JP7130475B2 - 撮像装置、表示制御装置、撮像装置の制御方法及び表示制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、焦点制御用の補助光発光時の画像表示に関する。
近年、記録用画像を取得する撮像センサによって取得した画像を用いて自動焦点制御(Auto Focus:AF)を行う、いわゆる撮像面AF技術が知られている。この撮像面AF実行時において、暗所などでは補助光を発光させる場合がある。ストロボ等の発光手段を用いて被写体を明るくして撮影する撮像装置においては、補助光としてストロボ等の発光手段を用いることができる。
ストロボ等の閃光発光を間欠的に行う光源の場合、補助光発光時の画像のライブビュー表示を行うとライブビュー表示の品質が低下する場合がある。そこで、特許文献1では、赤目防止用の発光を撮像面の非露光期間に行うことで、ライブビュー表示には発光による輝度変化が表示されないようにしている。
特開2004-72237号公報
しかしながら、補助光なしでのAFが困難な低照度下で補助光を閃光発光にて発光させる場合、撮影者にとってフレーミングしやすくするためには、補助光発光時の画像をライブビュー表示することが望ましい。
そこで、本発明は、低照度下で自動焦点制御を行う際に、高品質でフレーミングしやすいライブビュー表示を行うことを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明にかかる撮像装置は、自動焦点制御を行う焦点制御手段と、表示部の制御を行う表示制御手段と、前記焦点制御手段による自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算手段と、を有し、前記演算手段は、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算し、前記表示制御手段は、ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算手段により演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させ、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする。
本発明によれば、低照度下で自動焦点制御を行う際に、高品質でフレーミングしやすいライブビュー表示を行うことができる。
本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置のブロック図である。 本発明の第1の実施形態にかかる自動焦点制御用の補助光制御を含むタイミングチャートを示す図である。 本発明の第2の実施形態にかかる自動焦点制御用の補助光制御を含むタイミングチャートを示す図である。
(第1の実施形態)
以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は、第1の実施形態の表示制御装置を実現する一つの例である撮像装置100の基本構成を示すブロック図である。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。
撮像装置100は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラのようなカメラはもとより、カメラ機能付き携帯電話、カメラ付きコンピュータなど、カメラ機能を備える任意の電子機器であってもよい。光学系101は、フォーカスレンズを含むレンズ群、シャッター、絞りから構成されており、カメラ制御部104の制御によって被写体からの光を撮像素子102に結像させる。CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサなどの撮像素子102は、光学系101を通って結像した光を画像信号に変換する。
焦点検出回路103は、例えば撮像素子102により得られた画像を用いて自動焦点制御するための信号値を生成する回路である。カメラ制御部104は焦点制御部116を用いて、焦点検出回路103出力の信号値に基づき、被写体が合焦するように光学系101に含まれるフォーカスレンズを制御する。なお、自動焦点制御するための信号値は、例えば画像のコントラスト値や位相差検出によるデフォーカス量など、自動焦点制御における公知の信号値でよい。
カメラ制御部104は、入力された信号や予めメモリに記憶されたプログラムに従い、撮像装置100を構成する各部を制御することで、撮像装置100の機能を実現させる。一次記憶装置105は、例えばRAMのような揮発性装置であり、一時的なデータを記憶し、カメラ制御部104の作業用に使われる。また、一次記憶装置105は、発光量演算部110で計算された発光量や、発光上限回数演算部111で計算された発光上限回数の保持のためや、記録媒体107へ記録する情報保持に利用される。二次記憶装置106は、例えばEEPROMのような不揮発性記憶装置であり、撮像装置100を制御するためのプログラム(ファームウェア)や各種の設定情報を記憶し、カメラ制御部104によって利用される。
記録媒体107は、一次記憶装置105に記憶されている、撮影により得られた画像のデータなどを記録する。なお、記録媒体107は、例えば半導体メモリカードのように撮像装置100から取り外し可能であり、記録されたデータはパーソナルコンピュータなどに装着してデータを読み出すことが可能である。つまり、撮像装置100は、記録媒体107の着脱機構及び読み書き機能を有する。
表示部108は、液晶や有機ELなどの表示パネルを有し、画像のライブビュー表示、撮影した画像の再生表示、対話的な操作のためのGUI画像などの表示を行う。操作部109は、ユーザの操作を受け付けてカメラ制御部104へ入力情報を伝達する入力デバイス群であり、例えばボタン、レバー、タッチパネル等、音声や視線などを用いた入力機器であってもよい。
カメラ制御部104は、発光制御部114に制御信号を送り、発光部113および外部アクセサリ通信部112を制御する。発光部113は撮像装置100に内蔵されているLEDやキセノン管を光源とする発光部であり、外部アクセサリ通信部112は撮像装置100に取り付けられた外部アクセサリ、例えば外付けストロボなどと通信する。外部アクセサリが外付けストロボの場合には、発光制御部114は外部アクセサリ通信部112を介して外付けストロボを制御する。カメラ制御部104と発光制御部114は、共通のタイマ制御部115と接続されており、共通のタイミング信号が入力される。
発光量演算部110は、発光部113、もしくは、外部アクセサリ通信部112により制御された外部ストロボ等を発光させた際の反射光から、自動焦点制御時の補助光(AF補助光)や撮影時の発光(本発光)に必要な発光量を求める。なお、発光時の反射光から発光量を求める方法は公知の方法でよく詳細の説明は省略する。発光上限回数演算部111では、発光量演算部110により求められた発光量を元に本発光に必要な充電容量を計算し、その充電量を残せるようなAF補助光発光上限回数を算出する。求められた発光上限回数は一次記憶装置105に保持され、カメラ制御部104が発光制御を行う際に利用される。
次に、焦点制御用の補助光発光時の画像表示について説明する。図2は、自動焦点制御用の補助光制御を含むタイミングチャートを示す図である。図2では、撮像素子102からの画像信号の読み出しを指示するVD信号によって各画像の露光期間が設定され、フレーム1~10の各露光期間にそれぞれ1枚の画像が対応することを示している。以降、フレーム1~10の各露光期間に対応する画像をそれぞれフレーム画像1~10とする。
フレーム1及び2は、発光を行っていないフレームである。カメラ制御部104は撮像素子102より得られた画像信号に基づく画像を表示部108に逐次表示することにより、ユーザにライブビュー表示を提供している。低照度下でのライブビュー表示においては、撮像素子102の読出し感度を使用可能な最大感度まで上げ、さらに明るさが不足する場合は撮像フレームレートを一定の範囲で変化させて露光時間を確保する工夫を行っている。この期間に撮像素子102より得られた画像信号に基づく画像は表示部108に表示可能である。カメラ制御部104は、ユーザの操作部109の操作により撮影準備指示またはAF指示を受けると、焦点制御部116がAF動作を開始する。焦点制御部116は、フレーム画像1、フレーム画像2の輝度レベルを評価し、所定値以下であればAF補助光発光要求信号を発生させる。カメラ制御部104は、焦点制御部116からのAF補助光発光要求信号を受け、AF補助光制御シーケンスを開始する。
フレーム3及び4では、AFを行う際に必要な発光部113、もしくは外部ストロボの補助光発光量を求めるための調光制御を行うフレームである。カメラ制御部104は、発光制御部114により、フレーム3では第1の発光量を、フレーム4では第1の発光量よりも大きな第2の発光量を発光するように制御する。第1の発光量は、二次記憶装置106内に保持された設計値であり、例えば開放絞り値F5.6のレンズを装着し、ISO3200で暗中で距離1mの被写体をAFできるGno値としている。第2の発光量は、同露出条件で暗中で距離10mの被写体をAFできるGno値としている。このように、近距離被写体に対応する第1の発光量と遠距離被写体に対応する第2の発光量で2回発光を行うことで、被写体の距離によらず補助光発光量を求めるための調光制御を精度よく行うことができる。
また、撮像素子102の露出値も設計値に従い、例えば開放絞り値F5.6のレンズを装着し、ISO3200で、露光時間は1/60など低照度下非発光ではアンダーとなる露出値を使用し、撮像素子102のフレームレートを上げている。
この調光制御フレームの2フレーム(フレーム3、フレーム4)で得られたフレーム画像3、フレーム画像4から、推定被写体領域の輝度レベルを評価する。そして、評価結果に基づいて、例えば補助光AF制御時に使用予定のISO値がISO3200のとき、ISO3200でAFに適した補助光発光量である第3の発光量を決定する。第3の発光量の決定方法は上述のように公知の方法でよく、フレーム画像3、フレーム画像4の両方を用いてもよいし、推定被写体領域の輝度レベルがより精度よく評価できるいずれか一方だけ用いてもよい。
このとき、第3の発光量が、発光部113、もしくは外部ストロボ等の最大発光量よりも大きい場合、撮像素子102の露出設定も含めて調節を行う。具体的には、例えば補助光AF制御時に使用するISO値を予め設定されていたISO3200よりも高い値(例えばISO6400)に設定し、使用する補助光発光量を第3の発光量よりも小さく最大発光量以下である発光量(例えば第3の発光量の半分)とする。
フレーム画像3、フレーム画像4は調光制御フレームで得られた画像であるため、明るさがフレーム画像2と異なり、かつ、互いの画像の明るさも異なる。そのため、フレーム画像2に続いてフレーム画像3、フレーム画像4をライブビュー表示させるとちらつきが生じるので、カメラ制御部104は、フレーム画像3、フレーム画像4を表示部108に表示させない。そして、フレーム画像4の後に得られる画像が表示可能になるまでフレーム3の直前に得られた画像であるフレーム画像2を継続して表示させる。
フレーム5の露光期間で、カメラ制御部104は、補助光発光量及び補助光発光時の露出値の決定を行う。フレーム5では発光部113や外部ストロボ等の発光は行わず、フレーム1及び2と同等の露出値を用いてフレーム画像5を取得する。取得されたフレーム画像5は、フレーム画像2に続けて表示部108に表示される。
図2では、フレーム6~9でAF補助光制御を行っている。フレーム6でカメラ制御部104は、発光制御部114を用いて発光部113、もしくは、外部ストロボ等を発光するように制御する。このときの発光量及び露出値はフレーム5にて決定した値を用いる。カメラ制御部104は、フレーム6で取得されたフレーム画像6に基づいて、焦点制御部116を用いてAFを行う。また、カメラ制御部104は、フレーム画像6をフレーム画像5に続けて表示部108に表示させる。
フレーム7~9もフレーム6と同様の制御を行う。すなわち、フレーム7~9も補助光の発光を行い、得られたフレーム画像7~9を表示部108に表示させる。フレーム画像6~9は、調光された発光量で補助光を発光させて得られた画像であるため、画像の明るさは略等しいのでライブビュー表示させてもちらつきは抑えられる。また、補助光が照射された複数の画像が継続してライブビュー表示されるため、低照度下でもフレーミングしやすい。
なお、フレーム画像6~9は、補助光の発光を行って得られた画像であるため、カメラ制御部104は、補助光の色温度に基づいてホワイトバランス調整を行う。
また、フレーム6~9の間、カメラ制御部104は焦点制御部116によりAFを行っているため、光学系101に含まれるフォーカスレンズは逐次動いている。光学系101に含まれるフォーカスレンズが動くことにより、露出値を同じにしていても画像の輝度レベルが変動することがある。また、ストロボ光が照射されている被写体に焦点が合って行くことにより画像の輝度レベルが変動することがある。そこで、カメラ制御部104は、補助光が発光されたフレーム画像の輝度レベルを評価し、評価後に補助光を発光させるフレームにおける補助光発光量を変更させてもよい。
以上のように、本実施形態では、自動焦点制御の補助光の発光量を決定するための発光が行われた発光画像はライブビュー表示させず、自動焦点制御の補助光の発光が行われた発光画像はライブビュー表示させている。これにより、低照度下で自動焦点制御を行う際に、高品質でフレーミングしやすいライブビュー表示を行うことができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について図3を用いて説明する。図3は、第2の実施形態にかかる自動焦点制御用の補助光制御を含むタイミングチャートを示す図である。本実施形態は第1の実施形態と異なり、発光が行われていない非発光画像と補助光の発光が行われた発光画像とを合成した合成画像をライブビュー表示させる。第1の実施形態のように、補助光の発光が行われた発光画像をライブビュー表示させる構成では、補助光が当たっている被写体に対してはフレーミングしやすいが、補助光が当たっていない領域は暗いため全体的にはフレーミングしにくい。そのため、本実施形態では、露出(ISO感度を含む)を上げて得られた非発光画像の補助光が当たっていない領域と、発光画像の補助光が当たっている被写体とを合成して全体的に明るい画像を生成し、生成した合成画像をライブビュー表示させる。
図3のように、フレーム5では発光を行っていないため得られるフレーム画像5は非発光画像となる。一方、フレーム6~9では補助光の発光を行っているため得られるフレーム画像6~9は発光画像となる。
そこで、フレーム画像5とフレーム画像6とを合成した画像をフレーム画像5に続いてライブビュー表示させる。その後は、最新の発光画像とフレーム5とを合成した画像をライブビュー表示させる。
以上のように、本実施形態では、自動焦点制御の補助光の発光量を決定するための発光が行われた発光画像はライブビュー表示させず、自動焦点制御の補助光の発光が行われた発光画像はライブビュー表示させている。これにより、低照度下で自動焦点制御を行う際に、高品質でフレーミングしやすいライブビュー表示を行うことができる。さらに、補助光の発光が行われた発光画像に非発光画像を合成させてライブビュー表示させることで、全体的にフレーミングしやすいライブビュー表示を行うことができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上記の2つの実施形態では、補助光の発光量を決定するために第1の発光量と第2の発光量で2回発光を行っているが、1回でも3回以上であってもよい。
また、上記の2つの実施形態では、補助光の発光回数は発光上限回数演算部111で計算された回数であるが、予め決められていてもよいし、カメラ制御部104が被写体に焦点があったか否かに基づいて補助光の発光停止を判断してもよい。
また、上記の2つの実施形態では、撮像装置100が備える表示部108の表示制御を行っているが、本発明は、撮像装置100とは分離された表示装置の表示部の表示制御にも適用できる。そのような構成の場合、上記の2つの実施形態にて撮像装置100のカメラ制御部104が実行していた処理の一部を表示装置の制御部が実行するようにすればよい。このような構成では、表示装置が表示制御装置として機能する。
100 撮像装置
101 光学系
102 撮像素子
103 焦点検出回路
104 カメラ制御部
108 表示部
110 発光量演算部
112 外部アクセサリ通信部
113 発光部
114 発光制御部
116 焦点制御部

Claims (10)

  1. 自動焦点制御を行う焦点制御手段と、
    表示部の制御を行う表示制御手段と、
    前記焦点制御手段による自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算手段と、を有し、
    前記演算手段は、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算し、
    前記表示制御手段は、ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算手段により演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させ、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする撮像装置。
  2. 自動焦点制御を行う焦点制御手段と、
    表示部の制御を行う表示制御手段と、
    前記焦点制御手段による自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算手段と、を有し、
    前記演算手段は、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算し、
    前記表示制御手段は、ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算手段により演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像と前記発光部を発光させずに得られた画像とを合成した合成画像は前記表示部に表示させ、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする撮像装置。
  3. 前記演算手段は、前記発光部を第1の発光量で発光させて得られた画像及び前記発光部を前記第1の発光量と異なる第2の発光量で発光させて得られた画像に基づいて、前記補助光の発光量を演算することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記表示制御手段は、ライブビュー表示を行う際に、前記発光部を発光させずに得られた画像は前記表示部に表示させることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の撮像装置。
  5. 自動焦点制御を行う焦点制御手段と、前記焦点制御手段による自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算手段と、を有し、前記演算手段は、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算する撮像装置で得られた画像を表示部に表示させる表示制御装置であって、
    ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算手段により演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させる表示制御手段を有し、
    前記表示制御手段は、ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする表示制御装置。
  6. 自動焦点制御を行う焦点制御手段と、前記焦点制御手段による自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算手段と、を有し、前記演算手段は、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算する撮像装置で得られた画像を表示部に表示させる表示制御装置であって、
    ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算手段により演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像と前記発光部を発光させずに得られた画像とを合成した合成画像は前記表示部に表示させる表示制御手段を有し、
    前記表示制御手段は、ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする表示制御装置。
  7. 自動焦点制御を行う焦点制御ステップと、
    表示部の制御を行う表示制御ステップと、
    前記焦点制御ステップで自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算ステップと、を有し、
    前記演算ステップは、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算し、
    前記表示制御ステップは、ライブビュー表示を行う際に、前記演算ステップで前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算ステップで演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させ、前記演算ステップで前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算ステップで前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする撮像装置の制御方法。
  8. 自動焦点制御を行う焦点制御ステップと、
    表示部の制御を行う表示制御ステップと、
    前記焦点制御ステップで自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算ステップと、を有し、
    前記演算ステップは、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算し、
    前記表示制御ステップは、ライブビュー表示を行う際に、前記演算ステップで前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算ステップで演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像と前記発光部を発光させずに得られた画像とを合成した合成画像は前記表示部に表示させ、前記演算ステップで前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算ステップで前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする撮像装置の制御方法。
  9. 自動焦点制御を行う焦点制御手段と、前記焦点制御手段による自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算手段と、を有し、前記演算手段は、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算する撮像装置で得られた画像を表示部に表示させる表示制御方法であって、
    ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算手段により演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させ、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする表示制御方法。
  10. 自動焦点制御を行う焦点制御手段と、前記焦点制御手段による自動焦点制御に用いる画像を取得する際に発光部により発光させる補助光の発光量を演算する演算手段と、を有し、前記演算手段は、前記発光部を発光させて得られた画像に基づいて前記補助光の発光量を演算する撮像装置で得られた画像を表示部に表示させる表示制御方法であって、
    ライブビュー表示を行う際に、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像は前記表示部に表示させず、前記演算手段により演算された発光量で補助光を発光させて得られた画像と前記発光部を発光させずに得られた画像とを合成した合成画像は前記表示部に表示させ、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像より後に得られた画像が表示可能になるまで、前記演算手段により前記補助光の発光量を演算するために用いられる前記発光部を発光させて得られた画像の直前に得られた画像を継続して前記表示部に表示させることを特徴とする表示制御方法。
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