(57)【要約】【課題】  スローシャッター制御時にビデオライトを点灯させるとき、スローシャッタースピードと露出状態からビデオライトを点灯させる照度を計算させ、その照度で被写体を照らすことにより画面が白とびしてしまうことを防ぐ。【解決手段】  レンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に光が蓄積される時間を変化させる撮像素子駆動手段と、被写体の照度を明るくするための照射装置と、該照射装置から照射される光量を計算し調節する照射装置駆動手段とを備えた撮像装置。【選択図】  図１
2007221238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に光が蓄積される時間を変化させる撮像素子駆動手段と、被写体の照度を明るくするための照射装置と、該照射装置から照射される光量を計算し調節する照射装置駆動手段とを備え、該撮像素子が１フィールドより長時間の露光制御が行われておりかつ照射手段が光を照射していない状態から照射する状態に移行した時、該照射装置駆動手段により照射装置から照射させる光量を調節することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置の技術分野、特にビデオライトの技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置の構成、動作について図５のブロック図を用いて以下に説明する。
【０００３】
図５に示す撮像装置の構成は、１は被写体の結像用レンズ、２は入射光量を制御する絞り機構装置、３は絞り機構装置２を駆動する駆動モーター、４は駆動モーター３を駆動する絞り機構駆動装置、５は絞り機構手段２の状態を検出する絞り状態検出装置である。６は入射した光を光電変換するＣＣＤ、７はＣＣＤ６を制御し光電変換された信号を読み出すとともに、信号の蓄積時間を制御するいわゆる電子シャッタ機能を制御する撮像素子駆動装置、８はＣＣＤ６で光電変換された信号をサンプリングし、信号を電気的に増幅するＣＤＳ／ＡＧＣ、９はＣＤＳ／ＡＧＣ８の出力であるアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）、１０はガンマ補正後、色分離、色差マトリクス等の処理を施した後、同期信号を加え標準テレビジョン信号を生成する信号処理装置（以下DSPと称す）、１１はDSP１０で処理された画像を記憶しておくメモリ、１２はＤＳＰ１０で信号処理された結果を元に露出評価値Ｙｓを計算し絞り機構駆動手段４や撮像素子駆動手段７やCDS/AGC８やビデオライト１４を制御するマイクロコンピュータである。１３はDSP１０により処理された画像を表示する液晶パネル、１４は被写体を照らすビデオライトである。
【０００４】
ここで、ビデオライト１４を点灯させる命令がマイクロコンピュータ１２が出すまでの撮像装置の制御を説明する。
【０００５】
撮影中、露出が適正になるように絞り機構装置２を制御するための絞り機構駆動装置４と電子シャッタースピードを制御するための撮像素子駆動装置７とＣＤＳ／ＡＧＣ８のＡＧＣ手段とをマイクロコンピュータ１２が制御する。被写体が暗くなると、露出補正をするための前述３つの手段である絞り機構、電子シャッター、ＡＧＣがそれぞれ、その時の撮影モードに応じて露出を明るくする方向に制御される。更に暗くなり、３つの露出を制御する３つの手段、絞り機構、電子シャッター、ＡＧＣを制御し終えた結果、それぞれの手段が制御限界に到達したとマイクロコンピュータ１２が判断し、かつあらかじめ決められた時間だけ前述の制御限界の状態が維持されていると、被写体を明るくし露出の状態を適正に近づけるためにビデオライトを点灯させる。ビデオライト１４を点灯させる命令はマイクロコンピュータ１２がビデオライト１４に対して出す。ここで、ビデオライト１４が点灯するもう一つの条件として、マイクロコンピュータ１２が判断するのではなく、ユーザーが判断しビデオライトＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮしたこととしてもよい。この従来例では、前者マイクロコンピュータ１２が判断することを前提として記述する。
【０００６】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平４−３１９７７４号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＣＤ６への光の蓄積時間が１フィールド以上の長時間露光を許可している撮影モードにおいて、長時間露光を行うと電子シャッタースピードがスローシャッタースピードであるため動解像度が落ちてしまう。そのため動画撮影に関しては動解像度を優先させるため絞り機構とＡＧＣが制御限界に到達した後に、電子シャッターが長時間露光であるスローシャッターに移行する制御をしている。
【０００８】
よって、被写体の明るさが暗くなり、絞り機構とＡＧＣが制御限界に到達し、まだ露出が適正でなければマイクロコンピュータ１２が撮像素子駆動手段７に、ＣＣＤ６への光の露光時間を長くするよう命令を出す。
【０００９】
被写体が更に暗くなり、あらかじめ設定された露光時間の限界に到達し、長時間露光が制御限界だとマイクロコンピュータ１２が判断し、かつあらかじめ決められた時間だけ前述の制御限界の状態が維持されていると、被写体を明るくし露出の状態を適正に近づけるためにビデオライト１４を点灯させる。
【００１０】
しかし、従来の技術ではビデオライト１４の点滅の方法は１種類しかなく、それはＯＮかＯＦＦであったため、長時間露光している時にビデオライトを点灯させると、急激な被写体の明るさの変化が生じ、絞り機構や電子シャッターやＡＧＣの制御スピードが露出の変化に追従できず露出が適正付近になるまで時間がかかり、ある時間の間、画面が白とびしてしまっていた。
【００１１】
そこで本発明は、ＣＣＤ６に光を長時間露光しているときにビデオライト１４を点灯させる条件になったら、現在のスローシャッターのスピード（露光時間）と露出状態から、ビデオライト１４を点灯させる照度を計算させ、露光時間に応じた照度で被写体を照らすことにより、急激な被写体の明るさの変化を防ぎ、絞り機構や電子シャッターやＡＧＣの制御スピードが露出の変化に追従できるようにし、画面が白とびしてしまうことを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、下記の構成によって前記目的を達成するものである。
【００１３】
レンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に光が蓄積される時間を変化させる撮像素子駆動手段と、被写体の照度を明るくするための照射装置とを備えた撮像装置と、該照射装置から照射される光量を計算し調節する照射装置駆動手段とを備えた撮像装置であって、該撮像素子が１フィールドより長時間の露光制御が行われておりかつ照射手段が光を照射していない状態から照射する状態に移行した時、該照射装置駆動手段により照射装置から照射させる光量を調節することを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＣＣＤに光を長時間露光しているときにビデオライトを点灯させる条件になったら、現在のスローシャッターのスピード（露光時間）と露出状態から、ビデオライトを点灯させる照度を計算させ、露光時間に応じた照度で被写体を照らすことにより、急激な被写体の明るさの変化を防ぎ、絞り機構や電子シャッターやＡＧＣの制御スピードが露出の変化に追従できるようにし、画面が白とびしない撮像装置を提供できる。この詳細を以下に説明する。
【００１５】
本出願に係る発明によれば、レンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子に光が蓄積される時間を変化させる撮像素子駆動手段と、被写体の照度を明るくするための照射装置と、該照射装置から照射される光量を計算し調節する照射装置駆動手段とを備えた撮像装置であって、該撮像素子が１フィールドより長時間の露光制御が行われておりかつ照射手段が光を照射していない状態から照射する状態に移行した時、該照射装置駆動手段により照射装置から照射させる光量を調節することにより、画面が白とびししてしまうことを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例の構成を示すブロック図である。従来例のブロック図（図５）と同符号で示した部分は従来例と同様の機能を有するブロックである。１２ａは従来例ブロック図（図５）のマイクロコンピュータ１２の機能に、ビデオライト１４が照射する光量を計算しかつビデオライト１４を制御するビデオライト制御手段１５が付加されたマイクロコンピュータである。１６はビデオライト制御手段から出されたディジタル信号をアナログ信号に変換しビデオライト１４に送るＤ／Ａ変換機である。
【００１８】
まず被写体の結像用レンズ１から入射した光が入射光量を制御する絞り機構装置２と通り、ＣＣＤ６に照射され光電変換される。光電変換された信号はＣＤＳ／ＡＧＣ８によりサンプリングされ、電気的に増幅される。ＣＤＳ／ＡＧＣ８の出力であるアナログ信号はＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換され、DSP１０によりガンマ補正、色分離、色差マトリクス等の処理を施した後、同期信号を加え標準テレビジョン信号が生成される。そして信号処理された結果の露出情報を元にマイクロコンピュータ１２ａが露出評価値Ｙｓを計算する。ＹｓがＹｏとなったら露出は適正であると判断する。露出評価値Ｙｓが適正Ｙｏになるまでその結果を絞り機構装置２を制御するための絞り機構駆動装置４と電子シャッタースピードを制御するための撮像素子駆動装置７とＣＤＳ／ＡＧＣ８のＡＧＣ手段にフィードバックする。
【００１９】
上述のように露出制御がなされており、更に撮影モードがＣＣＤ６への光の蓄積時間が１フィールド以上の長時間露光を許可している場合の露出の制御方法について述べる。
【００２０】
長時間露光を行うと電子シャッタースピードがスローシャッタースピードであるため動解像度が落ちてしまう。そのため動画撮影に関しては動解像度を優先させるため絞り機構とＡＧＣが制御限界に到達した後に、電子シャッターが長時間露光であるスローシャッターに移行する制御をすることが望ましい。しかしながら、ＡＧＣを制御限界まで到達させてしまうと画質が劣化するため、必ずしもＡＧＣが制御限界に達してから電子シャッターをスローシャッター制御に移行する必要はない。本実施例では、絞り機構とＡＧＣが制御限界に到達した後電子シャッターがスローシャッター制御に移行する露出制御下のビデオライト点灯制御方法について述べていく。
【００２１】
被写体が暗くなり、露出制御がスローシャッター制御に移行し、そのスローシャッター制御があらかじめ設定されているスローシャッタースピードの限界である１／２秒（ＣＣＤ６への露光時間が１／２秒）に到達した、いわゆる露出制御限界、とマイクロコンピュータ１２ａが判断し、かつ露出制御限界の状態があらかじめ設定された時間だけ経過したら、ビデオライト１４を点灯させる制御をビデオライト制御装置１５が行う。
【００２２】
ここで、ビデオカメラ制御装置１５で行われる制御を説明する。
【００２３】
ビデオライト１４が点灯される条件になったら、露出評価値Ｙｓが下記の式１に示すように、ある一定評価値以下であるかどうか判断する。
【００２４】
Ｙｓ ＜ Ｙｏ ＋ Ｙｍ                              ・・・式１
Ｙｍ：露出評価適正値Ｙｏから許容される差分
ビデオライトの点灯開始時は露出制御限界に到達している状態なので、現在の露出Ｙｓが適正値Ｙｏよりも小さい。したがってこの条件を満たしているので、まず初めにビデオライト１４を点灯させる初期の照度Ｉｏを計算させる。この初期照度Ｉｏの計算または後に述べるビデオライト照度変化量ΔＩの計算には、現在のシャッタースピードＳｓと露出評価値Ｙｓの露出評価適正値Ｙｏからの差の２つの要素を用いて計算する。図２と図３にその２つの要素の計算のグラフを示し、式２と式３−１から式３−４にその計算式を示す。そしてこれらからＩｏまたはΔＩを計算する。その計算式を式４に示す。
【００２５】
Ｉ ： （１／６０）＜＝Ｓｓ
δＩ＝Ｉｍａｘ                ・・・式２−１
II ： Ｓｓ ＞（１／６０）
δＩ ＝（（１／６０）／ Ｓｓ）× Ｉｍａｘ        ・・・式２−２
Ｉｍａｘ：ビデオライト最大照度
II ： ０ ＜ Ｙｓ ＜ Ｙａ                          ・・・式３−１
α ＝ αｍａｘ
II： Ｙａ ＜ Ｙｓ ＜ Ｙｏ                        ・・・式３−２
α ＝（αｍａｘ−αｍｉｄ）（Ｙｓ−Ｙｏ）／（Ｙｏ−Ｙａ）＋ αｍｉｄ
III： Ｙｏ ＜ Ｙｓ ＜ Ｙｂ                      ・・・式３−３
α ＝（αｍｉｄ−αｍｉｎ）（Ｙｓ−Ｙｏ）／（Ｙｂ−Ｙｏ）＋αｍｉｄ
IV： Ｙｂ ＜ Ｙｓ ＜（Ｙｏ＋Ｙｍ）
α ＝ αｍｉｎ                                  ・・・式３−４
α：ビデオライト照度変化量ΔＩ計算係数
αｍａｘ：計算係数αの最大値（任意設定）
αｍｉｄ：露出評価適正値Ｙｏにおける計算係数（任意設定）
αｍｉｎ：計算係数αの最小値（任意設定）
Ｙａ：露出評価値Ｙｓの事象ＩとIIの境界値（任意設定）
Ｙｂ：露出評価値Ｙｓの事象IIIとIVの境界値（任意設定）
ΔＩ ＝ α×δＩ                                    ・・・式４
現在のシャッタースピードＳｓｏは１／２秒であるから、式２より
δＩｏ ＝ Ｉｍａｘ ／ ３０                          ・・・式５
となる。また、露出評価値Ｙｓの露出評価適正値Ｙｏからの差は撮影条件に左右されるが、ビデオライト点灯開始時なので図３のグラフのＩまたはIIの事象、式３−１または式３−２で導かれると考えられる。ここではこの式３による計算結果をαｏと呼ぶことにする。
【００２６】
また式４より、
ΔＩｏ ＝ αｏ × Ｉｍａｘ ／ ３０                      式６
となる。よってビデオライト点灯初期照度Ｉｏは
Ｉｏ ＝ ΔＩｏ ＝ αｏ × Ｉｍａｘ ／ ３０        ・・・式７
であり、Ｉｏの照度で点灯するようビデオライト制御装置はＤ／Ａ１６にデジタルのビデオライト制御信号を送信し、Ｄ／Ａ１６でアナログ信号に変換される。その変換されたビデオライト制御信号はビデオライト１４に入力されビデオライト１４が Ｉｏの照度で点灯する。式７より、照度ＩｏはαｍａｘとＹａの設定値を変えれば変化するので、電子シャッターの応答速度に合わせてαｍａｘとＹａの設定値を調節することにより、画面が白とびしない明るさでビデオライト１４を点灯開始させることができる。
【００２７】
ビデオライト１４がＩｏの照度で点灯すると被写体が明るくなり、その明るくなった被写体がＣＣＤ６に電子シャッタースピード１／２秒で蓄積されるので露出の評価値Ｙｓは明るい方向に振れる。この結果を元に露出補正を行う。
【００２８】
ここでもし露出評価値Ｙｓが露出評価適性値Ｙｏに到達しない明るさであれば露出制御はまだ制御限界から抜け出せず、電子シャッタースピードがまだ１／２秒のままであるので、ビデオライト照度変化量ΔＩ１と、ビデオライト照度Ｉ１は
ΔＩ１ ＝ α１× Ｉｍａｘ ／ ３０                      ・・・式８
Ｉ１ ＝ Ｉｏ ＋ ΔＩ１ ＝（αｏ ＋ α１）× Ｉｍａｘ ／ ３０
・・・式９
となる。逆に露出評価値Ｙｓが露出評価適性値Ｙｏに到達し、露出Ｙｏよりも大きくなる明るさであれば露出制御はまだ制御限界から抜け出し、電子シャッタースピードが１／２秒よりも速くなり露出適正値Ｙｏに近づこうとするので、ビデオライト照度変化量ΔＩ１と、ビデオライト照度Ｉ１は
ΔＩ１ ＝ α１ ×（（１／６０）／ Ｓｓ１）× Ｉｍａｘ・・・式１０
Ｉ１ ＝ （αｏ／３０ ＋α１ ×（（１／６０）／ Ｓｓ１））×Ｉｍａｘ
・・・式１１
となる。上記の計算を繰り返す式は以下のようになる。
【００２９】
δＩｎ ＝（（１／６０）／ Ｓｓｎ）× Ｉｍａｘ    ・・・式１２
ΔＩｎ ＝ αｎ × δＩｎ                        ・・・式１３
Ｉｎ ＝ Ｉｎ−１ ＋ ΔＩｎ                    ・・・式１４
Ｉｎ が Ｉｍａｘ まで到達するまで式１２、式１３、式１４が繰り返される。Ｉｎ が Ｉｍａｘ まで到達したら、ビデオライト１４の照度を変化させる制御を終了する。この計算をしている中で、もし、現在の露出評価値Ｙｓがあらかじめ設定した露出評価値Ｙｏ＋Ｙｍよりも大きくなった場合は、ＹｓがＹｏ＋Ｙｍより小さくなるまで式１２、式１３、式１４の計算を行わず、ビデオライトの照度を変化させないまま露出制御をさせる。
【００３０】
以上、述べてきた例はビデオライト１４の点灯条件をマイクロコンピュータ１２ａが判断していたが、撮影者が任意に判断してビデオライト１４の点灯させた場合も同様の計算を行えばよい。また、スローシャッタースピードが固定されている撮影モードにおいても、上記計算を行えばよい。
【００３１】
次に、図４のフローチャートを参照して本発明の実施例の制御を説明する。
【００３２】
まず、露出制御１つである電子シャッター制御がスローシャッター制御をしており、ビデオライト１４が点灯する条件になったらフローをスタートする。
【００３３】
同図において、ＳＴＥＰ１で露出評価値Ｙｓが露出評価適正値Ｙｏにあらかじめ任意に決められた露出評価値から許容される差分Ｙｍを加えた値よりも小さいかどうか判断し、大きいならばＳＴＥＰ１で待機し、小さいならばＳＴＥＰ２に進む。
【００３４】
ＳＴＥＰ２においてビデオライト１４の照度を変化させる変化量ΔＩｎを計算させ、ＳＴＥＰ３に進む。（式１２、式１３）
ＳＴＥＰ３で、ＳＴＥＰ２で計算されたΔＩｎをもとにＩｎを計算して、ビデオライト制御装置１５からＤ／Ａ１６に制御信号を送り、ビデオライト１４の明るさを変化させ、ＳＴＥＰ４に進む。（式１４）
ＳＴＥＰ４において、ＳＴＥＰ３で計算されたビデオライト点灯照度Ｉｎがビデオライト最大点灯照度Ｉｍａｘより小さければＳＴＥＰ１に戻り、等しければフローを終了する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例のビデオライト照度計算用グラフ。
【図３】本発明の実施例のビデオライト照度係数計算用グラフ。
【図４】本発明の実施例のフローチャート。
【図５】従来例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３６】
１  被写体結像用レンズ
２  絞り機構
３  絞り機構駆動モーター
４  絞り機構駆動装置
５  絞り機構検出装置
６  ＣＣＤ
７  撮像素子駆動装置
８  ＣＤＳ／ＡＧＣ
９  Ａ／Ｄ変換器
１０  ＤＳＰ
１１  メモリ
１２  従来例のマイクロコンピュータ
１２ａ  本発明のマイクロコンピュータ
１３  液晶パネル
１４  ビデオライト
１５  ビデオライト制御装置
１６  Ｄ／Ａ変換機
【図１】
2007221238.tif 000003
【図２】
2007221238.tif 000004
【図３】
2007221238.tif 000005
【図４】
2007221238.tif 000006
【図５】
2007221238.tif 000007