JP2012063664A - 測光装置及び電子カメラ - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、測光精度が確保された測光装置及びその測光装置を搭載した電子カメラを提供する。
【解決手段】 測光装置は、測光センサ105、被写体検出部19a、ライン指定部19b及び光量演算部19hを備える。測光センサ105は、複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が複数行に配列され、光電変換素子で得られる第1の受光信号を出力する。被写体検出部19aは、光電変換素子の受光信号に基づく画像から対象の像を検出する。ライン指定部19bは、対象に対する第1の照明に先立って第2の照明を行う際に、画像における対象の像の大きさに基づいて複数行の光電変換素子列の一部を選択して第1の受光信号とは異なる第2の受光信号を出力制御する。光量演算部19hは、ライン指定部19bによって選択された光電変換素子列で得られる第2の受光信号に基づいて、第1の照明の光量を求める。電子カメラは、上記の測光装置と光学系51とを備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、測光装置及びその測光装置を搭載した電子カメラに関する。
従来から、電子カメラに内蔵又は外付けされた閃光装置から予備発光をすることにより被写体からの反射光を測光し、測光結果に基づいて撮影時の本発光量を決定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、被写体からの反射光を受光する撮像素子の画素の出力を行(ライン)単位で間引くことによって、全体の電荷蓄積時間を短くして予備発光による反射光以外の定常光の影響を減らす技術の一例が開示されている。
特開2006−50337号公報
しかし、上記の技術では、撮影対象となる被写体の大きさによっては、測光精度が低下する問題が生じる。
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、測光精度が確保される測光装置及びその測光装置を搭載した電子カメラを提供することを目的とする。
第1の発明に係る測光装置は、受光部と、検出部と、制御部と、演算部とを備える。受光部は、複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が複数行に配列され、その光電変換素子で得られる第1の受光信号を出力する。検出部は、光電変換素子の受光信号に基づく画像から対象の像を検出する。制御部は、対象に対する第1の照明に先立って第2の照明を行う際に、画像における対象の像の大きさに基づいて複数行の光電変換素子列の一部を選択して第1の受光信号とは異なる第2の受光信号を出力制御する。演算部は、制御部によって選択された光電変換素子列で得られる第2の受光信号に基づいて、第1の照明の光量を求める。
第2の発明は、第1の発明において、測光部をさらに備える。測光部は、第1の受光信号に基づいて、画像内の対象の位置に相当する部分領域の明るさを求める。制御部は、対象の像の大きさと明るさとに基づいて、光電変換素子列を選択する。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、動き検出部をさらに備える。動き検出部は、受光部から繰り返し出力される複数の第1の受光信号による複数の画像から対象の動きを検出する。制御部は、対象の大きさと対象の動きとに基づいて、光電変換素子列を選択する。
第4の発明は、第3の発明において、動き検出部は、対象の動きに基づいて像ぶれを検出する。制御部は、対象の大きさと像ぶれの度合いとに基づいて、光電変換素子列を選択する。
第5の発明に係る電子カメラは、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の測光装置と、対象の像を受光部上に結像する光学系とを備える。
第6の発明は、第5の発明において、支持状態検出部を備える。支持状態検出部は、電子カメラ本体が支持脚で支持された状態か否かを検出する。制御部は、支持状態に応じて光電変換素子列を選択する。
第7の発明は、第5又は第6の発明において、撮影モード切替部をさらに備える。撮影モード切替部は、単写撮影と連写撮影とを切り替える。制御部は、連写撮影の場合、単写撮影に比べて選択する光電変換素子列の数を多くする。
第8の発明は、第5から第7の何れか1の発明において、倍率検出部をさらに備える。倍率検出部は、光学系の倍率を検出する。制御部は、倍率検出部の検出結果に基づいて、光電変換素子列を選択する。
第9の発明は、第5から第8の何れか1の発明において、秒時制御部をさらに備える。秒時制御部は、露光秒時を制御する。制御部は、露光秒時が高速になるにしたがって、選択する光電変換素子列の数を多くする。
本発明によれば、測光精度が確保される測光装置及びその測光装置を搭載した電子カメラを提供できる。
電子カメラ1の要部の構成例を示す側面図 図1に示す電子カメラ1及び閃光装置150の内部構成例を示す図 電子カメラ1の動作の一例を示すフローチャート 測光センサ105が出力する画像信号に基づく画像の画素の配列を示した図 測光センサ105の撮像領域に収まる被写体の一例を示す図 測光センサ105が出力する画像信号に基づく画像の一例を示す図 第1及び第2の間引きモードを説明する図 間引き読み出しされた画像信号に基づく出力画像の一例を示す図 図3のフローチャートの間引きモードの判定処理の変形例を説明する図
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、電子カメラ1の要部の構成例を示す側面図である。なお、この電子カメラ1は、本発明の一実施形態である測光装置を搭載している。
電子カメラ1は、例えば一眼レフレックスタイプの電子カメラであり、電子カメラ本体100と撮影レンズユニット50とを備える。撮影レンズユニット50は、被写体光を電子カメラ本体100に導くために、電子カメラ本体100の前面に形成されたレンズマウント100aに着脱自在に取り付けられる。なお、電子カメラ本体100と撮影レンズユニット50とは、撮影レンズユニット50の装着時にレンズマウント100aの接点を介して電気的に接続される。
撮影レンズユニット50は、レンズ系51、絞り52及び角速度センサ53を備える。レンズ系51は、フォーカスレンズやズームレンズを含む複数枚のレンズにより構成される。ここでは、説明の便宜上1枚のレンズで図示する。絞り52は、入射光量を絞り羽根の開閉で調整する。角速度センサ53は、電子カメラ本体100の動き(振動)を検出するセンサである。角速度の検出には2つの角速度センサを用いるが、説明の便宜上1つの角速度センサとして図示する。角速度センサ53は、上下方向(ピッチング)の動きと、左右方向(ヨーイング)の動きとを検出する。なお、角速度センサ53には、例えば回転によるコリオリ力を検出する圧電振動式の角速度センサ等が用いられる。
また、被写体に照明光を照射するための閃光装置150が、電子カメラ本体100の上面に形成されたホットシュー(接続用端子)150aに着脱自在に取り付けられる。なお、電子カメラ本体100と閃光装置150とは、閃光装置150の装着時にホットシュー(接続用端子)150aの接点を介して電気的に接続される。
電子カメラ本体100は、クイックリターンミラー101、ファインダスクリーン102、ペンタダハプリズム103、結像光学系104、測光センサ105、接眼レンズ106、光学式ファインダ107、レリーズ釦108、機械式シャッタ109及び撮像素子10を備える。
クイックリターンミラー101は、図中、一点鎖線で示す光軸L上に回動自在に設けられる。このクイックリターンミラー101は、被写体の撮影を行わない場合、光軸Lに対して斜めの位置に配置される。この場合、クイックリターンミラー101は、レンズ系51を介して電子カメラ本体100に入射された被写体光を受光し、その被写体光を反射させてファインダスクリーン102に導く。
一方、被写体を撮像する撮像時において、クイックリターンミラー101は、回動により図の点線で示す位置に退避し、被写体から電子カメラ本体100に入射された被写体光は、撮像素子10に導かれる。
ファインダスクリーン102は、撮像素子10で撮像を行わない場合、クイックリターンミラー101により導かれた被写体光を拡散し、拡散させた被写体光をペンタダハプリズム103に導く。ペンタダハプリズム103は、ファインダスクリーン102により拡散された被写体光を反射させて結像光学系104及び接眼レンズ106に導く。
結像光学系104は、例えば複数のレンズで構成され、測光センサ105上に被写体像を結像させる。なお、説明の便宜上、本実施形態では、結像光学系104を1枚のレンズで図示する。
測光センサ105は、複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が複数行に配列され、その光電変換素子で得られる受光信号を出力する。具体的には、測光センサ105は、2次元に配列された画素の画像信号(受光信号)を選択的に読み出し可能な撮像領域を有し、予備発光時の被写体からの反射光を撮像領域で測光する。より具体的には、測光センサ105は、例えば、XYアドレス指定により任意のライン(光電変換素子列)を読み出し可能なCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型の撮像素子を有する。この撮像素子の撮像領域には、被写体像をカラー検出するために、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3種類のカラーフィルタが、一例としてベイヤー配列で配置されている。撮像素子が出力する画像信号は、測光センサ105内部でゲイン調整やA/D変換等が施されて、後述するRAM(Random Access Memory)13又はCPU(Central Processing Unit)19内のメモリ(不図示)に一時的に記録される。なお、撮像素子は、アドレス指定によりライン毎に電荷蓄積時間を制御するローリングシャッタ方式を採用する。これにより、ローリングシャッタ方式では、撮像素子が全ラインの電荷を蓄積して読み出す動作状態やライン(例えば水平走査ライン)単位で間引くことにより電荷を蓄積して読み出す動作状態(間引き読み出し)を選択することができる。
接眼レンズ106は、ペンタダハプリズム103により導かれた被写体光を被写体像として結像する。撮影者は、光学式ファインダ107を介して、接眼レンズ106により結像される被写体像を見ることで、被写体の構図等を確認できる。
レリーズ釦108は、半押し操作(撮影前におけるオートフォーカス(AF)や自動露出(AE)等の撮影準備動作)の指示入力と全押し操作(撮像動作開始)との指示入力とを受け付ける。
機械式シャッタ109は、開閉式のシャッタ幕を備え、撮像素子10への入射光を遮光する遮光状態と、撮像素子10に入射光を到達させる非遮光状態とをシャッタ幕の開閉により切り替える。撮像素子10は、被写体像を撮像して画像を生成する。撮像素子10は、例えばCMOS型のカラーイメージセンサである。
また、本実施形態では、必要に応じて、電子カメラ本体100を支持するための支持脚として三脚61が、雲台60を介して、電子カメラ本体100の下面に取り付けられる。なお、支持脚は三脚に限られず、一脚であっても良い。なお、角速度センサ53は、電子カメラ本体100の動き(振動)に基づいて、電子カメラ本体100が三脚61で支持された状態か否かを検出する(詳細は後述する)。
図2は、図1に示す電子カメラ1及び閃光装置150の内部構成例を示す図である。電子カメラ1は、上述した通り、電子カメラ本体100と撮影レンズユニット50とを有している。なお、図2では、説明の便宜上、図1に示したファインダスクリーン102、ペンタダハプリズム103、接眼レンズ106、光学式ファインダ107、機械式シャッタ109、雲台60及び三脚61等の図示を省略する。
撮影レンズユニット50は、上述した通り、レンズ系51、絞り52及び角速度センサ53を備える。なお、角速度センサ53が出力する信号は、後述するRAM13又はCPU19内のメモリに一時的に記録される。
電子カメラ本体100は、クイックリターンミラー101、結像光学系104と、測光センサ105と、撮像素子10と、信号処理部11と、画像処理部12と、RAM13と、ROM(Read Only Memory)14と、記録インターフェース部(以下、「記録I/F部」という。)15と、表示モニタ16と、操作部17と、レリーズ釦108と、ぶれ検出部18と、CPU19と、データバス20と、レンズマウント100aと、ホットシュー150aとを備える。
このうち、信号処理部11、画像処理部12、RAM13、ROM14、記録I/F部15、表示モニタ16及びCPU19は、データバス20を介して互いに接続されている。
信号処理部11は、撮像素子10が生成する画像信号に対して信号処理を施す回路である。この信号処理部11は、画像信号のゲイン調整やA/D変換などを行う。この信号処理部11が出力する画像信号は、画像データとしてRAM13に一時的に記録される。
画像処理部12は、RAM13に記録されている画像信号を読み出し、各種の画像処理(階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理、YC変換処理等)を施す。ROM14は、電子カメラ1の制御を行うプログラム等を予め記憶している不揮発性のメモリである。CPU19は、このプログラムに従い、一例として後述の図3に示すフローの処理を実行する。
記録I/F部15には、着脱自在の記録媒体30を接続するためのコネクタ(不図示)が形成されている。そして、記録I/F部15は、CPU19からの指示により、そのコネクタに接続された記録媒体30にアクセスして静止画像や動画の記録処理等を行う。この記録媒体30は、例えば、不揮発性のメモリカードである。図2では、コネクタに接続された後の記録媒体30を示している。
表示モニタ16は、例えば、静止画像や電子カメラ1の操作メニュー等を表示する。表示モニタ16には、液晶モニタ等を適宜選択して用いることができる。
操作部17は、例えば、コマンド選択用のコマンドダイヤル、電源ボタン等を有している。そして、操作部17は、電子カメラ1を操作するための指示入力を受け付ける。また、操作部17は、コマンドダイヤルを介して、例えば、撮影に関するモードの切替えの指示入力を受け付ける。一例として、操作部17は、1枚の静止画像の撮影を行う単写モードと、所定の時間間隔で連続的に静止画像を撮影する連写モードとの切替えの指示入力を受け付ける。これにより、操作部17は、単写モードと、連写モードとの切替えを行う。
ぶれ検出部18は、電子カメラ本体100のぶれを検出する。具体的には、ぶれ検出部18は、例えば圧電素子を用いたジャイロセンサで構成され、手ぶれによる電子カメラ本体100のぶれを角速度により検出する。
CPU19は、電子カメラ1の統括的な制御を行うプロセッサである。CPU19は、ROM14に予め格納されたプログラムを実行することにより電子カメラ1の各部を制御する。CPU19は、上記のプログラムを実行することにより、電子カメラ1の各部の制御等を行う。また、CPU19は、被写体検出部19a、ライン指定部19b、輝度算出部19c、動き検出部19d、追尾部19e、撮影倍率検出部19f、シャッタ秒時制御部19g及び光量演算部19hとしても機能する。
被写体検出部19aは、光電変換素子の画像信号に基づく画像から対象の像を検出する。具体的には、被写体検出部19aは、画像信号に基づく画像から被写体として人物の顔を検出する。すなわち、被写体検出部19aは、測光センサ105が出力する画像信号に基づく画像を解析して肌色領域を顔の領域として抽出し、その位置座標、サイズ(範囲)を検出する。
ライン指定部19bは、本発光に先立って行われる予備発光時に撮像領域から画像信号を間引き読み出しするラインを、画像内の被写体の顔の大きさに基づいて指定する。例えば、ライン指定部19bは、画像内の被写体の占める割合に応じて指定するライン数を増減する。つまり、ライン指定部19bは、予備発光を行う際に、画像における対象の像の大きさに基づいて複数行のラインの一部を選択して、例えば本発光時に出力される画像信号とは異なる画像信号を出力制御する。
輝度算出部19cは、画像信号に基づいて、輝度値を算出する。例えば、輝度算出部19cは、画像内の被写体の位置に相当する部分領域の輝度値を求める(詳細は後述する)。これにより、輝度算出部19cは、被写体の輝度値を正確に求めることができる。そして、ライン指定部19bは、被写体の大きさと輝度値とに基づいて、間引き読み出しするラインを指定する。
動き検出部19dは、測光センサ105から繰り返し出力される複数の画像信号による複数のフレーム(画像)から、被写体の動きを検出する。具体的には、動き検出部19dは、フレーム(画像)を複数のブロックに分割して、各ブロックの動きベクトルを検出する。すなわち、動き検出部19dは、時間的に隣り合うフレームとして、現フレーム(現在のフレーム)と前フレーム(例えば、1つ前のフレーム)との間において、フレーム間差分によるブロックマッチングを実施する。そして、動き検出部19dは、ブロックマッチングに基づいて、ブロック毎の動きベクトルを検出する。これにより、動き検出部19dは、ブロック毎の動きベクトルに基づいて、被写体の動きを検出することができる。ライン指定部19bは、被写体の大きさと被写体の動きとに基づいて、間引き読み出しするラインを指定する。
追尾部19eは、動き検出部の検出結果に基づいて、フレーム間に亘って被写体を追尾する。この場合、ライン指定部19bは、被写体の大きさと追尾部19eの追尾結果とに基づいて、間引き読み出しするラインを指定する。
撮影倍率検出部19fは、撮影光学系の撮影倍率を検出する。この場合、ライン指定部19bは、撮影倍率検出部19fの検出結果に基づいて、間引き読み出しするラインを指定する
シャッタ秒時制御部19gは、シャッタ秒時を制御する。この場合、ライン指定部19bは、シャッタ秒時が高速になるにしたがって、画像信号を間引き読み出しするライン数を増やす。
光量演算部19hは、ライン指定部19bによって選択されたラインで得られる画像信号に基づいて、本発光の光量を求める。
また、図2において、閃光装置150は、発光部150bと発光制御部150cとを備える。発光部150bは、コンデンサに充電された電気エネルギーを光エネルギーに変換する回路である。発光部150bには、例えばキセノン管が備えられており、このキセノン管の放電により発光を行う。なお、発光部150bは、例えばLED(発光ダイオード)を光源としても良い。発光制御部150cは、予備発光の光量や本発光の光量等を示す発光情報をCPU19から受信し、受信した発光情報に基づいて発光部150bに対して予備発光や本発光を行わせる。
次に、電子カメラ1の動作について説明する。図3は、電子カメラ1の動作の一例を示すフローチャートである。CPU19は、電子カメラ1の電源オンの指示入力を受け付けると、この図3に示すフローの処理を開始させる。なお、このフローの処理では、本発光によるフラッシュ撮影を行うことを前提とする。
ステップS101:CPU19は、測光センサ105を駆動して、定常光受光時の電荷の蓄積制御を行う。具体的には、CPU19は、図1に示す通り、クイックリターンミラー101を光軸に対して斜めの位置に配置させる。これにより、クイックリターンミラー101は、被写体光を反射させてファインダスクリーン102に導く。ファインダスクリーン102は、被写体光を拡散し、拡散させた被写体光をペンタダハプリズム103に導く。ペンタダハプリズム103は、被写体光を反射させて結像光学系104に導く。結像光学系104は、測光センサ105上に被写体像を結像させる。測光センサ105の撮像素子は、被写体像を光電変換して電荷の蓄積を行う。
図4は、測光センサ105が出力する画像信号に基づく画像の画素の配列を示した図である。本実施形態では、一例として、画像の横方向の座標をiで表して、0〜19までの値をとるものとし、画像の縦方向の座標をjで表して0〜29までの値をとるものとする。また、A/D変換後の各画素の出力は、受光した光量に比例して0〜1023のデジタル値をとるものとする。
図5は、測光センサ105の撮像領域に収まる被写体の一例を示す図である。図5(a)と図5(b)とでは、被写体Pの顔の大きさが異なることを表している。
ステップS102: CPU19は、測光センサ105に画像信号の出力を行わせる。図6は、測光センサ105が出力する画像信号に基づく画像の一例を示す図である。図6(a)は、図5(a)に対応する画像であり、図6(b)は、図5(b)に対応する画像である。なお、本実施形態では、図6において画面中央部の被写体(人物)領域の輝度が低く、それ以外の部分の輝度が高いものとする。なお、図6では、輝度の違いを濃淡で模式的に表している(後述する図8も同様とする)。
ステップS103:CPU19の輝度算出部19cは、測光制御値の算出を行う。具体的には、輝度算出部19cは、シャッタ速度や絞り値等の撮影条件を決定するための測光制御値(制御BV、BV:Brightness Value)の算出を行う。輝度算出部19cは、測光制御値の算出するために以下の式(1)を用いる。
Figure 2012063664
式(1)中、VoyBack[i、j](i:0〜19、j:0〜29)は、画像中の横座標i、縦座標jの画素における測光センサ105の出力を表している。Log( )は、2を底とした引数の対数値を返す関数である。また、式(1)中の各々のΣは、それぞれiとjとに対応する繰り返し加算である。BvConstは、測光制御値を算出するために必要な各種補正値を加味するための定数である。
ステップS104:CPU19は、レリーズ釦108の半押し操作の指示入力の有無を判定する。半押し操作の指示入力が無い場合(ステップS104:No)、CPU19は、後述するステップS116の処理に移行して電源オフの判定がされない限り(ステップS116:No)、ステップS101の処理に戻る。そして、CPU19は、測光センサ105の撮像素子に蓄積された電荷をリセットした後、ステップS101〜S103の処理を再度繰り返す。
一方、半押し操作の指示入力が有った場合(ステップS104:Yes)、CPU19は、ステップS105の処理に移行する。
ステップS105:CPU19は、後述する第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。具体的には、CPU19の被写体検出部19aは、一例として測光センサ105が出力する画像信号に基づいて、画像を解析して肌色領域を顔の領域として抽出する。ここで、CPU19は、検出された顔の領域に対して、測光センサ105の撮像領域に対応する画像内に占める割合が予め設定した閾値を超えているか否かを判定する。ここで、閾値の一例としては、顔の大きさが、第2の間引きモードの際、顔を横切る読み出しラインが1本以下になる大きさとする。顔の大きさが閾値以下の場合、CPU19は、第1の間引きモードを選択するため、間引き選択用のフラグをオンにする。一方、顔の大きさが閾値を超えている場合、CPU19は、第2の間引きモードを選択するため、間引き選択用のフラグをオフにする。なお、顔が検出されない場合には、CPU19は、第1の間引きモードを選択することとし、間引き選択用のフラグをオンにする。
ステップS106:CPU19は、判定結果に基づいて、第1又は第2の間引きモードを選択する。図7は、第1及び第2の間引きモードを説明する図である。第1の間引きモードでは、間引き読み出しするラインを第2の間引きモードよりも多くする。図7(a)は、第1の間引きモードにおける間引き読み出しするラインを網かけのラインで例示している。図7(b)は、第2の間引きモードにおける間引き読み出しするラインを網かけのラインで例示している。
ここで、フラグがオンの場合(ステップS106:Yes)、CPU19は、ステップS107−1の処理に移行する。フラグがオフの場合(ステップS106:No)、CPU19は、ステップS107−2の処理に移行する。
ステップS107−1:CPU19のライン指定部19bは、第1の間引きモードを設定する。すなわち、ライン指定部19bは、間引き読み出しするラインを第1の間引きモードに基づいて指定する。そして、CPU19は、ステップS108の処理に移行する。
ステップS107−2:ライン指定部19bは、第2の間引きモードを設定する。すなわち、ライン指定部19bは、間引き読み出しするラインを第2の間引きモードに基づいて指定する。そして、CPU19は、ステップS108の処理に移行する。
ステップS108:CPU19は、閃光装置150に予備発光を行わせる。具体的には、CPU19は、閃光装置150に向けて駆動信号を送信する。閃光装置150の発光制御部150cは、発光部150bに閃光を発光させる。ここで、発光部150bから照射された予備発光の閃光は、被写体を照明する。そして、被写体からの反射光(被写体光)は、ステップS101で上述した通り、クイックリターンミラー101を介して、ファインダスクリーン102に導かれる。ファインダスクリーン102は、被写体光を拡散し、拡散させた被写体光をペンタダハプリズム103に導く。ペンタダハプリズム103は、被写体光を反射させて結像光学系104に導く。結像光学系104は、測光センサ105上に被写体像を結像させる。
ステップS109:CPU19は、予備発光による測光を測光センサ105に行わせる。具体的には、CPU19は、測光センサ105を駆動して電荷の蓄積制御を行う。
ステップS110:CPU19は、測光センサ105に画像信号の出力を行わせる。具体的には、CPU19は、第1又は第2の間引きモードに基づいて、ローリングシャッタ方式により測光センサ105の撮像素子を間引き動作させる。ここで、測光センサ105の撮像素子を間引き動作をさせるのは、撮像素子の電荷蓄積時間を短くし、予備発光による反射光以外の光(定常光成分)の影響を減らすためである。
図8は、間引き読み出しされた画像信号に基づく出力画像の一例を示す図である。図8(a)は、第1の間引きモードに基づく画像であり、図8(b)は、第2の間引きモードに基づく画像である。図8(a)では、ライン番号y[j]として、y[j]=(0、3、6、9、12、15、18、21、24、27)のライン番号の画素列の画像信号が読み出される。つまり、第1の間引きモードの場合、測光センサ105の撮像素子は、3ライン毎に画像信号を出力する。一方、図8(b)では、ライン番号y[j]として、y[j]=(0、6、12、18、24)のライン番号の画素列の画像信号が読み出される。つまり、第2の間引きモードの場合、測光センサ105の撮像素子は、6ライン毎に画像信号を出力する。
ステップS111:CPU19の光量演算部19hは、本発光量を算出する。具体的には、光量演算部19hは、ステップS110で得られた出力画像に基づいて、発光量ガイドナンバーを決定する。発光量ガイドナンバーは、式(2)により算出される。
Figure 2012063664
ここで、式(2)中、Voyは、予備発光時の測光センサ105の出力値である。また、GNConstは、予備発光時の発光量やその他の補正を加味した定数である。
Figure 2012063664
また、THINは、間引き行数によって設定される数である。第1の間引きモードの場合、THINの値は3になり、第2の間引きモードの場合、THINの値は6になる。INTGainは、VoyBackを取得した時の測光センサ105の電荷蓄積時間とゲインとに基づいて、予備発光時の測光センサ105の電荷蓄積時間及びゲイン相当値にVoyBackを正規化するための係数である。光量演算部19hは、発光量ガイドナンバーに基づいて、本発光量を算出する。
ステップS112:CPU19は、レリーズ釦108の全押し操作による撮影の指示入力の有無を判定する。撮影の指示入力が無い場合(ステップS112:No)、CPU19は、後述するステップS116の処理に移行して電源オフの判定がされない限り(ステップS116:No)、ステップS101の処理に戻る。一方、撮影の指示入力が有った場合(ステップS112:Yes)、CPU19は、ステップS113の処理に移行する。
ステップS113:CPU19は、クイックリターンミラー101を上に跳ね上げさせ、機械式シャッタ109のシャッタ幕を開けさせる。
ステップS114:CPU19は、閃光装置150に駆動信号を送信する。発光制御部150cは、式(2)で算出された発光量ガイドナンバーに基づいて発光部150bに本発光を行わせる。この際、CPU19は、本発光に同期して、撮像素子10を駆動する。信号処理部11は、画像信号のゲイン調整やA/D変換等を行う。この信号処理部11が出力する画像信号は、RAM13に画像データとして一旦記録される。画像処理部12は、RAM13に記録されている画像データを読み出し、各種の画像処理(階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理等)を施す。CPU19は、画像処理部12で画像処理が施された画像データを、記録I/F部15を介して、記録媒体30に記録する。
ステップS115:CPU19は、クイックリターンミラー101を元の位置に戻させ、機械式シャッタ109のシャッタ幕を閉じさせる。
ステップS116:CPU19は、電源オフ(撮影終了)の指示入力を受け付けたか否かを判定する。電源オフの指示入力を受け付けない場合(ステップS116:No)、CPU19は、ステップS101の処理に戻る。一方、電源オフの指示入力を受け付けた場合(ステップS116:Yes)、CPU19は、図3に示すフローの処理を終了させる。
以上より、本実施形態によれば、ライン指定部19bは、間引き読み出しするラインを、画像内の被写体の顔の大きさに基づいて指定する。例えば、ライン指定部19bは、被写体の顔の大きさが上記の閾値を超えている場合、第2の間引きモードにて読み出すラインを第1の間引きモードより少なく指定する。これにより、本実施形態では、測光値が飽和するおそれを抑制できる。一方、例えば、被写体の顔の大きさが上記の閾値以下であれば、ライン指定部19bは、第1の間引きモードにて読み出すラインを第2の間引きモードよりも多く設定する。これにより、本実施形態では、被写体の顔が間引き読み出しするライン間に入ってしまうことを防ぐことができる。
したがって、本実施形態によれば、測光センサ105からの受光信号を間引き読み出しで制御する場合、被写体の大きさに応じて安定した発光量制御が可能となり、高精度な露出制御が可能となる。つまり、本実施形態によれば、測光精度が確保される測光装置及びその測光装置を搭載した電子カメラ1を提供できる。
次に、第1変形例から第7変形例について説明する。なお、上記実施形態との差異点は、図3に示すフローの処理におけるステップS105の処理である。そのため、第1変形例から第7変形例では、差異点について主に説明する。
(第1変形例)
第1変形例では、CPU19は、図1に示す三脚61の取り付けの有無に応じて、第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。具体的には、CPU19は、角速度センサ53の出力結果に基づいて、電子カメラ本体100の支持状態の判定(三脚61で支持された状態か否かの判定)を行う。すなわち、CPU19は、角速度センサ53が三脚61で支持された状態か否かによって異なる周波数の信号を出力することを利用して、電子カメラ本体100の支持状態を判定できる。
ここで、図3に示すステップS105の処理において、CPU19は、電子カメラ本体100が三脚61で支持されていないと判定した場合、第1の間引きモードを選択するためにフラグをオンにする。これは、電子カメラ本体100が三脚61で支持されていない場合、振動の影響を考慮して、間引き読み出しするラインを増やすためである。一方、CPU19は、電子カメラ本体100が三脚61で支持されていると判定した場合、第2の間引きモードを選択するためにフラグをオフにする。これは、電子カメラ本体100が三脚で支持されている場合、低輝度でも高輝度でも算出される本発光量の精度は確保されやすいからである。そのため、電子カメラ本体100が三脚61で支持されている場合、図3に示すフローの処理において、CPU19は、わずかな構図の変化による測光センサ105の出力データの不整合を抑制することができる。
なお、CPU19は、被写体の顔の大きさが閾値以下の場合には、電子カメラ本体100が三脚61で支持されていても第1の間引きモードを選択することが好ましい。
以上より、第1変形例では、電子カメラ本体100の支持状態に応じて、測光センサ105の測光精度が確保されるように、間引きモードを変更することができる。
(第2変形例)
第2変形例では、CPU19は、撮影者の手ぶれの有無に応じて、第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。具体的には、CPU19は、例えば図2に示すぶれ検出部18の出力結果に基づいて、電子カメラ本体100の振動状態の判定を行う。すなわち、CPU19は、ぶれ検出部18が手ぶれ状態か否かによって異なる周波数の信号を出力することを利用して、電子カメラ本体100の振動状態を判定できる。ここで、図3に示すステップS105の処理において、CPU19は、電子カメラ本体100が手ぶれにより振動していると判定した場合、第1の間引きモードを選択するためにフラグをオンにする。これは、手ぶれによる振動の影響を考慮して、間引き読み出しするラインを増やすためである。一方、CPU19は、電子カメラ本体100が手ぶれによる影響が無いと判定した場合、第2の間引きモードを選択するためにフラグをオフにする。なお、第2変形例では、振動状態であっても被写体の大きさが一定以上であれば、第2の間引きモードとする。
以上より、第2変形例では、電子カメラ本体100の振動状態に応じて、測光センサ105の測光精度が確保されるように、間引きモードを変更することができる。
(第3変形例)
第3変形例では、CPU19は、被写体の大小だけでなく、被写体の輝度も考慮して、第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。具体的には、CPU19は、例えば図2に示す輝度検出部19cの算出結果も考慮して、第1又は第2の間引きモードを選択する。ここで、図3に示すステップS105の処理において、CPU19は、一例として、輝度値が予め設定した閾値以上の場合、第2の間引きモードを選択するためにフラグをオフにする。これにより、CPU19は、測光値が飽和するのを抑制できる。ただし、被写体の顔が第2の間引きモードにすることにより、間引き読み出しするライン間に入ってしまう場合には、CPU19は、第1の間引きモードを選択するためにフラグをオンにする。
以上より、第3変形例では、被写体の大きさと輝度値に応じて、測光センサ105の測光精度が確保されるように、間引きモードを変更することができる。
(第4変形例)
第4変形例では、CPU19は、被写体の大小だけでなく、被写体の動きの有無も考慮して、第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。なお、動き検出部19dは、例えば上記のステップS101〜S103の処理の繰り返しの際に出力されるフレームに基づいて、被写体の動きを検出する。そして、CPU19は、例えば図2に示す動き検出部19dの出力結果に基づいて、被写体の動きの有無の判定を行う。
ここで、図3に示すステップS105の処理において、CPU19は、被写体が動いていると判定した場合、第1の間引きモードを選択するためにフラグをオンにする。例えば被写体の顔の大きさが閾値以下であって、被写体が動いている場合、定常光受光時と予備発光時とで、顔の部分に基づく光束成分や予備発光による反射光成分の受光の有無が異なることが起こり得る。そのため、CPU19は、上記の式(2)に基づく誤差を減らすため、第1の間引きモードを選択する。
一方、CPU19は、被写体が動いていないと判定した場合、第2の間引きモードを選択するためにフラグをオフにする。なお、動き検出部19dは、被写体の動きに基づいて、複数のフレーム間における画像のぶれである像ぶれを検出しても良い。そして、CPU19は、像ぶれの有無(度合い)も考慮して、第1又は第2の間引きモードを選択するようにしても良い。すなわち、CPU19は、像ぶれを検出した場合には、第1の間引きモードを選択する。
また、CPU19は、さらに図2に示す追尾部19eの追尾結果を応じて、第1又は第2の間引きモードを選択するようにしても良い。すなわち、CPU19は、被写体が継続的に動いている場合には、第1の間引きモードを選択する。
以上より、第4変形例では、被写体の動きも考慮して、測光センサ105の測光精度が確保されるように、間引きモードを変更することができる。
(第5変形例)
第5変形例では、CPU19は、被写体の大小だけでなく、レンズ系51の撮影倍率も考慮して、第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。具体的には、CPU19は、例えば図2に示す撮影倍率検出部19fの出力結果に基づいて、第1又は第2の間引きモードを選択する。
ここで、図3に示すステップS105の処理において、CPU19は、例えば、焦点距離が望遠側に変更された場合、第1の間引きモードを選択するためにフラグをオンにする。これは、焦点距離が望遠側に変更された場合、被写体がぶれやすくなる。そのため、ライン指定部19bは、フラグがオンに設定された場合、第1の間引きモードに基づいて、読み出しラインを指定する。一方、CPU19は、焦点距離が望遠側に変更されない場合、第2の間引きモードを選択するためにフラグをオフにする。なお、焦点距離が短い場合にも、被写体がぶれやすくなる。この場合、CPU19は、第1の間引きモードを選択するためにフラグをオンにする。
以上より、第5変形例では、レンズ系51の撮影倍率も考慮して、測光センサ105の測光精度が確保されるように、間引きモードを変更することができる。
(第6変形例)
第6変形例では、CPU19は、被写体の大小だけでなく、シャッタ秒時も考慮して、第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。具体的には、CPU19は、例えば図2に示すシャッタ秒時制御部19gによるシャッタ秒時の設定に基づいて、第1又は第2の間引きモードを選択する。
ここで、図3に示すステップS105の処理において、CPU19は、例えば、動いている被写体を撮影するシャッタ秒時に設定されている場合、第1の間引きモードを選択するためにフラグをオンにする。なお、ライン指定部19bは、シャッタ秒時が高速になるにしたがって、画像信号を間引き読み出しするライン数を増やすようにしても良い。
以上より、第6変形例では、シャッタ秒時も考慮して、測光センサ105の測光精度が確保されるように、間引きモードを変更することができる。
(第7変形例)
第7変形例では、CPU19は、被写体の大小だけでなく、単写撮影又は連写撮影の設定も考慮して、第1又は第2の間引きモードを選択するための判定処理を行う。具体的には、CPU19は、例えば図2に示す操作部17から撮影者により連写撮影の指示入力を受け付けた場合、第1の間引きモードを選択する。これは、連写撮影の場合、動きのある被写体を撮影する場合が多いので、間引き読み出しするラインを第2の間引きモードよりも多くするためである。一方、CPU19は、単写撮影の指示入力を受け付けた場合、第2の間引きモードを選択する。
なお、第7変形例では、連写撮影の場合、本発光される毎に撮影を行うため、予め、連続して本発光するための専用のバッテリをさらに搭載していることする。
以上より、第7変形例では、単写撮影又は連写撮影であるか否かも考慮して、測光センサ105の測光精度が確保されるように、間引きモードを変更することができる。
(上記実施形態の補足事項)
(1)上記実施形態では、図3のフローチャートの間引きモードの判定処理(ステップS105)において、被写体の大きさに基づいて、第1の間引きモード又は第2の間引きモードの判定を行った。ここで、上記実施形態では、間引きモードの判定処理について、例えば、上記の変形例で説明した判定処理の条件のうち少なくとも1つ以上を上記実施形態に組み合わせても良い。
図9は、図3のフローチャートの間引きモードの判定処理の変形例を説明する図である。ここでは、図3のフローチャートの間引きモードの判定処理(ステップS105)がサブルーチン化されていることとし、CPU19は、図9に示す間引きモードの判定処理のサブルーチンのフローの処理を実行する。
ステップS201:CPU19は、被写体が大きいか否かを判定する。具体的には、CPU19は、図3に示すステップS105と同様にして、画像内に占める顔の大きさを判定する。被写体が大きい場合(顔の大きさが閾値を超えている場合)には(ステップS201:Yes)、CPU19は、ステップS202の処理に移行する。つまり、被写体が大きい場合には間引き行数の影響が受けにくいので、CPU19は、第2の間引きモードを選択することが好ましい。
一方、顔の大きさが閾値以下の場合には(ステップS201:Yes)、CPU19は、ステップS203の処理に移行する。
ステップS202:CPU19は、第2の間引きモードを選択するため、間引き選択用のフラグをオフにする。そして、CPU19は、図3に示すステップS106の処理に戻る。
ステップS203:CPU19は、撮影倍率が大きいか否かを判定する。具体的には、CPU19は、第5変形例で説明した通り、撮影倍率検出部19fの出力結果を判定する。CPU19は、例えば、撮影倍率が予め設定した閾値より大きい場合(ステップS203:Yes)には、CPU19は、ステップS202の処理に移行する。
つまり、撮影倍率が大きい場合には間引き行数の影響が受けにくいので、CPU19は、第2の間引きモードを選択することが好ましい。したがって、CPU19は、ステップS202の処理に移行し、第2の間引きモードを選択するため、間引き選択用のフラグをオフにする。
一方、撮影倍率が予め設定した閾値以下の場合(ステップS203:No)には、CPU19は、CPU19は、ステップS204の処理に移行する。
ステップS204:CPU19は、電子カメラ本体100の支持状態を判定する。具体的には、CPU19は、第1変形例で説明した通り、角速度センサ53の出力結果に基づいて、電子カメラ本体100が三脚61で支持された状態か否かの判定を行う。電子カメラ本体100が三脚61で支持されている場合(ステップS204:Yes)には、CPU19は、ステップS205の処理に移行する。一方、電子カメラ本体100が三脚61で支持されていない場合(ステップS204:No)には、CPU19は、後述するステップS207の処理に移行する。
ステップS205:CPU19は、単写撮影か否かの判定を行う。具体的には、第7変形例で説明した通り、撮影者により単写撮影の指示入力を受け付けた場合(ステップS205:Yes)には、CPU19は、ステップS206の処理に移行する。
一方、撮影者により連写撮影の指示入力を受け付けた場合(ステップS205:No)には、CPU19は、後述するステップS207の処理に移行する。
なお、ステップS204において、電子カメラ本体100が三脚61で支持されていても、連写撮影の場合には被写体が動くので間引きでの読み出しラインを多くすることが好ましい。したがって、CPU19は、第1の間引きモードを選択するため、後述するステップS207の処理に移行する。
ステップS206:CPU19は、シャッタ秒時が高速か否かを判定する。具体的には、第6変形例で説明した通り、例えば、動いている被写体を撮影するシャッタ秒時に設定されている場合(シャッタ秒時が高速に相当)には(ステップS206:Yes)、CPU19は、第2の間引きモードを選択することが好ましいので、ステップS207の処理に移行する。
一方、例えば、静止している被写体を撮影するシャッタ秒時に設定されている場合(シャッタ秒時が低速に相当)には(ステップS206:No)、CPU19は、第2の間引きモードを選択することが好ましいので、ステップS202の処理に移行する。
ステップS207:CPU19は、第1の間引きモードを選択するため、間引き選択用のフラグをオンにする。そして、CPU19は、図3に示すステップS106の処理に戻る。
以上より、本発明は、間引きモードの判定処理について、例えば、上記の変形例で説明した判定処理の条件のうち少なくとも1つ以上を上記実施形態に組み合わせることで、高精度な露出制御がさらに可能となる。
(2)上記実施形態では、一眼レフレックスタイプの電子カメラを例に挙げたが、レンズ交換を必要としないコンパクトタイプの電子カメラであっても良い。この場合、コンパクトタイプの電子カメラに用いられる撮像素子を本発明の測光装置の撮像手段として兼用する構成にしても良い。
(3)上記実施形態では、本発明の測光装置を一眼レフレックスタイプの電子カメラに搭載したが、例えば銀塩フィルム型の一眼レフレックスカメラに搭載しても良い。
(4)上記実施形態では、説明をわかりやすくするため、第1の間引きモードと第2の間引きモードとの2通りについて説明したが、これは一例であって、例えば、2ライン毎、3ライン毎、4ライン毎、5ライン毎等、複数の間引きモードを設けても良い。
(5)上記実施形態では、三脚61は、雲台60を介して電子カメラ本体100を支持したが、光学系51を有するレンズ鏡筒を支持しても良い。
1・・・電子カメラ、105・・・測光センサ、19a・・・被写体検出部、19b・・・ライン指定部、19h・・・光量演算部19h

Claims (9)

  1. 複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が複数行に配列され、該光電変換素子で得られる第1の受光信号を出力する受光部と、
    前記光電変換素子の受光信号に基づく画像から対象の像を検出する検出部と、
    前記対象に対する第1の照明に先立って第2の照明を行う際に、前記画像における前記対象の像の大きさに基づいて前記複数行の光電変換素子列の一部を選択して前記第1の受光信号とは異なる第2の受光信号を出力制御する制御部と、
    前記制御部によって選択された光電変換素子列で得られる前記第2の受光信号に基づいて、前記第1の照明の光量を求める演算部と
    を備えることを特徴とする測光装置。
  2. 請求項1に記載の測光装置において、
    前記第1の受光信号に基づいて、前記画像内の前記対象の位置に相当する部分領域の明るさを求める測光部をさらに備え、
    前記制御部は、前記対象の像の大きさと前記明るさとに基づいて、前記光電変換素子列を選択することを特徴とする測光装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の測光装置において、
    前記受光部から繰り返し出力される複数の前記第1の受光信号による複数の前記画像から前記対象の動きを検出する動き検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記対象の大きさと前記対象の動きとに基づいて、前記光電変換素子列を選択することを特徴とする測光装置。
  4. 請求項3に記載の測光装置において、
    前記動き検出部は、前記対象の動きに基づいて像ぶれを検出し、
    前記制御部は、前記対象の大きさと前記像ぶれの度合いとに基づいて、前記光電変換素子列を選択することを特徴とする測光装置。
  5. 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の測光装置と、
    前記対象の像を前記受光部上に結像する光学系と
    を備えることを特徴とする電子カメラ。
  6. 請求項5に記載の電子カメラにおいて、
    前記電子カメラ本体が支持脚で支持された状態か否かを検出する支持状態検出部を備え、前記制御部は、前記支持状態に応じて前記光電変換素子列を選択することを特徴とする電子カメラ。
  7. 請求項5又は請求項6に記載の電子カメラにおいて、
    単写撮影と連写撮影とを切り替える撮影モード切替部をさらに備え、
    前記制御部は、前記連写撮影の場合、前記単写撮影に比べて選択する前記光電変換素子列の数を多くすることを特徴とする電子カメラ。
  8. 請求項5から請求項7の何れか1項に記載の電子カメラにおいて、
    前記光学系の倍率を検出する倍率検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記倍率検出部の検出結果に基づいて、前記光電変換素子列を選択することを特徴とする電子カメラ。
  9. 請求項5から請求項8の何れか1項に記載の電子カメラにおいて、
    露光秒時を制御する秒時制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記露光秒時が高速になるにしたがって、選択する前記光電変換素子列の数を多くすることを特徴とする電子カメラ。
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