JP4314968B2 - Camera device and light amount control method - Google Patents
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Description
この発明は、光透過率を制御可能な物性素子を用いて光量を制御するようにしたカメラ装置および光量制御方法に関する。 The present invention relates to a camera device and a light amount control method in which a light amount is controlled using a physical element capable of controlling light transmittance.
従来から、カメラなどにおいて入射光量の制御を行う手段として、機械絞りが用いられていた。撮像光学系において、被写体からの光が光学系を介してCCD(Charge Coupled Device)など光源変換を行う撮像素子に入射される。このような構成において、光学系に対して機械絞りを設けて撮像素子に入射される光量を制御し、露光制御を行う。 Conventionally, a mechanical diaphragm has been used as a means for controlling the amount of incident light in a camera or the like. In an imaging optical system, light from a subject is incident on an imaging element that performs light source conversion such as a CCD (Charge Coupled Device) through the optical system. In such a configuration, a mechanical aperture is provided for the optical system to control the amount of light incident on the image sensor, thereby performing exposure control.
これに対し、液晶などの、光透過率の制御が可能な物性素子を撮像光学系に用いて撮像素子に入射する光量を制御し、露光補生を行うカメラ装置が提案されている。物性素子を用いて光量制御を行うことで、機械絞り機構を省略することができ、カメラモジュールの小型化を実現できる。 On the other hand, there has been proposed a camera device that performs exposure supplementation by controlling the amount of light incident on an image sensor using a physical element such as a liquid crystal capable of controlling light transmittance in an image pickup optical system. By performing light amount control using a physical element, the mechanical aperture mechanism can be omitted, and the camera module can be reduced in size.
近年では、携帯電話端末にカメラが組み込まれた製品が広く普及しているが、光透過率を制御可能な物性素子は、このような、大きさの制約から機械絞りを使用できないような場合に、用いて好適である。 In recent years, products in which cameras are incorporated in mobile phone terminals have become widespread, but physical properties that can control light transmittance can be used when mechanical apertures cannot be used due to size restrictions. , Suitable for use.
光透過率の制御が可能な物性素子では、光透過率を最も高い状態から最も低い状態まで、連続的に変化させることが可能である。そこで、このような物性素子を用いたカメラ装置は、特許文献1に記載されるように、物性素子の光透過率を連続的に制御させるように動作させている。
ところで、ここでカメラ装置の光量制御に用いられる物性素子は、制御信号に対する光透過率変化の応答時間が長いものが多いという問題点があった。例えば、カメラ装置のフレーム周波数でみて、制御信号に対する光透過率の応答に数フレーム乃至数十フレーム以上を要してしまう物性素子も多い。また、光透過率を大きく変化させる場合と小さく変化させる場合とで、その応答時間に大きな差が生じてしまうという問題点もあった。 By the way, there is a problem that many physical property elements used for the light amount control of the camera device have a long response time of the light transmittance change with respect to the control signal. For example, in view of the frame frequency of the camera device, there are many physical property elements that require several frames to several tens of frames or more for the response of light transmittance to the control signal. There is also a problem that a large difference occurs in response time between when the light transmittance is changed greatly and when it is changed small.
また、液晶などの物性素子には、大きく光透過率を変化させた場合に、その光透過率の変化の過程で、物性素子全面における光透過率の変化が一様にはならないものがある。このような物性素子を用いると、光透過率を変化させた場合に、物性素子を透過する透過光の解像度が劣化してしまうという問題点があった。 Also, some physical property elements such as liquid crystal may not have a uniform change in the light transmittance over the entire surface of the physical property element when the light transmittance is largely changed. When such a physical property element is used, there is a problem that when the light transmittance is changed, the resolution of the transmitted light transmitted through the physical property element is deteriorated.
また、物性素子の光透過率と、光透過率を変化させる制御信号との関係は、物性素子の個々でばらつくものが多い。この場合、カメラ装置の製造過程などにおいて、補正値を個々に与えてばらつきを吸収することが行われる。しかしながら、光透過率を連続的に変化させる場合、光透過率の濃度による補正値が一定値でない場合が殆どで、補正を行うためには、制御信号の分解能に対応して、あるいは、制御信号の分解能よりは粗いが連続的な制御に影響が出ないまでの補正値を持つ必要がある。そのため、補正値の量が膨大になってしまうという問題点があった。 In addition, the relationship between the light transmittance of the physical property element and the control signal for changing the light transmittance often varies with each physical property element. In this case, in the manufacturing process of the camera device or the like, correction values are individually given to absorb variations. However, when the light transmittance is continuously changed, the correction value based on the light transmittance density is not always a constant value. In order to perform the correction, the control signal corresponds to the resolution of the control signal or the control signal. It is necessary to have a correction value that is coarser than the resolution of the above, but does not affect continuous control. Therefore, there has been a problem that the amount of correction value becomes enormous.
また、膨大な補正値を装置個々に求める必要があり、補正値を求める時間を長大に要してしまい製造コストが増大してしまうという問題点があった。 In addition, it is necessary to obtain an enormous amount of correction values for each apparatus, and it takes a long time to obtain correction values, resulting in an increase in manufacturing cost.
したがって、この発明の目的は、液晶などの光透過率を制御可能な物性素子を光量制御に用いて、簡易な構成で、制御信号に対する迅速な反応速度と良好な画質とを得られるようなカメラ装置および光量制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a camera capable of obtaining a quick response speed and good image quality with a simple configuration by using a physical element capable of controlling light transmittance, such as liquid crystal, for light amount control. It is in providing an apparatus and the light quantity control method.
この発明は、上述した課題を解決するために、光透過率を制御可能な物性素子を用いて撮像素子に対する入射光量を制御するようにしたカメラ装置において、光透過率の変化の比率が一定な複数段階の状態を持ち、光透過率の変化が所定期間内に完了可能な光透過率の変化の比率に基づき、光透過率を制御可能な物性素子と、物性素子の光透過率を、入射光量に応じて複数段階に順次切り替えて制御するようにした物性素子制御手段と物性素子を介して入射された入射光を撮像する撮像素子と、撮像素子のシャッタ速度を入射光量に応じて連続的に制御可能なシャッタ制御手段とを有し、物性素子制御手段による制御と、シャッタ制御手段によるシャッタ速度の制御とを組み合わせて撮像素子に対する入射光量を制御し、入射光量に応じてシャッタ速度が所定の閾値に達したら、物性素子制御手段により複数段階が1段階切り替えられると共に、シャッタ制御手段によりシャッタ速度が、複数段階が1段階切り替えられることによって制御される入射光量の制御量に対応する速度だけ戻されてから、制御量に対応する範囲でシャッタ速度が制御されるカメラ装置である。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a camera device in which the amount of incident light on an image sensor is controlled using a physical element that can control the light transmittance, and the change ratio of the light transmittance is constant. Based on the ratio of the change in light transmittance that can be completed within a predetermined period, with a multi-stage state, the physical element that can control the light transmittance and the light transmittance of the physical element are incident A physical element control unit that sequentially switches and controls in multiple steps according to the amount of light, an image sensor that picks up incident light incident through the physical element, and a shutter speed of the image sensor continuously according to the amount of incident light possess a controllable shutter control means, the control by the properties element control means controls the amount of incident light to the imaging device in combination with the control of the shutter speed by the shutter control unit, in accordance with the amount of incident light Shi When the shutter speed reaches a predetermined threshold, a plurality of stages are switched by one step by the physical property element control means, and the amount of incident light controlled by the shutter control means by switching the shutter speed by one stage. In this camera apparatus, the shutter speed is controlled within a range corresponding to the control amount after the speed corresponding to the speed is returned .
また、この発明は光透過率を制御可能な物性素子を用いて光量を制御するようにした光量制御方法において、光透過率の変化の比率が一定な複数段階の状態を持ち、光透過率の変化が所定期間内に完了可能な光透過率の変化の比率に基づき、光透過率を制御可能な物性素子の光透過率を、入射光量に応じて複数段階を順次切り替えて制御する第1の制御ステップと、物性素子を介して入射された入射光を撮像する撮像素子のシャッタ速度を入射光量に応じて連続的に制御する第2の制御ステップとを組み合わせて撮像素子に対する入射光量を制御し、入射光量に応じてシャッタ速度が所定の閾値に達したら、第1の制御ステップにより複数段階を1段階切り替えると共に、第2の制御ステップによりシャッタ速度を、複数段階が1段階切り替えられることによって制御される入射光量の制御量に対応する速度だけ戻してから、制御量に対応する範囲でシャッタ速度を制御するようにした光量制御方法である。 Further, the present invention provides a light quantity control method in which the light quantity is controlled by using a physical property element capable of controlling the light transmittance , and has a plurality of states in which the ratio of change in the light transmittance is constant , changes based on the ratio of the change completion possible light transmission within a predetermined time period, the light transmittance of the controllable physical element the light transmittance, the first controlling sequentially switching a plurality of steps in accordance with the amount of incident light Controlling the amount of incident light on the image sensor by combining the control step and a second control step for continuously controlling the shutter speed of the image sensor that captures incident light incident through the physical property element according to the amount of incident light. When the shutter speed reaches a predetermined threshold according to the amount of incident light, the first control step switches a plurality of steps to one step, and the second control step switches the shutter speed to one step. After returning only the speed corresponding to the control amount of the incident light amount is controlled by being a light quantity control method to control the shutter speed range corresponding to the control amount.
上述したように、この発明は、光透過率を制御可能な物性素子の光透過率を、入射光量に応じて複数段階に順次切り替えて制御するようにしているため、物性素子を限定的な範囲でのみ制御すればよく、段階毎の制御を安定的に行うことができ、制御に対して高速且つ安定的な反応が得られる。 As described above, according to the present invention, since the light transmittance of the physical property element capable of controlling the light transmittance is controlled by sequentially switching to a plurality of stages in accordance with the amount of incident light, the physical property element has a limited range. It is only necessary to perform control at the same time, and the control at each stage can be stably performed, and a high-speed and stable response to the control can be obtained.
この発明によれば、光透過率を制御可能な物性素子を、所定期間内に制御に対する反応が完了するような制御レベル毎に段階的に制御するようにしている。そのため、制御可能範囲内で制御したときに応答に長時間を要する特性を持つ物性素子を用いた場合でも、高速に応答可能な制御特性を実現できるという効果がある。 According to this invention, the physical property element capable of controlling the light transmittance is controlled step by step for each control level such that the reaction to the control is completed within a predetermined period. Therefore, there is an effect that it is possible to realize a control characteristic capable of responding at high speed even when a physical property element having a characteristic that requires a long time to respond when controlled within the controllable range is used.
そのため、この発明をカメラ装置の露光補正に適用した場合、特に動的な被写体の撮影に対して安定的な出力画像を提供できるという効果がある。 Therefore, when the present invention is applied to the exposure correction of the camera device, there is an effect that a stable output image can be provided particularly for dynamic subject photography.
また、この発明をカメラ装置に適用することで、小型化のために機械絞り機構を持たないカメラ装置における撮像素子の出力を適切に制御でき、被写体からの入射光量の範囲を広くできる。そのため、画像の白飛び、スミアの発生などにより制御できなかった照度範囲も露光制御可能な高性能なカメラ装置を、小型に構成できるという効果がある。 Further, by applying the present invention to a camera device, it is possible to appropriately control the output of the image sensor in a camera device that does not have a mechanical aperture mechanism for miniaturization, and the range of the incident light quantity from the subject can be widened. Therefore, there is an effect that a high-performance camera device capable of controlling exposure in an illuminance range that could not be controlled due to whiteout of an image, occurrence of smear, and the like can be configured in a small size.
さらに、この発明の実施の一形態によれば、回路の増幅器の増幅率により露光制御する場合よりも、SN比および階調分解能の良好な画像を得ることが可能な露光補正システムが実現できる効果がある。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, an effect of realizing an exposure correction system capable of obtaining an image having a better SN ratio and gradation resolution than when exposure control is performed by the amplification factor of the amplifier of the circuit. There is.
さらにまた、機械絞りにて撮像素子への入射光量を制御すると、開口径が変化するために被写界深度が変わってしまうが、光透過率の制御が可能な物性素子を用いて入射光量の制御を行うことで、開口径を変えることなく入射光量を制御できる。そのため、この発明を用いることで、被写界深度を一定に保つことができる露光補正システムを実現できる効果がある。 Furthermore, when the amount of incident light on the image sensor is controlled by the mechanical aperture, the depth of field changes due to the change in the aperture diameter, but the amount of incident light can be reduced using a physical property element capable of controlling the light transmittance. By performing the control, the amount of incident light can be controlled without changing the aperture diameter. Therefore, by using the present invention, there is an effect that it is possible to realize an exposure correction system that can keep the depth of field constant.
また、蛍光灯下などの撮影時に、商用電源周波数とフレームまたはフィールド周波数とがビートを起こして映像が瞬くフリッカを防止するために、シャッタ速度を1/100秒程度として撮影することが行われる。この発明の実施の一形態において、遮光閾値および/または開放閾値を1/100秒付近に設定することによって、フリッカが発生しにい照度範囲を広く取れ、AGCでの制御が少なくて済む。そのため、この発明の実施の一形態によれば、フリッカの少ないSN比および階調分解能の良好な画像を得る露光補正システムが実現できるという効果がある。 Further, when shooting under a fluorescent lamp or the like, shooting is performed with a shutter speed of about 1/100 second in order to prevent flickering that causes a beat between the commercial power supply frequency and the frame or field frequency. In one embodiment of the present invention, by setting the light blocking threshold and / or the open threshold to be close to 1/100 second, a wide illuminance range in which flicker does not occur can be obtained, and control by AGC can be reduced. Therefore, according to the embodiment of the present invention, there is an effect that it is possible to realize an exposure correction system that obtains an image with a small SN ratio and good gradation resolution.
さらに、この発明の実施の一形態では、シャッタ速度のみを判定閾値として用いているので、実装が容易であるという効果がある。 Furthermore, in the embodiment of the present invention, since only the shutter speed is used as the determination threshold value, there is an effect that the mounting is easy.
さらにまた、この発明によれば、物性素子の光透過率を段階的に制御することによって、非線形的な透過特性でも容易に制御でき、また反応速度の問題を解消することができるという効果がある。 Furthermore, according to the present invention, by controlling the light transmittance of the physical property element stepwise, it is possible to easily control even non-linear transmission characteristics, and to solve the problem of the reaction speed. .
また、この発明によれば、物性素子の光透過率の制御を、段階毎に限定的な範囲で行うため、光透過率を大きく変化させる場合と小さく変化させる場合とで、物性素子の応答時間に大きな差が生じにくいという効果がある。 Further, according to the present invention, since the light transmittance of the physical property element is controlled within a limited range for each stage, the response time of the physical property element is varied depending on whether the light transmittance is largely changed or smallly changed. There is an effect that a large difference is hardly generated.
さらに、限定的な範囲で物性素子を制御することで、物性素子の全面において比較的均一な光透過率を得られるという効果がある。また、限定的な範囲で物性素子を制御するので、安定的な特性が得られ、補正値も多くは必要ないという効果がある。 Furthermore, by controlling the physical element within a limited range, there is an effect that a relatively uniform light transmittance can be obtained over the entire surface of the physical element. Further, since the physical property elements are controlled within a limited range, stable characteristics can be obtained, and a large correction value is not required.
以下、この発明の実施の一形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の一形態が適用されたカメラ装置の一例の構成を概略的に示す。物性素子1は、例えば液晶からなり、光透過率を制御可能とされている。物性素子1は、例えば、所定に配向処理が施された対向する2枚の透明電極間に液晶を挟んで構成され、電極に印加する電圧を制御することで、光透過率が100%に近い透過の状態から、光透過率が0%に近い遮蔽の状態にまで変化させることができる。物性素子1の光透過率は、物性素子駆動信号発生回路8から供給される駆動信号に基づき可変的に制御される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a configuration of an example of a camera device to which an embodiment of the present invention is applied. The
撮像素子2は、例えばCCD(Charge Coupled Device)からなり、入射された光を光電変換により電気信号に変換し、撮像信号として出力する。撮像素子2における光電変換の蓄積時間は、撮像素子駆動信号発生回路3から供給される駆動信号に基づき制御される。この撮像素子2における光電変換の際の電荷の蓄積時間は、撮像素子2のシャッタ速度である。すなわち、撮像素子2において、光電変換の際の電荷の蓄積時間を制御することで、電子シャッタが構成される。
The
なお、図1において、ズーム機構やフォーカス機構などのカメラの撮像光学系は、この発明の主旨と直接的な関連性がないため、繁雑さを避けるため省略されている。 In FIG. 1, the image pickup optical system of the camera such as the zoom mechanism and the focus mechanism is not directly related to the gist of the present invention, and is omitted to avoid complexity.
被写体からの光は、物性素子1を介して撮像素子2に入射される。撮像素子2から出力された撮像信号は、AGC(Auto Gain Control)回路4に供給される。AGC回路4は、カメラ出力信号を一定範囲内に保つ自動制御増幅機能を提供する。例えば、制御部7において、出力信号のレベルを一定範囲内に収めるような制御信号が生成され、AGC回路4に供給される。AGC回路4は、制御部7から供給されたこの制御信号に基づきゲインを調整し、入力された撮像信号を増幅する。AGC回路4から出力された撮像信号は、制御信号抽出回路6および信号処理回路5に供給される。信号処理回路5は、供給された撮像信号を所定の処理により画像信号として出力端子9に出力する。
Light from the subject enters the
制御信号抽出回路6は、AGC回路4から供給された撮像信号を例えば検波し、制御部7による制御に必要な信号を抽出する。制御信号抽出回路6で抽出された信号は、制御部7に供給される。制御部7は、例えばマイクロコンピュータであって、制御信号抽出回路6から供給された信号などに基づき各種の制御信号を所定に生成し、この各種の制御信号を用いてこのカメラ装置の各部を制御する。制御部7から出力された各種制御信号は、AGC回路4、信号処理回路5、撮像素子駆動信号発生回路3および物性素子駆動信号発生回路8にそれぞれ供給される。
The control
なお、図1のような構成を有するカメラでは、所定時間当たり1枚の画像が連続的に出力される。以下では、この1枚の画像を1フレームと称し、1秒間あたりに出力されるフレーム数を、フレーム周波数と称する。例えば、1秒間あたり30枚の画像が出力される場合、フレーム周波数は、30Hzである。カメラ画像を生成するための処理の多くは、フレーム単位で制御される。そのため、図1の構成において、入射光量に対して出力信号のレベルを適切に保つ制御も、フレーム毎に適切に行うことが求められる。 In the camera having the configuration as shown in FIG. 1, one image is continuously output per predetermined time. Hereinafter, this single image is referred to as one frame, and the number of frames output per second is referred to as a frame frequency. For example, when 30 images are output per second, the frame frequency is 30 Hz. Many of the processes for generating a camera image are controlled in units of frames. Therefore, in the configuration of FIG. 1, it is required that the control for appropriately maintaining the level of the output signal with respect to the amount of incident light is appropriately performed for each frame.
ここで、撮像素子2の蓄積時間の制御およびAGC回路4の増幅率制御は、共に、制御部7からの制御値(制御信号)に対して、1フレーム時間内で蓄積時間や増幅率の設定が変更完了される特性を持つことが可能である。一方、物性素子1は、制御部7からの制御値に対して、1フレーム時間内で光透過率の変化が終了するとは限らない。すなわち、物性素子1の制御信号に対する光透過率変化の応答速度は、光透過率を大きく変化させる場合は、変化の完了に長い時間を必要とする。これに対して、光透過率を小さく変化させる場合には、より短い時間で変化を完了させることが可能な特性を有する。
Here, both the accumulation time control of the
図2は、図1のカメラ装置のより具体的な一例の構成を示す。なお、図2において、図1と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。物性素子1は、液晶を主成分とし、PWM(Pulse Width Modulation)信号のデューティー比に応じて光透過率を変化させる。物性素子1は、例えば図示されないレンズと密着されて用いられる。
FIG. 2 shows a configuration of a more specific example of the camera apparatus of FIG. In FIG. 2, the same reference numerals are given to portions common to FIG. 1, and detailed description thereof is omitted. The
PWM信号は、PWM出力回路23により、マイクロコンピュータ22の制御に基づき2本のPWM信号が位相変調されて生成される。2本のPWM信号をマイクロコンピュータ22の制御に基づき位相変調することで、PWM信号のデューティー比を制御することができる。位相変調されたPWM信号は、ドライバ15に供給され物性素子1を駆動するのに必要な振幅(例えば12V)に増幅されて、物性素子1に供給される。
The PWM signal is generated by the
CCD11は、図1の撮像素子2に対応するもので、マイクロコンピュータ22の制御に基づきTG(Timing Generator)21で発生されるシャッタパルスに基づき電子シャッタが制御される。例えば、CCD11は、1フレーム毎に電荷の蓄積および信号電荷の読み出しが行われる。蓄積された電荷を1フレームの途中で一旦排出し、1フレームの残りの期間に蓄積された電荷を読み出すことで、シャッタ制御が行われる。この、読み出すための電荷が蓄積される、1フレームの残りの期間がシャッタ速度とされる。すなわち、フレーム期間内の所定のタイミングでシャッタパルスを発生させ、このシャッタパルスに応じてCCD11において電荷の排出を行うことで、電子シャッタ動作を行うことができる。
The CCD 11 corresponds to the
被写体からの光が図示されないレンズ系および物性素子1を介してCCD11に入射され、光電変換により撮像信号に変換される。CCD11から出力された撮像信号は、AFE(Analog Front End)回路12に供給される。AFE回路12は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅器であって、マイクロコンピュータ22から供給されたAGC(Auto Gain Control)制御信号に応じて増幅率が調整される。AFE回路12で所定に増幅された撮像信号は、カメラ信号処理回路13内の画像信号処理回路30に供給される。
Light from the subject is incident on the CCD 11 via a lens system (not shown) and the
画像信号処理回路30は、マイクロコンピュータ22の制御信号に基づき、供給された撮像信号に対して所定の処理を施し、輝度信号Yおよび色信号Cからなる画像信号として出力する。例えば、画像信号処理回路30は、供給された撮像信号に対して原色分離処理を行いR(赤色)信号、G(緑色)信号およびB(青色)信号からなるRGB信号を生成し、生成されたRGB信号に対してホワイトバランス処理やガンマ補正処理などを行う。ホワイトバランス処理やガンマ補正処理が行われたRGB信号は、輝度信号Yおよび色信号Cからなる画像信号に変換され、画像信号処理回路30から出力される。画像信号処理回路30から出力された画像信号は、出力端子32に導出される。
The image
画像信号処理回路30において、輝度信号Yが取り出され、検波回路31に供給される。検波回路31は、輝度信号Yの1フレーム分の積分値を求め、マイクロコンピュータ22に供給する。
In the image
マイクロコンピュータ22は、各種の制御信号を所定に生成し、このカメラ装置を構成する各部に供給することで、このカメラ装置の全体を制御する。ROM(Read Only Memory)24は、各種のデータやプログラムが予め記憶される。この発明による露光制御方法をマイクロコンピュータ22に実行させる露光制御プログラムも、このROM24に予め記憶される。マイクロコンピュータ22は、このROM24に記憶されたデータやプログラムを読み込み、読み込まれたデータやプログラムに基づきこのカメラ装置の動作を制御する。
The
例えば、マイクロコンピュータ22は、検波回路31から受け取った輝度信号Yの1フレーム分の積分値に基づき、CCD11に対する入射光量を判断し、入射光量およびCCD11から出力される撮像信号レベルが適切になるように、シャッタ速度制御、物性素子1の制御およびAFE回路12を用いたAGC制御を行うための各制御信号を生成する。生成された各制御信号は、AFE回路12、TG21およびPWM出力回路23にそれぞれ供給される。
For example, the
不揮発性メモリ14は、光透過率制御の閾値となるシャッタ速度値および光透過率の段階制御ゲイン量などが記憶される。これらシャッタ速度値および段階制御ゲイン量の詳細は、後述する。
The
なお、TG21は、マイクロコンピュータ22の制御に基づき、上述のシャッタパルスの他に、フレームのタイミングを指定するフレームパルスなど各種のタイミング信号を生成し、このカメラ装置の各部に供給する(図示しない)。
The
図3は、物性素子1のデューティー比に対する一例の光透過率特性を示す。図3は、光透過率を、物性素子1の最大の光透過率を基点とした減光ゲイン量(dB)で示している。物性素子1の光透過率の特性は、図3に示されるように、PWM信号のデューティー比に対して線形的な関係にはならず、デューティー比がある値(図3の例では5%程度)に達したところで急激に光透過率が減少し、デューティー比が50%程度でなだらかな変化となる。図3の例で示す物性素子1は、デューティー比の制御により、光透過率を最大で約11dB分、変化させることができる。
FIG. 3 shows an example of light transmittance characteristics with respect to the duty ratio of the
図4は、物性素子1の光透過率を変化させる際の、減光ゲイン量と時間との一例の関係を示す。図4も、図3と同様に、光透過率を、物性素子1の最大の光透過率を基点とした減光ゲイン量で示している。なお、ここでは、フレーム周波数を15Hzとし、11フレーム目でデューティー比を0%から100%に変化させ、12フレーム目から44フレーム目まで、デューティー比100%を維持し、45フレーム目でデューティー比を100%から0%に変化させている。また、システムは、15FPS(Frame Per Second)、シャッタ速度は、1/100秒に固定とする。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the dimming gain amount and time when the light transmittance of the
デューティー比を変化させたときの物性素子1の反応速度は、一般的には、20ms程度である。したがって、図4のシステムでは、1フレーム以内に所定の減光ゲイン量が得られるはずである。しかしながら実際には、図4に示すように、時間に対する減光ゲイン量の変化がなだらかになりある程度安定するまで、凡そ35フレーム分(略2.3秒)の時間を要してしまっている。これは、物性素子1自体の性能に起因するもので、減光ゲイン量を一度に大きく、例えば6dB以上変化させるようなデューティー比の制御を行った場合に発生する。
The reaction speed of the
すなわち、入射光量に対して物性素子1の光透過率を連続的に制御する場合において、入射光量が大きく変化したときに、物性素子1の光透過率を大きく変化させるようにデューティー比を変えてしまうと、図4に示すような、光透過率が実際に所定の値まで変化するために長時間を要する現象が発生してしまう。
That is, in the case where the light transmittance of the
この問題を解決するために、この発明では、物性素子1の光透過率を、限られたレベルでのみ制御する。図3に示される特性を持つ物性素子1を用いたこの実施の一形態では、図5に一例が示されるように、減光ゲイン量の最小値を0dB、最大値を10dBとして、この範囲の減光ゲイン量を2dB毎に5等分した、6段階の制御レベルを設定する。すなわち、この発明では、物性素子1に対して、光透過率の変化の比率(減光ゲイン量)が一定(図5の例では2dB)となるような数段階の状態を持たせ、物性素子1の光透過率の制御を、入射光量に応じて複数段階を順次切り替えながら制御する。
In order to solve this problem, in the present invention, the light transmittance of the
図5の例では、物性素子1において、減光ゲイン量を0dBから2dBに切り替える際には、デューティー比を0%から7.0%に切り替える。減光ゲイン量を2dBから4dBに切り替える際には、デューティー比を7.9%から9.2%に切り替える。減光ゲイン量を4dBから6dBに切り替える際には、デューティー比を9.2%から12.1%に切り替える。減光ゲイン量を6dBから8dBに切り替える際には、デューティー比を12.1dBから18.7%に切り替える。また、減光ゲイン量を8dBから10dBに切り替える際には、デューティー比を18.7%から47.5%に切り替える。
In the example of FIG. 5, in the
物性素子1の制御は、この制御レベルが、連続したフレーム間では同一のレベル若しくは光透過率(減光ゲイン量)が1段階異なるレベルのみになるように、制御可能な量にリミッタを設ける。このレベルの間隔は、物性素子の反応が1フレーム内で完了する幅以内の設定としておく。例えば、物性素子1の反応が2dBの減光ゲイン量に対して1フレーム以内に完了可能であれば、制御レベルの間隔は、減光ゲイン量で2dB以内とされる。
In the control of the
一例として、入射光量が大きく明るく変化し、それに対応して物性素子1による減光ゲイン量を大きくする場合について考える。この発明の実施の一形態では、このように減光ゲイン量を大きく変化させる場合、減光ゲイン量が1フレーム毎に変化するように、物性素子1の制御を段階的に行う。
As an example, let us consider a case where the amount of incident light changes greatly and brightly, and the attenuation gain amount by the
例えば、減光ゲイン量を0dBから10dBに変えたい場合、減光ゲイン量が1フレーム毎に2dBずつ変化するように、段階的に、物性素子1の制御を行う。より具体的には、減光ゲイン量は、1フレーム目で0dBから2dBに切り替えられ、2フレーム目で2dBから4dBに切り替えられ、3フレーム目で4dBから6dBに切り替えられ、4フレーム目で6dBから8dBに切り替えられ、5フレーム目で8dBから10dBに切り替えられ、10dBを5フレームかけて段階的に変化させるように、物性素子1の制御を行う。同様に、減光ゲイン量を8dB変化させたいときには、4フレームかけて段階的に変化するように物性素子1を制御し、6dB変化させたいときには、3フレームかけて段階的に変化するように物性素子1を制御する。
For example, when it is desired to change the dimming gain amount from 0 dB to 10 dB, the
図4を用いて説明したように、物性素子1の減光ゲイン量を一度に10dB変化させた場合、物性素子1の反応完了まで35フレーム以上の時間を要していた。また、図示は省略するが、物性素子1の減光ゲイン量を一度に6dB、8dBと変化させた場合も、同様に、物性素子1の反応完了まで、それぞれ35フレーム以上の時間を要する。これに対して、この発明の実施の一形態による制御を行うことで、物性素子1の減光ゲイン量を6dB変化させる場合は、6dB=2dB×3で3フレームで物性素子1の反応が完了し、同様に、8dB変化させる場合は4フレーム、10dB変化させる場合でも5フレームで物性素子1の反応が完了する。
As described with reference to FIG. 4, when the amount of attenuation gain of the
このように、物性素子1の光透過率(減光ゲイン量)を段階的に制御することによって、反応速度の問題を解消することができ、また非線形的な透過特性でも容易に制御できる。
As described above, by controlling the light transmittance (attenuation gain amount) of the
なお、物性素子1の減光ゲイン量を4dB変化させる場合、この発明の実施の一形態による制御を行わない場合でも1フレームで物性素子1の反応が完了され、この実施の一形態による制御による反応完了フレーム数(4dB=2dB×2)の方がより時間を要してしまうが、物性素子1の光透過率制御範囲全体で考えると、最大で35フレーム以上の時間を要していたものが、5フレームで制御が完了し、全体的にはより高速な制御が実現されているといえる。
When the attenuation gain of the
次に、上述の物性素子1の制御をカメラ装置に適用する例について説明する。先ず、図6を用いて露光制御の基本的な考え方について説明する。図6では、光量制御を、シャッタおよびAGCを用いて行う例であり、カメラ装置の露光制御における、ダイナミックレンジ、シャッタ速度およびAGC(Auto Gain Control)動作の一例の関係を示す。図6において、シャッタ速度の制御によりNdBの露光制御が行え、AGCの制御によりMdBの露光制御が行えるものとする。また、図6は、左側が被写体からの入射光の低照度側、右側が高輝度側とし、被写体からの入射光が低照度から高輝度へと変化するものとする。
Next, an example in which the control of the
なお、ここで、露光制御とは、入射光量に対して出力レベルを適切に保つ制御であり、ダイナミックレンジとは、カメラ出力を適切に保つことのできる入射光量の範囲である。シャッタ速度とは、撮像素子2(CCD11)の電荷蓄積時間である。また、AGCは、制御信号に応じて増幅率が制御される増幅器であって、例えば制御信号を系全体の出力に基づく信号とすることで、出力を安定化することができる。 Here, the exposure control is control that appropriately maintains the output level with respect to the incident light amount, and the dynamic range is a range of incident light amount that can appropriately maintain the camera output. The shutter speed is the charge accumulation time of the image sensor 2 (CCD 11). The AGC is an amplifier whose amplification factor is controlled in accordance with a control signal. For example, the output can be stabilized by using the control signal as a signal based on the output of the entire system.
図6Aの範囲(a)および範囲(b)における動作について、それぞれ説明する。 Operations in the range (a) and the range (b) in FIG. 6A will be described respectively.
(a)AGC制御範囲
AGCによる制御は、主に低照度領域側で行われ、シャッタ速度が最長のときにさらに光量が必要な場合に、AGCのゲインを上げていき信号を増幅する。AGCのゲイン値は、最小値AGCMINから最大値AGCMAXの範囲で制御される。
(A) AGC Control Range AGC control is performed mainly on the low illumination area side, and when the light amount is further required when the shutter speed is the longest, the AGC gain is increased to amplify the signal. The gain value of AGC is controlled in the range from the minimum value AGCMIN to the maximum value AGCMAX.
(b)シャッタ速度制御範囲
シャッタ速度による制御は、主に高輝度領域側で行われ、光量が多すぎるときにシャッタ速度を速くする(シャッタが開いている時間を短くする)ことで、信号レベルを抑える。シャッタ速度は、最大値SHTMAX(シャッタ速度が最も遅い、すなわち、シャッタが開いている時間が最も長い状態)から最小値SHTMIN(シャッタ速度が最速、すなわち、シャッタが開いている時間が最も短い状態)の範囲で制御される。
(B) Shutter speed control range Control based on the shutter speed is performed mainly on the high-luminance region side, and the signal level is increased by increasing the shutter speed (shortening the time during which the shutter is open) when the amount of light is excessive. Suppress. The shutter speed ranges from the maximum value SHTMAX (the shutter speed is the slowest, that is, the state in which the shutter is opened for the longest time) to the minimum value SHTMIN (the shutter speed is the fastest, that is, the time for which the shutter is opened is the shortest). It is controlled in the range.
上述した(a)AGC制御範囲の露光制御レベルMdBと、(b)シャッタ速度制御範囲の露光制御レベルNdBとを合計した値が従来方式によるダイナミックレンジとなる。すなわち、シャッタによる露光制御と、AGCによる露光制御を併用することで、図6Bに示されるように、(N+M)dBのダイナミックレンジが得られる。 A value obtained by summing the exposure control level MdB in the above-described (a) AGC control range and (b) the exposure control level NdB in the shutter speed control range is the dynamic range according to the conventional method. That is, by using the exposure control by the shutter and the exposure control by the AGC in combination, a dynamic range of (N + M) dB can be obtained as shown in FIG. 6B.
図7および図8を用いて、この発明の実施の一形態による露光制御方法について説明する。上述したように、物性素子1のみの制御では、減光ゲイン量2dB以内の細やかな制御ができない。そのため、この実施の一形態では、物性素子1の制御に加え、シャッタ速度およびAGC制御も共に適切に制御することで、2dB以内の細やかな制御を実現している。
An exposure control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As described above, the control with only the
図7および図8に示すシステムでは、物性素子1の光透過率の減光ゲイン量をKdB毎に5段階に分割し、物性素子1により合計(5×K)dBの減光ゲイン量の制御が可能とする。また、図6を用いて説明したように、シャッタ速度の制御によりNdB分、AGCの制御によりMdB分の露光制御が行えるものとする。
In the system shown in FIG. 7 and FIG. 8, the dimming gain amount of the light transmittance of the
図7は、被写体からの入射光が低照度側から高輝度側に変化する場合の例である。すなわち、図7は左側で被写体からの入射光の低照度側、右側で高輝度側とされ、図7の左側から右側へ、状態が変化していくものとする。また、図7において、範囲(a)および範囲(b)は、それぞれ図6と同様にAGC制御範囲およびシャッタ制御範囲であり、範囲(c)は、シャッタ制御と物性素子1の制御とを併用する範囲である。範囲(c)は、低照度側のシャッタ制御範囲(b)と、より高輝度側のシャッタ制御範囲(b)とに挟まれた範囲に設けられる。
FIG. 7 shows an example where the incident light from the subject changes from the low illuminance side to the high luminance side. That is, in FIG. 7, the left side is the low illuminance side and the right side is the high luminance side, and the state changes from the left side to the right side in FIG. In FIG. 7, range (a) and range (b) are an AGC control range and a shutter control range, respectively, as in FIG. 6, and range (c) is a combination of shutter control and
範囲(a)、範囲(b)および範囲(c)の動作について説明する。範囲(a)および範囲(b)については、上述の図6の場合と同様である。すなわち、AGCによる制御は、主に低照度領域側(範囲(a))で最小値AGCMINから最大値AGCMAXの範囲でAGCゲイン値を制御されることで行われ、シャッタ制御は、主に高輝度領域側(範囲(b))で最大値SHTMAXから最小値SHTMINの範囲でシャッタ速度が制御されることで行われる。 The operations of range (a), range (b), and range (c) will be described. Range (a) and range (b) are the same as in the case of FIG. 6 described above. That is, control by AGC is performed mainly by controlling the AGC gain value in the range from the minimum value AGCMIN to the maximum value AGCMAX on the low illuminance region side (range (a)), and the shutter control is mainly performed with high brightness. This is done by controlling the shutter speed in the range from the maximum value SHTMAX to the minimum value SHTMIN on the region side (range (b)).
範囲(c)について説明する。AGC制御範囲(a)からシャッタ制御範囲(b)に移行された後は、被写体からの入射光量が多くなると、入射光量に応じてシャッタ速度を短くすることで、露光制御が行われる。このとき、シャッタ速度値が所定の遮光閾値に達しそれよりも小さくなるところで、物性素子1の制御レベルを1段階すなわちKdB分落とすと共に(図7B参照)、シャッタ速度値を遮光閾値からKdBの制御分だけシャッタ速度が長い値とする(図7A参照)。
The range (c) will be described. After shifting from the AGC control range (a) to the shutter control range (b), when the amount of incident light from the subject increases, exposure control is performed by shortening the shutter speed in accordance with the amount of incident light. At this time, when the shutter speed value reaches a predetermined light shielding threshold and becomes smaller than that, the control level of the
このような制御によれば、シャッタ速度値が遮光閾値より小さくなったときに、物性素子1の光透過率の変化により撮像素子2に対する入射光量がKdB分減少するが、シャッタ速度をKdB分長く設定しているのでこの入射光量の減少分が相殺され、撮像素子2(CCD11)から出力される撮像信号の量には変化はない。
According to such control, when the shutter speed value becomes smaller than the light shielding threshold, the amount of incident light on the
以降、被写体からの入射光量が多くなるのに従って物性素子1の制御レベルを1段階落とすと共に、入射光量に応じてシャッタ速度値を小さくしていく。そして、シャッタ速度値が遮光閾値よりも小さくなったら、さらに物性素子1の制御レベルを1段階落とす。入射光量に応じてこの処理を繰り返し、物性素子1の制御レベルを最大制御レベル(光透過率MIN)まで落として、なお入射光量が多い場合には、図7Aの右端側の範囲(b)に示されるように、物性素子1を最大制御レベルで制御しながら、遮光閾値以下でのシャッタ速度値の制御を行う。
Thereafter, as the amount of incident light from the subject increases, the control level of the
図8は、被写体からの入射光が高輝度側から低照度側に変化する場合の例である。すなわち、図8では、上述の図7とは逆に、図8の右側から左側へ状態が変化していくものとする。この場合でも、範囲(a)および範囲(b)の制御は、図6の場合と同様である。 FIG. 8 shows an example where incident light from a subject changes from a high luminance side to a low illuminance side. That is, in FIG. 8, it is assumed that the state changes from the right side to the left side in FIG. Even in this case, the control of the range (a) and the range (b) is the same as in the case of FIG.
範囲(c)について説明する。物性素子1の制御レベルを1段階以上落とした状態で被写体からの入射光量が少なくなった場合、シャッタ速度は、長く設定していく。このとき、シャッタ速度値が所定の開放閾値に達しそれより大きくなるところで、物性素子1の制御レベルを1段階すなわちKdB分上げると共に(図8B参照)、シャッタ速度値を開放閾値からKdBの制御分だけ短くする(図8A参照)。
The range (c) will be described. When the amount of incident light from the subject decreases with the control level of the
このように制御することで、図7の例と同様に、シャッタ速度値が開放閾値より大きくなったときに、物性素子1の光透過率の変化により撮像素子2(CCD11)に対する入射光量がKdB分増加するが、シャッタ速度をKdB分短く設定しているのでこの入射光量の増加分が相殺され、撮像素子2から出力される撮像信号の量に変化はない。
By controlling in this way, as in the example of FIG. 7, when the shutter speed value becomes larger than the open threshold, the amount of incident light on the image sensor 2 (CCD 11) becomes K dB due to the change in light transmittance of the
以降、被写体からの入射光量が少なくなるのに従って物性素子1の制御レベルを1段階上げると共に、入射光量に応じてシャッタ速度値を大きくしていく。そして、シャッタ速度値が開放閾値よりも大きくなったら、さらに物性素子1の制御レベルを1段階上げる。入射光量に応じてこの処理を繰り返し、物性素子1の制御レベルを最小制御レベル(光透過率MAX)まで上げて、なお入射光量が少ない場合には、図8Aの左側の範囲(b)に示されるように、物性素子1を最小制御レベルで制御しながら、開放閾値よりKdB分小さいシャッタ速度値から最大値SHTMAXまでのシャッタ速度値の制御を行う。
Thereafter, the control level of the
以上のような制御によれば、範囲(a)、範囲(b)および範囲(c)の光透過率(減光ゲイン量)の制御範囲を合計したものがダイナミックレンジとなる。図7および図8の例では、ダイナミックレンジは、以下のようになる(図7Cおよび図8C参照)。
NdB+MdB+(5×K)dB=(N+M+(5×K))dB
According to the control as described above, the total of the control ranges of the light transmittance (attenuation gain amount) in the ranges (a), (b), and (c) is the dynamic range. In the example of FIGS. 7 and 8, the dynamic range is as follows (see FIGS. 7C and 8C).
NdB + MdB + (5 × K) dB = (N + M + (5 × K)) dB
なお、遮光閾値(または開放閾値)に達したところでKdB分変化させたシャッタ速度値が開放閾値(または遮光閾値)の値を超えていた場合には、物性素子1の制御レベルおよびシャッタ速度値が発振してしまう。そのため、遮光閾値と開放閾値との間のゲイン差分が制御レベルの1段階(この例ではKdB)分のゲイン量よりも大きくなるように、遮光閾値および開放閾値の設定を行なう。
If the shutter speed value changed by KdB exceeds the open threshold value (or the light shielding threshold value) when the light shielding threshold value (or the open threshold value) is reached, the control level and shutter speed value of the
このように、この発明の実施の一形態では、撮像素子2(CCD11)に対する入射光量の制御により広いダイナミックレンジを得ているので、回路の増幅器の増幅率を制御する方法よりも、良好なSN比および高い階調分解能の画像を得ることができる。また、ダイナミックレンジが広く取れるため、撮像素子2(CCD11)の特性に起因する、画像の白飛び、スミアの発生などにより制御できなかった照度範囲も露光制御可能となる。また、シャッタ速度のみを判定閾値(遮光閾値および開放閾値)として使用するので、比較的容易に実装することが可能である。 As described above, in the embodiment of the present invention, since a wide dynamic range is obtained by controlling the amount of incident light to the image sensor 2 (CCD 11), the SN is better than the method of controlling the amplification factor of the amplifier of the circuit. An image with a high ratio and high gradation resolution can be obtained. In addition, since a wide dynamic range can be obtained, it is possible to control exposure even in an illuminance range that cannot be controlled due to the occurrence of whiteout or smearing of the image due to the characteristics of the image sensor 2 (CCD 11). In addition, since only the shutter speed is used as the determination threshold (the light shielding threshold and the open threshold), it can be mounted relatively easily.
また、蛍光灯下などの撮影時に、商用電源周波数とフレームまたはフィールド周波数とがビートを起こして映像が瞬くフリッカを防止するために、シャッタ速度を1/100秒程度として撮影することが一般的に行われている。この発明の実施の一形態において、遮光閾値および/または開放閾値を1/100秒付近に設定することによって、フリッカが発生しにい照度範囲を広く取れ、AGCでの制御が少なくて済む。そのため、この発明の実施の一形態によれば、フリッカの少ないSN比および階調分解能の良好な画像を得る露光補正システムが実現できる。 Also, when shooting under a fluorescent lamp or the like, in order to prevent flicker caused by a beat between the commercial power supply frequency and the frame or field frequency, it is common to shoot with a shutter speed of about 1/100 second. Has been done. In one embodiment of the present invention, by setting the light blocking threshold and / or the open threshold to be close to 1/100 second, a wide illuminance range in which flicker does not occur can be obtained, and control by AGC can be reduced. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to realize an exposure correction system that obtains an image with a small SN ratio and good gradation resolution.
このようにして設定された遮光閾値、開放閾値、物性素子1の各制御レベルおよび当該制御レベルに対応したデューティー比の情報などは、不揮発性メモリ14に予め記憶される。マイクロコンピュータ22は、不揮発性メモリ14からこれらの情報を読み出し、読み出された情報に基づいて上述した図7および図8のような制御を行う。
The light shielding threshold value, the opening threshold value, the control levels of the
この発明の実施の一形態では、物性素子1による減光ゲイン量を1フレームに付き1段階しか変化させないので、(設定したレベルの数−1)フレーム数だけ物性素子1の応答に時間がかかる。しかしながら、物性素子1が1フレーム時間内に複数段階を切り替えることができるほど応答時間が短い特性を有する場合、物性素子1の制御レベルを、1フレーム内で1段階ずつ複数段階、切り替えるようにに制御することで、さらに高速な制御特性が実現可能になる。
In the embodiment of the present invention, since the amount of attenuation gain by the
また、物性素子1の制御レベル毎の光透過率の差がカメラの出力信号レベルとして許容範囲内に入っている場合は、シャッタ速度やAGCは変化させないで物性素子1の制御レベルのみの制御で露光制御を行うことができ、簡便な露光補正システムが実現できる。
If the difference in light transmittance for each control level of the
さらに、絞り機構で撮像素子2への入射光量を増減する場合は、開口径が変化するために、被写界深度が変わってしまう。この発明の実施の一形態が適用されたカメラ装置では、入射光量を物性素子1で光透過率を変えることで制御しており、開口率を変化させずに露光制御を行うことができるため、被写界深度を変化させずに光量を増減できるような露光補正システムが実現できる。
Furthermore, when the amount of light incident on the
なお、上述では、この発明の実施の一形態によるカメラ装置は、機械的手段などによる絞り機構を用いないとして説明したが、勿論、撮像光学系に対して絞り機構を設けても良い。 In the above description, the camera device according to the embodiment of the present invention has been described as not using a diaphragm mechanism using mechanical means or the like. Of course, a diaphragm mechanism may be provided for the imaging optical system.
1 物性素子
2 撮像素子
3 撮像素子駆動信号発生回路
4 AGC回路
6 制御信号抽出回路
7 制御部
8 物性素子駆動信号発生回路
11 CCD
12 AFE回路
14 不揮発性メモリ
15 ドライバ
21 TG(タイミングジェネレータ)
22 マイクロコンピュータ
23 PWM出力回路
31 検波回路
DESCRIPTION OF
12
22
Claims (6)
光透過率の変化の比率が一定な複数段階の状態を持ち、上記光透過率の変化が所定期間内に完了可能な上記光透過率の変化の比率に基づき、上記光透過率を制御可能な物性素子と、
上記物性素子の上記光透過率を、入射光量に応じて上記複数段階に順次切り替えて制御するようにした物性素子制御手段と
上記物性素子を介して入射された入射光を撮像する撮像素子と、
上記撮像素子のシャッタ速度を入射光量に応じて連続的に制御可能なシャッタ制御手段と
を有し、
上記物性素子制御手段による上記制御と、上記シャッタ制御手段による上記シャッタ速度の制御とを組み合わせて上記撮像素子に対する入射光量を制御し、
上記入射光量に応じて上記シャッタ速度が所定の閾値に達したら、上記物性素子制御手段により上記複数段階が1段階切り替えられると共に、上記シャッタ制御手段により上記シャッタ速度が、上記複数段階が1段階切り替えられることによって制御される上記入射光量の制御量に対応する速度だけ戻されてから、上記制御量に対応する範囲で上記シャッタ速度が制御されるカメラ装置。 In the camera device configured to control the amount of incident light on the image sensor using a physical element capable of controlling the light transmittance,
The light transmittance can be controlled based on the ratio of the light transmittance change that can be completed within a predetermined period of time and has a plurality of states where the light transmittance change ratio is constant. A physical element;
The light transmittance of the properties element, an imaging element for imaging an incident light entered through the physical element control means and the physical properties element so as to control sequentially switched to the several stages in accordance with the amount of incident light,
The shutter speed of the imaging device have a <br/> continuously controllable shutter control means in accordance with the amount of incident light,
Controlling the amount of incident light on the image sensor in combination with the control by the physical element control means and the control of the shutter speed by the shutter control means,
When the shutter speed reaches a predetermined threshold in accordance with the amount of incident light, the physical element control unit switches the plurality of steps to one step, and the shutter control unit switches the shutter speed to the one step. A camera device in which the shutter speed is controlled within a range corresponding to the control amount after being returned by a speed corresponding to the control amount of the incident light quantity controlled by being performed .
上記物性素子制御手段による上記制御と、上記シャッタ制御手段による上記シャッタ速度の制御と、上記増幅手段による上記増幅率の制御とを組み合わせて上記撮像素子に対する入射光量を制御する請求項1に記載のカメラ装置。 Upper SL is input the output signal of the image pickup device further comprises a controllable amplification means the amplification factor for the output signal of the imaging device in accordance with the amount of incident light,
2. The amount of incident light on the image pickup device is controlled by combining the control by the physical element control unit, the control of the shutter speed by the shutter control unit, and the control of the amplification factor by the amplification unit . Camera device.
上記撮像素子に対する入射光量を開口率を変化させることで制御する絞り手段をさらに有することを特徴とするカメラ装置。 The camera device according to claim 1,
A camera apparatus, further comprising a diaphragm unit that controls the amount of light incident on the imaging element by changing an aperture ratio.
光透過率の変化の比率が一定な複数段階の状態を持ち、上記光透過率の変化が所定期間内に完了可能な上記光透過率の変化の比率に基づき、上記光透過率を制御可能な物性素子の上記光透過率を、入射光量に応じて上記複数段階を順次切り替えて制御する第1の制御ステップと、
上記物性素子を介して入射された入射光を撮像する撮像素子のシャッタ速度を入射光量に応じて連続的に制御する第2の制御ステップと
を組み合わせて上記撮像素子に対する入射光量を制御し、
上記入射光量に応じて上記シャッタ速度が所定の閾値に達したら、上記第1の制御ステップにより上記複数段階を1段階切り替えると共に、上記第2の制御ステップにより上記シャッタ速度を、上記複数段階が1段階切り替えられることによって制御される上記入射光量の制御量に対応する速度だけ戻してから、上記制御量に対応する範囲で上記シャッタ速度を制御する
ようにした光量制御方法。 In the light amount control method in which the light amount is controlled using a physical property element capable of controlling the light transmittance,
The light transmittance can be controlled based on the ratio of the light transmittance change that can be completed within a predetermined period of time and has a plurality of states where the light transmittance change ratio is constant. A first control step of controlling the light transmittance of the physical property element by sequentially switching the plurality of stages according to the amount of incident light ;
A second control step of continuously controlling the shutter speed of the image pickup device that picks up incident light incident through the physical property element according to the amount of incident light;
To control the amount of incident light to the image sensor,
When the shutter speed reaches a predetermined threshold according to the amount of incident light, the plurality of stages are switched by one stage by the first control step, and the shutter speed is changed by 1 by the second control step. It said after returning only the speed corresponding to the control amount of the incident light amount, the light amount control method in <br/> so to control the shutter speed range corresponding to the control amount is controlled by being switched out.
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