JP3402617B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラ等の撮像装
置及びその撮像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラを初めとする映像機
器の進歩は目覚ましく、各種機能の自動化、操作性の改
善がはかられ、たとえばズームレンズの装備、自動焦点
制御、自動露出制御等の自動化は必須となつており、た
とえば自動露出制御について見れば、撮影画像の品位を
決定する需要な要素であり、あらゆる撮影環境において
も、常に安定で良好な自動露出制御が可能でなければな
らず、自動露出制御機能の重要性はきわめて高い。

【０００３】図１８は一般的なビデオカメラの露出制御
系の基本構成を示すブロツク図で、１０１は撮影レンズ
光学系、１０２は入射光量を調節するアイリス、１０３
は撮影レンズ光学系によりその撮像面に結像され且つア
イリスによつて光量を調節された画像を光電変換して撮
像信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子、１０４は撮像素
子より出力された撮像信号に所定の信号処理を施して規
格化された映像信号に変換するカメラ信号処理回路、１
０５は映像信号出力端子、１０６はアイリス１０２を駆
動して開口量を可変するモータ、１０７はモータ１０６
を駆動制御する絞り駆動回路、１０８は撮像素子１０３
の蓄積、読み出し、リセツトタイミングを制御するとと
もに、蓄積時間（露光時間）を可変制御して所望のシヤ
ツタスピードを設定するＣＣＤ駆動回路、１０９はカメ
ラ信号処理回路より出力された輝度信号のレベルに基づ
いて、露光状態を評価し、絞り駆動回路１０７、ＣＣＤ
駆動回路１０８を制御して露光を最適に制御する自動露
出制御回路（ＡＥ回路）、１１０はキー操作の入力を受
け付けるスイツチパネルである。

【０００４】ＡＥ回路１０９による露光制御について説
明すると、カメラ信号処理回路１０４より出力された輝
度信号を積分してそのレベルが所定の範囲内に入るよう
に絞り駆動回路１０７を制御し、アイリスモータへと出
力する駆動電流を制御してアイリスの開口量を可変する
アイリス制御用の閉ループが構成されるとともに、スイ
ツチパネル１１０のキー操作に応じて、ＣＣＤ駆動回路
１０８を制御してその駆動パルスを切り換え、撮像素子
１０３の蓄積時間を可変することにより露光時間すなわ
ちシヤツタスピードを制御し、適正露光状態を得るよう
な制御系を備えている。

【０００５】またこの蓄積時間制御はいわゆる電子シヤ
ツタと称されるものであり、たとえばＮＴＳＣの場合通
常の毎画面１／６０秒の露光時間の他に、１／１００か
ら１／１００００秒程度のものまで複数段階の光蓄積時
間の選択が可能である。

【０００６】このように構成されたシステムにおいて、
高速電子シヤツタを使用すると、任意に選択した各々の
設定露光時間すなわちシヤツタスピードごとに、これを
基準として撮像光学系の絞り機構（アイリス）を制御す
る自動露光制御モードが存在することになるため、いわ
ゆるシヤツタ優先モードとなる。図１９はシヤツタ優先
モードを示し、横軸のシヤツタスピードを選択し、その
シヤツタスピードを固定して縦軸の絞り値を可変するも
のである。

【０００７】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たビデオカメラ装置のように、撮像信号の輝度レベルに
よるアイリス制御、シヤツタ優先モードでは、様々な撮
影環境、撮影状況において常に適切な露出制御を実現す
ることはできず、適切な露出制御ができない場合がしば
しば生じていた。

【０００８】特に銀塩カメラのように一瞬の静止画撮影
を行なうカメラにおいては、撮影の瞬間の露出制御が適
切に行なわれればよいが、ビデオカメラのように、動画
を長時間にわたつて撮影するような場合においては、撮
影中にも刻々と変化する撮影状況、撮影環境に対して自
然に追従し、常に安定で且つ最適な露出制御が行なわれ
なければならず、これらの条件を満たすビデオカメラの
露出制御装置の実現が強く望まれている。

【０００９】本発明の目的は、これらの条件をすべて満
たし、撮影環境、撮影状況によらず常に最適露出制御の
可能なビデオカメラの自動露出制御装置を提供すること
にある。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明は、上述した問
題点を解決することを目的としてなされたもので、その
請求項１に記載の発明によれば、撮像画面に結像される
入射光を光電変換する撮像手段と、撮影状況に応じて撮
影モードを選択する撮影モード選択手段と、前記撮影モ
ード選択手段によって所定の撮影モードが選択された場
合、露出を制御するための評価基準値を変更するととも
に、前記撮像画面を分割して測光される複数の領域のう
ち輝度レベルに応じて選択される一部の領域の測光結果
を前記変更した評価基準値と比較することによって露出
を制御する露出制御手段とを有する撮像装置を特徴とす
る。また本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項
１において、前記露出制御手段は、前記撮影モード選択
手段によって、撮像画面の広範囲が高輝度となる撮影状
況を想定した所定の撮影モードが選択されたとき、前記
評価基準値を高くするように構成されている撮像装置を
特徴とする。また本願の請求項３に記載の発明によれ
ば、請求項１において、前記モード選択手段によって、
前記所定の撮影モードが選択されたとき、前記露出制御
手段は、前記撮像画面を複数の小領域に分割したそれぞ
れに対し、その輝度レベルの高い方からＮ個の小領域に
よって形成される領域を測光するとともに、該測光結果
を前記評価基準値と比較することによって露出制御を行
うように構成されている撮像装置を特徴とする。また本
願の請求項４に記載の発明によれば、撮像画面を複数の
小領域に分割したそれぞれの小領域における輝度レベル
に対して所定の重み付けを施した結果に基づいて演算さ
れた入力輝度レベルを、所定の評価基準値と比較するこ
とによって露出制御を行う露出制御手段と、撮影状況に
応じて設けられた複数の撮影モードより任意の撮影モー
ドを選択する撮影モード選択手段とを備え、 前記露出
制御手段は、前記撮影モード選択手段によって、選択さ
れた撮影モードによって前記重み付け及び前記評価基準
値を変更し、前記撮影モード選択手段によって高輝度被
写体を対象とした所定の撮影モードが選択されたとき、
前記複数の小領域の輝度レベルの高い方からＮ個の小領
域によって形成される領域の重み付けを大きくして重点
測光するとともに、前記評価基準値を高く変位するよう
に構成されている撮像装置を特徴とする。また本願の請
求項５に記載の発明によれば、撮影状況に応じて設けら
れた複数の撮影モードより所定の撮影モードが選択され
た場合、露出を制御するための評価基準値を変更すると
ともに、前記撮像画面を分割して測光される複数の領域
のうち輝度レベルに応じて選択される一部領域の測光結
果を変更した評価基準値と比較することによって露出を
制御する撮像方法を特徴とする。

【００１１】

【作用】これによつて、設定された撮影モードに最適な
制御を行なうことができ、特に雪景色や砂浜等の広範囲
に高輝度部分の存在するような特殊な撮影状況に対して
も、その主要被写体と背景の両方に程よい露出制御を行
なうことができる。

【００１２】またこのような制御情報を撮影モードに応
じて自動的に設定できるため、撮影状況、撮影環境によ
らず、常に最適な撮影を行なうことが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下本発明における撮像装置を各図を参照し
ながら、その実施例について説明する。

【００１４】図１は本発明の撮像装置をビデオカメラに
適用した一実施例の構成を示すブロツク図で、同図にお
いて、１は撮影レンズ光学系、２は入射光量を調節する
アイリス、３は撮影レンズ光学系によりその撮像面に結
像され且つアイリスによつて光量を調節された画像を光
電変換して撮像信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子、４
は撮像素子の蓄積電荷のノイズを低減する２重相関サン
プリング回路（ＣＤＳ）、５は撮像信号のゲインを自動
調節するＡＧＣ回路、６はＡＧＣ回路５より出力された
撮像信号に所定の信号処理を施して規格化された映像信
号に変換するカメラ信号処理回路、７はカメラ信号処理
回路より出力された映像信号を、ビデオテープレコーダ
等に記録するのに適した信号に変換する画像信号処理回
路、８は磁気テープを記録媒体として用いるビデオテー
プレコーダである。

【００１５】一方、９は撮像画面上を複数画面に分割
し、任意の領域に相当する画像信号を抽出すべくＡＧＣ
回路５より出力された信号にゲートをかけるゲート回
路、１０はゲート回路９によつて選択された撮像画面内
の指定領域内に相当する撮像信号を積分してその平均光
量を求める積分器、１１は積分器より出力された信号を
後述するシステムコントロール回路によつて処理可能な
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。このゲー
ト回路９による領域指定動作と積分器１０の積分動作は
撮影モードに応じた測光領域の指定および重み付け設定
に関するものであり、その選択特性については、後述の
システムコントロール回路１３より出力されるゲートパ
ルスと、積分リセツトパルスの制御によつて任意に設定
することができる。その詳しい処理については後述す
る。

【００１６】１２は撮像素子３の蓄積動作、読み出し動
作、リセツト動作等を制御するＣＣＤ駆動回路、１３は
アイリス２を駆動するアイリスモータ、１４はアイリス
モータを駆動するアイリス駆動回路、１５は後述のシス
テムコントロール回路より出力されたデジタルのアイリ
ス制御信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、１
６はアイリスの開口量すなわち絞り値を検出するホール
素子等で構成されたアイリスエンコーダ、１７はアイリ
スエンコーダ１６の出力を増幅するアンプ、１８はアン
プ１７によつて所定レベルに増幅されたアイリスエンコ
ーダの出力を後述のシステムコントロール回路によつて
処理可能なデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器であ
る。

【００１７】１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，…は露出制御用
の各種データを記憶したデータ参照テーブル（ＬＵＴ：
Look up table ）で、撮影状況に応じて複数の設定が行
なわれるよう、本実施例では３つのテーブルを図示して
いるが、用意されている撮影モードそれぞれについて備
えられており、後述するフルオート撮影モードでは２つ
のデータテーブルを選択的に使用するように構成されて
いる。ちなみに、本実施例では、後述するように、『室
内撮影モード』、『スポーツ撮影モード』、『風景撮影
モード』、『ポートレートモード』、『サーフ＆スノー
撮影モード』について説明されている。

【００１８】具体的には、複数の撮影モードそれぞれに
応じた、アイリス，シヤツタスピード，ゲイン等の露出
制御用のパラメータの制御特性の情報が格納されてお
り、設定された撮影モードに応じて必要なデータが読み
出されるようになつている。

【００１９】２０は各種操作を行なうための複数の操作
キーからなる操作部、２１はシステムコントロール回路
より出力されたデジタルのゲイン制御信号をアナログ制
御信号に変換してＡＧＣ回路へと供給するＤ／Ａ変換
器、２２，２３はそれぞれ撮影状況に応じてカメラ信号
処理、画像信号処理における各種特性を変化または修正
すべくシステムコントロール回路より出力されたデジタ
ルの制御信号をアナログ制御信号に変換して、カメラ信
号処理回路６、画像処理回路７へと供給するＤ／Ａ変換
器である。

【００２０】２５は本実施例におけるビデオカメラシス
テム全体を総合的に制御する、マイクロコンピユータに
よつて構成されたシステムコントロール回路である。

【００２１】システムコントロール回路２５は、操作部
２０によつて操作された撮影モードに応じてカメラ信号
処理回路６、画像信号処理回路７の特性を制御する制御
信号をＤ／Ａ変換器２２，２３を介して出力するととも
に、撮影モードに応じて、ゲート回路９に供給するゲー
トパルスを制御し、撮像画面上における光量検出を行な
う測光領域の設定を行なう。また積分器１０に供給する
積分リセツトパルスを制御して積分動作の選択特性を制
御する。

【００２２】たとえば、図２は撮像画面に測光領域を設
定した一例を示すものであり、同図は、撮像画面内の中
央部分に測光領域を設定し、この領域内の信号を重点的
に露出制御演算に用いる『中央部分重点測光』の領域設
定状態を示すものである。

【００２３】これは主要被写体が画面のほぼ中央に位置
する確立が高いという経験則に基づいたもので、露出演
算の際、実線で示した中央領域の内側の信号に外側の信
号よりも大きな演算係数を割り振って中央部の重み付け
を大きくした露出制御を行なうようにするものである。

【００２４】そしてゲート回路９を介して取り込まれた
測光領域内における撮像信号の撮影モードに応じた積分
値を取り込み、ＬＵＴ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…のデー
タを参照しながらその撮影状況に応じたアイリス制御信
号を演算し、Ｄ／Ａ変換器１５を介してアイリス駆動回
路１４へと供給するとともに、ＡＧＣ回路５へとＤ／Ａ
変換器２１を介してゲイン制御信号を供給し、撮影モー
ド、撮影状況に応じてＡＧＣ回路５のゲインを可変する
制御を行ない、さらにＣＣＤ駆動回路１２へも制御信号
を供給し、撮影モード、撮影状況に応じて、撮像素子の
蓄積時間（電子シヤツタ）、読み出しタイミング、リセ
ツトタイミング等の制御を行なう。

【００２５】またこれらの各種制御は、撮影モードによ
つてアイリスエンコーダ１６の出力を参照しながら行な
われ、各種の制御パラメータを算出、設定され、上述の
各制御を選択的に、または同時に、または適宜組み合わ
せて実行される。

【００２６】このようにシステムコントロール回路２５
は、上述したような、積分値によるアイリス制御、ゲイ
ン制御、撮像素子の駆動制御（たとえば蓄積時間制御に
よる電子シヤツタ）等を撮影モード撮影状況、アイリス
の駆動状態に基づいて同時にあるいは適宜組み合わせて
動作させることにより、あらゆる撮影状況に対して最適
露出制御を行なうものである。

【００２７】本発明における撮像装置は以上のような構
成となつており、以下その具体的な動作について順を追
って説明する。

【００２８】まず本発明装置において露出制御に用いら
れる各種制御パラメータについて説明する。 （１）アイリス開口量（パラメータＰ１） システムコントロール回路より出力されたアイリス制御
信号は、Ｄ／Ａ変換器１５によつてアナログ信号に変換
された後、アイリス駆動回路１４へと供給されて電流増
幅され、アイリスモータ１３へと供給されてこれを駆動
する。アイリスモータ１３はこれによつてアイリス２の
絞り状態を制御する。

【００２９】Ａ／Ｄ変換器１１より供給される積分器１
０の積分値が、その撮影モードに対応するＬＵＴ１９
ａ，１９ｂ，１９ｂｃ…にて規定されている制御値より
も大であれば、露出オーバーであるため、アイリス駆動
回路１４を制御してアイリスモータ１３をアイリス２を
絞り込む方向に駆動し、入射光量を減少させて結果的に
積分器１０の出力レベルを減少させる。

【００３０】逆にＬＵＴ１９にて規定された制御値より
もＡ／Ｄ変換器１１より供給される積分値が小さい場合
は、上述とは逆にアイリスモータ１３を反対方向に駆動
し、アイリス２を開いて入射光量を増大させ結果的に積
分値を増大させるように制御される。 （２）シヤツタスピード（パラメータ２）（図３を参
照） 撮像素子の蓄積時間設定信号Ｄ_t がシステムコントロー
ル回路２５よりデジタル信号の形態で出力され、これを
受けてＣＣＤ駆動回路１２はＣＣＤの各種タイミングを
決定するパルスを発生し、蓄積時間を制御する。

【００３１】この蓄積時間の設定方法及び設定範囲は撮
像素子であるＣＣＤの構造により大きく異なるので、本
実施例ではＨブランキング期間にＯＦＤ（オーバーフロ
ードレイン）に不要電荷を捨てる構造を持つＣＣＤを例
にして説明する。

【００３２】図３（ａ）はこのＣＣＤの動作を説明する
ためのものであり、設定可能な範囲は、高速側はＨブラ
ンキング内であれば撮像光量やスミヤ等の画質面で許さ
れる範囲で設定できる。実質的には１／１００００秒程
度である。低速側はＮＴＳＣの場合は１／６０秒までＨ
ブランキング周期（約６３．５μ秒）のステツプで設定
可能である。

【００３３】そして具体的な時間制御の方法としてＤ_t
をシステムコントロール回路２５が出力することによ
り、以下の演算によりシヤツタスピードＴが決定され
る。 ．Ｔ_NTSC≒（２６２．５−Ｄ_t ）＊６３．５μｓｅｃ ．Ｔ_PAL ≒（３１２．５−Ｄ_t ）＊６４．０μｓｅｃ このようにして指示を受けたＣＣＤ駆動回路１２は、電
子シヤツタ動作を実現するためにＶ_sub （垂直サブスト
レート印加電圧）に更にΔＶ_sub を加算して光電変換に
よる電荷蓄積部分の電位分布を変化させ、不要電荷を基
板方向に捨てる。このようにして任意のシヤツタスピー
ドを設定することができる。図３（ｂ）はこの動作を示
すものである。

【００３４】そしてシステムコントロール回路２５は、
現在のシヤツタスピードがＡ／Ｄ変換器１１からの積分
値に対応してＬＵＴ１９に規定されている制御値よりも
速ければシヤツタスピードを遅くすべく前記Ｄ_t を現在
の値より小さい値に変更し、逆にＬＵＴ１９に規定され
ている制御値よりも遅ければシヤツタスピードを速くす
べく前記のＤ_t を現在の値よりも大きな値に変更する。 （３）ゲイン（パラメータＰ３） Ｄ／Ａ変換器２１からは映像信号の増幅率を決定するゲ
イン設定信号を出力し、ＡＧＣ回路５へと供給する。

【００３５】ＡＧＣゲインの設定はＡＧＣＣアンプがＣ
ＤＳ４の出力信号が次段のカメラ信号処理回路６にて適
正な信号処理が施されるように設けられているもので、
従来はアイリスによるＡＥループの構成要素の一部とし
て取り扱われており、これだけを任意に制御する対象と
されているものではなかつた。

【００３６】近年ＣＣＤのＳ／Ｎが向上し、ＡＧＣのゲ
インを大きくとつて増幅率を増大しても、撮像系のノイ
ズが余り目立たなくなり、制御パラメータとしての設定
可能範囲が拡大した。

【００３７】ゲインは撮像系の中では、制御レスポンス
の速いパラメータであるので、素早反応が要求される場
面でのＡＥ制御に適したパラメータである。

【００３８】現在のＡＧＣゲインがＡ／Ｄ変換器１１か
らの積分値に対応してＬＵＴ１９に規定されている制御
値よりも大きければ、システムコントロール回路２５
は、ＡＧＣゲインを小さくすべくゲイン設定値を更新す
る。

【００３９】逆に現在のＡＧＣゲインがＡ／Ｄ変換器２
５からの積分値に対応してＬＵＴ２５にて規定されてい
る制御値よりも小さければＡＧＣのゲインを大きくすべ
くゲイン設定を更新する。

【００４０】本発明によれば、以上３つのパラメータを
用い、撮影状況、撮影モードに応じて、撮像系の適正な
露光状態を維持することを可能としたものであり、以下
上述の各パラメータを用いた露出制御について説明する
が、まず各露出制御モードに応じて変化する撮像画面上
における測光領域の設定について説明する。

【００４１】ビデオカメラで撮影する被写体は、場所、
環境、そのときの撮影状況に応じて様々に変化する。し
たがつて、これらの撮影状況において常に最適な自動露
出制御を行なうためには、撮像画面内における測光領域
の設定位置及びその測光領域の重み付け制御も適宜変更
してその状況に適した制御を行なう必要がある。

【００４２】そこで、設定した代表的な場面に応じた光
線状況を考慮して、画面内の輝度分布を想定し、露光量
決定に効果的な情報を提供してくれる画面内の領域にＡ
Ｅ（自動露出制御）演算係数を大きく割り付け、重み付
けを大きくするようにした測光領域を設定するような自
動撮影モードが必要となる。

【００４３】本実施例によれば、図４に示すように、撮
像画面を縦４分割、横６分割し、全画面を２４の小領域
に分割した例を示す（図において、説明の便宜上、各領
域には１〜２４の番号を付してある）。

【００４４】これらの分割動作は、システムコントロー
ル回路２５によつて制御されるものであり、システムコ
ントロール回路２５より出力されるゲートパルスによつ
てゲート回路９を開閉制御して、ＡＧＣ回路５の出力信
号を各領域１〜２４ごとに抽出し、各領域ごとに積分器
１０で独立した値として積分処理され、その結果はＡ／
Ｄ変換器１１によつてデジタル信号に変換された後シス
テムコントロール回路２５内に取り込まれる。

【００４５】システムコントロール回路２５内では、こ
れらの各領域における積分値に対して前記したその撮影
モードに応じてあらかじめ設定されている重み付け係数
を付与した処理を行なう。なおこれらの処理は２４分割
に対応した時分割処理で行なうことが可能である。

【００４６】図５，図６は重み付け係数処理を行なった
撮像画面の例をそれぞれ示すものである。

【００４７】図５は、前述の『中央部分重点測光』を本
発明における２４分割ＡＥ方式で実現したものであり、
画面中央に相当する領域８〜１１、１４〜１７における
重み付け演算係数を１．０とし、その周囲の領域の重み
付け演算係数を０．５と設定し、中央部に重点を置いた
ＡＥ制御となる。具体的には、これらの重み付けされた
各領域の積分値を加算した値に基づいてアイリス、シヤ
ツタスピード、ゲインを制御すれば、これらの制御に上
述の重み付けを反映させることができる。

【００４８】図６は『風景撮影』等に適した測光領域の
例である。一般に風景撮影を行なう場合に地面と空を両
方同時に画面に写し込むことが多い。また空の部分は地
面の部分と比較して、若干の曇天であつても非常に高輝
度であることが多い。このため従来の測光領域を考慮し
ないＡＥ制御を用いて撮影すると、地面部分あるいは空
を背景とした人物等が光量不足で黒くつぶれてしまうこ
とが多かった。

【００４９】これらの不都合を解消するため、空に相当
する画面最上部の領域１〜６の重み付け係数を０．０に
して実質的に無視し、画面中央部の上方の係数を０．５
にし、画面の下半分の係数を１．０にそれぞれ設定す
る。このように演算係数を割り振ることにより、地面に
相当する画面の下方部分に重きを置いたＡＥ演算処理を
行なうことができる。この風景撮影モードについての詳
細は後述する。

【００５０】上記２例以外にも、撮影状況に応じた撮影
モードを設定し、測光領域設定及び後述する撮影状況に
応じた撮影プログラムを適宜選択できるようにしておけ
ば、種々のＡＥ特性の設定が可能である。

【００５１】次に前述の３つのパラメータを用いて撮影
状況に応じた実際のＡＥ制御について説明する。前述し
た通り、様々な撮影状況に適応した撮影を行なうために
は、従来のアイリス制御だけでは対応しきれないため、
本発明では更に多くのパラメータを用意し、これらを最
適制御可能とした。

【００５２】すなわち本発明では、幾つかの代表的な撮
影状況を想定してそれぞれをその状況に最適な条件にて
自動調整しながら撮影が可能となるような『プログラム
・モード』と称する撮影制御方式を発明した。そしてこ
れらのプログラム・モードは、操作部２０のキー操作に
よつて任意に選択設定可能である。

【００５３】ビデオ撮影の様々な場所、様々な状況下に
おいて、常に良好な撮影を行なうためには、撮影状況に
応じて代表的な場面を設定し、場面において最適化をは
かるためには複数の自動撮影（露出制御）モードを備え
る必要がある。

【００５４】この問題を解決するため、複数のパラメー
タ制御のための制御関数を格納したルツクアツプテーブ
ル（ＬＵＴ）を複数個設定し、図１に示すようにＬＵＴ
１９ａ，ＬＵＴ１９ｂ，ＬＵＴ１９ｃ…の複数のテーブ
ルがＲＯＭ等のメモリによつて準備されており、システ
ムコントロール回路２５から選択的に読み取り可能に構
成されており、この選択は、操作部２０のキー操作によ
つて行なわれる。

【００５５】このＬＵＴ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…から
読み取ったデータにより制御される各パラメータの制御
特性の例を図７，図８に示す。

【００５６】図７は、パラメータ（２）のシヤツタスピ
ードを可能なかぎり１／１００秒に設定できるように
し、入力パラメータの輝度情報の変化に対しては、パラ
メータ（１）のアイリスあるいはパラメータ（３）のＡ
ＧＣゲインを可変することによつて適正露出制御を行な
うようにしたプログラム制御の動作を示すプログラム線
図であり、これはたとえばＬＵＴ１９ａ内に格納されて
いる。

【００５７】このプログラムモードは、電源周波数が５
０Ｈｚの地域でＮＴＳＣ方式のビデオカメラを使用した
ときに発生する蛍光灯のフリツカを抑制するためのもの
であり、いわば『室内撮影モード』と称することができ
る。

【００５８】同図において横軸は入力パラメータとして
の被写体照度、縦軸は各パラメータの設定値である。同
図から明らかなように、各パラメータの設定範囲は、入
力パラメータすなわち被写体照度に応じてＡ，Ｂ，Ｃ３
つのエリアに分割されており、各エリアの中で３つのパ
ラメータを組み合わせることにより、露出制御を行なう
ようになつている。

【００５９】すなわちエリアＡを見ると、シヤツタスピ
ード（Ｐ２）は１／１００秒に固定され、且つゲイン
（Ｐ３）も固定されており、アイリス（Ｐ１）を明るさ
に応じて制御することにより露出制御が行なわれる。こ
のエリアＡで大抵の被写体に適応することが可能であ
る。

【００６０】一方エリアＢでは照度が低くなり、アイリ
スが開放になつてしまつた状況を示しており、アイリス
は図に示すように開放値で一定となつている。したがつ
てシヤツタスピードを１／６０秒まで変化させることに
よつて、露出制御が行なわれる。すなわちＮＴＳＣ方式
では本来１／６０秒周期で蓄積、読み出しを行なってい
るため、１／６０秒は本来の動作タイミングを示す。

【００６１】またさらに照度が低下すると、エリア３に
示すように、アイリス，シヤツタが限界に達しているの
で、ゲイン（Ｐ３）を上げることにより、露出制御を行
なつている。

【００６２】このように、被写体照度を示す入力パラメ
ータの変化に応じて、制御パラメータＰ１〜Ｐ３を変化
させることにより、その撮影状況に応じた最適露出制御
を行なうことができるものである。

【００６３】また図８は、別のプログラムモードを示す
もので、たとえばＬＵＴ１９ｂ内に格納されているプロ
グラム線図で、シヤツタスピード（Ｐ２）をできるだけ
１／５００秒という高速シヤツタに設定し、動きの速い
被写体に対してブレを抑え、画面を鮮明に撮影できるよ
うに用意されたプログラムモードであり、本発明におい
ては『スポーツ撮影モード』と称することにする。

【００６４】同図から明らかなように、エリアＡ，エリ
アＢにおいてシヤツタスピードを可能な限り１／５００
秒に維持し、被写体照度の変化に対してはアイリス（Ｐ
１）とゲイン（Ｐ３）によつて露出制御を行ない、被写
体照度が低下してシヤツタスピードが維持できなくなつ
たエリアＣで初めて１／６０秒まで徐々に変化させるよ
うに動作する。

【００６５】また図９は、前述の図６に示す『風景撮影
モード』におけるプログラム線図である。実際のプログ
ラム線図は、図７，図８のようになるが、簡単のため、
図９では、アイリス，シヤツタスピード，ゲインの順に
上方より順次作動範囲を示すことにする。

【００６６】すなわち同図において、Ｉはアイリス制御
パラメータ（Ｐ１）、Ｓはシヤツタスピード制御パラメ
ータ（Ｐ２）、Ｇはゲイン制御パラメータ（Ｐ３）を示
しており、図の右方に示すように、アイリス制御パラメ
ータ（Ｐ１）はＣＬＯＳＥとＯＰＥＮの間を動作し、シ
ヤツタスピード制御パラメータ（Ｐ２）は一定、ゲイン
制御パラメータ（Ｐ３）は、±０ｄＢの増幅率１（入力
信号をそのまま出力するのでＴＨＲＯＵＧＨとする）か
ら所定値Ｇ１までの間を変化することを意味している。
ただし、各パラメータとも可変領域内では、前述の図
７，図８のプログラム線図と同様に、入力パラメータで
ある輝度レベルに応じてその値を変化するものとする。

【００６７】風景撮影モードでは、フリツカ、動きの速
い被写体等は存在しない場合が多いため、シヤツタスピ
ード（Ｐ２）は標準の１／６０秒に固定され、アイリス
（Ｐ１）中心の制御となり、アイリスが開放となつた
後、ゲイン（Ｐ３）の制御が行なわれる。

【００６８】すなわち同図に示すように、入力パラメー
タの被写体輝度の値に応じてパラメータの制御範囲がｙ
を境に２つのエリアに分割されている。シヤツタスピー
ド（Ｐ２）は、入力パラメータの被写体輝度の値に関係
なく１／６０秒に固定され、輝度がｙまで低下するまで
はＡＧＣゲイン（Ｐ３）は±０ｄＢに固定され、アイリ
ス（Ｐ１）のみの制御となる。輝度がｙ以下となつてア
イリスが開放となつた後は、ＡＧＣゲインを変化させて
最適露光制御を行なうように制御される。

【００６９】このように、撮影状況に応じて複数のプロ
グラム・モードを用意しておき、これを操作部２０のキ
ー操作で適宜選択することによつて、あらゆる撮影状況
に対しても最適な露出制御を行なうことができる。

【００７０】なお、操作部２０で撮影プログラムモード
を切り換える際、前述したように撮像画面における測光
領域の設定も同時に連動して切り換える。たとえば図７
の室内撮影モード、図８のスポーツ撮影モードでは通常
人物等の画面中央に位置させる被写体を撮ることが多い
ため、図５に示す『中央部分重点測光』画面とする。ま
た図９の風景撮影モードについても、この撮影モードに
切り換える動作に連動して撮像画面における測光領域を
図６に示す『風景撮影モード』用の測光領域に切り換え
る。

【００７１】ところで、上述した各プログラム線図にお
ける各パラメータの制御には、以下に示す特徴がある。

【００７２】すなわち、図７，図８等から明らかなよう
に、各制御パラメータを複数のエリア（本実施例では
Ａ，Ｂ，Ｃの３エリア）に分割し、入力パラメータすな
わち被写体照度の変化に応じて各エリアが選択されるよ
うになされ、且つ各エリアごとに見ると、いずれもＡＥ
制御に用いる可変のパラメータが１つだけ指定され、他
の２つは固定（ＦＩＸ）されている。この様子はプログ
ラム線図下方の表に示されている。

【００７３】すなわち図７では、エリアＡではパラメー
タ（Ｐ１）が可変で他は固定、すなわちアイリス制御を
行なっているときには、シヤツタスピード、ゲインは固
定されている。

【００７４】またエリアＢではパラメータ（Ｐ２）すな
わちシヤツタスピードが可変で他は固定、またエリアＣ
ではパラメータ（Ｐ３）すなわちゲインが可変で他は固
定となつている。

【００７５】この結果、３つの制御パラメータを可変し
て制御を行なうにもかかわらず、各エリア単位では、可
変するパラメータが常に１つとなり、固定されたパラメ
ータの演算処理が不要となるため、演算処理は従来の単
一パラメータ処理によるものと変わらない。

【００７６】すなわち本発明は、あらゆる撮影状況に対
応させるために制御パラメータを増やしたことによつて
当然生じる複雑な演算処理を、パラメータの設定領域を
複数の領域に分割し、その各領域で可変するパラメータ
を１つとして他を固定することにより、複雑多岐にわた
る撮影条件と複数の制御すべきパラメータの取り扱いが
簡素化でき、大規模なロジツクや大型のコンピユータを
用いることなく最適ＡＥ制御を実現することができるも
のである。

【００７７】なお、本発明は、上述の制御パラメータの
切り換え動作において、もう１つの特徴を備えている。

【００７８】すなわち本発明は、可変するパラメータを
常に１つにして他を固定することによつて演算処理の削
減をはかつているが、ビデオカメラ特有の性質として、
通常撮影の対象が動画像であり刻々と撮影条件が変化し
ていることが挙げられる。

【００７９】入力パラメータに対応して各制御パラメー
タを設定する場合、撮影条件の変化に伴い、分割した複
数のエリア間を入力パラメータの値が移動することが生
じてくる。このとき、被制御パラメータの切り換え動作
が発生するが、パラメータによつては画面上の変化の仕
方が大きく異なることがあり、この変化が頻繁に発生す
ると、画面が見ずらくなることが予想される。

【００８０】この対策として、エリア移行の際にヒステ
リシスを持たせ、エリア移行の頻度を低く抑えることが
考えられるが、切り換えが発生した場合には効果がな
く、根本的な対策には成り得ない。

【００８１】そこで、本発明では、この対策として図
７，８に示すように、隣接エリアの２つのパラメータ
を、エリアの境界付近辺の境界部分の領域Ｂ１、Ｂ２に
おいてのみ同時に変化させるように制御している。

【００８２】図７において、破線で挟まれた境界部分Ｂ
１がパラメータＰ１とＰ２とが同時に動作する境界領域
であり、同様に境界部分Ｂ２ではパラメータＰ２とＰ３
とが同時に動作されている。

【００８３】このようにして２つのパラメータを同時に
変化させることによつて、各パラメータ特有の画像変化
が同時にかつ徐々に発生して行くので、エリア間におけ
るパラメータの移動が発生した場合でも画面の変化を視
覚的に違和感のないものとすることができる。

【００８４】以上、露出を複数の撮影プログラム・モー
ドによつて制御する方法について説明したが、本発明に
よれば、上述の撮影モードの切り換えにともない、シス
テムコントロール回路２５の指令により、Ｄ／Ａ変換器
２２，２３を介して各種の画像処理や、カメラ信号処理
の各種特性を標準位置から、それぞれの撮影状況に応じ
て変化させるための制御信号が供給可能に構成されてい
る。

【００８５】すなわち撮影の行なわれる様々な場所、状
況において、各々の場面を常に最適に表現するために
は、撮影時の基本的な制御パラメータによる制御に加
え、図１に示すカメラ信号処理回路６，画像信号処理回
路７等に対する制御も効果的である。

【００８６】そこで、設定した代表的な場面に応じた撮
像画面を考慮し、設定された撮影モードに応じて、図１
のカメラ信号処理回路６では映像信号レベルの非線形変
換特性（ｋｎｅｅ特性やγ特性）を図１１に示すａ，
ｂ，ｃのように変化させたり、画像の先鋭度を変化させ
るアパーチヤ補正回路の特性等を制御可能となし、また
同図の画像信号処理回路７では、付加的な画像効果を付
与するための処理として、たとえば撮像した映像信号に
『フエード効果』や『残像効果』を与えることが考えら
れる。

【００８７】図１２図にこのような付加効果を施す機能
を備えた画像信号処理回路６の構成例を示し、以下にそ
の構成及び動作について説明する。

【００８８】色信号処理回路３０からはシステムコント
ロール回路２５からの制御信号※１によつて指定された
色信号（たとえば全面青のブルーバツクあるいは全面白
等）を発生し、その色信号と、映像出力をフイールドメ
モリ回路３２により１画面遅延した信号と、無信号の３
者択一の選択を行なう選択スイツチ３１へと供給され
る。

【００８９】この選択スイツチ３１より、システムコン
トロール回路２５の指示※２によつて選択された３者の
うちの１つの情報が、乗算器３３の入力端子へと供給さ
れる。乗算器３３は、システムコントロール回路２５の
指示※３によつて乗算係数発生器３４より出力された係
数を用いて乗算処理を実行する。その乗算結果は加算器
３５によつて、入力端子３６より入力された映像入力信
号に乗算器３８によつて同様の係数乗算処理を行なった
結果の信号と加算され、出力端子３７へと供給される。

【００９０】このような信号の処理過程において、選択
スイツチで無信号のＯＦＦ端子を選択すると加算器３５
に入力されるのは入力端子緒３６からの映像信号のみで
あるので、この映像入力信号がそのまま映像信号出力端
子３７へ（スルー）出力される。この時の乗算器３８の
係数は１．０でスルーとなつている。

【００９１】次に色信号発生器３０の出力を選択スイツ
チ３１で選択した場合には、システムコントロール回路
２５の指示（開始／終了のタイミングあるいは直接の係
数設定）に応じて乗算係数発生器３４の出力との演算を
行ない映像入力端子３６からの入力映像信号と逆動作
（係数で１の補数関係）にて一方が０→１と出現し、他
方が１→０と消滅し、結果的に色信号と入力信号が入れ
替わる。視覚的には、青画面から徐々に動画像に変化し
ていくように画面が変化する。

【００９２】またフイールドメモリの出力を選択した場
合も乗算器３８の係数の関係は前述同様に１の補数であ
る。違いは時間的な変化を伴わず、たとえば０．５等に
固定して動作させる点である。

【００９３】この場合、加算して出力した結果を１画面
遅れで所定の割合で巡回的に加算して行くので、入力画
像が時間軸方向に尾を引くように表現される。

【００９４】そしてこのような信号処理を、たとえば人
物を重点的に撮影するような、ポートレート撮影モード
等において動作させることにより、前述のカメラ信号処
理回路においては、アパーチヤ特性等を変化させて人間
の視覚特性の先鋭度に関与する周波数、テレビ信号にお
いては２〜３ＭＨｚ近辺の周波数レスポンスを低下させ
ることによつて画像に柔らかな感じを付与することがで
きる等、画質調節を行なうことができる。

【００９５】また上述の図１２に示すような回路を動作
させれば、画像に色フエードをかけることができる等、
特殊画像処理の効果を自動的に付与することができる。

【００９６】このポートレート撮影モードは基本的には
図５に示すような測光領域に同図のような重み付けを施
した中央重点測光による撮影モードであり、撮影プログ
ラム・モードについて示すと、そのプログラム線図は図
１３に示すように設定されている。実際のプログラム線
図は、図７，図８のようになるが、簡単のため、図９と
同様に、アイリス，シヤツタスピード，ゲインの順に上
方より順次作動範囲を示すことにする。

【００９７】すなわち図１３において、Ｉはアイリス制
御パラメータ（Ｐ１）、Ｓはシヤツタスピード制御パラ
メータ（Ｐ２）、Ｇはゲイン制御パラメータ（Ｐ３）を
示しており、図の右方に示すように、アイリス制御パラ
メータ（Ｐ１）はＣＬＯＳＥとＯＰＥＮの間を動作し、
シヤツタスピード制御パラメータ（Ｐ２）はＨｉｇｈス
ピード（Ｔ１）と標準の１／６０秒の間を変位し、ゲイ
ン制御パラメータ（Ｐ３）は、±０ｄＢの増幅率１（入
力信号をそのまま出力するのでＴＨＲＯＵＧＨとする）
から所定値Ｇ１までの間を変化することを意味してい
る。

【００９８】ただし、各パラメータとも可変領域内で
は、前述の図７，図８のプログラム線図と同様に、入力
パラメータである輝度レベルに応じてその値を変化する
ものとする。

【００９９】このポートレートモードは、被写体が人物
であることを想定しており、したがつて被写界深度を浅
く撮ることを重視している。

【０１００】同図から明らかなように、横軸の被写体照
度に対してｙ１，ｙ２の２つのしきい値が設けられ、３
つのエリアに分割されている。

【０１０１】アイリスはについて見ると、高輝度のエリ
アＡでは、アイリスによる制御が行なわれるが、高輝度
でＳ／Ｎを確保したいため、アイリスが開放値となるま
でＡＧＣのゲインは±０ｄＢのまま保持されるが、アイ
リスの小絞りによる回折現象からくる解像力の低下を考
慮してアイリスの制御が行なわれる。

【０１０２】具体的には、入力輝度レベルがｙ１以下で
はアイリスは開放値に制御される。これによつて通常の
輝度ではアイリスは開放となり、被写界深度を最も浅く
することができる。すなわちアイリスの制御特性は、ｙ
１を境にして高輝度から低輝度までの全域を可変領域と
開放領域の２段階に切り換えられる。

【０１０３】シヤツタスピードについて見ると、ｙ１以
上の高輝度領域では、通常の１／６０秒より高速の高速
シヤツタスピードＴ１に設定されており、これは小絞り
対策に加え、高輝度でもできる限り被写界深度を浅くす
るため、ある程度高めのシヤツタスピードに設定されて
いる。実際には１／２５０〜１／４０００秒程度の範囲
内で設定される。

【０１０４】またこれはＳ／Ｎをかせぐため、低輝度に
なつてもＡＧＣゲインを上げずに制御できる意味もあ
る。

【０１０５】ｙ１〜ｙ２のエリアにおいては、アイリス
が開放値になつており、ＡＧＣゲインもＳ／Ｎの点から
上げたくないので、シヤツタスピードを前記Ｔ１と標準
の１／６０秒の間で変化させることによつて露出制御が
行なわれる。

【０１０６】輝度レベルがｙ２以下では、シヤツタスピ
ードをテレビジヨン信号の標準値である１／６０秒（Ｎ
ＴＳＣ）に設定される。

【０１０７】この状態ではＡＧＣゲインのみによる露出
制御となり、Ｓ／Ｎの許容範囲内でゲインを上げること
により露出制御が行なわれる。

【０１０８】ＡＧＣゲインについては、上述したよう
に、輝度がｙ２以上では常に±０ｄＢに固定されてお
り、ＡＧＣ回路５自体増幅作用を持たない状態に制御さ
れ、このｙ２以上の領域が被写体照度の大部分を占める
ようにするので、全域にわたつてＳ／Ｎの良好な撮影画
像を得ることができる。

【０１０９】入力輝度レベルがｙ２以下となつて、初め
てゲインの制御が行なわれ、ゲインアツプすることによ
つてＳ／Ｎの許す範囲で露出制御が行なわれる。

【０１１０】このように、ポートレートモードにおいて
は、中央重点測光で撮影されるが、人物を基本とした撮
影が前提となるので、上述した画質調整や画像処理を併
用するときわめて有効である。

【０１１１】以上、各撮影モードにおける各制御パラメ
ータの設定、同じく撮影モードに応じた測光領域の設
定、さらに撮影モードに応じた信号処理系の特性の切り
換えについて基本的な説明を行った。

【０１１２】次に上述したアイリス，シヤツタスピー
ド，ゲイン等の各制御パラメータの設定動作の手順につ
いて説明する。

【０１１３】図１０は、たとえば図７のプログラム線図
を用いるプログラム撮影モードにおける、上述のエリア
境界部分のパラメータ処理を含めたパラメータ設定動作
を示すフローチヤートである。

【０１１４】同図において、制御をスタートすると、Ｓ
１にて電源投入を監視し、電源投入がなされるとＳ２へ
と進み、操作部２０によつて選択された撮影プログラム
・モード（Ｍ）を確認してＳ３へと進み、選択されてい
るプログラム・モード（Ｍ）に対応するＬＵＴ１９ａあ
るいは１９ｂ、１９ｃを参照し、指定のプログラム特性
を設定する。

【０１１５】Ｓ４では前記指定されたＬＵＴから撮像画
面上に設定された２４分割それぞれの重み付けに関する
データを読み出し、前述のように、その撮影モードに応
じた重み付けを行ない、Ｓ５へと進む。

【０１１６】Ｓ５では指定された撮影モードに応じて、
ＬＵＴより画像処理の内容及び特性を読み出し、その撮
影モードに適応した、上述の例で言えばアパーチヤ制御
による画質調整や、色フエード等による画像処理が設定
される。

【０１１７】Ｓ６では、基準パラメータ軸上における現
在のエリアすなわち入力パラメータに対応する被写体照
度から現在のエリアを確認する。

【０１１８】続いてＳ７へと進んで、現在のエリアに応
じて分岐先を決定する。

【０１１９】エリアＡと決定された場合には、Ｓ８へと
進んでアイリス制御パラメータＰ１を算出し、続いてＳ
９でエリアの境界域Ｂ１の内外の判定を行ない、境界Ｂ
１外であれば、Ｓ１０に進んでシヤツタスピード制御パ
ラメータＰ２を前置保持して固定し、Ｂ１内であればＳ
１１へと進んでシヤツタスピード制御Ｐ２を算出して更
新した後、Ｓ２１へと進み、ゲイン制御パラメータＰ３
を前置保持して固定し、Ｓ２４へと進む。

【０１２０】またＳ６でエリアＢと決定された場合は、
Ｓ１２でシヤツタスピード制御パラメータＰ２を算出
し、Ｓ１３へと進んでエリアの境界域Ｂ１，Ｂ２それぞ
れの内外の判定を行ない、Ｂ１内であつた場合はＳ１４
でアイリス制御パラメータＰ１を算出してＳ２１へと進
み、ゲイン制御パラメータＰ３を前置保持して固定した
後Ｓ２４へと進む。

【０１２１】Ｂ２内であつた場合にはＳ１６へと進んで
ゲイン制御パラメータＰ３を算出して、Ｓ２３へと進
み、アイリス制御パラメータＰ１を前置保持して固定し
た後、Ｓ２４へと進む。

【０１２２】Ｂ１にもＢ２にも属していない場合には、
Ｓ１５でアイリス制御パラメータＰ１を前置保持して固
定し、Ｓ２２でゲイン制御パラメータＰ３を固定した
後、Ｓ２４へと進む。

【０１２３】またＳ７において、エリアＣと決定された
場合には、Ｓ１７へと進んでゲイン制御パラメータＰ３
を算出し、続いてＳ１８でエリアの境界域Ｂ２の内外の
判定を行ない、境界Ｂ２外であれば、Ｓ２０に進んでシ
ヤツタスピード制御パラメータＰ２を前置保持して固定
し、Ｂ２内であればＳ１９へと進んでシヤツタスピード
制御Ｐ２を算出して更新してＳ２３へと進み、アイリス
制御パラメータＰ１を前置保持して固定した後、Ｓ２４
へと進む。

【０１２４】Ｓ２４では、前述の処理によつて設定した
各パラメータの値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３すなわちアイリス、
シヤツタスピード、ゲインの各制御値をシステムコント
ロール回路２５より出力して、アイリス２、撮像素子
３、ＡＧＣ回路５をそのプログラム・モードに応じてそ
れぞれ制御し、Ｓ２５で次の処理時間単位が来るまで待
機し（本実施例では、１フレームに１演算を基本単位と
する）、Ｓ２６で電源遮断を確認し、電源ＯＮが継続し
ていればＳ１へと戻って上述の処理を繰り返し行ない、
電源ＯＦＦが指示されていれば、処理を終了する。

【０１２５】これによつて、選択されたプログラム・モ
ードそれぞれに応じた各種パラメータの制御が可能とな
り、これに基づいて露出制御が行なわれる。

【０１２６】また撮影プログラム・モードの切り換えに
連動して撮像画面における測光領域及び画像信号処理系
の特性あるいは付加的機能もその撮影状況に適したもの
に切り換えるようになつているため、それらの各の撮影
状況に応じて常に最適な自動露出制御及び撮影を行なう
ことができる。

【０１２７】しかも撮影状況が変化してもカメラの撮影
状態が不自然に変化することがなく、最適な制御モード
切り換えを行なうことができる。

【０１２８】次に、本発明のさらに別のプログラム撮影
モードである『サーフ＆スノー撮影モード』について説
明するとともに、『サーフ＆スノー撮影モード』を例に
して各種撮影モードの設定及び制御、及びデータテーブ
ルＬＵＴの内部構造及びその設定による制御パラメータ
の制御について詳細に説明する。

【０１２９】『サーフ＆スノー撮影モード』とは、たと
えば雪景色、砂浜等、画面の広範囲が高輝度となる撮影
状況を想定したプログラム撮影モードである。

【０１３０】一般にこのような画面を背景にして主要被
写体を撮影すると、主要被写体は背景の高輝度に引っ張
られて『黒つぶれ』を生じる。

【０１３１】これを防止するために露出を補正して主要
被写体の黒つぶれを防止することが考えられるが、単純
にこのような方法をとれば、また雪景色、砂浜等のよう
に輝度の高い背景が広範囲にあると、背景と主要被写体
の両方に程よい露出制御を行なうことは困難であり、逆
に白が灰色になる等、背景の景色が不自然になる問題が
生じる。

【０１３２】本発明の『サーフ＆スノー撮影モード』は
このような撮影状況においても良好な露出制御を行ない
不自然さのない撮影を可能とするプログラム撮影モード
であり、操作部２０の操作によつて設定される。

【０１３３】図１４はこのモードが選択されたとき参照
され、その制御に必要な各種制御パラメータの定義、特
性を格納したデータテーブルＬＵＴの内部構造を示す。

【０１３４】またこのＬＵＴによつて定義、設定された
各種制御パラメータの動作すなわち入力輝度レベルに対
する各制御パラメータの遷移を示すプログラム図は、図
１３に示すポートレート撮影モードにおける制御パラメ
ータ遷移図のデザインと同様である。したがつて、本願
では、このサーフ＆スノー撮影モードにおける制御パラ
メータの設定の説明を図１３を用いて行なう。

【０１３５】ただしデザインが同様であるだけで、２つ
のしきい値と、シヤツタスピード、ゲイン制御値はこれ
らの撮影モード間では、別個に設定されるものであり、
これらを区別するため、２つのしきい値をそれぞれｙ
１’，ｙ２’とし、高速シヤツタスピードをＴ１’と
し、ゲイン制御値をＧ１’として図示することにする。

【０１３６】以下各図における個々のパラメータについ
て順に説明する。 （Ｐ１：アイリス制御パラメータ）アイリス制御パラメ
ータは、入力パラメータＹすなわち輝度レベルによつて
変化し、その属性として関数ｆ(y) が定義されている。

【０１３７】入力輝度レベルが図１３に示すしきい値ｙ
１’よりも高い場合には図１４の右側のデータ欄から明
らかなように、『→ＣＡＬ』の表示で演算（ｃａｌｃｕ
ｌａｔｉｏｎ）が必要であることを示している。

【０１３８】高輝度でＳ／Ｎを確保したいため、ＡＧＣ
ゲインは±０ｄＢ（ＴＨＲＵＧＨ）のままで、アイリス
の小絞りによる光の回折現象に起因する解像力の低下と
いう小絞り対策を考慮し、アイリスを先に開放値まで開
ききるように制御される。

【０１３９】入力輝度レベルがｙ１’以下では、アイリ
スを開放に設定する制御が『→ＯＰＥＮ』で示されてい
る。

【０１４０】このようにして１つのしきい値ｙ１にて高
輝度から低輝度までの全域を２分割してアイリスの制御
特性が定義されている。 （Ｐ２：シヤツタ制御パラメータ）シヤツタ制御パラメ
ータは、しきい値ｙ１’，ｙ２’によつて入力パラメー
タの輝度の関数ｆ(Y) が定義されている。

【０１４１】入力輝度レベルがｙ１’よりも高い場合に
は『→Ｔ１’』が指定され、シヤツタスピードを高速の
Ｔ１に固定する設定になつている。この場合においては
演算は不要である。

【０１４２】ここでＴ１は前述したように、小絞り対策
のため、ある程度高めのシヤツタスピードに設定する。

【０１４３】実際には１／１２５〜１／５００秒程度の
範囲内で選択される。

【０１４４】またこの段階では、Ｓ／Ｎをかせぐため、
低輝度になつてもできる限りＡＧＣゲインを上げずに制
御される。

【０１４５】入力輝度レベルがｙ１’とｙ２’の間で
は、『→ＣＡＬ』が設定されており、入力輝度レベルに
応じた最適なシヤツタスピードを演算によつて求め、制
御パラメータ値の設定を行なうよう制御することを示し
ている。

【０１４６】またここでの制御可変幅は前述のＴ１’と
テレビジヨンの標準の画面周波数（標準値）の間であ
る。

【０１４７】入力輝度レベルがｙ２’以下ではシヤツタ
スピードをテレビジヨン信号の標準値に設定すべきであ
ることが『→標準値』で示されている。

【０１４８】ここで言うテレビジヨン信号の標準値と
は、ＮＴＳＣでは１／６０秒、ＰＡＬでは１／５０秒の
ことを指す。

【０１４９】この状態では、ＡＧＣゲインだけが制御可
能なパラメータとして残っているので、Ｓ／Ｎ劣化の点
で許容し得る範囲内でゲインアツプし、露出制御を行な
うように制御される。 （Ｐ３：ＡＧＣゲイン）ＡＧＣゲインを処理対象のパラ
メータとした場合も、複数のしきい値により、その入力
輝度の関数ｆ(Y) が定義されており、入力輝度レベルが
ｙ２’より高い場合は『→±０ｄＢ』の指定がなされ、
ＡＧＣゲインを±０ｄＢに固定し、増幅作用を持たせな
い利得設定がなされている。すなわちアイリスとシヤツ
タによつて露出制御が可能な場合は、ＡＧＣゲインを固
定してＳ／Ｎの劣化を防止するためであり、この場合も
演算不要である。

【０１５０】またこの区間が被写体照度の範囲の大部分
を占めるように設定されているため全域にわたつてＳ／
Ｎの良好な撮像が可能となる。

【０１５１】また入力輝度レベルがｙ２’以下では、最
適なＡＧＣゲインが演算され、ゲイン制御パラメータの
設定が行なわれるよう、『→ＣＡＬ』が指定されてい
る。

【０１５２】既に他のパラメータは限界にきており、こ
の状態において残されている制御可能なパラメータはＡ
ＧＣゲインのみであるため、Ｓ／Ｎ劣化との兼ね合いを
考慮しながら、許容し得る範囲内でゲインアツプをはか
り露出制御が実行される。

【０１５３】これらのしきい値ｙ１’，ｙ２’によつて
３つに分割されたエリアと３つの制御パラメータの関係
は、図１３より明らかであり、ここでも演算すべきパラ
メータは、３つのエリアそれぞれにおいて常に１つとな
るよう分散して配置され、演算の簡略化がはかられてお
り、その配置は高輝度側のエリアより、Ｉ，Ｓ，Ｇとな
つている。 （Ｐ４：ＡＥウエイテイングパラメータ＝測光領域重み
付け設定）撮像画面内の測光領域分布及びそれらの重み
付けを設定するパラメータであり、図１４より明らかな
ように、属性はｆ(Y) で、入力輝度の関数であることが
示されている。

【０１５４】具体的には入力輝度信号に応じて作成する
ヒストグラムによつて定義されており、撮像画面の２４
分割それぞれの領域における入力輝度信号レベルを検出
して輝度レベルのヒストグラムを作成し、これによつて
撮像画面上の輝度の高い部分、低い部分の分布状態を正
確に検出し、重点測光する領域を決定する。

【０１５５】本実施例では２４分割の領域に対して各々
の輝度レベルを検出してこれらより作成した輝度ヒスト
グラムから上位Ｎ％（本実施例ではＮ＝５０％すなわち
２４÷２＝１２となつており、この値は程度に応じて複
数備えてもよい）の領域を抽出し、この１２領域の輝度
情報のみを用いて露光制御を行なう。

【０１５６】係数で表現すると、抽出領域には各々１．
０を、非抽出領域には各々０．０をわりあててＡＥ制御
の演算を実行することになる。

【０１５７】このようなヒストグラムの様子を図１５に
示す。同図の上部が輝度ヒストグラムで横軸はＩＲＥの
レベルを示し、左方から右方へとレベルが高くなり、縦
軸の０〜６は各ＩＲＥレベルに該当するエリアの数を示
す。

【０１５８】また下部は上部の輝度ヒストグラムの累積
ヒストグラムである。縦軸は２４分割した領域の数を表
わしている。

【０１５９】そして同図では、この累積ヒストグラムの
２４領域中、５０％にあたる上位１２領域（１〜１２）
を抽出することを示している。またこのヒストグラムに
基づいて撮像画面内の２４の分割領域に重み付けを行な
った測光領域分布を図１６に示す。上記のヒストグラム
によつて抽出した領域には１．０の重み付け演算係数が
割り振られている。

【０１６０】このようにして、撮像画面内における輝度
の高い方から半数の１２個を選択して、その部分を重視
したＡＥ測光特性が設定でき、画面内において輝度の高
い部分を広めに重点測光するため、雪景色や砂浜等の全
体的に高輝度部分が多い撮影状況でも、主要被写体の黒
つぶれや、画面内の一部の黒つぶれを防止すべく露出補
正を行なった結果によつて画面の高輝度部分の画像が白
とびを起こして不自然になるような品位の悪い撮影を防
止し、画面全体で自然な撮影画像を得ることができる。 （Ｐ５：ＡＥ基準値パラメータ）ＡＥ基準値のパラメー
タは露出制御の基準となる輝度レベルを示すものであ
り、数値定義で格納されている。この基準値をもとにし
て露出の過不足の判定が行なわれるものであり、本実施
例では雪景色、砂浜等のように撮像画面内において高輝
度部分の占める割合の多い撮影状況を想定した撮影モー
ドであるので、高輝度被写体部分が全体的にきれいに写
るように、ＡＥ基準値は一般的な５０ＩＲＥに対して若
干高めの設定として８０ＩＲＥの設定になつている。こ
のパラメータも入力輝度レベルによらず、その撮影モー
ドでは一定である。 （Ｐ６：画質調整パラメータ）前述したアパーチヤ制御
等による画質調整処理を指定するパラメータで、処理内
容をコードによつて定義されており、属性は固定で、撮
影モードに応じて設定されており、入力輝度レベルによ
つては変化しない。

【０１６１】この撮影モードでは『ＮＯＲＭＡＬ』の設
定になつており、基本画質を標準値に設定する。 （Ｐ７：画像効果処理パラメータ）図１２で説明したよ
うな、フエード等の画像処理を指定するためのパラメー
タで、処理内容はコードによつて定義されている。

【０１６２】『ＮＯＲＭＡＬ』の指定がなされており、
画像の特殊効果は行なわれない設定となつている。

【０１６３】このように、本発明におけるデータテーブ
ルＬＵＴには、制御に必要な各種パラメータの定義、特
性が格納されており、且つこのようなＬＵＴを撮影モー
ドに応じて複数備え、指定された撮影モードに応じて選
択できるため、あらゆる撮影状況、撮影環境に対して、
常に最適な制御を行なうことができる。

【０１６４】このように、本発明におけるデータテーブ
ルＬＵＴには、制御に必要な各種パラメータの定義、特
性が格納されており、且つこのようなＬＵＴを撮影モー
ドに応じて複数備え、指定された撮影モードに応じて選
択できるため、あらゆる撮影状況、撮影環境に対して、
常に最適な制御を行なうことができる。

【０１６５】以上『サーフ＆スノー撮影モード』を例に
して、その制御パラメータを定義したデータテーブルＬ
ＵＴ、及びそれによつて設定された制御パラメータの動
作特性について説明した。

【０１６６】ここで、図１４に示すＬＵＴからデータを
システムコントロール回路へと読み出して制御パラメー
タを演算し、図１３のように制御パラメータを設定する
動作について、図１７のフローチャートを用いて詳細に
説明する。

【０１６７】これらの処理動作は、基本的には、図１０
のフローチヤートにおけるＳ２のプログラム撮影モード
の確認処理からＳ２４の、各制御パラメータに基づくア
イリス，シヤツタ，ゲイン制御データの出力までの処理
の中で行なわれる。

【０１６８】図１７は、撮影プログラム・モードに応じ
た制御特性をセツトするためのデータセツトの手順を示
す動作フローチヤートで、図１０のフローチヤートのＳ
２〜Ｓ２４の処理の中で並行して実行されるルーチンで
あり、このルーチンを終了後は図１０のＳ２５へとリタ
ーンするものとする。

【０１６９】制御をスタートすると、Ｓ１０１で撮影モ
ードの選択を図１の操作部２０によつて行ない、その選
択結果がシステムコントロール回路２５へと取り込ま
れ、Ｓ１０２において、選択された撮影モードに応じた
ＬＵＴが、ＬＵＴ１９ａ〜１９ｂの中から選択される。

【０１７０】Ｓ１０３ではパラメータを指定するための
パラメータカウンタｎをｎ＝０１に初期設定を行ない、
Ｓ１０４でＳ１０３にて指定されたパラメータＰｎのデ
ータを読み込む。

【０１７１】このパラメータ指定について説明すると、
図１４の例では、ｎ＝０１のときはアイリスに関するデ
ータ、ｎ＝０２のときはシヤツタスピードに関するデー
タ、ｎ＝０３のときはＡＧＣゲインに関するデータ、ｎ
＝０４のときはＡＥウエイテイング（測光領域の重み付
け係数）に関するデータ、ｎ＝０５のときはＡＥの評価
基準値に関するデータすなわち輝度レベルを一定に合わ
せる基準となるレベル、ｎ＝０６のときは画質調整に関
するデータ、ｎ＝７で特殊効果的な画像処理等に関する
データがそれぞれシステムコントロール回路２５に読み
込まれる。

【０１７２】Ｓ１０５では、読み込まれたパラメータの
属性を確認し、入力パラメータに依存したものであるか
（ｆ(Y) ）、入力パラメータに依存せずモードに対応し
た固定的なデータかの判別が行なわれる。

【０１７３】すなわち図１４のテーブルに示すように、
属性とは入力パラメータすなわち本実施例では被写体照
度に対して、所定の関数ｆ(Y) にしたがつて変化するも
のであるか、入力パラメータの変化に関係なく固定であ
るかを示しており、Ｓ１０５でパラメータの属性がｆ
(Y) で入力パラメータに依存するものであれば、Ｓ１０
７へと進み、固定であればＳ１０６へと進み、データの
属性が輝度レベルによらず固定であるとしてそのパラメ
ータの値を設定する。

【０１７４】Ｓ１０７ではパラメータ・カウンタｎに１
を加算して、ｎ＋１とし、Ｓ１０８でｎがＬＵＴ内の最
大値よりも大きくなつたか否かを確認し、ｎが最大値に
達するまで、上述のＳ１０４〜Ｓ１０７の動作を繰り返
し行ない、パラメータの読み込みと属性の判別動作を繰
り返し行ない、ｎが最大値を越えた場合にはＳ１０９以
下のデータ出力処理へと移行する。

【０１７５】Ｓ１０９以降はＳ１０１〜Ｓ１０８でＬＵ
Ｔより読み込んだパラメータをもとに制御データの出力
演算を行なう処理を示すもので、Ｓ１０９ではパラメー
タカウンタをｎ＝０１にリセツトする。

【０１７６】Ｓ１１０では、パラメータの属性を確認
し、入力パラメータに依存するもの（ｆ(Y) ）である
か、入力パラメータには依存せずモードに対応した固定
的なものであるかの判定が行なわれ、ｆ(Y) ならＳ１１
１へ、固定ならＳ１１１、Ｓ１１２を飛ばしてＳ１１３
へと進む。

【０１７７】Ｓ１１１では単位処理時間（たとえば１フ
イールド期間）ごとに積分器１０の出力をＡ／Ｄ変換器
１１にてサンプリングし、入力パラメータとしての輝度
信号レベルをシステムコントロール回路２５へと取り込
む。この入力信号の値に応じて、ＬＵＴのデータ定義を
参照し、データ演算の要／不要の判断を行なう。演算の
条件に合致した場合にはＳ１１２へと進んで現在の状態
において指示されたパラメータだけを変化させ、ＡＥの
制御を行ない、適正露光に調節するためのそのパラメー
タの最適値を演算する。

【０１７８】またＳ１１１で演算不要と判断された場合
には、Ｓ１１２の制御出力の演算処理を飛ばしてを飛ば
してＳ１１３へと進む。

【０１７９】Ｓ１１３ではパラメータカウンタｎに１を
加算し、ｎ＋１としてＳ１１４へと進み、パラメータカ
ウンタｎがＬＵＴのパラメータ番号の最大値を越えるま
で、ステツプＳ１１０へと戻り、全パラメータに関して
上述のＳ１１０〜Ｓ１１３の処理を繰り返し行ない、パ
ラメータカウンタｎがＬＵＴのパラメータ番号の最大値
を越えたら、次のＳ１１５へと進んで、図１０のフロー
チヤートのＳ２５の処理へとリターンする。

【０１８０】以上がデータ参照テーブルＬＵＴより各パ
ラメータの特性を読み出してＡＥ制御データを演算する
までの処理手順であり、このようにして、設定された撮
影モードに応じたＬＵＴより、その撮影状況に適した制
御データを読み出して制御を行なうことにより、最適な
撮影を実行することができる。

【０１８１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明における撮像
装置によれば、複数のパラメータを用いて撮影状態を制
御するようになすとともに、その撮影モードに応じたデ
ータテーブルより撮影状況に適した制御データの設定条
件を読み出して制御するようにしているので、従来の装
置に比べてよりきめ細かな制御が可能となり、様々な撮
影条件においても、撮影モードの選択のみで最適な撮影
が可能となる効果を有する。

【０１８２】また実際の制御について見ると、撮像画面
を複数領域に分割してマルチエリア測光方式とし、各測
光領域ごとに輝度レベルに基づいた輝度ヒストグラムを
作成し、その輝度の上位Ｎ％の領域のみを用いて測光領
域を決定するとともにＡＥ制御の評価基準値を可変して
ＡＥを行なう測光モードを備えているので、画面内に雪
景色、砂浜等の広範囲の高輝度被写体を含むような従来
では適正露出の制御が困難であつた撮影状況に対して
も、高輝度部分及び主要被写体の両方に程よくバランス
のとれた、白とび、黒つぶれ等のない露出制御を行なう
ことができる等、種々の撮影状況に対して常に最適露出
制御を行なうことができる。

【０１８３】また撮影モードを切り換えることにより、
測光分布も連動してそのモードに適応した設定に切り換
わるようにしたので、操作性が向上し、設定ミス等の防
止にもなる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における撮像装置をビデオカメラの露出
制御装置に適用した場合の構成を示すブロツク図であ
る。

【図２】中央部分重点測光における測光領域を示す図で
ある。

【図３】電子シヤツタの動作を説明するための図であ
る。

【図４】本発明における撮像画面上の領域分割状態を示
す図である。

【図５】本発明における『中央部分重点測光』の測光領
域設定及び重み付けを説明するための図である。

【図６】本発明における『風景撮影モード』の測光領域
設定及び重み付けを説明するための図である。

【図７】本発明の『室内撮影モード』に応じたパラメー
タ処理を説明するためのプログラム線図である。

【図８】本発明の『スポーツ撮影モード』に応じたパラ
メータ処理を説明するためのプログラム線図である。

【図９】本発明の『風景撮影モード』に応じたパラメー
タ処理を説明するためのプログラム線図である。

【図１０】図７，図８におけるパラメータ設定を説明す
るため処理を説明するためのフローチヤートである。

【図１１】本発明における撮影モードの切り換えに連動
して行なわれるカメラ信号処理回路の特性を示す図であ
る。

【図１２】本発明における撮影モードの切り換えに連動
して行なわれる、画像処理回路の制御を説明するための
図である。

【図１３】本発明の『ポートレート撮影モード』及び
『サーフ＆スノー撮影モード』に応じたパラメータ処理
を説明するためのプログラム線図である。

【図１４】本発明の『サーフ＆スノー撮影モード』に応
じたデータテーブルの構造を説明するための図である。

【図１５】本発明の『サーフ＆スノー撮影モード』に応
じた測光領域を決定するための輝度ヒストグラムを示す
図である。

【図１６】図１５のヒストグラムに基づいて測光領域設
定及び重み付けを行なった撮像画面を示す図である。

【図１７】図１０のフローチヤートの処理をさらに細部
にわたつて詳細に説明するためのフローチヤートであ
る。

【図１８】一般的な撮像装置をビデオカメラの露出制御
装置に適用した場合の構成を示すブロツク図である。

【図１９】シヤツタ優先モードを説明するための図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 裕司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−91778（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−147872（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70277（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/235

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像画面に結像される入射光を光電変換
   する撮像手段と、 撮影状況に応じて撮影モードを選択する撮影モード選択
   手段と、 前記撮影モード選択手段によって所定の撮影モードが選
   択された場合、露出を制御するための評価基準値を変更
   するとともに、前記撮像画面を分割して測光される複数
   の領域のうち輝度レベルに応じて選択される一部の領域
   の測光結果を前記変更した評価基準値と比較することに
   よっ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。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記露出制御手段
   は、前記撮影モード選択手段によって、撮像画面の広範
   囲が高輝度となる撮影状況を想定した所定の撮影モード
   が選択されたとき、前記評価基準値を高くするように構
   成されていることを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記モード選択手段
   によって、前記所定の撮影モードが選択されたとき、前
   記露出制御手段は、前記撮像画面を複数の小領域に分割
   したそれぞれに対し、その輝度レベルの高い方からＮ個
   の小領域によって形成される領域を測光するとともに、
   該測光結果を前記評価基準値と比較することによって露
   出制御を行うように構成されていることを特徴とする撮
   像装置。
4. 【請求項４】 撮像画面を複数の小領域に分割したそれ
   ぞれの小領域における輝度レベルに対して所定の重み付
   けを施した結果に基づいて演算された入力輝度レベル
   を、所定の評価基準値と比較することによって露出制御
   を行う露出制御手段と、 撮影状況に応じて設けられた複数の撮影モードより任意
   の撮影モードを選択する撮影モード選択手段とを備え、 前記露出制御手段は、前記撮影モード選択手段によっ
   て、選択された撮影モードによって前記重み付け及び前
   記評価基準値を変更し、前記撮影モード選択手段によっ
   て高輝度被写体を対象とした所定の撮影モードが選択さ
   れたとき、前記複数の小領域の輝度レベルの高い方から
   Ｎ個の小領域によって形成される領域の重み付けを大き
   くして重点測光するとともに、前記評価基準値を高く変
   位するように構成されていることを特徴とする撮像装
   置。
5. 【請求項５】 撮影状況に応じて設けられた複数の撮影
   モードより所定の撮影モードが選択された場合、露出を
   制御するための評価基準値を変更するとともに、前記撮
   像画面を分割して測光される複数の領域のうち輝度レベ
   ルに応じて選択される一部領域の測光結果を変更した評
   価基準値と比較することによって露出を制御する撮像方
   法。