JPH0562865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、電子スチルカメラ、特に、撮像素
子自体を使用して露出決定を行う電子スチルカメ
ラに関するものである。

〔従来技術〕

従来、撮像管や固体撮像素子を用いた撮像装置
にあつては、被写体の輝度に対して撮像素子の持
つダイナミツクレンジ（最大信号レベル／最低信
号レベル）が極めて狭いため、撮像輝度全域にわ
たつて周囲光をそのまゝ測定して露出決定を行う
ことは不可能であつたが、このため、露出決定用
に別の測光回路を設けたり、あるいは、撮像に用
いる絞りやシヤツタを用い、“カツト・アンド・
トライ”法により、概略の露出決定を行ないつつ
徐々に高精度の露出決定を行々等の必要があつ
た。

しかしながら、前者においては、撮像装置に本
来不必要な手段を追加することによつて、装置の
大形化、複雑化、したがつて高価格化を招く欠点
がある。

また一方、後者においては、数フイールドにわ
たつて露出条件を変えつゝ撮像素子のダイナミツ
クレンジ内に入れるようフイードバツク制御をす
るため、露出決定に時間を要するという欠点があ
つた。

〔目的〕

この発明は、以上のような問題点にかんがみて
なされたもので、電気信号により光量の透過率を
可変とし得る部材を用いることにより、撮像素子
自体を使用して短時間で露出決定を行い得る電子
スチルカメラの提供を目的としている。

〔実施例〕

以下にこの発明を実施例に基づいて説明する。
第１図は、この発明による回路の一実施例のブロ
ツク図である。１は、被写体像を形成するための
撮影レンズを含む光学系、２は絞り、２ａは絞り
２用のドライバ、３は後述する撮像手段の複数の
部分に対する入射光量をそれぞれ異なるよう制御
する露出制御部材で、例えば物性シヤツタ等のよ
うに、電気信号により光量の透過率を電気的に制
御できる複数に分割されたシヤツタである。３ａ
は、シヤツタ３用のドライバ、４は撮像手段であ
るCCD等の撮像素子、５は信号処理回路、６は、
信号処理された情報を、磁気テープまたは磁気デ
イスク等の記録媒体に記録するための記録回路で
ある。また、７は各種のタイミング信号を発生す
るためのクロツク回路、８は、このクロツク回路
７からのタイミング信号を基に撮像素子４を駆動
するドライバ、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ
は、それぞれの制御端子ｃがハイレベルのときに
端子ａ−ｂ間が導通し、また制御端子ｃがローレ
ベルのときに端子ａ−ｂ間を非導通とする各スイ
ツチ、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ
は、それぞれ上記各スイツチ９Ａ〜９Ｅを介して
信号処理回路５から入力する被写体輝度信号を積
分するための各積分回路であり、その各出力は演
算制御回路１１に入力する。この演算制御回路１
１は、積分回路１０Ａ〜１０Ｅの各出力より被写
体輝度を算出し、絞りドライバ２ａを介して絞り
２を、またシヤツタドライバ３ａを介してシヤツ
タ３をそれぞれ駆動する。

つぎに、以上の回路構成における作用を説明す
る。第２図ａ〜ｈは、この撮像装置により静止画
撮影を行う場合の各信号のタイミングチヤートで
ある。同図ａは垂直同期信号VDであり、この信
号によつて区切られる各フイールドをそれぞれ
F1，F2，……，F8と名付ける。垂直同期信号
VDと非同期に、時刻t₁で不図示の電源スイツチ
SW1が投入され、さらに時刻t₂でフイールドF2
において不図示のレリーズスイツチSW2が投入
される（同図ｂのフイールドF2）と、つぎのフ
イードF3に同期して、時刻t₃〜t₄間に演算制御回
路１１からの信号によりシヤツタドライバ３ａを
介してシヤツタ３を駆動し、被写体の輝度測定の
ための露光を行う（同図ｃ）。さらに次のフイー
ドF4においてこの露光された画像が読み出され、
信号処理回路５の出力を基に、時刻t₅〜t₆にかけ
て輝度信号積分回路１０Ａ〜１０Ｅによつて積分
する（同図ｄ）。積分作業が完了した時点で、時
刻t₇において上記輝度信号積分結果を演算制御回
路１１に入力して被写体輝度を算出する。（同図
ｅ）。この被写体輝度測定のための露光法ならび
に輝度信号積分法について後述する。

算出された被写体輝度情報を基に、演算制御回
路１１においてシヤツタスピード、絞り値を決定
し、つぎのフイードF5において、絞りドライバ
２ａを介して絞り２を駆動して絞り込む（時刻t₈
〜t₉、同図ｆ）と共に、時刻t₁₀〜t₁₁の間、シヤ
ツタドライバ３ａを介してシヤツタ３を駆動し、
撮影の露光を行う（同図ｃ）。しかるのち、つぎ
のフイードF6において信号処理回路５、記録回
路６を作動させて撮像情報を記録媒体に記録させ
る（同図ｇ，ｈ）。

つぎに、被写体輝度測定のための露光、ならび
に輝度積分の方法を説明する。説明用の前提条件
として、撮像素子のダイナミツクレンジ（最大信
号レベル／最小信号レベル）が2⁴であり、被写体
輝度範囲が2²⁰（≒10⁶）程度であるとする。この
場合、2⁴倍ずつ異なる５種類の露光時間を撮像素
子４（第１図）の画面の各部分に与えれば、その
うちのいずれか一つの部分からの信号レベルは撮
像素子４のダイナミツクレンジ内にあり、被写体
輝度の測定が可能となる。

第３図は、後方に配設されている撮像素子４の
受光面を、縦方向にストライブ状に15分割するよ
う配設したシヤツタ３の例を示す。図の破線で区
切られたシヤツタ３の各部分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
（それぞれ３個）は、共通の電極（同一符号で表
わす）に接続され、同一のシヤツタ部分の後方に
位置する各撮像素子部分はそれぞれ同一時間露光
される。

第４図ｄ〜ｅは、第３図における各電極Ａ〜Ｅ
の被写体輝度測定のための露光条件を示すタイミ
ングチヤートで、Ａ〜Ｅそれぞれの相対露光時間
がＴ、2⁴×Ｔ、2⁸×Ｔ、2¹²×Ｔ、2¹⁶×Ｔになつ
ている。

第５図ａ〜ｆは、第１図における各スイツチ９
Ａ，９Ｂ，……，９Ｅの制御端子ｃに印加される
電圧波形を示し、同図ａの水平同期信号Hsync間
の一水平期間のうち有効画面分（t_s〜t_f間）を15
等分し、初めの１／15の時間（第３図における撮
像素子分割部分Ａ相当）ではスイツチ９Ａをオン
し、次の１／15の時間（同上部分Ｂ相当）ではス
イツチ９Ｂをオンし、同様にして順次上記動作を
繰返して行くと、各輝度信号積分回路１０Ａ〜１
０Ｅには、それぞれ撮像素子４の各分割部分Ａ〜
Ｅの露光時間に相当する画面の輝度信号が積分さ
れる。このうちの一つが撮像素子４のダイナミツ
クレンジを満足したものとなつて、被写体輝度の
決定が可能となる。

第６図は演算制御回路１１のフローチヤートで
第２図の時刻t₇でデータを取り込むと、プログラ
ムがスタートする（ステツプ12）。

次いでステツプ13で積分回路１０Ａ（第１図）
のデータをラツチし、ステツプ14でこのデータの
値Ｅが基準レベルE₀よりも大きいか否かを判別
する。ここでE₀は撮像素子４のダイナミツクレ
ンジの下限よりも若干大きい値である。もしＥ＞
E₀の場合次のステツプ15に進みレベルＥが基準
レベルE₁よりも大きいか否かを判別する。

ここでE₁は撮像素子のダイナミツクレンジの
上限よりも若干小さな値である。Ｅ≦E₁であれ
ばこの値Ｅは有効であるのでステツプ26に進み、
ラツチされた値Ｅに基づき絞り値および／または
シヤツタスピードを演算決定し、ステツプ27でフ
イードF5の間に決定された絞り値、シヤツター
スピード値で露出制御を行なつた後、ステツプ28
でプログラムを終了する。

ステツプ15でＥ＞E₁の場合には被写体が明る
すぎると考えられるのでステツプ16で絞りを一段
絞つてからステツプ14へ戻る。

そしてＥ≦E₁となるまでこのルーチンを繰り
返す。たゞしこの場合Ｅ≦E₁となるまで実際の
撮影は行なわれない。最初、ステツプ14でＥ≦
E₀の場合にはステツプ17に進み積分回路１０Ｂ
の出力データをラツチする。そしてステツプ18で
この値ＥがＥ＞E₀か否かを判別し、Ｅ＞E₀の場
合にはステツプ26に進む。Ｅ≦E₀の場合にはス
テツプ19に進んで今度は積分回路１０Ｃのデータ
をラツチし、ステツプ20でこの値Ｅについてやは
りＥ＞E₀か否かを判別する。同様にしてＥ＞E₀
となつたらステツプ26に進むが、Ｅ≦E₀の場合
には次々に積分回路１０Ｄ，１０Ｅのデータをそ
れぞれラツチして判別して行く（ステツプ21〜
24）。１０ＥのデータＥがＥ≦E₀の場合には被写
体が暗すぎると判断されるのでスピードライト等
による照明モードのサブルーチン（ステツプ25）
に移る。

以上のように積分回路１０Ａ〜１０Ｅの出力の
どれが撮像素子４のダイナミツクレンジに合致す
るかを判別し、有効なものを用いて露出の演算、
制御を行なう。

撮影時の露光においては、第４図におけるａ〜
ｅのすべての信号に同じ長さのシヤツタ秒時相当
パルスを印加すれば、全画面にわたつて同じ時間
で露光が行なわれる。

シヤツタ３が、印加電圧に比例して光量の透過
率が増加するような性質のものである場合は、第
７図の回路図に示すように、各部分にそれぞれ
Ｒ、2⁴×Ｒ、2⁸×Ｒ、2¹²×Ｒ、2¹⁶×Ｒの抵抗を
挿入して電極に露光量の差を持たせてもよい。

また、前記の被写体輝度を測定するための露光
は、撮影レンズの絞りを開放のまゝで行つたが、
途中まで絞つた状態で行つても差支えない。

さらにまた、前記実施例においては、撮像素子
面を縦のストライブ状に15分割したが、縦／横等
の分割方法ならびに分割数はこれに限定されるも
のではなく、分割数を増加させれば各分割部分の
像による条件差が減少することはもちろんであ
る。なお本実施例では各部分の露光量の相対比率
を２のべき乗単位で変えたので露出情報の演算が
大巾に簡単化される。

〔効果〕

以上、実施例を用いて説明してきたように、こ
の発明によれば、電気信号により光量の透過率を
可変とする部材と撮像素子自体とを利用すること
によつて、撮像素子自体を使用して短時間に被写
体輝の測定および露出決定ができるようになつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による回路の一実施例のブ
ロツク図、第２図ａ〜ｈは、前記回路の静止画撮
影時の各信号タイミングチヤート、第３図はこの
発明のシヤツターの一実施例の構成図、第４図ｄ
〜ｅは、第３図の露出時間タイミングチヤート、
第５図ａ〜ｆは、第１図における各スイツチ接点
における電圧波形図、第６図は、演算制御回路の
フローチヤート、第７図は、シヤツタ回路の一実
施例である。 １……光学系、２……絞り、３……シヤツタ
（露出制御部材）、３ａ……シヤツタドライバ、４
……撮像素子、５……信号処理回路、６……記録
回路、１０Ａ，１０Ｂ，……，１０Ｅ……輝度信
号積分回路、１１……演算制御回路、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ……シヤツタの各分割部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 撮像手段と、 前記撮像手段の受光面に対して入射する光量を
   制御する為の露光制御手段と、 前記撮像手段からの光電変換信号の積分出力を
   処理する演算制御手段と、を有する電子スチルカ
   メラにおいて、 前記露光制御手段は、前記撮像手段の受光面の
   複数の領域に対する露光量を互いに異ならせる第
   １の露光制御モードと、前記撮像手段の受光面の
   複数の領域に対する露光量を互いに等しくすると
   共に受光面全体に対する露光量を可変制御する第
   ２の露光制御モードとを有し、 前記演算制御手段は前記露光制御手段の前記第
   １の露光制御モードにおいて前記複数の領域でそ
   れぞれ光電変換を行わせると共に、各領域で得ら
   れた光電変換信号の積分出力の中から前記撮像手
   段のダイナミツクレンジ内にある積分出力を選択
   し、次いでこの選択された積分出力に基づき前記
   撮像手段の受光面全体に対する露光量を前記第２
   の露光制御モードで可変制御することを特徴とす
   る電子スチルカメラ。