JPH11234553A - 電子カメラ及び電子カメラの露光量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】測光時間の短縮化を図るとともに、スミアの影
響のない適正な露光制御を可能にする。 【解決手段】撮像手段から得られる電気信号に基づいて
被写体の明るさを求め、その被写体の明るさが適正か否
かを判別する（ステップＳ１２）。被写体の明るさが所
定の明るさ（スミア発生輝度）未満の場合には、前記求
めた被写体の明るさに基づいて撮像手段における露光量
を制御する。一方、被写体の明るさが、スミア発生輝度
以上の場合には（ステップＳ２４）、撮像素子に蓄積さ
れた信号電荷を垂直転送路に転送せずに該垂直転送路の
電荷を読み出すことによりスミア量を検出し（ステップ
Ｓ２６）、被写体の明るさを前記検出したスミア量に基
づいて補正し（ステップＳ２８）、この補正した被写体
の明るさに基づいて撮像手段における露光量を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子カメラ及び電子
カメラの露光量制御方法に係り、特に電子シャッタとメ
カニカルシャッタとを有する電子カメラ及び電子カメラ
の露光量制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子カメラにおいて、撮
影露出を決定するために行う測光処理は、メカニカルシ
ャッタを開けたまま電子シャッタで固体撮像素子の電荷
蓄積時間を制御し、固体撮像素子から読み取った信号に
基づいて適正な露光量を得るための電荷蓄積時間（電子
シャッタスピード）や絞り値を決定している。

【０００３】しかしながら、電子シャッタのみで固体撮
像素子の電荷蓄積時間を制御すると、電荷の転送期間中
に固体撮像素子に入射する光によるスミアが電荷中に混
入し、特に高輝度の被写体の場合にはスミアが多くな
り、測光精度が悪化するという問題がある。その結果、
本露光時には固定撮像素子が適正露光された時点にメカ
ニカルシャッタを閉じ、上記スミアの影響を受けないよ
うにしているが、上記のように測光時にスミア量を含ん
だ信号に基づいて適正な露光量を求めると、スミア量に
よっては本露光時に露出不足となってしまう問題があ
る。

【０００４】これに対し、スミア量のみを検出し、スミ
ア量を含む露光量からスミア量を減算し、これにより適
正な露光量を求めるようにした電子カメラが提案されて
いる（特開平５−７３３５号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記スミア
量の検出は、測光時と同じ露光条件で露光し、その露光
後、固体撮像素子に蓄積された信号電荷を垂直転送路に
転送せずに、固体撮像素子の垂直転送路の電荷（スミア
成分）だけを読み出すことによって行うため、スミア量
を検出して適正な露光量を求める場合には、スミア量を
検出する時間だけ測光時間が長くなるという問題があ
る。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、測光時間の短縮化を図るとともに、スミアの影
響のない適正な露光制御が可能な電子カメラ及び電子カ
メラの露光量制御方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１に係る発明は、被写体を示す画像光を
撮像素子の受光面に結像し、該撮像素子の受光面に結像
された画像光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮
像手段から得られる電気信号に基づいて前記被写体の明
るさを求める測光手段と、前記測光手段によって求めた
被写体の明るさが、該測光手段による測光精度に影響を
及ぼすスミア量を発生する所定の明るさ以上か否かを判
別する判別手段と、前記判別手段によって前記測光手段
によって求めた被写体の明るさが前記所定の明るさ以上
であることが判別されるときのみ、前記測光手段で求め
た被写体の明るさに基づいて前記撮像素子に蓄積された
信号電荷を垂直転送路に転送せずに該垂直転送路の電荷
を読み出すことによりスミア量を検出するスミア検出手
段と、前記判別手段によって前記測光手段によって求め
た被写体の明るさが前記所定の明るさ以上であることが
判別されるときのみ、前記測光手段によって求めた被写
体の明るさを前記スミア検出手段で検出したスミア量に
基づいて補正する補正手段と、前記測光手段によって求
めた被写体の明るさ又は前記補正手段によって補正した
被写体の明るさに基づいて前記撮像手段における露光量
を制御する露光量制御手段と、を備えたことを特徴とし
ている。

【０００８】即ち、スミア量は被写体の明るさに依存
し、被写体の明るさによってはスミア除去処理を行わな
くても所望の測光精度が得られることに着目し、被写体
の明るさが、測光精度に影響を及ぼす所定の明るさ以上
の場合のみスミア量を検出し、この検出したスミア量に
よって被写体の明るさを補正し、一方、被写体の明るさ
が所定の明るさ未満の場合には、スミア除去処理を行わ
ずに高速に測光処理を行うようにしている。尚、前記露
光量制御手段は、本願請求項２に示すように前記撮像素
子の電荷蓄積時間を制御する電子シャッタと、撮像時に
露光終了時点から少なくとも前記撮像素子に蓄積された
信号電荷の転送が終了までの期間、前記撮像素子を遮光
するメカニカルシャッタとを含み、前記測光手段によっ
て求めた被写体の明るさ又は前記補正手段によって補正
した被写体の明るさに基づいて前記電子シャッタ及びメ
カニカルシャッタを制御することを特徴としている。

【０００９】また、本願請求項３に係る発明は、被写体
を示す画像光を撮像素子の受光面に結像し、該撮像素子
の受光面に結像された画像光を電気信号に変換する撮像
手段を有する電子カメラの露光量制御方法において、前
記撮像手段から得られる電気信号に基づいて被写体の明
るさを求め、前記求めた被写体の明るさが、被写体の測
光精度に影響を及ぼすスミア量を発生する所定の明るさ
以上か否かを判別し、前記被写体の明るさが所定の明る
さ未満の場合には、前記求めた被写体の明るさに基づい
て前記撮像手段における露光量を制御し、前記被写体の
明るさが所定の明るさ以上の場合には、前記求めた被写
体の明るさに基づいて前記撮像素子の電荷蓄積時間を制
御し、該撮像素子に蓄積された信号電荷を垂直転送路に
転送せずに該垂直転送路の電荷を読み出すことによりス
ミア量を検出し、前記求めた被写体の明るさを前記検出
したスミア量に基づいて補正し、前記補正した被写体の
明るさに基づいて前記撮像手段における露光量を制御す
るようにしたことを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る電子カメラ及び電子カメラの露光量制御方法の好まし
い実施の形態について詳説する。図１は本発明に係る電
子カメラの概略構成を示すブロック図である。同図に示
すように、この電子カメラは、主としてターレット型絞
り１２及びメカニカルシャッタ１４を内蔵した光学ユニ
ット１０と、インターライン型の固体撮像素子（ＣＣ
Ｄ）２０と、信号処理回路２２と、液晶モニタ２６と、
絞り制御回路２８と、シャッタ制御回路３０と、中央処
理装置（ＣＰＵ）３４とから構成されている。

【００１１】ターレット型絞り１２は、それぞれ絞り径
の異なる複数の絞り孔を有しており、適宜の絞り孔が光
学ユニット１０の光軸上に位置するように絞り制御回路
２８を介して図示しないモータによって駆動される。メ
カニカルシャッタ１４は、スミアを除去するためのもの
で、通常、全開位置に保持され、スチル撮像時の正規の
露光終了時点から少なくともＣＣＤ２０から信号電荷を
転送する期間、ＣＣＤ２０を遮光するように全閉され
る。尚、このメカニカルシャッタ１４は、シャッタ制御
回路３０及び図示しないモータを介して全開位置に駆動
されるようになっている。

【００１２】さて、被写体を示す画像光は、上記ターレ
ット型絞り１２及びメカニカルシャッタ１４が配置され
た光学ユニット１０を介してＣＣＤ２０の受光面に結像
される。ＣＣＤ２０は、受光面に結像された画像光をそ
の光量に応じた量の信号電荷に変換する。このようにし
て蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路３２から加え
られる駆動パルスに基づいて順次転送され、信号電荷に
応じた電圧信号（画像信号）として読み出される。

【００１３】ＣＣＤ２０から読み出された画像信号は、
信号処理回路２２に加えられ、ここで色分離、ホワイト
バランス調整、ガンマ補正、Ａ／Ｄ変換処理等が行われ
る。ＣＰＵ３４は、パワースイッチ、レリーズスイッチ
等のスイッチ操作に基づいて各回路を統括制御するもの
で、光学ユニット１０及びＣＣＤ２０の制御や、画像信
号の外部記録装置３８（メモリカード等）への記録時の
制御等を行う。即ち、ＣＰＵ３４は、測光回路が求めた
被写体の明るさに基づいてターレット型絞り１２の絞り
値やＣＣＤ２０の電子シャッタでの電荷蓄積時間（電子
シャッタスピード）を決定し、決定した絞り値に基づい
て絞り制御回路２８を介してターレット型絞り１２を制
御するとともに、電子シャッタスピードに基づいてＣＣ
Ｄ駆動回路３２を介してＣＣＤ２０での電荷蓄積時間を
制御する。尚、測光回路は、前記信号処理回路２２から
出力される画像信号の積算平均値や、現在の絞り値及び
電子シャッタスピードに基づいて被写体の明るさ（被写
体輝度）を求める。

【００１４】また、ＣＰＵ３４は、レリーズ半押し時
（又はムービー撮影時）にはシャッタ制御回路３０を介
してメカニカルシャッタ１４が全開するように制御し、
一方、レリーズ全押し時（スチル撮影時）には、電子シ
ャッタとメカニカルシャッタ１４とを併用した本露光を
行う。ここで、電子シャッタとメカニカルシャッタ１４
とを併用した本露光について説明する。

【００１５】本露光は、図２に示すようにＣＣＤ２０の
電荷蓄積開始時点（露光開始時点）を電子シャッタで制
御し（図２（Ｂ））、露光終了時点にメカニカルシャッ
タ１４を閉じることにより行い、これにより露光時間を
制御している（図２（Ｄ））。即ち、メカニカルシャッ
タ１４は、通常開放されており、適宜の時期に出力され
るシャッタ駆動パルスによって駆動され（図２
（Ｃ））、このシャッタ駆動パルスの出力時点から所定
のメカ遅れ時間後に閉じる。そして、同期信号ＶＤ（図
２（Ａ））を基準にして電子シャッタによる電荷蓄積開
始時点と、シャッタ駆動パルスの出力時点とを制御する
ことにより露光時間を制御する。尚、メカニカルシャッ
タ１４のメカ遅れ時間は既知であり、このメカ遅れ時間
を考慮して前記電荷蓄積開始時点及びシャッタ駆動パル
スの出力時点が制御される。また、メカニカルシャッタ
１４の閉じ時点は、図２（Ｄ）に示すように閉じ始めて
から全閉するまでの中間点である。このメカニカルシャ
ッタ１４は、少なくともＣＣＤ２０からの画像信号の読
み出し期間が終了までの期間、ＣＣＤ２０の受光面が遮
光されるように全閉状態が保持される。これにより、Ｃ
ＣＤ２０からの画像信号の読み出し期間中に該画像信号
にスミア成分が含まれないようにしている。

【００１６】また、ＣＰＵ３４は、ＡＦ評価回路が求め
たＡＦ評価値に基づいて該ＡＦ評価値が最大になるよう
に光学ユニット１０のフォーカスレンズ（図示せず）を
移動させ、焦点合わせを行わせる。尚、ＡＦ評価回路
は、周知のように信号処理回路２２から出力される画像
信号のうちの測距領域に対応する画像信号を受入し、か
つその画像信号の高周波成分を積算してＡＦ評価値を求
める。また、本露光時には、電子シャッタによって電荷
蓄積開始時点が制御されるが、これに限らず、メカニカ
ルシャッタ１４の開時点を制御するとともに、所定の露
光時間終了時点にメカニカルシャッタ１４を閉じるよう
にしてもよい。

【００１７】さて、レリーズ半押し時（又はムービー撮
影時）に得られる画像信号は、液晶モニタ２６に加えら
れ、これにより液晶モニタ２６には、被写体の画像がリ
アルタイム又はリアルタイムではないが、ほぼ連続した
動画として表示される。従って、液晶モニタ２６の画面
を見ながらスチル撮影する被写体の構図等を決めること
ができる。尚、液晶モニタ２６等の画像表示手段は、電
子カメラに一体的に設けられたものに限らず、例えば、
ビデオ出力端子を介して接続される外部表示手段でもよ
い。

【００１８】一方、レリーズ全押し時には本露光が行わ
れ、ＣＣＤ２０及び信号処理回路２２を介して１コマ分
の画像データが信号レベル検出ブロック２４に加えられ
るとともに、１コマ分の画像データがメモリ３６に一旦
格納される。信号レベル検出ブロック２４は、１コマ分
の画像データの濃度のヒストグラムを作成し、画像デー
タの補正を行うための基準最大値及び基準最小値を検出
する。ＣＰＵ３４は、信号レベル検出ブロック２４が検
出した出力に基づいて補正に必要なパラメータを求め、
これによりメモリ３６に格納した画像データに対して後
処理（補正）を行い、その補正した画像データを外部記
憶装置３８に記録する。尚、記録するデータは、カメラ
の内蔵メモリでもよい。また、保存するデータは、補正
したデータでもよいし、実際に露光されたデータをその
まま記録し、それと一緒に後処理に必要なパラメータを
保存してもよい。

【００１９】次に、本発明に係る電子カメラの露光量制
御方法について、図３及び図４を用いて説明する。ＣＰ
Ｕ３４は、レリーズスイッチが半押しされると、メカニ
カルシャッタ１４を開き、被写体の測光（第１回測光）
を行う（ステップＳ１０）。ＣＣＤ２０はラチチュード
が狭いため、低輝度から高輝度まで一度の測光処理で露
出（ターレット型絞り１２の絞り位置と、電子シャッタ
スピード）を決定することができない。例えば、図４に
示すようにラチチュードが４Ｅｖ程度であるとし、一般
被写体を５〜１７Ｅｖと想定すると、前記第１回測光時
には、被写体輝度が基準輝度（１１Ｅｖ）と想定して露
出制御し、そのときの被写体輝度を求める。

【００２０】続いて、第１回測光時に求めた被写体輝度
が適正か否か（即ち、被写体輝度が基準輝度に対して±
２Ｅｖ以内か否か）を判別する（ステップＳ１２）。被
写体輝度が適正の場合には測光処理を終了し、その被写
体輝度に基づいて本露光時の露出制御を行う。一方、被
写体輝度が適正でない場合には、被写体輝度が高いか
（被写体輝度が基準輝度に対して＋２Ｅｖ以上か）、又
は被写体輝度が低いか（被写体輝度が基準輝度に対して
−２Ｅｖ以下）を判別する（ステップＳ１４）。被写体
輝度が低いと判別すると、低輝度測光用に露出を設定す
る（ステップＳ１６）。この場合、第１回測光時の露出
設定よりも被写体輝度が４Ｅｖ高くなるように設定す
る。この低輝度測光用の露出設定後、再度、被写体の測
光（第２回測光）を行う（ステップＳ１８）。これによ
り、適正な被写体輝度を求めることができ、測光処理を
終了する。

【００２１】ステップＳ１４において、被写体輝度が高
いと判別すると、高輝度測光用に露出を設定する（ステ
ップＳ２０）。この場合、第１回測光時の露出設定より
も被写体輝度が４Ｅｖ低くなるように設定する。この高
輝度測光用の露出設定後、再度、被写体の測光（第２回
測光）を行う（ステップＳ２２）。この第２回測光時に
求めた被写体輝度に基づいて、その被写体輝度がスミア
発生輝度以上か否かを判別する（ステップＳ２４）。こ
こで、スミア発生輝度とは、スミア量が測光精度に影響
を及ぼし、所望の測光精度が得られない被写体輝度のう
ちの最小輝度である。また、スミア発生輝度以上の被写
体輝度は、例えば、ターレット型絞り１２を最小絞りに
し、且つ電子シャッタスピードを高速にする露出制御が
必要な被写体輝度である。

【００２２】そして、被写体輝度がスミア発生輝度以上
と判別すると、図５に示すように第２回測光後にスミア
検出モードでの露光を行い、スミア量を検出する（ステ
ップＳ２６）。このスミア検出モードでの露光は、ステ
ップＳ２２での測光と同じ露出条件で行い、その露光後
にＣＣＤ２０に蓄積された信号電荷を垂直転送路に転送
せずに、ＣＣＤ２０の垂直転送路の電荷（スミア成分）
だけを読み出し、これによりスミア量を検出する。

【００２３】続いて、ステップＳ２２での第２回測光時
に得たスミア量を含んだ被写体輝度から上記スミア量を
除去した適正な被写体輝度を求める（ステップＳ２
８）。尚、測光処理を行う際に、図６に示すように撮影
画面を複数のブロックに分割して各ブロック毎に測光す
ることにより、高輝度エリアを判別することができる。
スミアは垂直方向にのみ発生するため、高輝度エリアの
上下の画素についてはスミア除去処理を行い、それ以外
の部分については除去を行わずに適正とすることで、高
ダイナミックレンジの測光処理を行うことができる。

【００２４】また、段階的な測光によって被写体輝度を
求めるようにしたが、測光する回数等はこの実施の形態
に限定されない。更に、絞りはターレット型絞りに限ら
ず、複数羽根型の絞りや固定絞りでもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
写体が明るく測光精度にスミアが影響して所望の測光精
度が得られないときのみ、スミア除去処理を行って被写
体の明るさを補正するようにしたため、大部分の被写体
についてはスミア除去処理を行わないために高速に測光
処理を行うことができ、また高輝度被写体の場合にはス
ミア除去処理を行うため、所望の測光精度で被写体の明
るさを求めることができ、適正な露光制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る電子カメラの概略構成を示
すブロック図である。

【図２】図２は図１に示した電子カメラの本露光時の露
光制御を説明するために用いたタイミングチャートであ
る。

【図３】図３は図１に示したＣＰＵの要部の処理手順を
示すフローチャートである。

【図４】図４は段階的な測光を説明するために用いた図
である。

【図５】図５はスミア除去処理を説明するために用いた
タイミングチャートである。

【図６】図６は分割測光に基づくスミア除去処理を説明
するために用いた図である。

【符号の説明】

１０…光学ユニット １２…ターレット型絞り １４…メカニカルシャッタ ２０…固体撮像素子（ＣＣＤ） ２２…信号処理回路 ２６…液晶モニタ ２８…絞り制御回路 ３０…シャッタ制御回路 ３２…ＣＣＤ駆動回路 ３４…中央処理装置（ＣＰＵ） ３６…メモリ ３８…外部記録装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を示す画像光を撮像素子の受光面
   に結像し、該撮像素子の受光面に結像された画像光を電
   気信号に変換する撮像手段と、 前記撮像手段から得られる電気信号に基づいて前記被写
   体の明るさを求める測光手段と、 前記測光手段によって求めた被写体の明るさが、該測光
   手段による測光精度に影響を及ぼすスミア量を発生する
   所定の明るさ以上か否かを判別する判別手段と、 前記判別手段によって前記測光手段によって求めた被写
   体の明るさが前記所定の明るさ以上であることが判別さ
   れるときのみ、前記測光手段で求めた被写体の明るさに
   基づいて前記撮像素子に蓄積された信号電荷を垂直転送
   路に転送せずに該垂直転送路の電荷を読み出すことによ
   りスミア量を検出するスミア検出手段と、 前記判別手段によって前記測光手段によって求めた被写
   体の明るさが前記所定の明るさ以上であることが判別さ
   れるときのみ、前記測光手段によって求めた被写体の明
   るさを前記スミア検出手段で検出したスミア量に基づい
   て補正する補正手段と、 前記測光手段によって求めた被写体の明るさ又は前記補
   正手段によって補正した被写体の明るさに基づいて前記
   撮像手段における露光量を制御する露光量制御手段と、 を備えたことを特徴とする電子カメラ。
2. 【請求項２】 前記露光量制御手段は、前記撮像素子の
   電荷蓄積時間を制御する電子シャッタと、撮像時に露光
   終了時点から少なくとも前記撮像素子に蓄積された信号
   電荷の転送が終了までの期間、前記撮像素子を遮光する
   メカニカルシャッタとを含み、前記測光手段によって求
   めた被写体の明るさ又は前記補正手段によって補正した
   被写体の明るさに基づいて前記電子シャッタ及びメカニ
   カルシャッタを制御することを特徴とする請求項１に記
   載の電子カメラ。
3. 【請求項３】 被写体を示す画像光を撮像素子の受光面
   に結像し、該撮像素子の受光面に結像された画像光を電
   気信号に変換する撮像手段を有する電子カメラの露光量
   制御方法において、 前記撮像手段から得られる電気信号に基づいて被写体の
   明るさを求め、 前記求めた被写体の明るさが、被写体の測光精度に影響
   を及ぼすスミア量を発生する所定の明るさ以上か否かを
   判別し、 前記被写体の明るさが所定の明るさ未満の場合には、前
   記求めた被写体の明るさに基づいて前記撮像手段におけ
   る露光量を制御し、 前記被写体の明るさが所定の明るさ以上の場合には、前
   記求めた被写体の明るさに基づいて前記撮像素子の電荷
   蓄積時間を制御し、該撮像素子に蓄積された信号電荷を
   垂直転送路に転送せずに該垂直転送路の電荷を読み出す
   ことによりスミア量を検出し、 前記求めた被写体の明るさを前記検出したスミア量に基
   づいて補正し、 前記補正した被写体の明るさに基づいて前記撮像手段に
   おける露光量を制御するようにしたことを特徴とする電
   子カメラの露光量制御方法。