JP5047907B2 - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method.
主に静止画撮影が可能なデジタルスチルカメラ等の撮像装置には、例えば、デジタル一眼レフカメラ、コンパクトデジタルカメラなどがある。ユーザーは、通常、デジタル一眼レフカメラでは、光学式ファインダーを介して被写体を確認する。また、コンパクトデジタルカメラでは、ユーザーは本体に設けられた液晶パネル(LCD)にライブビュー表示された被写体を確認する。 Examples of imaging devices such as digital still cameras that can mainly shoot still images include digital single-lens reflex cameras and compact digital cameras. A user usually confirms a subject through an optical viewfinder in a digital single-lens reflex camera. In the compact digital camera, the user checks a subject displayed in a live view on a liquid crystal panel (LCD) provided in the main body.
近年、デジタル一眼レフカメラでも、本体に設けられた液晶パネルにライブビュー表示された被写体を確認できるものがある。例えば、特許文献1には、ライブビュー表示用に、ミラー機構で反射した被写体からの光を受光する撮像素子と、本撮影用の撮像素子との2つの撮像素子を有するカメラが開示されている。 In recent years, some digital single-lens reflex cameras can check a subject displayed in a live view on a liquid crystal panel provided in the main body. For example, Patent Document 1 discloses a camera having two image pickup elements, an image pickup element that receives light from a subject reflected by a mirror mechanism and an image pickup element for main photographing, for live view display. .
しかし、近年のライブビュー表示が可能なデジタル一眼レフカメラは、通常、可動式のミラー機構を有しており、ミラーダウン時に撮像素子に直接被写体を結像させることができない。また、デジタル一眼レフカメラは、従来の光学式ファインダーをそのまま残しながら、本体の液晶パネルに撮影画像を表示させている。そのため、ライブビュー表示が可能な一眼レフカメラは、ミラー機構やペンタプリズム等において、従来以上に複雑な光学システムが必要であった。また、光学精度や取り付け精度によっては、表示位置がずれるという問題があった。更に、カメラの小型化、カメラ内部の塵芥対策やコストダウンを図ることが困難であった。 However, digital single-lens reflex cameras capable of live view display in recent years usually have a movable mirror mechanism, and cannot image a subject directly on the image sensor when the mirror is down. The digital single-lens reflex camera displays a photographed image on the liquid crystal panel of the main body while leaving the conventional optical viewfinder as it is. Therefore, a single-lens reflex camera capable of live view display requires a more complicated optical system than the conventional ones in a mirror mechanism, a pentaprism, and the like. Further, there is a problem that the display position is shifted depending on the optical accuracy and the mounting accuracy. Furthermore, it has been difficult to reduce the size of the camera, to prevent dust inside the camera, and to reduce costs.
そこで、レンズを本体に対して着脱可能なカメラとして、コンパクトデジタルカメラのように光学式ファインダーを設けず、LCDのみで本撮影前に撮影画像を確認する方法が考えられる。 Therefore, as a camera in which the lens can be attached to and detached from the main body, there is a method in which a photographed image is confirmed by the LCD alone without using an optical viewfinder unlike a compact digital camera.
しかし、ライブビュー表示をする場合、静止画用の画素数の多い撮像素子からライブビュー用の小さい画像を取り出すときに、表示に時間がかかったり、画質の劣化が生じたりするという問題があった。また、コントラスト方式によるフォーカス制御を行う場合、画素数が多い撮像素子では、撮像素子からの読出し速度が遅いため、合焦位置を検出するまで時間がかかるという問題があった。更に、静止画用の撮像素子を動画撮影用に兼用する場合、撮像素子からの読出し速度が動画のフレームレートに間に合わず、必要とするフレームレートが得られなかったり、又は画質の劣化が生じたりするという問題があった。 However, when performing live view display, when taking out a small image for live view from an image sensor with a large number of still image pixels, there are problems that display takes time and image quality deteriorates. . Further, when performing focus control by the contrast method, an imaging device having a large number of pixels has a problem in that it takes time until the in-focus position is detected because reading speed from the imaging device is slow. Furthermore, when the still image sensor is also used for moving image shooting, the readout speed from the image sensor does not keep up with the frame rate of the moving image, and the required frame rate cannot be obtained, or the image quality deteriorates. There was a problem to do.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数の撮像素子を簡潔に切り替えて撮像素子に適した複数のモードの撮影をすることが可能な、新規かつ改良された撮像装置及び撮像方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to allow a plurality of modes suitable for an image sensor to be shot by simply switching the plurality of image sensors. It is another object of the present invention to provide a new and improved imaging apparatus and imaging method.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光軸上に固定して配置され、第1の撮影モード時に第1の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換する第1の撮像素子と、第2の撮影モード時に光軸上かつ第1の撮像素子より被写体側に配置され、第2の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換する第2の撮像素子と、第1の撮影モード時に光軸上かつ第1の撮像素子より被写体側に配置され、被写体からの距離が被写体から第2の撮像面までの距離と同一となる位置に設けられた、被写体像が結像される結像面を有し、結像された被写体像を透過させて第1の撮像面に被写体像を照射するフォーカシングスクリーンと、第2の撮像素子とフォーカシングスクリーンとを光軸方向に対して垂直方向に支持する支持部材と、第2の撮影モードでは、第2の撮像素子が光軸上に配置されるように支持部材を駆動し、第1の撮影モードでは、フォーカシングスクリーンが光軸上に配置されるように支持部材を駆動する駆動部とを備える撮像装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a subject image that is fixedly disposed on the optical axis and is irradiated on the first imaging surface in the first imaging mode is converted into an electrical signal. A first imaging device and a second imaging device that is arranged on the optical axis in the second imaging mode and closer to the subject side than the first imaging device, and converts a subject image irradiated on the second imaging surface into an electrical signal And the element, disposed on the optical axis in the first shooting mode and closer to the subject side than the first imaging element, and provided at a position where the distance from the subject is the same as the distance from the subject to the second imaging surface. A focusing screen having an imaging surface on which a subject image is formed, transmitting the formed subject image and irradiating the subject image on the first imaging surface, and a second imaging element and the focusing screen are illuminated. A support member for supporting in a direction perpendicular to the axial direction; In the second imaging mode, the support member is driven so that the second image sensor is disposed on the optical axis, and in the first imaging mode, the support member is disposed so that the focusing screen is disposed on the optical axis. There is provided an imaging apparatus including a driving unit for driving.
かかる構成により、第1の撮像素子は、光軸上に固定して配置され、第1の撮影モード時に第1の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換し、第2の撮像素子は、第2の撮影モード時に光軸上かつ第1の撮像素子より被写体側に配置され、第2の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換し、フォーカシングスクリーンは、第1の撮影モード時に光軸上かつ第1の撮像素子より被写体側に配置され、被写体からの距離が被写体から第2の撮像面までの距離と同一となる位置に設けられた、被写体像が結像される結像面を有し、結像された被写体像を透過させて第1の撮像面に被写体像を照射する。また、支持部材は、第2の撮像素子とフォーカシングスクリーンとを光軸方向に対して垂直方向に支持し、駆動部は、第2の撮影モードでは、第2の撮像素子が光軸上に配置されるように支持部材を駆動し、第1の撮影モードでは、フォーカシングスクリーンが光軸上に配置されるように支持部材を駆動する。 With this configuration, the first imaging element is fixedly disposed on the optical axis, converts the subject image irradiated on the first imaging surface in the first imaging mode into an electrical signal, and the second imaging element. Is arranged on the optical axis and in the second imaging mode on the subject side with respect to the first image sensor, converts the subject image irradiated on the second imaging surface into an electrical signal, and the focusing screen performs the first imaging A subject image is formed on the optical axis in the mode and on the subject side with respect to the first image sensor and provided at a position where the distance from the subject is the same as the distance from the subject to the second imaging surface. An imaging surface is provided, the imaged subject image is transmitted, and the subject image is irradiated onto the first imaging surface. The support member supports the second image sensor and the focusing screen in a direction perpendicular to the optical axis direction, and the drive unit arranges the second image sensor on the optical axis in the second imaging mode. In the first photographing mode, the support member is driven so that the focusing screen is disposed on the optical axis.
上記第1の撮像素子の第1の撮像面は、第2の撮像素子の第2の撮像面に比して狭い。かかる構成により、撮影モードに応じて異なる種類の信号を取得できる。第2の撮像素子は、例えば静止画撮影用の画素数を有し、第1の撮像素子は、第2の撮像素子より画素数が少ない、例えば動画撮影用の画素数を有する。 The first imaging surface of the first imaging device is narrower than the second imaging surface of the second imaging device. With this configuration, different types of signals can be acquired depending on the shooting mode. The second image sensor has, for example, the number of pixels for still image shooting, and the first image sensor has a smaller number of pixels than the second image sensor, for example, the number of pixels for moving image shooting.
上記支持部材に、第2の撮像素子とフォーカシングスクリーンが互いに隣接し、第2の撮像面と結像面が同一基準面に位置するように配置される。かかる構成により、撮影モードの切り替えがスムーズになり、第2の撮像面と結像面で同一の大きさの被写体像を取得できる。 The second imaging element and the focusing screen are adjacent to each other on the support member, and the second imaging surface and the imaging surface are located on the same reference plane. With this configuration, the shooting mode can be switched smoothly, and subject images having the same size can be acquired on the second imaging surface and the imaging surface.
上記第2の撮影モードは、静止画撮影を行うモードであり、第1の撮影モードは動画撮影を行うモードである。かかる構成により、第2の撮像素子と第1の撮像素子を切り替えることで、静止画撮影と動画撮影を切り替えることができる。 The second shooting mode is a mode for shooting a still image, and the first shooting mode is a mode for shooting a moving image. With this configuration, it is possible to switch between still image shooting and moving image shooting by switching between the second image sensor and the first image sensor.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第2の撮像素子とフォーカシングスクリーンとを光軸方向に対して垂直方向に支持し、第1の撮像素子より被写体側に配置された支持部材を、第2の撮影モードで、第2の撮像素子が光軸上に配置されるように駆動するステップと、第2の撮影モードで第2の撮像素子が、第2の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換するステップと、支持部材を、第1の撮影モードで、フォーカシングスクリーンが光軸上に配置されるように駆動するステップと、第1の撮影モードで、被写体からの距離が被写体から第2の撮像面までと同一となる距離に位置する結像面を有するフォーカシングスクリーンが、結像面に結像された被写体像を透過させて第1の撮像素子の第1の撮像面に被写体像を照射するステップと、第1の撮影モードで第1の撮像素子が、第1の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換するステップとを有する撮像方法が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, the second image sensor and the focusing screen are supported in a direction perpendicular to the optical axis direction, and the object side from the first image sensor. In the second imaging mode, the second imaging element is driven in the second imaging mode, and the second imaging element is in the second imaging mode. Converting the subject image irradiated on the imaging surface into an electrical signal, driving the support member so that the focusing screen is disposed on the optical axis in the first imaging mode, and first imaging In the mode, a focusing screen having an imaging surface located at a distance where the distance from the subject is the same as the distance from the subject to the second imaging surface transmits the subject image formed on the imaging surface and transmits the first image First imaging surface of the image sensor A step of irradiating an object image, the first imaging mode in the first imaging device, imaging method and a step of converting the subject image illuminated on the first imaging plane into an electrical signal.
かかる構成により、第2の撮像素子とフォーカシングスクリーンとを光軸方向に対して垂直方向に支持し、第1の撮像素子より被写体側に配置された支持部材が、第2の撮影モードで、第2の撮像素子が光軸上に配置されるように駆動され、第2の撮影モードで第2の撮像素子によって、第2の撮像面に照射された被写体像が電気信号に変換される。そして、支持部材が、第1の撮影モードで、フォーカシングスクリーンが光軸上に配置されるように駆動され、第1の撮影モードで、被写体からの距離が被写体から第2の撮像面までと同一となる距離に位置する結像面を有するフォーカシングスクリーンによって、結像面に結像された被写体像が透過されて第1の撮像素子の第1の撮像面に被写体像が照射される。また、第1の撮影モードで第1の撮像素子によって、第1の撮像面に照射された被写体像が電気信号に変換される。 With this configuration, the second imaging element and the focusing screen are supported in a direction perpendicular to the optical axis direction, and the support member disposed on the subject side from the first imaging element is in the second imaging mode. The second image sensor is driven so as to be arranged on the optical axis, and the subject image irradiated on the second imaging surface is converted into an electric signal by the second image sensor in the second imaging mode. Then, the support member is driven so that the focusing screen is disposed on the optical axis in the first shooting mode, and the distance from the subject is the same from the subject to the second imaging surface in the first shooting mode. The subject image formed on the imaging surface is transmitted by the focusing screen having the imaging surface located at a distance such that the subject image is irradiated onto the first imaging surface of the first image sensor. In addition, the subject image irradiated on the first imaging surface is converted into an electrical signal by the first imaging element in the first imaging mode.
本発明によれば、複数の撮像素子を簡潔に切り替えて撮像素子に適した複数のモードの撮影をすることができる。 According to the present invention, it is possible to perform shooting in a plurality of modes suitable for an image sensor by simply switching the plurality of image sensors.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(一実施形態の構成)
まず、本発明の一実施形態に係る撮像装置100の構成について説明する。
図1及び図2は、本実施形態に係る撮像装置100を示す概略的な断面図である。図1のセンサユニット116の位置は、第2撮影モードにおける位置を示しており、図2のセンサユニット116の位置は、第1撮影モードにおける位置を示している。図3は、本実施形態の撮像装置100のセンサユニット116を示す正面図である。図4は、図3のA−A線で切断して切断面を見た断面図である。
(Configuration of one embodiment)
First, the configuration of the
1 and 2 are schematic cross-sectional views illustrating the
撮像装置100は、例えばデジタルカメラであり、静止画撮影用の撮像素子110と動画撮影又はライブビュー表示撮影用の撮像素子118を有し、静止画撮影モードと動画撮影モードで撮像素子110,118を切り替えて撮影を行う。
The
撮像装置100は、例えば、レンズ本体102と、カメラ本体103とからなる。
レンズ本体102は、内部に光学系としてのレンズブロック104を内蔵する。レンズブロック104は、図示しないが、例えばズームレンズ、フォーカスレンズ、絞りなどから構成される。被写体からの光束は、レンズブロック104を通過してカメラ本体103内部に到達する。レンズ本体102は、カメラ本体103に対して着脱可能な構成を有する。カメラ本体103に適合するレンズ本体102であれば、画角、焦点距離等の特性が異なる様々なレンズ本体102をカメラ本体103に交換可能に取り付けられる。
The
The
レンズブロック104は、外部の光情報を撮像素子110、フォーカシングスクリーン107に結像させる光学系システムであり、被写体からの光を撮像素子110、フォーカシングスクリーン107まで透過させる。ズームレンズは、焦点距離を変化させて画角を変えるレンズであり、絞りは、透過する光量を調節する機構である。フォーカスレンズは、光軸方向に移動することで撮像素子110の撮像面110A、フォーカシングスクリーン107の結像面107Aに被写体像を合焦させる。フォーカスレンズは、モータによって駆動される。モータは、AFドライバ144から駆動信号を受けて駆動する。
The
カメラ本体103は、内部に例えばフォーカルプレーンシャッター109と、フォーカシングスクリーン107及び撮像素子110が設けられたセンサユニット116と、レンズ117と、撮像素子118などを有する。
The
フォーカルプレーンシャッター109は、レンズブロック104を通過する光束の光軸上に設けられる。また、フォーカルプレーンシャッター109は、第2の撮影モードで撮像素子110が被写体からの光束の光軸上に移動したとき、撮像素子110の撮像面110Aの近傍となる位置に設けられる。フォーカルプレーンシャッター109は、図1に示す静止画撮影(第2の撮影モード)時、所定のシャッター速度で開閉して、撮像素子110を露光する。一方、フォーカルプレーンシャッター109は、図2に示す動画撮影(第1の撮影モード)時、開放した状態を継続する。
The
なお、撮像素子110の露光時間を制御するため、非撮影時に光を遮って撮影時のみ光が当たるように、フォーカルプレーンシャッター109を適用する例について説明したが、これに限定されず、電子シャッター(図示せず。)を適用してもよい。なお、フォーカルプレーンシャッター109又は電子シャッターの動作は、全体信号処理部・制御部140に接続されたシャッターボタン(操作部180)のスイッチによって行われる。
In addition, in order to control the exposure time of the
センサユニット116は、支持部材の一例であり、撮像素子110とフォーカシングスクリーン107とを支持する。センサユニット116は、撮像素子110の撮像面110Aとフォーカシングスクリーン107の結像面107Aが、光軸方向に対して垂直方向の面内に収まるように、撮像素子110とフォーカシングスクリーン107とを支持する。
The
センサユニット116は、例えば、図3及び図4に示すように、例えば板状部材である。フォーカシングスクリーン107が設置される部分には、開口部116Aが設けられる。これにより、第1の撮影モード時に、フォーカシングスクリーン107に結像した被写体像を、撮像素子118に結像させることができる。
The
センサユニット116は、例えばセンサユニット駆動部146(図5参照)によって駆動される。センサユニット116は、フォーカシングスクリーン107の中心と撮像素子110の中心を結ぶ方向と平行方向に、駆動される。センサユニット116は、第2の撮影モード時、図1に示すように、撮像素子110に被写体像が照射されるように駆動され、第1の撮影モード時、図2に示すように、フォーカシングスクリーン107に被写体像が照射されるように駆動される。図5に示す例では、センサユニット116の可動方向は、ベアリング122によって規定されている。なお、センサユニット116の駆動手段や駆動方向の規定手段は、上記の例に限定されず、他の手段を適用して実現することができる。
The
フォーカシングスクリーン107は、センサユニット116に設けられる。フォーカシングスクリーン107は、被写体像が照射される結像面107Aを有する。結像面107Aは、フォーカシングスクリーン107の一面であり、例えばマット加工されている。結像面107Aには、第1の撮影モード時に被写体像が結像される。フォーカシングスクリーン107は透明部材であり、結像面107Aに結像した被写体像は、撮像素子118側に透過される。
The focusing
撮像素子110は、第2の撮像素子の一例であり、レンズブロック104を透過して入射した光情報を電気信号に変換する光電変換が可能な複数の素子から構成される。各素子は受光した光に応じた電気信号を生成する。撮像素子110は、CCD(charge coupled device)センサー、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)センサー等を適用することができる。
The
撮像素子110は、静止画撮影用であり、動画撮影用の撮像素子118よりもサイズが大きく、高解像度高画質に対応したものが適用される。撮像素子110は、センサユニット116に設けられる。撮像素子110は、被写体像が照射される撮像面110Aを有する。撮像面110Aには、第2の撮影モード時に被写体像が結像される。これにより、第2の撮影モードでは、高画質な静止画を撮影することができる。
The
フォーカシングスクリーン107の結像面107Aの画角サイズは、撮像素子110の撮像面110Aの画角サイズと同一である。図3に示す例では、結像面107Aの画角サイズは、縦L1×横W1であり、撮像面110Aの画角サイズは、縦L2×横W2である。そして、L1=L2、W1=W2を満たす。
The field angle size of the
また、撮像素子110の撮像面110Aとフォーカシングスクリーン107の結像面107Aとは、同一の基準面内に位置する。これにより、焦点距離、画角を変えてレンズ本体102を使用した場合でも、結像面107Aに結像される被写体像と撮像素子110の撮像面110Aに結像される被写体像とが一致する。また、フォーカシングスクリーン107に結像した、静止画撮影用の撮像素子110における被写体像と一致する被写体像が動画撮影用の撮像素子118に照射される。その結果、第1の撮影モードのライブビュー表示において、静止画撮影の際の被写体のフレーミングやズーミングを確認することができる。
In addition, the
レンズ117は、フォーカシングスクリーン107に結像した被写体像を撮像素子118に導く光学部材である。レンズ117は、フォーカシングスクリーン107に結像した被写体像を、撮像素子118の撮像面の大きさに合うように、撮像素子118の撮像面に結像させる。
The
撮像素子118は、第1の撮像素子の一例であり、レンズブロック104を透過し、フォーカシングスクリーン107を介して入射した光情報を電気信号に変換する光電変換が可能な複数の素子から構成される。各素子は受光した光に応じた電気信号を生成する。撮像素子110,118は、CCD(charge coupled device)センサー、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)センサー等を適用することができる。
The
撮像素子118は、動画撮影用又はライブビュー表示撮影用であり、静止画撮影用の撮像素子110よりもサイズが小さく、画素数が少ないが、撮像素子118は、静止画撮影用の撮像素子110よりも高速読出しが可能である。撮像素子118は、センサユニット116を挟んでレンズ本体102と反対側に設けられる。撮像素子118の撮像面には、第1の撮影モード時に、フォーカシングスクリーン107で結像した被写体像が結像される。これにより、第1の撮影モードでは、動画用又はライブビュー表示用の撮影をすることができる。
The
また、撮像素子118を用いて、高速読出しされた映像信号に基づいて、コントラスト方式のフォーカス制御(コントラストAF)を行うことができる。また、撮像素子118から、動画の記録に最適なフレームレート、画素数で映像信号を読み出すことによって、静止画用の撮像素子110では読み出すことが困難な高画質、高品質な動画像を得ることができる。
Further, using the
次に、図5を参照して、本実施形態に係る撮像装置100の構成について説明する。図5は、本実施形態に係る撮像装置100を示すブロック図である。
Next, the configuration of the
撮像装置100は、例えば、図1及び図2を参照して説明したレンズブロック104、センサユニット116、撮像素子110、レンズ117、撮像素子118などに加えて、前処理部130、画像メモリ132、映像信号処理部134、全体信号処理部・制御部140、AF制御部142、AFドライバ144、センサユニット駆動部146、JPEG処理部152、MPEG処理部154、LCD160、メモリカード170、操作部180などからなる。
The
撮像素子110,118は、更にCDS/AMP部、A/D変換部を有する。CDS/AMP部(相関二重サンプリング回路(correlated double sampling)/増幅器(amplifier))は、撮像素子110,118から出力された電気信号に含まれる低周波ノイズを除去すると共に、電気信号を任意のレベルまで増幅する。A/D変換部は、CDS/AMP部から出力された電気信号をデジタル変換してデジタル信号を生成する。A/D変換部は、生成したデジタル信号を前処理部130に出力する。
The
スイッチ124は、第1の撮影モード及び第2の撮影モードにあわせて、撮像素子110と撮像素子118を切り替える。第2の撮影モードでは、スイッチ124は、撮像素子110から出力される信号が前処理部130に送られるように接続される。第1の撮影モードでは、スイッチ124は、撮像素子118から出力される信号が前処理部130に送られるように接続される。
The
前処理部130は、A/D変換部から出力されたデジタル信号に対して処理を施し、映像処理が可能となる映像信号を生成する。前処理部130は、例えば、撮像素子110,118の画素欠陥補正、黒レベル補正、AF(auto focus:自動焦点)評価値の算出、シェーディング補正などの処理を行う。前処理部130は、生成した画像信号を例えば映像信号処理部134に出力する。また、前処理部130は、画像メモリ132への画像データの読み書きを制御する。
The
画像メモリ132は、例えばSDRAM(synchronous DRAM)であり、撮影した画像の画像データを一時的に保存する。画像メモリ132は、複数の画像の画像データを記憶できる記憶容量を有している。画像メモリ132への画像の読み書きは、前処理部130によって制御される。
The
映像信号処理部134は、前処理部130から映像信号を受け、輝度信号と色信号に変換処理する。また、映像信号処理部134は、WB制御値、γ値、輪郭強調制御値などに基づいて、映像処理された映像信号を生成する。映像信号処理部134は、生成した映像信号を全体信号処理部・制御部140に送る。
The video
全体信号処理部・制御部140は、プログラムによって演算処理装置及び制御装置として機能し、撮像装置100内に設けられた各構成要素の処理を制御する。全体信号処理部・制御部140は、例えば、AF制御部142を介してAFドライバ144に信号を出力してレンズブロック104のフォーカスレンズを駆動させる。また、全体信号処理部・制御部140は、操作部180からの信号に基づいて撮像装置100の各構成要素を制御する。なお、本実施形態においては、全体信号処理部・制御部140が1つだけからなる構成であるが、信号系の命令と操作系の命令とを別々のCPUで行うなど複数のCPUから構成されてもよい。
The overall signal processing unit /
AF制御部142は、フォーカス制御開始の操作信号を受けると、フォーカスレンズを一方向に移動する制御信号を生成して、生成した制御信号をAFドライバ144に出力する。AF制御部142は、前処理部130で算出されたAF評価値に基づいて、フォーカスレンズの合焦位置を算出する。なお、AF評価値は、画像信号の輝度値に基づいて前処理部130で算出されたものである。AF評価値は、例えば画像のコントラスト値であり、コントラスト値が最大となったとき、被写体像が撮像素子110の撮像面110Aで合焦していると判断する(コントラスト検出方式)。フォーカス制御では、撮像素子118からの信号を使用してAF評価値を算出することで、画素数が多い静止画用の撮像素子110を用いて算出する場合に比べて、高速に合焦位置を検出することができる。
Upon receiving the focus control start operation signal, the
AF制御部142は、算出の結果得られた合焦位置を制御信号としてAFドライバ144に出力する。AFドライバ144は、AF制御部142から受けた制御信号に基づいて駆動信号を生成する。AFドライバ144は、生成した駆動信号をフォーカスレンズの駆動部に送る。
The
センサユニット駆動部146は、駆動部の一例であり、センサユニット116を撮像素子110とフォーカシングスクリーン107とを結ぶ方向と平行に駆動する。また、センサユニット駆動部146は、第2の撮影モードでは、撮像素子110に被写体像が照射されるようにセンサユニット116を駆動し、第1の撮影モードでは、フォーカシングスクリーン107に被写体像が照射されるようにセンサユニット116を駆動する。
The sensor
JPEG処理部152は、全体信号処理部・制御部140からの映像データに対して、例えばJPEG(Joint Photographic Experts Group)規格などの静止画像の符号化方式で圧縮符号化処理を行う。また、メモリカード170から供給された静止画像の符号化データに対して伸張復号化処理を行う。
The
MPEG処理部154は、全体信号処理部・制御部140から受け取った映像データに対して、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)などの動画像の符号化方式で圧縮符号化処理を行う。また、メモリカード170から供給された動画の符号化データに対して伸張復号化処理を行う。また、伸長復号化処理した映像信号をLCD(liquid crystal display:液晶画面)160に出力する。
The
LCD160は、例えば画像メモリ132から受け取った画像データに基づいて、画面に画像を表示する。LCD160は、例えばカメラ本体103に設けられる。LCD160が表示する画像は、例えば、画像メモリ132から読み出された撮影前の画像(ライブビュー表示)、撮像装置100の各種設定画面や、撮像して記録された画像などである。本実施形態では、表示部としてLCD160としたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば有機ELディスプレイなどであってもよい。
The
メモリカード170は、画像データの書き込み、又は記録された画像データや設定情報などの読み出しがされる。メモリカード170は、例えば、磁気ディスク、半導体記憶媒体などの記録媒体であり、撮影された画像データを記録する。記録媒体であれば、メモリカード170に限定されず、光ディスク(CD、DVD、ブルーレイディスク等)、光磁気ディスクなどでもよい。メモリカード170は、撮像装置100から着脱可能に構成されてもよい。
The
操作部180は、例えば、撮像装置100に設けられた上下左右キー、電源スイッチ、モードダイアル、シャッターボタンなどである。操作部180は、ユーザーによる操作に基づいて操作信号を全体信号処理部・制御部140等に送る。例えば、シャッターボタンは、ユーザーによる半押し(S1操作)、全押し(S2操作)、解除が可能である。シャッターボタンは、半押しされたときフォーカス制御開始の操作信号を出力し、半押し解除でフォーカス制御が終了する。また、シャッターボタンは、全押しされたとき、撮影開始の操作信号を出力する。
The
なお、撮像装置100における一連の処理は、ハードウェアで処理してもよいし、コンピュータ上のプログラムによるソフトウェア処理で実現してもよい。
Note that a series of processing in the
(一実施形態の動作)
次に、本発明の一実施形態に係る撮像装置100の撮影動作について説明する。
(Operation of one embodiment)
Next, a shooting operation of the
まず、静止画撮影について説明する。撮像装置100は、電源がONにされると同時に、第1の撮影モードが開始される。そして、センサユニット116に設けられたフォーカシングスクリーン107が光軸上に位置するように、センサユニット駆動部146がセンサユニット116を駆動する。その結果、フォーカシングスクリーン107上に被写体像が結像され、動画撮影用の撮像素子118は、フォーカシングスクリーン107上の被写体像を撮像する。
First, still image shooting will be described. The
次に、動画撮影用の撮像素子118を制御して、一定間隔で露光し、画像データの読出しをする。この一定間隔は、例えば1/60秒単位であり、一定間隔で読み出された画像を1フレームと呼ぶ。1フレーム毎の画像は、例えば撮像装置100の背面に設けられたLCD160にリアルタイム(実時間)で表示される(ライブビュー表示)。
Next, the
次に、ユーザーによってシャッターボタンが半押し操作(S1操作)されることで、フォーカス制御動作が開始される。フォーカス制御では、フォーカスレンズが、例えば無限遠撮影距離時の位置から最短撮影距離時の位置まで(または反対の方向で)駆動しながら、前処理部130がAF評価値を算出する。
Next, the focus control operation is started by the user pressing the shutter button halfway (S1 operation). In the focus control, the
フォーカス制御が開始されると、動画撮影用の撮像素子118の制御と連動して、フォーカスレンズが一定速度で駆動される。そして、撮像素子118に被写体像が露光されながら、撮像素子118から読み出された画像データに基づいてコントラスト値(AF評価値)が算出され、サンプリングされる。サンプリング後、AF評価値のピークが検出されたかが判断される。ピークが複数検出された場合は、例えば、撮像装置100から最も近い位置にある被写体を主被写体と判定する。一方、AF評価値のピークが検出されないような被写体の場合(例えば、被写体にコントラスト変化が少ない場合等)、フォーカス制御を終了する。
When focus control is started, the focus lens is driven at a constant speed in conjunction with the control of the
AF評価値のピークが検出された場合、最大のAF評価値(ピーク値)に対応するフォーカスレンズの位置を最終的な合焦位置として算出する。例えば、サンプリングによって得られるAF評価値は離散的に取得されるため、対応するフォーカスレンズ位置を合焦位置として決定してもよい。または、合焦位置を更に正確に算出するため、ピーク及びピーク前後のAF評価値を抽出し、これらのAF評価値を用いて補間計算を行ってもよい。補間計算によって、最終的な合焦位置が算出される。その後、AF制御部142は、算出された合焦位置にフォーカスレンズを駆動する。以上により、フォーカス制御の一連の動作が完了する。
When the peak of the AF evaluation value is detected, the position of the focus lens corresponding to the maximum AF evaluation value (peak value) is calculated as the final focus position. For example, since AF evaluation values obtained by sampling are obtained discretely, the corresponding focus lens position may be determined as the in-focus position. Alternatively, in order to calculate the in-focus position more accurately, the AF evaluation values before and after the peak may be extracted, and interpolation calculation may be performed using these AF evaluation values. The final in-focus position is calculated by interpolation calculation. Thereafter, the
次に、ユーザーによってシャッターボタンが全押し(S2操作)されることで、本撮影が行われる。まず、フォーカルプレーンシャッター109が全閉状態となる。そして、第2の撮影モードが開始され、センサユニット116に設けられた静止画撮影用の撮像素子110が光軸上に位置するように、センサユニット駆動部146がセンサユニット116を駆動する。そして、上記フォーカス制御によって得られた合焦位置や、露光制御によって得られた露光値などに基づいて、撮像素子110が露光される。そして、撮像素子110から出力された画像データに基づいて、各画像処理が行われ、処理後の画像データが例えばメモリカード170に記録される。以上により静止画の本撮影が完了する。
Next, when the user presses the shutter button fully (S2 operation), the actual shooting is performed. First, the
次に、動画撮影について説明する。撮像装置100は、電源がONにされると同時に、第1の撮影モードが開始される。そして、センサユニット116に設けられたフォーカシングスクリーン107が光軸上に位置するように、センサユニット駆動部146がセンサユニット116を駆動する。その結果、フォーカシングスクリーン107上に被写体像が結像され、動画撮影用の撮像素子118は、フォーカシングスクリーン107上の被写体像を撮像する。
Next, movie shooting will be described. The
次に、動画撮影用の撮像素子118を制御して、一定間隔で露光し、画像データの読出しをする。1フレーム毎の画像は、例えば撮像装置100の背面に設けられたLCD160にリアルタイム(実時間)で表示される(ライブビュー表示)。次に、ユーザーによってボタンが押圧されることで、動画の本撮影が行われる。
Next, the
まず、引き続き、センサユニット116に設けられたフォーカシングスクリーン107が光軸上に位置した状態で、撮像素子118が露光される。そして、撮像素子118から出力された画像データに基づいて、各画像処理が行われ、処理後の画像データが例えばメモリカード170に記録される。その後、再びユーザーによってボタンが押圧されることで、動画の本撮影が完了する。
First, subsequently, the
以上によれば、本実施形態の撮像装置100は、駆動可能なセンサユニット116に設けられた静止画用撮像素子110と、動画撮影用撮像素子118を備える。そして、第2の撮影モードでは、光軸上に撮像素子110が位置するようにセンサユニット116を移動することで、静止画を撮影できる。また、第1の撮影モードでは、光軸上にフォーカシングスクリーン107が移動するようにセンサユニット116を移動し、撮像素子118を露光することで、動画を撮影できる。
As described above, the
本実施形態の撮像装置100は、光学式ファインダーを備えずに、LCD160でライブビュー表示が可能であり、ミラーやビームスプリッタなどの光路を切り替える部材が不要である。また、静止画撮影と動画撮影それぞれに適した撮像素子を備えているため、静止画撮影用の撮像素子で画像処理を施さずに、例えばライブビュー表示、高速AF、動画撮影に適したデータを簡潔に得ることができる。
The
例えば、画素数の多い静止画撮影用の撮像素子からライブビュー用の小さい画像を取り出す場合、前画素のデータを取り出すとすると表示に時間がかかるという問題があった。また、一部のデータを取り出すとすると、画素データの読み飛ばし等の処理が必要であり、画質が劣化するという問題があった。一方、本実施形態によれば、動画撮影用の撮像素子でライブビュー表示を実行することができるため、従来の問題点が生じることはない。 For example, when a small image for live view is taken out from an image pickup device for taking a still image with a large number of pixels, there is a problem that it takes time to display the data of the previous pixel. Further, if a part of the data is taken out, processing such as skipping of the pixel data is necessary, and there is a problem that the image quality is deteriorated. On the other hand, according to the present embodiment, live view display can be executed by an image pickup device for moving image shooting, so that conventional problems do not occur.
また、コントラスト方式のフォーカス制御を行う場合、画素数の多い静止画撮影用の撮像素子を用いると、撮像素子からの読出し速度が遅いため、合焦位置検出までの時間がかかるという問題があった。一方、本実施形態によれば、動画撮影用の撮像素子でフォーカス制御を実行することができ、高速読出しできるため、従来の問題点が生じることはない。 In addition, when performing contrast-type focus control, using an image sensor for still image shooting with a large number of pixels has a problem in that it takes time to detect the in-focus position because the reading speed from the image sensor is slow. . On the other hand, according to the present embodiment, the focus control can be executed by the imaging device for moving image shooting, and high-speed reading can be performed, so that the conventional problems do not occur.
また、静止画撮影用の撮像素子を用いて、動画撮影を行う場合、静止画撮影用の撮像素子は動画の画素数、解像度と適合していないため、動画データを得るための画像処理を施す必要があった。また、静止画撮影用の撮像素子からの読出し速度が、動画用のフレームレート(例えば60fps)に間に合わず、必要なフレームレートが得られないという問題があった。更に、静止画撮影用の撮像素子からのデータに基づいて、動画データを得るための画像処理を施すと、画質の劣化が生じるという問題があった。一方、本実施形態によれば、動画撮影用の撮像素子を備えるため、上記の問題が発生することはない。 In addition, when shooting a moving image using an image pickup device for still image shooting, the image pickup device for still image shooting is not compatible with the number of pixels and resolution of the moving image, so image processing for obtaining moving image data is performed. There was a need. In addition, there is a problem that the reading speed from the image sensor for still image shooting is not in time for the frame rate for moving images (for example, 60 fps), and a necessary frame rate cannot be obtained. Furthermore, when image processing for obtaining moving image data is performed based on data from an image sensor for still image shooting, there is a problem in that image quality is deteriorated. On the other hand, according to the present embodiment, the above-described problem does not occur because the image pickup device for moving image shooting is provided.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、センサユニット116が板状部材である場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、撮像素子110とフォーカシングスクリーン107を支持することができれば、他の形状または構造を有していてもよい。
For example, although the case where the
また、上記実施形態では、図1及び図2で、センサユニット116がカメラ本体103の上下方向に可動する場合について示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、図6に示すように、センサユニット216上にフォーカシングスクリーン107と撮像素子110とをカメラ本体103の左右方向に配置してもよい。図6は、本実施形態の撮像装置100のセンサユニット216を示す正面図である。このとき、センサユニット216は、カメラ本体103の左右方向に可動する。この例では、上記実施形態のセンサユニット116の場合に比べてセンサユニット216の移動距離が長くなるが、カメラ本体103の上下方向(高さ方向)の寸法を抑えることができる。
In the above embodiment, the case where the
更に、センサユニット116,216における撮像素子110、フォーカシングスクリーン107の位置関係は、図3や図6で示した例と上下反対、又は左右反対であってもよい。
Furthermore, the positional relationship between the
そのほか、カメラ本体103の形状に合わせて、センサユニット上の撮像素子とフォーカシングスクリーンは、カメラ本体103の垂直または水平方向に対して所定の角度を有する位置関係(斜め方向)で配置されてもよい。
In addition, in accordance with the shape of the
また、本実施形態によれば、センサユニット116,216を上下または左右方向に移動させることができる。そのため、撮像素子110やフォーカシングスクリーン107に付着した塵芥を除去する手段を有する撮像装置を容易に構成できる。例えば、塵芥が振り落ちるような振動をセンサユニット116,216に与えてもよいし、センサユニット116,216の表面の塵芥が払い落ちるブラシ部材を設けてもよい。
Further, according to the present embodiment, the
更に、本実施形態のセンサユニット116,216は、1方向にのみ移動する場合について説明したが、更に2方向に移動可能な手段を有してもよい。これにより、撮影時の手振れ補正と兼用できる撮像装置を容易に構成できる。
Furthermore, although the case where the
また、センサユニット116,216は、カメラ本体103に固定されていないため、カメラ本体103から着脱可能な構成としやすい。従って、将来的に静止画撮影用の撮像素子110がより高性能、高画素化した場合でも、撮像素子110を交換することができる。そのため、カメラ本体103の買い替えが不要になるなど、ユーザーにとって大きなメリットがある。
In addition, since the
100 撮像装置
102 レンズ本体
103 カメラ本体
104 レンズブロック
107 フォーカシングスクリーン
107A 結像面
109 フォーカルプレーンシャッター
110,118 撮像素子
110A 撮像面
116,216 センサユニット
116A 開口部
117 レンズ
130 前処理部
132 画像メモリ
134 映像信号処理部
140 全体信号処理部・制御部
142 AF制御部
144 AFドライバ
146 センサユニット駆動部
152 JPEG処理部
154 MPEG処理部
160 LCD
170 メモリカード
180 操作部
DESCRIPTION OF
170
Claims (5)
第2の撮影モード時に前記光軸上かつ前記第1の撮像素子より被写体側に配置され、第2の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換する第2の撮像素子と、
前記第1の撮影モード時に前記光軸上かつ前記第1の撮像素子より被写体側に配置され、被写体からの距離が前記被写体から前記第2の撮像面までの距離と同一となる位置に設けられた、被写体像が結像される結像面を有し、結像された前記被写体像を透過させて前記前記第1の撮像面に前記被写体像を照射するフォーカシングスクリーンと、
前記第2の撮像素子と前記フォーカシングスクリーンとを前記光軸方向に対して垂直方向に支持する支持部材と、
第2の撮影モードでは、前記第2の撮像素子が前記光軸上に配置されるように前記支持部材を駆動し、第1の撮影モードでは、前記フォーカシングスクリーンが前記光軸上に配置されるように前記支持部材を駆動する駆動部と
を備える、撮像装置。 A first imaging element that is fixedly disposed on the optical axis and converts a subject image irradiated onto the first imaging surface in the first imaging mode into an electrical signal;
A second imaging device that is disposed on the optical axis and in the subject side of the first imaging device in the second imaging mode, and converts a subject image irradiated on the second imaging surface into an electrical signal;
It is arranged on the optical axis in the first imaging mode and on the subject side from the first image sensor, and is provided at a position where the distance from the subject is the same as the distance from the subject to the second imaging surface. A focusing screen that has an imaging plane on which a subject image is formed, transmits the subject image that has been imaged, and irradiates the subject image on the first imaging surface;
A support member that supports the second imaging element and the focusing screen in a direction perpendicular to the optical axis direction;
In the second photographing mode, the support member is driven so that the second imaging element is disposed on the optical axis, and in the first photographing mode, the focusing screen is disposed on the optical axis. An imaging apparatus comprising: a drive unit that drives the support member.
第2の撮影モードで前記第2の撮像素子が、第2の撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換するステップと、
前記支持部材を、第1の撮影モードで、前記フォーカシングスクリーンが前記光軸上に配置されるように駆動するステップと、
前記第1の撮影モードで、被写体からの距離が前記被写体から前記第2の撮像面までと同一となる距離に位置する結像面を有するフォーカシングスクリーンが、前記結像面に結像された被写体像を透過させて前記第1の撮像素子の第1の撮像面に前記被写体像を照射するステップと、
第1の撮影モードで前記第1の撮像素子が、前記第1の撮像面に照射された前記被写体像を電気信号に変換するステップと、
を有する、撮像方法。
The second imaging device and the focusing screen are supported in a direction perpendicular to the optical axis direction, and the support member disposed on the subject side with respect to the first imaging device is used for the second imaging in the second imaging mode. Driving the element to be disposed on the optical axis;
The second imaging element in a second imaging mode converting a subject image irradiated on the second imaging surface into an electrical signal;
Driving the support member so that the focusing screen is disposed on the optical axis in a first imaging mode;
In the first shooting mode, a focusing screen having an imaging surface located at a distance where the distance from the subject is the same as the distance from the subject to the second imaging surface is imaged on the imaging surface Irradiating the subject image onto the first imaging surface of the first imaging element by transmitting an image;
The first imaging element in the first imaging mode converting the subject image irradiated on the first imaging surface into an electrical signal;
An imaging method comprising:
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