JPH1032749A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH1032749A
JPH1032749A JP8187517A JP18751796A JPH1032749A JP H1032749 A JPH1032749 A JP H1032749A JP 8187517 A JP8187517 A JP 8187517A JP 18751796 A JP18751796 A JP 18751796A JP H1032749 A JPH1032749 A JP H1032749A
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light
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image pickup
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Shinji Kurokawa
信二 黒川
Saburou Nakazato
三武郎 中里
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子を有し、露出制御のための予備
露光を行う撮像装置において、正確な本露光を行うこと
ができ、また撮影モードが変更した場合でも本露光を正
確に行えるようにする。 【解決手段】 被写体像をレンズ2、絞り3を通して固
体撮像素子4に結像させ、電気信号に変換し、信号処理
部7で所定の信号処理を施す。また撮影時には、制御・
演算部9によりストロボ(フラッシュ)発生部15を制
御して、予備露光の第1の発光と本露光の第2の発光を
行わせ、第1の発光にて得られた測光情報を基に第2の
発光を適正に制御する。その際、第1の発光における電
子シャッターのシャッタースピードを該第1の発光の発
光時間に同調して決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影した被写体像
を撮像素子により電気信号に変換して処理する撮像装
置、特に露出制御のために予備発光を行う撮像装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、被写体からの撮像光の光電変換を
行う撮像素子を有した撮像装置において、予備露光を行
うものが知られている。これは、実際に撮影する本露光
の前に、被写体の露出条件を測定するためにあらかじめ
予備露光を行い、そのときに得られた測光データにより
本発光の発光条件を求めて本露光を行う方法である。
【0003】この従来の方法は、予備発光の発光時間は
距離情報により決定し、被写体が遠い場合は比較的長い
時間、また被写体が近い場合は比較的短い時間発光する
発光システムとなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の撮像装置にあっては、予備発光の際に予備
発光に同調して電子シャッターを切る概念がなく、例え
ば電子シャッターを必要以上開けたまま予備発光を行っ
た場合は、比較的時間が短い予備発光が発光を終了して
も電子シャッターを閉じなければ外光を測光し続けるの
で、測光結果に外光の分が積算されることになる。
【0005】このため、予備発光における正確な測光精
度を求めることができないという問題点があった。更
に、日中シンクロ撮影時など外光の影響が非常に大きい
場合は、正確な予備発光の測光精度を得ることができな
いという問題点があった。
【0006】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、適正な露出条件を確実に得て、正確な
本露光を行うことができる撮像装置を提供することを目
的としている。
【0007】また、撮影モードが変更した場合でも本露
光を正確に行うことが可能な撮像装置を提供することを
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
撮影時に被写体に光を照射するための第1の発光と第2
の発光を行う発光手段と、前記撮像素子からの信号を処
理して得られた測光情報により前記発光手段を制御する
制御部とを備え、前記第1の発光における電子シャッタ
ーのシャッタースピードを該第1の発光の発光時間に応
じて設定するように構成したものである。
【0009】また上記の撮像装置において、電子シャッ
ターの日中シンクロ撮影時のシャッタースピードを暗中
撮影時のシャッタースピードより高速側に設定するよう
にしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る撮像装置の構
成を示すブロック図であり、スチルビデオカメラとして
構成した例を示している。
【0011】同図において、1はレンズ2のプロテクト
部品とメインスイッチを兼ねたバリアで、レンズ2はA
Fレンズを含み、被写体の光学像を絞り3を通してCC
D等の固体撮像素子4に結像させる。また固体撮像素子
4は、結像された被写体像を光電変換して電気的な画像
信号として取り込むために設けられている。
【0012】5は固体撮像素子4から出力された画像信
号に各種の補正、クランプ等の処理を施す撮像信号処理
回路、6は撮像信号処理回路5より出力された画像信号
のアナログーディジタル変換を行うA/D変換器、7は
A/D変換器6より出力された画像データに各種の補正
を行ったりデータ圧縮を行う信号処理部、8は上記固体
撮像素子4、撮像信号処理回路5、A/D変換器6及び
信号処理部7に各種タイミング信号を出力するタイミン
グ信号発生部である。
【0013】9は各種演算を行うとともに本スチルビデ
オカメラ全体を制御する制御・演算部、10は画像デー
タを一時的に記憶するためのメモリ部、11は記録媒体
12に対して記録または読み出しを行うためのインター
フェース(I/F)部で、記録媒体12は画像データの
記録または読み出しを行うための半導体メモリ等からな
り、着脱可能となっている。
【0014】13は外部コンピュータ等と通信するため
のインターフェース部、14は第1のストロークと第2
のストロークを有するレリーズスイッチ(スイッチ手
段)、15はストロボ(フラッシュ)発光部(発光手
段)、16は補助光発光である。
【0015】上記ストロボ発光部15は、撮影時に第1
の発光(予備発光)と第2の発光(本発光)を行う。ま
た制御・演算部9により、固体撮像素子4からの信号を
処理した結果から測光情報を得る測光手段と、被写体と
の間の距離を求める測距手段が構成されている。
【0016】そして、制御・演算部9は上記測光情報に
よりストロボ発光部15を制御し、また第1の発光にお
ける電子シャッターのシャッタースピードを該第1の発
光の発光時間に応じて(同調して)設定し、該電子シャ
ッターの日中シンクロ撮影時のシャッタースピードを暗
中撮影時のシャッタースピードより高速側に設定するよ
うに構成されている。
【0017】次に、上記構成の撮像装置における一実施
例の撮影時の動作について、図2のフローチャートに従
って説明する。
【0018】本撮像装置は、バリア1がオープンされる
とメイン電源がオン(ON)し、次にコントロール系の
電源がオンし、AFレンズのレンズ位置をリセット位置
まで駆動し、レリーズスイッチ14の第1のストローク
に応じてオンする第1のスイッチがオンされるまで待機
する。
【0019】そして、第1のスイッチがオンされると
(ステップS1)、再びAFレンズのレンズ位置を所定
の位置まで駆動し、撮像信号処理回路5やA/D変換器
6など撮像系回路の電源をオンする。
【0020】また、制御・演算部9は絞り3を開放にし
(ステップS2)、固体撮像素子4を経て撮像信号処理
回路5から出力された信号をA/D変換器6でA/D変
換した後、信号処理部7に入力する。そして、そのデー
タを基に露出の演算を制御・演算部9にて行う(ステッ
プS3)。
【0021】上記の測光を行った結果により明るさを判
断し(ステップS4)、その結果に応じて制御・演算部
9は絞り3を制御する(ステップS6)。また、暗いと
判断した場合はフラグをセットし、制御・演算部9の制
御によって、ストロボ発光部15の発光の際のエネルギ
ーを貯えるコンデンサに充分に充電を行い(ステップS
5)、暗くないと判断したときは充電は行わない。
【0022】次に、上記固体撮像素子4を経て撮像信号
処理回路5から出力された信号を基に、高周波成分を取
り出して被写体までの測距を制御・演算部9で行う(ス
テップS9)。その際、上記フラグがセットされている
ときや被写体のコントラストの差が小さいと判断したと
き(ステップS7)は補助光発光部15から補助光を発
光する(ステップS8)。その後、レンズ2を駆動して
合焦か否かを判断し(ステップS10)、合焦していな
いと判断したときは、再びレンズ2を駆動して測距を行
う。
【0023】レンズ2の合焦後、ステップS5によりフ
ラグが立っている場合やストロボ強制発光用の外部操作
部材が押されている場合は、ストロボ発光モードと判断
する(ステップS11)。そうでない場合は、レリーズ
スイッチ14の第2のストロークに応じてオンする第2
のスイッチがオンされるまで待機し(ステップS1
2)、第2のスイッチがオンされたら本露光を行い(ス
テップS13)、撮影を終了する。ステップS11でス
トロボ発光モードと判断した場合は、レリーズスイッチ
14の第2のストロークに応じてオンする第2のスイッ
チがオンされるまで待機する(ステップS14)。第2
のスイッチがオンされたらステップS9で得られた距離
情報を基に絞りを制御する(ステップS15)。そし
て、第1の発光のためのプリ露光を開始し(ステップS
16)、続いて第1の発光を行い(ステップS17)、
発光が終わると同時に電子シャッターを閉じる(ステッ
プS18)。
【0024】このとき、第1の発光時間は約20[μs
ec]であり、シャッタースピードは1水平期間ぐらい
で約1/10000 〜1/15000 秒である。この電子シャッター
を切ることにより、1フィールドの期間露光し続けるよ
りもストロボが発光していない時間の外光による露光分
を蓄積しないので、第1の測光精度の精度が向上する。
【0025】ステップS15での絞り制御は、ステップ
S17の第1の発光が常に一定の光量で発光した場合、
被写体との距離や反射率により変化する反射光が固体撮
像素子4へ適度な光量で入射するように制御する。この
絞りの値は次の(1)式で表すことができる。
【0026】 Av=2*Log2 (D/L)+Y ……(1) Av :絞り値 L :距離情報 D,Y:所定値 (1)式で示すD,Yは所定値であり、第1の発光の発
光量が一定であれば変える必要はないが、被写体からの
反射光が固体撮像素子4へより適切な光量で入射するよ
うに、モードによってこの値D,Yを変えて絞り制御量
を切り替えても良い。
【0027】例えば、至近距離で撮影するマクロモー
ド、反射率の高い紙などを撮影する書類モード、逆光時
に強制的に発光する日昼モード、コントラストで表現す
る白黒モードなどを設けて、これらのモードによって切
り替えても良い。また、各モードを組み合わせ、更に細
かいモードを設定して切り替えるようにしても良い。
【0028】上記ステップS17での第1の発光は、第
2の発光のための充電エネルギーをなるべく減らさない
ために、また測光できるための必要十分な発光量で良い
理由から、最大でも全発光時の4〜5段落ちくらいにな
る発光量が良い。この場合、第1の発光による充電用コ
ンデンサの電圧降下はフル充電の約7〜10[%]であ
り、第1の発光後の残充電電圧はほぼ一定の値となる特
徴がある。
【0029】第1の発光後、固体撮像素子4を経て撮像
信号処理回路5から出力された信号をA/D変換器6で
A/D変換し、信号処理部7に入力したデータを基に被
写体からの反射光の光量を制御・演算部9で演算して測
光値を得る(ステップS19)。この測光値は適正レベ
ルからの差で表され、この値を次の(2)式に代入して
本露光時に発光する第2の発光のガイドナンバーを算出
する。
【0030】
【数1】
【0031】ステップS19で算出したガイドナンバー
(G.No.)から、表1の使用するストロボの特性を
表すガイドナンバー(ISO100・m)と発光時間
[μsec]のテーブルを用いて、第2の発光の発光時
間を制御・演算部9で算出する(ステップS20)。
【0032】
【表1】
【0033】そして本露光を開始し(ステップS2
1)、制御・演算部9の制御によりストロボ発光部15
へストロボトリガパルスを送り、このパルスに同期して
ストロボ15は第2の発光を開始し、ステップS18で
得られた発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止
する(ステップS22)。
【0034】本露光が終了すると(ステップS23)、
固体撮像素子4を経て撮像信号処理回路5で処理されて
出力された画像信号をA/D変換器6でA/D変換し、
信号処理部7で所定の信号処理を施した後、制御・演算
部9によりメモリ部10に書き込む。
【0035】その後、メモリ部10に蓄積されたデータ
は、制御・演算部9の制御により記録媒体制御用インタ
ーフェース部11を通して半導体メモリ等の着脱可能な
記録媒体12に記録される。
【0036】次に、以上の構成から成る本実施例のスト
ロボ発光のタイミングを、図3のタイミングチャートに
従って説明する。
【0037】図3の(a),(b)はレリーズスイッチ
14の第1,第2のストロークでオンする第1,第2の
スイッチSW1,SW2、(c)はレンズ2の制御、
(d)は絞り3の制御、(e)はストロボ充電、(f)
は補助光発光、(g)はストロボトリガ、(h)はスト
ロボ発光、(i)は電子シャッターの動作タイミングを
それぞれ示している。
【0038】上述のように、レリーズスイッチ14の第
1のスイッチ(SW1)がオンすると(t1)、AFレ
ンズのレンズ位置を必要な位置まで駆動し(t2)、撮
像信号処理回路5やA/D変換器6など撮像信号処理系
の電源をオンする。制御・演算部9は、絞り3を開放に
し(t3)、固体撮像素子4を経て撮像信号処理回路5
から出力された信号をA/D変換器6でA/D変換した
データを基に、被写体からの反射光の光量の演算を制御
・演算部9で行う。この測光の結果、暗いと判断した場
合は制御・演算部9からストロボ発光部15を構成する
発光のためのコンデンサに充電を充分に行い(t4)、
絞りを制御する(t5)。
【0039】次に、上記固体撮像素子4を経て撮像信号
処理回路5から出力された信号を基に、被写体までの距
離の演算を制御・演算部9で行う。そして、レンズ2を
駆動して(t6)、合焦か否かを判断し、合焦していな
いと判断したときは、再びレンズ2を駆動して測距を行
う。この被写体までの測距を行う際に、まわりが暗いと
判断したときや被写体のコントラストが一様なときに
は、制御・演算部9は補助光発光部16へ発光を促す信
号を送り、補助光発光部16から補助光を照射させる
(t7)。
【0040】そして合焦後、レリーズスイッチ14の第
2のストロークに応じてオンする第2のスイッチ(SW
2)がオンされるまで待機する。ストロボ発光モードが
オンの場合、第2のスイッチがオンされると(t8)、
距離情報より求めた絞り値に絞り3を制御する(t
9)。続いてプリ露光を開始するとともに、制御・演算
部9の制御によりストロボトリガパルスが送られ、この
パルスの立ち上りに同期してストロボ発光部15は第1
の発光を行う(t10)。
【0041】上記第1の発光が終わると電子シャッター
を切り、プリ露光を終了する。この第1の発光により固
体撮像素子4を経て撮像信号処理回路5から出力された
信号をA/D変換器6でA/D変換して信号処理部7に
入力したたデータを基に、被写体からの反射光の光量の
演算を制御・演算部9で行う。この測光の結果から第2
の発光の発光時間を決定する。
【0042】続いて、本露光を開始するとともに、制御
・演算部9の制御によりストロボトリガパルスが送ら
れ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部1
5は第2の発光を開始する(t11)。所定の時間が経
過したら、瞬時に発光を停止する(t12)。そして第
2の発光が終わると電子シャッターを切り、本露光を終
了する。
【0043】図4は本発明の他の実施例の撮影時の動作
を示すフローチャートである。なお、本実施例の構成は
図1のブロック図と同様であるので説明は省略する。
【0044】撮影時のストロボの発光動作について、図
4のフローチャートに従って説明する。なお、図4中図
2のフローチャートと同等の動作を行うステップについ
ては同一番号を付している。
【0045】前述の実施例と同様、本実施例の撮像装置
は、バリア1がオープンされるとメイン電源がオンし、
次にコントロール系の電源がオンし、AFレンズのレン
ズ位置をリセット位置まで駆動し、レリーズスイッチ1
4の第1のストロークに応じてオンする第1のスイッチ
がオンされるまで待機する。
【0046】そして、第1のスイッチがオンされると
(ステップS1)、再びAFレンズのレンズ位置を所定
の位置まで駆動し、撮像信号処理回路5やA/D変換器
6など撮像系回路の電源をオンする。
【0047】また、制御・演算部9は絞り3を開放にし
(ステップS2)、固体撮像素子4を経て撮像信号処理
回路5から出力された信号をA/D変換器6でA/D変
換した後、信号処理部7に入力する。そして、そのデー
タを基に露出の演算を制御・演算部9にて行う(ステッ
プS3)。
【0048】上記の測光を行った結果により明るさを判
断し(ステップS4)、その結果に応じて制御・演算部
9は絞り3を制御する(ステップS6)。また、暗いと
判断した場合はフラグをセットし、制御・演算部9の制
御によって、ストロボ発光部15の発光の際のエネルギ
ーを貯えるコンデンサに充分に充電を行い(ステップS
5)、暗くないと判断したときは充電は行わない。
【0049】次に、上記固体撮像素子4を経て撮像信号
処理回路5から出力された信号を基に、高周波成分を取
り出して被写体までの測距を制御・演算部9で行う(ス
テップS9)。その際、上記フラグがセットされている
ときや被写体のコントラストの差が小さいと判断したと
き(ステップS7)は補助光発光部15から補助光を発
光する(ステップS8)。その後、レンズ2を駆動して
合焦か否かを判断し(ステップS10)、合焦していな
いと判断したときは、再びレンズ2を駆動して測距を行
う。
【0050】レンズ2の合焦後、ステップS5によりフ
ラグが立っている場合やストロボ強制発光用の外部操作
部材が押されている場合は、ストロボ発光モードと判断
する(ステップS11)。そうでない場合は、レリーズ
スイッチ14の第2のストロークに応じてオンする第2
のスイッチがオンされるまで待機し(ステップS1
2)、第2のスイッチがオンされたら本露光を行い(ス
テップS13)、撮影を終了する。
【0051】ステップS11でストロボ発光モードと判
断した場合は、現在のモードを確認し(ステップS3
1)、第1の発光の発光時間を変更して(ステップS3
2)、モードに適合した電子シャッタースピードに切り
替える(ステップS33)。この電子シャッタースピー
ドの切り替えは、特に外光の影響が無視できないときに
有効である。
【0052】例えば、外光の影響を無視できるような暗
中時の場合は、第1の発光の際1フィールドの期間露光
し続けても影響はないが、逆光時のような日中シンクロ
撮影の場合、暗中時と同様に1フィールド露光し続ける
と、非常に強い外光のために外光を多く取り込んでしま
う。このような場合には、第1の発光の測光において本
来求まるべき値と差がでて、本露光時の適正な発光時間
を算出できない場合もありうる。
【0053】そこで、日中シンクロ時には暗中時に比べ
て電子シャッターのシャッタースピードを高速側の同調
スピードに制御する。これにより、発光を終了した後の
外光の影響をキャンセルすることができる。したがっ
て、高速側に電子シャッタースピードを切り替えること
は非常に有効となる。
【0054】ステップS11でストロボ発光モードと判
断した場合は、レリーズスイッチ14の第2のストロー
クに応じてオンする第2のスイッチがオンされるまで待
機する(ステップS14)。第2のスイッチがオンされ
たらステップS9で得られた距離情報を基に絞りを制御
する(ステップS15)。そして、第1の発光のための
プリ露光を開始し(ステップS16)、続いて第1の発
光を行い(ステップS17)、発光が終わると同時に電
子シャッターを閉じる(ステップS18)。
【0055】このとき、第1の発光時間は約15〜35
[μsec]であり、シャッタースピードは1水平期間
ぐらいで約1/10000 〜1/15000 秒である。この第1の発
光時間は、被写体からの反射光が固体撮像素子4へより
適切な光量で入射するために、モードにより切り替える
と有効である。
【0056】例えば、至近距離で撮影するマクロモー
ド、反射率の高い紙などを撮影する書類モード、逆光時
に強制的に発光する日昼モード、コントラストで表現す
る白黒モードなどを設けて、これらのモードによって切
り替えても良い。また、各モードを組み合わせ、更に細
かいモードを設定して切り替えるようにしても良い。
【0057】ステップS15での絞り制御は、ステップ
S17の第1の発光が常に一定の光量で発光した場合、
被写体との距離や反射率により変化する反射光が、固体
撮像素子4へ適度な光量で入射するように制御する。こ
の絞りの値は前述の(1)式で表すことができる。
【0058】(1)式で示す所定値D,Yは第1の発光
の発光量が一定であれば変える必要はないが、被写体か
らの反射光が固体撮像素子4へより適切な光量で入射す
るように、モードによってD,Yの値を変えて絞り制御
量を切り替えても良い。
【0059】例えば、第1の発光時間の変更で説明した
ような、至近距離で撮影するマクロモード、反射率の高
い紙などを撮影する書類モード、逆光時に強制的に発光
する日昼モード、コントラストで表現する白黒モードな
どを設けて切り替えても良い。無論、各モードを組み合
わせて更に細かいモードを設定して切り替えても良い。
【0060】上記ステップS17での第1の発光は、第
2の発光のための充電エネルギーをなるべく減らさない
ために、また測光できるための必要十分な発光量で良い
理由から、最大でも全発光時の4〜5段落ちくらいにな
る発光量が良い。この場合、第1の発光による充電用コ
ンデンサの電圧降下はフル充電の約7〜10[%]であ
り、第1の発光後の残充電電圧はほぼ一定の値となる特
徴がある。
【0061】第1の発光後、固体撮像素子4を経て撮像
信号処理回路5から出力された信号をA/D変換器6で
A/D変換し信号処理部7に入力したデータを基に被写
体からの反射光の光量を制御・演算部9で演算して測光
値を得る(ステップS19)。この測光値は適正レベル
からの差で表され、この値を前述の(2)式に代入して
本露光時に発光する第2の発光のガイドナンバーを算出
する。
【0062】ステップS19で算出したガイドナンバー
から、表1のストロボの特性を表すガイドナンバーと発
光時間のテーブルを用いて、第2の発光の発光時間を制
御・演算部9で算出する(ステップS20)。そして本
露光を開始し(ステップS21)、制御・演算部9の制
御によりストロボ発光部15へストロボトリガパルスを
送り、このパルスに同期してストロボ15は第2の発光
を開始し、ステップS18で得られた発光時間が経過し
たら、その瞬間に発光を停止する(ステップS22)。
【0063】本露光が終了すると(ステップS23)、
固体撮像素子4を経て撮像信号処理回路5で処理されて
出力された画像信号をA/D変換器6でA/D変換し、
信号処理部7を経て制御・演算部9によりメモリ部10
に書き込む。その後、メモリ部10に蓄積されたデータ
は、制御・演算部9の制御により記録媒体制御用インタ
ーフェース部11を通して半導体メモリ等の着脱可能な
記録媒体12に記録される。
【0064】なお、本実施例のストロボ発光のタイミン
グは図3と同様であるので説明は省略する。
【0065】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の発光に際し該第1の発光の発光時間に応じて電子
シャッターを切るので、適正露出を確実に得ることがで
き、その結果から本露光を正確に行うことができるとい
う効果がある。
【0066】また、撮影モードを変更した場合でも、予
備露光の測光精度が高まり、本露光を正確に行うことが
可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る撮像装置の構成を示すブロック
【図2】 本発明の一実施例の撮影時の動作を示すフロ
ーチャート
【図3】 本発明の実施例の撮影動作時のタイムチャー
【図4】 本発明の他の実施例の撮影時の動作を示すフ
ローチャート
【符号の説明】
2 レンズ 3 絞り 4 固体撮像素子 5 撮像信号処理回路 7 信号処理部 8 タイミング信号発生部 9 制御・演算部(測光手段) 10 メモリ部 14 レリーズイッチ(スイッチ手段) 15 ストロボ発光部(発光手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体の光学像を電気信号に変換する撮
    像素子と、撮影時に被写体に光を照射するための第1の
    発光と第2の発光を行う発光手段と、前記撮像素子から
    の信号を処理して得られた測光情報により前記発光手段
    を制御する制御部とを備え、前記第1の発光における電
    子シャッターのシャッタースピードを該第1の発光の発
    光時間に応じて設定することを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 電子シャッターの日中シンクロ撮影時の
    シャッタースピードを暗中撮影時のシャッタースピード
    より高速側に設定することを特徴とする請求項1記載の
    撮像装置。
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