JP2016142776A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スペース増加・コストアップせず、さらに主ミラーの回動動作による被写体像の消失なく、測光時にファインダ逆入光の影響を受けない撮像装置を提供すること。【解決手段】ペンタプリズムを介する測光機構における測光制御系を有し、接眼レンズからの逆入光が測光へ影響与えている可能性の有無の検知を行い、逆入光による影響の可能性があると判断された場合、測光装置の出力と焦点検出装置の出力の差分を比較し、出力比較を行った結果、前記差分が所定値より大きい場合、接眼レンズからの逆入光の測光値への影響があると判断し、前記焦点検出装置の出力を用いて前記測光装置の出力を補正することを特徴とする。また、接眼レンズからの逆入光が測光に影響を与えている可能性の有無の判断を、測光装置の出力分布より行うことを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に一眼レフカメラの測光制御に関する。

従来、一眼レフカメラにおいて、ファインダからの逆入光が測光に影響を与え、測光性能が低下するという問題がある。逆入光の測光への影響に対して、種々の対策が提案されており、対策の一つとしてファインダにシャッタを設け、物理的に遮光する撮像装置があるが、シャッタにより遮光するためには、シャッタをファインダ内に設ける必要があり、スペース不足・コストアップなどの問題が発生する。

そこで、特許文献１では撮影レンズ光束の測光を行う測光装置と、主としてファインダ逆入光の測光を行う補助測光装置の２つの測光装置を使用し逆入光の補正を行う方式が開示されている。また、特許文献２では主ミラーをアップし測光装置により測光することで逆入光の影響を測定する逆入光測光動作を行う撮像装置において、撮像装置の動作モードにより逆入光測光動作の可否を判断する、また接眼状態を検知し、接眼状態にない場合のみ逆入光測光動作を行うことが開示されている。

特開平０１−３０４４３３号公報 特開２００８−２０９５５２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、撮影レンズ光束用と逆入光用の２つの測光装置を必要とするため、従来測光装置に対し新しく測光装置を設置するためのスペースを確保する必要があり、測光装置が二つになることでコストアップにもつながる。

また、上述の特許文献２に開示された従来技術では、逆入光測光動作時は主ミラーの上下動が必須となり、主ミラー回動時は被写体の観察は不可となる。さらに、接眼状態の検知にて逆入光測光動作を行うか判定しているが、接眼状態においても撮影者が眼鏡等をかけている際は、眼鏡に反射した光が逆入光として測光に影響を与える可能性があり、正確な測光ができない可能性がある。

そこで、本発明の目的は、スペース増加・コストアップせず、さらに主ミラーの回動動作による被写体像の消失なく、測光時にファインダ逆入光の影響を受けない撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、ペンタプリズムを介する測光機構における測光制御系を有し、接眼レンズからの逆入光が測光へ影響与えている可能性の有無の検知を行い、逆入光による影響の可能性があると判断された場合、測光装置の出力と焦点検出装置の出力の差分を比較し、出力比較を行った結果、前記差分が所定値より大きい場合、接眼レンズからの逆入光の測光値への影響があると判断し、前記焦点検出装置の出力を用いて前記測光装置の出力を補正することを特徴とする。

また、接眼レンズからの逆入光が測光に影響を与えている可能性の有無の判断を、測光装置の出力分布より行うことを特徴とする。

本発明によれば、被写体観察を邪魔することなく、ファインダ逆入光の測光への影響を補正可能な撮像装置の提供を実現できる。

本発明に係る撮像装置のミラーダウン時の概略図 本発明に係る撮像装置のミラーアップ時の概略図 本発明に係る撮像装置のブロック図 ファインダ逆入光の光路を示す概略図 ファインダ逆入光の光量差を示す概略図 本発明に係る撮像装置の撮像シーケンス ファインダ視野内に仮想的に測光領域およびブロック分割、ラインセンサを配置した際の概略図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１、図２は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置の概略図である。

図１において、１００は撮像装置本体である。１０１はＣＰＵであり、撮像装置１００の制御を行っている。１０２は交換可能な撮影レンズ本体であり、内部に焦点調整時に光軸方向に移動させるフォーカスレンズ１０３、ズーム時に光軸方向に移動させる不示図のズームレンズ、絞り１０４、レンズＩＤなどのレンズ情報を記憶し、撮像装置１００のＣＰＵ１０１の指令に基づきフォーカスレンズ１０３および絞り１０４を制御するレンズＣＰＵ１０５を有する。レンズＣＰＵ１０５からの指令に従い、フォーカスレンズ１０３を駆動することで焦点調整を、絞り１０４を駆動することで露出を制御する。１０６はＣＭＯＳ（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor）からなる撮像素子であり、ＲＧＢ各カラーフィルタが受光面上に設けられ撮像用の像信号取得に用いられる画素からなる不示図の撮像画素群を有する。

１０９はメインミラーであり、半透過ミラーとして構成されている。１１２はフォーカシングスクリーンであり、撮影レンズ１０２を透過した被写体像が結像される撮像素子１０６の結像面と等価の結像面に配置されている。１１８は被写体光路であり、撮影レンズ１０２を通過した光束は、メインミラー１０９で反射され、フォーカシングスクリーン１１２に一次結像される。ペンタプリズム１１３は、被写体光路１１８を変更するもので、フォーカシングスクリーン１１２に結像した被写体像を正立正像に補正する。接眼レンズ１１４は、撮影者１１５がフォーカシングスクリーン１１２に結像した被写体像を観察できるようになっている。

１１０はサブミラーであり、ハーフミラーであるメインミラー１０９を通過した被写体光束は、サブミラー１１０によって焦点検出装置１１１に導かれる。焦点検出装置１１１は焦点検出用の一対のラインＣＣＤセンサを備えており、センサ出力を用いて周知の位相差検出方式の焦点検出動作が行われる。さらに、後述するが本実施例ではラインセンサの出力を用いて被写体の輝度測定も行う。１０７は測光装置であり、フォーカシングスクリーン１１２からの光束のうち、所定角度で拡散する光束が、ペンタプリズム１１３を介し、測光レンズ１１７により測光装置１０７へと結像され、測光装置１０７にて被写体を所定のブロック数へと分割し、各ブロック明るさを検出し、ＣＰＵ１０１にて所望の演算を行い撮像装置の露出を決定する。

図２はメインミラー１０９およびサブミラー１１０が、撮影レンズ１０２を通過した被写体光路１１８より退避した図である。

撮影を行う際に撮影者１１５が図３レリーズスイッチ２０５を押す、または撮像装置１００を操作しライブビュー状態とする設定を行うと、メインミラー１０９は、ファインダ観察位置から撮影レンズ１０２を通る被写体光束の被写体光路１１８外に搖動退避し、撮影レンズ１０２からの被写体像を撮像素子１０６に露光可能な状態になる。

フォーカルプレーンシャッタ（以後シャッタと称する）１０８は、通電により先幕を開放するマグネットＭＧ−１と、通電によりシャッタ１０８の後幕を閉じるマグネットＭＧ−２を備えている。撮影レンズ１０２によって集光された被写体光束は、シャッタ１０８の先幕走行後、後幕が走行し始めるまでの時間を制御することで、光量制御がなされ、撮像素子１０６によって被写体像として光電変換処理される。光電変換処理後の画像データは記録媒体に記録され、外部表示装置１１６に画像として表示される。また、外部表示装置１１６は、撮像装置１００がライブビュー状態であるときは、撮像素子１０６に露光されている被写体の画像をリアルタイムで表示している。

図３は本発明の実施形態に係る、撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１０１は、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ１０１ａを備えており、制御プログラムに基づいて処理を行い、接続されている各部へ処理結果を伝達し撮像装置１０１全体の制御を行っている。

２０１は撮像素子制御部であり、不示図のタイミングジェネレータ、ノイズ除去／ゲイン処理回路、Ａ／Ｄ変換回路、画素間引き処理回路を備えている。タイミングジェネレータは、撮像素子制御部２０１に転送クロック信号やシャッタ信号を供給する。ノイズ除去／ゲイン処理回路は、撮像素子１０６から出力されるアナログ信号に対しノイズ除去とゲイン処理を行う。Ａ／Ｄ変換回路は、アナログ信号を１０ビットのデジタル信号に変換する。画素間引き処理回路は、ＣＰＵ１０１の解像度変換指示に従って画素間引き処理を行う。

２０４は表示制御部であり、撮像素子１０６にて撮像され撮像素子制御部２０１で縦横各々間引き処理された画像を外部表示装置１１６へ表示する。画像処理部２０２は、撮像素子制御部２０１から出力された１０ビットのデジタル信号に画像処理（ガンマ変換、色空間変換、ホワイトバランス、自動露出、フラッシュ補正等）を行い、ＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットのデジタル信号として出力する。

焦点検出装置制御部２０３では、焦点検出装置１１１のラインＣＣＤセンサから得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１０１へ送る。また、焦点検出装置制御部２０３はＣＰＵ１０１の指示に基づき、ラインＣＣＤセンサの光量蓄積時間とオートゲインコントロールの制御も行う。電池２０７は、リチャージャブルの２次電池（あるいは乾電池）として構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０６は、電池２０７からの電源供給を受け、昇圧及びレギュレーションを行うことにより複数の電源を作り出し、ＣＰＵ１０１及び各素子に必要な電圧の電源を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０７は、ＣＰＵ１０１からの制御信号により、各々の電圧供給の開始、停止を制御できる。また、測光装置制御部２０８では測光装置１０７より得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１０１へ送る。

ここで、ファインダ逆入光に関して、図４を用いて説明する。図４において実線矢印はファインダ逆入光の光路を示している。接眼レンズ１１４を介してペンタプリズム１１３内部に侵入し、ペンタプリズム１１３にて反射され、フォーカシングスクリーン１１２へと到達する。

フォーカシングスクリーン１１２へ到達した後の測光装置１０７へ到達する光路を破線矢印にて示す。フォーカシングスクリーン１１２に到達した光は、フォーカシングスクリーン１１２のマット面にて反射・拡散され、再度ペンタプリズム１１３にて反射され、測光レンズ１１７を介して、測光装置１０７へと結像される。これにより、フォーカシングスクリーン１１２上に結像している、撮影レンズ１０２からの被写体像上に逆入光による光が重なることで、フォーカシングスクリーン１１２上の輝度が変わり、被写体輝度を正確に測定することが困難となる。

また、図５はファインダより均一輝度の光が入光した際の、フォーカシングスクリーン１１２の各位置での反射光路と反射強度を示している。測光装置１０７の中心光束が、ファインダ中心光束に対し傾きを持っていることで、図５左右方向（ファインダで覗いた際は上下方向）において、フォーカシングスクリーン１１２上の光量が変化する。フォーカシングスクリーン１１２に対し、反射光の角度が垂直に近いほど反射光量は強くなり、角度が浅くなるにつれ反射光量は弱くなる。そのため、図５左側（ファインダ視野上部）が反射光が強い、即ち逆入光の影響が大きくなり、右側（ファインダ視野下部）に行くにつれ逆入光の影響は小さくなる。

次に図６を用いて本発明に係る撮像装置のペンタプリズムを介するＡＥによる測光制御時の静止画撮影動作シーケンスに関して説明する。

Ｓ１０１にてレリーズＳＷ２０５が撮影者１０５によって一段階押し込まれた状態（以後ＳＷ１ＯＮと称する）であるかを判定する。ＳＷ１ＯＮでない場合は、撮像装置は待機状態となり、ＳＷ１ＯＮの場合はＳ１０２へと進む。

Ｓ１０２では焦点検出装置１１１を用いた焦点検出動作を開始し、Ｓ１０３にて被写体に合焦する。

Ｓ１０３での合焦後、Ｓ１０４にて測光装置１０７を用いた測光動作を開始し、Ｓ１０５にてフォーカシングスクリーン１１２上に結像した、被写体の輝度を測光値として取得する。

Ｓ１０６では逆入光による影響の有無を検知する。上述の通り、逆入光の影響はファインダ視野上部の影響が大きくなるという傾向がある。また、接眼レンズ１１４およびそれらを保持するホルダー形状により、逆入光の影響する範囲は限定的となる。図７はファインダ上に仮想的に測光装置１０７の測光領域およびブロック分割、焦点検出装置１１１のラインセンサを配置した際の概略図である。

図７において、７０１はファインダで覗いた際の視野領域である。８０１〜８１２は焦点検出装置１１１のラインセンサ配置を表しており、各ラインセンサは、視野領域７０１の全域を観察しておらず、視野領域７０１の一部に離散的配置されている。７０２は測光装置１０７の測光領域であり、本実施例において測光領域７０２は９×７の６３ブロックに分割され、各ブロックにおいて測光を行う測光装置１０７となっており、視野領域７０１内に連続的に配置されている。また、測光領域７０２内の斜線部、領域７０３は逆入光の影響が及ぶブロックを示している。領域７０３を除いた測光領域７０２の測光値の平均値と、領域７０３の測光値の平均との差分を取り予め定められた閾値との比較を行う。ここで領域７０３の平均値がそれ以外の平均値に対して高く閾値を超えている場合は、逆入光の影響を受けている可能性があると判定しＳ１０７へと進む。一方、閾値以下である場合は、逆入光の影響なしと判断しＳ１１２へと進む。

Ｓ１０６にて逆入光の影響を受けている可能性があると判断された場合、Ｓ１０７にて焦点検出装置１１１を用いて被写体の測光を行う。焦点検出装置１１１のラインセンサ８０１〜８１２はフォトダイオードであり、ゲインおよび蓄積時間を制御し、被写体像の輝度分布を測定することで位相差検出方式のＡＦを行っており、被写体輝度の算出も可能である。そこで、あらかじめ焦点検出装置１１１の各被写体輝度での各ゲイン、蓄積時間における出力と測光装置１０７の出力の相関をテーブル形式のデータとして持たせることで、焦点検出装置１１１の出力を測光装置１０７の出力である測光値へと変換可能となる。また、領域７０３内に配置されているラインセンサ、本実施例においては８０２、８０４、８０５、８１０のみの輝度検出を行い、必要のないラインセンサを使用しないことで検出時間を短縮できる。

Ｓ１０８では、Ｓ１０５にて算出した測光装置１０７における被写体輝度の測光値から、Ｓ１０７にて検出した焦点検出装置１１１における被写体輝度の測光値の差をとる。この際、測光装置１０７の各測光ブロックの出力およびそれに対応したラインセンサの出力の差分を各ブロックごとに算出する。図７の場合、領域７０３内の４つのラインセンサ８０２、８０４、８０５、８１０の出力を算出し、４つの各ラインセンサ８００に対応したブロック７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ、７０３ｄ（斜線がクロスしているブロック）の出力との差分を各々算出する。

Ｓ１０９ではＳ１０８に算出された各ブロックでの差分を、ブロックごとにあらかじめ設けられた所定の閾値と比較を行い、逆入光の影響を判定する。ここで１ブロックでも所定の閾値以上であった場合は、逆入光の影響を受けている可能性があると判定する。基本的に逆入光の影響がある場合は、測光装置１０７の測光値の方が焦点検出装置１１１の測光値より大きくなるため、Ｓ１０５＞Ｓ１０７となり、所定の閾値＞０となる。Ｓ１０９にて逆入光の影響がなしと判断された場合、Ｓ１１２へと進み、逆入光の影響がありと判断された場合は、Ｓ１１０へと進む。

Ｓ１１０では、逆入光にて影響を受けている測光Ｓ１０７で取得した焦点検出装置１１１の測光値を基に、領域７０３の測光値の補正を行う。ブロック７０３ａはそれぞれ対応するラインセンサ８００より得られる測光値を用い、領域７０３内の他のブロックにおいては、補正後のブロック７０３ａの測光値および周辺のブロックの測光値を線形または非線形で補完し、領域７０３内の各ブロックの測光値を算出する。

Ｓ１１１では、Ｓ１０５にて取得した測光装置１０７の測光値に対し、領域７０３のブロックにＳ１１０にて算出した測光値をそれぞれ適用する。

Ｓ１１２では、得られた測光値より、撮影者１１５が事前に設定した測光モードに対応した露出演算をＣＰＵ１０１内にて行う。Ｓ１１３では、Ｓ１１２の演算結果より露出を決定する。Ｓ１１４にてレリーズＳＷ２０５がＯＮされたかを判定し、ＯＮされない場合は、ＯＮされるまで待機状態となり、ＯＮとなった場合はＳ１１５にて撮影を行う。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００ 撮像装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ 撮影レンズ、１０７ 測光装置、
１１１ 焦点検出装置、１１４ 接眼レンズ、２０３ 焦点検出装置制御部、
２０８ 測光装置制御部、７０１ 視野範囲、７０２ 測光範囲、
８０１ ラインセンサ

Claims (2)

1. ペンタプリズム（１１３）を介する測光機構における測光制御系を有し、接眼レンズ（１１４）からの逆入光が測光へ影響与えている可能性の有無の検知を行い、逆入光による影響の可能性があると判断された場合、測光装置（１０７）の出力と焦点検出装置（１１１）の出力の差分を比較し、出力比較を行った結果、前記差分が所定値より大きい場合、接眼レンズからの逆入光の測光値への影響があると判断し、前記焦点検出装置（１１１）の出力を用いて前記測光装置（１０７）の出力を補正することを特徴とする撮像装置。
2. 接眼レンズ（１１４）からの逆入光が測光に影響を与えている可能性の有無の判断を、前記測光装置（１０７）の出力分布より行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。