JP3002298B2 - 撮像装置の露光制御方法 - Google Patents
撮像装置の露光制御方法Info
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- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
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- Exposure Control For Cameras (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置の露光制御方法
に係り、特に、背景と目標被写体のコントラストにより
目標被写体の信号が飽和してしまう白飛びや、目標被写
体に充分な露光が得られない黒沈みを抑圧する手段を設
けた露光制御方式に関する。
に係り、特に、背景と目標被写体のコントラストにより
目標被写体の信号が飽和してしまう白飛びや、目標被写
体に充分な露光が得られない黒沈みを抑圧する手段を設
けた露光制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の撮像装置の露光制御手段は、例え
ば特開昭５６−１９２７４号公報などに開示されてお
り、概略図８に示す如き構成となっている。同図におい
て、１０１はレンズ、１０２は絞り、１０３は撮像素
子、１０４は信号処理回路、１０５は検波回路、１０６
は比較器、１０７は基準電圧源、１０８は絞りモータ、
１０９は出力端である。図８に示す構成において、レン
ズ１０１並びに絞り１０２を経て撮像素子１０３に入射
した光は撮像素子１０３で電気信号に変換され、この撮
像素子１０３の出力が信号処理回路１０４に送出され
て、該信号処理回路１０４で映像信号が生成され、出力
端１０９から出力される。ここで、検波回路１０５には
信号処理回路１０４から輝度信号が分岐されて入力さ
れ、該検波回路１０５から出力される露光制御信号電圧
１１０と基準電圧源１０７の基準電圧Ｖｒｅｆとが比較
器１０６に入力され、これによって露光制御信号電圧１
１０と基準電圧Ｖｒｅｆとが一致するように絞りモ−タ
１０８が駆動され、撮像装置出力信号振幅は適正値に維
持されるようになっている。
ば特開昭５６−１９２７４号公報などに開示されてお
り、概略図８に示す如き構成となっている。同図におい
て、１０１はレンズ、１０２は絞り、１０３は撮像素
子、１０４は信号処理回路、１０５は検波回路、１０６
は比較器、１０７は基準電圧源、１０８は絞りモータ、
１０９は出力端である。図８に示す構成において、レン
ズ１０１並びに絞り１０２を経て撮像素子１０３に入射
した光は撮像素子１０３で電気信号に変換され、この撮
像素子１０３の出力が信号処理回路１０４に送出され
て、該信号処理回路１０４で映像信号が生成され、出力
端１０９から出力される。ここで、検波回路１０５には
信号処理回路１０４から輝度信号が分岐されて入力さ
れ、該検波回路１０５から出力される露光制御信号電圧
１１０と基準電圧源１０７の基準電圧Ｖｒｅｆとが比較
器１０６に入力され、これによって露光制御信号電圧１
１０と基準電圧Ｖｒｅｆとが一致するように絞りモ−タ
１０８が駆動され、撮像装置出力信号振幅は適正値に維
持されるようになっている。
【０００３】ここで検波回路について図９を用いて説明
する。図９は一般的なダイオ−ド検波回路であり、検波
トランジスタ１１１、抵抗（Ｒ１）１１２、抵抗（Ｒ
２）１１３、コンデンサ（Ｃ１）１１４とで構成されて
いる。このダイオード検波回路においては、抵抗（Ｒ
１）１１２の値を充分に大きくしておけば、コンデンサ
（Ｃ１）１１４にホ−ルドされる電圧は輝度信号の最大
値を示す値となり最大値検波が行われる。また、抵抗
（Ｒ１）１１２の値を充分に小さくしておけば、コンデ
ンサ（Ｃ１）１１４にホ−ルドされる電圧は輝度信号の
平均値を示す値となり平均値検波が行われる。従って、
抵抗（Ｒ１）１１２、抵抗（Ｒ２）１１３、コンデンサ
（Ｃ１）１１４の３つの素子の定数設定により、露光制
御信号電圧は輝度信号の最大値Ｐを重視した値にも、平
均値Ａｖを重視した値にも設定することができる。
する。図９は一般的なダイオ−ド検波回路であり、検波
トランジスタ１１１、抵抗（Ｒ１）１１２、抵抗（Ｒ
２）１１３、コンデンサ（Ｃ１）１１４とで構成されて
いる。このダイオード検波回路においては、抵抗（Ｒ
１）１１２の値を充分に大きくしておけば、コンデンサ
（Ｃ１）１１４にホ−ルドされる電圧は輝度信号の最大
値を示す値となり最大値検波が行われる。また、抵抗
（Ｒ１）１１２の値を充分に小さくしておけば、コンデ
ンサ（Ｃ１）１１４にホ−ルドされる電圧は輝度信号の
平均値を示す値となり平均値検波が行われる。従って、
抵抗（Ｒ１）１１２、抵抗（Ｒ２）１１３、コンデンサ
（Ｃ１）１１４の３つの素子の定数設定により、露光制
御信号電圧は輝度信号の最大値Ｐを重視した値にも、平
均値Ａｖを重視した値にも設定することができる。
【０００４】なお、一般的な撮像装置では白一色の被写
体を撮像した場合、飽和１００％に対して約６０％から
８０％の明るさに再生されるように設計されるのが普通
であるが、完全な最大値検波では１００％に再生され、
完全な平均値検波では５０％に再生されるため、上記し
た抵抗（Ｒ１）１１２、抵抗（Ｒ２）１１３、コンデン
サ（Ｃ１）１１４の定数設定により各々の中間の検波特
性が得られるようにしている。
体を撮像した場合、飽和１００％に対して約６０％から
８０％の明るさに再生されるように設計されるのが普通
であるが、完全な最大値検波では１００％に再生され、
完全な平均値検波では５０％に再生されるため、上記し
た抵抗（Ｒ１）１１２、抵抗（Ｒ２）１１３、コンデン
サ（Ｃ１）１１４の定数設定により各々の中間の検波特
性が得られるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した一般的なダイ
オ−ド検波回路においても、露光制御信号を輝度信号の
最大値あるいは平均値のどちらを重視した設定にもでき
るが、平均値を重視した設定にすると図１０の(ａ)に示
すような主要被写体に対し背景が非常に暗い状態である
過順光時に、主要被写体である人物が白く飛んでしま
う。一方、ピ−ク値を重視した設定にすると図１０の
(ｂ)に示すような主要被写体に対し背景が非常に明るい
状態である逆光時に被写体の人物は黒く沈んでしまう。
すなわち、白飛び抑止と黒沈み抑止とは相反する関係に
あり、白飛び抑止と黒沈み抑止とを同時に達成すること
は困難であった。
オ−ド検波回路においても、露光制御信号を輝度信号の
最大値あるいは平均値のどちらを重視した設定にもでき
るが、平均値を重視した設定にすると図１０の(ａ)に示
すような主要被写体に対し背景が非常に暗い状態である
過順光時に、主要被写体である人物が白く飛んでしま
う。一方、ピ−ク値を重視した設定にすると図１０の
(ｂ)に示すような主要被写体に対し背景が非常に明るい
状態である逆光時に被写体の人物は黒く沈んでしまう。
すなわち、白飛び抑止と黒沈み抑止とは相反する関係に
あり、白飛び抑止と黒沈み抑止とを同時に達成すること
は困難であった。
【０００６】従って、本発明の解決すべき技術的課題は
上記した従来技術のもつ問題点を解消することにあり、
その目的とするところは、画面内がどのような輝度分布
状態にあっても目標被写体に対して適正な露出が得ら
れ、白飛び並びに黒沈みが可及的に抑止可能な撮像装置
の露光制御方法を提供することにある。
上記した従来技術のもつ問題点を解消することにあり、
その目的とするところは、画面内がどのような輝度分布
状態にあっても目標被写体に対して適正な露出が得ら
れ、白飛び並びに黒沈みが可及的に抑止可能な撮像装置
の露光制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による撮像装置の
露光制御方法は上記目的を達成するため、画面内の輝度
分布を検出する手段を設け、この検出結果に応じて露光
制御信号の生成における輝度信号の平均値Ａｖの重み付
けと最大値Ｐの重み付けとを変化させ、平均値Ａｖの重
み付けをＸ１からＸ２へ、最大値Ｐの重み付けをＹ１か
らＹ２へ遷移させる際には、Ｘ１＜Ｘ３＜Ｘ２，Ｙ１＜
Ｙ３＜Ｙ２なる値Ｘ３，Ｙ３を経由して連続的に遷移さ
せる。 また、本発明による撮像装置の露光制御方法は上
記目的を達成するため、撮像画面を複数の領域に分割す
るか、あるいは画面内の異なる位置に複数個の領域を設
定する手段と、各々の領域での輝度信号の平均値Ａｖと
輝度信号の最大値Ｐを検出する検出手段と、平均値Ａｖ
と最大値Ｐの検出結果に応じて露光制御信号を生成する
手段とを設け、各領域における検出値Ａｖ、あるいはＰ
の領域ごとの差分、ないし比率から、撮像画面中の目標
被写体部分と背景部分のコントラストを判定し、目標被
写体部分が背景部分に比べて明るいときは最大値Ｐの重
み付けを大きくし、目標被写体部分が背景部分に比べて
暗い時は平均値Ａｖの重み付けを大きくする。
露光制御方法は上記目的を達成するため、画面内の輝度
分布を検出する手段を設け、この検出結果に応じて露光
制御信号の生成における輝度信号の平均値Ａｖの重み付
けと最大値Ｐの重み付けとを変化させ、平均値Ａｖの重
み付けをＸ１からＸ２へ、最大値Ｐの重み付けをＹ１か
らＹ２へ遷移させる際には、Ｘ１＜Ｘ３＜Ｘ２，Ｙ１＜
Ｙ３＜Ｙ２なる値Ｘ３，Ｙ３を経由して連続的に遷移さ
せる。 また、本発明による撮像装置の露光制御方法は上
記目的を達成するため、撮像画面を複数の領域に分割す
るか、あるいは画面内の異なる位置に複数個の領域を設
定する手段と、各々の領域での輝度信号の平均値Ａｖと
輝度信号の最大値Ｐを検出する検出手段と、平均値Ａｖ
と最大値Ｐの検出結果に応じて露光制御信号を生成する
手段とを設け、各領域における検出値Ａｖ、あるいはＰ
の領域ごとの差分、ないし比率から、撮像画面中の目標
被写体部分と背景部分のコントラストを判定し、目標被
写体部分が背景部分に比べて明るいときは最大値Ｐの重
み付けを大きくし、目標被写体部分が背景部分に比べて
暗い時は平均値Ａｖの重み付けを大きくする。
【０００８】
【作用】画面内の輝度分布に応じて平均値Ａｖの重み付
けをＸ１からＸ２へ、最大値Ｐの重み付けをＹ１からＹ
２へ遷移させる際には、Ｘ１＜Ｘ３＜Ｘ２，Ｙ１＜Ｙ３
＜Ｙ２なる値Ｘ３，Ｙ３を経由して連続的に遷移させる
ことにより、露光補正量が急変することによる絞り動作
の過渡的不安定を防止することができる。画面内の各領
域の輝度信号の平均値Ａｖと最大値Ｐに応じて、露光制
御信号生成時の輝度信号の平均値Ａｖの重み付けと最大
値Ｐの重み付けとを変化させ、目標被写体部分が背景部
分に比べて明るいときは前記最大値Ｐの重み付けを大き
くし、逆に目標被写体部分が背景部分に比べて暗い時は
前記平均値Ａｖの重み付けを大きくする。こうすること
により、目標被写体と背景とのコントラストが著しく異
なる場合でも、目標被写体に対して適正な露出が得られ
る。
けをＸ１からＸ２へ、最大値Ｐの重み付けをＹ１からＹ
２へ遷移させる際には、Ｘ１＜Ｘ３＜Ｘ２，Ｙ１＜Ｙ３
＜Ｙ２なる値Ｘ３，Ｙ３を経由して連続的に遷移させる
ことにより、露光補正量が急変することによる絞り動作
の過渡的不安定を防止することができる。画面内の各領
域の輝度信号の平均値Ａｖと最大値Ｐに応じて、露光制
御信号生成時の輝度信号の平均値Ａｖの重み付けと最大
値Ｐの重み付けとを変化させ、目標被写体部分が背景部
分に比べて明るいときは前記最大値Ｐの重み付けを大き
くし、逆に目標被写体部分が背景部分に比べて暗い時は
前記平均値Ａｖの重み付けを大きくする。こうすること
により、目標被写体と背景とのコントラストが著しく異
なる場合でも、目標被写体に対して適正な露出が得られ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図示した実施例によって説明
する。先ず本発明の第１実施例を図１〜図３を用いて説
明する。図１は本実施例に係る撮像装置の構成図であ
り、図２は撮像画の輝度分布を判定するために画面分割
例を示す説明図である。また、図３は過順光時、通常
時、逆光時の状態の撮像例を示す説明図である。
する。先ず本発明の第１実施例を図１〜図３を用いて説
明する。図１は本実施例に係る撮像装置の構成図であ
り、図２は撮像画の輝度分布を判定するために画面分割
例を示す説明図である。また、図３は過順光時、通常
時、逆光時の状態の撮像例を示す説明図である。
【００１０】図１において、１はレンズ、２は絞り、３
は撮像素子、４はＡ／Ｄ変換器、５は信号処理回路、６
はＤ／Ａ変換器、７は出力端、８は比較器、９は絞りモ
ータ、１０は基準電圧源、１１はマイコン（マイクロコ
ンピュータ）である。ここで、マイコン１１は実際に
は、各種Ｉ／Ｏインターフェース、主制御プログラムや
固定データが格納されたＲＯＭ、各種データやフラグが
読み書きされるＲＡＭ、全体の制御を司るＣＰＵ等を備
えたもので構成され、予め定められた各種プログラムに
よって各種制御処理を実行するものであるが、ここでは
説明の便宜上、Ｄ／Ａ変換器１１１、第１の係数回路１
１２、第２の係数回路１１３、第１の比較回路１１４、
ピーク基準値設定回路１１５、補正量計算回路（Ｋ倍回
路）１１６、加算回路１１７、第２の比較回路１１８、
第３の比較回路１１９、輝度分布判定回路１２０をもつ
ものとして以下の説明を行う。
は撮像素子、４はＡ／Ｄ変換器、５は信号処理回路、６
はＤ／Ａ変換器、７は出力端、８は比較器、９は絞りモ
ータ、１０は基準電圧源、１１はマイコン（マイクロコ
ンピュータ）である。ここで、マイコン１１は実際に
は、各種Ｉ／Ｏインターフェース、主制御プログラムや
固定データが格納されたＲＯＭ、各種データやフラグが
読み書きされるＲＡＭ、全体の制御を司るＣＰＵ等を備
えたもので構成され、予め定められた各種プログラムに
よって各種制御処理を実行するものであるが、ここでは
説明の便宜上、Ｄ／Ａ変換器１１１、第１の係数回路１
１２、第２の係数回路１１３、第１の比較回路１１４、
ピーク基準値設定回路１１５、補正量計算回路（Ｋ倍回
路）１１６、加算回路１１７、第２の比較回路１１８、
第３の比較回路１１９、輝度分布判定回路１２０をもつ
ものとして以下の説明を行う。
【００１１】図１の構成において、レンズ１、絞り２を
経て撮像素子３に入射した光は電気信号に変換された
後、Ａ／Ｄ変換器４でディジタル信号に変換されて信号
処理回路５に入力される。信号処理回路５では、例えば
図２に示した撮像画面の各領域Ｓ１，Ｓ２での輝度情報
Ｙｉの平均値Ａｖ1 ，Ａｖ2 を、平均値算出回路５１で
図７の式により算出し、また、図７の式で示される
輝度情報の最大値Ｐ1 ，Ｐ2 を最大値算出回路５２で求
め、これをマイコン１１にそれぞれ出力する。マイコン
１１では第１の係数回路１１２で上記した各領域Ｓ１，
Ｓ２での輝度情報Ｙｉの平均値Ａｖ1 ，Ａｖ2 に係数を
持たせ、図７の式で示されるＡｖ0が出力される。ま
た第２の係数回路１１３においては、各領域Ｓ１，Ｓ２
での輝度情報Ｙｉの最大値Ｐ1 ，Ｐ2 に係数を持たせ、
図７の式で示されるＰ0 が出力される。
経て撮像素子３に入射した光は電気信号に変換された
後、Ａ／Ｄ変換器４でディジタル信号に変換されて信号
処理回路５に入力される。信号処理回路５では、例えば
図２に示した撮像画面の各領域Ｓ１，Ｓ２での輝度情報
Ｙｉの平均値Ａｖ1 ，Ａｖ2 を、平均値算出回路５１で
図７の式により算出し、また、図７の式で示される
輝度情報の最大値Ｐ1 ，Ｐ2 を最大値算出回路５２で求
め、これをマイコン１１にそれぞれ出力する。マイコン
１１では第１の係数回路１１２で上記した各領域Ｓ１，
Ｓ２での輝度情報Ｙｉの平均値Ａｖ1 ，Ａｖ2 に係数を
持たせ、図７の式で示されるＡｖ0が出力される。ま
た第２の係数回路１１３においては、各領域Ｓ１，Ｓ２
での輝度情報Ｙｉの最大値Ｐ1 ，Ｐ2 に係数を持たせ、
図７の式で示されるＰ0 が出力される。
【００１２】このような係数づけは図３の（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すように主要なる被写体（図では人
物）が画面中央部に配置されることが多いため、露光制
御をこの主要被写体の輝度情報に大きく依存させて行う
ためである。ここで例えば、Ａｖ0 をそのまま露光制御
信号ＶｄとしてＤ／Ａ変換器１１１より出力し、さらに
白一色の被写体を撮像して、撮像装置出力端７から、飽
和１００％に対し５０％の出力信号が得られるように設
定すれば、従来技術において記したように完全な平均値
検波による露光制御が行われる。なお、この時のＶｒの
値を本実施例ではＶｒ1 とする。また、Ｐ0 をそのまま
露光制御信号ＶｄとしてＤ／Ａ変換器１１１より出力
し、白一色被写体撮像時の出力信号を１００％になるよ
う基準電圧源１０の基準電圧Ｖｒを設定すれば、完全最
大値（ピ−ク値）検波による露光制御が行われる。ここ
で、実際には前述したように、両者の中間の露光制御特
性が得られる方が、様々な被写体に対し自然な露光制御
が得られることが多いため、本実施例でも、完全平均値
検波をもとに、最大値検波による補正を加えるような構
成としており、そのための処理に第１の比較回路１１
４、ピーク基準値設定回路１１５、補正量計算回路（Ｋ
倍回路）１１６、加算回路１１７を用いる。
（ｂ），（ｃ）に示すように主要なる被写体（図では人
物）が画面中央部に配置されることが多いため、露光制
御をこの主要被写体の輝度情報に大きく依存させて行う
ためである。ここで例えば、Ａｖ0 をそのまま露光制御
信号ＶｄとしてＤ／Ａ変換器１１１より出力し、さらに
白一色の被写体を撮像して、撮像装置出力端７から、飽
和１００％に対し５０％の出力信号が得られるように設
定すれば、従来技術において記したように完全な平均値
検波による露光制御が行われる。なお、この時のＶｒの
値を本実施例ではＶｒ1 とする。また、Ｐ0 をそのまま
露光制御信号ＶｄとしてＤ／Ａ変換器１１１より出力
し、白一色被写体撮像時の出力信号を１００％になるよ
う基準電圧源１０の基準電圧Ｖｒを設定すれば、完全最
大値（ピ−ク値）検波による露光制御が行われる。ここ
で、実際には前述したように、両者の中間の露光制御特
性が得られる方が、様々な被写体に対し自然な露光制御
が得られることが多いため、本実施例でも、完全平均値
検波をもとに、最大値検波による補正を加えるような構
成としており、そのための処理に第１の比較回路１１
４、ピーク基準値設定回路１１５、補正量計算回路（Ｋ
倍回路）１１６、加算回路１１７を用いる。
【００１３】ピーク基準値設定回路（メモリ）１１５に
は、撮像装置出力端７においてほぼ１００％の振幅を与
える輝度量に相当するデ−タＰｒが書き換え可能に格納
されている。このピーク基準値設定回路１１５のデータ
Ｐｒと、前記した第２の係数回路１１３の出力Ｐ0 と
は、第１の比較回路１１４によって比較され、この比較
結果Ｐｄが補正量計算回路（Ｋ倍回路）１１６によって
Ｋ倍されて、補正信号Ｋ・Ｐｄが生成される。そして、
この補正信号Ｋ・Ｐｄと、前記第１の係数回路１１２の
出力Ａｖ0 が加算され、Ｄ／Ａ変換器１１１から図７の
式に示した露光制御信号電圧Ｖｄが出力される。な
お、このとき基準電圧源１０の基準電圧Ｖｒは前記した
Ｖｒ1 に設定される。
は、撮像装置出力端７においてほぼ１００％の振幅を与
える輝度量に相当するデ−タＰｒが書き換え可能に格納
されている。このピーク基準値設定回路１１５のデータ
Ｐｒと、前記した第２の係数回路１１３の出力Ｐ0 と
は、第１の比較回路１１４によって比較され、この比較
結果Ｐｄが補正量計算回路（Ｋ倍回路）１１６によって
Ｋ倍されて、補正信号Ｋ・Ｐｄが生成される。そして、
この補正信号Ｋ・Ｐｄと、前記第１の係数回路１１２の
出力Ａｖ0 が加算され、Ｄ／Ａ変換器１１１から図７の
式に示した露光制御信号電圧Ｖｄが出力される。な
お、このとき基準電圧源１０の基準電圧Ｖｒは前記した
Ｖｒ1 に設定される。
【００１４】このような構成において白一色を撮像した
場合、突出したピ−ク信号がないので、Ｐ0 は、ほぼ飽
和量に対し５０％程度の値となり、この結果Ｋ・Ｐｄは
正の値となり、絞りは完全平均値検波での安定点である
輝度信号振幅５０％が得られる位置よりも開き、Ｋの値
によっては輝度信号振幅７０％ないし８０％の適正な値
が得られる。逆に、白一色の被写体の中の一箇所ないし
数箇所に突出した、撮像装置を飽和させるような大振幅
の信号があった場合には、Ｋ・Ｐｄは負の値となり、絞
りはやや閉じて、突出部以外の信号振幅は３０〜４０％
となる。
場合、突出したピ−ク信号がないので、Ｐ0 は、ほぼ飽
和量に対し５０％程度の値となり、この結果Ｋ・Ｐｄは
正の値となり、絞りは完全平均値検波での安定点である
輝度信号振幅５０％が得られる位置よりも開き、Ｋの値
によっては輝度信号振幅７０％ないし８０％の適正な値
が得られる。逆に、白一色の被写体の中の一箇所ないし
数箇所に突出した、撮像装置を飽和させるような大振幅
の信号があった場合には、Ｋ・Ｐｄは負の値となり、絞
りはやや閉じて、突出部以外の信号振幅は３０〜４０％
となる。
【００１５】ところで以上の構成のみでは、極端な撮影
状況で必ずしも良好な再生画が得られない場合がある。
それらの場合を改善するために本実施例では、第２の比
較回路１１８、第３の比較回路１１９により、Ａｖ1 ，
Ａｖ2 及びＰ1 ，Ｐ2 を比較し、輝度分布判定回路１２
０でこれらの結果より輝度分布を判定し、この結果に応
じてＫないしＰｒを変化させて最大値（ピ−ク値）によ
る補正量を変化させる。その具体的な一例を図３を用い
て説明する。図３の（ａ）では、人物の顔に対し背景が
非常に暗い過順光の場合を示し、図３の（ｃ）では、人
物の顔に対し、背景が非常に明るい逆光の場合を示し、
図３の（ｂ）では、顔と背景とのコントラストの少ない
通常の場合をそれぞれ示している。図３の（ａ）におい
て最も避けなければならないのは、顔が飽和して白飛び
してしまうことである。そこで、このような画面中央部
が明るく、それに対し周辺部が非常に暗い輝度分布が得
られた場合は、前記最大値Ｐに重点を置いた露光制御を
行う。例えば、輝度分布判定回路１２０からの信号で補
正量計算回路１１６のＫを大きくして最大値（ピ−ク
値）による補正量を大きくする。こうすれば、人物の顔
が白飛びすることを防止することができる。また、図３
の（ｃ）の逆光時においては、逆に最大値に重点を置い
た露光制御により背景を飽和させないところまで絞り込
んでしまうと、人物の顔が必要以上に暗くなってしまう
のでＫを小さくして補正量を小さくし、前記平均値Ａｖ
に重点を置いた露光制御を行い、このような弊害を防止
する。
状況で必ずしも良好な再生画が得られない場合がある。
それらの場合を改善するために本実施例では、第２の比
較回路１１８、第３の比較回路１１９により、Ａｖ1 ，
Ａｖ2 及びＰ1 ，Ｐ2 を比較し、輝度分布判定回路１２
０でこれらの結果より輝度分布を判定し、この結果に応
じてＫないしＰｒを変化させて最大値（ピ−ク値）によ
る補正量を変化させる。その具体的な一例を図３を用い
て説明する。図３の（ａ）では、人物の顔に対し背景が
非常に暗い過順光の場合を示し、図３の（ｃ）では、人
物の顔に対し、背景が非常に明るい逆光の場合を示し、
図３の（ｂ）では、顔と背景とのコントラストの少ない
通常の場合をそれぞれ示している。図３の（ａ）におい
て最も避けなければならないのは、顔が飽和して白飛び
してしまうことである。そこで、このような画面中央部
が明るく、それに対し周辺部が非常に暗い輝度分布が得
られた場合は、前記最大値Ｐに重点を置いた露光制御を
行う。例えば、輝度分布判定回路１２０からの信号で補
正量計算回路１１６のＫを大きくして最大値（ピ−ク
値）による補正量を大きくする。こうすれば、人物の顔
が白飛びすることを防止することができる。また、図３
の（ｃ）の逆光時においては、逆に最大値に重点を置い
た露光制御により背景を飽和させないところまで絞り込
んでしまうと、人物の顔が必要以上に暗くなってしまう
のでＫを小さくして補正量を小さくし、前記平均値Ａｖ
に重点を置いた露光制御を行い、このような弊害を防止
する。
【００１６】斯様な手法をとる本実施例によれば、どの
ような輝度分布においても目標被写体に対して適正な露
出が得られる撮像装置を提供することができる。
ような輝度分布においても目標被写体に対して適正な露
出が得られる撮像装置を提供することができる。
【００１７】次に、本発明の第２実施例を図４を用いて
説明する。前記第１実施例では露光制御における最大値
検波と平均値検波の重み付けを変化させるのに撮像画面
を複数の領域に分割して輝度分布を判定する手法を用い
たが、本実施例では画面内の輪郭情報を得て、これによ
り主要被写体部分と背景部分を判別し各々の部分の輝度
信号量の差分、ないし比率から露光制御における最大値
検波と平均値検波の重み付けを変化させるようにしてい
る。輪郭情報を得て主要被写体を抽出する方法について
は、例えば、R.Neuatia著 MACHINE-PERCEPTION （画像
認識と画像理解，南敏訳；啓学出版１９８６）などにお
いて論じられている。図４の本実施例の撮像装置の構成
は基本的には図１と同じものであるが、信号処理回路５
において、輪郭検出回路５３により輪郭検出を行い、領
域分割回路５４で主要被写体部と背景部の領域分割を行
い、各々の領域での輝度平均値Ａｖ及び輝度最大値Ｐを
平均値算出回路５１並びに最大値算出回路５２でそれぞ
れ算出し、これらをマイコン１１に出力する。マイコン
１１内での処理は前記実施例における処理と同様であ
り、主要被写体に対して背景が暗い場合には、最大値Ｐ
に重点をおいて露光制御信号を生成し、逆に主要被写体
に対して背景が明るい場合には、平均値Ａｖに重点をお
いて露光制御信号を生成するようにしている。
説明する。前記第１実施例では露光制御における最大値
検波と平均値検波の重み付けを変化させるのに撮像画面
を複数の領域に分割して輝度分布を判定する手法を用い
たが、本実施例では画面内の輪郭情報を得て、これによ
り主要被写体部分と背景部分を判別し各々の部分の輝度
信号量の差分、ないし比率から露光制御における最大値
検波と平均値検波の重み付けを変化させるようにしてい
る。輪郭情報を得て主要被写体を抽出する方法について
は、例えば、R.Neuatia著 MACHINE-PERCEPTION （画像
認識と画像理解，南敏訳；啓学出版１９８６）などにお
いて論じられている。図４の本実施例の撮像装置の構成
は基本的には図１と同じものであるが、信号処理回路５
において、輪郭検出回路５３により輪郭検出を行い、領
域分割回路５４で主要被写体部と背景部の領域分割を行
い、各々の領域での輝度平均値Ａｖ及び輝度最大値Ｐを
平均値算出回路５１並びに最大値算出回路５２でそれぞ
れ算出し、これらをマイコン１１に出力する。マイコン
１１内での処理は前記実施例における処理と同様であ
り、主要被写体に対して背景が暗い場合には、最大値Ｐ
に重点をおいて露光制御信号を生成し、逆に主要被写体
に対して背景が明るい場合には、平均値Ａｖに重点をお
いて露光制御信号を生成するようにしている。
【００１８】斯様な手法をとる本実施例によっても、ど
のような輝度分布においても目標被写体に対して適正な
露出が得られる撮像装置を提供することができる。
のような輝度分布においても目標被写体に対して適正な
露出が得られる撮像装置を提供することができる。
【００１９】次に本発明の第３実施例を図５を用いて説
明する。図５は本実施例による撮像装置の構成図であ
り、前記第１実施例と均等なものには同一符号を付して
ある。本実施例は特に動画撮像時に有効な手法に関する
ものである。撮像装置の構成は前記２つの実施例での構
成とほぼ同じであるが、本実施例では、同期回路１２か
ら同期パルスＦＶをマイコン１１に入力する。前記第
２，第３の比較回路１１８，１１９により判定された中
心領域ないし中心被写体領域と、周辺領域ないし、背景
領域との輝度信号量の差分、ないし比率に応じて補正量
を決定し、前記Ｋの値を定める。いま、Ｋの値がＫ１と
設定された状態で画面の一部の光量が急激に変化し、そ
れに応じて補正量を決定するＫの値をＫ２まで遷移させ
る必要が生じた場合、本実施例では、実際のＫの値を図
６に示すように連続的に遷移させるように遷移速度制御
手段１２１が付加されている。この遷移速度制御手段１
２１によって例えばマイコン１１に入力された同期信号
ＦＶを用いて、１垂直帰線期間ごとに１ビットづつデ−
タをインクリメントないしディクリメントすればよい。
このようにすれば最大値検波による露光補正量が急変す
ることにより、絞り動作が一時的に不安定になることを
防止して、安定な再生画を得ることができる。
明する。図５は本実施例による撮像装置の構成図であ
り、前記第１実施例と均等なものには同一符号を付して
ある。本実施例は特に動画撮像時に有効な手法に関する
ものである。撮像装置の構成は前記２つの実施例での構
成とほぼ同じであるが、本実施例では、同期回路１２か
ら同期パルスＦＶをマイコン１１に入力する。前記第
２，第３の比較回路１１８，１１９により判定された中
心領域ないし中心被写体領域と、周辺領域ないし、背景
領域との輝度信号量の差分、ないし比率に応じて補正量
を決定し、前記Ｋの値を定める。いま、Ｋの値がＫ１と
設定された状態で画面の一部の光量が急激に変化し、そ
れに応じて補正量を決定するＫの値をＫ２まで遷移させ
る必要が生じた場合、本実施例では、実際のＫの値を図
６に示すように連続的に遷移させるように遷移速度制御
手段１２１が付加されている。この遷移速度制御手段１
２１によって例えばマイコン１１に入力された同期信号
ＦＶを用いて、１垂直帰線期間ごとに１ビットづつデ−
タをインクリメントないしディクリメントすればよい。
このようにすれば最大値検波による露光補正量が急変す
ることにより、絞り動作が一時的に不安定になることを
防止して、安定な再生画を得ることができる。
【００２０】なお、上述した各実施例では露光制御手段
として絞りを用いているが、これが電子シャッタに代替
可能であることは当業者には自明である。
として絞りを用いているが、これが電子シャッタに代替
可能であることは当業者には自明である。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出され
た画面の輝度分布に応じて露光制御信号生成時における
輝度信号の平均値の重み付けと最大値の重み付けとを連
続的に変化させるので、常に目標被写体に対して適正な
露出が得られる撮像装置を提供することができ、該種撮
像装置にあってその価値は多大である。
た画面の輝度分布に応じて露光制御信号生成時における
輝度信号の平均値の重み付けと最大値の重み付けとを連
続的に変化させるので、常に目標被写体に対して適正な
露出が得られる撮像装置を提供することができ、該種撮
像装置にあってその価値は多大である。
【図１】本発明の第１実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。
図である。
【図２】本発明の第１実施例による撮像画面の分割例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】過順光時、通常時、逆光時の撮像例を示す説明
図である。
図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。
図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。
図である。
【図６】本発明の第３実施例による補正係数Ｋの遷移の
様子を示す説明図である。
様子を示す説明図である。
【図７】本発明の実施例で用いられる数式を示す説明図
である。
である。
【図８】従来の撮像装置を示す説明図である。
【図９】従来の撮像装置の検波回路を示す説明図であ
る。
る。
【図１０】過順光時、逆光時の撮像例を示す説明図であ
る。
る。
１ レンズ ２ 絞り ３ 撮像素子 ４ Ａ／Ｄ変換機 ５ 信号処理回路 ６ Ｄ／Ａ変換機 ７ 出力端 ８ 比較器 ９ 絞りモ−タ １０ 基準電圧源 １１ マイコン １２ 同期回路 ５１ 平均値算出回路 ５２ 最大値算出回路 ５３ 輪郭検出回路 ５４ 領域分割回路 １１１ Ｄ／Ａ変換器 １１２ 第１の係数回路 １１３ 第２の係数回路 １１４ 第１の比較回路 １１５ ピーク基準値設定回路 １１６ 補正量計算回路 １１７ 加算回路 １１８ 第２の比較回路 １１９ 第３の比較回路 １２０ 輝度分布判定回路 １２１ 遷移速度制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉重 知行 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 今出 宅哉 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (56)参考文献 特開 平４−222178（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/235 - 5/243 G03B 7/28
Claims (3)
- 【請求項１】 輝度信号の平均値Ａｖと最大値Ｐを検出
する第１の検出手段を具備し、この第１の検出手段の検
出結果に応じた露光制御信号を生成し、該露光制御信号
により、絞りや電子シャッタ等の露光制御手段を駆動
し、撮像装置の出力信号振幅を適切な値とする自動露光
制御機能を有する撮像装置において、 画面内の輝度分布を検出する第２の検出手段を設け、こ
の第２の検出手段の検出結果に応じて前記露光制御信号
の生成における前記輝度信号の平均値Ａｖの重み付けと
最大値Ｐの重み付けとを変化させ、 前記平均値Ａｖの重み付けをＸ１からＸ２へ、前記最大
値Ｐの重み付けをＹ１からＹ２へ遷移させる際には、Ｘ
１＜Ｘ３＜Ｘ２，Ｙ１＜Ｙ３＜Ｙ２なる値Ｘ３，Ｙ３を
経由して連続的に遷移させる ことを特徴とする撮像装置
の露光制御方法。 - 【請求項２】 輝度信号の平均値Ａｖと最大値Ｐを検出
する第１の検出手段を具備し、この第１の検出手段の検
出結果に応じた露光制御信号を生成し、該露光制御信号
により、絞りや電子シャッタ等の露光制御手段を駆動
し、撮像装置の出力信号振幅を適切な値とする自動露光
制御機能を有する撮像装置において、 撮像画面を複数の領域に分割するか、あるいは画面内の
異なる位置に複数個の領域を設定する手段と、各々の領
域での輝度信号の平均値Ａｖと輝度信号の最大値Ｐを検
出する第２の検出手段と、前記平均値Ａｖと前記最大値
Ｐの検出結果に応じて前記露光制御信号を生成する手段
とを設け、各領域における前記検出値Ａｖ、あるいはＰ
の領域ごとの差分、ないし比率から、撮像画面中の目標
被写体部分と背景部分のコントラストを判定し、目標被
写体部分が背景部分に比べて明るいときは前記最大値Ｐ
の重み付けを大きくし、目標被写体部分が背景部分に比
べて暗い時は前記平均値Ａｖの重み付けを大きくするこ
とを特徴とする撮像装置の露光制御方法。 - 【請求項３】 請求項２記載において、前記平均値Ａｖ
の重み付けをＸ１からＸ２へ、前記最大値Ｐの重み付け
をＹ１からＹ２へ遷移させる際には、Ｘ１＜Ｘ３＜Ｘ
２，Ｙ１＜Ｙ３＜Ｙ２なる値Ｘ３，Ｙ３を経由して連続
的に遷移させることを特徴とする撮像装置の露光制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193632A JP3002298B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 撮像装置の露光制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3193632A JP3002298B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 撮像装置の露光制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522653A JPH0522653A (ja) | 1993-01-29 |
| JP3002298B2 true JP3002298B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=16311174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3193632A Expired - Lifetime JP3002298B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 撮像装置の露光制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3002298B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4181753B2 (ja) | 2001-03-22 | 2008-11-19 | キヤノン株式会社 | 露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置 |
| JP2008070562A (ja) | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Canon Inc | 撮像装置および露出制御方法 |
| JP6272006B2 (ja) * | 2013-12-19 | 2018-01-31 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、画像処理方法及びプログラム |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3193632A patent/JP3002298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0522653A (ja) | 1993-01-29 |
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