JP2018014658A - Imaging apparatus and control method of imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法に関し、特に、撮像センサによる測距及び測光結果を用いて連続撮影を行うことが可能な撮像装置、撮像装置の制御に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a method for controlling the imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus capable of performing continuous shooting using distance measurement and photometry results by an imaging sensor, and control of the imaging apparatus.
従来、被写体の動きや変化に応じてピント及び露出を合わせながら連続撮影することが可能な撮像装置が提供されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided an imaging apparatus that can continuously shoot while adjusting the focus and exposure according to the movement and change of a subject.
このような撮像装置では、連続撮影中に、静止画用の撮像処理に加えて測距処理及び測光処理を行い、その結果を用いてフォーカスレンズ駆動及び絞り駆動を随時行うことで、ピント及び露出を合わせている。測距及び測光方法としては、測距センサ・測光センサ等の専用のセンサを用いて測定する方法や、位相差AFが可能な撮像センサを用いて特定の駆動モードにより電荷の蓄積及び読み出しを行い、そこから得られた情報により被写体の距離や明るさを測定する方法などがある。 In such an imaging device, during continuous shooting, in addition to still image imaging processing, distance measurement processing and photometry processing are performed, and focus lens driving and aperture driving are performed as needed using the results, thereby focusing and exposure. Are combined. As distance measurement and photometry methods, charge is accumulated and read out in a specific drive mode using a dedicated sensor such as a distance measurement sensor or photometry sensor, or an imaging sensor capable of phase difference AF. There is a method of measuring the distance and brightness of the subject based on the information obtained therefrom.
この撮像センサを用いて測距する方法は、コントラストAF(フォーカスレンズを移動しながら複数回撮像してエッジを検出しピント調整を行う方法)とは異なり、一回の撮像処理で測距が完了するため、高速なピント合わせが可能となる。 The distance measurement method using this imaging sensor is different from contrast AF (a method that detects multiple edges while moving the focus lens and detects edges to adjust the focus), and completes the distance measurement with a single imaging process. Therefore, high-speed focusing is possible.
ここで、上述した、撮像センサによる測距及び測光結果を用いて連続撮影を行う場合を考える。はじめに静止画用撮像センサ駆動により電荷の蓄積及び読み出しを行い記録用静止画データを取得する。次に測距・測光用撮像センサ駆動により電荷の蓄積及び読み出しを行い測距・測光用データを取得する。ここで、得られた情報を用いて所定の演算処理を行うことで被写体の距離や明るさを求めるとともに、次の記録用静止画データを取得するために静止画用撮像センサ駆動により電荷の蓄積を行う。 Here, consider a case where continuous shooting is performed using the distance measurement and photometry results obtained by the image sensor described above. First, charge is stored and read out by driving a still image pickup sensor to obtain recording still image data. Next, the distance measurement / photometry data is obtained by accumulating and reading out charges by driving the distance measurement / photometry image sensor. Here, by performing predetermined calculation processing using the obtained information, the distance and brightness of the subject are obtained, and in order to acquire the next recording still image data, charge is accumulated by driving the still image sensor. I do.
その後、静止画データの読み出し期間中に、求められた被写体の距離に応じてフォーカスレンズを駆動してピントを合わせるとともに、求められた被写体の明るさに応じて適切な露出値を決め、それを元に絞りを駆動する。静止画データの読み出し、及びフォーカスレンズ・絞り駆動が完了した後、上述した測距・測光用センサ駆動による電荷の蓄積及び読み出し処理に戻り、これらの動作を繰り返し行う。 After that, during the still image data readout period, the focus lens is driven and focused according to the determined subject distance, and an appropriate exposure value is determined according to the determined subject brightness, and Drive the aperture to the original. After the readout of the still image data and the focus lens / aperture driving are completed, the operation returns to the above-described charge accumulation and readout processing by the distance measurement / photometry sensor drive, and these operations are repeated.
上述の方法によれば、被写体の動きや変化に応じてピント及び露出を合わせながら連続撮影することができ、また、撮像センサの電荷の蓄積及び読み出しの期間と並行してピント及び露出合わせのための処理を行うので、高速に連続撮影することが可能である。 According to the above-described method, it is possible to continuously shoot while adjusting the focus and exposure according to the movement and change of the subject, and to adjust the focus and exposure in parallel with the charge accumulation and readout period of the imaging sensor. Since this process is performed, continuous shooting can be performed at high speed.
特許文献1では、位相差AFが可能な撮像センサを用いた撮像装置において、静止画用の撮像処理により得られたデータを用いて被写体の距離や明るさを求め、さらに静止画用に蓄積した電荷の読み出し期間中にフォーカスレンズ及び絞りを駆動することで連続撮影のスピードが遅くならないようにしている。 In Patent Document 1, in an imaging apparatus using an imaging sensor capable of phase difference AF, the distance and brightness of an object are obtained using data obtained by still image imaging processing, and further stored for still images. The focus lens and the aperture are driven during the charge readout period so that the continuous shooting speed is not slowed down.
しかしながら、上述した処理の流れで連続撮影を行うと、フォーカスレンズを駆動した後に測距・測光用データ取得処理を行うので、すぐに記録用の静止画撮影が行われるわけではない。したがって移動する被写体の場合、測距用データを取得したタイミングにおいて最適なピント位置にフォーカスレンズを駆動したとしても、静止画撮影が行われるタイミングでは時間が経過しており、最適なピント位置ではなくなっていることがある。 However, when continuous shooting is performed according to the above-described processing flow, since the distance measurement / photometry data acquisition process is performed after the focus lens is driven, still image shooting for recording is not performed immediately. Therefore, in the case of a moving subject, even if the focus lens is driven to the optimal focus position at the timing when the distance measurement data is acquired, time has passed at the timing of still image shooting and is not the optimal focus position. May have.
これを解決するために、得られた測距結果を複数記憶しておき、被写体の移動速度を算出し、次の静止画撮影タイミングに向けて被写体の距離を予測してフォーカスレンズを駆動する方法が考えられる。しかしながら、測距・測光用撮像センサ駆動による電荷の蓄積時間は変動するため、フォーカスレンズを駆動するときに次の静止画撮影タイミングを正確に知ることは困難である。 In order to solve this, a method of storing a plurality of obtained distance measurement results, calculating the moving speed of the subject, and driving the focus lens by predicting the subject distance for the next still image shooting timing Can be considered. However, since the charge accumulation time by driving the distance measuring / photometric imaging sensor fluctuates, it is difficult to accurately know the next still image shooting timing when driving the focus lens.
そこで、本発明の目的は、連続撮影時に測距・測光用の撮像を行う場合においても、適切なピント位置で静止画撮影することが可能な撮像装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of capturing a still image at an appropriate focus position even when performing distance measurement / photometry imaging during continuous imaging.
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
撮像部により静止画用の電荷の蓄積、及び蓄積電荷の読み出しを行う静止画撮像手段と、撮像部により測距・測光用の電荷の蓄積、及び蓄積電荷の読み出しを行う測距・測光撮像手段と、静止画撮像と測距・測光撮像とを交互に動作させる連続撮影手段と、静止画用の電荷の蓄積、及び蓄積電荷の読み出し中に、測光撮像結果を元に次の測距・測光撮像用の露出制御値及び次の静止画撮像用の露出制御値を決定する露出決定手段と、次の測距・測光撮像用の露出制御値が決定したことを受けて、次の静止画撮像の開始タイミングを算出し、静止画用の蓄積電荷の読み出し中に、測距撮像結果及び静止画撮像開始タイミングを元にフォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes:
Still image pickup means for storing charge for still image and reading of stored charge by the image pickup section, and distance measurement / photometry image pickup means for storing charge for distance measurement / photometry and reading of the stored charge by the image pickup section And continuous shooting means that alternately operate the still image pickup and the distance measurement / photometry imaging, and the next distance measurement / photometry based on the result of the photometry image pickup while storing the charge for the still image and reading the stored charge In response to the determination of the exposure control value for imaging and the exposure control value for the next still image imaging, and the exposure control value for the next ranging / photometric imaging, the next still image imaging And a focus control means for controlling the focus lens based on the distance measurement imaging result and the still image imaging start timing during the readout of the stored charge for the still image.
本発明によれば、連続撮影時に測距・測光用の撮像を行う場合においても、適切なピント位置で静止画撮影することが可能な撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of capturing a still image at an appropriate focus position even when performing distance measurement / photometry imaging during continuous imaging.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の好ましい形態を示すものであり、発明の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. The embodiments of the present invention show preferred modes of the invention and do not limit the scope of the invention.
[実施例]
本実施例では、撮像センサによる測距及び測光結果を用いて連続撮影を行うことが可能な撮像装置について説明する。
[Example]
In this embodiment, an imaging apparatus capable of performing continuous shooting using distance measurement and photometry results obtained by an imaging sensor will be described.
以下、図2を用いて、本実施例の撮像装置200の主要な構成を説明する。 Hereinafter, the main configuration of the imaging apparatus 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図2において、200は撮像装置である。システム制御部201は、例えば、CPU(MPU)、メモリ(DRAM、SRAM)などからなり、各種処理(プログラム)を実行して撮像装置200の各ブロックを制御したり、各ブロック間でのデータ転送を制御したりする。また、システム制御部201は、ユーザからの操作を受け付ける操作部202からの操作信号に応じて、撮像装置200の各ブロックを制御する。 In FIG. 2, reference numeral 200 denotes an imaging device. The system control unit 201 includes, for example, a CPU (MPU), a memory (DRAM, SRAM), and the like, executes various processes (programs) to control each block of the imaging apparatus 200, and transfers data between the blocks. To control. Further, the system control unit 201 controls each block of the imaging device 200 in accordance with an operation signal from the operation unit 202 that receives an operation from the user.
操作部202は、例えば、電源ボタン、シャッターボタンなどの撮影に関連する各種操作を入力するスイッチ類からなる。また、メニュー表示ボタン、決定ボタン、その他カーソルキー、ポインティングデバイス、タッチパネル等からなり、ユーザによりこれらのキーやボタンが操作されると制御部201に操作信号を送信する。 The operation unit 202 includes switches for inputting various operations related to photographing such as a power button and a shutter button. Further, it includes a menu display button, a determination button, other cursor keys, a pointing device, a touch panel, and the like. When these keys and buttons are operated by the user, an operation signal is transmitted to the control unit 201.
フォーカスレンズ203は、撮像素子209に結像する光学像のピントを調整するためのレンズである。フォーカス制御手段204は、システム制御部201からの指示を受けて、測距手段212により得られた被写体の距離情報を元にフォーカスレンズ203を制御する。絞り205は、撮像素子209に取り込む光の量を調整し、適正な露出で画像を取得するために動作する。絞り制御手段206は、システム制御部201からの指示を受けて、測光手段213により得られた被写体の明るさ情報を元に絞り205を制御する。 The focus lens 203 is a lens for adjusting the focus of the optical image formed on the image sensor 209. Upon receiving an instruction from the system control unit 201, the focus control unit 204 controls the focus lens 203 based on the subject distance information obtained by the distance measuring unit 212. The diaphragm 205 operates to adjust the amount of light taken into the image sensor 209 and acquire an image with appropriate exposure. In response to an instruction from the system control unit 201, the aperture control unit 206 controls the aperture 205 based on the brightness information of the subject obtained by the photometry unit 213.
シャッター207は、撮像素子209に取り込む光を遮断するために動作する。シャッター制御手段208は、システム制御部201からの指示を受けてシャッター207を制御する。静止画撮影の場合、撮像素子209に光を取り込み、電荷の蓄積を行う期間はシャッター207を開けるように制御し、蓄積電荷の読み出しを行う期間はシャッター207を閉じるように制御する。なお、蓄積電荷の読み出しは、シャッター207を閉じて行う場合と、シャッター207は開けたまま電子式シャッター制御により行う場合がある。 The shutter 207 operates to block light taken into the image sensor 209. A shutter control unit 208 controls the shutter 207 in response to an instruction from the system control unit 201. In the case of still image shooting, light is taken into the image sensor 209 and control is performed so that the shutter 207 is opened during a period during which charges are accumulated, and shutter 207 is controlled during a period during which accumulated charges are read out. Note that the stored charge is read by closing the shutter 207 or performing electronic shutter control while the shutter 207 is open.
撮像素子209は、CMOSセンサとその周辺回路とを備え、レンズにより取り込まれた被写体の光学像を画像信号に変換し、アナログデジタル変換をして画像処理手段211に送信する。撮像素子209には複数の駆動方式がある。一つはユーザからの撮影指示に応じて記録用の静止画を撮像するための静止画用センサ駆動である。さらに、撮影前にフレーミングを行うために所定のフレームレートで連続的に画像を生成する、スルー画像用センサ駆動がある。また、もう一つは被写体の距離及び明るさを測定するための評価値を取得する、測距・測光用センサ駆動がある。 The image sensor 209 includes a CMOS sensor and its peripheral circuit, converts an optical image of a subject captured by the lens into an image signal, performs analog-digital conversion, and transmits the image signal to the image processing unit 211. The image sensor 209 has a plurality of driving methods. One is a still image sensor drive for capturing a recording still image in accordance with a shooting instruction from a user. Furthermore, there is a through-image sensor drive that continuously generates images at a predetermined frame rate in order to perform framing before shooting. The other is a distance measurement / photometry sensor drive that acquires evaluation values for measuring the distance and brightness of a subject.
撮像素子209の一つ一つの画素は、撮像光学系の互いに異なる2つのマイクロレンズを備えており、それぞれを通過した光束を受光して像を得られるようになっている。各画素の、片側のマイクロレンズを通過して得られた像と、もう片側のマイクロレンズを通過して得られた像の、2つの像のずれ量からピントずれ量を検出することができる。このように撮像素子209を測距用に駆動することで、被写体の距離を測定するための評価値を取得することができる。また、このときのセンサ駆動で同時に被写体の明るさも測定することができる。 Each pixel of the image pickup device 209 includes two different microlenses of the image pickup optical system so that an image can be obtained by receiving the light flux that has passed through each of the microlenses. The focus shift amount can be detected from the shift amount of two images of each pixel, that is, an image obtained by passing through one microlens and an image obtained by passing through the other microlens. Thus, by driving the image sensor 209 for distance measurement, an evaluation value for measuring the distance of the subject can be acquired. In addition, the brightness of the subject can be measured simultaneously by driving the sensor at this time.
なお、撮像素子209により測距を行う際には、絞りを絞りこんでいくにつれて測距精度が落ちていってしまう。したがって測距精度を出すために、絞り205は所定の絞り値(例えばF8)よりも開放側に開いた状態にする必要がある。そして、測距・測光用センサ駆動により得られた評価値は測距手段212及び測光手段213へ送信する。撮像制御手段210は、撮像素子209の駆動方式の切り替えや、電荷の蓄積、読み出し等のタイミングを制御する。 Note that when the distance is measured by the image sensor 209, the distance measurement accuracy decreases as the aperture is narrowed down. Therefore, in order to obtain distance measurement accuracy, the aperture 205 needs to be opened to the open side with respect to a predetermined aperture value (for example, F8). The evaluation value obtained by driving the distance measuring / photometric sensor is transmitted to the distance measuring means 212 and the photometric means 213. The imaging control unit 210 controls the timing of switching the driving method of the imaging element 209, charge accumulation, reading, and the like.
画像処理手段211は、入力されたデジタル信号に、設定値に基づいてホワイトバランスや色、明るさなどを調整する画質調整処理を行う。そして、画像処理手段211で処理された画像信号は、表示用として表示部214に送信されたり、記録用として圧縮画像信号を生成して画像メモリ215に送信される。さらに、画像処理手段211は、入力されたデジタル信号に所定の画像解析処理を行うことで、画像内の被写体情報を抽出することも可能である。例えば、画像内に人物(顔)や物体などがあるかどうかを判別し、画像内のどの位置に被写体が存在するかを判別することができる。抽出された被写体情報は、システム制御部201に送信される。 The image processing unit 211 performs image quality adjustment processing for adjusting white balance, color, brightness, and the like on the input digital signal based on setting values. The image signal processed by the image processing unit 211 is transmitted to the display unit 214 for display, or a compressed image signal is generated for recording and transmitted to the image memory 215. Furthermore, the image processing unit 211 can extract subject information in the image by performing predetermined image analysis processing on the input digital signal. For example, it is possible to determine whether there is a person (face) or an object in the image, and to determine in which position in the image the subject is present. The extracted subject information is transmitted to the system control unit 201.
測距手段212は、撮像素子209の測距・測光用センサ駆動により得られた評価値を元に被写体の距離を測定する。具体的には、上述したように、撮像素子209から得られた2つの像のずれ量からピントずれ量を算出し被写体の距離を測定する。 The distance measuring means 212 measures the distance of the subject based on the evaluation value obtained by driving the distance measuring / photometric sensor of the image sensor 209. Specifically, as described above, the focus shift amount is calculated from the shift amount of the two images obtained from the image sensor 209, and the distance of the subject is measured.
測光手段213は、撮像素子209の測距・測光用センサ駆動により得られた評価値を元に被写体の明るさを測定する。具体的には、撮像素子209から得られた画像信号より全体または所定の領域内の輝度を、積分回路等を使用して求めることで、被写体の明るさを測定する。 The photometric unit 213 measures the brightness of the subject based on the evaluation value obtained by driving the distance measuring / photometric sensor of the image sensor 209. Specifically, the brightness of the subject is measured by obtaining the luminance in the whole or a predetermined area from the image signal obtained from the image sensor 209 using an integration circuit or the like.
表示部214は、画像処理手段211から送信された画像信号による映像や、撮像装置200の操作をするための操作画面(メニュー画面)等を表示する。表示部214は、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、電子ペーパー等の表示デバイスであれば何でも良い。 The display unit 214 displays an image based on the image signal transmitted from the image processing unit 211, an operation screen (menu screen) for operating the imaging apparatus 200, and the like. The display unit 214 may be any display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, and electronic paper.
画像メモリ215は、記録用として符号化された圧縮画像信号を一時的に記憶し、順次記録部216に書き出していく。そして書き出された画像データは画像メモリ215からは削除され、次の画像が記憶できるようになる。画像メモリ215はDRAM等からなり、この容量が大きいほどたくさんの記録用画像を一時記憶することができるので、記録部216への書き込み時間が長くかかる場合でも高速な連続撮影を継続して行うことができるようになる。 The image memory 215 temporarily stores the compressed image signal encoded for recording and sequentially writes it out to the recording unit 216. The written image data is deleted from the image memory 215 so that the next image can be stored. The image memory 215 is composed of a DRAM or the like, and the larger the capacity, the larger the number of recording images that can be temporarily stored. Therefore, even when the writing time to the recording unit 216 takes a long time, continuous high-speed shooting is continuously performed. Will be able to.
記録部216は、画像メモリ215に蓄えられた圧縮画像信号を記録媒体に記録する。記録媒体は、撮像装置に内蔵された記録媒体でも、取り外し可能な記録媒体でも良く、撮像装置200で生成した圧縮画像信号及び各種データ等を記録することができれば良い。例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−R、DVD−R、磁気テープ、不揮発性の半導体メモリ、フラッシュメモリ等のあらゆる方式の記録媒体を含む。 The recording unit 216 records the compressed image signal stored in the image memory 215 on a recording medium. The recording medium may be a recording medium built in the imaging apparatus or a removable recording medium as long as the compressed image signal generated by the imaging apparatus 200 and various data can be recorded. For example, the recording medium includes all types of recording media such as a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-R, a DVD-R, a magnetic tape, a nonvolatile semiconductor memory, and a flash memory.
次に、本実施例の撮像装置200の特徴的な動作について説明する。 Next, a characteristic operation of the imaging apparatus 200 of the present embodiment will be described.
本実施例の撮像装置200は、連続撮影時に測距・測光用の撮像を行う場合においても、適切なピント位置で静止画撮影するという特徴的な動作を実行することができる。 The imaging apparatus 200 according to the present exemplary embodiment can execute a characteristic operation of capturing a still image at an appropriate focus position even when performing distance measurement / photometry imaging during continuous shooting.
以下に、本実施例の連続撮影における撮像装置200の第一の動作について図1を用いて説明する。 Hereinafter, a first operation of the imaging apparatus 200 in continuous shooting according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
操作部202に含まれるシャッターボタンがユーザにより押されると、撮像装置200の各ブロックに連続撮影開始の指示が送信される。 When a user presses a shutter button included in the operation unit 202, an instruction to start continuous shooting is transmitted to each block of the imaging apparatus 200.
S100では、撮像素子209を測距・測光用センサ駆動により駆動し、測距・測光用の評価値を取得するための電荷の蓄積を行う。 In step S100, the image sensor 209 is driven by driving the distance measurement / photometry sensor, and charges are accumulated to acquire evaluation values for distance measurement / photometry.
S101では、撮像素子209に蓄積された電荷の読み出しを行い、測距・測光用の評価値を取得する。ここではシャッター207は開けたまま電子式シャッター制御により読み出しを行う。なお、電子式シャッター制御でなく、シャッター制御手段208によりシャッター207を閉じるように制御して読み出しを行うようにしても良い。その場合は、読み出し後にシャッター207を開けるように制御する。 In S101, the charge accumulated in the image sensor 209 is read, and an evaluation value for distance measurement / photometry is acquired. Here, reading is performed by electronic shutter control with the shutter 207 open. Note that reading may be performed by controlling the shutter 207 to be closed by the shutter control unit 208 instead of the electronic shutter control. In that case, control is performed so that the shutter 207 is opened after reading.
S102では、得られた測距・測光用の評価値を用いて、測距手段212により測距演算及び測光手段213により測光演算を行う。ここで行う測距演算・測光演算では、画像処理手段211により抽出された被写体情報を元に検出された被写体(人物・顔・物体)の位置に対して、最適なピント・露出合わせを行うように演算を行う。例えば、検出された被写体に対して、上述した方法により測距情報を取得してピントを合わせるとともに、ピント合わせを行う被写体位置に対して測光の重み付けを大きくして、当該測光結果に基づいて露出を制御する。 In S102, using the obtained evaluation value for distance measurement / photometry, the distance measurement means 212 performs distance measurement calculation and the light measurement means 213 performs light measurement calculation. In the distance measurement calculation / photometry calculation performed here, optimal focus / exposure adjustment is performed on the position of the subject (person / face / object) detected based on the subject information extracted by the image processing unit 211. Perform the operation. For example, the distance measurement information is acquired by the above-described method to focus on the detected subject, and the weighting of the photometry is increased with respect to the subject position to be focused, and exposure is performed based on the photometry result. To control.
このように、被写体検出結果を測距演算・測光演算の両方に同時に用いることで、ピントを合わせる位置と露出合わせを行う位置が一致し、最適な画像を得ることができる。なお、ここでの測光演算により、1コマ目の静止画撮影における蓄積時間、及び1コマ目の静止画撮影後に行う、測距・測光用の評価値を取得するための蓄積時間を決定する。 In this way, by using the object detection result for both the distance measurement calculation and the photometry calculation at the same time, the position for focusing and the position for performing the exposure match, and an optimal image can be obtained. It should be noted that the photometric calculation here determines the accumulation time for taking the still image of the first frame and the accumulation time for acquiring the evaluation value for distance measurement / photometry performed after the still image shooting of the first frame.
S103では、測距演算により得られた被写体の距離情報を元に、1コマ目の静止画撮影のタイミングにおける被写体距離の変化量を予測する。移動する被写体を撮影する場合、測距情報を取得したタイミングにおいて最適なピント位置を決めても、フォーカス制御して静止画撮影を行うまでの間に時間が経過し、最適なピント位置での静止画データが得られないことがある。そこで、測距情報を取得してから実際に静止画撮影を行うまでの間に被写体がどれだけ移動するかを予測し、予測した位置に向けてあらかじめフォーカスレンズを駆動しておく。 In S103, the amount of change in the subject distance at the timing of still image shooting for the first frame is predicted based on the distance information of the subject obtained by the distance measurement calculation. When shooting a moving subject, even if the optimum focus position is determined at the timing when the distance measurement information is acquired, a time elapses from when the focus control is performed until the still image is shot. Image data may not be obtained. Therefore, it is predicted how much the subject moves from when the distance measurement information is acquired to when the actual still image is taken, and the focus lens is driven in advance toward the predicted position.
連続撮影の開始前には、撮像装置200は定期的に測距・測光用の評価値を取得しており、連続撮影開始の直前における測距結果はシステム制御部201のメモリに記憶されている。この記憶されている測距結果a1とその取得時刻t1、S102により得られた測距結果a2とその取得時刻t2とを用いることで被写体距離の変化量の予測を行う。 Before the start of continuous shooting, the imaging apparatus 200 periodically obtains an evaluation value for distance measurement / photometry, and the distance measurement result immediately before the start of continuous shooting is stored in the memory of the system control unit 201. . The stored distance measurement result a1, its acquisition time t1, and the distance measurement result a2 obtained in S102 and its acquisition time t2 are used to predict the amount of change in the subject distance.
具体的には、被写体距離の差(a2−a1)と取得時刻の差(t2−t1)より被写体距離の変化速度(a2−a1)/(t2−t1)を求め、後述するS104の処理時間を掛け合わせることで、1コマ目の静止画撮影のタイミングにおける被写体距離の変化量が予測できる。 Specifically, the subject distance change speed (a2-a1) / (t2-t1) is obtained from the difference in subject distance (a2-a1) and the difference in acquisition time (t2-t1), and the processing time of S104 to be described later Can be used to predict the amount of change in the subject distance at the timing of still image shooting for the first frame.
S104では、S102により得られた測距結果とS103により得られた被写体距離の変化量を元に、フォーカス制御手段204によりフォーカスレンズ203を制御して、1コマ目の静止画撮影に最適なピント合わせを行う。また、測光演算により得られた被写体の明るさ情報を元に、絞り制御手段206により絞り205を制御して、1コマ目の静止画撮影用に適正な露出合わせを行う。なお、フォーカスレンズ203が既に1コマ目の静止画撮影用に最適なピント位置となっている場合はフォーカスレンズ203は制御しなくても良い。 In step S104, the focus control unit 204 controls the focus lens 203 based on the distance measurement result obtained in step S102 and the subject distance change obtained in step S103. Align. Further, based on the brightness information of the subject obtained by the photometric calculation, the aperture control unit 206 controls the aperture 205 to perform appropriate exposure adjustment for still image shooting of the first frame. Note that the focus lens 203 may not be controlled when the focus lens 203 is already in the optimum focus position for taking a still image of the first frame.
また、絞り205が既に1コマ目の静止画撮影用に最適な絞り位置になっていたり、シャッター速度やセンサ感度等の各種撮影パラメータの調整により、絞り205を制御しなくても最適な露出で撮影ができる場合などは、絞り205を制御しなくても良い。上述した被写体距離予測に必要なS104の処理時間については、フォーカスレンズ203の制御時間及び絞り205の制御時間を、その制御量に応じてパラメータ化しておき、該当する制御量を元に、フォーカスまたは絞り制御時間の内の長い方をS104における処理時間とする。 In addition, the aperture 205 is already at the optimal aperture position for the first frame still image shooting, and adjustment of various shooting parameters such as the shutter speed and sensor sensitivity allows optimal exposure without controlling the aperture 205. When photographing can be performed, the aperture 205 need not be controlled. As for the processing time of S104 required for the subject distance prediction described above, the control time of the focus lens 203 and the control time of the aperture 205 are parameterized according to the control amount, and the focus or focus is controlled based on the corresponding control amount. The longer one of the aperture control times is set as the processing time in S104.
S105では、撮像素子209を静止画用センサ駆動により駆動し、静止画用の画像データを取得するための電荷の蓄積を行う。 In S105, the image sensor 209 is driven by driving the still image sensor, and charges are accumulated for acquiring still image data.
S106では、測距演算により得られた被写体の距離情報を元に、2コマ目の静止画撮影のタイミングにおける被写体距離の変化量を予測する。ここでは、S103での被写体距離変化量予測と同様に、連続撮影開始の直前における測距結果a1とその取得時刻t1、S102により得られた測距結果a2とその取得時刻t2とを用いることで被写体距離の変化量の予測を行う。 In S106, the amount of change in the subject distance at the timing of the still image shooting for the second frame is predicted based on the distance information of the subject obtained by the distance measurement calculation. Here, as with the subject distance change prediction in S103, the distance measurement result a1 immediately before the start of continuous shooting and its acquisition time t1, and the distance measurement result a2 obtained in S102 and its acquisition time t2 are used. Predict the amount of change in subject distance.
具体的には、被写体距離の差(a2−a1)と取得時刻の差(t2−t1)より被写体距離の変化速度(a2−a1)/(t2−t1)を求め、2コマ目の静止画撮影時刻までの時間を掛け合わせることで、2コマ目の静止画撮影のタイミングにおける被写体距離の変化量が予測できる。 Specifically, the change speed (a2-a1) / (t2-t1) of the subject distance is obtained from the difference in subject distance (a2-a1) and the difference in acquisition time (t2-t1). By multiplying the time until the shooting time, the amount of change in the subject distance at the timing of the still image shooting for the second frame can be predicted.
ここで、2コマ目の静止画撮影時刻までの時間の算出方法について述べる。1コマ目の静止画撮影時刻をtとし、1コマ目の静止画蓄積時間ta、その読み出し時間tb、1コマ目の静止画撮影後に行う、測距・測光用の評価値を取得するための蓄積時間tc、その読み出し時間tdをそれぞれ加算した時間Δt1を用いることで、2コマ目の静止画撮影時刻(t+Δt1)が算出できる。蓄積時間ta及びtcは、S102の測光演算により決定される。 Here, a method of calculating the time until the still image shooting time of the second frame will be described. The first frame still image shooting time is t, and the first frame still image storage time ta, its readout time tb, and the evaluation value for distance measurement / photometry performed after the first frame still image shooting is acquired. By using the time Δt1 obtained by adding the accumulation time tc and the read time td, the still image shooting time (t + Δt1) for the second frame can be calculated. The accumulation times ta and tc are determined by the photometric calculation in S102.
また、読み出し時間tb及びtdは、撮像素子209に依存したパラメータであり、固定の数値となる。また、後述するS113において絞りを制御する場合は、Δt1にさらに絞りの制御時間を加算する。S113において絞りを制御する必要があるかどうかについても、S102の測光演算により決定される。また、撮像装置200は、撮影条件が変化した場合でも連続撮影のコマ速を一定に保つためのコマ速安定機能を備えている。これは、1コマ目の静止画撮影時刻tから、コマ速安定時間Δt2以上経過するまで2コマ目の静止画撮影を行わないようにするものである。Δt1>Δt2の場合、2コマ目の静止画撮影時刻は(t+Δt1)となるが、Δt1<Δt2の場合、2コマ目の静止画撮影時刻は(t+Δt2)となる。このようにして算出された2コマ目の静止画撮影時刻までの時間を用いることで、S106による被写体距離変化量予測を行う。 The readout times tb and td are parameters that depend on the image sensor 209 and are fixed numerical values. Further, when controlling the diaphragm in S113 described later, the diaphragm control time is further added to Δt1. Whether or not the aperture needs to be controlled in S113 is also determined by the photometric calculation in S102. The imaging apparatus 200 also has a frame speed stabilization function for keeping the frame speed of continuous shooting constant even when the shooting conditions change. This is to prevent the second frame still image from being shot until the frame speed stabilization time Δt2 has elapsed from the first frame still image shooting time t. When Δt1> Δt2, the still image shooting time of the second frame is (t + Δt1), but when Δt1 <Δt2, the still image shooting time of the second frame is (t + Δt2). By using the time until the still image shooting time of the second frame calculated in this way, the subject distance change amount prediction in S106 is performed.
S107では、シャッター制御手段208によりシャッター207を閉じるように制御し、撮像素子209に蓄積された電荷の読み出しを行い、静止画用の画像データを取得する。また、静止画の読み出し中には、S102により得られた測距結果と、S106により得られた被写体距離の変化量を元に、フォーカス制御手段204によりフォーカスレンズ203を制御して、2コマ目の静止画撮影に最適なピント合わせを行う。また、静止画の読み出し中には、S102により得られた測光結果を元に、S109での評価値取得のために最適な絞り値となるように絞り205を制御する。 In step S107, the shutter control unit 208 controls the shutter 207 to close, reads the charges accumulated in the image sensor 209, and acquires still image data. Further, during reading of the still image, the focus control unit 204 controls the focus lens 203 based on the distance measurement result obtained in S102 and the subject distance change obtained in S106, and the second frame. The camera focuses best for still image shooting. Further, during reading of a still image, the aperture 205 is controlled so as to obtain an optimum aperture value for obtaining the evaluation value in S109 based on the photometric result obtained in S102.
ここで、評価値取得のための最適な絞り値とは、撮像素子209を位相差AF用として被写体を撮像するために必要な条件を満たし、かつ次のコマの静止画撮影時とできるだけ同一の絞り値である。例えば、撮像素子209を位相差AF用として被写体を撮像する際に、測距精度を出すという理由により、絞り205の絞り値をF8よりも開放側(F8を含む)に開いた状態にする必要があるとする。 Here, the optimum aperture value for obtaining the evaluation value satisfies the conditions necessary for imaging the subject by using the image sensor 209 for phase difference AF, and is as identical as possible when shooting a still image of the next frame. Aperture value. For example, when imaging an object using the image sensor 209 for phase difference AF, the aperture value of the aperture 205 needs to be opened to the open side (including F8) from F8 for the reason of providing distance measurement accuracy. Suppose there is.
この場合、次のコマの静止画撮影用に適正な露出合わせをするための絞り値がF4であれば、F8よりも開放側であるため、静止画撮影時と同一のF4に絞れば良い(「静止画取得に適した絞り値」と呼ぶ)。次のコマの静止画撮影用に適正な露出合わせをするための絞り値がF11であれば、F8よりも小絞り側であるため、ここでは位相差AF用として限界の絞り値であるF8に絞る(「評価値算出に適した絞り値」と呼ぶ)。 In this case, if the aperture value for proper exposure adjustment for still image shooting of the next frame is F4, it is closer to F4 than F8, so it may be limited to the same F4 as that for still image shooting ( This is called “aperture value suitable for still image acquisition”). If the aperture value for adjusting the exposure appropriate for still image shooting of the next frame is F11, it is on the smaller aperture side than F8, so here the limit aperture value for F for phase difference AF is set to F8. Aperture (referred to as “aperture value suitable for evaluation value calculation”).
S108では、操作部202に含まれるシャッターボタンがユーザにより引き続き押されているかどうかをチェックすることで連続撮影を終了するかを判定し、連続撮影を継続する場合はS109へ進む。 In S108, it is determined whether or not the continuous shooting is to be ended by checking whether or not the shutter button included in the operation unit 202 is continuously pressed by the user. If the continuous shooting is to be continued, the process proceeds to S109.
S109では、撮像素子209を測距・測光用センサ駆動により駆動し、測距・測光用の評価値を取得するための電荷の蓄積を行う。 In step S109, the image sensor 209 is driven by driving the distance measuring / photometric sensor, and charges are accumulated to acquire an evaluation value for distance measuring / photometric measurement.
S110では、撮像素子209に蓄積された電荷の読み出しを行い、測距・測光用の評価値を取得する。 In S110, the charge accumulated in the image sensor 209 is read, and an evaluation value for distance measurement / photometry is acquired.
S111では、読み出された評価値用のデータから画像処理手段211により表示用画像を生成し、表示部214により表示用画像を表示する。連続撮影時はここで最新の撮像画像を表示することで、ユーザが被写体を確認しながら撮影しやすくなる。 In S <b> 111, a display image is generated by the image processing unit 211 from the read evaluation value data, and the display image is displayed by the display unit 214. By displaying the latest captured image here during continuous shooting, it becomes easier for the user to take a picture while checking the subject.
S112では、絞り205の絞り値が、上述した「静止画取得に適した絞り値」となっているかどうかを判別し、「静止画取得に適した絞り値」となっている場合はS114へ進み、「評価値算出に適した絞り値」となっている場合はS113へ進む。上述した例の場合、静止画用の絞り値がF4であれば既に「静止画取得に適した絞り値」となっており、静止画用の絞り値がF11であれば「評価値算出に適した絞り値」となっている。 In S112, it is determined whether or not the aperture value of the aperture 205 is the “aperture value suitable for still image acquisition” described above. If it is “aperture value suitable for still image acquisition”, the process proceeds to S114. If “aperture value suitable for evaluation value calculation”, the process proceeds to S113. In the case of the above-described example, if the aperture value for still images is F4, it is already “aperture value suitable for still image acquisition”, and if the aperture value for still images is F11, “appropriate for evaluation value calculation”. "Aperture value".
S113では、「評価値算出に適した絞り値」となっている絞り205の絞り値を「静止画取得に適した絞り値」となるように制御する。 In S113, control is performed so that the aperture value of the aperture 205, which is “aperture value suitable for evaluation value calculation”, becomes “aperture value suitable for still image acquisition”.
S114では、上述したように、前回のコマの撮影時刻tから、コマ速安定時間Δt2が経過したかどうかを判断し、コマ速安定時刻となっていない場合はS114へ戻り、コマ速安定時刻となっている場合はS115へ進む。 In S114, as described above, it is determined whether or not the frame speed stabilization time Δt2 has elapsed from the previous frame shooting time t. If it is not the frame speed stabilization time, the process returns to S114 to determine the frame speed stabilization time and If yes, the process proceeds to S115.
S115では、撮像素子209を静止画用センサ駆動により駆動し、静止画用の画像データを取得するための電荷の蓄積を行う。また、静止画の蓄積中には、S110により得られた測距・測光用の評価値を用いて、測距手段212により測距演算及び測光手段213により測光演算を行う。なお、S112において「評価値算出に適した絞り値」となっていた場合は、S113での「静止画取得に適した絞り値」への絞り制御を行いながら、測距演算及び測光演算を行うようにしても良い。また、ここでの測光演算により、次のコマの静止画撮影における蓄積時間、及び次の測距・測光用の評価値を取得するための蓄積時間を決定する。 In S115, the image sensor 209 is driven by driving the still image sensor, and charges are accumulated for acquiring still image data. During accumulation of still images, the distance measurement unit 212 performs distance measurement calculation and the photometry unit 213 performs photometry calculation using the distance measurement / photometry evaluation value obtained in S110. If the aperture value is suitable for evaluation value calculation in S112, the distance measurement calculation and the photometry calculation are performed while performing aperture control to “aperture value suitable for still image acquisition” in S113. You may do it. In addition, by the photometric calculation here, the accumulation time for taking the still image of the next frame and the accumulation time for acquiring the next distance measurement / photometry evaluation value are determined.
S116では、測距演算により得られた被写体の距離情報を元に、次のコマの静止画撮影のタイミングにおける被写体距離の変化量を予測する。ここでは、S106での被写体距離変化量予測と同様に、S115により得られた測距結果a2とその取得時刻t2、それより1つ前の測距用評価値取得により得られた測距結果a1とその取得時刻t1を用いることで被写体距離の変化量の予測を行う。具体的には、被写体距離の差(a2−a1)と取得時刻の差(t2−t1)より被写体距離の変化速度(a2−a1)/(t2−t1)を求め、次のコマの静止画撮影時刻までの時間を掛け合わせることで、次のコマの静止画撮影のタイミングにおける被写体距離の変化量が予測できる。 In S116, based on the distance information of the subject obtained by the distance measurement calculation, the amount of change in the subject distance at the still image shooting timing of the next frame is predicted. Here, as with the subject distance change prediction in S106, the distance measurement result a2 obtained in S115 and its acquisition time t2, and the distance measurement result a1 obtained by obtaining the previous evaluation value for distance measurement. And the change amount of the subject distance is predicted by using the acquisition time t1. Specifically, the subject distance change speed (a2-a1) / (t2-t1) is obtained from the subject distance difference (a2-a1) and the acquisition time difference (t2-t1), and the still image of the next frame is obtained. By multiplying the time until the shooting time, the amount of change in the subject distance at the timing of still image shooting of the next frame can be predicted.
ここで、次のコマの静止画撮影時刻までの時間の算出方法について述べる。nコマ目の静止画撮影時刻をtとし、(n+1)コマ目の静止画蓄積時間ta、その読み出し時間tb、nコマ目の静止画撮影後に行う、測距・測光用の評価値を取得するための蓄積時間tc、その読み出し時間tdをそれぞれ加算した時間Δt1を用いることで、(n+1)コマ目の静止画撮影時刻(t+Δt1)が算出できる。蓄積時間ta及びtcは、S115の測光演算により決定される。また、読み出し時間tb及びtdは、撮像素子209に依存したパラメータであり、固定の数値となる。 Here, a method of calculating the time until the still image shooting time of the next frame will be described. Assume that the n-th still image shooting time is t, the (n + 1) -th still image storage time ta, its readout time tb, and the evaluation value for distance measurement / photometry performed after the n-th frame still image shooting. By using the time Δt1 obtained by adding the accumulation time tc and the read time td, the still image shooting time (t + Δt1) of the (n + 1) th frame can be calculated. The accumulation times ta and tc are determined by the photometric calculation in S115. The readout times tb and td are parameters that depend on the image sensor 209 and are fixed numerical values.
また、(n+1)コマ目の静止画撮影前に、S113において絞りを制御する場合は、Δt1にさらに絞りの制御時間を加算する。S113において絞りを制御する必要があるかどうかについても、S115の測光演算により決定される。また、コマ速安定機能により、Δt1>Δt2の場合、次のコマの静止画撮影時刻は(t+Δt1)となるが、Δt1<Δt2の場合、次のコマの静止画撮影時刻は(t+Δt2)となる。このようにして算出された次のコマの静止画撮影時刻までの時間を用いることで、S116による被写体距離変化量予測を行う。 In addition, when the aperture is controlled in S113 before the (n + 1) -th frame still image shooting, the aperture control time is further added to Δt1. Whether or not the diaphragm needs to be controlled in S113 is also determined by the photometric calculation in S115. Further, due to the frame speed stabilization function, when Δt1> Δt2, the still image shooting time of the next frame is (t + Δt1), but when Δt1 <Δt2, the still image shooting time of the next frame is (t + Δt2). . By using the time until the still image shooting time of the next frame calculated in this way, the subject distance change amount prediction in S116 is performed.
S117では、シャッター制御手段208によりシャッター207を閉じるように制御し、撮像素子209に蓄積された電荷の読み出しを行い、静止画用の画像データを取得する。また、静止画の読み出し中には、S115により得られた測距結果と、S116により得られた被写体距離の変化量を元に、フォーカス制御手段204によりフォーカスレンズ203を制御して、次のコマの静止画撮影に最適なピント合わせを行う。また、静止画の読み出し中には、S115により得られた測光結果を元に、次のS109での評価値取得のために最適な絞り値となるように絞り205を制御する。そして、S108へ戻る。 In step S117, the shutter control unit 208 controls the shutter 207 to close, reads the charges accumulated in the image sensor 209, and obtains still image data. Further, during reading of the still image, the focus control unit 204 controls the focus lens 203 based on the distance measurement result obtained in S115 and the subject distance change obtained in S116, and the next frame is read. The camera focuses best for still image shooting. During reading of a still image, the aperture 205 is controlled based on the photometric result obtained in S115 so as to obtain an optimum aperture value for obtaining the evaluation value in the next S109. Then, the process returns to S108.
本実施例による具体的な動作例を、図3(a)、図(b)を用いて説明する。図3(a)では、nコマ目の静止画撮影の期間中に測光演算を行っており、このときに、(n+1)コマ目の静止画蓄積時間を求めるとともに、nコマ目の静止画撮影の後に行う評価値用の蓄積時間tcが求められる。したがってここで得られたtcを元に算出した(t+Δt1)を(n+1)コマ目の静止画撮影時刻として、被写体距離変化量を予測してフォーカスレンズ駆動を行っている。 A specific operation example according to this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 3A, photometric calculation is performed during the n-th still image shooting period. At this time, the (n + 1) -th still image storage time is obtained and the n-th still image shooting is performed. The accumulation time tc for the evaluation value performed after is obtained. Therefore, (t + Δt1) calculated based on tc obtained here is used as the still image shooting time of the (n + 1) -th frame, and the subject distance change amount is predicted to drive the focus lens.
また、図3(b)では、同様にnコマ目の静止画撮影の後に行う評価値用の蓄積時間tcが求められるが、それを元に算出した(n+1)コマ目の静止画撮影時刻までの時間Δt1よりもコマ速安定時間Δt2の方が長い。したがってここでは(t+Δt2)を(n+1)コマ目の静止画撮影時刻として、被写体距離変化量を予測してフォーカスレンズ駆動を行っている。 Further, in FIG. 3B, the accumulation time tc for the evaluation value obtained after the n-th frame still image shooting is obtained in the same manner, and the calculated (n + 1) -th frame still image shooting time is calculated based on this. The frame speed stabilization time Δt2 is longer than the time Δt1. Therefore, here, (t + Δt2) is set as the still image shooting time of the (n + 1) -th frame, and the focus lens driving is performed by predicting the subject distance change amount.
以上のように、次のコマの静止画撮影時刻を算出し、被写体距離変化量を予測してフォーカスレンズを駆動することで、連続撮影時に測距・測光用の撮像を行う場合においても、適切なピント位置で静止画撮影することが可能となる。 As described above, by calculating the still image shooting time of the next frame, predicting the subject distance change amount, and driving the focus lens, it is appropriate even when shooting for distance measurement and photometry during continuous shooting It is possible to shoot still images at a precise focus position.
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。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
200 撮像装置、201 システム制御部、202 操作部、
203 フォーカスレンズ、204 フォーカス制御手段、205 絞り、
206 絞り制御手段、207 シャッター、208 シャッター制御手段、
209 撮像素子、210 撮像制御手段、211 画像処理手段、212 測距手段、
213 測光手段、214 表示部、215 画像表示メモリ、216 記録部
200 imaging device, 201 system control unit, 202 operation unit,
203 Focus lens, 204 Focus control means, 205 Aperture,
206 Aperture control means, 207 shutter, 208 shutter control means,
209 imaging device, 210 imaging control means, 211 image processing means, 212 distance measuring means,
213 Photometric means, 214 display unit, 215 image display memory, 216 recording unit
Claims (2)
撮像部により測距・測光用の電荷の蓄積、及び蓄積電荷の読み出しを行う測距・測光撮像手段と、
静止画撮像と測距・測光撮像とを交互に動作させる連続撮影手段と、
静止画用の電荷の蓄積、及び蓄積電荷の読み出し中に、測光撮像結果を元に次の測距・測光撮像用の露出制御値及び次の静止画撮像用の露出制御値を決定する露出決定手段と、
次の測距・測光撮像用の露出制御値が決定したことを受けて、次の静止画撮像の開始タイミングを算出し、静止画用の蓄積電荷の読み出し中に、測距撮像結果及び静止画撮像開始タイミングを元にフォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 Still image capturing means for storing charges for still images and reading out the stored charges by the imaging unit;
Ranging / photometric imaging means for accumulating charge for distance measurement / photometry and reading out the accumulated charge by the imaging unit;
Continuous shooting means for alternately operating still image shooting and distance measurement / photometry imaging;
During charge accumulation for still image and readout of accumulated charge, exposure determination for determining exposure control value for next distance measurement / photometry imaging and exposure control value for next still image imaging based on photometric imaging result Means,
In response to the determination of the exposure control value for the next distance measurement / photometry imaging, the next still image imaging start timing is calculated, and the distance measurement imaging result and the still image are read while the stored charge for the still image is being read. An imaging apparatus comprising: focus control means for controlling the focus lens based on imaging start timing.
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