JPH02220567A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電子カメラ、ＶＴＲ用カメラ等の撮像装置に
関するものであり、更に詳しくはガンマ補正曲線の特性
全体または一部を所望の傾きに設定し得るようにした撮
像装置に関する。

［従来の技術］ 近年、撮像装置を含む映像機器の普及が進み、一般ユー
ザーが電子カメラやＶＴＲ用カメラを用いて撮影を行う
ようになってきた。

しかし、一般のユーザーは特別の撮影技術を有していな
いのが普通であり、撮影条件も千差万別である。

このような背景を考慮すれば、撮像装置について、一般
ユーザーが常に良好な撮影を行い得るような工夫を施し
ておくことが望ましい。

例えば、主被写体である人物を撮影する場合、その背景
に太陽があると、逆光により人物が暗く撮影されてしま
う。

一方、ステージ上でスポットライトを浴びている人物の
如く、主被写体に強いライトが当たっている状況では、
当業者間でいうハイライトと呼ばれる現象が発生し、主
被写体の背面が暗くなった状態で撮影されてしまう。

そこで、従来は撮像装置に露出補正回路を設け、前記の
ような異常光のもとであっても主要被写体を適正露出値
に近づけて撮影を行い得るようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の撮像装置は、露出補正回路を備えてはい
るものの、露出補正量が固定されていた。

このため、輝度差の大きいシーン、言い換えれば主被写
体の明るさと背景の明るさとの差が大きい場合、更に主
被写体が輝度分布内で偏っている場合、例えば暗部もし
くは明るい部分に主被写体が在る場合において、露出補
正により主被写体を適正露出値に設定すると、明るい部
分が全体に白くなる現象、所謂とんだ状態になる一方で
暗部全体が暗くなる現象、所謂つぶれた状態になってし
まう。

そこで本発明者は、撮影状況を想定して露出補正量の異
なる多数の露出補正曲線を設け、撮影状況に合わせて−
の露出補正曲線を自動選択することを検討した。

しかし、前記構成では、多数の露出補正曲線を形成しな
ければならず、このため露出補正回路が複雑化する。し
かも、露出補正曲線は固定された曲線であり、その一部
の傾きを部分的に制御できないので、撮影された画像の
一部を特に強調する等の多様な画像表現が困難である。

例えば、明るい空に浮かぶ雲の印象を強調したい場合、
或は暗い陰の部分をもっと強調したい場合等があっても
、露出補正曲線の傾きを部分的に補正できないので、撮
影された画像の一部を特に強調する等の高度かつ多様な
画像表現を行うことができなかった。

更に、画像を媒体とした美の表現、美に対する感覚等は
撮影者個人によって千差万別であり、このため種々の撮
影技術が駆使される。

例えば、撮影に際し適正露出にせず、わざと露出値をず
らして変わった印象の撮影を行うなどの場合を想定する
と、露出補正量が固定されていたり、全く自動選択であ
ると、撮影者の感覚を生かした多様な撮影を行うことが
できない。

このように、多数の露出補正曲線を設け、所望の露出補
正曲線を選択する方法では、前記のように回路構成の複
雑化を招くばかりでなく、画像表現に自昇があった。

本発明は、前記実状に鑑みてなされたものであり、その
目的は−の露出補正曲線の傾き全体または一部を部分的
に制御せしめることにより、多様な撮影を行い得るよう
にした撮像装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために本発明は、複数の直線
の組合わせにより基準となる−の露出補正曲線を形成す
ると共に、撮影データに基づく第１の制御信号と手動に
より設定される第２の制御信号とにより前記複数の直線
の例えば傾きを制御し、前記露出補正曲線の特性全体ま
たは特性の一部を自動的または任意に制御するように構
成したものである。

［作用］ このような構成を有する本発明にあっては、露出補正曲
線の特性全体または一部が所望の傾きに自動的または手
動的に制御されるので、−の露出補正曲線を形成するの
みで実質的に多数の露出補正曲線を形成した場合と同様
の露出補正が行うことができる。

依って、露出補正曲線であるガンマ補正回路を複雑化す
ることなく多様な画像表現を行うことができるようにな
り、大幅なコストダウンと撮像装置の多機能化とを図る
ことができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

尚、第１図は本発明を適用した電子スチルカメラの一例
を示す回路図であり、第２図は被写体の撮影状況を示す
説明図、第３図は被写体の多分割化を示す説明図、第４
図はガンマ補正曲線の特性図である。

本実施例の特徴は、ガンマ補正曲線の傾きを部分的に変
更し得るガンマ補正回路及びガンマ補正設定回路を設け
たことにあるが、説明の便宜のため撮像装置全体の構成
及び作用について先ず説明し、次いでガンマ補正の部分
的変更について説明する。

第１図に示した撮像用光学系１について説明すると、オ
ートフォーカス用レンズ２、絞り機構３、集光レンズ４
、ハーフミラ−５、光学ローパスフィルタ６からなり、
該光学系１は固体撮像素子等のイメージセンサ−７上に
被写体像を光学的に結像する。

尚、イメージセンサ−７の前面、即ち被写体像の結像面
には、光学的色フィルタ（図示せず）が設けられている
。

又、測光用光学系１１はレンズ１２．１３、更にハーフ
ミラ−１４からなり、撮影中の画像をファインダーＦか
ら目視してモニターすると共に、受光素子１５上に測光
データとなる被写体像を結像する。

次ぎに信号処理系について説明すると、イメージセンサ
−７は光電変換作用により被写体像の輝度及び色彩に対
応したカラー映像信号Ｖａを発生する。該映像信号Ｖａ
は微小な電圧レベルであり、プリアンプ２１によって所
望電圧レベルに増幅される。

色分離回路２２は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色
信号を得るものである。色信号ＲＳＧ、Ｂはガンマ補正
回路２３に供給されてガンマ補正されるのであるが、こ
のガンマ補正動作については、後に第２図以下の各図を
参照して詳述する。

マトリクス回路２４は、ガンマ補正された色信号Ｒ，Ｇ
、Ｂに基づいて所定の信号処理を行い、輝度信号Ｙ５色
色信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得る。

又、カラーエンコーダ２５は、綜合カラー映像信号（Ｎ
ＴＳＣ方式のカラー映像信号）、更にＹ十Ｓ、Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙ等の各種信号を得るものであり、これらは図示を
省略したデイスプレィ装置或は記録回路等に供給され、
所望の目的に供される。

次ぎに、測光系について説明すると、ハーフミラ−５に
よって反射した被写体像はレンズ１２を介してハーフミ
ラ−１４に映し出され、この被写体像はレンズ１３を介
してモニター映像として目視することができる。

また、ハーフミラ−１４を透過した被写体像の輝度は、
受光素子１５によって検出される。この受光素子１５は
、光電変換素子、例えばシリコンフォトセルの如き光電
変換効率の優れた素子によって構成されている。

そして、本実施例では被写体像の輝度に対応した測光信
号を得るだけでなく、被写体像を多分割化して光電変換
するように構成されている。

即ち、１フレームの被写体を複数エリアに分割し、分割
した各エリアの輝度に対応した測光信号を個別に得るよ
うに構成されている。

ここで、異常光の被写体例を第２図について説明すると
、主被写体である人物Ａの背面に太陽Ｂが位置している
ので、人物Ａの顔はもとより人物全体が陰になって暗く
なり、典型的な逆光状態となっている。

一方、受光素子１５について、第３図に示すように例え
ば４分割したエリアＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を構成して
おくと、第２図に示した被写体を撮影する場合、点線で
示したようにエリアＰ１に主被写体である人物Ａが位置
し、明るい背景部分がエリアＰ２　、Ｐ３　、Ｐ４に位
置するようになる。

このような逆光状態、換言すれば異常光の条件下では、
主被写体である人物Ａの位置に相当するエリアＰＩは低
輝度であり、その外周囲に分割形成されたエリアＰ２〜
Ｐ４は高輝度になる。

従って、受光素子１５の各エリアＰ１〜Ｐ４から、各エ
リアの輝度の差に対応したレベル差の測光信号ｖｂが得
られることになる。このように。して得られた測光信号
ｖｂは、ＡＥ測光部１６に供給されるのであるが、ＡＥ
測光部１６は下記のような注目すべき作用を行うもので
ある。

ここで説明の便宜のため、各エリアＰ１〜Ｐ４から得ら
れる測光信号ｖｂをそれぞれＰｂｌ、Ｐｂ、２　、Ｐｂ
３　、Ｐｂ４　とする。

そして、例えばＰｂ４／Ｐｂｌの演算値から逆光、及び
ハイライトを判別するための基準値ｋを求める。該基準
値ｋを設定する演算は、各エリアの測光信号Ｐｂｌ〜Ｐ
ｂ４が人力されることにより自動的に行われる。

前記演算によりｋを求め、この演算に続いて例えばＰｖ
ｌ−Ｐｖ４＜ｋの演算を行い、ｋが１　　（ｅＶ）以上
になったとき逆光と判別し、かつガンマ補正量を制御す
る制御信号Ｖｃをカメラ制御回路３１に供給する。尚、
測光回路１６は前記以外に、多種の演算を行い得るよう
に構成してよく、他の演算例については後述するもので
ある。

一方、判別値ｋを演算した結果、ハイライトと判別され
た場合は、この演算に続いて例えばＰｖｌ−Ｐｖ４＞ｋ
の演算を行い、ｋが２　（ｅＶ）以上になったときハイ
ライトと判別し、かつガンマ補正量を制御する制御信号
Ｖｃをカメラ制御回路３１に供給する。

従って、前記制御信号ＶＣは７、前記一連の演算によっ
て逆光とハイライトを判別し、かつガンマ補正量を制御
する情報を有するものになる。

カメラ制御回路３１はマイクロプロセッサにて構成され
、前記制御信号Ｖｃに対応してガンマ補正回路２３を制
御するのであるが、ガンマ補正回路１６は第４図に示す
ようにガンマ補正曲線の傾きを制御し得るように構成さ
れている。　即ち、通常のガンマ補正回路は、Ｃとして
示したＴ＝０．４５のガンマ補正曲線によりガンマ補正
を行うように構成されている。

しかし、本実施例におけるガンマ補正回路１６は、ガン
マ補正曲線Ｃの傾きを制御し、多数のガンマ補正曲線を
設けた場合と同様の効果を発揮するものである。

ガンマ補正曲線の傾きを制御する回路技術としては、折
れ線近似回路が好適である。

折れ線近似回路を大別すると、マルチプライア（乗算器
）やログ・アンプ（対数演算器）のような非線形演算器
を用いたものと、ダイオード特性を利用したもの等があ
り、本実施例としては前記何れの折れ線近似回路を適用
してもよい。

このうち、ダイオード特性を利用した折れ線近似回路例
について述べると、演算増幅器の出力側にダイオード・
スイッチと抵抗分圧回路とを設けてなる折れ線近似回路
、更に演算増幅器の帰還回路にダイオード・スイッチ回
路と折れ線の傾き決定用の抵抗とを挿入してなる折れ線
近似回路、また更に理想ダイオード回路を用いたリニア
ライザー等がある。

次に、第４図を参照してガンマ補正曲線の制御について
説明する。

尚、以下に説明する実施例では、３本の直線を利用して
ガンマ補正曲線を形成し、かつ傾き制御を行っている。

しかし、前記本数は一例であって、近似精度を向上させ
るためには更に多数の直線、例えば５本捏度の直線を利
用してガンマ補正曲線の形成と傾き制御とを行ってよい
。

第４図（ａ）に点線で示したガンマ補正曲線Ｃは、γ−
０，４５の理想曲線を示すものであり、該理想曲線に対
し３本の直線ｘＳｙ、ｚを用いて近似ガンマ補正曲線Ｃ
°　を形成する。

そして、撮影画像の高輝度側をよく表現したい場合は、
第４図（ｂ）に示すように直線２の傾きを大に制御する
。

これに対し、逆光等のため主被写体輝度が暗い場合、こ
の主被写体輝度についてガンマ補正を行うと、第４図（
Ｃ）の下部にｒで示すように１シーンの輝度全体が高く
なり、高輝度部分が斜線で示すようにとんだ状態になる
。

このような場合、例えば直線ｙを実線から仮想線で示す
ように部分的に傾きを変更するか、ある２いは長さを変
えて、１シーンの輝度全体をｒｏ　に示すように低輝度
側に補正する。

この結果、主被写体輝度は、位置ｐからｐ゛　に示すよ
うに補正されると共に、前記高輝度側のとんだ部分の輝
度も補正される。

即ち、前記２の制御例は、ガンマ補正曲線を部分的に制
御しているが、実質的に傾きの異なる複数のガンマ補正
曲線によりガンマ補正を行ったようになり、特に第４図
（Ｃ）に示した制御例は複数のガンマ補正曲線を用いた
場合と同様の効果がある。

そして、前記ガンマ補正曲線の制御は、制御信号Ｖｃに
よって自動的に行うことができ、撮影者が手動によって
行うこともできる。

先ず、自動的に制御する場合について述べる。

前記のように測光部１６からカメラ制御部３１に供給さ
れる制御信号ＶＣは、逆光とハイライトを判別し、かつ
ガンマ補正量を制御する情報を有している。

カメラ制御部３１は、制御信号Ｖｃに基づいてガンマ補
正回路２３を駆動し、逆光の度合に対応して第４図（Ｃ
）で説明したようにガンマ補正曲線を制御する。この結
果、ガンマ補正回路２３からガンマ補正されたＲ、Ｇ、
Ｂの色信号が得られ、次段のマトリクス回路２４に供給
されることになる。

また仮りに、ＡＥ測光部１６が前記演算によりハイライ
トと判別し、かつハイライトの度合に対応した制御信号
Ｖｃをカメラ制御部３１に供給したとする。

カメラ制御部３１は、制御信号Ｖｃに基づいてガンマ補
正回路２３を駆動し、ハイライトの度合に対応して第４
図（ｂ）で説明したようにガンマ補正曲線を制御する。

この結果、ガンマ補正回路２３からガンマ補正されたＲ
、Ｇ、Ｂの色信号が得られ、次段のマトリクス回路２４
に供給される。

上述のガンマ補正を行うことにより、逆光で暗くなって
いた部分の輝度が明るく補正されるようになり、第２図
を例にすれば人物Ａの輝度が高められて非常に見やすい
映像になる。また、第２図で例示した場合とは逆に、人
物Ａがハイライトである場合は、その部分の輝度が暗く
補正されることになる。

以上に、ガンマ補正曲線を自動制御する際の回路動作を
説明したが、多様な画像表現を考慮すると、撮影者が手
動にて制御し得ることが望ましい。

そこで、本実施例ではガンマ補正曲線設定回路４１を設
け、手動によるガンマ補正制御を可能ならしめている。

ガンマ補正曲線設定回路４１は、例えばスイッチ（図示
せず）の手動模作により、ガンマ補正曲線を部分的に制
御するための制御信号Ｖｅを発生する。該制御信号Ｖｅ
は、３本の直線ｘ、ｙ、ｚの傾きと接続位置とを制御す
るための情報を有するものであって、バイナリイ化され
た情報であってよい。

カメラ制御部３１に制御信号Ｖｅが供給されると、カメ
ラ制御部３１は前記制御信号Ｖｃによる補正制御を停止
する。

そして、カメラ制御部３１は制御信号Ｖｅの情報に基づ
いて前記同様の部分的制御を行い、撮影者の意志に合わ
せたガンマ補正が行われることになるム 即ち、前記のように雲を強（印象付けたい場合は、第４
図（ｂ）で説明したように、高輝度側を表現しゃすいガ
ンマ補正を行うことが考えられる。

この場合、ガンマ補正曲線設定回路４１のスイッチを操
作し、直線２の傾きと長さとを前記のように部分的に制
御するための制御信号Ｖｅを発生し、カメラ制御回路３
１に供給する。

前記撮影例に対し、例えば日陰の部分を強調すると同時
に、ハイライト部分をとばさない撮影を行いたい場合は
、第４図（Ｃ）で説明したようにｒ　＝０．４５以下に
制御することが考えられる。

この場合、ガンマ補正曲線設定回路４１のスイッチを操
作し、直線ｙの傾きと長さとを前記のように部分的に制
御するための制御信号Ｖｅを発生し、カメラ制御部３１
に供給する。

前記のように手動によってガンマ補正曲線を部部的に制
御することにより、制御信号Ｖｃの如何に係わらず所望
の撮影を行い得る。

次ぎに、カメラ制御部３１に関連する他の制御系につい
て説明する。

カメラ制御部３１は、カメラの中枢機能を有しているも
のであり、前記ガンマ補正の制御以外に多種の制御を行
うように構成されている。

レンズ３２、受光素子３３、ＡＦ測距部３４はオートフ
ォーカスのための距離データを得るものであって、主被
写体までの距離を測定したデータＶｄをカメラ制御部３
１に供給する。

カメラ制御部３１は、距離データＶｄに基づいてレンズ
駆動部３５に焦点合わせのための制御信号を供給する。

レンズ駆動部３５は、前記制御信号に対応してピニオン
及びラック等にて構成されたレンズ駆動機構３６を駆動
し、レンズ２を第１図で左右方向に移動せしめて自動焦
点調整を行う。

更にカメラ制御部３１は、絞り駆動部３７を駆動して絞
り機構３を制御し、最適露出制御を行う。

またカメラ制御部３１は、ＣＣＤ駆動部３８を駆動して
イメージセッサ７を制御し、所定の撮影動作を行わしめ
る等の多種多様な動作をなす。

以上に本発明の一実施例を説明したが、本発明は前記に
限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、前記ＡＥ測光部１６における演算は、前記以外
にＰｂｌ　＋Ｐｂ２−Ｐｂ４　、Ｐｂｌ　＋Ｐｂ２　＋
Ｐｂ３−Ｐｂ４　、更にＰｂ２−Ｐｂ４　、Ｐｂ３−Ｐ
ｂ４と前記にとの比較演算を行い、前記のようにガンマ
補正を行う制御信号Ｖｃを得るよう、に構成してよい。

また、前記実施例では測光信号ｖｂを得るために受光素
子１５が設゛けられているが、該受光素子１５を削除し
、イメージセンサ７から得られる映像信号に基づいて測
光信号ｖｂを得ることも可能である。

この構成によれば、受光素子１５が不要になるので、単
に回路構成が簡単になるのみでなく、機械的構造を簡略
化し得る等の利点がある。

更に、前記実施例ではガンマ補正曲線の部分的補正が自
動及び手動にて行われるように構成されているが、撮影
者が現在自動であるか手動であるかを露忍識することが
できない。

そこで、自動または手動を表示する表示手段を設けても
よい。

また、前記実施例では、ガンマ補正曲線Ｃを基準として
いるが、これに限定されるものではなく当業者間におい
てガンマ補正曲線ａ、ｂ、ｄ、ｅとしてしられているも
のを基準にしてもよい。

なお、上述した実施例はアナログ電子スチルカメラへの
適用例を示したものであるが、本発明は広い範囲にわた
って利用することができる。

即ち、ディジタル電子スチルカメラのガンマ補正に利用
することができる。

ディジタル電子スチルカメラには、イメージセンサから
得られる映像信号を前処理回路にてガンマ補正等を施す
ように構成したものがあり、この前処理回路に好適であ
る。

更に、ビデオムービーとして知られているＶＴＲ用カメ
ラのガンマ補正回路に利用することができることはいう
までもない。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、複数
の直線を用いて−の近似ガンマ補正曲線を形成すると共
に、前記複数の直線の例えば傾きを自動的または手動に
より任意に制御して、所望のガンマ補正を行うように構
成した。

依って、−の近似ガンマ補正曲線を形成したにも係わら
ず、実質的に複数のガンマ補正曲線を形成した場合と同
様なガンマ補正を行い得られ、ガンマ補正回路の回路構
成を簡略化することができる。

また、手動によりガンマ補正を制・御することができる
ので、撮影画像の一部を強調する等の多様な画像表現を
容易に行うことができる。

更に、逆光、ハイライト等の異常光のもとで撮影しても
、主被写体が暗くなったり、明るくなりすぎる等の撮影
ミスが低減され、常に良好な撮影を行うことができる。

従って、ガンマ補正曲線の選択が自動、又は固定の場合
に比較して撮像装置が多機能化されることになり、撮像
装置の使い勝手が良好になる上に付加価値がより一層向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電子スチルカメラの回
路図、 第２図は被写体の撮影状況を示す説明図、第３図は被写
体の多分割化を示す説明図、第４図はガンマ補正曲線の
特性図である。 図中の符号 ■＝撮影光学系 ７：イメージセンサ− １５：受光素子 １６：ＡＥ測光部 ２２：色分離回路 ２３：ガンマ補正回路 ２４：マトリクス回路 ２５：エンコーダ ３１：カメラ制御部 ４１：ガンマ補正曲線設定回路 ｖａ：カラー映像信号 ■ｂ：測光信号 Ｖｃ、Ｖｅ：制御信号 Ａ：主被写体 Ｆ：ファインダー Ｃ：ガンマ補正曲線 Ｃ′：近似ガンマ補正曲線 Ｘ５Ｙｓ　Ｚ’　３本の直線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の直線の組合わせにより基準となるガンマ補正曲線
   を形成すると共に、前記複数の直線の傾き及び接続位置
   を制御し得るように構成したガンマ補正回路と、 被写体の撮影データに基づいて、前記複数の直線の傾き
   及び接続位置を自動的に制御するための第１の制御信号
   を発生する測光手段と、 前記複数の直線の傾き及び接続位置を制御するための第
   ２の制御信号を発生するガンマ補正曲線設定回路とを備
   えた撮像装置。