JPH03143080A - 測光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ｄ１ｊ光装置、詳しくは外部１ｌｌｌｌ光素
子を用いず、撮像素子（イメージヤと称す）自身により
測光を行なう測光装置に関する。

［従来の技術］ イメージヤを用いた撮像装置において、入射光量がイメ
ージヤのダイナミックレンジ内であれば、その出力信号
から直接入射光量を求めることができる。しかし、イメ
ージヤ、例えば、ＣＣＤ　（固体撮（象素子）等は、入
射光に対するダイナミックレンジが狭く、入射光によっ
てはその出力信号が飽和状態になり、光量が測定できな
い状態となる。

特開昭６１−１９９３８３号公報に開示されたものは、
上記の不具合を解決するためイメージヤの出力信号がダ
イナミックレンジ外であった場合レンジ内に収まるまで
２分法によって、次回の露光条件即ち、電荷蓄積時間の
設定を繰返して露光条件を求める。（ｌ１１光装置に関
するものである。

この′Ａｌ１１光装置のブロック構成図を第７図に示す
。

イメージヤ２１の出力信号は信号処理回路２２を介して
、光電荷量が読出され、積分回路２４によって積分され
、入射光量が求められる。その出力は比較器２５によっ
てダイナミックレンジに関連する２つの基準レベルＬ１
．Ｌ２と比較される。

その比較出力Ｈｓ、ＬｓはＮＡＮＤゲート２７および演
算回路２６に入力される。一方、上記積分器２４の出力
とＮＡＮＤゲート２７の出力は渭ｊ光演算回路２８に入
力される。そして、上記演算回路２６．２８のいずれか
によって演算される電荷蓄積時間によって、ドライバ・
クロック回路２３を介して撮像素子の露光がコントロー
ルされる。

以上のように構成された上記Ｊｌｌ先装置の測光動作を
第９図によって説明する。測光動作は１画像分の撮像（
露光）あるいは読出し処理時間単位であるフィールドを
時間単位に用いて説明する。なお、イメージヤ２１がＣ
ＣＤ等である場合、光電荷量の読出しは露光終了後に行
われるため、第８図に示されるように１フイ一ルド分遅
れたタイミングで行われる。従って、測光終了時期も常
に１フイ一ルド分遅れる。

第９図は、上記測光手段による測光過程を示し、縦軸は
露光レンジであって、所定の露光範囲、例えば、８Ｅｖ
〜１８Ｅｖ間をイメージヤのダイナミックレンジに対応
した所定の基準レベルの露光量レンジ（Ｌ、〜Ｌ２）、
例えば、レンジ幅０．７Ｅｖにて分割し、各レンジを露
光レンジＮｏ、のＲで示す。まず、初期の露光条件であ
る電荷蓄積時間設定値Ｔｖｌをレンジ中央に位置する上
記露光レンジＮｏ、８に該当した値とし、第９図の点ａ
より露光を開始する。そして点ｂ−ｃ間で光電荷量の読
出しが行なわれる。その光量が上記レンジ値Ｌｌ−Ｌ２
間に収まっていれば、上記の設定値が妥当であって、イ
メージヤ２１のダイナミックレンジ内での撮影ができる
露光条件か求められたことになり測光を終了する。しか
し、上記の範囲外、例えば、光量が多すぎ、値Ｌ１より
大であった場合、イメージヤのダイナミックレンジ内に
収めるために設定露出域を変更する必要がある。次の電
荷蓄積時間をレンジＮｏ、　８〜１５の２分割点のＮｏ
。

１２のレンジに対応する値に設定する。一方、光量が少
な過ぎた場合、次ステツプの電荷蓄積時間を逆方向の２
分割点のＮｏ、　４のレンジに対応する値に設定する。

そして、２フイールド目の点ｄ〜ｆまたは点ｅ−ｈ間に
て露光が行われ、点ｇ、ｉでそれぞれの読出しが終了す
る。その後はレンジ値Ｌ１〜Ｌ２との比較結果に基づい
て上記と同様の処理がなされる。そして、露光レンジＮ
ｏ、　　１〜１５のいずれかに対応した電荷時間が求め
られ、測光が終了する。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述の特開昭６１−１９９３８３号公報に開
示された撮像装置のａＰｊ光手投手段その測光に要する
所要時間に関して、必ずしも高速処理がなされるとはい
えない。即ち、光電荷の読出しが露光後のフィールド処
理中に行われ、次ステツプの電荷蓄積時間の決定が上記
読出し終了に関連して行われる。例えば第９図に示され
るように１フィールド、３フイ一ルド分のイメージヤて
の露光は点ａ　−ｂ間あるいは点ｄ−ｆ間等で行われ、
その露光による光量の測定結果は２，４フイールド目の
点ｃ１あるいは、点ｇて得られる。そこで、初めて次ス
テップ３．５フイールドの露光条件である電荷蓄積時間
が演算される。従って２．４フイールドの露光光量は利
用されないのでその分、測光が終了するまでの時間が長
くなるという不具合があった。

本発明の目的は、上述の不具合を解決するため、イメー
ジヤの光電荷量に基づく露光条件設定手段と、この露光
条件設定手段によらない初期露光設定手段とを設けた測
光装置であって、外部の測光センサを設けることなく、
速やかに１（ＩＩＪ光結果が得られ、従って、常にシャ
ッタチャンスに即応した撮影を可能とする測光装置を提
供するにある。

［課題を解決するための手段および作用コ本発明の測光
装置は、露光時間区間たる毎回の所定時間区間の開始時
点から、この時間区間での当該露光と少なくとも部分的
には時間重複して、当該時間区間に直接先行する関係に
ある露光時間区間内で既に光電荷蓄積部に蓄積された光
電荷を電荷転送部から読出し得るようになされた撮像素
子と、上記毎回の露光時間区間に、この時間区間に直接
先行する関係にある時間区間における露光こよって上記
光電荷蓄積部に蓄積された光電荷を電荷転送部から読出
し、この読出した光電荷の値に是づいて上記撮像素子に
対する次回および次々回、又は次回の露光時間区間にお
ける露光条件を設定する露光条件設定手段と、初回およ
び次回の露光については、上記露光条件設定手段によら
ないで設定した６第１および第２の露光条件による露光
をそれぞれ行わせるための初期露光手段と、当該設定さ
れた露光条件による露光によって上記光電荷蓄積部に蓄
積された後電荷転送部から読出された光電荷の値が上記
撮像素子のダイナミックレンジ内の所定域内にあるか否
かを弁別する側弁手段と、上記弁別手段により上記所定
域内にあると弁別された当該光電荷の値に基づいて測光
値を算出する測光値算出手段とを具何してなることを特
徴とする。

［実　施　例］ 以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す電子カメラ用測光装置
のブロック構成図である。ティキングレンズ１から入射
した被写体光束は絞り機構部２を経由して撮像素子であ
るイメージヤ３上に結像する。イメージヤ３の当該時間
区間に直接先行する露光時間区間内で既に光電荷蓄積部
に蓄積された光電荷を上記電荷転送部から読出し、信号
処理回路４を介して輝度信号として、測光領域限定手段
であるエリアゲート回路５に人力する。そしてエリアゲ
ート回路５によって、１１１１定領域が限定され、その
出力が積分回路６に人力される。そして上記輝度信号は
積分され、測光光量が求められる。上記測光光量の信号
はコンパレータ７と測光演算手段およびシステムコント
ローラ（以下ｅＬ算・制御手段と称する）８にそれぞれ
人力される。上記コンパレータ７は上記測光光量のレベ
ルのＵ準位ＨＬに対する比較出力を演算・制御手段８に
入力するものである。

演算・制御手段８は上記測光光ユ、または、上記比較信
号に基づいて露出設定条件を演算し露出制御手段１０に
出力し、更に平均測光か、あるいはスポット測光かの測
光方式の指定スイッチ１１の入力信号に基づいて、エリ
アゲート回路５に対するゲートエリアの指定を行ない、
また１４１１Ｊ光方式こ県づく基準値を選択的に設定す
る手段である基準値切換回路９に対して切換指定を行な
う。露出制御手段１０は絞り機（１５１部２の駆動およ
びイメージヤ３の制御を行なう。なお、上記コンパレー
タ７と基準値切換回路９はＪＩｌＩ光値が所定の基準レ
ンジ内にあるか否かを弁別するレンジ弁別手段を構成腰
更に上記演算・制御手段８と露出制御手段１０は露出条
件設定手段および初期露光手段を構成している。

次に、上記コンパレータ７における弁別動作の基準値に
ついて説明する。第２図はイメージヤ３の入９（光量（
対数表示）に対するイメージヤ出力線図であって、ダイ
ナミックレンジに対応するイメージャ再現域の光量に対
するイメージヤ出力はダイナミックレンジＩＤで示され
る。そして、露光条件は、上記再現域内にその輝度の変
化が収まるように設定する必要があるが、その露光条件
設定に際して平均とスポットΔＩｌｊ光方式を用いる。

まず平均Ａ１１ｊ光方式の場合はａＦ１光エ光子リアく
設定し、該エリアの平均光量を求める。゛そして、その
平均光量が平均測光基準値上限Ｈ、下限り、−範Ｖ 回内に収まるように露光条件を決定する。一方、スポッ
ト測光方式では、Ａｐｌ光エ光子リアく設定し、同様に
該エリアの光量を求め、その光量がスポット測光基準値
上限Ｈ、下限Ｌ８２の範囲内に収Ｐ まるように露光条件を決定する。

第３，４図は、それぞれある被写体のイメージヤのスキ
ャン方向の輝度の変化に対するイメージヤ出力の波形を
示したものである。第３図に示されるように、平均測光
の場合、広いエリアのイメージヤの出力波形が所定の余
裕幅Δを有してダイナミックレンジｌＤ内に収まるため
には、その平均Ｊｌｌ光値Ａｖが比較的範囲の狭い平均
７ＩＩｌｌ先基準値Ｈ、Ｌ　　の範囲内に存在する必要
がある。まＡＹ　　　　ＡＶ た、第４図に示されるように、測光域を狭いエリアｚｌ
、Ｚ２に限定したスポット測光による場合、入射光が余
裕幅Δを有してレンジＩＤ内に収まるための測光値に対
する許容範囲は比較的広く、スポット測光基準値Ｈ、Ｌ
　　の範囲で示される。

ｓｐ　　　　ｓｐ なお上記基準値の具体的な値としては、最終的に必要な
測光精度によっても異なり、ここでは特に高精度な測光
が必要な場合を考えて、例えば、イメージヤのダイナミ
ックレンジＩＤを４Ｅｖとすれば、平均測光基準値ＨＡ
ｖとＬＡＶとの範囲は０．７Ｅｖ、またスポット１１１
１Ｊ光基準値Ｈ、Ｌ　　とのｓｐ　　　　ｓｐ 範囲は２Ｅｖ程度が妥当な値となる。

上記各測光方式に対する基準値を第２図の出力レンジ上
、下限Ｈ、Ｌ　　およびＨ、ＬＡＶ　　　　ＡＶ　　　
　　ＳＰ　　　　ＳＰに示す。そしてレンジ上、下限Ｈ
、Ｌ　　は、ＡＶ　　　　ＡＶ 平均測光の場合の入射光量平均値（ＡＶ）の許容レンジ
に対応するイメージヤの出力レンジである。

レンジ上、下限Ｈ、Ｌ　　は、スポット測光のｓｐ　　
　　ｓｐ 場合のスポット入射光量（Ｓ　Ｐ）の許容レンジに対応
するイメージヤの出力レンジである。そして、コンパレ
ータ７にて測光値を弁別する場合、平均またはスポット
測光の指定に従って、基準値切換回路９によりレンジ上
、下限Ｈ、Ｌ　　またはＡＶ　　　　ＡＶ Ｈ８Ｐ　　’　　ＬＳＰが選択され、各測光値が上記の
レンジに収まっているかどうかの比較が行なわれる。

そして、範囲内であれば被写住人射光がイメージヤのダ
イナミックレンジ内にあると見做し、範囲外であれば、
ダイナミックレンジから外れていると判断し、後続のフ
ィールドの露光条件設定処理を行なうことになる。

以上のように構成された本実施例の測光動作について第
５図の測光処理フローチャートと、露光条件設定状態を
示す第６図によって説明する。本実施例の測光動作の説
明において、スポット／平均指定スイッチ１１によって
平均１Ｉｌｌｊ光が指定されているものとし、また露光
範囲は第６図に示されるように８Ｅｖ〜１８Ｅｖとする
。従って、平均測光方式の基準値ＨＡＶ　　”　Ａ−レ
ンジ幅を約０．７Ｅｖに設定し、上記露光範囲を１５分
割し、各レンジをＮｏ、　　１〜１５で表示する。

測光処理ルーチンがコールされると、初期露光手段によ
り初期（第１）露出値設定がなされる（ステップ３１０
０）。この設定は第６図における露光レンジＮｏ、の中
央部のＮｏ、　８　（点ｋ）に対応する露出値１３ＥＶ
を第１の露光条件として設定するものである。続いて、
第６図における点に〜ｇの露光時間区間において露出動
作が行われる（ステップＳ　１０１）。次に、露光条件
設定手段によらず、初期露光手段により、２分法に従っ
てレンジＮｏ、　　８〜１５間のレンジＮｏ、１２に対
応する露出値１５．７Ｅ　ｖの仮定露出値が第２露光条
件として設定される（ステップ５１０２）。続いて、そ
の露光条件に基づいて露出（第６図の点ｎ　−ｐ間）が
行われる（ステップ３１０３）。同時に前フィールドに
おいて蓄積された光電荷を読出す（ステップ５１０４、
第６図の点（１−ｍ間）。なお、この読出しはエリアゲ
ート回路５を介すことにより指定スイッチ１１で指定さ
れた平均／スポット測光に対応するエリアのデータを読
出す。

読み出された光電荷は、積分回路６によって積分され露
光量としてコンパレータ７に人力される。

そこで、平均測光基準値Ｈ、Ｌ　　の範囲と上ＡＶ　　
　　ＡＶ 配置光量が比較され、範囲内に収まっていればａｌｌｌ
光は終了する（ステップ５１０５）。

露光量が基準値の範囲外であった場合、上記ステップ５
１０２の仮定露出値が妥当であったかどうかの判別を行
なう（ステップ５１０６）。もし、上記露光量が上記基
準値ＨＡ■より大であった場合は、第２の露光条件の露
出値１５．７Ｅ　ｖは妥当であるので、処理はステップ
５１０２ヘジヤンプする。

そして、再度露出値の仮定を行ない露出、読み出しの処
理を繰返す。即ち、第６図において点ｎ〜ｐの露光が終
了した時点で次のフィールド露光条件としてレンジＮｏ
、１０を選択し露光を行なう（点ｒ　−ｓ間）。同時に
第２フイールドの光電荷は点ｐ−ｑ間で読出される。そ
して、点ｑにおいて測光終了の判別が行なわれる（ステ
ップＳ　１０５）。

一方、上記露光量が上記基準値ＬＡｖより小であった場
合、上記第２の露光条件の露出値１５．７Ｅ　ｖば妥当
ではなかったことになる。そして、ステップ５１０７に
ジャンプし、露光条件設定手段によって次のフィールド
（第３フイールド）の露出値設定が行なわれる。この露
出値設定は上記第２の露光条件とは反対の露出値を設定
するものであって、２分法によってレンジＮｏ、　　ｌ
〜８の間のレンジから、レンジＮｏ、　４に対応する露
出値のｌＯ，３ＥＶが設定される。そして、ステップ５
１０１の露出が行われる（第６図の点０〜７間）。露出
が終了した時点で、再びステップ８１０．２の仮定露出
値の設定の後、上記の処理が繰返される。

以上のフローにより被写体の輝度に対応した露光条件が
レンジＮｏ、の中から選定される。前述の特開昭６１−
１９９３８３号公報に開示の測光装置においては、第２
フイールド、第４フイールド等の露光および測光は行な
わなかったが、本実施例においては第２，４フイールド
等の露光・測光も行ない、測光データ数を増やして速や
かにｎｊ光を終了することを可能とした。

そこで、上記両者の測光時間を具体的に比較する。まず
、各レンジＮｏ、のＲに対する測光所要時間ｔＲをフィ
ールド数で示す。例えば、第６図のレンジＮｏ、１５に
対する測光所要時間ｔ１５は７フイ一ルド分、そして、
第９図の場合もレンジＮｏ。

１２に対する所要時間ｔ１２は４フイ一ルド分であると
いった具合である。これらの所要時間の平均値をそれぞ
れ求めると、前述の特開昭６１−１９９３８３号公報開
示のＡｐｊ光装置に対するｆｌｌｌＪ光所要時開所要時
間ＴＲ′は６．５３フールド、一方、本実施例の測光装
置に対する平均値ＴＲは５．４フイールドとなり、化１
光が平均して１．１フィールド分早く終了する。ここで
、撮像サイクル時間である１フィールドを１／６０秒と
すると上記測光平均間開はそれぞれ約１１０ｍ５ｅｃ　
、　　９０ｍ５ｅｃとなり２０ｍ５ｅｃの差叉が生じる
。

上記実施例の説明は平均ｉ’ｌ１１光方式を指定した場
合のもので、基準値の範囲がＱ、７Ｅｖと狭く、露光レ
ンジは１５分割された。しかし、スポット、’ＩＩＩＩ
光方式を適用し、基準値の範囲を２Ｅｖに広げるならば
、上記露光レンジは５分割されることになり、測光時間
を大巾に短縮することができる。

なお、このような測光領域に応じた基準値の範囲の選択
的設定は、上記実施例のような離散的な設定のみに限定
されず、例えば連続的に設定可変な測光領域に対応して
連続的に変化するようにしてもよいことは勿論である。

また、上記実施例における各ａｌｌｌ光方式に対応する
基準値の範囲は前述の如く、平均１ｊｌｌＪ光のそれが
０．７Ｅｖ、スポット測光のそれを２Ｅｖとしたが、要
求される測光精度が低いときは、それぞれその値をより
大きく設定することが可能になる。このような場合、露
光レンジの分割数は上記例よりも少なくなるので測光時
間はより短縮されることになる。そして、例えば分割数
が１４．１３，１２１１．１０，９，８，６，５．４等
の時は′、制御の最適化を行った状態で比較すると、前
述の特開昭６１−１９９３８３号公報開示の測光装置に
対して測光所要時間の平均値ＴＲを短縮できるのみなら
ず、測光所要時間の最大値ＴＭＡＸを短縮することが可
能になる。−例として分割数１４の場合を考えると、１
４の分割レンジを第６図のレンジＮｏ、２〜１５に当て
はめれば、ＴＭＡＸ”７とすＺことができるか、第９図
においてはどのように≠てはめても”ＭＡＸ”８である
。

なお、上記実施例のｄｐｊ光装置の露出制御はイメージ
ヤ３の電荷蓄積時間のコントロールによって行われるも
のであるが、絞り磯構２によって上記露出制御を行なう
ことも可能である。

［発明の効果］ 本発明の肺１光装置はイメージヤの光電荷量に越づく露
光条件設定手段とこの設定手段によらない初期露光設定
手段とを設けたものであって、本発明によれば、測光の
ための外部センサを別に設けることなく、イメージヤ自
身の光電荷データを無駄時間なく測定することによって
、迅速に測光を行い、従って、常にシャッタチャンスに
即応する撮影を可能とする。’ＩＩＩＪ光装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すＡｐＪ光装置のブロ
ック構成図、 第２図は、上記第１図の測光装置のイメージヤの入射光
に対するイメージヤ出力特性線図、第３図は、上記第１
図のδＩＩＩ光装置の平均ａ１＋１光方式における輝度
変化線図、 第４図は、上記第１図の測光装置のスポット測光方式に
おける輝度変化線図、 第５図は、上記第１図の測光装置のＭ１光処理フローチ
ャート、 第６図は、上記第１図の側光装置の露光条件設定状態を
示す図、 第７図は、従来例の測光装置のブロック線図、第８図は
、イメージヤの露光・読出し、およびａｌ光終了のフィ
ールドを示す図、 第９図は、上記第７図のｆｌｔｌｌ光装置の露光条件設
定状態を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光時間区間たる毎回の所定時間区間の開始時点
   から、この時間区間での当該露光と少なくとも部分的に
   は時間重複して、当該時間区間に直接先行する関係にあ
   る露光時間区間内で既に光電荷蓄積部に蓄積された光電
   荷を電荷転送部から読出し得るようになされた撮像素子
   と、 上記毎回の露光時間区間に、この時間区間に直接先行す
   る関係にある時間区間における露光によって上記光電荷
   蓄積部に蓄積された光電荷を電荷転送部から読出し、こ
   の読出した光電荷の値に基づいて上記撮像素子に対する
   次回および次々回、又は次回の露光時間区間における露
   光条件を設定する露光条件設定手段と、 初回および次回の露光については、上記露光条件設定手
   段によらないで設定した各第１および第２の露光条件に
   よる露光をそれぞれ行わせるための初期露光手段と、 当該設定された露光条件による露光によって上記光電荷
   蓄積部に蓄積された光電荷転送部から読出された光電荷
   の値が上記撮像素子のダイナミックレンジ内の所定域内
   にあるか否かを弁別する別弁手段と、 上記弁別手段により上記所定域内にあると弁別された当
   該光電荷の値に基づいて測光値を算出する測光値算出手
   段と、 を具備してなることを特徴とする測光装置。
2. （２）設定された露光条件による露光によって光電荷蓄
   積部に蓄積された光電荷転送部から読出された光電荷の
   値が上記撮像素子のダイナミックレンジ内の所定域内に
   あるか否かを弁別する別弁手段と、 撮像素子の光電荷蓄積部のうち測光値を算出する目的に
   供される領域を選択的に限定する測光領域限定手段と、 この測光領域限定手段により限定された領域の広がりに
   応じて上記弁別手段における弁別の基準たる所定域の範
   囲を選択的に設定する手段と、を具備してなることを特
   徴とする測光装置。