JP2000092380A - カメラ装置及びその露出制御方法並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗い条件下においてもスルー画像のリアルタ
イム表示を可能とする。 【解決手段】 撮影前にスルー画像を表示していると
き、ＣＣＤを用いて検出した露光量が基準値未満であれ
ば（Ｓ１，Ｓ２が共にＮＯ）、順次シャッタースピード
を低下させる（Ｓ３）。やがて、シャッタースピードを
表示用の最低速度まで下げても未だ基準値未満であれば
（Ｓ２でＹＥＳ）、ＣＣＤの出力信号のゲインを上げる
ことにより露光量を確保し（Ｓ４）、スルー画像のコマ
落ちを防止する。シャッターが押され、かつその時点の
ゲインがデフォルト値でなければ（Ｓ６でＮＯ）、その
時点でのゲインの増加量を露光時間（シャッタースピー
ド）に換算する計算を行う（Ｓ８）。しかる後、ゲイン
をデフォルト値に戻し（Ｓ９）、撮影した画像にノイズ
が混ることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ装置、及び
その露出制御方法、並びにプログラムが記録された記録
媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばデジタルカメラにおいて
は、固体撮像素子であるＣＣＤを用いてフレーム内にお
ける被写体像の明るさを測光し、その測光値に応じた適
正露出値に基づき、絞り値、シャッタースピード、ＣＣ
Ｄ等のゲイン値（ＣＣＤが出力する撮像信号の増幅率）
を設定する自動露出制御（以下、ＡＥ制御と称す。）が
行われている。なお、シャッターには、ＣＣＤにおける
信号電荷の蓄積時間を露光時間とする電子シャッターが
一般に用いられる。また、こうしたデジタルカメラで
は、録画モード等の所定のモードが設定されている撮影
準備状態にあるとき、シャッター操作に関係なく被写体
画像を逐次取り込みスルー画像として液晶モニタに表示
させ、液晶モニタにファインダーの機能を持たせている
ものが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たＡＥ制御では、暗い条件下での撮影時には露光時間を
長くする。例えば打ち上げ花火の撮影ではシャッタース
ピードを１秒程度に設定するが、その場合、単位時間当
たりの撮像枚数（フレーム数）が減ることとなる。従っ
て、液晶モニタにリアルタイムでスルー画像を表示でき
なくなり（コマ落ち）、構図決定に時間がかかったり、
撮影者に違和感を与えるなど、使い勝手が極端に低下す
るという問題があった。

【０００４】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなさ
れたものであり、暗い条件下においてもスルー画像のリ
アルタイム表示が可能となるカメラ装置、及びその露出
制御方法、並びにプログラムが記録された記録媒体を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１の発明にあっては、被写体像を撮像する撮像
手段から供給された撮像信号に基づく撮像画面を表示す
る表示手段を有し、撮影操作に応答して前記撮像信号か
ら生成した画像データを記録するカメラ装置において、
前記被写体像の明るさに応じて前記撮像素子の露光時間
を制御するとともに前記撮像信号のゲインを基準値を中
心に増減制御する露出制御手段と、この露出制御手段に
よる前記露光時間の延長側の制御範囲を所定の基準時間
に制限する制限手段と、前記露光時間が前記基準時間に
抑制された抑制状態での前記撮影操作に応答して、前記
露出制御手段による前記ゲインの制御値を前記基準値に
変更し、かつ前記基準時間に抑制されていた前記露光時
間を、前記撮影操作に応答する直前の前記ゲインの前記
基準値に対する増加分に応じて延長する撮影制御手段と
を備えたものとした。

【０００６】かかる構成においては、露出制御手段によ
る露光時間の延長側の制御範囲が、制限手段によって常
に所定の基準時間に制限され、常に露光時間が所定の基
準時間に抑制される。このため、所定の基準時間を、撮
像信号に基づく撮像画面の表示間隔がコマ落ちが目立つ
露光時間よりも短く設定することにより、暗い条件下に
おいても、表示手段に表示される撮像画面のコマ落ちが
防止可能である。しかも、撮影操作があったときには、
撮影制御手段によってゲインが基準値まで低減されるこ
とから、記録される撮像画面へノイズが混じることが防
止できる。しかも同時に、撮影制御手段によって、露光
時間が、撮影操作の直前のゲインにおける基準値に対す
る増加分に応じて延長されることから、暗い条件下にお
いても、適正露出が得られていたときの露出状態を再現
する適正な露光時間が容易に得られる。

【０００７】これに加え、請求項２の発明にあっては、
前記撮像信号に基づきフォーカスレンズを駆動する合焦
動作を行う合焦手段を備えたものとした。かかる構成に
おいては、フォーカスレンズを光軸上で移動しつつ撮像
を行うが、撮像素子の露光時間が露光時間の延長側の制
御範囲が、常に所定の基準時間に制限されることから、
暗い条件下で行う場合でも各光軸位置での撮像に要する
時間が短くできる。

【０００８】また、請求項３の発明にあっては、被写体
像を撮像する撮像手段から供給された撮像信号に基づく
撮像画面を表示する表示手段を有し、撮影操作に応答し
て前記撮像信号から生成した画像データを記録するカメ
ラ装置の露出制御方法において、前記被写体像の明るさ
に応じて前記撮像素子の露光時間を制御するとともに前
記撮像信号のゲインを基準値を中心に増減制御しつつ、
露光時間の延長側の制御範囲を所定の基準時間に制限
し、露光時間を基準時間に抑制している間には、撮影操
作に応答して、前記ゲインの制御値を前記基準値に変更
し、かつ基準時間に抑制していた露光時間を、撮影操作
に応答する直前の前記ゲインの前記基準値に対する増加
分に応じて延長するようにした。

【０００９】かかる方法においても、暗い条件下におい
ても、表示手段に表示される撮像画面のコマ落ちが防止
可能となり、記録される撮像画面へノイズが混じること
が防止できるとともに、撮影時の適正な露光時間が容易
に得られる。

【００１０】また、請求項４の発明にあっては、被写体
像を撮像する撮像手段から供給された撮像信号に基づく
撮像画面を表示する表示手段を有し、撮影操作に応答し
て前記撮像信号から生成した画像データを記録するカメ
ラ装置に設けられたコンピュータを、前記被写体像の明
るさに応じて前記撮像素子の露光時間を制御するととも
に前記撮像信号のゲインを基準値を中心に増減制御する
露出制御手段と、この露出制御手段による前記露光時間
の延長側の制御範囲を所定の基準時間に制限する制限手
段と、前記露光時間が前記基準時間に抑制された抑制状
態での前記撮影操作に応答して、前記露出制御手段によ
る前記ゲインの制御値を前記基準値に変更し、かつ前記
基準時間に抑制されていた前記露光時間を、前記撮影操
作に応答する直前の前記ゲインの前記基準値に対する増
加分に応じて延長する撮影制御手段とに機能させるプロ
グラムを記録した記録媒体とした。

【００１１】かかる記録媒体に記録されたプログラムを
用いれば、前述したカメラ装置に、請求項１のカメラ装
置と同様の動作を行わせことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
にしたがって説明する。図１は、本発明にかかるカメラ
装置１の主として電気的構成の概略を示すブロック構成
図である。

【００１３】すなわちデジタルカメラ１は、図示しない
光学系により結像された被写体像を撮像し撮像信号とし
て出力する個体撮像素子であるＣＣＤ２を有するもので
あって、撮像した画像をＪＰＥＧ形式に変換する等の画
像処理機能を備えたＭＰＵ３を中心に構成されている。
ＣＣＤ２の受光面には、固定レンズ４、フォーカスレン
ズ５、絞り６を通過して被写体の光学像が結像される。
フォーカスレンズ５はＡＦモータ等からなり本発明の合
焦手段を構成する駆動機構７に保持されており、ＭＰＵ
３からの制御信号によりＡＦドライバー８が出力する駆
動信号が駆動機構７に供給されることにより光軸上を前
後に移動する合焦動作を行う。絞り６は、ＭＰＵ３から
の制御信号に基づき絞り駆動部９が発生する駆動信号に
より駆動しＣＣＤ２に入射する被写体像の光量を調整す
る。

【００１４】また、ＭＰＵ３には、タイミング信号を発
生するＴＧ（Timming Generater ）１０が接続されてお
り、ＴＧ１０が発生したタイミング信号に基づきＶドラ
イバー１１（垂直方向ドライバー）がＣＣＤ２を駆動
し、それに伴いＣＣＤ２により被写体像の輝度に応じた
アナログの撮像信号が出力されユニット回路１２へ送ら
れる。ユニット回路１２は、ＣＣＤ２から出力された撮
像信号を保持するＣＤＳと、ＣＤＳから撮像信号を供給
されるアナログアンプであるゲイン調整アンプ（ＡＧ
Ｃ）と、ゲイン調整アンプに増幅され調整された撮像信
号を画像データに変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤ）とから
なり、ＣＣＤ２の出力信号は、ここで黒レベルを合わせ
てサンプリングされデジタル信号としてＭＰＵ３に送ら
れる。送られたデジタル信号（撮像信号）はＤＲＡＭ１
３に一時保存されるとともに、ＭＰＵ３によって各種の
画像処理が施された後、最終的には圧縮された映像信号
としてフラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ）１４に保存され
る。保存された映像信号は、必要に応じてＭＰＵ３に読
み出され、伸長処理、輝度信号及び色信号の付加等の処
理を経てデジタルビデオ信号やアナログビデオ信号に生
成される。

【００１５】さらに、ＭＰＵ３にはＭＲＯＭ１５と、電
源回路１６、操作キー部１７、ＴＦＴ液晶モニター１
８、ストロボ１９が接続されている。ＭＲＯＭ１５は、
ＭＰＵ３の動作プログラムが記録されたプログラムＲＯ
Ｍ、すなわち本発明の記録媒体である。また、ＭＲＯＭ
９には撮影時の適正な露出値（ＥＶ）に対応する絞り値
（Ｆ）とシャッタースピードとの組み合わせを示すプロ
グラム線図を構成するプログラムＡＥデータ等が格納さ
れている。ＭＰＵ３は、内蔵するＲＡＭをワーキングメ
モリとして前記動作プログラムに従い動作することによ
り本発明の露出制御手段、制限手段、撮影制御手段とし
て機能し、前記プログラム線図に従って前記ＣＣＤ２の
電荷蓄積時間や、前記絞り６の開放度、前記ユニット回
路１２のゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）のゲイン設定等を
行う。ＭＰＵ３が設定した電荷蓄積時間はシャッターパ
ルスとして、ＴＧ１０を介してＶドライバー１１に供給
され、これに従いＶドライバー１１がＣＣＤ２を駆動す
ることにより電荷蓄積時間すなわち露光時間が制御され
る。つまりＣＣＤ２は電子シャッターとして機能する。
また、ＭＲＯＭ９に格納された動作プログラムには、オ
ートフォーカス制御に関するプログラムが含まれてお
り、かかるプログラムに基づきＭＰＵ３は、前記フォー
カスレンズ５を駆動させつつ撮像した複数コマの画像を
比較することによりピント合わせを行う。つまりＴＴＬ
方式によるオートフォーカスを制御する。

【００１６】また、操作キー部１７には、電源のオン・
オフ時に操作される電源キー、録画モード（ＲＥＣモー
ド）と再生モード（ＰＬＡＹモード）の切り替え行うモ
ード切り替えキー、録画モードにおいて撮像した画像を
フラッシュメモリ１４に記憶させる際に操作される映像
取り込みキー（シャッター）等の各種キーが設けられて
いる。ＴＦＴ液晶モニター１８は、録画モードにおいて
は逐次撮像された画像をスルー画像として表示し、再生
モードにおいては前記フラッシュメモリ１４に記録され
た画像データから生成されたアナログビデオ信号に基づ
く映像を表示する。ストロボ１９は、映像取り込みキー
の操作時（撮影時）に必要に応じて駆動され補助光を発
する。なお、前述したＭＲＯＭ１５に記憶されているプ
ログラムデータ等は、その記録内容の保持が可能であれ
ば、別途固定的に設けたもの、若しくは脱着自在に装着
可能なＩＣカード等の他の記録媒体に記録される構成に
してもよく、更に、前記プログラムデータ等をパソコン
等の他の機器から供給可能な構成としてもよい。

【００１７】次に、以上の構成からなるカメラ装置１の
動作を図２のフローチャートに従って説明する。このフ
ローチャートは電源投入後に録画モードが設定された状
態でのＭＰＵ３による露出制御に関するものである。但
し、このフローチャートは、夜間の屋外等において絞り
を全開とする必要がある程度に暗い条件下で、ストロボ
を使わずに撮影が行われる場合のみを想定したものであ
る。

【００１８】以下説明すると、デジタルカメラ１は録画
モードが設定されると、ＣＣＤ２を用いて検出した露光
量、具体的にはユニット回路１２によってデジタル信号
に変換された撮像信号の明るさを積分して得られる露光
量が、基準値未満であるか否かを判別する（ステップＳ
１）。このとき基準値未満でなければ後述するステップ
Ｓ５へ進み、基準値未満であれば、さらに、シャッター
スピードが表示用の最低速度であるか否かを判別する
（ステップＳ２）。かかるシャッタースピードは、本発
明における所定の基準時間（露光時間）に対応する速度
であって、予めプログラムされている速度（本実施の形
態では１／１０秒）である。そして、シャッタースピー
ドが未だ表示用の最低速度に設定されていなければ、ス
テップＳ３へ進みシャッタースピードを一段下の速度に
下げた後ステップＳ１へ戻り、シャッタースピードが表
示用の最低速度となるまで、ステップＳ１〜Ｓ３の処理
を繰り返す。

【００１９】やがて、露光量が基準値未満である間に、
シャッタースピードを表示用の最低速度、すなわち最低
露光時間まで下げたら（ステップＳ２でＹＥＳ）、今度
は、前記ユニット回路１２のゲイン調整アンプ（ＡＧ
Ｃ）のゲインをアップし（ステップＳ４）、ステップＳ
１へ戻る。ここで、アップする以前のゲインのデフォル
ト値が本発明における基準値であり、ＣＣＤ２の特性に
合わせ前記最低速度に対応して決められている値であ
る。また、これ以後ステップＳ１、ステップＳ２、ステ
ップＳ４の処理を繰り返す間に、露光量が基準値以上と
なりステップＳ１の判別結果がＹＥＳになると、ステッ
プＳ５へ進み、シャッターが押されたか否かを判別す
る。そして、シャッターが押されなければ再びステップ
Ｓ１へ戻り、前述した処理を繰り返す。

【００２０】つまり、シャッターが押される以前にＴＦ
Ｔ液晶モニター１８にスルー画像を表示している間は、
常にシャッタースピードを前記最低速度に抑制し、前記
ゲインを増加させることにより露出を確保するＡＥ制御
を行う。このため、本実施の形態のように前記最低速度
を１／１０秒程度とすれば、１秒間に１０コマの撮像画
面を取り込むことができ、単位時間当たりの撮像枚数を
コマ落ちが目立たない十分な数にすることができる。よ
って、例えば打ち上げ花火を撮影するような場合であっ
ても、ＴＦＴ液晶モニター１８にリアルタイムでスルー
画像を表示できるため、それを見ながら違和感なく楽に
構図決定ができ、良好な使い勝手が確保できる。なお、
前記最低速度は１／１０秒でなくとも、一般に１／４秒
〜１／１０秒程度であればコマ落ちを目立たなくするこ
とができる。

【００２１】一方、シャッターが押され本撮影になると
（ステップＳ５でＹＥＳ）、まずその時点のゲイン値が
デフォルト値のままか否かを判別する（ステップＳ
６）。ここで、それがデフォルト値のままであったと
き、すなわちステップＳ４のゲインのアップ処理が行わ
れていなかった場合には、通常のＡＥ動作で設定したシ
ャッタースピードのままで撮影を行い（ステップＳ
７）、１回の撮影に関する露出制御処理を完了する。ま
た、ステップＳ６の判別結果がＮＯであり、その時点の
ゲイン値がデフォルト値からアップされていたら、本撮
影の直前に設定されていたゲイン値のデフォルト値に対
する増加量に基づき露光時間を計算する（ステップＳ
８）。かかる計算は、ゲインの増加量を露光時間（シャ
ッタースピード）に換算することにより露光時間を延長
する計算であり、具体的には、

【数１】 により露光倍率を求め、

【数２】 により撮影露光時間を求める。しかる後、その時点のゲ
インをデフォルト値に戻すとともに、ここで算出した撮
影露光時間のシャッタースピードで撮影を行い（ステッ
プＳ８）、１回の撮影に関する露出制御処理を完了す
る。

【００２２】つまり、スルー画像の表示に際してシャッ
タースピードを表示用の最低速度に抑制している状態下
でシャッターが押されたときには、前述したゲインの増
加に因らずＣＣＤ２の露光量に応じた露光時間を設定す
ることから、撮影した画像にノイズが混じることを防止
して良好な画像を撮影することができる。また、撮影時
にはストロボ等の補助光も不要である。しかも露光時間
は、直前に設定されていたゲイン値のデフォルト値に対
する増加量に基づき決定されることから、適正露出が得
られていたときの露出状態が再現可能な適正な露光時間
が容易に得られる。従って、撮影時にＭＰＵ３にかかる
負担が軽く、ＭＰＵ３に、従来と同様の処理能力を有す
るものが使用できることから、コスト高を招くこともな
い。また同様の理由から、コンピュータによるＡＥ制御
が行われている既存のカメラ装置に、前述した露出制御
処理を行わせる場合には、コンピュータの動作プログラ
ムを変更するだけで済むため、都合がよい。

【００２３】また、これとは別に、前述した露出制御に
おいては、シャッタースピードが予め決められた表示用
の最低のシャッタースピード以下となることがなく、暗
い条件下であっても単位時間当たりの撮像枚数に一定の
枚数を確保することができることから、前述したＴＴＬ
方式によるオートフォーカス制御を行うとき、比較対象
となる複数の画像の取り込み時間が長時間となることが
ない。従って、常にフォーカス速度に一定のスピードを
確保することができる。これによっても、良好な使い勝
手が確保される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
撮像素子の基準時間を、撮像信号に基づく撮像画面の表
示間隔がコマ落ちが目立つ露光時間よりも短く設定する
ことにより、暗い条件下においても、表示手段に表示さ
れる撮像画面のコマ落ちが防止可能となる。つまり、ス
ルー画像のリアルタイム表示が可能となる。よって、暗
い条件下においても表示手段の表示画面を見ながら違和
感なく楽に構図決定ができ、暗い条件下での使い勝手を
向上させることができる。また、記録される撮像画面へ
ノイズが混じることが防止できることから、良好な画像
が撮影できる。しかも、暗い条件下での撮影時であって
も、適正な露光時間が容易に得られることから、カメラ
装置における撮影時の露出制御にかかる動作処理を軽減
することができる。

【００２５】これに加え、撮像信号に基づきフォーカス
レンズを駆動する合焦動作を行う合焦手段を備えたカメ
ラ装置においては、撮像素子の露光時間が露光時間の延
長側の制御範囲が常に所定の基準時間に制限され、合焦
動作を暗い条件下で行う場合でも各光軸位置での撮像に
要する時間が短くできることから、暗い条件下でのフォ
ーカス検出速度が向上する。よって、暗い条件下での使
い勝手を向上させることができる。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すデジタルカメラの
ブロック図である。

【図２】同実施の形態における露出制御処理を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ デジタルカメラ ２ ＣＣＤ ３ ＭＰＵ ５ フォーカスレンズ ７ 駆動機構 １５ ＭＲＯＭ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を撮像する撮像手段から供給さ
   れた撮像信号に基づく撮像画面を表示する表示手段を有
   し、撮影操作に応答して前記撮像信号から生成した画像
   データを記録するカメラ装置において、 前記被写体像の明るさに応じて前記撮像素子の露光時間
   を制御するとともに前記撮像信号のゲインを基準値を中
   心に増減制御する露出制御手段と、 この露出制御手段による前記露光時間の延長側の制御範
   囲を所定の基準時間に制限する制限手段と、 前記露光時間が前記基準時間に抑制された抑制状態での
   前記撮影操作に応答して、前記露出制御手段による前記
   ゲインの制御値を前記基準値に変更し、かつ前記基準時
   間に抑制されていた前記露光時間を、前記撮影操作に応
   答する直前の前記ゲインの前記基準値に対する増加分に
   応じて延長する撮影制御手段とを備えたことを特徴とす
   るカメラ装置。
2. 【請求項２】 前記撮像信号に基づきフォーカスレンズ
   を駆動する合焦動作を行う合焦手段を備えたことを特徴
   とする請求項１記載のカメラ装置。
3. 【請求項３】 被写体像を撮像する撮像手段から供給さ
   れた撮像信号に基づく撮像画面を表示する表示手段を有
   し、撮影操作に応答して前記撮像信号から生成した画像
   データを記録するカメラ装置の露出制御方法において、 前記被写体像の明るさに応じて前記撮像素子の露光時間
   を制御するとともに前記撮像信号のゲインを基準値を中
   心に増減制御しつつ、露光時間の延長側の制御範囲を所
   定の基準時間に制限し、露光時間を基準時間に抑制して
   いる間には、撮影操作に応答して、前記ゲインの制御値
   を前記基準値に変更し、かつ基準時間に抑制していた露
   光時間を、撮影操作に応答する直前の前記ゲインの前記
   基準値に対する増加分に応じて延長することを特徴とす
   る露出制御方法。
4. 【請求項４】 被写体像を撮像する撮像手段から供給さ
   れた撮像信号に基づく撮像画面を表示する表示手段を有
   し、撮影操作に応答して前記撮像信号から生成した画像
   データを記録するカメラ装置に設けられたコンピュータ
   を、 前記被写体像の明るさに応じて前記撮像素子の露光時間
   を制御するとともに前記撮像信号のゲインを基準値を中
   心に増減制御する露出制御手段と、 この露出制御手段による前記露光時間の延長側の制御範
   囲を所定の基準時間に制限する制限手段と、 前記露光時間が前記基準時間に抑制された抑制状態での
   前記撮影操作に応答して、前記露出制御手段による前記
   ゲインの制御値を前記基準値に変更し、かつ前記基準時
   間に抑制されていた前記露光時間を、前記撮影操作に応
   答する直前の前記ゲインの前記基準値に対する増加分に
   応じて延長する撮影制御手段とに機能させるプログラム
   を記録したことを特徴とする記録媒体。