JP4181753B2 - 露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置 - Google Patents
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- Signal Processing (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラの露出を決定する１つの手段として、あらかじめ決定された複数の露出値により測光し、その測光データをもとに最適露出を決定するスキャン型の露出決定手段がある。
【０００３】
これは複数の露出値により測光し、それぞれの露出値における画面の輝度値が目標輝度値との露出差分値を求め、この複数の露出で撮影した画像の中から露出差分値の絶対値の一番小さい露出値とその露出差分値を用いて、本露光の露出値を決定する方法である。
【０００４】
ただしこの手段ではＣＣＤの飽和特性等の影響により露出差分値が正確に求まらない場合がある。
【０００５】
ここでこの手段の露出値の求め方を例をあげて説明する。
【０００６】
図５の縦方向は露出値の高低を示している。
【０００７】
ここで被写体の露出値がＢｖＴ０であったとすると、Ｂｖ０とＢｖ１という露出値で露光した場合のそれぞれの露出値差はＤｅｌｔａＢｖ０、ＤｅｌｔａＢｖ１となる。ここでＢｖ０の露出値で露光した場合の露出値差がＤｅｌｔａＢｖ０′にならないのは、ＣＣＤの飽和特性により値がクリップされて小さい値として出力されてしまうためである。
【０００８】
次にＤｅｌｔａＢｖ０とＤｅｌｔａＢｖ１の絶対値を比べるとＤｅｌｔａＢｖ１の方が小さいため、露出はＢｖ１＋ＤｅｌｔａＢｖ１として求められるため、ＢｖＴ０と一致する。
【０００９】
しかし図６のような被写体の露出値がＢｖＴ１がＢｖ０とＢｖ１のほぼ中心であった場合、Ｂｖ０＋ＤｅｌｔａＢｖ０、Ｂｖ１＋ＤｅｌｔａＢｖ１のどちらとも、ＢｖＴ１にはならない。
【００１０】
このような現象により正確に被写体の露出値を求めることができない場合が生じる。
【００１１】
そこでこの方法により正確な露出を求める場合、ＣＣＤの飽和および、非線形領域の存在から露出スキャンの回数を増やし、より露出を細かく振り、飽和等の影響により発生する誤差を最低限に抑える必要性がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このスキャンはユーザーがシャッターを押した時点で行う必要があるため、スキャンの回数の増加はそのままシャッタータイムラグの増加につながってしまう。
【００１３】
本発明は、以上のような点にかんがみてなされたもので、その目的とする処は、露出スキャンの回数を最低限に抑え、シャッタータイムラグを最小に抑えながら正確な露出値を得ることが可能な露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、下記の（１）に示す露出決定装置および（２）に示す露出決定装置を備えた撮像装置を提供することにより、前記目的を達成しようとするものである。
（１）複数個の異なる露出値で画像を撮影して得られる複数枚の画像データからそれぞれの露出値における該画像データの輝度値を求める輝度値算出手段と、前記それぞれの露出値における前記画像データの輝度値にエリア毎の重み係数を掛け得られた値を合計した値から、予め設定された本露光時の目標輝度値に前記重み係数を掛け得られた値を合計した値を引くことにより、露出差値を算出する露出差値算出手段と、前記それぞれの露出値における前記画像データのそれぞれの輝度値の、該それぞれの露出値における該画像データの輝度値と前記目標輝度値との差であるそれぞれの露出差値の絶対値の比率に基づく加重平均をとることにより、演算輝度値を算出する演算輝度値算出手段と、前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零より小さい場合には、前記演算輝度値算出手段により算出された前記演算輝度値を用いて本露光時の露出値を算出し、前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零以上の場合には、該複数個の異なる露出値の中で最も大きい値に該露出差値を加えた値を、本露光時の露出値とし算出する本露光露出値算出手段と、を有することを特徴とする露出決定装置。
（２）前記（１）に記載の露出決定装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施例１を以下に説明する。
【００２１】
図１は本発明のデジタルカメラの簡単なブロック図である。
【００２２】
１０１は、撮像部であってレンズ系、絞り、シャッター、電子シャッター、ＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換器等が含まれ、前記レンズ系によりＣＣＤに投影された像がデジタル信号として出力される。
【００２３】
１０２はＡＦ制御部を示し、シャッターがレリーズされるとＡＦ制御部１０２により合焦点検出が行われる。
【００２４】
１０３は撮像制御部を示し合焦点データは、撮像制御部１０３でレンズのピント合わせ制御が行われる。
【００２５】
ピントが合わせられると、ＡＥ制御部１０５より、あらかじめ決定されている露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０より、絞り値、電子シャッタースピードが求められ、これらの値が撮像制御部１０３へと送られる。
【００２６】
撮像制御部１０３は送られてきた絞り値、電子シャッタースピードによりＣＣＤに像を露光し画像データを撮影する。
【００２７】
露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０で制御撮影された画像データはＡＥ演算部１０４へと送られる。
【００２８】
図２にＡＥ演算部のブロック図を示す。
【００２９】
以下に前記ＡＥ演算部１０４の動作について説明する。
【００３０】
撮像部１０１より送られてきた画像データ２０１は、輝度値算出手段であるエリア輝度値算出部２０２で、縦６横６に分割した６×６のエリア毎の平均輝度値（Ｉ＝０，５ Ｊ＝０，５）が求められる。
【００３１】
ここで求められたエリア毎の輝度値Ｙ（Ｉ，Ｊ）により、露出差値算出手段である露出差値演算部２０３で数１に基づき露出差値が求められる。
【００３２】
ただしＹｒｅｆは画像の目標輝度値、Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）は図３に示すエリア毎の重み係数である。
【００３３】
【数１】
ここで求められた露出差値及びエリア輝度値算出部２０２で求められたＹ（Ｉ，Ｊ）はエリア輝度値および露出差値記憶部２０４へと送られ、露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０で露出した時の画面の露出差値ＤｅｌｔａＢｖ０、エリア輝度値Ｙ０（Ｉ，Ｊ）として記憶される。
【００３４】
以下同様に図１のＡＥ制御部１０５で露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１、ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ２といった異なる露出値でＣＣＤへ露光が行われ、露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１で露出したときの画面の露出差値ＤｅｌｔａＢｖ１、エリア輝度値Ｙ１（Ｉ，Ｊ）、露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ２で露出したときの画面の露出差値ＤｅｌｔａＢｖ２、エリア輝度値Ｙ２（Ｉ，Ｊ）、がそれぞれ求められ、図２のエリア輝度値及び露出差値記憶部２０４に記憶される。
【００３５】
ちなみに露出値の大きさの関係は
【００３６】
【数２】
となっている。
【００３７】
ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０、ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１、ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ２の３つの露出でＣＣＤに露光した場合の露出差値及びエリア輝度値が求められると、露光値算出手段である本露光露出値演算部２０５で以下のような演算により、２０６の本露光時の露出値Ｂｖが求められる。
ＤｅｌｔａＢｖ０≧０ の場合
【００３８】
【数３】
ＤｅｌｔａＢｖ０＜０ かつ ＤｅｌｔａＢｖ１≧０ の場合
【００３９】
【数４】
【００４０】
【数５】
【００４１】
【数６】
ただしＡＢＳ（Ａ）はＡの絶対値を求めるものとする。
ＤｅｌｔａＢｖ１＜０ かつ ＤｅｌｔａＢｖ２≧０ の場合
【００４２】
【数７】
【００４３】
【数８】
【００４４】
【数９】
ＤｅｌｔａＢｖ２＜０ の場合
【００４５】
【数１０】
ここで数５を図４を用いて説明する。
【００４６】
Ｂｖ０の露出で求めたエリア輝度Ｙ０（Ｉ，Ｊ）および、Ｂｖ１の露出で求めたエリア輝度Ｙ１（Ｉ，Ｊ）からＤｅｌｔａＢｖ０とＤｅｌｔａＢｖ１の絶対値の比率Ａ：Ｂ＝ＡＢＳ（ＤｅｌｔａＢｖ０）：ＡＢＳ（ＤｅｌｔａＢｖ１）の加重平均により演算輝度値Ｙｃａｌｃ（Ｉ，Ｊ）を求め、さらに演算輝度値Ｙｃａｌｃ（Ｉ，Ｊ）より本露光時の露出値Ｂｖを算出している。
【００４７】
また２^（ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０−ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１）は露出とＢｖ０で求めたＹ０（Ｉ，Ｊ）を露出値Ｂｖ１で露光した場合の輝度値に換算するための係数である。
【００４８】
本露光露出値演算部２０５で求められた本露光時の露出値Ｂｖは、図１のＡＥ制御部１０５へと送られ、この露出値Ｂｖに基づいて本露光のための絞り値及びシャッタースピードが決定される。
【００４９】
ここで決定された絞り値およびシャッタースピードは撮像制御部１０３へと送られ、この値に基づき撮像部１０１で本露光が行われ、本露光画像デジタル信号が画像処理部１０６へと送られる。
【００５０】
本露光画像デジタル信号は画像処理部１０６で、色処理および輝度処理、エッジ強調処理、ガンマ処理、ＪＰＥＧ変換処理等の画像処理が行われ、さらにデータ書き込み部１０７へとおくられ、記録媒体へのデータ書き込みが行われる。
【００５１】
なお、本実施例においては露出スキャンを３つの露出値を用いて行ったが、これは３つに限られるものではなく２つ以上の、シャッタータイムラグが許される限りの数に設定することが可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によると、露出スキャンの回数を増やすことなく、精度の高い露出制御を行うことが可能な露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の処理ブロック図
【図２】 実施例におけるＡＥ演算部のブロック図
【図３】 実施例の画面分割エリア毎の重み係数図
【図４】 実施例の露出決定手段の説明図
【図５】 スキャン型の露出決定手段の説明図
【図６】 スキャン型の露出決定手段の説明図
【符号の説明】
１０１ 撮像部
１０２ ＡＦ制御部
１０３ 撮像制御部
１０４ ＡＥ演算部
１０５ ＡＥ制御部
１０６ 画像処理部
１０７ データ書き込み部
２０１ 画像データ
２０２ エリア輝度値算出部
２０３ 露出差値演算部
２０４ エリア輝度値及び露出差値記憶部
２０５ 本露光露出値演算部
２０６ 露出値データＢｖ
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラの露出を決定する１つの手段として、あらかじめ決定された複数の露出値により測光し、その測光データをもとに最適露出を決定するスキャン型の露出決定手段がある。
【０００３】
これは複数の露出値により測光し、それぞれの露出値における画面の輝度値が目標輝度値との露出差分値を求め、この複数の露出で撮影した画像の中から露出差分値の絶対値の一番小さい露出値とその露出差分値を用いて、本露光の露出値を決定する方法である。
【０００４】
ただしこの手段ではＣＣＤの飽和特性等の影響により露出差分値が正確に求まらない場合がある。
【０００５】
ここでこの手段の露出値の求め方を例をあげて説明する。
【０００６】
図５の縦方向は露出値の高低を示している。
【０００７】
ここで被写体の露出値がＢｖＴ０であったとすると、Ｂｖ０とＢｖ１という露出値で露光した場合のそれぞれの露出値差はＤｅｌｔａＢｖ０、ＤｅｌｔａＢｖ１となる。ここでＢｖ０の露出値で露光した場合の露出値差がＤｅｌｔａＢｖ０′にならないのは、ＣＣＤの飽和特性により値がクリップされて小さい値として出力されてしまうためである。
【０００８】
次にＤｅｌｔａＢｖ０とＤｅｌｔａＢｖ１の絶対値を比べるとＤｅｌｔａＢｖ１の方が小さいため、露出はＢｖ１＋ＤｅｌｔａＢｖ１として求められるため、ＢｖＴ０と一致する。
【０００９】
しかし図６のような被写体の露出値がＢｖＴ１がＢｖ０とＢｖ１のほぼ中心であった場合、Ｂｖ０＋ＤｅｌｔａＢｖ０、Ｂｖ１＋ＤｅｌｔａＢｖ１のどちらとも、ＢｖＴ１にはならない。
【００１０】
このような現象により正確に被写体の露出値を求めることができない場合が生じる。
【００１１】
そこでこの方法により正確な露出を求める場合、ＣＣＤの飽和および、非線形領域の存在から露出スキャンの回数を増やし、より露出を細かく振り、飽和等の影響により発生する誤差を最低限に抑える必要性がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このスキャンはユーザーがシャッターを押した時点で行う必要があるため、スキャンの回数の増加はそのままシャッタータイムラグの増加につながってしまう。
【００１３】
本発明は、以上のような点にかんがみてなされたもので、その目的とする処は、露出スキャンの回数を最低限に抑え、シャッタータイムラグを最小に抑えながら正確な露出値を得ることが可能な露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、下記の（１）に示す露出決定装置および（２）に示す露出決定装置を備えた撮像装置を提供することにより、前記目的を達成しようとするものである。
（１）複数個の異なる露出値で画像を撮影して得られる複数枚の画像データからそれぞれの露出値における該画像データの輝度値を求める輝度値算出手段と、前記それぞれの露出値における前記画像データの輝度値にエリア毎の重み係数を掛け得られた値を合計した値から、予め設定された本露光時の目標輝度値に前記重み係数を掛け得られた値を合計した値を引くことにより、露出差値を算出する露出差値算出手段と、前記それぞれの露出値における前記画像データのそれぞれの輝度値の、該それぞれの露出値における該画像データの輝度値と前記目標輝度値との差であるそれぞれの露出差値の絶対値の比率に基づく加重平均をとることにより、演算輝度値を算出する演算輝度値算出手段と、前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零より小さい場合には、前記演算輝度値算出手段により算出された前記演算輝度値を用いて本露光時の露出値を算出し、前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零以上の場合には、該複数個の異なる露出値の中で最も大きい値に該露出差値を加えた値を、本露光時の露出値とし算出する本露光露出値算出手段と、を有することを特徴とする露出決定装置。
（２）前記（１）に記載の露出決定装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施例１を以下に説明する。
【００２１】
図１は本発明のデジタルカメラの簡単なブロック図である。
【００２２】
１０１は、撮像部であってレンズ系、絞り、シャッター、電子シャッター、ＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換器等が含まれ、前記レンズ系によりＣＣＤに投影された像がデジタル信号として出力される。
【００２３】
１０２はＡＦ制御部を示し、シャッターがレリーズされるとＡＦ制御部１０２により合焦点検出が行われる。
【００２４】
１０３は撮像制御部を示し合焦点データは、撮像制御部１０３でレンズのピント合わせ制御が行われる。
【００２５】
ピントが合わせられると、ＡＥ制御部１０５より、あらかじめ決定されている露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０より、絞り値、電子シャッタースピードが求められ、これらの値が撮像制御部１０３へと送られる。
【００２６】
撮像制御部１０３は送られてきた絞り値、電子シャッタースピードによりＣＣＤに像を露光し画像データを撮影する。
【００２７】
露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０で制御撮影された画像データはＡＥ演算部１０４へと送られる。
【００２８】
図２にＡＥ演算部のブロック図を示す。
【００２９】
以下に前記ＡＥ演算部１０４の動作について説明する。
【００３０】
撮像部１０１より送られてきた画像データ２０１は、輝度値算出手段であるエリア輝度値算出部２０２で、縦６横６に分割した６×６のエリア毎の平均輝度値（Ｉ＝０，５ Ｊ＝０，５）が求められる。
【００３１】
ここで求められたエリア毎の輝度値Ｙ（Ｉ，Ｊ）により、露出差値算出手段である露出差値演算部２０３で数１に基づき露出差値が求められる。
【００３２】
ただしＹｒｅｆは画像の目標輝度値、Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）は図３に示すエリア毎の重み係数である。
【００３３】
【数１】
【００３４】
以下同様に図１のＡＥ制御部１０５で露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１、ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ２といった異なる露出値でＣＣＤへ露光が行われ、露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１で露出したときの画面の露出差値ＤｅｌｔａＢｖ１、エリア輝度値Ｙ１（Ｉ，Ｊ）、露出値ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ２で露出したときの画面の露出差値ＤｅｌｔａＢｖ２、エリア輝度値Ｙ２（Ｉ，Ｊ）、がそれぞれ求められ、図２のエリア輝度値及び露出差値記憶部２０４に記憶される。
【００３５】
ちなみに露出値の大きさの関係は
【００３６】
【数２】
【００３７】
ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０、ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１、ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ２の３つの露出でＣＣＤに露光した場合の露出差値及びエリア輝度値が求められると、露光値算出手段である本露光露出値演算部２０５で以下のような演算により、２０６の本露光時の露出値Ｂｖが求められる。
ＤｅｌｔａＢｖ０≧０ の場合
【００３８】
【数３】
【００３９】
【数４】
【数５】
【数６】
ＤｅｌｔａＢｖ１＜０ かつ ＤｅｌｔａＢｖ２≧０ の場合
【００４２】
【数７】
【数８】
【数９】
【００４５】
【数１０】
【００４６】
Ｂｖ０の露出で求めたエリア輝度Ｙ０（Ｉ，Ｊ）および、Ｂｖ１の露出で求めたエリア輝度Ｙ１（Ｉ，Ｊ）からＤｅｌｔａＢｖ０とＤｅｌｔａＢｖ１の絶対値の比率Ａ：Ｂ＝ＡＢＳ（ＤｅｌｔａＢｖ０）：ＡＢＳ（ＤｅｌｔａＢｖ１）の加重平均により演算輝度値Ｙｃａｌｃ（Ｉ，Ｊ）を求め、さらに演算輝度値Ｙｃａｌｃ（Ｉ，Ｊ）より本露光時の露出値Ｂｖを算出している。
【００４７】
また２^（ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ０−ＣｏｎｔｒｏｌＢｖ１）は露出とＢｖ０で求めたＹ０（Ｉ，Ｊ）を露出値Ｂｖ１で露光した場合の輝度値に換算するための係数である。
【００４８】
本露光露出値演算部２０５で求められた本露光時の露出値Ｂｖは、図１のＡＥ制御部１０５へと送られ、この露出値Ｂｖに基づいて本露光のための絞り値及びシャッタースピードが決定される。
【００４９】
ここで決定された絞り値およびシャッタースピードは撮像制御部１０３へと送られ、この値に基づき撮像部１０１で本露光が行われ、本露光画像デジタル信号が画像処理部１０６へと送られる。
【００５０】
本露光画像デジタル信号は画像処理部１０６で、色処理および輝度処理、エッジ強調処理、ガンマ処理、ＪＰＥＧ変換処理等の画像処理が行われ、さらにデータ書き込み部１０７へとおくられ、記録媒体へのデータ書き込みが行われる。
【００５１】
なお、本実施例においては露出スキャンを３つの露出値を用いて行ったが、これは３つに限られるものではなく２つ以上の、シャッタータイムラグが許される限りの数に設定することが可能である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によると、露出スキャンの回数を増やすことなく、精度の高い露出制御を行うことが可能な露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の処理ブロック図
【図２】 実施例におけるＡＥ演算部のブロック図
【図３】 実施例の画面分割エリア毎の重み係数図
【図４】 実施例の露出決定手段の説明図
【図５】 スキャン型の露出決定手段の説明図
【図６】 スキャン型の露出決定手段の説明図
【符号の説明】
１０１ 撮像部
１０２ ＡＦ制御部
１０３ 撮像制御部
１０４ ＡＥ演算部
１０５ ＡＥ制御部
１０６ 画像処理部
１０７ データ書き込み部
２０１ 画像データ
２０２ エリア輝度値算出部
２０３ 露出差値演算部
２０４ エリア輝度値及び露出差値記憶部
２０５ 本露光露出値演算部
２０６ 露出値データＢｖ
Claims (3)
- 複数個の異なる露出値で画像を撮影して得られる複数枚の画像データからそれぞれの露出値における該画像データの輝度値を求める輝度値算出手段と、
前記それぞれの露出値における前記画像データの輝度値にエリア毎の重み係数を掛け得られた値を合計した値から、予め設定された本露光時の目標輝度値に前記重み係数を掛け得られた値を合計した値を引くことにより、露出差値を算出する露出差値算出手段と、
前記それぞれの露出値における前記画像データのそれぞれの輝度値の、該それぞれの露出値における該画像データの輝度値と前記目標輝度値との差であるそれぞれの露出差値の絶対値の比率に基づく加重平均をとることにより、演算輝度値を算出する演算輝度値算出手段と、
前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零より小さい場合には、前記演算輝度値算出手段により算出された前記演算輝度値を用いて本露光時の露出値を算出し、
前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零以上の場合には、該複数個の異なる露出値の中で最も大きい値に該露出差値を加えた値を、本露光時の露出値とし算出する本露光露出値算出手段と、を有することを特徴とする露出決定装置。 - 前記輝度値算出手段は、画面を分割したブロックごとに輝度値を算出することを特徴とする請求項１に記載の露出決定装置。
- 請求項１または２に記載の露出決定装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001082947A JP4181753B2 (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置 |
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| US11/173,013 US7024108B2 (en) | 2001-03-22 | 2005-06-30 | Image pickup apparatus with precise exposure value, exposure decision method, program, and storage medium |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001082947A Expired - Fee Related JP4181753B2 (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4181753B2 (ja) |
| CN (1) | CN1194532C (ja) |
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