JP5914044B2 - Photometric device, imaging device, and photometric method - Google Patents
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Description
本発明は、測光装置、撮像装置及び測光方法に関し、更に詳しくは、低輝度下において測光時間を短縮するための測光装置、撮像装置及び測光方法に関するものである。 The present invention relates to a photometric device, an imaging device, and a photometric method, and more particularly to a photometric device, an imaging device, and a photometric method for reducing photometric time under low luminance.
一眼レフカメラ等の撮像装置においては、フォトダイオードの光電流をダイオード等のLOG特性を利用して、被写体の輝度を、広ダイナミックレンジで測光する測光センサが広く利用されている。 In an imaging apparatus such as a single-lens reflex camera, a photometric sensor that measures the luminance of a subject with a wide dynamic range by using a LOG characteristic of a photodiode such as a photocurrent of a photodiode is widely used.
このようなLOG特性を利用した測光回路においては、電源電圧投入時に、特に光電流の微小な低輝度下において、被写体光を受光してから正確な測光出力を得るまでに長い安定待ち時間を必要としていた。また、特に一眼レフカメラのように、撮影時にミラーが退避してフォトダイオードへの光が遮光されるシステムにおいては、光応答性による低輝度下での測光性能の悪化は、レリーズタイムラグの増大や連写速度の低下など、非常に大きな問題となる。 In a photometric circuit using such LOG characteristics, a long waiting time is required to obtain accurate photometric output after receiving the subject light when the power supply voltage is turned on, particularly under the low brightness of the photocurrent. I was trying. In particular, in a system where the mirror is retracted during shooting and the light to the photodiode is shielded, such as a single-lens reflex camera, the deterioration of the photometric performance under low brightness due to the light response causes an increase in the release time lag. This is a very big problem such as a decrease in the continuous shooting speed.
更に、近年のデジタルカメラにおいては、撮像素子の感度向上や画像処理の高度化により、ISO感度が数万といった高感度なカメラが登場しているため、カメラの測光回路においては、さらなる低輝度下での測光性能の向上が必要になっている。 Furthermore, in recent digital cameras, high-sensitivity cameras with ISO sensitivity of several tens of thousands have appeared due to improved sensitivity of image pickup devices and advanced image processing. It is necessary to improve the photometric performance at
このような問題点を解消するために、例えば、特許文献1では、無受光期間に予備電流を流し、フォトダイオード及び対数圧縮用ダイオードの寄生容量を充電することによって、測光回路の応答性を改善するものが開示されている。また、例えば、特許文献2では、無受光期間に発光素子で予備照射し、光電流を発生させてフォトダイオード及び対数圧縮用ダイオードの寄生容量を予備充電することで、測光回路の応答性を改善するものが開示されている。
In order to solve such a problem, for example, in
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、予備電流と光電流との違いが誤差要因となるため、この差分を補償するための補償回路を設ける必要があり、回路規模が大きくなってしまう。
However, in the invention described in
また、特許文献2に記載の発明においても、予備照射で発生する光電流と測光時の光電流との差分が誤差要因になる。また、予備照射のために発光素子が必要であり、コスト、実装スペースなども必要になるという欠点がある。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、低輝度下において測光に要する時間を短縮することを目的とする。
Also in the invention described in
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to shorten the time required for photometry under low luminance.
上記目的を達成するために、本発明の測光装置は、被写体からの入射光に応じて電荷を発生する第1の受光素子と遮光された第2の受光素子とを有する測光手段であって、前記第1の受光素子および前記第2の受光素子は、光電変換領域と、前記光電変換領域を予め設定した電位にリセットするリセット手段とを有し、前記光電変換領域で発生した電荷を測光値に変換して出力する測光手段と、前記リセット手段により前記光電変換領域をリセットし、リセットしてから予め設定された時間経過後に、前記測光手段の各受光素子から測光値を取得する制御手段と、取得した前記第1の受光素子の測光値と前記第2の受光素子の測光値との差分と、前記光電変換領域のリセットの後の前記測光手段の変換特性とに基づいて、前記被写体の輝度を予測する輝度演算手段とを有し、前記測光手段の変換特性は、被写体の輝度と、リセットされてから前記予め設定された時間経過後の前記差分との関係を表す特性であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a photometric device according to the present invention is a photometric means comprising a first light receiving element that generates an electric charge in response to incident light from a subject and a second light receiving element that is shielded from light . The first light receiving element and the second light receiving element each include a photoelectric conversion region and reset means for resetting the photoelectric conversion region to a preset potential, and charge generated in the photoelectric conversion region is a photometric value. A photometric means for converting to and outputting, and a control means for resetting the photoelectric conversion area by the reset means and acquiring a photometric value from each light receiving element of the photometric means after a preset time has elapsed since the reset. Based on the obtained difference between the photometric value of the first light receiving element and the photometric value of the second light receiving element and the conversion characteristics of the photometric means after resetting the photoelectric conversion area, Brightness Luminance conversion means for measuring, and the conversion characteristic of the photometry means is a characteristic representing a relationship between the luminance of a subject and the difference after the preset time has elapsed since the reset. To do.
本発明によれば、低輝度下において測光に要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to shorten the time required for photometry under low luminance.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施の形態である一眼レフタイプのデジタルカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態のデジタルカメラシステムでは、カメラ本体100に、撮影レンズユニット200が不図示のマウント機構を介し着脱可能に取り付けられて構成されている。マウント部は、電気的接点群210を有している。接点群210はカメラ本体100と撮影レンズユニット200との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電圧の電流供給する機能を有する。接点群210は、更に、撮影レンズユニット200がカメラ本体100に接続されると、システムコントローラ120へ信号を送信する機能も備えている。これによりカメラ本体100と撮影レンズユニット200との間で通信を行い、撮影レンズユニット200内の撮影レンズ201、絞り202の駆動を行うことが可能となる。また、接点群210は電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達する構成としても良い。なお、図1では、撮影レンズ201を便宜上1枚のレンズで示しているが、実際は多数のレンズから構成されていることは周知の通りである。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a single-lens reflex digital camera system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the digital camera system according to the present embodiment is configured such that a
不図示の被写体像からの光束が、撮影レンズ201及び絞り202を介して、矢印で示す方向に駆動可能なクイックリターンミラー102に導かれる。クイックリターンミラー102の中央部はハーフミラーになっており、クイックリターンミラー102がダウンした際に一部の光束が透過する。そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー102の背後に設置されたサブミラー103で下方に向けて反射される。
A light beam from a subject image (not shown) is guided to a
104は、結像面近傍に配置された不図示のフィールドレンズ、反射ミラー、2次結像レンズ、絞り、複数のCCDから成るラインセンサ等から構成されている周知の位相差方式のAFセンサユニットである。焦点検出回路105は、システムコントローラ120からの制御信号に基づいてAFセンサユニット104を制御して、周知の位相差方式の焦点検出を行う。
一方、クイックリターンミラー102で反射された光束は、ペンタプリズム101、接眼レンズ106を介して撮影者の目に至る。
On the other hand, the light beam reflected by the
また、測光回路107は、接眼レンズ106の近傍に配設された被写体の輝度を測定するための測光センサを含み、その出力は測光回路107からシステムコントローラ120へ供給される。
The
また、クイックリターンミラー102がアップした際には、サブミラー103は折り畳まれ、光路から退避するようになっている。そして、撮影レンズ201及び絞り202を介して入射した光束は、機械シャッターであるフォーカルプレーンシャッタ108、フィルタ109を介してイメージセンサ112に至る。イメージセンサ112としては、例えば、CCDイメージセンサ、MOSイメージセンサ、CdS−Se密着型イメージセンサ、a−Si(アモルファスシリコン)密着型イメージセンサ、バイポーラ密着型イメージセンサ等があり、いずれを用いてもよい。
When the
フィルタ109は2つの機能を有している。1つは赤外線をカットし可視光線のみをイメージセンサ112へ導く機能であり、もう1つは光学ローパスフィルタとしての機能である。また、フォーカルプレーンシャッタ108は先幕及び後幕を有し、撮影レンズ201及び絞り202を介した光束の透過、遮断を制御する。
The filter 109 has two functions. One is a function of cutting infrared rays and guiding only visible light to the
また、本実施の形態のカメラ本体100は、デジタルカメラシステム全体の制御手段となり、制御を司るCPUにより構成されるシステムコントローラ120を備え、後述する各部の動作を適宜制御する。
The
システムコントローラ120には、レンズ制御回路204と絞り制御回路206とがレンズ制御マイコン207を介して接続されている。レンズ制御回路204は撮影レンズ201を光軸方向に移動してピント合わせを行うためのレンズ駆動機構203を制御し、絞り制御回路206は絞り202を駆動するための絞り駆動機構205を制御する。また、レンズ制御マイコン207は、例えば、焦点距離、開放絞り、レンズ個々に割り振られるレンズID等のレンズ固有の情報と、システムコントローラ120から受け取った情報を記憶するレンズ記憶装置を有している。システムコントローラ120は、レンズ制御マイコン207を介してレンズ駆動機構203を制御することにより、被写体像をイメージセンサ112上に結像する。また、システムコントローラ120は、設定されたAv値に基づいて、絞り202を駆動する絞り駆動機構205を制御すると共に、設定されたTv値に基づいて、シャッター制御回路111へ制御信号を出力することで露出制御を行う。シャッター制御回路111は、Tv値に基づいて、フォーカルプレーンシャッタ108の先幕、後幕の走行を制御する。
A
また、システムコントローラ120には、クイックリターンミラー102のアップ・ダウンの駆動及びフォーカルプレーンシャッタ108のシャッタチャージを制御するシャッタチャージ・ミラー駆動機構110が接続されている。フォーカルプレーンシャッタ108の先幕及び後幕の駆動源はバネにより構成されており、シャッター走行後、次の動作のためにバネチャージを要する。シャッタチャージ・ミラー駆動機構110は、このバネチャージを制御する。また、シャッタチャージ・ミラー駆動機構110によりクイックリターンミラー102のアップ・ダウンが行われる。
The
更に、システムコントローラ120には、EEPROM122が接続されている。EEPROM122には、カメラ本体100を制御する上で調整が必要なパラメータやデジタルカメラの個体識別が可能なカメラID情報や基準レンズで調整されたAF補正データや自動露出補正値などが記憶されている。
Furthermore, an
また、システムコントローラ120には、画像データコントローラ115が接続されている。画像データコントローラ115は、DSP(デジタル信号プロセッサ)により構成され、イメージセンサ112の制御や、イメージセンサ112から入力された画像データの補正や加工などをシステムコントローラ120の指令に基づいて実行するものである。画像データの補正・加工の項目の中にはオートホワイトバランスも含まれており、システムコントローラ120からの命令により補正量を変更することが可能である。
An
さらに、画像データコントローラ115によって、画像信号を領域分割し、それぞれの領域でベイヤ画素毎に積分した値をシステムコントローラ120に供給し、システムコントローラ120で積分信号を評価することで測光することもできる。
Further, the
画像データコントローラ115には、タイミングパルス発生回路114、A/Dコンバータ113、DRAM121、D/Aコンバータ116、画像圧縮回路119が接続されている。タイミングパルス発生回路114は、イメージセンサ112を駆動する際に必要なパルス信号を出力する。A/Dコンバータ113は、イメージセンサ112と共にタイミングパルス発生回路114で発生されたタイミングパルスを受けて、イメージセンサ112から出力される被写体像に対応したアナログ信号をデジタル信号(画像データ)に変換する。DRAM121は、A/Dコンバータ113により変換された画像データを一時的に記憶しておくと共に、加工や所定のフォーマットへのデータ変換が行われる前の画像データを一時的に記憶するために使用される。
A timing
画像圧縮回路119は、DRAM121に記憶された画像データの圧縮や変換(例えばJPEG)を行うための回路である。画像圧縮回路119には記録媒体401が接続され、画像圧縮回路119により変換された画像データは、記録媒体401へ格納される。この記録媒体401としては、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、マイクロDAT、光磁気ディスク、CD−R、CD−WR等の光ディスク、DVD等の相変化型光ディスク等が使用されるが、これらに限るものではない。
The
また、D/Aコンバータ116には、エンコーダ回路117を介して画像表示回路118が接続される。画像表示回路118は、イメージセンサ112で撮像された画像データを表示するための回路であり、一般にはカラーの液晶表示素子により構成される。画像データコントローラ115は、DRAM121上の画像データを、D/Aコンバータ116によりアナログ信号に変換してエンコーダ回路117へ出力するように制御する。エンコーダ回路117はこのD/Aコンバータ116の出力を、画像表示回路118を駆動する際に必要な映像信号(例えばNTSC信号)に変換する。
In addition, an
画像データコントローラ115は、補正した画像データに対し、所定の周波数特性を持つフィルタを通し、所定のガンマ処理を行って得られる画像信号の所定方向のコントラストを評価し、その結果をシステムコントローラ120に供給する。システムコントローラ120は、レンズ制御回路204と通信を行い、コントラスト評価値が所定レベルよりも高くなるように焦点位置を調節することで、コントラスト方式の焦点調節を行うことができる。
The
更に、システムコントローラ120には、カメラ本体100の動作モードの情報や露出情報(シャッター秒時、絞り値等)等を、外部液晶表示装置124や内部液晶表示装置125に表示させる動作表示回路123が接続されている。また、ユーザーが所望の動作をデジタルカメラシステムに実行させるべくモードを設定する撮影モード選択ボタン130と、メイン電子ダイヤル131と、決定SW132とが接続されている。また、AFセンサユニット104が持つ複数の焦点検出位置から使用する焦点検出位置を選択するための測距点選択ボタン133と、AFモード選択ボタン134と、測光モード選択ボタン135とが接続されている。更に、測光及び焦点調節などの撮影準備動作を開始させるためのレリーズスイッチSW1(136)と、撮像動作を開始させるためのレリーズスイッチSW2(137)と、ファインダーモード選択スイッチSW138とが接続されている。
Further, the
ファインダーモード選択スイッチSW138は、接眼レンズ106により被写体を確認することが可能な光学ファインダーモードと、イメージセンサ112からの画像信号を逐次、画像表示回路118に表示するライブビュー表示モードとを切り替える。
The viewfinder mode selection switch SW138 switches between an optical viewfinder mode in which a subject can be confirmed by the
更に、カメラ本体100には、不図示のマウント機構を介してストロボ装置300を着脱可能に取り付けることができる。マウント部は、電気的接点群310を有している。接点群310はカメラ本体100とストロボ装置300との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、発光タイミングを制御するX端子(発光端子)を備えている。更に、ストロボ装置300がカメラ本体100に接続されると、システムコントローラ120へ信号を送信する機能も備えている。これによりカメラ本体100とストロボ装置300との間で通信を行い、ストロボの発光制御を行うことが可能となる。また、接点群310は電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達する構成としても良い。
Further, the
ストロボ装置300には、キセノン(Xe)管301、反射笠302、Xe管301の発光を制御するIGBTなどで構成された発光制御回路303、充電回路304、電源305、ストロボ制御マイコン306から構成される。充電回路304は、Xe管301に給電するために300V程度の電圧を発生する。電源305は、充電回路304に給電する電池などであり、ストロボ制御マイコン306は、ストロボの発光、充電などを制御するとともに、カメラ本体100側のシステムコントローラ120との通信を制御する。
The
図2は図1に示す測光回路107の詳細な構成を示す回路図の一例である。図2において、Q1は、入射光に応じて電荷を発生する光電変換領域をベースに有する、NPNのフォトトランジスタ、MP1は、フォトトランジスタQ1のベース電位を固定するためのPMOS、Iは、PMOS(MP1)の負荷である電流源である。MP2は、PMOS(MP1)のゲート電位をMP1のドレインにフィードバックするためのPMOS、MP3は、フォトトランジスタQ1にキャリアの注入を強制的に行うためのリセット動作用のPMOSである。そして、256は、フォトトランジスタQ1のエミッタ電流を対数圧縮するための対数圧縮回路である。
FIG. 2 is an example of a circuit diagram showing a detailed configuration of the
なお、測光回路107の構成は図2に示す回路構成に限られるものではなく、フォトトランジスタのベース電位(光電変換領域)をリセットできる構成を有する回路構成であればよい。例えば、特開2000−77644号公報、特開2010−45293号公報、特開2010−45294号公報等に記載された回路のフォトトランジスタのベース電位をリセット可能な構成として、測光回路107に利用することができる。
Note that the configuration of the
定電流が流れたPMOS(MP1)のゲート電圧は、電圧VCCに対して、一定の電位差Vthとなるので、フォトトランジスタQ1のベース電位もフォトトランジスタQ1に入射する光強度によらず一定電位となる。また、PMOS(MP2)を用いてフィードバックを形成することにより、さらにフォトトランジスタQ1のベース電位を安定化させている。これにより、大きなベース容量Vcbの充放電は行う必要がない。従って、図2の測光回路の応答性は、コレクタ容量よりは小さい、エミッタ容量Veb及びPMOS(MP2)のドレイン容量と光電流により決定される。従って、応答性による影響が見え始める低輝度下では、測光値は、実際の輝度よりも高くなってしまうため、実際の輝度よりも高い測光値に基づいて露出制御を行うことで露出アンダーの画像が撮像されてしまう。 Since the gate voltage of the PMOS (MP1) through which the constant current has flowed has a constant potential difference Vth with respect to the voltage VCC, the base potential of the phototransistor Q1 is also constant regardless of the light intensity incident on the phototransistor Q1. . Further, the base potential of the phototransistor Q1 is further stabilized by forming feedback using the PMOS (MP2). This eliminates the need to charge / discharge the large base capacitance Vcb. Therefore, the responsiveness of the photometric circuit of FIG. 2 is determined by the emitter capacitance Veb and the drain capacitance of the PMOS (MP2) and the photocurrent, which are smaller than the collector capacitance. Therefore, under low luminance where the influence of responsiveness begins to appear, the photometric value becomes higher than the actual luminance. Therefore, by performing exposure control based on the photometric value higher than the actual luminance, an underexposed image Will be imaged.
図3は、本発明の測光回路107の測光センサを説明するための図である。図3(a)は、測光回路107の測光センサの配置図を示している。図3(a)より明らかなように、受光素子としては、4x3の合計12の受光素子を有している。受光素子のうち、受光素子ob1、ob2、ob3は、受光素子の全面をアルミ等の遮光部材で覆い、被写体からの反射光が入射しないように構成されたオプティカルブラックの受光素子(以下、これらを区別して、「OB素子」と呼ぶ。)である。また、9つの受光素子s1からs9(以下、これらを区別して、「通常素子」と呼ぶ。)は、被写体からの反射光の強さに応じて、出力が変化するように構成された受光素子である。もちろん、OB素子及び通常素子の配置や個数は、図3(a)に示すものに限定されるものではないことはいうまでもない。図3(b)は、測光回路107の測光センサと、イメージセンサ112の撮影範囲30との関係を示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining a photometric sensor of the
図4は、異なる輝度に対する測光回路107の応答性(変換特性)を模式的に表す図である。図4(a)は、被写体輝度と図2に示す測光回路107のリセット動作から定常出力に達するまでの安定待ち時間の関係を示しており、前述したエミッタ容量Veb及びPMOS(MP2)のドレイン容量と、光電流の関係で決まる。図4(a)から明らかなように、輝度に対応した値であるEv値が0の辺りから、安定待ち時間がカメラの動作シーケンスに影響を与えるほど増加し始め、Ev値が0より暗くなるに従って、指数的に安定待ち時間が増加する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the responsiveness (conversion characteristics) of the
図4(b)は、測光回路107の出力が時間とともにどのように安定化していくかを示した図である。縦軸は、測光回路107の出力をA/D変換した結果を示し、横軸は、リセット動作からの経過時間を示しており、所定の時間間隔で測光回路107の出力(測光出力)を読み出し、その値をプロットしている。グラフの系列は輝度であり、それぞれEv値が2、0、−2、−4時の測光回路107の通常素子からの出力、及びOB素子からの出力の変化を表している。なお、OB素子からの出力については、被写体輝度にかかわらず図のような応答性を示す。図4(b)から明らかなように、リセット動作から定常出力に達するまでの軌跡がEv値によって異なっているが、Ev値が同じであれば軌跡のばらつきはほとんど生じない。そのため、定常状態に達するまでの期間に複数回読み出しを実施し、通常素子の出力とOB素子の出力との差分を計算することで、十分な安定待ち時間を設定しないでも定常時の測光出力を予測することが可能である。
FIG. 4B shows how the output of the
図5は、図4(b)の測光時間10ms時点での通常素子の出力とOB素子の出力との差分を示したものである。横軸は輝度、縦軸は通常素子の出力とOB素子の出力との差分を示す。図5に示すように、輝度と差分の間には良好な相関関係があり、3次関数などの高次の関数で十分にフィッティングが可能である。このように、関数を用いることにより、従来、数百msの安定待ち時間を必要としていたEv値−4程度まで、10ms程度の時間に測光時間を短縮することが可能になる。また、通常素子の出力とOB素子の出力との差分を利用することにより、暗電流成分の温度変化などの変動要因を考慮する必要がないという利点を有する。 FIG. 5 shows the difference between the output of the normal element and the output of the OB element when the photometric time is 10 ms in FIG. The horizontal axis represents luminance, and the vertical axis represents the difference between the output of the normal element and the output of the OB element. As shown in FIG. 5, there is a good correlation between the luminance and the difference, and sufficient fitting is possible with a high-order function such as a cubic function. As described above, by using the function, the photometry time can be shortened to about 10 ms until the Ev value of about -4, which conventionally required a stabilization waiting time of several hundred ms. In addition, by using the difference between the output of the normal element and the output of the OB element, there is an advantage that it is not necessary to consider a fluctuation factor such as a temperature change of the dark current component.
図6は、本実施の形態における測光動作を示すフローチャートであり、測光回路107の制御及び測光回路107からの測光出力に基づく輝度の算出はシステムコントローラ120が行う。従って、システムコントローラは、制御手段、輝度演算手段、露出制御手段に相当する。S601でOB素子を含む12個すべての受光素子のリセット動作を実施する。具体的には、図2のPMOS(MP1)をオンして、フォトトランジスタQ1のベースにキャリアを注入し、リセットを行う。
FIG. 6 is a flowchart showing the photometric operation in the present embodiment. The
S602では、所定の測光安定待ち時間Tを設ける。図4(b)に示すように、12個すべての受光素子をリセットしたのち、受光素子は、それぞれの受光量に応じた応答特性で定常状態に出力を収束させていく。したがって、予測により定常状態の出力を予測するには、受光素子間に出力差が生じなければならないため、所定の待ち時間を設ける。本実施の形態においては、この時間は、10ms程度の短い時間でよい。 In S602, a predetermined photometry stabilization waiting time T is provided. As shown in FIG. 4B, after resetting all twelve light receiving elements, the light receiving elements converge their outputs in a steady state with response characteristics corresponding to the respective amounts of received light. Therefore, in order to predict the steady-state output by prediction, an output difference must occur between the light receiving elements, and thus a predetermined waiting time is provided. In the present embodiment, this time may be as short as about 10 ms.
S603で、測光安定待ち時間Tが経過すると(所定時間経過後)、12個すべての受光素子の測光値を取得する。S604では、取得した測光値のうち、OB素子ob1、ob2、ob3の測光値を平均し、OB_AVEとして、メモリに格納しておく。OB素子の応答性は、リセット動作により注入されたキャリア量とOB素子で発生する暗電流量に応じて決まる。また、暗電流は、受光素子毎に所定のばらつきがあるので、これを緩和するために、平均化することで予測精度のばらつきを抑えることができる。 In S603, when the photometric stabilization waiting time T has elapsed (after a predetermined time has elapsed), the photometric values of all 12 light receiving elements are acquired. In S604, among the obtained photometric values, the photometric values of the OB elements ob1, ob2, and ob3 are averaged and stored in the memory as OB_AVE. The responsiveness of the OB element is determined according to the amount of carriers injected by the reset operation and the amount of dark current generated in the OB element. Further, since the dark current has a predetermined variation for each light receiving element, the variation in prediction accuracy can be suppressed by averaging in order to alleviate this.
S605では、通常素子s1からs9の測光値sx(x=1、2、・・・、9)とOB素子の測光値OB_AVEの差分ΔAEx(x=1、2、・・・、9)を計算する。S606で、全ての測光値sxについて差分ΔAExを計算したか判断し、計算が終わっていない測光値sxがあればS605に戻り、全ての測光値sxについて計算が終わっていれば、S607に進む。S607では、ΔAExの値を使って、予測演算が適応可能か否かの判定を実施する。ここでは、ΔAEx≧βの場合(第2の値の場合)はS608に、0<ΔAEx<βの場合(第1の値の場合)は、S609に、ΔAEx≦0の場合(第3の値の場合)は、S610にそれぞれ分岐する。 In S605, the difference ΔAEx (x = 1, 2,..., 9) between the photometric value sx (x = 1, 2,..., 9) of the normal elements s1 to s9 and the photometric value OB_AVE of the OB element is calculated. To do. In S606, it is determined whether or not the difference ΔAEx has been calculated for all photometric values sx. If there is a photometric value sx that has not been calculated, the process returns to S605, and if calculation has been completed for all photometric values sx, the process proceeds to S607. In S607, it is determined whether the prediction calculation can be applied using the value of ΔAEx. Here, if ΔAEx ≧ β (the second value), the process proceeds to S608. If 0 <ΔAEx <β (the first value), the process proceeds to S609, and ΔAEx ≦ 0 (the third value). ) Branch to S610.
S608では、ΔAExが所定値β以上で、例えば被写体輝度がEv値2以上であり、図4に示すように、充分に通常素子の応答性が良い場合である。この場合は、予測式を使用するよりも通常素子の測光値sxをそのまま使用する方が良いため、測光値sxを使って測光演算を行って、輝度を示すBv値を算出する。 In S608, ΔAEx is a predetermined value β or more, for example, the subject brightness is an Ev value of 2 or more, and the response of the normal element is sufficiently good as shown in FIG. In this case, since it is better to use the photometric value sx of the normal element as it is than using the prediction formula, the photometric calculation is performed using the photometric value sx to calculate the Bv value indicating the luminance.
S609では、0<ΔAEx<βの範囲内にあり、予測演算が可能である。0<ΔAEx<βとは、例えば、図4のEv値が−4からEv2に相当する。この領域では、例えば3次式でフィッティングを行い、
AEx=a×ΔAEx3+b×ΔAEx2+c×ΔAEx+d …(1)
のようにして予測されたAExを使ってBv値を算出する。
In S609, it is in the range of 0 <ΔAEx <β, and prediction calculation is possible. For example, 0 <ΔAEx <β corresponds to the Ev value in FIG. 4 from −4 to Ev2. In this area, for example, fitting is performed by a cubic equation,
AEx = a × ΔAEx 3 + b × ΔAEx 2 + c × ΔAEx + d (1)
The Bv value is calculated using AEx predicted as described above.
S610では、ΔAE≦0であるので、通常素子の出力とOB素子の出力の判別の困難な低輝度あるいは暗黒状態であり、予測を適応することはできない。したがって、この場合は、Bv値を所定の値、たとえば、測定限界のBv値−9(Ev値−4)以下にクリップする。 In S610, since ΔAE ≦ 0, it is a low luminance or dark state in which it is difficult to discriminate between the output of the normal element and the output of the OB element, and prediction cannot be applied. Therefore, in this case, the Bv value is clipped to a predetermined value, for example, the measurement limit Bv value−9 (Ev value−4) or less.
S611では、全画素についてBv値の算出が終了したか否かをチェックし、終了していなければ、S607に戻ってBv値の算出を続行し、終了していれば、S612へ進む。 In S611, it is checked whether or not the calculation of the Bv value has been completed for all the pixels. If not completed, the process returns to S607 to continue the calculation of the Bv value, and if completed, the process proceeds to S612.
S612では、得られた9個のBv値を用いて、最終的な測光演算を行い、測光動作を終了する。測光演算は、中央重点、評価測光などのカメラのモードに応じて、適宜9つの測光値より算出され、最終的な露出制御値が決定される。 In S612, a final photometric calculation is performed using the obtained nine Bv values, and the photometric operation is terminated. The photometric calculation is calculated from nine photometric values as appropriate according to the camera mode such as center weight and evaluation photometry, and the final exposure control value is determined.
上記の通り本実施の形態によれば、被写体輝度が暗い場合にも測光回路を構成する通常素子の出力とOB素子の出力との差に基づいて測光出力を予測することが可能になり、低輝度下において測光に要する時間を短縮することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to predict the photometric output based on the difference between the output of the normal element and the output of the OB element constituting the photometric circuit even when the subject brightness is low. It is possible to shorten the time required for photometry under luminance.
Claims (7)
前記リセット手段により前記光電変換領域をリセットし、リセットしてから予め設定された時間経過後に、前記測光手段の各受光素子から測光値を取得する制御手段と、
取得した前記第1の受光素子の測光値と前記第2の受光素子の測光値との差分と、前記光電変換領域のリセットの後の前記測光手段の変換特性とに基づいて、前記被写体の輝度を予測する輝度演算手段とを有し、
前記測光手段の変換特性は、被写体の輝度と、リセットされてから前記予め設定された時間経過後の前記差分との関係を表す特性であることを特徴とする測光装置。 Photometric means having a first light receiving element that generates an electric charge in response to incident light from a subject and a second light receiving element shielded from light , wherein the first light receiving element and the second light receiving element are: A photoelectric conversion region, and a reset unit that resets the photoelectric conversion region to a preset potential, and a photometric unit that converts the charge generated in the photoelectric conversion region into a photometric value and outputs the photometric value,
The photoelectric conversion area is reset by the reset means, and after a preset time has elapsed since the reset, control means for obtaining a photometric value from each light receiving element of the photometric means,
Based on the obtained difference between the photometric value of the first light receiving element and the photometric value of the second light receiving element, and the conversion characteristics of the photometric means after resetting the photoelectric conversion area, the luminance of the subject Brightness calculating means for predicting,
The photometric device is characterized in that the conversion characteristic of the photometric means is a characteristic representing a relationship between a luminance of a subject and the difference after the preset time has elapsed since the reset.
前記輝度演算手段は、前記第1の受光素子の測光値と複数の前記第2の受光素子の測光値を平均した値との差分をとることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の測光装置。 A plurality of the second light receiving elements are provided,
5. The luminance calculation unit takes a difference between a photometric value of the first light receiving element and a value obtained by averaging the photometric values of the plurality of second light receiving elements. 6. The photometric device according to item.
前記輝度演算手段により得られた輝度に基づいて、露出を制御する露出制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 A photometric device according to any one of claims 1 to 5;
An image pickup apparatus comprising: an exposure control unit that controls exposure based on the luminance obtained by the luminance calculation unit.
前記リセット手段により前記光電変換領域をリセットし、リセットしてから予め設定された時間経過後に、前記測光手段の各受光素子から測光値を取得する取得工程と、
取得した前記第1の受光素子の測光値と前記第2の受光素子の測光値との差分と、前記光電変換領域のリセットの後の前記測光手段の変換特性とに基づいて、前記被写体の輝度を予測する輝度演算工程とを有し、
前記測光手段の変換特性は、被写体の輝度と、リセットされてから前記予め設定された時間経過後の前記差分との関係を表す特性であることを特徴とする測光方法。 Photometric means having a first light receiving element that generates an electric charge in response to incident light from a subject and a second light receiving element shielded from light , wherein the first light receiving element and the second light receiving element are: Photometry using an output from a photometric unit that has a photoelectric conversion region and a reset unit that resets the photoelectric conversion region to a preset potential and converts the charge generated in the photoelectric conversion region into a photometric value and outputs it. A method,
The photoelectric conversion region is reset by the reset unit, and after a preset time has elapsed since the reset, an acquisition step of acquiring a photometric value from each light receiving element of the photometric unit;
Based on the obtained difference between the photometric value of the first light receiving element and the photometric value of the second light receiving element, and the conversion characteristics of the photometric means after resetting the photoelectric conversion area, the luminance of the subject And a luminance calculation step for predicting
The photometry method according to claim 1, wherein the conversion characteristic of the photometry means is a characteristic representing a relationship between a luminance of a subject and the difference after the preset time has elapsed since the reset.
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