JP2014236246A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ライブビュー表示における画像の明るさのちらつきを低減すること。【解決手段】撮像装置１００は、撮像光学系１により結像される被写体像を光電変換する撮像素子１０と、撮像素子１０への入射光量を調節する絞り２の絞り値、光電変換の蓄積時間、および光電変換の感度を、それぞれ制御する撮像制御部１７と、撮像素子１０からの光電変換信号に基づく画像を表示装置１３に逐次表示させる表示制御部１７と、を備え、撮像制御部１７は、絞り値のみを変更する場合は第１の駆動速度で絞り２を駆動させて絞り値を変更し、絞り値とともに蓄積時間および感度の少なくとも一方を変更する場合は第１の駆動速度とは異なる第２の駆動速度で絞り２を駆動させて絞り値を変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

所定の周期で撮像した画像を表示部に逐次表示させるライブビュー表示時において、画像の明るさの急激な変動（ちらつき）を抑える技術が知られている（特許文献１参照）。従来技術では、絞りよりも感度やシャッタ速度を優先して変化させるとともに、絞りを変化させる場合は絞りをゆっくり変化させていた。

特開２０１１−１７２１４５号公報

しかしながら、絞りを感度やシャッタ速度とともに変化させる場合は、絞りの変化終了が感度やシャッタ速度の変化終了に比べて遅いため、感度やシャッタ速度の変化終了後において画像の明るさにちらつきが現れやすいという問題がある。

本発明による撮像装置は、撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子と、撮像素子への入射光量を調節する絞りの絞り値、光電変換の蓄積時間、および光電変換の感度を、それぞれ制御する撮像制御部と、撮像素子からの光電変換信号に基づく画像を表示装置に逐次表示させる表示制御部と、を備え、撮像制御部は、絞り値のみを変更する場合は第１の駆動速度で絞りを駆動させて絞り値を変更し、絞り値とともに蓄積時間および感度の少なくとも一方を変更する場合は第１の駆動速度とは異なる第２の駆動速度で絞りを駆動させて絞り値を変更することを特徴とする。

本発明による撮像装置では、ライブビュー表示における画像の明るさのちらつきを低減できる。

本発明の一実施の形態によるデジタルカメラの構成を例示するブロック図である。 制御部が実行する処理の流れを説明するフローチャートである。 プログラム線図を例示する図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるデジタルカメラ１００の構成を例示するブロック図である。デジタルカメラ１００は、カメラ本体１００Ａと、カメラ本体１００Ａに対して着脱可能な撮影レンズ１００Ｂとで構成される。

図１において、カメラ本体１００Ａは、シャッタ７と、シャッタ駆動部８と、ドライバ９と、撮像素子１０と、画像処理部１１と、画像記憶部１２と、表示部１３と、露出制御部１４と、測光演算部１５と、通信部１６と、制御部１７と、操作部材１８と、を含む。また、撮影レンズ１００Ｂは、撮像光学系１と、絞り２と、絞り駆動部３と、ドライバ４と、レンズ制御部５と、レンズ通信部６と、を含む。

撮像光学系１は、被写体像を撮像素子１０上に結像させる。絞り２は、撮像素子１０へ入射する被写体光量を調節する虹彩絞りである。絞り駆動部３は、絞り２の開口径を変化させる。ドライバ４は、レンズ制御部５から送出される絞り駆動信号に応じて、絞り駆動部３を駆動する。レンズ制御部５は、レンズ通信部６を介してカメラ本体１００側からの絞り駆動指示を受けると、ドライバ４へ絞り駆動信号を送出する。レンズ通信部６は、不図示のレンズマウントに設けられた通信端子を介して、カメラ本体１００Ａの通信部１６と通信を行う。

シャッタ７は、撮像素子１０の露光時間を制御する。なお、撮像素子１０の露光時間は、撮像素子１０における電荷蓄積時間を制御する方式（いわゆる電子シャッタ制御）によっても制御可能に構成されている。シャッタ駆動部８は、シャッタ７を開閉駆動する。ドライバ９は、制御部１７から送出されるシャッタ駆動信号に応じて、シャッタ駆動部８を駆動する。電子シャッタ制御により撮像素子１０の露光時間が制御される場合は、ドライバ９が撮像素子１０へ必要なタイミング制御信号を供給する。

撮像素子１０は、ＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。撮像素子１０は、撮像面上に結像された被写体像を光電変換し、画像信号を出力する。画像処理部１１は、撮像素子１０から読み出され、不図示のＡ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換された画像信号に対して所定の画像処理を行う。画像処理部１１はさらに、画像処理後の画像データに基づく再生画像を表示部１３に表示させるためのリサイズ処理などを行う。

画像記憶部１２は、制御部１７からの指示に基づいて画像ファイルを不図示の記録媒体に記録したり、記録媒体に記録されている画像ファイルを読出したりする。記録媒体は、例えば、図示しないカードスロットに着脱自在に取り付けられるメモリカードによって構成される。

表示部１３は液晶パネルによって構成される。表示部１３は、ライブビュー画像や再生画像、メニュー画面などを表示する。ここで、ライブビュー画像はプレビュー画像とも呼ばれ、撮像素子１０によって所定のフレームレート（例えば６０ｆｐｓ）で取得されるモニタ用の画像をいう。測光演算部１５は、画像信号に基づいて被写体の明るさ情報（Ｂｖ値）を検出する。露出制御部１４は、Ｂｖ値と、露出制御部１４内に格納されているプログラム線図の情報とに基づいて、絞り値Ａｖ、シャッタ速度Ｔｖ、および感度Ｓｖを決定する。感度は、撮像素子１０における光電変換時の感度をいい、ＩＳＯ感度とも呼ばれる。

通信部１６は、制御部１７からの指示に応じて、撮影レンズ１００Ｂのレンズ通信部６と通信を行う。制御部１７は、制御プログラムを実行し、デジタルカメラ１００の各部に対する種々の制御を行う。絞り２に対する駆動指示は、操作部材１８を構成する不図示のコマンドダイヤルからの操作信号、または上記露出制御部１４による決定値に基づいて、制御部１７が通信部１６を介して指示する。

操作部材１８は、電源スイッチ、シャッターボタン、モード切替えスイッチ、およびコマンドダイヤルなどを含み、各操作に応じた操作信号を制御部１７へ送出する。モード切替えスイッチは、後述する第１モードと第２モードとを切替えるためのスイッチである。コマンドダイヤルは、絞り値やシャッタ速度を手動で設定するためのダイヤルである。

本実施形態では、被写体の明るさに基づいて上記露出制御部１４が自動的に決定した絞り値、シャッタ速度、および感度による画像効果をライブビュー画像に反映させて表示部１３に表示する第１モードと、操作部材１８を構成するコマンドダイヤルを用いて設定された絞り値やシャッタ速度による画像効果をライブビュー画像に反映させて表示部１３に表示する第２モードとが、切替え可能に構成される。

＜ライブビュー表示＞
本実施形態は、被写体の明るさに基づいて上記露出制御部１４が自動的に決定した絞り値、シャッタ速度、および感度による画像効果をライブビュー画像に反映させて表示部１３に表示する第１モードにおける処理に特徴を有するので、以下の説明は第１モードを中心に行う。

＜フローチャートの説明＞
図２は、第１モードにおいて制御部１７が実行する処理の流れを説明するフローチャートである。制御部１７は、第１モードに切替え設定された場合に図２による処理を起動させる。図２によるプログラムは、制御部１７内の不揮発性メモリ１７ａに格納されている。

図２のステップＳ１において、制御部１７は撮影レンズ１００Ｂの初期化を指示してステップＳ２へ進む。これにより、通信部１６がレンズ通信部６と通信を行い、レンズ制御部５へ初期動作の指示を送信する。初期動作は、例えば絞り２を所定の開口径に駆動する。

ステップＳ２において、制御部１７は通信部１６へ指示を送り、撮影レンズ１００Ｂからレンズ情報を取得させてステップＳ３へ進む。レンズ情報は、絞り２の駆動速度情報を含む。

ステップＳ３において、制御部１７は、ライブビュー画像の表示を開始させてステップＳ４へ進む。これにより、撮像素子１０によって所定フレームレート（例えば６０ｆｐｓ）で撮像されたライブビュー画像が、表示部１３に逐次表示される。

ステップＳ４において、制御部１７は、測光演算部１５に測光演算を行わせてステップＳ５へ進む。これにより、測光演算部１５が画像信号に基づいて被写体の明るさ情報（Ｂｖ値）を検出する。ステップＳ５において、制御部１７は、露出制御部１４に露出演算を行わせてステップＳ６へ進む。これにより、露出制御部１４が、Ｂｖ値と、プログラム線図の情報とに基づいて絞り値Ａｖ、シャッタ速度Ｔｖ、および感度Ｓｖを決定する。図３は、プログラム線図を例示する図である。

図３に例示するプログラム線図は、最小口径絞りがＦ１６（Ａｖ＝８）、最大口径絞りがＦ４（Ａｖ＝４）の場合において、Ｂｖ値の増加に応じてシャッタ速度Ｔｖと絞りＡｖを略１：１の割合で上げていく制御を表すものである。

図３において、シャッタ速度１／３０秒および１／６０秒において、それぞれ感度Ｓｖを変化させている。例えば、Ｔｖ＜５（１／３０秒）の範囲ではＳｖ＝８（ＩＳＯ８００相当）とし、Ｔｖ＝５（１／３０秒）においてＢｖ値に応じて感度Ｓｖを８（ＩＳＯ８００相当）〜６（ＩＳＯ２００相当）の間で変化させる。

そして、５（１／３０秒）＜Ｔｖ＜６（１／６０秒）の範囲でＳｖ＝６（ＩＳＯ２００相当）とし、Ｔｖ＝６（１／６０秒）においてＢｖ値に応じて感度Ｓｖを６（ＩＳＯ２００相当）〜５（ＩＳＯ１００相当）の間で変化させる。さらに、Ｔｖ＞６（１／６０秒）の範囲ではＳｖ＝５（ＩＳＯ１００相当）とする。

上述したようなプログラム線図とすることで、被写体が十分明るく（６＜Ｂｖ）、１／６０秒より高速のシャッタ速度で撮影が可能な場合は、ＩＳＯ１００相当の感度を使用する。また、被写体輝度が暗いとき（Ｂｖ＜６）は、例えばＴｖ＝５（１／３０秒）より低速のシャッタ速度に変化させる前に感度Ｓｖを高く変更することで、手ぶれが生じにくくする。

図２の説明に戻って、制御部１７は、ステップＳ６においてＡｖ変化の有無を判定する。制御部１７は、ステップＳ５で決定したＡｖ値が、現在のＡｖ値と異なる場合はステップＳ６を肯定判定してステップＳ７へ進み、決定したＡｖ値が現在のＡｖ値と等しい場合はステップＳ６を否定判定してステップＳ１０へ進む。図３の例によれば、ステップＳ４において検出したＢｖ値と前回検出されているＢｖ値とがともに３〜５、または６〜１２の範囲にある場合は、Ａｖ値の変化ありを判定する。一方、ステップＳ４において検出したＢｖ値と前回検出されているＢｖ値とがともに３以下、ともに５〜６、またはともに１２以上の場合は、Ａｖ値の変化なしを判定する。

ステップＳ７において、制御部１７は、ＴｖまたはＳｖ変化の有無を判定する。制御部１７は、ステップＳ５で決定したＴｖ値またはＳｖ値が、現在のＴｖ値またはＳｖ値と異なる場合はステップＳ７を肯定判定してステップＳ８へ進み、決定したＴｖ値およびＳｖ値が、いずれも現在のＴｖ値およびＳｖ値と等しい場合はステップＳ７を否定判定してステップＳ９へ進む。図３の例では、検出されているＢｖ値が３〜５の範囲にある場合も、６〜１２の範囲にある場合も、いずれもＴｖを変化させる。

ステップＳ８において、制御部１７は、絞り２に対する高速駆動を指示してステップＳ１０へ進む。これにより、通信部１６がレンズ通信部６と通信を行い、絞り２をステップＳ５で決定したＡｖ値まで高速で駆動するようにレンズ制御部５へ指示を送る。高速駆動は、ステップＳ２で取得した駆動速度の上限（例えば、１Ｅｖ当たり数ミリ秒）を用いる。

ステップＳ９において、制御部１７は、絞り２に対する低速駆動を指示してステップＳ１０へ進む。これにより、通信部１６がレンズ通信部６と通信を行い、絞り２をステップＳ５で決定したＡｖ値まで低速で駆動するようにレンズ制御部５へ指示を送る。低速駆動は、例えば上記高速駆動時の速度の数１０分の１〜１００分の１の速度を用いる。

ステップＳ１０において、制御部１７は、Ｔｖ変化の有無を判定する。制御部１７は、ステップＳ５で決定したＴｖ値が現在のＴｖ値と異なる場合はステップＳ１０を肯定判定してステップＳ１１へ進み、決定したＴｖ値が現在のＴｖ値と等しい場合はステップＳ１０を否定判定してステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１１において、制御部１７は、撮像素子１０の露光時間について、ステップＳ５で決定したＴｖ値へ変化させるように指示してステップＳ１２へ進む。これにより、ドライバ９が必要なタイミング制御信号を生成して撮像素子１０へ供給する。

ステップＳ１２において、制御部１７は、Ｓｖ変化の有無を判定する。制御部１７は、ステップＳ５で決定したＳｖ値が現在のＳｖ値と異なる場合はステップＳ１２を肯定判定してステップＳ１３へ進み、決定したＳｖ値が現在のＳｖ値と等しい場合はステップＳ１２を否定判定してステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１３において、制御部１７は、撮像素子１０の露光感度について、ステップＳ５で決定したＳｖ値へ変化させるように指示してステップＳ１４へ進む。これにより、ドライバ９が感度制御信号を撮像素子１０へ出力する。

ステップＳ１４において、制御部１７は、ライブビュー画像表示を終了するか否かを判定する。制御部１７は、ライブビュー表示を止める操作が行われた場合、または、レリーズボタンが押下され撮影処理を開始する場合に、ステップＳ１４を肯定判定して図３による処理を終了する。一方、制御部１７は、ライブビュー画像表示を終了しない場合はステップＳ１４を否定判定してステップＳ３へ戻る。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）デジタルカメラ１００は、撮像光学系１により結像される被写体像を光電変換する撮像素子１０と、撮像素子１０への入射光量を調節する絞り２の絞り値、光電変換の蓄積時間、および光電変換の感度を、それぞれ制御する制御部１７と、撮像素子１０からの光電変換信号に基づく画像を表示部１３に逐次表示させる制御部１７と、を備える。そして、制御部１７は、絞り値のみを変更する場合は第１の駆動速度で絞り２を駆動させて絞り値を変更し、絞り値とともに蓄積時間および感度の少なくとも一方を変更する場合は第１の駆動速度とは異なる第２の駆動速度で絞り２を駆動させて絞り値を変更するようにしたので、ライブビュー表示における画像の明るさのちらつきを低減できる。

（２）制御部１７は、絞り２を駆動させる第１の駆動速度に比べて、第２の駆動速度を速くする（Ｓ８）ようにしたので、画像の明るさのちらつきが発生しやすい時間を短縮することによって、上記ちらつきの発生を低減できる。

（３）制御部１７は、絞り値とともに蓄積時間および感度の少なくとも一方を変更するか否かをプログラム線図に基づいて判断する（Ｓ５、Ｓ６）ようにしたので、検出されるＢｖ値に基づいて適切に判断を行えるから、上記ちらつきの発生を適切に低減できる。

（４）制御部１７は、絞り値とともに蓄積時間および感度の少なくとも一方を変更する場合、絞り２の駆動開始時に一時に、蓄積時間および感度を変更させる（Ｓ８、Ｓ１１、Ｓ１３）ようにした。絞り２を駆動している時間（絞り値変更に要する時間）内で蓄積時間や感度を小刻みに変更するのではなく、目標値まで一度に変更することで、画像の明るさのちらつきが発生しやすい時間を短縮して、上記ちらつきの発生を低減できる。

（５）制御部１７は、蓄積時間および感度を変更せずに絞り値のみを変更する場合に、絞り２の駆動速度を遅くする（Ｓ９）ようにしたので、フレーム間における画像の明るさの変化を抑え、より滑らかに変更できる。

（変形例１）
上述した説明では、被写体の明るさに基づいて露出制御部１４が自動的に決定した絞り値、シャッタ速度、および感度による画像効果をライブビュー画像に反映させて表示部１３に表示する第１モードの場合を例にあげて、絞り２の駆動速度を切替える例を説明した。第１モードに加えて、操作部材１８を構成するコマンドダイヤルを用いて設定された絞り値やシャッタ速度による画像効果をライブビュー画像に反映させて表示部１３に表示する第２モードの場合にも、絞り値とともに蓄積時間および感度の少なくとも一方を変更するか否かで、絞り２の駆動速度を切替えるように構成してもよい。

（変形例２）
上述した実施形態では、絞り２の駆動とともにシャッタ速度または感度を変化させる場合において、制御部１７は、絞り２の駆動を指示してからシャッタ速度や感度の変更を指示した。シャッタ速度や感度の変更指示は、絞り２の変更の開始時、絞り２の変更の終了時、絞り２の変更の途中時点の、いずれの時点で指示しても構わない。なお、シャッタ速度や感度の変更は、絞り２を駆動している時間（絞り値の変更に要する時間）の間で小刻みに変更するのではなく、目標値まで一度に変更する。

（変形例３）
本実施形態では、カメラ本体１００Ａに対して着脱可能な交換式の撮影レンズ１００Ｂを組合せるカメラを例に説明した。この代わりに、絞り２として虹彩絞りを備えるものであれば、レンズ一体型のカメラであってもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

１…撮像光学系
２…絞り
１０…撮像素子
１１…画像処理部
１３…表示部
１４…露出制御部
１７…制御部
１８…操作部材
１００…デジタルカメラ
１００Ａ…カメラ本体
１００Ｂ…撮影レンズ

Claims (4)

1. 撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子と、
   前記撮像素子への入射光量を調節する絞りの絞り値、前記光電変換の蓄積時間、および前記光電変換の感度を、それぞれ制御する撮像制御部と、
   前記撮像素子からの光電変換信号に基づく画像を表示装置に逐次表示させる表示制御部と、を備え、
   前記撮像制御部は、前記絞り値のみを変更する場合は第１の駆動速度で前記絞りを駆動させて前記絞り値を変更し、前記絞り値とともに前記蓄積時間および前記感度の少なくとも一方を変更する場合は前記第１の駆動速度とは異なる第２の駆動速度で前記絞りを駆動させて前記絞り値を変更することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記撮像制御部は、前記絞りを駆動させる前記第１の駆動速度に比べて、前記第２の駆動速度を速くすることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記撮像制御部は、前記絞り値とともに前記蓄積時間および前記感度の少なくとも一方を変更するか否かをプログラム線図に基づいて判断することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記撮像制御部は、前記絞り値とともに前記蓄積時間および前記感度の少なくとも一方を変更する場合、前記絞りの駆動開始時から駆動終了時までの間の一時に、前記蓄積時間および前記感度を変更させることを特徴とする撮像装置。

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