JPH1039364A

JPH1039364A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH1039364A
Application number: JP8193070A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Todaka; 義弘戸高
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】動画撮像と静止画撮像が可能な撮像装置に安価
で精度の高いストロボ装置を装着できるようにする。【解決手段】電子シャッタによる電荷掃き出しと絞り閉
鎖とで静止画露出制御を行う撮像において、露出制御回
路５は、事前の動画撮像によりストロボ露出を選択した
ときは、絞り値を特定の絞りに固定し、レリーズ釦信号
の入力に基づいて、電子シャッタの掃き出し後にストロ
ボ発光パルスを出力し、その後に絞り閉鎖を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に係り、特
に動画撮影と静止画撮影が可能な撮像装置におけるスロ
トボ撮影の露出制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画と静止画の撮影が可能な従来の撮像
装置は、例えば、特開昭５９−１９４５７５号公報に記
載されているように、絞りを開閉させて静止画の撮影を
行うようにしている。しかしながら、一般的に家庭用ビ
デオカメラの撮像部で用いている絞り装置は、直流電流
計等のメータ類でよく用いられているような、コイルと
永久磁石を用いてコイルの電流により生じた磁界と永久
磁石のそれとの間で生じる反発吸引力と、絞りの羽根を
付勢するバネのバネ力のバランスにより特定の絞り値を
確保する、所謂メータ式の簡単な駆動部を備えた絞り装
置が多い。

【０００３】このような構成の絞り装置は、元々、高速
で動作させることを配慮しておらず、そのために、前述
したような撮像装置をこのメータ式の絞りの駆動部を備
える家庭用ビデオカメラで実現させる場合には、絞り装
置に新たに高速のサーボループを付加して応答性を向上
させることが必要である。

【０００４】従って、通常は、家庭用ビデオカメラのよ
うな撮像装置では前述したような動画と静止画の撮影を
実現させるために、絞りの高速開閉動作を行なわせるこ
とは困難である。そのため、実際の静止画の撮影におい
ては、絞りとは別に高速開閉動作が可能な機械式シャッ
タを設けて実現するケースが多い。

【０００５】この点を改良して通常の動画撮像用の絞り
装置を用いて静止画を撮影できるように構成した撮像装
置が、特開平８−６５５７０号公報に記載されている。

【０００６】この改良された撮像装置は、静止画の撮像
を行なう前に、先ず、動画の撮像を行なう。この動画撮
像における露出制御の結果、すなわち、絞り値とシャッ
タ速度に基づいて被写体の明るさ検出する。その後、動
画で制御していたままの絞りの開口径から絞りを急速閉
鎖し、閉鎖後に撮像素子を所謂１行のフルフレーム読み
出しすることにより、高画質な静止画のフルフレーム画
像信号を得ようとする撮像装置である。

【０００７】このような撮像装置を家庭用ビデオカメラ
で安価に構成しようとする場合は、前述したように、絞
り装置の急速閉鎖が困難であるので絞りの閉鎖時間が長
くかかることになる。そのため、シャッタ時間が長くな
らざるを得なく、スローシャッタの弊害である手振れ等
の原因となる。そこで、この改良された撮像装置ではシ
ャッタの閉鎖途中で撮像素子の光電変換電荷を掃き出
し、実質的に短いシャッタ時間を実現するようにしてい
る。

【０００８】この動作例を、図１１及び図１２を用いて
説明する。図１１において、（Ａ）は絞りの特性、
（Ｂ）はレリーズ釦（図示省略）が押された場合に発生
して静止画露出を行うシャッタパルスである。（Ｃ）は
撮像素子をインターライン型ＣＣＤセンサと想定した場
合に、画素の電荷を垂直ＣＣＤに転送する転送パルスで
あり、このタイミングでＣＣＤセンサの露出期間が終了
する。（Ｄ）はＣＣＤセンサを電子シャッタ制御するた
めの掃き出しパルスであり、図ではハイレベルの間が電
荷の掃き出しを実行する期間とする。（Ｅ）は垂直同期
信号を示す垂直同期パルスであり、説明のために各フィ
ールドを区別する番号をＶ１、Ｖ２…のように付加して
示している。

【０００９】先ず、動画露出期間は、通常のカメラと同
様に、掃き出しパルス（Ｄ）による電子シャッタと絞り
量（Ａ）による露出量の制限とを併用しながら撮像素子
上に露出を与え、動画撮影の露出制御を実施する。この
場合の絞りとシャッタ時間できまる露出量をＥＸ１，Ｅ
Ｘ２…で示す。

【００１０】この動画露出制御においては、絞り値Ｆａ
とシャッタ速度Ｔａで表わされる露出量ＥＸ１，ＥＸ２
…が求まる。この値により、被写体の明るさが推定でき
るので、静止画露出においては動画撮影の露出量ＥＸ
１，ＥＸ２…に基づいて静止画撮影用の露出量を求めて
露出制御を行なう。通常、動画撮影は画素混合読み出
し、静止画撮影は１行フレーム読み出しであるので静止
画撮影では感度が半分となり、そのために、静止画撮影
では、通常、動画撮影での露出量の２倍の露出量を与え
る。この露出量をＥＸ５（＝ＥＸ５ａ＋ＥＸ５ｂ＋ＥＸ
５ｃ）で示す。このように、露出量が多く必要な場合に
は、掃き出しパルス（Ｄ）による電子シャッタを利用し
た露出量ＥＸ５ａと、フィールド期間の時間単位で行う
露出量ＥＸ５ｂと、絞りの閉鎖時間を利用した露出量Ｅ
Ｘ５ｃとにより全体の露出量ＥＸ５を得る。しかし、露
出に要するシャッタ時間が長いので、動いている被写体
では振れが生じてしまう場合がある。

【００１１】そこで、静止画撮影の絞り閉鎖開始を動画
撮影のときの絞り開口径から行うという点を満たしつつ
静止画撮影でのシャッタ時間を短くして、手振れを防止
するように構成したものが図１２に示す露出制御であ
る。

【００１２】図１２において、（Ａ）は絞り特性であ
り、この例では絞り値Ｆｂの場合を示している。（Ｂ）
はシャッタパルス、（Ｆ）は転送パルス、（Ｇ）は掃出
しパルスである。その他の波形は、図１１に示す同一符
号を付した波形と同一機能の波形である。なお、説明の
ために各フィールドを区別する番号をＶ１１，Ｖ１２…
として示している。

【００１３】図１１に示した制御と同様に、先ず、動画
露出は掃き出しパルス（Ｇ）による電子シャッタと、絞
り量（Ａ）による露出制限とを併用しながら撮像素子上
に露出を与える制御を実施する。この場合の、絞りとシ
ャッタ時間できまる露出量をＥＸ１１，ＥＸ１２…で示
す。

【００１４】この動画露出制御においては、絞り値Ｆｂ
とシャッタ速度Ｔｂで表わされる露出量ＥＸ１１，ＥＸ
１２…が求まる。この値により、被写体の明るさが推定
できるので、静止画露出においては動画撮影の露出量Ｅ
Ｘ１１，ＥＸ１２…に基づいて静止画撮影用の露出量を
求めて露出制御を行なう。通常、動画撮影では画素混合
読み出し、静止画撮影では１行フレームよ見出しである
ので静止画撮影では感度が半分となり、そのために、前
述したように、静止画撮影では動画撮影での露出量の２
倍の露出量を与える。これを露出量ＥＸ１５で示す。

【００１５】このようにして静止画撮影用の露出制御を
行なうが、この場合は、図１１の例と比べて、動画撮影
での電子シャッタ速度Ｔｂを短くして絞り値を上昇さ
せ、露出量ＥＸ１１，ＥＸ１２…を少なくしている。こ
のために、静止画撮影の露出において、その露出量ＥＸ
１５は少なくてすむ。すなわち、シャッタ時間を短く設
定できるので、手振れの可能性が下がってくる特徴があ
る。

【００１６】この静止画撮影露出は、同図に示すよう
に、フィールドＶ１４の終わりで絞りを急速閉鎖してシ
ャッタ動作を行なわせると同時に、（ロ）で示す静止画
掃き出し時間だけ、掃き出しパルス（Ｇ）により光電変
換された電荷を掃き出すことによりＥＸ１５で示す露出
量を得る。そのために、絞りの閉鎖に要する時間より短
い露出時間を得ることが可能となる。

【００１７】このような動画撮影露出と静止画撮影露出
制御を行なうことにより、高速の静止画撮影露出が可能
となる。

【００１８】なお、この従来装置で指摘しているよう
に、このような方法で短時間のシャッタ時間を得ようと
する場合は、絞りの閉鎖時間がばらつくことがあるの
で、静止画撮影での露出量がばらついて正確な露出がで
きない欠点がある。そのために、この従来装置では、絞
りの閉鎖時間のばらつきと露出量のばらつきとに強い相
関関係があることを見いだし、それを利用して露出精度
を向上させている。すなわち、露出の際の閉鎖時間等を
測定し、その値で静止画の信号処理回路のゲインを制御
してばらつきを吸収することにより、精度の高い露出制
御を実現するようにしている。

【００１９】このように、改良された従来の撮像装置に
よれば、高速シャッタを安価に実現でき、ユーザーに求
めやすい電子カメラを容易に構成できる特徴がある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように改
良された撮像装置においても、動画撮影での測光という
観点からの制御であるため静止画撮影における制御には
不都合な点がある。それは、通常のフィルムカメラでは
当然のように実施されている低照度下での撮影に対する
配慮がなされていない点である。

【００２１】すなわち、従来の改良された撮像装置は、
動画撮影での測光を基にして静止画撮影の露出を制御す
る制御方法を採用しているので、被写体対象が動画での
撮影が可能な被写体であることを前提として構成されて
いる。そのため、低照度の被写体に対する撮影では、こ
のような制御及び撮影方法が適合しない。

【００２２】通常、このような低照度下でのフィルムカ
メラでの撮影では、ストロボ装置や閃光電球による照明
を加えた撮影が行われているが、改良された従来の撮像
装置での露出制御方法は、通常のフィルムカメラとは全
く異なる構成の制御方法ならびに露出機構を採用してい
るために、従来のストロボ装置を併用することができな
い。

【００２３】従って、本発明の目的は、動画撮影と静止
画撮影を両立させた撮像装置において、低照度下で良好
な静止画撮影を可能にする露出制御を提案することにあ
る。

【００２４】本発明の他の目的は、従来のストロボ装置
等をそのまま使用して被写体を照明することができるよ
うな撮像装置を提案することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、低照度下でス
トロボ露出を行う必要が生じた場合には、動画露出によ
る測光中であってもストロボパルスを発生させる前に適
正な絞り値になるように絞りを設定し、フィルムカメラ
におけるＸ接点信号と同様の信号をを生成してストロボ
装置に発光を指令するが、そのときには、静止画露出に
特有の転送パルス，掃き出しパルス及び絞り閉鎖信号と
ストロボパルスとを調整して出力することにより、最適
なストロボ露出を行なう。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明になる撮像装置の第１
の実施形態を示すブロック図である。図１において、１
はレンズ、２は絞り、３は撮像素子、４は動画信号と静
止画信号を生成するための信号処理回路、２２は絞り駆
動回路、２１は絞り２の絞り値を検出する絞り検出回
路、３１は電子シャッタ駆動回路、４０２は出力端子、
７はレリーズ釦スイッチ、５は露出系全体の制御を行う
露出制御回路、５１は動画撮影時に絞り値と電子シャッ
タ速度の制御特性曲線を記憶するＡＥ特性メモリであ
る。

【００２７】撮影時にレンズ１と絞り２を経て撮像素子
３に入射した光学像はここで電気信号に変換して信号処
理回路４に入力される。信号処理回路４は、入力された
電気信号を放送規格であるＮＴＳＣ方式等の映像信号に
変換して出力端子４０２に出力すると共に信号量情報４
０１を露出制御回路５に出力する。

【００２８】動画撮影での露出制御は、露出制御回路５
において、この信号量情報４０１に基づいて電子シャッ
タスピード制御信号３０１と絞り値制御信号２０１を生
成して出力することにより、シャッタスピードと絞り値
を制御して被写体の撮像状態を適正露出に保つ。

【００２９】静止画撮影での露出制御では、先ず、絞り
２の絞り値を絞り検出回路２１から出力される絞り値検
出信号２０２により検出し、この絞り値検出信号２０２
とＡＥ特性メモリ５１からのデータにより絞りの閉鎖特
性を求める。次に、動画撮影での露出制御で判明した絞
り値と電子シャッタスピードの露出量から、この露出量
に相当した露出量を得るように、求めた絞りの閉鎖特性
等から電子シャッタスピード制御信号３０１のシャッタ
スピードや閉鎖開始タイミングを決定することにより露
出の制御を行うが、これらの動作や制御方法は、従来例
の説明及び特開平８−６５５７０号公報に記載されてい
るので詳細は省略する。

【００３０】６はストロボ装置であり、６２はこのスト
ロボ装置６のストロボ発光部、６３はストロボ発光によ
り被写体を照射した光の反射光を受光するストロボ受光
部、６１はストロボ制御回路、６０１はストロボパルス
である。

【００３１】ストロボ制御回路６１は、ストロボパルス
６０１が露出制御回路５から出力されると、ストロボ発
光部６２により発光を開始させて被写体を照明すると同
時にストロボ受光部６３でその照明状態、すなわち、発
光後の被写体への露出量を検出し、露出量が予め定めた
スレッショルドに達したならばストロボ発光部６２の発
光を停止する。

【００３２】このストロボ制御回路６１とストロボ発光
部６２とストロボ受光部６３は、所謂、オートストロボ
を構成している。

【００３３】この実施形態での静止画撮影の露出動作
は、フィルムカメラのフォーカルプレーンシャッタやレ
ンズシャッタを用いた露出制御方式とも、ビデオカメラ
で用いられている電子シャッタを用いた露出制御方式と
もその露出制御方法が異なっている。従って、この実施
形態においては独自のストロボ露出制御を行うが、この
制御を行う露出制御回路５の動作を図２を用いて詳細に
説明する。

【００３４】図２において、（Ｂ−１）は絞り閉鎖パル
ス、（Ｈ）は転送パルス、（Ｉ）は掃き出しパルス、
（Ｊ）はストロボパルスである。絞り（Ａ）において、
Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｄは種々の絞り値を示す。その他の波形
は、図１１に示した同一参照符号を付した波形と同一機
能の波形である。

【００３５】いま、露出制御回路５が信号量情報４０１
及び絞り値検出信号２０２に基づいて低照度状態である
ことを検出し、その結果、ストロボ発光が必要と判定し
た場合には、この露出制御回路５は、絞り駆動回路２２
により絞り２の絞り量を絞り値Ｆａの状態に設定する。
これは、良く知られているように、例えば外付けのオー
トストロボでは、その使用に際して、フィルム感度やＦ
値の設定を指定して使用するのと同様である。この実施
形態においては、説明のために、ストロボ装置６のスト
ロボ制御回路６１は絞り値Ｆａにおいて露出調整の設定
がなされているものとしている。

【００３６】なお、露出制御回路５は絞り値をＦａに設
定する。この設定は動画撮影での露出による測光でスト
ロボを使用することを決定した後に絞りを固定して設定
するものであるが、勿論、入力釦（図示省略）等により
マニュアルでストロボ使用の判定入力を入力してストロ
ボの発光準備をしてもよい。

【００３７】さて、このような設定状態において、レリ
ーズ釦７が押された場合は、露出制御回路５は電子シャ
ッタ駆動回路３１と絞り駆動回路２２を駆動制御し、転
送パルス（Ｈ）及び掃き出しパルス（Ｉ）を出力した後
にストロボパルス（Ｊ）を出力すると供に絞り閉鎖パル
ス（Ｂ−１）を出力してストロボ露出を行う。

【００３８】ここで、フィルムカメラのフォーカルプレ
ーンシャッタやレンズシャッタを用いて露出を行うとき
のシャッタの開閉動作に対して、本発明では、撮像素子
３の光電変換電荷のクリアを行う転送パルス（Ｈ）ある
いは掃き出しパルス（Ｉ）の終了直後が開成動作に対応
し、絞り閉鎖の開始が閉成動作に対応している。そのた
め、ストロボ発光はこの開閉動作の間に行う必要がある
ことが分かる。

【００３９】なお、図２にも示しているように、絞り２
の変化の動作はフィルムカメラに使用されている通常の
シャッタに比べて遅い。そのため、絞り閉鎖を行う絞り
閉鎖パルス（Ｂ−１）の出力と同時にストロボパルスを
発生しても十分な露出が行われることは言うまでもな
い。

【００４０】また、図２では掃き出しパルス（Ｉ）を閉
鎖直前に発生させているが、これは、転送パルス（Ｈ）
で十分であることは言うまでもない。

【００４１】次に、図１に示した第１の実施形態におけ
るストロボ露出制御を中心とした動作を図３を参照して
説明する。図３において、（Ｋ）は転送パルス、（Ｌ）
は掃き出しパルス、（Ｍ）はストロボパルスであり、
（Ｎ）はストロボ発光部６２の発光波形、（Ｏ）はスト
ロボ受光部（６３）からの信号をストロボ制御回路６１
により積分した受光積分波形、（Ｐ）はストロボ発光部
６２の発光を停止する発光停止信号である。その他の波
形は、図２に示した同一参照符号を付した波形と同一機
能の波形である。

【００４２】いま、ストロボパルス（Ｍ）が制御回路５
からストロボ装置６に入力されると、ストロボ制御回路
６１はストロボ発光部６２を発光させる。ストロボ制御
回路６１は、被写体からの反射光をストロボ受光部６３
で受光して光電変換した後に積分する。この積分値が受
光積分波形（Ｏ）の（二）で示す露出量スレッショルド
に達したならば、発光停止信号（Ｐ）を発生して発光を
停止させる。このようにしてオートストロボ動作が完了
する。

【００４３】ここでは、図３では発光波形（Ｎ）がＶパ
ルス（Ｅ）と同程度に長時間続くものと仮定して説明し
たが、実際には数千分の１秒のオーダーであり、絞り閉
鎖に要する時間に比べて十分小さい。そのため、図２に
おいても述べたが、ストロボパルス（Ｍ）と同時に絞り
閉鎖パルス（図示省略）を出力しても実用的には何らの
問題もない。

【００４４】なお、ストロボの発光時間と絞りの閉鎖に
要する時間とが大きく異なるということを述べたが、そ
のために、当然、ストロボ発光による照明だけという非
常に暗い場合と、ストロボ発光は必要としないが照度は
低い明るさの場合とのそれぞれの照度の中間で、ストロ
ボ発光による露出と絞り閉鎖による露出の双方の露出の
それぞれ無視し得ない明るさがある。その場合には、ス
トロボを使用すると露出オーバーとなる可能性が生ずる
ことが考えられるが、この点についての詳細は、後述す
る別の実施形態において説明する。

【００４５】ところで、露出量スレッショルド（二）
は、ストロボ装置６において予め設定されているが、撮
像素子３の感度や信号処理回路４の増幅度及び絞り２の
絞り値等の露出のパラメータにより再設定してもよいこ
とは言うまでもない。また、この露出量スレッショルド
を変更して、絞り値（Ａ）を他の値、例えば絞りＦｂで
適正露出となるよう露出制御回路４で設定してもよいこ
とも勿論である。

【００４６】次に、露出量スレッショルド（二）、すな
わち、感度設定に関する第２の実施形態を図４を参照し
て以下に説明する。

【００４７】図４において、４１は可変増幅器であり、
撮像装置の撮影の感度を変更する。その他の構成要素
は、図１に示した第１の実施形態において同一の参照符
号を付した構成要素と同一機能の構成要素である。

【００４８】通常、静止画画像はランダムノイズ等が重
畳した場合は該ノイズが固定して見えるので、できるだ
けＳ／Ｎを高く維持することが望まれる。しかし、スト
ロボの発光量は放電管（発光管）や放電用回路のパワー
によって最大値が制限されるので、遠くの被写体の場合
には発光量不足となることが多い。そのために、可変増
幅器４１の増幅度を上げ、また、その分だけ受光量スレ
ッショルド（二）を低下させてストロボ制御を行えば、
Ｓ／Ｎは劣化するが適正露出されるので遠くのあるいは
反射率の低い被写体でも良好に撮影することが可能とな
る。

【００４９】この増幅度の切り替えは、手動あるいは一
旦露出した後に露出量不足であることが判明したとき、
あるいは、次の実施形態で説明するが、ストロボ露出の
露出量制御の精度を高めるための予備発光での測定で露
出量不足が判明したとき等に切り変えてもよい。

【００５０】図５は、予備発光でストロボ発光量を制御
する第３の実施形態を示している。図１において、５２
は絞り閉鎖露出制御回路であり、信号量情報４０１や絞
り値検出信号２０２から絞り２を用いて従来の改良され
た撮像装置（特開平８−６５５７０号公報）と同様の動
画撮影による測光の後に静止画撮影のための絞り露出制
御を行う。

【００５１】５４は第１の測光処理回路で予備測光によ
る処理を行い、５５は第２の測光処理回路で本測光によ
る処理を行う。５６はストロボ設定回路であり、第１の
測光処理回路５４と第２の測光処理回路５５の処理結果
等を基にしてストロボ装置６の設定処理等を行う。

【００５２】５３は露出タイミング制御回路であり、絞
り閉鎖露出制御回路５２，第１の測光処理回路５４，第
２の測光処理回路５５，ストロボ制御回路５６をレリー
ズ釦スイッチ７のトリガー信号を元に制御する。

【００５３】その他の構成要素は、図４で説明した第２
の実施形態において同一参照符号を付して説明した構成
要素と同一機能を有する構成要素である。

【００５４】この第３の実施形態の動作を図６に示す波
形図を参照して以下に説明する。

【００５５】図６において、（Ｑ）は転送パルス、
（Ｒ）は掃き出しパルス、（Ｓ）は予備測光用発光パル
ス、（Ｔ）は予備測光処理の期間を示している。（Ｕ）
は静止画撮影のストロボ露出を行う露出用発光パルスで
あり、図２に示したストロボパルス（Ｊ）と同等であ
る。（Ｖ）はストロボ発光部６２の発光波形であり、
（ト）は予備発光の波形、（チ）は露出用発光パルス
（Ｕ）による本発光の波形である。（Ｏ）はストロボ受
光部６３で受光した光の積分波形であり、予備発光
（ト）及び本発光（チ）で受光した光量が積分されてい
る。なお、予備測光処理期間（Ｔ）で受光積分波形
（Ｏ）のリセットを行って本発光（チ）の測光に備える
ことを示す。

【００５６】また、図３で説明した動作と同様に、
（リ）の露出量スレッショルド（１）、（ヌ）の露出量
スレッショルド（２）は、それぞれ予備露出，本露出の
ストロボ発光停止を決めるスレッショルドを表してい
る。

【００５７】（Ｘ）は撮像素子３の出力信号レベルを示
しており、ＹＬ１はストロボ発光無しの場合の出力信号
レベル、ＹＬ２は予備測光用発光パルス（Ｓ）により照
明された場合の出力信号レベル、ＹＬ３は露出用発光パ
ルス（Ｕ）により照明された場合の出力信号レベルを示
している。

【００５８】ここで、出力信号レベルＹＬ３の領域では
２つのＶ周期信号が出力されているが、これは、所謂静
止画撮影の１行読み出し駆動による第１フィールドと第
２フィールドの映像信号の読み出しを意味し、転送パル
ス（Ｑ）において第１フィールド転送（ホ）と第２フィ
ールド転送（ヘ）のパルスに対応して撮像素子３から読
み出されていることを表している。

【００５９】これは、特に以下の観点で露出制御を行う
必要があることを示す必要があるためにこの図で表示し
ている。すなわち、前述した改良された従来の撮像装置
でも開示しているように、動画撮影では所謂２行混合読
み出しを行い、静止画撮影では１行読み出しを行って測
光と静止画撮影の露出を行うので、センサの感度が異な
るために１フィールドでの露出量を静止画撮影では２倍
にすることが必要がある。そのため、ストロボでの予備
測光で測光した値を元にしてストロボ撮影での本露出量
を決める必要がある。

【００６０】これは、今、予備測光での露出量スレッシ
ョルド（１）（リ）により与えたストロボの露出がＹＬ
２の出力レベルとなるが、この出力レベルＹＬ２が適正
のレベルであったとしても、本露出でのスレッショルド
である露出量スレッショルド（ヌ）のレベルを同一とす
ることはできず、２倍とする必要があることを表す。勿
論、センサのダイナミックレンジがあるために単に２倍
の設定とすることは望ましくないことがあることは言う
までもなく、その場合には、可変増幅器４１の増幅度や
静止画撮影の露出量の設定の変更を行って設定すること
が必要となる。増幅度と露出量をどのように配分するか
は、動画測光による画像の使用方法、たとえばモニター
に出力するとか、Ｓ／Ｎの配分をどうするか等の設計事
項となるので、詳細は省略する。

【００６１】図５及び図６において、予め信号量情報４
０１や絞り値検出信号２０２等とからストロボによる露
出を行うことを検出した絞り閉鎖露出制御回路５２は、
絞り駆動回路２２により絞り２の絞り値をストロボ装置
６の設定に応じた絞り値に設定する。

【００６２】その後、レリーズ釦スイッチ７によりシャ
ッタパルス（Ｂ）が入力されると、静止画撮影の露出開
始を検知した露出タイミング制御回路５３は、予備測光
の設定データ等を保持して予備測光の設定等を行う第１
の測光処理回路５４により、ストロボ設定回路５６を通
じて、予備測光のための露出量スレッショルド（１）
（リ）をストロボ制御回路６１に設定する。それと同時
に＜ストロボ制御回路５６から予備測光用発光パルス
（Ｓ）を出力させｗストロボ発光部６２によりストロボ
発光を行う。

【００６３】ストロボ受光部６３の受光信号を受光積分
波形（Ｏ）で示すように積分し、露出量スレッショルド
（１）（リ）に達したことを検出したストロボ制御回路
６１は、発光停止信号を出力してストロボ発光部６２の
発光を停止させる。

【００６４】その後、ストロボによる露出を行った次の
フィールドＶ５のタイミングでの撮像素子３の出力信号
レベルはＹＬ２であるが、この信号レベルＹＬ２を第１
の測光処理回路５４が検出する。この信号レベルＹＬ２
の量は、露出量スレッショルド（１）（リ）で決まるス
トロボ発光の照明の大きさに対応しているので、受光積
分波形（Ｏ）の大きさと撮像素子出力（Ｘ）は比例して
いる。

【００６５】そこで、第２の測光処理回路５５では、出
力信号レベルＹＬ２が標準的なレベルに対してどの程度
のレベルか、すなわち予備測光でのＹレベル出力比（例
えば、＝ＹＬＮ／ＹＬ２、ここでＹＬＮ＝適正撮像素子
出力）を算出した後に、本露出の露出量スレッショルド
（２）（ヌ）のレベルを露出量スレッショルド（１）
（リ）のＹレベル出力比だけ乗算した後に、１行読み出
しのために感度が低下する分（１／２倍）だけ更に大き
く設定し、これをストロボ設定回路５６を通じてストロ
ボ制御回路６１に設定して発光制御を行う。

【００６６】このように設定することにより、予備露出
で得た撮像信号を基に本露出の露出量を補正することが
可能となり、より精度の高いストロボ露出を実現するこ
とができる。

【００６７】なお、静止画撮像で感度が低下する分だけ
露出量スレッショルド（２）（ヌ）のレベルを変更する
ものとしたが、勿論、可変増幅器４１の増幅度を変更し
て、Ｓ／Ｎとのトレードオフで増幅度を決め、増幅度の
可変分だけスレッショルドを変更して本露出を行えばよ
いことは言うまでもない。

【００６８】あるいは、予備測光の場合だけ増幅度を特
定のレベルだけ上昇させ、増幅後の撮像素子３の出力レ
ベルを判定し、測光してもよいことは言うまでもない。

【００６９】更に、撮像素子出力（Ｘ）の信号レベルと
してピークレベルを選んで露出量の制御に用いるように
説明したが、平均レベルでもよいし、またその組み合わ
せ、更には撮像素子出力にウインドウをかけてその組み
合わせでレベルを評価してもよいことは言うまでもな
い。

【００７０】これは、撮像素子出力の評価方式が何であ
れ、評価の出力と受光積分波形の出力がほぼ対応してい
るためである。勿論、レンズ１とストロボ受光部６３が
被写体を覗く画角が異なるので全く対応することはな
い。全く対応させるためには、レンズ１を通じてストロ
ボ受光部を配置する、所謂ＴＴＬ測光形式のストロボ装
置とする必要がある。

【００７１】以上、ストロボ装置の形式まで関連づけた
が、これらのストロボ光，自然光，撮像素子出力及び受
光積分波形をまとめて図７に示し、更に新たな制御方法
の第４の実施形態を説明する。

【００７２】図７において、（Ｙ）はストロボ受光部６
２の受光信号を積分した受光積分波形であり、新たにス
トロボ光がない場合の受光積分波形を検出するためにシ
ャッタ速度Ｔａの期間だけストロボ受光部６３の出力を
積分したベース積分期間（ル）を設けた例である。同様
に、露出量スレッショルド（２）ＳＬ２も露出期間のみ
の露出量ＥＸＡを積分したものである。また、ＥＸＡは
絞り値Ｆａで且つシャッタ速度Ｔａの場合の露出量であ
ってＥＸ３１〜ＥＸ３６と同一であり、ＥＸＢは閉鎖し
た場合の露出量であってＥＸ３７と同一である。

【００７３】また、発光波形（Ｖ）においてＥＸＳ２は
予備発光の場合のストロボ発光量を示し、ＥＸＳ３は本
発光の場合のストロボ発光量を示している。その他の波
形は、図６において同一の参照符号を付した形と同一機
能の波形である。

【００７４】ここで、ストロボ発光の撮像素子出力への
寄与分を出力レベルとして表すとする。

【００７５】先ず、絞り閉鎖特性は、予め、ＡＥ特性メ
モリ５１から分かっているので、絞り値Ｆａを絞り値検
出信号で検出することにより露出量ＥＸＡと露出量ＥＸ
Ｂの比は容易に得られる。これは特開平８−６５５７０
号公報に開示されているので詳細な説明は略する。算出
結果を露出量ＥＸＢとすると、撮像素子出力の寄与分Ｙ
ＥＸＢはＹＥＸＢ＝ＹＬ１ × （ＥＸＢ／ＥＸＡ）となる。露出量スレッショルド（１）の撮像素子出力へ
の寄与分をＹＴＨ１とすると、予備測光の露出は露出量
ＥＸＡとストロボ発光の双方の寄与であるからＹＬ２＝ＹＬ１＋ＹＴＨ１となる。露出量スレッショルド（２）の撮像素子出力へ
の寄与分をＹＴＨ２とすると、本露出の露出は露出量Ｅ
ＸＢとストロボ発光の双方の寄与であるからＹＬ３＝ＹＥＸＢ＋ＹＴＨ２となる。ところで、露出量スレッショルド（１），
（２）をそれぞれＴＨ１，ＴＨ２とすると、撮像素子へ
の寄与分に対応するので、ＴＨ１：ＴＨ２＝ＹＴＨ１：ＹＴＨ２となる。従って、露出量スレッショルド（２）を制御し
て出力信号ＹＬ３を予め定めた適正撮像素子出力ＹＬＮ
としたとすると、ＹＬ３＝ＹＬＮとなるので、ＴＨ２＝ＴＨ１×（ＹＴＨ２／ＹＴＨ１）＝ＴＨ１×（ＹＬＮ−ＹＥＸＢ）／（ＹＬ２−ＹＬ１）となる。ＴＨ１，ＹＬＮ，ＹＥＸＢ，ＹＬ２，ＹＬ１は
総てが既知であるので、露出量スレッショルド（２）の
値を算出することができ、これを第２の測光処理回路５
５で算出した後にストロボ設定回路５６を通じてストロ
ボ制御回路６１の露出量スレッショルド（２）に設定す
れば、薄明かりでのストロボ撮影等の所謂ミックス光で
の良好な撮影が可能となる。

【００７６】以上の説明で、露出量スレッショルド
（１）や露出量スレッショルド（２）が撮像素子出力に
全く対応しているとして説明したが、勿論、スレッショ
ルドに到達後の発光停止信号が出力されても残光が生じ
て全く影響がないわけではないが、その量は十分無視で
きる程度である。しかし、必要であれば補正を行えばよ
いことは言うまでもない。

【００７７】なお、この露出制御の要点は、ストロボ発
光の時間が絞りシャッタ等による露出に比べて短く、ス
トロボ発光の露出量スレッショルドに達するまでの時間
では絞りシャッタ等の露出の寄与がほとんどない。その
ため、露出量スレッショルドと、それに対するストロボ
光の寄与分が対応しているので、全く独立に露出量を算
出してもかまわない点にある。

【００７８】また、この露出制御においても、撮像素子
出力レベルＹＬの評価式を変更しても全く同様の制御が
可能なことは言うまでもない。

【００７９】以上、ストロボ発光部６２からのストロボ
光の反射光をストロボ受光部６３で検出する場合を述べ
たが、本発明になる撮像装置は、これに限られないこと
は言うまでもない。

【００８０】図８は、その場合の変形例を示す第４の実
施形態である。図８において、６４はストロボ発光量検
出器であり、その他の構成要素は図５に示した同一参照
符号構成要素と同一機能の構成要素である。

【００８１】ストロボ発光検出器６４は、ストロボ発光
部６２の発光量を検出するものであり、例えば、発光部
に隣接して光り検出器を設置し、その出力信号からスト
ロボ発光量を得るように構成してもよく、詳細は後述す
る実施形態にて説明する。

【００８２】このように構成された撮像装置における動
作は、図５に示す第３の実施形態における図７の動作信
号波形において、受光積分波形（Ｙ）での波形レベルＳ
Ｌ１が０となった場合に相当する。そのために、制御作
用は同様になるので説明を省略する。

【００８３】但し、図５に示した第３の実施形態では、
ストロボ制御回路６１は被写体からの反射光を検出して
いるので、被写体に応じて適正な予備発光が可能となる
が、図８に示した第４の実施形態ではそのようにはなら
ない。

【００８４】そのために、予備発光の撮像素子出力への
寄与分が適正値にない場合には、再度、第１の測光処理
回路を通じて発光量を調整する再試行を行えばよい。す
なわち、撮像素子出力レベルＹＬ２がオーバーであると
きには露出量スレッショルド（１）を下げ、アンダーで
あるときには上げることで予備の測光を行って本露出の
制御を行うようにすればよい。勿論、最初の本露出で
は、ストロボ装置６のガイドナンバーに適した距離の標
準的な反射率（１７％程度）を想定した設定にしておく
ことが設計上必要である。

【００８５】次に、ストロボ装置６の具体的な実施形態
を詳細に説明する。図９は、前述したストロボ装置６の
１つの実施形態を示す内部構成のブロック図である。６
１１は発光量制御回路であり、ストロボ制御回路６１に
相当する。６２１は放電管（発光管）、６２２は電流遮
断回路、６２３は高圧印加回路であって、これらはスト
ロボ発光部６２に相当する。６４１は電流検出部、６４
２は積分回路であって、これらはストロボ発光量検出器
６４に相当する。そして、（ヲ）は放電管６２１の発光
を開始させる発光開始パルス、（ワ）は露出量スレッシ
ョルドを変更する発光量調整信号であり、これらは発光
量制御回路６１１に入力される。

【００８６】発光開始パルス（ヲ）が入力されると、発
光量調整回路６１１は、高圧印加回路６２３により放電
管６２１の発光を開始させる。その後、電流検出部６４
１の出力信号を積分回路６４２で積分し、この積分量が
発光量調整信号（ワ）で与えられる露出量スレッショル
ド（２）に対応したレベルまで達すると、発光量制御回
路６１１は、電流遮断回路６２２によって放電管６２１
の電流を遮断して発光を停止させる。

【００８７】こようにして、ストロボ受光部を使用しな
いで発光量を検出する制御を実現する。

【００８８】図１０は、ストロボ装置６の他の実施形態
を示している。この実施形態において、６４３は光量検
出器であり、ストロボ発光量検出器を構成する構成要素
である。その他の構成要素は、図９に示した実施形態に
おいて同一の参照符号を付した構成要素と同一機能の構
成要素である。

【００８９】光量検出器６４３は、放電管６２１に隣接
して設置されたフォトセンサであり、放電光の強さを検
出する。

【００９０】そして、発光開始パルス（ヲ）が入力され
て放電管６２１が発光を開始すると、図９に示す実施形
態と同様に、光量検出器６４３の出力信号が積分回路６
４２によって積分されて増加する。積分値が発光量調整
信号（ワ）によって与えられる露出量スレッショルド
（２）に相当する値まで増加すると、発光量制御回路６
１１は、電流遮断回路６２２によって発光を停止させて
発光量の制御を行う。

【００９１】図９に示した実施形態は、放電管６２１の
放電電流により発光量を推定する構成であり、図１０に
示した実施形態は、放電管６２１の発光光により発光量
を求める構成としたが、勿論、必要に応じて、印加電圧
も検出して光量推定に加味したり、光量検出器６４３を
放電管６２１の内部に設置したり、放電管６２１の反射
鏡のボディー側に装着したり、検出器６４３の感度をフ
ィルタ等で低下させたりしすることもできることは言う
までもない。

【００９２】ところで、以上の実施形態は、動画撮影と
静止画撮影に分けて動画撮影において測光を行うものと
してきたが、勿論、静止画撮影において必要な回数だけ
動画撮影と同様に測光動作を行ってもよいことは言うま
でもなく、特に予備発光によりストロボ制御を行う場合
には、数度の静止画撮影により高精度なストロボ露出が
行えることは勿論である。これは、特に撮像素子自体に
静止画撮影機能が付加されている場合に、絞り閉鎖等の
動作をせずに簡便に被写体の試し取りができるので、動
画撮影と同様に、数度の且つ早急な測光動作が可能とな
り、動画撮影での処理が静止画撮影での処理で十分可能
となることによる。

【００９３】なお、このように撮像素子自体にシャッタ
の開閉機能が付加されても、被写界深度の設定等の絞り
固有の機能は必要であるので、絞り２は撮像装置の露出
制御において不可欠であり、構成上必要となる。そのた
め、ストロボ発光の前の特定絞り値に絞りを設定する等
の制御を行わせることが必要であることは言うまでもな
い。

【００９４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、汎用のビ
デオカメラで使用される絞りを用いて動画撮影と静止画
撮影とを両立させた撮像装置において、安価で精度の高
いストロボ露出を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる撮像装置の第１の実施形態を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示した本発明になる撮像装置のストロボ
露出制御における動作波形図である。

【図３】図１に示した本発明になる撮像装置をストロボ
露出制御を中心にした説明のための動作波形図である。

【図４】本発明になる撮像装置の第２の実施形態を示す
ブロック図である。

【図５】本発明になる撮像装置の第３の実施形態を示す
ブロック図である。

【図６】図５に示した本発明になる撮像装置のストロボ
露出制御における動作波形図である。

【図７】本発明になる撮像装置におけるストロボ露出制
御の動作波形図である。

【図８】本発明になる撮像装置の第４の実施形態を示す
ブロック図である。

【図９】本発明になる撮像装置におけるストロボ装置の
一実施形態を示すブロック図である。

【図１０】本発明になる撮像装置におけるストロボ装置
の他の実施形態を示すブロック図である。

【図１１】従来の撮像装置における露出制御の動作波形
図である。

【図１２】従来の撮像装置における露出制御の動作波形
図である。

【符号の説明】

１…レンズ、２…絞り、３…撮像素子、４…信号処理回
路、５…露出制御回路、６…ストロボ装置、７…レリー
ズ釦スイッチ、２１…絞り検出回路、２２…絞り駆動回
路、３１…電子シャッタ駆動回路、５１…ＡＥ特性メモ
リ、６１…ストロボ制御回路、６２…ストロボ発光部、
６３…ストロボ受光部、２０１…絞り値制御信号、２０
２…絞り値検出信号、３０１…電子シャッタスピード制
御信号、４０１…信号量情報、４０２…出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、この撮像素子における光電変換電荷を掃き出すこと
により該撮像素子の電荷蓄積時間を制御する電子シャッ
タ制御手段と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞
り手段と、この絞り手段の絞り閉鎖特性を記憶しておく
絞り特性記憶手段とを備え、前記絞り特性記憶手段の特
性を参照して前記電子シャッタ制御手段による電荷の掃
き出しと絞りの閉鎖で決定される露出量を予め予測して
露出制御行うことにより静止画撮像を可能とする撮像装
置において、前記電子シャッタ制御手段による電荷の掃き出しが終了
した後にストロボ発光開始パルスを発生させると共に絞
り手段の閉鎖開始を行うようにしたこと特徴とする撮像
装置。
【請求項２】請求項１において、前記絞り手段を用いて
動画露出制御を行う動画露出制御手段を備え、この動画
露出制御手段による露出での絞り値と撮像信号量から被
写体の低照度状態を検出して該絞り手段により該絞りの
値を特定の絞り値に設定してストロボ発光を行うように
したことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】請求項１において、低照度状態を検出した
ときに絞りを特定の絞り値に設定する前に静止画撮像を
実行するレリーズ釦が押された場合には、絞り値の設定
が終了した後にレリーズ釦信号の受け付けを行なう時間
よりも長い時間を使用して該レリーズ釦信号の受け付け
を行う露出制御回路を設けたことを特徴とする撮像装
置。
【請求項４】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、この撮像素子への入射光量を制限する絞り手段と、
前記撮像素子における光電変換電荷を掃き出すことによ
り該撮像素子の電荷蓄積時間を制御する電子シャッタ制
御手段と、前記撮像素子の信号を可変増幅して適正な映
像信号レベルに変換する可変増幅手段とを備え、前記絞
り手段と電子シャッタ制御手段と可変増幅手段とによる
露出制御を行うことにより動画及び静止画撮像を可能と
した撮像装置において、ストロボを利用して静止画露出を行う場合には、絞り値
をストロボ制御に適した値に固定し、前記可変増幅手段
と電子シャッタ制御手段とにより動画撮像の露出制御を
行って静止画露出開始用のレリーズ釦信号に従う静止画
撮影を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】請求項４において、前記レリーズ釦が押さ
れたときに前記可変増幅手段の増幅度を予め定められた
値に変更して前記ストロボの発光を行うことを特徴とす
る撮像装置。
【請求項６】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、この撮像素子への入射光量を制限する絞り手段と、
前記撮像素子の出力信号を可変増幅して適正な映像信号
レベルに変換する可変増幅手段とを備え、前記絞り手段
と可変増幅手段とによって露出制御を行うことにより動
画撮像及び静止画撮像を可能にする撮像装置において、ストロボと、このストロボの発光量を検出する発光量検
出手段と、この発光量検出手段の出力信号とスレッショ
ルドとの比較で前記ストロボの発光量を制御する制御回
路と、動画撮像の状態で前記制御回路を設定して発光制
御する第１の発光制御手段と、静止画撮像の状態で前記
制御回路を設定して発光制御する第２の発光制御手段
と、前記撮像素子の映像信号出力により撮像信号レベル
を検出する撮像信号レベル検出手段とを設け、前記第１
の発光制御手段によるストロボ発光で得られる露出での
第１の撮像信号レベルに基づいて前記第２の発光制御手
段二より前記制御回路のスレッショルドの設定を変更す
るようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】請求項６において、前記第１の発光制御手
段によるストロボ発光の場合と前記第２の発光制御手段
によるストロボ発光の場合とでは前記可変増幅器の増幅
度を異ならせるようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】請求項６において、前記発光量検出手段
は、前記ストロボの発光電流に基づいた発光量を検出す
ることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】請求項６において、前記発光量検出手段
は、前記ストロボの発光光を直接検出することにより発
光量を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】請求項６において、前記発光量検出手段
は、前記ストロボの発光光の反射光を検出することによ
り発光量を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】電子シャッタ機能を備えて静止画撮像が
可能な撮像素子と、この撮像素子への入射光量を制限す
る絞り手段と、前記撮像素子の出力信号を可変増幅して
適正な映像信号レベルに変換する可変増幅手段とを備
え、前記シャッタ機能と絞り手段と可変増幅手段とによ
って露出制御を行うことにより静止画撮像を可能にした
撮像装置において、ストロボと、このストロボの発光量を検出する発光量検
出手段と、この発光量検出手段の出力信号とスレッショ
ルドとの比較で前記ストロボの発光量を制御する制御回
路と、動画撮像の状態で前記制御回路を設定して発光制
御する第１の発光制御手段と、静止画撮像の状態で前記
制御回路を設定して発光制御する第２の発光制御手段
と、前記撮像素子の映像信号出力により撮像信号レベル
を検出する撮像信号レベル検出手段とを設け、前記第１
の発光制御手段によるストロボ発光で得られる露出での
第１の撮像信号レベルに基づいて前記第２の発光制御手
段が前記制御回路のスレッショルドの設定を変更するこ
とを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記第１の発光制
御手段によるストロボ発光の場合と前記第２の発光制御
手段によるストロボ発光の場合とで前記可変増幅器の増
幅度を異ならせることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】請求項１１において、前記発光量検出手
段は、前記ストロボの発光電流に基づいて発光量を検出
することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】請求項１１において、前記発光量検出手
段は、前記ストロボの発光光を直接検出することにより
発光量を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】請求項１１において、前記発光量検出手
段は、前記ストロボの発光光の反射光を検出することに
より発光量を検出することを特徴とする撮像装置。