JP3510063B2 - スチルビデオカメラの露光量制御装置 - Google Patents

スチルビデオカメラの露光量制御装置

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JP3510063B2 JP30684796A JP30684796A JP3510063B2 JP 3510063 B2 JP3510063 B2 JP 3510063B2 JP 30684796 A JP30684796 A JP 30684796A JP 30684796 A JP30684796 A JP 30684796A JP 3510063 B2 JP3510063 B2 JP 3510063B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例では、本測光で絞りの段数を少なく設定しても、
最終的に設定される撮影時の絞りの段数は多く設定され
ているため、結局は絞りが変更される可能性が高く、ま
た、最終的に設定された絞りとシャッター速度による撮
像の輝度データを確認しないまま、本撮影を行うため、
必ずしも良好な絞りとシャッター速度に設定されるもの
ではなかった。
【0002】また、被写体の輝度が露光量を決定する途
中で変化したような場合には、最終的に撮影される被写
体に対する絞りとシャッター速度が、ずれてしまうこと
があった。一方、カメラと被写体との距離に応じてスト
ロボ発光時間を変更することにより露光量を制御する自
動ストロボ装置を備えたスチルビデオカメラでは、該距
離がある程度離れているときは、良好な露光量制御が行
えるが、距離がかなり接近した場合には、ストロボ発光
時間を短縮して露光量を制御することには限界があっ
た。
【0003】即ち、該ストロボの発光特性として、発光
時間が短すぎる場合には、発光量が増大する途中に当た
り、発光を停止した後も発光量がある程度まで増大しつ
づけるため、適正な露光量制御を行うことができなかっ
た。本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされた
もので、露光量を短時間でかつ高精度に制御できるよう
にすることを第1の目的とする。
【0004】また、フリッカー発生時等のように被写体
の輝度が露光量設定の途中で変化するような場合にも対
処できるようにすることを第2の目的とする。また、ス
トロボ撮影(ストロボ発光させての撮影) 時の露光量制
御を、カメラと被写体との距離が接近しているときにも
良好に行えるようにすることを第3の目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は、図1に実線で示すように、本撮影前に測定さ
れた被写体の輝度に応じて、本撮影時の露光量を制御す
るスチルビデオカメラの露光量制御装置において、前記
測定可能な輝度の範囲を複数に区分した各レベル領域毎
に、複数の絞り量とシャッター速度範囲との組み合わせ
を設定し、かつ、各組み合わせの輝度領域の境界部分が
相互に重なるようにシャッター速度範囲を拡大して設定
した露光量設定手段と、基準の絞り量及びシャッター速
度条件で撮像された被写体の輝度に基づいて、絞り量を
前記露光量設定手段における複数の設定値の中から選択
する絞り量選択手段と、該選択された絞り量に対して被
写体の輝度が目標値となるようにシャッター速度を算出
するシャッター速度算出手段と、前記算出されたシャッ
ター速度が、前記選択された絞り量に対応するシャッタ
ー速度範囲内にあって、かつ、選択された絞り量と算出
されたシャッター速度とで得られた被写体の輝度が目標
値近傍であるときに、該絞り量とシャッター速度とを本
撮影時の絞り量とシャッター速度として露光量を制御す
る露光量制御手段と、を含んで構成したことを特徴とす
る。 (作用・効果)このようにすれば、機械的に動かされる
絞り量を被写体の輝度に応じて選択された設定値に一度
セットすれば、後は、電子シャッター等で高速にセット
できるシャッター速度のみで露光量を設定すればすむた
め、露光量を速やかに設定でき、シャッターチャンスに
強く、高速連続撮影を行うことも可能となる。
【0006】また、各設定された絞り量に対応するシャ
ッター速度範囲を拡大して、輝度領域毎の境界部分が重
なるように設定しているため、輝度の測定誤差や露光量
の決定途中で被写体の輝度が変動することによって、算
出されたシャッター速度が輝度が境界付近で変動した場
合でも、拡大されたシャッター速度範囲内に収まりやす
く、絞り量を切り換えることなく、本撮影が可能とな
る。
【0007】また、請求項2に係る発明は、図1に一点
鎖線で示すように、前記算出されたシャッター速度が、
前記選択された絞り量に対応するシャッター速度範囲外
であるとき、及び、選択された絞り量と算出された目標
シャッター速度とで得られた撮像データの輝度と目標値
とのずれが大きいときは、それぞれ、絞り量の選択及び
シャッター速度の算出を、再度やり直す再試行手段を含
んで構成したことを特徴とする。 (作用・効果)撮影者がカメラを振って被写体が動いた
場合や、被写体にフリッカーが発生した場合等は、最初
に得られた被写体の輝度に対して、シャッター速度を算
出する際に選択された絞り量と所定のシャッター速度を
条件として撮像された被写体の輝度、あるいは、算出後
のシャッター速度条件で撮像された被写体の輝度が変化
することがある。
【0008】このような場合には、絞り量の選択及びシ
ャッター速度の算出をやり直すことにより、撮影時の状
況に良好に対応した絞り量とシャッター速度とを設定す
ることができ、以て、良好な露光量制御を行うことがで
きる。また、請求項3に係る発明は、前記再試行手段
は、絞り量の選択及びシャッター速度の算出を、設定回
以上やり直して、まだ、条件が満たされないときは、シ
ャッタ速度範囲の境界値を、本撮影時の絞り量及びシャ
ッター速度として決定することを特徴とする。 (作用・効果)被写体輝度の変動が大きすぎて何回露光
量の設定をやり直しても、条件が満たされない場合は、
いつまでも撮影できなくなってしまうので、設定回以上
やり直しの後に条件が満たされない場合は、得られたデ
ータでの一応の範囲で露光量を決定して撮影を行うこと
ができる。
【0009】また、請求項4に係る発明は、前記露光量
設定手段は、前記輝度の各領域毎に絞り量を設定した第
1のプログラム線図と、輝度と前記各設定された絞り量
とシャッター速度範囲との関係を設定した第2のプログ
ラム線図と、を備えて構成されていることを特徴とす
る。 (作用・効果)このように、第1のプログラム線図及び
第2のプログラム線図を設けることにより、絞り量選択
手段が、第1の第1のプログラム線図を用いて絞り量を
選択した後、シャッター速度算出手段が、第2のプログ
ラム線図を用いて速やかにシャッター速度を算出するこ
とができ、露光量の設定を可及的に高速化できる。
【0010】また、請求項5に係る発明は、図2に示す
ように、カメラと被写体との距離を測定する測距手段を
備え、該測定されたカメラと被写体との距離に応じてス
トロボ発光時間を変更することにより露光量を制御する
自動ストロボ装置を備えたスチルビデオカメラの露光量
制御装置において、前記測距手段によって測定されたカ
メラと被写体との距離が所定以上接近しているときに
は、絞り量を増大補正する絞り補正手段、を含んで構成
したことを特徴とする。 (作用・効果)カメラと被写体との距離が所定以上接近
してストロボの発光時間による露光量の制御が実質的に
困難であるときに、絞り量を増大補正することにより露
光量を適切に絞り制御することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図3は、本発明に係る自動合焦装置が適用される
スチルビデオカメラのハードウェア構成を示す。図にお
いて、撮像レンズ101,フォーカスレンズ102,ア
イリス絞り103等を備えた光学撮像系を介して得られ
た被写体の光画像は、固体撮像素子例えばCCD104
上に結像される。前記フォーカスレンズ102及びアイ
リス絞り103は、レンズ駆動回路121及びアイリス
駆動回路120により夫々駆動される。
【0012】前記CCD4では結像された光画像を光電
変換して電荷量に変換し、CCD駆動回路7からの転送
パルスによってアナログ電気画像信号として出力する。
CCD4から出力されたアナログ電気画像信号は、CD
S(相関二重サンプリング)回路でノイズが低減され、
また、AGCによりゲイン(利得) の調整が行われる。
そして、A/D変換器106でデジタル画像信号に変換
された後、プロセス回路109で輝度処理や色処理が施
されてデジタルビデオ信号(例えば、輝度信号と色差信
号) に変換される。
【0013】尚、メインCPU110は各部の動作の制
御を行っており、発光回路115によって駆動されるス
トロボ116は撮影時に発光するように制御される。ま
た、AE(自動露光量制御) ,AWB(ホワイトバラン
ス調整) ,AF(自動焦点制御) 処理は、全て撮像面の
データを用いてメインCPU110の制御により行う。
これらの処理はプロセス回路107がデータを供給して
やり、メインCPU110が演算処理を行い、絞り駆動
回路120、レンズ駆動回路121、及びCCD駆動回
路125、プロセス回路107内の色処理回路を制御す
ることで行う。また、メインCPU110は操作パネル
130の各種スイッチ(電源スイッチ,レリーズスイッ
チ,再生スイッチ等) の操作状態に応じて各部を制御
し、また、必要な情報を液晶表示部131に表示する。
【0014】尚、ここでは、メインCPU110がスチ
ルビデオカメラ全体を制御する場合を示したが、サブC
PUとメインCPUとで分担する構成としてもよい。こ
のデジタルビデオ信号を記録する際は、圧縮伸長回路1
08においてデータ圧縮が行われる。そして、記録再生
回路109によって、SRAMやフラッシュメモリ等で
構成されたメモリカード111に記録される。
【0015】再生する際は、メモリカード111に記憶
されているデジタルビデオ信号の圧縮データが記録再生
回路109によって読みだされる。そして圧縮伸長回路
108において圧縮データの伸長が行われ、元のサイズ
のデジタルビデオ信号に戻される。そして、D/A変換
器112でアナログのビデオ信号に変換されて、出力回
路113で所定のレベルのビデオ信号として外部の機器
に出力される。
【0016】また、スルー再生の際は、プロセス回路1
07からD/A変換器112にデジタルビデオ信号が直
接送られ、CCD104で撮像した映像がリアルタイム
でビデオ信号として外部に出力され続ける。次に、第1
の実施の形態における露光量制御を図4〜図6に基づい
て説明する。
【0017】図4は、最初に基準の絞り量とシャッター
速度とでCCD104に撮像を行って得られた輝度EV
に基づいて絞り量を決定するときに用いる第1のプログ
ラム線図を示す。図示のように、輝度EVが8≦EV<
11のときは絞り量F=2.8 、11≦EV<14のときはF=
5.6 、EV≧14のときはF=11となるように、3段階に
設定されている。
【0018】図5は、前記のようにして選択された各絞
り量に対するシャッター速度範囲を示したプログラム線
図を示す。図示のように、前記各絞り量とシャッター速
度に対応する輝度領域の境界部分が、斜線に示すように
相互に重なるようにシャッター速度範囲が設定されてい
る。なお、本図の輝度EVは前記基準の絞り量とシャッ
ター速度とで撮像されたときの輝度に対応している。
【0019】図6は、前記各プログラム図を用いつつ露
光量制御用の絞り量とシャッター速度とを決定するルー
チンのフローチャートを示す。該フローチャートに従っ
て説明する。ステップ(図ではSと記す。以下同様) 1
では、レリーズスイッチが半押されたか否かを判別し、
半押しされた場合にはステップ2へ進んで、本撮影時に
必要な情報を得るために被写体をCCD104に撮像す
る。ここで、露光量算出のため、最初は基準の絞り量F
0 とシャッター速度S0 との露光条件で撮像を行う。
【0020】ステップ3では、得られた撮像データによ
り、被写体の輝度EV0 を算出する。ステップ4では、
前記算出された輝度EV0 に基づいて、前記第1のプロ
グラム線図から、絞り量F1 を選択する。ステップ5で
は、前記選択された絞り量F1 と所定のシャッター速度
S1 とで撮像を行い、該撮像データにより、輝度EV1
を算出する。
【0021】ステップ6では、前記輝度EV1と目標値
とを比較して目標値が得られるシャッター速度S2を算
出する。即ち、算出された輝度EV1が目標値より大き
ければそれだけシャッター速度S2は大きくなり(露光
時間は短くなる) 、目標値より小さければ、それだけシ
ャッター速度S2も小さくなる。ステップ7では、前記
算出されたシャッター速度S2が、前記選択された絞り
量F1に対応して設定された速度範囲に入っているか否
かを判定する。
【0022】ステップ7で、シャッター速度S2が設定
範囲に入っていないと判定されたときは、誤差あるいは
被写体の輝度が変動したと判断してステップ2へ戻り、
新たに絞り量の選択とシャッター速度の算出とをやり直
す。ステップ7で、シャッター速度S2が設定範囲に入
っていると判定されたときは、ステップ8へ進んで前記
選択された絞り量F1 と算出されたシャッター速度S2
とで撮像を行い、該撮像データにより、輝度EV2を算
出する。
【0023】ステップ9では、前記算出された輝度EV
2を目標値と比較する。なお、この輝度EV2の目標値
は、被写体の絶対的な輝度(露光条件一定での輝度) に
応じて異なり、例えば、選択されている絞り量F1が大
きいほど小さい値に設定されている。露光量制御を行っ
て明るすぎる画像や暗すぎる画像を修正するとしても、
本来明るい画像は明るく暗い画像は暗く撮影されるのが
自然だからである。
【0024】ステップ9で輝度EV2が目標値近傍であ
ると判定されたときは、ステップ10へ進んで現在選択さ
れている絞り量F1と算出されているシャッター速度S
2とを、本撮影時の露光量制御用に用いることを決定す
る。また、ステップ9で輝度EV2が目標値近傍でない
と判定されたときは、ステップ11へ進み、前記シャッタ
ー速度S2が設定範囲内になかった場合も含めて輝度E
V2が目標値近傍でないために絞り量F1の選択とシャ
ッター速度S2の算出がやり直された回数を判断し、該
回数が3回未満つまり2回以下と判定されたときは、ス
テップ2へ戻って前記絞り量F1の選択とシャッター速
度S2の算出をやり直す。
【0025】また、ステップ11でやり直しの回数が3回
以上と判断されたときは、被写体の輝度の変動が大きい
状態であり、これ以上のやり直しは無駄であると判断し
て、現在のシャター速度範囲の大小いずれかの境界値の
うち、算出値S2に近い方の境界値をシャッター速度S
2として設定した後、ステップ10へ進んで前記選択され
た絞り量F1と設定されたシャッター速度S2とを、本
撮影時の露光量制御用に用いることを決定する。
【0026】このようにすれば、絞り量を複数個設定し
た中から選択し、シャッター速度をリニアに制御して露
光量を設定する構成であり、かつ、各設定された絞り量
に対応するシャッター速度範囲を拡大して、輝度領域毎
の境界部分が重なるように設定しているため、露光量の
決定途中で輝度の測定誤差や被写体の輝度の多少の変動
があったりしても、絞り量を被写体の輝度に応じて選択
された設定値に一度セットすれば、後は、電子シャッタ
ー等で高速にセットできるシャッター速度のみで露光量
を設定すればすむため、露光量を速やかに設定でき、シ
ャッターチャンスに強く、高速連続撮影を行うことも可
能となる。
【0027】また、撮影者がカメラを振るなどして被写
体が大きく変化した場合や、被写体にフリッカーが発生
したときには、絞り量の選択及びシャッター速度の算出
をやり直すことにより、撮影時の状況に良好に対応した
絞り量とシャッター速度とを設定して良好な露光量制御
を行うことができる。また、被写体輝度の変動が大きす
ぎて、3回など設定回以上やり直しても、目標の輝度が
得られない状況では、シャッター速度を設定範囲の境界
値に設定することにより得られたデータでの一応の範囲
で露光量を決定して撮影を行うことができる。
【0028】なお、本実施の形態では、選択された絞り
量F1と所定のシャッター速度S1とで得られた輝度E
V1と、目標値との比較でシャッター速度S2を算出す
る構成としたが、図7に示すように、選択された絞り量
F1と輝度EV1とに対するシャッター速度S2を第2
のプログラム線図として用意しておき、該線図からシャ
ッター速度S2を求めるようにすれば、露光量をより高
速に決定することができる。
【0029】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。前記ストロボ116は、発光時コンデンサに
蓄電された電荷を放電して発光させるものであり、スト
ロボ撮影を行うときには、基本的にはカメラと被写体と
の距離に応じてストロボの発光時間を制御することによ
り、露光量を制御する仕様となっている。
【0030】しかし、既述したように、該発光時間の制
御ではカメラと被写体との距離がある程度離れていると
きは、良好な露光量制御が行えるが、距離がかなり接近
した場合には、ストロボ発光時間を短縮して露光量を制
御しようとしても、図8に示すように、該ストロボの発
光時間が短すぎると発光停止後も発光量が増大しつづけ
る特性のため、良好な制御を行うには限界があった。
【0031】そこで、本実施の形態では、図9のフロー
チャートに示すような露光量制御を行う。以下、図9に
基づいて説明する。ステップ21では、レリーズスイッチ
が半押されたか否かを判別し、半押しされた場合にはス
テップ22へ進んで、本撮影時に必要な情報を得るために
被写体をCCD104に撮像する。
【0032】ステップ23では、ストロボ撮影条件か否か
を、前記撮像データの輝度から判定する。ステップ23で
ストロボ撮影条件であると判定された場合は、ステップ
24へ進み、カメラと被写体との距離を測定する。これ
は、前記撮像データの高周波成分等を用いたAF用のデ
ータを用いればよいが、別途公知の測距手段を備えて測
定してもよい。
【0033】ステップ24では、前記測定された距離L
が、所定値L0 以下に接近しているか否かを判定する。
そして、距離Lが所定値L0 より大きいと判定されたと
きは、ステップ26へ進み、通常の距離Lに応じたストロ
ボ発光時間の制御を行うことにより、露光量を制御する
が、距離Lが所定値L0 以下に接近していると判定され
たときには、ステップ進んでストロボ発光時間を最小時
間t0 一定に制御すると共に、絞り量を増大補正する。
この補正量は簡易的には一定としてもよいが、距離Lが
接近するほど絞り量を大きくするように制御すれば、よ
り高精度に露光量を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1及び請求項2の発明の構成・機能を示
すブロック図。
【図2】請求項4の発明の構成・機能を示すブロック
図。
【図3】実施の形態におけるスチルビデオカメラのハー
ドウェア構成を示すブロック図。
【図4】第1の実施の形態に使用する絞り量を設定した
第1のプログラム線図。
【図5】前記各絞り量に対するシャッター速度範囲を示
したプログラム線図。
【図6】第1の実施の形態における露光量制御のルーチ
ンを示すフローチャート。
【図7】目標輝度を得るための各絞り量に対するシャッ
ター速度を算出するための第2のプログラム線図。
【図8】ストロボの発光特性を示した図。
【図9】第2の実施の形態における露光量制御のルーチ
ンを示すフローチャート。
【符号の説明】
1 撮影レンズ 2 フォーカスレンズ 3 絞り 4 CCD 5 レンズ駆動回路 6 アイリス駆動回路 7 CCD駆動回路 8 A/D変換器 9 プロセス回路 10 圧縮回路 11 記録回路 12 ICカード 13 デジタルAF評価器 14 メインCPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G03B 15/05 G02B 7/11 N // H04N 101:00 G03B 3/00 A (56)参考文献 特開 平4−29125(JP,A) 特開 平5−308567(JP,A) 特開 平3−179433(JP,A) 特開 平8−95127(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/235 G03B 7/097 G03B 7/16

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本撮影前に測定された被写体の輝度に応じ
    て、本撮影時の露光量を制御するスチルビデオカメラの
    露光量制御装置において、 前記測定可能な輝度の範囲を複数に区分した各レベル領
    域毎に、複数の絞り量とシャッター速度範囲との組み合
    わせを設定し、かつ、各組み合わせの輝度領域の境界部
    分が相互に重なるようにシャッター速度範囲を拡大して
    設定した露光量設定手段と、 基準の絞り量及びシャッター速度条件で撮像された被写
    体の輝度に基づいて、絞り量を前記露光量設定手段にお
    ける複数の設定値の中から選択する絞り量選択手段と、 該選択された絞り量に対して被写体の輝度が目標値とな
    るようにシャッター速度を算出するシャッター速度算出
    手段と、 前記算出されたシャッター速度が、前記選択された絞り
    量に対応するシャッター速度範囲内にあって、かつ、選
    択された絞り量と算出されたシャッター速度とで得られ
    た被写体の輝度が目標値近傍であるときに、該絞り量と
    シャッター速度とを本撮影時の絞り量とシャッター速度
    として露光量を制御する露光量制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とするスチルビデオカメラ
    の露光量制御装置。
  2. 【請求項2】前記算出されたシャッター速度が、前記選
    択された絞り量に対応するシャッター速度範囲外である
    とき、及び、選択された絞り量と算出されたシャッター
    速度とで得られた撮像データの輝度と目標値とのずれが
    大きいときは、それぞれ、絞り量の選択及びシャッター
    速度の算出を、再度やり直す再試行手段を含んで構成し
    たことを特徴とするスチルビデオカメラの露光量制御装
    置。
  3. 【請求項3】前記再試行手段は、絞り量の選択及びシャ
    ッター速度の算出を、設定回以上やり直して、まだ、条
    件が満たされないときは、最後に選択された絞り量と、
    シャッター速度範囲の境界値を、本撮影時の絞り量及び
    シャッター速度として決定することを特徴とする請求項
    2に記載のスチルビデオカメラの露光量制御装置。
  4. 【請求項4】前記露光量設定手段は、前記輝度の各領域
    毎に絞り量を設定した第1のプログラム線図と、輝度と
    前記各設定された絞り量とシャッター速度範囲との関係
    を設定した第2のプログラム線図と、を備えて構成され
    ていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか
    1つに記載のスチルビデオカメラの露光量制御装置。
  5. 【請求項5】カメラと被写体との距離を測定する測距手
    段を備え、該測定されたカメラと被写体との距離に応じ
    てストロボ発光時間を変更することにより露光量を制御
    する自動ストロボ装置を備えたスチルビデオカメラの露
    光量制御装置において、 前記測距手段によって測定されたカメラと被写体との距
    離が所定以上接近しているときには、絞り量を増大補正
    する絞り補正手段、を含んで構成したことを特徴とする
    スチルビデオカメラの露光量制御装置。 【産業上の利用分野】本発明は、スチルビデオカメラの
    露光量を制御する技術に関する。 【従来の技術】近年、被写体の光画像を、撮像レンズ,
    絞り等の光学撮像系を介してCCD等の固体撮像素子に
    結像させ、該撮像素子により光電変換されて出力される
    電気画像信号を、記録媒体に記録するように構成された
    スチルビデオカメラが実用化されている。この種のスチ
    ルビデオカメラでは、本撮影前に固体撮像素子に撮像し
    たデータの輝度に応じて、本撮影時の露光量、即ち、絞
    り量とシャッター速度とを決定するものが知られる。こ
    のように、固体撮像素子を利用した露光量制御において
    は、固体撮像素子の輝度検出の精度上、数回の撮像デー
    タを取り込んで露光量を決定する必要があるが、その場
    合、シャッター速度は電子シャッターによって高速で制
    御可能であるのに対し、機械的に動作する絞りの変更に
    は時間を要するため、シャッターチャンスを逃しやすく
    なるということがあった。このため、特開平1−319
    668号公報等に示されるように、絞りの段数を少なく
    し、シャッター速度の範囲を広げて、露光量の決定時間
    を短縮するようにしたものがある。このものでは、初期
    設定された絞り,シャッター速度によって予備測光を行
    い、その測光結果に基づいて本測光用の絞り,シャッタ
    ー速度を設定して本測光を行い、この本測光の結果に基
    づいて撮影用の絞りとシャッタ速度の組み合わせを決定
    している。
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