(57)【要約】【課題】  画質と被写界深度のバランスを考慮した撮影を行う。【解決手段】  撮影レンズ１００を通して被写体像を撮像する撮像素子２０と、被写体の距離を測定する測距手段１１と、前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段１４と、被写体輝度を検出する輝度検出装置１５と、被写体輝度を用いて適正露出を得るためのシャッター速度と絞り値および露光感度を決定するためのプログラム線図を少なくとも２つ以上有し、被写体距離とレンズ焦点距離情報よりプログラム線図を切り替える。さらに、シャッター速度が所定の値よりも大きい場合は露光感度を低感度側に変更するプログラム線図とし、第２のプログラム線図は第１のプログラム線図よりも絞りを開放側に設定する。【選択図】  図１
2010081547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズ（５）を通して被写体像を撮像する撮像素子（２０）と、
被写体の距離を測定する測距手段（１１）と、
前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段（４）と、
被写体輝度を検出する輝度検出装置（１５）と、
前記被写体輝度を用いて適正露出を得るための前記撮像装置のシャッター速度と前記撮像装置の絞り値および前記撮像装置の露光感度を決定するためのプログラム線図を少なくとも２つ以上有し、
前記測距手段により測定された被写体距離と前記焦点距離検出手段により検出されたレンズ焦点距離情報よりプログラム線図を切り替えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記プログラム線図はシャッター速度が所定の値よりも大きい場合は露光感度を低感度側に変更するプログラム線図であって、
第２のプログラム線図は第１のプログラム線図よりも絞りを開放側に設定するプログラム線図を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置によって被写体像を撮像する電子スチルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
プログラムＡＥ手段を備える撮像装置では、被写体輝度の大きさに応じて、シャッター速度、絞り、露光感度を決定する。ＡＰＥＸ方式の表示において、被写体輝度をＢｖ、露光感度をＳｖ、シャッター速度をＴｖ、絞りをＡｖで表すと、以下の式が成り立つ。
【０００３】
Ｓｖ＋Ｂｖ＝Ｅｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ
図１は焦点距離３０ｍｍ、Ｆ４．０のプログラム線図の一例である。まず、撮影時に手ぶれが予想されるシャッター速度Ｔｖｈを焦点距離ｆを用いて以下のようにして求める。
【０００４】
Ｔｖｈ＝１／ｆ
求めたＴｖｈと最小絞りＡｖｍｉｎを基準に、シャッター速度Ｔｖと絞りＡｖを１：１の割合で上げていくようなプログラム線図となっている。図１のプログラム線図では、さらに、シャッター速度Ｔｖの大きさにより露光感度を変化させている。Ｔｖ≧Ｔｖｓとなる場合は露光感度をＩＳＯ１００とし、１／ｆ≦Ｔｖ＜Ｔｖｓとなる場合はＩＳＯ２００とし、Ｔｖ＜１／ｆとなる場合はＩＳＯ８００としている。
【特許文献１】特開２００４−１９１８５３号
【特許文献２】特開２００７−１３３３１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、露光感度が高い場合の撮影画像の画質は、露光感度が低い場合と比べて悪くなる。図１のプログラム線図では、被写体輝度が比較的高い場合（Ｂｖ１２以上）は、高画質が期待できる低露光感度での撮影となる。しかし、被写体輝度がそれよりも小さい場合は、高露光感度で撮影することになるため、低露光感度での撮影と比べて画質が悪くなってしまう。
【０００６】
本発明は上述の問題点に鑑み、高画質が期待出来る露光感度での撮影機会を増やすことのできる撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願に係る発明の目的を実現する構成は、請求項１に記載のように、撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、被写体の距離を測定する測距手段と、前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、被写体輝度を検出する輝度検出装置と、前記被写体輝度を用いて適正露出を得るための前記撮像装置のシャッター速度と前記撮像装置の絞り値および前記撮像装置の露光感度を決定するためのプログラム線図を少なくとも２つ以上有し、前記測距手段により測定された被写体距離と前記焦点距離検出手段により検出されたレンズ焦点距離情報よりプログラム線図を切り替えることを特徴とする撮像装置にある。
【０００８】
本出願に係る発明の目的を実現する具体的な構成は、請求項２に記載のように、請求項１に記載の撮像装置において、前記プログラム線図はシャッター速度が所定の値よりも大きい場合は露光感度を低感度側に変更するプログラム線図であって、第２のプログラム線図は第１のプログラム線図よりも絞りを開放側に設定することを特徴とするプログラム線図を有する撮像装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の構成によれば、撮影レンズの焦点距離と被写体距離によって、被写界深度が変化するが、被写界深度の大きさにより最適なプログラム線図を選択することができる。
【００１０】
請求項２に記載の構成によれば、シャッター速度が所定の値よりも大きい場合は露光感度を低感度側に変更するプログラム線図としたときに、第２のプログラム線図は第１のプログラム線図よりも絞りを開放側に設定することで、画質と被写界深度とのバランスを考慮したプログラム線図を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施例に係る電子スチルカメラを図５を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図５は第１の実施例に係る電子スチルカメラのブロック図である。
【００１４】
１００は、交換可能な撮影レンズを搭載するレンズユニットであり、２００は、撮像装置全体を表している。レンズ５は通常、複数枚のレンズから構成されるが、ここでは簡略して一枚のレンズのみで示している。６は、レンズがカメラ側と通信を行う為の通信端子であり、１０は、カメラがレンズ側と通信を行う為の通信端子である。レンズユニット１００は、この通信端子６，１０を介してマイクロコンピュータ３９と通信し、内部のレンズシステム制御回路４によって絞り駆動回路２を介して絞り１の制御を行い、ＡＦ駆動回路３を介して、レンズ５の位置を変位させることで焦点を合わせる。また、レンズシステム制御回路４は通信端子６，１０を介してマイクロコンピュータ３９に焦点距離、フォーカス位置、絞り設定可能範囲などのレンズ情報を通知することができる。
【００１５】
１５は、ＡＥセンサーで、レンズユニット１００を通した被写体の輝度を測光する。
【００１６】
１１は、ＡＦセンサーで、マイクロコンピュータ３９に、デフォーカス量情報を出力し、それに基づいてレンズユニット１００を制御する。
【００１７】
１２はクイックリターンミラーで、露光の際にマイクロコンピュータ３９から指示されて、不図示のアクチュエータによりアップダウンされる。
【００１８】
１３は、フォーカシングスクリーンで、撮影者は、ペンタプリズム１４とファインダー１６を介して、フォーカシングスクリーンを観察することで、レンズユニット１００を通して得た被写体の光学像の焦点や構図の確認が可能となる。
【００１９】
１７は、フォーカルプレーンシャッターで、マイクロコンピュータ３９の制御で撮像素子２０の露光時間を自由に制御できる。
【００２０】
１８は、光学フィルターで、一般的にローパスフィルターなどから構成され、フォーカルプレーンシャッター１７より入ってくる光の高周波成分をカットして、撮像素子２０に被写体像を導光する。
【００２１】
撮像素子２０としては、一般的にＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が用いられ、レンズユニット１００を通して撮像素子２０上に結像された被写体象を光電変換して電気信号として取り込む。
【００２２】
２１は、Ａ／Ｄ変換回路で、撮像素子２０によって電気信号に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２３】
２２は、画像処理回路で、Ａ／Ｄ変換回路２１によってデジタル信号に変換された画像データに対して、フィルター処理、色変換処理、ガンマー／ニー処理を行い、メモリーコントローラ２６に出力する。また、この画像処理回路は、Ｄ／Ａ変換回路も内蔵しており、Ａ／Ｄ変換回路２１によってデジタル信号に変換された画像データやメモリーコントローラ２６により入力される画像データをアナログ信号に変換して液晶駆動回路２３を介して液晶表示部２４に出力することも可能である。これらの画像処理回路２２による画像処理及び表示処理は、マイクロコンピュータ３９により切り替えられる。また、マイクロコンピュータ３９は、撮影画像のカラーバランス情報をもとにホワイトバランス調整を行う。
【００２４】
液晶表示部２４は、撮影前には、マイクロコンピュータ３９の指示により、設定されているシャッター速度、絞り、ＩＳＯ感度などの情報の表示を行う。
【００２５】
メモリーコントローラ２６は、画像処理回路２２から入力された未処理の画像データをバッファメモリー２５に格納したり、或いは画像処理済みの画像データをメモリー２７に格納したり、逆にバッファメモリー２５やメモリー２７から画像データを取り込んで画像処理回路２２に出力したりもする。また、メモリーコントローラ２６は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）やＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの外部インタフェース２８を介して送られてくる画像データをメモリー２７に格納したり、逆にメモリー２７に格納されている画像データを外部インタフェース２８を介して外部に出力したりすることも可能である。また、メモリー２７は、着脱可能な様態でもよく、図１では、着脱可能な場合のメモリーとして図示している。具体的には、小型フラッシュメモリーカードを用いることができる。
【００２６】
３１は、シャッター制御回路であり、この回路を介してマイクロコンピュータ３９はフォーカルプレーンシャッタ−１７を制御する。
【００２７】
３４は、電源制御回路であり、電力はＡＣ電源部２９、もしくは２次電池部３０より供給され、マイクロコンピュータから指示を受けるで電源のオンオフを行い、また電源状態検知回路３３により検知された現在の電源状態の情報や電源種類検知回路３２により検知された現在の電源種類情報をマイクロコンピュータ３９に通知することも行う。
【００２８】
３５は、撮像装置の姿勢検知回路であり、現在の撮像装置の姿勢状態情報をマイクロコンピュータ３９に通知する。
【００２９】
３６は、光学フィルター１８に付着した塵埃の位置及び大きさを検知する回路であり、この回路により出力される塵埃の位置・大きさ情報がマイクロコンピュータ３９に入力される。
【００３０】
３７は、光学フィルター振動制御回路であり、光学フィルター１８に接続されている圧電素子１９を振動させる回路である。振動の振幅、振動時間、振動の軸方向をそれぞれ所定の値で圧電素子を振動させるように、マイクロコンピュータ３９の指示に従い振動させる。
【００３１】
操作部材３８は、マイクロコンピュータ３９に操作部材の状態を伝え、マイクロコンピュータ３９はその操作部材の状態の変化に応じて各部を制御する。３８の操作部材には、シャッター速度設定釦、絞り設定釦、露光感度設定釦、レリーズ開始釦、撮影モード設定釦などの不図示のスイッチが接続されており、スイッチの状態が検出される。
【００３２】
次に、図２のフローチャートを用いて、カメラの撮影動作について説明する。まず、最初のステップＳ２００で処理が開始される。次に、ステップＳ２０１において、被写体位置にピントを合わせるＡＦ制御を行う。ＡＦ制御では、ＡＦセンサー１１の情報を元にレンズユニット１００のＡＦ駆動回路３を介して、レンズ５の位置を変位させることで焦点を合わせる。合焦後にレンズ５の位置を検出することで、被写体距離を得ることが出来る。合焦方法としては、既知の位相差ＡＦ方式やコントラストＡＦ方式を用いる。次に、ステップＳ２０２において、ＡＥ制御を行い、シャッター速度、絞り、露光感度を決定する。ＡＰＥＸ方式の表示において、被写体輝度をＢｖ、露光感度をＳｖ、シャッター速度をＴｖ、絞りをＡｖで表すと、以下の式が成り立つ。
【００３３】
Ｓｖ＋Ｂｖ＝Ｅｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ
シャッター速度、絞り、露光感度の決定方法についての詳細は後述する。次に、ステップＳ２０３において、レリーズ開始釦が押されているかどうかの判定を行う。レリーズ開始釦が押されていれば、ステップＳ２０２で決定したシャッター速度、絞り、露光感度を用いて撮影を行うためにステップＳ２０４に進み、押されていない場合は、ステップＳ２０１に戻る。ステップＳ２０４では、絞り駆動回路２を介して絞り１を所定の絞りへと駆動し、クイックリターンミラー１２をアップ状態にするとともに、撮像素子２０の露光感度を所定の露光感度に設定する。ステップＳ２０５では、をシャッター制御回路３１を介してフォーカルプレーンシャッター１７を所定のシャッター速度で駆動し、撮像素子２０を露光する。露光終了後、ステップＳ２０６で、撮像素子２０からＡ／Ｄ変換回路２１、画像処理回路２２、メモリコントローラー２６を介してバッファメモリー２５に画像データを転送する。メモリコントローラー２６はさらにバッファメモリー２５の画像データをメモリー２７へ格納する制御や、インターフェース２８を介して画像データを外部に転送する制御を行う。これにより撮影動作が終了する（Ｓ２０７）。
【００３４】
次に図１を用いて、本発明の特徴であるＡＥ制御について説明する。図１はシャッター速度、絞り、露光感度の決定方法を説明したものであり、図２のステップＳ２０２に含まれる動作である。
【００３５】
まず、ステップＳ１０１で撮像装置に設定されている設定値を取得する。設定値としては、評価測光、スポット測光、平均測光といった測光モードや高画質モード、被写体深度優先モードといった撮影モードを取得する。ステップＳ１０２では、ＡＥセンサー１５を駆動し、測光値を取得する。ＡＥセンサーは格子状に測光素子が配置されており、各測光素子それぞれのエリアに入光される輝度を測光値として取得することができる。ステップＳ１０３では、測距点位置、被写体距離、レンズ焦点距離、絞り設定可能範囲といったＡＦ情報の取得を行う。被写体距離については、図２のステップＳ２０１で行ったＡＦ制御結果より取得する。ステップＳ１０４では、測光モード、測距点位置などの情報を用いて代表測光値の演算を行い、これを被写体輝度Ｂｖとする。
【００３６】
ステップＳ１０５では、撮影モードが高画質モードであるか、被写体深度優先モードであるかの判定を行う。高画質モードが選択されていればステップＳ１０８に進み、そうでなければ、ステップＳ１０６に進む。
【００３７】
ステップＳ１０６では、深度判別を行う。被写体距離が大きくなるほど、また、レンズ焦点距離が短くなるほど被写界深度が深くなることから、例えば、図２のステップＳ２０１で検知される被写体距離Ｒ〔ｍｍ〕とレンズ焦点距離ｆ〔ｍｍ〕を用いて、以下のようにして判定する。
【００３８】
（Ｒ＾２）／（ｆ＾２）  ＞  ６４００  …  ［式１］
式１が真であれば、ステップＳ１０８に進み、偽であれば、ステップＳ１０７に進む。本実施例では式１により第１のプログラム線図と第２のプログラム線図を選択したが、被写界深度を考慮した別の判定式を用いても良い。
【００３９】
ステップＳ１０７においては、図３に示すような第１のプログラム線図が用意されており、これを選択する。撮影時に手ぶれが予想されるシャッター速度Ｔｖｈを焦点距離ｆを用いて以下のようにして求める。
【００４０】
Ｔｖｈ＝１／ｆ
第１のプログラム線図は、求めたＴｖｈと最小絞りＡｖｍｉｎを基準に、シャッター速度Ｔｖと絞りＡｖを１：１の割合で上げていくようなプログラム線図となる。第１のプログラム線図では、さらに、シャッター速度Ｔｖの大きさにより露光感度を変化させている。Ｔｖ≧Ｔｖｓとなる場合は露光感度をＩＳＯ１００とし、１／ｆ≦Ｔｖ＜Ｔｖｓとなる場合はＩＳＯ２００とし、Ｔｖ＜１／ｆとなる場合はＩＳＯ８００としている。ここでＴｖｓは、ある程度の速度で動いている被写体を撮影したときに被写体ぶれが比較的少なくなるようなシャッター速度であり、図３ではＴｖｓ＝１／５００としている。
【００４１】
以上のようなプログラム線図とすることで、被写体輝度が十分明るく速いシャッター速度での撮影が可能なときは、高画質での撮影が期待出来る露光感度であるＩＳＯ１００を使用することが出来る。被写体輝度が暗いときは、露光感度をＩＳＯ８００とすることで、シャッター速度を大きくし、手ぶれを低減することができる。また、被写体輝度が中程度である場合は、被写体ぶれと画質とのバランスを考慮し露光感度をＩＳＯ２００としている。
【００４２】
ステップＳ１０８においては、図４に示すような第２のプログラム線図が用意されており、これを選択する。撮影時に手ぶれが予想されるシャッター速度Ｔｖｈを焦点距離ｆを用いて以下のようにして求める。
【００４３】
Ｔｖｈ＝１／ｆ
第２のプログラム線図は、求めたＴｖｈと最小絞りＡｖｍｉｎを基準に、シャッター速度Ｔｖと絞りＡｖをＴｖ＜Ｔｖｓの区間は２：１の割合で上げ、Ｔｖ≧Ｔｖｓの区間は１：１の割合で上げていくようなプログラム線図となる。第２のプログラム線図では、さらに、シャッター速度Ｔｖの大きさにより露光感度を変化させている。Ｔｖ≧Ｔｖｓとなる場合は露光感度をＩＳＯ１００とし、１／ｆ≦Ｔｖ＜Ｔｖｓとなる場合はＩＳＯ２００とし、Ｔｖ＜１／ｆとなる場合はＩＳＯ８００としている。ここでＴｖｓは、ある程度の速度で動いている被写体を撮影したときに被写体ぶれが比較的少なくなるようなシャッター速度であり、図４ではＴｖｓ＝１／５００としている。
【００４４】
以上のようなプログラム線図とすることで、被写体輝度が十分明るく速いシャッター速度での撮影が可能なときは、高画質での撮影が期待出来る露光感度であるＩＳＯ１００を使用することが出来る。被写体輝度が暗いときは、露光感度をＩＳＯ８００とすることで、シャッター速度を大きくし、手ぶれを低減することができる。また、被写体輝度が中程度である場合は、被写体ぶれと画質とのバランスを考慮し露光感度をＩＳＯ２００としている。
【００４５】
さらにＴｖ＜Ｔｖｓの区間はシャッター速度Ｔｖと絞りＡｖを２：１の割合で上げることで、第１のプログラム線図よりも低い被写体輝度でもＩＳＯ１００で撮影することになり被写体ぶれを抑えつつ高画質での撮影が期待出来る。
【００４６】
ステップＳ１０９では、選択されたプログラム線図を用いて、シャッター速度、絞り、露光感度の演算を行い、ＡＥ制御を終了し（Ｓ１１０）、図２のステップＳ２０３に進む。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図２】撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態に係る第１のプログラム線図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る第２のプログラム線図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  絞り
２  絞り駆動回路
３  ＡＦ駆動回路
５  レンズ
１１  ＡＦセンサー
１５  ＡＥセンサー
１７  フォーカルプレーンシャッター
２０  撮像素子
３１  シャッター制御回路
３９  マイクロコンピューター
１００  レンズユニット
２００  撮像装置
【図１】
2010081547.tif 000003
【図２】
2010081547.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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