JP4813439B2 - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、イメージセンサを用いて撮影を行う撮影装置及びその制御方法に関し、特に、オートフォーカス時の照明光(AF補助光)照射機能を備えた撮影装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus that performs imaging using an image sensor and a control method thereof, and more particularly, to an imaging apparatus having an illumination light (AF auxiliary light) irradiation function during autofocus and a control method thereof.
近年、CCD型やMOS型等の半導体素子からなるイメージセンサを用い、イメージセンサにより得られた画像信号をデジタルの画像データに変換して、内蔵メモリやメモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラ等の撮影装置が普及している。デジタルカメラの多くは、自動露出制御(AE)及びオートフォーカス(AF)機能を備えており、このAE及びAFは、一般にイメージセンサから出力される画像信号を利用して行われている。 In recent years, a digital camera that uses an image sensor made of a semiconductor element such as a CCD type or a MOS type, converts an image signal obtained by the image sensor into digital image data, and records it on a recording medium such as a built-in memory or a memory card. Imaging devices such as these are prevalent. Many digital cameras have automatic exposure control (AE) and autofocus (AF) functions, and the AE and AF are generally performed using image signals output from an image sensor.
AE処理では、イメージセンサから出力される画像信号に基づいて被写体輝度を検出(被写体の明るさを測光)し、検出した被写体輝度を露出値としてシャッタ速度及び絞り値が決定される。AF処理では、フォーカスレンズのレンズ位置を変更しながらイメージセンサから出力される画像信号から高周波成分の積算値(すなわち、被写体像のコントラスト値)を求め、この積算値が最大となるレンズ位置が合焦位置として決定される。このAF処理は、いわゆる山登り方式のコントランスト検出AFと称され、広く採用されている。 In the AE process, subject brightness is detected (photometry of subject brightness) based on an image signal output from the image sensor, and the shutter speed and aperture value are determined using the detected subject brightness as an exposure value. In AF processing, the integrated value of the high-frequency component (that is, the contrast value of the subject image) is obtained from the image signal output from the image sensor while changing the lens position of the focus lens, and the lens position at which this integrated value is maximized is matched. Determined as the focal position. This AF process is called so-called hill-climbing contrast detection AF, and is widely adopted.
コントランスト検出AFでは、暗い室内等での撮影時のように被写体輝度が低い場合には、各レンズ位置におけるコントラスト値の差が得られにくい。このため、輝度レベルが低い被写体に対しては、LED(発光ダイオード)等の光源から照明光(AF補助光)を被写体に向けて照射し、被写体輝度を高めることで、十分なコントラスト差を得るようにした撮影装置が知られている。 In contrast detection AF, when the subject brightness is low, such as when shooting in a dark room, it is difficult to obtain a difference in contrast value at each lens position. For this reason, a subject with a low luminance level is irradiated with illumination light (AF auxiliary light) from a light source such as an LED (light emitting diode) toward the subject to increase the subject brightness, thereby obtaining a sufficient contrast difference. Such a photographing apparatus is known.
しかし、上記のようにAF補助光の照射を行うものであっても、AF補助光の到達距離には限度があり、遠い距離にある被写体に向けてAF補助光を照射しても十分な輝度レベルが得られず、十分なコントラスト差が得られないため、合焦動作の動作精度が低下する。このため、特許文献1では、AF補助光を照射した場合と照射しない場合とで被写体輝度の差を検出し、この差が大きい場合には通常のAF動作を行い、この差が小さい場合には、被写体が遠方にあると判断して、フォーカスレンズを無限遠端に移動させるようにしている。さらに、特許文献2では、AF補助光の照射前後おける被写体輝度の差に対応した距離範囲(AF移動範囲)を予め保持しておき、実際に取得された被写体輝度の差に対応した距離範囲に基づいてAF動作を行うようにしている。
上記の特許文献1,2では、AF補助光の照射前後における被写体輝度の差を求める際に行う各露光時の露出設定については記載されていない。例えば、AF補助光の照射前後で同一の露出値を用いると、AF補助光の有無による輝度レベルが変化により、入射光量が適正でなくなり(ダイナミックレンジの範囲外となり)、被写体輝度が精度良く検出されない場合がある。
In the
CCD,MOS型等のイメージセンサは、一般にダイナミックレンジが小さく、1回の露光で測定できる被写体輝度の範囲が狭いため、精度良く被写体輝度を測定しようとする場合には、シャッタ速度と絞り値との組み合せで決定される露出値を段階的に変更しながら複数回の露光を行うことにより、被写体輝度の測定範囲を拡大する必要がある。これに関して、本出願人は、特願2006−311610号公報にて、まず、AF補助光の非照射時に露出値を変更しながら露光を行うことで被写体輝度を精度良く検出し(静止画AF処理)、この被写体輝度に基づいてAF補助光の照射時の露出値を決定し、この露出値に基づいて被写体輝度を検出する(AF用AE処理)ことを提案している。 Image sensors such as CCD and MOS type generally have a small dynamic range and a narrow range of subject brightness that can be measured with a single exposure. Therefore, when trying to measure subject brightness with high accuracy, shutter speed and aperture value It is necessary to expand the subject luminance measurement range by performing multiple exposures while gradually changing the exposure value determined by the combination of the above. In this regard, in the Japanese Patent Application No. 2006-311610, the present applicant first detects the subject brightness accurately by performing exposure while changing the exposure value when the AF auxiliary light is not irradiated (still image AF processing). It is proposed that an exposure value at the time of AF auxiliary light irradiation is determined based on the subject brightness, and the subject brightness is detected based on the exposure value (AF AE process).
しかしながら、このような処理方法では、静止画AF処理が終了した後に、AF用AE処理を開始することになるため、上記のようにAF補助光の照射前後での被写体輝度の差を求める場合には、両検出タイミングの間に数フレーム期間程度の時間間隔(タイムラグ)が生じてしまう。このため、このタイミングラグの間に手ぶれや被写体ぶれが生じた場合には、AF補助光の有無と無関係な輝度レベル変化が生じ、被写体輝度の差が正確に求まらないといった問題がある。 However, in such a processing method, the AF AE process is started after the still image AF process is completed. Therefore, when the difference in subject luminance before and after the irradiation of the AF auxiliary light is obtained as described above. In other words, a time interval (time lag) of about several frame periods occurs between the two detection timings. For this reason, when camera shake or subject blur occurs during this timing lag, there is a problem that a brightness level change unrelated to the presence or absence of AF auxiliary light occurs, and the subject brightness difference cannot be obtained accurately.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、手ぶれや被写体ぶれが生じた場合においても、AF補助光の照射前後での被写体輝度の差を精度良く求めることができる撮影装置及びその制御方法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 imaging apparatus capable of accurately obtaining a difference in subject luminance before and after the irradiation of AF auxiliary light even when camera shake or subject blur occurs and its control It aims to provide a method.
上記目的を達成するために、請求項1記載の撮影装置は、被写体光の露光により得られる電荷を画像信号に変換して出力する撮像素子と、前記撮像手段の受光面に被写体光を結像させるフォーカスレンズと、前記撮像素子に対して露出を設定する露出設定手段と、前記画像信号に基づいて被写体輝度を検出する輝度検出手段と、被写体に向けてフォーカス用の照明光を照射する照明光照射手段と、前記画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、を備えた撮影装置において、照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い第1の被写体輝度を検出する第1輝度検出処理と、前記第1の被写体輝度を第1の露出値として露出設定し、照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い、第2の被写体輝度を検出する第2輝度検出処理と、前記第1の露出値に基づいて決定した第2の露出値により露出設定し、照明光を照射した状態で前記撮像素子により露光を行い、第3の被写体輝度を検出する第3輝度検出処理と、前記第2の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出する差分算出処理と、前記差分値に基づいて前記フォーカスレンズの初期設定を行うとともに、前記第3の被写体輝度を第3の露出値として露出設定し、照明光を照射した状態で合焦位置を検出する高速オートフォーカス処理と、前記第1の露出値により露出設定し、前記撮像素子により撮影を行う撮影処理と、を実行する制御手段を備えたこと特徴とする。上記の第3輝度検出処理は、第2輝度検出処理の結果に基づいて行うものでないため、第2輝度検出処理の終了前に開始することができ、差分値を算出するための第2の被写体輝度と第3の被写体輝度との検出時間間隔を短縮することが可能となる。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to claim 1, wherein an imaging element that converts an electric charge obtained by exposure of subject light into an image signal and outputs the image signal, and subject light is imaged on a light receiving surface of the imaging means. A focus lens, an exposure setting unit that sets an exposure to the image sensor, a luminance detection unit that detects a subject luminance based on the image signal, and an illumination light that irradiates a focus illumination light toward the subject In an imaging apparatus including an irradiating unit and a focusing position detecting unit that detects a focusing position of the focus lens based on the image signal, exposure is performed by the imaging element in a state where illumination light is not irradiated. First brightness detection processing for detecting a first subject brightness, exposure setting with the first subject brightness as a first exposure value, and exposure by the imaging device in a state where illumination light is not irradiated The exposure is set by the second brightness detection process for detecting the second subject brightness and the second exposure value determined based on the first exposure value, and is exposed by the imaging device in a state where illumination light is irradiated. A third luminance detection process for detecting a third subject brightness, a difference calculation process for calculating a difference value between the second subject brightness and the third subject brightness, and the difference value based on the difference value High-speed autofocus processing for performing initial setting of the focus lens, setting the third subject brightness as a third exposure value, and detecting a focus position in a state where illumination light is irradiated, and the first exposure And a control unit that performs exposure setting based on a value and performs imaging processing for performing imaging with the image sensor. Since the third luminance detection process is not performed based on the result of the second luminance detection process, the third luminance detection process can be started before the end of the second luminance detection process, and the second subject for calculating the difference value It is possible to shorten the detection time interval between the luminance and the third subject luminance.
請求項2に記載の撮影装置では、前記制御手段は、前記第1輝度検出処理時には、露出設定を変更しながら複数回の露光を前記撮像素子により実行させ、前記輝度検出手段は、各露光により得られた画像信号により第1の被写体輝度を検出することを特徴とする。これにより、撮像素子のダイナミックレンジを越える輝度範囲が測定可能となる。
In the photographing apparatus according to
請求項3に記載の撮影装置では、前記制御手段は、前記高速オートフォーカス処理時には、前記差分値に基づいて、前記フォーカスレンズの初期位置及び移動方向を決定することを特徴とする。差分値の値により、被写体の遠近を判断することができ、合焦動作を高速化することができる。 According to a third aspect of the present invention, the control means determines an initial position and a moving direction of the focus lens based on the difference value during the high-speed autofocus process. The distance of the subject can be determined based on the difference value, and the focusing operation can be speeded up.
請求項4に記載の撮影装置では、前記制御手段は、前記第3輝度検出処理時には、前記照明光照射手段から照射される照明光の光量に基づいたシフト量で、前記第1の露出値をプラス側にシフトした値を前記第2の露出値として決定することを特徴とする。これにより、照明光の照射時に露出オーバーとなることを防止することができる。 In the photographing apparatus according to claim 4, the control unit sets the first exposure value with a shift amount based on the amount of illumination light emitted from the illumination light irradiation unit during the third luminance detection process. A value shifted to the plus side is determined as the second exposure value. Thereby, it is possible to prevent overexposure during illumination light irradiation.
請求項5に記載の撮影装置は、手ぶれを検出する手ぶれ検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記手ぶれ検出手段により手ぶれが検出されない場合には、前記第2輝度検出処理を実行せず、前記差分算出処理では、前記第1の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出することを特徴とする。これにより、手ぶれが生じ得ない場合に、無駄な処理を実行することを防止することができる。
The photographing apparatus according to
請求項6に記載の撮影装置は、被写体ぶれを検出する被写体ぶれ検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記被写体ぶれ検出手段により被写体ぶれが検出されない場合には、前記第2輝度検出処理を実行せず、前記差分算出処理では、前記第1の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出することを特徴とする。これにより、被写体が静止している場合に、無駄な処理を実行することを防止することができる。
The imaging apparatus according to
請求項7に記載の撮影装置は、手ぶれを検出する手ぶれ検出手段と、前記フォーカスレンズを含む撮影光学系の光軸を補正する光軸補正手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記手ぶれ検出手段により手ぶれが検出され、かつ検出された手ぶれ角が前記光軸補正手段により補正可能な範囲内である場合には、前記第2輝度検出処理を実行せず、前記差分算出処理では、前記第1の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出することを特徴とする。これにより、差分値の算出精度がさらに向上する。
The imaging apparatus according to
請求項8に記載の撮影装置は、被写体ぶれを検出する被写体ぶれ検出手段と、前記フォーカスレンズを含む撮影光学系の光軸を補正する光軸補正手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記被写体ぶれ検出手段により被写体ぶれが検出され、かつ検出された被写体ぶれ量が前記光軸補正手段により補正可能な範囲内である場合には、前記第2輝度検出処理を実行せず、前記差分算出処理では、前記第1の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出することを特徴とする。これにより、差分値の算出精度がさらに向上する。
The imaging apparatus according to
請求項9に記載の撮影装置の制御方法は、被写体光の露光により得られる電荷を画像信号に変換して出力する撮像素子と、前記撮像手段の受光面に被写体光を結像させるフォーカスレンズと、前記撮像素子に対して露出を設定する露出設定手段と、前記画像信号に基づいて被写体輝度を検出する輝度検出手段と、被写体に向けてフォーカス用の照明光を照射する照明光照射手段と、前記画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、を備えた撮影装置の制御方法において、照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い第1の被写体輝度を検出する第1輝度検出ステップと、前記第1の被写体輝度を第1の露出値として露出設定し、照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い、第2の被写体輝度を検出する第2輝度検出ステップと、前記第1の露出値に基づいて決定した第2の露出値により露出設定し、照明光を照射した状態で前記撮像素子により露光を行い、第3の被写体輝度を検出する第3輝度検出ステップと、前記第2の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出する差分算出ステップと、前記差分値に基づいて前記フォーカスレンズの初期設定を行うとともに、前記第3の被写体輝度を第3の露出値として露出設定し、照明光を照射した状態で合焦位置を検出する高速オートフォーカスステップと、前記第1の露出値により露出設定し、前記撮像素子により撮影を行う撮影ステップと、を含むこと特徴とする。上記の第3輝度検出ステップは、第2輝度検出ステップの結果に基づいて行うものでないため、第2輝度検出ステップの終了前に開始することができ、差分値を算出するための第2の被写体輝度と第3の被写体輝度との検出時間間隔を短縮することが可能となる。
The method for controlling an imaging apparatus according to
本発明によれば、AF補助光の照射前後での被写体輝度の差を算出するための被写体輝度の検出時間間隔を短縮することができ、手ぶれや被写体ぶれが生じた場合においても、AF補助光の照射前後での被写体輝度の差を精度良く求めることができる。これにより、AF補助光の照射前後での被写体輝度の差に基づいて行う合焦動作の動作精度が向上する。 According to the present invention, it is possible to reduce the subject luminance detection time interval for calculating the difference in subject luminance before and after the irradiation of AF auxiliary light, and even when camera shake or subject blur occurs, AF auxiliary light The difference in subject brightness before and after irradiation can be obtained with high accuracy. Thereby, the operation accuracy of the focusing operation performed based on the difference in subject luminance before and after the irradiation of the AF auxiliary light is improved.
本発明を実施したデジタルカメラの外観を図1に示す。デジタルカメラ2は、そのカメラ本体3の前面に撮影レンズ4、ストロボ発光部5、補助光照射部(照明光照射手段)6の照射窓6aを設けてある。また、上面にはレリーズボタン7を設けてあり、背面には各種の操作ボタンと、LCD8(図2参照)を設けてある。
An appearance of a digital camera embodying the present invention is shown in FIG. The
レリーズボタン7は、半押しと、この半押しからさらに押し込んだ全押しとの2段操作になっている。撮影モード下で、レリーズボタン7を押圧操作していないときには、撮影範囲内の被写体像がLCD8に連続的に表示される、いわゆるスルー画像の表示が行われる。
The
レリーズボタン7が半押しとなると、静止画撮影のために、被写体輝度を測定し、その被写体輝度に応じたシャッタ速度及び絞り値を決定する静止画用AE処理と、被写体に撮影レンズ4のピントを合致させるAF処理とを含む準備処理を行う。また、照射窓6aからAF補助光を照射してAF処理を行う場合には、静止画用AE処理の後にAF用AE処理を行ってからAF処理を行う。
When the
準備処理の後に、静止画撮影処理を行う。この静止画撮影処理では、レリーズボタン7がさらに押し込まれて全押しとなると、静止画用AE処理で決定された静止画用のシャッタ速度及び絞り値とを用いて静止画撮影を行う。この静止画撮影処理で得られる静止画は、画像データとして着脱自在に装着されたメモリカード9(図2参照)に記録される。
After the preparation process, a still image shooting process is performed. In this still image shooting process, when the
なお、レリーズボタン7を一度の押圧操作で全押しにした場合や、一段操作のレリーズボタン7を押圧操作した場合にも、静止画用AE処理、AF用AE処理、AF処理を順次に行うように構成することもできる。
Even when the
ストロボ発光部5は、被写体輝度が不足している場合に、静止画の露光に同期してストロボ光を被写体に向けて照射する。補助光照射部6は、被写体輝度が所定レベル以下である場合に、AF処理に必要な明るさを確保するために照射窓6aから被写体に向けてAF補助光を照射する。
The stroboscopic
なお、照明光照射手段として、AF専用に設けた補助光照射部6を用いているが、照明光照射手段としては、これに限られるものではなく、他の目的で設けた光源装置を照明光照射手段として用いてもよい。例えば、ストロボ装置をAF処理の際に発光させてもよく、暗い場所での撮影者のフレーミングを容易にするための光を照射する光源装置をAF処理のために点灯させてもよい。
Although the auxiliary
図2に上記デジタルカメラ2の構成を示す。システム制御部10は、レリーズボタン7や各種の操作ボタン等からなる操作部11からの操作信号に基づいて、デジタルカメラ2の各部を制御する。
FIG. 2 shows the configuration of the
撮影レンズ(撮影光学系)4の背後にイメージセンサ(撮像素子)12を配してあり、撮影レンズ4を透過した被写体光がイメージセンサ12の受光面に入射する。撮影レンズ4には、ピントを調節するためのフォーカス機構13,イメージセンサ12への入射光量を調節するための絞り機構14を組み込んである。
An image sensor (imaging device) 12 is disposed behind the photographic lens (photographic optical system) 4, and subject light transmitted through the photographic lens 4 enters the light receiving surface of the
フォーカス機構13は、撮影レンズ4に含まれ、イメージセンサ12の受光面に被写体光を結像するフォーカスレンズ13aの他に、フォーカスレンズ13aを移動させるモータやモータドライバ等で構成されており、フォーカスレンズ13aを撮影レンズ4の光軸方向に移動させることにより、最短撮影距離と無限遠との間の撮影距離範囲内の被写体に対してピントを合致させる。絞り機構14は、撮影レンズ4の光軸上に絞り開口を形成する絞り羽根14aやこれを駆動するアクチュエータ等から構成してあり、絞り羽根14aの開口径を増減することにより、イメージセンサ12に入射する光量を調節する。
The
イメージセンサ12は、例えば、CCD型の単板カラーイメージセンサを用いており、その受光面には、多数の受光素子(光電変換素子)が2次元状に配列されている。このイメージセンサ12は、タイミングジェネレータ16からの各種の駆動信号により駆動され、各受光素子で被写体光をその光量に応じた電荷に変換して蓄積し、その蓄積した電荷を電圧信号(画像信号)に変換して出力する。これにより、露光した被写体像を電気的な信号に変換している。なお、撮像素子として、CCD型のイメージセンサに限られず、MOS型のイメージセンサを用いてもよい。
The
イメージセンサ12は、電荷蓄積時間(露光時間)を調節する電子シャッタ機能を有している。この電子シャッタ機能は、タイミングジェネレータ16から入力される電子シャッタパルスの入力によって、それまでに蓄積されている電荷(不要電荷)を掃き出して消去することにより、フレーム期間中の電荷蓄積時間を調節する。この電子シャッタパルスのフレーム期間中の入力期間を調節することで、露光時間すなわち電子シャッタのシャッタ速度を調節することができる。この電子シャッタ機能と絞り機構14とにより露出設定手段が構成され、電子シャッタ機能によるシャッタ速度と絞り機構14による絞り値との組み合わせでイメージセンサ12に対する露出値が決定される。
The
タイミングジェネレータ16は、各種動作を所定のタイミングで行うための各種のパラメータがシステム制御部10によって設定され、イメージセンサ12を駆動するための駆動信号や各部を同期動作させるための同期信号等を発生する。タイミングジェネレータ16に設定するパラメータにより、イメージセンサ12のシャッタ速度や、イメージセンサ12が電荷の蓄積、電荷の読出しを繰り返し行う際のフレームレートを変更することができる。なお、この例におけるタイミングジェネレータ16は、パラメータが設定された次のフレーム期間にその設定内容が有効になるものを用いている。
The
イメージセンサ12からの画像信号は、アナログ信号処理部17に送られる。アナログ信号処理部17は、CDS回路、AMP回路等から構成してあり、相関二重サンプリングによるノイズ抑制、画像信号の増幅処理等をイメージセンサ12の電荷読み出し動作に同期して行う。A/D変換器18は、アナログ信号処理部17から出力された画像信号をデジタル形式の画像データに変換して出力する。
The image signal from the
A/D変換器18からの画像データは、画像入力コントローラ19に送られる。画像入力コントローラ19は、バス21への画像データの入力を制御する。バス21には、システム制御部(制御手段)10、画像処理部22、圧縮伸張部23、AF検出部24、AE検出部25、メディアコントローラ26、内部メモリ27、及びVRAM28が接続されており、これら各部はバス21を介してシステム制御部10に制御されるとともに、相互間でデータの授受が可能になっている。
Image data from the A /
画像処理部22は、画像データに対して、色補間,γ補正,ホワイトバランス補正,YC変換等の所定の画像処理を行う。圧縮伸張部23は、メモリカード9に記録すべき画像データを所定の圧縮形式(例えば、JPEG形式)によってデータ圧縮し、また、メモリカード9から読み出した画像データのデータ伸張を行う。
The
AF検出部24は、システム制御部10とともに合焦位置検出手段を構成している。このAF検出部24は、撮影レンズ4のピント合せのために、画像入力コントローラ19からの画像データを用いて、撮影画面内に予め設定されているAEAF検出領域から高周波成分を抽出し、その高周波成分を積算したAF評価値をシステム制御部10に出力する。システム制御部10は、AF評価値に基づいてAEAF検出領域内の被写体に撮影レンズ4のピントを合致させるAF処理を行う。
The
AE検出部25は、イメージセンサ12からの画像信号に基づいて被写体の輝度を検出する輝度検出手段であり、画像入力コントローラ19からの画像データに基づいて、AEAF検出領域についての被写体輝度の検出を行う。検出した被写体輝度は、システム制御部10に送られる。システム制御部10は、被写体輝度に基づいてイメージセンサ12のシャッタ速度(TV値)、及び絞り機構14の絞り値(AV値)を決定する。
The
メディアコントローラ26は、メモリカード9のデータの書き込み及び読み出しを制御する。記録すべき画像データは、画像処理部22、圧縮伸張部23によって各種処理が施されてから、メディアコントローラ26に送られて、メモリカード9に書き込まれる。また、再生時には、メディアコントローラ26によってメモリカード9から画像データが読み出され、圧縮伸張部23によってデータ伸張処理が行われる。
The
内部メモリ27は、画像処理部22で処理中の画像データなどが一時的に書き込まれるワークメモリとして用いられる。また、VRAM28には、LCD8に表示すべき画像データが書き込まれる。D/A変換器31は、所定の周期でVRAM28上の画像データを読み出すことにより、画像データに基づいた画像をLCD8に表示する。
The
撮影モード下では、イメージセンサ12による露光が繰り返され、画像処理を施された画像データが次々にVRAM28に書き込まれる。これにより、スルー画像がLCD8に表示される。また、再生モード下では、メモリカード9から読み出されてデータ伸張された画像データがVRAM28に書き込まれることにより、メモリカード9に記録されている撮影済みの画像がLCD8に表示される。
Under the shooting mode, exposure by the
ストロボ装置32は、ストロボ発光部5の内部に組み込まれたストロボ放電管やそれを発光させるための回路から構成されており、システム制御部10の制御下でストロボ光を出力する。
The
補助光照射部6は、光源としてのLED33と、このLED33を駆動する駆動回路34とから構成してある。駆動回路34は、システム制御部10に制御されて、被写体輝度が一定レベル以下の場合にLED33が一定の明るさで点灯する。LED33からの光は、AF補助光として照射窓6aから被写体に向けて照射される。
The auxiliary
AF補助光は、AEAF検出領域をカバーするように照射される。また、AF補助光を照射するか否かの判断基準となる被写体輝度の一定レベルは、例えば、被写体像のコントラストを十分な精度で検出できるか、すなわち十分に正確に合焦位置を検出できるかどうかを基準に決定すればよく、ストロボ光等の要否を判断する基準と同じにする必要はない。 The AF auxiliary light is emitted so as to cover the AEAF detection area. In addition, the constant level of the subject brightness that is a criterion for determining whether or not to irradiate AF auxiliary light is, for example, whether the contrast of the subject image can be detected with sufficient accuracy, that is, whether the in-focus position can be detected with sufficient accuracy. It is not necessary to make the same as the standard for judging whether or not the strobe light is necessary.
静止画用AE処理は、静止画を撮影する際に用いる露出値を決定するための処理であり、レリーズボタン7の半押しに応答して行われる。この静止画用AE処理では、イメージセンサ12のダイナミックレンジが狭いため、種々想定される撮影シーンの明るさ範囲を複数の測定範囲に分割して測定し、各測定範囲がイメージセンサ12によって測定可能な範囲となるようにしてある。
The still image AE process is a process for determining an exposure value used when shooting a still image, and is performed in response to a half-press of the
AF用AE処理は、AF補助光を照射した状態でAF処理を行うための露出値を決定する処理であり、静止画用AE処理で測定した被写体輝度が一定レベル以下の場合に実行される。このAF用AE処理は、AF補助光を被写体に向けて照射した状態におけるイメージセンサ12の露光から得られる画像データに基づいて、AEAF検出領域の被写体輝度を検出し、その被写体輝度を露出値としてシャッタ速度及び絞り値を決定する。
The AF AE process is a process for determining an exposure value for performing the AF process in a state where the AF auxiliary light is irradiated, and is executed when the subject luminance measured in the still image AE process is equal to or lower than a certain level. In the AF AE process, the subject brightness in the AEAF detection area is detected based on the image data obtained from the exposure of the
上記のAF用AE処理では、AF補助光を照射することにより測定すべき被写体輝度が上昇することが予想される。このため、システム制御部10は、静止画用AE処理で求めた適正露出値をプラス側にシフトした露出値を用いてAF補助光の照射とともに露光を実行させる。また、システム制御部10は、静止画用AE処理で求めた適正露出値を用い、AF補助光の照射前に、AF補助光の非照射の状態における露光を実行させる。
In the AF AE process described above, it is expected that the subject brightness to be measured increases by irradiating the AF auxiliary light. For this reason, the
図3に示すように、静止画用AE処理によって求められた適正露出値(被写体輝度)をEV1とした場合、この設定された露出値EV1を挟んでイメージセンサ12の性能等から決まる一定の測定可能範囲の被写体輝度が実際に測定可能な輝度範囲となる。この露出値EV1を用いて露光を行った後、AF用AE処理では、AF補助光の照射によって予想される被写体輝度の上昇を考慮して、露出値EV1よりもプラス側にΔEVだけシフトした露出値EV2を用いて露光を行う。このようにしてAF用AE処理時の測定可能な被写体輝度の範囲をΔEVだけプラス側にシフトし、AF補助光の照射に対応できるようにする。また、AF補助光の照射の直前に、静止画用AE処理によって求められた露出値EV1を用いて追加的に再度露光を行うことにより、AF補助光の照射前後での被写体輝度の差を短い時間間隔で取得できるようにする。
As shown in FIG. 3, when the appropriate exposure value (subject brightness) obtained by the AE process for still images is EV1, a constant measurement determined by the performance of the
シフト量ΔEVは、AF補助光の光量に関連づけて決定される。例えば、AF補助光が有効に照射されかつ通常想定される撮影距離の被写体にAF補助光を照射した場合の輝度増加分だけ露出値をプラス側にシフトするように決定するのもよい。また、撮影レンズや撮影モードに応じてピント位置が合致する撮影距離の範囲が決まっているから、その撮影距離の範囲内の最短撮影距離の被写体にAF補助光を照射したときに、その被写体の輝度が測定可能範囲内に入るようにシフト量ΔEVを決めておくことも好ましい。なお、撮影距離が遠くいほどAF補助光の照射による被写体輝度の増加量が少なくなる。このため、イメージセンサ12のダイナミックレンジを考慮し、静止画用AE処理で測定した被写体輝度(EV1)がシフト後の露出値に関する測定可能範囲に含まれるようにシフト量ΔEVを決定することが好ましい。
The shift amount ΔEV is determined in association with the amount of AF auxiliary light. For example, it may be determined that the exposure value is shifted to the plus side by an amount corresponding to an increase in luminance when the AF auxiliary light is effectively irradiated and the subject at the normally assumed shooting distance is irradiated with the AF auxiliary light. Also, since the range of the shooting distance where the focus position matches is determined according to the shooting lens and shooting mode, when the AF assist light is irradiated to the subject with the shortest shooting distance within the shooting distance range, It is also preferable to determine the shift amount ΔEV so that the luminance falls within the measurable range. Note that as the shooting distance is longer, the amount of increase in subject luminance due to the irradiation of the AF auxiliary light decreases. Therefore, in consideration of the dynamic range of the
AF処理では、AF補助光を照射しない場合には、静止画用AE処理で決定された適正露出値を用いて、またAF補助光を照射する場合には、AF用AE処理で決定された露出値を用いて合焦動作を行う。この合焦動作としては、フォーカスレンズ13aのレンズ位置を変更しながらイメージセンサ12から出力される画像信号からAF評価値(コントラスト値)を求め、この積算値が最大となるレンズ位置が合焦位置として決定する、前述の山登り方式のコントランスト検出AFを行う。
In the AF process, when the AF auxiliary light is not irradiated, the appropriate exposure value determined in the still image AE process is used. When the AF auxiliary light is irradiated, the exposure determined in the AF AE process is used. The focusing operation is performed using the value. As this focusing operation, an AF evaluation value (contrast value) is obtained from the image signal output from the
AF用AE処理とAF処理とで同じ絞り値を用いることにより、AF用AE処理からAF処理に移行する際の絞り値変更に伴うタイムロスをなくしている。また、静止画の撮影に用いる絞り値、すなわち静止画用AE処理で決定される絞り値をAF処理に用いることにより、AF処理から静止画の撮影に移行する際のタイムロスをなくしている。なお、このようにすることにより、AF用AE処理に用いられる絞り値にいついても、静止画の撮影に用いられる絞り値が用いられる。 By using the same aperture value in the AF AE process and the AF process, the time loss associated with the change in aperture value when shifting from the AF AE process to the AF process is eliminated. Further, by using the aperture value used for still image shooting, that is, the aperture value determined in the still image AE processing, for AF processing, time loss when shifting from AF processing to still image shooting is eliminated. By doing so, the aperture value used for still image shooting is used whenever the aperture value used for AF AE processing is used.
具体的には、絞り機構14を静止画用AE処理で決定された絞り値に駆動した後、AF用AE処理では、シャッタ速度をシフト量ΔEVだけ高速側にシフトして露光を行う。また、AF用AE処理で決定される露出値に対してもシャッタ速度を変化させることにより対応する。
Specifically, after the
図4に示すように、静止画用AE処理で求められた露出値EV1に対して、所定のプログラム線PLによりシャッタ速度TV1、絞り値AV1が決定された場合、AF用AE処理では、絞り値AV1を固定したまま、シャッタ速度を高速側にシフト量ΔEVでシフトしたシャッタ速度TV2(=TV1+ΔEV)とする。また、AF用AE処理において測定された被写体輝度に対する適正な露出値をEV3とすれば、AF処理では、絞り値AV1の下で露出値EV3となるシャッタ速度TV3(=EV3―AV1)を用いる。なお、EV1’は、AF補助光の照射の直前に、静止画用AE処理によって求められた露出値EV1を用いて追加的に露光を行うことにより測定された被写体輝度を示している。また、被写体輝度EV1’は、手ぶれや被写体ぶれ等が生じない理想的な撮影条件下では、露出値EV1に一致する。 As shown in FIG. 4, when the shutter speed TV1 and the aperture value AV1 are determined by a predetermined program line PL with respect to the exposure value EV1 obtained in the still image AE process, the aperture value is determined in the AF AE process. The shutter speed TV2 (= TV1 + ΔEV) is obtained by shifting the shutter speed to the high speed side by the shift amount ΔEV while AV1 is fixed. If an appropriate exposure value for the subject luminance measured in the AF AE process is EV3, the AF speed uses a shutter speed TV3 (= EV3−AV1) that becomes the exposure value EV3 below the aperture value AV1. EV1 'indicates the subject brightness measured by performing additional exposure using the exposure value EV1 obtained by the AE process for still images immediately before the irradiation of the AF auxiliary light. The subject brightness EV1 'matches the exposure value EV1 under ideal shooting conditions in which camera shake, subject blur, and the like do not occur.
前述のようにシステム制御部10は、AEAF検出領域の被写体に撮影レンズ4のピントを合致させるAF処理を行う。このAF処理には、AF補助光を照射しない場合に行う通常AF処理と、AF補助光を照射する場合に行う高速AF処理とがある。さらには、被写体にピントが合致するフォーカスレンズ13aの合焦位置を検出する際の動作として、フォーカスレンズ13aの移動開始位置及び移動方向が異なる第1AF動作と第2AF動作とがある。
As described above, the
第1AF動作は、図5(a)に示すように、近距離側レンズ端から遠距離レンズ端に向けてフォーカスレンズ13aを移動(ステップ移動)させる動作である。また、第2AF動作は、図5(b)に示すように、遠距離側レンズ端から近距離レンズ端に向けてフォーカスレンズ13aを移動(ステップ移動)させる動作である。なお、近距離側レンズ端は、最短撮影距離に対応した最短レンズ位置より近距離側に設定されている。また、遠距離側レンズ端は、無限遠に対応した無限遠レンズ位置より遠距離側に設定されている。
As shown in FIG. 5A, the first AF operation is an operation of moving (stepping) the
通常AF処理及び高速AF処理では、第1AF動作または第2AF動作によってフォーカスレンズ13aがステップ移動するごとにイメージセンサ12により露光を行い、AF評価値を取得し、AF評価値が増大から減少に転じるレンズ位置(ピーク位置)を合焦位置として検出し、その検出直後にフォーカスレンズ13aを合焦位置に移動させてセットする。
In the normal AF process and the high-speed AF process, exposure is performed by the
通常AF処理では、第1及び第2AF動作のいずれか一方(例えば、第1AF動作)を用いて合焦位置の検出が行われる。高速AF処理では、合焦時間を短縮するために、AF補助光の照射開始前後での被写体輝度の差から被写体までの距離を推測して、第1及び第2AF動作のいずれか一方が選択される。 In the normal AF process, the focus position is detected using one of the first and second AF operations (for example, the first AF operation). In the high-speed AF process, in order to shorten the focusing time, one of the first and second AF operations is selected by estimating the distance to the subject from the difference in subject luminance before and after the start of the AF auxiliary light irradiation. The
高速AF処理では、システム制御部10は、前述の被写体輝度EV1’をAF補助光の照射開始前の被写体輝度とし、AF用AE処理で測定した被写体輝度EV3をAF補助光の照射開始後の被写体輝度として用い、差分値δ(=EV3−EV1’)を算出する。システム制御部10は、この差分値δが所定値Ethより大きい場合(δ>Eth)には、第1AF動作を選択する。これは、AEAF検出領域内の被写体がAF補助光の照射により輝度が増大する程度の近距離に位置することが推測されるためである。一方、システム制御部10は、差分値δが所定値Eth以下の場合(δ≦Eth)には、第2AF動作を選択する。これは、AEAF検出領域内の被写体がAF補助光の照射により輝度が増大しない程度の遠距離に位置することが推測されるためである。
In the high-speed AF process, the
なお、所定値Ethは、AF補助光の照射開始の前後の各被写体輝度の測定にバラツキが多少生じても、その影響を受けずに被写体の遠近を推測して高速に合焦位置の検出が行えるように、被写体輝度の測定精度を考慮して設定する。所定値Ethは、例えば、0.5EV程度とする。 It should be noted that the predetermined value Eth can be used to estimate the in-focus position at high speed by estimating the distance of the subject without being affected even if there is some variation in the brightness of each subject before and after the start of the AF auxiliary light irradiation. In consideration of the measurement accuracy of the subject brightness, it is set so that it can be performed. The predetermined value Eth is, for example, about 0.5 EV.
次に上記構成の作用について、図6〜図8を参照しながら説明する。図6及び図7において、レリーズボタン7が半押しされると、これ応答して被写体輝度EV1を測定するための静止画用AE処理が開始される。レリーズボタン7が半押しされた直後のフレーム期間を1番目とすると、この1番目のフレーム期間中に第1回の測光のシャッタ速度を含むパラメータがシステム制御部10によってタイミングジェネレータ16に設定される。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. 6 and 7, when the
2番目のフレーム期間となると、電子シャッタパルスの入力が開始され、絞り機構14が第1回の測光のための絞り値(初期値)とされてから、電子シャッタパルスの入力が停止されて、イメージセンサ12による露光Ea1が行われる。このときのイメージセンサ12の駆動は、1番目のフレーム期間中にタイミングジェネレータ16に設定されたパラメータに基づいて行われる。
When the second frame period is reached, the input of the electronic shutter pulse is started, and the input of the electronic shutter pulse is stopped after the
3番目のフレーム期間となると、露光Ea1によってイメージセンサ12の各受光素子に蓄積された電荷が転送(読出し)されて画像信号が出力される。この画像信号は、アナログ信号処理部17,A/D変換器18を介して画像データに変換されてから、画像入力コントローラ19を介してAE検出部25に送られる。
In the third frame period, the charges accumulated in the respective light receiving elements of the
また、露光Ea1が行われている2番目のフレーム期間には、第1回の露光Ea1時とは露出値が異なる第2回の測光のためのパラメータがタイミングジェネレータ16に設定され、3番目のフレーム期間には、絞り値及びシャッタ速度が変更されることにより第1回の露光Ea1時よりも小さな露出値で、イメージセンサ12による露光Ea2が行われる。続く4番目のフレーム期間に露光Ea2による画像信号が出力され、その画像データがAE検出部25に送られる。
In the second frame period during which the exposure Ea1 is performed, a parameter for the second photometry that is different from the exposure value at the time of the first exposure Ea1 is set in the
同様に、露光Ea2が行われている3番目のフレーム期間には、第2回の露光Ea1時とは露出値が異なる第3回の測光のためのパラメータがタイミングジェネレータ16に設定され、4番目のフレーム期間には、第2回の露光Ea2時よりも小さな露出値で、イメージセンサ12による露光Ea3が行われる。続く5番目のフレーム期間に露光Ea3による画像信号が出力され、その画像データがAE検出部25に送られる。
Similarly, in the third frame period during which the exposure Ea2 is performed, a parameter for the third photometry that is different from the exposure value in the second exposure Ea1 is set in the
また、露光Ea3が行われている4番目のフレーム期間には、第4回の測光のためのパラメータがタイミングジェネレータ16に設定され、5番目のフレーム期間には、絞り値及びシャッタ速度は変更されず、第3回の露光Ea3時と同一の露出値で、スメア成分を検出するための露光Ea4が行われる。続く6番目のフレーム期間中には、受光素子の電荷蓄積を垂直転送路に移動させずに、イメージセンサ12の転送動作(垂直及び水平転送)が行われ、被写体像の成分を含まないスメア成分だけの画像データがAE検出部25に送られる。なお、第3回の露光Ea3は、最も露出値が小さく設定されており、スメアの影響を受けやすいため、この補正データとしてスメア成分の取得を行っている。
In the fourth frame period during which exposure Ea3 is performed, parameters for the fourth photometry are set in the
上記のようにして各画像データの取得が完了すると、その後の7番目のフレーム期間には、各測光で得られる画像データに基づいてAEAF検出領域の被写体輝度EV1(第1の被写体輝度)がAE検出部25によって求められ、この被写体輝度EV1がシステム制御部10に送られて静止画を撮影するための露出値EV1とされる。なお、被写体輝度EV1を求める際には、第1及び第2の露光Ea1,Ea2による各画像データと、露光Ea3による画像データを露光Ea4による画像データ(スメア成分)に基づいて補正したものとを用いて行われる。
When the acquisition of each image data is completed as described above, the subject brightness EV1 (first subject brightness) of the AEAF detection area is set to AE in the subsequent seventh frame period based on the image data obtained by each photometry. The subject luminance EV1 obtained by the
露出値EV1は、所定のプログラム線に基づいてシャッタ速度TV1と絞り値AV1との組み合せに変換され、続く8番目のフレーム期間に絞り値AV1となるように絞り機構14が駆動される。また、8番目のフレーム期間には、この被写体輝度EV1からAF補助光の発光の要否がシステム制御部10によって判定される。例えば、被写体輝度EV1が所定レベル以下の場合には、AF補助光が必要と判定され、AF補助光の光量と所定のパラメータとから、前述のシフト量ΔEVがシステム制御部10で算出される。
The exposure value EV1 is converted into a combination of the shutter speed TV1 and the aperture value AV1 based on a predetermined program line, and the
このシフト量ΔEVに基づいてシャッタ速度TV1をシフトした場合に、シャッタ速度TV2(=TV1+ΔEV)がイメージセンサ12の最も高速なシャッタ速度TVmaxを超える場合には、AF補助光を用いなくてもある程度の明るさがあるものとして、シャッタ速度がTV1に設定され、AF補助光を照射しない場合と同じ処理(通常AF処理)が行われる。なお、この場合に、シャッタ速度TV2がシャッタ速度TVmax以下となるように絞り機構14を駆動したうえでAF用AE処理を継続させてもよい。
When the shutter speed TV1 is shifted based on the shift amount ΔEV, if the shutter speed TV2 (= TV1 + ΔEV) exceeds the fastest shutter speed TVmax of the
被写体輝度EV1が所定レベルより高くAF補助光の発光が要される場合、9番目のフレーム期間となると、シャッタ速度TV1及び絞り値AV1(第1の露出値)の露出設定の下で、AF補助光が非照射の状態において、イメージセンサ12による露光Eb(再測光)が行われる。続く10番目のフレーム期間に露光Ebによる画像信号が出力され、その画像データがAE検出部25に送られる。
When the subject brightness EV1 is higher than a predetermined level and AF auxiliary light needs to be emitted, AF assist is performed under the exposure settings of the shutter speed TV1 and the aperture value AV1 (first exposure value) when the ninth frame period is reached. In a state where light is not irradiated, exposure Eb (re-photometry) by the
また、露光Ebが行われている9番目のフレーム期間には、静止画用AE処理で決定されたシャッタ速度TV1をシフト量ΔEVだけ増加させたシャッタ速度TV2を含むパラメータがタイミングジェネレータ16に設定される。次いで、10番目のフレーム期間となって、AF用AE処理が開始されると、LED33が点灯されてAF補助光の照射が開始され、絞り値AV1及びシャッタ速度TV2(第2の露出値)の露出設定の下で、イメージセンサ12による露光Ecが行われる。続く11番目のフレーム期間に露光Ecによる画像信号が出力され、その画像データがAE検出部25に送られる。
In the ninth frame period during which exposure Eb is performed, a parameter including the shutter speed TV2 obtained by increasing the shutter speed TV1 determined by the still image AE process by the shift amount ΔEV is set in the
また、11番目のフレーム期間中には、露光Ebの画像データからAF補助光の非照射時の被写体輝度EV1’(第2の被写体輝度)がAE検出部25によって求められる。また、12番目のフレーム期間中には、露光Ecの画像データからAF補助光の照射時の被写体輝度EV3(第3の被写体輝度)がAE検出部25によって求められる。被写体輝度EV3は、AF補助光を照射した状態でのAEAF検出領域に対する適切露出値とされる。
Further, during the eleventh frame period, the subject brightness EV1 '(second subject brightness) when the AF auxiliary light is not irradiated is obtained from the image data of the exposure Eb by the
また、12番目のフレーム期間中には、露出値EV3と絞り値AV1とから、AF処理で用いるシャッタ速度TV3がシステム制御部10によって求められ、13番目のフレーム期間となってAF処理が開始されると、そのシャッタ速度TV3を含むパラメータがタイミングジェネレータ16に設定される。また、13番目のフレーム期間中には、差分値δ(=EV3−EV1’)がシステム制御部10によって算出される。
Further, during the 12th frame period, the shutter speed TV3 used in the AF process is obtained from the exposure value EV3 and the aperture value AV1, and the AF process is started in the 13th frame period. Then, parameters including the shutter speed TV3 are set in the
そして、14番目のフレーム期間以降では、絞り値AV1及びシャッタ速度TV3(第3の露出値)の露出設定の下で、図8に示す高速AF処理が実行される。高速AF処理が開始されると、システム制御部10によって、差分値δが所定値Ethと比較される。この比較により、差分値δより大きい場合には第1AF動作が選択され、差分値δ以下の場合には第2AF動作が選択される。
After the 14th frame period, the high-speed AF process shown in FIG. 8 is executed under the exposure settings of the aperture value AV1 and the shutter speed TV3 (third exposure value). When the high-speed AF process is started, the
第1AF動作が選択されると、フォーカスレンズ13aが近距離側レンズ端にまで移動され、フォーカスレンズ13aを1ステップずつ遠距離側レンズ端に向けて移動させながら露光を順次に行ってAF評価値を取得していく。一方、第2AF動作が選択されると、フォーカスレンズ13aが遠距離側レンズ端にまで移動され、フォーカスレンズ13aを1ステップずつ近距離側レンズ端に向けて移動させながら露光を順次に行ってAF評価値を取得していく。そして、AF評価値が最大となるレンズ位置が合焦位置として検出され。フォーカスレンズ13aがその合焦位置にセットされる。
When the first AF operation is selected, the
この高速AF処理が終了すると、LED33が消灯されAF補助光の照射が停止される。この後、静止画撮影処理の待機状態となり、この待機状態中にレリーズボタン7が全押しされると、タイミングジェネレータ16に、静止画を撮影するためのパラメータが設定され、絞り値AV1及びシャッタ速度TV1(第1の露出値)の露出設定で静止画のための露光が行われる。そして、この露光で得られる画像データに画像処理、データ圧縮を施したものがメモリカード9に記録される。
When this high-speed AF process is completed, the
以上のように、このデジタルカメラ2では、AF補助光の照射開前後の被写体輝度の差分値δに基づき、被写体の遠近を推測して、第1AF動作/第2AF動作の選択、すなわちフォーカスレンズ13aの移動開始位置及び移動方向を選択して合焦位置の検出を行っているため、少ない移動量で合焦位置を検出することが可能である。
As described above, in this
また、このデジタルカメラ2では、AF補助光の照射を行うAF用AE処理の直前に、静止画用AE処理で検出した適性露出値EV1を用いて再度露光を行い、この露光により求めた被写体輝度EV1’と、AF用AE処理により検出した被写体輝度EV3とを用いて差分値δを算出しているため、AF補助光の照射開前後の被写体輝度の取得時間間隔が短く、手ぶれや被写体ぶれによる影響を防止することができる。上記実施形態では、被写体輝度EV1’,EV3の取得時間間隔を1フレーム期間(例えば、30ms)としているが、この時間間隔は、1フレーム期間に限られず、手ぶれや被写体ぶれによる影響が許容される範囲内で適宜変更してもよい。
In the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図9は、第2の実施形態に係わるデジタルカメラ40を示す。デジタルカメラ40は、手ぶれ検出部(手ぶれ検出手段)41をさらに備えている点のみが上記第1の実施形態に係わるデジタルカメラ2の構成と異なる。上記実施形態と同一の構成部については同一の符号を付し、説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a
手ぶれ検出部41は、角速度を検出する周知のジャイロセンサから構成され、一定時間内の手ぶれを検出する。システム制御部10は、図10に示すように、AF補助光の照射を行う際、静止画用AE処理時に手ぶれ検出部41によって検出された手ぶれが検出された場合には、前述の再露光Ebを行い、手ぶれが検出されない場合には、再露光Ebを行わずAF用AE処理を行うように制御を実行する。
The camera
図10の制御フローにおいて、シフト量ΔEVに基づいてシャッタ速度TV1をシフトした場合に、シャッタ速度TV2(=TV1+ΔEV)がイメージセンサ12の最も高速なシャッタ速度TVmaxを超えるか否かの判定までは、図6に示したフローと同一である。シャッタ速度TV2がシャッタ速度TVmax以下である場合には、その直前に手ぶれ検出部41によって手ぶれが検出されたか否かが判定される。
In the control flow of FIG. 10, when the shutter speed TV1 is shifted based on the shift amount ΔEV, until the determination of whether the shutter speed TV2 (= TV1 + ΔEV) exceeds the fastest shutter speed TVmax of the
手ぶれが検出された場合には、上記第1の実施形態と同一の処理、すなわちAF補助光の照射前に再露光Ebが行われ、被写体輝度EV1’の算出が行われる。これにより、被写体輝度差の取得時間間隔が短縮され、手ぶれの影響が防止される。一方、手ぶれが検出されない場合には、手ぶれの影響を無視することができるため、AF補助光の照射前に再露光Ebを行わず、差分値δは、AF用AE処理により検出した被写体輝度EV3から静止画用AE処理で検出した被写体輝度EV1を減算した値(δ=EV3−EV1)とする。この場合、図8に示した9番目のフレーム期間は不要となり、その分、処理時間が短縮される。 When camera shake is detected, the same processing as in the first embodiment, that is, re-exposure Eb is performed before the AF auxiliary light is irradiated, and the subject brightness EV1 'is calculated. Thereby, the acquisition time interval of the subject luminance difference is shortened, and the influence of camera shake is prevented. On the other hand, when no camera shake is detected, the influence of the camera shake can be ignored. Therefore, the re-exposure Eb is not performed before the AF auxiliary light irradiation, and the difference value δ is the subject brightness EV3 detected by the AF AE process. A value obtained by subtracting the subject brightness EV1 detected by the still image AE process from (δ = EV3−EV1). In this case, the ninth frame period shown in FIG. 8 becomes unnecessary, and the processing time is shortened accordingly.
このように、手ぶれ検出結果に基づいて選択的に再露光Ebを実行するように構成することで、三脚を用いた撮影時のように、手ぶれが生じ得ない場合に、無駄な処理を実行することを防止することができる。なお、システム制御部10による手ぶれ検出の判定として、手ぶれ検出部41の検出した一定時間内の手ぶれ角を所定の閾値と比較することにより判定を行うことが好ましい。
As described above, the configuration is such that the re-exposure Eb is selectively executed based on the camera shake detection result, so that when camera shake cannot occur as in shooting using a tripod, wasteful processing is executed. This can be prevented. In addition, as the determination of the camera shake detection by the
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図11は、第3の実施形態に係わるデジタルカメラ50を示す。デジタルカメラ50は、手ぶれ検出部41に代えて、被写体ぶれ検出部(被写体ぶれ検出手段)51を備えている点のみが上記第2の実施形態に係わるデジタルカメラ50の構成と異なる。上記実施形態と同一の構成部については同一の符号を付し、説明は省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 shows a
被写体ぶれ検出部51は、異なるフレーム期間に取得される複数の画像データを用いて、フレーム間の相間演算により被写体の動きベクトルを検出する処理回路からなり、一定時間内におけるAEAF検出領域内の被写体ぶれを検出する。システム制御部10は、図12に示すように、AF補助光の照射を行う際、静止画用AE処理時に被写体ぶれ検出部51によって被写体ぶれが検出された場合には、前述の再露光Ebを行い、被写体ぶれが検出されない場合には、再露光Ebを行わずAF用AE処理を行うように制御を実行する。
The subject
このように、被写体ぶれ検出結果に基づいて選択的に再露光Ebを実行するように構成することで、同様に、無駄な処理を実行することを防止することができる。なお、システム制御部10による被写体ぶれ検出の判定として、被写体ぶれ検出部51の検出した一定時間内の被写体ぶれ量(移動量)を所定の閾値と比較することにより判定を行うことが好ましい。
As described above, by performing the re-exposure Eb selectively based on the subject blur detection result, similarly, it is possible to prevent unnecessary processing from being performed. In addition, as the determination of subject blur detection by the
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図13は、第4の実施形態に係わるデジタルカメラ60を示す。デジタルカメラ60は、手ぶれ検出部41の他に、補正レンズ61、アクチュエータ62、ドライバ63、及び位置検出部64とから構成された光軸補正機構(光軸補正手段)をさらに備えている点のみが上記第2の実施形態に係わるデジタルカメラ40の構成と異なる。上記実施形態と同一の構成部については同一の符号を付し、説明は省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 shows a
補正レンズ61は、撮影レンズ4の光軸を補正するためのレンズであり、イメージセンサ12の直前に配置し、撮影レンズ4の光軸に直交する方向に移動自在に設けてある。アクチュエータ62は、ボイスコイルモータ(VCM)等からなり、補正レンズ61を移動させる。ドライバ63は、システム制御部10からの制御に基づき、アクチュエータ62を駆動する。位置検出部64は、磁石及びホール素子等からなる非接触型の位置検出センサであり、補正レンズ61の位置を検出して検出値をシステム制御部10に入力する。
The
システム制御部10は、手ぶれ検出部41によって検出される手ぶれ角に基づき、位置検出部64からの補正レンズ61の位置情報を監視しながらドライバ63を制御し、手ぶれを相殺するように、撮影レンズ4の光軸を補正する。システム制御部10は、図14に示すように、AF補助光の照射を行う際、静止画用AE処理時に手ぶれ検出部41によって手ぶれが検出された場合であっても、検出された手振れ角が光軸補正機構により補正可能な範囲(例えば、0.3°以内)であれば、再露光Ebを行わずAF用AE処理を行うように制御を実行する。
The
このように、光軸補正機構を設けることで、AF補助光の照射前後での被写体輝度の差を精度良く検出することができ、さらに、手ぶれが検出された場合であっても光軸補正が不可能な場合にのみ再露光Ebを実行するように構成することで、手ぶれ量が少ない場合に、無駄な処理を実行することを防止することができる。 In this way, by providing the optical axis correction mechanism, it is possible to accurately detect the difference in subject brightness before and after the irradiation of the AF auxiliary light, and even when camera shake is detected, the optical axis correction can be performed. By configuring so that the re-exposure Eb is executed only when it is impossible, it is possible to prevent unnecessary processing from being executed when the amount of camera shake is small.
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。図15は、第4の実施形態に係わるデジタルカメラ70を示す。デジタルカメラ70は、手ぶれ検出部41に代えて、被写体ぶれ検出部51を備えている点のみが上記第4の実施形態に係わるデジタルカメラ60の構成と異なる。上記実施形態と同一の構成部については同一の符号を付し、説明は省略する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 shows a
システム制御部10は、被写体ぶれ検出部51によって検出される被写体ぶれ量(移動量)に基づき、位置検出部64からの補正レンズ61の位置情報を監視しながらドライバ63を制御し、被写体ぶれを相殺するように、撮影レンズ4の光軸を補正する。システム制御部10は、図16に示すように、AF補助光の照射を行う際、静止画用AE処理時に被写体ぶれ検出部51によって被写体ぶれが検出された場合であっても、検出された被写体振れ量が光軸補正機構により補正可能な範囲(例えば、0.3°の振れ角に相当する移動範囲以内)であれば、再露光Ebを行わずAF用AE処理を行うように制御を実行する。
Based on the subject blur amount (movement amount) detected by the subject
このように、被写体ぶれが検出された場合であっても光軸補正が不可能な場合にのみ再露光Ebを実行するように構成することで、被写体ぶれ量が少ない場合に、無駄な処理を実行することを防止することができる。 As described above, the re-exposure Eb is executed only when the optical axis correction is impossible even when the subject blur is detected, so that a wasteful process can be performed when the subject blur amount is small. Execution can be prevented.
なお、上記各実施形態では、レリーズボタン7が半押しされたことを契機として静止画用AE処理を実行するようにしているが、レリーズボタン7の半押し前に静止画用AE処理を繰り返し実行するようにし、レリーズボタン7が半押しされたことを契機として再露光Eb及びAF用AE処理を実行するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the still image AE process is executed when the
また、上記各実施形態では、撮影装置としてデジタルカメラについて説明したが、イメージセンサからの画像信号に基づいたAF・AE機能と、照明光照射機能を備えたものであれば、カメラ付き携帯電話機等の各種の撮影装置に本発明を適用することができる。 In each of the above embodiments, a digital camera has been described as a photographing apparatus. However, a camera-equipped mobile phone or the like is provided as long as it has an AF / AE function based on an image signal from an image sensor and an illumination light irradiation function. The present invention can be applied to various types of imaging apparatuses.
2,40,50,60,70 デジタルカメラ
4 撮影レンズ
6 補助光照射部
10 システム制御部
12 イメージセンサ
13 フォーカス機構
14 絞り機構
24 AF検出部
25 AE検出部
33 LED
41 手ぶれ検出部
51 被写体ぶれ検出部
61 補正レンズ
62 アクチュエータ
64 位置検出部
2, 40, 50, 60, 70 Digital camera 4
41 Camera
Claims (9)
照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い第1の被写体輝度を検出する第1輝度検出処理と、
前記第1の被写体輝度を第1の露出値として露出設定し、照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い、第2の被写体輝度を検出する第2輝度検出処理と、
前記第1の露出値に基づいて決定した第2の露出値により露出設定し、照明光を照射した状態で前記撮像素子により露光を行い、第3の被写体輝度を検出する第3輝度検出処理と、
前記第2の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出する差分算出処理と、
前記差分値に基づいて前記フォーカスレンズの初期設定を行うとともに、前記第3の被写体輝度を第3の露出値として露出設定し、照明光を照射した状態で合焦位置を検出する高速オートフォーカス処理と、
前記第1の露出値により露出設定し、前記撮像素子により撮影を行う撮影処理と、
を実行する制御手段を備えたこと特徴とする撮影装置。 An image sensor that converts the electric charge obtained by exposure of the subject light into an image signal and outputs it, a focus lens that forms an image of the subject light on the light receiving surface of the imaging means, and an exposure setting that sets the exposure for the image sensor Means, brightness detecting means for detecting subject brightness based on the image signal, illumination light irradiating means for irradiating focusing illumination light toward the subject, and a focus position of the focus lens based on the image signal In a photographing apparatus provided with an in-focus position detecting means for detecting
A first luminance detection process for detecting a first subject luminance by performing exposure with the imaging element in a state where illumination light is not irradiated;
A second luminance detection process in which the first subject luminance is set as an exposure value and exposure is performed by the imaging element in a state where illumination light is not irradiated, and second subject luminance is detected;
A third luminance detection process in which exposure is set by a second exposure value determined based on the first exposure value, exposure is performed by the imaging element in a state in which illumination light is irradiated, and a third subject luminance is detected; ,
A difference calculation process for calculating a difference value between the second subject brightness and the third subject brightness;
A high-speed autofocus process that performs initial setting of the focus lens based on the difference value, sets the third subject brightness as an exposure value as a third exposure value, and detects a focus position in a state where illumination light is irradiated. When,
A shooting process for setting exposure according to the first exposure value and shooting with the image sensor;
An imaging apparatus comprising control means for executing
照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い第1の被写体輝度を検出する第1輝度検出ステップと、
前記第1の被写体輝度を第1の露出値として露出設定し、照明光を非照射とした状態で前記撮像素子により露光を行い、第2の被写体輝度を検出する第2輝度検出ステップと、
前記第1の露出値に基づいて決定した第2の露出値により露出設定し、照明光を照射した状態で前記撮像素子により露光を行い、第3の被写体輝度を検出する第3輝度検出ステップと、
前記第2の被写体輝度と前記第3の被写体輝度との差分値を算出する差分算出ステップと、
前記差分値に基づいて前記フォーカスレンズの初期設定を行うとともに、前記第3の被写体輝度を第3の露出値として露出設定し、照明光を照射した状態で合焦位置を検出する高速オートフォーカスステップと、
前記第1の露出値により露出設定し、前記撮像素子により撮影を行う撮影ステップと、
を含むこと特徴とする撮影装置の制御方法。 An image sensor that converts the electric charge obtained by exposure of the subject light into an image signal and outputs it, a focus lens that forms an image of the subject light on the light receiving surface of the imaging means, and an exposure setting that sets the exposure for the image sensor Means, brightness detecting means for detecting subject brightness based on the image signal, illumination light irradiating means for irradiating focusing illumination light toward the subject, and a focus position of the focus lens based on the image signal In a focus position detection means for detecting a photographing device comprising:
A first luminance detection step of detecting a first subject luminance by performing exposure with the imaging element in a state where illumination light is not irradiated;
A second luminance detecting step of setting the first subject luminance as a first exposure value, performing exposure with the imaging element in a state in which illumination light is not irradiated, and detecting a second subject luminance;
A third luminance detecting step of setting exposure with a second exposure value determined based on the first exposure value, performing exposure with the imaging element in a state of irradiating illumination light, and detecting a third subject luminance; ,
A difference calculating step for calculating a difference value between the second subject brightness and the third subject brightness;
A high-speed autofocus step for performing initial setting of the focus lens based on the difference value, setting the third subject brightness as an exposure value as a third exposure value, and detecting a focus position in a state where illumination light is irradiated When,
A shooting step of setting an exposure with the first exposure value and shooting with the image sensor;
A method for controlling an imaging apparatus, comprising:
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