JPS63215271A - 電子スチルカメラの自動露出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＯＤ等の固体搬像素子を用いた電子スチル
カメラの自動露出装置に関する。

（従来技術） 従来、銀塩フィルムを用いたスチルカメラにおける適性
露出条件としては、一般にアペックス方式が用いられ、
被写体輝度をＢＶ、フィルム感度をＳ■、シャッタース
ピードをＴＶ、更に絞りをＡＶとすると、アペックス条
件式は、 Ｅ■＝Ｂｖ＋５Ｖ＝ＴＶ＋ＡＶ・・・（１〉で表わされ
る。

このため、シャッタースピード優先ＡＥの場合には、シ
ャッタースピードが設定されるのでＴＶが一定となり、
またフィルム感度Ｓ■も一定なので適性絞りＡＶは、 ＡＶ＝ＢＶ＋ＳＶ　（ｃｏｎｓｔ　）　−ＴＶ　（ｃｏ
ｎｓｔ　）・・・（２） 但し、（ｃｏｎｓｔ　）は一定の意味を表わす。

また絞り優先ＡＥの場合は、絞りが設定されるのでＡＶ
が一定となり、フィルム感度Ｓｖも一定なので、適性シ
ャッタースピードＴＶは、ＴＶ＝ＢＶ＋ＳＶ　（ｃｏｎ
ｓｔ　）　−ＡＶ　（ｃｏｎｓｔ　）・・・（３） となる。

そこで、シャッタースピード優先ＡＥの場合は、前記第
（２）式より被写体輝度ＢＶの連動制御領域が開放Ｆ値
、最小Ｆ値で制限されてしまう。

また絞り優先ＡＥの場合は、前記第（３）式より被写体
輝度ＢＶの連動制御領域がシャッタースピードＴＶの最
長側と最短側で制限されてしまう。

以上のことを第３，４図を参照して説明すると次のよう
になる。

まずシャッタースピード優先ＡＥの場合には、例えばシ
ャッタースピードを１／２５０ｓに設定してレンズを聞
１１ｉＦ値Ｆ１．４、最小値Ｆ’１６のものを装着した
とすると、第３図に示すように、アペックス値ＥＶ９〜
ＥＶ１６の範囲ではレンズの絞りＦｌ、４〜Ｆ１６内で
制御され、この範囲外では露出連動範囲外警報を蹟影者
に知らせるか、あるいは制御領域を広げるため、シＶツ
タ−スピードの自動補正を行なう。このシＶツタ−スピ
ードの自動補正は、開放絞りＦｌ、４にしても適性露出
が得られないときは、設定シャッタースピード１／２５
０３を低速側ヘシフトし、また最小絞りＦｌ６で制御し
ても適性露出が得られないときは、設定シャッタースピ
ード１／２５０ｓを高速側ヘシフトする方式が用いられ
ている。

また絞り優先ＡＥの場合は、開放Ｆ値Ｆ１．４、最小Ｆ
値Ｆ１６のレンズをシャッタースピード１３〜１／４０
００ｓの制御ができるとして、例えば絞りをＦ５．６に
設定した場合、第４図に示すように、アペックス値ＥＶ
５〜ＥＶ１７の範囲ではシャッタースピード連動範囲内
で制御され、この範囲外では連動範囲外警報を撮影者に
知らせるが、あるいは制御範囲を広げるために、絞りの
自動補正を行なう。この絞りの一自動補正は、低速シャ
ッタースピード１Ｓにしても適性露出が得られないとき
には、設定した絞り値Ｆ５．６よりも開放側へ絞りをシ
フトし、また高速シャッタースピード１／４０００３で
制御しても適性露出が得られないときには、設定した絞
りＦ５．６よりも小絞り側ヘシフトする方式が用いられ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の銀塩スチルカメラのシ
ャッタースピード優先ＡＥモード又は絞り優先ＡＥモー
ドをＣＯＤ等の固体ｉ機素子を用いた電子スチルカメラ
にそのまま適用した場合にあっては、レンズやシャッタ
ー制御域によって自動露出の制御領域が限られてしまう
。これを補うために第３，４図に示したように、シャッ
タースピード又は絞りの自動補正を行なった場合は、純
粋なシャッタースピード又は絞りＡＥモードではなくな
ってしまうという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、シャッタースピード及び絞り値からは適性露出が
得られない優先ＡＥモードによる躍影条件下であっても
、純粋な優先ＡＥモードでの制御領域を広げて適性露出
が得られるようにした電子スチルカメラの自動露出装置
を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、被写体像を
結像する光学手段と、露出条件を設定する露出設定手段
と、前記光学手段によって結像された被写体像に対応す
る映像信号を出力する固体瞳像素子と、この固体瞳像素
子からの映像信号を記録する記録手段とを備えた電子ス
チルカメラに於いて、前記固体撮像素子からの映像信号
のゲインを前記露出設定手段に連動させて連続的に可変
するゲイン可変手段を設けるようにしたものである。

（作用） このような本発明の構成によれば、次の作用が得られる
。

まず電子スチルカメラにあっても、従来の銀塩スチルカ
メラと同様に自動露出のために前記第（１）式で与えら
れるアペッス条件式が用いられる。

しかし、電子スチルカメラの場合、銀塩フィルムの代わ
りに固体瞳像素子を用いているので、従来のフィルム感
度Ｓｖに対応するものとして、固体ｉ機素子から出力さ
れた映像信号を増幅する増幅回路のゲインを加味した３
Ｖｇａｉｎで置き換えることができ、更に、この５Ｖ（
ｌａｉｎは出力回路に可変利得アンプを使用することで
によって可変することができる。

そこで、３部ｇａｉｎを一定としてアペックス条件式に
当てはめると次のようになる。

ＥＶ＝ＢＶ＋ＳＶｇａｉｎ＝ＴＶ＋ＡＶＩ　ｅ　＊　（
４）そして、シャッタースピード優先ＡＥの場合は、Ａ
Ｖ＝ＢＶ＋５Ｖａａｉｎ−Ｔｖ−ｅ　＊　（５）となり
、また絞り優先ＡＥの場合は、 ＴＶ＝ＢＶ＋ＳＶｇａｉｎ−ＡＶ−−−（６）となる。

この第（５）（６）式によるシャッタースピード優先Ａ
Ｅモード又は絞り優先ＡＥモードとした電子スチルカメ
ラにあっては、従来の銀塩スチルカメラの場合と同様、
自動露出の制御領域がレンズやシーツタ一連動範囲によ
って制限されてしまう。

そこで本発明にあっては、固体搬像素子から出力される
映像信号を増幅する増幅回路のゲインを自動露出連動外
の高輝度側でダウンすると共に自動露出連動外の低輝度
側でアップすることによって、純粋な優先ＡＥモードの
制御領域を広げることができる。

即ち、シャッタースピード優先ＡＥの場合、被写体輝度
８Ｖが高輝度側の制御限界までくると、それ以上の輝度
に対しては５ＶＯａｉｎを下げるようにゲイン調整し、
前記第（５）式における被写体輝度ＢＶの限界以上の増
加をＳＶｇａｉｎの低下で補って実質的に限界以上の被
写体輝度に対しても設定したシャッタースピードによる
シャッタースピード優先ＡＥが連動できる。

また、被写体輝度ＢＶが低輝度側の制御限界までくると
、それ以下の被写（ｒ輝度に対してはＳＶｇａｉｎを上
げていき、前記第（５）式における被写体輝度ＢＶの限
界以下の減少を５部ｇａｉｎの増加で補って実質的に限
界以下の被写体輝度に対しても設定したシャッタースピ
ードでシャッタースピード優先ＡＥが連動するようにな
る。

同様に、絞り優先ＡＥの場合も、低輝度連動限界以下で
３部ｇａｉｎを増加させると共に、高輝度連動限界以上
で５ＶＱａｉｎを減少させることで制御領域を拡大する
ことができる。

但し、連動制御領域を拡大するための出力回路ゲインの
可変によって映像信号のＳ／Ｎ比も変化するので、実際
にはＳ／Ｎ比の許容範囲内で自動露出の制御領域を広げ
るゲイン調整を行なうことができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

この第１図のブロック構成で成る本発明の自動露出装置
を備えた電子スチルカメラは、絞り優先ＡＥモード、シ
ャッタースピード優先ＡＥモード、プログラムＡＥモー
ド、及びマニュアルモードという各種の撮影モードの内
の１つを選択して露出条件を設定し、設定した露出条件
によって躍像索子から得られた映像信号を小型磁気ディ
スクに記録できるようにしたものである。

第１図に於いて、１はレンズであり、絞り制御は構部４
によって絞り２が設定されるようになっており、被写体
からの光を光学系３及びシＶツタ−６を介して固体搬像
素子（イメージセンサ）７に入射して被写体像を結像さ
せている。光学系３はハーフプリズム、ハーフミラ−１
あるいはビームスプリッタを含んで構成されており、レ
ンズ１からの光を２分割し、２分割した光の大部分をイ
メージセンサ７に導くと共に、残りの光を受光素子５に
導くようにしている。

イメージセンサ７としてはＭＯＳ型、インターライン型
ＣＯＤ、フレームトランスファ型ＣＯＤ等の素子が使用
され、イメージセンサ駆動回路１０の駆動制御に従って
動作し、被写体からの光を光電変換して得た映像信号を
、後の説明で明らかにするＡＧＣアンプを用いた増幅回
路２０、及び映像信号処理回路１１を介して映像信号記
録部１２を出力し、映像信号記録部１２に於いて小型磁
気ディスクに記録される。

一方、光学系３によって２分割された被写体からの光の
１部が照射される受光素子５は、照射光を光電変換して
測光演算回路９に出力する。測光演算回路９は受光素子
５から入力される測光出力や絞り設定機構部１４による
設定絞りゃ、シャッタースピード設定機構部１５による
設定シャッタースピードに基づいて露出演算を行い、こ
の露出演算によって得られた適性な絞り信号を絞り制御
部４に出力すると共に、適性なシャッタースピード信号
をシャッター駆動回路８に出力する。

レリーズ機構１７はカメラとしてのレリーズ動作等を設
定するものであり、設定されたレリーズ動作情報はシー
ケンス制御回路１６に与えられる。

シーケンス制御回路１６は各部の動作制御を行うもので
、適宜のタイミングによりイメージセンサ駆動回路１０
、映像信号処理回路１１、映像信号記録部１２、更に測
光演算回路９にＬＩＪ御信号を出力してこれらを制御す
る。又、同期信号発生部１３はイメージセンサ駆動回路
１０、映像信号処理回路１１、映像信号記録部１２、更
にシーケンス制御回路１６に同期タイミング信号を出力
し、これらの制御動作の同期をはかっている。

このような電子スチルカメラのブロック構成に於いて、
イメージセンサ７から出力される映像信号を増幅して映
像信号処理回路１１に出力する増幅回路２０は、第１ａ
図に取出して示すように、イメージセンサ７からの映像
信号出力の増幅利得を制御することができるＡＧＣ７ン
プ３０で構成される。このＡＧＣアンプ３０のゲインコ
ントロール電圧はシーケンス制御回路１６より与えられ
、測光演算回路９で演算された露出制御の結果に連動し
てＡＧＣアンプ３０の利１ｑを制御するようになる。

次にシーケンス制御回路１６により露出制御の結果に連
動して行われるＡＧＣアンプ３０の利得制御による自動
露出制御を、−第２図のフローチャートを参照して説明
する。

第２図のフローチャートに於いて、まずレリーズ機構１
７に設けたシャッターレリーズ釦を半押しすると、一連
の自動露出制御が開始される。この自動露出制御は、ブ
ロック１００に示すように測光演算回路９へ受光素子５
の測光出力、即ち被写体輝度ＢＶを入力する。尚、被写
体輝度ＢＶの代わりにカメラのレンズの開放絞りを通っ
た後の輝度ＢＶ−ＡＶＤを入力するようにしてもよい。

次のブロック１０２にあっては、レンズ情報として開放
Ｆ値のアペックス値ＡＶＯと、最少絞り値のアペックス
値ＡＶｍｉｎを入力する。続いて判別ブロック１０４に
於いてシャッタースピード優先ＡＥモードか絞り優先Ａ
Ｅモードかを判別する。

ここでシャッタースピード優先へＥモードが設定されて
いたとすると、判別ブロック１０４からブロック１０６
に進み、このとき設定されている設定シャッタースピー
ドＴＶを入力する。

続いてブロック１０８に於いて、前記第（５）式による
適性露出条件を満足する適性絞りＡＶを演算する。ブロ
ック１０Ｂで適性絞りＡＶが演算されたならば、次の判
別ブロック１１０に於いて、適性絞りＡＶと開放Ｆ値の
アペックス値ＡＶＯ及び最少絞りのアペックス値ＡＶＩ
ＩＩｉｎと比較し、演算された適性絞りＡＶが ＡＶＯ≦ＡＶ≦ＡＶＩＩｌｉｎ の範囲に入っていれば、５ＶＧａｉｎは可変せずに、即
ちＡＧアンプ３０のゲインコントロール電圧は変化せず
、ブロック１１２に進んでブロック１０８で演算された
適性絞りＡＶと設定シャッタースピードＴＶで露出制御
を行なう。

一方、判別ブロック１１０で ＡＶ＜ＡＶＯ となる低輝度限界以下のときには、ブロック１１４に進
んで判別ブロック１１６でＡＶ＝ＡＶＯとなるまｒｓＶ
ａａｉｎを増加させ、ＡＶ＝ＡＶＯとなったときにブロ
ック１１２に進んで絞りＡＶ＝Ａ■Ｏと設定しシャッタ
ースピードＴＶで露出制御を行なう。この露出制御によ
りイメージセンサ７から得られた映像信号は増幅回路２
０のゲインコントロール電圧によりブロック１１４で増
加された５Ｖｏａｉｎの増加分だけ増幅され、前記第（
５）式に於いて５ｙｇａｔｎ一定のときに被写体輝度Ｂ
Ｖからは適性露出ＡＶが得られなくても、５Ｖａａｉｎ
の増加により実質的に前記第（５）式を満足した自動露
出による映像信号を記録することができる。

又、判別ブロック１１０に於いて ＡＶ＞ＡＶｍｉｎ となる高輝度限界以上のときには、ブロック１１８に進
んで３Ｖｇａｉｎを下げ、このＳＶｇａｉｎのダウンを
判別ブロック１２０でＡＶ＝ＡＶｍｉｎになるまで繰り
返し、判別ブロック１２０でＡＶ＝ＡＶｍｉｎとなるま
でＳＶｇａｉｎの減少が行われたならば、ブロック１１
２に進んで絞りＡＶ＝ＡＶｍｉｎと設定シャッタースピ
ードＴＶで露出制御を行なう。

この制御によりイメージセンサ７から得られた映像信号
を増幅回路２０を構成するＡＧＣアンプ３０によるゲイ
ンコントロール電圧によるｓｖｇａｉｎの減少分だけゲ
インをダウンする。こうすることにより前記第（５）式
を満足する映像信号を記録することができる。

次に絞り優先ＡＥモードが設定されていた場合には、判
別ブロック１０４のモード判別で絞り優先ＡＥモードが
判別されてブロック１２２に進み、そのとき設定されて
いる設定絞りＡＶを入力する。

勿論、ブロック１２２に於ける設定絞りの入力は開放絞
りから設定絞りまでの絞り段数ＡＶ−ＡＶＤとしてもよ
い。

続いてブロック１２４に於いて前記第（６）式により適
性露出条件を満足すべきシャッタースピードＴＶを演算
する。ブロック１２４で演算された適性シャッタースピ
ードＴＶは、次の判別ブロック１２６に於いてシャッタ
ースピード上限、即ち最高速シャッタースピードのアペ
ックスｆＦ［ＴＶ旧とシャッタースピード下限、即ち最
低速シャッタースピードのアペックス値ＴＶＩＩ、０と
比較され、演算されたシャッタースピードＴＶが ＴＶＬＯ≦ＴＶ≦ＴＶｈｉ の範囲に入っていれば、３ｙｇａｉｎは変えずに、即ち
ＡＧＣアンプ３０のコントロール電圧は可変せず、ブロ
ック１２８に進んで演算された適性シャッタースピード
ＴＶと設定絞りＡＶとで露出制御を行う。

一方、判別ブロック１２６で演算されたシャッタースピ
ードＴＶが ＴＶ＜ＴＶＬＯ となる低輝度限界以下のときは、ブロック１３０で３ｙ
ｇｇｉｎをアップし、このＳＶｇａｉｎアップを判別ブ
ロック１３２でＴＶ＝ＴＶ１１．ｏとなるまで繰り返し
、判別ブロック１３２でＴＶ＝ＴＶ１１．ｏが得られた
ならば、ブロック１２８に進んでシャッタースピードＴ
Ｖ＝ＴＶ１１．ｏと設定絞りＡＶで露出制御を行なう。

この露出制御よりイメージセンサ７から得られた映像信
号は増幅回路２０を構成するＡＧＣアンプ３０にブロッ
ク１３０でのＳｖｇａｉｎアップに対応したゲインコン
トロール電圧によりＡＧＣアンプ３０のゲインをアップ
する。こうすることによって、演算されたシャッタース
ピードＴＶが低輝度限界以下でおっても、実質的に前記
第（６）式の適性露出条件を満たした映像信号を記録す
ることができる。

更に判別ブロック１２６に於いて演算されたシャッター
スピードＴＶがＴＶ＞ＴＶｈｉとなる高輝度限界以上の
ときには、ブロック１３４に進んで判別ブロック１３６
でＴＶ＝ＴＶ旧となるまでＳｖｇａｉｎをダウンし、判
別ブロック１３６でＴＶ＝ＴＶｈｉとなる３ｖｇａｉｎ
の減少が行われると、ブロック１２８に進み、シャッタ
ースピードＴＶ＝ＴＶｈｉと設定絞りＡＶで露出制御を
行なう。この露出制御によりイメージセンサ７から得ら
れた映像信号はブロック１３４でダウンされたＳＶｇａ
ｉｎに対応するゲインコントロール電圧でＡＧＣアンプ
３０のゲインをダウンする。こうすることにより高輝度
限界以上でも実質的に前記第（６）式の適性露出条件を
満足する映像信号を記録することができる。

このようにシャッタースピード優先ＡＥモード又は絞り
優先ＡＥモードで前記第（５）、（６）式から得られた
絞りＡＶ又はシャッタースピードＴＶが高輝度限界又は
低輝度限界を外れていても、従来のフィルム感度に相当
する映像信号の増幅利得の可変により適性露出条件を満
たす純粋な優先ＡＥを実現することができる。

更に、本発明にあっては、第１図の電子スチルカメラに
於ける絞り制御機構部４に、測光演算により得られた絞
りと実際に絞り制御された絞りとの誤差を検出する機構
を設ければ、従来絞り制御の誤差を瞬間絞り込み測光で
再測光してシャツタ−スピード側で補正していたものを
、本発明にあっては開放測光のみで露出演算し、絞り制
御で生じた絞り誤差を絞り制御Ｉ１機構部４に設けた誤
差検出機構により求め、この誤差検出出力により映像信
号読出時のゲイン調整によりＳＶｇａｉｎを変えること
によって絞り制御誤差により生ずる露出誤差を自動的に
補正することができる。

この絞り制御誤差により生ずる露出誤差の自動補正をア
ペックス条件式により説明すると次のようになる。

まず従来の瞬間絞り込み測光による再測光で絞り制御誤
差を測定する方式にあっては、シャッターｆｌ先ＡＥを
例に取ると露出演算により、ＡＶ＝ＢＶ＋５Ｖａａｉｎ
−ＴＶ となる適性絞りＡＶを求め、次に実際の絞り制御を行っ
たとき演算により得られた絞りＡＶより絞り込まれた分
を再測光（瞬間絞り込み測光）を行うことで、 ＢＶ−ｃｚ＋５ｖＯａｉｎ　−（ＴＶ　−α）＝ＢＶ＋
ＳＶｇａｉｎ−ＴＶ とし、絞り込み過ぎて暗くなった分（α）をシャッター
スピードＴＶから（ＴＶ−α）へど長秒側ヘシフトして
露出誤差を補正している。

これに対し本発明のゲイン３ｙｇａｉｎを調整する方式
にあっては、実際の絞り制御によって生じた誤差分αに
基づいて映像信号の読み出し時にゲインをコントロール
することにより５ＶｌｌＩａｉｎを、Ｓ　Ｖ　ｇａｉｎ
　−Ｓ　Ｖ　ａａｉｎ＋　ａとして補正することができ
、瞬間絞り込み測光を行わずに開放測光のみで正確な露
出制御を行うことができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、シャッタース
ピード優先ＡＥ又は絞り優先ＡＥに於ける高輝度限界以
上又は低輝度限界以下で映像信号の出力回路のゲインを
変えることにより、見掛は上の感度ＳＶｇａｉｎを変化
させてアペックス条件式％式％ を満足する輝度領域を広げ、これによって設定した優先
ＡＥ、即ちシャッター優先又は絞り優先の制御領域を広
げることができる。

尚、実施例特有の効果として、実際の絞り制御によって
生じた絞り制御の誤差に基づいて固体眼像素子からの映
像信号の続出時に３Ｖｇａｉｎを補正することで、瞬間
絞り込み測光を行わずに開放測光のみで正確な露出制御
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図、第１ａ
図は第１図の増幅回路の具体例を示した説明図、第２図
は動作を示したフローチャート、第３図は従来のシャッ
タースピード優先ＡＥにおける自動露出制御領域を示し
た説明図、第４図は従来の絞り優先ＡＥにおける自動露
出制御領域を示した説明図である。 １：レンズ ２：絞り ３：光学系 ４：絞り制御機構部 ５：受光素子 ６：シャッター ７：イメージセンサ（固体比像素子） ８：シャッター駆動回路 ９：測光演算回路 １０：イメージセンサ駆動回路 １１：映像信号処理回路 １２：映像信号信号記録部 １３：同期信号発生部 １４：絞り設定機構部 １５ニジセツタ一スピード設定機構部 １６：シーケンス制御回路 １７：レリーズ機構 ２０：増幅回路 ３０：ＡＧＣアンプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体像を結像する光学手段と、露出条件を設定する露
   出設定手段と、該露出設定手段によって設定された露出
   条件で露出演算をする露出演算手段と、前記光学手段に
   よって結像された被写体像に対応する映像信号を出力す
   る固体撮像素子と、該固体撮像素子からの映像信号を記
   録する記録手段とを備えた電子スチルカメラに於いて、 前記固体撮像素子からの映像信号のゲインを前記露出演
   算手段の出力により制御可能のゲイン可変手段を設けた
   ことを特徴とする電子スチルカメラの自動露出装置。