(57)【要約】【課題】観察用光束を受光する撮像素子を用いた露出制御を行うに際して、安定状態に到達するまでの時間を短縮することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１は、撮影光学系からの光束であって主反射面６１で反射された光束である観察用光束をファインダ窓１０へと導くことが可能なファインダ光学系と、観察用光束を受光して画像信号を生成する撮像素子７と、撮像素子７の画像信号に基づいて撮像素子７の露出制御を実行する露出制御手段と、撮像素子７の近傍に設けられる測光センサ７９とを備える。露出制御手段は、特定の条件が充足されるときには、測光センサ７９による測光値に基づいて露出制御における露出制御値を求める。【選択図】図５
2009047956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、
前記観察用光束を受光して画像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像素子の前記画像信号に基づいて前記撮像素子の露出制御を実行する露出制御手段と、
前記撮像素子の近傍に設けられる測光センサと、
を備え、
前記露出制御手段は、特定の条件が充足されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて前記露出制御における露出制御値を求め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、
前記露出制御手段は、前記測光センサによる測光値と被写体の本来の明るさとの差異に関する補正項を用いて前記測光センサによる測光値を補正し、補正後の測光値に基づいて前記露出制御値を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記露出制御手段は、前記露出制御が開始されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて前記露出制御値を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記露出制御手段は、前記撮像装置の電源オン状態への移行に応じて前記露出制御が開始されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて前記露出制御値を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記露出制御手段は、前記撮像素子による露光画像の画素値を目標値に近づけるフィードバック制御を伴って前記露出制御を実行す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、
前記露出制御手段は、前記露光画像の画素値と前記目標値とのずれ量が所定の閾値よりも大きいと判定されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて前記露出制御値を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記露出制御手段は、前記露光画像の画素値が所定範囲外の値であると判定されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて前記露出制御値を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記所定範囲は、前記撮像素子における入出力関係の直線性が確保されている出力値の範囲であることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記露出制御された前記撮像素子により時系列で取得された複数の画像を、順次に表示する表示手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
撮像装置であって、
撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、
前記観察用光束を受光して画像信号を生成する第１の撮像素子と、
前記第１の撮像素子の前記画像信号に基づいて前記第１の撮像素子の露出制御を実行する第１の露出制御手段と、
前記第１の撮像素子の近傍に設けられる測光センサと、
撮影光学系からの光束を受光して画像信号を生成する第２の撮像素子と、
前記第１の撮像素子の前記画像信号に基づいて被写体輝度を算出し、前記第２の撮像素子の露出制御を実行する第２の露出制御手段と、
を備え、
前記第１の露出制御手段は、特定の条件が充足されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて、前記第１の撮像素子の露出制御における露出制御値を求め、
前記第２の露出制御手段は、前記第１の露出制御手段によって露出制御がなされた前記第１の撮像素子の前記画像信号に基づいて前記被写体輝度を求め、当該被写体輝度に基づいて前記第２の撮像素子の露出制御を実行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、デジタルカメラなどの撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフレックスタイプのカメラ（一眼レフカメラとも称する）において、ライブビュー機能（被写体に関する時系列の画像を順次に液晶表示部等に表示する機能、換言すれば被写体の画像を動画的態様で液晶表示部等に表示する機能）を搭載する技術が存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１のカメラにおいては、撮像用（静止画像記録用）の撮像素子とは別個のライブビュー用の撮像素子がファインダー光学系の近傍に設けられている。また、接眼レンズ付近のファインダー光路中に当該光路に対して進退可能な可動反射ミラーが設けられている。そして、この反射ミラーがファインダー光路に対して進退することによって、被写体からの観察用光束が接眼レンズへ向かう状況と、被写体からの観察用光束がライブビュー用の撮像素子へ到達する状況とが選択的に切り換えられる。当該カメラにおいては、ライブビュー用の撮像素子へと導かれた光像を用いてライブビュー機能が実現される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３３８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような一眼レフカメラにおいて、ライブビュー表示時等には、観察用光束を受光する撮像素子（上述のようなライブビュー用の撮像素子等）を測光手段として利用して、ライブビュー画像の明るさを調整することが可能である。具体的には、例えばシャッタスピードに関する制御値Ｔｖをフィードバック制御で変更して、画像の明るさが目標値に近づくように制御することが可能である。
【０００６】
しかしながら、比較的暗い環境あるいは逆に比較的明るい環境においては、露出制御開始時には画面の明るさが目標値から大きく離れていることがある。
【０００７】
このような場合には、制御出力を目標値に近づけるまでに比較的長い時間を要してしまうという問題がある。すなわち、露出制御を安定させるまでに比較的長い時間を要してしまうという問題がある。
【０００８】
また、このような問題は、露出制御開始時だけでなく、被写体輝度が急激に変化した場合等にも生じ得る。
【０００９】
そこで、この発明は、観察用光束を受光する撮像素子を用いた露出制御を行うに際して、安定状態に到達するまでの時間を短縮することが可能な撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面は、撮像装置であって、撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、前記観察用光束を受光して画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子の前記画像信号に基づいて前記撮像素子の露出制御を実行する露出制御手段と、前記撮像素子の近傍に設けられる測光センサとを備え、前記露出制御手段は、特定の条件が充足されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて前記露出制御における露出制御値を求めるものである。
【００１１】
本発明の第２の側面は、撮像装置であって、撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、前記観察用光束を受光して画像信号を生成する第１の撮像素子と、前記第１の撮像素子の前記画像信号に基づいて前記第１の撮像素子の露出制御を実行する第１の露出制御手段と、前記第１の撮像素子の近傍に設けられる測光センサと、撮影光学系からの光束を受光して画像信号を生成する第２の撮像素子と、前記第１の撮像素子の前記画像信号に基づいて被写体輝度を算出し、前記第２の撮像素子の露出制御を実行する第２の露出制御手段とを備え、前記第１の露出制御手段は、特定の条件が充足されるときには、前記測光センサによる測光値に基づいて、前記第１の撮像素子の露出制御における露出制御値を求め、前記第２の露出制御手段は、前記第１の露出制御手段によって露出制御がなされた前記第１の撮像素子の前記画像信号に基づいて前記被写体輝度を求め、当該被写体輝度に基づいて前記第２の撮像素子の露出制御を実行するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、観察用光束を受光する撮像素子を用いた露出制御を行うに際して、安定状態に到達するまでの時間を短縮することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．構成概要＞
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。ここで、図１は、撮像装置１の正面外観図であり、図２は、撮像装置１の背面外観図である。この撮像装置１は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。
【００１５】
図１に示すように、撮像装置１は、カメラ本体部（カメラボディ）２を備えている。このカメラ本体部２に対して、交換式の撮影レンズユニット（交換レンズ）３が着脱可能である。
【００１６】
撮影レンズユニット３は、主として、鏡胴３６、ならびに、鏡胴３６の内部に設けられるレンズ群３７（図３参照）及び絞り等によって構成される。レンズ群３７（撮影光学系）には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。
【００１７】
カメラ本体部２は、撮影レンズユニット３が装着される円環状のマウント部Ｍｔを正面略中央に備え、撮影レンズユニット３を着脱するための着脱ボタン８９を円環状のマウント部Ｍｔ付近に備えている。
【００１８】
また、カメラ本体部２は、その正面左上部にモード設定ダイヤル８２を備えている。モード設定ダイヤル８２を操作することによれば、カメラの各種モード（各種撮影モード（人物撮影モード、風景撮影モード、およびフルオート撮影モード等）、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む）の設定動作（切替動作）を行うことが可能である。
【００１９】
また、カメラ本体部２は、正面左端部に撮影者が把持するためのグリップ部１４を備えている。グリップ部１４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン１１が設けられている。グリップ部１４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えばリチウムイオン電池などの電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード９０（図３参照）が着脱可能に収納されるようになっている。
【００２０】
レリーズボタン１１は、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）の２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１１が半押しされＳ１状態になると、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作等）が行われる。また、レリーズボタン１１がさらに押し込まれてＳ２状態になると、当該本撮影画像の撮影動作（撮像素子５（後述）を用いて被写体像（被写体の光像）に関する露光動作を行い、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の動作）が行われる。
【００２１】
図２において、カメラ本体部２の背面略中央上部には、ファインダ窓（接眼窓）１０が設けられている。撮影者は、ファインダ窓１０を覗くことによって、撮影レンズユニット３から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことができる。すなわち、光学ファインダを用いて構図決めを行うことが可能である。
【００２２】
なお、この実施形態に係る撮像装置１においては、背面モニタ１２（後述）に表示されるライブビュー画像を用いて構図決めを行うことも可能である。また、光学ファインダによる構図決め動作とライブビュー表示による構図決め動作との切換操作は、操作者が切換ダイヤル８７を回転させることによって実現される。
【００２３】
図２において、カメラ本体部２の背面の略中央には、背面モニタ１２が設けられている。背面モニタ１２は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。背面モニタ１２は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示すること、および再生モードにおいてメモリカード９０に記録された撮影画像を再生表示することなどが可能である。また、操作者が光学ファインダによる構図決めではなくライブビュー表示による構図決めを選択した場合には、背面モニタ１２には、撮像素子７（後述）によって取得された時系列の複数の画像（すなわち動画像）がライブビュー画像として表示される。
【００２４】
背面モニタ１２の左上部には電源スイッチ（メインスイッチ）８１が設けられている。電源スイッチ８１は２点スライドスイッチからなり、接点を左方の「ＯＦＦ」位置に設定すると、電源がオフになり、接点の右方の「ＯＮ」位置に設定すると、電源がオンになる。
【００２５】
背面モニタ１２の右側には方向選択キー８４が設けられている。この方向選択キー８４は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向の押圧操作と、右上、左上、右下及び左下の４方向の押圧操作とが、それぞれ検出されるようになっている。なお、方向選択キー８４は、上記８方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出されるようになっている。
【００２６】
背面モニタ１２の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群８３が設けられている。
【００２７】
＜１−２．機能ブロック＞
つぎに、図３を参照しながら、撮像装置１の機能の概要について説明する。図３は、撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。
【００２８】
図３に示すように、撮像装置１は、操作部８０、全体制御部１０１、フォーカス制御部１２１、ミラー制御部１２２、シャッタ制御部１２３、タイミング制御回路１２４、およびデジタル信号処理回路５０等を備える。
【００２９】
操作部８０は、レリーズボタン１１（図１参照）を含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部８０に対するユーザーの入力操作に応答して、全体制御部１０１が各種動作を実現する。
【００３０】
全体制御部１０１は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ、メモリ、及びＲＯＭ等を備える。全体制御部１０１は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。
【００３１】
例えば、全体制御部１０１は、プログラムの実行により機能的に実現される露出制御部１１１および露出制御部１１２を有している。
【００３２】
露出制御部１１１は、撮像素子７（後述）に関する露出制御を実行する。露出制御部１１１は、ＥＶＦモード（後述）においては、原則として、撮像素子７の画像信号に基づいて撮像素子７の露出制御を実行する。ただし、特定の条件が充足されるとき（換言すれば特定のタイミングが到来したとき）には、測光センサ７９（後述）による測光値に基づいて露出制御における露出制御値を求める。
【００３３】
また、露出制御部１１２は、撮像素子５（後述）の露出制御を実行する。露出制御部１１２は、露出制御部１１１によって露出制御が施された撮像素子７の画像信号に基づいて被写体に関する測光値（被写体輝度）を求め、当該被写体輝度に基づいて撮像素子５の露出制御を実行する。
【００３４】
これらの露光制御等については、後に詳述する。
【００３５】
また、全体制御部１０１は、ＡＦモジュール２０およびフォーカス制御部１２１等と協動して、フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御動作を行う。全体制御部１０１は、ＡＦモジュール２０によって検出される被写体の合焦状態に応じて、フォーカス制御部１２１を用いてＡＦ動作を実現する。なお、ＡＦモジュール２０は、ミラー機構６を介して進入してきた光を用いて、位相差方式等の合焦状態検出手法により被写体の合焦状態を検出することが可能である。
【００３６】
フォーカス制御部１２１は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ１を駆動することによって、撮影レンズユニット３のレンズ群３７に含まれるフォーカスレンズを移動する。また、フォーカスレンズの位置は、撮影レンズユニット３のレンズ位置検出部３９によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータが全体制御部１０１に送られる。このように、フォーカス制御部１２１および全体制御部１０１等は、フォーカスレンズの光軸方向の動きを制御する。
【００３７】
ミラー制御部１２２は、ミラー機構６が光路から退避した状態（ミラーアップ状態）とミラー機構６が光路を遮断した状態（ミラーダウン状態）との状態切替を制御する。ミラー制御部１２２は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ２を駆動することによって、ミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。
【００３８】
シャッタ制御部１２３は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ３を駆動することによって、シャッタ４の開閉を制御する。
【００３９】
タイミング制御回路１２４は、撮像素子５等に対するタイミング制御を行う。
【００４０】
撮像素子（ここではＣＣＤセンサ（単にＣＣＤとも称する））５は、光電変換作用により被写体の光像を電気的信号に変換して、本撮影画像に係る画像信号（記録用の画像信号）を生成する。撮像素子５は、記録画像取得用の撮像素子であるとも表現される。
【００４１】
撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。また、撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される読出制御信号に応答して、当該画像信号を信号処理部５１へ出力する。また、タイミング制御回路１２４からのタイミング信号（同期信号）は、信号処理部５１及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路５２にも入力される。
【００４２】
撮像素子５で取得された画像信号は、信号処理部５１において所定のアナログ信号処理が施され、当該アナログ信号処理後の画像信号はＡ／Ｄ変換回路５２によってデジタル画像データ（画像データ）に変換される。この画像データは、デジタル信号処理回路５０に入力される。
【００４３】
デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像データに対してデジタル信号処理を行い、撮像画像に係る画像データを生成する。デジタル信号処理回路５０は、黒レベル補正回路５３、ホワイトバランス（ＷＢ）回路５４、γ補正回路５５及び画像メモリ５６を備える。
【００４４】
黒レベル補正回路５３は、Ａ／Ｄ変換回路５２が出力した画像データを構成する各画素データの黒レベルを基準の黒レベルに補正する。ＷＢ回路５４は、画像のホワイトバランス調整を行う。γ補正回路５５は、撮像画像の階調変換を行う。画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。
【００４５】
本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１において適宜画像処理（圧縮処理等）が施された後、カードＩ／Ｆ１３２を介してメモリカード９０に記憶される。
【００４６】
また、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１によって適宜ＶＲＡＭ１３１に転送され、背面モニタ１２に画像データに基づく画像が表示される。これによって、撮影画像を確認するための確認表示（アフタービュー）、および撮影済みの画像を再生する再生表示等が実現される。
【００４７】
また、この撮像装置１は、撮像素子５とは別の撮像素子７（図４も参照）をさらに備えている。撮像素子７は、いわゆるライブビュー画像取得用（動画取得用）の撮像素子としての役割を果たす。撮像素子７も、撮像素子５と同様の構成を有している。ただし、撮像素子７は、ライブビュー用の画像信号（動画像）を生成するための解像度を有していればよく、通常、撮像素子５よりも少ない数の画素で構成される。
【００４８】
撮像素子７で取得された画像信号に対しても、撮像素子５で取得された画像信号と同様の信号処理が施される。すなわち、撮像素子７で取得された画像信号は、信号処理部５１で所定の処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路５２でデジタルデータに変換された後、デジタル信号処理回路５０で所定の画像処理が施され、画像メモリ５６に格納される。
【００４９】
また、撮像素子７で取得され画像メモリ５６に格納される時系列の画像データは、全体制御部１０１によって適宜ＶＲＡＭ１３１に順次に転送され、当該時系列の画像データに基づく複数の画像が背面モニタ１２に順次に表示される。これによって、構図決めを行うための動画的態様の表示（ライブビュー表示）が実現される。
【００５０】
なお、特に、処理の高速化を図るためには、撮像素子５に関する画像処理と撮像素子７に関する画像処理とは並列的に処理されることが好ましい。そのため、ここでは、タイミング制御回路１２４、信号処理部５１、Ａ／Ｄ変換回路５２、およびデジタル信号処理回路５０等が、それぞれ、２系統の処理回路を有するものとし、両撮像素子５，７に関する画像処理が並列的に行われるものとする。ただし、これに限定されず、タイミング制御回路１２４、信号処理部５１、Ａ／Ｄ変換回路５２、およびデジタル信号処理回路５０等を、それぞれ、１系統のみ設けておき、撮像素子５に関する画像処理と撮像素子７に関する画像処理とを、この順序であるいは逆順に、順次に実行するようにしてもよい。
【００５１】
さらに、撮像装置１は、通信用Ｉ／Ｆ１３３を有しており、当該インターフェイス１３３の接続先の機器（例えば、パーソナルコンピュータ等）とデータ通信をすることが可能である。
【００５２】
また、撮像装置１は、フラッシュ４１、フラッシュ制御回路４２、およびＡＦ補助光発光部４３を備えている。フラッシュ４１は、被写体の輝度不足時等に利用される光源である。フラッシュの点灯の有無および点灯時間等は、フラッシュ制御回路４２および全体制御部１０１等によって制御される。ＡＦ補助光発光部４３は、ＡＦ用の補助光源である。ＡＦ補助光発光部４３の点灯の有無および点灯時間等は、全体制御部１０１等によって制御される。
【００５３】
＜１−３．撮影動作＞
＜概要＞
つぎに、この撮像装置１における構図決め動作を含む撮影動作について説明する。上述したように、この撮像装置１においては、ファインダ光学系等で構成される光学ファインダ（光学ビューファインダ（ＯＶＦ）とも称される）を用いて構図決め（フレーミング）を行うことが可能であるとともに、背面モニタ１２に表示されるライブビュー画像を用いて構図決めを行うことも可能である。なお、撮像素子７および背面モニタ１２を利用して実現されるファインダ機能は、被写体の光像を電子データに変換した後に可視化するものであることから電子ビューファインダ（ＥＶＦ）とも称される。
【００５４】
上述したように、操作者は切換ダイヤル８７を操作することによって、光学ビューファインダ（ＯＶＦ）を用いて構図決めを行うか、操作者が電子ビューファインダ（ＥＶＦ）を用いて構図決めを行うかを選択することができる。
【００５５】
図４および図５は、撮像装置１の断面図である。図４は、ＯＶＦを用いた構図決め動作を示しており、図５は、ＥＶＦを用いた構図決め動作を示している。また、図６は、露光動作時（詳細にはＯＶＦ時）の状態を示す断面図である。
【００５６】
図４等に示すように、撮影レンズユニット３から撮像素子５に至る光路（撮影光路）上にはミラー機構６が設けられている。ミラー機構６は、撮影光学系からの光を上方に向けて反射する主ミラー６１（主反射面）を有している。この主ミラー６１は、例えばその一部または全部がハーフミラーとして構成され、撮影光学系からの光の一部を透過する。また、ミラー機構６は、主ミラー６１を透過した光を下方に反射させるサブミラー６２（副反射面）をも有している。サブミラー６２で下方に反射された光は、ＡＦモジュール２０へと導かれて入射し、位相差方式のＡＦ動作に利用される。
【００５７】
撮影モードにおいてレリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされるまで、換言すれば構図決めの際には、ミラー機構６はミラーダウン状態となるように配置される（図４および図５参照）。そして、この際には、撮影レンズユニット３からの被写体像は、主ミラー６１で上方に反射され観察用光束としてペンタミラー６５に入射する。ペンタミラー６５は、複数のミラー（反射面）を有しており、被写体像の向きを調整する機能を有している。また、ペンタミラー６５に入射した後の、観察用光束の進路は、上記の両方式（すなわちＯＶＦ方式およびＥＶＦ方式）のいずれを採用して構図決めを行うかに応じて異なっている。これについては後述する。操作者は、選択した所望の方式によって構図決めを行うことが可能である。
【００５８】
一方、レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされると、ミラー機構６はミラーアップ状態となるように駆動され、露光動作が開始される（図６参照）。被写体に係る記録用静止画像（本撮影画像とも称する）を取得する際の基本的動作（すなわち露光の際の動作）は、上記の両方式（すなわちＯＶＦ方式およびＥＶＦ方式）による構図決めに共通である。
【００５９】
具体的には、図６に示すように、露光時には、ミラー機構６は、撮影光路から待避する。詳細には、撮影光学系からの光（被写体像）を遮らないように主ミラー６１とサブミラー６２とが上方に待避し、撮影レンズユニット３からの光が、主ミラー６１で反射されることなく進行して、シャッタ４の開放タイミングに合わせて撮像素子５に到達する。撮像素子５は、光電変換によって、受光した光束に基づいて被写体の画像信号を生成する。このように、被写体からの光が撮影レンズユニット３を介して撮像素子５に導かれることによって、被写体に係る撮影画像（撮影画像データ）が得られる。
【００６０】
＜光学ファインダによる構図決め動作（フレーミング動作）＞
次に、構図決めの際の上記両方式の各動作についてそれぞれ説明する。
【００６１】
まず、ＯＶＦ方式の構図決め動作について説明する。
【００６２】
図４に示すように、ミラー機構６の主ミラー６１およびサブミラー６２が、撮影レンズユニット３からの被写体像の光路上に配置されると、被写体像が主ミラー６１とペンタミラー６５と接眼レンズ６７とを介してファインダ窓１０へと導かれる。このように、主ミラー６１とペンタミラー６５と接眼レンズ６７とを含むファインダ光学系は、撮影光学系からの光束であって主ミラー６１で反射された光束である観察用光束をファインダ窓１０へと導くことが可能である。
【００６３】
詳細には、撮影レンズユニット３からの光は、主ミラー６１で反射されて上方に進路を変更し、焦点板６３において結像し、焦点板６３を通過する。その後、焦点板６３を通過した光は、ペンタミラー６５でその進路をさらに変更した後に接眼レンズ６７を通ってファインダ窓１０へ向かう（図４の光路ＰＡ参照）。このようにして、ファインダ窓１０を通過した被写体像は撮影者（観察者）の眼へ到達して視認される。すなわち、撮影者はファインダ窓１０を覗くことによって、被写体像を確認することができる。
【００６４】
ここにおいて、ペンタミラー６５は、三角屋根状に形成された２面のミラー（ダハミラー）６５ａ，６５ｂと、当該ダハミラー（ダハ面）６５ａ，６５ｂに対して固定された面６５ｃと、もう１つのミラー（反射面）６５ｅとを有している。また、三角屋根状の２面のミラー６５ａ，６５ｂは、プラスチック成型により一体部品６５ｄとして形成されている。主ミラー６１で反射されて上方に進路を変更した光は、ダハミラー６５ａ，６５ｂで反射されて左右反転されて進行し、さらにミラー６５ｅでも反射されることによって上下も反転されて撮影者の眼に到達する。このように、撮影レンズユニット３において左右上下が反転されていた光像は、ペンタミラー６５でさらに左右上下が反転される。これにより、撮影者は、光学ファインダにおいて、その上下左右が実際の被写体と同じ状態で被写体像を観察することができる。
【００６５】
なお、ここでは、ファインダ光学系の一部である光学ユニットＵ１が撮像装置１内部の上部空間ＳＵに設けられている。この光学ユニットＵ１は、接眼レンズ６７とファインダ窓１０とを有するととともに、駆動手段（不図示）によって開閉可能なアイピースシャッタ１６をさらに有している。ＯＶＦ方式の構図決め動作時においては、アイピースシャッタ１６は開放されており、ペンタミラー６５からの被写体像がファインダ窓１０を通過するように構成されている。
【００６６】
また、主ミラー６１を透過した光はサブミラー６２で反射されて下方に進路を変更しＡＦモジュール２０へと進入する。ＡＦモジュール２０およびフォーカス制御部１２１等は、主ミラー６１およびサブミラー６２を介して進入してきた光を用いて、ＡＦ動作を実現する。
【００６７】
＜電子ファインダによる構図決め動作（フレーミング動作）＞
次に、ＥＶＦ方式による構図決め動作について説明する。
【００６８】
この場合にも、図５に示すように、ミラー機構６の主ミラー６１およびサブミラー６２が、撮影レンズユニット３からの被写体像の光路上に配置される。そして、撮影レンズユニット３からの光は、主ミラー６１で反射されて上方に進路を変更し、焦点板６３において結像し、焦点板６３を通過する。
【００６９】
ただし、このＥＶＦ方式による構図決め動作においては、焦点板６３を通過した光は、ペンタミラー６５でその進路をさらに変更した後に、ビームスプリッタ７１でさらにその進路を変更して結像レンズ６９（結像光学系）を通過して撮像素子７の撮像面上で再結像する（図５の光路ＰＢ参照）。なお、主ミラー６１で反射されて上方に進路を変更した光は、ダハミラー６５ａ，６５ｂで反射されて左右反転されて進行し、さらにミラー６５ｅでも反射されることによって上下も反転され、さらに結像レンズ６９で上下左右反転されて撮像素子７に到達する。
【００７０】
より詳細には、図４と比較すると判るように、図５においてはミラー６５ｅの角度（カメラ本体部２に対する設置角度）が変更されている。具体的には、ミラー６５ｅは、図４の状態から、その下端側の軸ＡＸ１を中心に矢印ＡＲ１の向きに所定角度α回動している。なお、ミラー６５ｅは、切換ダイヤル８７の操作に応じて回動する。具体的には、操作者による切換ダイヤル８７に対する回転操作力が、所定の伝達機構（不図示）によりミラー６５ｅの回転軸に対して伝達されることによって、ミラー６５ｅが回動する。
【００７１】
そして、このミラー６５ｅの角度変更によって、ミラー６５ｅで反射される光（観察用光束）の反射角度が変更され、当該ミラー６５ｅによる反射光の進行経路が変更される。具体的には、図４の状態に比べて、ミラー６５ｅへの入射角度θ１が比較的小さくなり、反射角度θ２も比較的小さくなる。その結果、ミラー６５ｅの反射光は、接眼レンズ６７に向かう光路からダハミラー６５ａ，６５ｂ寄りの光路へとその進路を上方に変更してビームスプリッタ７１に向かい、ビームスプリッタ７１でさらにその進路を変更して結像レンズ６９を通過して撮像素子７に到達する。なお、ビームスプリッタ７１、結像レンズ６９および撮像素子７は、接眼レンズ６７よりも上方に配置されており、且つ、ＯＶＦの際にミラー６５ｅから接眼レンズ６７へと進行する光束を遮らない位置に配置されている。
【００７２】
また、ミラー６５ｅで反射された光束の進路は、ミラー６５ｅの変更角度αに応じて、その２倍の大きさの角度β（＝２×α）変更される。逆に言えば、反射光路の進行角度を角度β変更するために、ミラー６５ｅの回転角度は、当該角度βの半分の角度αで済む。すなわち、ミラー６５ｅの比較的小さな回転角度でミラー６５ｅの反射光の進路を比較的大きく変更することが可能である。また、ミラー６５ｅと撮像素子７とは光学的に比較的離れて配置されているため、ミラー６５ｅの回転角度を小さく変更するだけで、ミラー６５ｅによる２つの反射光を、互いに離れて配置された接眼レンズ６７および撮像素子７へと確実に導くことが可能である。すなわち、ミラー６５ｅの回転角度を小さく変更することによってミラー６５ｅによる反射光の光束を良好に２つの光路に選択的に進行させることが可能である。したがって、ミラー６５ｅの回転によるスペースの増大は最小限に止められる。
【００７３】
撮像素子７は、ミラー６５ｅで反射され結像レンズ６９を通過して撮像素子７に到達した被写体像に基づいて、ライブビュー画像を生成する。具体的には、微小時間間隔（例えば、１／６０秒）で複数の画像を順次に生成する。そして、取得された時系列の画像は背面モニタ１２において順次に表示される。これによって、撮影者は、背面モニタ１２に表示される動画像（ライブビュー画像）を視認し、当該動画像を用いて構図決めを行うことが可能になる。
【００７４】
また、この場合も、ＯＶＦによる構図決めの際（図４参照）と同様に、主ミラー６１とサブミラー６２とを介してＡＦモジュール２０に入射した光を用いてＡＦ動作が実現される。
【００７５】
なお、ＥＶＦ方式の構図決め動作時においては、ファインダ窓１０からの光が上部空間ＳＵへと入射しないように、アイピースシャッタ１６が開じられている。
【００７６】
以上のように、ミラー６５ｅで反射した後の観察用光束の進路（詳細には主進路）は、ミラー６５ｅの反射角度の変更によって、ミラー６５ｅから接眼レンズ６７およびファインダ窓１０に向かう光路ＰＡ（図４）と、ミラー６５ｅから結像レンズ６９および撮像素子７に向かう光路ＰＢ（図５）との間で切り換えられる。換言すれば、当該観察用光束の進路は、ミラー６５ｅの反射角度の変更によって、ミラー６５ｅで反射されてファインダ窓１０に向かう第１の光路ＰＡと、ミラー６５ｅで反射されて撮像素子７に向かう第２の光路ＰＢとの間で切り換えられる。
【００７７】
なお、撮像装置１によれば、上記の従来技術のように被写体像の光路に対して進退可能な可動反射ミラーをファインダ光学系の接眼レンズ６７の付近の光路内に設けることなく、ライブビュー表示を実現することが可能になる。したがって、撮像装置１によれば、コンパクトな構成でライブビュー表示を実現することができる。
【００７８】
＜測光処理＞
次に、ＥＶＦによる構図決め動作時の測光処理とＯＶＦによる構図決め動作時の測光処理とについてそれぞれ説明する。
【００７９】
図７は、ペンタミラー６５付近の内部構成を示す拡大断面図である。図７に示すように、光路ＰＡ上には接眼レンズ６７とファインダ窓１０とが設けられている。一方、光路ＰＢ上にはビームスプリッタ７１と結像レンズ６９と撮像素子７とが設けられている。
【００８０】
このビームスプリッタ７１は、光の進行方向（換言すれば光の進行路（光路））を変更する光路変更機能を有している。具体的には、ビームスプリッタ７１は、光路ＰＢ上に配置されており、光路ＰＢ上を進行してきた光（詳細には反射面６５ｅで反射された光）の進路を約９０度上方に変更する。当該ビームスプリッタ７１による進行方向変更後の光路ＰＢ（ＰＢ２）上には、結像レンズ６９と撮像素子７とが配置されており、ビームスプリッタ７１による進行方向変更後の光束は、結像レンズ６９を通過して撮像素子７上に結像する。
【００８１】
ＥＶＦによる構図決め動作時においては、反射面６５ｅが位置Ｐ１に配置され、観察用光束の進路が光路ＰＢとなる。このとき、光路ＰＢ上を進行しビームスプリッタ７１および結像レンズ６９を介して撮像素子７に結像した被写体像に基づいて、撮影画像が生成される。そして、当該撮影画像を用いてライブビュー表示が実行されるとともに、同じ撮影画像を用いて測光処理も実行される。例えば、撮像素子７による撮影画像を複数（例えば、８（横）×５（縦）＝４０個）の測光ブロックに分割して、各測光ブロックにおける受光量を算出する測光処理が実行される。測光処理においては、これら複数の測光ブロックのうちの一部または全部の測光ブロックが適宜利用される。また、この測光結果に基づいて、適切な明るさを実現する撮影パラメータ（絞り値、シャッタスピード等）を決定する処理（自動露光調整処理）が行われる。
【００８２】
一方、ＯＶＦによる構図決め動作時においては、反射面６５ｅが位置Ｐ２（図７では破線で示される位置）に配置され、観察用光束の進路が光路ＰＡとなる。このとき、ファインダ窓１０を介して被写体像が視認されるとともに、上部空間ＳＵ内にて光路ＰＡの近傍に配置された測光センサ（測光素子）７９を用いて測光処理が行われる。測光センサ７９は、光路ＰＡの近傍に配置されたビームスプリッタ７１を透過する光束を、結像レンズ７２を介して受光して、測光処理を行う。
【００８３】
測光センサ７９は、焦点板６３を睨んでおり、図７の破線で示す光路ＰＥに従って進行した光、詳細には、光路ＰＡの近傍を進行し且つビームスプリッタ７１を透過した光を受光する。ここにおいて、ビームスプリッタ７１は、光路ＰＢ上であるとともに光路ＰＥ上でもある位置に存在するが、光路ＰＥ上を進行する光束はビームスプリッタ７１を通過して測光センサ７９へと到達する。測光センサ７９は、光路ＰＥを進行する光束を受光することによって、光路ＰＡを進行する観察用光束の被写体像と同様の被写体像（換言すれば撮影対象となる被写体像と同様の光像）、具体的には、ファインダ窓１０を介して受光される被写体像に関する被写体を若干異なる角度から（若干斜めから）見た光像を受光する。
【００８４】
そして、測光センサ７９での受光量に基づく測光処理が適切に実現される。例えば、測光センサ７９内の複数（例えば４０個）の測光単位のそれぞれにおける受光量を算出する測光処理が実行される。また、この測光結果に基づいて、適切な明るさを実現する撮影パラメータ（絞り値、シャッタスピード等）を決定する処理（自動露光調整処理）が行われる。
【００８５】
なお、ＯＶＦによる構図位置決め動作時においては、観察用光束の進路が光路ＰＡとなるため、撮像素子７には適切な被写体像が結像されない。したがって、上記のような測光センサ７９を設けない場合には、ＯＶＦによる構図位置決め動作時に適切な測光処理を実現することが困難である。
【００８６】
この撮像装置１においては、以上のようにして撮影動作が行われる。
【００８７】
＜１−４．撮像素子７を用いた測光動作等＞
＜概要＞
上述のように、この撮像装置１においては、ＥＶＦモードでは撮像素子７の画像信号（露光画像）を用いて測光機能および露出制御機能が実現され、ＯＶＦモードでは測光センサ７９を用いて測光機能および露出制御機能が実現される。
【００８８】
以下では、ＥＶＦモードにおける測光動作等、すなわち撮像素子７を用いた測光動作等について説明する。
【００８９】
ただし、便宜上、撮像素子７について説明する前に、まず測光センサ７９について説明する。
【００９０】
測光センサ７９は、例えばシリコンフォトセル（ＳＰＣ（Silicon Photo Cell））などの高精度の素子を用いて構成される。より詳細には、測光センサ７９は、図８に示すように、複数のシリコンフォトセルで構成される。測光センサ７９は、入力光の明るさに応じた電圧を出力し、全体制御部１０１は、測光センサ７９の出力電圧値を所定の変換式等によって、輝度値（絶対輝度値）を示すＢＶ値に変換する。
【００９１】
図８は、測光センサ７９の受光部の受光面を入射側から見た平面図である。測光センサ７９は、図８に示すように、複数（ここでは４０個）のエリアＲ０〜Ｒ３９に分割されており、その受光部で受光される光像の明るさ（輝度）を４０個のエリアのそれぞれに配置された各シリコンフォトセルによってそれぞれ測定することが可能である。測光処理においては、これらの４０個のエリアのうち任意の１つ以上のエリアを利用することが可能である。例えば、全４０個のエリアによる測定輝度の平均値を測光センサ７９による測光値として取得することが可能である。
【００９２】
また、測光センサ７９の入出力特性は、超低輝度域（例えばＢＶ値＝−９）から超高輝度域（例えばＢＶ値＝１７）に至るまで、非常に広い測定レンジを有している。
【００９３】
さて、一方の撮像素子７は、測光センサ７９に比べると、測定レンジが狭いという特性を有している。ただし、入力光の明るさに応じてシャッタスピード、絞り値等を変更し露光量を制御することによれば、このような特性を或る程度克服して比較的広いレンジにおいて測光処理を行うことが可能である。具体的には、撮像素子７による露光画像の画素値Ｌを目標値Ｌｔに近づけるフィードバック制御を実行することによって、撮像素子７に対する最適な露光量を確保することが実行される。例えば、比較的明るい環境においては、撮像素子７のシャッタスピードを高速化する（シャッタ開放時間を短くする）ことによって露光量を少なくする。逆に、比較的暗い環境においては、撮像素子７のシャッタスピードを低速化する（シャッタ開放時間を長くする）ことによって露光量を多くする。
【００９４】
撮像素子７による測光結果（輝度）ｂｖは、撮像素子７の画素値（例えば所定領域の平均画素値）Ｌに基づいて、基本的には式（１）を用いて算出される。なお、この算出処理は、全体制御部１０１によって実行される。
【００９５】
【数１】
2009047956.tif 000003
【００９６】
なお、値Ｔｖは撮像素子７の電子シャッタの開放時間（露出時間）に関するＴＶ値を表し、値Ａｖは、撮像光学系の絞りに関するＡＶ値を表し、値Ｓｖは撮像素子７の撮像感度に関するＳＶ値を表す。値Ｌｔは、撮像素子７による露光画像の画素値Ｌ（詳細には、例えば、当該露光画像の所定領域内に含まれる画素の平均画素値）の目標値（固定値）を表す。また、各記号に付された（ｎ）は、上述の測光制御に関するフィードバック制御（詳細には離散制御）における、所定時点から第ｎ番目のサンプリング時刻での値であることを示す。
【００９７】
具体的には、撮像素子７の画素値Ｌが目標値（目標画素値）Ｌｔとなるように、露光パラメータ（具体的には値Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖ）が決定される。例えば、画素値Ｌが０から４０９５までの値を取り得る場合においては、値Ｌが目標値Ｌｔ（例えば４９３）に等しくなるように、フィードバック制御によって値Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖが求められる。なお、この場合、理想的には、式（１）の右辺第４項はゼロになり式（１）右辺の第１項から第３項によって輝度ｂｖが算出される。
【００９８】
上記のようなフィードバック制御においては、値Ｌが目標値Ｌｔに近づくように、換言すれば値Ｌと目標値Ｌｔとのずれ量ΔＬがゼロに近づくように、値Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖが適切に決定される。詳細には、式（２）によって所定のサンプリング時間ΔｔごとにＴｖ値が更新される。すなわち、値Ｔｖ（ｎ＋１）（すなわち或る時刻ｔ（ｎ＋１）におけるＴｖ値）は、値Ｔｖ（ｎ）（その微小時間Δｔ前の時刻ｔ（ｎ）におけるＴｖ値）を用いて式（２）によって表現される値に修正される。
【００９９】
【数２】
2009047956.tif 000004
【０１００】
ここで、値ｋは、０＜ｋ＜１、を満たす数である。
【０１０１】
なお、値ｋが大きいほど（１に近いほど）フィードバック系がハンチング現象を生じてしまう可能性が高くなる。逆に、値ｋが小さいほど（０に近いほど画素値Ｌが目標値に収束するまでの時間が長くなる。また、値ｋは、固定値であってもよいが、変動値であってもよい。詳細には、値ΔＬ（値Ｌと目標値Ｌｔとのずれ量）の大きさ等に応じて、値ｋを変動させるようにしてもよい。例えば値ΔＬが比較的大きいときには値ｋを比較的大きな値（例えば０．９５）に設定し、逆に値ΔＬが比較的小さいときには値ｋを比較的小さな値（例えば０．５）に設定するようにしてもよい。これによれば、ハンチングを防止しつつ、安定状態への収束時間を短縮することができる。
【０１０２】
このようなフィードバック制御によって、画素値Ｌが目標値Ｌｔに近づき、値ΔＬ（厳密にはその絶対値）が許容値ＴＨよりも小さくなる（理想的にはゼロになる）と、露出制御が安定状態に到達していると判定される。このとき、安定状態におけるライブビュー画像は、適切な明るさの画像として取得される。この結果、適切な明るさを有するライブビュー画像が背面モニタ１２に表示される。
【０１０３】
なお、値Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖの変動域には限界値が存在するため、光の明るさが所定の範囲を外れる場合には、値Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖを制御しても、値Ｌを目標値Ｌｔに追従させることができなくなる。この場合には、式（１）の右辺第４項を加えた修正値が、輝度値ｂｖとして算出される。例えば、光像が所定程度よりも暗くなった場合には、値Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖの変動限界の存在のため、値Ｌを目標値Ｌｔまで大きくすることが出来なくなる。そして、例えば、値Ｌが目標値Ｌｔの半分（１／２）の場合には、式（１）の右辺第４項が−１となり、式（１）の右辺の第１項から第３項による算出値に対して−１を加算（換言すれば１を減算）することによって、輝度値ｂｖが算出される。また、この場合の安定状態への到達判定処理においては、値ΔＬが許容値ＴＨよりも小さくならないとしても、値ΔＬの大きさの変化が所定幅よりも小さいときには（すなわち値Ｌないし値ΔＬがほぼ一定であれば）安定状態に到達しているとみなすものとする。
【０１０４】
また、本撮影画像に関する露出制御においては、上記のような安定状態における輝度値ｂｖが被写体輝度とみなされる。そして、本撮影画像に関する露出制御は、当該被写体輝度ｂｖに基づいて実行される。具体的には、輝度値ｂｖの被写体を撮影する際に適切な値ＴｖＢ，ＡｖＢ，ＳｖＢがそれぞれ設定される（式（３）参照）。なお、値ＴｖＢは、撮像素子５に関するシャッタスピードに関するＴＶ値であり、値ＳｖＢは、撮像素子５の撮像感度に関するＳＶ値であり、値ＡｖＢは、撮像素子５を用いた本撮影時における撮影光学系の絞りに関するＡＶ値である。
【０１０５】
【数３】
2009047956.tif 000005
【０１０６】
ところで、上述のような測光に関するフィードバック制御系（測光フィードバック制御系とも称する）においては、「安定状態」に到達するまでに、長い時間、例えばサンプリング時間Δｔの数倍から数十倍程度（状況によってはそれ以上）の時間、を要する。
【０１０７】
特に、図９に示すように、或る時点での値Ｌ０が目標値Ｌｔから大きく離れているときには、安定状態に到達するまでの時間ＴＡとして比較的長い時間Ｔ１１を要する。
【０１０８】
例えば、電源オン直後において、撮像素子７に関する値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれている場合には、「安定状態」に到達するまでには、サンプリング時間Δｔの単位動作を多数回繰り返すことになるため、安定状態に到達するまでに比較的長い時間を要する。
【０１０９】
しかしながら、このような安定状態への到達時間ＴＡは短いことが好ましい。
【０１１０】
そこで、本願の発明者は、露出制御（測光フィードバック制御）の開始時点において、測光センサ７９の出力を用いて、より適切な初期制御値を得ることを案出した。これによれば、図１０に示すように、目標値Ｌｔに比較的近い値を初期値Ｌ０として露出制御が開始されるので、安定状態への到達時間ＴＡを比較的短い時間Ｔ１２（＜Ｔ１１）にすることができる。
【０１１１】
具体的には、測光センサ７９によって撮像素子７の周囲の明るさ（輝度）を測定し、測定された明るさ（測定輝度）に基づいて、露出制御の開始時点における露出制御値を定める。これによれば、撮像素子７を用いた測光フィードバック制御において、適切な初期値（Ｔｖ（０），Ｓｖ（０），Ａｖ（０））を定めることにより、適切な初期画素値Ｌ０を得ることができるので、安定状態までの到達時間ＴＡを短縮することができる。
【０１１２】
この場合において、撮像素子７の周囲の明るさ（輝度）に関する測定値としては、測光センサ７９の測定輝度（測光値）ｂｖをそのまま用いて、露出制御値（露出制御パラメータないし露光パラメータとも称する）を求めるようにしてもよい。例えば、測定輝度ｂｖに対して、式（４）を満たすような露光パラメータＴｖ，Ａｖ，Ｓｖを決定するようにしてもよい。
【０１１３】
【数４】
2009047956.tif 000006
【０１１４】
ただし、測光センサ７９の測光値は、厳密には被写体像を測定したものではなく、当該被写体像を受光する撮像素子７の近傍の明るさを測定したものであるため、誤差を有している。
【０１１５】
そこで、ここでは、撮像装置１は、測光センサ７９による測定輝度に対する補正項Ｅ（式（５）参照）を用いて、測光センサ７９による測光値を補正する。詳細には、当該補正項Ｅを用いて撮像素子７における推定輝度（ｂｖ＋Ｅ）を算出する。そして、当該推定輝度（すなわち補正後の測光値）に基づいて露出制御における露出制御値（露光パラメータ）を求め、露出制御を開始する。これによれば、撮像素子７における被写体輝度をさらに正確に推定し、値Ｌの初期値を目標値Ｌｔにさらに近づけることができる。したがって、撮像素子７を用いた測光フィードバック制御において、より適切な初期値を用いることによって、安定状態への到達時間ＴＡをさらに短縮することができる。
【０１１６】
【数５】
2009047956.tif 000007
【０１１７】
式（５）における補正項Ｅは、測光センサ７９による測光値と被写体の本来の明るさ（輝度）との差異（ずれ）を補正する項である。補正項Ｅは実験結果等に基づいて予め得られる。
【０１１８】
図１１は、測光センサ７９の測光値（横軸）と被写体の実際の明るさ（縦軸）との関係を示す図である。図１１においては、撮像素子７の測光フィードバック制御における安定状態到達後の測光値ｂｖを被写体の実際の明るさ（実輝度）として得た実験結果が示されている。
【０１１９】
図１１においては、測光センサ７９による測光値（検出輝度）が約１のときに被写体の明るさ（実輝度）は約１０であること、および測光センサ７９による検出輝度が約−８のときに被写体の明るさは約１であること等が示されている。すなわち、被写体の本来の明るさは、測光センサ７９による測定結果よりも９（ＥＶ）明るい値である、ことが示されている。この場合には、補正項Ｅは、９（ＥＶ）であるとして得られる。
【０１２０】
なお、ここでは、測光値の全域において被写体輝度と測光センサ７９による測光値とが線形関係を有するものと仮定して、固定値である値「９」を補正項Ｅの値として利用するものとする。ただし、これに限定されず、補正項Ｅは、固定値（一定値）でなくてもよい。例えば、補正項Ｅは、測光センサ７９の測光値ｂｖを変数とする関数として、定められてもよい。
【０１２１】
＜詳細＞
つぎに、この測光動作についてさらに詳細に説明する。
【０１２２】
図１２は、撮像装置１の電源オン直後からの動作（測光動作等）を示すフローチャートである。撮像装置１においては、電源オン状態への移行時点以降において図１２に示すような動作が実行される。
【０１２３】
まず、ステップＳＰ１１においては、ＥＶＦモードが選択されているか否か、換言すれば「ライブビュー」が選択されているか否かが判定される。ＯＶＦモードが選択されている場合には、ステップＳＰ１８に進む。ステップＳＰ１８では、上述したようなＯＶＦモードにおける測光動作が測光センサ７９を利用して実行される。その後、レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされたことがステップＳＰ１９において判定されると、本撮影画像が取得されて一連の処理が終了する。
【０１２４】
一方、ステップＳＰ１１において、ＥＶＦモードが選択されている、と判定されると、ステップＳＰ１２に進む。また、このとき、撮像装置１は、特定の条件が充足されていること、詳細には、電源オン状態への移行に応じて露出制御を開始すべきタイミングが到来していること、を認識する。そして、ステップＳＰ１２〜ＳＰ１４において、測光センサ７９に基づいて露出制御値を求め、当該露出制御値に基づいて撮像素子７に関する露出制御を開始する。
【０１２５】
ステップＳＰ１２においては、まず、測光センサ７９による測光動作が実行される。具体的には、測光センサ７９により測光値ｂｖが取得される。
【０１２６】
次のステップＳＰ１３では、撮像素子７に関する露光パラメータＴｖ，Ａｖ，Ｓｖが式（５）に基づいて求められる。なお、式（５）は、補正項Ｅと測光センサ７９による測光値ｂｖとの和で表現される補正後の明るさ（ｂｖ＋Ｅ）に関して、式（４）と同様の関係を示す式である、とも表現される。
【０１２７】
ステップＳＰ１４では、ステップＳＰ１３で求められた露光パラメータを用いて、撮像素子７の露出制御が開始される。
【０１２８】
これにより、測光センサ７９による測光値ｂｖを用いて定められた露光パラメータＴｖ，Ａｖ，Ｓｖで撮像素子７による画像（露光画像）が取得される。
【０１２９】
そして、ステップＳＰ１５において、測光フィードバック制御の測光ループにおける単位処理が繰り返し実行される。
【０１３０】
なお、ここでは、露光パラメータＴｖ，Ａｖ，Ｓｖのうち、値Ｔｖを随時変更する測光フィードバック制御を実行する場合を例示する。すなわち、多くの場合において、Ａｖ（ｎ＋１）＝Ａｖ（ｎ）、且つ、Ｓｖ（ｎ＋１）＝Ｓｖ（ｎ）、である。値Ｔｖ（ｎ＋１）は、次述するようにして決定される。
【０１３１】
図１３および図１４は、ステップＳＰ１５の単位処理の詳細を示すフローチャートである。この単位動作は、ＥＶＦモードにおける構図決め動作中において微小時間間隔（例えば１／１０秒間隔）で実行される。
【０１３２】
まず、ステップＳＰ２１において、撮像素子７の画素値（例えば所定領域の平均画素値）Ｌが検出される。
【０１３３】
次のステップＳＰ２３においては、式（１）を用いて測光値ｂｖ（ｎ）が算出される。
【０１３４】
その後、値ΔＬが算出される（ステップＳＰ２４）とともに、許容値ＴＨとの比較処理が実行される（ステップＳＰ２５）。
【０１３５】
値ΔＬ（厳密にはΔＬの絶対値｜ΔＬ｜）が許容値ＴＨ以下であるときには、安定状態へ移行したことが判定される（ステップＳＰ２６）。そして、次の第（ｎ＋１）ループでの露光パラメータが、今回の第ｎループでの露光パラメータと同一の値に設定され（ステップＳＰ２７）、第ｎループでの処理が終了する。
【０１３６】
一方、値ΔＬ（厳密にはΔＬの絶対値）が許容値ＴＨより大きいときには、ステップＳＰ２８で、露光パラメータ（例えば値Ｔｖ）がその変動域の限界値に到達したか否かが判定される。
【０１３７】
未だ変動域の限界値に到達していないとき（例えば値Ｔｖをさらに小さくすること或いはさらに大きくすることができるとき）には、ステップＳＰ２９に進む。ステップＳＰ２９では、未だ不安定な状態が継続している旨が判定される。また、次のステップＳＰ３０では、式（２）に基づいて第（ｎ＋１）ループでの露光パラメータＴｖ（ｎ＋１）が決定され、第ｎループでの処理が終了する。
【０１３８】
一方、ステップＳＰ２８で、値Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖを制御しても、値Ｌを目標値Ｌｔに追従させることができないと判定されると、ステップＳＰ３１（図１４）に進む。
【０１３９】
値ΔＬの大きさの変化が所定幅ＴＨ２よりも小さいとき（すなわち値Ｌないし値ΔＬがほぼ一定のとき）には、安定状態に到達していると判定される（ステップＳＰ３２）。そして、次の第（ｎ＋１）ループでの露光パラメータが、今回の第ｎループでの露光パラメータと同一の値に設定され（ステップＳＰ３３）、第ｎループでの処理が終了する。
【０１４０】
逆に、値ΔＬの大きさの変化が所定幅以上のときには、まだ不安定な状態が継続していると判定するとともに、露出制御が不可能であることを示す警告表示が実行される（ステップＳＰ３４）。その後、ステップＳＰ３３の処理が実行され、第ｎループでの処理が終了する。
【０１４１】
以上のような第ｎループでの処理が終了すると、新たな露出制御値（露光パラメータ）を用いて撮像素子７による露光動作が実行され、この露光動作により得られた露光画像に対して再びステップＳＰ１５の処理（第（ｎ＋１）ループの処理）が実行される。
【０１４２】
再び図１２を参照する。
【０１４３】
上述のようなステップＳＰ１５の処理が繰り返された後、レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされたことがステップＳＰ１６において判定されると、本撮影画像が取得されて一連の処理が終了する。なお、この本撮影画像取得の際には、上述のように式（３）にしたがって、適切な露光パラメータが決定される。
【０１４４】
以上のように、この実施形態に係る動作によれば、撮像装置１の電源オン状態への移行時点が到来し、露出制御を開始するタイミングが到来したことが判定されると、まず、撮像素子７による測光値ではなく、測光センサ７９による測光値に基づいて、露出制御が実行される（ステップＳＰ１２〜ＳＰ１５）。このとき、ステップＳＰ１４で撮像素子７によって最初に取得された露光画像の平均画素値Ｌ（すなわち露出制御における初期画素値Ｌ０）は、比較的目標値Ｌｔに近い値になる（図１０参照）。したがって、安定状態への到達時間ＴＡを比較的短い時間Ｔ１２（＜Ｔ１１）にすることができる。
【０１４５】
また特に、ステップＳＰ１３において、補正項Ｅを用いて補正された測光値（ｂｖ＋Ｅ）に基づいて撮像素子７の露光パラメータＴｖ，Ａｖ，Ｓｖが決定されているので、露出制御における初期画素値Ｌ０は、目標値Ｌｔに非常に近い値になる。したがって、安定状態への到達時間ＴＡを特に短縮することが可能である。
【０１４６】
＜２．第２実施形態＞
上述の第１実施形態では、露出制御が開始される際、より詳細には、撮像装置１の電源オン状態への移行に応じて、測光フィードバック制御を伴う露出制御が開始される際に、測光センサ７９の測光値に基づいて露光パラメータを求める場合を例示した。
【０１４７】
しかしながら、撮像素子７に関する値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれている状況（図９参照）としては、その他の状況も想定される。例えば、被写体の輝度が急激に変化したときには、「安定状態」に到達するまでに、サンプリング時間Δｔの単位動作を多数回繰り返すことになるため、安定状態に到達するまでに比較的長い時間を要する。
【０１４８】
上記の思想はこのような状況に対しても適用することができる。すなわち、「露出制御の開始時点」以外のタイミングにおいて、測光センサ７９の測光値を用いるようにしてもよい。
【０１４９】
この第２実施形態では、撮像素子７に関する値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれていると判定される時点以降においても、測光センサ７９による測光値に基づいて露出制御を実行する場合を例示する。なお、以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１５０】
図１５は、第２実施形態に係る撮像装置１のＥＶＦモードでの測光処理における単位動作を示すフローチャートである。第２実施形態においては、上記第１実施形態の図１３の代わりに図１５の処理が実行される。
【０１５１】
具体的には、図１５に示すように、ステップＳＰ２１とステップＳＰ２３との間において、ステップＳＰ２２の処理が実行される。
【０１５２】
ステップＳＰ２２は、或る時点における値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれているか否かを判定する処理である。詳細には、値Ｌと目標値Ｌｔとのずれ量が閾値ＴＨ３よりも大きいか否かを判定する処理である。ただし、閾値ＴＨ３は、上記の許容値ＴＨ，ＴＨ２よりも大きな値である（ＴＨ３＞ＴＨ、且つ、ＴＨ３＞ＴＨ２）。
【０１５３】
値Ｌが目標値Ｌｔに比較的近いこと、詳細には、｜Ｌ−Ｌｔ｜＜ＴＨ３、であることが判定されると、上述のステップＳＰ２３以降に進む。ステップＳＰ２３以降では、撮像素子７の測光値を用いた測光フィードバック処理等が実行される。なお、閾値ＴＨ３は、値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれているか否かを判定するための閾値であり、比較的大きな値として設定される。
【０１５４】
一方、値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれていること、詳細には、｜Ｌ−Ｌｔ｜＞ＴＨ３、であることが判定されると、ステップＳＰ４１に進む。被写体の輝度が急激に変化した場合には、値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれるため、ステップＳＰ４１に進むことになる。
【０１５５】
ステップＳＰ４１では、測光センサ７９による測光値ｂｖが取得される。また、次のステップＳＰ４２では、測光センサ７９による測光値ｂｖと予め設定されている補正項Ｅとを用いた式（５）によって、露光パラメータＴｖ，Ａｖ，Ｓｖが決定される。そして、ステップＳＰ４３では、ステップＳＰ４２で決定された露光パラメータによって露出制御が実行（再開）される。
【０１５６】
このような動作によれば、任意の時点で被写体の輝度が急激に変化した場合においても、撮像素子７に関する露出動作が測光センサ７９の測光値を用いて再開されるので、当該再開時点から安定状態への到達時点までの時間ＴＡを短くすることができる。
【０１５７】
なお、このような動作は、撮像素子７による露光画像の画素値Ｌが、値（Ｌｔ−ＴＨ３）から値（Ｌｔ＋ＴＨ３）までの範囲の外の値であると判定されるときには、測光センサ７９による測光値に基づいて露出制御値（露光パラメータ）を求める動作である、とも表現される。
【０１５８】
また、この第２実施形態においては、撮像素子７に関する値Ｌが目標値Ｌｔから大きくずれていると判定される時点以降において、測光センサ７９による測光値に基づいて露出制御値を求める場合を例示した。ただし、これに限定されず、撮像素子７に関する値Ｌが、次述するような範囲ＲＧ外の値であるか否かに応じて、測光センサ７９による測光値に基づいて露出制御値を求めるか否かを決定するようにしてもよい。
【０１５９】
図１６は、範囲ＲＧの一例を示す図である。図１６の範囲ＲＧは、値Ｌの全出力範囲のうち、撮像素子７の入出力関係の直線性が確保されている出力値の範囲である。
【０１６０】
範囲ＲＧの上限値ＵＬ（例えば１２ビット表現における「３５００」）よりも大きな値、あるいは、範囲ＲＧの下限値ＬＬ（例えば１２ビット表現における「１００」）よりも小さな値、から露出制御を開始または当該露出制御を継続して実行（再開）すると、安定状態への到達時間ＴＡが特に大きくなる（図９参照）。
【０１６１】
そこで、撮像素子７による露光画像の画素値Ｌが、このような範囲ＲＧの外の値であると判定されるときには、測光センサ７９による測光値ｂｖに基づいて露出制御値（Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖ）を求めるようにしてもよい。
【０１６２】
具体的には、図１７に示すような動作を図１５の動作に代えて実行するようにしてもよい。詳細には、ステップＳＰ２１とステップＳＰ２３との間のステップＳＰ５２において、或る時点における値Ｌが範囲ＲＧ外であるか否かを判定する。そして、値Ｌが範囲ＲＧ外であると判定されるときに、ステップＳＰ４１〜ＳＰ４３の処理を実行する。このような処理によれば、値Ｌが、撮像素子７の入出力関係の直線性が確保されている出力値の範囲ＲＧ外の値であるときに、安定状態へ到達するまでの時間ＴＡを短縮することが可能である。
【０１６３】
＜３．その他＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１６４】
例えば、撮像素子７に関する値Ｌ（初期値Ｌ０）が目標値Ｌｔから大きくずれている状況（図９参照）としては、第１実施形態および第２実施形態で例示した状況以外の状況も想定される。
【０１６５】
具体的には、撮像装置１が暗い環境下に存在する場合等においては、撮像素子７の電子シャッタの開放時間が比較的大きくなる。したがって、サンプリング時間Δｔ自体が大きくなり、安定状態に到達するまでに比較的長い長時間を要することになる。
【０１６６】
上記の思想はこのような状況に対して適用することもできる。より具体的には、撮像素子７による測光値あるいは測光センサ７９による測光値が所定値以下である（暗い環境である）と判定される場合に、測光センサ７９による測光値に基づいて露出制御を開始（再開を含む）するようにしてもよい。
【０１６７】
また、上記実施形態においては、操作者による切換ダイヤル８７の操作に応じて、ＥＶＦモードとＯＶＦモードとを切り替える場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、図１８に示すように、接眼部（ファインダ窓１０）付近に、対象物の接近を感知する接眼センサ６８を設けておき、当該接眼センサ６８の検出結果に応じて、ＥＶＦモードとＯＶＦモードとを自動的に切り替えるようにしてもよい。具体的には、当該接眼センサ６８によって操作者の眼部の接近を検出するとＥＶＦモードに切り替え、当該接眼センサ６８によって操作者の眼部の離遠を検出するとＯＶＦモードに切り替えるようにしてもよい。なお、この場合には、モータ等の駆動装置を利用することなどによって、ミラー６５ｅ等の角度を変更すればよい。
【０１６８】
また、上記実施形態においては、ミラー６５ｅの反射角度を変更し観察用光束の進路を変更することなどによって、ＥＶＦ表示を実現する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、上述の従来技術のような撮像装置、具体的には、被写体像の光路に対して進退可能な可動反射ミラーをファインダ光学系の接眼レンズ６７の付近の光路内に設けることによって、ライブビュー表示を実現する撮像装置において、本発明の思想を適用し、ミラーアップ時の遮光状態において撮像素子７の測光誤差補正等を行うようにしてもよい。
【０１６９】
また、上記実施形態においては、本発明の思想をデジタルカメラに適用する場合について例示したが、これに限定されず、本発明の思想をフィルム式のカメラに適用することも可能である。具体的には、撮像素子５を設けることなく、撮像素子５の撮像面の位置にフィルムの撮像面を配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】撮像装置の正面外観図である。
【図２】撮像装置の背面外観図である。
【図３】撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】撮像装置の断面図（ＯＶＦ方式の構図決め動作時）である。
【図５】撮像装置の断面図（ＥＶＦ方式の構図決め動作時）である。
【図６】撮像装置の断面図（ＯＶＦ方式の構図決め動作後の露光動作時）である。
【図７】ペンタミラー付近の一部拡大図である。
【図８】測光センサの受光面を入射側から見た平面図である。
【図９】値Ｌの変化曲線を示す図である（Ｌ０がＬｔから遠い場合）。
【図１０】値Ｌの変化曲線を示す図である（Ｌ０がＬｔに近い場合）。
【図１１】測光センサの測光値と被写体の明るさとの関係を示す図である。
【図１２】撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】測光処理（ステップＳＰ１５）の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】測光処理（ステップＳＰ１５）の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】第２実施形態に係る測光処理を示すフローチャートである。
【図１６】範囲ＲＧを示す図である。
【図１７】変形例に係る測光処理を示すフローチャートである。
【図１８】接眼センサを備えた撮像装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１７１】
１  撮像装置
２  カメラ本体部
３  撮影レンズユニット
５，７  撮像素子
６  ミラー機構
１２  背面モニタ
６１  主ミラー
６２  サブミラー
６５  ペンタミラー
７９  測光センサ
ｂｖ  測光値
Ｔｖ，Ａｖ，Ｓｖ  露光パラメータ（露出制御値）
Ｅ  補正項
Ｌ  画素値
【図１】
2009047956.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2009047956.tif 000023
【図１７】
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【図１８】
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