JP6071235B2

JP6071235B2 - 撮像装置、その制御方法、および制御プログラム

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Publication number: JP6071235B2
Application number: JP2012090944A
Authority: JP
Inventors: 整溝口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2032-04-12
Also published as: JP2013218241A

Description

本発明は、光路切換機構に反射率可変の光反射手段を用いた撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関する。

従来、撮像装置の一つである一眼レフカメラにおいては、撮像の際にはミラーアップをする必要があり、このため撮像の際には光学ファインダで被写体像（光学像）を観察することができない。

一方、撮像の際にも光学ファインダで被写体像を観察できるようにするため、ハーフミラー用いることによってミラーアップを不要とした一眼レフカメラがある（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の一眼レフカメラは、撮影レンズ、ハーフミラー、撮像素子、焦点板、ペンタプリズム、および接眼レンズを備えている。そして、焦点板、ペンタプリズム、および接眼レンズによって光学ファインダが構成されている。

特許文献１に記載の一眼レフカメラでは、光軸に対して４５度に傾けてハーフミラーが配置されており、撮影レンズから入射した被写体像がハーフミラーによって分光（分岐）されて、ハーフミラーを透過した光は撮像素子の撮像面に結像する。一方、ハーフミラーで反射した光は光軸に対して９０度の角度で上方に向かい、焦点板およびペンタプリズムを介して接眼レンズに導かれる。

特開２００２−１８２２６８号公報

ところで、特許文献１に記載の一眼レフカメラにおいて、光学ファインダにおける光学像を明るくしようとすると、必然的に反射率の高いハーフミラーを用いて光学ファインダに入射する光量を大きくする必要がある。

ところが、ハーフミラーの反射率を高くすると、不可避的に撮像素子に入射する光量が低くなってしまい、撮像のための十分な光量が得られなくなってしまう。

従って、本発明の目的は、撮像の際のミラーアップを不要とするとともに、光学ファインダにおいて十分明るい光学像が観察でき、かつ撮像素子に対しても十分な光量を入射させることのできる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明による撮像装置は、撮影光学系を通過した光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記光学像を観察するための光学ファインダとを有する撮像装置であって、前記撮影光学系を通過した光学像を透過させて前記撮像素子に導くととともに前記撮影光学系を通過した光学像を反射して前記光学ファインダに導く反射率可変の光反射手段と、静止画撮影を行う静止画撮影モードおよび動画撮影を行う動画撮影モードのいずれか一方を選択するモード選択手段と、前記モード選択手段によって前記静止画撮影モードおよび前記動画撮影モードのいずれか一方が選択されると、前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも多くする第１の反射率に制御した後、所定の第１の操作があると前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも少なくする第２の反射率に制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明による制御方法は、撮影光学系を通過した光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記光学像を観察するための光学ファインダと、記撮影光学系を通過した光学像を透過させて前記撮像素子に導くととともに前記撮影光学系を通過した光学像を反射して前記光学ファインダに導く反射率可変の光反射手段とを有する撮像装置の制御方法であって、静止画撮影を行う静止画撮影モードおよび動画撮影を行う動画撮影モードのいずれか一方を選択するモード選択ステップと、前記モード選択ステップで前記静止画撮影モードおよび前記動画撮影モードのいずれか一方が選択されると、前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも多くする第１の反射率に制御した後、所定の第１の操作があると前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも少なくする第２の反射率に制御する制御ステップとを有することを特徴とする。

本発明による制御プログラムは、撮影光学系を通過した光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記光学像を観察するための光学ファインダと、記撮影光学系を通過した光学像を透過させて前記撮像素子に導くととともに前記撮影光学系を通過した光学像を反射して前記光学ファインダに導く反射率可変の光反射手段とを有する撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、
静止画撮影を行う静止画撮影モードおよび動画撮影を行う動画撮影モードのいずれか一方を選択するモード選択ステップと、前記モード選択ステップで前記静止画撮影モードおよび前記動画撮影モードのいずれか一方が選択されると、前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも多くする第１の反射率に制御した後、所定の第１の操作があると前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも少なくする第２の反射率に制御する制御ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、撮像の際のミラーアップを不要とするとともに、光学ファインダにおいて十分明るい光学像が観察でき、かつ撮像素子に対しても十分な光量を入射させることができる。

本発明の実施の形態による撮像装置の一つである一眼レフカメラの構成を示す図である。図１に示す一眼レフカメラにおける制御系を示すブロック図である。図１に示す一眼レフカメラにおける静止画撮影の際の動作を説明するためのフローチャートである。図１に示す一眼レフカメラにおける動画撮影の際の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による撮像装置の一つである一眼レフカメラの構成を示す図である。

図１において、一眼レフカメラはカメラボディ１を備えており、このカメラボディ１にはレンズマウント１０を介して撮影光学系を有する撮影レンズユニット２が着脱可能に装着されている。なお、撮影光学系を有する撮影レンズユニット２は交換可能ではなく、カメラボディ１に一体的に固定されていてもよい。

カメラボディ１には光路切換部３、フィルタ４、撮像素子５、焦点板６、像反転部７、接眼レンズ系８、および測光素子９が配置されている。そして、焦点板６、像反転部７、接眼レンズ系８、および測光素子９によって光学ファインダが構成される。

フィルタ４は、赤外カットフィルタおよびローパスフィルタなどによって構成される。撮像素子５および焦点板６は、光軸１１上において光路切換部３からの距離が等価な位置に配置されている。

撮像素子５には、撮影光学系を通過した被写体像（光学像）が結像し、撮像素子５は、光電変換によって光学像に応じた電気信号（アナログ信号又は画像信号）を出力する。撮像素子５として、例えば、ＣＭＯＳセンサが用いられる。なお、ＣＭＯＳセンサの代わりにＣＣＤセンサなどの他の撮像デバイスを用いるようにしてもよい。

像反転部７は、ペンタプリズム、ペンタダハミラー、又は複数のミラーの組み合わせによって構成される。

光路切換部（光反射部）３は光軸１１に対して４５度傾けて配置され、撮影レンズユニット２から入射した光は光路切換部３によって分光（分岐）される。光路切換部３を透過した光は撮像素子５の撮像面に結像する。一方、光路切換部３で反射した光は、光軸１１に対して９０度の角度で上方に向かい、焦点板６および像反転部７を介して接眼レンズ系８に導かれる。

光路切換部３の一面（撮影レンズユニット２側の面）には、反射率可変の調光ミラー１２が配置されており、後述するように、調光ミラー１２の反射率を変更することによって、撮像素子５および光学ファインダに入射する光量を調整することができる。つまり、調光ミラー１２の反射率を上げれば、反射光路（光学ファインダ側）への入射光量が多くなって、光学ファインダに十分な光量を入射させることができる。

一方、調光ミラー１２の反射率を下げれば、透過光路（撮像素子５側）への入射光量が多くなって、撮像素子５に十分な光量を入射させることができる。従って、調光ミラー１２の反射率を変更することによって、光学ファインダおよび撮像素子５に入射する光量を調整することができる。

調光ミラー１２として、例えば、特開２００７−１０２１９７号公報に記載されたエレクトロクロミックによる調光ミラーが用いられる。この調光ミラーは電圧の印加によって可逆的に反射率を変更することができる。

図示のように、調光ミラー１２には反射率制御部１３が接続されている。反射率制御部１３は調光ミラー１２に印加する電圧を変化させて、撮影レンズユニット２から入射した入射光を反射させる反射状態と透過させる透過状態とに調光ミラー１２を制御する。

前述のように、調光ミラー１２の反射率を上げれば、光学ファインダに入射する光量が増加するので、ユーザは明瞭に被写体像を観察することができる。一方、反射率を下げれば、調光ミラー１２における透過光量が増加して、撮像素子５に十分な光量が入射する結果、被写体の撮影が可能な状態となる。

なお、ここでは、調光ミラー１２の透過状態とは、入射光を略完全に透過する透明状態から所定の割合で入射光を透過させる半透過状態までを含むものとする。

図２は、図１に示す一眼レフカメラにおける制御系を示すブロック図である。

制御部２１は、例えば、ＭＰＵであり、一眼レフカメラの各種処理を制御する。制御部２１には、撮像素子５、測光素子９、反射率制御部１３、撮影モード選択スイッチ２２（モード選択手段）、静止画撮影ボタン２３、および動画撮影ボタン２４が接続され、ここでは、制御部２１は撮像素子５および反射率制御部１３を制御する。

撮影モード選択スイッチ２２はユーザによって操作される。撮影モード選択スイッチ２２によって静止画撮影モード又は動画撮影モードが選択撮影モードとして選択されると、制御部２１は撮像素子５に選択撮影モードに応じた制御信号を出力する。

なお、ここで、動画は、複数枚の画像（以下フレーム画像と呼ぶ）によって構成される。そして、ユーザがリアルタイムで動画像として認識することができるように、１秒間の動画を構成するフレーム画像の枚数は１５枚以上であることが好ましい。

測光素子９は、像反転部７で分岐された光を用いて、被写体像の輝度を測定する。そして、測光素子９は測光結果である測光情報（輝度情報）を制御部２１に出力する。制御部２１は測光情報に応じて露出条件を判定する。つまり、制御部２１は測光情報に応じて露出条件を決定する露出制御を行うことになる。

ここで、露出条件とは、静止画像を１枚撮影するか又はフレーム画像１枚を撮影する際における調光ミラー１２の反射率（以下露出反射率と呼ぶ）および露光時間（露出時間ともいう）のことをいう。

静止画撮影ボタン２３は、ユーザによる半押し状態と全押し状態とが区別される２段階押し込みスイッチである。静止画撮影ボタン２３の半押し状態を検出すると、制御部２１は合焦および測光制御を開始する。そして、静止画撮影ボタン２３の全押し状態を検出すると、制御部２１は静止画の本撮影動作を開始する。

ユーザが動画撮影ボタン２４を押し下げると、制御部２１は動画の撮影を開始する。そして、ユーザが動画の撮影中に再度動画撮影ボタン２４を押し下げると、制御部２１は動画撮影動作を停止する。

図３は、図１に示す一眼レフカメラにおける静止画撮影の際の動作を説明するためのフローチャートである。

ユーザが撮影モード選択スイッチ２２によって静止画撮影モードを選択すると（ここでは、撮影モード選択スイッチ２２による選択が撮影指示となる）、前述のように静止画撮影が開始される。制御部２１は反射率制御部１３を制御して調光ミラー１２の反射率を所定の第１の反射率に上げて、光学ファインダに対する入射光量を大きくする（ステップＳ３１）。光学ファインダに対する入射光量が大きくなることによって、ユーザは容易に光学ファインダ内で構図の確認を行うことができる。

前述の第１の反射率は測光素子９による測光に必要な光量が確保される範囲であれば、ユーザが設定するようにしてもよいが、この場合、光学ファインダにおける光学像が明るくなるようにするためには、第１の反射率は６０％以上であることが望ましい。

続いて、制御部２１は静止画撮影ボタン２３が半押しされたか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここでは、静止画撮影ボタン２３の半押しは第１の状態である（所定の第２の操作）。静止画撮影ボタン２３が半押しされないと（ステップＳ３２において、ＮＯ）、制御部２１は待機する。構図の確認が完了して、ユーザが静止画撮影ボタン２３を半押すると（ステップＳ３２において、ＹＥＳ）、制御部２１は測光素子９によって測光を行う（ステップＳ３３）。そして、制御部２１は測光情報に基づいて露出条件を判定する（ステップＳ３４）。

静止画像取得のための露出条件を判定した後、制御部２１は静止画撮影ボタン２３が全押しされたか否かを判定する（ステップＳ３５）。ここで、静止画撮影ボタン２３の全押しは第２の状態である（所定の第１の操作）。静止画撮影ボタン２３が全押しされないと（ステップＳ３５において、ＮＯ）、制御部２１は待機する。

ユーザが静止画撮影ボタン２３を全押しすると（ステップＳ３５において、ＹＥＳ）、制御部２１は調光ミラー１２の反射率を、前述の第１の反射率からステップＳ３４で判定した露出条件に応じた露出反射率（第２の反射率）に低下させる（ステップＳ３６）。これによって、制御部２１は撮像素子５に対する入射光量を大きくして、静止画像の取得を開始する（ステップＳ３７：画像取得）。

続いて、制御部２１は、ステップＳ３４で判定した露出条件に応じた露出時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３８）。露出時間が経過しないと（ステップＳ３８において、ＮＯ）、制御部２１はステップＳ３７の処理に戻って、画像の取得を行う。一方、露出時間が経過すると（ステップＳ３８において、ＹＥＳ）、つまり、画像の取得が完了すると、制御部２１は静止画の撮影を終了する。

なお、静止画撮影ボタン２３が全押しされた後においても、光学ファインダに光が入射して、被写体像の観察ができるようにするため、調光ミラー１２の露出反射率は０％としないようにする。また、調光ミラー１２の反射率を最大とする場合であっても、その反射率を必ずしも１００％としなくてもよい。

図４は、図１に示す一眼レフカメラにおける動画撮影の際の動作を説明するためのフローチャートである。

ユーザが撮影モード選択スイッチ２２によって動画撮影モードを選択すると、前述のように動画撮影が開始される。制御部２１は反射率制御部１３を制御して調光ミラー１２の反射率を所定の第１の反射率に上げて、光学ファインダに対する入射光量を大きくする（ステップＳ４１）。続いて、制御部２１は測光素子９によって測光を行う（ステップＳ４２）。そして、制御部２１は測光情報に基づいて、１フレーム分の画像を取得するための露出条件を判定する（ステップＳ４３）。

前述の第１の反射率は測光素子９による測光に必要な光量が確保される範囲であれば、ユーザが設定するようにしてもよいが、この場合、光学ファインダにおける光学像が明るくなるようにして、ユーザが動画撮影前の構図確認をしやすくするため、第１の反射率は６０％以上であることが望ましい。

続いて、制御部２１は動画撮影ボタン２４が押し下げられたか否かを判定する（ステップＳ４４）。動画撮影ボタン２４が押し下げられないと（ステップＳ４４において、ＮＯ）、制御部２１は待機する。ユーザが動画撮影ボタン２４を押し下げると（ステップＳ４４において、ＹＥＳ）、制御部２１は調光ミラー１２の反射率を、前述の第１の反射率からステップＳ４３で判定した露出条件に応じた露出反射率（第２の反射率）に低下させる（ステップＳ４５）。これによって、制御部２１は撮像素子５に対する入射光量を大きくして、動画１フレームの取得を開始する（ステップＳ３６：画像取得）。

続いて、制御部２１は、ステップＳ４３で判定した露出条件に応じた露出時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４７）。露出時間が経過しないと（ステップＳ４７において、ＮＯ）、制御部２１はステップＳ４６の処理に戻って、画像の取得を行う。

一方、露出時間が経過すると（ステップＳ４７において、ＹＥＳ）、つまり、動画１フレームの取得が完了すると、制御部２１は調光ミラー１２の反射率を高くして（例えば、露出反射率から第１の反射率として）、光学ファインダに対する光の入射量を多くする（ステップＳ４８）。このように、光学ファインダに対する光の入射量を多くすれば、次フレームの画像取得に当たって、ユーザは光学ファインダで被写体像を良好に観察することができる。

なお、測光素子９による測光で必要な光量が確保される範囲であれば、ステップＳ４８において、ユーザが調光ミラー１２の反射率は設定するようにしてもよいが、光学ファインダにおける被写体像を明るくするためには反射率を６０％以上とすることが望ましい。

続いて、制御部２１は動画撮影ボタン２４が再度押し下げられたか（再度操作されたか）否かを判定する（ステップＳ４９）。動画撮影ボタン２４がユーザによって押し下げられないと（ステップＳ４９において、ＮＯ）、制御部２１は動画撮影終了指示がないとして、ステップＳ４２の処理に戻って次の動画１フレームの撮像を行う。

一方、動画撮影ボタン２４がユーザによって押し下げられると（ステップＳ４９において、ＹＥＳ）、制御部２１は動画撮影終了指示があったとして、動画撮影を終了する。

このようにして、動画撮影の際には、動画１フレーム分の撮像動作中に撮像素子５に入射する光量を多くする時間と光学ファインダに入射する光量を多くする時間とがあるので、動画の撮影を行うとともに、光学ファインダにおける被写体像の観察を行うことができる。

なお、静止画撮影の場合と同様に、光学ファインダに光が入射して被写体像の観察ができるようにするため、調光ミラー１２の露出反射率は０％としないようにすることが望ましい。また、調光ミラー１２の反射率を最大とする場合であっても、その反射率を必ずしも１００％としなくてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態では、調光ミラー１２の反射率を制御することによって、撮像素子５および光学ファインダに対する入射光量を必要に応じて調節することができる。その結果、光学ファインダにおいて明るい状態で被写体像（ファインダ像）を観察できるばかりでなく、撮像素子５に対しても十分な光量を入射させることができる。

上述の説明から明らかなように、図１に示す例においては、制御部２１、反射率制御部１３、および測光素子９が制御手段として機能する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、この制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

３光路切換部
５撮像素子
８接眼レンズ系
９測光素子
１２調光ミラー
１３反射率制御部
２１制御部
２２撮影モード選択スイッチ
２３静止画撮影ボタン
２４動画撮影ボタン

Claims

撮影光学系を通過した光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記光学像を観察するための光学ファインダとを有する撮像装置であって、
前記撮影光学系を通過した光学像を透過させて前記撮像素子に導くととともに前記撮影光学系を通過した光学像を反射して前記光学ファインダに導く反射率可変の光反射手段と、
静止画撮影を行う静止画撮影モードおよび動画撮影を行う動画撮影モードのいずれか一方を選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段によって前記静止画撮影モードおよび前記動画撮影モードのいずれか一方が選択されると、前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも多くする第１の反射率に制御した後、所定の第１の操作があると前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも少なくする第２の反射率に制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
前記制御手段は、前記光反射手段の反射率を前記第１の反射率とした後、所定の第２の操作があると、前記光学ファインダに導かれる光学像に基づいて測光を行って、撮影の際における前記光反射手段の反射率である前記第２の反射率および露出時間を決定する露出制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記モード選択手段によって前記静止画撮影モードが選択された場合、前記第２の操作は、静止画撮影を行うための静止画撮影ボタンを半押して前記静止画撮影ボタンを第１の状態とする操作であり、前記第１の操作は、前記静止画撮影ボタンを全押して前記静止画撮影ボタンを第２の状態とする操作であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記制御手段は前記静止画撮影ボタンが前記第１の状態となると前記露出制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記静止画撮影ボタンが前記第２の状態となると、前記制御手段は前記光反射手段の反射率を第２の反射率に制御して、前記撮像素子から前記画像信号を取得することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記モード選択手段によって前記動画撮影モードが選択されると、前記光反射手段の反射率を前記第１の反射率に制御した後、前記光学ファインダに導かれる光学像に基づいて測光を行い、前記測光の結果に応じて前記動画撮影の際における前記光反射手段の反射率を前記第２の反射率として設定するとともに露出時間を決定する露出制御を行って、前記第１の操作である動画撮影を行うための動画撮影ボタンが操作されると、前記光反射手段の反射率を前記第２の反射率に制御し、前記露光時間が経過すると、前記光反射手段の反射率を前記第２の反射率から前記第１の反射率に制御して、前記動画撮影ボタンが再度操作されなければ、前記露出制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記光反射手段は、電圧の印加に応じて反射率が変化する調光ミラーを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
撮影光学系を通過した光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記光学像を観察するための光学ファインダと、記撮影光学系を通過した光学像を透過させて前記撮像素子に導くととともに前記撮影光学系を通過した光学像を反射して前記光学ファインダに導く反射率可変の光反射手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
静止画撮影を行う静止画撮影モードおよび動画撮影を行う動画撮影モードのいずれか一方を選択するモード選択ステップと、
前記モード選択ステップで前記静止画撮影モードおよび前記動画撮影モードのいずれか一方が選択されると、前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも多くする第１の反射率に制御した後、所定の第１の操作があると前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも少なくする第２の反射率に制御する制御ステップとを有することを特徴とする制御方法。
撮影光学系を通過した光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記光学像を観察するための光学ファインダと、記撮影光学系を通過した光学像を透過させて前記撮像素子に導くととともに前記撮影光学系を通過した光学像を反射して前記光学ファインダに導く反射率可変の光反射手段とを有する撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
静止画撮影を行う静止画撮影モードおよび動画撮影を行う動画撮影モードのいずれか一方を選択するモード選択ステップと、
前記モード選択ステップで前記静止画撮影モードおよび前記動画撮影モードのいずれか一方が選択されると、前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも多くする第１の反射率に制御した後、所定の第１の操作があると前記光反射手段の反射率を、前記光学ファインダに入射する光学像の光量を前記撮像素子に入射する光学像の光量よりも少なくする第２の反射率に制御する制御ステップとを実行させることを特徴とする制御プログラム。