(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの入射光に応じて電荷を発生する第１の受光素子と遮光された第２の受光素子とを有する測光手段であって、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子は、光電変換領域と、前記光電変換領域を予め設定した電位にリセットするリセット手段とを有し、前記光電変換領域で発生した電荷を測光値に変換して出力する測光手段と、
前記リセット手段により前記光電変換領域をリセットし、リセットしてから予め設定された時間経過後に、前記測光手段の各受光素子から測光値を取得する制御手段と、
取得した前記第１の受光素子の測光値と前記第２の受光素子の測光値との差分と、前記光電変換領域のリセットの後の前記測光手段の変換特性とに基づいて、前記被写体の輝度を予測する輝度演算手段とを有し、
前記測光手段の変換特性は、被写体の輝度と、リセットされてから前記予め設定された時間経過後の前記差分との関係を表す特性であることを特徴とする測光装置。
【請求項２】
前記輝度演算手段は、前記差分が予め決められた範囲内にある場合に前記予測を行い、前記範囲内に無い場合に前記予測を行わないことを特徴とする請求項１に記載の測光装置。
【請求項３】
前記輝度演算手段は、前記差分が前記範囲内にある第１の値の場合に前記予測を行い、前記差分が前記第１の値より大きく前記範囲内に無い第２の値の場合に前記第１の受光素子から得られた測光値に基づいて輝度を算出することを特徴とする請求項２に記載の測光装置。
【請求項４】
前記輝度演算手段は、前記差分が前記範囲内にある第１の値の場合に前記予測を行い、前記差分が前記第１の値より小さく前記範囲内に無い第３の値の場合に予め決められた輝度を設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の測光装置。
【請求項５】
前記第２の受光素子は複数、設けられ、
前記輝度演算手段は、前記第１の受光素子の測光値と複数の前記第２の受光素子の測光値を平均した値との差分をとることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の測光装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の測光装置と、
前記輝度演算手段により得られた輝度に基づいて、露出を制御する露出制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
被写体からの入射光に応じて電荷を発生する第１の受光素子と遮光された第２の受光素子とを有する測光手段であって、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子は、光電変換領域と、前記光電変換領域を予め設定した電位にリセットするリセット手段とを有し、前記光電変換領域で発生した電荷を測光値に変換して出力する測光手段からの出力を用いた測光方法であって、
前記リセット手段により前記光電変換領域をリセットし、リセットしてから予め設定された時間経過後に、前記測光手段の各受光素子から測光値を取得する取得工程と、
取得した前記第１の受光素子の測光値と前記第２の受光素子の測光値との差分と、前記光電変換領域のリセットの後の前記測光手段の変換特性とに基づいて、前記被写体の輝度を予測する輝度演算工程とを有し、
前記測光手段の変換特性は、被写体の輝度と、リセットされてから前記予め設定された時間経過後の前記差分との関係を表す特性であることを特徴とする測光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測光装置、撮像装置及び測光方法に関し、更に詳しくは、低輝度下において測光時間を短縮するための測光装置、撮像装置及び測光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラ等の撮像装置においては、フォトダイオードの光電流をダイオード等のＬＯＧ特性を利用して、被写体の輝度を、広ダイナミックレンジで測光する測光センサが広く利用されている。
【０００３】
このようなＬＯＧ特性を利用した測光回路においては、電源電圧投入時に、特に光電流の微小な低輝度下において、被写体光を受光してから正確な測光出力を得るまでに長い安定待ち時間を必要としていた。また、特に一眼レフカメラのように、撮影時にミラーが退避してフォトダイオードへの光が遮光されるシステムにおいては、光応答性による低輝度下での測光性能の悪化は、レリーズタイムラグの増大や連写速度の低下など、非常に大きな問題となる。
【０００４】
更に、近年のデジタルカメラにおいては、撮像素子の感度向上や画像処理の高度化により、ＩＳＯ感度が数万といった高感度なカメラが登場しているため、カメラの測光回路においては、さらなる低輝度下での測光性能の向上が必要になっている。
【０００５】
このような問題点を解消するために、例えば、特許文献１では、無受光期間に予備電流を流し、フォトダイオード及び対数圧縮用ダイオードの寄生容量を充電することによって、測光回路の応答性を改善するものが開示されている。また、例えば、特許文献２では、無受光期間に発光素子で予備照射し、光電流を発生させてフォトダイオード及び対数圧縮用ダイオードの寄生容量を予備充電することで、測光回路の応答性を改善するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０７７９３８号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、予備電流と光電流との違いが誤差要因となるため、この差分を補償するための補償回路を設ける必要があり、回路規模が大きくなってしまう。
【０００８】
また、特許文献２に記載の発明においても、予備照射で発生する光電流と測光時の光電流との差分が誤差要因になる。また、予備照射のために発光素子が必要であり、コスト、実装スペースなども必要になるという欠点がある。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、低輝度下において測光に要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の測光装置は、被写体からの入射光に応じて電荷を発生する第１の受光素子と遮光された第２の受光素子とを有する測光手段であって、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子は、光電変換領域と、前記光電変換領域を予め設定した電位にリセットするリセット手段とを有し、前記光電変換領域で発生した電荷を測光値に変換して出力する測光手段と、前記リセット手段により前記光電変換領域をリセットし、リセットしてから予め設定された時間経過後に、前記測光手段の各受光素子から測光値を取得する制御手段と、取得した前記第１の受光素子の測光値と前記第２の受光素子の測光値との差分と、前記光電変換領域のリセットの後の前記測光手段の変換特性とに基づいて、前記被写体の輝度を予測する輝度演算手段とを有し、前記測光手段の変換特性は、被写体の輝度と、リセットされてから前記予め設定された時間経過後の前記差分との関係を表す特性であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低輝度下において測光に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における一眼レフタイプのデジタルカメラシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態における測光回路の回路図の一例を示す図。
【図３】実施の形態における測光センサを説明するための図。
【図４】実施の形態における異なる輝度に対する測光回路の応答性を模式的に表す図。
【図５】実施の形態における通常素子の出力とＯＢ素子の出力との差と、輝度との関係を示す図。
【図６】実施の形態における測光動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態である一眼レフタイプのデジタルカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態のデジタルカメラシステムでは、カメラ本体１００に、撮影レンズユニット２００が不図示のマウント機構を介し着脱可能に取り付けられて構成されている。マウント部は、電気的接点群２１０を有している。接点群２１０はカメラ本体１００と撮影レンズユニット２００との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電圧の電流供給する機能を有する。接点群２１０は、更に、撮影レンズユニット２００がカメラ本体１００に接続されると、システムコントローラ１２０へ信号を送信する機能も備えている。これによりカメラ本体１００と撮影レンズユニット２００との間で通信を行い、撮影レンズユニット２００内の撮影レンズ２０１、絞り２０２の駆動を行うことが可能となる。また、接点群２１０は電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達する構成としても良い。なお、図１では、撮影レンズ２０１を便宜上１枚のレンズで示しているが、実際は多数のレンズから構成されていることは周知の通りである。
【００１４】
不図示の被写体像からの光束が、撮影レンズ２０１及び絞り２０２を介して、矢印で示す方向に駆動可能なクイックリターンミラー１０２に導かれる。クイックリターンミラー１０２の中央部はハーフミラーになっており、クイックリターンミラー１０２がダウンした際に一部の光束が透過する。そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー１０２の背後に設置されたサブミラー１０３で下方に向けて反射される。
【００１５】
１０４は、結像面近傍に配置された不図示のフィールドレンズ、反射ミラー、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤから成るラインセンサ等から構成されている周知の位相差方式のＡＦセンサユニットである。焦点検出回路１０５は、システムコントローラ１２０からの制御信号に基づいてＡＦセンサユニット１０４を制御して、周知の位相差方式の焦点検出を行う。
【００１６】
一方、クイックリターンミラー１０２で反射された光束は、ペンタプリズム１０１、接眼レンズ１０６を介して撮影者の目に至る。
【００１７】
また、測光回路１０７は、接眼レンズ１０６の近傍に配設された被写体の輝度を測定するための測光センサを含み、その出力は測光回路１０７からシステムコントローラ１２０へ供給される。
【００１８】
また、クイックリターンミラー１０２がアップした際には、サブミラー１０３は折り畳まれ、光路から退避するようになっている。そして、撮影レンズ２０１及び絞り２０２を介して入射した光束は、機械シャッターであるフォーカルプレーンシャッタ１０８、フィルタ１０９を介してイメージセンサ１１２に至る。イメージセンサ１１２としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳイメージセンサ、ＣｄＳ−Ｓｅ密着型イメージセンサ、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）密着型イメージセンサ、バイポーラ密着型イメージセンサ等があり、いずれを用いてもよい。
【００１９】
フィルタ１０９は２つの機能を有している。１つは赤外線をカットし可視光線のみをイメージセンサ１１２へ導く機能であり、もう１つは光学ローパスフィルタとしての機能である。また、フォーカルプレーンシャッタ１０８は先幕及び後幕を有し、撮影レンズ２０１及び絞り２０２を介した光束の透過、遮断を制御する。
【００２０】
また、本実施の形態のカメラ本体１００は、デジタルカメラシステム全体の制御手段となり、制御を司るＣＰＵにより構成されるシステムコントローラ１２０を備え、後述する各部の動作を適宜制御する。
【００２１】
システムコントローラ１２０には、レンズ制御回路２０４と絞り制御回路２０６とがレンズ制御マイコン２０７を介して接続されている。レンズ制御回路２０４は撮影レンズ２０１を光軸方向に移動してピント合わせを行うためのレンズ駆動機構２０３を制御し、絞り制御回路２０６は絞り２０２を駆動するための絞り駆動機構２０５を制御する。また、レンズ制御マイコン２０７は、例えば、焦点距離、開放絞り、レンズ個々に割り振られるレンズＩＤ等のレンズ固有の情報と、システムコントローラ１２０から受け取った情報を記憶するレンズ記憶装置を有している。システムコントローラ１２０は、レンズ制御マイコン２０７を介してレンズ駆動機構２０３を制御することにより、被写体像をイメージセンサ１１２上に結像する。また、システムコントローラ１２０は、設定されたＡｖ値に基づいて、絞り２０２を駆動する絞り駆動機構２０５を制御すると共に、設定されたＴｖ値に基づいて、シャッター制御回路１１１へ制御信号を出力することで露出制御を行う。シャッター制御回路１１１は、Ｔｖ値に基づいて、フォーカルプレーンシャッタ１０８の先幕、後幕の走行を制御する。
【００２２】
また、システムコントローラ１２０には、クイックリターンミラー１０２のアップ・ダウンの駆動及びフォーカルプレーンシャッタ１０８のシャッタチャージを制御するシャッタチャージ・ミラー駆動機構１１０が接続されている。フォーカルプレーンシャッタ１０８の先幕及び後幕の駆動源はバネにより構成されており、シャッター走行後、次の動作のためにバネチャージを要する。シャッタチャージ・ミラー駆動機構１１０は、このバネチャージを制御する。また、シャッタチャージ・ミラー駆動機構１１０によりクイックリターンミラー１０２のアップ・ダウンが行われる。
【００２３】
更に、システムコントローラ１２０には、ＥＥＰＲＯＭ１２２が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ１２２には、カメラ本体１００を制御する上で調整が必要なパラメータやデジタルカメラの個体識別が可能なカメラＩＤ情報や基準レンズで調整されたＡＦ補正データや自動露出補正値などが記憶されている。
【００２４】
また、システムコントローラ１２０には、画像データコントローラ１１５が接続されている。画像データコントローラ１１５は、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）により構成され、イメージセンサ１１２の制御や、イメージセンサ１１２から入力された画像データの補正や加工などをシステムコントローラ１２０の指令に基づいて実行するものである。画像データの補正・加工の項目の中にはオートホワイトバランスも含まれており、システムコントローラ１２０からの命令により補正量を変更することが可能である。
【００２５】
さらに、画像データコントローラ１１５によって、画像信号を領域分割し、それぞれの領域でベイヤ画素毎に積分した値をシステムコントローラ１２０に供給し、システムコントローラ１２０で積分信号を評価することで測光することもできる。
【００２６】
画像データコントローラ１１５には、タイミングパルス発生回路１１４、Ａ／Ｄコンバータ１１３、ＤＲＡＭ１２１、Ｄ／Ａコンバータ１１６、画像圧縮回路１１９が接続されている。タイミングパルス発生回路１１４は、イメージセンサ１１２を駆動する際に必要なパルス信号を出力する。Ａ／Ｄコンバータ１１３は、イメージセンサ１１２と共にタイミングパルス発生回路１１４で発生されたタイミングパルスを受けて、イメージセンサ１１２から出力される被写体像に対応したアナログ信号をデジタル信号（画像データ）に変換する。ＤＲＡＭ１２１は、Ａ／Ｄコンバータ１１３により変換された画像データを一時的に記憶しておくと共に、加工や所定のフォーマットへのデータ変換が行われる前の画像データを一時的に記憶するために使用される。
【００２７】
画像圧縮回路１１９は、ＤＲＡＭ１２１に記憶された画像データの圧縮や変換（例えばＪＰＥＧ）を行うための回路である。画像圧縮回路１１９には記録媒体４０１が接続され、画像圧縮回路１１９により変換された画像データは、記録媒体４０１へ格納される。この記録媒体４０１としては、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、マイクロＤＡＴ、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＷＲ等の光ディスク、ＤＶＤ等の相変化型光ディスク等が使用されるが、これらに限るものではない。
【００２８】
また、Ｄ／Ａコンバータ１１６には、エンコーダ回路１１７を介して画像表示回路１１８が接続される。画像表示回路１１８は、イメージセンサ１１２で撮像された画像データを表示するための回路であり、一般にはカラーの液晶表示素子により構成される。画像データコントローラ１１５は、ＤＲＡＭ１２１上の画像データを、Ｄ／Ａコンバータ１１６によりアナログ信号に変換してエンコーダ回路１１７へ出力するように制御する。エンコーダ回路１１７はこのＤ／Ａコンバータ１１６の出力を、画像表示回路１１８を駆動する際に必要な映像信号（例えばＮＴＳＣ信号）に変換する。
【００２９】
画像データコントローラ１１５は、補正した画像データに対し、所定の周波数特性を持つフィルタを通し、所定のガンマ処理を行って得られる画像信号の所定方向のコントラストを評価し、その結果をシステムコントローラ１２０に供給する。システムコントローラ１２０は、レンズ制御回路２０４と通信を行い、コントラスト評価値が所定レベルよりも高くなるように焦点位置を調節することで、コントラスト方式の焦点調節を行うことができる。
【００３０】
更に、システムコントローラ１２０には、カメラ本体１００の動作モードの情報や露出情報（シャッター秒時、絞り値等）等を、外部液晶表示装置１２４や内部液晶表示装置１２５に表示させる動作表示回路１２３が接続されている。また、ユーザーが所望の動作をデジタルカメラシステムに実行させるべくモードを設定する撮影モード選択ボタン１３０と、メイン電子ダイヤル１３１と、決定ＳＷ１３２とが接続されている。また、ＡＦセンサユニット１０４が持つ複数の焦点検出位置から使用する焦点検出位置を選択するための測距点選択ボタン１３３と、ＡＦモード選択ボタン１３４と、測光モード選択ボタン１３５とが接続されている。更に、測光及び焦点調節などの撮影準備動作を開始させるためのレリーズスイッチＳＷ１（１３６）と、撮像動作を開始させるためのレリーズスイッチＳＷ２（１３７）と、ファインダーモード選択スイッチＳＷ１３８とが接続されている。
【００３１】
ファインダーモード選択スイッチＳＷ１３８は、接眼レンズ１０６により被写体を確認することが可能な光学ファインダーモードと、イメージセンサ１１２からの画像信号を逐次、画像表示回路１１８に表示するライブビュー表示モードとを切り替える。
【００３２】
更に、カメラ本体１００には、不図示のマウント機構を介してストロボ装置３００を着脱可能に取り付けることができる。マウント部は、電気的接点群３１０を有している。接点群３１０はカメラ本体１００とストロボ装置３００との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、発光タイミングを制御するＸ端子（発光端子）を備えている。更に、ストロボ装置３００がカメラ本体１００に接続されると、システムコントローラ１２０へ信号を送信する機能も備えている。これによりカメラ本体１００とストロボ装置３００との間で通信を行い、ストロボの発光制御を行うことが可能となる。また、接点群３１０は電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達する構成としても良い。
【００３３】
ストロボ装置３００には、キセノン（Ｘｅ）管３０１、反射笠３０２、Ｘｅ管３０１の発光を制御するＩＧＢＴなどで構成された発光制御回路３０３、充電回路３０４、電源３０５、ストロボ制御マイコン３０６から構成される。充電回路３０４は、Ｘｅ管３０１に給電するために３００Ｖ程度の電圧を発生する。電源３０５は、充電回路３０４に給電する電池などであり、ストロボ制御マイコン３０６は、ストロボの発光、充電などを制御するとともに、カメラ本体１００側のシステムコントローラ１２０との通信を制御する。
【００３４】
図２は図１に示す測光回路１０７の詳細な構成を示す回路図の一例である。図２において、Ｑ１は、入射光に応じて電荷を発生する光電変換領域をベースに有する、ＮＰＮのフォトトランジスタ、ＭＰ１は、フォトトランジスタＱ１のベース電位を固定するためのＰＭＯＳ、Ｉは、ＰＭＯＳ（ＭＰ１）の負荷である電流源である。ＭＰ２は、ＰＭＯＳ（ＭＰ１）のゲート電位をＭＰ１のドレインにフィードバックするためのＰＭＯＳ、ＭＰ３は、フォトトランジスタＱ１にキャリアの注入を強制的に行うためのリセット動作用のＰＭＯＳである。そして、２５６は、フォトトランジスタＱ１のエミッタ電流を対数圧縮するための対数圧縮回路である。
【００３５】
なお、測光回路１０７の構成は図２に示す回路構成に限られるものではなく、フォトトランジスタのベース電位（光電変換領域）をリセットできる構成を有する回路構成であればよい。例えば、特開２０００−７７６４４号公報、特開２０１０−４５２９３号公報、特開２０１０−４５２９４号公報等に記載された回路のフォトトランジスタのベース電位をリセット可能な構成として、測光回路１０７に利用することができる。
【００３６】
定電流が流れたＰＭＯＳ（ＭＰ１）のゲート電圧は、電圧ＶＣＣに対して、一定の電位差Ｖthとなるので、フォトトランジスタＱ１のベース電位もフォトトランジスタＱ１に入射する光強度によらず一定電位となる。また、ＰＭＯＳ（ＭＰ２）を用いてフィードバックを形成することにより、さらにフォトトランジスタＱ１のベース電位を安定化させている。これにより、大きなベース容量Ｖcbの充放電は行う必要がない。従って、図２の測光回路の応答性は、コレクタ容量よりは小さい、エミッタ容量Ｖeb及びＰＭＯＳ（ＭＰ２）のドレイン容量と光電流により決定される。従って、応答性による影響が見え始める低輝度下では、測光値は、実際の輝度よりも高くなってしまうため、実際の輝度よりも高い測光値に基づいて露出制御を行うことで露出アンダーの画像が撮像されてしまう。
【００３７】
図３は、本発明の測光回路１０７の測光センサを説明するための図である。図３（ａ）は、測光回路１０７の測光センサの配置図を示している。図３（ａ）より明らかなように、受光素子としては、４ｘ３の合計１２の受光素子を有している。受光素子のうち、受光素子ｏｂ１、ｏｂ２、ｏｂ３は、受光素子の全面をアルミ等の遮光部材で覆い、被写体からの反射光が入射しないように構成されたオプティカルブラックの受光素子（以下、これらを区別して、「ＯＢ素子」と呼ぶ。）である。また、９つの受光素子ｓ１からｓ９（以下、これらを区別して、「通常素子」と呼ぶ。）は、被写体からの反射光の強さに応じて、出力が変化するように構成された受光素子である。もちろん、ＯＢ素子及び通常素子の配置や個数は、図３（ａ）に示すものに限定されるものではないことはいうまでもない。図３（ｂ）は、測光回路１０７の測光センサと、イメージセンサ１１２の撮影範囲３０との関係を示している。
【００３８】
図４は、異なる輝度に対する測光回路１０７の応答性（変換特性）を模式的に表す図である。図４（ａ）は、被写体輝度と図２に示す測光回路１０７のリセット動作から定常出力に達するまでの安定待ち時間の関係を示しており、前述したエミッタ容量Ｖeb及びＰＭＯＳ（ＭＰ２）のドレイン容量と、光電流の関係で決まる。図４（ａ）から明らかなように、輝度に対応した値であるＥｖ値が０の辺りから、安定待ち時間がカメラの動作シーケンスに影響を与えるほど増加し始め、Ｅｖ値が０より暗くなるに従って、指数的に安定待ち時間が増加する。
【００３９】
図４（ｂ）は、測光回路１０７の出力が時間とともにどのように安定化していくかを示した図である。縦軸は、測光回路１０７の出力をＡ／Ｄ変換した結果を示し、横軸は、リセット動作からの経過時間を示しており、所定の時間間隔で測光回路１０７の出力（測光出力）を読み出し、その値をプロットしている。グラフの系列は輝度であり、それぞれＥｖ値が２、０、−２、−４時の測光回路１０７の通常素子からの出力、及びＯＢ素子からの出力の変化を表している。なお、ＯＢ素子からの出力については、被写体輝度にかかわらず図のような応答性を示す。図４（ｂ）から明らかなように、リセット動作から定常出力に達するまでの軌跡がＥｖ値によって異なっているが、Ｅｖ値が同じであれば軌跡のばらつきはほとんど生じない。そのため、定常状態に達するまでの期間に複数回読み出しを実施し、通常素子の出力とＯＢ素子の出力との差分を計算することで、十分な安定待ち時間を設定しないでも定常時の測光出力を予測することが可能である。
【００４０】
図５は、図４（ｂ）の測光時間１０ms時点での通常素子の出力とＯＢ素子の出力との差分を示したものである。横軸は輝度、縦軸は通常素子の出力とＯＢ素子の出力との差分を示す。図５に示すように、輝度と差分の間には良好な相関関係があり、３次関数などの高次の関数で十分にフィッティングが可能である。このように、関数を用いることにより、従来、数百msの安定待ち時間を必要としていたＥｖ値−４程度まで、１０ms程度の時間に測光時間を短縮することが可能になる。また、通常素子の出力とＯＢ素子の出力との差分を利用することにより、暗電流成分の温度変化などの変動要因を考慮する必要がないという利点を有する。
【００４１】
図６は、本実施の形態における測光動作を示すフローチャートであり、測光回路１０７の制御及び測光回路１０７からの測光出力に基づく輝度の算出はシステムコントローラ１２０が行う。従って、システムコントローラは、制御手段、輝度演算手段、露出制御手段に相当する。Ｓ６０１でＯＢ素子を含む１２個すべての受光素子のリセット動作を実施する。具体的には、図２のＰＭＯＳ（ＭＰ１）をオンして、フォトトランジスタＱ１のベースにキャリアを注入し、リセットを行う。
【００４２】
Ｓ６０２では、所定の測光安定待ち時間Ｔを設ける。図４（ｂ）に示すように、１２個すべての受光素子をリセットしたのち、受光素子は、それぞれの受光量に応じた応答特性で定常状態に出力を収束させていく。したがって、予測により定常状態の出力を予測するには、受光素子間に出力差が生じなければならないため、所定の待ち時間を設ける。本実施の形態においては、この時間は、１０ms程度の短い時間でよい。
【００４３】
Ｓ６０３で、測光安定待ち時間Ｔが経過すると（所定時間経過後）、１２個すべての受光素子の測光値を取得する。Ｓ６０４では、取得した測光値のうち、ＯＢ素子ｏｂ１、ｏｂ２、ｏｂ３の測光値を平均し、ＯＢ＿ＡＶＥとして、メモリに格納しておく。ＯＢ素子の応答性は、リセット動作により注入されたキャリア量とＯＢ素子で発生する暗電流量に応じて決まる。また、暗電流は、受光素子毎に所定のばらつきがあるので、これを緩和するために、平均化することで予測精度のばらつきを抑えることができる。
【００４４】
Ｓ６０５では、通常素子ｓ１からｓ９の測光値ｓｘ（ｘ＝1、2、・・・、９）とＯＢ素子の測光値ＯＢ＿ＡＶＥの差分ΔＡＥｘ（ｘ＝1、2、・・・、９）を計算する。Ｓ６０６で、全ての測光値ｓｘについて差分ΔＡＥｘを計算したか判断し、計算が終わっていない測光値ｓｘがあればＳ６０５に戻り、全ての測光値ｓｘについて計算が終わっていれば、Ｓ６０７に進む。Ｓ６０７では、ΔＡＥｘの値を使って、予測演算が適応可能か否かの判定を実施する。ここでは、ΔＡＥｘ≧βの場合（第２の値の場合）はＳ６０８に、０＜ΔＡＥｘ＜βの場合（第１の値の場合）は、Ｓ６０９に、ΔＡＥｘ≦０の場合（第３の値の場合）は、Ｓ６１０にそれぞれ分岐する。
【００４５】
Ｓ６０８では、ΔＡＥｘが所定値β以上で、例えば被写体輝度がＥｖ値２以上であり、図４に示すように、充分に通常素子の応答性が良い場合である。この場合は、予測式を使用するよりも通常素子の測光値ｓｘをそのまま使用する方が良いため、測光値ｓｘを使って測光演算を行って、輝度を示すＢｖ値を算出する。
【００４６】
Ｓ６０９では、０＜ΔＡＥｘ＜βの範囲内にあり、予測演算が可能である。０＜ΔＡＥｘ＜βとは、例えば、図４のＥｖ値が−４からＥｖ２に相当する。この領域では、例えば３次式でフィッティングを行い、
ＡＥｘ＝ａ×ΔＡＥｘ3＋ｂ×ΔＡＥｘ２＋ｃ×ΔＡＥｘ＋ｄ      …（１）
のようにして予測されたＡＥｘを使ってＢｖ値を算出する。
【００４７】
Ｓ６１０では、ΔＡＥ≦０であるので、通常素子の出力とＯＢ素子の出力の判別の困難な低輝度あるいは暗黒状態であり、予測を適応することはできない。したがって、この場合は、Ｂｖ値を所定の値、たとえば、測定限界のＢｖ値−９（Ｅｖ値−４）以下にクリップする。
【００４８】
Ｓ６１１では、全画素についてＢｖ値の算出が終了したか否かをチェックし、終了していなければ、Ｓ６０７に戻ってＢｖ値の算出を続行し、終了していれば、Ｓ６１２へ進む。
【００４９】
Ｓ６１２では、得られた９個のＢｖ値を用いて、最終的な測光演算を行い、測光動作を終了する。測光演算は、中央重点、評価測光などのカメラのモードに応じて、適宜９つの測光値より算出され、最終的な露出制御値が決定される。
【００５０】
上記の通り本実施の形態によれば、被写体輝度が暗い場合にも測光回路を構成する通常素子の出力とＯＢ素子の出力との差に基づいて測光出力を予測することが可能になり、低輝度下において測光に要する時間を短縮することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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