JPH02213285A - 露光制御装置 - 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］ 本発明は光源の色温度に拘らず色再現性の良い撮像画信
号を得ることのできるカメラの露光制御装置に関する。

［従来の技術］ 近時、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて被写体を電子的
に撮像し、その撮像画信号を電子的に記録してＴＶモニ
タ等による画像再生に供するようにした電子カメラが種
々開発されている。中でも被写体像を電子スチル画とし
て撮像し、これをフロッピーディスクやメモリカード等
に記録するようにした電子スチルカメラは、所謂銀塩カ
メラに比較して撮像画の再現（画像再生）や写真伝送等
の点で取扱い性に優れている等の点で注目されている。

ところでこの種の電子スチルカメラにおいては、銀塩カ
メラの場合にも同様であるが、撮像レンズ光学系を介し
て結像される被写体の像面光量を、被写体の明るさ（輝
度）に応じて制御する必要がある。即ち、撮像素子とし
て一般的に用いられるＣＣＤの撮像面における被写体の
像面光量を、そのときの撮影シャッタ速度に応じて成る
レベルに調整し、その露光ｊｌ（露出量）を−走化する
ことが必要である。

このような露光量制御を行なうべく、従来一般的にはシ
リコン・フォトダイオード（Ｓｌ−ＰＤ）等の測光素子
を用いて被写体の明るさ（輝度）を測定し、その測定値
に応じて撮像レンズ光学系に組込まれたアパーチャ絞り
機構等を制御することで前記撮像面における被写体像面
光量を調節することが行なわれている。

ところがこのような測光素子として用いられるＳ　ｆ−
Ｐ　Ｄの分光感度特性は、例えば第４図に例示するよう
に９００ｎｍ付近にピークを持ち、人間の視感度とは大
幅に異なっている。そこで従来一般的には、その１ｌＦ
Ｊ光光学系にＩ　Ｒ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ；赤外）カット
フィルタを挿入して前記Ｓ　ｉ−Ｐ　Ｄによるａ１１光
感度特性が等価的に５５０ｎｓ付近にピークを持つよう
に補正している。つまり人間の視感度に近似した分光感
度特性で被写体の明るさ（輝度）を測定するようにして
いる。そしてこのような条件下で測定された被写体の明
るさ（輝度）に応じて、前記ＣＣＤの撮像面に結像され
る被写体の像面光量を調節するものとなっている。

一方、このようにして像面光量が調整された被写体像を
電子的に撮像する撮像素子（例えばＣＣＤ）は数多くの
微小な画素（受光単位）をマトリクス配列した構造を有
し、極細かい撮像画への要求から益々多画素化される傾
向にある。しかしてＣＣＤの分光感度特性はその多画素
化に伴い、前述したＳ　ｌ−Ｐ　Ｄに比較してそのビー
ク波長が短波長側にシフトする傾向を示し、この種の撮
像素子として用いられるＣＯＤの分光感度特性は、例え
ば第５図に示すように５００ｎＩＩ付近にピークを持つ
ものが殆んどとなっている。しかしこのような分光感度
特性を持つＣＣＤにて撮像される画像の色再現性につい
ては幾つかの問題があり、従来一般的にはその色再現性
を高めるべ（ＣＯＤの撮像光学系についてもＩＲカット
フィルタを挿入するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 然し乍ら、上述したＩＲカットフィルタによって補正さ
れるａｌｌ光系の分光感度特性は、その分光感度特性を
人間の視感度に合せたものであり、これに対してＩＲカ
ットフィルタによって補正される撮像系の分光感度特性
は色再現性を高めるべくなされたものである為、これら
の分光感度特性に若干の違いがある。この為、被写体に
対する照明光源の色温度が変化した場合、これに伴って
撮像索子に対する露出量制御が変化することから、例え
ば第６図に示すようにそのビデオ出力が±ｌＯ％程度の
範囲で変動すると云う不具合があった。このようなビデ
オ出力の変動を補正するべく、例えばホワイトバランス
（ＷＢ）センサ等によって測定される被写体照明光の色
温度に応じて露光量を制御する手法が、例えば特開昭８
３−７０２３２号公報等にて提唱されているが、その露
光制御系が非常に複雑である等の問題があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、露光制御の複雑化を招来するこ
となく、照明光の色温度に拘ることなく色再現性の良い
安定した電子撮像画を得ることを可能とする露光制御装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は撮像素子を用いて被写体を電子的に撮像するカ
メラにおける露光制御装置に係り、被写体の明るさ（輝
度）を測定する為の７１１１光素子を含む測光光学系の
分光感度特性のビーク波長と、上記被写体の像を電子的
に撮像する為の撮像素子を含む撮像光学系の分光感度特
性のピーク波長、とをほげ一致させる光学的補正手段、
例えば撮像光学系の固定的に定められる分光感度特性に
対して、測光光学系の分光感度特性を補正するように設
けられた光学的補正手段を備えたことを特徴とするもの
である。

［作　用］ 本発明によれば、光学的補正手段により測光素子を含む
ｎ１光光学系の分光感度特性のビーク波長と、撮像素子
を含む撮像光学系の分光感度特性のビーク波長とがほぼ
一致するように定められるので、測光光学系の分光感度
特性を人間の視感度にほぼ一致させ、且つ撮像光学系の
分光感度特性を色再現性を高めるべくそれぞれ補正した
上で、披写体照明光の色温度に応じた露出量制御が行な
われることになるので、光源の色温度の変化に拘りなく
撮像素子から色再現性の高い一定レベルのビデオ出力を
得ることが可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例に係る露光制御装
置につき説明する。

第１図および第２図はそれぞれ実施例装置の要部概略構
成を示す図で、第１図は第１の実施例を、第２図は第２
の実施例を示している。

図においてｌは撮像レンズ光学系であり、その内部には
被写体に対する露光量を制御する為のアパーチャ絞り機
構２が組込まれている。この撮像レンズ光学系ｌの焦点
位置に撮像素子であるＣＣＤ３の撮像面が配置され、上
記撮像レンズ光学系１にて結像される被写体像がＣＣＤ
３にて電子的に撮像されるものとなっている。尚、この
ＣＣＤ３にて撮像された被写体像の信号はビデオプロセ
ッサ４に与えられ、所定の信号処理（ガンマ補正やホワ
イトバランス調整、色分解処理等）が施された後、ビデ
オ信号として出力される。

しかしてここでは、上記撮像レンズ光学系１による結像
光学路中にハーフミラ−５が配置され、その入射光の一
部が側方に分光されている。このハーフミラ−５により
分光された被写体光は集光レンズ６を介して測光素子で
あるＳ　１−Ｐ　Ｄ　７の受光面に集光され、被写体の
明るさ（輝度）測定に供されている。このＳ　Ｉ−Ｐ　
Ｄ　７による測定される被写体の明るさ（輝度）に応じ
て露光量制御部８が駆動され、そのときの撮影シャッタ
速度に応じて前記アパーチャ絞り機構２におけるアパー
チャ開口径が可変されて前記ＣＣＤ３による被写体撮像
の露光量が一定となるように制御される。

ここで測光素子であるＳ　ｉ−Ｐ　Ｄ　７の受光面に配
置された第１のＩＲカットフィルタ１１は、該５ｔ−Ｐ
Ｄ７における被写体光に対する分光感度特性が等価的に
人間の視感度とほぼ等しくなるように補正するもので、
所定厚みの光学ガラスフィルタからなる。また撮像素子
であるＣＣＤ３に対する撮像光学路中に設けられた第２
のＩＲカットフィルタ１２は、該ＣＣＤ３により電子的
に撮像される被写体像の色再現性を高めるべく、該ＣＣ
Ｄ３の被写体光に対する分光感度特性を補正する為のも
のである。尚、ＣＣＤ３の撮像面前面に配置された光学
的ローパスフィルタ１３は、ＣＣＤ３の撮像面に結像さ
れる被写体像でのモアレの発生を防止する機能を呈する
。

しかして上述した第１および第２のＩＲカットフィルタ
１１．１２は、例えば第３図に示すようにその厚みに応
じて赤外光側の光成分に対する透過率が変わる特性を有
し、その厚みが厚い程、上記赤成分の透過率を低くする
作用を呈する。つまり厚みが厚い程、長波長側の光成分
を透過し難くくする性質を有する。このような性質を利
用して前記ＩＲカットフィルタ１１．１２の厚みをそれ
ぞれ調節することにより、前述したＣＣＤ３およびＳ　
１−ＰＤ７の被写体光に対する分光感度特性が補正され
る。

ここで本発明が特徴とするところは、ＣＣＤＩを含む撮
像光学系に挿入された第２のＩＲカットフィルタ１２の
厚みを、前述した第５図に示すようにＣＣＤ３の被写体
光に対する分光感度特性が色再現性を十分に確保できる
分光感度特性となるように補正し得るフィルタ特性が得
られる厚みに設定し、且つＳ　ｉ−Ｐ　Ｄ　７を含む測
光光学系に挿入される第１のＩＲカットフィルタ１１の
厚みを、前記ＣＣＤ３の被写体光に対する分光感度特性
のピーク波長と同じピーク波長を持つ分光感度特性とな
るように補正し得るフィルタ特性が得られる厚みに設定
するようにしたことを特徴とするものである。つまりＣ
ＣＤＩを含む撮像光学系の被写体光に対する分光感度特
性のピーク波長と、Ｓ　ｌ−Ｐ　Ｄ７を含む測光光学系
の被写体光に対する分光感度特性のピーク波長とが等し
くなるように第１の■Ｒカットフィルタ１１の厚みを設
定するようにしたことを特徴とするものである。

具体的にはＳ　Ｉ−Ｐ　Ｄ　７の分光感度特性を人間の
°視感度に合せるときの！Ｒカットフィルタ１１の厚み
よりもその厚みを増し、第４図中−点鎖線で示すように
長波長側の感度を更に低下させて測光光学系での分光感
度特性のピーク波長が撮像光学系における総合的な分光
感度特性のピーク波長と等しくなるようにする。

尚、３ｌ−ＰＤＴ側のＩＲカットフィルタ１１の厚みを
、その分光感度特性が人間の視感度と等しくなるように
定めておき、この分光感度特性のピーク波長と等しくな
るようにＣＣＤａ側に短波長側の成分を低減させるフィ
ルタを挿入して、その分光感度特性を第５図中−点鎖線
で示すように補正することも考えられる。しかしこの場
合にはＣＣＤ３の撮像面に結像される被写体光が全体的
にカットされることになるので、ＣＣＤ３にて撮像され
る最低被写体照度を考慮した場合には前者によるものの
方が好ましい。

従って上述したようにＳ　ｌ−Ｐ　Ｄ　７側の分光感度
特性を補正した方が有利であり、むしろ最低被写体照度
を考慮した場合にはＳ　ｉ−Ｐ　Ｄ　Ｔ側の分光感度特
性を補正すべきであると云える。

尚、ＣＣＤａ側の分光感度特性を変更すると共に、Ｓ　
Ｉ−Ｐ　Ｄ　７側の分光感度特性をも補正してそのピー
ク波長を一致させることも可能である。この場合には、
そのピーク波長を一致させることのみならず、同時にそ
の分光感度特性の形状自体も容品に相似形とすることが
できるので、色温度に対するビデオ出力の変動だけを捕
えた場合には、最も効果的な補正法であると云える。

しかし実用的な観点に立てば、分光感度特性の形状を相
似形にしなくても、そのピーク波長を一致させれば、分
光感度特性の形状に若干の違いがあってもほぼ色温度変
化に対する変動を効果的に抑えることができるので、や
はり前述したように撮像光学系での分光感度特性を色再
現性を確保し得るように固定的に補正した状態で、測光
光学系における分光感度特性を補正した方が好都合であ
ると云える。

ところで上述したように測光光学系における分光感度特
性のピーク波長を撮像光学系の分光感度特性のピーク波
長と等しくするように補正する場合、これによって第１
のＩＲカットフィルタ１１の厚みが厚くなることが否め
ない。従ってこのような不具合を解消するべく、第２の
ＩＲカットフィルタ１２を設ける位置を第２図に示すよ
うに７１−フミラー５の前方に定め、この第２のＩＲカ
ットフィルタ１２に７１１１光光学系に対する分光感度
特性の補正の機能をも持たせるようにすることが望まし
い。

このような配置構造を採用すれば、Ｓ　Ｉ−Ｐ　Ｄ　７
の前面に配置される第１のＩＲカットフィルタ１１は、
第２のＩＲカットフィルタ１２によって補正される測光
光学系での分光感度特性の補正不足分を補正するだけの
フィルタ特性を備えていれば良いことになるので、その
分、その厚みを薄くすることが可能となる。つまりこの
場合には、測光光学系に対して挿入されるＩＲカットフ
ィルタ量としては、第１および第２のＩＲカットフィル
タ１１゜１２の和となる。従って第１図に示す実施例に
比較して第１のＩＲカットフィルタｌｌとして要求され
るフィルタ量が少なくなり、その分、その厚みを薄くす
ることが可能となる。この結果、電子カメラとしての重
量を軽くすることが可能となる等の効果が奏せられる。

尚、前述したハーフミラ−５に蒸着干渉フィルタをコー
ティング形成することにより、ハーフミラ−５自体にＩ
Ｒカットフィルタ特性を持たせることも可能である。こ
のようにしても撮像光学系およびＡｌｌｌｌ常光学系け
る被写体光に対する分光感度特性を上述したように定め
ることにより、前述した実施例と同様な効果が奏せられ
る。

以上説明したように本発明によれば、７１１＋１光光学
系での被写体光に対する分光感度特性と、撮像光学系に
おける被写体光に対する分光感度特性とを、そのピーク
波長が等しくなるように定めているので、ハ１光系で測
光される被写体の明るさに応じて露光量を制御しても、
ＣＣＤ３による露光量が色温度によって変化することが
なくなるので、被写体照明光源の色温度の変化に関係な
く、そのビデオ出力レベルを一定化することが可能とな
る等の実用上多大なる効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば第１図に示すようにＣＣＤ３とＳ　１−Ｐ　Ｄ
　７とにそれぞれ独立にＩＲ力ットフィル夕を設ける場
合には、この図に示されるようにＴＴＬ測光方式を採用
することなく、外部Ｄｊ先方式を採用する場合にも同様
に適用可能である。またＩＲカットフィルタとしては、
通常、所定のフィルタ特性を持つガラスフィルタが用い
られるが、その他の光学フィルタ素子を用いることも勿
論可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば撮像光学系での被写
体光に対する分光感度特性と、ｉ＞１光光学系における
被写体光に対する分光感度特性のピーク波長を光学的補
正手段により一致させているので、複雑な露光制御を行
なうことなしに簡易に、且つ効果的にその露光量を制御
することができ、被写体光の色温度に関係なく一定した
ビデオ出力を得ることができる等の実用上多大なる効果
が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明に係る露光制御装
置の異なる実施例を示す要部概略構成図、第３図はＩＲ
カットフィルタの厚みに対する特性の変化を示す図、第
４図はｎ１光素子としての５ｔ−ＰＤの分光感度特性と
その補正分光感度特性を示す図、第５図は撮像素子とし
てのＣＣＤの分光感度特性とその補正分光感度特性を示
す図、第６図は従来装置における色温度に対するビデオ
出力の変動を示す図である。 １・・・撮像レンズ光学系、２・・・アパーチャ絞り機
構、３・・・ＣＣＤ　（撮像素子）、４・・・ビデオプ
ロセッサ、５・・・ハーフミラ−６・・・集光レンズ、
７・・・５ｉ−ＰＤ（′６ｐＪ光素子）、８・・・露光
制御部、１１・・・第１の！Ｒカットフィルタ、１２・
・・第２のＩＲカットフィルタ。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第　１　区 第４図 第　５　図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子を用いて被写体を電子的に撮像するカメ
   ラにおいて、 測光素子を含む測光光学系の分光感度特性のピーク波長
   と、上記撮像素子を含む撮像光学系の分光感度特性のピ
   ーク波長とをほぼ一致させる光学的補正手段を備えたこ
   とを特徴とする露光制御装置。
2. （２）光学的補正手段は、撮像光学系の固定的に定めら
   れる分光感度特性に対して、測光光学系の分光感度特性
   を補正するように設けられるものである請求項（１）項
   に記載の露光制御装置。