JP4313766B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、レリーズボタンを備え、そのレリーズボタンの押下により静止画撮影を行なう、例えばデジタルカメラやカメラ内蔵の携帯電話機等の撮影装置に関する。 The present invention relates to a photographing apparatus such as a digital camera or a mobile phone with a built-in camera, which includes a release button and performs still image photographing by pressing the release button.
近年、従前の写真フィルム上に写真撮影を行なうタイプのカメラに代わりCCD撮像素子等の撮像素子上に結像した被写体を表わす画像データを得るデジタルのカメラが広く普及してきており、さらに、そのようなタイプのカメラが内蔵された携帯電話機も広く普及してきている。ここでは、それらを総称あるいは代表させて、デジタルカメラという名称で説明を続ける。 In recent years, digital cameras for obtaining image data representing a subject imaged on an image pickup device such as a CCD image pickup device have been widely used in place of a conventional type of camera for taking a photograph on a photographic film. Mobile phones incorporating various types of cameras have also become widespread. Here, the description will be continued under the name of a digital camera, generically or representatively.
近年、デジタルカメラの高感度化が進み、ISO1600相当まで対応しているデジタルカメラも珍しくなくなってきている。また、年々ノイズ低減化処理技術が進歩し、ISO1600相当であっても低ノイズに撮影することが可能になってきている。 In recent years, the sensitivity of digital cameras has increased, and digital cameras compatible with ISO 1600 have become rare. Further, with the progress of noise reduction processing technology year by year, it has become possible to shoot with low noise even if it is equivalent to ISO 1600.
しかし、高感度化が進むに従い、撮像素子上に照射される光量に対する、その撮影素子から読み出される信号レベルのリニアリティ(直線性)が問題となってきている。 However, as the sensitivity increases, the linearity of the signal level read from the image sensor with respect to the amount of light irradiated on the image sensor has become a problem.
図6は、CCD撮像素子のリニアリティの一例を示した図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the linearity of the CCD image sensor.
この図6の横軸はCCD撮像素子上に照射される光量、縦軸はそのCCDから読み出される信号のレベルを示している。 The horizontal axis in FIG. 6 indicates the amount of light irradiated on the CCD image sensor, and the vertical axis indicates the level of the signal read from the CCD.
ISO200相当の感度での撮影の場合、この図6に示すほぼ全ての光量の領域が撮影に用いられ、感度が上がるほど、CCD撮像素子に照射される光量が少なくなり、CCD撮像素子から読み出された後の画像信号を増幅するアンプのゲインを上げることにより対処することになる。 In the case of shooting at a sensitivity equivalent to ISO 200, almost all of the light amount region shown in FIG. 6 is used for shooting. As the sensitivity increases, the amount of light applied to the CCD image sensor decreases and is read from the CCD image sensor. This is dealt with by increasing the gain of the amplifier that amplifies the image signal after being processed.
ここで、この図6におけるCCD撮像素子に照射される光量とCCD撮像素子からの出力信号のレベルとの関係は、主に光量が少ない領域(図6に円Rで示す領域)でリニアリティが悪くなっている。このため、低感度設定の場合はそのリニアリティが悪い領域は全体の一部領域にとどまるが、高感度設定の場合、主にそのリニアリティの悪い領域を使うことになる。 Here, the relationship between the amount of light applied to the CCD image sensor in FIG. 6 and the level of the output signal from the CCD image sensor is poor in linearity mainly in a region where the amount of light is small (region indicated by a circle R in FIG. 6). It has become. For this reason, in the case of the low sensitivity setting, the region where the linearity is poor remains in a part of the entire region. However, in the case of the high sensitivity setting, the region where the linearity is poor is mainly used.
ここで、撮像素子は一般にダイナミックレンジが十分ではなく、このため特許文献1に示すように、複数回に分けて測光が行なわれるが、リニアリティが悪いと複数回に分けて行なった測光がうまく繋がらず、各測光の繋ぎの部分で測光誤差が大きくなり、最終的には静止画撮影における露出が適正露出からずれることに繋がる。
本発明は、上記事情に鑑み、撮像素子のリニアリティの悪さの露出演算への影響を低減させ、高精度の露出での静止画撮影を行なうことのできる撮影装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an imaging device that can reduce the influence of the poor linearity of an image sensor on the exposure calculation and can perform still image shooting with high-precision exposure.
上記目的を達成する本発明の撮影装置は、
レリーズボタンを備えレリーズボタンの押下により静止画撮影を行なう撮影手段と、
静止画撮影に先立って静止画用の測光を行なう測光手段と、
撮影感度を選択する感度選択手段とを備え、
上記測光手段が所定の被写界輝度範囲を複数の部分輝度範囲に分割したときの各部分輝度範囲を分担した複数回の測光によって被写界輝度範囲全域の測光を行なうものであって、
撮影感度として所定の高感度が選択されている場合に、その高感度よりも低い撮影感度が選択されている場合と比べ、上記の被写界輝度範囲を相対的に多数の部分輝度範囲に分割して各部分輝度範囲を分担した相対的に多数回の測光によって上記の被写界輝度範囲全域の測光を行なうものであることを特徴とする。
The photographing apparatus of the present invention that achieves the above object provides:
Photographing means for providing a release button and taking a still image by pressing the release button;
Photometric means for performing photometry for still images prior to taking a still image;
A sensitivity selection means for selecting the shooting sensitivity,
The photometric means performs photometry over the entire field luminance range by multiple times of photometry that divides each partial luminance range when the predetermined field luminance range is divided into a plurality of partial luminance ranges,
When the predetermined high sensitivity is selected as the shooting sensitivity, the above-mentioned field luminance range is divided into a relatively large number of partial luminance ranges compared to the case where a shooting sensitivity lower than the high sensitivity is selected. Thus, photometry of the entire range of the field luminance range is performed by relatively many times of photometry sharing the partial luminance ranges.
本発明の撮影装置によれば、高感度が設定されたときに低感度が設定されたときに比べ測光しようとしている被写界輝度範囲を相対的に多数の部分輝度範囲に分割して測光を行なうため、高感度が設定された場合であっても高精度の測光が行なわれ、高精度な露光による静止画撮影が行なわれる。また、全ての感度において高感度が設定されたときと同一の部分輝度範囲に分割して測光をするのではなく、低感度が設定されたときには少ない数の部分輝度範囲に分割して測光をすることにより、全体として測光に要する時間を短縮することができる。 According to the photographing apparatus of the present invention, when the high sensitivity is set, the object luminance range to be measured is divided into a relatively large number of partial luminance ranges compared to when the low sensitivity is set. Therefore, even when high sensitivity is set, high-precision photometry is performed, and still image shooting is performed with high-precision exposure. Also, instead of dividing the brightness into the same partial luminance range when high sensitivity is set for all sensitivities, metering is performed with dividing into a small number of partial luminance ranges when low sensitivity is set. As a result, the time required for photometry as a whole can be shortened.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。 FIG. 1 is an external perspective view of a digital camera, which is an embodiment of a photographing apparatus of the present invention, seen from the front and obliquely above.
図1に示すデジタルカメラ10の前面中央部には、光学ズームレンズを含む撮影レンズ11を内部に備えたズーム鏡胴12が備えられている。また、このデジタルカメラ10の前面上部には、撮影に同期してフラッシュ光を発するフラッシュ発光装置13と、光学式ファインダ対物窓14とが備えられている。
A
また、このデジタルカメラ10の前面左側には、スライド式の電源スイッチ15が備えられている。
A slide-
さらに、このデジタルカメラ10の上面には、レリーズボタン16が備えられている。
Further, a
図2は、図1に示すデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the digital camera shown in FIG.
このデジタルカメラ10には、前述した撮影レンズ11を構成するズームレンズ21およびフォーカスレンズ22と、絞り径を多段階に調節可能なアイリス23と、撮影レンズ(ズームレンズ21およびフォーカスレンズ22)およびアイリス23を経由して結像された被写体像を受光してアナログ信号を生成するCCD撮像素子(以下、「CCD」と称する)24と、撮影レンズおよびアイリス23を経由して入射してきた被写体光の、CCD24への照射時間を制限する機械式シャッタ25が備えられている。
The
また、このデジタルカメラ10には、CCD24での電子シャッタのタイミングや画像信号の読出し等のタイミングを制御するタイミングジェネレータとCCD24から読み出したアナログ信号をデジタルの画像信号を生成するA/D変換回路とからなる読出回路26と、その読出回路26からのデジタルの画像信号をバスライン50に伝達する画像入力コントローラ27と、バスライン50を介して入力されたデジタルの画像信号を輝度(Y)と色(C)とで表わされるYC信号に変換する画像信号処理回路28とが備えられている。
The
さらに、このデジタルカメラ10には、バスライン50を介して入力されたYC信号を圧縮処理する圧縮処理回路29と、バスライン50を介して入力されたYC信号をNTSC(National TV Standards Committee)信号に変換するビデオエンコーダ30が備えられている。ビデオエンコーダ30から出力されたNTSC信号は、液晶モニタ(以下、「LCD」と称する)31に供給されてそのLCD31に画像が表示される。
Further, the
また、デジタルカメラ10には、このデジタルカメラ10全体の制御を行なうCPU32と、ズームレンズ21、アイリス23、フォーカスレンズ22、およびメカニカルシャッタ25をそれぞれ駆動する各モータドライバ33〜36と、図1に示すレリーズボタン16の押下によりオンとなる2つのスイッチS1,S2が備えられている。これら2つのスイッチS1,S2のうちの一方のスイッチS1は、レリーズボタン16が半押しされたときにオンとなるスイッチであり、もう一方のスイッチS2はレリーズボタン16が全押しされたときにオンとなるスイッチである。そこで、以下では、レリーズボタン16が半押しされている状態を「S1状態」、全押しされた後の状態を「S2状態」と称することがある。またデジタルカメラ10の電源がオンとなっており、かつ撮影モードとなっているが未だレリーズボタン16を押してない状態を「S0状態」と称することがある。
The
さらに、このデジタルカメラ10には、各種時間を計測するためのタイマ37、デジタルの画像信号に基づくコントラスト検知により合焦位置を検出するAF検出回路38、デジタルの画像信号に基づいて被写界輝度およびホワイトバランスを検出するAE&AWB検出回路39、デジタルの画像信号が一時的に記憶されるメモリ(SDRAM)40、圧縮処理回路29で圧縮された後の画像信号を可搬型記録媒体である記録メディア100に記録するためのメディアコントローラ41が備えられている。
Further, the
さらに、このデジタルカメラ10には、レリーズボタン16の押下に応じて撮影を行なう撮影モードと記録メディア100に記録されている撮影済の画像を記録メディア100から読み出して液晶モニタ31に表示する再生モードとを切り替えたり、さらに撮影モードの中の各種モードや感度の切り替え、ズームレンズの繰出し等を行なうための各種スイッチからなるスイッチ群42、図1に示すも電源スイッチ15、その電源スイッチ15のオン/オフにより制御され各部に電力を供給する電源回路43、電源回路43へ電力を供給する電力源としてのバッテリ44、図2にも示す、撮影に同期して閃光を発光するフラッシュ発光装置13が備えられている。
Further, the
図3は、図1、図2に示すデジタルカメラの一般的な撮影シーケンスを示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a general photographing sequence of the digital camera shown in FIGS. 1 and 2.
電源がオン(ON)されると、撮影レンズが繰り出されるとともにLCD31(図2参照)がオンとなり、その後、そのLCD31上に、表示用の動画であるスルー画が表示される。その後、レリーズボタンが半押しされてS1状態に移行すると、静止画用の露光を決めるための測光(AE)および合焦位置の検出(AF)が行なわれ、それらAEやAFが終了すると再びスルー画表示が行なわれる。その状態で今度はレリーズボタンが全押しされる(S2状態となる)と、図2に示すブロック図中の読出回路26による、CCD24に供給するタイミングクロックを静止画用のタイミングクロックに変更するなどの露光準備が行なわれ、露光準備の終了直後に露光が行なわれ、その後CCD24から画像信号が読み出され、読出し終了後に、CCD24に供給するタイミングクロックをスルー画用のタイミングクロックに変更するなどのスルー画表示のための準備が行なわれ、その後、次の撮影のためのレリーズボタンの押下が可能となる。
When the power is turned on (ON), the taking lens is extended and the LCD 31 (see FIG. 2) is turned on. Thereafter, a through image that is a moving image for display is displayed on the
この図3に示す静止画AE,AFのうちの静止画AEでは、以下のようにして静止画用の測光が行なわれる。 In the still image AE of the still images AE and AF shown in FIG. 3, photometry for the still image is performed as follows.
図4は、本実施形態のデジタルカメラで使用されている通常の測光線図を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a normal photometric diagram used in the digital camera of the present embodiment.
本実施形態のデジタルカメラは、感度を、ISO100,ISO200,ISO400,ISO800,ISO1600のいずれかに設定することができ、この図4は、ISO1600を除く、ISO100〜ISO800の範囲内のいずれかの感度が設定された場合に採用される測光線図である。 In the digital camera of the present embodiment, the sensitivity can be set to any one of ISO100, ISO200, ISO400, ISO800, and ISO1600. FIG. 4 shows any sensitivity within the range of ISO100 to ISO800 excluding ISO1600. FIG. 7 is a photometric diagram that is employed when is set.
ここでは、EV3〜EV18の被写界輝度範囲が図4に(1),(2),(3)で示すように3回に分けて測光される。 Here, the field luminance range of EV3 to EV18 is measured in three steps as shown by (1), (2), and (3) in FIG.
(1)では、EV8で適正露出となるようにアイリスの絞り径や電子シャッタのシャッタスピード等が調整されて露光が行なわれ、被写界を複数(例えば128)の領域に分けたときの各領域のうちEV3〜EV9.5の部分輝度範囲内にある領域について測光が行なわれ、(2)では、EV12で適正露出となるようにアイリスの絞り径や電子シャッタのシャッタスピード等が調整されて露光が行なわれ、EV9.5〜EV13.5の部分輝度範囲内にある領域について測光が行なわれ、(3)では、EV16で適正露出となるようにアイリスの絞り径や電子シャッタのシャッタスピード等が調整されて露光が行なわれ、EV13.5〜EV18の部分輝度範囲内にある領域について測光が行なわれる。これにより、EV3〜EV18の被写界輝度範囲全域について測光が行なわれる。このようにして3回に亘って分担して広い輝度範囲に亘る測光が行なわれ、これら3個分の測光結果に基づいて静止画用AE演算が行なわれ、静止画撮影時の露出が決定される。ここで、測光はEV3〜EV18の範囲について行なわれるが露出はEV4〜EV17の範囲で調節される。
In (1), exposure is performed by adjusting the iris aperture diameter, the shutter speed of the electronic shutter, and the like so that the EV8 has a proper exposure, and each of the fields when the object field is divided into a plurality of (for example, 128) regions. Photometry is performed for the area within the partial luminance range of EV3 to EV9.5 of the area. In (2), the iris aperture diameter, the shutter speed of the electronic shutter, and the like are adjusted so that the EV12 has proper exposure. Exposure is performed, and photometry is performed on a region within the partial luminance range of EV 9.5 to EV 13.5. In (3), the iris aperture diameter, the shutter speed of the electronic shutter, etc. are set so that the
この図4に示すように、各部分輝度範囲が分担して測光される結果、分担した測光どうしの繋ぎの部分がうまく繋がるか否かが問題となる。本実施形態のデジタルカメラの場合、ISO100〜ISO800ではほぼ問題ないが、この図4の測光線図をそのままISO1600に適用すると、図6を参照したリニアリティが低いことに起因して、例えば128の領域に分けたときのある領域については(1)の測光では露光オーバ(EV9.5よりも明るい)と判定されてその領域の測光は(2)の測光に委ねられ、(2)の測光では、その同じ領域が露光アンダ(EV9.5よりも暗い)と判定されてしまい、その領域の正しい測光が行なわれないことが生じ、静止画撮影用の露出決定が正確に行なわれない可能性がある。
As shown in FIG. 4, as a result of the photometry performed by sharing the partial luminance ranges, there is a problem as to whether or not the shared photometric connection portions are well connected. In the case of the digital camera of this embodiment, there is almost no problem in
図5は、本実施形態のデジタルカメラで採用されている高感度時の測光線図である。 FIG. 5 is a photometric diagram at the time of high sensitivity employed in the digital camera of the present embodiment.
この測光線図は、ISO1600が設定された場合に採用される測光線図であり、ここでは、EV3〜EV18の範囲が4回に分けて測光される。 This photometric diagram is a photometric diagram adopted when ISO 1600 is set. Here, the range of EV3 to EV18 is divided into four times and the photometry is performed.
すなわち、(1)では、EV7で適正露出となるようにアイリスの絞り径や電子シャッタのシャッタスピード等が調整されて露光が行なわれ、被写界を複数(例えば128)の領域に分けたときの各領域のうちEV3〜EV8.5の部分輝度範囲内にある領域について測光が行なわれ、(2)では、EV10で適正露出となるようにアイリスの絞り径や電子シャッタのシャッタスピード等が調整され露光が行なわれて、EV8.5〜EV11.5の部分輝度範囲内にある領域について測光が行なわれ、(3)では、EV13で適正露出となるようにアイリスの絞り径や電子シャッタのシャッタスピード等が調整され露光が行なわれて、EV11.5〜EV14.5の部分輝度範囲内にある領域について測光が行なわれ、さらに、(4)では、EV16で適正露光となるようにアイリスの絞り径や電子シャッタのシャッタスピード等が調整され露光が行なわれて、EV14.5〜EV18の部分輝度範囲内にある領域について測光が行なわれる。この4回の測光によりEV3〜EV18の被写界輝度範囲全域について測光が行なわれる。
That is, in (1), when the exposure is performed by adjusting the iris aperture diameter, the shutter speed of the electronic shutter, etc. so as to achieve proper exposure in EV7, the field is divided into a plurality of (for example, 128) areas. Photometry is performed for the area within the partial luminance range of EV3 to EV8.5, and in (2), the iris aperture diameter, the shutter speed of the electronic shutter, and the like are adjusted so that the EV10 can be properly exposed. Then, exposure is performed, and photometry is performed on a region within the partial luminance range of EV 8.5 to EV 11.5. In (3), the iris aperture diameter and shutter of the electronic shutter are adjusted so that
このようにして4回に亘って分担して広い輝度範囲に亘る測光が行なわれ、これら4回分の測光結果に基づいて静止画用AE演算が行なわれ、静止画撮影時の露出が決定される。 In this way, photometry is performed over a wide range of brightness divided over four times, and AE calculation for still images is performed based on the photometry results for these four times, and the exposure during still image shooting is determined. .
図6を参照して説明したように、ISO1600ではリニアリティの悪い領域を使うことになるが、ここでは、図5に示すように4回に分けて測光しているため、1回の測光が分担する部分輝度範囲は狭くて済み、前述した、隣接する部分輝度範囲を分担する測光どうしの測光結果が矛盾するということが発生することが十分に低減され、静止画用の高精度の露出演算が行なわれる。 As described with reference to FIG. 6, ISO 1600 uses a region with poor linearity, but here, as shown in FIG. 5, the photometry is divided into four times, so that one photometry is shared. The partial luminance range to be used can be narrow, and the occurrence of contradictions in the photometric results of the photometry sharing the adjacent partial luminance ranges described above can be sufficiently reduced, and high-precision exposure calculation for still images can be performed. Done.
なお、ここでは、ISO100〜ISO800については図4に示す測光線図を採用し、ISO1600についてのみ図5に示す測光線図を採用したが、図4に示す測光線図を採用するのはISO100〜ISO400とし、ISO800とISO1600については図5に示す測光線図を採用するなど、高感度か否かの区切りとして上述した実施形態とは別の基準を採用してもよい。
Here, the photometric chart shown in FIG. 4 is adopted for
またここでは高感度の場合に4回に分けた測光、それ以下の感度の場合は3回に分けた測光を行なったが、これも例示に過ぎず、測光しようとする被写界輝度範囲全域の広さや撮像素子のリニアリティの程度等に応じて、ここに示した例とは別の回数に分担して測光してもよい。 In addition, here, the photometry is divided into four times for high sensitivity, and the photometry is divided into three times when the sensitivity is lower than that. However, this is only an example, and the entire field luminance range to be measured is measured. Depending on the size of the image sensor, the degree of linearity of the image sensor, etc., photometry may be performed by sharing the number of times different from the example shown here.
また、ここでは図1に示す外観のデジタルカメラについて説明したが、本発明は、「カメラ」としての外観を有する撮影装置のみに適用されるものではなく、例えば携帯電話内蔵のカメラ等にも適用することができる。 Although the digital camera having the appearance shown in FIG. 1 has been described here, the present invention is not only applied to a photographing apparatus having an appearance as a “camera”, but is also applied to, for example, a camera with a built-in mobile phone. can do.
10 デジタルカメラ
11 撮影レンズ
12 ズーム鏡胴
13 フラッシュ発光装置
14 光学式ファインダ対物窓
15 電源スイッチ
16 シャッタボタン
21 ズームレンズ
22 フォーカスレンズ
23 アイリス
24 CCD
25 機械式シャッタ
26 読出回路
27 画像入力コントローラ
28 画像信号処理回路
29 圧縮処理回路
30 ビデオエンコーダ
31 LCD
32 CPU
33,34,35,36 モータドライバ
37 タイマ
38 AF検出回路
39 検出回路
40 メモリ(SDRAM)
41 メディアコントローラ
42 スイッチ群
50 バス
100 記録メディア
DESCRIPTION OF
25
32 CPU
33, 34, 35, 36
41
Claims (1)
静止画撮影に先立って静止画用の測光を行なう測光手段と、
撮影感度を選択する感度選択手段とを備え、
前記測光手段が所定の被写界輝度範囲を複数の部分輝度範囲に分割したときの各部分輝度範囲を分担した複数回の測光によって該被写界輝度範囲全域にわたる測光を行なうものであって、
撮影感度として所定の高感度が選択されている場合に、該高感度よりも低い撮影感度が選択されている場合と比べ、前記被写界輝度範囲を相対的に多数の部分輝度範囲に分割して各部分輝度範囲を分担した相対的に多数回の測光によって該被写界輝度範囲全域の測光を行なうものであることを特徴とする撮影装置。 A photographing means having a release button for taking a still image by pressing the release button;
Photometric means for performing photometry for still images prior to taking a still image;
A sensitivity selection means for selecting the shooting sensitivity,
The photometry means performs photometry over the entire field luminance range by a plurality of times of photometry sharing each partial luminance range when the predetermined field luminance range is divided into a plurality of partial luminance ranges,
When a predetermined high sensitivity is selected as the shooting sensitivity, the field luminance range is divided into a relatively large number of partial luminance ranges compared to a case where a shooting sensitivity lower than the high sensitivity is selected. An imaging device characterized in that photometry is performed over the entire field luminance range by relatively many times of photometry sharing each partial luminance range.
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