JPH0693759B2 - 電子スチルカメラの露出制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、固体撮像素子などの撮像手段で被写体を撮影
しその映像信号を磁気ディスク等の回転記録媒体に記録
する電子スチルカメラに係り、特に、電子スチルカメラ
の露出制御方法に関するものである。

〔発明の背景〕

最近、固体撮像素子や撮像管等の撮影装置と、安価で比
較的記憶容量の大きな磁気ディスクなどの回転記録媒体
を用いた記録装置とを組み合わせ、被写体を純電子的に
スチル撮影して回転記録媒体に記録し、画像再生は別の
テレビジョンやプリンタなどで行う電子スチルカメラが
開発されている。

この種の電子スチルカメラにあっては、従来のいわゆる
銀塩スチルカメラと同様、フレーミングの測距のしやす
さ等から開放測光方式が採用されている。銀塩スチルカ
メラにおいては、絞り羽根を動かすための菊座を付勢し
回転させるばねをチャージし係止しておき、レリーズに
応じて係止を解除して瞬間に絞り込み、露光後、フィル
ムの巻き上げ時に再びばねをチャージするようになって
いる。

ところで、電子スチルカメラには、撮像素子の特性を利
用し、シャッタを開いたままで、撮像素子の電荷の読み
出し等により連続的に画像を得るムービーモードを使え
る特徴がある。その際、１秒当たりの撮影コマ数が固定
されるので、露光制御は、専ら絞り値の自動フィードバ
ック制御によりなされる。そのためには、前記ばねより
もモータで絞り羽根を制御するほうがシステムを構成し
やすい。この撮影モードでは、撮影を開始するとフィー
ドバック制御により最小絞りまで絞り値に十分な精度が
得られる。

しかし、１枚撮りのスチルモードでは各ショットに対し
開放から所定値まで相当のスピードで絞り込まなければ
ならず、いわゆるオーバーシュートやリンギング等を生
じ、絞り値の正確な制御が困難である。この傾向は、絞
り込み量が大きい場合に著しく、最小絞り付近では、絞
り込みの機械的誤差が無視できなくなるなど、不正確と
ならざるを得なかった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ス
チルモードとムービーモードの両方に対応でき、絞り精
度が良好な電子スチルカメラの露出制御方法を提供する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、シャッタと、虹彩
絞りと、該虹彩絞りを通過した光に基づいて被写体の明
るさを検出する測光手段と、少なくともスチルモードと
ムービーモードとを切り換える撮影モード切換手段とを
有し、前記撮影モード切換手段によってスチルモードに
切り換えられ且つレリーズボタンが押されると、前記測
光手段によって開放測光し、該開放測光によって測定さ
れた測光値に基づいて予め設定したプログラム線図によ
る絞り値及びシャッタスピードになるように前記虹彩絞
り及びシャッタを制御して被写体光を固体撮像素子に露
光させた後、前記虹彩絞りを全開させ、前記撮影モード
切換手段によってムービーモードに切り換えられると、
前記測光手段による測光とその測光値に基づく前記虹彩
絞りの制御とを一定の周期で繰り返し実行するととも
に、露光時間を一定にして被写体光を前記固体撮像素子
に露光させる電子スチルカメラの露出制御方法であっ
て、前記スチルモード時における前記プログラム線図
は、前記虹彩絞りの絞り値の下限値が、絞り精度が出な
い所定の絞り値以下にならないように制御されているこ
とを特徴としている。

本発明においては、スチルモードが指示されたときに、
不正確となる最小絞り値付近を捨てて、十分な精度が得
られる絞りの下限値を制限するので、絞り値の不確定要
素がなくなる。この制限は、絞りの駆動源がステッピン
グモータである場合、印加パルス数を制限する純電子的
方法を採用できる。一般的には、絞り機構の羽根を駆動
する菊座等の回動角に制限を加えるピンのごとき機械的
部材を用いる。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係る電子スチルカメラ
の好ましい実施例を詳説する。

第１図は、本発明に係る電子スチルカメラの一実施例の
全体構成を示しており、同図において、撮像光学系は、
前群レンズ系としての例えばズームレンズ系10と、絞り
12と、マスタレンズ系14とからなり、マスタレンズ系14
は、測光光学系24へのビームスプリッタも兼ねている。
16は、ファインダ光学系へのミラーで撮影時には光路外
に跳ね上げられる。18は光学フィルタ、20はシャッタで
ある。シャッタ20はスチルモードにおいて前記ミラーが
跳ね上げられ、前記絞りが絞り込まれた後に所定秒時開
かれるが、ムービーモードにおいては、開かれたままに
なる。22は撮像素子のCCDである。

前記測光光学系24に取り込まれた一部の被写体光は、測
光センサ26に受光され、測光アンプ28で増幅され、A/D
変換器30を介して演算／制御回路32に入力される。この
演算／制御回路32は、取り込んだ被写体の明るさ等の情
報に基づきシャッタ駆動回路34及び絞り駆動機構を通じ
て、前記シャッタと絞りを制御し、適正露光量を得るも
のである。

本発明は、絞り駆動機構にステッピングモータ38とその
駆動回路36とを採用し、前記演算／露出制御回路にその
ステッピングモータを駆動するパルス数を制限する機能
を待たせたことを特徴とする。

40はCCDを駆動しその電荷を読み出して増幅するCCD駆動
回路／プリアンプ、42はビデオ信号に変換するエンコー
ダ、44はそのビデオ信号を増幅する記録アンプである。
エンコーダ42からはエレクトロニックビューファインダ
（電子ビューファインダ）またはモニタへの出力が得ら
れ、記録アンプ44からは外部ビデオアダプタへの出力が
得られる。記録アンプ44はまた、記録／再生切換スイッ
チ46を介して記録ヘッド48に接続されている。50は映像
信号を記録する磁気ディスク、52はディスクモータ、54
はモータ駆動回路、56はディスク50を定速回転させるた
めのサーボ回路、58は前記記録ヘッド48を送るモータ60
の駆動回路である。

70は、各回路部からの信号を取り込み、全体の動作を制
御する制御回路、72はその制御下にタイミングパルスを
発生させ、CCD22、演算／制御回路32、CCD駆動回路40、
エンコーダ42等に出力するタイミングパルス発生回路、
74はレリーズ、76はスチルモードとムービーモードとを
切り換えスチル／ムービーモード切換手段、78はカメラ
の作動状態等の表示部である。

第３図は、絞り12とステッピングモータ38の機械的構成
を示す斜視図である。絞り12は、穴座122と、絞り羽根1
24と、菊座126と、受け座128とを有する。一方、ステッ
ピングモータ側は、ギア382と、エンコーダ384と、フォ
トインタラプタ386と、カム388とを備えている。前記菊
座126はカムフォロアを持ち、ばねに付勢されて、カム3
88のカム面に当接している。またエンコーダ384とフォ
トインタラプタ386とは、開放測光位置（ホームポジシ
ョン）を規定するためのものである。すなわち、スチル
モード撮影時は、測光は必ずホームポジションで行い
（開放測光）、その測光データに基づき、ステッピング
モータにパルスを与えて絞り込む。一方、ムービーモー
ドでは、ホームポジションから所定のステップで送った
後、光量変化があった分だけ補正していく。

以上のように構成した本発明に係る電子スチルカメラ
の、スチルモード、ムービーモード、及びスチル連写モ
ードにおける作動を、第４図、第５図、及び第６図によ
り説明する。

第４図は、スチルモード撮影時のタイミングチャートで
ある。図において、VDは垂直同期信号を反転させて作っ
た同期信号である。従って、パルスレートは60ppsとな
っている。この場合、スチルモードにあるから、スチル
／ムービー切換手段76からの信号は、ローレベルのまま
である。シャッタチャンスをうかがって、レリーズボタ
ン（スイッチ）74を押すと、制御回路70及び演算／露出
制御回路32からの指令により、絞り12が開いた状態で、
A/D変換器30は測光データを演算／露出制御回路32に送
る。演算／露出制御回路32はそのデータに基づき、プロ
グラム露出方式による適正シャッタスピードと適正絞り
値との組み合わせを演算し、まずステッピングモータ駆
動回路36にパルスを送る。ステッピングモータ駆動回路
36は、例えば２相励磁方式で、ステッピングモータを作
動させ、絞り12を演算された値まで絞り込ませる。そこ
で測光演算系は、絞り込み測光方式により、再測光す
る。このように再測光するのは、電子スチルカメラの撮
像素子の場合、銀塩スチルカメラに比較して、ラチチュ
ードが狭く、より正確な露光制御が必要だからである。
その再測光値に基づき、シャッタスピードを最終的に決
めて、シャッタ駆動回路34に露光時間にみあったパルス
を出力し、露光する。

第４図で、露光後から絞り開放までの空白は、ファイン
ダ光学系のミラー16の定位置への復帰や絞りの開放動作
に費やされる時間であり、銀塩スチルカメラにおける巻
き上げ動作の時間に相当する。なお、ミラー16はレリー
ズボタン74の押し下げに応じて跳ね上げられるが、本実
施例の場合、測光用光線はミラー16よりも前から取り入
れているので、再測光は何等影響を受けない。

ここでは、プログラム露出方式の露光制御で、プログラ
ム演算に対する絞り値の誤差をシャッタスピードで吸収
する方式について述べたが、絞り値を先に決定し、シャ
ッタスピードを可変にする絞り優先方式やシャッタスピ
ードを所望の値に設定し、絞り値を可変にするシャッタ
スピード優先方式にも本発明を適用できることは明らか
である。

第５図は、ムービーモード撮影時のタイミングチャート
である。この場合、アクセサリ装着用のマルチコネクタ
に電子ビューファインダまたはビデオアダプタが装着さ
れたので、スチル／ムービー切換信号がハイレベルとな
る。従って、レリーズ信号は無視され、測光が開始され
る。光学式のファインダ用ミラー16は跳ね上がったまま
である。測光結果に基づきステッピングモータが駆動さ
れるが、絞り込んだ状態で測光と絞り値制御がなされる
から、スチルモードのときと比較して、ステッピングモ
ータ36は、明るさの変動分だけを補償すれば良く、一般
に作動量は少なくなる。絞りの補正が完了すると、露光
が行われる。

なお、ムービーモードにあっては、スチルモードと同じ
パルスレートで駆動してもよいが、各補正時に絞り補正
量が少ないことから、ステッピングモータのパルスレー
トをスチルモードよりも下げて、オーバーシュートやリ
ンキングがより一層少なく滑らかな制御とすることも可
能である。

第６図は、シャッタの開閉により連続撮影し、カメラに
内蔵された磁気ディスクに記録するスチル連写モード
（以下、機械的スチル連写モードという。）撮影時のタ
イミングチャートである。レリーズボタン74を押すと、
測光が開始され、その結果に基づき絞り込む。それとと
もに、クイックリターンミラー16がはね上げられる。絞
り込みが完了した時点で再測光し、誤差をシャッタ速度
の補正で吸収する。そして露光がなされ、撮像素子22か
ら電荷の転送が行われる。これで１枚目の撮影を終わ
り、次に備えて、シャッタ20を巻き上げ、ミラー16を正
規の位置に復帰させる。絞り12は絞り込まれたままであ
るから、ただちに再測光し、露光、転送、シャッタ巻き
上げを繰り返し、連写する。

連写モードには、この他に、シャッタを開いたままで前
記撮像素子の電荷の読み出しにより、連続的に撮影し、
カメラに内蔵された磁気ディスクに記録するモード（以
下、電子的スチル連写モードという。）もある。

１枚撮りのスチルモード、機械的スチル連写モード、電
子的スチル連写モードのいずれにおいても、絞り込みに
ついては、フィードバック系が採用されていない。とい
うのは、開放測光方式であり、瞬間的に絞り込まなけれ
ばならず、しかもシャッタチャンスとの関係でタイムラ
グをむやみに長くできないからである。先のムービーモ
ードでは、フィードバック制御により、小絞りでも充分
な精度が得られるのに対し、一気に絞り込むこれらスチ
ルモードでは、絞りのモータのオーバーシュートやリン
キングや、絞り駆動時の機械的誤差等に起因して、絞り
値に誤差が生じやすい。その傾向は、小絞りほど顕著で
ある。

そこで、本発明では、スチル／ムービーモード切換手段
でスチルモードが選ばれたときに、最小絞り付近を使わ
ないように規制することにした。具体的には、演算／露
出制御装置32が、ステッピングモータ駆動回路36に供給
するパルス数を制限し、特定絞り値以下には、絞り込ま
ないようにしている。

第２図にプログラム線図の一例を示す。図において、ス
チル連写モードのEV17以上で、絞りをF16に規制した点
が、本発明の特徴である。

なお、機械的スチル連写モードで、シャッタ速度の下限
を1/125秒固定したのは、それ以下のシャッタ速度で
は、作動タイミング上、10コマ／秒のコマ数を撮影でき
なくなるからであり、電子的スチルモードでも同様のこ
とが考えられるが、１秒当たりの撮影コマ数は、電荷の
読み出し速度や磁気ディスクの記録速度等の関係で、一
般にムービーモードで、外部のビデオレコーダ等に記録
するよりも、記録速度は小さい。ムービーモードでは、
ビデオのフレーム数との関係から、例えば1/60秒と等価
なシャッタ速度で、専ら絞り値の調節により、露出制御
がなされる。

ここでは、ステッピングモータの回動範囲を規制する例
を示したが、例えば、第３図の菊座126のカムフォロア
の回動域にピン等を突出させて絞りの下限値を規制して
も良い。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明によれば、スチル撮影モー
ドにおいて、絞り値に不確定要素が入る余地のある最小
絞り値付近を使わないで済むので、より正確な露出制御
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子スチルカメラの一実施例の全
体構成を示すブロック図、第２図は本発明で使用するプ
ログラム露出方式の一例を示すプログラム線図、第３図
は絞りとステッピングモータの機械的構成を示す斜視
図、第４図はスチルモード撮影時のタイミングチャー
ト、第５図はムービーモード撮影時のタイミングチャー
ト、第６図は機械的スチル連写モード撮影時のタイミン
グチャートである。 10……前群レンズ系、12……絞り、14……マスタレンズ
系、16……ミラー、20……シャッタ、22……撮像素子
（CCD）、24……測光光学系、26……測光センサ、28…
…測光アンプ、30……A/D変換器、32……演算／露出制
御回路、34……シャッタ駆動回路、36……ステッピング
モータ駆動回路、38……ステッピングモータ、40……CC
D駆動回路／プリアンプ、50……磁気ディスク、70……
制御回路、72……タイミングパルス発生回路、74……レ
ンズボタン、76……スチル／ムービーモード切換手段、
122……穴座、124……絞り羽根、126……カムフォロア
付き菊座、128……受け座。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉田 一聖 東京都港区西麻布２丁目26番30号 富士写 真フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−114976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186174（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャッタと、虹彩絞りと、該虹彩絞りを通
   過した光に基づいて被写体の明るさを検出する測光手段
   と、少なくともスチルモードとムービーモードとを切り
   換える撮影モード切換手段とを有し、 前記撮影モード切換手段によってスチルモードに切り換
   えられ且つレリーズボタンが押されると、前記測光手段
   によって開放測光し、該開放測光によって測定された測
   光値に基づいて予め設定したプログラム線図による絞り
   値及びシャッタスピードになるように前記虹彩絞り及び
   シャッタを制御して被写体を固体撮像素子に露光させた
   後、前記虹彩絞りを全開させ、 前記撮影モード切換手段によってムービーモードに切り
   換えられると、前記測光手段による測光とその測光値に
   基づく前記虹彩絞りの制御とを一定の周期で繰り返し実
   行するとともに、露光時間を一定にして被写体光を前記
   固体撮像素子に露光させる電子スチルカメラの露出制御
   方法であって、 前記スチルモード時における前記プログラム線図は、前
   記虹彩絞りの絞り値の下限値が、絞り精度が出ない所定
   の絞り値以下にならないように制御されていることを特
   徴とする電子スチルカメラの露出制御方法。
2. 【請求項２】前記虹彩絞りは、ステッピングモータによ
   って駆動制御され、前記スチルモード時には前記ステッ
   ピングモータに印加するパルス数が所定値を越えないよ
   うに制限することにより、前記虹彩絞りが前記最小絞り
   径よりも小さくならないように制限するようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子スチルカ
   メラの露出制御方法。