(57)【要約】【課題】ライブビュー表示における明るさのハンチング現象を抑制できる露出制御装置及び撮像装置を提供する。【解決手段】光学系２１０を通過した光束を受光する撮像素子１３６と、撮像素子によって受光した受光量を検出する検出手段１７３と、検出手段によって検出された受光量に基づいて、撮像素子に対する露出値を繰り返し求める演算手段１７４と、演算手段によって求めた最新の露出値ＥＶnに基づいて撮像素子に対する露出制御値を決定するとともに、最新の露出値ＥＶnと過去に求めた露出値ＥＶn-1との差の絶対値が所定値Ｋ以下であるときは、過去に求めた露出値ＥＶn-1に基づいて露出制御値を決定する制御手段１７５とを備える。【選択図】  図２
2009111743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を通過した光束を受光する撮像素子と、
前記撮像素子によって受光した受光量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された受光量に基づいて、前記撮像素子に対する露出値を繰り返し求める演算手段と、
前記演算手段によって求めた最新の露出値に基づいて前記撮像素子に対する露出制御値を決定するとともに、前記最新の露出値と過去に求めた露出値との差の絶対値が所定値以下であるときは、前記過去に求めた露出値に基づいて前記露出制御値を決定する制御手段と、を備えることを特徴とする露出制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露出制御装置において、
前記制御手段は、前記露出制御値に基づいて前記光学系の開口絞りと前記撮像素子の露光時間の少なくとも一方を制御するものであり、
前記演算手段による演算分解能が、前記制御手段による前記開口絞り又は露光時間の制御分解能よりも細かいことを特徴とする露出制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の露出制御装置において、
前記開口絞り及び露光時間の制御分解能が等しいことを特徴とする露出制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の露出制御装置において、
前記所定値が、前記制御分解能であることを特徴とする露出制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の露出制御装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記撮像素子により撮像された画像を表示する表示手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の撮像装置において、
前記演算手段は、前記検出手段による前記受光量の分布に基づいて前記露出値を求め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、露出制御装置及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ライブビュー表示機能（スルー画表示機能又は電子ファインダー機能ともいう。）を備えた一眼レフカメラが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８９４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のライブビュー表示の露出値は、撮像素子の受光量に基づいて繰り返し演算することから、明るさのハンチング現象が生じるといった問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ライブビュー表示における明るさのハンチング現象を抑制できる露出制御装置及び撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって本発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
［１］本発明に係る露出制御装置は、光学系（２１０）を通過した光束を受光する撮像素子（１３６）と、撮像素子によって受光した受光量を検出する検出手段（１７３）と、検出手段によって検出された受光量に基づいて、撮像素子に対する露出値を繰り返し求める演算手段（１７４）と、演算手段によって求めた最新の露出値（ＥＶn）に基づいて撮像素子に対する露出制御値を決定するとともに、最新の露出値（ＥＶn）と過去に求めた露出値（ＥＶn-1）との差の絶対値が所定値（Ｋ）以下であるときは、過去に求めた露出値（ＥＶn-1）に基づいて露出制御値を決定する制御手段（１７５）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記発明に係る露出制御装置において、制御手段（１７５）は、露出制御値に基づいて光学系の開口絞り（ＡＶ）と撮像素子の露光時間（ＴＶ）の少なくとも一方を制御するものであり、演算手段（１７４）による演算分解能が、制御手段（１７５）による開口絞り又は露光時間の制御分解能よりも細かいように構成することができる。
【０００９】
この場合、開口絞り及び露光時間の制御分解能が等しいように構成することができる。
【００１０】
上記発明に係る露出制御装置において、所定値（Ｋ）を制御分解能とすることができる。
【００１１】
［２］本発明に係る撮像装置は、上記発明に係る露出制御装置を備えることを特徴とする。
【００１２】
この場合、撮像素子（１３６）により撮像された画像を表示する表示手段（１４０）を備えるように構成することができる。
【００１３】
また、演算手段（１７４）は、検出手段（１７３）による受光量の分布に基づいて露出値（ＥＶ）を求めるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ライブビュー表示における明るさのハンチング現象を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態に係るカメラ１は、カメラボディ１００と、該カメラボディ１００に着脱自在に装着されるレンズ鏡筒２００を有する。
【００１８】
レンズ鏡筒２００には、光軸Ｌ１に沿って移動可能なフォーカスレンズ２１１を含むレンズ群２１０と、光束を制限する絞り機構２２０と、フォーカスレンズ２１１を光軸Ｌ１に沿って移動させるレンズ駆動モータ２３０と、絞り機構２２０の開口絞りを制御する絞り駆動部２４０とが設けられている。
【００１９】
フォーカスレンズ２１１の光軸Ｌ１に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されないが、一例として、レンズ鏡筒２００に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）を形成するとともに、フォーカスレンズ２１１を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、レンズ駆動モータ２３０によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズが光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。
【００２０】
このようにレンズ鏡筒２００に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ２１１は光軸Ｌ１方向に直進移動するが、その駆動源としてのレンズ駆動モータ（アクチュエータ）２３０がレンズ鏡筒２００に設けられている。レンズ駆動モータ２３０と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、レンズ駆動モータ２３０の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ２１１が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、レンズ駆動モータ２３０の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ２１１は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。
【００２１】
フォーカスレンズ２１１は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ１００側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）までの間を光軸Ｌ１方向に移動することができ、この移動はカメラボディ１００のレンズ駆動制御部からの指令によって制御される。
【００２２】
絞り機構２２０は、レンズ群２１０を通過してカメラボディ１００の撮像素子１１０、ファインダー内撮像素子１３６およびファインダー１３４に至る光束を制限するもので、絞り駆動部２４０によりその開口絞りが調節される。絞り駆動部２４０は、後述するカメラボディ１００の制御装置１７０からの制御信号によって駆動する。
【００２３】
カメラボディ１００には、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成される撮像素子１１０が設けられ、該撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、図示しないメモリに格納される。
【００２４】
撮像素子１１０の前面には、所定の角度だけ回転可能なハーフミラー１２１と、該ハーフミラー１２１とともに回転する全反射ミラー１２２が設けられている。このハーフミラー１２１および全反射ミラー１２２は、自動合焦動作を行うオートフォーカスモードにおいては実線で図示する位置にあり、この状態でシャッターを押すと（レリーズすると）、二点鎖線で示す位置に退避し、被写体像が撮像装置１１０に結像して露光が行われる。
【００２５】
また、カメラボディ１００には、自動合焦調節を行うためのオートフォーカスモジュール１６１（以下、ＡＦモジュールともいう）が設けられている。そして、オートフォーカスモードにおいては、同図に実線で示す位置にハーフミラー１２１と全反射ミラー１２２が位置するので、被写体からの光束は、フォーカスレンズ２１１を通ってハーフミラー１２１に導かれ、その一部は該ハーフミラー１２１を透過し、全反射ミラー１２２により光軸Ｌ４に沿ってＡＦモジュール１６１に入力する。このＡＦモジュール１６１にて、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御が実行される。
【００２６】
ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、ＡＦモジュール１６１のラインセンサのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報を制御装置１７０から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサにて検出された一対の出力パターンを読み出し、デフォーカス演算部１６２へ出力する。
【００２７】
デフォーカス演算部１６２は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた一対の出力パターンから当該出力パターンのずれ量（デフォーカス量）を演算し、これをレンズ駆動量演算部１６４へ出力する。
【００２８】
レンズ駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量に基づいて、当該デフォーカス量をゼロにするためのレンズ駆動量を演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００２９】
レンズ駆動制御部１６５は、レンズ駆動量演算部１６４から送られてきたレンズ駆動量を取り込みながら、レンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量だけフォーカスレンズ２１１を移動させる。
【００３０】
一方、ハーフミラー１２１で反射された被写体光の一部は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置されたファインダースクリーン１３１を通過してペンタプリズム１３２に導かれ、ペンタプリズム１３２で折曲されたのち、光軸Ｌ２に沿って接眼レンズ１３３を通り撮影者の眼球に導かれる。これにより、レリーズしない状態において、ファインダー１３４を通して被写体およびその背景等を観察することができる。
【００３１】
また、接眼レンズ１３３の近傍には、レンズ１３５とファインダー内撮像素子１３６が設けられ、ハーフミラー１２１で反射された被写体光の一部は、ファインダースクリーン１３１で結像したのちペンタプリズム１３２に導かれ、ペンタプリズム１３２で折曲されたのち、光軸Ｌ３に沿ってファインダー内撮像素子１３６に導かれる。
【００３２】
ファインダー内撮像素子１３６は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサ，ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成され、撮影画像の露出値を演算する際の被写体輝度値等の光量を検出するとともに、本例のライブビュー表示のための画像情報を取得する。ファインダー内撮像素子１３６で検出された画像情報は後述する制御装置１７０へ出力され、自動露出制御及びライブビュー表示制御に用いられる。
【００３３】
これらファインダースクリーン１３１、ペンタプリズム１３２、接眼レンズ１３３、レンズ１３５及びファインダー内撮像素子１３６を観察光学系１３０ともいう。
【００３４】
なお、操作部１５０は、オートフォーカスモードその他の撮影モード設定や、各モードにおけるエリア選択などをユーザが行うスイッチである。本例のライブビュー表示の選択もこの操作部１５０を操作することにより行われる。
【００３５】
カメラボディ１００の背面には、液晶ディスプレイとその駆動回路などから構成される表示部１４０が設けられ、上述したファインダー内撮像素子１３６によるライブビュー表示の他、操作部１５０による入力画面なども表示される。
【００３６】
図２は、本実施形態に係る露出制御装置を示すブロック図である。
【００３７】
本例の露出制御装置は、図１に示す制御装置１７０の一部として含まれ、ファインダー内撮像装置１３６への電源供給のオン・オフ、撮像タイミング制御、香典変換信号のゲイン調整及びＡＤ変換等の駆動制御を司る撮像素子駆動部１７１と、ファインダー内撮像素子１３６にて撮像した画像情報の色補正やコントラスト補正その他の処理を行って表示部１４０へ出力する画像処理部１７２を備える。
【００３８】
また、本例の露出制御装置は、受光量検出部１７３と、露出値演算部１７４と、制御部１７５とを備える。
【００３９】
受光量検出部１７３は、ファインダー内撮像素子１３６で受光した光束の受光量を所定時間間隔で検出するもので、ファインダー内撮像素子１３６の受光領域を幾つかの領域に分割し、それぞれの領域における受光量の分布を検出する。ここで検出された受光量は輝度値として露出演算部１７４へ出力される。
【００４０】
露出演算部１７４は、受光量検出部１７３から送られてきた各領域の輝度値の分布に基づいて所定時間間隔で繰り返し露出値を演算し、これを制御部１７５へ出力するものである。
【００４１】
本例では、露出値を演算するにあたり、ファインダー内撮像素子１３６の各分割領域のそれぞれの輝度値の分布のほか、被写体までの距離情報その他の撮影情報などに基づいて、適正な露出値を演算する。
【００４２】
制御部１７５は、露出値演算部１７４で求められた露出値に基づいてファインダー内撮像素子１３６に対する露出制御値を決定する。
【００４３】
ここで、露出値ＥＶは、ファインダー内撮像素子１３６の露光時間ＴＶ（シャッタースピード）と絞り機構２２０の開口絞りＡＶに相関し、一般にＥＶ＝ＴＶ＋ＡＶの関係が成立する。なお、光束の輝度値ＢＶ，ファインダー内撮像素子１３６の感度ＳＶとすると、ＥＶ＝ＢＶ＋ＳＶの関係も成立する。
【００４４】
したがって、露出値演算部１７４で演算された露出値ＥＶに基づいて、ファインダー内撮像素子１３６の露光時間ＴＶと絞り機構２２０の開口絞りＡＶを決定する。なお、ファインダー内撮像素子１３６の露光時間ＴＶは、撮像素子駆動部１７１により制御されるから、露光時間ＴＶを当該撮像素子駆動部１７１における制御値に変換する。また、絞り機構２２０の開口絞りＡＶは、絞り駆動部２４０により制御されるから、開口絞りＡＶを当該絞り駆動部２４０の制御値に変換する。これら露光時間及び開口絞りの制御値を総称して露出制御値ともいう。
【００４５】
そして、露光時間の制御値は撮像素子駆動部１７１へ出力され、開口絞りの制御値は絞り駆動部２４０へ出力される。
【００４６】
なお、露出値ＥＶに基づいて、ファインダー内撮像素子１３６の露光時間ＴＶと絞り機構２２０の開口絞りＡＶのいずれか一方を決定することもできる。
【００４７】
本例の制御部１７５は、繰り返し演算されて送られてくる露出値を一時的に記憶し、最新の露出値に基づいて露出制御値を決定するにあたり、当該最新の露出値と過去、たとえば前回の露出値とを比較し、その差の絶対値が所定値Ｋ以下である場合は、最新の露出値ではなく前回の露出値に基づいて露出制御値を決定する。これに対して、最新の露出値と前回の露出値との差の絶対値が所定値Ｋを超える場合には最新の露出値に基づいて露出制御値を決定する。
【００４８】
図３は、本例に係る露出値の演算分解能と開口絞りの制御分解能との関係を示す図であり、左に露出値演算部１７４で演算される露出値の演算分解能を示し、右に絞り機構２２０における開口絞りの制御分解能を示す。
【００４９】
同図に示す例では、絞り機構２２０における開口絞りの制御分解能が１／６段くざみであるのに対し、受光量検出部１７３で検出された輝度値に基づいて求められる露出値の演算分解能は１／２４段きざみである。なお、図示はしないが、ファインダー内撮像素子１３６の露光時間の制御分解能も、露出値の演算分解能である１／２４段きざみより大きい段数（荒い）となっている。
【００５０】
このように、露出値の演算分解能が、開口絞りの制御分解能又は露光時間の制御分解能よりも細かい場合には次のような問題が生じる。すなわち、同図に示すように、前回（過去）に演算された露出値がＭ９であり、今回（最新）演算された露出値がＭ８になったとすると、露出値自体の変化量は僅かＭ１（１／２４段）であるにも拘らず、開口絞りの制御値はＦ３からＦ２に１／６段変化する。そして、次回の露出値が再びＭ９になると、開口絞りの制御値は再びＦ３に戻り、これが繰り返されると表示部１４０に表示されるライブビュー画像の明るさにハンチング現象が生じる。
【００５１】
また、同図に示すように、露出値がＭ９からＭ１２に３／２４段（１／８段）変化しても開口絞りの制御値はＦ３のままとなり、露出値がＭ９からＭ８に変化した場合に比べ開口絞りの変化が小さくなって、不自然である。
【００５２】
そこで、本実施形態では、こうした露出値の演算分解能が露出制御値の制御分解能に比べて細かい場合には、上述したように、最新の露出値に基づいて露出制御値を決定するにあたり、当該最新の露出値と前回の露出値とを比較し、その差の絶対値が所定値以下である場合は、最新の露出値ではなく前回の露出値に基づいて露出制御値を決定する。
【００５３】
ここで、最新の露出値と前回の露出値との差の絶対値の閾値となる所定値Ｋは、特に限定されないが、露出制御値の分解能であることが望ましい。所定値Ｋを露出制御値の分解能とするとハンチング現象の発生が抑制でき、また露出値の変化率に対する露出制御値の変化率が等しくなるのでライブビュー表示も自然なものとなる。ただし、所定値Ｋは、露出制御値の分解能より小さく、露出値の演算分解能より大きい値とすることもできる。
【００５４】
また、特に限定されないが、開口絞りの制御分解能と露光時間の制御分解能が等しいことが望ましい。開口絞りの制御分解能と露光時間の制御分解能が等しくすることで制御部１７５などにおける制御が簡素化される。また、上述したとおり、最新の露出値と前回の露出値との差の絶対値の閾値となる所定値Ｋを露出制御値の制御分解能とすることが望ましいことから、開口絞りの制御分解能と露光時間の制御分解能を等しくすることで、両者を所定値Ｋとすれば、ハンチング現象の発生の抑制効果やライブビュー表示の自然さもより効果的となる。
【００５５】
次に、本実施形態に係る露出制御装置の動作を説明する。
【００５６】
図４は、本実施形態に係る露出制御装置の制御フローを示すフローチャートである。ここでは、ライブビュー表示モードを選択し、ファインダー内撮像素子１３６で撮像した画像を表示部１４０へ表示する場合における露出制御について説明する。
【００５７】
まず、ステップＳ１０１及びＳ１０２では、受光量検出部１７３によりファインダー内撮像素子１３６の分割測光（マルチパターン測光）を実行する。既述したように、ファインダー内撮像素子１３６を幾つかの領域に分割し、各領域の輝度値の分布を検出して露出値演算部１７４へ出力する。
【００５８】
ステップＳ１０３では、露出値演算部１７４により最新の露出値ＥＶｎを演算して制御部１７５へ出力する。
【００５９】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で演算された最新の露出値ＥＶnと、前回のルーチンで演算された露出値ＥＶn-1との差の絶対値を算出し、これが所定値Ｋ以下かどうかを判断する。
【００６０】
ステップＳ１０４の判断の結果、最新の露出値ＥＶnと前回の露出値ＥＶn-1との差の絶対値が所定値Ｋを超える場合は、ステップＳ１０５へ進み、最新の露出値ＥＶnに基づいて露出制御値を決定する。これに対し、最新の露出値ＥＶnと前回の露出値ＥＶn-1との差の絶対値が所定値Ｋ以下である場合は、ステップＳ１０６へ進み、前回の露出値ＥＶnに基づいて露出制御値を決定する。
【００６１】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５又はＳ１０６で決定された開口絞りの制御値を絞り駆動部２４０へ出力するとともに、露光時間の制御値を撮像素子駆動部１７１へ出力する。
【００６２】
これにより、開口絞りの制御値によって絞り機構２４０の開口絞りが制御されるとともに、露光時間の制御値によってファインダー内撮像素子１３６の露光時間が制御されることになる。
【００６３】
以上の処理を所定時間間隔で実行することにより、ハンチング現象が生じない、また自然な明るさのライブビュー表示を得ることができる。
【００６４】
なお、上述した実施形態では、図４のステップＳ１０４において最新の露出値と前回の露出値との差の絶対値を所定値Ｋと比較したが、前回の露出値に代えて前回より前の露出値との差の絶対値を比較対象とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る露出制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る露出値の演算分解能と開口絞りの制御分解能との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る露出制御装置の制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１２１…ハーフミラー
１３０…観察光学系
１３１…ファインダースクリーン
１３６…ファインダー内撮像素子
１４０…表示部
１７０…制御装置
１７１…撮像素子駆動部
１７２…画像処理部
１７３…受光量検出部
１７４…露出値演算部
１７５…制御部
２００…レンズ鏡筒
２２０…開口絞り
２４０…絞り駆動部
【図１】
2009111743.tif 000003
【図２】
2009111743.tif 000004
【図３】
2009111743.tif 000005
【図４】
2009111743.tif 000006