(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニュアル・レンズと電動レンズとが着脱自在に装着可能であり，装着されたマニュアル・レンズまたは電動レンズによって固体電子撮像素子の受光面に結像する被写体像の光量を制限する電子シャッタ手段を備えた電子スチル・カメラにおいて，
マニュアル・レンズと電動レンズのどちらのレンズが装着されているかを検出する装着レンズ検出手段，
被写体輝度を測光する測光手段，ならびに
上記測光手段により測定された測光値にもとづいて適正露出となるように，上記装着レンズ検出手段によりマニュアル・レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度を制御し，電動レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度および上記電動レンズの絞りの絞り値を制御する露出制御手段，
を備えた電子スチル・カメラ。
【請求項２】
マニュアル・レンズと電動レンズとが着脱自在に装着可能であり，装着されたマニュアル・レンズまたは電動レンズによって固体電子撮像素子の受光面に結像する被写体像の光量を制限する電子シャッタ手段を備えた電子スチル・カメラにおいて，
マニュアル・レンズと電動レンズのどちらのレンズが装着されているかを検出し，
被写体輝度を測光し，
上記測光により測定された測光値にもとづいて適正露出となるように，上記装着レンズ検出処理によりマニュアル・レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度を制御し，電動レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度および上記電動レンズの絞りの絞り値を制御する，
電子スチル・カメラの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は，マニュアル・レンズと電動レンズとが着脱自在に装着可能な電子スチル・カメラに関する。
【０００２】
【発明の背景】
電子スチル・カメラには，その汎用性を高めるためにマニュアル・レンズと電動レンズのいずれのレンズも装着可能なカメラがある。マニュアル・レンズを用いて被写体を撮影することにより，撮影者の好みに応じた撮影が実現でき，電動レンズを用いて被写体を撮影することにより，簡便な撮影が実現できる。マニュアル・レンズ・ユニットおよび電動レンズ・ユニットのいずれにおいてもそのユニット中には組合せレンズに加えて絞りが含まれている。電子スチル・カメラにマニュアル・レンズが装着されている場合には，撮影者により絞りが調整される。電子スチル・カメラに電動レンズが装着されている場合には，カメラ本体から与えられる制御信号により絞りが調整される。
【０００３】
一方，カメラの自動化にともない電子スチル・カメラにおいても自動露出調整が可能な機種が多くなっている。電子スチル・カメラに電動レンズを装着した場合はカメラ本体により絞りを制御できるので，自動露出調整は可能である。しかしながら，電子スチル・カメラにマニュアル・レンズを装着した場合はカメラ本体により絞りを制御できないので，自動露出調整はできず，撮影者が自分で露出調整を行なう必要がある。
【０００４】
【発明の開示】
この発明は，マニュアル・レンズと電動レンズのいずれのレンズが装着された場合であっても自動露出調整を実現できるようにすることを目的とする。
【０００５】
この発明は，マニュアル・レンズと電動レンズとが着脱自在に装着可能であり，装着されたマニュアル・レンズまたは電動レンズによって固体電子撮像素子の受光面に結像する被写体像の光量を制限する電子シャッタ手段と絞りとを備えた電子スチル・カメラにおいて，マニュアル・レンズと電動レンズとのどちらのレンズが装着されているかを検出する装着レンズ検出手段，被写体輝度を測光する測光手段，ならびに上記測光手段により測定された測光値にもとづいて適正露出となるように，上記装着レンズ検出手段によりマニュアル・レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度を制御し，電動レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度および上記絞りの絞り値のうち少なくともいずれか一方を制御する露出制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００６】
この発明は方法も提供している。すなわち，マニュアル・レンズと電動レンズとが着脱自在に装着可能であり，装着されたマニュアル・レンズまたは電動レンズによって固体電子撮像素子の受光面に結像する被写体像の光量を制限する電子シャッタ手段と絞りとを備えた電子スチル・カメラにおいて，マニュアル・レンズと電動レンズとのどちらのレンズが装着されているかを検出し，被写体輝度を測光し，上記測光により測定された測光値にもとづいて適正露出となるように，上記装着レンズ検出処理によりマニュアル・レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度を制御し，電動レンズが装着されていることが検出されたときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度および上記絞りの絞り値のうち少なくともいずれか一方を制御することを特徴とする。
【０００７】
この発明によると，電子スチル・カメラにマニュアル・レンズが装着されているか電動レンズが装着されているかが検出される。マニュアル・レンズが装着されているときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度が制御され適正露出とされる。シャッタ速度を調整することにより自動露出調整が行なわれる。電動レンズが装着されているときには上記電子シャッタ手段のシャッタ速度および上記絞りの絞り値のうち少なくともいずれか一方が制御され適正露出とされる。カメラに装着されたレンズの種類に応じてシャッタ速度もしくは絞り値またはシャッタ速度および絞り値の両方を調整することにより自動露出調整が行なわれる。
【０００８】
電子スチル・カメラにマニュアル・レンズまたは電動レンズのいずれかのレンズが装着された場合であっても自動露出調整が可能となる。
【０００９】
電子シャッタ手段とは，固体電子撮像素子の信号電荷の蓄積時間を制御することによりシャッタ動作を行なうものである。
【００１０】
【実施例の説明】
図１はこの発明の実施例を示すもので，電子スチル・カメラ・システムの電気的構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１に示す電子スチル・カメラ・システムはカメラ本体30に装着されるカメラ・ヘッド20およびこのカメラ・ヘッド20に着脱自在に装着される電動レンズ10から構成されている。カメラ・ヘッド20には電動レンズ10を装着できることに加えて，図４に示すようにマニュアル・レンズ10Ａを装着することもできる。
【００１２】
図１を参照してカメラ・ヘッド20に電動レンズ10が装着された場合について説明する。
【００１３】
電動レンズ10からは基準電圧（５Ｖ）が出力されている。この基準電圧信号はカメラ・ヘッド20のケーブル・インターフェイス29に与えられる。基準電圧信号は電動レンズ10とマニュアル・レンズ10Ａとのどちらのレンズがカメラ・ヘッド20に装着されたかを検出するための信号であり，処理回路３に与えられる。処理回路３には所定電圧（５Ｖ）が与えられており，カメラ・ヘッド20に電動レンズ10が装着され，基準電圧が与えられるとカメラ・ヘッド20のＣＰＵ24に処理回路３から与えられる電圧が０Ｖとなり，カメラ・ヘッド20にマニュアル・レンズ10Ａが装着され基準電圧が与えられないとカメラ・ヘッド20のＣＰＵ24に処理回路３から与えられる電圧は５Ｖとなる。ＣＰＵ24に入力する電圧の相異により，カメラ・ヘッド20に電動レンズ10が装着されたか，マニュアル・レンズ10Ａが装着されたかが検出される。カメラ・ヘッド20に電動レンズ10が装着された場合には，カメラ・ヘッド20により，電動レンズ10の組合せレンズ11の位置および絞り12の開口の大きさが制御される。
【００１４】
電動レンズ10には組合せレンズ11の位置を検出するためのセンサ16および絞り12の開口の大きさを検出するためのセンサ17が設けられている。センサ16および17からそれぞれ出力される検出信号はレンズ・コントローラ13および絞りコントローラ14に与えられ，ケーブル・インターフェイス15を介してカメラ・ヘッド20に与えられる。カメラ・ヘッド20においては，入力するレンズ位置検出信号にもとづいて被写体像がＣＣＤ21の受光面上に合焦するようにレンズ駆動信号が生成される。このレンズ駆動信号がレンズ・コントローラ13に与えられることにより，組合せレンズ11の位置が制御される。またカメラ・ヘッド20に入力する絞り開口検出信号にもとづいて適正な光量が得られるように絞り制御信号が生成される。絞り制御信号が絞りコントローラ14に与えられることにより，絞り12の開口の大きさが制御される。
【００１５】
絞り制御信号Ｖc は次式にしたがって生成される。
【００１６】
【数１】
Ｖc ＝7.88−0.56×Ａv ［Ｖ］                …第(1) 式
【００１７】
ここでＡv は次式によって定義される。
【００１８】
【数２】
Ａv ＝log2（ＦＮo ）2 ［ＥＶ］              …第(2) 式
【００１９】
所望の絞り値（ＦＮo ）となるように絞り制御信号（電圧）が生成される。
【００２０】
組合せレンズ11によって集光される，被写体像は絞り12を介してＣＣＤ21の受光面上に結像する。
【００２１】
カメラ・ヘッド20には，ＣＰＵ24によって制御されるクロック・ジェネレータ25が含まれており，クロック・ジェネレータ25から出力されるクロック信号はＣＣＤ駆動回路26に与えられる。ＣＣＤ駆動回路26は入力するクロック信号にもとづいてＣＣＤ21における信号電荷の蓄積および掃出しを制御する（電子シャッタ）。
【００２２】
ＣＣＤ21に蓄積された信号電荷が映像信号として出力され，相関二重サンプリング回路22に与えられる。相関二重サンプリング回路22において相関二重サンプリング処理が施された映像信号は自動利得調整回路23に与えられ利得調整される。自動利得調整回路23から出力される映像信号はホワイト・バランス調整回路31に与えられホワイト・バランス調整が行なわれる。ホワイト・バランス調整が施された映像信号はガンマ補正回路32および輝度信号抽出回路35に与えられる。
【００２３】
輝度信号抽出回路35において，入力する映像信号から輝度信号が抽出される。抽出された輝度信号はアナログ／ディジタル変換回路36において，ディジタル輝度データに変換され積算回路37に与えられる。積算回路37は一駒分のディジタル輝度データを積算する回路である。積算回路37において得られた積算値を表わすデータはプロセスＣＰＵ38に与えられ，プロセスＣＰＵ38からカメラ・ヘッド20のＣＰＵ24に与えられる。
【００２４】
ＣＰＵ24に積算値を表わすデータが入力すると，この積算値にもとづいて適正な露出量となるようにシャッタ速度および絞り値が算出される。シャッタ速度および絞り値算出処理について詳しくは後述する。算出されたシャッタ速度で被写体が撮影されるように，クロック・ジェネレータ25およびＣＣＤ駆動回路26が制御される。さらに算出された絞り値となるように絞り制御データが生成される。この絞り制御データはディジタル／アナログ変換回路27においてアナログの絞り制御信号に変換され，ケーブル・インターフェイス29を介して電動レンズ10に与えられる。これにより絞りコントローラ14の制御のもと算出された絞り値となるように絞り12が制御される。
【００２５】
絞り12の絞り値およびシャッタ速度が設定されると，設定された絞り値およびシャッタ速度によって被写体が撮影される。被写体像を表わす映像信号はガンマ補正回路32に与えられガンマ補正が施される。ガンマ補正回路32においてガンマ補正された映像信号はアナログ／ディジタル変換回路33においてディジタル画像データに変換される。ディジタル画像データはデータ処理回路34に与えられ，このデータ処理回路34においてメモリ・カード40への記録に必要な処理が施される。データ処理回路から出力される画像データがメモリ・カード40に記録される。
【００２６】
図２はカメラ・ヘッド20に電動レンズ10を装着した場合の露出制御処理の手順を示すフローチャートである。図３は自動露出のためのプログラム線図である。
【００２７】
図３において縦軸がシャッタ速度を示し，横軸がＦナンバを示し斜めの軸が露出量ＥＶ値（輝度値ＢＶも示されている）を示している。図３中においてハッチングで示す範囲が好ましいシャッタ速度の範囲であり，太い実線は得られた輝度値にもとづいてシャッタ速度および絞り値の両方を制御することにより自動露出制御を行なう場合に用いられるものである。
【００２８】
露出制御に際してはまず積算回路37において１駒分の輝度データが積算される（ステップ51）。得られた積算値から被写体輝度ＢＶ値が算出される（ステップ52）。被写体輝度ＢＶ値の算出は，積算値と被写体輝度ＢＶ値との対応関係を表わしたテーブルをあらかじめ記憶しておき，このテーブルを参照して，得られた積算値から被写体輝度ＢＶ値を得ればよい。
【００２９】
被写体輝度ＢＶ値が算出されると，被写体輝度ＢＶ値から露出量ＥＶが算出され露出制御量が算出される（ステップ53）。
【００３０】
露出量ＥＶは次式にしたがって算出される。
【００３１】
【数３】
ＥＶ＝ＢＶ＋Ｓv                             …第(3) 式
【００３２】
ここでＳv はフイルム・スピードで次式から得られる。
【００３３】
【数４】
２SV＝0.30Ｓx                               …第(4) 式
Ｓx ：ＡＳＡ
【００３４】
ＡＳＡを100 とするとフイルム・スピードＳv はほぼ５となり第(3) 式はＥＶ＝ＢＶ＋５となり，図３に示したように輝度値ＥＶと露出量ＢＶとの関係が得られる。
【００３５】
露出制御量は目標露出量（あらかじめ記憶されているもので，同一のシャッタ速度および絞り値で本来必要な露出量）から算出された露出量ＥＶを減じることにより得られる。
【００３６】
露出制御量がすでに露出精度範囲内（±１／３ＥＶ以内）に収まっている場合には（ステップ54），露出制御処理は終了する。
【００３７】
露出制御量が絞り制御範囲（0.39ＥＶ以上）のときはまず，絞り12の現在の絞り値が確認される（ステップ55）。絞り12がオープンまたはクローズでなければ絞り値を変えることにより適正な露出が可能であるから，図３に示すプログラム線図にしたがって絞り制御量が演算される（ステップ56）。演算された絞り制御量にもとづいて絞り12が制御されるように絞り制御信号が生成され，絞りコントローラ14に与えられる（ステップ57）。これにより絞り12が制御され適正露出となる。絞り12がすでにオープンまたはクローズであった場合は，これ以上絞り値を変えることができないのでシャッタ速度を変更することにより適正な露出となるように制御される（ステップ55）。シャッタ速度の演算も図３に示すプログラム線図にしたがって行なわれる（ステップ59）。演算されたシャッタ速度で被写体が撮影されるようにＣＣＤ駆動回路26によってＣＣＤ21が駆動される（ステップ60）。
【００３８】
露出制御量がシャッタ制御範囲内（0.39ＥＶ未満）であれば，シャッタ速度を変更することにより適正な露出となるように制御される。適正な露出を得るためのシャッタ速度が，図３に示すプログラム線図にもとづいて算出される。算出されたシャッタ速度が１／128 秒〜１／64秒の間に収まらないと，算出されたシャッタ速度で撮影しても撮影した被写体の画質が低下する。このため算出されたシャッタ速度が１／128 秒〜１／64秒の間に収まらないときには絞り値が変更される（ステップ55）。絞り値がオープンまたはクローズでなければ，図３に示すプログラム線図にしたがって絞り値が決定される（ステップ56，57）。絞り値がすでにオープンまたはクローズとなっているときにはこれ以上絞り制御ができないため算出されたシャッタ速度で被写体が撮影される（ステップ59，60）。算出されたシャッタ速度が１／128 〜１／64秒の間に収まっているときにはそのシャッタ速度で被写体が撮影される（ステップ58）。
【００３９】
図４はカメラ・ヘッド20にマニュアル・レンズ10Ａが装着された場合の電子スチル・カメラ・システムの電気的構成を示している。この図において図１に示すものと同一物には同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
マニュアル・レンズ10Ａにも組合せレンズ11Ａおよび絞り12Ａがそれぞれ含まれている。マニュアル・レンズ10Ａがカメラ・ヘッド20に装着された場合，組合せレンズ11Ａの位置および絞り12Ａの開口は電子スチル・カメラ・システムの操作者の操作によって定められる。絞り12Ａを介して，組合せレンズ11Ａによって被写体像がＣＣＤ21の受光面上に結像する。
【００４１】
図５は，カメラ・ヘッド20にマニュアル・レンズ10Ａが装着された場合の露出制御の処理手順を示すフローチャートである。
【００４２】
カメラ・ヘッド20に電動レンズ10が装着された場合の露出制御処理はシャッタ速度および絞り値のうち少なくとも一方を制御することにより実現するのに対して，カメラ・ヘッド20にマニュアル・レンズ10Ａが装着された場合の露出制御処理はシャッタ速度を制御することにより実現される。
【００４３】
カメラ・ヘッド20にマニュアル・レンズ10Ａを装着して被写体を撮影する場合，露出オーバまたは露出アンダとなることが多い。このため図４に示す電子スチル・カメラにおいては露出オーバまたは露出アンダとなるときには図示しない表示器などにより警告が行なわれる。カメラ・ヘッド20にマニュアル・レンズ10Ａが装着された場合の露出制御処理においてはまず，露出オーバまたは露出アンダの警告がクリアされる（ステップ71）。つづいて積算回路37において一駒分の輝度データが積算される（ステップ72）。輝度データの積算値が得られると次式にしたがって目標露出量と現在の露出量との偏差が算出される（ステップ73）。
【００４４】
【数５】
偏差＝log2（現在の露出量）／（目標露出量）  …第(5) 式
【００４５】
偏差が算出されると，この偏差にもとづいて露出制御量が算出される（ステップ74）。露出制御量は次のように定められる。偏差が２ＥＶ以上であれば露出制御量は0.7 ＥＶ，偏差が１〜２ＥＶの間であれば露出制御量は0.5 ＥＶ，偏差が0.5 〜１ＥＶの間であれば露出制御量は0.3 ＥＶ，偏差が0.5 ＥＶ以内であれば露出制御量は0.2 ＥＶである。
【００４６】
算出された露出制御量が露出精度範囲内（±0.3 ＥＶ）以内であれば（ステップ75）露出制御処理は終了する。
【００４７】
算出された露出制御量が露出精度範囲外であれば（ステップ75），図３に示すプログラム線図にしたがいシャッタ速度が算出され算出されたシャッタ速度により被写体が撮影される（ステップ76）。算出されたシャッタ速度が１／1000〜１／30秒の間であればステップ71〜76の処理が繰返される（ステップ77）。図６に示すように時間が経過するにしたがい露出精度範囲に近づくこととなる。シャッタ速度が１／1000秒よりも速いとスミアが生じやすくなり，シャッタ速度が１／30秒よりも遅いと手振れが生じやすくなる。このためシャッタ速度が１／1000秒よりも速くなる場合または１／30秒よりも遅くなる場合には露出レベルが判断され（ステップ78），露出アンダまたは露出オーバに応じて警告が行なわれる（ステップ79，80）。これにより，撮影者がマニュアルで絞りを変えることとなろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動レンズが装着された電子スチル・カメラ・システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】電子スチル・カメラ・システムに電動レンズを装着した場合の露出制御処理手順を示すフローチャートである。
【図３】プログラム線図を示している。
【図４】マニュアル・レンズが装着された電子スチル・カメラ・システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】電子スチル・カメラ・システムにマニュアル・レンズが装着した場合の露出制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】時間とともに露出レベルが露出精度範囲内に遷移する様子を示している。
【符号の説明】
３  処理回路
10  電動レンズ
10Ａ  マニュアル・レンズ
11，11Ａ  組合せレンズ
12，12Ａ  絞り
20  カメラ・ヘッド
21  ＣＣＤ
24  ＣＰＵ
26  ＣＣＤ駆動回路
30  カメラ本体
35  輝度抽出回路
37  積算回路
38  プロセスＣＰＵ
【図１】
0004257439.tif 000002
【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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