JPH0549151B2 - - Google Patents

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JPH0549151B2
JPH0549151B2 JP62241545A JP24154587A JPH0549151B2 JP H0549151 B2 JPH0549151 B2 JP H0549151B2 JP 62241545 A JP62241545 A JP 62241545A JP 24154587 A JP24154587 A JP 24154587A JP H0549151 B2 JPH0549151 B2 JP H0549151B2
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aperture
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/72—Combination of two or more compensation controls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Exposure Control For Cameras (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、CCD等の撮像素子を用いた電子ス
チルカメラの露出制御装置に関する。
［従来の技術］ CCD等の撮像素子は銀塩フイルムに比べてラ
チユード（露出寛容度）が狭いため、高精度で露
出制御を行う必要がある。
したがつて、高精度の測光装置、高精度の絞り
機構及び高精度のシヤツター機構を備える必要が
ある。
従来では、レリーズスイツチのオンに応答し
て、撮影レンズ及び絞りを介し内部測光装置で被
写体の明るさを測光し、その測光値及び設定器で
設定された露出時間T0に基づき、絞り機構の絞
り値AV1を決定して絞りを制御し、設定された
露出時間T0だけ固体撮像素子で撮像して電荷を
蓄積させ、その電荷を排出させて積分し、その積
分値と露出時間T0とから再度絞り値AV2を算出
し、絞りを補正制御し、露出時間T0の間再度露
出していた（特開昭60−226282号公報）。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この構成では、絞りが正確でなければ
絞りの補正の意味がなく、高精度の絞り機構を備
える必要があり、コスト高になる。
また、上記特開昭60−226282号公報において、
絞りの代わりにシヤツター機構による露出時間を
補正した場合には、上記同様に露出時間が正確で
なければ露出時間の補正の意味がなく、高精度の
シヤツター機構を備える必要があり、コスト高に
なる。
この高精度シヤツター機構の代わりに、固体撮
像素子の受光素子に露出時間だけ光電子を蓄積さ
せる電子シヤツターを用いてもよいが、露出時間
を単に増減させて補正しても１回で適正露出にす
ることができず、露出時間が適正値になるまでに
補正を何回も行わなければならないので、シヤツ
ターチヤンスを逃すことになる。
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、安
価に構成でき、かつ、高精度の露出制御を短時間
で行うことが可能な、電子スチルカメラの露出制
御装置を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明に係る電子
スチルカメラの露出制御装置では、 撮影レンズを介して固体撮像素子に入射する光
を制限する絞り機構と、 該絞り機構を駆動する絞り駆動回路と、 該固体撮像素子の受光素子に設定時間だけ光電
子を蓄積させ、蓄積電荷を排出させる電子シヤツ
ター手段と、 該固体撮像素子の出力を増幅して積分し、積分
値を内部測光値として出力する内部測光手段と、 該撮影レンズを介さずに被写体の明るさを測光
する外部測光装置と、 演算制御手段と、 を有し、該演算制御手段は、 該固体撮像素子の適正露出量をＫ、該固体撮像
素子の感度をＣ、該外部測光装置による測光値を
S0、α及びβを比例定数、Ｂ＝βS0なるＢを被写
体輝度、露出時間をＴとしたときに、絞り値Ｆを
関係式 Ｋ＝αBTC／F2 に基づいて決定し、ここに露出時間Ｔは手動設定
値で定まり又は該関係式と予め与えられたＴとＦ
との間の他の関係式とに基づいて決定し、 該絞り値Ｆになるように該絞り駆動回路を制御
して該絞り機構を駆動し、 該電子シヤツター手段に対し該露出時間Ｔを該
設定時間として供給して露出させ、 露出後に該内部測光手段から出力された内部測
光値Siを読み込み、 実際の被写体輝度をB0、該絞り機構の実際の
絞り値をF1、適正露出量Ｋの誤差をΔK、λを比
例定数としたときに、絞り値F1の下での適正な
露出時間T1を関係式 Ｋ＋ΔK＝B0TC／F1 2 Ｋ＝B0T1C／F1 2 Ｋ＋ΔK＝λSi T1＝Ｔ／（１＋ΔK／Ｋ） に基づいて決定し、 撮影するために該電子シヤツター手段に対し該
露出時間T1を設定時間として供給して露出させ
ることを特徴としている。
［実施例］ 図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１図には本発明が適用された電子スチルカメ
ラの要部構成が示されている。
CCD等の撮像素子１０の前方には、絞り１２
を介して撮影レンズ１４が配設されている。ま
た、絞り１２の上方には測光素子１８が配設され
ている。
撮像素子１０の各受光素子に蓄積された信号電
荷は、マイクロコンピユータ２０からの制御指令
に基づき撮像素子駆動回路２２から供給される駆
動信号により、画素信号として順次取り出され、
信号処理回路２４へ供給される。この画素信号
は、信号処理回路２４により各種処理が施されて
複合カラー映像信号にされた後、FM変調され、
磁気ヘツド２６を介し、磁気デイスク２８の所定
のトラツクに１画像分の信号が記録される。
一方、測光素子１８により光電変換された信号
は、測光回路３０へ供給される。この測光素子１
８と測光回路３０は露出計を構成しており、測光
回路３０は、この光電変換された信号を増幅し、
被写体輝度Ｂに略比例した外部測光値Soを対数
圧縮して出力する。本実施例では、測光素子１８
と測光回路３０とからなる測光装置の測光精度は
低いものとする。この外部測光値Soの対数圧縮
値は、マルチプレクサ３２を介してＡ／Ｄ変換器
３４によりデジタル変換され、マイクロコンピユ
ータ２０に読み込まれる。
ここで、撮像素子１０がインターライン型
CCD撮像素子である場合には、第２図に示す如
く、撮像素子１０は、受光素子１６ａ、垂直転送
部１６ｂ、水平転送部１６ｃ及びアンプ１６ｄを
備えて周知の如く構成されている。図中、１６ｅ
は電荷掃き出しドレイン端子であり、抵抗器３８
を介して正の電源電圧が印加されている。
受光素子１６ａと垂直転送部１６ｂとの間のト
ランスフアーゲートを開いて受光素子１６ａの蓄
積電荷を垂直転送部１６ｂへ移した後このトラン
スフアーゲートを閉じ、垂直転送部１６を水平転
送部１６ｃ側と反対方向へ高速転送駆動すると、
すなわち、電荷掃き出しドレイン駆動すると、各
水平線の画素信号の和の電荷が順次電荷掃き出し
ドレイン端子１６ｅを介し抵抗器３８を流れる
（第４図参照）。抵抗器３８の端子間電圧は差動増
幅器４０により検出・増幅され、次いで積分回路
４２により積分される（第４図参照）。
この積分値は、第１図に示す如く、内部測光値
Siとしてマルチプレクサ３２を介しＡ／Ｄ変換器
３４へ供給され、デジタル変換されてマイクロコ
ンピユータ２０により読み込まれる。
マイクロコンピユータ２０は、プログラムAE
方式により、外部測光値Spから絞り値Ｆ及びシヤ
ツター速度Ｔを決定し、この絞り値Ｆになるよう
絞り駆動回路４６を介して絞り１２の開度を制御
する。この絞り制御はオープンループ制御であ
り、また、低精度で安価な絞り機構を用いている
ので、制御偏差が大きく、要求されるラチチユー
ドを満足するものではない。一方、シヤツター速
度については、撮影素子１０の駆動による電子シ
ヤツターを用いているので、その制御偏差は無視
できる。
４８はレリーズスイツチであり、マイクロコン
ピユータ２０はこのレリーズスイツチ４８が操作
されると、一連の各種処理を行う。
次に、上記の如く構成された本実施例の動作を
第４図Ａ，Ｂに基づき、第３図及び第５図を参照
して説明する。
第４図はマイクロコンピユータ２０により実行
されるプログラムに対応した概略フローチヤート
であり、その処理順序は第５図のタイミングチヤ
ートに対応している。
撮影者がカメラの撮影レンズ１４を被写体へ向
け、レリーズスイツチ４８を操作すると、レリー
ズ信号がマイクロコンピユータ２０へ供給され、
このプログラムの実行が開始される。なお、絞り
１２は初期状態において開放絞りになつている。
最初にステツプ100に於いて、外部測光値Spの
対数圧縮値を読み込む。次にステツプ102に於い
て、外部測光値pから下式(1)及びプログラムAE方
式での絞り値Ｆとシヤツター速度Ｔとの関係式か
ら、この絞り値Ｆとシヤツター速度Ｔを決定す
る。
Ｋ＝αBTC／F2 ……(1) ここに、Ｋは適正露出量（定数）、αは比例定
数、Ｂは被写体輝度、Ｃは撮像素子１０の感度で
ある。また、被写体輝度Ｂは次式により求められ
る。
Ｂ＝βSp ……(2) ここに、βは比例定数である。
しかし、被写体輝度Ｂは実際には外部測光値Sp
に正確に比例しないので、この被写体輝度Ｂには
誤差が含まれている。したがつて、式(1)を用いて
決定された目標シヤツター速度Ｔ及び目標絞り値
Ｆは適正値ではない。以下に於いて、正確な被写
体輝度をB0とする。
次にステツプ104に於いて、この目標絞り値Ｆ
になるように、絞り駆動回路４６を介し絞り１２
を駆動する。これにより、絞り値が目標値Ｆに近
い値F1になる。
次にステツプ106に於いて、撮像素子駆動回路
２２へ蓄積開始指令を供給する。これにより、受
光素子１６ａと垂直転送部１６ｂとの間のトラン
スフアーゲートが開かれて蓄積電荷が垂直転送部
１６ｂへ移された後このトランスフアーゲートが
閉じられ、各受光素子１６ａに被写体の輝度及び
色度に対応した信号電荷の蓄積が開始される。す
なわち、電子シヤツターが開かれる。また、撮像
素子駆動回路２２へリセツト指令を供給して上述
の電荷掃き出しドレイン駆動を開始し、前記移さ
れた蓄積電荷を高速で撮像素子１０から掃き出
す。次にステツプ108に於いて、ステツプ102で決
定されたシヤツター速度Ｔ（露出時間Ｔ）が経過
するのを待つ。次にステツプ110へ進み、撮像素
子駆動回路２２へ電荷掃き出し停止指令を供給す
る。これにより、垂直転送部１６ｂからの電荷掃
き出しが停止される。次に、撮像素子駆動回路２
２へ蓄積終了指令を供給する。これにより、前記
トランスフアーゲートが開かれ、各受光素子１６
ａに蓄積された蓄積電荷が垂直転送部１６ｂへ移
された後このトランスフアーゲートが閉じられ
る。すなわち、電子シヤツターが閉じられる。次
に、ステツプ112に於いて、撮像素子駆動回路２
２へ電荷掃き出し指令を供給し、一定（撮像素子
の画素数÷電荷掃き出しドレイン駆動周波数）時
間、電荷掃き出しドレイン駆動を行う。これによ
り、抵抗器３８に第３図に示すような電荷掃きド
レイン電流が流れ、この電流値が差動増幅器４０
により電圧値に変換・増幅され、積分回路４２に
より積分される。次にステツプ114に於いて、マ
イクロコンピユータ２０は、マルチプレクサ３２
を積分回路４２側へ切り換え、この積分値を内部
測光値Siとして読み込み、積分回路４２をリセツ
トする。
次にステツプ116に於いて、絞り値F1の下で適
正露光量Ｋになるようステツプ102で決定された
シヤツター速度Ｔを次のようにしてT1に修正す
る。
露出誤差をΔKとすれば、次式が成立する。
Ｋ＋ΔK＝B0TC／F1 2 ……(3) Ｋ＝B0T1C／F1 2 ……(4) この露出誤差ΔKには、上式(1)でＢをB0に置き
換ええたときの露出誤差、すなわち外部測光誤差
に基づく露出誤差と、絞り制御偏差に基づく露出
誤差が含まれる。これらの式(3)、(4)より、 T1＝Ｔ／（１＋ΔK／Ｋ） ……(5) が導かれる。
一方、内部測光値Siと露光量との関係は、次式
で表される。
Ｋ＋ΔK＝λSi ……(6) ここに、λは比例定数である。Ｋ、λの値はマ
イクロコンピユータ２０のROMに書き込まれて
いるので、この式(6)より、露出誤差ΔKが求ま
り、次に式(5)より、修正されたシヤツター速度
T1が求まる。
次にステツプ118〜122に於いて、絞り値F1の
下で、シヤツター速度T1で露出を行う。この処
理は、露出時間T1を除き上記ステツプ106〜110
と同一処理である。
このようにして、外部測光装置と絞り機構の一
方または両方の精度が低くても、高精度で露出制
御を行うことができる。
次にステツプ124に於いて、撮像素子駆動回路
２２へ読み出し指令を供給し、撮像素子１０から
画素信号を順次取り出す。この画素信号は、信号
処理回路２４により処理され、FM変調された複
合カラー映像信号が磁気ヘツド２６を介し磁気デ
イスク２８の所定のトラツクに記録される。
次に、第６図に基づいて本発明の第２実施例を
説明する。
この第２実施例では、第２図に示すインターラ
イン型CCD撮像素子１６の代わりに、フレーム
インターライントランスフアー型CCD撮像素子
１６Ａを用いている。同図において、１６ｅはト
ランスフアーゲート、１６ｆは記憶部であり、電
荷掃き出しドレイン駆動については第１実施例の
場合と同様である。
なお、上記実施例では電荷掃き出しドレイン駆
動により内部測光を行う場合を説明したが、本発
明はこれに限定されず、画素信号を水平転送部１
６ｃから高速で順次取り出し、これを平均化した
ものを内部測光値として用いてもよい。
このように、撮像素子に蓄積される電荷は、高
速で掃き出し又は取り出しが可能であるため、内
部測光値を得るのに要する時間が短いという利点
がある。
また、撮像素子は固体撮像素子であればよく、
CCD以外の撮像素子であつてもよいことは勿論
である。
また、上記実施例ではプログラムAE方式を用
いた場合を説明したが、本発明はこれに限定され
ず、シヤツター速度優先方式または絞り優先方式
であつてもよい。シヤツター速度優先方式の場合
であつても、露出誤差が零になるようシヤツター
速度を修正する。
［発明の効果］ 本発明に係る電子スチルカメラの露出制御装置
によれば、外部測光装置で測光し、適正露出量と
なるように絞りを決定し、この絞りが適正である
と仮定したときに適正露出量となる露出時間だけ
電子シヤツター手段で露出して露出量を検出し、
上式に基づき外部測光装置による測光誤差、絞り
誤差及び適正露出量の誤差を考慮して適正露出時
間を決定し、絞りを変えずに撮影のための露出を
行うので、露出時間を何回も補正する必要がな
く、高精度の露出制御を短時間で行うことができ
るという優れた効果を奏する。
また、内部測光装置よりもカメラの構成を簡単
化することができる外部測光装置を用いており、
さらに、適正露出時間の決定に外部測光装置の測
光誤差及び絞りの誤差を考慮しているので安価な
外部測光装置及び絞り機構を使用することがで
き、かつ、電子シヤツター手段を用いているので
高精度の機械式シヤツターが不要であり、電子ス
チルカメラの露出制御装置を安価に構成すること
ができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第５図は本発明の第１実施例に係
り、第１図は本発明が適用された電子スチルカメ
ラの要部構成を示すブロツク図、第２図は撮像素
子がCCDである場合の内部測光回路のブロツク
図、第３図は第２図の動作説明に供する波形図、
第４図はマイクロコンピユータ２０の処理を示す
フローチヤート、第５図はこのフローチヤートに
対応したタイミングチヤートである。第６図は本
発明の第２実施例で用いられる内部測光回路のブ
ロツク図である。 １０：ハーフミラー、１２：絞り、１４：撮影
レンズ、１６ｅ：インターライン型CCD撮像素
子、１６Ａ：フレームインターライントランスフ
アー型CCD撮像素子、１６ａ：受光素子、１６
ｂ：垂直転送部、１６ｃ：水平転送部、１６：電
荷掃き出しドレイン端子、１８：受光素子、３
２：マルチプレクサ、３６：アナログスイツチ、
４０：差動増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 撮影レンズを介して固体撮像素子に入射する
    光を制限する絞り機構と、 該絞り機構を駆動する絞り駆動回路と、 該固体撮像素子の受光素子に設定時間だけ光電
    子を蓄積させ、蓄積電荷を排出させる電子シヤツ
    ター手段と、 該固体撮像素子の出力を増幅して積分し、積分
    値を内部測光値として出力する内部測光手段と、 該撮影レンズを介さずに被写体の明るさを測光
    する外部測光装置と、 演算制御手段と、 を有し、該演算制御手段は、 該固体撮像素子の適正露出量をＫ、該固体撮像
    素子の感度をＣ、該外部測光装置による測光値を
    S0、α及びβを比例定数、Ｂ＝βS0なるＢを被写
    体輝度、露出時間をＴとしたときに、絞り値Ｆを
    関係式 Ｋ＝αBTC／F2 に基づいて決定し、ここに露出時間Ｔは手動設定
    値で定まり又は該関係式と予め与えられたＴとＦ
    との間の他の関係式とに基づいて決定し、 該絞り値Ｆになるように該絞り駆動回路を制御
    して該絞り機構を駆動し、 該電子シヤツター手段に対し該露出時間Ｔを該
    設定時間として供給して露出させ、 露出後に該内部測光手段から出力された内部測
    光値Siを読み込み、 実際の被写体輝度をB0、該絞り機構の実際の
    絞り値をF1、適正露出量Ｋの誤差をΔK、λを比
    例定数としたときに、絞り値F1の下での適正な
    露出時間T1を関係式 Ｋ＋ΔK＝B0TC／F1 2 Ｋ＝B0T1C／F1 2 Ｋ＋ΔK＝λSi T1＝Ｔ／（１＋ΔK／Ｋ） に基づいて決定し、 撮影するために該電子シヤツター手段に対し該
    露出時間T1を設定時間として供給して露出させ
    ることを特徴とする電子スチルカメラの露出制御
    装置。
JP62241545A 1987-09-25 1987-09-25 Exposure controller for electronic still camera Granted JPS6482863A (en)

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