JP2003008985A - デジタルカメラの露出制御方法 - Google Patents
デジタルカメラの露出制御方法Info
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Abstract
写体の輝度レベルを検出して露出制御を行うことによ
り、露出量が適正になり、デジタルカメラにおける精度
の高いデジタルカメラの露出制御方法および装置を提供
する。 【解決手段】 外光照度を検出する手段7と、上記で検
出された外光照度に基づいて補助光が必要か否かを判断
する手段9と、補助光の発光前に、外光下で、AE枠内
で被写体の輝度レベルを検出し、補助光の発光後に、補
助光下で、AF枠内で被写体の輝度レベルを再検出する
手段7と、AF枠の露出量はAE枠の露出量よりも激増
したか否かを判断する手段9と、上記の判断ステップで
激増したと判断された場合には、AE枠内での輝度レベ
ルに基づいて露出制御を行い、激増しないと判断された
場合には、AF枠内での輝度レベルに基づいて露出制御
を行う手段11とを備える。
Description
を補助するために、オートフォーカスの間だけ一時的に
オートフォーカス補助光を被写体に照射する補助光発光
装置を備えたデジタルカメラの露出制御方法および装置
に関する。
ンズに設けた絞りの開口度、撮像素子であるCCDの電
子シャッタ量、およびCCDから出力される撮像信号の
利得をそれぞれ設定して被写体の露出制御が行われてい
る。また、多くのデジタルカメラでは、オートフォーカ
ス(以下、AF)装置として山登りオートフォーカスを
用いている。ここで、オートフォーカスとは、撮影レン
ズの焦点を自動的に被写体に合わせることであり、被写
体までの距離を測定して焦点を合わせるものである。ま
た、山登りオートフォーカスは、CCDから検出された
輝度レベルの高周波成分が最大となるレンズ位置を合焦
位置とするAFの測距原理である。
なコントラストがないときは、被写体像の位置を決定す
ることができなくなり、焦点調節を行うことができな
い。そこで、暗い背景の中では被写体の輝度レベルが低
く、十分なコントラストがない場合に自動フォーカシン
グを行うが、その際には、撮像信号の利得を大きくする
露出制御を行っている。しかし、暗闇など周辺光量が極
端に少なく輝度レベルが非常に低くなる場合では、撮像
信号の利得を大きくする露出制御を行っても輝度レベル
が不足し、自動フォーカシングの精度を上げられない場
合がある。そこで、最近のデジタルカメラでは、輝度レ
ベルの不足を補助するために、AF補助光を被写体に照
射することも行われている。このようなデジタルカメラ
では、AF補助光を発光する補助光発光装置は、カメラ
ボディに内蔵されるか、あるいは暗い環境や逆光条件で
の撮影に際して被写体を照明し適正露出とするためのフ
ラッシュ装置に組み込まれ、必要に応じてカメラボディ
に取り付けられる。
量(絞りの開口度、CCDの電子シャッタ量、撮像信号
の利得)は、被写体の輝度レベルと、逐次書込みが必要
な記憶素子であるRAMに格納された目標値とを比較し
て逐次フィードバックすることにより得られる。このた
め、被写体の輝度レベルが適正でない場合には、露出の
制御量も適正でなくなる。
体のモニタリングを行う際には輝度レベルに基づいて露
出制御量が更新されるが、自動フォーカッシング時には
露出制御量が更新されていなかった。しかしながら、補
助光が発光される場合には、すなわち、背景が明るい場
所の場合には、モニタリング時と自動フォーカッシング
時とで各輝度レベルが変らないときは露出制御量が更新
されなくても問題ないが、モニタリング時と自動フォー
カッシング時とで被写体の輝度レベルが変化するときに
は、モニタリング時の被写体の輝度レベルを使用する
と、露出制御量が適正値でなくなってしまう。このよう
な理由から、従来のAF補助光を使用するデジタルカメ
ラでは自動フォーカシングの精度を上げることができな
かった。これを改善して補助光の発光後も適正な露出制
御を行うためには、補助光の発光後に被写体の輝度レベ
ルを再度検出することにより新たな露出制御量を計算す
る必要がある。
ラで撮影を行う場合、撮影時の画像のフォーカスを合わ
せるためには被写体に充分なコントラストが必要であ
る。コントラストが不足する状況は輪郭のはっきりしな
い被写体など多々あるが、被写体の輝度レベルが低いた
めにコントラストがとれない場合には、輝度レベルを上
げることによってフォーカスを合わせることが可能とな
る。つまり自動フォーカッシング時に、モニタリング時
に比べ撮像信号の利得を大きくする露出制御を行ってや
ればよい。こうすることによっても尚、輝度レベルが不
足して充分なコントラストが得られないような状況で
は、LEDなどのAF補助光を被写体に照射することに
より被写体の輝度レベルを上げてフォーカスを合わせ
る。AF補助光を発光する補助光発光装置を具備したカ
メラでは、フォーカスを合わせる際、被写体の存在する
場所の光量が低いと判定すれば補助光を発光するように
制御される。
での遷移シーケンスは、モニタリングモード→スキャン
AFモード→撮影モードの順で遷移する。ここで、モニ
タリングモードは、撮像画像のデータを記憶媒体(DR
AM)に取り込むことなく表示部に表示して、被写体を
モニタリングするモードである。
に行われるフォーカスを合わせるためのモードである。
たとえば、シャッタボタンを半押しする状態である。こ
の際、AFを合わせやすくするために絞りの開口度を開
放に近づけ焦点深度を浅くしている。また、被写体の輝
度レベルが低い場合には、十分なコントラストをとるた
めに撮像信号の利得を大きくする露出制御を行う。撮影
モードは画像を記録するモードである。
(絞りの開口度、CCDの電子シャッタ量、撮像信号の
利得)はフレームレート毎に行われるが、カメラの動作
モードがモニタリングモードからスキャンAFモードに
遷移した際に新たにスキャンAFモードで露出制御を行
うことはなかった。このため、補助光が発光した場合に
は輝度レベルが変化するにも係わらず露出制御は変化せ
ず、その結果、補助光発光時の露出が適正値から外れる
ことになり、自動フォーカシングの精度が落ちるという
問題があった。
めになされたもので、輝度レベルが変化する補助光発光
後にも再度露出制御を行うことにより、補助光発光時も
露出が適正になり、自動フォーカシングの精度の高いデ
ジタルカメラの露出制御方法を提供することを目的とす
る。
めに、本発明は、補助光を発光する補助光発光手段を有
するデジタルカメラの露出制御方法において、外光照度
を検出するステップと、検出された外光照度に基づいて
補助光が必要か否かを判断するステップと、助光の発光
前に、外光下で、モニタリングモード時のAE枠内で被
写体の輝度レベルを検出するステップと、補助光の発光
後に、補助光下で、スキャンAFモード時のAF枠内で
被写体の輝度レベルを再検出するステップと、AF枠の
露出量はAE枠の露出量よりも激増したか否かを判断す
るステップと、判断ステップで激増したと判断された場
合には、AE枠内での輝度レベルに基づいて露出制御を
行い、激増しないと判断された場合には、AF枠内での
輝度レベルに基づいて露出制御を行いうステップと、を
備えたことを特徴とする。
の開口度、撮像素子の電子シャッタ量、および撮像素子
から出力される撮像信号の利得の制御を行うことを特徴
とする。
方法では、補助光発光後の露出量と補助光発光前の露出
量との比が所定の閾値を超えた場合には、AF枠内での
露出量を制限することを特徴とする。
発光手段を有するデジタルカメラの露出制御装置におい
て、外光照度を検出する手段と、前記で検出された外光
照度に基づいて補助光が必要か否かを判断する手段と、
補助光の発光前に、外光下で、モニタリングモード時の
AE枠内で被写体の輝度レベルを検出する手段と、補助
光の発光後に、補助光下で、スキャンAFモード時のA
F枠内で被写体の輝度レベルを再検出する手段と、AF
枠の露出量はAE枠の露出量よりも激増したか否かを判
断する手段と、上記の判断ステップで激増したと判断さ
れた場合には、AE枠内での輝度レベルに基づいて露出
制御を行い、激増しないと判断された場合には、AF枠
内での輝度レベルに基づいて露出制御を行いう手段と、
を備えたことを特徴とする。
装置における露出制御手段は、絞りの開口度、撮像素子
の電子シャッタ量、および撮像素子から出力される撮像
信号の利得の制御を行うことを特徴とする。
装置では、補助光発光後の露出量と補助光発光前の露出
量との比が所定の閾値を超えた場合には、AF枠内での
露出量を制限することを特徴とする。
一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。図1は、本発明の一実施の形態のデジタルカメラ制
御部の回路構成を示すブロック図である。図1に示すよ
うに、本実施の形態のデジタルカメラは、被写体の受光
を行うレンズ1および露出を調整する絞り2と、レンズ
1からの被写体の光像が結像される撮像素子であるCC
D3とを備える。CCD3の出力端子には、CCD3か
ら出力される撮像信号のサンプルホールドと利得制御と
を行う保持・利得制御回路4が接続される。この保持・
利得制御回路4には、利得制御された撮像信号をAD変
換するA/D変換器5が接続される。
各種の信号処理を行う映像信号処理回路6が接続され
る。この映像信号処理回路6には、映像信号から抽出さ
れる所定画像領域の輝度信号の積分値を輝度レベルとし
て検出する輝度レベル検出器7が接続される。
タ8は、露出制御回路9、デバイス制御回路10、およ
び演算回路14で構成される。この露出制御回路9は、
上記輝度レベル検出器7の出力端子に接続される。この
露出制御回路9は、輝度レベル検出器7により検出され
る輝度レベルに基づいて適正な露出が行われているか否
かを判定し、得られる判定データに基づいて各デバイス
の制御データ、すなわち、絞り2の開口度データ、CC
D3の電子シャッタ量データ、および保持・利得制御回
路4の利得データを演算する機能を有している。また、
露出制御回路9には図示しないRAMが設けられ、この
RAMに、輝度レベル検出器7により検出される輝度レ
ベルに基づいて、露出制御を行う場合に必要な各種のデ
ータが書き込まれ、またこのRAMから各種のデータが
読み出される。
には、各デバイスの駆動信号を出力するデバイス制御回
路10が接続される。このデバイス制御回路10の第1
の出力端子10aには絞り駆動部11が接続され、絞り
駆動部11の出力信号で絞り2を駆動するようになって
いる。デバイス制御回路10の第2の出力端子10bに
は、CCD3の電子シャッタを制御するタイミング信号
を出力するタイミング発生回路12が接続される。ま
た、デバイス制御回路10の第3の出力端子10cに
は、前記保持・利得制御回路4が接続される。
演算回路14が接続される。この演算回路14は、輝度
レベル検出器7により演算される輝度レベル、即ち、映
像信号から抽出される所定画像領域の輝度信号の積分値
と、露出制御回路9において輝度レベルに基づいて演算
される各デバイスの制御データとから、AF補助光発光
の有無を演算するものである。この演算回路14の出力
端子にはAF補助光発光LED15が接続され、必要に
応じてAF補助光発光LED15が発光される。
ルカメラの露出制御動作を説明する。本実施の形態で
は、スキャンAFモードにおいて補助光が発光して、被
写体の輝度レベルを変化させる時の露出制御を考える。
すなわち、モニタリング時と補助光発光後の自動フォー
カッシング時とで輝度レベルが変化するが、この自動フ
ォーカッシング時にも被写体の輝度レベルを再度検出
(CCDで光を取り込むこと)して露出制御することに
より自動フォーカシングの精度を上げるようにしたもの
である。なお、補助光が発光するのは、周辺光量が少な
く輝度レベルが低い場合であり、周辺光量が多い場合に
は補助光は発光しない。
な流れを示すシーケンス図である。図2において、
(i)最上段からカメラ動作モードの遷移シーケンス、
(ii)補助光のオン/オフ、(iii)CCD3の取込み
(検出)、(iv)映像信号処理回路6での演算および
(v)露出量計算を示す。このときの横軸の数字はフレ
ームレートの番号(以下、フレーム番号)を表してい
る。同図に示すように、モニタリングモードa1 での最
後の露出量計算をフレーム番号0としている。
して説明する。露出量計算がフレーム番号0まではモニ
タリングモードa1であるので、モニタリングモード時
に適正な露出が得られるような輝度レベル検出枠(以
下、AE枠と記す)で輝度レベルを検出し、露出量計算
を行う。ここで、AE枠は、液晶ディスプレイ全体の領
域を指す。露出量計算のフレーム番号1以降はスキャン
AFモードa2であるので、通常はスキャンAFモード
時に適正な露出が得られるような輝度レベル検出枠(以
下、AF枠と記す)で輝度レベルを検出し、露出量計算
を行う。ここで、AF枠は、液晶ディスプレイ領域中の
画面中央の一部領域を指す。
1からスキャンAFモードa2に遷移するとき、検出枠
は上記したようにAE枠からAF枠に変わる。これは自
動フォーカシングを行うときには、画角の中で被写体が
存在する可能性が高いと思われる検出枠を予め用意し
て、その検出枠内の輝度レベルを検出することによっ
て、自動フォーカシングの精度を上げる必要があるから
である。さらに、ズームを行う場合には、AF枠は、補
助光の照射範囲なども考慮して、自動フォーカシングを
行うための最適な検出枠に変動する。但し、AF枠の適
性露出量を用いて制御したときに、画像の輝度レベルが
モニタリングモード時に比べて激増する場合は、モニタ
リングモード時と同様に、検出枠としてAE枠を用い
る。
のフレーム番号1は、図2の矢印Aの流れ、すなわち、
(iii)CCD3の取込み、(iv)映像信号処理回路6
での演算、(v)露出量計算が矢印Aの流れにより、C
CD取込みのフレーム番号1での輝度レベルを基に行わ
れる{(1)露出量決定}。このため、露出量計算は、
補助光が発光される前(補助光オフ)の輝度レベルによ
って計算されることになる。すなわち、露出量計算のフ
レーム番号1では、すでにスキャンAFモードに遷移し
ているので、AF枠を選択することにより、被写体の輝
度レベルを検出して、露出量を計算する。
露出量は、図2の矢印Bの流れで、フレーム番号4(斜
線で示す)のCCD取込みのときに反映される{(2)
露出量が反映}。CCD取込みの番号4のときは既に補
助光が発光(補助光オン)されており、矢印Cの流れで
露出量計算(フレーム番号4)が行われる{(3)補助
光発光後の露出量決定}。このときは補助光が発光され
るので画像の輝度レベルが増加する。このときには、A
F枠を選択して検出を行うことにより輝度レベルを検出
し、露出量を計算する。
値よりも大きいときには、画像の輝度レベルの急変を抑
制するように露出量を制限する。この制限は、露出の変
化量が所定の閾値を超えた場合に行う。ここで、所定の
閾値は露出制御回路12内の図示されないRAMにあら
かじめ設定しておくようにする。こうして計算された露
出量は矢印Dの流れでCCD取込みのフレーム番号7の
ときに反映される{(4)露出量が反映}。このCCD
取込みのフレーム番号7のときには、補助光発光後の露
出量が設定されることにより、被写体の充分なコントラ
ストを得て自動フォーカシングの精度を上げることがで
きる。これでもなお、補助光発光後の露出量が適正値か
ら外れている場合、この手順を繰り返すことにより、露
出の精度が上がり、更に自動フォーカシングの精度を上
げることが可能となる。
る露出制御の流れを示すフローチャートである。同図に
おいて、まず、デジタルカメラで外光照度を検出し(ス
テップS1)、補助光が必要か否かが判断される(ステ
ップS2)。補助光が必要と判断されると(ステップS
2でYesの場合)、前フレームで計算された露出量に
基づいた検出値をCCD3で取込み(ステップS3)、
映像信号処理回路6で演算される(ステップS4)。そ
の後、次に、補助光が発光され(ステップS5)、AE
枠およびAF枠についての露出量計算が行われる(ステ
ップS6)。
AE枠の露出量よりも激増したか否かが判断され、激増
しなかったときはAF枠の露出選択を行い(ステップS
8)、激増したときはAE枠の露出選択を行い(ステッ
プS9)、ステップS10に進む。ステップS10で、
露出の変化量が閾値を超えたか否かが判断され、露出の
変化量が閾値を超えたときには露出量が制限され(ステ
ップS11)、ステップS12に進む。一方、ステップ
S10で、露出の変化量が閾値を超えないときには露出
量を制限することなくステップS12に進む。
検出値をCCD3で取込み、映像信号処理回路6で演算
される(ステップS8)。その後、AE枠およびAF枠
についての露出量計算が行われる(ステップS14)。
がAE枠の露出量よりも激増したか否かが判断され、激
増しなかったときはAF枠の露出選択を行い(ステップ
S16)、激増したときはAE枠の露出選択を行い(ス
テップS17)、ステップS18に進む。ステップS1
8では、露出の変化量が閾値を超えたか否かが判断さ
れ、露出の変化量が閾値を超えたときには露出量が制限
され(ステップS19)、ステップS20に進み、露出
の変化量が適正か否かが判断される。一方、ステップS
18で、露出の変化量が閾値を超えないときには露出量
を制限することなくステップS20に進む。
ない場合には、ステップS12に戻り、ステップS12
〜ステップS20の手順を繰り返す。ステップS20
で、露出の変化量が適正である場合には、ステップS1
4で得られた露出量に基づいてステップS21で適正な
露出制御が行われる。
(ステップS2でNoの場合)、検出値をCCD3で取
込み(ステップS22)、映像信号処理回路6で演算さ
れる(ステップS23)。その後、AE枠およびAF枠
について各露出量計算が行われ(ステップS24)、ス
テップS24で得られた各露出量に基づいて露出制御が
行われる(ステップS25)。
ば、自動フォーカッシング時に補助光を発光させて被写
体の輝度レベルを検出し、その輝度レベルで露出量を求
め、その露出量によって露出制御を行うので、露出制御
が適正になり、自動フォーカシングの精度の向上を図る
ことができる。
ング時に補助光を発光させて被写体の輝度レベルを検出
し、その輝度レベルで露出量を求め、その露出量によっ
て露出制御を行うので、暗い場所での撮影が可能にな
る。
AE枠の露出量よりも激増したか否かを判断し、前記判
断ステップで激増したと判断された場合には、AE枠内
での輝度レベルに基づいて露出制御を行うので、スキャ
ンAFモードを実行することなく露出制御ができるの
で、露出制御が迅速になる。
せて被写体の輝度レベルを検出するので、マニュアルモ
ードなどでユーザが意図的に適正露出外の設定をして
も、被写体の輝度レベルを再検出することによって自動
フォーカシングが可能となる効果もある。
の回路構成を示すブロック図である。
示す説明図である。
流れを示すフローチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 補助光を発光する補助光発光手段を有す
るデジタルカメラの露出制御方法において、 外光照度を検出するステップと、 前記で検出された外光照度に基づいて補助光が必要か否
かを判断するステップと、 補助光の発光前に、外光下で、モニタリングモード時の
AE枠内で被写体の輝度レベルを検出するステップと、 補助光の発光後に、補助光下で、スキャンAFモード時
のAF枠内で被写体の輝度レベルを再検出するステップ
と、 AF枠の露出量はAE枠の露出量よりも激増したか否か
を判断するステップと、 前記判断ステップで激増したと判断された場合には、A
E枠内での輝度レベルに基づいて露出制御を行い、激増
しないと判断された場合には、AF枠内での輝度レベル
に基づいて露出制御を行いうステップと、 を備えたことを特徴とするデジタルカメラの露出制御方
法。 - 【請求項2】 前記露出制御ステップは、絞りの開口
度、撮像素子の電子シャッタ量、および撮像素子から出
力される撮像信号の利得の制御を行うことを特徴とする
請求項1記載のデジタルカメラの露出制御方法。 - 【請求項3】 補助光発光後の露出量と補助光発光前の
露出量との比が所定の閾値を超えた場合には、前記AF
枠内での露出量を制限することを特徴とする請求項1記
載のデジタルカメラの露出制御方法。 - 【請求項4】 補助光を発光する補助光発光手段を有す
るデジタルカメラの露出制御装置において、外光照度を
検出する手段と、前記で検出された外光照度に基づいて
補助光が必要か否かを判断する手段と、補助光の発光前
に、外光下で、モニタリングモード時のAE枠内で被写
体の輝度レベルを検出し、補助光の発光後に、補助光下
で、スキャンAFモード時のAF枠内で被写体の輝度レ
ベルを再検出する手段と、AF枠の露出量はAE枠の露
出量よりも激増したか否かを判断する手段と、上記の判
断ステップで激増したと判断された場合には、AE枠内
での輝度レベルに基づいて露出制御を行い、激増しない
と判断された場合には、AF枠内での輝度レベルに基づ
いて露出制御を行いう手段と、を備えたことを特徴とす
るデジタルカメラの露出制御装置。 - 【請求項5】 前記露出制御手段は、絞りの開口度、撮
像素子の電子シャッタ量、および撮像素子から出力され
る撮像信号の利得の制御を行うことを特徴とする請求項
4記載のデジタルカメラの露出制御装置。 - 【請求項6】 補助光発光後の露出量と補助光発光前の
露出量との比が所定の閾値を超えた場合には、前記AF
枠内での露出量を制限することを特徴とする請求項4記
載のデジタルカメラの露出制御装置。
Priority Applications (7)
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