JPS6370232A - 電子スチルカメラの露光制御装置 - 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】 技術分野 本発明は電子スチルカメラ、とくにその出力信号のレベ
ルを一足にするように露光を制御する露光制御装置に関
する。

背景技術 電子スチルカメラはその名称のとおり、シャッタの開放
によって露光された１フイールドまたは１フレームのみ
の映像信号が得られる。適切な再生画像、すなわち視覚
上自然な再生画像を得るためには、適正露光が要求され
る。電子スチルカメラでは、このように１シヨツトの映
像信号について常に適正露光が得られなければならない
、適正露光とは、使用する固体撮像デバイスから得られ
た輝度信号またはＧ信号が被写界の光強度に依存せずほ
ぼ一定のレベルを呈することである。

そこで電子スチルカメラの露光制御では、従来のｔＭ塩
フィルムスチルカメラと同様の方式、たとえば撮影レン
ズの透過光をフォトダイオードにて測光し、これに応じ
てシャッタおよび絞りのイ１を調整して固体撮像デバイ
スに適正露光を与える方式が用いられている。

ビデオムービーカメラでは通常、映像信号の出力レベル
が一足になるようにこの映像信号からの帰還制御によっ
て絞り値を制御するオートアイリスを使用している。し
かし、電子スチルカメラでは、１シヨツトの画像を得る
ために速い応動を必要とするため、このようなムービー
用の帰還制御系が利用できない。

電子スチルカメラの撮像デバイスとして用いられる電荷
結合デバイス（ＣＯＤ）などの固体撮像デバイスは、通
常の銀塩写真フィルムと比べてダイナミックレンジが狡
く、さらに固体撮像デバイスと測光用フォトダイオード
は色温度によりＧ信号または輝度信号の感度が相違する
ため、単に撮影レンズの透過光をフォトダイオードにて
測光し、これに応じてシャッタおよび絞りの値を調整し
て露光を制御しても固体撮像デバイスから得られる輝度
信号またはＧ信号を一定とすることはできなかった。

たとえば、測光用のフォトダイオードはｃｃＤなどの固
体撮像デバイスとは感光特性が相違する。

第４図、第５図には、シリコンフォトダイオードの場合
において、オートアイリスセンナの出方を一定となるよ
うにした場合のＣＣＤセンサの出方の色温度による相違
が示されている。

第４図かられかるように、Ｇ信号の出方は色温度の変化
により変化し、たとえば色温度が３０００’　Ｋ程度で
低い場合にはＣＣＤセンサのＧ信号の感度が低いため出
力が低い。

また、第５図かられかるように、輝度信号Ｙ・０．３Ｒ
，０，５９Ｇ＋０．１１Ｂの出力（一点鎖線）も色温度
の変化により変化し、色温度が３０００°に程度で低い
場合にはＣＣＤセンサの輝度信号の感度が低いため出力
が低い。

したがって、測光素子、たとえばフォトダイオードの測
光値に応じてシャッタおよび絞りの値を調整する方式で
は、被写界からの入射光の分光成分の偏りによっては、
ＣＣＤＣＤ撮像ディスからの出力信号のＧ信号または輝
度信号のレベルが一定の適正値に調整されず、したがっ
て良好な画像を表わす映像信号を得ることができないこ
とがあった。

たとえば、色温度が３０００°に程度の場合、ＣＣＤ撮
像デバイスの感度が低いので、測光素子の測光値に応じ
てＧ信号または輝度信号が一定となるようにシャッタお
よび絞りの＜１を調整しても、ＣＣＤ撮像デバイスから
のＧ信号または輝度信号の出力が低くなり、−足とはな
らない。

このように従来の電子スチルカメラでは、測光素子と固
体撮像デバイスとの色温度に対する感度特性が異なるた
め、出力されるＧ信号または輝度信号を一定とするよう
に露光を制御することは困難だったφ 目　　　的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、８１１元
素子と固体撮像デバイスの色温度に対する感度特性の差
異に起因する出力の不均一を解消する電子スチルカメラ
の露光制御装置を提供することを目的とする。

発明の開示 本発明によれば、固体撮像デバイスにより被写界を撮像
して被写界の像を表わす映像信号を形成する電子スチル
カメラの露光を制御する露光制御装置は、被写界からの
入射光を受け、入射光の光量に応じた信号を出力する光
検出手段と、被写界の色ｉｉｉ度を検出する色温度検出
手段と、光検出手段からの出力を色温度検出手段からの
出力により補正する補正手段と、光検出手段からの出力
および色温度検出手段からの出力により電子スチルカメ
ラの露光を制御する露光制御手段とを有し、露光制御手
段による制御は、固体撮像デバイスおよび光検出手段の
間の色温度による感度の相違を補償するように、光検出
手段により検出される入射光の光量に応じて、電子スチ
ルカメラの露光を制御するものである。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による電子スチルカメラ
の露光制御装置の実施例を詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明による露光制御装置の実施
例が適用された電子スチルカメラは、撮像光学系１０を
有し、光学系１０は、撮像レンズ１２、絞り１４、ビー
ムスプリフタ１８およびシャッタ１８が図示のようにレ
ンズ１２の光軸２０上に配設されて構成されている。シ
ャッタ１８の後方には、たとえばＣＯＤなどの固体撮像
デバイス２２が配設されている。

撮像レンズ１２は、固体撮像デバイス２２の撮像セルア
レイ２４に被写界の像を結像する。絞り１４は、撮像セ
ルアレイ２４への入射光量を調整する露光調整機構であ
り１点線２６で示すように絞り駆動部２８によってその
絞り込みが駆動される。ビームスプリッタ１Ｂは、光軸
１２に対して４５°に配惹され、レンズ１２からの入射
光の一部３０を分岐する。その分岐光３０の先には、レ
ンズ３２およびフィルタ３４を介して光検出素子３６が
配設されている。シャッタ１８は、撮像セルアレイ２４
の露光を行なう露出機構であり１点！１１３８にて示す
ようにシャッタ駆動部４０によってその開閉が制御され
る。

光検出素子３６は、本実施例ではフォトダイオードであ
り、対数増幅器４２の入力に接続されている。レンズ３
２は１分岐光３０を光検出素子３６の受光部に収束する
。これによって光検出素子３８は、撮像レンズ１２に入
射した光の光量に応じた導通状態を呈するＴＴＬ　ｆｆ
光機能を果たしている。

固体撮像デバイス２２は、本実施例ではＣＣＤカラー撮
像デバイスであり、その駆動人力４４が同期発生回路４
６の駆動信号出力に接続され、その映像信号出力４８が
色分准利得調整部５０に接続されている。同期信号発生
回路４６は、安定な周波数で目走する基準発振器を有し
、固体撮像デバイス２２の駆動に必要な水平および垂直
駆動クロックを出力４４に、また水平および垂直同期信
号をその出力５２に出力する。固体撮像デバイス２２は
、シャッタ１８の開放により撮像セルアレイ２４に露光
された被写体画像に応じた電荷を蓄植し、駆動人力４４
からの駆動クロックに応動してその電荷に応じたカラー
映像信号を出力４８に出力する。

色分離利得ｇｌｌ整部５０は、固体撮像デバイス２２か
ら入力４８に入力されるカラー映像信号を増幅するとと
もに、ＲＧＢの３色信号に分解して出力５４に出力する
。

色分離利得調整部５０の出力５４はマトリクス回路６０
の入力に接続されている。マトリクス回路６０は、色分
離利得調整部５０から入力される３色信号ＲＧＢから、
輝度信号Ｙ、および色差信号Ｒ−Ｙ、　Ｂ−Ｙを形成し
、それらを出力６２にて出力する機能部である。なお、
色差信号Ｒ−Ｙ、　Ｂ−Ｙは走査線順次にて出力される
。

対数増幅器４２は、光検出器３６からの出力信号を対数
圧縮してその出力６４に出力する増幅器であり、出力６
４はオートアイリス（ＡＥ）制御部６６の入力　゛ボー
トに接続されている。　ＡＥ制御部６６は、本実施例で
は、入力６４の信号を対応するディジタルデータに変換
するアナログ・ディジタル変換器を有し、たとえばマイ
クロプロセッサなどの処理システムが有利に使用される
。　ＡＥ制御部６６の出力ポートロ８および７０は、絞
り駆動部２８およびシャッタ駆動部４０にそれぞれ接続
されている。

ＡＥ制御部６６は、光検出素子３６で側光した光量を表
す信号を全体制御部５８に出力するとともに、後述のよ
うに全体制御部５８から送られる補正された光量を表す
信号に従って絞り駆動部２８およびシャッタ駆動部４０
を制御し、撮像セルアレイ２４の露光を制御する自動露
光機能を実現する制ｍ機能部である。

これら本装置の各部は全体制御部５８によって制御され
る。この電子スチルカメラはシャツタレリーズボタン７
２を有し、その出カフ４は全体制御部５８の入力ボート
に接続されている。全体制御部５８は、本実施例ではや
はりマイクロプロセッサなどの処理システムにて有利に
構成され、シャツタレリーズボタン７２から制ｇｉ＆！
１ｔ７４を通して送られるシャツタレリーズ信号に応動
してＡＥ制御部８Ｂ、色分離利得調整部５０およびマト
リクス回路６０を制御し、これによって撮影、すなわち
撮像セルアレイ２４の露光と固体撮像デバイス２２から
の映像信号の読出しを行なう制御機構である。

全体制御部５８の入力ポードア６には、色温度検出部７
８の出カフ６が接続されている０色温度検出部７日は第
２図に示すように、開口８０に被写界から入射した光を
ＲおよびＢのフィルタ８２．８４を通してフォトダイオ
ード８６．８８でそれぞれ検出し、ＲおよびＢの各色成
分を表わす信号を対数増幅器８０．９２で対数圧縮し、
差動増幅器９４でＲ信号およびＢ信号の比を示す信号に
変換し、被写界の色温度データをその出カフ６に出力す
る色温度検１１ｉｊ機能を有する。

第３図に色温度検出部７８の出力と色温度との関係を示
す、同図に示すように、色温度が高いとき、すなわちミ
レッド（１０５／色温度Ｔｃ）が小さいときには、色温
度検出部７８からの出力が大きい。

全体制御部５８は、色温度検出部７８から得られた色温
度を表す信号によってＡＥｆｆｊｌＷ部６６から得られ
た光量を表す信号を補正し、補正された光量を表す信号
をＡＥ制御部６６に出力する。ＡＥ制御部６６はこの補
正された光量を表す信号により、絞り駆動部２８および
シャッタ駆動部４０を制御する。

全体制御部５８にはこのような光量のデータの補正に用
いられるルックアップテーブルが格納された記憶部９６
が接続されている。全体制御部５８において行われる光
量のデータの補正は、例えば第４図に点線で示されるよ
うなデータからなるルックアップテーブルを記憶部９Ｂ
から読み出して行う。

固体撮像デバイス２２は第４図に実線で示されるように
、色温度が低い場合にはＧ成分の感度が低い、したがっ
て、同図に点線で示されるようなルックアップテーブル
により、例えば低い色温度においてＣＣＤセンサのＧ信
号の感度が低下するのを補償し、低い色温度においては
Ｇ信号を大きくするように、すなわち固体撮像デバイス
２２に入射される光量を多くするように補正する。

これは１例えば全体制御部５８において、色温度検出部
７Ｂからの信号による色温度が低い場合には、ＡＥ制御
部８６から送られる光量のデータを少なくなるように補
正する。補正された光量のデータを全体制御部５８から
受けたＡＥ制御部６６は、補正された光量が少ないため
、露光量をさらに増加させるように絞り駆動部２８およ
びシャッタ駆動部４０を制御する。これにより絞りおよ
びシャッタが露光量をさらに多くするように制御され、
固体撮像デフへイス２２に入射される光量が増加する。

固体撮像デバイス２２は第４図に実線で示されるように
、色温度が低い場合にはＧ成分の感度が低いため、入射
される光量が増力口してもＧ成分の出力は増加せず、一
定となる。

固体撮像デバイス２２からの出力によりマトリクス回路
で作成される輝度信号の色温度による感度は、第５図に
一点鎖線で示すようになっているから、輝度信号を一定
とするように露光を制御する場合には、同図に点線で示
すようなルックアップテーブルを用いて、色温度が低い
場合のＣＣＤセンサの感度の低下を前記のＧ信号の場合
と同様に補正すればよい。

全体制御部５８はまた、色温度検出部７８からの出力に
応じて色分離利得調整部５０の増幅器利得を３色独立に
調整し、これによってＲＧＢ各色についてほぼ等しいレ
ベルの映像信号が出力５４から出力されるように、ホワ
イトバランスの調整を行う。

なお第１図では、本発明の実施例として実現される電子
スチルカメラの記録機能部分、すなわちビデオフロッピ
ーなどの映像信号記録媒体に出力６２の映像信号を記録
する機悦部が示されていない、これは、本発明の理解に
直接関係なく、図や説明の複雑化を避けるために省略し
たものであるが、カメラとしての機能を全うするために
は、本実施例においてもこの機能部を有していることは
言うまでもない。

シャツタレリーズボタン７２は２段階ストロークで動作
する。まず、その第１段階まで押されると、これに応動
して全体制御部５８は＋ｕｆｔｊｌｌ１部６６を起動し
、光検出素子３６によるＴＴＬ　８光、色温度検出部７
８による色温度の検出、絞り駆動部２８による絞り１４
の制御、およびシャッタ駆動部４０によるシャッタ１８
の制御を行なう、つまり前述のように、ＡＥ制御部６Ｂ
は、レンズ１２を通して被写界から入射した光の光量を
光検出素子３６によって測定し、その測光値を全体制御
部５８へ出力する。また、色温度検出部７８は、開口８
０を通して入射される入射光の色温度を検出し、その検
出値を全体制御部５８へ出力する。全体制御部５８は前
述のように、色温度検出部７８からの色温度の信号によ
りＡＥ制御部６Ｂからの光量の信号を補正し、補正され
た光量の信号をＡＥ制御部６６に送り、ＡＥ制御部８８
はこの信号に応じて絞り１４の開口の程度すなわち絞り
値と、シャッタ１８の開放時間すなわち露出時間を決定
する。

シャツタレリーズボタン７２が第２段階まで押されると
、これに応動して全体制御部５８は、それら決定した絞
り値および露出値に応じてそれぞれ絞り駆動部２８およ
びシャッタ駆動部４０を制御し、固体撮像デバイス２２
による撮影を行なう、固体撮像デバイス２２には、シャ
ッタ１８の開放により撮像セルアレイ２４に露光された
被写体画像に応じた電荷が蓄積され、駆動入力４４から
の駆動クロックに応動してその電荷に応じたカラー映像
信号が出力４８に出力される。

固体撮像デバイス２２から読み出されたカラー映像信号
は、色分離利得調整部５０で増幅され、３色値号ＲＧＢ
に分解される。その際、全体制ｖ４部５８は１色温度検
出部７８から得られた色温度データに従って色分離利得
調整部５０の利１１）を３色のそれぞれについて独立に
調整する。これによって、色分離利得調整部５０の出力
５４には白バランスの３Ｉ整された３色値号ＲＧＢが出
力される。

色分離利得調整部５０から出力された３色値号ＲＧＢは
マトリクス回路６０に入力され、同回路６０にて所定の
合成則にて輝度信号Ｙが作成される。マトリクス回路６
０はまた１色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを形成し、輝度
信号Ｙを出力６２に出力するとともに、色差信号Ｒ−Ｙ
およびＢ−Ｙを走査線順次にて出力６２に出力する。

前述のように本実施例では、光検出素子３６により検出
された入射光の光量を、色温度検出部７８により検出さ
れた入射光の色温度により補正し、固体撮像デバイス２
２と光検出素子３６との色温度による感度の差異を補償
している。したがって、例えば色温度が３０００°に程
度で低い場合に、固体撮像デバイス２２の感度の低下を
補償するように入射光の量をＷＲｌｆｔするから、色温
度の変化にかかわらず、固体撮像デバイス２２から常に
一定のＧ信号出力またはＹ信号の出力を得ることができ
る。

そこで、被写界から撮像レンズ１２を通して撮像デバイ
ス２２に入射する光の色温度に変化があっても、固体撮
像デバイス２２から出力される映像信号のＧ信号または
映像信号から合成した輝度信号Ｙのレベルは、適正に調
整される。したがって出力６２からは、良好な画像を表
わす映像信号を得ることができる。従来の電子スチルカ
メラでしばしば生じたような入射光による光キャリアの
飽和や寡少など、測光素子３６と撮像デバイス２２の感
光特性の差に起因する露光誤差が最小化される。

効　　果 このように本発明では、固体撮像デバイスの出力信号の
Ｇ信号または出力信号から所定の合成則で合成された輝
度信号が一定となるように、撮像素子と測光素子の色温
度による感度の差異を補償している。そこで、被写界か
ら固体撮像デバイスに入射する光の色温度に変化があっ
ても、固体撮像デバイスから出力される映像信号のレベ
ルを適正に調整できる。

したがって良好な画像を表わす映像信号を得ることがで
き、従来の電子スチルカメラで生じたような測光素子と
固体撮像デバイスの色温度による感度の差に起因する露
光誤差が最小化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電子スチルカメラの露光制御装
置の実施例を示す機能ブロック図、第２図は、第１図の
色温度検出部の一例を示すブロック図、 第３図は、第２図の色温度検出部の出力特性を示すグラ
フ、 第４図、第５図は、第１図のオートアイリスセンサの出
力を一定とした場合のＣＯＤセンサの色温度による感度
の変化を示すグラフである。 主要部分の符号の説明 １４、、、絞　リ １８、、、シャッタ ２２、、、固体撮像デバイス ２８、、絞り駆動部 ３Ｂ、、、光検出素子 ４０、、、シャッタ駆動部 ４２、、、対数増幅器 ５８、、、全体制御部 ６０、、、マトリクス回路 ８Ｂ、、、ＡＥ制御部 ７８、、色温度検出部 ９０．９２　、対数増幅器 ９４、、、差動増幅器 ９Ｂ１０．記憶部 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　香
取　孝雄 先山　隆夫 第２図 第３図 １００　　　　　１４１３．１　　　　　　２００　　
　２３７．２　　２７４．９　　３１２．５　　ミレー
窪（ＩＱ’）Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体撮像デバイスにより被写界を撮像して該被写界
   の像を表わす映像信号を形成する電子スチルカメラの露
   光を制御する露光制御装置において、該装置は、 前記被写界からの入射光を受け、該入射光の光量に応じ
   た信号を出力する光検出手段と、 前記被写界の色温度を検出する色温度検出手段と、 前記光検出手段からの出力および前記色温度検出手段か
   らの出力により前記電子スチルカメラの露光を制御する
   露光制御手段とを有し、 該露光制御手段による制御は、前記固体撮像デバイスお
   よび光検出手段の間の色温度による感度の相違を補償す
   るように、前記光検出手段により検出される入射光の光
   量に応じて、前記電子スチルカメラの露光を制御するこ
   とを特徴とする電子スチルカメラの露光制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、 前記固体撮像デバイスはカラー映像信号を形成し、 該電子スチルカメラは、該カラー映像信号から所定の合
   成則にて輝度信号を形成するマトリクス回路手段を含み
   、 前記露光制御手段は、前記光検出手段からの出力信号お
   よび前記色温度検出手段からの出力に応じて、前記マト
   リクス回路から出力される輝度信号が一定となるように
   制御することを特徴とする露光制御装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の装置において、 前記固体撮像デバイスはカラー映像信号を形成し、 該電子スチルカメラは、該カラー映像信号から所定の合
   成則にて輝度信号を形成するマトリクス回路手段を含み
   、 前記露光制御手段は、前記光検出手段からの出力信号お
   よび前記色温度検出手段からの出力に応じて、前記カラ
   ー映像信号のＧ信号が一定となるように制御することを
   特徴とする露光制御装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の装置において、 前記固体撮像デバイスは電荷結合デバイスを含み、 前記光検出手段はシリコン系のフォトダイオードを含み
   、 前記露光制御手段は、前記色温度検出手段により検出し
   た色温度の信号により、前記光検出手段により検出した
   入射光の光量に応じた信号を補正し、該補正された入射
   光の光量に応じた信号により電子スチルカメラの露光を
   制御することを特徴とする電子スチルカメラの露光制御
   装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の装置において、 前記露光制御手段は、前記色温度検出手段により検出し
   た色温度が低い場合に、前記光検出手段により検出した
   入射光の光量に応じた信号を低く補正し、これにより電
   子スチルカメラの露光量を大きくする特性を有すること
   を特徴とする電子スチルカメラの露光制御装置。 ６、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記露
   光制御手段は、前記電子スチルカメラの絞りおよびシャ
   ッタを制御することを特徴とする露光制御装置。