JP4426427B2 - Camera and exposure control method - Google Patents

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Description

本発明は、カメラ及び露出制御方法に関する。また、本発明は、起動時間の短縮を可能にするカメラ及び露出制御方法に関する。   The present invention relates to a camera and an exposure control method. The present invention also relates to a camera and an exposure control method that can shorten the startup time.

従来、自動焦点調節(AF)用の測距センサと自動露出調節(AE)用の測光センサとを備えるデジタルカメラがある。また、AE用の測光センサをAF用の測距センサと兼用し、測距センサの出力を用いてスポット測光データを得るデジタルカメラが提案されている。そして、測距センサの分光感度に起因する測光誤差を低減し、測距センサの出力から正確なスポット測光情報を得ようとするカメラも提案されている(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a digital camera provided with a distance measuring sensor for automatic focus adjustment (AF) and a photometric sensor for automatic exposure adjustment (AE). In addition, a digital camera has been proposed in which an AE photometric sensor is also used as an AF range sensor and spot photometry data is obtained using the output of the range sensor. A camera that reduces the photometric error caused by the spectral sensitivity of the distance measuring sensor and obtains accurate spot photometric information from the output of the distance measuring sensor has also been proposed (see Patent Document 1).

ところで、デジタルカメラでは、本撮影(被写体の画像データの記憶)の前に、露出及びフォーカス(合焦位置)を決めるために事前に画像を継続的に取り込み、表示デバイスに表示させることが一般的になっている。撮影者は、表示画像を見ながらフレーミングを決定し、取り込み画像の輝度レベル及び合焦位置の確認をすることができる。ここで、AEは、取り込み画像の輝度レベルが目標レベルになっているか否かを評価することで行う。そして、目標レベルでない場合は、取り込み画像の輝度レベルに基づいて絞り及びシャッタースピードなどを徐々に変更するフィードバック制御により、適切な露出に近づけてゆく。   By the way, in a digital camera, it is common to continuously capture an image in advance and determine it on a display device in order to determine exposure and focus (focus position) before actual shooting (storage of subject image data). It has become. The photographer can determine the framing while viewing the display image, and can confirm the brightness level and the in-focus position of the captured image. Here, AE is performed by evaluating whether or not the luminance level of the captured image is a target level. If the target level is not reached, the exposure is brought close to appropriate exposure by feedback control that gradually changes the aperture and shutter speed based on the luminance level of the captured image.

一方、デジタルカメラの電源投入直後は、今撮ろうとする画像のデータがデジタルカメラ内にない状態である。そこで、電源投入直後は、予め定めた基準値(固定値)又は過去の電源OFFの直前等に記録した取り込み画像のデータ等(電源OFF時の値)を読み出して、これを前記フィードバック制御における初期値として絞り及びシャッタースピードなどを再設定することによりAEすることが一般的である。
特開平9−203857号公報
On the other hand, immediately after turning on the power of the digital camera, there is no data in the digital camera for the image to be taken now. Therefore, immediately after the power is turned on, a predetermined reference value (fixed value) or data of the captured image recorded immediately before the power is turned off (a value when the power is turned off) is read, and this is the initial value in the feedback control. It is common to perform AE by resetting the aperture and shutter speed as values.
JP-A-9-203857

しかしながら、従来のデジタルカメラは、極端に被写体輝度が明るい又は暗い状況下で電源投入した場合では、固定値から露出が適切な状態に安定するまでに時間を要することになる。また、過去の電源OFF時の値を読み出す場合においても、その電源OFF時と現在との撮影環境が大きく異なった場合は、固定値を用いるとき以上に、露出が安定するまでに時間を要することとなる。したがって、従来のデジタルカメラでは、電源投入時から露出が適切な状態に安定するまでに時間を要し、電源投入から1枚目が撮影可能となるまでの時間(起動時間)の短縮化を妨げているという問題点がある。また、特許文献1に記載されたカメラにおいても、電源投入時などにおいて露出を迅速に適切な状態に近づけて、起動時間を短くするという技術思想がない。現在のデジタルカメラなどでは、起動時間の長短が製品価値についての大きな判断要素となっている。   However, when a conventional digital camera is turned on when the subject brightness is extremely bright or dark, it takes time to stabilize the exposure from a fixed value to an appropriate state. Even when reading values at the time when the power is turned off in the past, if the shooting environment differs greatly between the time when the power is turned off and the current time, it takes more time to stabilize the exposure than when using a fixed value. It becomes. Therefore, with conventional digital cameras, it takes time for the exposure to stabilize to an appropriate state from the time the power is turned on, preventing the reduction of the time (start-up time) from when the power is turned on until the first picture can be taken. There is a problem that. In addition, the camera described in Patent Document 1 does not have a technical idea that the exposure time is quickly brought close to an appropriate state when the power is turned on, and the activation time is shortened. In current digital cameras and the like, the length of startup time is a major factor in determining product value.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、起動時において露出を適正な状態に迅速に近づけることができ、起動時間を短縮することができるカメラ及び露出制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、被写体の輝度が急激に変化した場合でも、露出を適正な状態に迅速に近づけることができるカメラ及び露出制御方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a camera and an exposure control method that can quickly bring the exposure close to an appropriate state at the time of startup and can shorten the startup time. With the goal.
It is another object of the present invention to provide a camera and an exposure control method that can quickly bring the exposure close to an appropriate state even when the luminance of the subject changes abruptly.

上記目的を達成するために、本発明のカメラは、被写体を撮像する撮像手段(レンズ、CCD等)と、絞りを変更する絞り可変部、シャッタースピードを変更するシャッタースピード可変部、前記撮像手段の出力についての増幅度を可変するゲイン可変部のうちの少なくとも1つからなるものであって、前記撮像手段における露出状態を変更する露出変更手段と、前記撮像手段の出力に基づいて前記露出変更手段の状態を可変制御する自動露出調節手段と、被写体までの距離を測定するものであって少なくとも光電変換機能を有する測距センサと、前記測距センサの出力に基づいて、少なくとも前記自動露出調節手段における可変制御の初期状態又は基準状態を設定する高速露出制御手段とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a camera according to the present invention includes an imaging unit (lens, CCD, etc.) for imaging a subject, an aperture variable unit for changing an aperture, a shutter speed variable unit for changing a shutter speed, It comprises at least one of a gain variable section that varies the amplification degree of the output, the exposure changing means for changing the exposure state in the imaging means, and the exposure changing means based on the output of the imaging means Automatic exposure adjusting means for variably controlling the state of the camera, a distance measuring sensor for measuring the distance to the subject and having at least a photoelectric conversion function, and at least the automatic exposure adjusting means based on the output of the distance measuring sensor And high-speed exposure control means for setting an initial state or a reference state of the variable control.

この発明によれば、高速露出制御手段により、AFなどに用いられる測距センサの出力を用いて露出制御における初期値を設定することができる。したがって、本発明は、時間がかかる従来のAE(撮像手段の出力を用いたAE)を実行するの前又はその途中に、高速露出制御手段によって高速に露光状態を最適値近傍に近づけることができる。そこで、本発明は起動時又は被写体の輝度急変時などにおいて露出を適正な状態に迅速に近づけることができ、起動時間及び撮影間隔を短縮することができる。
すなわち、AFなどに用いられる測距センサは、一般に光電変換機能を有するので、被写体の輝度の大まかな値を検出できる。したがって、測距センサが検出した被写体の輝度に基づいて、直接的に高速に露出(絞り、シャッタースピード、ゲイン等)を制御できる。
ここで、従来のデジタルカメラのAEでは、撮像手段をなすCCDへの露光期間、CCDからメモリへの画像データ転送期間及びAE演算期間などが1つの露出制御シーケンスをなしている。この露出制御シーケンスの各期間は、1画面の画像データの取り込み及び転送の基準となる垂直同期信号(VD)に同期するので、その垂直同期信号の1周期(1フィールド=1フレーム)が必要となる。そして、従来のAEでは、CCDの出力から被写体の輝度レベルを検出し、その検出結果を用いて露光状態を変更し、さらに輝度レベルの検出及び露光状態の変更を繰り返すフィードバック制御を行っているので、測距センサに基づいて単純に露光制御する高速露出制御手段に比べて、AEに長時間を要する。一方、本発明における高速露出制御手段によれば、1フィールド未満の時間で、露出状態を最適値に近づけることができる。
また、従来のデジタルカメラでは、撮像手段による撮像状態をモニタ表示している。そして、モニタ表示の画像が急に明るくなる又は暗くなると表示品質が悪いとされるので、前記フィードバック制御における1ループでの露光可変量を小さくし、少しずつ露光状態を最適な状態にシフトさせている。これにより、従来のAEは、前記ループを多数回繰り返して適切な露光状態にするので、露光制御するのに長時間を要している。
また、カメラの電源投入時においては、被写体の輝度は全く分からない状態であるので、所定の基準値(初期設定値)で取りあえず露光状態を設定し、この状態から被写体輝度に応じた露光に上記フィードバック制御することとなる。これにより、電源投入時の被写体の輝度が非常に小さい又は大きい場合は、従来のAEでは上記フィードバック制御に時間がかかり、電源投入後の第1枚目の撮影に長時間がかかってしまう。本発明によれば、このような従来のAEをする前に、高速露光制御手段が高速に露光状態を最適値近傍に近づけることができるので、起動時又は被写体の輝度急変時などにおいて露出を適正な状態に迅速に近づけることができ、起動時間及び撮影間隔を短縮することができる。
According to the present invention, the initial value in the exposure control can be set by the high-speed exposure control means using the output of the distance measuring sensor used for AF or the like. Therefore, according to the present invention, the exposure state can be brought close to the optimum value at high speed by the high-speed exposure control means before or during the time-consuming conventional AE (AE using the output of the imaging means). . Therefore, the present invention can quickly bring the exposure close to an appropriate state at the time of start-up or when the luminance of the subject suddenly changes, and the start-up time and the shooting interval can be shortened.
That is, a distance measuring sensor used for AF or the like generally has a photoelectric conversion function, and thus can detect a rough value of the luminance of the subject. Therefore, the exposure (aperture, shutter speed, gain, etc.) can be directly controlled at high speed based on the luminance of the subject detected by the distance measuring sensor.
Here, in the AE of a conventional digital camera, an exposure period to the CCD that constitutes the imaging means, an image data transfer period from the CCD to the memory, an AE calculation period, and the like form one exposure control sequence. Since each period of this exposure control sequence is synchronized with a vertical synchronization signal (VD) which is a reference for capturing and transferring image data of one screen, one period (1 field = 1 frame) of the vertical synchronization signal is required. Become. In the conventional AE, since the luminance level of the object is detected from the output of the CCD, the exposure state is changed using the detection result, and further, the feedback control for repeatedly detecting the luminance level and changing the exposure state is performed. Compared with high-speed exposure control means that simply controls exposure based on a distance measuring sensor, AE requires a long time. On the other hand, according to the high-speed exposure control means of the present invention, the exposure state can be brought close to the optimum value in less than one field.
Moreover, in the conventional digital camera, the imaging state by the imaging means is displayed on the monitor. If the monitor display image suddenly becomes brighter or darker, the display quality is considered to be poor. Therefore, the exposure variable amount in one loop in the feedback control is reduced, and the exposure state is gradually shifted to the optimum state. Yes. As a result, the conventional AE takes a long time to control exposure because the loop is repeated many times to obtain an appropriate exposure state.
Also, since the brightness of the subject is not known at all when the camera is turned on, an exposure state is set for the time being based on a predetermined reference value (initial setting value), and exposure according to the subject brightness is performed from this state. Feedback control will be performed. As a result, when the brightness of the subject at power-on is very small or large, the conventional AE takes time for the feedback control, and it takes a long time to shoot the first image after power-on. According to the present invention, before performing such conventional AE, the high-speed exposure control means can bring the exposure state close to the optimum value at high speed. Thus, it is possible to quickly approach the desired state, and the activation time and the photographing interval can be shortened.

また、本発明のカメラは、前記自動露出調節手段が、前記撮像手段の出力から該撮像手段が撮像した画像の輝度レベルを検出し、該輝度レベルに基づいて前記露出変更手段を制御することにより、前記画像の輝度レベルが所望レベル(ターゲットレベル)になるように前記露出状態を制御するフィードバック制御部を有する構成とすることが望ましい。
この発明によれば、例えば、高速露出制御手段によって大まかな露出制御を高速に実行した後に、自動露出調節手段によって高精度な露出制御をすることができる。したがって本発明は、露出制御について高速化と高精度化の両立を図ることができる。
In the camera of the present invention, the automatic exposure adjustment unit detects a luminance level of an image captured by the imaging unit from an output of the imaging unit, and controls the exposure changing unit based on the luminance level. It is desirable to have a configuration including a feedback control unit that controls the exposure state so that the luminance level of the image becomes a desired level (target level).
According to the present invention, for example, after performing rough exposure control at high speed by the high-speed exposure control means, high-precision exposure control can be performed by the automatic exposure adjustment means. Therefore, the present invention can achieve both high speed and high precision in exposure control.

また、本発明のカメラは、前記高速露出制御手段が、前記カメラの電源投入の直後に、前記測距センサの出力に基づいて前記自動露出調整手段における初期状態を設定する起動時設定部を有する構成とすることが望ましい。
この発明によれば、カメラの電源投入の直後に、高速露出制御手段が高速に露出制御することができる。したがって、本発明は、デジタルカメラなどで重要視されている起動時間を短縮することができる。
The camera according to the present invention further includes a startup setting unit in which the high-speed exposure control unit sets an initial state of the automatic exposure adjustment unit based on an output of the distance measuring sensor immediately after the camera is turned on. It is desirable to have a configuration.
According to the present invention, immediately after the camera is turned on, the high-speed exposure control means can perform exposure control at high speed. Therefore, the present invention can shorten the startup time that is regarded as important in digital cameras and the like.

また、本発明のカメラは、前記露出変更手段が、前記カメラの電源投入の後であって、前記自動露出調節手段が前記露出変更手段の状態を設定する前に、前記測距センサの出力に基づいて前記自動露出調整手段における初期状態を設定する起動時設定部を有する構成とすることが望ましい。
この発明によれば、例えば、カメラの電源投入時に、撮像素子ドライバへシャッタースピードなどの画像取り込み諸条件をセットする前に、測距センサを用いて被写体輝度がおおよそどれ位の輝度域にあるかを調べることができる。したがって、本発明は、電源投入時に、従来のAEよりも早く、露出についての諸条件を設定でき、起動時間を短縮することができる。
Further, in the camera of the present invention, the exposure changing means is connected to the output of the distance measuring sensor after the camera is turned on and before the automatic exposure adjusting means sets the state of the exposure changing means. It is desirable to have a configuration having a startup setting unit for setting an initial state in the automatic exposure adjusting means.
According to the present invention, for example, at the time of turning on the camera, before setting various image capturing conditions such as the shutter speed to the image sensor driver, the approximate brightness range of the subject using the distance measuring sensor is set. Can be examined. Therefore, according to the present invention, it is possible to set various conditions for exposure earlier than the conventional AE when the power is turned on, and to shorten the startup time.

また、本発明のカメラは、前記高速露出制御手段が、前記撮像手段の出力又は前記測距センサの出力に基づいて、所定時間間隔における前記被写体の輝度の変化値が基準値以上か否かを判断し、基準値以上と判断したときに、前記測距センサの出力に基づいて前記自動露出調節手段における可変制御の状態を設定する輝度急変時設定部を有する構成とすることが望ましい。
この発明によれば、カメラ起動後のフレーミング最中などにおいて、被写体輝度が極端に変化したことを検出できる。そして、被写体輝度が極端に変化したとき、測距センサの出力に基づいて、露出を適正な状態に迅速に近づけることがでる。したがって、本発明のカメラは、急激に輝度が変化する被写体を従来よりも高品位に撮影することもできる。
In the camera of the present invention, the high-speed exposure control means determines whether the change value of the luminance of the subject at a predetermined time interval is greater than a reference value based on the output of the imaging means or the output of the distance measuring sensor. It is desirable to have a configuration having a brightness sudden change setting unit that sets the state of variable control in the automatic exposure adjusting means based on the output of the distance measuring sensor when it is determined that the reference value is greater than or equal to the reference value.
According to the present invention, it is possible to detect that the subject luminance has changed extremely during framing after the camera is activated. When the subject brightness changes extremely, the exposure can be quickly brought close to an appropriate state based on the output of the distance measuring sensor. Therefore, the camera of the present invention can also photograph a subject whose luminance changes abruptly with higher quality than before.

また、本発明のカメラは、前記高速露出制御手段が、前記測距センサの出力に基づいて前記露出変更手段の状態をフィードバック制御する高速フィードバック露出制御部を有し、前記高速フィードバッック露出制御部は、露出状態が適正値を挟んで振動しないようにフィードバック量を小さくするスムーズ表示化部を有する構成とすることが望ましい。
この発明によれば、高速露出制御手段のみによって、最適な露出状態(AEターゲット値)の近傍に露出制御することができる。ここで、高速露出制御手段は、露出状態(すなわちモニタ表示)が明るすぎ・暗すぎを交互に繰り返すようなことを回避することができる。したがって、本発明は、カメラのモニタ表示などで、取り込み画像が最適な露出状態に自然に移っていく。そこで、本発明は、高速な露出制御としながら、モニタ表示などを、常時、高品位な画像にすることができる。
In the camera of the present invention, the high-speed exposure control unit includes a high-speed feedback exposure control unit that feedback-controls the state of the exposure change unit based on the output of the distance measuring sensor, and the high-speed feedback exposure control unit It is desirable to have a configuration including a smooth display unit that reduces the feedback amount so that the exposure state does not vibrate across an appropriate value.
According to the present invention, exposure control can be performed in the vicinity of the optimum exposure state (AE target value) only by the high-speed exposure control means. Here, the high-speed exposure control means can avoid that the exposure state (that is, the monitor display) alternately repeats too bright and too dark. Therefore, the present invention naturally shifts the captured image to an optimal exposure state, for example, on the monitor display of the camera. Therefore, the present invention can always display a high-quality image on the monitor display while performing high-speed exposure control.

また、本発明のカメラは、前記高速露出制御手段が、複数の露出設定値を予め記憶しており、前記測距センサの出力に基づいて、該複数の露出設定値のうちから1つの露出設定値を選択し、該選択した露出設定値に基づいて前記初期状態又は基準状態を設定する選択部を有する構成とすることが望ましい。
この発明によれば、例えば高速露出制御手段によって、最適な露出設定に近い露出設定値を選んで露出制御することができる。その後は、自動露出調節手段によって高精度に露出制御することができる。そこで、本発明は、構成要素の簡素化を図りつつ、露出制御についての高速化及び高精度化を図ることができる。
In the camera of the present invention, the high-speed exposure control means stores a plurality of exposure setting values in advance, and one exposure setting is selected from the plurality of exposure setting values based on the output of the distance measuring sensor. It is desirable to have a selection unit that selects a value and sets the initial state or the reference state based on the selected exposure setting value.
According to the present invention, for example, the exposure setting value close to the optimum exposure setting can be selected and controlled by the high-speed exposure control means. Thereafter, the exposure can be controlled with high accuracy by the automatic exposure adjusting means. Therefore, the present invention can increase the speed and accuracy of exposure control while simplifying the constituent elements.

また、本発明のカメラは、前記測距センサは、自動焦点調節に用いられるセンサであって、被写体に対して測距用の補助光を投射せずに、該被写体からの光を用いて測距するパッシブAFセンサと、被写体に対して測距用の補助光を投射して、該投射時の被写体からの光を用いて測距するアクティブAFセンサとのうちのいずれかであることが望ましい。
この発明によれば、従来からAFに用いられているパッシブAFセンサ又はアクティブAFセンサを用いて、高速なAEをすることができ、起動時間及び撮影間隔などを短縮することができる。
パッシブAFセンサとしては、セパレータレンズ又は2つのレンズと、複数の光電変換素子が直線状に配置されているとともに前記セパレータレンズ又は2つのレンズで集光された光が該複数の光電変換素子のいずれかに照射されるように配置されたラインセンサとを有して構成されるものを用いることが望ましい。
また、アクティブAFセンサとしては、受光手段が赤外光のみを取り出すように定常光成分をキャンセルする構成のものがあるが、定常光成分をキャンセルしない構成の方が好ましい。このようにすると、被写体からの大凡の光量検知をすることができる。
In the camera of the present invention, the distance measuring sensor is a sensor used for automatic focus adjustment, and does not project auxiliary light for distance measurement onto the subject, but measures the light from the subject. Desirably, it is one of a passive AF sensor that measures distance, and an active AF sensor that projects auxiliary light for distance measurement onto the subject and measures the distance using light from the subject at the time of projection. .
According to the present invention, it is possible to perform high-speed AE using a passive AF sensor or an active AF sensor conventionally used for AF, and to shorten the start-up time, the shooting interval, and the like.
As a passive AF sensor, a separator lens or two lenses and a plurality of photoelectric conversion elements are linearly arranged, and light collected by the separator lens or the two lenses is any of the plurality of photoelectric conversion elements. It is desirable to use what is comprised with the line sensor arrange | positioned so that it may be irradiated.
Further, as an active AF sensor, there is a configuration that cancels the steady light component so that the light receiving unit extracts only infrared light, but a configuration that does not cancel the steady light component is preferable. In this way, it is possible to detect an approximate amount of light from the subject.

また、本発明のカメラは、前記高速露出制御手段が、前記測距センサの出力の積分値に基づいて、少なくとも前記自動露出調節手段における可変制御の初期状態又は基準状態を設定するものであることが望ましい。
この発明によれば、例えば、測距センサとして上記パッシブAFセンサを用いた場合、パッシブAFセンサを構成するラインセンサの各光電変換素子の出力を積分するだけで、被写体輝度レベルの大まかな値を検出することができる。
In the camera of the present invention, the high-speed exposure control means sets at least an initial state or a reference state of variable control in the automatic exposure adjustment means based on an integrated value of the output of the distance measuring sensor. Is desirable.
According to the present invention, for example, when the passive AF sensor is used as a distance measuring sensor, a rough value of the subject luminance level can be obtained simply by integrating the output of each photoelectric conversion element of the line sensor constituting the passive AF sensor. Can be detected.

上記目的を達成するために、本発明のカメラは、被写体を撮像する撮像手段と、絞りを変更する絞り可変部、シャッタースピードを変更するシャッタースピード可変部、前記撮像手段の出力についての増幅度を可変するゲイン可変部のうちの少なくとも1つからなるものであって、前記撮像手段における露出状態を変更する露出変更手段と、前記撮像手段の出力に基づいて前記露出変更手段の状態を可変制御する自動露出調節手段と、前記被写体に向けて光を照射するフラッシュと、前記フラッシュによって光を照射した時の前記被写体の輝度を検出するフラッシュ調光用センサと、前記フラッシュ調光用センサの出力に基づいて、少なくとも前記自動露出調節手段における可変制御の初期状態又は基準状態を設定する高速露出制御手段とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the camera of the present invention has an imaging means for imaging a subject, an aperture variable section for changing the aperture, a shutter speed variable section for changing the shutter speed, and an amplification degree for the output of the imaging means. It comprises at least one of variable gain variable sections, and controls the exposure change means for changing the exposure state in the image pickup means, and variably controls the state of the exposure change means based on the output of the image pickup means. Automatic exposure adjusting means, a flash that irradiates light toward the subject, a flash dimming sensor that detects the luminance of the subject when the flash irradiates light, and an output of the flash dimming sensor A high-speed exposure control means for setting at least an initial state or a reference state of variable control in the automatic exposure adjustment means, Characterized in that it.

この発明によれば、高速露出制御手段により、フラッシュ調光用センサの出力に基づいて露出制御における初期値を設定することができる。したがって、本発明は、時間がかかる従来のAE(撮像手段の出力を用いたAE)を実行するの前又はその途中に、高速露出制御手段によって高速に露光状態を最適値近傍に近づけることができる。そこで、本発明は起動時又は被写体の輝度急変時などにおいて露出を適正な状態に迅速に近づけることができ、起動時間及び撮影間隔を短縮することができる。   According to the present invention, the initial value in the exposure control can be set based on the output of the flash light control sensor by the high-speed exposure control means. Therefore, according to the present invention, the exposure state can be brought close to the optimum value at high speed by the high-speed exposure control means before or during the time-consuming conventional AE (AE using the output of the imaging means). . Therefore, the present invention can quickly bring the exposure close to an appropriate state at the time of start-up or when the luminance of the subject suddenly changes, and the start-up time and the shooting interval can be shortened.

上記目的を達成するために、本発明の露出制御方法は、カメラの電源投入直後又は被写体の輝度が急激に変化した時を少なくとも除く時に、撮像手段の出力に基づいて、露出制御し、カメラの電源投入直後又は被写体の輝度が急激に変化した時は、測距センサの出力に基づいて、露出制御することを特徴とする。
この発明によれば、従来のAEでは特に時間がかかる電源投入時又は被写体輝度急変時に、測距センサの出力に基づいて、高速に露出制御することができる。したがって、本発明は、カメラにおける起動時間及び撮影間隔を短縮することができ、シャッターチャンスを逃すことを大幅に低減することができる。
In order to achieve the above object, the exposure control method of the present invention controls the exposure based on the output of the imaging means at least excluding the time immediately after the camera is turned on or when the brightness of the subject changes suddenly. Immediately after the power is turned on or when the luminance of the subject changes abruptly, exposure control is performed based on the output of the distance measuring sensor.
According to the present invention, the exposure control can be performed at high speed based on the output of the distance measuring sensor when the power is turned on or the subject brightness is abruptly changed. Therefore, according to the present invention, it is possible to shorten the start-up time and the photographing interval in the camera, and it is possible to greatly reduce missed photo opportunities.

本発明によれば、起動時間を短縮することができる。すなわち、撮像手段の出力に対するフィードバック制御によるAEの場合、「撮像」、「撮像素子からメモリへの転送」、「AE演算」などのそれぞれが1フィールド以上ずつ期間を要する。そして、フィードバック制御によるAEでは、これらの少なくとも3フィールドを1単位として露出制御値の更新が実行される。このため、初期設定が被写体の輝度レベルとかけ離れていると露出が安定するまで数十フレーム必要となり、1枚目の撮影が可能となる起動時間へ大きな影響を与える。本発明によれば、測距センサなどの出力に基づいて、1フィールド未満の時間で、露出状態を最適値に近い状態(本発明の初期状態又は基準状態)にすることができる。したがって、本発明は、起動時間を短縮でき、撮影間隔を短縮することもできる。   According to the present invention, the startup time can be shortened. That is, in the case of AE by feedback control with respect to the output of the image pickup means, each of “image pickup”, “transfer from image pickup device to memory”, “AE calculation”, etc. requires a period of one field or more. In the AE based on feedback control, the exposure control value is updated with these at least three fields as one unit. For this reason, if the initial setting is far from the luminance level of the subject, several tens of frames are required until the exposure is stabilized, which greatly affects the start-up time during which the first image can be taken. According to the present invention, the exposure state can be brought to a state close to the optimum value (the initial state or the reference state of the present invention) in less than one field based on the output from the distance measuring sensor or the like. Therefore, the present invention can shorten the start-up time and the shooting interval.

また、本発明によれば、カメラ起動後のフレーミング最中などにおいて、被写体輝度が急激に変化したときも、測距センサなどの出力に基づいて、1フィールド未満の時間で、露出状態を最適値に近い状態にすることができる。したがって、本発明は、急激に輝度が変化する被写体を従来よりも高品位に撮影することもできる。   Further, according to the present invention, even when the subject brightness changes suddenly during framing after the camera is activated, the exposure state is set to the optimum value in less than one field based on the output from the distance measuring sensor or the like. It can be in a state close to. Therefore, according to the present invention, it is possible to photograph a subject whose brightness changes rapidly with higher quality than before.

次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るカメラの全体構成の一例を示すブロック図である。本実施形態では、本発明に係るカメラの一例としてデジタルカメラを挙げて説明する。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of a camera according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a digital camera will be described as an example of the camera according to the present invention.

本実施形態のデジタルカメラは、ズームレンズ1、アイリス(絞り)2、フォーカスレンズ3、撮像素子(CCD)4、ズームモータ5、アイリスモータ6、フォーカスモータ7、タイミング発生器8及びCDS及びAGC回路9を有している。ここで、ズームレンズ1、アイリス2、フォーカスレンズ3及び撮像素子4は、被写体を撮像する撮像手段をなしている。   The digital camera of this embodiment includes a zoom lens 1, an iris (aperture) 2, a focus lens 3, an image pickup device (CCD) 4, a zoom motor 5, an iris motor 6, a focus motor 7, a timing generator 8, and a CDS and AGC circuit. 9. Here, the zoom lens 1, the iris 2, the focus lens 3, and the imaging element 4 constitute imaging means for imaging a subject.

アイリスモータ6は、アイリス2の開度を変更する絞り可変部をなしている。タイミング発生器8は、シャッタースピードを変更するシャッタースピード可変部をなしている。CDS(Corelated Double Sampling)及びAGC(Automatic Gain Control)回路9は、撮像手段の出力をなす撮像素子4の出力について、増幅度を可変するゲイン可変部をなしている。そして、アイリスモータ6と、タイミング発生器8と、CDS及びAGC回路9とは、撮像手段における露出状態を変更する露出変更手段を構成している。   The iris motor 6 forms a diaphragm variable unit that changes the opening degree of the iris 2. The timing generator 8 forms a shutter speed variable unit that changes the shutter speed. A CDS (Corelated Double Sampling) and AGC (Automatic Gain Control) circuit 9 constitutes a gain variable section that varies the degree of amplification with respect to the output of the image pickup device 4 that is the output of the image pickup means. The iris motor 6, the timing generator 8, and the CDS and AGC circuit 9 constitute an exposure changing unit that changes the exposure state in the imaging unit.

ズームレンズ1の位置は、ズームモータ5により移動可能とされている。アイリス2の開度は、アイリスモータ6により制御可能とされている。フォーカスレンズ3の位置は、フォーカスモータ7により制御可能とされている。ズームレンズ1、アイリス2及びフォーカスレンズ3を介された被写体像光は、撮像素子4の受光面に結像される。   The position of the zoom lens 1 can be moved by a zoom motor 5. The opening degree of the iris 2 can be controlled by the iris motor 6. The position of the focus lens 3 can be controlled by the focus motor 7. The subject image light that has passed through the zoom lens 1, the iris 2, and the focus lens 3 forms an image on the light receiving surface of the image sensor 4.

撮像素子4は、その受光面に結像された被写体像光を光電変換する。撮像素子4としては、CCD(Charge Coupled Device)撮像素子、CMOS(Complementary MOS)撮像素子などが用いられる。撮像素子4の前面には、色フィルタが配列されている。色フィルタの配列の構成としては、R(赤)、G(緑)、B(青)の原色系フィルタを用いる場合と、Cy(シアン)、Mg(マゼンタ)、Ye(黄色)の補色系フィルタを用いる場合とがある。撮像素子4は、タイミング発生器8からのタイミング信号により駆動される。   The image sensor 4 photoelectrically converts subject image light imaged on its light receiving surface. As the image sensor 4, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, a CMOS (Complementary MOS) image sensor, or the like is used. Color filters are arranged on the front surface of the image sensor 4. The arrangement of the color filters includes R (red), G (green), and B (blue) primary color filters, and Cy (cyan), Mg (magenta), and Ye (yellow) complementary color filters. May be used. The image sensor 4 is driven by a timing signal from the timing generator 8.

また、本実施形態のデジタルカメラは、A/Dコンバータ10、画像入力コントローラ11、画像信号処理回路12、画像圧縮/伸長回路13、ビデオエンコーダ14、画像表示装置15、モータドライバ16,17,18、CPU19、AF検出回路20、AE及びAWB検出回路21、メモリ22、VRAM23、メディアコントローラ24、記録メディア25及びパッシブAFセンサ26を有している。また、本実施形態のデジタルカメラは、シャタースイッチSW1、記録/再生スイッチSW2、ズームスイッチSW3、ストロボスイッチSW4及び撮影モード選択スイッチSW5を有している。   The digital camera of this embodiment includes an A / D converter 10, an image input controller 11, an image signal processing circuit 12, an image compression / decompression circuit 13, a video encoder 14, an image display device 15, and motor drivers 16, 17, and 18. CPU 19, AF detection circuit 20, AE and AWB detection circuit 21, memory 22, VRAM 23, media controller 24, recording medium 25, and passive AF sensor 26. In addition, the digital camera of this embodiment includes a shutter switch SW1, a recording / reproducing switch SW2, a zoom switch SW3, a strobe switch SW4, and a shooting mode selection switch SW5.

CPU19は、本デジタルカメラ全体を制御するものである。AE(Automatic Exposure)及びAWB(Automatic White Balance)検出回路21は、露光及びホワイトバランスを行うために、画像信号レベルを検出するものである。そして、CPU19とAE及びAWB検出回路21とは、撮像素子4の出力に基づいて露出変更手段(アイリスモータ6と、タイミング発生器8と、CDS及びAGC回路9)の状態を可変制御する自動露出調節手段を構成している。   The CPU 19 controls the entire digital camera. An AE (Automatic Exposure) and AWB (Automatic White Balance) detection circuit 21 detects an image signal level in order to perform exposure and white balance. Then, the CPU 19 and the AE and AWB detection circuit 21 perform automatic exposure for variably controlling the state of the exposure changing means (the iris motor 6, the timing generator 8, and the CDS and AGC circuit 9) based on the output of the image sensor 4. It constitutes the adjusting means.

パッシブAFセンサ26は、AFに用いられるセンサであって、被写体までの距離を測定するものであり、光電変換機能を有する測距センサである。例えばパッシブAFセンサ26は、セパレータレンズ(又は平行に配置された2つのレンズ)と、複数の光電変換素子が直線状に配置されているとともに前記セパレータレンズで2箇所に集光された光が該複数の光電変換素子のいずれかに照射されるように配置されたラインセンサとを有して構成される。セパレータレンズで2箇所に結像されたその結像の間隔をラインセンサで検出することにより、被写体までの距離を測定する。また、パッシブAFセンサ26の出力は、本発明に係る高速露出制御手段の入力ともなる。さらに本デジタルカメラについて詳細に説明する。   The passive AF sensor 26 is a sensor used for AF and measures the distance to a subject, and is a distance measuring sensor having a photoelectric conversion function. For example, the passive AF sensor 26 includes a separator lens (or two lenses arranged in parallel) and a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a straight line, and the light condensed at two locations by the separator lens And a line sensor arranged to irradiate one of the plurality of photoelectric conversion elements. The distance to the subject is measured by detecting, with a line sensor, the interval between the two images formed by the separator lens. Further, the output of the passive AF sensor 26 is also an input of the high-speed exposure control means according to the present invention. Further, the digital camera will be described in detail.

撮像素子4の出力信号は、CDS及びAGC回路9を介して、A/Dコンバータ10に供給される。A/Dコンバータ10では画像信号がデジタル化される。A/Dコンバータ10の出力信号は、画像入力コントローラ11を介してCPU19に取り込まれる。   The output signal of the image sensor 4 is supplied to the A / D converter 10 via the CDS and AGC circuit 9. In the A / D converter 10, the image signal is digitized. The output signal of the A / D converter 10 is taken into the CPU 19 via the image input controller 11.

CPU19には、シャタースイッチSW1、記録/再生スイッチSW2、ズームスイッチSW3、ストロボスイッチSW4、撮影モード選択スイッチSW5などから入力信号が与えられる。また、CPU19からは、ズームレンズ1を移動させるためのズーム駆動信号、フォーカスレンズ3を移動させるためのフォーカス駆動信号、アイリス2を開閉させるためのアイリス駆動信号、CDS及びAGC回路9のゲインを制御するためのゲイン制御信号が出力される。   The CPU 19 is supplied with input signals from a shutter switch SW1, a recording / reproducing switch SW2, a zoom switch SW3, a strobe switch SW4, a shooting mode selection switch SW5, and the like. The CPU 19 controls the zoom drive signal for moving the zoom lens 1, the focus drive signal for moving the focus lens 3, the iris drive signal for opening and closing the iris 2, and the gain of the CDS and AGC circuit 9. A gain control signal for output is output.

また、CPU19は、パッシブAFセンサ26の出力を入力する。そして、CPU19は、パッシブAFセンサ26の出力に基づいて、本デジタルカメラから被写体までの距離を算出し、その算出した距離に基づいてフォーカス制御(AF)をする。すなわち、CPU19は、この算出した距離に応じて、モータドライバ18を介してフォーカスモータ7にフォーカス駆動信号を与え、フォーカスレンズ3を合焦点の位置に制御する。   Further, the CPU 19 inputs the output of the passive AF sensor 26. Then, the CPU 19 calculates the distance from the digital camera to the subject based on the output of the passive AF sensor 26, and performs focus control (AF) based on the calculated distance. That is, the CPU 19 gives a focus drive signal to the focus motor 7 via the motor driver 18 according to the calculated distance, and controls the focus lens 3 to the in-focus position.

AF(Automatic Focus)検出回路20は、撮像素子4の出力に基づいてAFをためのものである。なお、本デジタルカメラでは、パッシブAFセンサを用いてAFをすることができるが、より高精度にAFするために、AF検出回路20を用いたAFをすることもできる。したがって、本デジタルカメラでは、AF検出回路20は必ずしも必要なものではない。具体的には、AF検出回路20は、フォーカス制御を行うために、画像信号の高周波成分レベルを検出する。つまり、合焦点では、画像信号の高周波成分レベルが大きくなる。したがって、画像信号の高周波成分レベルを検出すれば、合焦状態が判断できる。AF検出回路20により、画像信号の高周波成分レベルが検出され、この画像信号の高周波成分レベルが所定のフォーカスエリアの間積分されて、AF評価値が求められる。求められたAF評価値がCPU19に供給される。CPU19は、このAF評価値に応じて、モータドライバ18を介してフォーカスモータ7にフォーカス駆動信号を与え、フォーカスレンズ3を合焦点の位置に制御する。   The AF (Automatic Focus) detection circuit 20 is for AF based on the output of the image sensor 4. In this digital camera, AF can be performed using a passive AF sensor, but in order to perform AF with higher accuracy, AF using the AF detection circuit 20 can also be performed. Therefore, in the present digital camera, the AF detection circuit 20 is not always necessary. Specifically, the AF detection circuit 20 detects the high frequency component level of the image signal in order to perform focus control. That is, at the focal point, the high-frequency component level of the image signal increases. Therefore, the in-focus state can be determined by detecting the high-frequency component level of the image signal. The high-frequency component level of the image signal is detected by the AF detection circuit 20, and the high-frequency component level of the image signal is integrated during a predetermined focus area to obtain an AF evaluation value. The obtained AF evaluation value is supplied to the CPU 19. The CPU 19 gives a focus drive signal to the focus motor 7 via the motor driver 18 in accordance with the AF evaluation value, and controls the focus lens 3 to the in-focus position.

AE及びAWB検出回路21は、露光及びホワイトバランスを行うために、画像信号レベルを検出するものである。AE及びAWB検出回路21により画像信号レベルが検出され、露光制御信号及びホワイトバランス制御信号が形成される。この露光制御信号及びホワイトバランス制御信号がCPU19に供給される。   The AE and AWB detection circuit 21 detects an image signal level in order to perform exposure and white balance. The image signal level is detected by the AE and AWB detection circuit 21, and an exposure control signal and a white balance control signal are formed. The exposure control signal and the white balance control signal are supplied to the CPU 19.

通常時は、AE及びAWB検出回路21が出力する露光制御信号に応じて、CPU19からアイリス駆動信号が出力されると共に、ゲイン設定信号が出力される。そして、CPU19からのアイリス駆動信号がモータドライバ17を介してアイリスモータ6に供給され、所定の信号レベルとなるように、アイリス2の開度が制御される。また、CPU19からのゲイン制御がCDS及びAGC回路9に供給され、所定の信号レベルとなるように、CDS及びAGC回路9のゲインが制御される。また、AE及びAWB検出回路21からのホワイトバランス制御信号に応じて、画像信号処理回路12で3原色信号のゲインが制御される。この通常時のAE、すなわちAE基本動作については、後で詳細に述べるが、比較的時間のかかる動作である。   In normal times, an iris drive signal is output from the CPU 19 and a gain setting signal is output in accordance with the exposure control signal output from the AE and AWB detection circuit 21. Then, the iris drive signal from the CPU 19 is supplied to the iris motor 6 via the motor driver 17, and the opening degree of the iris 2 is controlled so as to reach a predetermined signal level. Further, the gain control from the CPU 19 is supplied to the CDS and AGC circuit 9, and the gain of the CDS and AGC circuit 9 is controlled so as to have a predetermined signal level. Further, the gain of the three primary color signals is controlled by the image signal processing circuit 12 in accordance with the white balance control signal from the AE and AWB detection circuit 21. The normal AE, that is, the AE basic operation, is described in detail later, but is a relatively time-consuming operation.

起動時、すなわち本デジタルカメラの電源ONの直後は、CPU19がパッシブAFセンサ26の出力に基づいて自動露出調節手段における可変制御の初期状態(又は基準状態)を設定する高速露出制御手段となる。また、被写体の輝度が極端に且つ急激に変化したときも、CPU19は高速露出制御手段となる。このパッシブAFセンサ26を用いたAE動作(高速露出制御手段の動作)についても、後で詳細に述べる。   At the time of start-up, that is, immediately after the digital camera is turned on, the CPU 19 becomes a high-speed exposure control unit that sets the initial state (or reference state) of the variable control in the automatic exposure adjustment unit based on the output of the passive AF sensor 26. Also, the CPU 19 becomes a high-speed exposure control means when the luminance of the subject changes extremely and rapidly. The AE operation (operation of the high-speed exposure control means) using the passive AF sensor 26 will be described later in detail.

ズームスイッチSW3は、ズームレンズ1を移動させるスイッチである。すなわち、ズームスイッチSW3が操作されると、これに応じて、CPU19からズーム駆動信号が出力される。このズーム駆動信号がモータドライバ16を介してズームモータ5に供給されて、ズームレンズ1が移動される。   The zoom switch SW3 is a switch for moving the zoom lens 1. That is, when the zoom switch SW3 is operated, a zoom drive signal is output from the CPU 19 accordingly. This zoom drive signal is supplied to the zoom motor 5 via the motor driver 16, and the zoom lens 1 is moved.

記録/再生スイッチSW2は、記録モード又は再生モードに設定するスイッチである。記録モードに設定されているとき、撮像素子4の出力信号は、CDS及びAGC回路9を介して、A/Dコンバータ10でデジタル化された後に、画像信号処理回路12に供給される。画像信号処理回路12で、ガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス等の画像処理が行われる。この画像信号は、ビデオエンコーダ14に供給される。ビデオエンコーダ14で、コンポーネントカラービデオ信号が形成され、このカラービデオ信号がVRAM(Video RAM)23に展開される。このカラービデオ信号がLCD(Liquid Crystal Display)等の画像表示装置15に供給され、画像表示装置15に、撮影中のモニタ画像が映出される。   The recording / reproducing switch SW2 is a switch for setting the recording mode or the reproducing mode. When the recording mode is set, the output signal of the image sensor 4 is digitized by the A / D converter 10 via the CDS and AGC circuit 9 and then supplied to the image signal processing circuit 12. The image signal processing circuit 12 performs image processing such as gamma correction, edge enhancement, and white balance. This image signal is supplied to the video encoder 14. A component color video signal is formed by the video encoder 14, and this color video signal is developed in a VRAM (Video RAM) 23. This color video signal is supplied to an image display device 15 such as an LCD (Liquid Crystal Display), and a monitor image being shot is displayed on the image display device 15.

シャタースイッチSW1は、画像を撮影するときに押されるスイッチである。シャタースイッチSW1が押されると、タイミング発生器8にシャッター信号が送られ、そのときの画像が撮像素子4に取り込まれる。そして、このときの1画面分の画像信号がメモリ22に蓄積される。   The shutter switch SW1 is a switch that is pressed when taking an image. When the shutter switch SW1 is pressed, a shutter signal is sent to the timing generator 8, and the image at that time is taken into the image sensor 4. The image signal for one screen at this time is stored in the memory 22.

メモリ22に取り込まれた1画面分の画像信号は、画像信号処理回路12で画像処理が施された後に、画像圧縮/伸長回路13に供給される。画像圧縮/伸長回路13は、画像データを圧縮符号化する。画像データの圧縮方式としては、例えば、JPEG(Joint Photographic Experts Group)が用いられる。JPEGはDCT(Discrete Cosine Transform)を用いて画像圧縮するための規格である。なお、画像データの圧縮方式は、JPEGに限定されるものではない。   The image signal for one screen captured in the memory 22 is supplied to the image compression / expansion circuit 13 after being subjected to image processing by the image signal processing circuit 12. The image compression / decompression circuit 13 compresses and encodes image data. For example, JPEG (Joint Photographic Experts Group) is used as the image data compression method. JPEG is a standard for compressing images using DCT (Discrete Cosine Transform). Note that the image data compression method is not limited to JPEG.

圧縮符号化された画像信号は、メディアコントローラ24を介して、記録メディア25に供給され、記録メディア25に記録される。記録メディア25は、例えばフラッシュメモリを使ったカード型の着脱自在のメモリが用いられる。なお、記録メディア25としては、デジタルカメラ内蔵の不揮発メモリ、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスクなどを適用してもよい。   The compressed and encoded image signal is supplied to the recording medium 25 via the media controller 24 and recorded on the recording medium 25. As the recording medium 25, for example, a card-type detachable memory using a flash memory is used. As the recording medium 25, a nonvolatile memory built in a digital camera, a magnetic tape, a magnetic disk, an optical disk, or the like may be applied.

再生時には、記録/再生スイッチSW2が再生側に操作される。記録/再生スイッチSW2が再生側に操作されると、再生モードに設定される。再生モードでは、記録メディア25の画像ファイルが開かれ、画像データが読み出される。記録メディア25から読み出された画像データは、画像圧縮/伸長回路13に供給される。画像圧縮/伸長回路13により、画像信号の伸長処理が行われる。画像圧縮/伸長回路13の出力がビデオエンコーダ14に供給される。ビデオエンコーダ14の出力信号が画像表示装置15に供給され、画像表示装置15に再生画像が映出される。   At the time of reproduction, the recording / reproduction switch SW2 is operated to the reproduction side. When the recording / reproduction switch SW2 is operated to the reproduction side, the reproduction mode is set. In the reproduction mode, an image file on the recording medium 25 is opened and image data is read out. The image data read from the recording medium 25 is supplied to the image compression / decompression circuit 13. The image compression / decompression circuit 13 performs image signal decompression processing. The output of the image compression / decompression circuit 13 is supplied to the video encoder 14. An output signal of the video encoder 14 is supplied to the image display device 15, and a reproduced image is displayed on the image display device 15.

撮影モード選択スイッチSW5は、人物撮影モード、スポーツモード、風景モード、夜間モードなどのなかから、撮影状況などに応じて一つの撮影モードを選択するためのスイッチである。なお、人物撮影モードは、人物の撮影に好適なモードである。スポーツモードは、動きのある被写体を撮影するのに好適なモードである。風景モードは、遠くの風景などを高品位に撮影するのに好適なモードである。夜間モードは、夜景を鮮明に撮るのに好適なモードである。   The shooting mode selection switch SW5 is a switch for selecting one shooting mode according to the shooting situation from the person shooting mode, the sport mode, the landscape mode, the night mode, and the like. The person shooting mode is a mode suitable for shooting a person. The sport mode is a mode suitable for photographing a moving subject. The landscape mode is a mode suitable for photographing a distant landscape with high quality. The night mode is a mode suitable for taking a night view clearly.

次に、本デジタルカメラの電源ON時からの動作を説明する。電源スイッチ(図示せず)の操作にて本デジタルカメラの主電源がON/OFFされる。電源ONされると、本デジタルカメラは、メモリ、ズーミング、DSP、各種ドライバ(16、17、18)などの初期化を行う。   Next, the operation of the digital camera after the power is turned on will be described. The main power of the digital camera is turned on / off by operating a power switch (not shown). When the power is turned on, the digital camera initializes memory, zooming, DSP, various drivers (16, 17, 18), and the like.

画像の取り込みは、先ず、撮像素子4での電荷蓄積時間(電子シャッター時間)、アイリス2の開度(絞り)及びメカニカルシャッターによって、露光量を決定する。次いで、その露光量で撮像素子4に露光され、撮像素子4からはアナログ画像信号が出力される。このアナログ画像信号は、CDS及びAGC回路9によってゲイン制御され、A/Dコンバータ10でデジタル画像信号に変換される。このデジタル画像信号は、画像入力コントローラ11を介してCPU19又はメモリ22に取り込まれる。その後、取り込まれたデジタル画像信号は、画像信号処理回路12でガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス、YC変換等の画像処理が施され、画像圧縮/伸長回路13でデータ圧縮され、記録メディア25に記録される。   In capturing an image, first, the exposure amount is determined by the charge accumulation time (electronic shutter time) in the image sensor 4, the opening (aperture) of the iris 2, and the mechanical shutter. Next, the image sensor 4 is exposed with the exposure amount, and an analog image signal is output from the image sensor 4. The analog image signal is gain-controlled by the CDS and AGC circuit 9 and converted into a digital image signal by the A / D converter 10. This digital image signal is taken into the CPU 19 or the memory 22 via the image input controller 11. Thereafter, the captured digital image signal is subjected to image processing such as gamma correction, edge enhancement, white balance, and YC conversion in the image signal processing circuit 12, and data compression is performed in the image compression / decompression circuit 13. To be recorded.

(AE基本動作)
図2は、AE基本動作(通常時のAE)におけるAE測光エリアを示す図である。図2を参照して、本デジタルカメラのAE基本動作について説明する。AE基本動作は、本発明に係る自動露出調節手段が行うAEであり、撮像素子4の出力に基づいて露光制御する動作である。AE測光エリアは、撮像素子4がなす画面内を5×5のブロックに分割し、画面中央に重みを付けたものである。すなわち、撮像素子4の各画素の出力値について、その画素の位置に応じて重み付けする。CPU19は、撮像素子4の1フレームの出力について、図2のAE測光エリアを用いて加重平均された値により、被写体の輝度レベルを評価し、これをAE評価値とする。下記数1はAE評価値を求める数式の一例である。下記数1において、k(h,v)はAE測光エリアの各ブロックの重み付け係数である。また、Y(h,v)は各ブロック内の入力輝度平均値を示している。
(AE basic operation)
FIG. 2 is a diagram showing an AE metering area in the AE basic operation (normal AE). With reference to FIG. 2, the AE basic operation of the digital camera will be described. The AE basic operation is an AE performed by the automatic exposure adjustment unit according to the present invention, and is an operation of performing exposure control based on the output of the image sensor 4. The AE metering area is obtained by dividing the screen formed by the image sensor 4 into 5 × 5 blocks and adding weight to the center of the screen. That is, the output value of each pixel of the image sensor 4 is weighted according to the position of the pixel. The CPU 19 evaluates the luminance level of the subject with respect to the output of one frame of the image sensor 4 based on the weighted average value using the AE metering area of FIG. 2, and sets this as the AE evaluation value. Equation 1 below is an example of a mathematical expression for obtaining an AE evaluation value. In the following equation 1, k (h, v) is a weighting coefficient for each block in the AE photometry area. Y (h, v) indicates the average input luminance value in each block.

Figure 0004426427
Figure 0004426427

そして、CPU19は、加重平均値(AE評価値)がターゲット値(適切な露光時の値)よりも大きいとき、すなわち被写体の輝度が明るく露光し過ぎのときは、シャッタースピードを早める、アイリス2の開度を狭める又はCDS及びAGC回路9のゲインを小さくすることにより、撮像素子4への光量を減少させる。逆に、加重平均値がターゲット値よりも小さいときは、シャッタースピードを遅くする、アイリス2の開度を広める又はCDS及びAGC回路9のゲインを大きくすることにより、撮像素子4への光量を増大させる。このように、撮像素子4の出力に基づいてシャッタースピード、絞り、CDS及びAGC回路9のゲインなどを制御するのが、本デジタルカメラのAE基本動作である。   Then, the CPU 19 increases the shutter speed when the weighted average value (AE evaluation value) is larger than the target value (appropriate exposure value), that is, when the subject is bright and overexposed. The amount of light to the image sensor 4 is reduced by narrowing the opening or reducing the gain of the CDS and AGC circuit 9. Conversely, when the weighted average value is smaller than the target value, the light amount to the image sensor 4 is increased by slowing the shutter speed, widening the opening of the iris 2, or increasing the gain of the CDS and AGC circuit 9. Let In this way, controlling the shutter speed, aperture, CDS, gain of the AGC circuit 9 and the like based on the output of the image sensor 4 is the AE basic operation of this digital camera.

図3は、AE基本動作の一例を示す図である。AE評価値は、12ビットで表され、十進数では0〜4095までの整数で表されるものとする。ターゲット値は十進数で640とする。例えば、AE評価値が660から4095の範囲内にある場合は、シャッタースピードを早める、アイリス2の開度を狭める又はCDS及びAGC回路9のゲインを小さくする。これにより、AE評価値を621から659の範囲内に追い込む。一方、AE評価値が0から620の範囲内にある場合は、シャッタースピードを遅くする、アイリス2の開度を広める又はCDS及びAGC回路9のゲインを大きくする。これにより、AE評価値を621から659の範囲内に追い込む。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the AE basic operation. The AE evaluation value is represented by 12 bits, and is represented by an integer from 0 to 4095 in decimal. The target value is 640 decimal. For example, when the AE evaluation value is in the range of 660 to 4095, the shutter speed is increased, the opening of the iris 2 is decreased, or the gain of the CDS and AGC circuit 9 is decreased. As a result, the AE evaluation value is driven into the range of 621 to 659. On the other hand, when the AE evaluation value is in the range of 0 to 620, the shutter speed is decreased, the opening of the iris 2 is increased, or the gain of the CDS and AGC circuit 9 is increased. As a result, the AE evaluation value is driven into the range of 621 to 659.

図4は、AE基本動作の具体的なシーケンス例を示す図である。AE基本動作では、「露光期間」、「転送期間」及び「AE演算期間」が1つの露光制御シーケンスをなしている。ここで、露光期間は、撮像素子4に露光される期間である。転送期間は、撮像素子4の出力をメモリ22に転送するのに要する期間である。AE演算期間は、メモリ22に転送されたデータについて、数1を用いてAE評価値を算出するとともに、その算出結果に基づいてシャッタースピード、アイリス2の開度及びCDS及びAGC回路9のゲインの変更するのに要する期間である。   FIG. 4 is a diagram showing a specific sequence example of the AE basic operation. In the AE basic operation, the “exposure period”, “transfer period”, and “AE calculation period” form one exposure control sequence. Here, the exposure period is a period during which the image sensor 4 is exposed. The transfer period is a period required to transfer the output of the image sensor 4 to the memory 22. In the AE calculation period, an AE evaluation value is calculated for the data transferred to the memory 22 using Formula 1, and the shutter speed, the opening degree of the iris 2 and the gain of the CDS and AGC circuit 9 are calculated based on the calculation result. This is the period required to change.

そして、1つの露光制御シーケンスが1つのフィードバックループとして多数回繰り替えされて、AE評価値を621から659の範囲内にしている。また、露光期間、転送期間及びAE演算期間は、それぞれ垂直同期信号VDに同期している。垂直同期信号VDは、1画面の画像を取り込む又は表示するときの基準となる信号であり、一般に1/30[秒]間隔のパルスである。そのパルス間隔が1フレーム期間となる。なお、シャッタースピードが1/250[秒]であっても、露光期間は1/30[秒]必要となる。   One exposure control sequence is repeated many times as one feedback loop, so that the AE evaluation value is within the range of 621 to 659. Further, the exposure period, the transfer period, and the AE calculation period are synchronized with the vertical synchronization signal VD. The vertical synchronizing signal VD is a reference signal when capturing or displaying an image of one screen, and is generally a pulse having an interval of 1/30 [second]. The pulse interval is one frame period. Even if the shutter speed is 1/250 [second], the exposure period needs 1/30 [second].

このように、AE基本動作のシーケンスでは、3フレーム以上毎にしか露光状態を変更できないので、ターゲット値に追い込むには演算回数(フィードバック回数)×3のフレーム期間を要することとなる。さらに、電源ON時において、被写体輝度が極端に明るい又は暗い場合など基準状態から離れている場合は、露出(AE評価値)をターゲット値に追い込むまでに数十フレーム要することもある。したがって、AE基本動作のみでは、起動時間に大きな影響を与える場合がある。   As described above, in the sequence of the AE basic operation, the exposure state can be changed only every three frames or more. Therefore, it takes a calculation period (number of feedbacks) × 3 frame periods to drive the target value. Further, when the power is turned on, if the subject brightness is far from the reference state such as extremely bright or dark, it may take several tens of frames before the exposure (AE evaluation value) is driven to the target value. Therefore, only the AE basic operation may greatly affect the startup time.

(パッシブAFセンサを利用したAE動作)
図5は、本デジタルカメラにおけるパッシブAFセンサを利用したAE動作を説明するための図である。図5を参照して、パッシブAFセンサ26を利用したAE動作について説明する。パッシブAFセンサ26は、セパレータレンズで結像させたときの像間距離から被写体までの距離(ピント)を求める測距用センサである。ここで、パッシブAFセンサ26は、像間距離をラインセンサで検出しているので、精度は比較的低いものの光量の測定にも活用できる。すなわち、パッシブAFセンサ26の出力によって被写体の輝度レベルをおおよそ把握することができる。
(AE operation using passive AF sensor)
FIG. 5 is a diagram for explaining an AE operation using a passive AF sensor in the digital camera. With reference to FIG. 5, the AE operation using the passive AF sensor 26 will be described. The passive AF sensor 26 is a distance measuring sensor that obtains a distance (focus) from an image distance when an image is formed by a separator lens to a subject. Here, since the passive AF sensor 26 detects the inter-image distance by the line sensor, it can be used for measuring the light quantity although the accuracy is relatively low. That is, the luminance level of the subject can be roughly grasped from the output of the passive AF sensor 26.

ここで、パッシブAFセンサ26はラインセンサを有して構成されるので、パッシブAFセンサ26の出力はそのラインセンサをなす各光電変換素子の出力である。そこで、例えば各光電変換素子から順次出力された値について積分し、その積分値を本実施形態に係るパッシブAFセンサ26の出力としてもよい。なお、ラインセンサをなす各光電変換素子の出力における最大値を、本実施形態に係るパッシブAFセンサ26の出力としてもよい。   Here, since the passive AF sensor 26 includes a line sensor, the output of the passive AF sensor 26 is the output of each photoelectric conversion element forming the line sensor. Therefore, for example, the values sequentially output from the photoelectric conversion elements may be integrated, and the integrated value may be used as the output of the passive AF sensor 26 according to the present embodiment. Note that the maximum value in the output of each photoelectric conversion element forming the line sensor may be the output of the passive AF sensor 26 according to the present embodiment.

CPU19は、パッシブAFセンサ26の出力に基づいて、シャッタースピード、アイリス2の開度又はCDS及びAGC回路9のゲインを制御することで、露出制御することができる。これが、パッシブAFセンサ26を利用したAE動作であり、本発明に係る高速露出制御手段の動作の基本をなすものであり、CPU19がその高速露出制御手段として機能する。   The CPU 19 can control the exposure by controlling the shutter speed, the opening degree of the iris 2 or the gain of the CDS and the AGC circuit 9 based on the output of the passive AF sensor 26. This is an AE operation using the passive AF sensor 26 and forms the basis of the operation of the high-speed exposure control means according to the present invention, and the CPU 19 functions as the high-speed exposure control means.

特に、本デジタルカメラでは、パッシブAFセンサ26を利用したAE動作を、電源ON時(カメラ起動時)に行う。電源ON時は、メモリ22などに予め設定した基準値(固定値)又は過去の電源OFFの直前等に記録した取り込み画像のデータ等(電源OFF時の値)を読み出して、これを初期値として、上記AE基本動作を行う手法が考えられる。しかし、固定値又は電源OFF時の値のどちらを用いても、ターゲット値(図3における621〜659)まで露出制御するのに長時間かかる状況が生じる。   In particular, in the present digital camera, the AE operation using the passive AF sensor 26 is performed when the power is turned on (when the camera is activated). When the power is turned on, the reference value (fixed value) set in advance in the memory 22, etc., or the data of the captured image recorded just before the power is turned off in the past (the value when the power is turned off) is read and used as the initial value. A method of performing the above AE basic operation is conceivable. However, it takes a long time to control the exposure to the target value (621 to 659 in FIG. 3) regardless of whether a fixed value or a power-off value is used.

そこで、電源ON時は、先ず、CPU19がパッシブAFセンサ26の出力を用いて被写体の大まかな輝度レベルを観測する。CPU19は、この観測値から上記AE基本動作の初期設定値を決定する。すなわち、CPU19が本発明に係る起動時設定部として機能する。この起動時設定部の動作は、タイミング発生器8へのシャッタースピードのセットなどの画像取り込み諸条件をセットするまえに行う。これにより、カメラ起動時にAEが落ち着くまでの平均時間のバラツキを大幅に軽減することができる。   Therefore, when the power is turned on, the CPU 19 first observes the rough luminance level of the subject using the output of the passive AF sensor 26. The CPU 19 determines an initial setting value of the AE basic operation from the observed value. That is, the CPU 19 functions as a startup setting unit according to the present invention. The operation of the startup setting unit is performed before setting various image capturing conditions such as setting the shutter speed to the timing generator 8. As a result, it is possible to significantly reduce the variation in the average time until the AE settles when the camera is activated.

例えば、図5に示すように、パッシブAFセンサ26の出力が「0」であり、被写体の輝度レベルが非常に低い場合、AE基本動作の初期設定値を(シャッタースピード1/30秒、絞りF2.8、ゲイン6dB)とする。この初期設定値により、露光状態がダイレクトに大きくなり、ターゲット値にダイレクトに近づく。一方、パッシブAFセンサ26の出力が「1023」であり、被写体の輝度レベルが非常に高い場合、AE基本動作の初期設定値を(シャッタースピード1/250秒、絞りF4.0、ゲイン6dB)とする。この初期設定値により、露光状態がダイレクトに小さくなり、ターゲット値にダイレクトに近づく。   For example, as shown in FIG. 5, when the output of the passive AF sensor 26 is “0” and the luminance level of the subject is very low, the initial setting values of the AE basic operation are set (shutter speed 1/30 seconds, aperture F2). .8, gain 6 dB). With this initial setting value, the exposure state increases directly and approaches the target value directly. On the other hand, when the output of the passive AF sensor 26 is “1023” and the luminance level of the subject is very high, the initial setting values of the AE basic operation are (shutter speed 1/250 seconds, aperture F4.0, gain 6 dB). To do. With this initial setting value, the exposure state directly decreases and approaches the target value directly.

これらにより、本実施形態のデジタルカメラは、カメラ起動時はパッシブAFセンサ26を利用して、AE基本動作の初期設定値(初期状態)を決定するので、カメラ起動後にAEが落ち着くまでの平均時間のバラツキを軽減することができる。したがって、本デジタルカメラは、起動時間を短縮することができる。   As a result, the digital camera according to the present embodiment uses the passive AF sensor 26 at the time of camera startup to determine the initial setting value (initial state) of the AE basic operation. Therefore, the average time until the AE settles after the camera startup. Can be reduced. Therefore, this digital camera can shorten the activation time.

また、本実施形態のデジタルカメラは、パッシブAFセンサ26を利用したAEの後に、撮像素子4の出力を利用したAE基本動作により高精度なAEをすることもできる。したがって、AEの高速化と高精度化の両立を図ることができる。   In addition, the digital camera according to the present embodiment can perform AE with high accuracy by AE basic operation using the output of the image sensor 4 after AE using the passive AF sensor 26. Therefore, it is possible to achieve both high speed and high accuracy of AE.

また、本実施形態のデジタルカメラは、カメラ起動後のフレーミング最中などにおいて上記「パッシブAFセンサを利用したAE動作」を行うものとしてもよい。すなわち、CPU19が、撮像素子4の出力又はパッシブAFセンサ26の出力に基づいて、所定時間間隔における被写体の輝度の変化値が基準値以上か否かを判断し、基準値以上と判断したときに、パッシブAFセンサ26の出力に基づいてAE基本動作の設定値(基準状態)を変更する輝度急変時設定部として機能する。このような構成にすると、カメラ起動後のフレーミング最中などにおいて、被写体輝度が極端に変化したとき、露出を適正な状態に迅速に近づけることがでる。したがって、本デジタルカメラは、急激に輝度が変化する被写体を従来よりも高品位に撮影することもでき、撮影間隔を短縮することができる。   The digital camera according to the present embodiment may perform the “AE operation using the passive AF sensor” during framing after the camera is activated. That is, when the CPU 19 determines whether or not the change value of the luminance of the subject at a predetermined time interval is greater than or equal to the reference value based on the output of the image sensor 4 or the output of the passive AF sensor 26, It functions as a brightness sudden change setting unit that changes the setting value (reference state) of the AE basic operation based on the output of the passive AF sensor 26. With such a configuration, when the subject brightness changes drastically, for example, during framing after the camera is activated, the exposure can be quickly brought close to an appropriate state. Therefore, the present digital camera can shoot a subject whose luminance changes abruptly with higher quality than before, and can shorten the shooting interval.

また、本実施形態のデジタルカメラは、カメラ起動後のフレーミング最中などにおいて上記「パッシブAFセンサを利用したAE動作」を行うか否かを、撮影モード選択スイッチSW5の状態に基づいて判断する構成としてもよい。例えば、撮影モード選択スイッチSW5が「スポーツモード」である場合は、「パッシブAFセンサを利用したAE動作」を行う。これにより、スポーツ選手等の被写体の輝度が急激に変化しても、従来よりも高品位に撮影することができる。一方、撮影モード選択スイッチSW5が「風景モード」である場合は、「パッシブAFセンサを利用したAE動作」は行わず、「AE基本動作」のみで露光制御して撮影する。これにより、「パッシブAFセンサを利用したAE動作」による電力消費などを回避しながら、遠くの風景等の被写体輝度がほとんど変化しない対象を、高品位に撮影することができる。   The digital camera according to the present embodiment is configured to determine whether or not to perform the “AE operation using the passive AF sensor” during framing after the camera is activated, based on the state of the shooting mode selection switch SW5. It is good. For example, when the shooting mode selection switch SW5 is “sport mode”, “AE operation using a passive AF sensor” is performed. Thereby, even if the brightness of a subject such as a sports player changes suddenly, it is possible to take a picture with higher quality than before. On the other hand, when the shooting mode selection switch SW5 is in the “landscape mode”, the “AE operation using the passive AF sensor” is not performed, and the exposure control is performed using only the “AE basic operation”. Thereby, while avoiding power consumption due to the “AE operation using the passive AF sensor”, it is possible to shoot a high-quality object such as a distant landscape where the subject luminance hardly changes.

また、本実施形態のデジタルカメラは、パッシブAFセンサ26の出力に基づいて露出状態をフィードバック制御する高速フィードバック露出制御部として、CPU19が機能することとしてもよい。ここで、CPU19は、高速フィードバッック露出制御において、露出状態が適正値(ターゲット値)を挟んで振動しないようにフィードバック量を小さくするスムーズ表示化部として機能することが望ましい。すなわち、CPU19は、パッシブAFセンサ26の出力に基づいて露出状態を変更するとき、その変更によりターゲット値を行き過ぎないように、露出がターゲット値の手前に変更されるように、フィードバック制御する。   In the digital camera of the present embodiment, the CPU 19 may function as a high-speed feedback exposure control unit that performs feedback control of the exposure state based on the output of the passive AF sensor 26. Here, in the high-speed feedback exposure control, the CPU 19 desirably functions as a smooth display unit that reduces the feedback amount so that the exposure state does not vibrate across the appropriate value (target value). That is, when changing the exposure state based on the output of the passive AF sensor 26, the CPU 19 performs feedback control so that the exposure is changed before the target value so that the target value is not excessively exceeded due to the change.

これにより、本デジタルカメラは、パッシブAFセンサ26の出力のみによって、最適な露出状態(AEターゲット値)の近傍に露出制御でき、さらに、露出変更によりモニタ表示等が明るすぎ・暗すぎを交互に繰り返すようなことを回避することができる。したがって、本デジタルカメラは、高速な露出制御としながら、モニタ表示などで、取り込み画像が最適な露出状態に自然に移っていくように表示することができる。   As a result, the digital camera can control the exposure in the vicinity of the optimal exposure state (AE target value) only by the output of the passive AF sensor 26, and the monitor display or the like is alternately bright or dark alternately by changing the exposure. Repeating things can be avoided. Therefore, the present digital camera can display the captured image so that it automatically moves to the optimum exposure state on a monitor display or the like while performing high-speed exposure control.

また、本実施形態のデジタルカメラは、上記「パッシブAFセンサ26を利用したAE動作」をするときに、複数の露出設定値(シャッタースピード、絞り、ゲインなど)を予め記憶しておき、パッシブAFセンサ26の出力に基づいて、その複数の露出設定値のうちから1つ(又は1組)を選択する選択部を有する構成としてもよい。例えばCPU19が選択部として機能する。このようにすると、構成要素の簡素化を図りつつ、AEについての高速化及び高精度化を図ることができる。   The digital camera according to the present embodiment stores a plurality of exposure setting values (shutter speed, aperture, gain, etc.) in advance when performing the above-described “AE operation using the passive AF sensor 26”, and performs passive AF. A selection unit that selects one (or one set) from the plurality of exposure setting values based on the output of the sensor 26 may be used. For example, the CPU 19 functions as a selection unit. In this way, it is possible to increase the speed and accuracy of AE while simplifying the constituent elements.

(変形例)
次に、本実施形態の変形例に係るデジタルカメラについて説明する。本デジタルカメラは、上記実施形態のデジタルカメラにおいて、パッシブAFセンサ26を利用してAE動作をする代わりに、フラッシュ調光用センサ(図示せず)の出力を利用してAE動作するものである。その他は、上記実施形態のデジタルカメラと同一である。すなわち、本デジタルカメラは、図1に示す構成のデジタルカメラに、フラッシュ(図示せず)と、そのフラッシュによって光を照射した時の被写体の輝度を検出するフラッシュ調光用センサと、フラッシュ調光用センサの出力に基づいて、AE基本動作の初期状態を設定する高速露出制御手段(CPU19)とを有する。
(Modification)
Next, a digital camera according to a modification of the present embodiment will be described. In the digital camera of the above embodiment, instead of performing the AE operation using the passive AF sensor 26, the digital camera performs the AE operation using the output of a flash light control sensor (not shown). . Others are the same as the digital camera of the said embodiment. That is, the digital camera includes a flash (not shown), a flash dimming sensor for detecting the luminance of a subject when the flash is irradiated with light, and flash dimming. And high-speed exposure control means (CPU 19) for setting the initial state of the AE basic operation based on the output of the sensor.

本変形例に係るデジタルカメラによれば、フラッシュ調光用センサの出力に基づいてAEの初期値を設定することができる。したがって、時間がかかるAE基本動作を実行するの前又はその途中に、高速に露光状態をターゲット値近傍に近づけることができる。そこで、本デジタルカメラは、起動時又は被写体の輝度急変時などにおいて露出を適正な状態に迅速に近づけることができ、起動時間及び撮影間隔を短縮することができる。   According to the digital camera of the present modification, the initial value of AE can be set based on the output of the flash light control sensor. Therefore, the exposure state can be brought close to the target value at high speed before or during the time-consuming AE basic operation. Therefore, the present digital camera can quickly bring the exposure close to an appropriate state at the time of start-up or when the luminance of the subject suddenly changes, and the start-up time and the photographing interval can be shortened.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のカメラ及び露出制御方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the camera and the exposure control method of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and various modifications are made without departing from the gist of the present invention. Of course you get.

例えば、上記実施形態では、測距センサの一例としてパッシブAFセンサを挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種のAF用センサなどを測距センサに適用することができる。例えば、パッシブAFセンサの代わりに、アクティブAFセンサを測距センサに適用してもよい。アクティブAFセンサとは、自動焦点調節に用いられるセンサであって、被写体に対して測距用の補助光を投射して、その投射時の被写体からの光を用いて測距するセンサである。このアクティブAFセンサを用いても、被写体からの大凡の光量検知でき、露出を適正な状態に迅速に近づけることができる。   For example, in the above-described embodiment, a passive AF sensor has been described as an example of a distance measuring sensor, but the present invention is not limited to this, and various AF sensors can be applied to the distance measuring sensor. For example, an active AF sensor may be applied to the distance measuring sensor instead of the passive AF sensor. The active AF sensor is a sensor used for automatic focus adjustment, and is a sensor that projects distance measuring auxiliary light onto a subject and measures the distance using light from the subject at the time of projection. Even if this active AF sensor is used, it is possible to detect a substantial amount of light from the subject and to quickly bring the exposure close to an appropriate state.

本発明は、各種のカメラに有用である。特に、本発明は、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラの露出制御に好適である。   The present invention is useful for various cameras. In particular, the present invention is suitable for exposure control of digital cameras and digital video cameras.

本発明の実施形態に係るカメラを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the camera which concerns on embodiment of this invention. 同上のカメラのAE基本動作に用いるAE測光エリアを示す図である。It is a figure which shows the AE photometry area used for AE basic operation | movement of a camera same as the above. AE基本動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of AE basic operation | movement. AE基本動作の具体的なシーケンス例を示す図である。It is a figure which shows the example of a specific sequence of AE basic operation | movement. パッシブAFセンサを利用したAE動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating AE operation | movement using a passive AF sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1…ズームレンズ、2…アイリス(絞り)、3…フォーカスレンズ、4…撮像素子、5…ズームモータ、6…アイリスモータ、7…フォーカスモータ、8…タイミング発生器、9…CDS及びAGC回路、10…A/Dコンバータ、11…画像入力コントローラ、12…画像信号処理回路、13…画像圧縮/伸長回路、14…ビデオエンコーダ、15…画像表示装置、16,17,18…モータドライバ、19…CPU、20…AF検出回路、21…AE及びAWB検出回路、22…メモリ、23…VRAM、24…メディアコントローラ、25…記録メディア、26…パッシブAFセンサ、SW1…シャタースイッチ、SW2…記録/再生スイッチ、SW3…ズームスイッチ、SW4…ストロボスイッチ、SW5…撮影モード選択スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Zoom lens, 2 ... Iris (aperture), 3 ... Focus lens, 4 ... Image sensor, 5 ... Zoom motor, 6 ... Iris motor, 7 ... Focus motor, 8 ... Timing generator, 9 ... CDS and AGC circuit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... A / D converter, 11 ... Image input controller, 12 ... Image signal processing circuit, 13 ... Image compression / decompression circuit, 14 ... Video encoder, 15 ... Image display device, 16, 17, 18 ... Motor driver, 19 ... CPU, 20 ... AF detection circuit, 21 ... AE and AWB detection circuit, 22 ... Memory, 23 ... VRAM, 24 ... Media controller, 25 ... Recording medium, 26 ... Passive AF sensor, SW1 ... Shutter switch, SW2 ... Recording / playback Switch, SW3 ... Zoom switch, SW4 ... Strobe switch, SW5 ... Shooting mode selection switch

Claims (11)

被写体を撮像する撮像手段と、
絞りを変更する絞り可変部、シャッタースピードを変更するシャッタースピード可変部、前記撮像手段の出力についての増幅度を可変するゲイン可変部のうちの少なくとも1つからなるものであって、前記撮像手段における露出状態を変更する露出変更手段と、
前記撮像手段の出力に基づいて前記露出変更手段の状態を可変制御する自動露出調節手段と、
被写体までの距離を測定するものであって少なくとも光電変換機能を有する測距センサと、
前記測距センサの出力に基づいて、少なくとも前記自動露出調節手段における可変制御の初期状態又は基準状態を設定する高速露出制御手段とを有し、
前記高速露出制御手段は、前記撮像手段の出力又は前記測距センサの出力に基づいて、所定時間間隔における前記被写体の輝度の変化値が基準値以上か否かを判断し、基準値以上と判断したときに、前記測距センサの出力に基づいて前記自動露出調節手段における可変制御の状態を設定する輝度急変時設定部を有することを特徴とするカメラ。
Imaging means for imaging a subject;
It comprises at least one of an aperture variable unit that changes the aperture, a shutter speed variable unit that changes the shutter speed, and a gain variable unit that varies the amplification degree of the output of the imaging unit. Exposure changing means for changing the exposure state;
Automatic exposure adjusting means for variably controlling the state of the exposure changing means based on the output of the imaging means;
A distance measuring sensor for measuring a distance to a subject and having at least a photoelectric conversion function;
High-speed exposure control means for setting at least an initial state or a reference state of variable control in the automatic exposure adjustment means based on the output of the distance measuring sensor;
The high-speed exposure control means determines whether or not the change in luminance of the subject at a predetermined time interval is greater than or equal to a reference value based on the output of the imaging means or the output of the distance measuring sensor, and determines that it is greater than or equal to the reference value. And a sudden brightness change setting unit for setting a variable control state in the automatic exposure adjusting means based on the output of the distance measuring sensor.
前記自動露出調節手段は、前記撮像手段の出力から該撮像手段が撮像した画像の輝度レベルを検出し、該輝度レベルに基づいて前記露出変更手段を制御することにより、前記画像の輝度レベルが所望レベルになるように前記露出状態を制御するフィードバック制御部を有する特徴とする請求項1に記載のカメラ。   The automatic exposure adjusting unit detects a luminance level of an image captured by the imaging unit from an output of the imaging unit, and controls the exposure changing unit based on the luminance level so that the luminance level of the image is desired. The camera according to claim 1, further comprising a feedback control unit configured to control the exposure state so as to reach a level. 前記高速露出制御手段は、前記カメラの電源投入の直後に、前記測距センサの出力に基づいて前記自動露出調整手段における初期状態を設定する起動時設定部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のカメラ。   The high-speed exposure control means includes a startup setting unit that sets an initial state of the automatic exposure adjustment means based on the output of the distance measuring sensor immediately after the camera is turned on. Or the camera of 2. 前記露出変更手段は、前記カメラの電源投入の後であって、前記自動露出調節手段が前記露出変更手段の状態を設定する前に、前記測距センサの出力に基づいて前記自動露出調整手段における初期状態を設定する起動時設定部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のカメラ。   The exposure changing means is after the power of the camera is turned on, and before the automatic exposure adjusting means sets the state of the exposure changing means, based on the output of the distance measuring sensor in the automatic exposure adjusting means. The camera according to claim 1, further comprising a startup setting unit that sets an initial state. 前記高速露出制御手段は、前記測距センサの出力に基づいて前記露出変更手段の状態をフィードバック制御する高速フィードバック露出制御部を有し、
前記高速フィードバッック露出制御部は、露出状態が適正値を挟んで振動しないようにフィードバック量を小さくするスムーズ表示化部を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のカメラ。
The high-speed exposure control means includes a high-speed feedback exposure control unit that feedback-controls the state of the exposure change means based on the output of the distance measuring sensor,
5. The camera according to claim 1, wherein the high-speed feedback exposure control unit includes a smooth display unit that reduces a feedback amount so that the exposure state does not vibrate across an appropriate value. 6. .
前記高速露出制御手段は、複数の露出設定値を予め記憶しており、前記測距センサの出力に基づいて、該複数の露出設定値のうちから1つの露出設定値を選択し、該選択した露出設定値に基づいて前記初期状態又は基準状態を設定する選択部を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のカメラ。   The high-speed exposure control means stores a plurality of exposure setting values in advance, selects one exposure setting value from the plurality of exposure setting values based on the output of the distance measuring sensor, and selects the selected The camera according to claim 1, further comprising a selection unit that sets the initial state or the reference state based on an exposure setting value. 前記測距センサは、自動焦点調節に用いられるセンサであって、被写体に対して測距用の補助光を投射せずに、該被写体からの光を用いて測距するパッシブAFセンサと、被写体に対して測距用の補助光を投射して、該投射時の被写体からの光を用いて測距するアクティブAFセンサとのうちのいずれかであることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のカメラ。   The distance measuring sensor is a sensor used for automatic focus adjustment, and does not project the auxiliary light for distance measurement onto the subject, but measures the distance using light from the subject, and the subject 7. The active AF sensor according to claim 1, further comprising: an active AF sensor which projects auxiliary light for distance measurement on the object and measures distance using light from a subject at the time of projection. The camera according to any one of the above. 前記パッシブAFセンサは、セパレータレンズ又は2つのレンズと、複数の光電変換素子が直線状に配置されているとともに前記セパレータレンズ又は2つのレンズで集光された光が該複数の光電変換素子のいずれかに照射されるように配置されたラインセンサとを有して構成されることを特徴とする請求項7に記載のカメラ。   In the passive AF sensor, a separator lens or two lenses and a plurality of photoelectric conversion elements are linearly arranged, and light collected by the separator lens or the two lenses is any of the plurality of photoelectric conversion elements. The camera according to claim 7, further comprising a line sensor disposed so as to be irradiated. 前記高速露出制御手段は、前記測距センサの出力の積分値に基づいて、少なくとも前記自動露出調節手段における可変制御の初期状態又は基準状態を設定するものであることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のカメラ。   The high-speed exposure control means sets at least an initial state or a reference state of variable control in the automatic exposure adjustment means based on an integrated value of the output of the distance measuring sensor. The camera according to claim 8. 被写体を撮像する撮像手段と、
絞りを変更する絞り可変部、シャッタースピードを変更するシャッタースピード可変部、前記撮像手段の出力についての増幅度を可変するゲイン可変部のうちの少なくとも1つからなるものであって、前記撮像手段における露出状態を変更する露出変更手段と、
前記撮像手段の出力に基づいて前記露出変更手段の状態を可変制御する自動露出調節手段と、
前記被写体に向けて光を照射するフラッシュと、
前記フラッシュによって光を照射した時の前記被写体の輝度を検出するフラッシュ調光用センサと、
前記フラッシュ調光用センサの出力に基づいて、少なくとも前記自動露出調節手段における可変制御の初期状態又は基準状態を設定する高速露出制御手段とを有し、
前記高速露出制御手段は、前記撮像手段の出力又は前記フラッシュ調光用センサの出力に基づいて、所定時間間隔における前記被写体の輝度の変化値が基準値以上か否かを判断し、基準値以上と判断したときに、前記フラッシュ調光用センサの出力に基づいて前記自動露出調節手段における可変制御の状態を設定する輝度急変時設定部を有することを特徴とするカメラ。
Imaging means for imaging a subject;
It comprises at least one of an aperture variable unit that changes the aperture, a shutter speed variable unit that changes the shutter speed, and a gain variable unit that varies the amplification degree of the output of the imaging unit. Exposure changing means for changing the exposure state;
Automatic exposure adjusting means for variably controlling the state of the exposure changing means based on the output of the imaging means;
A flash that emits light toward the subject;
A flash light control sensor for detecting the brightness of the subject when light is irradiated by the flash;
Based on the output of the sensor for flash dimming, it possesses a high-speed exposure control means for setting an initial state or standard state variable control in at least the automatic exposure adjusting means,
The high-speed exposure control means determines whether or not the change in luminance of the subject at a predetermined time interval is greater than or equal to a reference value based on the output of the imaging means or the output of the flash light control sensor. when it is determined that the camera, characterized by chromatic luminance sudden change setting unit for setting a state of the variable control in the automatic exposure adjusting means based on an output of the sensor for flash light adjustment.
カメラの電源投入直後と被写体の輝度の変化値が基準値以上である時とを少なくとも除く時は、撮像手段の出力に基づいて、露出制御し、
カメラの電源投入直後と被写体の輝度の変化値が基準値以上である時とは、測距センサの出力に基づいて、露出制御することを特徴とする、とともに、
前記露出制御する処理は、前記撮像手段の出力又は前記測距センサの出力に基づいて、所定時間間隔における前記被写体の輝度の変化値が基準値以上か否かを判断し、基準値以上と判断したときに、前記測距センサの出力に基づいて前記露出制御する処理を有することを特徴とする露出制御方法。
When at least excluding immediately after the camera is turned on and when the luminance change value of the subject is above the reference value , the exposure is controlled based on the output of the imaging means,
Immediately after the camera is turned on and when the brightness change value of the subject is greater than or equal to the reference value , the exposure control is based on the output of the distance measuring sensor , and
The exposure control process determines whether the change value of the luminance of the subject at a predetermined time interval is greater than or equal to a reference value based on the output of the imaging unit or the output of the distance measuring sensor, and determines that the exposure value is greater than or equal to the reference value. An exposure control method, comprising: a process for controlling the exposure based on an output of the distance measuring sensor .
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