可對動態圖像進行顯示或記錄的數字照相機的制作方法

專利名稱：可對動態圖像進行顯示或記錄的數字照相機的制作方法
技術領域：
本發明涉及可對動態圖像進行顯示或記錄的數字照相機。
技術背景近年來的數字照相機大多具有電子取景器，所謂電子取景器將拍攝 到的圖像作為動態圖像顯示到液晶監視器等顯示元件上。這種具有電子 取景器的數字照相機大多不具備光學取景器。并且，還存在不僅能夠拍 攝靜態圖像、還能夠記錄動態圖像的數字照相機。例如日本特開昭59-201029號公報公開了一種數字單反照相機，該 數字單反照相機使快速復原反射鏡(可動反射鏡)退避到攝影光路外， 將焦面快門維持在開放狀態，進行動態圖像攝影。該曰本特開昭59-201029號公報所公開的單反照相機中，動態圖像 攝影時，使可動反射鏡退避到攝影光路外。另一方面，現有的單反照相 機通常采用的TTL(Trough The Lens:透過鏡頭)相位差AF (Auto Focus) 在測距時使用經由可動反射鏡的光束，所以日本特開昭59-201029號公報 所公開的單反照相機存在如下缺點不能采用TTL相位差AF進行測距。 但是，如日本特開2002-6208號公報所公開的那樣，利用半反射鏡構成可 動反射鏡，將通過了攝影光學系統的被攝體光束導入到攝像元件和相位 差AF傳感器的雙方，即可解決上述缺點。但是，為TTL相位差AF的情況下，使用攝影鏡頭的周邊光束進行 檢測，所以在縮小光圈的狀態或開放F值大的鏡頭(暗鏡頭)中，不能 獲得穩定的測距精度。因此，通過在攝影光路內配置半反射鏡來兼顧動
態圖像攝影和相位差AF的數字照相機中，被攝體為高亮度時，若縮小光 圈，則測距精度下降，導致動態圖像的焦點偏移。發明內容本發明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種容易使用 且可以取得高畫質的動態圖像、可記錄動態圖像的數字照相機。本發明的數字照相機在動態圖像取得中將光圈值調整為開放光圈值 到預定光圈值之間。上述的預定光圈值例如可以根據焦點檢測中使用的 光束范圍來確定。本發明的結構的一個例子能夠以如下方式表現。 一種可對動態圖像進行顯示或記錄的數字照相機，其包括反射鏡部，其配置于攝影光路 內，用于將通過了攝影鏡頭的被攝體光束分離到第一方向和第二方向上; 動態圖像輸出部，其接收分離到上述第一方向上的被攝體光束，輸出動 態圖像數據；焦點檢測部，其接收在上述動態圖像的取得過程中，分離 到上述第二方向上的被攝體光束，采用相位差方式檢測上述攝影鏡頭的 焦點偏移量；焦點調節部，其根據上述焦點偏移量，調節上述攝影鏡頭 的焦點；光圈機構，其設置于上述攝影鏡頭內；以及設定部，其在上述 動態圖像的取得過程中，根據被攝體的明亮度，設定上述光圈機構的光 圈值，此處，該光圈機構的可動范圍被限制在開放光圈值到預定光圈值 之間。本發明可以理解為數字照相機的控制方法。根據本發明，將攝影鏡頭的光圈值設定在預定范圍內，因此，能夠 提供容易使用且可以取得高畫質的動態圖像的數字照相機。上述預定范 圍是例如適合于焦點檢測動作的范圍。


關于以下說明、所附權利要求以及附圖將更好地理解本發明的裝置 和方法的這些和其他特征、方面及優點，附圖中圖1是示出應用了本發明的一個實施方式中的數字照相機的電氣系統的整體結構的框圖。圖2是示出應用了本發明的一個實施方式中的可動反射鏡部件的結 構的分解立體圖。圖3是本發明的一個實施方式中的電源接通復位的動作的流程圖。 圖4是示出本發明的一個實施方式中的實時取景條件設定的動作的流程圖。圖5是本發明的一個實施方式中的動態圖像攝影動作的流程圖。 圖6是本發明的一個實施方式中的動態圖像條件設定的流程圖。 圖7是示出本發明的一個實施方式中的數據處理的流程圖。 圖8A是說明相位差AF的測距原理的圖，示出光圈不妨礙到相位差測距中使用的周邊光束的情況。圖8B是說明相位差AF的測距原理的圖，示出光圈妨礙到周邊光束的情況。
具體實施方式
下面將參照附圖來描述本發明的優選實施例。下面，說明使用應用了本發明的數字單反照相機的優選實施方式。 該數字照相機具有實時取景顯示功能(又稱為電子取景器功能)，所謂實 時取景顯示功能是指，將通過攝影鏡頭形成的被攝體像形成到攝像元件 上，根據該攝像元件的輸出，將動態圖像顯示到液晶監視器等顯示裝置 上，以用于觀察被攝體像。并且，可以根據來自攝影者的攝影指示，取 得靜態圖像，記錄到記錄介質中。此外，也可以根據來自攝影者的攝影 指示，取得動態圖像，記錄到記錄介質中。圖1是以本發明的實施方式中的數字照相機的電氣系統為主的框 圖。鏡筒10可自由裝卸地安裝在照相機主體20前面的支座開口部(未 圖示)。鏡筒10內的由透鏡101a、 101b等構成的攝影鏡頭產生的被攝體 光束經由支座開口部導入到照相機主體20內。本實施方式中，鏡筒10 和照相機主體20獨立構成，經由通信觸點300電連接。并且，通過設置 于照相機主體20的裝卸檢測開關259檢測裝卸狀態。 鏡筒10的內部配置有焦點調節和焦距調節用的透鏡101a、 101b、以 及用于調節數值孔徑的光圈103。分別以如下方式連接透鏡101a和透 鏡101b被光學系統驅動機構107所驅動，光圈103被光圈驅動機構109 所驅動。光學系統驅動機構107、光圈驅動機構109分別與鏡頭CPU 111 連接，該鏡頭CPU 111經由通信觸點300與照相機主體20連接。鏡頭 CPU 111進行鏡筒10內的控制，控制光學系統驅動機構107，進行對焦 或變焦驅動，并且，控制光圈驅動機構109，進行光圈控制。照相機主體20內的鏡盒內配置有反射鏡部件201 (反射鏡部)，該 反射鏡部件201是將通過了透鏡101a、 101b的被攝體光束向第一方向和 第二方向進行分離的光學部件，具有使被攝體光束的一部分透過的特性。 該反射鏡部件201被反射鏡部件驅動機構215所驅動，能夠以轉動軸201a 為中心，沿垂直紙面方向的軸轉動。反射鏡部件201位于相對于透鏡101 a、 101b的光路傾斜45度的位置(圖1中實線的位置)時，將被攝體光束的 一部分(例如30%)反射，導向設置于照相機主體20底部的測距/測光傳 感器217的方向(第二方向)。并且，使剩余的被攝體光束(例如70%) 透過反射鏡部件201，導向CCD221的方向(第一方向)。而且，當反射鏡部件201位于與透鏡101a、 101b的光路大致平行且 不遮擋被攝體光束的退避位置(圖1中雙點劃線的位置)時，被攝體光 束全部導入到CCD 221。對于該反射鏡部件201的結構，使用圖2在后 面敘述。另外，本實施方式中，反射鏡部件201的轉動中心位于鏡盒內 下側，但不限于此，可以位于上側，并且，也可以是左右任意一個與紙 面平行的轉動中心。此外，反射鏡部件201的轉動中心配置于CCD 221 側，但不限于此，也可以配置在支座開口部側。此外，在本實施方式中， 半反射鏡的反射率和透過率分別為30%和70%，但不限于該比例，可以 適當變更。照相機主體20內的鏡盒底部且導入反射鏡部件201所反射的光束的 位置上配置有測距/測光傳感器217，該測距/測光傳感器217構成焦點檢 測部和被攝體亮度檢測部的一部分。該測距/測光傳感器217由用于測距 的傳感器和測光傳感器構成。測光傳感器由分割被攝體像進行測光的多
分割測光元件構成。并且，測距傳感器是通過TTL相位差法進行測距的 傳感器。測距/測光傳感器217的輸出發送到測距/測光處理電路219。測 距/測光處理電路219根據測光傳感器的輸出，輸出評價測光值，并且， 根據測距傳感器的輸出，測定通過透鏡101a、 101b形成的被攝體像的焦 點偏移量。另外，測距傳感器和測光傳感器可以獨立構成，也可以一體 構成。反射鏡部件201的后方且透鏡101a、 101b的光軸上的攝影光路上配 置有焦面式的快門203，該快門203用于曝光時間控制以及CCD 221的 遮光。該快門203由快門驅動機構213驅動。快門203的后方配置有防 塵過濾器205，該防塵過濾器205是用于防止照相機主體20的支座開口 部或主體內部產生的灰塵附著到CCD 221或光學元件上、灰塵的影子映 射到被攝體像上而導致不容易觀看圖像的過濾器。防塵過濾器205的周緣部的全周或部分上固定有壓電元件207，該 壓電元件207與防塵過濾器驅動電路211連接，由該電路驅動。壓電元 件207被防塵過濾器驅動電路211所驅動，使得防塵過濾器205以預定 的超聲波振動，利用該振動，除去附著在防塵過濾器205前面的灰塵。 另外，只要能夠除去CCD等攝像元件自身或配設于攝像元件前面側的光 學元件的灰塵，就不限于本實施方式的超聲波振動。例如可以適當替換 為利用空氣泵等通過空氣流將灰塵吹飛、利用靜電將灰塵聚集后除去等 各種方法。防塵過濾器205后方配置有紅外截止濾波器209，該紅外截止濾波 器209用于從被攝體光束中除去紅外光成分。紅外截止濾波器209后方 配置有光學低通濾波器210，該光學低通濾波器210用于從被攝體光束中 除去高頻成分。而且，光學低通濾波器210后方配置有作為攝像部的CCD 221，該CCD 221將通過透鏡101a、 101b形成的被攝體像光電轉換成電 信號。這些防塵過濾器205、紅外截止濾波器209、光學低通濾波器210 以及CCD 221 —體收容在密封的封裝體(未圖示)，構成為灰塵不能進入 到該封裝體內。另外，本實施方式中將CCD用作攝像元件，但不限于此， 也可以使用CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等其它 二維攝像元件。CCD 221與攝像元件驅動電路223連接，通過來自輸入輸出電路239 的控制信號被驅動控制。通過攝像元件驅動電路223將從CCD 221輸出 的光電模擬信號放大，進行模數轉換(AD轉換)。攝像元件驅動電路223 與ASIC (Application Specific Integrated Circuit:特殊用途集成電路)262 內的起到圖像處理部作用的圖像處理電路227連接。通過該圖像處理電 路227進行數字圖像數據的數字放大(數字增益調整處理)、顏色校正、 伽馬(Y)校正、對比度校正、黑白/彩色模式處理、實時取景顯示處理、 記錄介質記錄用的動態圖像處理這樣的各種圖像處理。另外，將上述的 CCD 221以及圖像處理電路227的動態圖像處理功能總稱為動態圖像輸 出部。圖像處理電路227與數據總線261連接。除了圖像處理電路227之 外，該數據總線261上還連接有起到控制部作用的程序控制器(下面稱 為"主體CPU")229、壓縮解壓縮電路231 、視頻信號輸出電路233、 SDRAM 控制電路237、輸入輸出電路239、通信電路241、記錄介質控制電路243、 閃存控制電路247、開關檢測電路253。主體CPU 229控制該數字照相機的動作。并且，壓縮解壓縮電路231 是以JPEG或MJPEG等靜態圖像用或動態圖像用的壓縮形式壓縮 SDRAM 238中所存儲的圖像數據的電路。另外，圖像壓縮不限于JPEG 或MJPEG，可以應用其它壓縮方法。視頻信號輸出電路233經由液晶監 視器驅動電路235與背面液晶監視器26和取景器內液晶監視器29(圖中 略記為F內液晶監視器)連接。視頻信號輸出電路233是用于將SDRAM 238或記錄介質245中所存儲的圖像數據轉換成用于顯示到背面液晶監視 器26和/或取景器內液晶監視器29上的視頻信號的電路。背面液晶監視器26配置在照相機主體20的背面，但只要位于攝影 者能夠觀察的位置即可，不限于背面，并且也不限于液晶，可以是其它 顯示裝置。取景器內液晶監視器29配置在攝影者可以經由取景器目鏡部 觀察的位置，與背面液晶監視器26相同，也不限于液晶，可以是其它顯 示裝置。另外，可以僅設置背面液晶監視器26來用于觀察被攝體像，省
略取景器目鏡部和取景器內液晶監視器29。SDRAM 238經由SDRAM控制電路237與數據總線261連接。該 SDRAM 238是用于臨時存儲由圖像處理電路227進行了圖像處理的圖像 數據或由壓縮解壓縮電路231壓縮的圖像數據的緩存。與上述的防塵過 濾器驅動電路211、快門驅動機構213、可動反射鏡驅動機構215、測距/ 測光處理電路219、攝像元件驅動電路223連接的輸入輸出電路239經由 數據總線261控制與主體CPU 229等各電路進行數據的輸入輸出。經由 通信觸點300與鏡頭CPU 111連接的通信電路241經由數據總線261與 主體CPU 229等進行數據收發或控制命令的通信。記錄介質控制電路243與記錄介質245連接，控制該記錄介質245 中的圖像數據等的記錄。記錄介質245是內置有可改寫的存儲器元件的 卡狀介質，相對于照相機主體20，可自由裝卸。除此之外，還可以構成 為能夠與硬盤單元或無線通信單元連接。閃存控制電路247與閃存(Flash Memory) 249連接。該閃存249 存儲有用于控制照相機流程的程序，主體CPU 229按照該閃存249中所 存儲的程序控制數字照相機。另外，閃存249是以可電改寫的非易失性 存儲器。電源開關257、裝卸檢測開關259以及其它各種開關255經由開關 檢測電路253與數據總線261連接，該電源開關257與用于控制照相機 主體20或鏡筒10的電源供給的電源開關桿連動地接通/斷開。上述各種 開關255包括與快門釋放按鈕連動的開關、與指示再現模式的再現按鈕 .連動的開關、與在背面液晶監視器26的畫面上指示游標移動的十字按鈕 連動的開關、與指示攝影模式的模式旋鈕連動的開關、與確定所選擇的 各模式等的OK按鈕連動的OK開關等。另外，釋放按鈕具有第一釋放開關，其在攝影者半按下釋放按鈕 時接通；以及第二釋放開關，其在攝影者全按下釋放按鈕時接通。通過 該第一釋放開關(下面稱為1R)的接通，照相機進行焦點檢測、攝影鏡 頭的對焦、被攝體亮度的測光等攝影準備動作。通過第二釋放開關(下 面稱為2R)的接通，照相機執行根據作為攝像元件的CCD221的輸出來
取得被攝體像的攝像數據的攝影動作。另外，也可以采用將CCD 221和測距/測光傳感器217的配置顛倒的 結構，將反射鏡部件201反射的光束導入到CCD 221，將透過的光束導 入到測距/測光傳感器217。接著，使用圖2，說明反射鏡部件201的驅動機構以及退避機構。 利用反射鏡框403保持半反射鏡401，該半反射鏡401使被攝體光束的一 部分通過、 一部分反射。該反射鏡框403可以繞插入于孔403a的軸411 自由轉動，圖1的轉動軸201a是軸411的中心軸。固定在照相機主體20 上的銷409和種設于反射鏡框403的驅動銷405之間分別卡合有開口彈 簧407的兩端，該開口彈簧407的線圈部分巻裝在軸411上。借助該開 口彈簧407的彈簧力，反射鏡框403受到向圖中逆時針方向(箭頭A方 向)的彈推力。驅動銷405與卡定桿413的一端卡合，種設于該卡定桿 413另一端的凸輪銷415與反射鏡用凸輪417卡接。卡定桿413的轉動中心被軸支撐在鏡盒(未圖示)上，經由驅動銷 405，借助開口彈簧407的彈簧力，受到圖中逆時針方向(箭頭B方向) 的彈推力。因而，卡定桿413的凸輪銷415與反射鏡用凸輪417的凸輪 面壓接。反射鏡用凸輪417的凸輪面形成為從旋轉中心起的半徑方向的 長度變化。即，如下地形成凸輪面，即在卡定位置417a，從旋轉中心起 的距離長，在卡定解除位置417b上，與卡定位置417a相比，從旋轉中 心起的距離短。而且，形成沿圖中逆時針旋轉方向從卡定位置417a向卡 定解除位置417b具有段差417c的凸輪面，形成從卡定解除位置417b向 卡定位置417a順利位移的凸輪面。反射鏡用凸輪417的卡定位置417a位于與凸輪銷415抵接的位置時， 卡定桿413利用反射鏡用凸輪417限制了箭頭B方向的轉動，所以將反 射鏡框403保持在反射位置。從該狀態起，使反射鏡用凸輪417沿圖中 順時針方向轉動，經由段差417c，位于卡定解除位置417b與凸輪銷415 抵接的位置時，卡定桿413可以向箭頭B方向轉動。從而，通過開口彈 簧407的彈推力，反射鏡框403向箭頭A方向轉動，位移到退避位置。 另外，反射鏡用凸輪417由電動機(未圖示)旋轉驅動。 這樣，將反射鏡部件201驅動到攝影光路內的反射位置(圖2中實 線所示的位置)的驅動機構包括反射鏡用凸輪417、卡定桿413等。并且， 將反射鏡部件201驅動到攝影光路外的退避位置(圖2中雙點劃線所示 的位置)的退避機構包括開口彈簧407。另外，驅動機構或退避機構不限 于上述結構，只要能夠驅動反射鏡部件201即可，可以采用其它結構。采用這種方式構成反射鏡部件201，所以當利用電動機(未圖示) 將凸輪銷415驅動到與卡定解除位置417b抵接的位置時，反射鏡框403 以及卡定桿413受到開口彈簧407的彈推力，向箭頭B方向轉動，反射 鏡框403處于圖中雙點所示的退避位置。該狀態下，通過電動機使反射 鏡用凸輪417轉動，卡定位置417a處于與凸輪銷415鄰接的位置時，卡 定桿413沿順時針方向(箭頭方向的反方向)轉動，抵抗開口彈簧407 的彈推力，經由驅動銷405，使反射鏡框403沿順時針方向(箭頭A的 反方向)轉動，位于圖中實線所示的反射位置。接著，使用圖3 圖6所示的流程圖，說明本發明的一個實施方式 中的數字照相機的動作。若進入圖3所示的電源接通復位的流程，則判 斷照相機主體20的電源開關257是否接通(Sl)。判斷的結果，當電源 開關257斷開時，進入步驟S5，處于低耗電狀態、即睡眠狀態。該睡眠 狀態下，僅在電源開關257接通時，進行中斷處理，在步驟S7之后進行 用于接通電源開關的處理。在電源開關處于接通之前，停止電源開關中 斷處理以外的動作，防止消耗電源電池。在步驟S1中，當電源開關257處于接通時，進入步驟S3，判斷裝 卸開關259是否斷開。如上所述，裝卸檢測開關259是從照相機主體20 卸下鏡筒10時處于斷開的開關。若處于斷開、即卸下鏡筒10時，進入 后述的步驟S67。這是為了在卸下鏡筒10的狀態下操作照相機主體20 的電源開關桿，處于電源接通時，進行與鏡頭卸下時相同的處理。在步 驟S3中，當裝卸開關259處于接通時，進入步驟S7之后，進行與電源 開關接通對應的處理。步驟S7中，進行反射鏡部件201的復原。這是為了在電源開關257 處于斷開的狀態下，反射鏡部件201位于從攝影光路退避的位置(圖1
中雙點劃線的狀態)，電源開關257處于接通，因此，將來自鏡筒10的被攝體光束導入到測距/測光傳感器217，根據需要進行測光以及測距。 步驟S9中，進行防塵過濾器205中的除塵動作。該除塵動作是指，從防 塵過濾器驅動電路211對固定在防塵過濾器205上的壓電元件207施加 驅動電壓，如上所述通過超聲波振動除去灰塵等。接著，通過快門驅動 電路213進行快門203的開放動作(Sll)。由此，透過了反射鏡部件201的被攝體光束不會被快門203遮擋， 所以能夠在CCD221上形成被攝體像。為了開始實時取景顯示，進行實 時取景條件的初始設定，該實時取景顯示是指，使用該CCD221成像的 圖像數據，將被攝體像以動態圖像的方式顯示到背面液晶監視器26上 (S13)。實時取景條件的初始設定中設定CCD 221的電子快門速度TV 和ISO感光度SV的默認值。并且，還設定進行實時取景顯示時的幀速 率(本實施方式中為30^s)。此處，為了根據所設定的幀速率在背面液 晶監視器26等上進行顯示，進行CCD 221上的讀取或圖像處理電路227/ 視頻信號輸出電路233/液晶監視器驅動電路235等的處理。由此，完成 實時取景顯示的準備，所以指示開始實時取景(S15)。另外，接受該開 始指示，通過圖像處理電路227控制實時取景顯示動作。此時，光圈103 的光圈值被設定為開放光圈值。接著，若有模式旋鈕等(未圖示)所設定的程序攝影模式等的靜態 圖像攝影用的攝影模式或動態圖像攝影模式等的攝影模式、ISO感光度、 手動設定的快門速度或光圈值等信息，則讀取這些攝影條件(S17)。于 是，與鏡頭CPU111進行通信，讀取鏡筒10的攝影鏡頭所設定的焦距、 廣角側焦距、望遠側焦距、當前的設定焦點位置、至近距離、開放光圈 值等各種鏡頭數據(S19)。然后，進行實時取景條件設定，以便能夠以作為目標的適當曝光量 即曝光值EV取得動態圖像的圖像數據，在背面液晶監視器26和/或取景 器內液晶29上顯示適當明亮度(明度)的像(S21)。該步驟中，進行驅 動CCD 221時的電子快門速度TV和ISO感光度SV的條件設定，首先 使用在步驟S13中初始設定的值，調整電子快門速度TV和ISO感光度，
以達到目標圖像明度。詳細情況使用圖4的流程圖在后面敘述。接著,進入步驟S23，判斷是否處于再現模式。該再現模式是操作 了再現按鈕時讀出記錄介質245中所記錄的圖像數據、顯示到背面液晶 監視器26和/或取景器內液晶29上的模式。判斷的結果，當設定了再現 模式時，進入步驟S41，對圖像處理電路227指示停止實時取景顯示。之 后，進行快門203的關閉動作(S43)。然后，讀取記錄介質245中所記 錄的圖像數據，利用壓縮解壓縮電路231將圖像數據解壓縮，經由視頻 信號輸出電路233和液晶監視器驅動電路235，在背面液晶監視器26和/ 或取景器內液晶29上再現顯示靜態圖像或動態圖像(S45)。再現動作中 進行了半按下釋放按鈕等其它手動操作時，結束再現動作，返回到步驟 S9，重復上述動作。在步驟S23中，未設定再現模式時，進入步驟S25，判斷是否設定 了菜單模式。該步驟中，判斷是否操作了菜單按鈕而設定為菜單模式。 判斷的結果，設定了菜單模式的情況下，與設定再現模式的情況相同， 輸出實時取景停止指示(S47)，向快門203輸出關閉指令(S49)。之后， 進行菜單設定動作(S51)。通過菜單設定動作，可進行白平衡、ISO感 光度設定、驅動模式的設定等各種設定動作。若菜單設定動作結束，則 返回到步驟S9，重復上述動作。在步驟S25中，判斷的結果，未設定菜單模式時，進入步驟S27， 判斷是否半按下釋放按鈕、即1R開關是否接通。判斷的結果，1R接通 時，進入步驟S53，判斷步驟S17中讀取的攝影模式是否為動態圖像模式。 判斷的結果，為動態圖像模式時，進入步驟S55，執行動態圖像攝影動作 的子程序，不是動態圖像模式時，即為靜態圖像模式時，進入步驟S57， 執行靜態圖像攝影動作的子程序。動態圖像攝影動作的子程序的詳細情 況將使用圖5在后面敘述。若動態圖像攝影動作的子程序結束，則返回 到步驟S17,并且，若靜態圖像攝影動作的子程序結束，則返回到步驟 S9，分別重復上述的步驟。在步驟S27中，判斷的結果，1R開關處于斷開時，進入步驟S29， 與步驟S3同樣地判斷裝卸檢測開關259是否斷開。若卸下了鏡筒10，則 與再現模式中的步驟S41以及S43同樣地輸出實時取景停止指示(S61)， 進行快門203的關閉動作(S63)。之后，進行反射鏡部件201的退避動 作(S65)。如上所述，退避動作按照如下方式進行驅動電動機，使反 射鏡用凸輪417轉動，通過開口彈簧407的彈推力，使反射鏡框403轉 動到從攝影光路退避的位置(圖1和圖2的雙點劃線的位置)。若反射鏡部件201的退避動作結束，或者步驟S3中判斷為裝卸檢測 開關259處于斷開的情況下(即，卸下鏡筒10的情況)，進入步驟S67， 判斷裝卸檢測開關259是否接通。在步驟S29中檢測到卸下鏡筒10的情 況之后，判斷是否再次安裝了鏡筒10。判斷的結果，安裝了鏡筒10的情 況下，進入步驟S71，使反射鏡部件201復原。如上所述，驅動電動機， 使反射鏡用凸輪417轉動，抵抗開口彈簧407的彈推力，借助凸輪面使 卡定桿413沿順時針方向轉動，將反射鏡框403插入到透鏡101a、 101b 的光路中。若反射鏡部件201的復原結束，則返回到步驟S9，重復上述 的步驟。在步驟S67中，裝卸檢測開關259處于斷開時，進入步驟S69,判 斷電源開關257是否接通。鏡筒10被卸下、電源開關257處于接通時， 即使操作了各種操作按鈕，由于支座開口部處于開放狀態，所以從防止 錯誤動作的觀點出發，不進行照相機動作。因此，處于反復進行步驟S67 中鏡筒10的安裝狀態、步驟S69中電源開關桿的操作狀態的判斷的待機 狀態。在步驟S67中，若判斷為電源開關257斷開，則返回到步驟S5， 處于睡眠狀態。另外，可以進行如下變形在步驟S67中，檢測到處于 卸下了鏡筒10的狀態時，省略步驟S69的判斷，進入步驟S5，處于睡眠 狀態；或者，進入步驟S9，進行基于各種操作按鈕所執行的操作的動作 等。在步驟S29中，判斷的結果，裝卸檢測開關259處于接通、即鏡筒 10安裝在照相機主體上時，進入步驟31，判斷電源開關257是否接通。 判斷的結果，處于接通時，返回到步驟S17，重復上述步驟。在步驟S15中，開始了實時取景顯示之后，只要在步驟S23之后未 操作各種操作按鈕等，則透過了反射鏡部件201的被攝體光束不會被快 門203妨礙。因此，在CCD 221上形成被攝體像、由該CCD 221拍攝的 圖像數據作為動態圖像實時取景顯示在背面液晶監視器26和/或取景器 內液晶29上。在步驟S31中，判斷為電源開關257處于斷開時，與步驟S41、 S43 同樣地對圖像處理電路227指示停止實時取景顯示(S33)，進行快門203 的關閉動作(S35)。之后，采用與上述的步驟S65相同的方式，進行反 射鏡部件201的退避動作之后(S37),返回到步驟S5，處于睡眠狀態。接著，使用圖4，說明步驟S21的實時取景條件設定的子程序。若 進入實時取景條件設定的子程序，則首先計算出目標圖像明度(預定值) 與上次攝像時的圖像明度之差AEV (S81)。該差是在背面液晶監視器26 等中該畫面上的圖像明度與目標圖像明度同等的曝光值EV (此處，EV 二TV-SV (TV是電子快門速度的頂點值、SV是與ISO感光度相當的頂 點值))與上次背面液晶監視器26中顯示時的EV值之差AEV。接著，使用開放光圈值AVO、取得上次背面液晶監視器26上顯示的 圖像時的電子快門速度TV、以及步驟S81中求出的圖像明度之差AEV， 根據AV0+上次TV-AEV的運算式，求出適當EV值(S83)。此處，之 所以使用開放光圈值AVO進行運算，是因為正在進行實時取景顯示時光 圈103被設定為了開放光圈值。接著該運算，使用步驟S85中求出的適 當EV值和開放光圈值AVO，根據適當EV-AVO的運算式，求出下次的電 子快門速度(下次TV值)(S85)。此處，對攝像元件驅動電路223輸出 指示，以便利用求出的下次TV值控制CCD 221 (S87)。這樣，在本子 程序中，根據目標圖像明度和上次圖像的明度之差(AEV)，改變電子快 門速度TV，調整成始終處于恒定的圖像明度。并且，下次TV的運算值 超過設定范圍時，只要控制電子快門速度TV和ISO感光度SV的雙方即 可。接著，使用圖5，說明步驟S55的動態圖像攝影動作的子程序。如 上所述，選擇了動態圖攝影模式時，若半按下釋放按鈕，則執行該子程 序。首先，設定圖像處理條件(S101)。由此，對圖像處理電路227、壓 縮解壓縮電路231等指示處于動態圖像模式，并且指示圖像尺寸和壓縮率等。由此，圖像處理電路227進行適合于動態圖像的圖像處理，壓縮 解壓縮電路231進行適合于動態圖像的壓縮。接著，執行起到焦點檢測部以及焦點調節部的一部分的作用的相位 差AF的子程序(S103)。在該相位差AF的子程序中，進行調節測距動 作，根據其測距結果，將攝影鏡頭驅動到對焦位置。領!距時，測距/測光 傳感器217內的測距傳感器接收被反射鏡部件201反l5"的被攝體光束， 使用該測距傳感器的輸出，測距/測光處理電路219或主體CPU 229等采 用TTL相位差法檢測透鏡101a、 101b的焦點偏移方向和焦點偏移量。并 且，根據該檢測到的焦點偏移方向和焦點偏移量，主體CPU 229經由鏡 頭CPU 111、利用光學系統驅動機構107將透鏡101a、 101b驅動到焦點 位置。若進行測距/對焦驅動的相位差AF結束，則進行動態圖像條件設定， 將電子快門速度TV和光圈值AV設定成達到目標曝光值EV。設定光圈 值AV時，設定成能夠確保相位差AF中的測距精度的光圈值。對于該動 態圖像條件設定，使用圖6在后面敘述。若動態圖像條件設定結束，則 接著判斷是否進行了釋放按鈕的全按操作、即2R是否接通(S107)。判 斷的結果，處于斷開時，進入步驟S109，判斷1R是否接通。在釋放按 鈕的半按動作中，跳過該動態圖像攝影動作的子程序，在保持釋放按鈕 半按下的狀態下，循環步驟S103 S109，處于重復進行判斷的待機狀態。 在此期間，進行相位差AF和動態圖像條件設定。因此，在半按下釋放按 鈕的狀態下，即使將照相機朝向被攝體亮度不同的被攝體，也會調整成 在背面液晶監視器26等上處于恒定的畫面明度。并且，由于重復進行相 位差AF，所以即使在變更幀速率或被攝體移動的情況下也能夠自動對 焦。在從釋放按鈕松手，1R處于斷開時，從步驟S109返回到電源接通 復位的步驟S9。在步驟S107中，判斷的結果，2R開關處于接通時，即全按下釋放 按鈕時，轉移到用于取得動態圖像的攝影動作，進入步驟Slll，發出動 態圖像記錄開始的指示。若開始動態圖像記錄，則CCD 221以設定的電 子快門速度TV進行攝像，從CCD 221輸出的被攝體像信號通過圖像處 理電路227進行處理，利用壓縮解壓縮電路231以JPEG方式對每一幀進 行壓縮處理，將該處理的圖像數據存儲到SDRAM 238。接著，進入步驟S113，判斷用作緩存的SDRAM 238的存儲容量是 否已滿。判斷的結果，未滿時，進入步驟S115，判斷2R開關是否接通， 即攝影者是否全按下釋放按鈕而持續進行動態圖像攝影。判斷的結果， 若2R開關處于接通狀態，則進入步驟S131，與步驟S103相同地進行相 位差AF，將求出的焦點偏移方向和焦點偏移量輸出給CPUlll，利用光 學系統驅動機構107進行一次鏡頭驅動。若相位差AF的子程序結束，則 繼續與步驟S105相同地進行動態圖像條件設定(S133)。在動態圖像記 錄中，有時被攝體亮度等發生變化，為了在該情況下也能適當曝光，調 整電子快門速度TV和光圈值AV。若動態圖像條件的設定結束，則返回 到上述的步驟S113，重復這些步驟。在步驟S113和S115中，記錄有圖像數據的SDRAM 238的存儲容 量已滿，或者2R開關處于斷開狀態、即攝影者從釋放按鈕松手而停止攝 影時，進入步驟S117，指示停止記錄。接著，為了使光圈103處于開放 狀態，對CPU lll發送光圈開放指示(S119)。之后，根據SDRAM 238 中所存儲的每幀的JPEG形式的圖像數據，生成動態圖像用的MJPEG (Motion JPEG)形式的動態圖像文件(S121)。將該生成的動態圖像文 件經由記錄介質控制電路243記錄到記錄介質245 (S123)。若該動態圖 像文件記錄結束，在返回到電源接通復位的程序中的步驟S17，重復上述 的步驟。接著，使用圖6，說明步驟S105和S133中的動態圖像條件設定的 子程序。該子程序起到設定部的作用，該設定部設定光圈值AV和電子快 門速度TV，以便在取得動態圖像時達到適當曝光量。進入到該程序時， 首先，計算出目標圖像明度(預定值)和上次圖像明度之差(AEV) (S201)。 g卩，運算作為適當曝光量的EV相當值和上次顯示到背面液晶 監視器26上時的明度(曝光量相當值的EV)的差值。接著，從上次的 曝光量(即，上次AV+上次TV)減去該差值，求出適當適當曝光量(適 當EV) (S203)。
然后，根據該求出的適當EV，計算出下次的光圈值AV和電子快門 速度TV (S205)。 EV=AV+TV，所以只要將光圈值AV和電子快門速 度TV確定為光圈值AV和電子快門速度TV的合計值達到步驟S203中 求出的適當EV即可。接著，判斷步驟S205中求出的下次AV是否小于 開放光圈值AV0 (開放F值，例如AV0二3)，即下次AV是否處于比開 放光圈值AVO更開放的光圈值(S207)。判斷的結果，下次AV小于開放光圈值AVO時，由于是不可實現的 光圈值，所以進入步驟S211，將下次AV設定為開放光圈值AVO。另一 方面，判斷的結果，下次AV大于開放光圈值AVO時，進入步驟S209， 比較判斷下次AV和能夠以相位差AF測距的光圈值AVa (開放F值，例 如AVa=5)。使用通過攝影鏡頭的2個周邊光束、利用三角測距法執行 相位差AF模式中的測距。因此，判斷是否為大于進行相位差AF時，可 確保測距精度的光圈值AVa的光圈值。對于可測距光圈值AVa，使用說明相位差AF的測距原理的圖8A和 圖8B進行說明。從被攝體面501上的一點發出的被攝體光通過配置在攝 影鏡頭505中的光圈505的開口部，成像到攝像面507上。另外，圖8A 中示出了攝影鏡頭505的對焦狀態，所以成像到攝像面507上的一點上， 但未處于對焦狀態時，成像點在攝像面507的前側或后側。通過了攝像 面507的被攝體光束通過聚光鏡(condenser lens) 509會聚，通過光圈 擋板511和分離鏡片(separator lens) 513分離成攝影鏡頭505的周邊2 光束521、 523，再次成像到作為測距傳感器的感光元件515上。采用相 位差AF的測距可以通過求出感光元件515上的2個像間隔，檢測出攝影 鏡頭505的焦點偏移量和焦點偏移方向。光圈503從開放狀態縮小而處于圖8A所示的上側被攝體光束521 和下側被攝體光束523快要被遮擋的光圈值(例如F5.6左右)中，周邊 光束到達感光元件515上，能夠進行高精度的相位差測距。但是，進一 步縮小，處于圖8B所示的遮擋上側被攝體光束521和下側被攝體光束 523的位置時，周邊光束不能到達感光元件515上，無法進行相位差測距。 可測距光圈值AVa在圖8A所示的光圈503的光圈值(測距中使用的光束
全部不被光圈503遮擋，最窄的光圈值)和圖8B所示的光圈503的光圈 值(測距中使用的光束完全被光圈503遮擋，最寬的光圈值)之間。并 且，可測距光圈值AVa是可測距的被攝體光束到達感光元件515上的光 圈值。例如，可測距光圈值AVa是從圖8A的光圈值縮小0.5級左右的值。返回到步驟S209，判斷的結果，下次AV大于可測距光圈值AVa時， 下次AV縮小到小于可測距光圈值，不能完全確保測距精度，因此，進入 步驟S213，將下次AV設定為可測距光圈值AVa。在該步驟S213或步驟 S211中，下次AV變更時，接著進入步驟S215，通過運算，根據適當EV-下次AV，求出下次TV。在步驟S205中求出下次TV，但由于在步驟S213 中下次AV變更，所以根據變更的下次AV，再次運算下次TV。這樣， 在本實施方式中，以保證相位差AF的精度的光圈值進行光圈103控制， 與此相對，以成為適當曝光的快門速度控制CCD221的電子快門。因此， 能夠維持相位差AF的精度，獲得適當曝光。步驟S215中的運算結束，或S209中的判斷的結果，下次AV小于 可測距AVa時，進入步驟S217，將計算出的TV值指示給攝像元件驅動 電路223。根據該指示的電子快門速度TV，控制CCD221的電子快門速 度。接著，在步驟S219中，將求出的下次光圈值AV指示給鏡頭CPU 111， 控制光圈103。若AV值的設定結束，則返回到原來的程序。另外，本實施方式中，動態圖像條件設定時，通過調節CCD221的 電子快門速度TV和光圈值AV,獲得適當曝光，但不限于此，也可以變 更ISO感光度SV。變更時，若電子快門速度為小于手動快門速度的低速 TV，則將ISO感光度設定為高感光度。此外，也可以進行像素加法運算。 像素加法運算是以相鄰的4像素、9像素或16像素的輸出為1像素分的 輸出，從而即使在低亮度下，也能夠增加實質的光量，設定為適當曝光。接著，使用圖7，說明本實施方式中的與圖像有關的數據處理的流 程。利用圖像處理電路227對從CCD 221輸出的圖像信號進行圖像處理 (301)。并且，圖像處理電路227使用處理過的圖像信號進行圖像尺寸 的變更處理(303)。另外，圖像尺寸分別設定為合適的靜態圖像和動態 圖像尺寸。 進行了圖像尺寸變更處理的圖像數據接著被發送到壓縮解壓縮電路231，進行JPEG壓縮處理(305)。在選擇了靜態圖像攝影時，進行了 JPEG 壓縮處理的圖像數據以單一數據積蓄(307)存儲到SDRAM238。而且， 程序控制器根據SDRAM 238中所存儲的JPEG數據，制作JPEG文件 (311)。另一方面，選擇了動態圖像攝影的情況下，根據步驟S111中的動態 圖像記錄開始，依次在SDRAM 238中存儲進行了 JPEG壓縮處理(305) 的圖像數據(309)。而且，根據步驟S117中的動態圖像記錄停止，停止 JPEG形式的圖像數據的存儲，程序控制器采用作為動態圖像用的壓縮形 式的MJPEG進行動態圖像壓縮，制作MJPEG文件(313)。接著，根據 步驟S123中的動態圖像文件記錄，將MJPEG文件或JPEG文件記錄到 記錄介質245中。在以上詳細敘述的本實施方式中，以相位差AF進行測距時，將攝 影鏡頭的光圈值設定為可進行測距檢測的范圍的光圈值。即，在步驟S209 中，比較可測距光圈值AVa和下次AV，當下次AV為小于可測距Ava的 光圈值時，以可測距光圈值AVa進行測距。因此，能夠保持高精度的測 距精度，并且設定為適當曝光。與單純以開放光圈進行測距的情況相比， 能夠擴大可在高亮度側獲得適當曝光的范圍。并且，本實施方式中，實時取景顯示中或動態圖像攝影中，如上所 述，將攝影鏡頭的光圈值設定在相位差AF的可檢測的范圍，所以能夠進 行高精度的測距以及以適當曝光進行實時取景顯示或動態圖像記錄。而且，本實施方式中，若進入動態圖像攝影動作，則只要1R開關處 于接通狀態，即釋放按鈕處于半按狀態，通過執行圖6的動態圖像條件 設定，就可將光圈控制在開放光圈值AVO到可測距光圈值AVa的范圍內。 因此，在全按下釋放按鈕，開始動態圖像記錄時，能夠立即以適當曝光 記錄動態圖像。此外，在本實施方式中，照相機工作時，將反射鏡部件201插入攝 影光路中，將被攝體光束的一部分反射到測距/測光傳感器217，所以在 實時取景顯示中半按下釋放按鈕21， 1R處于接通狀態時，能夠立即與實 時取景顯示并行地進行測光或測距。另外，在本實施方式中，作為攝像元件的CCD221接收反射鏡部件 201的透過光，測距/測光傳感器217接收反射鏡部件201的反射光，但 也可以相反，由CCD 221接收反射光，測距/測光傳感器217接收透過光。并且，本實施方式中，示出了可選擇性地記錄靜態圖像和動態圖像 雙方的數字照相機，但不限于此，也可以是只記錄靜態圖像或只記錄動 態圖像的記錄某一種的數字照相機。此外，本實施方式中，在半按下釋 放按鈕的攝影準備狀態下，將光圈值控制在從幵放光圈值到可測距光圈 值的范圍內，但在半按下釋放按鈕之前的實時取景顯示也可進行相同控 制。本實施方式中，將本發明應用于一般的數字照相機，但不限于此， 當然也可以應用到便攜等各種裝置內的數字照相機或安裝于顯微鏡、望 遠鏡等各種裝置上的專用數字照相機。只要是能夠記錄攝影對象的照相 機都可應用本發明。盡管示出并描述了本發明的優選實施例，但是顯然可以理解，在不 脫離本發明的精神的情況下可容易地進行形式或細節上的各種修改和變 化。因此，旨在不將本發明限于所描述和例示的精確形式，而是將其構 造為涵蓋落入所附權利要求的范圍內的所有修改。
權利要求
1.一種可對動態圖像進行顯示或記錄的數字照相機，該數字照相機包括反射鏡部，其配置于攝影光路內，用于將通過了攝影鏡頭的被攝體光束分離到第一方向和第二方向上；動態圖像輸出部，其接收分離到上述第一方向上的被攝體光束，輸出動態圖像數據；焦點檢測部，其接收在上述動態圖像的取得過程中，分離到上述第二方向上的被攝體光束，采用相位差方式檢測上述攝影鏡頭的焦點偏移量；焦點調節部，其根據上述焦點偏移量，調節上述攝影鏡頭的焦點；以及光圈機構，其設置于上述攝影鏡頭內，所述數字照相機的特征在于，該數字照相機還包括設定部，該設定部在上述動態圖像的取得過程中，根據被攝體的明亮度，設定上述光圈機構的光圈值，此處，該光圈機構的可動范圍被限制在開放光圈值到預定光圈值之間。
2. 根據權利要求1所述的數字照相機，其中，上述光圈機構的可動 范圍在不使上述焦點檢測部的焦點檢測精度下降的范圍內。
3. 根據權利要求1所述的數字照相機，其中，上述光圈機構的可動 范圍根據上述焦點檢測部的檢測精度進行確定。
4. 根據權利要求1所述的數字照相機，其中，上述第一方向是上述 反射鏡部所致的透過方向，上述第二方向是上述反射鏡部所致的反射方 向。
5. 根據權利要求1所述的數字照相機，其中，上述動態圖像輸出部 接收透過了上述反射鏡部件的被攝體光束，上述焦點檢測部接收被上述 反射鏡部反射的被攝體光束。
6. —種可對動態圖像進行顯示或記錄的數字照相機的控制方法，所述控制方法包括如下步驟響應于手動操作，開始取得動態圖像；在上述動態圖像的取得過程中，使用被攝體光束的一部分，調節攝 影鏡頭的焦點；以及在上述動態圖像的取得過程中，根據被攝體亮度，將上述攝影鏡頭 內的光圈機構的光圈值調整在開放光圈值到預定光圈值之間的范圍內。
全文摘要
本發明提供一種可對動態圖像進行顯示或記錄的數字照相機，其在處于動態圖像取得中時，將光圈值調整在開放光圈值到預定光圈值之間。上述預定的光圈值例如可以根據焦點檢測中使用的光束范圍來確定。上述預定的光圈值是例如將光圈值的范圍適用于焦點檢測動作的范圍。
文檔編號G03B17/17GK101132481SQ200710140328
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月9日 優先權日2006年8月22日
發明者渡辺洋二 申請人:奧林巴斯映像株式會社