【手続補正書】
【提出日】平成16年4月20日(2004.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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タ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デジタルカメラ。
【請求項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デジタルカメラ。
【請求項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ッ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の画像データ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項１記載のデジタルカメラ。
【請求項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項３記載のデジタルカメラ。
【請求項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ータ生成手段と、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の画像データ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項２記載のデジタルカメラ。
【請求項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項５記載のデジタルカメラ。
【請求項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項１または２記載のデジタルカメラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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タ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ッタースピードの補正量が演算され、シャッタースピード補正手段によっ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の補正量が演算され、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。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【発明の実施の形態】
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。
図１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、Ａ／Ｄ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１０、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、操作手段１４、記録用映像信号処理回路１５などを備えている。
前記撮影レンズ光学系１は、被写体像を導く光路１０１および被写体像を結像する撮影レンズ１０３を含んで構成されている。
前記絞り２は前記光路１０１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１０１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フィルタ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。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記マイクロコンピュータ１０は、前記露出制御回路１２と前記デバイス制御回路１３を含んでいる。
前記露出制御回路１２はＲＡＭ１２０２を含んで構成されている。
前記露出制御回路１２は、前記操作手段１４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ＲＡＭ１２０２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１２は、前記輝度レベル検出器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３つの制御データ、すなわち絞り制御データ、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ＲＡＭ１２０２に格納される。
前記露出制御回路１２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ＲＡＭ１２０２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１１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１２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１１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。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記絞り駆動回路８は、前記第１の制御信号Ｓ１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Ｓ２に基づいて前記撮像素子２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。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
次に、図２、図３に基づいてデジタルカメラ１００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Ｍ１の期間では、前記露出制御回路１２は、前記輝度レベル検出器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ータ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Ｓ１０）。
前記露出制御回路１２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／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、電子シャッターのシャッタースピードおよび該シャッター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（シャッタースピード優先モード、絞り優先モード、ポートレートモードなど）に対応したものである。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
次に、前記露出制御回路１２は、図３（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Ｅ２を演算する（ステップＳ１６）。
そして、前記ＲＡＭ１２０２にバックアップされていた前記露出量Ｅ１と、ステップＳ１６で演算された露出量Ｅ２との差を演算する（ステップＳ１８）。すなわち、露出量Ｅ１における絞り２の開口度（第１の開口度）と、露出量Ｅ２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。
ステップＳ１６で演算された露出量Ｅ２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Ｓ１８で得られる露出量Ｅ１とＥ２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１２は、図３（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Ｓ１８で得られた露出量Ｅ１における絞り２の開口度と、露出量Ｅ２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ッタースピードの補正値を演算する。そして、図３（Ｅ）のフレームレート番号「６」の次のフレームレートに相当する図３（Ｃ）のフレームレート番号「９」のタイミングで前記補正量Ｅ２のうちシャッタースピードの補正のみを行ない、補正された補正量Ｅ２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Ｓ２０）。また、ここで設定された絞り２の開口度、撮像素子３のシャッタースピード、保持利得制御回路４の利得は、前記シャッターボタンが半押しされている期間、すなわち撮影準備モードＭ２の期間の間は固定されている。
そして、図３（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ッターボタンが全押しされると撮影モードＭ３に遷移して、前記シャッタースピードが補正された露出量Ｅ２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１５によって前記記憶手段１５０２に画像データとして一時的に格納される（ステップＳ２２）。
そして、前記露出制御回路１２は、前記ステップＳ２０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Ｓ２４）。
そして、ステップＳ２４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１５の記憶手段１５０２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Ｓ２８）。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
なお、本実施の形態おいて、前記保持利得制御回路４は特許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１１は特許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１２およびデバイス制御回路１３は特許請求の範囲の第１乃至第３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／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１５は特許請求の範囲の画像データ生成手段を構成し、記録用映像信号処理回路１５は特許請求の範囲の画像処理手段を構成している。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
なお、本実施の形態では、図２のステップＳ１８、Ｓ２０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、該シャッタースピードの補正量に基づいて前記撮像素子３の電子シャッターのシャッター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／Ｎ比が若干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１２およびデバイス制御回路１３によって構成される。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004129025.tif 000001