WO2004073298A1 - 電子カメラ - Google Patents

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image
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image sensor
exposure
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Hideo Hibino
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Nikon Corporation
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/667—Camera operation mode switching, e.g. between still and video, sport and normal or high- and low-resolution modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation

Definitions

  • the present invention relates to an electronic camera that can display an image captured by an image sensor on a monitor in real time for confirmation before photographing.
  • the exposure is feedback-controlled while a pre-shooting confirmation moving image is being displayed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-111285).
  • the AE evaluation value an index indicating the brightness of the image
  • the charge of the image sensor in the direction in which the exposure approaches an appropriate value is referred to.
  • the accumulation time is corrected.
  • the intensity of this correction is intentionally suppressed.
  • the correction amount is, for example, about 25% (correction intensity of 25%) of the value that immediately makes the exposure match the appropriate value.
  • the response speed of the feedback is made slower in this way, it takes time for the exposure to converge to the appropriate value, and sudden changes such as a moving object crossing the screen during the display of the pre-shooting video before shooting will occur. When this happens, the exposure is stabilized without flickering of the movie before shooting.
  • the exposure does not immediately match the appropriate value immediately after the start-up, when the mode is changed, or at the beginning of the feedback control.
  • An object of the present invention is to provide an electronic camera capable of performing exposure control flexibly corresponding to a situation where a confirmation moving image before photographing is being displayed.
  • a first object of the present invention is to provide an electronic force camera capable of quickly optimizing the exposure immediately after the start of displaying a pre-shooting confirmation moving image.
  • a second object of the present invention is to provide an electronic camera capable of quickly optimizing the exposure immediately after the illumination of a subject is switched to special illumination while displaying a pre-shooting confirmation moving image. .
  • An electronic camera includes an imaging device that captures an image of a subject, a display unit that displays an image output from the imaging device during continuous imaging in real time, and a luminance of an image output from the imaging device.
  • Control means for performing feedback control consisting of repetition of a loop that corrects exposure based on the control method, wherein the control means includes an output from the image sensor in a first loop immediately after the start of the feed pack control. The exposure is corrected based on the brightness of a plurality of images to be performed.
  • the control unit corrects exposure based on luminance of two images continuously output from the image sensor.
  • control means increases the correction intensity in the first loop from the succeeding second loop and thereafter.
  • control means sets predetermined exposures different from each other when capturing the plurality of images.
  • the control unit corrects the exposure based on a luminance of the plurality of images belonging to a predetermined appropriate range.
  • the control unit sets the method of evaluating the luminance of the plurality of images to center-weighted photometry.
  • the electronic camera further includes a power supply for supplying power to each unit in the electronic camera, and the control unit starts the feedback control in response to activation of the power supply.
  • the electronic camera is switchable between a photographing mode for photographing and recording an image and at least one non-photographing mode, and the control unit is configured to switch from the non-photographing mode to the photographing mode.
  • the feedback control is started in response to the switching to.
  • the electronic camera according to the present invention may further include an imaging device that captures an image of a subject, a display unit that displays an image output from the imaging device during continuous imaging in real time, and a luminance of the image output from the imaging device.
  • Electronic camera comprising: a control unit for performing a feed pack control consisting of a repetition of a loop that corrects an exposure based on the control unit.
  • the control unit when the luminance is outside a predetermined range, the luminance is within the predetermined range. Wherein the intensity of the correction is higher than in the case of (1).
  • the electronic camera according to the present invention may further include an imaging device that captures an image of a subject, a display unit that displays an image output from the imaging device during continuous imaging in real time, and a luminance of the image output from the imaging device.
  • An electronic camera comprising: a control unit that performs feedback control consisting of a repetition of a loop that corrects exposure based on the following: and an illumination unit that is turned on based on the luminance of an image output from the image sensor. When the lighting unit is turned on, the intensity of the correction is higher than when the lighting unit is not turned on.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the electronic camera 1 of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a timing chart of each process related to the exposure control (feedback control) of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing of the first loop of the feedback control according to the first embodiment.
  • Fig. 4 (a) shows the signal values of the first frame A acquired with a large exposure
  • Fig. 4 (b) shows the signal values of the subsequent frame B acquired with a small exposure.
  • FIG. 5 is a diagram comparing the feedback control of the first embodiment with the conventional feedback control.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating processing of each loop after the second loop of the feedback control according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating feedback control according to the second embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG.
  • This embodiment is an embodiment of an electronic camera.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an electronic camera 1 of the present embodiment.
  • the present invention can be applied to an electronic camera having a separate lens. However, here, a case in which the present invention is applied to an electronic camera 1 with an integrated lens will be described.
  • the electronic camera 1 has a control circuit 10, operation buttons 10 A, a photographing lens 11, an aperture mechanism 12, an aperture drive circuit 12 A, a shutter mechanism 13, a shutter drive circuit 13 A, and a CCD.
  • Reference numeral 19 denotes a storage medium such as a removable memory card.
  • the CCD image sensor 14 corresponds to the image sensor in the claims. Further, the monitor 18 and the display control circuit 18A correspond to a display unit in the claims. Further, the control circuit 10, the imaging element drive circuit 14A, the gain adjustment circuit 15 and the image processing circuit 17 correspond to the control means in claims.
  • the light beam from the subject enters the taking lens 11 and forms an image on the CCD image sensor 14 via the aperture mechanism 12 and the shutter mechanism 13.
  • the user gives instructions to the electronic camera 1 via the operation buttons 1 OA, such as an image pickup instruction, an AE lock (fixed exposure), a metering method (multi-segment metering, center-weighted metering, etc.), and an ISO sensitivity. Can be set.
  • control circuit 10 When the control circuit 10 recognizes the user's imaging instruction and AE lock instruction from the state of the operation button 10 A, the control circuit 10 gives an instruction to each part in the electronic camera 1 in accordance with the instruction, and When the photometric method set by the user is recognized from the OA state, the photometric method is set for the image processing circuit 17.
  • control circuit 10 sets the user-set ISO from the state of the operation button 1 OA.
  • gain corresponding to the ISO sensitivity is set to the gain adjustment circuit 15.
  • the control circuit 10 issues an instruction according to the power-on operation and the switching operation from the non-shooting mode such as the image playback mode to the image shooting mode in the operation mode of the electronic camera 1.
  • the confirmation video before shooting is displayed as follows.
  • the aperture drive circuit 12A sets the aperture value of the aperture mechanism 12 to a predetermined value (for example, an open value).
  • the shutter drive circuit 13 A keeps the shutter mechanism 13 open.
  • the image sensor driving circuit 14A drives the CCD image sensor 14 in the high-speed read mode.
  • the image output from the CCD image sensor 14 (in this case, the movie to be checked before shooting) is sequentially input to the image processing circuit 17 via the gain adjustment circuit 15 and the A / D conversion circuit 16 in this order. .
  • the confirmation moving images before shooting sequentially input to the image processing circuit 17 are sequentially displayed on the monitor 18 via the display control circuit 18A.
  • the exposure control (feed pack control) is performed as follows.
  • the image processing circuit 17 extracts an AE evaluation value from a pre-shooting confirmation moving image of each frame output from the CCD image sensor 14 by a photometry method set in advance by a user or the like.
  • the AE evaluation value extracted by the image processing circuit 17 is referred to by the control circuit 10 and sent to the image sensor drive circuit 14A so as to correct the charge accumulation time of the CCD image sensor 14 in a direction in which the exposure approaches an appropriate value. Instructions are given.
  • Exposure can be corrected not only by changing the charge storage time of the CCD 14 but also by changing the shutter opening time by the shutter mechanism 13 and changing the aperture value by the aperture mechanism 12.
  • the shutter is open and fixed during the display of the confirmation video before shooting. If the user inputs an AE lock command during the display of the pre-shooting confirmation video, the correction amount of the charge accumulation time will be 0 regardless of the AE evaluation value extracted by the image processing circuit 17, and the exposure Is fixed.
  • An image (here, a still image) output from the CCD image sensor 14 is input to the image processing circuit 17 via the gain adjustment circuit 15 and the A / D conversion circuit 16 in this order.
  • the still image input to the image processing circuit 17 is compressed by the compression circuit 19A as necessary, and then written to the storage medium 19.
  • FIG. 2 is a timing chart of each process related to the exposure control (feedback control) of the present embodiment.
  • the image processing circuit 17 employs a photometry method set by the user as a photometry method for extracting the AE evaluation value from the pre-shooting confirmation moving image.
  • the process of FIG. 2 (1) is a process in which the control circuit 10 refers to the extracted AE evaluation value
  • the process of FIG. 2 (2) is a process in which the control circuit 10 is based on the AE evaluation value.
  • the control circuit 10 instructs the image sensor drive circuit 14A to change the charge accumulation time of the CCD image sensor 14 by the correction amount ⁇ . This is a process for giving an instruction.
  • the time required from the start of exposure of a frame until the exposure is actually corrected based on the AE evaluation value of the frame is equivalent to three frames.
  • the above-mentioned correction amount ⁇ is set to about 25% (correction strength 25%) of the value that immediately matches the exposure to an appropriate value in order to moderate the response speed of the feedback. Can be suppressed.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the processing of the first loop of the feedback control according to the present embodiment. Steps S2 and S3 correspond to the processing of FIG. 2 (1,), steps S4, S5 and S6 correspond to the processing of FIG. 2 (2), and step S7 corresponds to the processing of FIG. 3 ')
  • the exposure of the first frame A is set to a predetermined value, and the exposure of the subsequent frame B is set to another predetermined value. These exposures are set according to the charge accumulation time of the CCD image sensor 14, respectively.
  • the image processing circuit 17 adopts center-weighted metering as a metering method when extracting the A ⁇ evaluation value from the confirmation moving image before shooting, regardless of the setting of the user.
  • the gain adjustment circuit 15 sets a predetermined value as the gain, for example, a value corresponding to the ISO sensitivity 100, regardless of the setting of the user (the above, step S1 in FIG. 3).
  • FIG. 4 (a) shows the signal values of the first frame A acquired with a large exposure
  • FIG. 4 (b) shows the signal values of the subsequent frame B acquired with a small exposure.
  • the upper row is the actual LV value
  • the lower row is the output value of the 12bitAZD conversion circuit 16.
  • the signal value of a relatively bright subject (LV values 11 to 16) is “4”. Although it is saturated to the saturation level of “0 95”, the signal value of a relatively dark subject (LV value 3 to 9) takes a value according to the actual LV value.
  • the signal value of a relatively dark subject (LV value 3 to 8) is buried in the noise level of "25" or less, but the brightness is relatively bright.
  • the signal value of the subject (LV value 9 to 16) takes a value corresponding to the actual LV value. Therefore, for the evaluation of brightness, for a relatively dark subject (LV value is 3 to 10), using the AE evaluation value of the frame acquired with a large exposure can improve the accuracy and is relatively bright. For subjects (LV values 9 to 16), the accuracy can be improved by using the AE evaluation value of the frame acquired with a small exposure.
  • the control circuit 10 in the first loop determines whether or not the AE evaluation value of the first frame A is a predetermined exposure amount determinable level (a level corresponding to an AD output value of 320 or less) ( When the exposure amount is at a level at which the exposure amount can be determined (step S4 in FIG. 3) (YES in step S4 in FIG. 3), the AE evaluation value of the first frame A obtained with a large exposure and the Then, the correction amount ⁇ is obtained based on (step S5 in FIG. 3).
  • a predetermined exposure amount determinable level a level corresponding to an AD output value of 320 or less
  • the luminance of the subject is considered to be relatively high, and the subsequent frame obtained with a small exposure is determined.
  • the amount of capture ⁇ is determined based on the AE evaluation value of B and its exposure (step S6 in FIG. 3) (above, FIG. 2 (2 ′)). .
  • the correction strength is increased in order to increase the response speed of the feed pack.
  • the correction amount ⁇ obtained in steps S5 and S6 is set to 100% (correction intensity 100%) of a value that makes the exposure immediately match an appropriate value.
  • the imaging device drive circuit 14A changes the charge accumulation time of the CCD imaging device 14 by the correction amount ⁇ thus obtained (step S7 in FIG. 3, FIG. 2 (3 ′)).
  • the first loop is based not only on the first frame A but also on the succeeding frame B, the luminance of the confirmation moving image before shooting is evaluated with high accuracy, and the correction amount ⁇ is determined with high accuracy.
  • FIG. 5 is a diagram comparing the feedback control of the present embodiment with the conventional feedback control.
  • the solid line indicates the present embodiment
  • the dotted line indicates the conventional one.
  • the horizontal axis represents the elapsed time from the start of feedback control
  • the vertical axis represents the deviation from the proper exposure value.
  • the exposure becomes an appropriate value at the end of the first loop (marked with *).
  • the exposure immediately after the start of the display of the pre-shooting confirmation moving image is optimized at high speed.
  • the electronic camera 1 can accept the instruction of the AE lock from the user and appropriately display the confirmation video before photographing on the monitor 18.
  • the AE lock instruction is received by the user from the time when the elapsed time from the start of feedback control is about 133 ms, and before the monitor 18 is shot. Appropriate display of the confirmation moving image becomes possible.
  • This embodiment is also an embodiment of an electronic camera. Here, only the differences from the electronic camera 1 of the first embodiment will be described, and other description will be omitted.
  • the electronic camera of the present embodiment also has a configuration as shown in FIG. 1, similarly to the electronic camera 1 of the first embodiment.
  • the difference is that the exposure control (feedback control) during the display of the In particular, in each loop after the second loop.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing of each loop after the second loop of the feed pack control of the present embodiment.
  • Step S21 corresponds to the process of FIG. 2 (1)
  • steps S22, S23 and S24 correspond to the process of FIG. 2 (2)
  • step S25 corresponds to the process of FIG. 2 (3). Corresponds to processing.
  • the image processing circuit 17 employs a photometry method for extracting an AE evaluation value from a pre-shooting confirmation moving image.
  • the metering method set by the user is adopted.
  • the extracted AE evaluation value is referred to by the control circuit 10 (Step S21 in FIG. 6, FIG. 2 (1)), and a correction amount ⁇ is calculated based on the AE evaluation value (FIG. 6).
  • step S23, FIG. 2 (2) an instruction is given to the image sensor driving circuit 14A to change the charge accumulation time of the CCD image sensor 14 by the obtained correction amount ⁇ (step S25 in FIG. 6, FIG. twenty three) ) .
  • step S23 the correction intensity is suppressed to a low level, for example, about 25% in order to moderate the response speed of the feed pack.
  • step S23 the control circuit 10 of the present embodiment determines whether or not the AE evaluation value is within a predetermined range (step S22).
  • S221STO special illumination (such as lighting of an auxiliary light source for distance measurement), and the correction intensity is increased to, for example, 50% (step S24).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating feedback control according to the present embodiment.
  • the horizontal axis represents the elapsed time from the start of the feedback control
  • the vertical axis represents the deviation from the appropriate exposure value.
  • ** indicates when the subject lighting is switched to special lighting.
  • the response speed of feedback immediately after switching to special lighting is faster than before and after, and the exposure is rapidly approaching the appropriate value.
  • the exposure immediately after the illumination of the subject is switched to the special illumination is optimized at high speed.
  • control circuit 10 refers to the luminance of two images in the first loop of the feedback control, but may refer to the luminance of three images. In the first embodiment, the control circuit 10 refers to the luminance of a plurality of continuous images in the first loop of the feed pack control, but may refer to the luminance of a plurality of discontinuous images.
  • correction amount ⁇ can be calculated most efficiently by referring to two consecutive images as described above.
  • the correction strength is increased when the AE evaluation value is not within the predetermined range.
  • the correction strength may be increased only when the AE evaluation value exceeds the predetermined value. . In this case, the exposure immediately after switching to the extremely bright special lighting can be quickly optimized.
  • the correction strength may be increased only when the AE evaluation value is less than a predetermined value. In this case, the exposure immediately after switching to the extremely dark special lighting can be quickly optimized.
  • the processing of the first loop of the feedback control may be the same as the processing of each loop after the second loop.
  • the electronic camera of the second embodiment it is determined that switching to the special lighting is performed based on the AE evaluation value, and the correction amount ⁇ is determined according to the determination (steps S22 to S22).
  • the electronic camera may be configured to determine the correction amount ⁇ based on whether or not the special illumination is turned on.
  • an electronic camera with a built-in auxiliary light source for distance measurement (which is automatically turned on according to the brightness of the image, for example) can immediately recognize whether or not the auxiliary light source is turned on. ⁇ can be determined immediately.
  • an electronic camera capable of performing exposure control flexibly corresponding to a situation where a confirmation moving image before photographing is being displayed is realized.
  • an electronic camera that can quickly optimize the exposure immediately after the start of the display of the pre-shooting confirmation movie 1 "has been realized.
  • an electronic camera that can quickly optimize the exposure immediately after the illumination of the subject is switched to the special illumination while displaying the confirmation video before shooting will be realized.

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Abstract

本発明の目的は、撮影前確認動画の表示中の状況に柔軟に対応した露出制御が可能な電子カメラを提供することにある。そのために、本発明の電子カメラは、被写体の画像を撮像する撮像素子と、連続撮像中の前記撮像素子から出力される画像をリアルタイムで表示する表示部と、前記撮像素子から出力される画像の輝度に基づき露出を補正するループの繰り返しからなるフィードバック制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記フィードバック制御の開始直後の第１ループでは、前記撮像素子から出力される複数の画像の輝度に基づき露出を補正することを特徴とする。

Description

明細書
電子カメラ 技術分野
本発明は、 撮像素子が撮像した画像を撮影前確認のためにリアルタイムでモニ タに表示することのできる電子カメラに関する。 背景技術
電子カメラでは、 撮影前確認動画の表示中に露出がフィードバック制御される (特開平 1 1一 1 1 2 8 6 5号公報など） 。
フィードバック制御では、 撮像素子から出力される画像 （ここでは撮影前確認 動画） の A E評価値 （画像の輝度を示す指標である。 ） が参照され、 露出が適正 値に近づく方向に撮像素子の電荷蓄積時間などが補正される。
因みにこの補正の強度は意図的に抑えられ、 例えば補正量は、 露出を適正値に 即座に一致させる値の例えば 2 5 %程度 (補正強度 2 5 %) である。
このようにしてフィードバックの応答速度を緩やかにしておけば、 露出が適正 値に収束するまでに時間がかかるので、 撮影前確認動画の表示中に画面内を移動 物が横切るなどの急激な変化が生じたときにも、 撮影前確認動画がちらつくこと なく露出が安定する。
しかし、 この従来の電子カメラでは、 起動直後やモード変更時、 フィードバッ ク制御の開始当初は露出が即座には適正値に一致しないので、 ユーザがシャツタ 一チャンスを逃す可能性がある。
また、 電子カメラに搭載されたオートフォーカスの測距用の補助光が点灯され たり、 照明の光量が著しく低下したときなど、 被写体の照明が特殊照明 （以下、 「著しく明るい、 又は著しく暗い照明」 の意味で使用。 ） に切り替えられたとき にも露出が即座には適正値に一致しないので、 ユーザがシャッターチヤンスを逃 す可能性がある。 発明の開示 本発明の目的は、 撮影前確認動画の表示中の状況に柔軟に対応した露出制御が 可能な電子力メラを提供することにある。
具体的に、 本発明の第 1の目的は、 撮影前確認動画の表示開始直後の露出を高 速に最適化することのできる電子力メラを提供することにある。
また、 本発明の第 2の目的は、 撮影前確認動画の表示中に被写体の照明が特殊 照明に切り替えられた直後の露出を高速に最適化することのできる電子力メラを 提供することにある。
本発明の電子カメラは、 被写体の画像を撮像する撮像素子と、 連続撮像中の前 記撮像素子から出力される画像をリアルタイムで表示する表示部と、 前記撮像素 子から出力される画像の輝度に基づき露出を補正するループの繰り返しからなる フィードバック制御を行う制御手段とを備えた電子力メラにおいて、 前記制御手 段は、 前記フィードパック制御の開始直後の第 1ループでは、 前記撮像素子から 出力される複数の画像の輝度に基づき露出を補正することを特徴とする。
好ましくは、 前記制御手段は、 前記第 1ループでは、 前記撮像素子から連続し て出力される 2つの画像の輝度に基づき露出を補正する。
また、 好ましくは、 前記制御手段は、 前記第 1ループでは、 後続する第 2ルー プ以降より前記補正の強度を高める。
また、 好ましくは、 前記制御手段は、 前記第 1ループの開始に当たり、 前記複 数の画像それぞれの撮像時に互いに異なる所定の露出を設定する。
さらに好ましくは、 前記制御手段は、 前記第 1ループでは、 前記複数の画像の 輝度のうち所定の適正範囲内に属するものに基づいて前記露出を補正する。 また、 好ましくは、 前記制御手段は、 前記第 1ループでは、 前記複数の画像の 輝度の評価方法を中央重点測光とする。
また、 好ましくは、 前記電子カメラ内の各部に電力を供給する電源を有し、 前 記制御手段は、 前記電源の起動に応じて、 前記フィードバック制御を開始する。 また、 好ましくは、 前記電子カメラは、 画像の撮影記録を行う撮影モードと少 なくとも 1つの非撮影モードとの間で切り替えが可能であり、 前記制御手段は、 前記非撮影モードから前記撮影モードへの切り替えに応じて、 前記フィードバッ ク制御を開始する。 また、 本発明の電子カメラは、 被写体の画像を撮像する撮像素子と、 連続撮像 中の前記撮像素子から出力される画像をリアルタィムで表示する表示部と、 前記 撮像素子から出力される画像の輝度に基づき露出を補正するループの繰り返しか らなるフィードパック制御を行う制御手段とを備えた電子カメラにおいて、 前記 制御手段は、 前記輝度が所定範囲外にあるときは、 前記輝度がその所定範囲内に あるときより前記補正の強度を高めることを特徴とする。
また、 本発明の電子カメラは、 被写体の画像を撮像する撮像素子と、 連続撮像 中の前記撮像素子から出力される画像をリアルタイムで表示する表示部と、 前記 撮像素子から出力される画像の輝度に基づき露出を補正するループの繰り返しか らなるフィードバック制御を行う制御手段と、 前記撮像素子から出力される画像 の輝度に基づき点灯される照明手段とを備えた電子カメラにおいて、 前記制御手 段は、 前記照明手段の点灯時は、 前記照明手段の非点灯時より前記補正の強度を 高めることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、 第 1実施形態の電子カメラ 1の構成図である。
図 2は、 第 1実施形態の露出制御 (フィードバック制御) にかかわる各処理の タイミングチヤ一トである。
図 3は、 第 1実施形態のフィ一ドバック制御の第 1ループの処理を説明するフ ローチャートである。
図 4は、 図 4 ( a ) は、 大きい露出で取得された先頭フレーム Aの信号値を示 す図であり、 図 4 ( b ) は、 小さい露出で取得された後続フレーム Bの信号値を 示す図である。
図 5は、 第 1実施形態のフィ一ドバック制御と従来のフィードバック制御とを 比較する図である。
図 6は、 第 2実施形態のフィードバック制御の第 2ループ以降の各ループの処 理を説明するフローチャートである。
図 7は、 第 2実施形態のフィードバック制御を説明する図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
[第 1実施形態]
図 1、 図 2、 図 3、 図 4、 図 5を参照して本発明の第 1実施形態について説明 する。
本実施形態は、 電子カメラの実施形態である。
図 1は、 本実施形態の電子カメラ 1の構成図である。 なお、 本発明は、 レンズ が別体となった電子カメラにも適用可能であるが、 ここでは、 レンズ一体型の電 子カメラ 1に適用した場合について説明する。
電子力メラ 1には、 制御回路 1 0、 操作ボタン 1 0 A、 撮影レンズ 1 1、 絞り 機構 1 2、 絞り駆動回路 1 2 A、 シャツタ一機構 1 3、 シャツタ一駆動回路 1 3 A、 C C D撮像素子 1 4、 撮像素子駆動回路 1 4 A、 ゲイン調整回路 1 5、 A/ D変換回路 1 6、 A S I Cなどの画像処理回路 1 7、 液晶表示素子などのモニタ 1 8、 表示制御回路 1 8 A、 圧縮回路 1 9 Aなどを備える。 符号 1 9は、 揷脱可 能なメモリカードなどの記憶媒体である。
なお、 C C D撮像素子 1 4が請求項における撮像素子に対応する。 また、 モニ タ 1 8、 及び表示制御回路 1 8 Aが請求項における表示部に対応する。 また、 制 御回路 1 0、 撮像素子駆動回路 1 4 A、 ゲイン調整回路 1 5、 画像処理回路 1 7 が請求項における制御手段に対応する。
被写体からの光束は、 撮影レンズ 1 1に入射し、 絞り機構 1 2、 シャッター機 構 1 3を介して C C D撮像素子 1 4上に結像する。
ユーザは、 操作ボタン 1 O Aを介して電子カメラ 1に対し撮像の指示、 A E口 ック （露出固定） の指示を与えたり、 測光方法 （多分割測光、 中央重点測光など） や、 I s o感度を設定することができる。
制御回路 1 0は、 操作ボタン 1 0 Aの状態からユーザの撮像の指示、 A Eロッ クの指示を認識すると、 その指示に応じて電子カメラ 1内の各部に指示を与え、 また、 操作ポタン 1 O Aの状態からユーザの設定した測光方法を認識すると、 画 像処理回路 1 7に対しその測光方法を設定する。
また、 制御回路 1 0は、 操作ボタン 1 O Aの状態からユーザの設定した I S O 感度を認識すると、 ゲイン調整回路 1 5に対しその I S O感度に対応するゲイン を設定する。
(撮影前確認動画の表示）
以上の構成の電子カメラ 1では、 電源投入動作、 及び電子カメラ 1.の動作モー ドにおける画像再生モードなどの非撮影モードから画像撮影モードへの切り替え 動作などに応じて、 制御回路 1 0の指示の下で以下のとおり撮影前確認動画の表 示が行われる。
絞り駆動回路 1 2 Aは、 絞り機構 1 2の絞り値を所定値 （例えば、 開放値） に 設定する。
シャッター駆動回路 1 3 Aは、 シャッター機構 1 3を開成状態に保つ。
撮像素子駆動回路 1 4 Aは、 C C D撮像素子 1 4を高速読み出しモードで駆動 する。
C C D撮像素子 1 4から出力される画像 （ここでは撮影前確認動画） は、 ゲイ ン調整回路 1 5、 A/D変換回路 1 6を順に経由して画像処理回路 1 7に順次入 力される。
画像処理回路 1 7に順次入力された撮影前確認動画は、 表示制御回路 1 8 Aを 介して順次モニタ 1 8に表示される。
この撮影前確認動画の表示中、 露出制御 （フィードパック制御である。 ） が次 のとおり行われる。
画像処理回路 1 7は、 C C D撮像素子 1 4から出力される各フレームの撮影前 確認動画から、予めユーザが設定した測光方法などにより A E評価値を抽出する。 画像処理回路 1 7が抽出する A E評価値は、 制御回路 1 0によって参照され、 露出が適正値に近づく方向に C C D撮像素子 1 4の電荷蓄積時間を補正するよう 撮像素子駆動回路 1 4 Aに対し指示が与えられる。
フィードバック制御では、 このループが繰り返される。
なお、 露出の補正は、 C C D撮像素子 1 4の電荷蓄積時間の変更だけでなく、 シャッター機構 1 3によるシャッター開放時間の変更や、 絞り機構 1 2による絞 り値の変更によっても実現できるが、 撮影前確認動画の表示中にはシャッターは 開放で固定される。 この撮影前確認動画の表示中、 ユーザから A E口ックの指示が入力されると、 画像処理回路 1 7の抽出する A E評価値に依らず、 電荷蓄積時間の補正量は 0と なり、 露出が固定される。
その後、 ユーザから撮像の指示が入力されると、 ユーザによる各種の設定が各 部に反映されると共に、 前記固定した露出を実現する絞り値、 シャッター速度、 電荷蓄積時間が、 それぞれ絞り駆動機構 1 2 A、 シャッター駆動回路 1 3 A、 撮 像素子駆動回路 1 4 Aに対し設定される。 そして、 その設定の下、 撮像素子駆動 回路 1 4 Aが C C D撮像素子 1 4を静止画記録モードで駆動する。
C C D撮像素子 1 4から出力される画像 （ここでは静止画） は、 ゲイン調整回 路 1 5、 A/D変換回路 1 6を順に経由して画像処理回路 1 7に入力される。 画像処理回路 1 7に入力された静止画は、 必要に応じて圧縮回路 1 9 Aにて圧 縮された後、 記憶媒体 1 9に書き込まれる。
この静止画を撮像するための処理が終了した時点で、 上述した撮影前確認動画 の表示のための各処理が再開される。
図 2は、 本実施形態の露出制御 (フィードバック制御) にかかわる各処理のタ ィミングチヤ一トである。
本実施形態のフィ一ドバック制御では、 フィードバック制御開始直後の第 1ル 一プと第 2ループ以降の各ループとの間で相違がある。 先ず、 第 2ループ以降の 各ループの処理について説明し、 その後、 第 1ループの処理について説明する。 第 2ループ以降の各ループでは、 画像処理回路 1 7は、 撮影前確認動画から A E評価値を抽出する際の測光方法として、ユーザの設定した測光方法を採用する。 図 2 ( 1 ) の処理は、 その抽出された A E評価値を制御回路 1 0が参照する処 理であり、 図 2 ( 2 ) の処理は、 その A E評価値に基づいて制御回路 1 0が補正 量厶を求める処理であり、 図 2 ( 3 ) の処理は、 その補正量 Δだけ C C D撮像素 子 1 4の電荷蓄積時間を変更するよう制御回路 1 0が撮像素子駆動回路 1 4 Aに 対し指示を与える処理である。
ここで、 フレームの露光開始から、 そのフレームの A E評価値に基づき実際に 露出が補正されるまでの所要時間は、 3フレーム分に相当する。
このだめ、 第 2ループ以降の各ループは、 3フレームにっき 1回ずつ、 1フレ ーム分の A E評価値に基づいて実行される。
また、 第 2ループ以降の各ループでは、 フィードバックの応答速度を緩やかに するために、 上述した補正量 Δは、 露出を適正値に即座に一致させる値の 25 % 程度 （補正強度 25%) に抑えられる。
次に、 第 1ループの処理を説明する。
図 3は、 本実施形態のフィードバック制御の第 1ループの処理を説明するフロ 一チャートである。 なお、 ステップ S 2, S 3が図 2 (1， ) の処理に対応し、 ステップ S 4 , S 5 , S 6が図 2 (2, ) の処理に対応し、 ステップ S 7が図 2 (3 ' ) の処理に対応する。
第 1ループの処理に当たり、 先頭フレーム Aの露出は所定値に設定され、 後続 フレーム Bの露出は別の所定値に設定される。 これらの露出は、 CCD撮像素子 14の電荷蓄積時間によりそれぞれ設定される。
以下、 先頭フレーム Aの露出が大きい所定値 （露光時間 T= 1/30秒、 絞り 開放） 、 後続フレーム Βの露出が小さい所定値 （露光時間 Τ= 1/2000秒、 絞り開放） に設定されるとして説明する。
また、 第 1ループでは、 ユーザの設定に拘わらず、 画像処理回路 1 7は、 撮影 前確認動画から A Ε評価値を抽出する際の測光方法として中央重点測光を採用す る。
また、 第 1ループでは、 ユーザの設定に拘わらず、 ゲイン調整回路 1 5は、 ゲ インとして所定値、 例えば I S O感度 1 00に対応した値を設定する (以上、 図 3ステップ S 1 ) 。
そして、 撮影前確認動画の先頭フレーム Aから抽出された AE評価値と、 それ に後続する後続フレーム Bから抽出された A E評価値との双方が参照される (図 3ステップ S 2 , S 3, 図 2 (1， ) ) 。
図 4 (a) は、 大きい露出で取得された先頭フレーム Aの信号値を示し、 図 4 (b) は、 小さい露出で取得された後続フレーム Bの信号値を示している。 図 4 (a) (b) において、 上段は実際の LV値であり、 下段は 1 2 b i tAZD変 換回路 1 6の出力値である。
図 4 (a) (b) を比較すると明らかなように、 露出が相違すると、 被写体の δ 明るさが同じ （ここでは、 LV値が同じ） であったとしても、 その信号値は異な る。
そして、 CCD撮像素子 1 4のダイナミックレンジは有限であるので、 露出が 大きいとき （図 4 (a) ) には、 比較的明るい被写体 （LV値が 1 1〜1 6) の 信号値が 「4 0 9 5」 の飽和レベルに飽和しているが、 比較的暗い被写体 （LV 値が 3〜9) の信号値は、 実際の LV値に応じた値をとる。
一方、 露出が小さいとき （図 4 (b) ) には、 比較的暗い被写体 （LV値が 3 〜8) の信号値が 「2 5」 以下のノイズレベルに埋もれてしまうが、 比較的明る い被写体 （LV値が 9〜1 6) の信号値は、 実際の L V値に応じた値をとる。 したがって、 輝度の評価は、 比較的暗い被写体 (LV値が 3〜 1 0) について は、 大きい露出で取得したフレームの A E評価値を用いる方がその精度を高くす ることができ、 比較的明るい被写体 (L V値が 9〜 1 6) については、 小さい露 出で取得したフレームの A E評価値を用いる方がその精度を高くすることができ る。
そこで、 第 1ループにおける制御回路 1 0は、 先頭フレーム Aの AE評価値が 所定の露出量判定可能レベル (AD出力値 3 2 0 0以下に相当するレベル) であ るか否か判断し (図 3ステップ S 4)、露出量判定可能レベルであるときには（図 3ステップ S 4 YES) 、 被写体の輝度が比較的低いとみなし、 大きい露出で得た 先頭フレーム Aの AE評価値とその露出とに基づいて補正量 Δを求める （図 3ス テツプ S 5 ) 。
—方、 先頭フレーム Aの AE評価値が所定の露出量判定可能レベルを超えてい るときには (図 3ステップ S 4 NO) 、 被写体の輝度が比較的高いとみなし、 小さ い露出で得た後続フレーム Bの AE評価値とその露出とに基づいて捕正量 Δを求 める (図 3ステップ S 6) (以上、 図 2 (2 ' ) ) 。 .
また、この第 1ループにおいては、フィードパックの応答速度を高めるために、 補正強度が高められる。具体的に、ステップ S 5、 S 6で求められる捕正量 Δは、 露出を適正値に即座に一致させる値の 1 0 0% (補正強度 1 0 0%) とされる。 撮像素子駆動回路 1 4 Aは、 このようにして求められた補正量 Δだけ CCD撮 像素子 1 4の電荷蓄積時間を変更する （図 3ステップ S 7、 図 2 (3 ' ) ) 。 以上のとおり、 第 1ループでは、 先頭フレーム Aだけでなく後続フレーム Bに も基づくので、 撮影前確認動画の輝度の評価が高い精度でなされ、 補正量 Δは精 度高く求まる。
よって、 その捕正強度を （1 0 0 %に） 高めても、 露出が不適正な値に外れる 可能性は極めて低い。
図 5は、 本実施形態のフィ一ドバック制御と従来のフィードバック制御とを比 較する図である。 なお、 図 5において、 実線が本実施形態、 点線が従来を示す。 また、 横軸がフィードバック制御が開始されてからの経過時間、 縦軸が露出の適 正値からのずれである （なお、 図 5に示すデータは或る特定の被写体を撮影前確 認動画として表示したときに得られたデータの一例である。 ） 。
図 5を参照すると明らかなように、本実施形態のフィ一ドバック制御によると、 第 1ループの終了時 (※印) には、 露出が適正値になる。
これは、 第 1ループによるフィードバックの応答速度が速く、 かつ、 第 1ルー プによる補正量 Δの算出精度が高いことの現れである。
以上、 本実施形態の電子カメラ 1によれば、 撮影前確認動画の表示開始直後に おける露出は、 高速に最適化される。
なお、 電子カメラ 1では、 この時点 (※印) から、 ュ一ザによる A E口ックの 指示の受付、 及び、 モニタ 1 8に対する撮影前確認動画の適正な表示が可能とな る。
1フレームの読み出し期間を 3 3 . 3 m sとすると、 フィードバック制御開始 時からの経過時間が約 1 3 3 m sの時点から、 ユーザによる A Eロックの指示の 受付、 及ぴ、 モニタ 1 8に対する撮影前確認動画の適正な表示が可能となる。
[第 2実施形態]
図 6、 図 7を参照して本発明の第 2実施形態について説明する。
本実施形態も、 電子カメラの実施形態である。 なお、 ここでは、 第 1実施形態 の電子カメラ 1との相違点についてのみ説明し、 その他の説明を省略する。
本実施形態の電子カメラも、 第 1実施形態の電子カメラ 1と同様、 図 1に示す とおりの構成をしている。
相違点は、撮影前確認動画の表示中の露出制御（フィ一ドバック制御）のうち、 特に、 第 2ループ以降の各ループにある。
図 6は、 本実施形態のフィードパック制御の第 2ループ以降の各ループの処理 を説明するフローチャートである。 なお、 ステップ S 2 1が図 2 (1) の処理に 対応し、 ステップ S 22， S 23 , S 24が図 2 (2) の処理に対応し、 ステツ プ S 25が図 2 (3) の処理に対応する。
第 2ループ以降の各ループでは、 第 1実施形態における第 2ループ以降の各ル ープと同様、 画像処理回路 1 7は、 撮影前確認動画から AE評価値を抽出する際 の測光方法に、 ユーザの設定した測光方法を採用する。
また、 その抽出された AE評価値は、 制御回路 1 0によって参照され （図 6ス テツプ S 2 1， 図 2 (1) ) 、その AE評価値に基づいて補正量 Δが求められ （図 6ステップ S 23, 図 2 (2) ) 、 求められた補正量 Δだけ CCD撮像素子 14 の電荷蓄積時間を変更するよう撮像素子駆動回路 14 Aに対し指示が与えられる (図 6ステップ S 25 , 図 2 (3) ) 。
また、ステップ S 23では、フィ一ドパックの応答速度を緩やかにするために、 補正強度は低く抑えられ、 例えば 25 %程度とされる。
但し、 本実施形態の制御回路 10は、 ステップ S 23の前段で、 A E評価値が 所定範囲内に収まっているか否かを判別し (ステップ S 22) 、 収まっていない と判別されたとき （ステップ S 221STO) には、 被写体の照明が特殊照明 （測距用 の補助光源の点灯など) に切り替えられたとみなし、 補正強度を例えば 50%に 高める (ステップ S 24) 。
図 7は、 本実施形態のフィードバック制御を説明する図である。 なお、 図 7に おいて、 横軸がフィードバック制御が開始されてからの経過時間、 縦軸が露出の 適正値からのずれである (なお、 図 7に示すデータは或る特定の被写体を撮影前 確認動画として表示したときに得られたデータの一例である。 ） 。
※※印は、 被写体の照明が特殊照明に切り替えられたときを示す。
特殊照明に切り替えられた直後のフィードバックの応答速度は、 その前後と比 較すると速くなり、 露出が適正値に急速に近づいている。
これは、 AE評価値が所定範囲内に収まっていないと判断され、 補正強度が高 められたことの現れである。 したがって、 本実施形態の電子カメラによれば、 被写体の照明が特殊照明に切 り替えられた直後における露出が高速に最適化される。
このような本実施形態の電子カメラでは、 特殊照明に切り替えられた直後であ つても、 ユーザによる A Eロックの指示の受付、 及び、 モニタ 1 8に対する撮影 前確認動画の適正な表示が可能である。
[その他]
なお、 第 1実施形態では、 フィードバック制御の第 1ループにおいて制御回路 1 0が 2画像の輝度を参照したが、 3画像の輝度を参照することとしてもよい。 また、 第 1実施形態では、 フィードパック制御の第 1ループにおいて制御回路 1 0が連続する複数画像の輝度を参照したが、 非連続の複数画像の輝度を参照す ることとしてもよい。
但し、 上述したごとく連続する 2画像を参照した方が、 最も効率よく補正量 Δ を算出することができる。
また、 第 2実施形態では、 A E評価値が所定範囲内に収まっていないときに補 正強度が高められたが、 A E評価値が所定値を超過するときにのみ補正強度を高 めてもよい。 この場合、 著しく明るい特殊照明に切り替えられた直後の露出を高 速に最適化することができる。
また、 A E評価値が所定値に満たないときにのみ補正強度を高めてもよい。 こ の場合、 著しく暗い特殊照明に切り替えられた直後の露出を高速に最適化するこ とができる。
また、 第 2実施形態の電子力メラにおいては、 フィードバック制御の第 1ルー プの処理を、 第 2ループ以降の各ループの処理と同様にしてもよい。
また、 第 2実施形態の電子カメラにおいては、 A E評価値に基づいて特殊照明 に切り替えられたことを判定し、その判定に応じて補正量 Δを決定しているが（ス テツプ S 2 2〜S 2 4 ) 、 特殊照明の点灯の有無に基づいて補正量 Δを決定する よう電子カメラを構成することもできる。
例えば、測距用の補助光源（例えば画像の輝度に応じて自動的に点灯される。 ） を内蔵している電子カメラでは、 その捕助光源の点灯の有無を即座に認識できる ので、 補正量 Δを即座に決定することができる。 産業上の利用の可能性
本発明によれば、 撮影前確認動画の表示中の状況に柔軟に対応した露出制御が 可能な電子カメラが実現する。
具体的に、 撮影前確認動画の表示開始直後の露出を高速に最適化することので きる電子カメラが実現 1 "る。
また、 撮影前確認動画の表示中に被写体の照明が特殊照明に切り替えられた直 後の露出を高速に最適化することのできる電子カメラが実現する。

Claims

請求の範囲
( 1 ) 被写体の画像を撮像する撮像素子と、
連続撮像中の前記撮像素子から出力される画像をリアルタイムで表示する表示 部と、
前記撮像素子から出力される画像の輝度に基づき露出を補正するループの繰り 返しからなるフィードバック制御を行う制御手段と
を備えた電子カメラにおいて、
前記制御手段は、
前記フィードバック制御の開始直後の第 1ループでは、 前記撮像素子から出力 される複数の画像の輝度に基づき露出を捕正する
ことを特徴とする電子カメラ。
( 2 ) 請求項 1に記載の電子カメラにおいて、
前記制御手段は、
前記第 1ループでは、 前記撮像素子から連続して出力される 2つの画像の輝度 に基づき露出を補正する
ことを特徴とする電子カメラ。
( 3 ) 請求項 1又は請求項 2に記載の電子力メラにおいて、
前記制御手段は、
前記第 1ループでは、 後続する第 2ループ以降より前記補正の強度を高める ことを特徵とする電子カメラ。
( 4 ) 請求項 1〜請求項 3の何れか一項に記載の電子力メラにおいて、 前記制御手段は、
前記第 1ループの開始に当たり、 前記複数の画像それぞれの撮像時に互いに異 なる所定の露出を設定する
ことを特徴とする電子カメラ。
( 5 ) 請求項 4に記載の電子カメラにおいて、
前記制御手段は、
前記第 1ループでは、 前記複数の画像の輝度のうち所定の適正範囲内に属する ものに基づいて前記露出を補正する
ことを特徴とする電子カメラ。
( 6 ) 請求項 1〜請求項 5の何れか一項に記載の電子力メラにおいて、 前記制御手段は、
前記第 1ループでは、 前記複数の画像の輝度の評価方法を中央重点測光とする ことを特徴とする電子カメラ。
( 7 ) 請求項 1〜請求項 6の何れか一項に記載の電子力メラにおいて、 前記電子カメラ内の各部に電力を供給する電源を有し、
前記制御手段は、
前記電源の起動に応じて、 前記フィードバック制御を開始する
ことを特徴とする電子カメラ。
( 8 ) 請求項 1〜請求項 7の何れか一項に記載の電子力メラにおいて、 前記電子力メラは、 画像の撮影記録を行う撮影モードと少なくとも 1つの非撮 影モードとの間で切り替えが可能であり、
前記制御手段は、
前記非撮影モ一ドから前記撮影モードへの切り替えに応じて、 前記フィ一ドバ ック制御を開始する
ことを特徴とする電子カメラ。
( 9 ) 被写体の画像を撮像する撮像素子と、
連続撮像中の前記撮像素子から出力される画像をリアルタイムで表示する表示 部と、
前記撮像素子から出力される画像の輝度に基づき露出を補正するループの繰り 返しからなるフィードバック制御を行う制御手段と
を備えた電子カメラにおいて、
前記制御手段は、
前記輝度が所定範囲外にあるときは、 前記輝度がその所定範囲内にあるときよ り前記補正の強度を高める
ことを特徴とする電子カメラ。
( 1 0 ) 被写体の画像を撮像する撮像素子と、 連続撮像中の前記撮像素子から出力される画像をリアルタイムで表示する表示 部と、
前記撮像素子から出力される画像の輝度に基づき露出を補正するループの繰り 返し^らなるフィードバック制御を行う制御手段と、
前記撮像素子から出力される画像の輝度に基づき点灯される照明手段と を備えた電子カメラにおいて、
前記制御手段は、
前記照明手段の点灯時は、 前記照明手段の非点灯時より前記補正の強度を高め る
ことを特徴とする電子カメラ。
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