(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の測光を組み合わせる連写区間においても被写体追尾性能の精度の低下を低減する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像部と、被写体の輝度を測定するための測光を行い、結果を測光結果保持部に保存し、測光ごとに測光結果保持部を更新する測光部と、測光結果を受け取り、被写体検出を行う被写体検出演算部と、被写体からの光を撮像部へ導く状態と測光部へ導く状態を備えた可動ミラー部と可動ミラー制御部と、被写体を照らすための発光部と発光制御部と、測光結果を受け取り発光量を演算する発光量演算部と、測距部と、測距結果より被写体検出対象を更新するか、維持するかを判断する被写体追尾対象更新部と、を備える。撮像を繰り返す間に被写体追尾対象更新部により検出対象の更新を判断した場合、非発光時は可動ミラー制御時刻で、発光時は可動ミラー制御時刻よりも前で追尾対象更新処理を行い、発光処理を可動ミラー制御時刻で行う。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の撮影を行う撮像部と、
被写体の輝度を測定するための測光を行い、測光結果を測光結果保持部に保存し、測光ごとに前記測光結果保持部を更新する測光部と、
前記測光部より測光結果を受け取り、被写体検出を行う被写体検出演算部と、
被写体からの光を撮像部へ導く状態と測光部へ導く状態を備えた可動ミラー部と、
前記可動ミラー部の状態を制御する可動ミラー制御部と、
被写体を照らすための発光部と、
前記発光部の発光を制御する発光制御部と、
前記測光部より測光結果を受け取り、発光量を演算する発光量演算部と、
被写体との距離を測定するための測距部と、
前記測距部の測距結果より前記被写体検出部の被写体検出対象を更新するか、または維持するかを判断する被写体追尾対象更新部と、を備え、
撮像と撮像を繰り返す間に前記被写体追尾対象更新部により検出対象の更新を判断した場合、
非発光時は可動ミラー制御時刻で追尾対象更新処理を行い、
発光時は可動ミラー制御時刻よりも前で追尾対象更新処理を行い、発光処理を可動ミラー制御時刻で行う、
ことを特徴とした撮像装置。
【請求項２】
被写体追尾とは継続して被写体検出を行い、前回の検出結果との比較を行い、検出対象の移動を検出する機能であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記可動ミラー制御時刻とは撮影前に前記可動ミラー部が被写体からの光を前記測光部へと導く状態から前記撮像部へ導く状態へと遷移する時刻であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記発光部による発光の必要性を判断する輝度演算部を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記輝度演算部は、前記測光部の測光結果によって演算を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記被写体検出演算部は、前記測光部の測光結果によって演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記発光量演算部は、前記測光部の測光結果によって演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被写体の追尾が可能な撮像装置に関し、特に測光結果を随時更新する測光部を備え、被写体追尾の精度を向上させる露出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル一眼レフカメラのような撮像装置では、被写体を撮像するための撮像素子とは別に、被写体の輝度値を測定するための測光部を有することが知られている。このような測光部は前記撮像素子とは異なり、安価な部材や安価となるような構成が用いられることが一般的である。例えば測光結果を保持するＲＡＭ（ＲＡＭＤＯＭ  ＡＣＣＥＳＳ  ＭＥＭＯＲＹ）の容量を測光結果一回分に制限することで前記測光部にかかる費用を抑えることができる。ただし、この方法では前回の測光結果が測光するごとに更新されるため、前回の測光結果を再度利用することができない。よって必要な結果に応じて測光を行う必要がある。
【０００３】
一方、撮像画面内の主要被写体がどこに位置するかを認識し、その位置を自動的に追尾する被写体追尾機能を有する撮像装置が知られている。この被写体追尾機能を用いることで、動きのある主要被写体に対して連続的に自動焦点調節制御（ＡＦ制御）や露出制御を行うことが可能にとなる。
【０００４】
このような被写体追尾機能を有する撮像装置の一例として、デジタル一眼レフが知られている。デジタル一眼レフでは、主要被写体の認識のために、前記撮像素子または前記測光部の出力を用いることができる。前記測光部の出力を用いて被写体追尾を行うものが特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１６９９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、第１の蓄積と第２の蓄積によって得られた画像信号を両方とも保持し、追尾処理や露出制御を行う必要がある。そのため、測光結果を複数保持する必要があるため、測光部にかかる費用を増加させてしまう。また、前記のような測光部の費用を安価した構成の撮像装置では、測光結果１回分しか保持しないため実現することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、測光結果を順次更新するような測光部を備えた撮像装置において、露出演算や被写体追尾機能を実現し、さらに被写体追尾機能の精度を低下させないことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
被写体の撮影を行う撮像部と、
被写体の輝度を測定するための測光を行い、測光結果を測光結果保持部に保存し、測光ごとに前記測光結果保持部を更新する測光部と、
前記測光部より測光結果を受け取り、被写体検出を行う被写体検出演算部と、
被写体からの光を撮像部へ導く状態と測光部へ導く状態を備えた可動ミラー部と、
前記可動ミラー部の状態を制御する可動ミラー制御部と、
被写体を照らすための発光部と、
前記発光部の発光を制御する発光制御部と、
前記測光部より測光結果を受け取り、発光量を演算する発光量演算部と、
被写体との距離を測定するための測距部と、
前記測距部の測距結果より前記被写体検出部の被写体検出対象を更新するか、または維持するかを判断する被写体追尾対象更新部と、を備え、
撮像と撮像を繰り返す間に前記被写体追尾対象更新部により検出対象の更新を判断した場合、
非発光時は可動ミラー制御時刻で追尾対象更新処理を行い、
発光時は可動ミラー制御時刻よりも前で追尾対象更新処理を行い、発光処理を可動ミラー制御時刻で行う、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る撮像装置によれば、測光部の費用を安価に抑えながら、露出演算や被写体追尾機能、発光制御の精度を低下させることなく実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の１つを適用した撮像装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態の１つを適用した撮像装置の構成図である。
【図３】本発明の実施携帯の１つを適用した測光機能の構成図である。
【図４】デジタルカメラ１の状態に応じて測光処理を行う事を示したフローチャートである。
【図５】デジタルカメラ１の撮影前の通常測光処理を示したフローチャートである。
【図６】デジタルカメラ１の撮影前の通常測光処理を時系列で表した図である。
【図７】デジタルカメラ１の撮影中の連続撮影処理を示したフローチャートである。
【図８】デジタルカメラ１の撮影中の連続撮影処理を時系列で表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態としてのデジタルカメラ１の概略断面図である。図１（ａ）はデジタルカメラ１の撮影前の概略断面図であり、図１（ｂ）は撮影中の概略断面図で、撮像素子１０８による露光状態を表している。
【００１３】
撮影者は、撮影前に被写体から撮影レンズ２に入射した光を接眼部１０５にて観測することができ、撮影可能な光景を確認することが出来る。撮影中はシャッター１０７と可動ミラー部１０９が稼働し、被写体からの光を撮像素子１０８へと照射できるようになる。
【００１４】
図１（ａ）において、デジタルカメラ１の前面に、撮影レンズ２が装着される。撮影レンズ２は交換可能であり、デジタルカメラ１と撮影レンズ２はマウント接点１１２を介して接続され、デジタルカメラ制御部１１０と撮影レンズ制御部１１３はマウント接点１１２を介して電気的に接続される。レンズ制御部１１３はレンズ群１１５の位置調整と絞り１１４の制御を行う。デジタルカメラ制御部１１０はレンズ制御部１１３を介してレンズ群１１５の位置調整と絞り１１４の制御を行う。
【００１５】
被写体からの光は撮影レンズ２のレンズ群１１５により集光され、メインミラーとハーフミラーで構成される可動ミラー部１０９によって、ピント板１０１に照射される。ピント板１０１はデジタルカメラ１の撮影可能な光景として結像する位置に配置される。また可動ミラー部１０９のハーフミラーは集光された光をオートフォーカスユニット１１１に照射する。
【００１６】
ペンタプリズム１０２はピント板１０１に結像した撮影可能な光景を接眼レンズ１０４へと反射する。撮影者は接眼部１０５を通して接眼レンズ１０４を観測することで、ピント板１０１に結像された撮影可能な光景を観測することが出来る。測光部１０３はピント板１０１の結像面から照射される光束を電気信号に変換する。測光部１０３はデジタルカメラ制御部１１０と電気的に接続される（図１では接続線を省略する）。
【００１７】
デジタルカメラ制御部１１０は測光部１０３から電気信号を受け取り、撮影レンズ２に入射する光量を測定し、デジタルカメラ１の制御量を演算する。オートフォーカスユニット１１１は、位相差検出方式のオートフォーカスセンサからなり、デジタルカメラ制御部１１０に接続される。デジタルカメラ制御部１１０は、オートフォーカスユニット１１１より測距値を受け取り、レンズ群１１５に含まれるフォーカシングレンズを焦点位置に合わせるための移動量を演算する。演算結果よりデジタルカメラ制御部１１０は撮影レンズ制御部１１３を介してフォーカスレンズ位置を調整する。
【００１８】
撮影レンズ２の光路上に、可動ミラー部１０９とシャッター１０７と撮像素子１０８が配置される。撮影時は図１（ｂ）のような配置になる。可動ミラー部１０９とシャッター１０７は撮影レンズ２の光路上から外れるように稼働し、撮像素子１０８を光路上に露出する。発光部１１６はデジタルカメラ制御部１１０と不図示に接続されており、被写体に対して発光することができる。
【００１９】
図２は本発明に適用可能なデジタルカメラ１の一例を示した構成図である。図１に共通する部分は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２０】
撮影レンズ制御部１１３は絞り駆動部２０１とレンズ駆動部２０２と電気的に接続されており、デジタルカメラ制御部１１０からの要求に応じて絞り１１４とレンズ群１１５の位置を調整する。
【００２１】
可動ミラー制御部２０３は、デジタルカメラ制御部１１０の要求に応じて可動ミラー部１０９の状態を制御する。図１（ａ）の可動ミラー部１０９の状態をミラーダウン、図１（ｂ）の可動ミラー部１０９の状態をミラーアップという。シャッター制御部２０４は、デジタルカメラ制御部１１０の要求に応じてシャッター１０７の状態を制御する。図１（ａ）のシャッター１０７の状態が閉じた状態で、図１（ｂ）のシャッター１０７の状態が開いた状態である。
【００２２】
信号処理部２０６では、撮像素子１０８にて取得した電気信号を画像信号に変換し、画像信号に対して信号処理を行う。例えば、画像信号に対して回転、拡張、縮小などの処理を行う。信号処理部２０６の処理内容はデジタルカメラ制御部１１０から設定・変更されるが、取得した電気信号に応じて信号処理部２０６で処理内容を設定・変更してもよい。
【００２３】
画像信号は撮影後に表示部１０６に送られ、撮影した画像として表示される。また同時に記録部２０７にて撮影情報が付加された撮影画像として記録される。記録部２０７は撮影に伴い信号処理部２０６から出力された画像信号を記録媒体に記録する部位である。記録媒体としては、書き換え可能な不揮発性メモリを適用することが出来る。
【００２４】
デジタルカメラ制御部１１０は、例えばマイクロコンピュータからなり、図示されないＲＯＭおよびＲＡＭを有し、ＲＯＭに予め記録されたプログラムやデータに従いＲＡＭを作業メモリとして用いて、デジタルカメラ１の動作を制御する。撮像素子１０８は、例えばＣＭＯＳイメージセンサからなり、デジタルカメラ制御部１１０からの制御に従って電荷の蓄積が行われ、電荷またはデジタル信号化した電荷の値が読み出される。
【００２５】
図３は本発明に適用可能な測光部１０３とデジタルカメラ制御部１１０、オートフォーカスユニット１１１の構成図である。図１と図２に共通する部分は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２６】
測光センサ３０１は被写体の輝度を測定し、測定結果を測定結果保持部３０２に送信する。測定結果保持部３０２は測光センサ３０１から送信された測定結果を保持するが、測光センサ３０１から送信されるたびに前回の測定結果を廃棄し、新しい測定結果のみを保持する。
【００２７】
デジタルカメラ制御部１１０は、測光部１０３より測光結果を取得し、必要に応じて輝度演算部３０３と被写体検出演算部３０４、フリッカー検出演算部３０５、発光量演算部３０６のいずれかの演算部を実行する。輝度演算部３０３は撮影のための被写体輝度を決定するための演算を行う部位で、絞り１１４とシャッター１０７、撮像素子１０８の制御値を決定する。
【００２８】
被写体検出演算部３０４は被写体から特徴点を探索する。同じ特徴点を測光結果ごとに探索し続けることで被写体追尾を行うことが出来る。フリッカー検出部演算部３０５は、測光結果の時系列の変化を観測することにより被写体の光源にフリッカーが含まれるか否かを判別する。発光量演算部３０６は、発光部１１６の発光による被写体からの反射量を観測し、撮影に最も適した発光量を推定する。
【００２９】
発光制御部３０７は、発光量演算部３０６より発光量を受け取り、撮影に応じて発光部１１６の発光処理を行う。被写体追尾対象更新部３０８は、被写体検出演算部３０４から被写体検出結果と、オートフォーカスユニット１１１から測距結果を受け取り、被写体追尾対象を変更するか否かを判断する。測光制御部３０９は、測光部１０３に対して測光開始と測光結果送信を指示する。
【００３０】
［実施例］
前記の構成のデジタルカメラ１において被写体追尾を行う場合、同じ被写体を観測できるように測光と測距を同じ時間で行うことが好ましい。しかし、測光結果保持部３０２は必要な演算に応じて測光結果が変わるため、複数の演算を順次繰り返すデジタルカメラ１のシステムにおいて、同じ時間で行った測光結果を残して随時演算を行うことは難しい。
【００３１】
例えば撮影を連続的に行っている連写中は、撮影速度を向上させるために測光、測距を行う時間を短くしなければならない。測光では輝度演算、被写体検出演算、フリッカー検出演算と複数の処理を行うため、このような時に測距結果と測光結果を一致させようとすると、待ち時間の発生による非効率な連写となってしまう。また連写間隔が広がることで、次までの測光と測距の時間が長くなり、被写体検出の精度が低下してしまう。
【００３２】
そこで撮影前の状態と撮影中の状態を判別して、それぞれに適した時間で測光と測距を行うようにする。
【００３３】
図４はデジタルカメラ１の状態を判別するフローチャートである。
【００３４】
ステップＳ１００は撮影者によって撮影が指示されていない場合は撮影前と判断し、通常測光処理ステップＳ１０１を実行する。撮影者によって撮影が指示されていた場合は撮影中と判断し、連続撮影処理ステップＳ１０２をする。
【００３５】
図５は通常測光処理ステップＳ１０１の処理の詳細を表したフローチャートである。
【００３６】
通常測光処理では、ステップＳ２００にてデジタルカメラ１の制御の基準となる測光結果を取得するために、測光制御部３０９を通して測光部１０３を動作させ、測光センサ３０１にて測光Ａの蓄積を開始する。
【００３７】
蓄積が完了すると測光結果保持部３０２に測光Ａの結果が保持される。ステップＳ２００の結果よりステップＳ２０１にて輝度演算部３０３を実行し、被写体の測光値を決定する。ステップＳ２０２では測光結果保持部３０２に残る測光Ａの結果より、被写体検出演算部３０４を実行し、撮影する被写体の検出を行う。ステップＳ２０１にて測定した測光値により、ステップＳ２０３でフリッカー検出に適した測光結果を取得するため、測光制御部３０９を通して測光部１０３を動作させ、測光センサ３０１にて測光Ｂの蓄積を開始する。
【００３８】
蓄積が完了すると測光結果保持部３０２に測光Ｂの結果が保持される。このとき、測光Ａの測光結果は測光結果保持部３０２から失われる。これ以降では、測光Ａの結果が保持されていないため、ステップＳ２０１とステップＳ２０２を実行することは出来ない。ステップＳ２０３の結果よりステップＳ２０４にてフリッカー検出演算部３０５を実行し、フリッカーの検出を行う。
【００３９】
図６はステップＳ１０１の処理の詳細を時系列で表したものと、デジタルカメラ１の内部で同時に処理している項目を表した図である。図６（Ａ）は撮影前のデジタルカメラ１の状態を表しており、図６（Ｂ）は撮影者の指示により連続撮影中へと遷移する前の状態を表しており、ミラーアップによる撮影直前までの時系列を表している。
【００４０】
図７は連続撮影処理ステップＳ１０２の処理の詳細を表したフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ３００では、撮影前のステップＳ１０１で行った測光Ａの測光結果を元にフリッカー検出に適した測光結果を取得するため、測光制御部３０９より測光部１０３を動作させ、測光センサ３０１にて測光Ｂの蓄積を開始する。蓄積が完了すると測光結果保持部３０２に測光Ｂの結果が保持される。
【００４２】
ステップＳ３０１では、ステップＳ３００によって保持された測光結果を元にフリッカー検出演算部３０５を実行し、フリッカーの検出を行う。ステップＳ３０２では、デジタルカメラ１の撮影用制御値を決めるための測光値を取得するため、また被写体の検出を行うため、測光制御部３０９より測光部１０３を動作させ、測光センサ３０１にて測光Ａの蓄積を開始する。蓄積が完了すると、測光結果保持部３０２に測光Ａの結果が保持される。このとき、測光Ｂの測光結果は測光結果保持部３０２から失われる。
【００４３】
ステップＳ３０３では、測光結果保持部３０２より測光Ａの蓄積結果を用いて測光演算部３０３を実行して被写体の輝度値を測定する。また発光部１１６による発光が必要か否かを決定する。ステップＳ３０４では、測光結果保持部３０２より測光Ａの蓄積結果を用いて被写体検出演算部Ｓ３０４を実行し、被写体の検出を行う。ステップＳ３０５では、被写体検出の結果とオートフォーカスユニット１１１から測距結果を受け取り、被写体追尾対象更新部３０８により被写体追尾対象を更新するか否かを判断する。ステップＳ３０６では、ステップＳ３０３より判断された発光の必要性に応じて、発光処理部３０７を実行するかどうか判断する。
【００４４】
ステップＳ３０７では、可動ミラー部１０９をミラーアップさせる。ステップＳ３０８では、ステップＳ３０７の開始と同時に測光結果保持部３０２の結果を用いて被写体追尾対象更新部３０８を動作させ、被写体追尾の対象を変更する。ステップＳ３０９では、測光結果保持部３０２の結果を用いて被写体追尾対象更新部３０８を動作させ、被写体追尾の対象を更新する。
【００４５】
ステップＳ３１０では、発光量を演算するための測光Ｃの蓄積を開始するため、測光制御部３０９より測光部１０３を動作させ、測光センサ３０１にて測光Ｃの蓄積を開始する。ステップＳ３１１では、ステップＳ３１０の開始とともに可動ミラー部１０９をミラーアップさせる。
【００４６】
ステップＳ３１０で開始した蓄積が完了すると、測光結果保持部３０２に測光Ｃの結果が保持される。このとき、測光Ａの測光結果は測光結果保持部３０２から失われる。ステップＳ３１２では、測光結果保持部３０２の結果より発光量演算部３０６で撮影に必要な発光部１１６の発光量を演算する。
【００４７】
ステップＳ３１３では、ステップＳ３０３より判断された発光の必要性に応じて、発光処理部３０７を実行するかどうか判断する。ステップＳ３１４では、可動ミラー部１０９をミラーアップさせる。ステップＳ３１５では、発光量を演算するための測光Ｃの蓄積を開始するため、測光制御部３０９より測光センサ１０３を動作させ、測光センサ３０１にて測光Ｃの蓄積を開始する。ステップＳ３１６では、ステップＳ３１５の開始とともに可動ミラー部１０９をミラーアップさせる。ステップＳ３１５で開始した蓄積が完了すると、測光結果保持部３０２に測光Ｃの結果が保持される。ステップＳ３１７では、測光結果保持部Ｓ３０２の結果より発光量演算部３０６で撮影に必要な発光部１１６の発光量を演算する。
【００４８】
図８はステップＳ１０２の処理の詳細を時系列で表したものと、デジタルカメラ１の内部で同時に処理している処理項目を表した図である。
【００４９】
連続撮影においては撮影間を短くすることが好ましいため、測光処理と測距処理を無駄なく実行する必要がある。
【００５０】
図８（Ａ）は追尾対象の変更を行わなかった時の非発光撮影の処理である。図８（Ｂ）は追尾対象の変更を行わなかった時の発光撮影の処理である。図８（Ｃ）は追尾対象の変更を行った時の非発光撮影の処理である。図８（Ｄ）は追尾対象の変更を行った時の発光撮影の処理である。
【００５１】
図８（Ａ）と図８（Ｃ）を比較して、図８（Ｃ）では追尾対象の変更が追加されているが、測光Ａの測光結果が測光結果保持部３０２に保持されているため、測光Ａを再び行う必要がなく、ミラーアップの時間と重ねることで、全体の処理時間を伸びること無く実行することが可能になっている。
【００５２】
また、測光Ａの時刻と測距時刻が必要最低限の差になっているため、被写体追尾の精度の低下を少なくすることが可能となっている。図８（Ｂ）の測光Ｃは撮像の時刻と近い時刻で行うため、ミラーアップと重なるように実行される。このため、図８（Ｃ）のようにミラーアップ時間と追尾対象変更の処理を重ねることができない。すると、追尾対象の変更を次の撮影間の測光Ａで行うことになる。これより測距結果と追尾対象変更の処理の時間の差が大きくなり被写体追尾の精度が大きく低下してしまうことになる。
【００５３】
このため図８（Ｄ）では測光Ｃより優先して追尾対象変更を行っている。これより測距時刻と最も近い測光Ａの測光結果を用いて追尾対象の変更を行うことが出来る。このような処理を行うことで、測光結果を複数持つことの出来ない測光部１０３を備えるデジタルカメラ１においても被写体追尾の精度低下を最低限に抑えることができ、安定した被写体追尾機能を使用した撮影を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１  デジタルカメラ、２  撮影レンズ、１０１  ピント板、１０２  ペンタプリズム、
１０３  測光部、１０４  接眼レンズ、１０５  接眼部、１０６  表示部、
１０７  シャッター、１０８  撮像素子、１０９  可動ミラー部、
１１０  デジタルカメラ制御部、１１１  測距部、１１６  発光部、
２０３  可動ミラー制御部、３０７  発光制御部、３０８  被写体追尾対象更新部
【図１】
2017050793.tif 000003
【図２】
2017050793.tif 000004
【図３】
2017050793.tif 000005
【図４】
2017050793.tif 000006
【図５】
2017050793.tif 000007
【図６】
2017050793.tif 000008
【図７】
2017050793.tif 000009
【図８】
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