JP6056552B2

JP6056552B2 - 露出制御装置及び撮影装置

Info

Publication number: JP6056552B2
Application number: JP2013040511A
Authority: JP
Inventors: 一磨細井; 展代鳥海
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: JP2014171003A

Description

本発明は、露出制御装置及び撮影装置に関するものである。

特許文献１は、検出された被写体輝度に基づいて露出演算を行い、絞り値とシャッタ速度を算出して、算出された絞り値を撮像素子の感度を考慮に入れて補正することにより、撮像素子の感度低下が精度よく補償される撮像装置を開示している。

特開平８−２２０５８６号公報

しかし、従来の撮像装置は、絞りを変更するタイミングと、撮像素子の蓄積や感度を変えるタイミングが一致しないと、絞りを変更したときに、表示モニタに写し出されるスルー画に、白とびや黒つぶれという現象が現われ、一瞬露出が乱れたように見えてしまう、という課題があった。

本発明の課題は、絞りが変更された場合に、表示の乱れによる違和感を軽減するこことが可能な露出制御装置及び撮影装置を提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、被写体を撮像する撮像部と、絞り操作により絞り値を変更する絞り変更部と、前記絞り変更部で変更した絞り値が露出演算に反映される第１モードと反映されない第２モードとを選択する露出モード選択部と、前記撮像部の感度を変更する撮像制御部と、前記モード選択部が前記第１モードを選択しているときに、前記絞り値の変更タイミングと前記感度の変更タイミングとを同期させずに前記撮像制御部の感度を変更し、前記第２モードを選択しているときに、前記絞り値の変更タイミングと前記感度の変更タイミングとを同期させて前記撮像制御部の感度を変更する露出制御部とを備えた露出制御装置を提供する。
請求項２の発明は、請求項１に記載の露出制御装置において、前記撮像制御部は、第１のマイコンに含まれ、前記露出制御部は、前記第１のマイコンと異なるクロックの第２のマイコンに含まれ、前記第１のマイコンと前記第２のマイコンとは、前記絞り値の変更タイミングとなる動作開始信号を送受信する信号線で接続されていること、を特徴とする露出制御装置を提供する。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の露出制御装置において、前記撮像部で生成した画像のスルー画を表示する表示部を備え、前記撮像制御部は、前記第１モード又は前記第２モードで演算した露出値によって、前記表示部にスルー画を表示させること、を特徴とする露出制御装置を提供する。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の露出制御装置において、前記露出モード選択部は、絞り優先モード及びマニュアルモードが第１モードに含まれ、プログラムオートモード及びシャッタスピード優先モードが第２モードに含まれること、を特徴とする露出制御装置を提供する。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の露出制御装置を備えた撮影装置を提供する。

本発明によれば、絞りが変更された場合に、表示の乱れによる違和感を軽減することが可能である、という効果がある。

本発明による露出制御装置を備えたデジタルカメラの実施形態を示すブロック図である。本実施形態による露出制御装置を備えたデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。本実施形態による露出制御装置のユーザ都合で絞り値を変える動作を示すタイミングチャートである。本実施形態による露出制御装置カメラ都合で絞り値を変える動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による露出制御装置を備えたデジタルカメラの実施形態を示すブロック図である。
デジタルカメラ１０は、フォーカスも絞りもユーザがマニュアルで選べるコンパクトカメラであり、撮影光学系１１と、レンズ駆動部１２と、絞り１３と、絞り駆動部１４と、撮像素子１５と、撮像用マイコン１６と、撮影用マイコン１７と、表示モニタ１８と、絞り変更部１９、露出モード選択部２０と、電源スイッチ２１と、レリーズ釦２２などとを備えている。

撮影光学系１１は、ズームレンズと、フォーカスレンズとを含む複数のレンズ群で構成されている。レンズ駆動部１２は、撮影光学系１１内でズームレンズやフォーカスレンズのレンズ位置を撮影用マイコン１７の指示に応じて光軸方向に調整する。なお、簡単のため、図１では、撮影光学系１１を１枚のレンズとして図示してある。

絞り１３は、撮像素子１５に入射する単位時間当たりの光量を調節する。絞り駆動部１４は、絞り１３の開口量を撮影用マイコン１７の指示に応じて調整する。

撮像素子１５は、撮影光学系１１及び絞り１３を通過した被写体の像を撮像し、アナログの画像信号（画像）を生成する。そして、撮像素子１５が出力するアナログの画像信号は、撮像用マイコン１６に入力される。また、撮像素子１５の電荷蓄積時間及び画像信号の読み出しは、タイミングジェネレータ（不図示）によって制御される。なお、撮像素子１５は、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型、又は、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ-ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のイメージセンサを用いることができる。

撮像用マイコン１６は、撮像素子１５が出力する画像信号に対してアナログ信号処理を施すアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ）と、そのＡＦＥでアナログ信号処理が施された画像信号に対して、デジタル信号処理を施すデジタルフロントエンド回路（ＤＦＥ）とを有する。撮像用マイコン１６のＡＦＥは、アナログの画像信号に対して相関二重サンプリングやゲイン調整をした後、アナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する（Ａ／Ｄ変換）処理等を行なう。ここで、撮像用マイコン１６のＡＦＥは、画像信号のゲインを調整することで、ＩＳＯ感度に相当する撮像感度を調整することができる。

また、撮像用マイコン１６のＤＦＥは、Ａ／Ｄ変換されたデジタルの画像信号の補正処理等を行なう。この撮像用マイコン１６が出力する画像信号は、ＲＧＢ信号の画像データとしてＲＡＭに一時的に記録される。ＲＡＭは、画像データを一時的に記録するフレームメモリを有する。撮像用マイコン１６は、ＲＡＭに記録されている画像データを読み出し、必要に応じて各種の画像処理（例えば、色補間処理、ホワイトバランス等）を施す。

撮影用マイコン１７は、カメラ１０の制御及び各種演算を行なうプロセッサである。撮影用マイコン１７は、フラッシュメモリに予め格納されたシーケンスプログラムを実行することにより、カメラ１０の各部の制御等を行なう。また、撮影用マイコン１７は、撮像用マイコン１６とは異なる速さのクロックで動作している。

撮像用マイコン１６と撮影用マイコン１７とは、絞り値等の情報信号を送受信する情報信号線Ｌ１と、動作開始信号等の同期信号ＶＤを送受信する同期信号線Ｌ２とによって接続されている。

表示モニタ１８は、例えば、液晶表示媒体により構成される。表示モニタ１８は、撮影用マイコン１７の指示に応じて各種画像や電子カメラ１の操作メニュー等を表示する。撮影用マイコン１７は、カメラ１０の電源スイッチ２１がオンした後、例えば、アスペクト比が４：３のスルー画像を表示モニタ１８に表示させる。

絞り変更部１９は、後述する絞り優先モード及びマニュアルモードのときに、絞り値を変更するダイアルであり、その出力は、撮影用マイコン１７に接続されている。

露出モード選択部２０は、Ｐモード（プログラムオート）、Ｓモード（シャッタスピード優先）、Ａモード（絞り優先）、Ｍモード（マニュアル露出）等の撮影モードを選択する部分であり、その出力は、撮影用マイコン１７に接続されている。
露出撮影モードには、Ｐ（ポートレート、夜景モード等のシーンモードを含む），Ｓ，Ａ，Ｍモードがある。

Ｐモードは、適正露出となるように、絞り値とシャッタスピードをカメラが自動的に決めるモードである。Ｓモードは、撮影者が選んだシャッタスピードに対して適正露出となるような絞り値を、カメラが自動的に決めるものである。Ａモードは、撮影者が選んだ絞り値に対して適正露出となるようなシャッタスピードをカメラが自動的に決めるモードである。Ｍモードは、絞り値もシャッタスピードも撮影者自身が選ぶモードである。
本実施形態では、Ｐモード、Ｓモードを「カメラ都合」で絞り値を変える第１露出モードといい、Ａモード、Ｍモードを「ユーザ都合」で絞り値を変更する第２露出モードということにする。

電源スイッチ２１は、このカメラ１０の電源（不図示）のオン又はオフを受け付けるスイッチである。
レリーズ釦２２は、半押し操作（撮像の準備動作開始）の指示入力と、全押し操作（撮像の動作開始）との指示入力とを受け付ける二段式のスイッチである。

図２は、本実施形態による露出制御装置を備えたデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。
電源スイッチ２１のオンにより、このフローがスタートする（Ｓ１００）。
Ｓ１０１では、撮像用マイコン１６が撮像素子１５からの画像信号を取り込み、撮像蓄積を行う。
Ｓ１０２では、撮影用マイコン１７が絞り値ＡＶ，シャッタスピードＴＶ，感度ＳＶを利用して、測光値ＢＶを演算する。
Ｓ１０３では、撮影用マイコン１７は、露出モード選択部２０から露出モードを入力する。この実施形態では、話を簡単にするために、「カメラ都合」の絞り値変更をＰモードとし、「ユーザ都合」の絞り値変更をＡモードとして説明する。

Ｓ１０４では、撮影用マイコン１７は、露出モードが「Ａモード（ユーザ都合）」であるか、「Ｐモード（カメラ都合）」であるかを判定して、Ａモードのときには、Ｓ１０５へ進み、Ｐモードのときには、Ｓ１１０に進む。
Ｓ１０５では、撮影用マイコン１７は、シャッタスピードＴＶと、感度ＳＶから露出値ＢＶの演算を行う。
Ｓ１０６では、撮影用マイコン１７は、絞り変更部１９からユーザ操作により変更された絞り値を入力する。
Ｓ１０７では、撮影用マイコン１７は、絞り値が変更されたか否かを判断して、変更された場合には、Ｓ１０８へ進み、変更されない場合には、Ｓ１１２に進む。
Ｓ１０８では、撮影用マイコン１７は、Ｓ１０５で求めた感度ＳＶとは非同期で、絞り値ＡＶを変更する。

一方、Ｓ１０９では、撮影用マイコン１７は、絞り値ＡＶ，シャッタスピードＴＶ，感度ＳＶから、Ａモードで測光値ＢＶを演算する。
Ｓ１１０では、撮影用マイコン１７は、撮像用マイコン１６から同期線Ｌ２を介して、絞り値ＡＶを変更するタイミングである動作開始信号（同期信号）を取得する。
Ｓ１１１では、撮影用マイコン１７は、絞り値ＡＶ，シャッタスピードＴＶ，感度ＳＶが同期した時点で同時に変更する。

Ｓ１１２では、スルー画を表示する。
Ｓ１１３では、レリーズ釦２２が全押しされたか否かを判定し、押されたが場合には、Ｓ１１４に進んで撮影を開始し、押されていない場合には、Ｓ１０１に戻る。

図３は、本実施形態による露出制御装置のユーザ都合で絞り値を変える動作を示すタイミングチャート、図４は、本実施形態による露出制御装置のカメラ都合で絞り値を変える動作を示すタイミングチャートである。
図３，図４において、（ａ）のＶＤは、タイミング信号であり、０〜５を繰り返している。
（ｂ）はＡＥ評価値、（ｃ）は測光演算タイミング、（ｄ）は露出演算タイミング、（ｅ）はＡＶ反映タイミング、（ｆ）はＴＶ反映タイミング、（ｇ）はＳＶ反映タイミングを示している。

図３に示すように、絞り優先モードＡのときに（Ｓ１０４のＡ）、図３（ｄ）のタイミングで露出演算が行われる（Ｓ１０５のＴＶ，ＳＶ）と、図３（ｆ），（ｇ）に示すように、ＴＶ，ＳＶは、露出タイミングから短時間の１フレーム目で即座に反映される。
ついで、絞りが変更されたと判断されると（Ｓ１０７）、ＡＶは、ＴＶ，ＳＶとは非同期（少し遅れたタイミング）で変更される（Ｓ１０８）。このように、撮像素子１５のＳＶを変えるタイミングと、絞り１３のＡＶを駆動したタイミングが合っていないので、スルー画（Ｓ１１２）は、少なくとも１フレームだけ白とび又は黒つぶれという現象が一瞬発生するが、絞り変更のレスポンスは極めてよい。
例えば、撮像素子１５がＣＭＯＳセンサの場合に、ＳＶを変えて感度が適正になったとしても、ＣＭＯＳセンサの蓄積中に、ＡＶが変更されると、そのフレームだけ少し明るめ又は暗めに表示されることになる。そして、Ｓ１１３においてレリーズ釦２２が全押しされていない場合、Ｓ１０１に戻りＳ１０１〜Ｓ１０４の処理がされた後、Ｓ１０５において露出演算が行われる。この露出演算においてＳ１０７で変更された絞りを反映した露出演算がされることになる。

図４に示すように、プログラムオートモードＰのときに（Ｓ１０４のＰ）、図４（ｄ）のタイミングで露出演算が行われる（Ｓ１０９のＡＶ，ＴＶ，ＳＶ）。
ついで、撮像用マイコン１６から撮影用マイコン１７に、同期信号線Ｌ２を介して、ＡＶ，ＴＶ，ＳＶの情報に基づいて、すべて同時に（同期させて）、それらの値をいつ反映させるかの信号（動作開始信号）を送信する。すると、図４（ｅ），（ｆ），（ｇ）に示すように、ＡＶ，ＴＶ，ＳＶは、露出タイミングの３フレーム目から同じタイミングで反映される。
このように、撮像素子１５のＳＶを変えるタイミングと、絞り１３のＡＶを駆動するタイミングが合っているので、スルー画（Ｓ１１２）は、レスポンスが多少遅くなるが、白とび又は黒つぶれという現象が発生することはなくなる。なお、本実施形態においては、撮像素子１５のＳＶを変えるタイミングと、絞り１３のＡＶを駆動するタイミングとを同期させた場合を例に説明したがこれに限定されるものではない。例えば、撮像素子１５のＳＶを変えるタイミングと、絞り１３のＡＶを駆動するタイミングとの差をスルー画の１フレーム間隔よりも短くすることにより、上述した実施形態と同様に白とび又は黒つぶれという現象の発生を抑制することができる。

本実施形態によれば、ユーザ都合で絞り値を変える場合には、即座に絞りを駆動するので、表示のチラつきが多少あっても、絞り駆動のレスポンスがよくなる。
一方、カメラ都合で絞り値を変える場合には、絞り値の変更を感度等の変更と同期を取って行うので、絞り駆動のレスポンスが多少遅くなるが、表示のチラつきがなくなる。
従って、絞り値を変える際の表示の違和感が軽減される、という効果がある。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、撮影装置は、コンパクトデジタルカメラの例で説明したが、一眼レフカメラや、ビデオカメラであってもよい。
駆動開始信号は、ＤＶ信号「２」の立ちあがり信号で駆動開始を指示したが、０１信号の１の立ち上がり（又は立下り）で駆動開始を指示してもよい。

１０：デジタルカメラ、１１：撮影光学系、１２：レンズ駆動部、１３：絞り、１４：絞り駆動部、１５：撮像素子、１６：撮像用マイコン、１７：撮影用マイコン、１８：表示モニタ、１９：絞り変更部、２０：露出モード選択部、２１：電源スイッチ、２２：レリーズ釦

Claims

被写体を撮像する撮像部と、
絞り操作により絞り値を変更する絞り変更部と、
前記絞り変更部で変更した絞り値が露出演算に反映される第１モードと反映されない第２モードとを選択する露出モード選択部と、
前記撮像部の感度を変更する撮像制御部と、
前記モード選択部が前記第１モードを選択しているときに、前記絞り値の変更タイミングと前記感度の変更タイミングとを同期させずに前記撮像制御部の感度を変更し、前記第２モードを選択しているときに、前記絞り値の変更タイミングと前記感度の変更タイミングとを同期させて前記撮像制御部の感度を変更する露出制御部と
を備えた露出制御装置。
請求項１に記載の露出制御装置において、
前記撮像制御部は、第１のマイコンに含まれ、
前記露出制御部は、前記第１のマイコンと異なるクロックの第２のマイコンに含まれ、
前記第１のマイコンと前記第２のマイコンとは、前記絞り値の変更タイミングとなる動作開始信号を送受信する信号線で接続されていること、
を特徴とする露出制御装置。
請求項１又は請求項２に記載の露出制御装置において、
前記撮像部で生成した画像のスルー画を表示する表示部を備え、
前記撮像制御部は、前記第１モード又は前記第２モードで演算した露出値によって、前記表示部にスルー画を表示させること、
を特徴とする露出制御装置。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の露出制御装置において、
前記露出モード選択部は、絞り優先モード及びマニュアルモードが第１モードに含まれ、プログラムオートモード及びシャッタスピード優先モードが第２モードに含まれること、
を特徴とする露出制御装置。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の露出制御装置を備えた撮影装置。