JPH09307818A - 電子カメラ - Google Patents

電子カメラ

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JPH09307818A
JPH09307818A JP8117277A JP11727796A JPH09307818A JP H09307818 A JPH09307818 A JP H09307818A JP 8117277 A JP8117277 A JP 8117277A JP 11727796 A JP11727796 A JP 11727796A JP H09307818 A JPH09307818 A JP H09307818A
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政央 鈴木
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/73Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最適な露光量を迅速に演算できるようにす
る。 【解決手段】 撮像素子としてのCCDを利用して露光
量を演算する場合において、第4フレーム、第5フレー
ムおよび第6フレームの直前の垂直同期信号のタイミン
グにおいて、露光量S(1/2000秒)、露光量M
(1/250秒)、露光量L(1/30秒)を、それぞ
れ設定し、その直後のフレームにおいて、その露光量に
対応する露光を行う。3つの露光量で得られた信号レベ
ルを第8フレームで比較し、最も最適な信号レベルに近
い信号レベルが得られるシャッタ時間に加算値αを加算
した時間を、第9フレームの直前の垂直同期信号のタイ
ミングで設定し、第9フレームにおいて、その設定に対
応する露光を行い、第10フレームにおいて、その露光
による信号を読み出し、第11フレームにおいて、信号
の演算を行う。以下、同様の処理を繰り返し、最適な露
光量を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子カメラに関
し、特に、専用の露光センサを用いずに、露出を演算す
る場合において、迅速に露出を演算することができるよ
うにした電子カメラに関する。
【0002】
【従来の技術】通常の銀塩カメラにおいては、露出を演
算するために専用のセンサを設けており、そのセンサの
出力から露出を演算するようにしている。
【0003】これに対して、例えば電子カメラにおいて
は、より低コスト化を図るために、専用のセンサを設け
ずに、撮像素子の出力から露出を演算するようにする場
合がある。図7は、このような場合における露出の演算
の処理例を表している。
【0004】最初に、ステップS61において、不定期
間が経過するまで待機する。例えば、図8に示すよう
に、電源をオンした後、CCDなどの撮像素子からは、
NTSC方式の場合、1/30秒毎に1フレーム分の画
像データの読み出し処理が行われるが、最初の3フレー
ム分程度の期間においては、CCDの出力が安定しな
い。そこで、CCDの出力が安定する第1乃至第3フレ
ームまでの時間待機する。
【0005】不定期間が経過したとき、ステップS61
からステップS62に進み、予め設定されているデフォ
ルトの露光量を設定する。例えば、絞りが固定されてい
る場合、所定のシャッタ速度(時間)が設定される。
【0006】次に、ステップS63において、ステップ
S62で設定されたシャッタ速度に対応する時間だけ露
光が行われる。すなわち、シャッタ速度に対応する期間
において発生した電荷が取り出され、ステップS64に
おいて、読み出される。露光と読み出しは、1フレーム
毎に行われるため、図8のタイミングチャートに示すよ
うに、ステップS63の露光処理が所定のフレーム(例
えば第3フレーム)において行われたとき、ステップS
64の読み出し処理は、次のフレーム(例えば第4フレ
ーム)において行われる。
【0007】次に、ステップS65に進み、ステップS
64で読み出した信号レベルが最適値となっているか否
かが判定される。最適値となっていない場合、ステップ
S66に進み、ステップS62で設定した値に、予め設
定されている加算値αを加算し、新たな設定値とする。
そして、ステップS63に戻り、ステップS66で設定
した新たな設定値に対応する露光が行われる。
【0008】このステップS65とステップS66の新
たな設定値を求める演算は、ステップS64における読
み出し処理が行われた次のフレーム(例えば第5フレー
ム)において行われる。
【0009】以上のような動作が繰り返し行われて、ス
テップS65において、読み出した信号レベルが最適値
になったと判定された場合、撮影準備完了状態となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子カメラにお
いては、このように、露光、読み出し、演算の3つの処
理が、それぞれ異なるフレームにおいて行われるように
なされているため、最適な露出量を決定するのに時間が
かかる課題があった。ビデオカメラの場合、1フレーム
分の画像だけを取り込むということはほとんどなく、少
なくとも数秒以上の長さの画像を撮影するため、露出の
演算にある程度時間がかかったとしても、実用上それほ
ど問題になることはない。しかしながら、電子カメラの
場合、取り込む画像は基本的には1フレームの画像であ
る。このため、露出演算に数十フレーム以上の時間がか
かると、通常の銀塩カメラにおいて1枚の写真を撮る感
覚で画像を撮影することが困難になる課題があった。
【0011】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、より迅速に最適な露出を演算することがで
きるようにするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の電子カ
メラは、設定手段により第1の露光量を設定して被写体
を撮影したときの受光手段の第1の出力を求め、設定手
段により第2の露光量を設定して被写体を撮影したとき
の受光手段の第2の出力を求め、第1の出力と第2の出
力を比較して、第1の露光量と第2の露光量のうち最適
な露光量に近い方を選択し、選択した露光量を、第1の
露光量と第2の露光量の差より充分小さい所定の値だけ
順次変化させた場合における受光手段の出力を元に、最
適な露光量を決定することを特徴とする。
【0013】請求項1に記載の電子カメラにおいては、
第1の露光量を設定して被写体を撮影したときの受光手
段の第1の出力と、第2の露光量を設定して被写体を撮
影したときの受光手段の第2の出力とを比較して、第1
の露光量と第2の露光量のうち、最適な露光量に近い方
が選択される。そして、選択した露光量から、所定の値
だけ露光量を順次変化させた場合における受光手段の出
力から、最適な露光量が決定される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
【0015】図1は、本発明を適用した電子カメラの一
実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の電子カメ
ラ1においては、被写体を撮影する場合において、被写
体に向けられる面が面X1とされ、ユーザ側に向けられ
る面が面X2とされている。面X1の上端部には、被写
体の撮影範囲の確認に用いられるファインダ2と、被写
体の光画像を取り込む撮影レンズ3が設けられている。
【0016】電子カメラ1の左側面(面Y1)には、被
写体を撮像するときに操作されるレリーズスイッチ10
及び電源スイッチ11が設けられている。このレリーズ
スイッチ10及び電源スイッチ11は、面X1の上端部
に設けられているファインダ2と、撮影レンズ3よりも
鉛直下側に配置されている。
【0017】次に、本実施例の電子カメラ1の内部の電
気的構成を、図2のブロック図を参照して説明する。複
数の画素を備えているCCD31は、各画素に結像した
光画像を画像信号(電気信号)に光電変換するようにな
されている。CCD駆動回路(VDRV)35は、ディ
ジタルシグナルプロセッサ(以下、DSPという)34
に制御され、CCD31を駆動するようになされてい
る。
【0018】相関二重サンプリング回路(以下、CDS
回路という)およびAGC回路32は、CCD31が光
電変換した画像信号を所定のタイミングでサンプリング
するとともに、そのレベルが所定のレベルになるように
制御するようになされている。アナログ/ディジタル変
換回路(以下、A/D変換回路という)33は、CDS
回路およびAGC回路32でサンプリングした画像信号
をディジタル化してDSP34に供給するようになされ
ている。
【0019】DSP34は、入力されたR,G,Bの画
像データに対して、ガンマ補正等を施すとともに、これ
らのデータから、輝度データと色差データを演算してバ
ッファメモリ37に供給し、記憶させる。圧縮伸張回路
およびメモリコントローラ36は、バッファメモリ37
に記憶された画像データをJPEG方式で圧縮し、メモ
リカード38に転送し、記憶させる。
【0020】CPU39には、レリーズスイッチ10、
電源スイッチ11などよりなる操作スイッチ40から、
CPU39に対して、各種の指令を入力することができ
る。CPU39は、これらの指令に対応して、CPU制
御バスを介して各回路を制御するようになされている。
【0021】次に、図3と図4のフローチャートを参照
して、露出量を演算する場合の処理について説明する。
この処理は、ユーザがレリーズスイッチ10を半押し状
態にしたとき開始される。
【0022】最初に、ステップS1において、レリーズ
スイッチ10を半押し状態にした後、不定期間が経過す
るまで待機する。この不定期間は、例えば、3フレーム
の期間とすることができる。
【0023】次に、ステップS2に進み、CPU39
は、DSP34を制御し、露光量Sを設定させる。具体
的には、例えば、絞りは一定として、シャッタ速度を1
/2000秒に設定させる。
【0024】次に、ステップS3に進み、ステップS2
で設定した露光量に対応する露光を行う。すなわち、C
PU39はDSP34を制御し、CCD31において、
1/2000秒の時間、信号電荷を蓄積させる。
【0025】ステップS4においては、露光量Mが設定
される。この露光量Mとしては、例えば、1/250秒
のシャッタ時間を設定する。そして、ステップS5にお
いては、ステップS4で設定した露光量に対応する露光
を行う。すなわち、CCD31において、1/250秒
だけ信号電荷を蓄積する動作を行う。そして、ステップ
S6において、ステップS3で行った露光量Sに対応す
る露光により、充電された信号電荷を読み出す処理を実
行する。
【0026】次に、ステップS7に進み、露光量Lを設
定する。具体的には、例えば、1/30秒のシャッタ時
間を設定する。そして、ステップS8において、CCD
31に対し、1/30秒の時間だけ信号電荷を蓄積させ
る。さらに、ステップS9において、ステップS5で行
った露光量Mに対応する露光により蓄積された信号電荷
を読み出す処理を行う。
【0027】ステップS10においては、ステップS6
で読み出された露光量Sに対応する信号のレベルを演算
し、バッファメモリ37に格納する。
【0028】次に、ステップS11において、ステップ
S8で行った露光量Lに対応する露光による信号電荷の
読み出しを行う。また、ステップS12においては、露
光量Mに対応する露光の結果得られた信号レベルを演算
し、これをバッファメモリ37に記憶させる。
【0029】次に、ステップS13においては、ステッ
プS8で行われた露光量Lに対応する露光の結果得られ
た信号レベルの演算と、得られた結果のバッファメモリ
37への格納処理が行われる。
【0030】このようにして、露光量S,MまたはLに
対応する露光の結果得られた信号レベルをステップS1
4において比較し、適正露出に最も近いものを選択す
る。例えば、信号レベルとして0乃至255の256段
階のレベルが存在する場合、その中間値のレベル128
が適正露出において得られる信号レベルであるとされ
る。この場合、3つの信号レベルのうち、128に最も
近いものが選択される。
【0031】そして、ステップS15において、CPU
39は、ステップS14で選択した露光量に対して、予
め設定してある所定の加算値αを加算して、新たな露光
量を設定する。この値αは、例えば図5に示すように決
定される。
【0032】すなわち、ステップS14で選択された信
号レベルEが200以上の値であるとき、αは−3/2
(EV)とされる。レベルEが160以上200未満の
とき、αの値は−1.0、レベルEが140以上160
未満の場合、αの値は−1/2、レベルEが132以上
140未満の場合、αの値は−1/4とされる。また、
レベルEが118以上125未満の場合、αの値は1/
4、レベルEが100以上118未満の場合、αの値は
1/2、レベルEが70以上100未満の場合、αの値
は1.0、レベルEが70未満の場合、αの値は3/2
とされる。そして、レベルEの値が125以上132未
満の場合、すなわち、128±3の範囲内にあるとき、
最適なシャッタ時間(露光量)が求められたものとし
て、αの値は設定されない(0とされる)。
【0033】なお、図5においては、αの値がEVで表
されているが、実際には、そのEV値に対応するシャッ
タ時間とされる。
【0034】ステップS15において、このように新た
な露光量が設定されると、ステップS16に進み、設定
された露光量に対応する露光が行われる。そして、ステ
ップS17に進み、ステップS16で行われた露光に対
応する信号電荷の読み出しが行われ、ステップS18
で、信号レベルが128±3の範囲内にあるか否かが判
定される(125以上132未満の値であるか否かが判
定される)。ステップS18において、信号レベルが1
28±3の範囲内に存在しないと判定されたとき、ステ
ップS19に進み、ステップS15で設定したシャッタ
時間に加算値αが加算され、新たな設定値とされる。そ
して、ステップS16に戻り、それ以降の処理が実行さ
れる。
【0035】以上のステップS16乃至ステップS19
の処理が、ステップS18において、信号レベルが12
8±3の範囲内に入るまで繰り返し実行される。
【0036】ステップS18で、信号レベルが128±
3の範囲内の値となったと判定されたとき、ステップS
20に進み、CPU39は、撮影準備が完了した場合の
処理を行い、ステップS21において、レリーズスイッ
チ10が全押し状態になったか否かを判定する。レリー
ズスイッチ10が全押し状態になったと判定されない場
合、ステップS22に進み、レリーズスイッチ10を半
押し状態にした後、予め設定してある一定の時間が経過
したか否かが判定される。一定時間がまだ経過していな
いとき、ステップS21に戻り、ステップS21,S2
2の処理が繰り返し実行される。
【0037】ステップS21において、レリーズスイッ
チ10が全押し状態にされたと判定された場合、ステッ
プS23に進み、CPU39は、ステップS15または
S19で設定した露光量(シャッタ時間)で撮影動作を
実行する。
【0038】すなわち、DSP34は、CCD31に対
して、選択されたシャッタ時間に対応する時間だけ信号
電荷を蓄積させ、その信号電荷をCDS回路およびAG
C回路32に読み出し、サンプリングさせるとともに、
そのレベルを所定のレベルに制御させる。そして、A/
D変換回路33において、A/D変換させた後、DSP
34において、ガンマ補正等を施すとともに、輝度デー
タと色差データを演算し、バッファメモリ37に記憶さ
せる。圧縮伸張回路およびメモリコントローラ36は、
バッファメモリ37に記憶された画像データを読み出
し、JPEG方式で圧縮し、メモリカード38に転送
し、記憶させる。
【0039】一方、ステップS22において、レリーズ
スイッチ10が半押し状態にされた後、一定時間が経過
したと判定された場合においては、CPU39は、処理
を終了させる。
【0040】以上の動作をタイミングチャートに示す
と、図6に示すようになる。すなわち、レリーズスイッ
チ10を半押し状態にした後、第1フレーム乃至第3フ
レームまでの期間(不定期間)待機し、次の第4フレー
ムの直前の垂直同期信号のタイミングにおいて、露光量
S(シャッタ時間=1/2000秒)の設定が行われ
る。そして、第4フレームにおいて、露光量Sに対応す
る露光が行われる。露光量Sに対応する露光が終了した
とき、次の第5フレームの直前の垂直同期信号のタイミ
ングにおいて、露光量M(1/250秒)の設定が行わ
れ、第5フレームにおいて、露光量Mに対応する露光が
行われるとともに、第4フレームにおける露光量Sに対
応する露光の読み出しが行われる。
【0041】さらに、次の第6フレームの直前の垂直同
期信号のタイミングにおいて、露光量L(1/30秒)
の設定が行われ、第6フレームにおいて、露光量Lに対
応する露光が行われるとともに、第5フレームにおいて
行われた露光量Mに対応する露光の読み出しが行われ
る。さらに、第6フレームにおいては、第4フレームに
おいて行われ、第5フレームにおいて読み出された露光
量Sに対応する信号の演算と、その演算結果の格納処理
が行われる。
【0042】次の第7フレームにおいては、第6フレー
ムにおいて行われた露光量Mに対応する露光の読み出し
が行われるとともに、第6フレームにおいて読み出され
た露光量Mにおける露光結果の演算と、その格納処理が
行われる。
【0043】次の第8フレームにおいては、第7フレー
ムにおいて読み出された露光量Lの演算が行われるとと
もに、その演算結果がバッファメモリ37に格納され
る。この第8フレームにおいては、さらに、第6フレー
ムにおいて格納された露光量Sに対応する信号、第7フ
レームにおいて格納された露光量Mに対応する信号、お
よび第8フレームにおいて格納された露光量Lに対応す
る信号のレベルの比較が行われ、最適値(128)に近
い値に対応するシャッタ時間が選択される。すなわち、
1/2000秒、1/250秒、1/30秒のうちのい
ずれか1つのシャッタ時間が選択される。
【0044】次の第9フレームの直前の垂直同期信号の
タイミングにおいて、その時間に加算値αの値が加算さ
れたシャッタ時間が設定される。そして、第9フレーム
において、その設定に対応する露光が行われ、次の第1
0フレームにおいて、第9フレームにおける露光に対応
する信号電荷の読み出しが行われる。さらに、次の第1
1フレームにおいて、第10フレームで読み出された信
号のレベルを求める演算が行われる。そして、その演算
結果に対応して、次の第12フレームの垂直同期信号の
タイミングにおいて、新たな露光量の設定が行われる。
以下、同様の処理が、最適な信号レベル(=128±
3)が得られるまで繰り返し実行される。
【0045】図6のタイミングチャートを図8のタイミ
ングチャートと比較して明かなように、図8のタイミン
グチャートにおいては、図6のタイミングチャートにお
ける第9フレームの直前の垂直同期信号のタイミングに
おいて設定される露光量を決定するのに、長い時間を要
する。これに対して、図6のタイミングチャートにおい
ては、第9フレームの直前の垂直同期信号のタイミング
において設定される露光量は、1/2000秒、1/2
50秒、または1/30秒のシャッタ時間のうち、最も
最適なシャッタ時間に近い値に対応して設定される。そ
して、第9フレーム以降では、図8の第3フレーム以降
の処理と同様の処理が行われる。このように、この実施
例によれば、比較的大きく離れた3つの露光量を設定
し、その中で、最も最適な信号レベルが得られる露光量
を選択し、選択した露光量を、充分小さい加算値αずつ
変更するようにしたので、迅速に最適な露光量を決定す
ることができる。
【0046】なお、以上の実施例において、最初に3つ
の露光量を設定するようにしたが、少なくとも2つの露
光量を設定してもよい。
【0047】以上の実施例においては、絞りを固定し、
シャッタ時間だけで露光量を変更するようにしたが、絞
り値だけを変更したり、絞り値とシャッタ時間との組み
合わせを変更したり、絞り値、シャッタ時間および信号
レベル(自動ゲインコントロール)(AGC)の組み合
わせを変更したりすることで、露光量を変更することも
可能である。
【0048】例えば、シャッタ時間と信号レベル(AG
C)を固定とし、絞り値(F)を次のように規定するこ
とで、上記した露光量L,M,Sを設定することができ
る。 L:F1.4 M:F4 S:F11
【0049】また、AGCを固定とし、絞り値(F)と
シャッタ時間T(秒)を次のように設定することで、露
光量L,M,Sを設定することができる。 L:F2.8 T=1/60 M:F4 T=1/250 S:F8 T=1/500
【0050】また、上記実施例においては、概略の露出
量を決定した後、さらに正確な露光量を決定するのに、
αだけシャッタ時間を変更し、微調整するようにした。
この微調整も、絞りを制御することで行うようにするこ
とも可能であるが、一般的に、絞りは、1/2EV刻み
でしか、すなわち、粗い刻みでしか制御することができ
ないため、露光量を微細に変更するには、上記実施例に
示したように、シャッタ時間で制御するようにするのが
好ましい。但し、シャッタ時間は1水平同期単位(6
3.5μs)での制御しかできないので、さらに高精度
の制御を必要とする場合には、信号レベルの制御(ゲイ
ンコントロール)とシャッタ時間の制御を併用するのが
好ましい。
【0051】あるいはまた、さらにこれらを組み合わせ
て、低輝度被写体(シャッタ時間が1/60秒より長く
なる被写体)に対しては、絞りとゲインコントロールと
の組み合わせで露光量を制御し、中輝度被写体に対して
は、ゲインコントロールを固定とし、シャッタ時間と絞
り値で露光量を制御し、高輝度被写体に対しては、絞り
値を最小絞り値として、ゲインコントロールとシャッタ
時間で露光量を制御するようにすることもできる。
【0052】
【発明の効果】以上の如く、請求項1に記載の電子カメ
ラによれば、第1の露光量と第2の露光量の差より充分
小さい所定の値だけ露光量を順次変化させた場合におけ
る受光手段の出力に基づいて、最適な露光量を決定する
ようにしたので、迅速に最適な露光量を決定することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した電子カメラの一実施例の構成
を示す斜視図である。
【図2】図1に示す電子カメラの内部の電気的構成を示
すブロック図である。
【図3】図2に示す実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。
【図4】図3に続くフローチャートである。
【図5】図3のステップS15の処理における信号レベ
ルと加算値αとの関係を説明する図である。
【図6】図2の実施例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。
【図7】従来の電子カメラにおける動作を説明するフロ
ーチャートである。
【図8】従来の電子カメラにおける動作を説明するタイ
ミングチャートである。
【符号の説明】
1 電子カメラ 2 ファインダ 3 撮影レンズ 10 レリーズスイッチ 11 電源スイッチ 31 CCD 32 CDS回路およびAGC回路 34 DSP 36 圧縮伸張回路およびメモリコントローラ 38 メモリカード 39 CPU

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体からの光を受光し、前記被写体の
    画像に対応する信号を出力する受光手段と、 前記被写体を撮影するときの露出を設定する設定手段
    と、 前記受光手段の出力を記録媒体に記録する記録手段と、 前記設定手段に設定する露出を演算する演算手段とを備
    える電子カメラにおいて、 前記設定手段により第1の露光量を設定して前記被写体
    を撮影したときの前記受光手段の第1の出力を求め、 前記設定手段により第2の露光量を設定して前記被写体
    を撮影したときの前記受光手段の第2の出力を求め、 前記第1の出力と第2の出力を比較して、前記第1の露
    光量と第2の露光量のうち最適な露光量に近い方を選択
    し、 選択した前記露光量を、前記第1の露光量と第2の露光
    量の差より充分小さい所定の値だけ順次変化させた場合
    における前記受光手段の出力を元に、最適な露光量を決
    定することを特徴とする電子カメラ。
  2. 【請求項2】 前記設定手段によりさらに第3の露光量
    を設定して前記被写体を撮影したときの前記受光手段の
    第3の出力を求め、 前記第1の出力乃至第3の出力を比較して、最適な露光
    量に最も近い露光量を選択し、 選択した前記露光量を、前記第1の露光量と第2の露光
    量の差、および前記第2の露光量と第3の露光量の差よ
    り充分小さい所定の値だけ順次変化させた場合における
    前記受光手段の出力を元に、最適な露光量を決定するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の電子カメラ。
  3. 【請求項3】 前記第1乃至第3の露光量は、それぞれ
    異なるシャッタ速度で規定することを特徴とする請求項
    2に記載の電子カメラ。
JP11727796A 1996-05-13 1996-05-13 電子カメラ Expired - Fee Related JP4032262B2 (ja)

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