WO2004032488A1

WO2004032488A1 - デジタルカメラ

Info

Publication number: WO2004032488A1
Application number: PCT/JP2003/012235
Authority: WO
Inventors: Akira Shiga; Toshinori Orito
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2004-04-15
Also published as: CN1306794C; EP1473930A4; CN1602623A; US20080204575A1; KR100966748B1; JP3824225B2; US7511740B2; EP1473930A1; US20050062874A1; JP2004129025A; US7692694B2; KR20050062463A

Abstract

　シャッタラグの短縮化を図るとともに、露出精度の向上を図ることができるデジタルカメラである。デジタルカメラ（１００）は、撮影レンズ光学系（１）、絞り（２）、撮像素子（３）、保持利得制御回路（４）、輝度レベル検出器（１１）、露出制御回路（１２）、デバイス制御回路（１３）などを備えている。露出制御回路（１２）は、輝度レベル検出器（１１）から供給される輝度レベルに基づいて適正な露出が行なわれているか否を判定し、この判定結果に基づいて適正な露出が行なわれるために必要な絞り（２）の開口度、撮像素子（３）の電子シャッターのシャッタースピード、保持利得制御回路（４）の利得の３つの値を演算し、演算された露出量を、絞り（２）、撮像素子（３）の電子シャッターおよび保持利得制御回路（４）のそれぞれに反映させるために必要な絞り制御データ、電子シャッター制御データ、利得制御データをそれぞれ演算する。

Description

明細書デジタルカメラ技術分野

本発明はデジタルカメラに関する。背景技術

従来、固体撮像素子の出力を利用して自動露出制御を行なう、いわゆるイメージャ A Eを行なうデジタルカメラが知られている。

例えば、固体撮像素子に入射する光の量を制御する絞りと、固体撮像素子からの映像信号が供給される映像増幅器を有し、絞りの変化に拘わらず、固体撮像素子の平均出力レベルの最低被写体照度を保証するデジ夕ルカメラが開示されている（特開平 5— 2 3 6 3 3 8号公報）。このようなデジタルカメラでは絞り値を検出して前記映像増幅器の利得を補正している。

このようにデジタルカメラでは、絞りの開口度と、映像信号の利得とを制御することで露出制御が行なわれる。また、前記撮像素子の電子シャッ夕一量（シャツ夕一スピード）を制御することによつても同様に露出制御を行なうことができる。

ところで、デジタルカメラにおける撮影時の動作モードは、モニタリングモード、撮影準備モード、撮影モードの順番に遷移する。

すなわち、前記モニタリングモードは、シャツ夕ボタンを押す前に撮影範囲や構図を決めるために前記表示部に被写体の画像を表示させるモードである。このモニタリングモードにおける絞りの開口度は、前記撮像素子においてスミアが発生しない値に設定される。前記撮影準備モ一ドは、シャツ夕ポタンを半押しした状態であって、前記撮像信号に基づいて前記絞りの開口度、電子シャツ夕一量、前記撮像信号の利得の 3つの値が計算されて設定されるモードである。この撮影準備モードでは、前記絞りは設定された開口度となるように駆動される。

前記撮影モードは、シャツ夕ポタンを全押しした状態であって、前記撮影準備モードで設定された前記絞りの開口度、電子シャッター量、前記撮像信号の利得の状態で撮像素子の電子シャッターが動作し、撮像素子から撮像信号が出力されて画像データがメモリに書き込まれるモードである。

このように構成された従来のデジ夕ルカメラは、前記絞りが機械的に構成されているため、絞りの開口度にヒステリシス誤差とばらつき誤差が含まれている。

すなわち、ヒステリシス誤差とは、絞りの開口度をある目標値に設定する場合、絞りが開放側から小絞り側に動作した場合の開口度と、絞りが小絞り側から開放側に動作した場合の開口度との間に生じる誤差である。

また、ばらつき誤差は、絞りの開口度をある目標値に設定する場合、絞りの開口度がある範囲にばらつく誤差である。

このため、従来は前記ヒステリシス誤差を取り除くために、撮影準備モードから撮影モードに遷移した後に、いったん絞りを開放側に設定し次いで絞りを目標値に絞り込むように、すなわち絞りを必ず一方向から動作させるようにしている。

このように絞りのヒステリシス誤差を取り除くように構成された従来のデジタルカメラは、撮影モードにおいて絞りをいつたん開放側に設定してから目標値まで絞り込むための動作時間がかかるため、シャツ夕ポタンを押してから撮像素子の電子シャッターが作動して画像信号の取込がなされるまでの時間、すなわちシャツタラグが長くなるという欠点があった。また、絞りを目標値に設定される際に生じる絞りの開口度のばらっきを取り除くことができないので、露出精度の向上を図る上で不利であった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シャツ夕ラグの短縮化を図るとともに、露出精度の向上を図る上で有利なデジタルカメラを提供することにある。発明の開示

本発明は前記目標を達成するために、撮影レンズ光学系と、前記撮影レンズ光学系の光路の開口度が制御可能な絞りと、前記撮影レンズ光学系によって結像される被写体像を電子シャッターの動作に連動して検出することにより撮像信号を出力する撮像素子と、利得の制御が可能で前記撮像信号を増幅する利得制御手段と、前記撮像信号に基づいて輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段とを備えたデジタルカメラにおいて前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記絞りの開口度を第 1の開口度として演算する第 1の露出量演算手段と、前記第 1の開口度が前記絞りに設定された後で前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記絞りの開口度を第 2の開口度として演算する第 2の露出量演算手段と、前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記シャッ夕ースピードの補正量を演算する第 3の露出量演算手段と、前記シャッ夕ースピードの補正量に基づいて前記撮像素子の電子シャッターのシャッタースピードを補正するシャッタースピード補正手段とを備えることを特徴とする。

そのため、第 1の露出量演算手段によって撮像素子から出力された撮像信号の輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な第 1の開口度が演算され、第 2の露出量演算手段によって前記第 1の開口度が前記絞りに設定された後で前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な第 2の開口度が演算され、第 3の露出量演算手段によって前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記シャツ夕一スピードの補正量が演算され、シャツ夕一スピード補正手段によつて前記シャッタースピードの補正量に基づいて前記撮像素子の電子シャッターのシャッタースピードが補正される。

また、本発明は、撮影レンズ光学系と、前記撮影レンズ光学系の光路の開口度が制御可能な絞りと、前記撮影レンズ光学系によって結像される被写体像を電子シャッターの動作に連動して検出することにより撮像信号を出力する撮像素子と、利得の制御が可能で前記撮像信号を増幅する利得制御手段と、前記撮像信号に基づいて輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段とを備えたデジタルカメラにおいて、前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記絞りの開口度を第 1の開口度として演算する第 1の露出量演算手段と、前記第 1の開口度が前記絞りに設定された後で前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記絞りの開口度を第 2の開口度として演算する第 2の露出量演算手段と、前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記利得制御回路の利得の補正量を演算する第 4の露出量演算手段と、前記利得制御回路の利得の補正量に基づいて前記利得制御回路の利得を補正する利得補正手段とを備えることを特徴とする。

そのため、第 1の露出量演算手段によって撮像素子から出力された撮像信号の輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な第 1の開口度が演算され、第 2の露出量演算手段によって前記第 1の開口度が前記絞りに設定された後で前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な第 2の開口度が演算され、第 4の露出量演算手段によって前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記利得が演算され、利得補正手段によって前記利得の補正量に基づいて前記利得制御手段の利得が補正される。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の第 1実施の形態におけるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。

第 2図は、絞りの開口度の補正制御の動作を示すフローチャートである。

第 3図は、デジタルカメラの各部の動作タイミングを説明する説明図である。

第 4図は、デジタルカメラの各部の動作タイミングを説明する説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明によるデジタルカメラの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。第 1図は本発明の第 1実施の形態におけるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。

デジタルカメラ 1 0 0は、撮影レンズ光学系 1、絞り 2、撮像素子 3 保持利得制御回路 4、 AZD変換器 5、映像信号処理回路 6、絞り駆動部 7、絞り駆動回路 8、タイミング発生回路 9、マイクロコンピュータ 1 0、輝度レベル検出器 1 1、露出制御回路 1 2、デバイス制御回路 1 3、操作手段 1 4、記録用映像信号処理回路 1 5などを備えている。前記撮影レンズ光学系 1は、被写体像を導ぐ光路 1 0 1および被写体像を結像する撮影レンズ 1 0 3を含んで構成されている。

前記絞り 2は前記光路 1 0 1に配設され、該絞り 2に入力される絞り駆動信号に基づいて前記撮影レンズ光学系 1を通過した光が通過する光路 1 0 1の開口度が制御されるように構成され、従来と同様に開口の口径が機械的に変化するものである。

なお、前記絞り 2は、開口を構成する部材の部分に NDフィル夕が設けられた形態のものであってもよいことは勿論である。

前記撮像素子 3は、前記撮影レンズ光学系 1で結像された被写体像を検出することによりアナログ信号としての撮像信号を生成出力するように構成されている。本実施の形態において撮像素子 3は例えば C CD (C h a r g e d C o u p l e d D e v i c e) あるいは CMO S (C omp l eme n t a r y Me t a l — Ox i d e S em i c o n d u c t o r ) などによって構成される。

前記撮像素子 3には電子シャッターが設けられており、該電子シャツ夕一のシャツ夕一スピードに応じた期間で前記被写体像の検出を行ない. 前記撮像信号を生成する。

前記保持利得制御回路 4は、前記撮像素子 3から出力されるアナログ信号としての前記撮像信号のサンプルホールドと利得制御を行なうように構成されている。すなわち、この保持利得制御回路 4は、該保持利得制御回路 4に設定された利得に基づいて前記撮像信号の増幅を行なう。前記 A Z D変換器 5は、前記保持利得制御回路 4から出力される利得制御された前記撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するように構成されている。

前記映像信号処理回路 6は、前記 A / D変換器 5から出力された前記撮像信号に対して各種の信号処理を施すとともに、この信号処理が施された撮像信号を映像信号として前記記録用映像信号処理回路 1 5へ出力するとともに、前記映像信号を前記輝度レベル検出器 1 1に出力するように構成されている。

前記記録用映像信号処理回路 1 5は記憶手段 1 5 0 2を有し、前記映像信号に基づいて画像データを生成し、この画像データを前記記憶手段 1 5 0 2に一時的に格納し、格納されている画像データを図外の液晶表示器などからなる表示部に出力して表示させたり、前記画像データを図外のイン夕一フェースを介して所定の記録媒体（メモリデバイス）に記録させるように構成されている。

また、前記記録用映像信号処理回路 1 5は、前記記憶手段 1 5 0 2に格納されている画像データに対して露出補正に相当する画像処理を含む画像処理を行なうことができるように構成されている。

前記輝度レベル検出器 1 1は、前記映像信号処理回路 6から出力された前記映像信号から所定画像領域の輝度信号を抽出し、該抽出した輝度信号の積分値を輝度レベルとして検出するように構成されている。前記操作手段 1 4は、撮影を行なうためのシャツ夕ポタン、各種撮影モードの設定、シャッタースピードの設定、絞りの開口度の設定、利得の設定を行なうための操作スィツチを含んで構成されている。前記操作手段 1 4で設定された前記各種撮影モード、シャッタースピ ―ド、絞りの開口度および利得の内容は電気信号として前記露出制御回路 1 2に伝達される。

なお、前記撮影モードとしては、例えばシャッタースピード優先モード、絞り優先モード、オートモード、ポートレートモードなどがある。前記シャツ夕一スピード優先モードとは、撮影者によって予め設定された前記電子シャッターのスピードと前記輝度レベル検出器 1 1によつて検出された輝度レベルとに応じて、前記絞り 2の開口度および前記保持利得制御回路 4の利得を設定するモードである。

前記絞り優先モードとは、撮影者によって予め設定された絞り 2の開口度と前記輝度レベル検出器 1 1によって検出された輝度レベルとに応じて、前記電子シャッターのスピ一ドおよび前記保持利得制御回路 4の利得を設定するモードである。

前記オートモードとは、予め、前記電子シャツ夕一のスピードと前記絞り 2の開口度と前記保持利得制御回路 4の利得との組み合わせが前記輝度レベルに対応して予め設定されており、前記輝度レベル検出器 1 1 によって検出された輝度レベルに応じて、前記予め組み合わされた前記電子シャッターのスピードと前記絞り 2の開口度と前記保持利得制御回路 4の利得とを設定するモードである。

前記ポートレートモードは、前記撮影レンズ光学系 1のピントを被写体に合わせたときに被写体の背後のピン卜がずれてぼけが生じるようにすなわち被写界深度が浅くなるように、絞り 2の開口度をほぼ開放値に設定するモ一ドである。

前記マイクロコンピュータ 1 0は、前記露出制御回路 1 2と前記デバイス制御回路 1 3を含んでいる。

前記露出制御回路 1 2は R A M 1 2 0 2を含んで構成されている。前記露出制御回路 1 2は、前記操作手段 1 4から出力される各種撮影モード、シャッタースピード、絞りの開口度および利得の各設定値を前記 R A M 1 2 0 2に格納するように構成されている。

また、前記露出制御回路 1 2は、前記輝度レベル検出器 1 1から供給される輝度レベルに基づいて適正な露出が行なわれているか否を判定しこの判定結果に基づいて適正な露出が行なわれるために必要な前記絞り 2の開口度、撮像素子 3の電子シャッターのシャッタースピード、保持利得制御回路 4の利得の 3つの値を演算する。以下、前記絞り 2の開口度、撮像素子 3の電子シャツ夕一のシャッタースピード、保持利得制御回路 4の利得の 3つの値を合わせて「露出量」と呼ぶ。

そして、前記演算された露出量を、絞り 2、撮像素子 3の電子シャツ夕一および保持利得制御回路 4のそれぞれに反映させるために必要な 3 つの制御データ、すなわち絞り制御データ、電子シャツ夕一制御データ. 利得制御データをそれぞれ演算するように構成されている。これら 3つの制御データは必要に応じて前記 R A M 1 2 0 2に格納される。

前記露出制御回路 1 2による前記露出量、前記絞り制御データ、電子シャッター制御データ、利得制御データの演算は、前記 R A M I 2 0 2 に格納されている前記各種撮影モード、シャッタースピード、絞りの開口度および利得の各設定値と、前記輝度レベル検出器 1 1から出力される輝度レベルとに基づいて行なわれる。

また、前記露出制御回路 1 2は、後述するモニタリングモードの期間. 前記撮像素子 3にスミアが発生しないように、前記輝度レベル検出器 1 1から供給される輝度レベルに基づいて絞り 2の開口度を制御するための制御データを演算するようにも構成されている。

前記デバイス制御回路 1 3は、前記 R A M 1 2 0 2に格納されている前記絞り制御データを該 R A M 1 2 0 2から読み出すとともに、この絞り制御データに基づいて第 1の制御信号 S 1を生成して前記絞り駆動回路 8に供給するように構成されている。

また、前記デバイス制御回路 1 3は、前記 R A M 1 2 0 2に格納されている前記電子シャッター制御データを該 R A M 1 2 0 2から読み出すとともに、この電子シャツ夕一制御デ一夕に基づいて第 2の制御信号 S 2を生成して前記夕イミング発生回路 9に供給するように構成されている。

前記デバイス制御回路 1 3は、前記 R A M 1 2 0 2に格納されている前記利得制御デ一夕を該 R A M 1 2 0 2から読み出すとともに、この利得制御データに基づいて第 3の制御信号 S 3を生成して前記保持利得制御回路 4に供給する。これにより前記保持利得制御回路 4は前記第 3の制御信号 S 3に基づいて利得が制御されるように構成されている。

前記絞り駆動回路 8は、前記第 1の制御信号 S 1に基づいて前記絞り駆動部 7に駆動信号を供給し、これにより前記絞り駆動部 7が絞り 2の開口度を制御するように構成されている。

前記タイミング発生回路 9は、前記第 2の制御信号 S 2に基づいて前記撮像素子 3にタイミング信号を供給し、これにより前記撮像素子 3の電子シャッターのシャッタースピードを制御するように構成されている, 次に、上述した構成のデジタルカメラ 1 0 0による絞りの補正制御の動作について説明する。

第 2図は絞りの開口度の補正制御の動作を示すフローチャート、第 3 図、第 4図はデジタルカメラの各部の動作タイミングを説明する説明図である。

まず、第 3図、第 4図について説明する。第 3図、第 4図の（A ) はデジタルカメラ 1 0 0の動作モードを示している。この動作モードはモニタリングモード M 1、撮影準備モード M 2、撮影モード M 3の 3つのモードを含んでいる。

前記モニタリングモード M 1は、前記シャツ夕ボタンが押下される前の状態であって、撮影範囲や構図を決めるために前記表示部に被写体の画像を表示させるモードである。

前記撮影準備モード M 2は、前記シャッ夕ポタンを半押しした状態であって、前記露出制御回路 1 2は、前記輝度レベルに基づいて、適正露出で撮影するために必要な絞り制御データ、電子シャツ夕一制御データ利得制御デ一夕を計算するモ一ドである。

前記撮影モード M 3は、前記シャツ夕ポタンを全押しした状態であつて、前記記録映像信号処理回路が前記映像信号処理回路 6から出力された映像信号に基づいて生成した画像データを記録媒体に書き込むモードである。

第 3図、第 4図の（B ) は絞り 2の設定、動作、（C ) は電子シャツ夕一の動作、（D ) は映像信号処理回路 6での処理動作、（E ) は露出制御回路 1 2での各制御データの演算動作を示している。本例では、これら各動作が行なわれる時間単位が前記撮像素子 3から出力される撮像信号のフレームレ一卜で示されている。各フレームレー卜には説明の便耷上、時間経過の順番にフレームレート番号を付しており、前記撮影準備モード M 2の最後のフレームレートの番号を「 1」としている。

また、第 3図、第 4図に示すように、あるフレームレートの撮像信号に対する（B ) 、 ( C ) 、 ( D ) 、 ( E ) の各動作は時間経過とともに 1フレームレ一トずつ順番に実行される。

次に、第 2図、第 3図に基づいてデジタルカメラ 1 0 0による絞りの補正制御の動作について説明する。まず、モニタリングモード M 1の期間では、前記露出制御回路 1 2は, 前記輝度レベル検出器 1 1から供給される輝度レベルに基づいて前記撮像素子 3においてスミアが発生しないように絞り制御データを演算している。これにより、前記演算された絞り制御デ一夕に基づいて前記絞り駆動回路 8、絞り駆動部 7が動作して絞り 2の開口度をフレームレート単位で順次設定し、その開口度が絞り 2に反映されている（ステップ S 1 0 ) 。

前記露出制御回路 1 2は、前記撮像素子 3の電子シャッターの動作によって被写体像が取り込まれることで該撮像素子 3から出力された撮像信号が保持利得制御回路 4、 A Z D変換器 5を介して映像信号処理回路 6によって処理されることにより、該映像信号処理回路 6から供給される輝度レベルに基づいて適正露出とするための露出量と、該露出量に対応する前記開口度および該開口度に対応する絞り制御データ、電子シャッタ一のシャッタースピードおよび該シャッ夕一スピードに対応する電子シャッター制御データ、利得および該利得に対応する利得制御データをフレームレート単位で順次演算し続けている。

前記演算されている前記露出量とは、前述した種々の撮影モード（シャッタ一スピード優先モード、絞り優先モード、ポー卜レートモードなど）に対応したものである。

次に、前記シャツ夕ポタンが半押しされると撮影準備モード M 2に遷移し、露出制御回路 1 2は、第 3図（E ) に示すように、前記シャツ夕ボタンが半押しされる直前のフレームレート番号「 1」に対応する、適正露出となるための露出量 E 1 を R A M 1 2 0 2に格納（バックアツプ）する（ステップ S 1 2 ) 。

次いで、露出制御回路 1 2は、第 3図（B ) に示すように、前記露出量 1の R A M 1 2 0 2への格納後、フレームレート番号「 5」の夕イミングで、前記 R A M 1 2 0 2に格納されている前記露出量 E 1に対応した開口度の絞り制御デ一夕を絞り駆動回路 8に供給し、これにより絞り駆動部 7が絞り 2に対して開口度を設定する。

絞り 2は、例えば 1フレームレート分の動作時間を要するため、次のフレームレート番号「6」のタイミングで絞り 2に前記絞り制御データに対応した開口度が反映される（ステップ S 1 4 ) 。すなわち、モニタリングモード M 1の期間に設定されていた開口度と異なる開口度が絞り 2に反映されることになる。

ここで、実際に絞り 2に反映された開口度は、ステップ S 1 2で演算された露出量 E 1の開口度に対して絞り 2の機械的動作に起因するヒステリシス誤差およびばらつき誤差を含んだものとなっている。

また、露出制御回路 1 2は、第 3図（B ) に示すように、前記露出量 E 1の R A M 1 2 0 2への格納後、フレームレート番号「5」の夕イミングで、前記 R A M 1 2 0 2に格納されている前記露出量 E 1に対応した電子シャッター制御データと利得データをデバイス制御回路 1 3に供給し、これにより電子シャッターのシャツ夕一スピードと利得が設定される。

このように絞り 2の開口度、シャッタースピード、利得が設定された後、第 3図（D ) のフレームレート番号「6」に示すように、前記撮像素子 3による被写体像の取込が行なわれる。

次に、前記露出制御回路 1 2は、第 3図（E ) に示すように、前記絞り 2に前記開口度が反映されたフレームレート番号「6」に対応する輝度レベルに基づいて、適正露出とするための露出量 E 2を演算する（ステツプ S 1 6 ) 。

そして、前記 R A M 1 2 0 2にバックアップされていた前記露出量 E 1 と、ステップ S 1 6で演算された露出量 E 2との差を演算する（ステップ S 1 8 ) 。すなわち、露出量 E 1における絞り 2の開口度（第 1の開口度）と、露出量 E 2における絞り 2の開口度（第 2の開口度）との差を演算する。

ステツプ S 1 6で演算された露出量 E 2の絞り 2の開口度には、前述したように絞り 2のヒステリシス誤差およびばらつき誤差が含まれているので、ステップ S 1 8で得られる露出量 E 1と E 2の差、すなわち開口度の差は、前記絞り 2のヒステリシス誤差およびばらつき誤差に相当したものとなる。

ここで、前記露出制御回路 1 2は、第 3図（E ) のフレームレート番号「 6」のタイミングで前記ステップ S 1 8で得られた露出量 E 1における絞り 2の開口度と、露出量 E 2における絞り 2の開口度との差を補正するために必要な電子シャッターのシャツ夕一スピードの補正値を演算する。そして、第 3図（E ) のフレームレート番号「6」の次のフレ一ムレー卜に相当する第 3図（C ) のフレームレート番号「9」のタイミングで前記補正量 E 2のうちシャツ夕一スピードの補正のみを行ない，補正された補正量 E 2で各部の設定を行なう。すなわち絞り 2の開口度，撮像素子 3のシャッタースピード、保持利得制御回路 4の利得の設定を行なう（ステップ S 2 0 ) 。また、ここで設定された絞り 2の開口度、撮像素子 3のシャツ夕一スピード、保持利得制御回路 4の利得は、前記シャッターポタンが半押しされている期間、すなわち撮影準備モード M 2の期間の間は固定されている。

そして、第 3図（C ) のフレームレート番号「9」以降のタイミングで前記シャツ夕一ポタンが全押しされると撮影モード M 3に遷移して、前記シャッタースピ一ドが補正された露出量 E 2に基づいて撮像素子 3 による被写体像が取り込まれ、映像信号処理回路 6から出力された映像信号が前記記録用映像信号処理回路 1 5によって前記記憶手段 1 5 0 2 に画像データとして一時的に格納される（ステップ S 2 2 ) 。

そして、前記露出制御回路 1 2は、前記ステップ S 2 0による露出量の補正が行なわれたか否を判定する（ステップ S 2 4 ) 。

そして、ステップ S 2 4の判定結果が肯定（ " Y " ) ならば、前記記録用映像信号処理回路 1 5の記憶手段 1 5 0 2に格納されていた前記画像データが前記記録媒体に記録される（ステップ S 2 8 ) 。

次に、ステップ S 2 4の判定結果が否定（ " N " ) となる場合について説明する。ステップ S 2 4で露出量の補正がなされていないと判定される場合とは、前記ステップ S 1 2でシャツ夕ボタンが半押しされた後, 十分な時間をおかずに全押しされたため、第 2図に破線で示すように、ステップ S 1 4乃至 S 2 0の全てが終了する前に撮影モード M 3に遷移して撮影が行なわれる場合に相当する。言い換えれば、絞り 2の開口度の補正が行なわれる前に撮影が行なわれることになる。

この場合は、以下に示すように前記記録用映像信号処理回路 1 5において前記記憶手段 1 5 0 2に格納されている画像デ一夕に対する補正処理が行なわれる（ステップ S 2 6 ) 。

以下、ステップ S 2 6に関する具体的な動作について第 4図を参照して説明する。

撮影準備モード M 2におけるフレームレート番号「6」のタイミングまでの動作は第 3図と同様であり、第 4図（B ) に示すように、フレームレート番号「6」のタイミングで絞り 2の開口度の設定が完了する。ここでシャツ夕ボタンが全押しされることにより撮影モード M 3に遷移する。

したがって、第 4図（C ) に示すように、フレームレート番号「6」のタイミングで撮像素子 3による被写体像の取込、撮影が行なわれ、映像信号処理回路 6から出力された映像信号は前記記録用映像信号処理回路 1 5により画像データとして前記記憶手段 1 5 0 2に一時的に格納される。

そして、前記露出制御回路 1 2は、第 4図（E ) に示すように、フレ一ムレ一ト番号「6」に対応する輝度レベルに基づいて、適正露出とするための露出量 E 2を演算する。

そして、前記 R A M 1 2 0 2にバックアップされていた前記露出量 E 1と、前記露出量 E 2との差を演算する。すなわち、露出量 E 1における絞り 2の開口度と、露出量 E 2における絞り 2の開口度との差を演算する。

ここで、前記露出制御回路 1 2は、前記露出量 E 1における絞り 2の開口度と、露出量 E 2における絞り 2の開口度との差を画像処理によつて補正するために必要な画像処理用の補正値を演算し、その補正値を前記記録用映像信号処理回路 1 5に供給する。

前記記録用映像信号処理回路 1 5は、前記補正値に基づいて前記記憶手段 1 5 0 2に格納されている前記画像データ（第 1の画像データ）に対して露出補正に相当する画像処理を実行する。

これにより、前記画像データは、適正露出で撮影されたのと同等の画像デ一夕（第 2の画像デ一夕）となるように補正される。

そして、前記記録用映像信号処理回路 1 5の記憶手段 1 5 0 2に格納されていた前記画像データが前記記録媒体に記録される（ステップ S 2

8 ) 。

なお、本実施の形態おいて、前記保持利得制御回路 4は請求の範囲の利得制御手段を構成し、前記輝度レベル検出器 1 1は請求の範囲の輝度レベル検出手段を構成している。また、前記露出制御回路 1 2およびデバイス制御回路 1 3は請求の範囲の第 1乃至第 3項の露出量演算手段およびシャッタースピード補正手段を構成している。また、前記 A Z D変換器 5、映像信号処理回路 6、記録用映像信号処理回路 1 5は請求の範囲の画像デ一夕生成手段を構成し、記録用映像信号処理回路 1 5は請求の範囲の画像処理手段を構成している。

以上詳述したように本実施の形態によれば、撮像素子 3から出力された撮像信号すなわち映像信号の輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な第 1の開口度を演算し、この第 1の開口度が前記絞り 2に設定された後で前記輝度レベル検出器で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な第 2の開口度を演算し、前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記シャッ夕一スピ一ドの補正量を演算し、該シャッ夕 —スピードの補正量に基づいて前記撮像素子 3の電子シャッターのシャッタ一スピードを補正するようにした。

したがって、絞り 2が動作する際に生じるヒステリシス誤差およびばらつき誤差を撮像素子 3の電子シャッターのシャッタースピードによつて補正することができる。電子シャッターのシャッタースピードは髙精度に制御することができるため、露出精度を向上させる上で有利となるまた、絞り 2のヒステリシス誤差を取り除くために絞り 2の動作を一方向から行なうことが不要なので、絞り 2の動作時間を短くすることができ、シャッターラグを短縮化する上で有利となる。

また、電子シャッターのシャッタースピードを補正するので、撮影された画像データに対する画像処理はなされず、前記補正による画像デー夕の劣化を抑制する上で有利となる。

また、撮影モードのうち、ポートレートモードなどでは絞り 2の開口度がほぼ開放値となるように設定されるため、モニタリングモードから撮影準備モードに遷移するときに絞り 2の開口度が大きく変化する。したがって、このような場合には絞り 2が動作することによる開口度の誤差も大きなものとなる。しかしながら、本実施の形態によれば、このような開口度の誤差も確実に検出して露出の補正を行なうので、絞り 2の開口度の誤差が大きくなりがちな撮影モードにおいて露出精度を顕著に向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、第 2図のステップ S 1 8、 S 2 0の処理で. 前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記シャッタースピードの補正量を演算し、該シャツ夕ースピードの補正量に基づいて前記撮像素子 3の電子シャッ夕一のシャッタ一スピードを補正するようにしたが、これに代えて第 4の露出量演算手段によって前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記保持利得制御回路 4における前記利得の補正量を演算し、利得補正主手段によって前記利得の補正量に基づいて保持利得制御回路 4の利得を補正するようにしてもよく、上述したのと同様の効果を奏することができる。

この場合、撮像信号の利得を補正するので、上述した実施の形態に比較して撮像信号の S Z N比が若千低下するものの撮影された画像データに対する画像処理はなされないので、前記補正による画像データの劣化を抑制する上で有利となる。

また、この場合、第 4の露出量演算手段および利得補正手段は前記露出制御回路 1 2およびデバイス制御回路 1 3によって構成される。

なお、本出願人は、固体撮像素子を用いた画質補正方法として以下のような技術を既に提案している（特願 2 0 0 1— 3 0 7 9 2 1号（段落番号 0 0 2 3、第 1図、第 2図）。

すなわち、固体撮像素子から読み出された画像信号を一時的に記憶させ、記憶させた画像信号を読み出して所定の検波を行ない、記憶させた画像信号を再び読み出して、所定の検波による検波データに基づいて、再び読み出した画像信号に対して画質補正のための所定の信号処理を行なう。

この技術では、前記固体撮像素子から読み出されたアナログ信号としての画像信号は、 A Z D変換処理によるデジタル信号への変換処理や種々の信号処理からなる前処理がなされてから一時的に記憶される。このため、固体撮像素子から読み出された直後のアナログ信号としての画像信号に比較して、前記一時的に記憶されている画像信号は情報量の低下が避けられない。したがって、このような劣化した画像信号に対してさらに信号処理が行なわれることになり、この画像信号から得られる画像データも情報量の低下が避けられない。

これに対して、本実施の形態によって保持利得制御回路 4において撮像信号を増幅する際の利得を補正する場合には、この利得の補正が前記撮像信号に信号処理がなされる前の段階でなされるため、前記技術のような信号の劣化や画像デ一夕の情報量の低下が生じないという点で有利である。

以上説明したように本発明のデジタルカメラによれば、シャツ夕ポ夕ンを押下してから撮像信号が取り込まれるまでに要するシャツ夕ラグの短縮化を図るとともに、露出精度の向上を図る上で有利となる。

Claims

請求の範囲

1 . 撮影レンズ光学系と、

前記撮影レンズ光学系の光路の開口度が制御可能な絞りと、前記撮影レンズ光学系によって結像される被写体像を電子シャツ夕一の動作に連動して検出することにより撮像信号を出力する撮像素子と、利得の制御が可能で前記撮像信号を増幅する利得制御手段と、前記撮像信号に基づいて輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段とを備えたデジタルカメラにおいて、

前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記絞りの開口度を第 1の開口度として演算する第 1の露出量演算手段と、

前記第 1の開口度が前記絞りに設定された後で前記輝度レベル検出手段で検出された輝度レベルに基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記絞りの開口度を第 2の開口度として演算する第 2の露出量演算手段と、

前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記シャツ夕一スピードの補正量を演算する第 3の露出量演算手段と、

前記シャッタースピードの補正量に基づいて前記撮像素子の電子シャッ夕一のシャッ夕一スピ一ドを補正するシャッ夕ースピ一ド補正手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。

2 . 撮影レンズ光学系と、

前記撮影レンズ光学系の光路の開口度が制御可能な絞りと、前記撮影レンズ光学系によって結像される被写体像を電子シャッターの動作に連動して検出することにより撮像信号を出力する撮像素子と、利得の制御が可能で前記撮像信号を増幅する利得制御手段と、前記撮像信号に基づいて輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段とを備えたデジタルカメラにおいて、

前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて適正露出で撮影を行なうために必要な前記利得制御回路の利得の補正量を演算する第 4の露出量演算手段と、

前記利得制御回路の利得の補正量に基づいて前記利得制御回路の利得を補正する利得補正手段と、

を備えることを特徴とするデジタルカメラ。

3 . 前記撮像信号に基づいて画像データを生成する画像データ生手段と、前記画像データに対して画像処理を行なう画像処理手段とが設けられ、前記シャッタースピード補正手段による前記撮像素子の電子シャツターのシャッタースピードの補正が実行されない場合に、前記絞りに前記第 1の開口度が設定された状態で前記画像データ生成手段によって第 1の画像データが生成されたときに、前記画像処理手段は、前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて前記第 1の画像デ一夕に対して画像処理を行なうことにより適正露出で撮影が行なわれた場合と同等の第 2の画像データを生成するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のデジタルカメラ。

4 . 前記画像データ生成手段から出力される画像データを一時的に格納する記憶手段が設けられ、前記画像処理手段による画像デ一夕に対する画像処理は前記記憶手段に格納されている画像データに対して行なわれることを特徴とする請求の範囲第 3項記載のデジタルカメラ。

5 . 前記撮像信号に基づいて画像データを生成する画像デ一夕生成手段と、前記画像データに対して画像処理を行なう画像処理手段とが設けられ、前記利得補正手段による前記利得制御回路の利得の補正が実行されない場合に、前記絞りに前記第 1の開口度が設定された状態で前記画像データ生成手段によって第 1の画像データが生成されたときに、前記画像処理手段は、前記第 1の開口度と第 2の開口度の差に基づいて前記第 1の画像デ一夕に対して画像処理を行なうことにより適正露出で撮影が行なわれた場合と同等の第 2の画像データを生成するように構成されている特徴とする請求の範囲第 2項記載のデジタルカメラ。

6 . 前記画像データ生成手段から出力される画像データを一時的に格納する記憶手段が設けられ、前記画像処理手段による画像データに対する画像処理は前記記憶手段に格納されている画像データに対して行なわれることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のデジタルカメラ。

7 . 前記利得制御手段は、前記撮像素子から供給される前記撮像信号をアナログ信号として増幅するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載のデジタルカメラ。