KR100855670B1 - 촬상장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

노출을 제어하는 촬상장치(120)는 촬상소자(105)의 출력 신호를 처리하는 신호처리부(114), 조리개를 제어하는 조리개 제어부(104), 피사체의 밝기를 검출하는 외부 센서(107)를 포함한다. 이 경우, 화상 데이터 및 외부 센서의 양쪽의 휘도 정보를 사용해 노출을 제어하고, 외부 센서의 샘플링 주기를 고체촬상소자의 축적기간보다도 짧게 설정한다. 그리고, 축적기간 중에 외부 센서가 검출한 휘도 정보에 근거하여, 조리개값과 축적기간 중 적어도 하나를 제어한다.
Figure R1020070096322
고체촬상소자, 휘도정보, 외부센서, 조리개, 샘플링 주기

Description

촬상장치 및 제어방법{IMAGE SENSING APPARATUS AND CONTROL METHOD}
본 발명은, 노출을 제어하는 촬상장치, 촬상장치의 제어 방법, 컴퓨터 프로그램, 및 기억매체에 관한 것이다.
종래, CCD 센서나 CMOS 센서 등의 고체촬상소자를 갖는 촬상장치의 AE(auto exposure)제어에 있어서는, 촬영 시의 노광 조건을 적절히 조정하고, 촬영 시에 사용하는 고체촬상소자의 감도에 따른 노광 시간을 설정한다. 이 노광기간의 설정시, 1화면분의 화소 데이터를 전부 판독하고, 복수의 화상 블록으로 분할하며, 분할된 복수의 화상 블록 중에서 특정의 화상 블록 영역을 추출한다. 그리고, 그 특정의 화상 블록 영역의 화소 데이터의 휘도 레벨을 적분하여, 그 특정의 화상 블록 영역에 관해 전체 화소 데이터의 적분 값을 얻는다.
이 적분값과 미리 정해진 휘도 레벨을 비교하고, 그 비교 결과에 차이가 있으면, 노광 조건을 변경한다. 이 노광 조건은, 고체촬상소자의 전하 축적기간, 셔터 속도, 개구 사이즈 등이다. 설정된 노광 조건을 사용하여, 다시 고체촬상소자로부터 1화면분의 화소 데이터를 전부 판독하고, 특정의 화상 블록 영역의 화소 데이터의 휘도 레벨의 적분 값을 측정, 비교, 판정함으로써 노광 조건의 최적 값을 얻 는다. 이상의 동작을 몇 번 반복함으로써, 적분 값이 미리 정해진 휘도 레벨 같게 되는 조건을 노광 조건으로서 결정한다(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개2004-350204호 및 일본국 공개특허공보 특개2002－199272호를 참조).
그렇지만, 이상에서 설명한 종래의 AE 제어방식에서는, 고체촬상소자로부터의 화상 데이터를 사용하기 때문에, 조리개의 제어는 축적기간마다 행해져, 노출 제어의 리스폰스가 불충분하게 된다. 또, 축적기간 중의 밝기의 변화에 의해, 노출이 불안정해져 버릴 우려가 있다. 특히, 느린 셔터 속도로 촬영을 했을 때에는 축적기간이 길어지기 때문에, 노출이 간헐적으로 제어되어, 피사체의 밝기의 변화에 응답할 수 없어, 안정한 화상 데이터를 얻을 수 없다. 또한, 여기에서 느린 셔터 속도는, 셔터 속도가 1/60초보다도 느린 경우를 나타내고 있다.
본 발명은, 상기의 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 촬상장치에서 느린 셔터 속도로 촬영을 할 때, AE 제어의 딜레이 없이, 피사체의 밝기의 변화에 보다 즉각적으로 응답하여, 안정한 화상 데이터를 얻는 것이다.
본 발명의 일 국면에 따르면, 촬상장치는, 촬상소자와, 조리개와, 셔터 수단과, 상기 조리개를 제어하는 조리개 제어수단과, 셔터 속도를 제어하는 셔터속도 제어수단과, 상기 촬상소자의 출력 신호를 증폭시키는 증폭기와, 상기 촬상소자로부터 출력 신호를 처리해서 화상 데이터를 출력하는 신호처리수단과, 상기 촬상소 자의 샘플링 주기보다도 짧게 설정되어 있는 검출기간 중에, 촬상하는 피사체의 밝기를 외부 휘도 정보로서 검출하는 외부 센서를 구비하고, 상기 셔터속도 제어수단에 의해 제어되는 셔터속도가 소정기간보다도 길게 설정되어 있는 경우에는, 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 상기 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어한다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 촬상소자, 조리개, 셔터수단, 증폭기, 및 외부 센서를 구비한 촬상장치의 제어방법은, 상기 조리개를 제어하는 공정과, 셔터 속도를 제어하는 공정과, 상기 촬상소자의 출력 신호를 증폭시키는 공정과, 상기 촬상소자의 증폭된 출력 신호를 처리해서 화상 데이터를 출력하는 공정과, 상기 촬상소자의 샘플링 주기보다도 짧게 설정되어 있는 검출기간 중에, 상기 외부 센서를 사용하여 촬상하는 피사체의 밝기를 외부 휘도 정보로서 검출하는 공정과, 상기 셔터속도 제어공정에서 제어되는 셔터속도가 소정의 기간보다도 길게 설정되어 있는 경우, 전하 축적기간 중에 상기 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 공정을 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징들은 첨부도면과 관련한 이하의 예시적인 실시 예의 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 의하면, 촬상장치에서 느린 셔터 속도로 촬영을 할 때, AE 제어의 딜레이 없이, 피사체의 밝기의 변화에 보다 즉각적으로 응답하여, 촬상장치의 노출 제어에 있어서의 성능향상을 실현할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하면서 설명한다.
<실시 예1>
도 1은, 본 발명의 실시 예에 따른 촬상장치의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이며, 도 2는 촬상장치의 외관을 나타내는 사시도다.
이하, 도 1 및 도 2를 사용하여, 본 발명의 실시 예에 따른 촬상장치를 설명한다. 촬상장치(120)는, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 렌즈 유닛(101) 및 렌즈 유닛(101)의 후방에 배치된 조리개 유닛(102)을 포함한다. 렌즈 유닛(101) 및 조리개 유닛(102)을 통과하는 피사체로부터의 빛은, 고체촬상소자(105)의 촬상면 위에 피사체의 상을 결상한다. 이 상은, 고체촬상소자(105)에 의해 광의 신호로부터 영상신호로 변환된다. 고체촬상소자(105)에는, CCD 반도체 구조 또는 CMOS 반도체 구조를 갖는 소자가 사용된다.
고체촬상소자(105)에 의해 취득된 영상신호는, 신호처리회로(114)에 보내진다. 고체촬상소자(105)에 의해 취득된 영상신호는, 신호처리회로(114)에 의해 소정의 처리가 실시된 후에, LCD 등으로 구성되는 표시장치(116)에 출력된다. 필요에 따라, 영상신호는 자기 테이프(115), DVD 디스크(117), 메모리 카드(118) 등에 기록된다.
참조번호 107은 외부 센서로서, Cds 소자, CCD 소자 등으로 구성되고, 피사체의 밝기 정보를 검출할 수 있도록, 촬상장치(120)의 본체의 전면에 설치된다. 외부 센서(107)로 검출된 빛은 본 실시 예에 있어서의 렌즈 유닛(101)과 조리개 유 닛(102)을 통과하지 않는다. 외부 센서(107)로 검출된 밝기 정보는, 마이크로프로세서(111)로 보내져, 조리개 및 셔터 속도의 제어에 사용된다. 외부 센서(107)의 샘플링 주기는, 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간(샘플링 주기)과는 독립적이다. 따라서, 외부 센서(107)의 샘플링 주기를 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간 혹은 고체촬상소자(105)로부터 취득된 화상 데이터의 갱신 주기보다도 짧게 설정될 수 있다.
구체적으로는, 고체촬상소자(105)의 샘플링 주기를 1/60초로 설정했을 때, 외부 센서(107)의 샘플링 주기를 1/60초에 대하여 수회로 설정한다. 또한, 1/60초보다 긴 느린 셔터 속도의 경우에는, 고체촬상소자(105)의 샘플링 주기보다도 외부센서(107)의 샘플링 주기가 짧기 때문에, 외부 센서(107)의 샘플링 주기를 예를 들면 1/60초에 대하여 1회로 설정하는 것이 가능하다. 외부 센서(107)의 샘플링 주기가 감소한 만큼 처리 정밀도는 증가하지만, 처리 부하를 고려하면, 이 샘플링 주기는 외부 센서(107)의 최대 샘플링 주기 이하로 설정되는 것이 좋다. 또한, 본 명세서에 있어서, 느린 셔터 속도란, 셔터 속도가 1/60초보다도 느린 경우를 나타낸다는 점에 유념한다.
마이크로프로세서(111)는, 고체촬상소자(105)를 제어하는 센서구동회로(106)를 통해서, 고체촬상소자(105)의 전하의 축적 및 판독을 제어한다. 또한, 마이크로프로세서(111)는 렌즈구동회로(103)를 통해서 렌즈 유닛(101)의 포커스, 줌 등을 제어한다. 또, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)의 화상 데이터로부터 얻은 피사체의 휘도 정보나, 외부센서(107)로부터 얻는 피사체의 휘도 정보를 사용 하여, 조리개 구동회로(104)를 통해, 조리개 유닛(102)을 제어하고, 아울러 셔터 속도를 제어함으로써, 노출을 제어한다.
또한, ROM(112) 및 RAM(113)이 설치된다. ROM(112)에는, 본 발명의 실시 예에 따른 제어를 실행하기 위한 제어 프로그램이 기억되어 있다. 또한, RAM(113)에는, 각종의 1차 기억 메모리 영역 및 워크 에어리어 등, 마이크로프로세서(111)가 동작하는데 필요한 메모리 영역이 설정된다. 이에 따라, 마이크로프로세서(111)는, ROM(112)에 기억된, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 프로그램을 실행하는 것이 가능해진다. 한편, 마이크로프로세서(111)에 의한 노출 제어에 대해서는, 나중에 자세히 설명한다.
또한, 마이크로프로세서(111)는, 신호처리회로(114)를 사용해, 피사체를 촬영하기 위한 화이트 밸런스 제어를 행하고, 화상 데이터의 화이트 밸런스가 적정하게 되도록 신호 레벨을 처리한다. 한층 더, 마이크로프로세서(111)는 필요에 따라 렌즈구동회로(103)를 통해서 렌즈 유닛(101)을 구동하거나 또는 신호처리회로(114)를 제어함으로써, 유저가 촬영할 때의 손 흔들림 보정 기능을 실현한다.
먼저 설명한 바와 같이, 촬상장치(120)의 내부에, DVD 디스크, 자기 테이프, 메모리 카드 등의 기억 매체를 수납하고, 동화상 데이터 및 정지 화상 데이터를 기록하여 재생할 수 있다. 또한, 참조번호 122는 마이크로폰으로서, 촬영 시에 음성을 기록하기 위해서 설치되어 있다. 참조번호 129는 스피커로서, 재생할 때에 음성을 출력하기 위해서 설치되어 있다. 마이크로폰(122) 및 스피커(129)는, 음성 I/F(131)를 거쳐서, 신호처리회로(114)와 접속된다.
참조번호 123은 전자식 뷰파인더(EVF)로서, 촬영시에 피사체를 확인하기 위해서 설치되어 있다.
또한, 유저가 촬상장치(120)에 대하여 각종의 조작을 행하기 위해 조작부(132)가 설치되어 있고, 마이크로프로세서(111)를 통해서 촬상장치(120)를 조작한다. 조작부(132)에는 이하에 설명하는 구성소자가 포함된다. 구체적으로, 참조번호 124는 동화상용 트리거 스위치다. 동화상용 트리거 스위치(124)는 푸쉬 버튼 스위치이며, 동화상 촬영의 시작 및 종료를 기기에 전달하기 위해서 유저가 조작하는 스위치다. 참조번호 125는 정지 화상용 트리거 스위치다. 정지 화상용 트리거 스위치(125)는 푸쉬 버튼 스위치이며, 정지 화상 촬영의 시작 및 종료를 입력하기 위해서 유저가 조작하는 스위치다.
또한, 참조번호 126은 회전식 모드 다이얼 스위치다. 이 모드 다이얼(126)로, 유저는 예를 들면 재생 모드를 설정하는 "재생", 카메라 모드를 설정하는 "카메라" 및 이들의 어느 것도 아닌 "OFF"를 선택할 수 있다. 또, 참조번호 127은 조작 스위치 군이며, 유저가 촬상장치(120)를 조작하기 위한, 특히 재생 조작 및 메뉴 조작 등을 위한 키가 배치되어 있다. 이상이, 조작부(132)를 조작함으로써 실현되는 조작의 예다.
또한, 표시장치(116)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 촬상장치(120)의 본체의 측면에 자유롭게 개폐하도록 부착된 LCD이며, EVF(123)와 마찬가지로, 촬영 시에는 피사체의 확인, 재생시에는 화상의 표시에 주로 사용된다. 표시장치(116)는, 촬상장치(120)로부터 떨어져 열려 있을 때, 수평 축에 대하여 회전될 수 있도록 회전가 능하게 구성되어 있다. 참조번호 130은 배터리이며, 촬상장치(120)에 착탈 가능하다.
다음에, 촬상장치(120)에 있어서의 마이크로프로세서(111)에 의한, 노출 제어에 대해서, 도 3의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
도 3은, 본 실시 예의 노출 제어 처리를 나타내는 플로차트다. 전원이 투입되어, 처리가 개시되면, 마이크로프로세서(111)는, 스텝 S301에서, 촬영을 위해 설정된 셔터 속도를 판별한다. 설정된 셔터 속도가 느린 셔터 속도가 아니라고 판단되었을 경우에는, 처리가 스텝 S302로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했는지 아닌지를 판정한다. 전하 축적기간이 소정기간이상 경과하지 않았으면, 처리는 스텝 S305로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 한편, 이 경우, 이 소정기간은, 피사체의 휘도, 신호의 게인, 조리개값 및 셔터 속도 간의 관계를 나타내는 (미도시의) 프로그램 선도에 따라 결정된다.
한편, 스텝 S302에서, 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했다고 판단된 경우에는, 처리는 스텝 S303로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)로부터 출력되는 화상 데이터를 취득하는 동시에 피사체의 화상 휘도 정보를 얻는다. 계속해서, 처리는 스텝 S304로 진행된다. 스텝 S304에서, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S303에서 취득된 피사체의 화상 휘도 정보에 근거하여, 최적의 조리개값 및 셔터 속도를 산출한다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 필요에 따라, 조리개 유닛(102) 및/또는 셔터 속도를 조정함으로써 촬영한 화상의 노출이 최 적이 되도록 제어를 행한다. 그 후에, 처리는 스텝 S305로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
한편, 스텝 S301에 있어서, 셔터 속도가 느린 셔터 속도라고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S306로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했는지 아닌지를 판정한다. 만약에 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S307로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 보유하고 있는 화상 휘도 정보를 클리어한다. 그 후에, 처리는 스텝 S308로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 빠른 셔터 속도의 처리와 마찬가지로, 고체촬상소자(105)로부터 출력되는 화상 데이터를 취득하는 동시에 피사체의 화상 휘도 정보를 얻는다.
그리고, 처리는 스텝 S309로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S308에서 취득된 피사체의 화상 휘도 정보에 근거하여, 최적의 조리개값 및 셔터 속도를 산출하고, 필요에 따라, 조리개 유닛(102) 및/또는 셔터 속도를 조정한다. 이에 따라, 마이크로프로세서(111)는 촬영한 화상의 노출이 최적이 되도록 제어를 행한다. 그 후에, 처리는 스텝 S305로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
한편, 스텝 S306에 있어서 전하 축적기간이 소정기간이상 경과하지 않았다고 판단된 경우에는, 처리는 스텝 S310로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 외부 센서(107)로부터 피사체의 외부 휘도 정보를 취득한다. 그리고, 처리는 스텝 S311로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S310에서 취득된 외부 휘도 정보와 현재 의 카메라 파라미터로부터, 촬상소자(105)에 입사되는 현재의 광량을 산출하고, 전하 축적시작으로부터 노광량(∑)을 얻는다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 전하 축적기간에 있어서의 단위 시간당의 노광량(∑/t)을 산출한다. 다음에, 처리는 스텝 S312로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 이렇게 해서 얻은 단위 시간당의 노광량과 미리 결정된 소정값을 비교한다. 또한, 여기에서 말하는 카메라 파라미터는, 조리개값 및 셔터 스피드를 포함한다. 이 미리 결정된 소정값도, 전술한 프로그램 선도에 따라 결정된다.
스텝 S312에 있어서, 단위 시간당의 노광량이 소정값보다 작다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S313로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 노광량을 증가시키기 위해서, 조리개값을 증가시키거나 혹은 셔터 속도를 감소시킴으로써 노출을 제어한다. 이 경우에 노출을 제어하기 위해 사용된 값도, 전술한 프로그램 선도에 따라 결정된다.
한편, 스텝 S312에 있어서, 단위 시간당의 노광량이 소정값보다 작지 않다고 판단되었을 경우에는, 처리를 스텝 S314로 진행시킨다. 스텝 S314에 있어서, 단위 시간당의 노광량과 소정값을 비교한 결과, 단위 시간당의 노광량이 소정값보다 크다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S315로 진행된다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 노광량을 감소시키기 위해서, 조리개값을 감소시키거나 혹은 셔터 속도를 증가시킴으로써 노출을 제어한다. 한편, 스텝 S314에서, 단위 시간당의 노광량이 소정값보다도 크지 않은, 즉 소정값과 같다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S305로 진행된다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 조리개값이나 셔터 속도를 변경하는 일없이, 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
여기서, 상기 설명한 소정값은, 어느 정도의 범위 또는 공차를 가지고 있어, 단위 시간당의 노광량이 소정의 범위 내가 아닐 때에, 조리개값 및/또는 셔터 속도를 변경하는 것을 행해도 좋다.
이상의 처리를 행한 후, 스텝 S305에서, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정하고, 전원이 절단되어 제어가 종료할 때까지, 스텝 S301에 있어서의 셔터 속도의 판별로부터의 처리를 반복한다. 스텝 S305에서 촬영이 종료되었다고 판단되었을 때 전원이 절단되고, 마이크로프로세서(111)는 처리를 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 느린 셔터 속도의 경우에 있어서, 화상 데이터만을 사용해서 노출을 제어하는 경우보다 더 짧은 주기로 노출을 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, AE 제어의 딜레이 없이, 피사체의 밝기의 변화에 보다 신속하게 응답할 수 있어, 촬상장치(120)의 노출 제어에 있어서의 성능향상을 실현할 수 있다.
<실시 예2>
본 실시 예2에서는, 실시 예1의 촬상장치(120)에 있어서의 마이크로프로세서(111)에 의한 노출 제어 처리를 아래와 같이 변경한다. 본 실시 예2의 촬상장치(120)에 있어서의 마이크로프로세서(111)에 의한 노출 제어에 대해서, 도 4의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
도 4는, 본 실시 예2의 노출 제어 처리를 나타내는 플로차트다. 전원이 투입 되어 처리가 개시되면, 마이크로프로세서(111)는, 우선 스텝 S401에서, 촬영을 위해 설정된 셔터 속도를 판별한다. 셔터 속도가 느린 셔터 속도가 아니라고 판단되었을 경우에는, 처리가 스텝 S402로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했는지 아닌지를 판정한다.
만약, 전하 축적기간이 소정기간이상 경과하지 않았으면, 처리는 스텝 S405로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 한편, 스텝 S402에 있어서, 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S403로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)로부터 출력되는 화상 데이터를 취득하는 동시에 피사체의 화상 휘도 정보를 얻는다.
계속해서, 스텝 S404에서, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S403에서 취득된 피사체의 화상 휘도 정보에 근거하여, 최적의 조리개값 및 셔터 속도를 산출한다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 필요에 따라, 조리개 유닛(102) 및/또는 셔터 속도를 조정함으로써 촬영한 화상의 노출이 최적이 되도록 제어를 행한다. 그 후에, 처리는 스텝 S405로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
한편, 스텝 S401에 있어서, 셔터 속도가 느린 셔터 속도라고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S406로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했는지 아닌지를 판정한다. 만약에 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S407 로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 보유하고 있는 보유하고 있는 화상 휘도 정보를 클리어한다. 그 후에, 처리는 스텝 S408로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 느린 셔터 속도가 아닌 경우와 마찬가지로, 고체촬상소자(105)로부터 출력되는 화상 데이터를 취득하는 동시에 피사체의 화상 휘도 정보를 얻는다.
계속해서, 처리는 스텝 S409로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S408에서 취득된 피사체의 화상 휘도 정보에 근거하여, 최적의 조리개값 및 셔터 속도를 산출한다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 필요에 따라, 조리개 유닛(102) 및/또는 셔터 속도를 조정함으로써 촬영한 화상의 노출이 최적이 되도록 제어를 행한다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S405에서 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
한편, 스텝 S406에 있어서 전하 축적기간이 소정기간이상 경과하지 않았다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S410로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 외부 센서(107)로부터 피사체의 외부 휘도 정보를 취득한다. 그리고, 스텝 S411에서, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S410에서 취득된 최신의 외부 휘도 정보와 이미 취득되어 있는 외부 휘도 정보에 의거해 피사체의 외부 휘도 변화량을 얻는다. 그리고, 처리는 스텝 S412로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 얻는 외부 휘도 변화량과 미리 결정된 소정값을 비교한다.
스텝 S412에서, 외부 휘도 변화량이 소정값보다도 큰 경우, 피사체의 밝기가 크게 변화되었다고 판단하고, 처리는 스텝 S413로 진행된다. 이렇게 피사체의 밝기가 크게 변화되었다고 판단되었을 경우에는, 마이크로프로세서(111)는 노광량을 조 정하기 위해서 최신의 외부 휘도 정보에 근거하여, 조리개값 및/혹은 셔터 속도를 제어함으로써 노출을 제어한다.
한편, 스텝 S412에 있어서, 외부 휘도의 변화량이 소정값보다 크지 않다고 판단되었을 경우에는, 마이크로프로세서(111)는 조리개값이나 셔터 속도를 변경하는 일없이, 스텝 S405에서, 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
이상의 처리를 행한 후, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S405에서 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정하고, 전원이 절단되어서 제어가 종료할 때까지, 스텝 S401의 셔터 속도의 판별로부터의 처리를 반복한다. 전원이 절단되면, 마이크로프로세서(111)는 처리를 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 축적기간 중에 있어서의 외부 센서의 외부 휘도 정보의 변화량이, 미리 결정된 소정값보다 큰 경우에, 마이크로프로세서(111)는 전하 축적기간 중에, 조리개값 및/또는 전하 축적기간을 조정해서 노출을 제어한다. 이에 따라, 피사체의 작은 휘도변화에 의해, 노출을 불필요하게 제어하는 일없이, 피사체의 밝기의 큰 변화에 확실하게 응답하는 것이 가능해져, 촬상장치의 노출 제어에 있어서의 성능향상을 실현할 수 있다.
<실시 예3>
본 실시 예3에서는, 실시 예1의 촬상장치(120)에 있어서의 마이크로프로세서(111)에 의한 노출 제어 처리를 아래와 같이 변경한다.
본 실시 예3의 촬상장치(120)에 있어서의 마이크로프로세서(111)에 의한 노출 제어에 대해서, 도 5의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
도 5는, 본 실시 예3의 노출 제어 처리를 나타내는 플로차트다. 전원이 투입되어 처리가 개시되면, 마이크로프로세서(111)는, 우선 스텝 S501에서, 촬영을 위해 설정된 셔터 속도를 판별한다. 셔터 속도가 빠른 셔터 속도가 아니라고 판단되었을 경우에는, 처리가 스텝 S502로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했는지 아닌지를 판정한다. 만약에 전하 축적기간이 소정기간이상 경과하지 않았으면, 처리는 스텝 S505로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
한편, 스텝 S502에 있어서, 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S503로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)로부터 출력되는 화상 데이터를 취득하는 동시에 피사체의 화상 휘도 정보를 얻는다.
계속해서, 스텝 S504에서, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S503에서 취득된 피사체의 화상 휘도 정보에 근거하여, 최적의 조리개값 및 셔터 속도를 산출한다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 필요에 따라, 조리개 유닛(102) 및/또는 셔터 속도를 조정함으로써 촬영한 화상의 노출이 최적이 되도록 제어를 행한다. 그리고, 처리는 스텝 S505로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
여기에서, 스텝 S501에 있어서 셔터 속도가 빠른 셔터 속도가 아니라고 판단되었을 경우에는, 마이크로프로세서(111)는 한층 더, 셔터 속도가 느린 셔터 속도인지 아닌지 판정하고, 실시 예1 혹은 실시 예2에 나타나 있는 바와 같이 노출을 제어한다.
한편, 스텝 S501에 있어서, 셔터 속도가 빠른 셔터 속도라고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S506로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 고체촬상소자(105)의 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했는지 아닌지를 판정한다. 만약에 전하 축적기간이 소정기간이상 경과했다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S507로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 화상 휘도 정보인 보유되어 있는 노광량(∑)과, 미리 결정된 소정값을 비교한다. 이 경우, 이 노광량이 소정값 이상인 경우에는, 처리는 스텝 S508로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 노광량이 적정하다고 판단하고, 보유하고 있는 노광량의 값을 클리어한다.
그 후에, 처리는 스텝 S509로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 셔터 속도가 느린 경우의 처리와 마찬가지로, 고체촬상소자(105)로부터 출력되는 화상 데이터를 취득하는 동시에 피사체의 화상 휘도 정보를 얻는다. 그리고, 스텝 S510에서, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S509에서 취득된 피사체의 화상 휘도 정보에 근거하여, 최적의 조리개값 및 셔터 속도를 산출한다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 필요에 따라, 조리개 유닛(102) 및/또는 셔터 속도를 조정함으로써, 촬영한 화상의 노출이 최적이 되도록 제어를 행한다. 그리고, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S505에서, 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정한다.
한편, 스텝 S507에서 노광량이 소정값보다 작다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S511로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 부족한 노광량을 보충하기 위해서 전하 축적기간을 연장하고, 처리는 스텝 S505로 진행되어 촬영이 종료되었 는지 아닌지를 판정한다.
한편, 스텝 S506에 있어서 축적기간이 소정기간이상 경과하지 않았다고 판단된 경우에는, 처리는 스텝 S512로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 외부 센서(107)로부터 피사체의 외부 휘도 정보를 취득한다. 그리고, 처리는 스텝 S513로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S512에서 취득한 외부 휘도 정보와 현재의 카메라 파라미터에 근거해, 촬상소자(105)에 입사하는 현재의 광량을 산출하고, 전하 축적의 시작으로부터의 노광량(∑)을 얻는다. 한층 더, 마이크로프로세서(111)는 현재의 전하 축적기간에 있어서의 단위 시간당의 노광량(∑/t)을 산출한다. 그리고, 처리는 스텝 S514로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 취득한 단위 시간당의 노광량과, 미리 결정된 소정값을 비교한다. 또한, 여기에서 말하는 카메라 파라미터는, 조리개값 및 셔터 속도를 포함한다.
만약에, 단위 시간당의 노광량이 소정값보다 작다고 판단되었을 경우에는, 처리는 스텝 S515로 진행되고, 마이크로프로세서(111)는 노광량을 증가시키기 위해서, 조리개값을 증가시키거나 혹은 셔터 속도를 줄임으로써 노출을 제어한다. 반대로, 스텝 S514 및 S516에서의 비교의 결과, 단위 시간당의 노광량이 소정값보다 크다고 판정된 경우에는, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S517에서 노광량을 감소시키기 위해서, 조리개값을 감소시키거나 혹은 셔터 속도를 증가시킴으로써 노출을 제어한다.
한편, 단위 시간당의 노광량이 소정값과 같은 경우에는, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S505에서 조리개값이나 셔터 속도를 변경하지 않고, 촬영이 종료되 었는지 아닌지를 판정한다. 여기에서, 소정값은 어느 정도의 범위 또는 공차를 가지고 있어도 좋고, 즉, 단위 시간당의 노광량이 소정의 범위 내가 아닐 때에, 조리개값 및/또는 셔터 속도를 변경하기 위한 제어를 행해도 좋다.
이상의 처리를 행한 후, 마이크로프로세서(111)는 스텝 S505에서 촬영이 종료되었는지 아닌지를 판정하고, 전원이 절단되어 제어가 종료할 때까지, 스텝 S501의 셔터 속도의 판별로부터의 처리를 반복한다. 전원이 절단되면, 마이크로프로세서(111)는 처리를 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 전하 축적기간마다, 외부 센서(107)로부터의 외부 휘도 정보에 근거해 노광량을 산출하고, 산출한 노광량이 소정 레벨에 도달하지 않은 경우에, 전하 축적기간을 연장한다. 이에 따라 빠른 셔터 속도의 경우에 있어서, 피사체의 밝기의 변화에 의해, 관례적으로 노광량이 부족해 버리는 상황에서도, 피사체의 밝기의 변화를 추종할 수 있어, 촬상장치의 노출 제어에 있어서의 성능향상을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 노출 제어를 조리개값과 셔터 속도를 제어함으로써 행하고 있지만, 프로그램가능한 게인 증폭기(도면에 나타내지 않은 PGA)를 이용해서 게인을 제어함으로써 혹은 PGA, 조리개값 및 셔터 속도를 이용해 게인을 제어함으로써 노출 제어를 행해도 된다.
본 발명은, 상술한 실시 예의 기능을 실현하는 소프트웨어 프로그램을, 시스템 혹은 장치에 직접 혹은 원격으로 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터를 이용해 상기 공급된 프로그램 코드를 판독해서 실행으로써도 달성될 수 있다는 점에 유념한다.
따라서, 컴퓨터로 본 발명의 기능을 실현하기 때문에, 컴퓨터에 인스톨되는 실제의 프로그램 코드도 본 발명을 실현한다. 즉, 본 발명의 특허청구범위는 본 발명의 기능을 실현하기 위한 실제의 컴퓨터 프로그램도 포함한다. 그 경우, 상기 시스템 또는 장치가 프로그램의 기능을 취득할 수 있으면, 프로그램은, 오브젝트 코드(object code), 인터프리터에 의해 실행되는 프로그램, 또는 오퍼레이팅 시스템에 공급하는 스크립트 데이터 등의 어떤 형태로든 실행될 수 있다.
프로그램을 공급하기 위해 사용될 수 있는 기억매체의 예로서는, 예를 들면, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기 테이프, 비휘발성의 메모리 카드, ROM, 또는 DVD(DVD-ROM 또는 DVD-R) 등이 있다.
클라이언트 컴퓨터의 브라우저를 사용해서 인터넷상의 웹사이트에 접속하고, 웹사이트로부터 하드 디스크 등의 기록매체로 프로그램을 다운로드함으로써 프로그램을 공급할 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 실제의 프로그램 또는 자동 인스톨 기능을 포함하는 압축된 파일을 다운로드해도 된다. 더 나아가서, 본 발명의 프로그램은, 프로그램을 구성하는 프로그램 코드를 복수의 파일로 분할하고, 각각의 파일을 서로 다른 웹사이트로부터 다운로드함으로써 공급될 수도 있다. 즉, 본 발명의 기능을 컴퓨터로 실현하기 위한 프로그램 파일을 복수의 유저가 다운로드할 수 있게 하는 WWW(World Wide Web) 서버도, 본 발명의 특허청구범위에 포함된다.
본 발명의 프로그램을 암호화해서 CD-ROM 등의 기억매체에 기억시켜, 유저에 게 배포한다. 이 경우, 소정의 요구조건을 만족시키는 어떤 유저든지, 인터넷을 통해서 웹사이트로부터 해독 열쇠 정보를 다운로드하도록 허용되고, 이 열쇠 정보를 사용해서 암호화된 프로그램을 실행가능한 포맷으로 컴퓨터에 인스톨시킨다.
컴퓨터로, 판독한 프로그램을 실행한 결과, 상술한 것 이외의 형태로 실시 예의 기능을 실현할 수도 있다. 그 프로그램의 지시에 근거하여, 예를 들면, 컴퓨터상에서 가동하고 있는 오퍼레이팅 시스템 등이, 실제의 처리의 일부 또는 전부를 수행할 수 있고, 이 처리의 결과, 상술한 실시 예의 기능이 실현된다.
또, 기억매체로부터 판독된 프로그램이, 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 보드 또는 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 설치된 메모리에 기록된다. 그 경우, 그 프로그램의 지시에 근거하여 기능 확장 보드 또는 기능 확장 유닛에 설치된 CPU 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 수행하고, 이 처리 결과, 상술한 실시 예의 기능이 실현된다.
본 발명은 예시한 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 예시한 실시 예에 한정되는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 이하의 특허청구범위는 그러한 변형과 균등 구성 및 기능을 모두 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 촬상장치의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 촬상장치의 개관을 나타내는 사시도다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 촬상장치에 의해 실행되는 노출 제어 처리를 나타내는 플로차트다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 촬상장치에 의해 실행되는 노출 제어 처리를 나타내는 플로차트다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 촬상장치에 의해 실행되는 노출 제어 처리를 나타내는 플로차트다.

Claims (15)

  1. 촬상소자와,
    조리개와,
    셔터 수단과,
    상기 조리개를 제어하는 조리개 제어수단과,
    셔터속도를 제어하는 셔터속도 제어수단과,
    상기 촬상소자의 출력 신호를 증폭시키는 증폭기와,
    상기 촬상소자로부터의 출력 신호를 처리해서 화상 데이터를 출력하는 신호처리수단과,
    상기 촬상소자의 샘플링 주기보다도 짧게 설정되어 있는 검출기간 중에, 촬상하는 피사체의 밝기를 외부 휘도 정보로서 검출하는 외부 센서를 구비하고,
    상기 셔터속도 제어수단에 의해 제어되는 셔터속도가 소정기간보다도 길게 설정되어 있는 경우에는, 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터속도가 상기 소정기간보다도 길게 설정되어 있는 경우에, 경과한 전하 축적기간이 상기 셔터 속도보다도 짧으면, 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘 도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경과한 전하 축적기간이 상기 셔터 속도보다도 짧은 경우에는, 상기 경과한 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보와, 상기 촬상장치에 설정되어 있는 카메라 파라미터에 의거하여, 단위 시간당의 노광량을 산출하고, 상기 산출한 단위 시간당의 노광량에 근거해 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 산출한 값이 소정값보다도 작은 경우에는, 상기 노광량이 증가하도록, 상기 산출한 값이 상기 소정값보다도 큰 경우에는 상기 노광량이 감소하도록, 또는 상기 산출한 값이 상기 소정값과 같은 경우에는 상기 노광량이 변화하지 않도록 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보와, 이미 취득되어 있는 외부 휘도 정보가 나타내는 휘도차가 소정값 이상이면, 상기 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터속도가 상기 소정기간보다도 길게 설정되어 있는 경우에만, 상기 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조리개 제어수단 및 상기 셔터속도 제어수단 중 적어도 한 개를 제어함으로써 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  8. 촬상소자, 조리개, 셔터 수단, 증폭기, 및 외부 센서를 구비한 촬상장치의 제어방법으로서,
    상기 조리개를 제어하는 공정과,
    셔터 속도를 제어하는 공정과,
    상기 촬상소자의 출력 신호를 증폭시키는 공정과,
    상기 촬상소자의 증폭된 출력 신호를 처리해서 화상 데이터를 출력하는 공정과,
    상기 촬상소자의 샘플링 주기보다도 짧게 설정되어 있는 검출기간 중에 상기 외부 센서를 사용하여 촬상하는 피사체의 밝기를 외부 휘도 정보로서 검출하는 공정과,
    상기 셔터속도 제어공정에서 제어되는 셔터속도가 소정기간보다도 길게 설정되어 있는 경우에, 전하 축적기간 중에 상기 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 노출 제어공정에서는, 상기 셔터속도가 상기 소정기간보다도 길게 설정되어 있는 경우에, 경과한 전하 축적기간이 상기 셔터속도보다도 짧으면, 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 노출 제어공정에서는, 상기 경과한 축적기간이 상기 셔터속도보다도 짧 은 경우에, 상기 경과한 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보와, 상기 촬상장치에 설정되어 있는 카메라 파라미터에 의거하여, 단위 시간당의 노광량을 산출하고, 상기 산출된 값에 근거해 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 노출 제어공정에서는, 상기 산출된 값이 소정값보다도 작은 경우에는 상기 노광량이 증가하도록, 상기 산출된 값이 상기 소정값보다도 큰 경우에는 상기 노광량이 감소하도록, 또는 상기 산출된 값이 상기 소정값과 같은 경우에는 상기 노광량이 변화하지 않도록 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제어방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 노출 제어공정에서는, 상기 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보와, 이미 취득되어 있는 외부 휘도 정보가 나타내는 휘도차가 소정값 이상이면, 상기 전하 축적기간 중에 상기 외부센서가 검출한 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제어방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 노출 제어공정에서는, 상기 셔터속도가 상기 소정기간보다도 길게 설정되어 있는 경우에만, 상기 전하 축적기간 중에 상기 외부 센서가 검출한 외부 휘도 정보를 사용해서 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제어방법.
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노출 제어공정에서는, 상기 조리개 제어공정, 상기 셔터속도 제어공정 및 상기 증폭공정 중 적어도 하나의 공정을 제어함으로써 노출을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제어방법.
  15. 컴퓨터에 로드되어 실행될 때 청구항 8에 기재된 제어방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독가능한 기억매체.
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