JPH03287142A - 自動露出制御装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた、例えば電
子スチルカメラにおける自動露出制御装置に関する。

［従来技術とその問題点］ 近年、一般的なカメラには、そのほとんどにＡＥ（自動
露出）機能、及びＡＦ（自動焦点）機能が備わるが、こ
のＡＥ機能を搭載したカメラを用いて所望の被写界深度
を得る場合には、絞り優先でＡＥが行なわれる。

つまり、被写界深度を深くするには、通常、絞りを閉じ
シャッタスピードを遅くする操作がなされるため、上記
絞り優先のＡＥ機能を搭載したカメラでは、オペレータ
が絞り値をマニュアル設定することにより、この絞り値
に応じて適正な露出が得られるようＡＥが作用しシャッ
タスピードが自動的に設定される。

しかしながら、従来、得たい被写界深度に対する絞り値
の選択は、オペレー・夕の経験に基づき行なわれるもの
であるため、失敗が生じ易いという問題がある。

［発明の目的］ 本発明は上記課題に鑑みなされたもので、絞り値をオペ
レータの経験に基づきマニュアル設定する必要なく、所
望の被写界深度に応じた露出状態を得ることが可能にな
る自動露出制御装置を提供することを目的とする。

［発明の要点］ すなわち、本発明に係わる自動露出制御装置は、撮像レ
ンズと、この撮像レンズを通して入射される光学像の入
射光量を調節する絞り手段と、上記撮像レンズ及び絞り
手段を通して結像される光学像に基づいて電気的な画像
信号を出力する撮像手段と、この撮像手段により画像信
号に変換される光学像の露光時間を制御する露光制御手
段と、上記撮像手段により画像信号に変換される光学像
に対し任意に２つのエリアを指定するエリア指定手段と
、このエリア指定手段により指定された２つのエリアに
対応する被写体までの距離を求める距離検知手段と、上
記２つのエリアの何れか一方の被写体に対し焦点が合う
ように上記撮像レンズを移動させるレンズ移動手段と、
上記距離検知手段により求められた２つの被写体エリア
間の距離差を求める距離差演算手段と、上記撮像手段に
照射される光学像の輝度を検知する輝度検知手段と、上
記２つの被写体エリア間の距離差及び上記撮像手段に対
する照射光学像の輝度に基づいて上記絞り手段による絞
り値及び上記露光制御手段による光学像の露光時間を設
定する絞り・露光時間設定手段とを備えて構成したもの
である。

［発明の実施例］ 以下図面により本発明の一実施例について説明する。

第１図はＡＥ−ＡＦ機能を搭載した電子スチルカメラに
おける電子回路の構成を示すもので、同図において、１
０は制御部であり、この制御部１０により回路各部の動
作が制御される。上記制御部１０には、撮影モードをＡ
Ｅ（自動露出）及びＡＦ（自動焦点）のオートモードと
マニュアルモードとに切換え設定するモードスイッチ１
１を始め、被写体撮影の際に操作されるレリーズスイッ
チ１２及び撮影エリア内でＡＥ制御のための測光エリア
をスポット測光か又は全体測光かに指定し、また、ＡＦ
副制御ためのフォーカスエリアを指定する測定エリア指
定部１３が接続される。ここて、測定エリア指定部１３
では、撮影エリアに対し２箇所のフォーカスエリアを指
定するもので、例えば１焦点距離にのみ鮮明な画像を得
たい場合には、その場所に２つのフォーカスエリアＡ、
　　Ｂを重ねて指足し、また、手前と奥との２焦点距離
間を被写界深度として鮮明な画像を得たい場合には、手
前側をフォーカスエリアＢ１奥側をフォーカスエリアＡ
として指定する。この場合、最終的にフォーカスエリア
Ｂに対する焦点調整がなされ、フォーカスエリアＡ−Ｂ
間の被写界深度は、ＡＥ制御に基づく絞り開度及びシャ
ッタスピードの選定により得られることになる。また、
１４は上記撮影エリアを視認設定するファインダであり
、このファインダー４の内部には液晶表示部１５が設け
られる。このｌ＆品表示部１５は、上記測定エリア指定
部１３による測光エリアあるいはフォーカスエリアＡ、
Ｂの指定操作に応じて撮影エリア上の指定エリアを表示
するもので、この液晶表示部１５は、制御部１０からの
制御信号により液晶駆動部１６を通して駆動制御される
。

一方、１７は撮像光学系であり、１８は撮像レンズ、１
９はアイリス（絞り）、２０はズームレンズであり、上
記ファインダ１４により捕えた被写体像は、該撮像レン
ズ１８．アイリス１９及びズームレンズ２０を通って固
体撮像素子（ＣＣＤ）２１に光学的に結像される。上記
撮像レンズ１８はレンズ駆動モータ２２により駆動され
るもので、このレンズ駆動モータ２２はモータ駆動制御
部２３により駆動制御される。このモータ駆動制御部２
３には、自動焦点制御部２４から、前記フォカスエリア
Ａ、Ｂに対応する最適焦点距離を得るための、オートフ
ォーカス制御信号が人力される。また、上記アイリス１
つはアイリス駆動モータ２５により駆動されるもので、
このアイリス駆動モータ２５はモータ駆動制御部２６に
より駆動制御される。このモータ駆動制御部２６には、
自動露出制御部２７から最適露出値に対応する絞り開度
を示すアイリス制御信号が入力される。

上記固体撮像素子２１は、水平及び垂直に配列されたフ
ォトダイオードからなる多数の画素を有し、結像された
画像情報をその画像光量に対応したレベルの電気信号に
変換して出力するもので、この固体撮像素子２１の多数
の画素は、Ｈドライバ２８により水平走査され、■ドラ
イバ２つにより垂直走査される。このＨドライバ２８に
対する撮像素子各両索の水平走査タイミング、及びＶド
ライバ２つに対する垂直走査タイミングは、撮像露光時
間（シャッタ速度）に相当するもので、この撮像露光時
間は転送制御部３０により制御される。この転送制御部
３０に対しては、上記自動露出制御部２７から露光時間
データ記憶部３１に書込まれたシャッタ速度（露光時間
）指示データがり−えられる。ここで、転送制御部３０
は、露光時間データ記憶部３１から与えられた撮像露光
時間に応じて、Ｈドライバ２８及びＶドライバ２つによ
り固体撮像素子２１における被写体像の露光動作を行な
わせるもので、この撮像露光時間に相当する固体撮像素
子２１の走査制御動作が終了すると、その■、ｒの垂直
走査信号Ｖに同期させて光学像の蓄積電荷を出力転送さ
せると共に、転送制御部３０から上記自動焦点制御部２
４及び自動露出制御部２７に対して転送終了信号が出力
される。

また、上記固体撮像素子２１の各画素毎に出力される電
気信号は、Ｈドライバ２８及びＶドライバ２９からの水
平、垂直走査信号に応じて画像信号処理回路３２に送ら
れる。この画像信号処理回路３２は、同期信号発生部３
３から出力される垂直同期信号Ｖ　６７ｎｅ及び水平同
期信号Ｈ＊７ｎｔに同期して、上記固体撮像素子２１か
ら入力された画像信号を、輝度信号及び同期信号（Ｙ＋
Ｓ）と色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）とに分離するもの
で、この画像信号処理回路３２からの輝度信号及び同期
信号（Ｙ＋Ｓ）と色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）とは、
制御部１０によりアドレス指定される画像データメモリ
（ＲＡＭ）３４に順次送られＡ／Ｄ変換されて記憶され
、また、輝度信号Ｙのみ導出されてスイッチング回路３
５に供給される。さらに、上記画像信号処理回路３２か
らは、上記輝度信号Ｙの出力タイミングに相当する垂直
及び水平同期信号が測定エリア制御部３６に与えられる
。

この測定エリア制御部３６は、画像信号処理回路３２か
らの固体撮像素子走査タイミングを示す垂直及び水平同
期信号に基づき、予め測定エリア指定部１３により指定
された測光エリアまたはフォカスエリアの走査タイミン
グを検知し、スイッチング回路３５のスイッチングゲー
トをオンさせるもので、このスイッチング回路３５を通
して上記測光エリアまたはフォーカスエリアに対応する
画像信号の輝度信号Ｙのみ、自動露出制御部２７または
自動焦点制御部２４に与えられる。ここで、自動露出制
御部２７は、固体撮像素子２１からの指定測光エリアに
対応する撮像輝度信号Ｙに基づき、該固体撮像素子２１
に対する入射光量を求め、この撮像入射光量とフォーカ
スエリアＡ　−Ｂ　間の被写界深度とに基づく最適露出
値を設定し、この最適露出値に応じた絞り開度及び撮像
露光時間（シャッタスピード）を得るもので、この自動
露出制御部２７からのアイリス制御信号はアイリスモー
タ駆動制御部２６に、また、露光時間指示データは露光
時間データ記憶部３１に与えられる。

さらに、自動焦点制御部２４は、固体撮像素子２１から
の指定フォーカスエリアに対応する撮像０ 輝度信号Ｙに基づき最適焦点距離を求めるもので、この
最適焦点距離を得るためのオートフォーカス制御信号は
レンズモータ駆動制御部２３に与えられる。

ここで、上記測定エリア指定部１３にょるフォカスエリ
アＡ、Ｂのエリアデータは、固体撮像素子２１に対する
走査座標としてデータレジスタ４０のレジスタ４０ａ及
び４０ｂに書込まれるもので、上記測定エリア制御部３
６によるスイッチング回路３５のオン／オフ制御は、該
レジスタ４０ａ、４０ｂに書込まれたエリアデータに対
応して行なわれる。また、自動焦点制御部２４により得
られた最適焦点距離に対応するフォーカスエリアＡの距
離データＡ及びフォーカスエリアＢの距離データＢも、
それぞれ上記データレジスタ４０のレジスタ４０ｃ及び
４０ｄに書込まれるもので、この場合、上記フォーカス
Ａ−Ｂ間の被写界深度に対応する距離差が制御部１０内
の演算部において算出され、レジスタ４０ｅに書込まれ
る。

つまり、上記自動露出制御部２７は、最適露出値１ の設定時において、フォーカスエリアＡ−Ｂ間の被写界
深度を」二記レジスタ４０ｅから得ることになる。

一方、上記画像データ記憶部３４には記憶画像信号処理
部３７が接続される。この記憶画像信号処理部３７は、
画像データ記憶部３４に記憶されたディジタル画像信号
を、輝度信号及び同期信号（Ｙ＋Ｓ）と色差信号（Ｒ−
Ｙ）（Ｂ−Ｙ）とのアナログ両像信号に復調変換するも
ので、この記憶画像信号処理部３７からの画像信号は画
像信号出力端子３８から出力される。

第２図は上記自動露出制御部２７の内部構成を示すもの
で、スイッチング回路３５を介しこの自動露出制御部２
７に与えられた指定測光エリアに対応する撮像輝度信号
Ｙは、Ａ／Ｄ変換部４１を介して各画素毎の撮像レベル
に応じたディジタル信号に変換され加算部４２にちえら
れる。この加算部４２は、上記固体撮像素子２１の指定
測光エリアに対応する各画素毎に得られる入射光量に応
じたディジタル信号を総加算するもので、この加２ 鼻部４２による輝度信号Ｙのディジタル加算データは絞
り・シャッタスピード変換テーブル４３に与えられる。

この絞り・シャッタスピード変換テーブル４３は、基準
の露光時間及び絞り開度にて得られた指定測光エリアに
対応する実際の輝度加算値に基づき、適正露出に対応す
る複数の絞り開度／露光旧聞の組合せを選択し、さらに
この露出組合せの中から上記レジスタ４０ｅに格納され
たフォーカスエリアＡ−Ｂ間の被写界深度を得るための
１つの絞り開度／露光時間を選定するもので、この絞り
・シャッタスピード変換テーブル４３により選定された
固体撮像素子２１の最適露光時間データは露光時間デー
タ記憶部３１に転送され、また、最適絞り開度に応じた
アイリス制御信号はアイリスモータ駆動制御部２６に出
力される。

なお、自動露出制御部２７の絞り・シャッタスピード変
換テーブル４３に対しては、制御部１０から、フォーカ
スエリアＡ／Ｂ間の距離差データの他に、撮像レンズの
種類（広角、標準、望遠）を示すレンズデータ等の被写
界深度に関するデー３ 夕が与えられる。

次に、上記構成による電子スチルカメラの自動焦点・露
出制御処理について説明する。

第３図はファインダ１４におけるフォーカスエリアＡ、
Ｂの指定状態を示すもので、まず、オペレータがファイ
ンダ１４を覗き被写体を捕え、測定エリア指定部１３に
より所望の被写界深度でＡＥ制御及びＡＦ副制御行なう
べく測光エリア及びフォーカスエリアＡ及びＢを指定す
ると、この指定されたフォーカスエリアが液晶駆動部１
６により液晶表示部１５に表示される。ここで、レリー
ズスイッチ］２を半押し状態にし半押し信号Ｓ１が制御
部１０に人力されると、以下に述べる自動焦点・露出制
御処理が開始される。

第４図はその自動焦点・露出制御処理を示すフローチャ
ートであり、すなわち、レリーズスイッチ１２から制御
部１０に対し半押し信号Ｓ１が入力されると、自動露出
制御部２７から、絞り開度及び露光次官を初期設定する
べく、絞り値全開に相当するアイリス制御信号がアイリ
スモータ駆動４ 制御部２６に出力されると共に、標準的露光時間データ
（１／　２５０　ｓ　ｅ　ｃ　）が露光時間データ記憶
部３］にセットされる（ステップＳｔ、、Ｓ２）。

すると、アイリス１つはアイリス駆動モータ２５により
絞り値Ｆ＝２２　（全開）に設定され、固体撮像素子２
１は、上記露光時間データ記憶部３１に記憶された露光
時間に基づき、転送制御部３０からＨドライバ２８及び
Ｖドライバ２９を通してシャッタスピードＳ　＝　１　
／　１２５で露光駆動される。すると、画像信号処理回
路３２からスイッチング回路３５を通して、フォーカス
エリアＡ、　　Ｂに対応する画素領域の輝度信号Ｙが自
動焦点制御部２４に、また、指定測光エリアに対応する
画素領域の軌道信号が自動露出制御部２７に供給される
もので、ここで、自動焦点制御部２４は、まず、フォー
カスエリアＡの輝度特性に基づくコントラストレベルを
最大にすべく自動焦点制御を行ない、レンズモータ駆動
制御部２３にオートフォーカス制御信号を供給して撮像
レンズ１８を最適焦点位置に移動させる（ステップＳ３
）。この時、上記５ 信号に応じた撮像レンズ１８の移動位置に基づき、フォ
ーカスエリアＡに対応する距離Ａが制御部１０において
算出され、データレジスタ４０のレジスタ４０ｃに書込
まれる（ステップＳ４）。また、自動焦点制御部２４は
、さらにフォーカスエリアＢの輝度特性に基づくコント
ラストレベルを最大にすべく自動焦点制御を行ない、レ
ンズモータ駆動制御部２３にオートフォーカス制御信号
を供給して撮像レンズ１８を最適焦点位置に移動させる
（ステップＳ５）。この時、上記自動焦点制御部２４か
らのオートフォーカス制御信号に応じた撮像レンス１８
の移動位置に基づき、フォーカスエリアＢに対応する距
離Ｂが制御部１０において算出され、データレジスタ４
０のレジスタ４０ｄに書込まれる（ステップＳ６）。

すると、上記レジスタ４０ｃに記憶されたフォーカスエ
リアＡまでの距離データＡと、レジスタ４０ｄに記憶さ
れたフォーカスエリアＢまでの距離データＢとが制御部
１０に読出され、その距離　６ 差（１距離Ａ−距離Ｂｌ）が演算算出されて再びデータ
レジスタ４０のレジスタ４０ｅに書込まれる（ステップ
Ｓ７）。

一方、上記画像信号処理回路３２からスイッチング回路
３５を通して自動露出制御部２７に供給された指定測光
エリアに対応する画素領域の輝度信号Ｙは、第２図にお
けるＡ／Ｄ変換部４１から加算部４２を通してディジタ
ル加算されるもので、これにより、上記固体撮像素子２
１の指定測光エリアに対応する輝度加算データが絞り・
シャッタスピード変換テーブル４３に与えられる。ここ
で、絞り・シャッタスピード変換テーブル４３ては、」
１記指定測光エリアに対応する輝度加算データに基づく
絞り開度と露光時間との適正露出の組合せが、例えば５
組選択される。すると、絞り・シャッタスピード変換テ
ーブル４３は、上記輝度加算データに基づき予め選択さ
れた５組の適正露出組合せの中から、レジスタ４０ｅか
ら制御部１０を通して与えられたフォーカスエリアＡ−
Ｂ間の距離差データ及び被写界深度データに基づき１組
の７ 適正露出組合せを選定するもので、これにより、固体撮
像素子２１を最適露光時間で露光駆動させるための露光
時間データが自動露出制御部２７から露光ｇ５間データ
記憶部３］に送られると共に、アイリス１９を最適絞り
開度にセットさせるためのアイリス制御信号が該自動露
出制御部２７からアイリスモータ駆動制御部２６に出力
される（ステップＳＲ）。

すなわち、絞り・シャッタスピード変換テーブル４３に
おいて、５組の適正露出組合せが選択された状態で、制
御部１０を通して与えられる被写界深度対応の距離差（
１距離Ａ−距離Ｂｌ）が大きいと、該５組の組合せの中
でも絞り開度が小さくシャッタスピードが遅い露出組合
せが選定され、また、上記被写界深度対応の距離差（１
距離Ａ−距離Ｂｌ）が小さいと、絞り開度が大きくシャ
ッタスピードが速い露出組合せが選定されることになる
。

そして、」１記ステツプＳ８において、絞り・シャッタ
スピード変換テーブル４３に基づき選定さ８ れた露出組合せの露光時間データが露光時間データ記憶
部３］に書込まれ、また、その絞り値に応じたアイリス
制御信号がアイリスモータ駆動制御部２６に出力された
状態で、レリーズスイッチ１２からシャッタ全押し信号
Ｓ２が制御部１ｏに人力されると、固体撮像素子２１は
、アイリス１つが所望の被写界深度に応じて適正な絞り
開度に調節された状態で、上記露光時間データ記憶部３
１に記憶された露光時間に基づき、転送制御部３０から
Ｈドライバ２８及び■ドライバ２９を通して適正シャッ
タ速度で露光駆動される。すると、固体撮像素子２１の
各画素毎に上記適正な露出状態で蓄積された電気信号は
画像信号処理回路３２に送られ、輝度信号及び同期信号
（Ｙ＋Ｓ）と色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）とに分離さ
れた後、制御部１０によりアドレス指定される画像デー
タメモリ３４に撮像データとして送られて記憶される。

したがって、上記構成のＡＥ−ＡＦ機能を搭載した電子
スチルカメラによれば、被写体上の２焦１　つ 点位置にそれぞれフォーカスエリアＡ及びＢを指定し、
このフォーカスエリアＡ、Ｂそれそ′れの自動焦点制御
に応した撮像レンズの移動情報から該Ａ−Ｂ間の距離差
を被写界深度として求め、サンプリングされた指定測光
エリアの輝度情報から適正な複数組の露出組合せ（絞り
／シャッタスピード）を選択し、この内１つの適正露出
組合せを上記距離差Ａ−Ｂに応じて選定するようにした
ので、被写界深度に応じた絞り値設定を経験上の知識に
応じてマニュアルで行なう必要なく、容易層っ正硼に所
望の被写界深度で鮮明な撮像信号が得られる絞り値及び
シャッタスピードの自動露出設定が可能になる。

尚、上記実施例では、被写体上に指定したフォーカスエ
リアＡ−Ｂ間の距離差を、各フォーカスエリアＡ及びＢ
それぞれに対する撮像レンズの自動焦点制御情報から得
ているが、この距離検知手段には、例えば赤外線や超音
波の反射を利用した方法を利用してもよい。

また、上記実施例における画像データ記憶部０ ３４にはビデオＲＡＭを用いて構成したが、ＦＤＤ　（
フロッピディスクドライブ）等の記憶装置を用いてもよ
い。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、撮像レンズと、この撮像
レンズを通して入射される光学像の人ＪＩＪ光量を調節
する絞り手段と、上記撮像レンズ及び絞り手段を通して
結像される光学像に基づいて電気的な画像信号を出力す
る撮像手段と、この撮像手段により画像信号に変換され
る光学像の露光時間を制御する露光制御手段と、上記撮
像手段により画像信号に変換される光学像に対し任意に
２つのエリアを指定するエリア指定手段と、このエリア
指定手段により指定された２つのエリアに対応する被写
体までの距離を求める距離検知手段と、上記２つのエリ
アの何れか一方の被写体に対し焦点が合うように上記撮
像レンズを移動させるレンズ移動手段と、上記距離検知
手段により求められた２つの被写体エリア間の距離差を
求める距離差演算手段と、上記撮像手段に照射される光
学像の１ 輝度を検知する輝度検知手段と、上記２つの被写体エリ
ア間の距離差及び上記撮像手段に対する照射光学像の輝
度に基づいて上記絞り手段による絞り値及び上記露光制
御手段による光学像の露光時間を設定する絞り・露光時
間設定手段とを備えて構成したので、絞り値をオペレー
タの経験に基づきマニュアル設定する必要なく、所望の
被写界深度に応じた露出状態を得ることが可能になる自
動露出制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動露出制御装置の一実施例に係わる
電子スチルカメラにおける電子回路の構成を示すブロッ
ク図、第２図は上記電子スチルカメラにおける自動露出
制御部の内部構成を示すブロック図、第３図は上記電子
スチルカメラのファインダにおけるフォーカスエリアＡ
、Ｂの指定状態を示す図、第４図は上記電子スチルカメ
ラによる自動焦点・露出制御処理を示すフローチャート
である。 １０・・・制御部、１１・・・モードスイッチ、１２・
・・　２ レリーズスイッチ、１３・・・測定エリア指定部、１４
・・・ファインダ、１５・・・液晶表示部、１６・・・
液晶駆動部、１７・・・撮像光学系、１８・・・撮像レ
ンズ、１９・・・アイリス、２０・・・ズームレンズ、
２１・・・固体撮像素子、２２・・・レンズ駆動モータ
、２３・・・レンズモータ駆動制御部、２４・・・自動
焦点制御部、２５・・・アイリス駆動モータ、２６・・
・アイリスモータ駆動制御部、２７・・・自動露出制御
部、２８・・・Ｈドライバ、２９・・・■ドライバ、３
０・・・転送制御部、３１・・・露光■、ｒ量データ記
憶部、３２・・・画像信号処理回路、３３・・・同期信
号発生部、３４・・・画像データ記憶部、３５・・・ス
イッチング回路、３６・・・測定エリア制御部、３７・
・・記憶画像信号処理部、３８・・・画像信号出力端子
、４０・・・データレジスタ、４０ａ〜４０ｅ・・・レ
ジスタ、４１・・・Ａ／Ｄ変換部、４２・・・加算部、
４３・・・絞り・シャッタスピード変換テーブル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮像レンズと、 この撮像レンズを通して入射される光学像の入射光量を
   調節する絞り手段と、 上記撮像レンズ及び絞り手段を通して結像される光学像
   に基づいて電気的な画像信号を出力する撮像手段と、 この撮像手段により画像信号に変換される光学像の露光
   時間を制御する露光制御手段と、 上記撮像手段により画像信号に変換される光学像に対し
   任意に２つのエリアを指定するエリア指定手段と、 このエリア指定手段により指定された２つのエリアに対
   応する被写体までの距離を求める距離検知手段と、 上記２つのエリアの何れか一方の被写体に対し焦点が合
   うように上記撮像レンズを移動させるレンズ移動手段と
   、 上記距離検知手段により求められた２つの被写体エリア
   間の距離差を求める距離差演算手段と、上記撮像手段に
   照射される光学像の輝度を検知する輝度検知手段と、 上記２つの被写体エリア間の距離差及び上記撮像手段に
   対する照射光学像の輝度に基づいて上記絞り手段による
   絞り値及び上記露光制御手段による光学像の露光時間を
   設定する絞り、露光時間設定手段と、 を具備したことを特徴とする自動露出制御装置。