CN104737529A - 拍摄装置、拍摄装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于缩短实时取景显示中的显示延迟时间。为此，本发明的拍摄装置具备：图像数据生成单元，其基于按行单位来控制电荷积累的开始以及结束的摄像传感器的输出，按显示部的行单位来生成图像数据；显示控制单元，其使所生成的所述图像数据按行单位依次显示于所述显示部；控制单元，其在从使摄像对象行的电荷积累开始起经过第一时间后使电荷积累结束，并在从使所述摄像对象行的电荷积累结束起经过第二时间后使与所述摄像对象行相对应的显示对象行的所述图像数据的显示开始。所述第二时间是从结束所述摄像对象行的电荷积累起到在所述显示对象行开始所述图像数据的显示为止所需要的时间。控制单元使所述摄像对象行的电荷积累开始，使得所述第一时间成为(所述摄像传感器的垂直同步期间-所述第二时间)以下。

Description

拍摄装置、拍摄装置的控制方法

技术领域

本发明涉及拍摄装置及其控制方法，尤其是涉及缩短实时取景的显示延迟时间的技术。

背景技术

在现有技术中，如专利文献1、2所记载的那样，已知一种将由摄像传感器拍摄到的图像作为实时取景而显示于液晶显示器等显示部的拍摄装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2007-295401号公报

专利文献2：JP特开2000-92380号公报

发明内容

发明要解决的课题

在显示实时取景的拍摄装置中，已知被摄体的像从被摄体被延迟显示的情况。显示延迟时间可以定义为，从摄像传感器接收表示被摄体的像的光并作为电荷开始进行积累起到表示该被摄体的像的图像数据被显示于显示部为止所需要的时间。在这样定义的情况下，在显示延迟时间中，包含电荷积累时间、和基于摄像传感器的输出生成显示用的图像数据并进行显示为止所需要的处理时间。一般而言，由于电荷积累时间是根据拍摄环境由AE处理决定的，因此可以考虑通过将处理时间短期化来缩短显示延迟时间。另一方面，为了更进一步缩短显示延迟时间，可以考虑缩短电荷积累时间。

在专利文献1的0094～0097段落中，记载了如下内容：设定了传感器的增益和光圈之后，根据拍摄环境来决定帧速率，电荷积累时间只要是比帧速率所对应的时间(垂直同步期间)短的时间则可以任意地设定。此外，在专利文献2(图2)中，记载了如下内容：对于实时取景显示的情况而言，在即便使电荷积累时间延长至极限(不丢帧的程度的最长时间，0003段落)仍然较暗的情况下提高传感器的增益。而且，记载了如下内容：在拍摄记录用的图像时，在提高了增益的情况下决定使增益还原的情况下的电荷积累时间(比提高了增益时长)，使增益还原并以该电荷积累时间进行拍摄。这样，虽然一直以来已知在实时取景显示中存在电荷积累时间在结果上比垂直同步期间短的情况，但电荷积累时间并不是以有意地将显示延迟时间短期化为目的来决定的。因此，在通过AE处理而成为适度曝光的电荷积累时间例如与垂直同步期间成为相同长度的情况下，显示延迟时间并不比(垂直同步期间+处理时间)短。

本发明鉴于上述课题而作，其目的在于缩短实时取景显示中的显示延迟时间。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的的拍摄装置具备图像数据生成单元、显示控制单元和控制单元。图像数据生成单元基于按行单位来控制电荷积累的开始以及结束的摄像传感器的输出，按显示部的行单位(1行或多行单位)来生成图像数据。显示控制单元使所生成的图像数据按行单位(1行或多行单位)依次显示于显示部。控制单元在从使摄像对象行的电荷积累开始起经过第一时间后使电荷积累结束，并在从使摄像对象行的电荷积累结束起经过第二时间后使与摄像对象行相对应的显示对象行的图像数据的显示开始。在该情况下，第二时间指的是从结束摄像对象行的电荷积累起到在显示对象行开始图像数据的显示为止所需要的时间。在第二时间中，包含从摄像传感器读取输出数据的时间、图像数据生成单元的图像数据生成处理时间、将所生成的图像数据传输到显示部而开始显示为止的时间。控制单元使摄像对象行的电荷积累开始，使得第一时间成为(摄像传感器的垂直同步期间-第二时间)以下。

在本发明的拍摄装置中，有意地控制为第一时间即电荷积累时间成为(垂直同步期间-第二时间)以下，因此能够缩短从开始摄像对象行的电荷积累起到与该摄像对象行相对应的显示对象行的显示开始为止的时间(显示延迟时间＝第一时间+第二时间)。在通过AE处理而成为适度曝光的电荷积累时间例如与垂直同步期间成为相同长度的情况下，对于现有的设计思想而言，显示延迟时间(第一时间+第二时间)与(垂直同步期间+第二时间)相同，并未比其更短，而根据本发明在该情况下也能够使显示延迟时间(第一时间+第二时间)比(垂直同步期间+第二时间)短。这是由于第一时间被控制为成为(垂直同步期间-第二时间)以下的缘故。

另外，所谓“与摄像对象行相对应的显示对象行”的“摄像对象行”意味着对用于生成某显示对象行的图像数据的输出数据进行输出的摄像传感器的行。与显示对象行相对应的摄像对象行既可以是1行也可以是多行。

而且，在为了达成上述目的的拍摄装置中，控制单元也可以在由于使第一时间成为(垂直同步期间-第二时间)以下而与适度曝光相比成为曝光不足的情况下，使摄像传感器的增益而成为适度曝光。

结果，在有意地将第一时间(电荷积累时间)控制得较短的情况下也能够显示适度曝光的实时取景。

而且，在为了达成上述目的的拍摄装置中，控制单元也可以将在使增益已增加至上限值的情况下成为适度曝光的最短的电荷积累时间以上的时间选择为第一时间。

如上所述，在由于使第一时间成为(垂直同步期间-第二时间)以下而与适度曝光相比成为曝光不足的情况下，通过使摄像传感器的增益增加而能够调整为适度曝光。在用于实时取景显示的拍摄中，能够将在使增益已增加至上限值的情况下成为适度曝光的最短的电荷积累时间以上并且(垂直同步期间-第二时间)以下的时间选择为第一时间(电荷积累时间)。

而且，在为了达成上述目的的拍摄装置中，控制单元也可以基于对用于曝光控制的拍摄装置中的控制值的组合进行了规定、并至少对作为控制值的电荷积累时间与作为控制值的增益的组合进行了规定的程序线图，将满足上述条件的电荷积累时间选择为第一时间。所谓的上述条件即指的是在使增益已增加至上限值的情况下成为适度曝光的最短的电荷积累时间以上、并且(所述垂直同步期间-所述第二时间)以下这样的条件。

即，控制单元无需具备进行任意的电荷积累时间的时间调整的结构，而通过使用预先规定了用于曝光控制的控制值的组合的程序线图来选择满足上述条件的电荷积累时间，能够实现显示延迟时间的缩短和曝光控制。

而且，在用于达成上述目的的拍摄装置中，控制单元将小于在同一拍摄环境中拍摄记录用图像的情况下成为适度曝光的最短的电荷积累时间的时间选择为用于实时取景显示的拍摄中的电荷积累时间即第一时间。

即，利用在同一拍摄环境(被摄体的明亮度相同的环境)中拍摄记录用图像的情况下不能选择那样的短的电荷积累时间来进行用于实时取景显示的拍摄，由此本发明的拍摄装置实现了实时取景显示中的显示延迟时间的短期化。

而且，在用于达成上述目的的拍摄装置中，也可以将8ms以下的时间选择为第一时间。

在垂直同步期间为60fps～120fps的情况下，通过将8ms以下的时间选择为第一时间而能够得到良好的结果。

而且，为了达成上述目的的拍摄装置也可以具备实时取景模式选择单元，该实时取景模式选择单元用于使用户选择与基于图像数据而显示于显示部的图像的画质相比使显示延迟时间的缩短更优先的第一模式、和与显示延迟时间的缩短相比使图像的画质更优先的第二模式。在该情况下控制单元在第一模式被选择的情况下，使摄像对象行的电荷积累开始，使得第一时间成为(垂直同步期间-第二时间)以下。

由于能够使用户选择与显示于显示部的图像的画质相比使显示延迟时间的缩短更优先的第一模式、和与显示延迟时间的缩短相比使图像的画质更优先的第二模式，从而能够响应有关实时取景显示的用户的需求。即，在选择了第一模式的情况下，如上所述选择电荷积累时间以及增益。在为了成为适度曝光而提高增益的情况下虽然噪声分量增加且画质下降，但能够实现显示延迟时间的缩短，因此能够响应选择了第一模式的用户的需求。在选择了第二模式的情况下，电荷积累时间并不基于上述的设计思想来选择，所以与第一模式选择时相比不能期待缩短显示延迟时间的效果。但是电荷积累时间并不比第一模式选择时短使得若是同一拍摄环境则增益会成为比第一模式选择时小的值，因此噪声分量比第一模式选择时小，画质比第一模式选择时提高。因此能够响应选择了第二模式的用户的需求。

另外，例如也可以在未按压快门按钮的状态下的实时取景拍摄中，按画质优先的第二模式来选择电荷积累时间，在快门按钮半按下的状态下的实时取景拍摄中，按显示延迟时间缩短优先的第一模式来选择电荷积累时间。

而且，如本发明那样，在用于实时取景显示的拍摄中设为第一时间≤(垂直同步期间-第二时间)的手法作为程序或方法的发明都成立。此外，以上那样的装置、程序、方法既有作为单独的装置而实现的情况，也有在具有复合功能的装置中利用共有部件来实现的情况，包含各种方式。

附图说明

图1是表示拍摄装置的构成的框图。

图2是表示拍摄处理的流程图。

图3(3A)是表示显示画面的示意图，(3B)是用于说明电荷积累定时和显示定时的时序图。

图4是第一实施方式所涉及的程序线图。

图5是表示实时取景时的拍摄以及显示的时序图。

图6(6A)以及(6B)是其他的实施方式所涉及的程序线图。

图7是其他的实施方式所涉及的程序线图。

图8(8A)以及(8B)是其他的实施方式所涉及的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，对各图中相对应的构成要素标注相同的符号，并省略重复的说明。

1.第一实施方式

1-1.拍摄装置的构成

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的拍摄装置1的构成的框图。拍摄装置1是具备EVF(Electronic View Finder，电子取景器)的无反光镜数码照相机。本实施方式的拍摄装置1具备透镜单元10、快门13、快门控制部50、摄像传感器14、缓冲器15、图像处理部80、定时控制部60、显示部20、记录部30、操作部40、CPU70、RAM71、ROM72等。CPU70适当利用RAM71来执行记录于ROM72的程序。通过该程序的功能，CPU70执行如下功能：根据对操作部40的操作生成表示由摄像传感器14拍摄到的被摄体的图像数据，将其显示于显示部20或者记录到可移动存储器中。此外，在ROM中记录有实时取景拍摄、正式拍摄中使用的多种程序线图。另外，操作部40具备快门按钮、用于对电荷积累时间(快门速度)、光圈12的孔径进行切换的拨号盘式开关、用于切换拍摄模式的拨号盘式开关、用于切换ISO灵敏度的开关以及用于操作各种设定菜单的开关。

透镜单元10具备透镜11、光圈12、透镜驱动部11a、光圈驱动部12a等。透镜单元10可更换地安装于拍摄装置1的未图示的壳体。透镜11虽然在图1中简化用1枚透镜来表示，但是其包含沿光轴方向排列的多枚透镜，各透镜由外缘部支撑。透镜驱动部11a通过根据从CPU70输出的控制信号，使至少1枚透镜沿光轴方向移动，来调整焦距、变焦倍率。光圈12由能够使孔径变化的多个遮光板构成。光圈驱动部12a根据从CPU70输出的控制信号，对光圈12进行驱动而使光圈12的孔径变化。

快门13是机械式的焦平面型快门，具备作为相对于摄像传感器14的拍摄传感器面而言平行的平面板状的遮光部的开闭式(折叠式)的多个遮光帘。遮光帘构成为根据来自快门控制部50的控制信号沿相对于光轴垂直的方向进行移动，通常，遮光帘以不遮挡与光轴平行的方向的光路的状态被保持。此外，在遮光帘以不遮挡光路的状态被保持的状态下，若给予给定触发则该遮光帘以不遮挡光路的状态被保持的状态得到解除，遮光帘在相对于光轴垂直的方向上进行驱动而成为多个叶片遮挡光路的状态。此外，在图1中，用虚线的箭头Am来表示遮光帘的移动方向。

摄像传感器14例如是具备拜耳排列的滤色器、和将与光量相应的电荷通过光电转换而按照每个像素进行积累的多个光电转换元件(光电二极管)的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。当然，拍摄传感器也可以是CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)图像传感器等其他的传感器。摄像传感器14的像素的位置以正交坐标系中的坐标来规定，由在与一方的坐标轴平行的方向上排列的多个像素构成行，多行构成为在与另一方的坐标轴平行的方向上排列。在本说明书中，将平行于行的方向称为水平方向，将垂直于行的方向称为垂直方向。此外在本实施方式中将由摄像传感器14的全部像素构成的1个画面称为1帧。摄像传感器14设置为垂直方向与快门13的移动方向(Am)平行。

在本实施方式中的摄像传感器14中，能够进行以行为单位积累在光电转换元件中的电荷的复位(放电)。即，在属于同一行的多个光电转换元件中彼此同时被复位电荷，并伴随着复位解除而彼此同时开始电荷积累。摄像传感器14以行为单位读取光电转换元件所积累的电荷。另外，摄像传感器14根据所需要的画质、速度，能够不从所有行中读取，而是进行每N行读取M行的(N以及M是满足N＞M的自然数)间隔读取。对于光电转换元件而言，在进行了电荷的读取的情况下也成为电荷被复位的状态。

摄像传感器14能够根据来自CPU70的控制信号来调整对于像素的电荷积累量的读取值的增益(与ISO灵敏度相对应)。即，能够使表示由光电转换元件积累的电荷的信号的放大的程度阶段性地变化。摄像传感器14利用A/D转换器等对与所读取出的电荷相对应的曝光量的灰度值进行A/D转换而生成与各像素建立了对应的14bit(至少10bit)的输出数据。从摄像传感器14读取出的输出数据被积累到缓冲器15中，由后述的图像处理部80执行对输出数据的各种图像处理。

定时控制部60具备传感器控制部61和显示控制部62。传感器控制部61生成用于控制各光电转换元件的各种动作定时的信号，并输出到摄像传感器14。具体来说传感器控制部61输出例如对用于读取1帧份的光电转换元件的检测结果的期间(垂直同步期间)进行规定的垂直同步信号(SVsync)、对用于读取1行份的光电转换元件的检测结果的期间(水平同步期间)进行规定的水平同步信号(SHsync)、对各像素的图像数据的读取定时等进行规定的数据时钟信号(SDotclock)、规定对所对应的1行份的光电转换元件的电荷进行废弃的定时的复位信号(SHreset)。摄像传感器14根据垂直同步信号SVsync开始1帧份的输出数据的输出，并在水平同步信号SHsync所规定的期间内在与数据时钟信号SDotclock相应的定时依次读取表示与摄像传感器14的像素相对应的光电转换元件的检测结果的输出数据(SD)。此外摄像传感器14在与复位信号SHreset相应的定时对所指定的行的光电转换元件的电荷进行废弃。CPU70和传感器控制部61相当于“控制单元”。

此外，显示控制部62生成用于控制显示部20的各显示像素的显示定时的信号，并输出到显示部20。显示部20是EVF，将基于摄像传感器14的输出数据而生成的图像数据作为实时取景(动态图像)来显示，此外，显示进行正式拍摄而得到的被摄体的静止图像。显示部20具备未图示的接口电路、液晶面板驱动器、液晶面板和目镜等。液晶面板驱动器将用于对各亚像素(sub-pixel)施加电压来驱动液晶的信号输出给液晶面板。液晶面板驱动器构成为输出用于进行液晶面板中的显示的各种信号，例如规定用于进行1帧份的显示的期间的垂直同步信号(DVsync)、规定用于进行1行份的显示的期间的水平同步信号(DHsync)、规定各行内的图像数据的取入期间的数据有效信号(DDactive)、规定各像素的图像数据的取入定时等的点时钟信号(DDotclock)、各像素的图像数据(DD)。这些垂直同步信号DVsync、水平同步信号DHsync、数据有效信号DDactive、数据时钟信号DDotclock由显示控制部62生成，并被输出到显示部20。

另外，在本实施方式中，水平同步信号DHsync的输出定时是可变的，如后述那样显示控制部62从图像数据生成部81取得表示已经作好显示下一个显示对象行的准备的进展信息之后，由显示控制部62输出水平同步信号DHsync，该下一个显示对象行的显示得以开始。另外作为进展信息而言，若将下一个显示对象行设为第N行的行(N是自然数)，则只要是显示控制部62能够判断已经作好显示第N行的图像数据的准备的信息即可，具体来说可以考虑各种各样的方式。例如进展信息也可以是在图像数据生成部81的尺寸调整处理部的处理结束并生成了第N行的图像数据的定时从图像数据生成部81向显示控制部62输出的脉冲信号。此外例如，也可以是在第N行的图像数据的生成完成且该第N行的图像数据向缓冲器15的写入完成的定时所输出的脉冲信号。此外例如，也可以是在不仅是第N行的图像数据的生成完成而且第N行至第(N+i)行(i是自然数)的图像数据的生成也完成且第N～(N+i)行的图像数据向缓冲器15的写入完成的定时所输出的脉冲信号。此外例如，进展信息可以不是在上述那样的定时作为脉冲信号而输出的信息，例如也可以是表示图像数据已被传输到给定缓冲器中的其他方式的信息(例如对传输完成的行数进行计数的计数器的值等)。此外例如，也可以将下面叙述那样的计数器的值与脉冲信号的组合作为进展信息来使用。该情况下的计数器例如是在图像数据生成部81的尺寸调整处理部的处理结束并生成了第N行的图像数据的定时向上计数而示出N的值的计数器。而且该情况下的脉冲信号例如是在上述的定时计数器进行了向上计数时为了表示计数器值产生了变化的情况而向显示控制部62输出的脉冲信号。而且，也可以通过由显示控制部62取得表示图像数据的生成已经完成的行(表示生成已经完成到第几行)的计数器的值、和表示计数器被更新的定时的脉冲信号，来生成显示控制部62侧的定时。

在本实施方式中，将在第N行的图像数据的生成完成且该第N行的图像数据向缓冲器15的写入完成的定时所输出的脉冲信号作为进展信息来使用。

图像处理部80具备图像数据生成部81。图像数据生成部81利用在缓冲器15中预先确保的行缓冲器、帧缓冲器，对于从摄像传感器14输出的输出数据SD通过流水线处理(pipeline processing)来执行各种图像处理。图像处理部80例如是由ASIC、DSP等构成的SOC。图像数据生成部81具备像素内插部、颜色再现处理部、滤波处理部、伽玛校正部、尺寸调整处理部和图像数据输出部，能够基于摄像传感器14的输出数据SD以行为单位来生成图像数据DD。

具体来说图像数据生成部81从缓冲器15的行缓冲器中取得从摄像传感器14输出的输出数据SD。像素内插部通过对于关注像素进行使用了该关注像素的周边像素的灰度值的内插处理，从而计算出与对应于各像素的光电转换元件所具备的滤色器的颜色不同的2个通道的颜色的灰度值。结果，生成将3个通道的灰度值与各像素建立了对应的数据。颜色再现处理部进行用于通过对像素内插完成的数据的各像素的灰度值进行3×3的矩阵运算来再现更正确的颜色的颜色转换处理。滤波处理部针对颜色再现处理完成的数据，执行锐度调整、噪声去除处理等的滤波处理。伽玛校正部进行对图像输出时的灰度特性进行校正的处理。即针对滤波处理完成的数据，执行通过与显示部20中的颜色特性相应的伽马函数对摄像传感器14的输出数据的灰度值所示的颜色进行校正的伽玛校正。尺寸调整处理部依次参照不断记录到缓冲器15的行缓冲器中的伽玛校正处理后的数据，根据记录到可移动存储器的图像数据的记录尺寸、显示部20的画面尺寸，向目标尺寸进行尺寸调整。若由尺寸调整处理部完成尺寸调整，则能够生成完成了图像处理部80中的各图像处理的图像数据DD。

该图像数据DD暂时地存储在缓冲器15中。在实时取景显示的情况下，在1行份的图像数据DD向缓冲器15输出完成的定时，图像数据生成部81将上述的进展信息通知给显示控制部62(如上所述作为进展信息可以设想各种各样的方式，但在本实施方式中将进展信息设为表示下一个显示对象行1行份的图像数据向缓冲器15输出完成的定时的脉冲信号)。显示控制部62若基于进展信息判断为已经作好下一个显示对象行的显示准备则将水平同步信号DHsync向显示部20输出。此外，暂时存储在缓冲器15中的图像数据DD由图像数据输出部按行顺序传递到显示部20并在水平同步信号DHsync所规定的定时显示于显示部20。结果，由摄像传感器14拍摄到的被摄体的像被显示于显示部20的液晶面板。此外，图像数据输出部在进行显示部20的显示时，将记录在缓冲器15的帧存储器中的OSD数据作为图像数据DD按行顺序向显示部20输出。结果，拍摄条件等的文字被显示于显示部20的液晶面板。此外在正式拍摄的情况下，生成并暂时存储在缓冲器15中的图像数据DD由图像数据输出部传递到记录部30而记录在安装于记录部30的可移动存储器中。

此外在图像处理部80所执行的处理中，包含输出用于进行AE(Automatic Exposure，自动曝光)处理的评价值的处理、和输出用于进行AF(Automatic Focus，自动对焦)处理的评价值的处理。即图像处理部80能够确定用于评价在摄像传感器14所形成的拍摄范围内设定的给定测光区域所包含的像素的明亮度的评价值(例如亮度的平均值等)，并作为用于进行AE处理的评价值来输出。此外，图像处理部80能够确定用于评价在摄像传感器14所形成的拍摄范围内设定的给定测距区域所包含的像素的合焦度的评价值(例如表示对比度的大小的值等)，并作为用于进行AF处理的评价值来输出。此外，图像处理部80另外还具备实现AWB(自动白平衡功能)等数码照相机所需要的一般的图像处理功能的处理部。

在利用本实施方式所涉及的拍摄装置1来拍摄记录用的图像时(正式拍摄)，通过作为机械快门的快门13与摄像传感器14的电子快门的组合来控制电荷积累时间。即，在本实施方式中正式拍摄的情况下，通过由摄像传感器14的电子快门使曝光开始、由快门13的遮光帘使曝光结束的电子前帘-机械后帘快门方式来控制曝光时间。具体来说，在正式拍摄的情况下，通过电子快门按行顺序开始曝光，在每行的曝光时间成为所设定的快门速度(秒时)的定时开始进行利用机械快门的遮光以使得各行被遮光。此外，在拍摄用于进行实时取景显示的图像时，通过电子快门方式来控制曝光时间(即电荷积累时间)。即，前帘和后帘都通过电子快门来控制。

记录部30能够***未图示的可移动存储器，在记录部30中***有可移动存储器的状态下，能够向可移动存储器记录信息，或者从可移动存储器中读出信息。通过正式拍摄而生成的图像数据被记录在可移动存储器中。

1-2.拍摄处理

接着，详细说明本实施方式中的拍摄处理。图2是接通拍摄装置1的电源，在初始化处理结束后，通过用户选择了拍摄模式而开始的拍摄处理的流程图。在拍摄装置1中，在显示部20中进行被摄体的实时取景显示，使用者一边目识别该实时取景显示一边等待快门时机，进行记录用图像的拍摄指示等。因此，CPU70在拍摄处理中通过步骤S100～S105进行用于进行实时取景显示的准备处理。

具体来说，CPU70首先释放快门13(步骤S100)。即，CPU70向快门控制部50输出控制信号，使快门13成为以不遮挡光路的状态被保持的状态。此外，CPU70进行调整使得光圈12成为给定孔径(步骤S105)。在本实施方式中，设为以光圈优先来进行用于实时取景显示的拍摄、正式拍摄来进行说明。即，CPU70也可以向光圈驱动部12a输出控制信号，例如进行控制使得成为与用户对操作部40进行操作而指定的光圈值相对应的孔径。也可以进行控制使得成为与按照每个拍摄模式预先决定的默认的光圈值相对应的孔径。另外，也可以在释放快门13之前进行光圈12的控制。

接着，CPU70开始拍摄以及显示(步骤S110)。图3A是表示本实施方式中的显示部20的液晶面板的画面的示意图。显示画面由被摄体像显示区域R1和信息显示区域R2构成。被摄体像显示区域R1是显示基于从摄像传感器14输出的输出数据而生成的图像数据的区域。信息显示区域R2是以文字、图像来显示拍摄条件等的信息的区域。在图3A中o表示被摄体像显示区域R1的高度(行数)，p表示信息显示区域R2的高度(行数)。

图3B是将摄像传感器14中的某摄像对象行的电荷积累定时、与该摄像对象行相对应的显示对象行的显示的定时简化进行了表示的时序图。从摄像传感器14输出的图像由尺寸调整处理部进行尺寸调整为与被摄体像显示区域R1相应的尺寸，因此摄像对象行与显示对象行未必1∶1对应(例如可能根据与多个摄像对象行相对应的输出数据生成1行份的显示对象行的图像数据)，但在本实施方式中为了简化说明，设为摄像对象行与显示对象行1∶1对应(对用于生成图3A所示的被摄体像显示区域R1(行数o)的1行份的图像数据的输出数据进行输出的摄像对象行为1行)来进行说明。

在图3B中第一时间T1表示摄像对象行的电荷积累时间。第二时间T2表示图像数据生成部81基于摄像对象行的输出数据SD来生成图像数据DD，并将所生成的图像数据DD开始显示于显示对象行为止的时间。即在第二时间T2中，包含从摄像传感器14读取输出数据的时间(A)、基于输出数据生成图像数据的时间(B)、和将所生成的图像数据传输到显示部20并开始显示为止的时间(C)。若生成图像数据DD并完成向缓冲器15的输出则图像数据生成部81将进展信息输出到显示控制部62，显示控制部62根据进展信息开始显示对象行的图像数据DD的显示。第三时间T3指的是从当前帧中开始该显示对象行的显示到下一帧中该显示对象行的显示被更新为止的时间，相当于显示部20的帧速率所示的平均每1帧的垂直同步期间。换言之期间T3的长度与从输出对使该显示对象行的图像数据进行显示的期间(水平同步期间)的开始进行规定的水平同步信号DHsync到下一帧中输出对使该显示对象行的图像数据进行显示的期间(水平同步期间)的开始进行规定的水平同步信号DHsync为止的期间的长度相等。

在本实施方式中，将第一时间T1和第二时间T2合起来的时间称为显示延迟时间。由于时间(B)可能按照每行而变动，因而第二时间也可能变动，但由于在设计阶段能够把握时间(B)的最大值，因此也能够把握第二时间的最大值。在本实施方式中将第二时间的最大值作为第二时间T2来处理。而且在本实施方式中，各摄像对象行中的电荷积累时间被控制为第一时间T1≤(垂直同步期间-第二时间T2)。定时控制部60进行控制使得显示部20的帧速率与摄像传感器14的帧速率相等。如上所述由于时间(B)可能按照每行而变动，因而被摄体像显示区域R1的水平同步期间的长度可能变动，但通过调整信息显示区域R2的各行的水平同步期间的长度(例如，若被摄体像显示区域R1的水平同步期间有点滞后，则使信息显示区域R2的水平同步期间比被摄体像显示区域R1的各行的水平同步期间短)来进行显示，从而能够使显示部20的帧速率与摄像传感器14的帧速率同步(能够使显示部20的垂直同步期间的长度与摄像传感器14的垂直同步期间的长度相等)。另外，显示于信息显示区域R2的OSD数据能够与摄像传感器14的动作无关地预先作成并记录到缓冲器15中，因此即使利用较短的水平同步期间执行了基于OSD数据的显示，也能够不发生数据读取的赶超(overtaking)而进行适当的显示。

在本实施方式中，实时取景时的摄像传感器14的帧速率以100fps被驱动。此外设为显示部20被控制为与摄像传感器14同步从而从结果来看显示部20的帧速率也以100fps进行驱动来进行以后的说明。在帧速率是100fps的情况下，垂直同步期间是10ms。传感器控制部61每10ms生成垂直同步信号SVsync。因此在第二时间T2的最大值例如是3ms的情况下，第一时间T1被控制为7ms以下。

CPU70与拍摄和显示并行地进行实时取景用AE处理(步骤S115)。即，若图像处理部80基于在步骤S110中生成的图像数据而输出用于进行实时取景用AE处理的评价值，则CPU70向传感器控制部61输出控制信号来对电荷积累时间(T1)进行调整使得成为该评价值被包含在预先决定的适当范围内的状态，由此对电荷积累时间进行反馈控制使得曝光成为适度曝光。

图4示出了光圈(Av)固定为F4.0的情况下的表示电荷积累时间(Tv)与ISO灵敏度(Sv)的组合的自动曝光(AE)控制的程序线图(programdiagram)的一例(如图4所示拍摄装置1作为电荷积累时间(Tv)能够在1～1/8000的范围内进行选择，ISO灵敏度(Sv)能够在100～6400的范围内进行选择。因此示出了在能够选择这些所有的组合的情况下，对于正式拍摄装置1而言，作为曝光量能够实现17EV～-2EV的控制)。

在本实施方式中，设为在步骤S105中将光圈12的孔径控制为与F4.0相对应的大小来进行说明。在电荷积累时间即第一时间T1如上所述被决定为7ms以下的情况下，能够选择与图4的虚线4a所包围的区域内的6×7＝42个交点相对应的(Sv，Tv)的组合，能够选择的电荷积累时间的范围成为1/8000～1/250。此外能够选择的ISO灵敏度的范围为100～6400。通过使ISO灵敏度在100～6400之间变化、并使电荷积累时间在1/8000s(约0.125ms)～1/250s(约4ms)之间变化，从而能够在EV17～EV6的范围内进行AE处理。

其中，在成为相同EV值的多个组合中，ISO灵敏度的值越大的组合画质越下降，因此在本实施方式中采用选择在虚线4a内成为相同EV值的多个组合中ISO灵敏度的值尽量小的组合那样的程序线图(图4的粗线)。在图4所示的粗线中，粗线上的黑圆点所示的点设定为能够成为EV17～EV6的组合中ISO灵敏度尽量小的组合。

另外，在图4中电荷积累时间(Tv)标记为1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30…1/8000，但严格说来将1/2n(0≤n≤13)所示的秒数用作电荷积累时间。例如1/250的标记严格说来意味着1/256s(3.9ms)，1/500的标记严格说来意味着1/512s(1.95ms)。

在此例如，在(Sv，Tv)的组合是(800，1/250)的情况下示出了作为从图像处理部80输出的评价值的亮度值相对于为了成为适度曝光的目标亮度值而言1EV曝光不足的情况下，CPU70进行控制使得(Sv，Tv)的组合成为(1600，1/250)。即，从(800，1/250)的状态提高ISO灵敏度(增益)。通过这样处理从而能够在将电荷积累时间保持在1/250s以下的状态下以适度曝光的状态进行拍摄。

另外，在从虚线4a所包含的42个组合中选择的情况下，在判明了EV8为适度曝光的情况下，能够选择拍摄装置1中的ISO灵敏度的上限值即6400与电荷积累时间1/1000s的组合。在该情况下，电荷积累时间能够在1/1000s～1/250s之间进行选择。即在该情况下，“使增益增加至上限值的情况下成为适度曝光的最短的电荷积累时间”成为1/1000。返回到图2的流程图的说明。

接着，CPU70判断快门按钮是否被半按下(步骤S120)，直到判断为被半按下为止反复步骤S110～S115的处理。另一方面，在步骤S120中，在判断为快门按钮被半按下的情况下，CPU70在步骤S125～S135中进行正式拍摄的准备。在此，步骤S125～S130与步骤S110～S115为相同的处理，故省略说明。

在步骤S135的AF处理中，若图像处理部80基于在步骤S125中生成的图像数据而输出用于进行AF处理的评价值，则CPU70取得该评价值。然后，CPU70基于该评价值向透镜驱动部11a输出控制信号，使透镜11移动来进行焦距调整使得该评价值包含在给定合焦范围内。

接着，CPU70判断快门按钮的半按下是否被解除(步骤S140)，在判断为半按下被解除了的情况下，再次执行步骤S110以后的处理而继续实时取景显示。另一方面，在步骤S140中，在判断为快门按钮的半按下未被解除的情况下，进而CPU70判断快门按钮是否被全按下(步骤S145)，在判断为未被全按下的情况下，反复步骤S125以后的处理。

因此，在反复步骤S110～S135的期间，在显示部20显示实时取景。图5是表示实时取景显示时的、摄像传感器14的电荷积累定时(SD1～SD4)、图像数据生成部81等的处理定时(P1～P4)、和显示部20的显示定时(DD1～DD4)的时序图。在图5中，标记有SD1～SD4的标识符的平行四边形分别表示第1帧到第4帧的各行的电荷积累定时。各平行四边形的上边a表示摄像传感器14的有效行(输出用于生成在被摄体像显示区域R1中显示的图像数据的输出数据的行)中的最上面行的电荷积累时间(＝第一时间T1)，下边b表示摄像传感器14的有效行中的最下面行的电荷积累时间。高度e表示摄像传感器14的有效行的行数。与上边a以及下边b平行、以左边c以及右边d为两端的未图示的线段表示摄像传感器14的各有效行中的电荷积累时间。左边c表示摄像传感器14的各有效行中的电荷积累开始定时，右边d表示各有效行中的电荷积累结束定时。即，在左边c与各行的线段的交点所示的定时向摄像传感器14输出与该行相对应的复位信号SHReset，由此相对应的行的电荷积累开始。此外意味着，在右边d与各行的线段的交点所示的定时从相对应的行的光电转换元件中在未图示的水平同步信号SHsync所规定的水平同步期间中读取输出数据SD。

与标记有P1～P4的标识符的平行四边形的上边f以及下边g平行且以左边h以及右边i为两端的线段，表示基于在SD1～SD4的右边d所示的定时电荷积累结束了的各行的输出数据SD来生成图像数据DD并开始显示于显示部20为止所需要的处理时间(相当于图3B的第二时间T2)。高度j表示处理行数。在本实施方式中为了简化说明，设为高度e所示的行数和高度j所示的处理行数以及后述的高度o所示的行数相等来进行说明。

标记有DD1～DD4的标识符的平行四边形分别表示第1帧到第4帧的被摄体像显示区域R1的显示定时。OSD1～OSD3分别表示第1帧到第3帧的信息显示区域R2的显示定时。作为上边k～下边1的距离的高度o表示被摄体像显示区域R1的行数。高度p表示信息显示区域R2的行数。上边k表示被摄体像显示区域R1的最上面行的显示持续的时间(从当前帧中的显示开始起到下一帧中由新的图像数据改写为止的时间)。即左边m表示显示开始定时而右边n表示显示结束定时，当前帧中的显示结束定时n与下一帧中的显示开始定时m一致。左边m与P1～P4的右边i的定时一致。下边1表示被摄体像显示区域R1的最下面行的显示持续的时间。与上边k以及下边1平行且以与左边m以及右边n的交点为两端的未图示的线段的长度表示被摄体像显示区域R1的各行的显示持续时间。

在OSD1～OSD3中表示显示开始定时的左边r以及表示显示结束定时的右边s的倾斜度比DD1～DD4中的左边m以及右边n的倾斜度大。这意味着，用于显示信息显示区域R2的水平同步信号DHsync的生成间隔比用于显示被摄体像显示区域R1的水平同步信号DHsync的生成间隔短，信息显示区域R2与被摄体像显示区域R1相比被更高速地显示。这样一来，能够在1个垂直同步期间Td内更新被摄体像显示区域R1与信息显示区域R2的图像。

这样，在本实施方式中，在用于实时取景显示的拍摄中，通过控制电荷积累时间使得由电荷积累时间(第一时间T1)+处理时间(第二时间T2)表示的显示延迟时间ΔT成为垂直同步期间Ts(＝Td)以下，从而能够将显示延迟时间有意地短期化。读取所积累的电荷的定时(SDn的右边d)是以垂直同步信号SVsync所规定的垂直同步期间Ts为基准来决定的，因此电荷积累时间的长度(SDn的上边a)能通过使开始电荷积累的定时(SDn的左边c)的位置在时间轴方向上变化来进行调整。另外，显示延迟时间ΔT能够利用JP特愿2012-226674、JP特愿2012-226675、JP特愿2012-226676中公开的方法来测量。此外，(ΔT+T3)＝(T1+T2+T3)所示的时间也能够利用上述方法来测量。根据本发明的发明者们的调查可知，在实时取景显示中观察者主观上难以识别滞后的实用范围至少需要为(T1+T2+T3)≤33.3ms，较为理想的是(T1+T2+T3)≤20～25ms。在本实施方式的示例的情况下，(T1+T2+T3)＝约4ms+3ms+10ms＝约17ms，能够得到良好的结果。此外，发明者们已经确认了第一时间T1的值在8ms以下尽可能短为好。这是由于在垂直同步周期是60fps的情况下，在将第一时间T1设定为了16ms程度的情况下，与滞后一起观察到了模糊(blur)。前述的16ms相当于1/60的快门速度，对于活动的被摄体而言相当于容易产生拍摄模糊的速度。8ms相当于1/125的快门速度，相当于难以产生拍摄模糊的速度。比8ms更短的4ms(相当于1/250的快门速度)可以说是能够实现被摄体模糊更少的拍摄的快门速度。若这样设定为8ms以下的时间则能够进行不产生被摄体模糊、而且显示滞后短的拍摄。

另外，对于如本实施方式那样采用了使通过进展信息确定了已经作好图像数据的显示准备的行依次显示于显示部20的方法的拍摄装置1而言，ΔT(＝T1+T2)能够实现6ms(±4ms)已经得到了发明者们的确认。此外，(ΔT+T3)＝(T1+T2+T3)能够实现16ms(±4ms)已经得到了发明者们的确认。

返回到图2的流程图的说明。

在步骤S145中，在判断为快门按钮被全按下的情况下，CPU70进行正式拍摄用AE处理而决定正式拍摄用(记录用图像拍摄用。关于正式拍摄用的像素数，拍摄比实时取景更高分辨率(例：1800万像素等)的图像)的电荷积累时间(步骤S150)，利用所决定的电荷积累时间对记录用的图像进行拍摄并记录到可移动存储器中(步骤S155)。即，CPU70在焦点的位置和步骤S105中设定的光圈12的孔径得以维持的状态下，向传感器控制部61输出控制信号来使摄像传感器14中的电荷积累按行顺序开始，并向快门控制部50输出控制信号，在摄像传感器14的各行的电荷积累时间成为步骤S150中决定的时间那样的定时驱动快门13。结果，图像处理部80基于从摄像传感器14输出的输出数据一边利用缓冲器15一边生成图像数据。CPU70将所生成的图像数据传输到记录部30，使其记录到未图示的可移动存储器中。然后，若拍摄结束则面向下一次拍摄而返回到S100。

在步骤S150的正式拍摄用AE处理中，使用与图4不同的程序线图。在本实施方式中，光圈例如固定在4.0来进行正式拍摄用AE处理(所谓的光圈优先自动曝光处理)。ISO灵敏度选择预先由用户设定的值(或与拍摄模式的种类相应的默认值)，因此在正式拍摄用AE处理中，根据拍摄环境，电荷积累时间能够在1/8000s～1s之间进行选择。在此，在步骤S150中对电荷积累时间进行选择，以使得在重复进行了步骤S130的实时取景用AE处理中的最后(快门按钮即将被全按下之前)的步骤S130中成为被判断为适度曝光的EV值。例如在已经判明用户设定的(或者与拍摄模式的种类相应的默认的)ISO灵敏度的值是10、适度曝光是EV8的情况下，在本实施方式中为了使光圈固定为4.0地进行AE处理，作为正式拍摄用的电荷积累时间而选择1/15s(参照图4的白圆点)。

即，在同一拍摄环境中拍摄记录用图像的情况下，选择1/15s作为电荷积累时间，在用于实时取景显示的拍摄的情况下，选择比1/15s更高速(短)的时间即1/250s作为电荷积累时间。这样，利用在同一拍摄环境中拍摄记录用图像的情况下不能选择那样的短的电荷积累时间来进行用于实时取景显示的拍摄，由此拍摄装置1实现了实时取景显示中的显示延迟时间的短期化。

2.其他的实施方式

另外，本发明的技术范围并不限定于上述的实施例，当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够加以各种变更。例如，也可以具备用于使用户选择与基于图像数据而显示于显示部的图像的画质相比使显示延迟时间的缩短更优先的第一模式、和与显示延迟时间的缩短相比使图像的画质更优先的第二模式的实时取景模式选择开关。然后，在选择了第一模式的情况下，也可以如第一实施方式中说明的那样开始摄像对象行的电荷积累使得第一时间成为(垂直同步期间-第二时间)以下。在选择了第二模式的情况下，也可以使用户所选择的(或者默认的)ISO灵敏度优先，使光圈或者电荷积累时间适当变更来进行AE处理。

此外，在上述实施方式中，在将快门按钮半按下之前的情况下以及半按下状态的情况下，都选择了电荷积累时间使得第一时间≤(垂直同步期间-第二时间)，但也可以在半按下之前的情况下作为画质优先而进行与上述的第二模式同样的处理，而在半按下状态的情况下作为显示延迟缩短优先而进行与上述的第一模式同样的处理。即，在快门按钮为半按下的状态下，可以认为是用户正在观察快门时机的状态，因此在快门按钮为半按下的状态的情况下以从被摄体的活动的滞后更少的状态来提供实时取景。结果，用户能够在半按下快门按钮的状态下确认被摄体的微妙的活动，能够不错过快门时机而在适当的定时对被摄体进行拍摄。

此外，在图4的程序线图中能够以1EV刻度来控制曝光，但也可以通过使电荷积累时间以1/3EV刻度进行变化从而能够以1/3EV刻度来控制曝光。图6A示出了能够使电荷积累时间(Tv)以1/3EV刻度进行变化的情况下的程序线图的示例。此外，还可以使ISO灵敏度(Sv)以1/3EV刻度进行变化。图6B示出了电荷积累时间(Tv)和ISO灵敏度(Sv)双方都能够以1/3EV刻度来控制的情况下的程序线图的示例。通过以1/3EV刻度来进行控制，能够流畅地进行实时取景显示的曝光切换。另外，例如在以1/3EV刻度控制1/250～1/500的电荷积累时间的情况下，能够以1/256、1/322.5、1/406.4、1/512这样的刻度来进行控制。此外，例如在ISO灵敏度以1/3EV刻度在100～200的范围内进行变化的情况下，能够以100、126、159、200这样的刻度来进行控制。此外ISO灵敏度(Sv)也可以能够以比1/3EV更细小的刻度来进行控制。图7示出了在EV17～EV12中能够以1/3EV刻度对电荷积累时间(Tv)进行控制、在EV12～EV6中能够以比1/3EV更细小的刻度对ISO灵敏度(Sv)进行控制的情况下的程序线图的示例。

此外，在图4、图6、图7所示的程序线图中，使光圈12固定而能够在EV17～EV6的范围内进行AE处理，但也可以例如在将(Sv，Tv)固定为(6400，1/250)的状态下进一步使光圈值从F4.0变化为F2.8至F2.0，由此进一步使EV5以及EV4包含在AE处理的控制范围中。

另外，在第一实施方式中设为摄像对象行与显示对象行1∶1对应来进行了说明，但例如在基于摄像传感器14的z行(z是2以上的自然数)份的输出数据来生成显示部20的1行份的图像数据的情况下，也可以将摄像传感器14的该z行所包含的各行的电荷积累时间的平均设为“第一时间”(因为各行的电荷积累时间相同，所以各行的电荷积累时间的平均与各行的电荷积累时间相等)。而且在情况下，也可以将从摄像传感器14的该z行中的第1行的电荷积累结束起，到完成第z行的电荷积累并根据z行份的输出数据来生成1行份的图像数据、开始与摄像传感器14的该z行相对应的显示部20的1行份的图像数据的显示为止的时间设为“第二时间”。图8A示出了该情况下的第一时间T1、第二时间T2和显示延迟时间ΔT(图8A中设为了z＝2)。

此外例如，也可以将开始摄像传感器14的该z行中的第1行的电荷积累起到完成该z行中的第z行的电荷积累为止的时间设为“第一时间”。而且在该情况下，可以将从完成摄像传感器14的该z行中的第z行的电荷积累起，到开始与摄像传感器14的该z行相对应的显示部20的1行的图像数据的显示为止的时间设为“第二时间”。图8B示出了该情况下的第一时间T1′、第二时间T2′和显示延迟时间ΔT(图8B中设为了z＝2)。

符号说明

1…拍摄装置，10…透镜单元，11…透镜，11a…透镜驱动部，12a…光圈驱动部，13…快门，14…摄像传感器，15…缓冲器，20…显示部，30…记录部，40…操作部，50…快门控制部，60…定时控制部，61…传感器控制部，62…显示控制部，80…图像处理部，81…图像数据生成部，R1…被摄体像显示区域，R2…信息显示区域，T1…第一时间，T2…第二时间，T3…第三时间，Td…垂直同步期间(显示部)，Ts…垂直同步期间(摄像传感器)，ΔT…显示延迟时间。

Claims (8)

1.一种拍摄装置，其特征在于，具备：

图像数据生成单元，其基于按行单位来控制电荷积累的开始以及结束的摄像传感器的输出，按显示部的行单位来生成图像数据；

显示控制单元，其使所生成的所述图像数据按行单位依次显示于所述显示部；和

控制单元，其在从使摄像对象行的电荷积累开始起经过第一时间后使电荷积累结束，并在从使所述摄像对象行的电荷积累结束起经过第二时间后使与所述摄像对象行相对应的显示对象行的所述图像数据的显示开始，

所述第二时间是从结束所述摄像对象行的电荷积累起到在所述显示对象行开始所述图像数据的显示为止所需要的时间，

所述控制单元使所述摄像对象行的电荷积累开始，使得所述第一时间成为(所述摄像传感器的垂直同步期间-所述第二时间)以下。

2.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于，

所述控制单元在由于使所述第一时间成为(所述垂直同步期间-所述第二时间)以下而与适度曝光相比成为曝光不足的情况下，使所述摄像传感器的增益增加而成为适度曝光。

3.根据权利要求2所述的拍摄装置，其特征在于，

所述控制单元将在使所述增益已增加至上限值的情况下成为适度曝光的最短的电荷积累时间以上的时间选择为所述第一时间。

4.根据权利要求3所述的拍摄装置，其特征在于，

所述控制单元基于对拍摄装置中的用于曝光控制的控制值的组合进行了规定、并至少对作为所述控制值的电荷积累时间与作为所述控制值的所述增益的组合进行了规定的程序线图，将满足为所述最短的电荷积累时间以上、并且为(所述垂直同步期间-所述第二时间)以下这样的条件的电荷积累时间选择为所述第一时间。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的拍摄装置，其特征在于，

所述控制单元将小于在同一拍摄环境中拍摄记录用图像的情况下成为适度曝光的最短的电荷积累时间的时间选择为用于实时取景显示的拍摄中的电荷积累时间即所述第一时间。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的拍摄装置，其特征在于，

所述控制单元将8ms以下的时间选择为所述第一时间。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的拍摄装置，其特征在于，

所述拍摄装置还具备实时取景模式选择单元，所述实时取景模式选择单元用于使用户选择与基于所述图像数据而显示于所述显示部的图像的画质相比使显示延迟时间的缩短更优先的第一模式、和与所述显示延迟时间的缩短相比使所述图像的画质更优先的第二模式，

所述控制单元在所述第一模式被选择的情况下，使所述摄像对象行的电荷积累开始，使得所述第一时间成为(所述垂直同步期间-所述第二时间)以下。

8.一种拍摄装置的控制方法，其特征在于，包括：

图像数据生成工序，基于按行单位来控制电荷积累的开始以及结束的摄像传感器的输出，按显示部的行单位来生成图像数据；

显示控制工序，使所生成的所述图像数据按行单位依次显示于所述显示部；和

控制工序，在从使摄像对象行的电荷积累开始起经过第一时间后使电荷积累结束，并在从使所述摄像对象行的电荷积累结束起经过第二时间后使与所述摄像对象行相对应的显示对象行的所述图像数据的显示开始，

所述第二时间是从结束所述摄像对象行的电荷积累起到在所述显示对象行开始所述图像数据的显示为止所需要的时间，

使所述摄像对象行的电荷积累开始，使得所述第一时间成为(所述摄像传感器的垂直同步期间-所述第二时间)以下。