JP2001069401A5

JP2001069401A5 -

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Publication number: JP2001069401A5
Application number: JP1999241750A
Authority: JP
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2019-08-27

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】光学像を電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段により変換された電気信号に基づき被写界輝度を求める測光手段と、前記測光手段の測光結果に基づき露出制御を行う露出制御手段と、を有する露出制御装置であって、
前記測光手段は、複数の垂直同期期間に異なる露出条件で複数回の露光を行うと共に、前記複数回の露光によって得られた画像に基づく複数の被写界輝度を求める第１の測光手段を含み、前記露出制御手段はその中から一つの被写界輝度を選択し、選択された該被写界輝度値に基づき露出制御を行うことを特徴とする露出制御装置。
【請求項２】撮像された被写界の輝度成分を積分する積分手段を持ち、前記第１の測光手段は、前記積分手段の出力に基づいて被写界輝度を導出することを特徴とする請求項１に記載の露出制御装置。
【請求項３】撮像された被写界の輝度分布を生成する輝度分布生成手段を持ち、前記第１の測光手段は、前記輝度分布生成手段の出力に基づいて被写界輝度を導出することを特徴とする請求項１に記載の露出制御装置。
【請求項４】前記測光手段は、複数の垂直同期期間に複数の露出条件で露光を行い
、露光が行われたつぎの垂直同期期間内に、露光された画像に基づく複数の被写界輝度の中から一つの被写界輝度を選択し出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項５】前記露出制御手段は、予め設定された制御値に基づき露出制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項６】前記第１の測光手段は、各露出制御下で測光可能なダイナミックレンジの少なくとも一部が重なり合うように設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項７】前記第１の測光手段は、各露出制御下で測光可能なダイナミックレンジが重なり合わないように設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項８】前記第１の測光手段は、各露出制御下で測光可能なダイナミックレンジのフルレンジの少なくとも一部を使用することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項９】前記測光手段により算出された被写界輝度が所定の露出範囲内にある場合は、前記測光手段による測光のみを行い、前記露出制御手段は、その測光結果に基づく露出制御を禁止することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項１０】前記複数の垂直同期期間に一回の露光を行い、その露光によって得られた画像に基づき被写界輝度を求める第２の測光手段を更に有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項１１】前記第２の測光手段による一度の測光で被写界輝度を測光できるかを事前に判定する判定手段を持ち、該判定手段によって、前記第２の測光手段により一度の測光で被写界輝度を測光できないと判断した場合には、前記第１の測光手段で測光を行い、それ以外は前記第２の測光手段で測光を行うことを特徴とする請求項１０に記載の露出制御装置。
【請求項１２】前記第１の測光手段で測光した後に少なくとも前記第２の測光手段で測光した結果に基づいて露出制御を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載の露出制御装置。
【請求項１３】前記光電変換手段によって得られた電気信号を表示更新する表示手段を有し、前記表示手段に前記電気信号が表示更新されている間は、前記第２の測光手段による測光によって被写界輝度を求めることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項１４】前記第２の測光手段により得られた被写界輝度に基づき露出制御を行う第１の露出制御手段と、予め設定された制御値に基づき露出制御を行う第２の露出制御手段とを備えることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の露出制御装置。
【請求項１５】光学像を電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段により変換された電気信号に基づき被写界輝度を求める測光手段と、前記測光手段の測光結果に基づき露出制御を行う露出制御手段と、を有する露出制御装置における露出制御方法であって、
前記測光手段は、複数の垂直同期期間に異なる露出条件で複数回の露光を行うと共に、前記複数回の露光によって得られた画像に基づく複数の被写界輝度を求める第１の測光手段を含み、前記露出制御手段はその中から一つの被写界輝度を選択し、選択された該被写界輝度値に基づき露出制御を行うことを特徴とする露出制御方法。
【請求項１６】撮像された被写界の輝度成分を積分する積分手段を持ち、前記第１の測光手段は、前記積分手段の出力に基づいて被写界輝度を導出することを特徴とする請求項１５に記載の露出制御方法。
【請求項１７】撮像された被写界の輝度分布を生成する輝度分布生成手段を持ち、前記第１の測光手段は、前記輝度分布生成手段の出力に基づいて被写界輝度を導出することを特徴とする請求項１５に記載の露出制御方法。
【請求項１８】前記測光手段は、複数の垂直同期期間に複数の露出条件で露光を行い、露光が行われたつぎの垂直同期期間内に、露光された画像に基づく複数の被写界輝度の中から一つの被写界輝度を選択し出力することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項１９】前記露出制御手段は、予め設定された制御値に基づき露出制御を行うことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２０】前記第１の測光手段は、各露出制御下で測光可能なダイナミックレンジの少なくとも一部が重なり合うように設定されていることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２１】前記第１の測光手段は、各露出制御下で測光可能なダイナミックレンジが重なり合わないように設定されていることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２２】前記第１の測光手段は、各露出制御下で測光可能なダイナミックレンジのフルレンジの少なくとも一部を使用することを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２３】前記測光手段により算出された被写界輝度が所定の露出範囲内にある場合は、前記測光手段による測光のみを行い、前記露出制御手段は、その測光結果に基づく露出制御を禁止することを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２４】前記複数の垂直同期期間に一回の露光を行い、その露光によって得られた画像に基づき被写界輝度を求める第２の測光手段を更に有することを特徴とする請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２５】前記第２の測光手段による一度の測光で被写界輝度を測光できるかを事前に判定する判定手段を持ち、該判定手段によって、前記第２の測光手段により一度の測光で被写界輝度を測光できないと判断した場合には、前記第１の測光手段で測光を行い、それ以外は前記第２の測光手段で測光を行うことを特徴とする請求項２４に記載の露出制御方法。
【請求項２６】前記第１の測光手段で測光した後に少なくとも前記第２の測光手段で測光した結果に基づいて露出制御を行うことを特徴とする請求項２４または２５に記載の露出制御方法。
【請求項２７】前記光電変換手段によって得られた電気信号を表示更新する表示手段を有し、前記表示手段に前記電気信号が表示更新されている間は、前記第２の測光手段による測光によって被写界輝度を求めることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２８】前記第２の測光手段により得られた被写界輝度に基づき露出制御を行う第１の露出制御手段と、予め設定された制御値に基づき露出制御を行う第２の露出制御手段とを備えることを特徴とする請求項２４〜２７のいずれか１項に記載の露出制御方法。
【請求項２９】請求項１５〜２８のいずれか１項に記載の露出制御方法を構成するステップがコンピュータから読出し可能に格納されている記録媒体。

【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の露出制御装置は、光学像を電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段により変換された電気信号に基づき被写界輝度を求める測光手段と、前記測光手段の測光結果に基づき露出制御を行う露出制御手段と、を有する露出制御装置であって、前記測光手段は、複数の垂直同期期間に異なる露出条件で複数回の露光を行うと共に、前記複数回の露光によって得られた画像に基づく複数の被写界輝度を求める第１の測光手段を含み、前記露出制御手段はその中から一つの被写界輝度を選択し、選択された該被写界輝度値に基づき露出制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の露出制御方法は、光学像を電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段により変換された電気信号に基づき被写界輝度を求める測光手段と、前記測光手段の測光結果に基づき露出制御を行う露出制御手段と、を有する露出制御装置における露出制御方法であって、前記測光手段は、複数の垂直同期期間に異なる露出条件で複数回の露光を行うと共に、前記複数回の露光によって得られた画像に基づく複数の被写界輝度を求める第１の測光手段を含み、前記露出制御手段はその中から一つの被写界輝度を選択し、選択された該被写界輝度値に基づき露出制御を行うことを特徴とする。

ここで、図５〜図９は本実施形態における自動露出制御手段のフローチャートを示している。この実施形態の自動露出制御手段は、システム制御回路５０のプログラム領域５２に書き込まれ、ＣＰＵによる演算結果に基づいて露出制御手段４０を制御して行う。また、この自動露出制御は撮影動作準備期間、本露光動作直前、画像表示部２８への画像表示準備期間、画像表示部２８への画像表示中に応じて、露出制御速度や露出制御精度を一義的に決定して制御を行うようにしている。この自動露出制御は内部状態を記憶し、その状態の遷移に応じて、自らの露出制御方法を決定していく。

なお、画像処理回路２０には、積分回路の他に入力された画像データ中の輝度成分のレベル毎に各レベルの検出度合いを示す頻度をカウントすることが（以下、輝度分布抽出手段）可能である。また、測光手段は各領域内の１画素単位で高輝度および低輝度の閾値を持ち、各領域毎の評価値を演算する際にその閾値を越え、あるいは下回る画素のデータは破棄して演算する。測光手段はさらに、各領域ごとの評価値に所定の重み付けを行う。そして、評価測光、中央重点測光およびスポット測光等の測光モードに応じて適正露出レベルからのずれ量に相当する輝度（ΔＢｖ）値を算出する。勿論、画像処理回路２０内に構成し、積分或いは、輝度分布生成時に余分なデータを排除してもよい。

図１１に示すタイミングチャートでは、第１の演算結果によって決定したつぎの目標露出制御値に基づく露出制御動作が、つぎの撮像素子の露光時間にまたがらない範囲、すなわち撮像素子のクリアパルスが停止する前までに制御が完了している。なお、被写界輝度によっては必ずしもこれが保証されるものではない。したがって、第１の演算結果によって決定したつぎの目標露出制御値に基づく露出制御動作が、撮像素子のクリアパルスにまたがってしまう程露光時間が長い場合には、つぎの撮像素子の露出結果を使用せずに、更につぎの垂直転送パルス、すなわち撮像素子の読み出しパルスが出力されるまで積分されたデータを使用できなくなる。先に２つの垂直同期期間で一度の露出制御が行われる説明したが、実際には２〜３つの垂直同期期間で一度の露出制御になる。もちろん、輝度分布抽出手段によるヒストグラム生成時にも同様のことが言える。

第１の制御値で測光可能な範囲は、Ｅｖ１３からＥｖ１７であり、第２の制御値で測光可能な範囲は、Ｅｖ１０からＥｖ１４、第３の制御値で測光可能な範囲はＥｖ７からＥｖ１１になる。また、これらの制御値は詳細には撮像素子１４や絞りの仕様によって変化する。図８に示した測光方式のフローチャートでは、Ａｖ値およびＤＧ値は、いずれの制御値に対しても共通に固定値であり、Ｔｖ値のみで制御する場合の動作である

第1の制御を行った垂直同期期間では、撮像素子に露光のみを行い、光束積分は行って結果を使用しないか、積分を行わなくてもよい。第1の露光中に発生する第2の垂直同期信号の立下りのタイミングで第2の電子シャッター制御を行い、読み出しパルスのタイミングで絞り制御を行う。第2の制御を行った第２の垂直同期期間では、第2の撮像素子の露光と共に、第1の垂直同期期間に露光した画像の光束積分を行い、積分領域終了に伴って第1の積分結果を読み出し、第1のΔＢｖ値を求める。また、第1の垂直同期期間と同様に撮像素子の第２の露光中に発生する第3の垂直同期信号の立下りのタイミングで、第3の電子シャッター制御を行い、読み出しパルスのタイミングで絞り制御を行う。また、第2の垂直同期期間と同様に第3の垂直同期期間の制御を行う。第3の露光を行った次の第４の垂直同期期間では、第3の光束積分と第3のΔＢｖ値の算出を行い、過去の３つの垂直同期期間内に算出したΔＢｖ値の中から択一する。択一されたΔＢｖと、このΔＢｖ値を測光した時の露出制御値から目標ΔＢｖ値を求め、プログラム線図から一義的に決定される目標制御値を算出して制御を行う。

続いて測光手段を起動して測光を行い、Ｂｖ値およびΔＢｖ値を得る（ステップＳ５１０）。画像表示期間モード（Ｍｏｄｅ＝２）あるいは本露光動作直前モード（Ｍｏｄｅ＝４）であった場合（ステップＳ５１１）には、適正露出フラグ状態を調べる（ステップＳ５１５）。ＯＮ状態であった場合には、測光したΔＢｖ値が露出監視範囲内であるかを調べる（ステップＳ５１６）。範囲内であった場合には何もせずに戻る。また、露出監視範囲内でなかった場合（ステップＳ５１６）および適性露出フラグがＯＦＦ状態であった場合（ステップＳ５１７）には、測光した目標Ｂｖ値にＳｖ値を加えて露出制御値算出手段に入力し、目標Ａｖ値、Ｔｖ値およびＤＣ値を求め（ステップＳ５１７）、各制御値に基づいて制御処理を行う（ステップＳ５１８）。

画像表示期間モードでなかった場合には、撮影準備動作期間モード（Ｍｏｄｅ＝３）であるかを判定する（ステップＳ５３５）。撮影準備動作期間モードであった場合には、画像表示フラグを判定する（ステップＳ５３６）。画像表示フラグがＯＮ設定されている場合には、モード変更時（ステップＳ５０３）に記憶した直前のモードにおける被写界輝度を戻す（ステップＳ５３７）。画像表示フラグが設定されていない場合には、スキャン測光を行って（ステップＳ５３８）戻る。

システム制御回路５０は、電源制御手段８０により電池等により構成される電源８６の残容量や動作状況が画像処理装置１００の動作に問題があるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。問題があれば表示部５４を用いて画像や音声により所定の警告表示を行った後（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３に戻る。電源８６に問題がないならば、システム制御回路５０は記録媒体２００あるいは２１０の動作状態が画像処理回路１００の動作、特に記録媒体に対する画像データの記録再生動作に問題があるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。問題があれば表示部５４を用いて画像や音声により所定の警告表示を行った後（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３に戻る。記録媒体２００あるいは２１０の動作状態に問題がないならば（ステップＳ１０７）、表示部５４を用いて画像や音声により画像処理装置１００の各種設定状態の表示を行う（ステップＳ１０９）。なお、画像表示部２８の画像表示がＯＮであったならば、画像表示部２８も用いて画像や音声により画像処理装置１００の各種設定状態の表示を行う。

自動露出制御のアルゴリズムを使用して、ステップＳ１１３においてＭｏｄｅ＝１に指定して自動露出制御を起動すると、スキャン測光によるＢｖ値に基づいて制御を行って被写界輝度を短時間で測定する。また、その他の操作が行われずに、Ｍｏｄｅ＝２を指定して自動露出制御が起動された場合、測光したΔＢｖ値に応じて制御もしくは監視が行われる。図示されていないが、制御を行う場合には測光したΔＢｖ値の大きさに応じて除算圧縮を行った後にプログラム線図から制御値を求めている。こうすることにより、表示されている画像の輝度的変化がある時定数をもって制御される。