(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部に対応して集光用マイクロレンズが設けられた固体撮像素子と、
複数の絞り値に可変可能になされた絞り手段と、
望遠側と広角側とに駆動されるズームレンズと、
上記ズームレンズの位置情報を検出するズームレンズ位置検出手段と、
上記ズームレンズの望遠端及び広角端の各端における複数の絞り値に対応した固体撮像素子の感度比が記憶された記憶手段と、
所定の絞り値による上記固体撮像素子の出力に基づいて露出時間を得、露出制御を行う露出制御手段と、
上記ズームレンズのズームレンズ位置が上記望遠端と上記広角端との間に位置すると検出された際に、上記望遠端及び広角端の各々における絞り値に対応した固体撮像素子の感度比を線形補間して、当該ズームレンズのズームレンズ位置に対応する上記固体撮像素子の感度比を演算する演算手段と、
上記演算手段により演算された当該望遠端と当該広角端との間に位置する上記ズームレンズのズームレンズ位置に対応する上記固体撮像素子の感度比と、記録時における上記固体撮像素子の感度比と、に基づいて、上記露出制御手段により得られた露出時間を補正する補正手段と、
を具備したことを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
上記ズームレンズのズームレンズ位置が、上記望遠端と上記広角端との間に位置する際の当該ズームレンズのズームレンズ位置における上記固体撮像素子の感度比は、以下の式で求められることを特徴する請求項１記載の電子カメラ。
ＳＰｎ＝ＳＴｎ＋（ＳＷｎ−ＳＴｎ）×｜（ＺＰ−ＺＴ）／（ＺＷ−ＺＴ）｜
ここで、
ＳＰｎ：Ｔｅｌｅ端とＷｉｄｅ端間の所定ズーム位置における絞り値（Ｆｎ）ごとの固体撮像素子の感度比
ＳＴｎ：Ｔｅｌｅ端での絞り値ごとの固体撮像素子の感度比
ＳＷｎ：Ｗｉｄｅ端での絞り値ごとの固体撮像素子の感度比
ＺＰ  ：Ｔｅｌｅ端とＷｉｄｅ端間の所定ズーム位置における絞り値
ＺＷ  ：Ｗｉｄｅ端での絞り値（Ｆｎ）
ＺＴ  ：Ｔｅｌｅ端での絞り値（Ｆｎ）
Ｆｎのｎは、Ｆ1 のときｎ＝１，Ｆ2 のときｎ＝２…
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子カメラ、詳しくは、固体撮像素子の出力を利用して自動露出制御を行う電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤ等の固体撮像素子の出力を利用して自動露出制御を行う、いわゆるイメージャーＡＥを行うデジタルカメラが知られるところにある。
【０００３】
たとえば、受光部に近接して集光用マイクロレンズを設けた固体撮像素子と、この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するテレビカメラであって、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テレビカメラが特開平５-２３６３３８号公報において開示されている。
【０００４】
このテレビカメラは、絞り値あるいはズーム位置情報の検出してゲインを補正するものである。
【０００５】
一方、カメラレンズの絞り値による固体撮像素子の感度の変化を補正する技術手段が特開平６-１７８１９８号公報において開示されている。
【０００６】
この技術手段は、複数の固体撮像素子において、絞り値毎の感度値をデータとして記憶しておき、絞りに応じてゲインを補正するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなイメージャーＡＥを行うデジタルカメラにおいては、マイクロレンズが付いたＣＣＤイメージャーは、レンズの絞りが開放側になる程感度が低下する傾向があるため、シャッタトリガを受けて撮影（記録）をする際に絞りを変えるとＣＣＤ感度が変化した分だけ露出精度に誤差を生じてしまう。これを補正するために従来技術にあるようにゲインで補正してしまうと、記録される画像のノイズが増加してしまうという問題点があった。
【０００８】
図５は、従来の固体撮像素子を使用するデジタルカメラにおいて、イメージャーＡＥ時における絞り値に対応する固体撮像素子のＣＣＤ出力値を示した線図であり、表１は、イメージャーＡＥ時における絞り値と本露光時の絞り値の関係を示した表である。
【０００９】
【表１】
0004005188.tif 000002
図に示すように、絞りによるＣＣＤ感度の低下が無い場合、イメージャーＡＥを絞り値ＦＡＥで行った結果、露出レベル（明るさ）が適正となるシャッタ時間をＴＡＥとする。この後、シャッタトリガを受けて、絞り値をＦＲＥＣに変えて本露光（記録）する場合のシャッタ時間ＴＲＥＣは、
0004005188.tif 000003
である。
【００１０】
一方、絞りによるＣＣＤ感度の低下があった場合、上記の計算式で本露光（記録）をしてしまうと、表１に示すように露出レベルが適正値からずれてしまう。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、特に、ズーム機能を有する電子カメラにおいて、固体撮像素子の感度に拘わらず、適性な露出、記録を行い得るようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の第１の電子カメラは、受光部に対応して集光用マイクロレンズが設けられた固体撮像素子と、複数の絞り値に可変可能になされた絞り手段と、望遠側と広角側とに駆動されるズームレンズと、上記ズームレンズの位置情報を検出するズームレンズ位置検出手段と、上記ズームレンズの望遠端及び広角端の各端における複数の絞り値に対応した固体撮像素子の感度比が記憶された記憶手段と、所定の絞り値による上記固体撮像素子の出力に基づいて露出時間を得、露出制御を行う露出制御手段と、上記ズームレンズのズームレンズ位置が上記望遠端と上記広角端との間に位置すると検出された際に、上記望遠端及び広角端の各々における絞り値に対応した固体撮像素子の感度比を線形補間して、当該ズームレンズのズームレンズ位置に対応する上記固体撮像素子の感度比を演算する演算手段と、上記演算手段により演算された当該望遠端と当該広角端との間に位置する上記ズームレンズのズームレンズ位置に対応する上記固体撮像素子の感度比と、記録時における上記固体撮像素子の感度比と、に基づいて、上記露出制御手段により得られた露出時間を補正する補正手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
上記の目的を達成するために本発明の第２の電子カメラは、上記第１の電子カメラにおいて、上記ズームレンズのズームレンズ位置が、上記望遠端と上記広角端との間に位置する際の当該ズームレンズのズームレンズ位置における上記固体撮像素子の感度比は、以下の式で求められることを特徴する。
ＳＰｎ＝ＳＴｎ＋（ＳＷｎ−ＳＴｎ）×｜（ＺＰ−ＺＴ）／（ＺＷ−ＺＴ）｜
ここで、
ＳＰｎ：Ｔｅｌｅ端とＷｉｄｅ端間の所定ズーム位置における絞り値（Ｆｎ）ごとの固体撮像素子の感度比
ＳＴｎ：Ｔｅｌｅ端での絞り値ごとの固体撮像素子の感度比
ＳＷｎ：Ｗｉｄｅ端での絞り値ごとの固体撮像素子の感度比
ＺＰ  ：Ｔｅｌｅ端とＷｉｄｅ端間の所定ズーム位置における絞り値
ＺＷ  ：Ｗｉｄｅ端での絞り値（Ｆｎ）
ＺＴ  ：Ｔｅｌｅ端での絞り値（Ｆｎ）
Ｆｎのｎは、Ｆ1 のときｎ＝１，Ｆ2 のときｎ＝２…
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態である電子カメラの主要部構成を示したブロック図である。
【００１６】
図に示すように、本第１の実施形態の電子カメラは、露出演算、制御を行うと共に、カメラ全体の各回路の制御を司るＣＰＵ８と、被写体像を入光する撮影レンズ１と、この撮影レンズ１の後方に配設された絞り２と、ＣＰＵ８の制御下に上記撮影レンズ１に入光する被写体像を撮像するとともに電子シャッタ機能を有するＣＣＤ等の固体撮像素子３と、この撮像素子３で撮影された画像信号をサンプリングホールドするサンプリングホールド回路４と、このサンプリングホールド回路４からの信号をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ回路５と、このＡ／Ｄ回路５からの出力信号に適宜画像処理を行う信号処理回路６と、この信号処理回路６からの画像データを記憶するメモリ７と、ＣＰＵ８の制御下に上記ＣＣＤ３の駆動を行うためのタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ（ＴＧ）９と、ＣＰＵ８からのＡＥエリア指定を受け上記Ａ／Ｄ回路５からの画像データに積分処理を施し該ＣＰＵ８に入力する積分回路１０と、当該電子カメラの調整時に、絞り値ごとのＣＣＤ感度比を調整値として書き込むＥＥＰＲＯＭ１１と、で主要部が構成される。
【００１７】
このように構成される本第１の実施形態の電子カメラにおける、ＣＣＤ感度比の変化に対応する露出誤差補正動作について説明する。
【００１８】
当該電子カメラの調整時に、予め、絞り値ごとのＣＣＤ感度比（出力または出力比でもよい）をＥＥＰＲＯＭ１１等に調整値として書き込む。
【００１９】
図２は、本第１の実施形態の電子カメラにおいて、イメージャーＡＥ時における絞り値に対応する固体撮像素子のＣＣＤ出力値を示した線図であり、表２は、ＥＥＰＲＯＭ１１に予め記憶する絞り値ごとのＣＣＤ感度比データを示した表である。
【００２０】
【表２】
0004005188.tif 000004
なお、このＣＣＤ感度比データは、絞りの設定がＦ1 〜Ｆn （ｎ≧２）まで可変できるカメラで、一定の明るさの被写体を同一シャッタ速で絞りのみ変えたときのＣＣＤ出力を測定することで得られる。
【００２１】
また、絞りが連続的、たとえばＦ〜Ｆ’に可変可能な場合は、Ｓ〜Ｓ’間を、たとえば線形補間で近似して求めてもよい。この場合、ＥＥＰＲＯＭ１１に記憶する容量が少なくて済む。
【００２２】
そして、撮影（記録）時の露出条件を決定する際に、これらのＣＣＤ感度比に基づいてＣＣＤ感度の変化による露出誤差を補正する。
【００２３】
すなわち、イメージャーＡＥを絞り値ＦＡＥで行い、本露光（記録）を絞り値ＦＲＥＣで行う時のシャッタ時間を、
ＴＲＥＣ＝ＴＡＥ×（ＳＡＥ／ＳＲＥＣ）
とすれば、絞りによるＣＣＤ感度の低下の影響を受けない適正な明るさで記録をすることができる。
【００２４】
このように、本第１の実施形態の電子カメラによると、ＣＣＤ感度に拘わらず、精度良く露出、記録を行うことができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施形態である電子カメラの主要部構成を示したブロック図である。なお、上記第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付与する。
【００２７】
この第２の実施形態の電子カメラは、ズーム機能を有する電子カメラであり、上記第１の実施形態の構成に加え、撮影レンズ１のズーム駆動用のズームモータ１２と、ＣＰＵ８の制御下に上記ズームモータ１２の駆動制御を行うズーム駆動回路１３と、上記撮影レンズ１のズーム位置を検出しＣＰＵ８に入力するズーム位置検出回路１４と、を備えている。
【００２８】
このように構成される本第２の実施形態の電子カメラにおける、ＣＣＤ感度比の変化に対応する露出誤差補正動作について説明する。
【００２９】
本第２の実施形態においても、当該電子カメラの調整時に、予め、絞り値ごとのＣＣＤ感度比（出力または出力比でもよい）をＥＥＰＲＯＭ１１等に調整値として書き込む。このとき、本実施形態の電子カメラはズームカメラであり、一般的にはＴｅｌｅ端（ＺＴ）とＷｉｄｅ端（ＺＷ）で絞り値が変わるので、各端での絞り値（Ｆｎ）ごとのＣＣＤ感度比（ＳＷｎ、ＳＴｎ）を書き込んでおく。
【００３０】
図４は、本第２の実施形態の電子カメラにおいて、イメージャーＡＥ時における絞り値に対応する固体撮像素子のＣＣＤ出力値を示した線図であり、表３は、ＥＥＰＲＯＭ１１に予め記憶する絞り値ごとのＣＣＤ感度比データを示した表である。
【００３１】
【表３】
0004005188.tif 000005
本実施形態においては、ＥＥＰＲＯＭ１１に、Ｔｅｌｅ端（ＺＴ）とＷｉｄｅ端（ＺＷ）の各端での絞り値ごとのＣＣＤ感度比（ＳＷｎ、ＳＴｎ）を記憶する。また、Ｔｅｌｅ端とＷｉｄｅ端間の所定ズーム位置（ＺＰ）における絞り値（Ｆｎ）ごとのＣＣＤ感度比（ＳＰｎ）、すなわち、ズーム位置がＴ／Ｗ端でなく、途中にある場合は、ズーム位置情報からＴ／Ｗ端の各調整値を線形補間したものをそのズーム位置でのＣＣＤ感度比とする。
【００３２】
この所定ズーム位置（ＺＰ）における絞り値（Ｆｎ）ごとのＣＣＤ感度比（ＳＰｎ）は、以下のように求めることができる。すなわち、ズーム位置がＺＰのときのＣＣＤ出力ＳＰｎは、次式で線形補間近似して求められる。
【００３３】
ＳＰｎ＝ＳＴｎ＋（ＳＷｎ−ＳＴｎ）×｜（ＺＰ−ＺＴ）／（ＺＷ−ＺＴ）｜
ここでｎは、Ｆ1 のときｎ＝１，Ｆ2 のときｎ＝２…。
【００３４】
そして、撮影（記録）時の露出条件を決定する際に、これらのＣＣＤ感度比に基づいてＣＣＤ感度の変化による露出誤差を補正する。
【００３５】
すなわち、露出レベル（明るさ）が適正となるシャッタ時間をＴＡＥとし、この後、シャッタトリガを受けて、絞り値をＦＲＥＣに変えて本露光（記録）する場合のシャッタ時間をＴＲＥＣとすると、上記ＣＣＤ感度比に基づいて本露光時のシャッタ時間を、
ＴＲＥＣ＝ＴＡＥ×（ＳＰＡＥ／ＳＰＲＥＣ）
とすればよい。
【００３６】
また、実際のズーム位置は、ポテンショメータやステッピングモータの場合は駆動ステップ数から得ることができる。
【００３７】
このように、本第２の実施形態の電子カメラによると、ズーム機能を有するカメラであっても、ＣＣＤ感度に拘わらず、精度良く露出、記録を行うことができる。
【００３８】
以上説明したように本発明によれば、特に、ズーム機能を有する電子カメラにおいて、固体撮像素子の感度に拘わらず、適性な露出、記録を行い得る電子カメラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である電子カメラの主要部構成を示したブロック図である。
【図２】上記第１の実施形態の電子カメラにおいて、イメージャーＡＥ時における絞り値に対応する固体撮像素子のＣＣＤ出力値を示した線図である。
【図３】本発明の第２の実施形態である電子カメラの主要部構成を示したブロック図である。
【図４】上記第２の実施形態の電子カメラにおいて、イメージャーＡＥ時における絞り値に対応する固体撮像素子のＣＣＤ出力値を示した線図である。
【図５】従来の固体撮像素子を使用するデジタルカメラにおいて、イメージャーＡＥ時における絞り値に対応する固体撮像素子のＣＣＤ出力値を示した線図である。
【符号の説明】
１…撮影レンズ
２…絞り
３…ＣＣＤ
４…サンプルホールド回路
５…Ａ／Ｄ回路
６…信号処理回路
７…記録系
８…ＣＰＵ
９…タイミングジェネレータ
１０…積分回路
１１…ＥＥＰＲＯＭ
【図１】
0004005188.tif 000006
【図２】
0004005188.tif 000007
【図３】
0004005188.tif 000008
【図４】
0004005188.tif 000009
【図５】
0004005188.tif 000010