JP6083120B2 - Electronic camera - Google Patents

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JP6083120B2 JP2012065714A JP2012065714A JP6083120B2 JP 6083120 B2 JP6083120 B2 JP 6083120B2 JP 2012065714 A JP2012065714 A JP 2012065714A JP 2012065714 A JP2012065714 A JP 2012065714A JP 6083120 B2 JP6083120 B2 JP 6083120B2
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Description

本発明は、電子カメラに関する。   The present invention relates to an electronic camera.

生の被写体の動きを観察できる光学ビューファインダーを備えた一眼レフカメラのニーズは多い。一般的な一眼レフカメラは、レンズと撮像素子との間に可動ミラーを配置して、被写体観察時は入射光を光学ビューファインダー側に反射し、露光時は可動ミラーを機械的に跳ね上げて入射光を撮像素子に投影する構造になっている(例えば、特許文献1参照)。一方、微小電気機械素子として可動式のマイクロミラー(DMD:Digital Micro−mirror Device)を形成する技術が知られている。DMDは、光の反射方向を変えることができるので、感光フィルム式カメラのシャッター代わりに利用する方法などが考えられている(例えば、特許文献2参照)。   There are many needs for single-lens reflex cameras equipped with an optical viewfinder that can observe the movement of raw subjects. A typical single-lens reflex camera places a movable mirror between the lens and the image sensor, reflects incident light to the optical viewfinder when observing the subject, and mechanically flips the movable mirror during exposure. The structure is such that incident light is projected onto the image sensor (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, a technique of forming a movable micromirror (DMD: Digital Micro-mirror Device) as a microelectromechanical element is known. Since DMD can change the reflection direction of light, a method of using it instead of a shutter of a photosensitive film camera is considered (for example, see Patent Document 2).

特開2007−243561号公報JP 2007-243561 A 特開平08−043939号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-043939

従来の一眼レフカメラで光学ビューファインダーを使用する場合、露光時にミラーを跳ね上げて入射光を撮像素子に投影するので、露光期間中は光学ビューファインダーの視界がブラックアウトされるという問題がある。また、機械式の可動ミラーの動作時間によってシャッター動作開始時間が制限されるため、シャッタータイムラグが大きくなるという問題がある。さらに、代表的なメカニカルシャッターとして利用されているフォーカルプレーンシャッターは、動作の開始時と終了時とに時間差が生じるため、一括露光(グローバルシャッター)を実現することが難しいという問題もある。   When an optical viewfinder is used with a conventional single-lens reflex camera, the mirror is flipped up at the time of exposure and incident light is projected onto the image sensor. Therefore, the field of view of the optical viewfinder is blacked out during the exposure period. Further, since the shutter operation start time is limited by the operation time of the mechanical movable mirror, there is a problem that the shutter time lag becomes large. Furthermore, the focal plane shutter used as a typical mechanical shutter has a problem that it is difficult to realize batch exposure (global shutter) because a time difference occurs between the start and end of the operation.

本発明の目的は、光学ビューファインダーのブラックアウト期間を短縮し、グローバルシャッターやローリングシャッターなどにも対応できる電子カメラを提供することである。   An object of the present invention is to provide an electronic camera that can shorten the blackout period of an optical viewfinder and can cope with a global shutter, a rolling shutter, and the like.

本発明は、被写体から入射する光を結像する撮影レンズと、撮影レンズの光軸上に配置され、光の反射方向を制御可能な複数の可動式の微小ミラーが二次元状に配置された光学素子と、光学素子の第1の反射方向に配置された撮像素子と、光学素子の第2の反射方向に配置された光学ビューファインダーと、光学素子の反射方向を第1の反射方向または第2の反射方向に切り替える制御部とを備える電子カメラにおいて、グローバルシャッターモードとローリングシャッターモードの2つの撮影モードを設け、制御部は、撮影時以外は全ての微小ミラーを第2の反射方向に切り替え、グローバルシャッターモードでの撮影時は全ての微小ミラーを第1の反射方向に切り替え、ローリングシャッターモードでの撮影時は撮像素子で撮像する画素位置に対応する位置の微小ミラーのみを第1の反射方向に切り替える。 In the present invention , a photographing lens that forms an image of light incident from a subject, and a plurality of movable micromirrors that are arranged on the optical axis of the photographing lens and that can control the light reflection direction are arranged two-dimensionally. The optical element, the imaging element arranged in the first reflection direction of the optical element, the optical viewfinder arranged in the second reflection direction of the optical element, and the reflection direction of the optical element as the first reflection direction or In an electronic camera including a control unit that switches to the second reflection direction, two shooting modes of a global shutter mode and a rolling shutter mode are provided, and the control unit sets all the minute mirrors in the second reflection direction except during shooting. Switching, when shooting in global shutter mode, switches all the micro mirrors to the first reflection direction, and when shooting in rolling shutter mode, images captured by the image sensor Switching only micromirrors in the position corresponding to the position on the first reflecting direction.

また、制御部は、ローリングシャッターモードで撮像する場合、複数の微小ミラーのうち一部の微小ミラーの角度を他の微小ミラーとは異なる角度に制御する。
また、制御部は、複数の微小ミラーの角度を切り替えるタイミングをランダムに変化させる。
The control unit, when imaging in the rolling shutter mode is controlled at a different angle from the other micro mirror angle of a portion of the micro mirror of the plurality of micromirrors.
Moreover, a control part changes the timing which switches the angle of several micromirrors at random.

また、光学ビューファインダーの位置と撮像素子の位置とは撮影レンズの共役な焦点位置にある。 In addition , the position of the optical viewfinder and the position of the image sensor are at a conjugate focal position of the photographing lens.

また、光学ビューファインダーの位置に第2の撮像素子を配置する。
また、制御部は、光学素子の光が撮像素子または光学ビューファインダーに反射するように、複数の微小ミラーの角度を切り替える周期をランダムに変化させる。
また、撮影レンズは、入射光の方向を変える屈曲光学系で構成され、光学素子は、屈曲光学系から投影される光を屈曲光学系の入射方向に反射する。
In addition, the second image sensor is arranged at the position of the optical viewfinder .
Further, the control unit randomly changes the cycle for switching the angles of the plurality of micromirrors so that the light of the optical element is reflected by the imaging element or the optical viewfinder .
The photographing lens is composed of a bending optical system that changes the direction of incident light, and the optical element reflects light projected from the bending optical system in the incident direction of the bending optical system.

本発明に係る電子カメラは、光学ビューファインダーのブラックアウト期間を短縮し、グローバルシャッターやローリングシャッターなどにも対応することができる。   The electronic camera according to the present invention can shorten the blackout period of the optical viewfinder and can cope with a global shutter, a rolling shutter, and the like.

第1の実施形態に係る電子カメラ101の特徴を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the electronic camera 101 which concerns on 1st Embodiment. 光学素子104の配置例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement example of an optical element 104. 微小ミラー201の構造例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a structural example of a micromirror 201. 画素配置とミラー配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of pixel arrangement | positioning and mirror arrangement | positioning. 電子カメラ101の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration example of an electronic camera 101. FIG. 応用例1に係る電子カメラ101aの特徴を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the electronic camera 101a which concerns on the application example 1. FIG. 応用例2に係る電子カメラ101bの特徴を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the electronic camera 101b which concerns on the application example 2. FIG. 応用例3に係る電子カメラ101cの特徴を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the electronic camera 101c which concerns on the application example 3. FIG. 光学素子104の制御例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of control of the optical element 104. FIG.

以下、本発明に係る電子カメラの実施形態について図面を用いて詳しく説明する。   Hereinafter, embodiments of an electronic camera according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、第1の実施形態に係る電子カメラ101の特徴を示す図である。図1において、電子カメラ101は、一眼レフ型のカメラで、カメラ本体102と、着脱可能な撮影レンズ103とで構成される。電子カメラ101は、撮影レンズ103から入射する光の光軸上に配置された光学素子104により、被写体から入射する光を反射する方向を負の方向や正の方向に変えることができる。例えば図1の場合、負(−)の方向(第1の反射方向)にある撮像素子105または正(+)の方向(第2の反射方向)にあるファインダースクリーン106に投影することができる。撮像素子105では露光を行って画像を撮影し、ファインダースクリーン106に結像された被写体像は、ペンタプリズム107およびファインダー光学系108で構成される光学ビューファインダーにより観察できる。   FIG. 1 is a diagram illustrating features of the electronic camera 101 according to the first embodiment. In FIG. 1, an electronic camera 101 is a single-lens reflex camera, and includes a camera body 102 and a detachable photographing lens 103. The electronic camera 101 can change the direction of reflecting the light incident from the subject to a negative direction or a positive direction by the optical element 104 disposed on the optical axis of the light incident from the photographing lens 103. For example, in the case of FIG. 1, the image can be projected onto the imaging device 105 in the negative (−) direction (first reflection direction) or the finder screen 106 in the positive (+) direction (second reflection direction). The image sensor 105 performs exposure to shoot an image, and the subject image formed on the finder screen 106 can be observed by an optical view finder including a pentaprism 107 and a finder optical system 108.

ここで、光学素子104について説明する。光学素子104は、半導体製造工程を用いて製造され、高い面積度と高い反射率とを有し、図2(a)に示すように、光の反射方向を制御可能な二次元状に配置された複数の可動微小ミラー201で構成される。各微小ミラー201の構造は、例えば図3(a)から図3(c)に示すように、対角位置にヒンジ202,203を配置して図3(b)のような水平位置、図3(a)のような負の方向の角度、図3(c)のような正の方向の角度に回転させることができる。回転角度は、不図示の電極に与える電圧などによって電気的に制御され、例えば±10度の範囲内で任意の角度に制御することができる。尚、このような光学素子104は、DMD(Digital Micro−mirror Device)として知られており、周知の技術なので詳しい説明は省略する。   Here, the optical element 104 will be described. The optical element 104 is manufactured using a semiconductor manufacturing process, has a high degree of area and a high reflectance, and is arranged in a two-dimensional manner capable of controlling the light reflection direction, as shown in FIG. And a plurality of movable micromirrors 201. For example, as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c), the structure of each micromirror 201 is such that the hinges 202 and 203 are arranged at diagonal positions, as shown in FIG. 3 (b). It can be rotated to an angle in the negative direction as shown in FIG. 3A and an angle in the positive direction as shown in FIG. The rotation angle is electrically controlled by a voltage applied to an electrode (not shown) or the like, and can be controlled to an arbitrary angle within a range of ± 10 degrees, for example. Such an optical element 104 is known as DMD (Digital Micro-mirror Device), and is a well-known technique, and thus detailed description thereof is omitted.

本実施形態に係る電子カメラ101は、DMDのような光学素子104を用いることにより、図1に示した撮像素子105またはファインダースクリーン106に撮影レンズ103から入射する光を結像することができる。特に、従来の一眼レフ型カメラでは、光学ビューファインダー側と撮像素子側とを機械的な跳ね上げ式の可動ミラーで行っていたが、機械式であるため稼動ミラーの製造時に高い精度が要求され、大きいために高速動作が難しく、露光時の光学ビューファインダーのブラックアウト時間が長くなるという問題があった。これに対して、DMD104は、マイクロ秒オーダーの高速動作が可能で耐久回数も高いので、シャッター代わりに使用することができ、ブラックアウト期間を大幅に短縮することができる。例えば、DMDを用いることにより、動作時間を10μ秒(=1/100,000秒)程度まで短縮できる。   The electronic camera 101 according to the present embodiment can form an image of light incident from the photographing lens 103 on the image sensor 105 or the finder screen 106 illustrated in FIG. 1 by using the optical element 104 such as DMD. In particular, in conventional single-lens reflex cameras, the optical viewfinder side and the image sensor side are moved by mechanical flip-up movable mirrors, but since they are mechanical, high precision is required when manufacturing working mirrors. Because of its large size, high-speed operation is difficult, and there is a problem that the blackout time of the optical viewfinder at the time of exposure becomes long. In contrast, the DMD 104 is capable of high-speed operation on the order of microseconds and has a high durability. Therefore, the DMD 104 can be used in place of the shutter, and the blackout period can be greatly shortened. For example, by using DMD, the operation time can be shortened to about 10 μsec (= 1 / 100,000 sec).

また、従来のメカニカルシャッター(例えばフォーカルプレーン式など)では、シャッターの動作開始時と動作終了時との間に時間差があり、同時一括露光(グローバルシャッター)が非常に困難であったが、DMD104により、動作開始から終了までの時間差をなくしたグローバルシャッターを実現することができる。   In addition, with a conventional mechanical shutter (for example, a focal plane type), there is a time difference between the start and end of the shutter operation, and simultaneous batch exposure (global shutter) was very difficult. A global shutter that eliminates the time difference from the start to the end of the operation can be realized.

また、DMD104の行列状に配置された微小ミラー201を行毎または列毎に線順次で動作させることにより、フォーカルプレーン動作(ローリングシャッター)も可能である。この場合は、図2(c)に示すように、露光中の行または列のみを撮像素子105側に反射する位置に制御し、その他の行または列の微小ミラー201をファインダースクリーン106側に反射する位置にすることにより、光学ビューファインダーにおける視界が完全にブラックアウトされてしまうことがなくなる。   Further, a focal plane operation (rolling shutter) is also possible by operating the micromirrors 201 arranged in a matrix of the DMD 104 in a line-sequential manner for each row or column. In this case, as shown in FIG. 2C, only the row or column that is being exposed is controlled to a position that reflects to the image sensor 105 side, and the micromirrors 201 of other rows or columns are reflected to the viewfinder screen 106 side. By setting the position to the position, the field of view in the optical viewfinder is not completely blacked out.

尚、撮像素子105の各画素の位置とDMD104の微小ミラー201の位置とが一対一に対応していてもよいし、1つの微小ミラー201が複数の画素に対応していてもよい。例えば図4(a)は、撮像素子105の画素配列を示す図で、撮像素子105は、画素p(1,1)から画素p(16,16)までの256画素を有する。また、図4(b)は、DMD104の微小ミラー201の配列を示す図で、図4(a)の撮像素子105の撮像領域に対応する。例えば、画素p(1,1)から画素p(1,4)までの4画素と、画素p(2,1)から画素p(2,4)までの4画素と、画素p(3,1)から画素p(3,4)までの4画素と、画素p(4,1)から画素p(4,4)までの4画素の合計16個の画素が1つの微小ミラー201(ミラーm(1,1))に対応する。
[電子カメラ101]
次に、電子カメラ101の構成例について図5を用いて説明する。図5において、電子カメラ101は、図1で説明したように、カメラ本体102と、着脱可能な撮影レンズ103とを有する一眼レフ型のカメラである。カメラ本体102は、DMD104と、撮像素子105と、ファインダースクリーン106と、ペンタプリズム107と、ファインダー光学系108と、画像バッファ109と、画像処理部110と、制御部111と、表示部112と、メモリカードIF113と、操作部114と、メモリ115と、DMD駆動部116とを有する。尚、図1と同符号のブロックは同じものである。また、図1の光学素子104として周知のDMDを用いるものとし、図5ではDMD104と表記する。
Note that the position of each pixel of the image sensor 105 and the position of the micromirror 201 of the DMD 104 may correspond one to one, or one micromirror 201 may correspond to a plurality of pixels. For example, FIG. 4A is a diagram showing a pixel array of the image sensor 105, and the image sensor 105 has 256 pixels from the pixel p (1,1) to the pixel p (16,16). FIG. 4B is a diagram illustrating the arrangement of the micromirrors 201 of the DMD 104, and corresponds to the imaging region of the imaging element 105 in FIG. For example, four pixels from pixel p (1,1) to pixel p (1,4), four pixels from pixel p (2,1) to pixel p (2,4), and pixel p (3,1 ) To pixel p (3,4) and four pixels from pixel p (4,1) to pixel p (4,4), for a total of 16 pixels, one micromirror 201 (mirror m ( 1, 1)).
[Electronic camera 101]
Next, a configuration example of the electronic camera 101 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, an electronic camera 101 is a single-lens reflex camera having a camera body 102 and a detachable photographing lens 103 as described with reference to FIG. The camera body 102 includes a DMD 104, an image sensor 105, a finder screen 106, a pentaprism 107, a finder optical system 108, an image buffer 109, an image processing unit 110, a control unit 111, a display unit 112, The memory card IF 113, the operation unit 114, the memory 115, and the DMD driving unit 116 are included. The blocks having the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same. Further, a well-known DMD is used as the optical element 104 in FIG. 1, and is denoted as DMD 104 in FIG.

図5において、撮影レンズ103は、被写体から入射する光を撮像素子105の受光面またはファインダースクリーン106上に結像する。ここで、撮像素子105の受光面と、ファインダースクリーン106とは撮影レンズ103の共役な焦点位置に配置されている。ファインダースクリーン106上に結像された被写体像は、図1で説明したように、ペンタプリズム107およびファインダー光学系108を介して撮影者により光学的に観察できるようになっている。尚、図5はブロック図なので、ファインダースクリーン106と撮像素子105の位置は正確に描かれておらず、図1で説明したように、DMD104で制御可能な光の反射方向にファインダースクリーン106と撮像素子105とが配置されている。また、DMD104の光の反射方向は、制御部111からDMD駆動部116に与えられる指令に応じて、DMD駆動部116はDMD104の各微小ミラー201に与える制御電圧を可変することによって変えることができる。例えば、先に説明した図2(a)の状態のDMD104の光の反射方向がファインダースクリーン106に対応し、図2(b)の状態のDMD104の光の反射方向が撮像素子105に対応するように制御できる。   In FIG. 5, the photographing lens 103 forms an image of light incident from a subject on the light receiving surface of the image sensor 105 or the finder screen 106. Here, the light receiving surface of the image sensor 105 and the finder screen 106 are disposed at a conjugate focal position of the photographing lens 103. The subject image formed on the finder screen 106 can be optically observed by the photographer via the pentaprism 107 and the finder optical system 108 as described with reference to FIG. 5 is a block diagram, the positions of the finder screen 106 and the image sensor 105 are not accurately drawn. As described with reference to FIG. 1, the finder screen 106 and the image are captured in the light reflection direction controllable by the DMD 104. An element 105 is arranged. Further, the light reflection direction of the DMD 104 can be changed by varying the control voltage applied to each micro mirror 201 of the DMD 104 according to a command given from the control unit 111 to the DMD drive unit 116. . For example, the light reflection direction of the DMD 104 in the state of FIG. 2A described above corresponds to the finder screen 106, and the light reflection direction of the DMD 104 in the state of FIG. 2B corresponds to the image sensor 105. Can be controlled.

撮像素子105の受光面に結像された被写体像は、二次元状に配置された画素の光電変換素子により光量に応じた電気信号に変換され、さらに電気信号をA/D変換したデジタルの画像データが画像バッファ109に取り込まれる。画像バッファ109に取り込まれた画像データは、画像処理部110により、ホワイトバランス処理、色補間処理、階調処理、輪郭強調処理などが施される。そして、制御部111は、画像処理部110が処理後の画像データを読み出して、表示部112に表示したり、メモリカードIF113を介して装着されているメモリカード113aに撮影画像として保存する。   The subject image formed on the light receiving surface of the image sensor 105 is converted into an electrical signal corresponding to the amount of light by a photoelectric conversion element of a pixel arranged two-dimensionally, and further a digital image obtained by A / D converting the electrical signal. Data is taken into the image buffer 109. The image data captured in the image buffer 109 is subjected to white balance processing, color interpolation processing, gradation processing, contour enhancement processing, and the like by the image processing unit 110. Then, the control unit 111 reads out the image data processed by the image processing unit 110 and displays the image data on the display unit 112 or saves it as a photographed image in the memory card 113 a mounted via the memory card IF 113.

操作部114は、電源ボタン、レリーズボタン、撮影モード選択ダイヤルなどの操作ボタンを有し、これらのボタンの操作情報は制御部111に出力される。制御部111は、操作部114から入力する操作情報に応じて、各部の動作を制御する。例えば、操作部114のレリーズボタンが押下された場合は、撮像素子105により画像を撮影し、撮影モード選択ダイヤルにより、静止画撮影、連写撮影、動画撮影などが選択された場合は、選択された撮影モードに応じた処理を行う。特に、本実施形態に係る電子カメラ101は、撮像素子105に入射する被写体からの光を一括して同じタイミングで露光するグローバルシャッタモードと、例えば行順にスキャンしながら露光するローリングシャッタモードとを選択できるようになっている。   The operation unit 114 includes operation buttons such as a power button, a release button, and a shooting mode selection dial. Operation information on these buttons is output to the control unit 111. The control unit 111 controls the operation of each unit in accordance with operation information input from the operation unit 114. For example, when the release button of the operation unit 114 is pressed, an image is captured by the image sensor 105, and when still image shooting, continuous shooting, movie shooting, or the like is selected by the shooting mode selection dial, it is selected. Perform processing according to the shooting mode. In particular, the electronic camera 101 according to the present embodiment selects a global shutter mode in which light from a subject incident on the image sensor 105 is exposed at the same timing and a rolling shutter mode in which exposure is performed while scanning in a row order, for example. It can be done.

メモリ115は、電子カメラ101の動作に必要なパラメータなどが記憶され、例えば撮影画像の解像度や撮影モードに応じた露出データなどが保持される。特に本実施形態に係る電子カメラ101では、撮影モードに対応するDMD104の制御位置や反射角度、或いは制御電圧などのパラメータが予め記憶されている。   The memory 115 stores parameters necessary for the operation of the electronic camera 101 and holds, for example, exposure data according to the resolution of the captured image and the shooting mode. In particular, in the electronic camera 101 according to the present embodiment, parameters such as the control position, reflection angle, or control voltage of the DMD 104 corresponding to the shooting mode are stored in advance.

ここで、グローバルシャッターとローリングシャッターにおける制御部111によるDMD104の微小ミラー201の制御について説明する。尚、DMD104の微小ミラー201の位置が先に説明した図2(a)の状態(0度の水平位置)にある場合は、撮影レンズ103の入射光をファインダースクリーン106側に反射し、図2(b)の状態(負の角度)にある場合は、撮影レンズ103の入射光を撮像素子105側に反射するものとする。   Here, control of the micro mirror 201 of the DMD 104 by the control unit 111 in the global shutter and the rolling shutter will be described. When the position of the micro mirror 201 of the DMD 104 is in the state shown in FIG. 2A (horizontal position of 0 degrees) described above, the incident light of the photographing lens 103 is reflected to the viewfinder screen 106 side, and FIG. In the state (b) (negative angle), incident light from the photographing lens 103 is reflected to the image sensor 105 side.

制御部111は、撮影モード選択ダイヤルによりグローバルシャッターの撮影モードが選択されている場合、操作部114のレリーズボタンが押下されると、DMD104の微小ミラー201の角度を図2(a)の状態から図2(b)の状態に切り替えて必要な露光時間が経過後に再び図2(a)の状態に戻す。これにより、撮像素子105による一括露光を行うことができる。   When the global shutter shooting mode is selected by the shooting mode selection dial, when the release button of the operation unit 114 is pressed, the control unit 111 changes the angle of the minute mirror 201 of the DMD 104 from the state of FIG. After switching to the state of FIG. 2B and the necessary exposure time has elapsed, the state of FIG. 2A is restored. Thereby, batch exposure by the image sensor 105 can be performed.

一方、制御部111は、撮影モード選択ダイヤルによりローリングシャッターの撮影モードが選択されている場合、操作部114のレリーズボタンが押下されると、DMD104の微小ミラー201の角度を図2(a)の状態から図2(c)の状態に切り替え、DMD104の微小ミラー201を行毎に順次切り替えながら1画面分の露光を行った後、再び図2(a)の状態に戻す。尚、微小ミラー201の1行に撮像素子105の複数行の画素が含まれる場合、これらの複数行の画素について行毎に露光制御を行ってもよいし、一括露光を行ってもよい。いずれの場合でも、図2(c)や図2(d)に示すように、露光中の画素位置に対応する行の微小ミラー201のみを撮像素子105側に反射する位置に制御し、その他の行の微小ミラー201をファインダースクリーン106側に反射する位置にしておくので、光学ビューファインダーにおける視界が完全にブラックアウトされてしまうことを防止できる。   On the other hand, when the shooting mode of the rolling shutter is selected by the shooting mode selection dial, when the release button of the operation unit 114 is pressed, the control unit 111 sets the angle of the minute mirror 201 of the DMD 104 in FIG. The state is switched to the state shown in FIG. 2C, and exposure for one screen is performed while sequentially switching the micromirrors 201 of the DMD 104 for each row, and then the state is returned to the state shown in FIG. When a plurality of rows of pixels of the image sensor 105 are included in one row of the micromirrors 201, exposure control may be performed for each row of the pixels of the plurality of rows, or batch exposure may be performed. In either case, as shown in FIG. 2C or FIG. 2D, only the micromirrors 201 in the row corresponding to the pixel position being exposed are controlled to a position that reflects to the image sensor 105 side, Since the minute mirrors 201 in the row are set at positions where they are reflected toward the viewfinder screen 106, it is possible to prevent the visual field in the optical viewfinder from being completely blacked out.

(応用例1)
次に、第1の実施形態に係る電子カメラ101の応用例1について説明する。DMD104は、先に説明したように光路の切り替え時間が短く、任意のタイミングで切り替えることができるので、人の目に検知されにくいようにランダムに光路切り替えを行うことができる。この特徴を利用して、応用例1に係る電子カメラ101では、時間的に連続した周期的な画像を撮影する動画や連写時などに起こるフリッカーを低減することができる。
(Application 1)
Next, an application example 1 of the electronic camera 101 according to the first embodiment will be described. Since the DMD 104 has a short optical path switching time as described above and can be switched at an arbitrary timing, the optical path switching can be performed randomly so that it is difficult to be detected by human eyes. By using this feature, the electronic camera 101 according to the application example 1 can reduce flicker that occurs during a moving image that captures periodic images that are temporally continuous or during continuous shooting.

例えば、動画や連写を行う場合、DMD104で周期的に光路を切り替えるため、光量が周期的に変化する蛍光灯などの照明下で撮影を行うと、撮像素子105の出力画像に周期的なちらつき(フリッカー)が発生することがある。この場合、制御部111は、時間的に連続して画像を撮影するために、DMD104の微小ミラー201を撮像素子105側に周期的に切り替えることになる。そこで、本応用例に係る電子カメラ101では、DMD104を撮像素子105側に切り替える周期をランダムに変化させて周期性を持たないようにすることでちらつきが分散され、人間の目に知覚されにくくすることができる。   For example, when performing moving images or continuous shooting, the DMD 104 periodically switches the optical path. Therefore, when shooting is performed under illumination such as a fluorescent lamp whose light amount changes periodically, the output image of the image sensor 105 periodically flickers. (Flicker) may occur. In this case, the control unit 111 periodically switches the micro mirror 201 of the DMD 104 to the image sensor 105 side in order to capture images continuously in time. Therefore, in the electronic camera 101 according to this application example, the flicker is dispersed by changing the period for switching the DMD 104 to the image sensor 105 side at random so as not to have periodicity, thereby making it difficult for human eyes to perceive. be able to.

特に図6の電子カメラ101aのように、図1の光学ビューファインダーを構成するファインダースクリーン106およびペンタプリズム107の代わりに電子ビューファインダー用の第2の撮像素子105aで置き換えた場合、蛍光灯下での撮影時にDMD104による光路切り替えを周期的に行うと、電子ビューファインダーの画面や表示部112の画面上にフリッカーが発生する。しかし、本応用例に係る電子カメラ101では、DMD104を撮像素子105または撮像素子105aに切り替える周期をランダムにすることで、撮像素子105または撮像素子105aで撮影される画面のちらつきが周期的ではなくなり、目立たなくなる。   In particular, like the electronic camera 101a in FIG. 6, when the second image pickup device 105a for the electronic viewfinder is used instead of the finder screen 106 and the pentaprism 107 constituting the optical viewfinder in FIG. If the optical path switching by the DMD 104 is periodically performed during shooting, flicker occurs on the screen of the electronic viewfinder and the screen of the display unit 112. However, in the electronic camera 101 according to this application example, flickering of the screen shot by the image sensor 105 or the image sensor 105a is not periodic by randomizing the cycle for switching the DMD 104 to the image sensor 105 or the image sensor 105a. , Not noticeable.

(応用例2)
図1の電子カメラ101および図6の電子カメラ101aでは、一般的な一眼レフ型カメラの従来の跳ね上げ式の可動ミラー部分にDMD104を配置するようにしたが、図7(a)に示すように、本応用例2に係る電子カメラ101bは、撮影レンズ103を入射光の方向を変える屈曲光学系251で構成するカメラである。この場合、屈曲光学系251の一部にDMD104を配置して屈曲光学系251の入射方向に配置された撮像素子105または撮像素子105aに反射する。或いは、図7(b)に示すように、DMD104の反射方向を被写体光の入射方向と直交する方向(電子カメラ101bの筐体の長手方向(横幅方向))に反射するようにしてもよい。
(Application example 2)
In the electronic camera 101 of FIG. 1 and the electronic camera 101a of FIG. 6, the DMD 104 is arranged on the conventional flip-up movable mirror portion of a general single-lens reflex camera, but as shown in FIG. In addition, the electronic camera 101b according to the second application example is a camera in which the photographing lens 103 includes a bending optical system 251 that changes the direction of incident light. In this case, the DMD 104 is disposed in a part of the bending optical system 251 and is reflected by the imaging element 105 or the imaging element 105 a disposed in the incident direction of the bending optical system 251. Alternatively, as shown in FIG. 7B, the reflection direction of the DMD 104 may be reflected in a direction orthogonal to the incident direction of the subject light (longitudinal direction (horizontal width direction) of the casing of the electronic camera 101b).

このように、屈曲光学系251とDMD104とを組み合わせることにより、電子カメラ101のレンズや撮像素子105などの配置の自由度が高くなり、筐体のサイズを薄くすることができる。   Thus, by combining the bending optical system 251 and the DMD 104, the degree of freedom of arrangement of the lens of the electronic camera 101, the image sensor 105, and the like is increased, and the size of the housing can be reduced.

(応用例3)
先に説明した図1の電子カメラ101および図6の電子カメラ101aにおいて、DMD104は入射光を2方向に反射するようにしたが、応用例3に係る電子カメラ101cは、図8に示すように3方向に反射するようにして、R用の撮像素子105b、G用の撮像素子105cおよびB用の撮像素子105dの三板式の電子カメラ101bを実現することができる。尚、撮像素子や光学ビューファインダー以外にも測光素子やAF(オートフォーカス)用素子など複数の受光素子を撮影レンズ103の共役な焦点位置に配置して、DMD104によって切り替えられるようにしても構わない。さらに、DMD104で複数の微小ミラー201を部分的に異なる方向に反射するようにしてもよい。例えば図9は、同時に3方向に反射する場合のDMD104の様子を示し、微小ミラー201の1行目(+θ度)と、2行目および3行目(0度)と、4行目(−θ度)とをそれぞれ異なる方向(+θ度、0度、−θ度)に光を反射できる。この場合の応用として、例えば1行目は撮像素子側に光を反射し、2行目および3行目は光学ビューファインダー側に光を反射し、4行目は測光素子(或いはAF素子)側に光を反射することにより、撮像素子と光学ビューファインダーと測光素子とに部分的に同時に光を入射することができる。そして、高速にDMD104の微小ミラー201を切り替えて、+θ度の行を2行目に切り替え、0度の行を3行目および4行目に切り替え、−θ度の行を1行目に切り替える。さらに、+θ度の行を3行目に切り替え、0度の行を4行目および1行目に切り替え、−θ度の行を2行目に切り替える。同様にDMD104の各行の微小ミラー201の反射方向を高速に順次切り替えていくことにより、撮像画面全体を同じ時間タイミングでスキャンすることができ、撮像素子と測光素子とから得られる画像情報のずれを少なくすることができる。また、この場合、常に光学ビューファインダーに光が投影されるため、完全なブラックアウトを回避でき被写体の動きを見失うことがなくなる。特に、微小ミラー201の分解能が高い場合、例えばXGA(1024×764)行程度の分解能がある場合は764行のうちの10%程度が撮像素子や測光素子側に向いていたとしても700行程度の分解能があれば問題なく光学ビューファインダーで被写体の確認を行うことができる。
(Application 3)
In the electronic camera 101 of FIG. 1 and the electronic camera 101a of FIG. 6 described above, the DMD 104 reflects incident light in two directions, but the electronic camera 101c according to the application example 3 has a configuration as shown in FIG. By reflecting in three directions, it is possible to realize a three-plate electronic camera 101b including an R imaging element 105b, a G imaging element 105c, and a B imaging element 105d. In addition to the image sensor and the optical viewfinder, a plurality of light receiving elements such as a photometric element and an AF (autofocus) element may be arranged at a conjugate focal position of the photographing lens 103 and switched by the DMD 104. . Further, the DMD 104 may partially reflect the plurality of micromirrors 201 in different directions. For example, FIG. 9 shows a state of the DMD 104 when reflecting in three directions at the same time. The first row (+ θ degree), the second and third rows (0 degree), and the fourth row (− The light can be reflected in different directions (+ θ degrees, 0 degrees, −θ degrees). As an application in this case, for example, the first line reflects light toward the image sensor, the second and third lines reflect light toward the optical viewfinder, and the fourth line corresponds to the photometric element (or AF element) side. The light can be incident on the image pickup device, the optical viewfinder, and the photometric device partially at the same time. Then, the micromirror 201 of the DMD 104 is switched at high speed, the + θ degree row is switched to the second row, the 0 degree row is switched to the third and fourth rows, and the −θ degree row is switched to the first row. . Further, the + θ degree line is switched to the third line, the 0 degree line is switched to the fourth and first lines, and the −θ degree line is switched to the second line. Similarly, by sequentially switching the reflection direction of the micromirrors 201 in each row of the DMD 104 at high speed, the entire imaging screen can be scanned at the same time timing, and the deviation of image information obtained from the imaging element and the photometric element can be corrected. Can be reduced. In this case, since light is always projected onto the optical viewfinder, complete blackout can be avoided and the movement of the subject is not lost. In particular, when the resolution of the micromirror 201 is high, for example, when there is a resolution of about XGA (1024 × 764) rows, even if about 10% of the 764 rows are directed to the image sensor or photometric device side, about 700 rows. If the resolution is sufficient, the subject can be confirmed with the optical viewfinder without any problem.

以上、各実施形態で説明してきたように、本発明に係る電子カメラは、光学ビューファインダーのブラックアウト期間を短縮し、グローバルシャッターやローリングシャッターなどにも対応できる電子カメラを提供することができる。   As described above, as described in each embodiment, the electronic camera according to the present invention can provide an electronic camera that can shorten the blackout period of the optical viewfinder and can cope with a global shutter, a rolling shutter, and the like.

尚、本発明に係る電子カメラについて、各実施形態で例を挙げて説明してきたが、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の多様な形で実施することができる。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。   The electronic camera according to the present invention has been described by way of example in each embodiment, but can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The present invention is defined by the claims, and the present invention is not limited to the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

101,101a,101b,101c・・・電子カメラ
102・・・カメラ本体
103・・・撮影レンズ
104・・・光学素子(DMD)
105・・・撮像素子
106・・・ファインダースクリーン
107・・・ペンタプリズム
108・・・ファインダー光学系
109・・・画像バッファ
110・・・画像処理部
111・・・制御部
112・・・表示部
113・・・メモリカードIF
113a・・・メモリカード
114・・・操作部
115・・・メモリ
116・・・DMD駆動部
201・・・微小ミラー
202,203・・・ヒンジ
101, 101a, 101b, 101c ... electronic camera 102 ... camera body 103 ... taking lens 104 ... optical element (DMD)
105 ... Image sensor 106 ... Viewfinder screen 107 ... Penta prism 108 ... Viewfinder optical system 109 ... Image buffer 110 ... Image processing unit 111 ... Control unit 112 ... Display unit 113 ... Memory card IF
113a ... Memory card 114 ... Operation unit 115 ... Memory 116 ... DMD drive unit 201 ... Micro mirrors 202, 203 ... Hinge

Claims (7)

被写体から入射する光を結像する撮影レンズと、  A photographic lens for imaging light incident from the subject;
前記撮影レンズの光軸上に配置され、光の反射方向を制御可能な複数の可動式の微小ミラーが二次元状に配置された光学素子と、  An optical element that is arranged on the optical axis of the photographing lens and in which a plurality of movable micromirrors that can control the reflection direction of light are arranged two-dimensionally;
前記光学素子の第1の反射方向に配置された撮像素子と、  An image sensor disposed in a first reflection direction of the optical element;
前記光学素子の第2の反射方向に配置された光学ビューファインダーと、  An optical viewfinder disposed in a second reflection direction of the optical element;
前記光学素子の反射方向を前記第1の反射方向または前記第2の反射方向に切り替える制御部と  A controller that switches the reflection direction of the optical element to the first reflection direction or the second reflection direction;
を備える電子カメラにおいて、  In an electronic camera comprising:
グローバルシャッターモードとローリングシャッターモードの2つの撮影モードを設け、  There are two shooting modes, global shutter mode and rolling shutter mode.
前記制御部は、撮影時以外は全ての前記微小ミラーを前記第2の反射方向に切り替え、前記グローバルシャッターモードでの撮影時は全ての前記微小ミラーを前記第1の反射方向に切り替え、前記ローリングシャッターモードでの撮影時は前記撮像素子で撮像する画素位置に対応する位置の前記微小ミラーのみを前記第1の反射方向に切り替える電子カメラ。  The control unit switches all the micromirrors to the second reflection direction except during shooting, and switches all the micromirrors to the first reflection direction during shooting in the global shutter mode. An electronic camera that switches only the minute mirror at a position corresponding to a pixel position to be imaged by the image sensor in the first reflection direction when photographing in the shutter mode.
請求項1に記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、前記ローリングシャッターモードで撮像する場合、複数の前記微小ミラーのうち一部の前記微小ミラーの角度を他の前記微小ミラーとは異なる角度に制御する電子カメラ。
The electronic camera according to claim 1,
Wherein, the case of imaging in a rolling shutter mode, the electronic camera to control the angle different from the plurality of other of said micromirrors an angle of the micro mirrors of some of the micromirrors.
請求項1または2のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、複数の前記微小ミラーの角度を切り替えるタイミングをランダムに変化させる電子カメラ。
The electronic camera according to any one of claims 1 and 2 ,
The said control part is an electronic camera which changes the timing which switches the angle of several said micromirrors at random.
請求項1からのいずれか一項に記載の電子カメラにおいて
前記光学ビューファインダーの位置と前記撮像素子の位置とは前記撮影レンズの共役な焦点位置にある電子カメラ。
The electronic camera according to any one of claims 1 to 3 ,
An electronic camera in which the position of the optical viewfinder and the position of the image sensor are at a conjugate focal position of the photographing lens.
請求項4に記載の電子カメラにおいて、
前記光学ビューファインダーの位置に第2の撮像素子を配置する電子カメラ。
The electronic camera according to claim 4,
An electronic camera in which a second image sensor is disposed at a position of the optical viewfinder .
請求項またはに記載の電子カメラにおいて、
前記制御部は、前記光学素子の光が前記撮像素子または前記光学ビューファインダーに反射するように、複数の前記微小ミラーの角度を切り替える周期をランダムに変化させる電子カメラ。
The electronic camera according to claim 4 or 5 ,
The control unit is an electronic camera that randomly changes a cycle for switching angles of the plurality of micromirrors so that light of the optical element is reflected by the imaging element or the optical viewfinder .
請求項1からのいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
前記撮影レンズは、入射光の方向を変える屈曲光学系で構成され、
前記光学素子は、前記屈曲光学系から投影される光を前記屈曲光学系の入射方向に反射する電子カメラ。
The electronic camera according to any one of claims 1 to 6 ,
The photographing lens is composed of a bending optical system that changes the direction of incident light,
The optical element is an electronic camera that reflects light projected from the bending optical system in an incident direction of the bending optical system.
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