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。一方、制御値設定ダイアル306は、撮像装置1に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するためのものである。   The mode setting dial 305 and the control value setting dial 306 are made of a substantially disk-shaped member that can rotate in a plane substantially parallel to the upper surface of the camera body 10. The mode setting dial 305 is used for various types of shooting such as an automatic exposure (AE) control mode, an autofocus (AF) control mode, a still image shooting mode for shooting a single still image, and a continuous shooting mode for continuous shooting. This mode is used to selectively select a mode and a function installed in the imaging apparatus 1, such as a mode and a reproduction mode for reproducing a recorded image. On the other hand, the control value setting dial 306 is for setting control values for various functions installed in the imaging apparatus 1.

シャッターボタン307は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされた押下スイッチである。静止画撮影モードにおいてシャッターボタン307が半押しされると、被写体の静止画を撮影するための準備動作(露出制御値の設定や焦点検出等の準備動作)が実行される。また、シャッターボタン307が全押しされると、撮影動作(撮像素子101(図3参照)を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード67等に記録する一連の動作)が実行される。   The shutter button 307 is a push switch that can be operated in a “half-pressed state” that is pressed halfway and further operated in a “full-pressed state”. When the shutter button 307 is pressed halfway in the still image shooting mode, a preparation operation (preparation operation such as setting of an exposure control value or focus detection) for shooting a still image of the subject is executed. Further, when the shutter button 307 is fully pressed, a photographing operation (image pickup device 101 (see FIG. 3) is exposed, predetermined image processing is performed on the image signal obtained by the exposure, and the result is recorded in the memory card 67 or the like. A series of operations) is executed.

LCD311は、画像表示が可能なカラー液晶パネルを備えており、撮像素子101(図3参照)により被写体を撮像して取得された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置1に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、LCD311に代えて、有機ELやプラズマ表示装置を用いるようにしても良い。   The LCD 311 includes a color liquid crystal panel that can display an image. The LCD 311 displays an image obtained by capturing an image of a subject using the image sensor 101 (see FIG. 3), reproduces and displays a recorded image, and the like. A function or mode setting screen mounted on the apparatus 1 is displayed. Note that an organic EL or a plasma display device may be used instead of the LCD 311.

設定ボタン群312は、撮像装置1に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。この設定ボタン群312には、例えばLCD311に表示されるメニュー画面で選択された内容を確定するための選択確定スイッチ、選択取り消しスイッチ、メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スイッチ、表示オン/オフスイッチ、表示拡大スイッチなどが含まれる。   The setting button group 312 is a button for performing operations on various functions installed in the imaging apparatus 1. The setting button group 312 includes, for example, a selection confirmation switch for confirming the content selected on the menu screen displayed on the LCD 311, a selection cancel switch, a menu display switch for switching the content of the menu screen, a display on / off switch, A display enlargement switch is included.

十字キー314は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部(図中の三角印の部分)を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図示省略の接点(スイッチ)により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン315は、十字キー314の中央に配置されている。十字キー314及びプッシュボタン315は、撮影倍率の変更(ズームレンズ212(図5参照)のワイド方向やテレ方向への移動)、LCD311等に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件(絞り値、シャッタスピード、フラッシュ発光の有無等)の設定等の指示を入力するためのものである。   The cross key 314 has an annular member having a plurality of pressing portions (triangle marks in the figure) arranged at regular intervals in the circumferential direction, and is not shown and provided corresponding to each pressing portion. The pressing operation of the pressing portion is detected by the contact (switch). The push button 315 is arranged at the center of the cross key 314. The cross key 314 and the push button 315 are used to change the shooting magnification (movement of the zoom lens 212 (see FIG. 5) in the wide direction or the tele direction), frame-by-frame feeding of a recorded image to be reproduced on the LCD 311 and the like, and shooting conditions (aperture value). , Shutter speed, presence / absence of flash emission, etc.) for inputting instructions.

ファインダ窓316は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。すなわち、ファインダ窓316には、交換レンズ2からの被写体像が導かれており、ユーザは、このファインダ窓316を覗くことにより、実際に撮像素子101にて撮像される被写体を視認することができる。   The viewfinder window 316 optically displays a range where the subject is photographed. That is, the subject image from the interchangeable lens 2 is guided to the finder window 316, and the user can visually recognize the subject actually captured by the image sensor 101 by looking into the finder window 316. .

メインスイッチ317は、左右にスライドする2接点のスライドスイッチからなり、左にセットすると撮像装置1の電源がオンされ、右にセットすると電源がオフされる。   The main switch 317 is a two-contact slide switch that slides to the left and right. When the switch is set to the left, the power of the imaging apparatus 1 is turned on, and when the switch is set to the right, the power is turned off.

フラッシュ部318は、ポップアップ式の内蔵フラッシュとして構成されている。一方、外部フラッシュ等をカメラボディ10に取り付ける場合には、接続端子部319を使用して接続する。   The flash unit 318 is configured as a pop-up built-in flash. On the other hand, when attaching an external flash or the like to the camera body 10, the connection is made using the connection terminal portion 319.

アイカップ321は、遮光性を有してファインダ窓316への外光の侵入を抑制する「コ」字状の遮光部材である。   The eye cup 321 is a “U” shaped light shielding member that has a light shielding property and suppresses intrusion of external light into the finder window 316.

露出補正ボタン323は、露出値(絞り値やシャッタースピード)を手動で調整するためのボタンであり、AEロックボタン324は、露出を固定するためのボタンである。   The exposure correction button 323 is a button for manually adjusting an exposure value (aperture value or shutter speed), and the AE lock button 324 is a button for fixing exposure.

交換レンズ2は、被写体からの光(光像)を取り込むレンズ窓として機能するとともに、当該被写体光をカメラボディ10の内部に配置されている撮像素子101に導くための撮影光学系として機能するものである。この交換レンズ2は、上述のレンズ交換ボタン302を押下操作することで、カメラボディ10から取り外すことが可能となっている。   The interchangeable lens 2 functions as a lens window that captures light (light image) from a subject, and also functions as a photographing optical system that guides the subject light to the image sensor 101 disposed inside the camera body 10. It is. The interchangeable lens 2 can be detached from the camera body 10 by depressing the lens interchange button 302 described above.

交換レンズ2は、光軸LTに沿って直列的に配置された複数のレンズからなるレンズ群21を備えている(図5参照)。このレンズ群21には、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ211(図5参照)と、変倍を行うためのズームレンズ212(図5参照)とが含まれており、それぞれ光軸LT(図3参照)方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。また、交換レンズ2には、その鏡胴の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な操作環が備えられており、上記のズームレンズ212は、マニュアル操作或いはオート操作により、上記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率(撮影倍率)に設定されるようになっている。   The interchangeable lens 2 includes a lens group 21 including a plurality of lenses arranged in series along the optical axis LT (see FIG. 5). The lens group 21 includes a focus lens 211 (see FIG. 5) for adjusting the focal point and a zoom lens 212 (see FIG. 5) for performing zooming. By driving in the direction (see FIG. 3), zooming and focus adjustment are performed. Further, the interchangeable lens 2 is provided with an operation ring that can rotate along the outer peripheral surface of the lens barrel at a suitable position on the outer periphery of the lens barrel. The zoom lens 212 can be operated by manual operation or automatic operation. It moves in the optical axis direction according to the rotation direction and rotation amount of the operation ring, and is set to a zoom magnification (imaging magnification) according to the position of the movement destination.

[撮像装置1の内部構成]
次に、撮像装置1の内部構成について説明する。図3は、撮像装置1の縦断面図である。図3に示すように、カメラボディ10の内部には、撮像素子101、ファインダ部102(ファインダ光学系)、ミラー部103、位相差AFモジュール107などが備えられている。
[Internal Configuration of Imaging Device 1]
Next, the internal configuration of the imaging apparatus 1 will be described. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the imaging apparatus 1. As shown in FIG. 3, the camera body 10 includes an image sensor 101, a finder unit 102 (finder optical system), a mirror unit 103, a phase difference AF module 107, and the like.

撮像素子101は、カメラボディ10に交換レンズ2が装着された場合の当該交換レンズ2が備えているレンズ群21の光軸LT上において、光軸LTに対して垂直となる方向に配置されている。撮像素子101としては、例えばフォトダイオードを有して構成される複数の画素がマトリクス状に2次元配置され、各画素の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばR(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタが1:2:1の比率で配設されてなるベイヤー配列のCMOSカラーエリアセンサ(CMOS型の撮像素子)が用いられる。撮像素子101は、交換レンズ2を通って結像された被写体の光像をR(赤)、G(緑)、B(青)各色成分のアナログの電気信号(画像信号)に変換し、R、G、B各色の画像信号として出力する。   The imaging element 101 is arranged in a direction perpendicular to the optical axis LT on the optical axis LT of the lens group 21 provided in the interchangeable lens 2 when the interchangeable lens 2 is attached to the camera body 10. Yes. As the image sensor 101, for example, a plurality of pixels configured with photodiodes are two-dimensionally arranged in a matrix, and R (red), G (green), for example, having different spectral characteristics on the light receiving surface of each pixel. , B (blue) color filters are arranged in a ratio of 1: 2: 1, and a Bayer array CMOS color area sensor (CMOS type image sensor) is used. The image sensor 101 converts the light image of the subject formed through the interchangeable lens 2 into analog electrical signals (image signals) of R (red), G (green), and B (blue) color components, and R , G, and B image signals.

上記の光軸LT上において、被写体光をファインダ部102へ向けて反射される位置には、ミラー部103が配置されている。交換レンズ2を通過した被写体光は、ミラー部103(後述の主ミラー1031)によって上方へ反射される。交換レンズ2を通過した被写体光の一部はこのミラー部103を透過する。   On the optical axis LT, a mirror unit 103 is disposed at a position where subject light is reflected toward the viewfinder unit 102. The subject light that has passed through the interchangeable lens 2 is reflected upward by a mirror unit 103 (a main mirror 1031 described later). Part of the subject light that has passed through the interchangeable lens 2 passes through the mirror unit 103.

ファインダ部102は、ペンタプリズム105、接眼レンズ106及びファインダ窓316を備えている。ペンタプリズム105は、断面5角形を呈し、その下面から入射された被写体光像を内部での反射によって当該光像の天地左右を入れ替えて正立像にするためのプリズムである。接眼レンズ106は、ペンタプリズム105により正立像にされた被写体像をファインダ窓316の外側に導く。このような構成により、ファインダ部102は、本撮影前の撮影待機時において被写体を確認するためのファインダとして機能する。   The finder unit 102 includes a pentaprism 105, an eyepiece lens 106, and a finder window 316. The pentaprism 105 has a pentagonal cross section, and is a prism for converting an object light image incident from the lower surface thereof into an upright image by changing the top and bottom of the light image by internal reflection. The eyepiece 106 guides the subject image that has been made an erect image by the pentaprism 105 to the outside of the finder window 316. With such a configuration, the finder unit 102 functions as a finder for confirming the subject during shooting standby before actual shooting.

ミラー部103は、主ミラー1031及びサブミラー1032から構成されており、主ミラー1031の背面側において、サブミラー1032が主ミラー1031の背面に向けて倒れるように回動可能に設けられている。主ミラー1031を透過した被写体光の一部はサブミラー1032によって反射され、この反射された被写体光は位相差AFモジュール107に入射される。   The mirror unit 103 includes a main mirror 1031 and a sub mirror 1032, and is provided on the back side of the main mirror 1031 so that the sub mirror 1032 is tilted toward the back of the main mirror 1031. Part of the subject light transmitted through the main mirror 1031 is reflected by the sub mirror 1032, and the reflected subject light enters the phase difference AF module 107.

上記のミラー部103は、所謂クイックリターンミラーとして構成されており、露光時(本撮影時)には図4に示すように回転軸1033を回動支点として上方に向けて跳ね上がる。この際、サブミラー1032は、上記のミラー部103がペンタプリズム105の下方位置で停止したときには、主ミラー1031と略平行となるように折り畳まれた状態となる。これにより、ミラー部103によって遮られることなく、光軸LT上の光路に沿って交換レンズ2から導光された被写体光が、撮像素子(撮像センサ)101で受光される。撮像素子101が露光される撮像動作が終了すると、ミラー部103は元の位置(図3に示す位置)に復帰する。   The mirror unit 103 is configured as a so-called quick return mirror, and during exposure (main photographing), as shown in FIG. 4, the mirror unit 103 jumps upward with a rotating shaft 1033 as a rotation fulcrum. At this time, the sub mirror 1032 is folded so as to be substantially parallel to the main mirror 1031 when the mirror unit 103 stops at a position below the pentaprism 105. Accordingly, the subject light guided from the interchangeable lens 2 along the optical path on the optical axis LT without being blocked by the mirror unit 103 is received by the image sensor (imaging sensor) 101. When the imaging operation in which the imaging element 101 is exposed is completed, the mirror unit 103 returns to the original position (position shown in FIG. 3).

また、ミラー部103を本撮影(画像記録用の撮影)の前に図4に示すミラーアップの状態にすることにより撮像装置1は、撮像素子101で順次に生成される画像信号に基づき動画的態様で被写体をLCD311に表示するライブビュー(プレビュー)表示が可能となっている。すなわち、本撮影前の撮像装置1では、上記のライブビュー表示が行われる電子ファインダ(ライブビューモード)、または光学ファインダを選択して被写体の構図決めが可能である。なお、電子ファインダと光学ファインダとの切替えは、図2に示す切替スイッチ85を操作することにより行われる。   In addition, by setting the mirror unit 103 in the mirror-up state shown in FIG. 4 before the main shooting (shooting for image recording), the imaging device 1 can perform moving image processing based on image signals sequentially generated by the imaging device 101. In this manner, live view (preview) display in which the subject is displayed on the LCD 311 is possible. In other words, in the imaging apparatus 1 before the actual photographing, the composition of the subject can be determined by selecting the electronic viewfinder (live view mode) in which the live view display is performed or the optical viewfinder. Note that switching between the electronic viewfinder and the optical viewfinder is performed by operating the changeover switch 85 shown in FIG.

また、ファインダ部102におけるペンタプリズム106の下方には、焦点板(フォーカシングスクリーン)77が配設されるとともに、ペンタプリズム106の上部後方に測光センサ78が設けられている。   In addition, a focusing screen 77 is disposed below the pentaprism 106 in the finder unit 102, and a photometric sensor 78 is disposed on the upper rear side of the pentaprism 106.

焦点板77では、主ミラー1031で反射されて上方に進路を変更した被写体光が結像される。   On the focusing screen 77, the subject light reflected by the main mirror 1031 and having its path changed upward is imaged.

測光センサ78は、受光量に比例した測光値が出力されるリニア出力タイプ(リニア積分タイプ)の測光素子として構成されており、焦点板77を通ってペンタプリズム105内に入射された被写体光を受光し、被写体に関する測光値を取得する。この測光センサ78の構成および動作については、後で詳述する。   The photometric sensor 78 is configured as a linear output type (linear integral type) photometric element that outputs a photometric value proportional to the amount of received light. The photometric sensor 78 detects subject light incident on the pentaprism 105 through the focusing screen 77. It receives light and obtains a photometric value related to the subject. The configuration and operation of the photometric sensor 78 will be described in detail later.

位相差AFモジュール107は、被写体のピント情報を検出する測距素子等からなる所謂AFセンサとして構成されている。この位相差AFモジュール107は、ミラー部103の底部に配設されており、位相差検出方式の焦点検出(以下では「位相差AF」ともいう)により合焦位置を検出する。すなわち、撮影待機時においてユーザがファインダ窓316で被写体を確認する場合には、図3に示すように主ミラー1031およびサブミラー1032がダウンされた状態で位相差AFモジュール107に被写体からの光が導かれる。そして、位相差AFモジュール107からの出力に基づき交換レンズ2内のフォーカスレンズ211が駆動されてピント合わせが行われる。   The phase difference AF module 107 is configured as a so-called AF sensor including a distance measuring element that detects focus information of a subject. The phase difference AF module 107 is disposed at the bottom of the mirror unit 103 and detects a focus position by phase difference detection type focus detection (hereinafter also referred to as “phase difference AF”). That is, when the user checks the subject through the finder window 316 during shooting standby, light from the subject is guided to the phase difference AF module 107 with the main mirror 1031 and the sub mirror 1032 down as shown in FIG. It is burned. Then, based on the output from the phase difference AF module 107, the focus lens 211 in the interchangeable lens 2 is driven to perform focusing.

撮像素子101の光軸方向前方には、シャッタユニット40が配置されている。このシャッタユニット40は、上下方向に移動する幕体を備え、その開動作および閉動作により光軸LTに沿って撮像素子101に導かれる被写体光の光路開口動作および光路遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタとして構成されている。なお、シャッタユニット40は、撮像素子101が完全電子シャッター可能な撮像素子である場合には省略可能である。   A shutter unit 40 is disposed in front of the image sensor 101 in the optical axis direction. The shutter unit 40 includes a curtain body that moves in the vertical direction, and a mechanical focal plane that performs an optical path opening operation and an optical path blocking operation of subject light guided to the image sensor 101 along the optical axis LT by the opening operation and the closing operation. It is configured as a shutter. The shutter unit 40 can be omitted when the image sensor 101 is an image sensor capable of complete electronic shutter.

また、交換レンズ2には、カメラボディ10に備えられた撮像素子101へ入射される光量を調節するための絞り23が設けられている。   In addition, the interchangeable lens 2 is provided with a diaphragm 23 for adjusting the amount of light incident on the image sensor 101 provided in the camera body 10.

[撮像装置1の電気的構成]
図5は、撮像装置1の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、図1〜図4と同一の部材等については、同一の符号を付している。なお、説明の便宜上、交換レンズ2の電気的構成について先ず説明する。
[Electrical Configuration of Imaging Device 1]
FIG. 5 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the imaging apparatus 1. Here, the same members and the like as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. For convenience of explanation, the electrical configuration of the interchangeable lens 2 will be described first.

交換レンズ2は、上述したレンズ群21に加え、レンズ駆動機構24と、レンズ位置検出部25と、レンズ制御部26と、絞り駆動機構27とを備えている。   The interchangeable lens 2 includes a lens driving mechanism 24, a lens position detection unit 25, a lens control unit 26, and a diaphragm driving mechanism 27 in addition to the lens group 21 described above.

レンズ群21では、フォーカスレンズ211及びズームレンズ212と絞り23とが、鏡胴22内において光軸LT(図3)方向に保持されており、被写体の光像を取り込んで撮像素子101に結像させる。AF制御では、フォーカスレンズ211が交換レンズ2内のAFアクチュエータ71Mにより光軸LT方向に駆動されることで焦点調節が行われる。   In the lens group 21, the focus lens 211, the zoom lens 212, and the diaphragm 23 are held in the direction of the optical axis LT (FIG. 3) in the lens barrel 22, and an optical image of the subject is captured and formed on the image sensor 101. Let In the AF control, focus adjustment is performed by driving the focus lens 211 in the optical axis LT direction by the AF actuator 71M in the interchangeable lens 2.

フォーカス駆動制御部71Aは、レンズ制御部26を介してメイン制御部62から与えられるAF制御信号に基づき、フォーカスレンズ211を合焦位置に移動させるために必要な、AFアクチュエータ71Mに対する駆動制御信号を生成するものである。AFアクチュエータ71Mは、ステッピングモータ等からなり、レンズ駆動機構24にレンズ駆動力を与える。   The focus drive control unit 71A generates a drive control signal for the AF actuator 71M necessary for moving the focus lens 211 to the in-focus position based on the AF control signal given from the main control unit 62 via the lens control unit 26. Is to be generated. The AF actuator 71M is composed of a stepping motor or the like, and applies a lens driving force to the lens driving mechanism 24.

レンズ駆動機構24は、例えばヘリコイド及び該ヘリコイドを回転させる図示省略のギア等で構成され、AFアクチュエータ71Mからの駆動力を受けて、フォーカスレンズ211等を光軸LTと平行な方向に駆動させるものである。なお、フォーカスレンズ211の移動方向及び移動量は、それぞれAFアクチュエータ71Mの回転方向及び回転数に従う。   The lens driving mechanism 24 includes, for example, a helicoid and a gear (not shown) that rotates the helicoid, and receives the driving force from the AF actuator 71M to drive the focus lens 211 and the like in a direction parallel to the optical axis LT. It is. Note that the movement direction and the movement amount of the focus lens 211 are in accordance with the rotation direction and the rotation speed of the AF actuator 71M, respectively.

レンズ位置検出部25は、レンズ群21の移動範囲内において光軸LT方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながらレンズと一体的に移動するエンコーダブラシとを備えており、レンズ群21の焦点調節時の移動量を検出する。なお、レンズ位置検出部24で検出されたレンズ位置は、例えばパルス数として出力される。   The lens position detection unit 25 moves integrally with the lens while being in sliding contact with the encode plate in which a plurality of code patterns are formed at a predetermined pitch in the optical axis LT direction within the movement range of the lens group 21. An encoder brush, and detects the amount of movement of the lens group 21 during focus adjustment. The lens position detected by the lens position detection unit 24 is output as the number of pulses, for example.

レンズ制御部26は、例えば制御プログラムを記憶するROMや状態情報に関するデータを記憶するフラッシュメモリ等のメモリが内蔵されたマイクロコンピュータからなっている。   The lens control unit 26 is composed of, for example, a microcomputer having a built-in memory such as a ROM that stores a control program and a flash memory that stores data related to status information.

また、レンズ制御部26は、コネクタEcを介してカメラボディ10のメイン制御部62との間で通信を行う通信機能を有している。これにより、例えばレンズ群21の焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報データや、レンズ位置検出部25で検出されるフォーカスレンズ211の位置情報をメイン制御部62に送信できるとともに、メイン制御部62から例えばフォーカスレンズ211の駆動量のデータを受信できる。   The lens control unit 26 has a communication function for performing communication with the main control unit 62 of the camera body 10 via the connector Ec. Thereby, for example, the state information data such as the focal length, the exit pupil position, the aperture value, the focusing distance, and the peripheral light amount state of the lens group 21 and the position information of the focus lens 211 detected by the lens position detection unit 25 are main-controlled. For example, the driving amount data of the focus lens 211 can be received from the main control unit 62.

絞り駆動機構27は、カプラ75を介して絞り駆動アクチュエータ76Mからの駆動力を受けて、絞り23の絞り径を変更するものである。   The aperture drive mechanism 27 receives the driving force from the aperture drive actuator 76M via the coupler 75 and changes the aperture diameter of the aperture 23.

続いて、カメラボディ10の電気的構成について説明する。カメラボディ10は、先に説明した撮像素子101、シャッタユニット40等の他に、AFE(アナログフロントエンド)5および画像処理部61、画像メモリ614、メイン制御部62、フラッシュ回路63、操作部64、VRAM65、カードI/F66、メモリカード67を備えて構成される。また、カメラボディ10は、通信用I/F68、電源回路69、電池69B、ミラー駆動制御部72A及びミラー駆動アクチュエータ72M、シャッタ駆動制御部73A及びシャッタ駆動アクチュエータ73M、絞り駆動制御部76A及び絞り駆動アクチュエータ76Mを備えて構成されている。   Next, the electrical configuration of the camera body 10 will be described. The camera body 10 includes an AFE (analog front end) 5 and an image processing unit 61, an image memory 614, a main control unit 62, a flash circuit 63, and an operation unit 64 in addition to the image sensor 101 and the shutter unit 40 described above. , A VRAM 65, a card I / F 66, and a memory card 67. The camera body 10 includes a communication I / F 68, a power supply circuit 69, a battery 69B, a mirror drive control unit 72A and a mirror drive actuator 72M, a shutter drive control unit 73A and a shutter drive actuator 73M, an aperture drive control unit 76A, and an aperture drive. An actuator 76M is provided.

撮像素子101は、先に説明した通りCMOSカラーエリアセンサからなり、後述のタイミング制御回路51により、当該撮像素子101の露光動作の開始(及び終了)や、撮像素子101が備える各画素の出力選択、画素信号の読出し等の撮像動作が制御される。   The image sensor 101 is composed of a CMOS color area sensor as described above, and the timing control circuit 51 described below starts (and ends) the exposure operation of the image sensor 101 and selects the output of each pixel included in the image sensor 101. The imaging operation such as readout of the pixel signal is controlled.

AFE5は、撮像素子101に対して所定の動作を行わせるタイミングパルスを与えるとともに、撮像素子101から出力される被写体の画像信号に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部61に出力するものである。このAFE5は、タイミング制御回路51、信号処理部52及びA/D変換部53などを備えて構成されている。   The AFE 5 gives a timing pulse for causing the image sensor 101 to perform a predetermined operation, performs predetermined signal processing on the image signal of the subject output from the image sensor 101, converts the image signal into a digital signal, and converts the image signal into an image processing unit 61. Is output. The AFE 5 includes a timing control circuit 51, a signal processing unit 52, an A / D conversion unit 53, and the like.

タイミング制御回路51は、メイン制御部62から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス(垂直走査パルスφVn、水平走査パルスφVm、リセット信号φVr等を発生させるパルス)を生成して撮像素子101に出力し、撮像素子101の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部52やA/D変換部53にそれぞれ出力することにより、信号処理部52及びA/D変換部53の動作を制御する。   The timing control circuit 51 generates a predetermined timing pulse (a pulse for generating a vertical scanning pulse φVn, a horizontal scanning pulse φVm, a reset signal φVr, etc.) based on the reference clock output from the main control unit 62, and the imaging device 101. And the imaging operation of the image sensor 101 is controlled. In addition, the operation of the signal processing unit 52 and the A / D conversion unit 53 is controlled by outputting predetermined timing pulses to the signal processing unit 52 and the A / D conversion unit 53, respectively.

信号処理部52は、撮像素子101から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すもので、CDS(相関二重サンプリング)回路、AGC(オートゲインコントロール)回路及びクランプ回路等が設けられている。このAGC回路では、撮像素子101で生成された画像信号を増幅率(ゲイン)可変に増幅することができる。また、A/D変換部53は、信号処理部52から出力されたアナログのR、G、Bの画像信号を、タイミング制御回路51から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット(例えば12ビット)からなるデジタルの画像信号に変換するものである。   The signal processing unit 52 performs predetermined analog signal processing on the analog image signal output from the image sensor 101, and includes a CDS (correlated double sampling) circuit, an AGC (auto gain control) circuit, a clamp circuit, and the like. It has been. In this AGC circuit, an image signal generated by the image sensor 101 can be amplified in a variable amplification factor (gain). In addition, the A / D converter 53 converts the analog R, G, and B image signals output from the signal processor 52 into a plurality of bits (for example, 12) based on the timing pulse output from the timing control circuit 51. Bit) to a digital image signal.

画像処理部61は、AFE5から出力される画像データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路611、ホワイトバランス補正回路612及びガンマ補正回路613等を備えて構成されている。なお、画像処理部61へ取り込まれた画像データは、撮像素子101の読み出しに同期して画像メモリ614に一旦書き込まれ、以後この画像メモリ614に書き込まれた画像データにアクセスして、画像処理部61の各ブロックにおいて処理が行われる。   The image processing unit 61 performs predetermined signal processing on the image data output from the AFE 5 to create an image file, and includes a black level correction circuit 611, a white balance correction circuit 612, a gamma correction circuit 613, and the like. Has been. The image data captured by the image processing unit 61 is temporarily written in the image memory 614 in synchronization with the reading of the image sensor 101. Thereafter, the image data written in the image memory 614 is accessed to access the image processing unit. Processing is performed in each of the 61 blocks.

黒レベル補正回路611は、A/D変換部53によりA/D変換されたR、G、Bの各デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正するものである。   The black level correction circuit 611 corrects the black level of each of the R, G, and B digital image signals A / D converted by the A / D conversion unit 53 to a reference black level.

ホワイトバランス補正回路612は、光源に応じた白の基準に基づいて、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分のデジタル信号のレベル変換(ホワイトバランス(WB)調整)を行うものである。すなわち、ホワイトバランス補正回路612は、撮影被写体において輝度や彩度データ等から本来白色であると推定される部分を特定し、その部分のR、G、Bそれぞれの色成分の積分(または平均)と、G/R比及びG/B比とを求め、これをR、Bの補正ゲイン(ホワイトバランスゲイン)としてレベル補正する。   The white balance correction circuit 612 performs level conversion (white balance (WB) adjustment) of digital signals of each color component of R (red), G (green), and B (blue) based on a white reference corresponding to the light source. Is what you do. That is, the white balance correction circuit 612 identifies a portion that is originally estimated to be white from the luminance and saturation data in the photographic subject, and integrates (or averages) each of the R, G, and B color components of that portion. Then, the G / R ratio and the G / B ratio are obtained, and the levels are corrected as R and B correction gains (white balance gains).

ガンマ補正回路613は、WB調整された画像データの階調特性を補正するものである。具体的にはガンマ補正回路613は、画像データのレベルを色成分毎に予め設定されたガンマ補正用テーブルを用いて非線形変換するとともにオフセット調整を行う。   The gamma correction circuit 613 corrects the gradation characteristics of the image data subjected to WB adjustment. Specifically, the gamma correction circuit 613 performs non-linear conversion and offset adjustment using a gamma correction table set in advance for each color component.

画像メモリ614は、撮影モード時には、画像処理部61から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部62により所定の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、メモリカード67から読み出した画像データを一時的に記憶する。   The image memory 614 temporarily stores the image data output from the image processing unit 61 in the photographing mode, and is also used as a work area for performing predetermined processing on the image data by the main control unit 62. It is. In the playback mode, the image data read from the memory card 67 is temporarily stored.

メイン制御部62は、マイクロコンピュータとして構成されており、主にCPU、RAMおよびROMを備えている。このメイン制御部62は、ROM内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをCPUで実行することによって、各種機能をソフトウェア的に実現する。例えば、メイン制御部62は、位相差AFモジュール107およびフォーカス駆動制御部71A等と協動して、フォーカスレンズ211の位置を制御する合焦制御動作を行う。   The main control unit 62 is configured as a microcomputer and mainly includes a CPU, a RAM, and a ROM. The main control unit 62 implements various functions in software by reading a program stored in the ROM and executing the program by the CPU. For example, the main control unit 62 performs a focus control operation for controlling the position of the focus lens 211 in cooperation with the phase difference AF module 107, the focus drive control unit 71A, and the like.

また、メイン制御部62は、ソフトウェア的に実現される測光制御部621を有している。この測光制御部621は、後述のように測光センサ78からの出力に基づき拡張デジタル値(測光データ)を生成して次回測光時の露光時間を導出する動作を制御する。なお、メイン制御部62のROMには、測光センサ78においての露光時間(積分時間)のデフォルト値(例えば1ms)が記憶されている。   Further, the main control unit 62 has a photometry control unit 621 that is realized by software. The photometry control unit 621 controls an operation of generating an extended digital value (photometry data) based on an output from the photometry sensor 78 and deriving an exposure time at the next photometry as will be described later. The ROM of the main control unit 62 stores a default value (for example, 1 ms) of the exposure time (integration time) in the photometric sensor 78.

フラッシュ回路63は、フラッシュ撮影モードにおいて、フラッシュ部318または接続端子部319に接続される外部フラッシュの発光量を、メイン制御部62により設定された発光量に制御するものである。   The flash circuit 63 controls the light emission amount of the external flash connected to the flash unit 318 or the connection terminal unit 319 to the light emission amount set by the main control unit 62 in the flash photographing mode.

操作部64は、上述のモード設定ダイアル305、制御値設定ダイアル306、シャッターボタン307、設定ボタン群312、十字キー314、プッシュボタン315、メインスイッチ317等を含み、操作情報をメイン制御部62に入力するためのものである。   The operation unit 64 includes the mode setting dial 305, the control value setting dial 306, the shutter button 307, the setting button group 312, the cross key 314, the push button 315, the main switch 317, etc., and the operation information is sent to the main control unit 62. It is for input.

VRAM65は、LCD311の画素数に対応した画像信号の記憶容量を有し、メイン制御部62とLCD311との間のバッファメモリである。カードI/F66は、メモリカード67とメイン制御部62との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェースである。メモリカード67は、メイン制御部62で生成された画像データを保存する記録媒体である。通信用I/F68は、パーソナルコンピュータやその他の外部機器に対する画像データ等の伝送を可能とするためのインターフェースである。   The VRAM 65 has an image signal storage capacity corresponding to the number of pixels of the LCD 311 and is a buffer memory between the main control unit 62 and the LCD 311. The card I / F 66 is an interface for enabling transmission / reception of signals between the memory card 67 and the main control unit 62. The memory card 67 is a recording medium that stores image data generated by the main control unit 62. The communication I / F 68 is an interface for enabling transmission of image data and the like to a personal computer and other external devices.

電源回路69は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部62等の制御部、撮像素子101、その他の各種駆動部等、撮像装置1全体を駆動させるための電圧を生成する。なお、撮像素子101への通電制御は、メイン制御部62から電源回路69に与えられる制御信号により行われる。電池69Bは、ニッケル水素充電池等の二次電池や、アルカリ乾電池等の一次電池からなり、撮像装置1全体に電力を供給する電源である。   The power supply circuit 69 includes, for example, a constant voltage circuit, and generates a voltage for driving the entire imaging apparatus 1 such as a control unit such as the main control unit 62, the imaging element 101, and other various driving units. Note that energization control to the image sensor 101 is performed by a control signal supplied from the main control unit 62 to the power supply circuit 69. The battery 69B includes a secondary battery such as a nickel metal hydride rechargeable battery or a primary battery such as an alkaline battery, and is a power source that supplies power to the entire imaging apparatus 1.

ミラー駆動制御部72Aは、撮影動作のタイミングに合わせて、ミラー駆動アクチュエータ72Mを駆動させる駆動信号を生成するものである。ミラー駆動アクチュエータ72Mは、ミラー部103(クイックリターンミラー)を、水平姿勢若しくは傾斜姿勢に回動させるアクチュエータである。   The mirror drive control unit 72A generates a drive signal for driving the mirror drive actuator 72M in accordance with the timing of the photographing operation. The mirror drive actuator 72M is an actuator that rotates the mirror unit 103 (quick return mirror) to a horizontal posture or an inclined posture.

シャッタ駆動制御部73Aは、メイン制御部62から与えられる制御信号に基づき、シャッタ駆動アクチュエータ73Mに対する駆動制御信号を生成するものである。シャッタ駆動アクチュエータ73Mは、シャッタユニット40の開閉駆動(開閉動作)を行うアクチュエータである。   The shutter drive control unit 73A generates a drive control signal for the shutter drive actuator 73M based on a control signal given from the main control unit 62. The shutter drive actuator 73M is an actuator that performs opening / closing driving (opening / closing operation) of the shutter unit 40.

絞り駆動制御部76Aは、メイン制御部62から与えられる制御信号に基づき、絞り駆動アクチュエータ76Mに対する駆動制御信号を生成するものである。絞り駆動アクチュエータ76Mは、カプラ75を介して絞り駆動機構27に駆動力を与える。   The diaphragm drive control unit 76A generates a drive control signal for the diaphragm drive actuator 76M based on the control signal given from the main control unit 62. The aperture driving actuator 76M applies a driving force to the aperture driving mechanism 27 via the coupler 75.

[測光センサ78の構成および動作]
図6および図7は、測光センサ78の構成を説明するための図である。ここで、図6は、測光センサ78の受光面を示しており、図7は、測光センサ78の電気的な構成を示している。また、図8は、測光センサ78の動作を説明するための図であり、左から右に向かって時間の経過が表されたタイムチャートとなっている。
[Configuration and Operation of Photometric Sensor 78]
6 and 7 are diagrams for explaining the configuration of the photometric sensor 78. FIG. 6 shows a light receiving surface of the photometric sensor 78, and FIG. 7 shows an electrical configuration of the photometric sensor 78. As shown in FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the photometric sensor 78, which is a time chart showing the passage of time from left to right.

測光センサ78においては、図6に示すように赤色(R)、緑色(G)および青色(B)のカラーフィルタFr、Fg、Fbがベイヤー配列で配置されており、各カラーフィルタFr、Fg、Fbの下方(背後)にはフォトダイオードPD(図7)が設けられている。そして、測光センサ78では、上下左右に隣接する4個のフォトダイオードPDで構成される光電ユニット(以下では「画素」ともいう)Pxが規定されている。これにより、測光センサ78に配設された複数の画素(光電ユニット)Pxそれぞれにおいて3原色それぞれの感度を有したRGB各色の測光データが得られ、1つの画素PxからRGB各色の輝度情報(濃度情報)を取得することが可能となる。   In the photometric sensor 78, as shown in FIG. 6, red (R), green (G) and blue (B) color filters Fr, Fg, Fb are arranged in a Bayer array, and each color filter Fr, Fg, A photodiode PD (FIG. 7) is provided below (behind) Fb. In the photometric sensor 78, a photoelectric unit (hereinafter also referred to as “pixel”) Px composed of four photodiodes PD adjacent in the vertical and horizontal directions is defined. As a result, each of a plurality of pixels (photoelectric units) Px arranged in the photometric sensor 78 obtains photometric data of each RGB color having sensitivity of each of the three primary colors, and luminance information (density) of each RGB color from one pixel Px. Information) can be acquired.

また、測光センサ78は、光電変換作用によりフォトダイオードPDに蓄積された電荷信号が、水平シフトレジスタRhおよび垂直シフトレジスタRvを通って、ゲイン(増幅率)αが設定されたアンプ(増幅器)Apと、ゲインβ(ここでβ<α)が設定されたアンプAqとに入力される構成を備えている。なお、アンプApのゲインαは、アンプAqのゲインβに対して例えば3EVに相当する8倍に設定されている。このような構成により、測光センサ78の出力端子Bpおよび出力端子Bqでは、アンプApによってゲイン(以下では「Hゲイン」ともいう)αが乗算された測光値(以下では「H出力値」ともいう)と、アンプAqによってゲイン(以下では「Lゲイン」ともいう)βが乗算された測光値(以下では「L出力値」ともいう)とが同時に得られることとなる。ただし、これらの測光値は、例えば6EV程度のダイナミックレンジで制限されて測光センサ78から出力される。   Further, the photometric sensor 78 has an amplifier (amplifier) Ap in which a charge (amplification factor) α is set by the charge signal accumulated in the photodiode PD by the photoelectric conversion action passing through the horizontal shift register Rh and the vertical shift register Rv. And an amplifier Aq for which a gain β (where β <α) is set. Note that the gain α of the amplifier Ap is set to, for example, 8 times corresponding to 3EV with respect to the gain β of the amplifier Aq. With such a configuration, at the output terminal Bp and the output terminal Bq of the photometric sensor 78, a photometric value (hereinafter also referred to as “H output value”) multiplied by a gain (hereinafter also referred to as “H gain”) α by the amplifier Ap. ) And a photometric value (hereinafter also referred to as “L output value”) multiplied by a gain (hereinafter also referred to as “L gain”) β by the amplifier Aq. However, these photometric values are output from the photometric sensor 78 with a dynamic range of about 6 EV, for example.

以上のような構成を有する測光センサ78では、図8に示すように露光時間Teの露光動作(積分動作)によってフォトダイオードPDで電荷信号を生成した後に、各フォトダイオードPD内の電荷信号の読出しを期間Tpに渡って実行することで、各出力端子Bp、Bq(図7)から上述のH出力値およびL出力値が適切に得られることとなる。   In the photometric sensor 78 having the above configuration, as shown in FIG. 8, after the charge signal is generated by the photodiode PD by the exposure operation (integration operation) for the exposure time Te, the charge signal in each photodiode PD is read. By executing this over the period Tp, the above-described H output value and L output value can be appropriately obtained from the output terminals Bp and Bq (FIG. 7).

このように測光センサ78では、露光により光電変換セルをそれぞれ構成する4つのフォトダイオードPDを有した各画素(光電ユニット)Pxにて生成される電荷信号を異なる2つのゲインα、βでリニアに増幅して2つの測光値(H出力値およびL出力値)を生成し、これらのH/L出力値を予め定められたダイナミックレンジ(信号レンジ)で出力する。以下では、測光センサ78を用い次回測光時の露光時間Teを精度良く導出して適正な被写体輝度が検出されるまでの時間の短縮を図る測光制御について詳しく説明する。   As described above, in the photometric sensor 78, the charge signal generated in each pixel (photoelectric unit) Px having the four photodiodes PD constituting the photoelectric conversion cells by exposure is linearly generated with two different gains α and β. Amplification generates two photometric values (H output value and L output value), and outputs these H / L output values within a predetermined dynamic range (signal range). In the following, photometric control that uses the photometric sensor 78 to accurately derive the exposure time Te at the next photometric measurement and to shorten the time until proper subject luminance is detected will be described in detail.

[測光制御について]
図9は、測光センサ78からの測光出力を説明するための図である。この図9では、横軸が被写体に対しての測定輝度(EV)を示し、縦軸が測光センサ78の測光出力を10bitのA/D変換器で変換した際のデジタル値を示している。
[About metering control]
FIG. 9 is a diagram for explaining the photometric output from the photometric sensor 78. In FIG. 9, the horizontal axis represents the measured luminance (EV) with respect to the subject, and the vertical axis represents the digital value when the photometric output of the photometric sensor 78 is converted by a 10-bit A / D converter.

図9において、測光センサ78からのH出力値とL出力値とに関しては、曲線部Ga1および直線部Ga2からなるグラフGaと、曲線のグラフGbとで表される。ここで、H出力値に関するグラフGaでは高輝度部分で直線部Ga2のように飽和しているが、これは比較的高いゲインαで増幅された測光値(H出力値)が高輝度においてレンジオーバーするためである。なお、リニア出力タイプの測光センサ78は受光量(測定輝度)に応じて出力値が比例して増減するリニア特性を有しているが、図9のように横軸のみが対数化されている場合には、その測光出力が曲線のグラフGa1、Gbで表されることとなる。   In FIG. 9, the H output value and the L output value from the photometric sensor 78 are represented by a graph Ga composed of a curved portion Ga1 and a straight portion Ga2, and a curved graph Gb. Here, in the graph Ga related to the H output value, the high luminance portion is saturated like the straight line portion Ga2, but this is because the photometric value (H output value) amplified with a relatively high gain α is over the range when the luminance is high. It is to do. The linear output type photometric sensor 78 has a linear characteristic in which the output value increases or decreases in proportion to the amount of light received (measured luminance), but only the horizontal axis is logarithmized as shown in FIG. In this case, the photometric output is represented by curved graphs Ga1 and Gb.

以上のグラフGa、GbようなH出力値およびL出力値が得られる測光センサ78を用い、次回測光時の露光時間Teを精度良く導出して適正な被写体輝度が検出されるまでの時間の短縮を図るには、1回の測光(測光センサ78の露光)で適切な測光値(測光データ)を得ることが必要である。ここで、1回の測光によって妥当な測光データを得るには、低輝度や高輝度の被写体に対しても、黒潰れや白飛びが生じないようにするのが好ましい。このような測光は、そのダイナミックレンジを広く設定することで実現可能となるものの、リニア出力タイプの測光センサ78は上述のように対数圧縮タイプに比べてダイナミックレンジが比較的狭い。そこで、本実施形態の撮像装置1では、測光センサ78からのH出力値とL出力値とを有効活用することにより、測光のダイナミックレンジを擬似的に拡張できるようになっている。このダイナミックレンジを拡張する手法について、以下で詳しく説明する。   Using the photometric sensor 78 capable of obtaining the H output value and the L output value such as the above graphs Ga and Gb, the exposure time Te at the next photometry is accurately derived, and the time until the appropriate subject brightness is detected is shortened. In order to achieve this, it is necessary to obtain an appropriate photometric value (photometric data) by one photometry (exposure of the photometric sensor 78). Here, in order to obtain appropriate photometric data by a single photometry, it is preferable that blackout and whiteout are not generated even for a low-luminance or high-luminance subject. Although such photometry can be realized by setting a wide dynamic range, the linear output type photometric sensor 78 has a relatively narrow dynamic range as compared with the logarithmic compression type as described above. Therefore, in the imaging apparatus 1 of the present embodiment, the dynamic range of photometry can be expanded in a pseudo manner by effectively using the H output value and the L output value from the photometric sensor 78. A method for extending the dynamic range will be described in detail below.

図10は、測光のダイナミックレンジを拡張する手法を説明するための図である。この図10では、横軸が被写体に対しての測定輝度(EV)を示し、縦軸が測光センサ78を用いて得られた測光データについてのデジタル値(後述の拡張デジタル値)を対数変換したものを示している。   FIG. 10 is a diagram for explaining a technique for extending the dynamic range of photometry. In FIG. 10, the horizontal axis represents the measured luminance (EV) with respect to the subject, and the vertical axis logarithmically converted a digital value (expanded digital value described later) of the photometric data obtained using the photometric sensor 78. Shows things.

直線部Ha1および直線部Ha2からなる折れ線状のグラフHaと直線状のグラフHbとは、図9に示すグラフGaとグラフGbとを縦軸方向に対数圧縮したものである。   A polygonal line graph Ha and a straight line graph Hb composed of the straight line portion Ha1 and the straight line portion Ha2 are obtained by logarithmically compressing the graph Ga and the graph Gb shown in FIG. 9 in the vertical axis direction.

測光センサ78からのH出力値については、グラフHa1のように低輝度の被写体に対して黒潰れが生じる可能性を低減できるというメリットがあるものの、高輝度領域Lcでは直線部Ha2のように飽和して適切な測光データが得られない。そこで、グラフHb上の各値を8倍(=ゲインα/β)にしたグラフHcを測光制御部621で生成し、このグラフHcにおける高輝度領域Lcの測光データでグラフHaの飽和部分(直線部Ha2)を補完するようにして各グラフHa、Hcを合成する。これにより、測光センサ78の出力に基づき得られる測光データに関してのダイナミックレンジが10bitから13bitに仮想的に拡張されることとなる。このように拡張された測光データのデジタル値を、以下では「拡張デジタル値」とも称する。   The H output value from the photometric sensor 78 has a merit of reducing the possibility of black crushing on a low-luminance subject as shown in the graph Ha1, but is saturated like the straight line portion Ha2 in the high-luminance region Lc. As a result, appropriate metering data cannot be obtained. Therefore, a graph Hc in which each value on the graph Hb is multiplied by 8 (= gain α / β) is generated by the photometry control unit 621, and the saturated portion (straight line) of the graph Ha is measured by the photometric data of the high luminance region Lc in the graph Hc. The graphs Ha and Hc are synthesized so as to complement the part Ha2). Thereby, the dynamic range regarding the photometric data obtained based on the output of the photometric sensor 78 is virtually extended from 10 bits to 13 bits. The digital value of the photometric data expanded in this way is also referred to as “extended digital value” below.

以上のように測光のダイナミックレンジを擬似的に拡張することが可能な撮像装置1の具体的な動作について、以下で詳しく説明する。   A specific operation of the imaging apparatus 1 capable of artificially extending the photometric dynamic range as described above will be described in detail below.

[撮像装置1の動作]
図11は、撮像装置1の基本的な動作を示すフローチャートである。この動作については、特に測光に関しての動作を示しており、主にメイン制御部62の測光制御部621によって実行される。
[Operation of Imaging Device 1]
FIG. 11 is a flowchart showing the basic operation of the imaging apparatus 1. This operation particularly shows the operation relating to photometry, and is mainly executed by the photometry control unit 621 of the main control unit 62.

メインスイッチ317に対してのユーザ操作により撮像装置1の電源オンが行われると、シャッターボタン307がユーザによって半押しされたかを判定する(ステップST1)。ここで、シャッターボタン307が半押しされた場合には、ステップST2に進み、半押しされていない場合には、ステップST1を継続する。   When the imaging apparatus 1 is turned on by a user operation on the main switch 317, it is determined whether the shutter button 307 is half-pressed by the user (step ST1). If the shutter button 307 is half-pressed, the process proceeds to step ST2, and if it is not half-pressed, step ST1 is continued.

ステップST2では、フォーカスレンズ211の駆動を伴ったAF制御動作などの撮影準備動作を行う。   In step ST2, a shooting preparation operation such as an AF control operation accompanied by driving of the focus lens 211 is performed.

ステップST3では、測光センサ78からの出力に基づき測光処理を行う(後で詳述)。   In step ST3, photometric processing is performed based on the output from the photometric sensor 78 (detailed later).

ステップST4では、シャッターボタン307の半押しが継続しているかを判定する。ここで、半押しが継続している場合には、ステップST2に戻り、半押しが解除されている場合には、本フローチャートを抜ける。   In step ST4, it is determined whether the shutter button 307 is half-pressed continuously. If the half-press is continued, the process returns to step ST2, and if the half-press is released, the process exits this flowchart.

図12は、上記のステップST3に対応しており、測光処理を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart corresponding to the above step ST3 and showing the photometric process.

ステップST11では、測光センサ78による1回目の測光であるかを判定する。この1回目の測光とは、シャッターボタン307が半押しされた直後において測光センサ78が最初に行う測光である。ここで、1回目の測光である場合には、ステップST12に進み、2回目以降の測光である場合には、ステップST13に進む。   In step ST11, it is determined whether or not the first photometry is performed by the photometry sensor 78. This first photometry is the first photometry performed by the photometry sensor 78 immediately after the shutter button 307 is half-pressed. Here, if it is the first photometry, the process proceeds to step ST12, and if it is the second or later, the process proceeds to step ST13.

ステップST12では、測光センサ78の露光時間(積分時間)をデフォルト値(例えば1ms)に設定する。また、ここでは、次回(2回目以降)の測光での目標値(動作点)として、予め定められたデフォルト値(例えばデジタル値で「256」)を設定する。   In step ST12, the exposure time (integration time) of the photometric sensor 78 is set to a default value (for example, 1 ms). Here, a predetermined default value (for example, “256” as a digital value) is set as a target value (operating point) in the next (second and subsequent) photometry.

ステップST13では、設定された露光時間(第1の露光条件)で測光センサ78の露光(測光積分)を行う。   In step ST13, exposure (photometric integration) of the photometric sensor 78 is performed with the set exposure time (first exposure condition).

ステップST14では、ステップST13の露光動作によって測光センサ78で生成された電荷信号に基づく測光値を読み出す。そして、このA/D変換した測光データをH出力値とL出力値とに分けて例えばメイン制御部62のRAMに格納する。ここで、測光センサ78での画素位置(i,j)の画素Pxにおいては、RGB各色毎にH/L出力値で得られる測光データのデジタル値を、次のように定義する。   In step ST14, a photometric value based on the charge signal generated by the photometric sensor 78 by the exposure operation in step ST13 is read. The A / D converted photometric data is divided into an H output value and an L output value and stored in, for example, the RAM of the main control unit 62. Here, in the pixel Px at the pixel position (i, j) in the photometric sensor 78, the digital value of the photometric data obtained by the H / L output value for each RGB color is defined as follows.

・赤色(R)のH/L出力値に係るデジタル値:LBrH(i,j)およびLBrL(i,j)
・緑色(G)のH/L出力値に係るデジタル値:LBgH(i,j)およびLBgL(i,j)
・青色(R)のH/L出力値に係るデジタル値:LBbH(i,j)およびLBbL(i,j)
なお、各画素Pxは図6のように緑色のカラーフィルタFgを2つ備えているが、これら2つの緑色のカラーフィルタFgを介して被写体光を受光する各フォトダイオードPDからの電荷信号に基づく出力値を平均化したものをLBgH(i,j)およびLBgL(i,j)に設定(代入)することとする。なお、以下では、LBrH(i,j)、LBgH(i,j)およびLBbH(i,j)を総称してLBxH(i,j)と表記し、LBrL(i,j)、LBgL(i,j)およびLBbL(i,j)を総称してLBxL(i,j)と表記することもある。
Digital values related to red (R) H / L output values: LBrH (i, j) and LBrL (i, j)
Digital values related to green (G) H / L output values: LBgH (i, j) and LBgL (i, j)
Digital values related to H / L output value of blue (R): LBbH (i, j) and LBbL (i, j)
Each pixel Px includes two green color filters Fg as shown in FIG. 6, but is based on a charge signal from each photodiode PD that receives subject light via these two green color filters Fg. The averaged output value is set (substituted) in LBgH (i, j) and LBgL (i, j). In the following, LBrH (i, j), LBgH (i, j) and LBbH (i, j) are collectively referred to as LBxH (i, j), and LBrL (i, j), LBgL (i, j) j) and LBbL (i, j) may be collectively referred to as LBxL (i, j).

次のステップST15〜17の動作は、測光センサ78を用いて得られた測光値の処理を示しているが、この各動作を以下で詳しく説明する。   The operations in the next steps ST15 to ST17 indicate processing of photometric values obtained using the photometric sensor 78. Each of these operations will be described in detail below.

ステップST15では、測光センサ78から得られた測光データのデジタル値を、上述した拡張デジタル値に変換する。すなわち、図10のように、グラフHb上の各値を8倍にしたグラフHcを新たに生成する。そして、グラフHcにおける高輝度領域Lcの測光データでグラフHaの飽和部分(直線部Ha2)を補うようにして、測光のダイナミックレンジを拡張する。以下では、この拡張デジタル値の変換(生成)について具体的に説明する。   In step ST15, the digital value of the photometric data obtained from the photometric sensor 78 is converted into the above-described extended digital value. That is, as shown in FIG. 10, a graph Hc is newly generated by multiplying each value on the graph Hb by 8 times. Then, the photometry dynamic range is extended by supplementing the saturated portion (straight line portion Ha2) of the graph Ha with the photometry data of the high luminance region Lc in the graph Hc. Hereinafter, the conversion (generation) of the extended digital value will be specifically described.

図10のように測定輝度に関して低輝度領域Laと高輝度領域Lcと、これらの間の輝度である中輝度領域Lbとに分け、各輝度領域La、Lb、Lcにおいて以下のように2つのグラフHa、Hcのうち拡張デジタル値として採用する1つのグラフを決定し各画素Pxの拡張デジタル値EBx(i,j)を生成する。   As shown in FIG. 10, the measured luminance is divided into a low luminance region La, a high luminance region Lc, and a medium luminance region Lb which is the luminance between them, and two graphs are shown as follows in each luminance region La, Lb, Lc. One graph to be adopted as the extended digital value of Ha and Hc is determined, and the extended digital value EBx (i, j) of each pixel Px is generated.

(i)低輝度領域La
図10のようにL出力値を表すグラフHbにおいて閾値Th1(例えばTh1=16)より小さい低輝度領域Laの測定輝度では、H出力値を表すグラフHaを拡張デジタル値として採用する。すなわち、LBxL(i,j)<Th1の場合には、拡張デジタル値EBx(i,j)=LBxH(i,j)とする。
(i) Low luminance area La
As shown in FIG. 10, in the graph Hb representing the L output value, the graph Ha representing the H output value is adopted as the extended digital value in the measured luminance of the low luminance region La smaller than the threshold Th1 (for example, Th1 = 16). That is, when LBxL (i, j) <Th1, the extended digital value EBx (i, j) = LBxH (i, j).

(ii)中輝度領域Lb
図10のようにL出力値を表すグラフHbにおいて閾値Th1(例えばTh1=16)以上で閾値Th2(例えばTh2=128)以下となる中輝度領域Lbの測定輝度では、2つのグラフHa、Hcのうち出力値が大きい方を拡張デジタル値として採用する。すなわち、Th1≦LBxL(i,j)≦Th2の場合には、拡張デジタル値EBx(i,j)=Max(LBxH(i,j),LBxL(i,j)×8)とする。なお、関数Max(a,b,・・・)は、引数a、b、・・・のうち最大、つまり大きい方を出力する関数である。このように出力値の大きい方を拡張デジタル値に設定すれば、被写体輝度を高めに検出できるため、そのフィードバック制御により次回の測光時において白飛びの抑制が図れることとなる。
(ii) Medium luminance region Lb
In the graph Hb representing the L output value as shown in FIG. 10, in the measured luminance of the middle luminance region Lb that is not less than the threshold Th1 (for example Th1 = 16) and not more than the threshold Th2 (for example Th2 = 128), the two graphs Ha and Hc The larger output value is adopted as the extended digital value. That is, when Th1 ≦ LBxL (i, j) ≦ Th2, the extended digital value EBx (i, j) = Max (LBxH (i, j), LBxL (i, j) × 8). The function Max (a, b,...) Is a function that outputs the maximum, that is, the larger one of the arguments a, b,. If the larger output value is set to the extended digital value in this way, the subject brightness can be detected higher, so that whiteout can be suppressed at the next photometry by the feedback control.

ここで、上述した拡張デジタル値として採用するグラフに関しては、ゲインβを基準としたゲインαの倍率(=8倍)の逆数をH出力値LBxH(i,j)に乗じた演算値(=LBxH(i,j)/8)と、ゲインβを基準とした自身(ゲインβ)の倍率(=1倍)の逆数をL出力値LBxL(i,j)に乗じた演算値とを比較し、大きい演算値を選択することによっても、2つのグラフHa、Hcから適切なものを選び出すことが可能である。   Here, with respect to the graph adopted as the above-described extended digital value, a calculated value (= LBxH) obtained by multiplying the H output value LBxH (i, j) by the inverse of the magnification (= 8 times) of the gain α with respect to the gain β. (i, j) / 8) and the calculated value obtained by multiplying the L output value LBxL (i, j) by the reciprocal of the magnification (= 1 times) of itself (gain β) based on the gain β, It is possible to select an appropriate one from the two graphs Ha and Hc also by selecting a large calculation value.

(iii)高輝度領域Lc
図10のようにL出力値を表すグラフHbにおいて閾値Th2(例えばTh2=128)より大きい高輝度領域Lcの測定輝度では、L出力値を8倍したグラフHcを拡張デジタル値として採用する。すなわち、LBxL(i,j)>Th2の場合には、拡張デジタル値EBx(i,j)=LBxL(i,j)×8とする。
(iii) High luminance region Lc
As shown in FIG. 10, in the graph Hb representing the L output value, the graph Hc obtained by multiplying the L output value by 8 is used as the extended digital value in the measured luminance of the high luminance region Lc larger than the threshold Th2 (for example, Th2 = 128). That is, when LBxL (i, j)> Th2, the extended digital value EBx (i, j) = LBxL (i, j) × 8.

以上のように測光センサ78によって得られるL出力値(被写体輝度)が閾値(第1の閾値)Th1より小さい場合には、2つのゲインα、βのうち最大のゲインαで増幅された測光値(H出力値)に基づき拡張デジタル値(測光データ)を生成する一方、閾値Th1より大きい閾値(第2の閾値)Th2と比べてL出力値が大きい場合には、2つのゲインα、βのうち最小のゲインβで増幅された測光値(L出力値)を8倍したものに基づき、拡張デジタル値を生成する。また、L出力値が閾値Th1以上で閾値Th2以下である場合には、上述のように2つの測光値(H出力値およびL出力値)それぞれに係るゲインα、βの逆数を、その測光値に乗じることで得られた各演算値を比較して、拡張デジタル値を生成する。以上のように拡張デジタル値を生成することにより、ダイナミックレンジが適切に拡張された測光データが得られることとなる。   As described above, when the L output value (subject luminance) obtained by the photometric sensor 78 is smaller than the threshold (first threshold) Th1, the photometric value amplified with the maximum gain α out of the two gains α and β. When an extended digital value (photometric data) is generated based on (H output value) and the L output value is larger than the threshold value (second threshold value) Th2 larger than the threshold value Th1, the two gains α and β An extended digital value is generated based on the photometric value (L output value) amplified by the minimum gain β multiplied by 8. When the L output value is equal to or greater than the threshold Th1 and equal to or less than the threshold Th2, as described above, the reciprocals of the gains α and β relating to the two photometric values (H output value and L output value) are obtained as the photometric values. Each of the calculated values obtained by multiplying is compared to generate an extended digital value. As described above, by generating the extended digital value, photometric data having an appropriately expanded dynamic range can be obtained.

ステップST16では、各画素Pxで代表値を決定する。具体的には、測光センサ78の画素Pxそれぞれにおいて、次のように輝度の代表値EBd(i,j)と、その代表値の色情報Ecol(i,j)とを設定する。   In step ST16, a representative value is determined for each pixel Px. Specifically, in each pixel Px of the photometric sensor 78, the luminance representative value EBd (i, j) and the color information Ecol (i, j) of the representative value are set as follows.

・輝度の代表値:EBd(i,j)=Max(EBr(i,j),EBg(i,j),EBb(i,j))
・代表値の色情報:Ecol(i,j)=EBd(i,j)の色番号(例えば1=R,2=G,3=B)
このように測光センサ78の全画素(光電ユニット)PxそれぞれにおいてRGB各色の拡張デジタル値(測光データ)のうち最大のものを代表値にすることによれば、この代表値に基づき後述のステップST18にて次回測光時の露光時間(第2の露光条件)を導出することで、適切な測光データに基づいた露光時間の導出が可能となる。
Representative value of luminance: EBd (i, j) = Max (EBr (i, j), EBg (i, j), EBb (i, j))
Color information of representative value: Ecol (i, j) = EBd (i, j) color number (for example, 1 = R, 2 = G, 3 = B)
As described above, by making the maximum value among the extended digital values (photometric data) of each RGB color in each of all the pixels (photoelectric units) Px of the photometric sensor 78 as a representative value, step ST18 described later based on this representative value. By deriving the exposure time (second exposure condition) at the next photometry, it is possible to derive the exposure time based on appropriate photometry data.

ステップST17では、次のステップST18にて利用すべく測光データに関しての中間的なパラメータ(以下では「中間パラメータ」ともいう)を算出する。具体的には、最大値、最小値および平均値に関する中間パラメータEBmax、EBmin、EBaveを、次のように設定する。   In step ST17, an intermediate parameter (hereinafter also referred to as “intermediate parameter”) regarding the photometric data is calculated to be used in the next step ST18. Specifically, the intermediate parameters EBmax, EBmin, and EBave regarding the maximum value, the minimum value, and the average value are set as follows.

・最大値EBmax:全ての画素PxにおけるEBd(i,j)の最大値
・最小値EBmin:全ての画素PxにおけるEBd(i,j)の最小値
・平均値EBave:全ての画素PxにおけるEBd(i,j)の平均値
このように測光センサ78の画素(光電ユニット)Pxそれぞれに関しての代表値全てのうちから最大値(最大の代表値)EBmaxおよび最小値(最小の代表値)EBminを抽出するとともに、各画素Pxに係る代表値全てについての平均値EBaveを算出することによれば、これらの中間パラメータEBmax、EBmin、EBaveに基づき後述のステップST18にて次回測光時の露光時間(第2の露光条件)を導出することで、的確な測光情報に基づいた露光時間の導出が可能となる。
Maximum value EBmax: Maximum value of EBd (i, j) at all pixels Px Minimum value EBmin: Minimum value of EBd (i, j) at all pixels Px Average value EBave: EBd (at all pixels Px ( i, j) average value In this way, the maximum value (maximum representative value) EBmax and the minimum value (minimum representative value) EBmin are extracted from all the representative values for each pixel (photoelectric unit) Px of the photometric sensor 78. At the same time, by calculating the average value EBave for all the representative values related to each pixel Px, the exposure time (second time) for the next photometry in step ST18 described later based on these intermediate parameters EBmax, EBmin, EBave. In this case, the exposure time can be derived based on accurate photometric information.

ステップST18では、次回測光時の露光時間を算出する。以下では、ステップST13における今回の測光で設定された露光時間をTe1とし、次回の測光で設定する露光時間Te2の算出手法について具体的に説明する。   In step ST18, the exposure time for the next photometry is calculated. Hereinafter, assuming that the exposure time set in the current photometry in step ST13 is Te1, a method for calculating the exposure time Te2 set in the next photometry will be specifically described.

(i)今回の測光で白飛びが生じているケース
ステップST17で算出された最小値の中間パラメータEBmin>Th3(例えばTh3=7168)の場合には、次の式(1)によって次回測光時の露光時間Te2を求める。
(i) Case where whiteout occurs in the current photometry If the minimum intermediate parameter EBmin calculated in step ST17> Th3 (for example, Th3 = 7168), the following formula (1) is used for the next photometry. An exposure time Te2 is obtained.

Te2=Te1×(128/EBmin) ・・・・・・・(1)
このように最小値の中間パラメータ(最小の代表値)EBminが閾値Th3より大きい場合には、次回の測光によって得られる最小値の中間パラメータが予め定められた値、つまり上式(1)右辺の「128」となるように次回の露光時間(第2の露光条件)Te2を導出することで、次回測光時の白飛びを適切に抑えることが可能となる。
Te2 = Te1 × (128 / EBmin) (1)
When the minimum intermediate parameter (minimum representative value) EBmin is larger than the threshold value Th3 in this way, the minimum intermediate parameter obtained by the next photometry is a predetermined value, that is, the right side of the above equation (1). By deriving the next exposure time (second exposure condition) Te2 so as to be “128”, it becomes possible to appropriately suppress whiteout at the next photometry.

(ii)今回の測光で黒潰れが生じているケース
ステップST17で算出された最大値の中間パラメータEBmax<Th1(例えばTh1=16)の場合には、次の式(2)によって次回測光時の露光時間Te2を求める。
(ii) Case in which black crushing occurs in the current photometry If the maximum intermediate parameter EBmax <Th1 (for example, Th1 = 16) calculated in step ST17, the following photometry is performed according to the following equation (2). An exposure time Te2 is obtained.

Te2=Te1×(896/EBmax) ・・・・・・・(2)
このように最大値の中間パラメータ(最大の代表値)EBmaxが閾値Th1より小さい場合には、次回の測光によって得られる最大値の中間パラメータが予め定められた値、つまり上式(2)右辺の「896」となるように次回の露光時間(第2の露光条件)Te2を導出することで、次回測光時の黒潰れを適切に抑えることが可能となる。
Te2 = Te1 × (896 / EBmax) (2)
Thus, when the maximum intermediate parameter (maximum representative value) EBmax is smaller than the threshold Th1, the maximum intermediate parameter obtained by the next photometry is a predetermined value, that is, the right side of the above equation (2). By deriving the next exposure time (second exposure condition) Te2 so as to be “896”, it is possible to appropriately suppress black crushing at the next photometry.

(iii)今回の測光で白飛びや黒潰れが生じていないケース
上記のケース(i)およびケース(ii)に該当しない場合には、次の各ケース(iii-a)、(iii-b)を除き、ステップST12で設定した動作点(=256)を用いて次の式(3)により次回測光時の露光時間Te2を求める。これにより、次回測光時の平均輝度を適正値に制御することが可能となる。
(iii) Cases where no whiteout or blackout occurs in this photometry If the above cases (i) and (ii) do not apply, the following cases (iii-a) and (iii-b) The exposure time Te2 for the next photometry is obtained by the following equation (3) using the operating point (= 256) set in step ST12. This makes it possible to control the average luminance at the next photometry to an appropriate value.

Te2=Te1×(256/EBave) ・・・・・・・(3)
(iii-a)今回の測光で得られた平均輝度が高いケース
例えばステップST17で算出された平均値の中間パラメータEBave>1024の場合には、次の式(4)によって次回測光時の露光時間Te2を求める。これにより、次回測光時の最低輝度を適正値、つまり下式(4)右辺の「16」に制御することが可能となる。
Te2 = Te1 × (256 / EBave) (3)
(iii-a) Case where the average brightness obtained by the current photometry is high For example, when the average parameter EBave> 1024 of the average value calculated in step ST17, the exposure time at the next photometry is calculated by the following equation (4). Find Te2. This makes it possible to control the minimum luminance at the next photometry to an appropriate value, that is, “16” on the right side of the following equation (4).

Te2=Te1×(16/EBmin) ・・・・・・・・(4)
(iii-b)今回の測光で得られた平均輝度が低いケース
例えばステップST17で算出された平均値の中間パラメータEBave<16の場合には、次の式(5)によって次回測光時の露光時間Te2を求める。これにより、次回測光時の最大輝度を適正値、つまり下式(5)右辺の「896」に制御することが可能となる。
Te2 = Te1 × (16 / EBmin) (4)
(iii-b) Case where the average brightness obtained by the current photometry is low For example, when the average parameter EBave <16 of the average value calculated in step ST17, the exposure time at the next photometry is calculated by the following equation (5). Find Te2. This makes it possible to control the maximum brightness at the next photometry to an appropriate value, that is, “896” on the right side of the following equation (5).

Te2=Te1×(896/EBmax) ・・・・・・・(5)
ステップST19では、次のステップST20の前処理として測光値の正規化を行う。具体的には、RGB各色の測光データに対する補正値としてKr(i,j)、Kg(i,j)およびKb(i,j)を設定し、色が異なっても同等の光強度となるように次の式(6)〜(8)によって正規化された測光値EBrc(i,j)、EBgc(i,j)およびEBbc(i,j)を求める。ここで、補正値Kg(i,j)は、例えば「1」が設定されている。
Te2 = Te1 × (896 / EBmax) (5)
In step ST19, normalization of the photometric value is performed as preprocessing of the next step ST20. Specifically, Kr (i, j), Kg (i, j), and Kb (i, j) are set as correction values for the photometric data of each RGB color so that the same light intensity can be obtained even if the colors are different. Then, photometric values EBrc (i, j), EBgc (i, j) and EBbc (i, j) normalized by the following equations (6) to (8) are obtained. Here, for example, “1” is set as the correction value Kg (i, j).

EBrc(i,j)=Kr(i,j)×EBr(i,j)・・・・・・(6)
EBgc(i,j)=Kg(i,j)×EBg(i,j)・・・・・・(7)
EBbc(i,j)=Kb(i,j)×EBb(i,j)・・・・・・(8)
なお、図6のようにカラーフィルタが設けられて色の感度差がある測光センサ78ではなく、色の感度差がない測光センサの場合には、上記のステップST19の動作を省略できる。
EBrc (i, j) = Kr (i, j) × EBr (i, j) (6)
EBgc (i, j) = Kg (i, j) × EBg (i, j) (7)
EBbc (i, j) = Kb (i, j) × EBb (i, j) (8)
Note that the operation of step ST19 can be omitted in the case of a photometric sensor without a color sensitivity difference, instead of the photometric sensor 78 having a color sensitivity difference as shown in FIG.

ステップST20では、Y化および平均化の処理を行う。すなわち、ステップST19で正規化されたRGB各色の測光値EBrc(i,j)、EBgc(i,j)、EBbc(i,j)を用いて被写体の輝度値(Y値)を求め、これを平均化する。具体的には、まず次の式(9)によって各画素PxのY値EY(i,j)を求める。   In step ST20, Y and averaging processes are performed. That is, the luminance value (Y value) of the subject is obtained using the photometric values EBrc (i, j), EBgc (i, j), and EBbc (i, j) normalized for each color in step ST19. Average. Specifically, first, the Y value EY (i, j) of each pixel Px is obtained by the following equation (9).

EY(i,j)=(5×EBrc(i,j)+9×EBgc(i,j)+2×EBbc(i,j))/16・・・(9)
そして、上式(9)で算出された各画素PxのY値EY(i,j)を平均化し、その平均値EYaveを求める。
EY (i, j) = (5 × EBrc (i, j) + 9 × EBgc (i, j) + 2 × EBbc (i, j)) / 16 (9)
Then, the Y value EY (i, j) of each pixel Px calculated by the above equation (9) is averaged to obtain the average value EYave.

ステップST21では、ステップST13における今回の測光で設定された露光条件から、被写体に関する絶対輝度値を算出する。具体的には、交換レンズ2の絞り23に関する絞り値(AV値)AVt、今回の測光時の露光時間(TV値)TVt、および測光センサ78のH出力値に関する実効感度(SV値)SVtに基づき、次の式(10)によって絶対輝度値(BV値)BVzを求める。   In step ST21, an absolute luminance value related to the subject is calculated from the exposure conditions set in the current photometry in step ST13. Specifically, the aperture value (AV value) AVt related to the aperture 23 of the interchangeable lens 2, the exposure time (TV value) TVt during the current photometry, and the effective sensitivity (SV value) SVt related to the H output value of the photometric sensor 78 Based on the following equation (10), an absolute luminance value (BV value) BVz is obtained.

BVz=AVt+TVt−SVt ・・・・・・・・・(10)
そして、上式(10)で算出された絶対輝度値BVzと、ステップST20で得られた輝度の平均値EYaveと、ステップST12で設定した動作点(=256)とを用い、次の式(11)によって露出制御の予定値BVcを求める。
BVz = AVt + TVt-SVt (10)
Then, using the absolute luminance value BVz calculated by the above equation (10), the average luminance value EYave obtained in step ST20, and the operating point (= 256) set in step ST12, the following equation (11 ) To obtain the expected value BVc for exposure control.

BVc=BVz+log2(EYave−256)・・・・・・・(11)
ステップST22では、ステップST21で算出された絶対輝度値BVzに基づき露出演算を行う。すなわち、本撮影時における露出制御値、具体的には撮像素子101の感度(SV値)SVc、絞り値(AV値)AVc、シャッタースピード(TV値)TVcおよび露光値(EV値)EVcを、次の式(12)〜(14)に基づいて決定する。
BVc = BVz + log 2 (EYave-256) (11)
In step ST22, an exposure calculation is performed based on the absolute luminance value BVz calculated in step ST21. That is, the exposure control value at the time of actual photographing, specifically the sensitivity (SV value) SVc, aperture value (AV value) AVc, shutter speed (TV value) TVc, and exposure value (EV value) EVc of the image sensor 101, It determines based on following Formula (12)-(14).

EVc=SVc+BVc ・・・・・・・・・・・・・・(12)
AVc=EVc/2 ・・・・・・・・・・・・・・・・(13)
TVc=EVc−AVc ・・・・・・・・・・・・・・(14)
ただし、上式(13)〜(14)で算出される絞り値AVcやシャッタースピードTVcについては、予め定められたリミット値による制限を受ける。
EVc = SVc + BVc (12)
AVc = EVc / 2 (13)
TVc = EVc−AVc (14)
However, the aperture value AVc and the shutter speed TVc calculated by the above equations (13) to (14) are limited by a predetermined limit value.

以上のような撮像装置1の動作により、ステップST13で設定された露光時間(第1の露光条件)による測光を行って測光センサ78から出力される2つの測光値(H出力値およびL出力値)とゲインα、βとに基づき、図10に示すように測光センサ78のダイナミックレンジ(第1のダイナミックレンジ)より広い第2のダイナミックレンジを持つ拡張デジタル値(測光データ)を生成する。そして、この拡張デジタル値に基づき、ステップST13の測光に係る次の測光で設定する露光時間(第2の露光条件)を導出する(ステップST18)。このように測光のダイナミックレンジが拡張された拡張デジタル値を生成して活用することにより、測光データにおいて黒潰れや白飛びの生じる可能性が低下するため、1回の測光(例えば最初の測光)で被写体輝度を的確に把握することが可能となる。その結果、リニア出力タイプの測光センサ78を用いた測光において適正な被写体輝度が検出されるまでの時間を短縮できる。   By the operation of the imaging apparatus 1 as described above, two photometric values (H output value and L output value) output from the photometric sensor 78 by performing photometry according to the exposure time (first exposure condition) set in step ST13. ) And gains α and β, as shown in FIG. 10, an extended digital value (photometric data) having a second dynamic range wider than the dynamic range (first dynamic range) of the photometric sensor 78 is generated. Then, based on this extended digital value, an exposure time (second exposure condition) set in the next photometry related to the photometry in step ST13 is derived (step ST18). By generating and using an extended digital value in which the dynamic range of metering is expanded in this way, the possibility of black crushing or whiteout in the metering data is reduced, so one metering (for example, the first metering) This makes it possible to accurately grasp the subject brightness. As a result, it is possible to shorten the time until proper subject luminance is detected in photometry using the linear output type photometry sensor 78.

なお、撮像装置1においては、異なる2つのゲインα、βで増幅された各測光値を出力する測光センサ78を用いるのは必須でなく、異なる3以上のゲインで増幅された各測光値を出力する測光センサを用いて拡張デジタル値を生成するようにしても良い。以下では、異なる3つのゲイン(H/M/Lゲイン)が乗算された各測光値を出力する測光センサ78A(図3〜5)を例に挙げて、その拡張デジタル値の算出について説明する。   In the imaging apparatus 1, it is not essential to use the photometric sensor 78 that outputs each photometric value amplified with two different gains α and β, and outputs each photometric value amplified with three or more different gains. An extended digital value may be generated using a photometric sensor. Hereinafter, the calculation of the extended digital value will be described by taking as an example a photometric sensor 78A (FIGS. 3 to 5) that outputs each photometric value multiplied by three different gains (H / M / L gain).

図13は、測光センサ78Aからの測光出力を説明するための図である。この図13では、横軸が被写体に対しての測定輝度(EV)を示し、縦軸が測光センサ78Aの測光出力を12bitのA/D変換器で変換した際のデジタル値を示している。   FIG. 13 is a diagram for explaining the photometric output from the photometric sensor 78A. In FIG. 13, the horizontal axis represents the measured luminance (EV) with respect to the subject, and the vertical axis represents the digital value when the photometric output of the photometric sensor 78A is converted by a 12-bit A / D converter.

測光センサ78Aは、例えば図7に示す測光センサ78において2個のアンプAp、Aqに加え更に1個のアンプを追加した構成を備えている。これにより、測光センサ78Aの3つの出力端子からは、異なる3つのゲインγa、γb、γcで増幅された測光値(H/M/L出力値)が同時に得られるようになっている。なお、各ゲインについては、例えばゲインγaがゲインγbの8倍、ゲインγbがゲインγcの8倍となる関係、つまりγa=8×γb=64×γcという関係が成立するように設定されている。   The photometric sensor 78A has, for example, a configuration in which one amplifier is further added to the two amplifiers Ap and Aq in the photometric sensor 78 shown in FIG. As a result, photometric values (H / M / L output values) amplified with three different gains γa, γb, and γc can be obtained simultaneously from the three output terminals of the photometric sensor 78A. Each gain is set so that, for example, the relationship that the gain γa is 8 times the gain γb and the gain γb is 8 times the gain γc, that is, the relationship γa = 8 × γb = 64 × γc is established. .

測光センサ78AからのH/M/L出力値に関しては、図13のように、曲線部Gc1および飽和状態の直線部Gc2からなるグラフGcと、曲線部Gd1および飽和状態の直線部Gd2からなるグラフGdと、曲線のグラフGeとで表される。ここで、H出力値に関するゲインγaはM出力値に関するゲインγbに対して8倍であるため、グラフGcはグラフGdに対して低輝度で飽和する。   Regarding the H / M / L output value from the photometric sensor 78A, as shown in FIG. 13, a graph Gc composed of a curved line portion Gc1 and a saturated straight line portion Gc2, and a graph composed of a curved line portion Gd1 and a saturated straight line portion Gd2. It is represented by Gd and a curve graph Ge. Here, since the gain γa related to the H output value is 8 times the gain γb related to the M output value, the graph Gc saturates at a lower luminance than the graph Gd.

図14は、図10に対応しており、測光のダイナミックレンジを拡張する手法を説明するための図である。   FIG. 14 corresponds to FIG. 10 and is a diagram for explaining a technique for extending the dynamic range of photometry.

直線部Hd1および直線部Hd2からなる折れ線状のグラフHdと、直線部He1および直線部He2からなる折れ線状のグラフHeと、直線状のグラフHfとは、図13に示すグラフGcとグラフGdとグラフGeとを縦軸方向に対数圧縮したものである。また、グラフHgは、グラフHd上の各値を8倍にしたものであり、グラフHhは、グラフHf上の各値を64倍にしたものである。   A broken line graph Hd composed of the straight line portion Hd1 and the straight line portion Hd2, a broken line graph He composed of the straight line portion He1 and the straight line portion He2, and a straight line graph Hf are represented by the graph Gc and the graph Gd shown in FIG. The graph Ge is logarithmically compressed in the vertical axis direction. The graph Hg is obtained by multiplying each value on the graph Hd by 8 times, and the graph Hh is obtained by multiplying each value on the graph Hf by 64 times.

そして、測定輝度を低輝度領域Ka、中輝度領域Kbおよび高輝度領域Kcに分け、低輝度領域KaではグラフHdの測光データを拡張デジタル値として採用する。また、中輝度領域Kbでは適切な測光データが得られないグラフHdに代わってグラフHgの測光データを拡張デジタル値として採用するとともに、高輝度領域Kcでは適切な測光データが得られないグラフHg(Hd)に代わってグラフHhの測光データを拡張デジタル値として採用する。これにより、測光のダイナミックレンジが12bitから18bitに適切に拡張されることとなる。   Then, the measured luminance is divided into a low luminance region Ka, a medium luminance region Kb, and a high luminance region Kc. In the low luminance region Ka, the photometric data of the graph Hd is adopted as an extended digital value. Further, instead of the graph Hd in which appropriate photometric data cannot be obtained in the medium luminance region Kb, the photometric data in the graph Hg is adopted as an extended digital value, and the graph Hg () in which appropriate photometric data cannot be obtained in the high luminance region Kc. Instead of Hd), the photometric data of the graph Hh is adopted as an extended digital value. Thereby, the dynamic range of photometry is appropriately expanded from 12 bits to 18 bits.

以上のような拡張デジタル値を生成する撮像装置では、図11および図12に示すフローチャートと類似した動作がメイン制御部62の測光制御部621A(図5)によって実行される。ただし、図12のステップST15における拡張デジタル値の変換動作が異なっており、この動作について以下で詳しく説明する。   In the imaging apparatus that generates the extended digital value as described above, an operation similar to the flowcharts shown in FIGS. 11 and 12 is executed by the photometric control unit 621A (FIG. 5) of the main control unit 62. However, the conversion operation of the extended digital value in step ST15 of FIG. 12 is different, and this operation will be described in detail below.

まず、測光センサ78Aにおける画素位置(i,j)の画素Pxに関して、RGB各色毎にH/M/L出力値で得られる測光データのデジタル値を、次のように定義する。   First, with respect to the pixel Px at the pixel position (i, j) in the photometric sensor 78A, the digital value of the photometric data obtained as the H / M / L output value for each RGB color is defined as follows.

・赤色(R)のH/M/L出力値:LBrH(i,j)、LBrM(i,j)およびLBrL(i,j)
・緑色(G)のH/M/L出力値:LBgH(i,j)、LBgM(i,j)およびLBgL(i,j)
・青色(R)のH/M/L出力値:LBbH(i,j)、LBbM(i,j)およびLBbL(i,j)
そして、測光センサ78Aから得られた測光データのデジタル値を、上述した拡張デジタル値に変換する。すなわち、図14のように、グラフHd上の各値を8倍にしたグラフHgを新たに生成するとともにグラフHf上の各値を64倍にしたグラフHhを新たに生成する。そして、グラフHgにおける中輝度領域Kbの測光データやグラフHhにおける高輝度領域Kcの測光データで、グラフHd、Heの飽和部分(直線部Hd2、He2)を補うようにする。以下では、この拡張デジタル値の変換(生成)について具体的に説明する。
-Red (R) H / M / L output values: LBrH (i, j), LBrM (i, j) and LBrL (i, j)
-Green (G) H / M / L output values: LBgH (i, j), LBgM (i, j) and LBgL (i, j)
-Blue (R) H / M / L output values: LBbH (i, j), LBbM (i, j) and LBbL (i, j)
Then, the digital value of the photometric data obtained from the photometric sensor 78A is converted into the above-described extended digital value. That is, as shown in FIG. 14, a graph Hg in which each value on the graph Hd is multiplied by 8 is newly generated and a graph Hh in which each value on the graph Hf is multiplied by 64 is newly generated. Then, the saturated portions (straight line portions Hd2, He2) of the graphs Hd and He are supplemented with the photometric data of the medium luminance region Kb in the graph Hg and the photometric data of the high luminance region Kc in the graph Hh. Hereinafter, the conversion (generation) of the extended digital value will be specifically described.

図14に示す低輝度領域Ka、中輝度領域Kbおよび高輝度領域Kcにおいて、以下のように3つのグラフHd、Hg、Hhのうち拡張デジタル値として採用する1つのグラフを決定し各画素Pxの拡張デジタル値EBx(i,j)を生成する。   In the low luminance region Ka, the medium luminance region Kb, and the high luminance region Kc shown in FIG. 14, one graph to be adopted as an extended digital value is determined from the three graphs Hd, Hg, and Hh as follows, and each pixel Px An extended digital value EBx (i, j) is generated.

(i)低輝度領域Ka
図14のようにM出力値を表すグラフHeにおいて閾値Tha(例えばTha=256)より小さい低輝度領域Kaの測定輝度では、H出力値を表すグラフHdを拡張デジタル値として採用する。すなわち、LBxM(i,j)<Thaの場合には、拡張デジタル値EBx(i,j)=LBxH(i,j)とする。
(i) Low luminance area Ka
As shown in FIG. 14, in the graph He representing the M output value, the graph Hd representing the H output value is adopted as the extended digital value in the measured luminance of the low luminance region Ka smaller than the threshold value Tha (for example, Tha = 256). That is, when LBxM (i, j) <Tha, the extended digital value EBx (i, j) = LBxH (i, j).

(ii)中輝度領域Kb
図14のようにM出力値を表すグラフHeにおいて閾値Tha(例えばTh1=256)以上で閾値Thb(例えばThb=2048)以下となる中輝度領域Kbの測定輝度では、M出力を8倍したグラフHgを拡張デジタル値として採用する。すなわち、Tha≦LBxM(i,j)≦Thbの場合には、拡張デジタル値EBx(i,j)=LBxM(i,j)×8とする。
(ii) Medium luminance area Kb
In the graph He representing the M output value as shown in FIG. 14, in the measured luminance of the middle luminance region Kb that is equal to or higher than the threshold value Tha (for example, Th1 = 256) and equal to or lower than the threshold value Thb (for example, Thb = 2048), Hg is adopted as an extended digital value. That is, when Tha ≦ LBxM (i, j) ≦ Thb, the extended digital value EBx (i, j) = LBxM (i, j) × 8.

(iii)高輝度領域Kc
図14のようにM出力値を表すグラフHeにおいて閾値Thb(例えばThb=2048)より大きい高輝度領域Kcの測定輝度では、L出力値を64倍したグラフHhを拡張デジタル値として採用する。すなわち、LBxM(i,j)>Thbの場合には、拡張デジタル値EBx(i,j)=LBxL(i,j)×64とする。
(iii) High brightness area Kc
As shown in FIG. 14, in the graph He representing the M output value, the graph Hh obtained by multiplying the L output value by 64 is adopted as the extended digital value for the measured luminance in the high luminance region Kc larger than the threshold Thb (for example, Thb = 2048). That is, when LBxM (i, j)> Thb, the extended digital value EBx (i, j) = LBxL (i, j) × 64.

以上のように測光センサ78AからのH/M/L出力値に基づき測光のダイナミックレンジが拡張された拡張デジタル値を生成すれば、1回の測光で被写体輝度を的確に把握できるため、適正な被写体輝度が検出されるまでの時間の短縮が図れる。   As described above, if an extended digital value in which the dynamic range of metering is expanded based on the H / M / L output value from the metering sensor 78A is generated, the subject brightness can be accurately grasped by one metering, so that an appropriate value can be obtained. The time until the subject luminance is detected can be shortened.

<変形例>
上記の実施形態における測光センサについては、RGB各色のカラーフィルタを図6のようにベイヤー配列で配置するのは必須でなく、図15に示すようにストライプ配列で配置するようにしても良い。なお、図15に示すカラーフィルタ配置では、左右(水平方向)に隣接する赤色(R)、緑色(G)および青色(B)のカラーフィルタFr、Fg、Fbの組が1つの画素(光電ユニット)Pxを構成することとなる。
<Modification>
In the photometric sensor in the above embodiment, it is not essential to arrange the color filters for each color of RGB in a Bayer arrangement as shown in FIG. 6, but may be arranged in a stripe arrangement as shown in FIG. In the color filter arrangement shown in FIG. 15, a set of red (R), green (G), and blue (B) color filters Fr, Fg, and Fb adjacent to the left and right (horizontal direction) is one pixel (photoelectric unit). ) Px.

上記の実施形態における測光センサ78(78A)については、一眼レフタイプのカメラ(撮像装置)に設けるのは必須でなく、コンパクトタイプのカメラに設けるようにしても良い。また、デジタルカメラに設けるのは必須でなく、銀塩フィルムを用いるカメラに設けても良い。   The photometric sensor 78 (78A) in the above embodiment is not necessarily provided in a single-lens reflex camera (imaging device), and may be provided in a compact camera. Moreover, it is not essential to provide in a digital camera, You may provide in the camera which uses a silver salt film.

本発明は詳細に説明されたが、以上の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。   Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.

1 撮像装置
2 交換レンズ
10 カメラボディ
62 メイン制御部
78、78A 測光センサ
101 撮像素子
621、621A 測光制御部
Ap、Aq アンプ
Ka、La 低輝度領域
Kb、Lb 中輝度領域
Kc、Lc 高輝度領域
PD フォトダイオード
Px 画素(光電ユニット)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Interchangeable lens 10 Camera body 62 Main control part 78, 78A Photometry sensor 101 Image pick-up element 621, 621A Photometry control part Ap, Aq Amplifier Ka, La Low brightness area Kb, Lb Middle brightness area Kc, Lc High brightness area PD Photodiode Px Pixel (photoelectric unit)

Claims (7)

露光により所定の光電変換セルを有した複数の光電ユニットそれぞれにて生成される電荷信号を異なる複数のゲインでリニアに増幅して複数の測光値を生成し、当該複数の測光値を第1のダイナミックレンジで出力する測光センサと、
第1の露光条件に設定された測光により前記測光センサから出力される複数の測光値と前記ゲインとに基づき、前記第1のダイナミックレンジより広い第2のダイナミックレンジを持つ測光データを生成するとともに、当該測光データに基づいて前記第1の露光条件に設定された測光に係る次の測光で設定する第2の露光条件を導出する測光制御手段と、
を備える撮像装置。
A charge signal generated by each of a plurality of photoelectric units having a predetermined photoelectric conversion cell by exposure is linearly amplified with a plurality of different gains to generate a plurality of photometric values, and the plurality of photometric values are converted into the first photometric values. A photometric sensor that outputs in the dynamic range;
Based on a plurality of photometric values output from the photometric sensor by the photometry set to the first exposure condition and the gain, photometric data having a second dynamic range wider than the first dynamic range is generated. A photometric control means for deriving a second exposure condition set in the next photometry related to the photometry set in the first exposure condition based on the photometric data;
An imaging apparatus comprising:
前記測光制御手段は、
前記測光センサによって検出される被写体輝度が第1の閾値より小さい場合には、前記複数のゲインのうち最大のゲインで増幅された測光値に基づき、前記測光データを生成する第1生成手段と、
前記第1の閾値より大きい第2の閾値と比べて前記被写体輝度が大きい場合には、前記複数のゲインのうち最小のゲインで増幅された測光値に基づき、前記測光データを生成する第2生成手段と、
前記被写体輝度が前記第1の閾値以上で前記第2の閾値以下である場合には、前記複数の測光値それぞれに係るゲインの逆数を当該測光値に乗じることで得られた演算値に基づき、前記測光データを生成する第3生成手段と、
を有する請求項1記載の撮像装置。
The photometric control means is
A first generation unit configured to generate the photometric data based on a photometric value amplified with a maximum gain among the plurality of gains when a subject luminance detected by the photometric sensor is smaller than a first threshold;
A second generation for generating the photometric data based on a photometric value amplified with a minimum gain among the plurality of gains when the subject brightness is higher than a second threshold value greater than the first threshold value; Means,
When the subject brightness is not less than the first threshold and not more than the second threshold, based on the calculated value obtained by multiplying the photometric value by the reciprocal of the gain related to each of the plurality of photometric values, Third generation means for generating the photometric data;
The imaging apparatus according to claim 1, comprising:
前記測光センサからは、前記複数の光電ユニットそれぞれにおいて、複数の色それぞれの感度を有した各色の測光データが得られるとともに、
前記測光制御手段は、
前記複数の光電ユニットそれぞれにおいて前記各色の測光データのうちの最大の測光データを代表値とし、当該代表値に基づき第2の露光条件を導出する露光条件導出手段、
を有する請求項1記載の撮像装置。
From the photometric sensor, in each of the plurality of photoelectric units, photometric data of each color having the sensitivity of each of a plurality of colors is obtained,
The photometric control means is
Exposure condition deriving means for deriving a second exposure condition based on the representative photometric data among the photometric data of the respective colors in each of the plurality of photoelectric units;
The imaging apparatus according to claim 1, comprising:
前記露光条件導出手段は、
前記複数の光電ユニットそれぞれに係る前記代表値全てのうちから最大の代表値および最小の代表値を抽出するとともに、前記代表値全てについての平均値を算出する手段と、
前記最大の代表値と前記最小の代表値と前記平均値とに基づき、前記第2の露光条件を導出する手段、
を有する請求項3記載の撮像装置。
The exposure condition deriving means includes
Means for extracting a maximum representative value and a minimum representative value from all the representative values for each of the plurality of photoelectric units, and calculating an average value for all the representative values;
Means for deriving the second exposure condition based on the maximum representative value, the minimum representative value, and the average value;
The imaging apparatus according to claim 3, wherein:
前記測光制御手段は、
前記最小の代表値が所定の閾値より大きい場合には、前記次の測光によって得られる前記最小の代表値が所定の値となるように前記第2の露光条件を導出する手段、
を有する請求項4記載の撮像装置。
The photometric control means is
Means for deriving the second exposure condition so that the minimum representative value obtained by the next photometry is a predetermined value when the minimum representative value is larger than a predetermined threshold;
The imaging device according to claim 4, comprising:
前記測光制御手段は、
前記最大の代表値が特定の閾値より小さい場合には、前記次の測光によって得られる前記最大の代表値が特定の値となるように前記第2の露光条件を導出する手段、
を有する請求項4記載の撮像装置。
The photometric control means is
Means for deriving the second exposure condition so that the maximum representative value obtained by the next photometry is a specific value when the maximum representative value is smaller than a specific threshold;
The imaging device according to claim 4, comprising:
露光により所定の光電変換セルを有した複数の光電ユニットそれぞれにて生成される電荷信号を異なる複数のゲインでリニアに増幅して複数の測光値を生成し、当該複数の測光値を第1のダイナミックレンジで出力する測光工程と、
第1の露光条件に設定された測光により前記測光工程で出力される複数の測光値と前記ゲインとに基づき、前記第1のダイナミックレンジより広い第2のダイナミックレンジを持つ測光データを生成するとともに、当該測光データに基づいて前記第1の露光条件に設定された測光に係る次の測光で設定する第2の露光条件を導出する測光制御工程と、
を備える測光方法。
A charge signal generated by each of a plurality of photoelectric units having a predetermined photoelectric conversion cell by exposure is linearly amplified with a plurality of different gains to generate a plurality of photometric values, and the plurality of photometric values are converted into the first photometric values. A photometric process that outputs in the dynamic range;
Based on a plurality of photometric values output in the photometric step and the gain by photometry set to the first exposure condition, photometric data having a second dynamic range wider than the first dynamic range is generated. A photometric control step of deriving a second exposure condition to be set in the next photometry relating to the photometry set to the first exposure condition based on the photometric data;
A photometric method comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2506062A2 (en) 2011-03-31 2012-10-03 Sony Corporation Stereoscopic image pickup apparatus and stereoscopic image pickup method
JP2013074437A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Canon Inc Imaging apparatus and its control method
JP2016082487A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 キヤノン株式会社 Exposure controller and control method therefor, imaging device, program, storage medium

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