JPH04130871A - 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、撮像装置の露光制御方式に関する。

［従来の技術］ 従来の装置は、特開昭５６−１９２７４号公報に記載の
ように、被写体の明るさが変化しても、ビデオカメラの
信号出力振幅が一定に保たれるように、自動的に露光量
を調整する自動露光制御機能を具備しており、露光制御
に使用する情報には、映像信号の振幅のみを使用してい
た。

第９図を用いて従来の露光制御回路について説明する。

第９図は従来の露光制御回路のブロック図である。図中
４は絞り、５はセンサ、２７は映像増幅器、８は映像信
号出力端子、３２は平均値検出回路、３３はピーク検出
回路、２８は信号切換回路、２９はピーク値比較回路、
３１は演算増幅器、１３は駆動回路である。

センサ５で得られる映像信号は映像増幅器２７で増幅さ
れ、平均値検出回路３２及びピーク検出回路３３で映像
信号の平均値及びピーク値が検出され、各々の検出信号
は制御信号切換回路２８に入力される。またピーク検出
回Ｉ４３３の出力信号はピーク値比較回路２９に入力さ
れ、ピーク値基準電圧と比較してその比較信号で制御信
号切換回路２８を動作させる。制御信号切換回路２８は
映像信号のピーク値がピーク値基準電圧よりもホさい場
合には平均値を選択し、大きい場合にはピーク値を選択
する。制御信号切換回路２８の出力信号は演算増幅器３
１に入力され、その基準電圧と比較し、電位差により絞
り駆動回路１３を動作させ絞り４を開閉する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、撮影条件についての配慮がされておら
ず、例えば、風景などを背にしている人物を撮影し、風
景と人物とのコントラスト比が大きい場合には、撮影者
がきれいに撮りたいと望んでいる人物が黒く沈んでしま
うという問題があった。上記従来技術の問題点について
第１１図を用いてくわしく説明する。

第１１図は、被写体までの距離、ズーム倍率に応じた撮
影例を（ａ）〜（ｆ）に示したものである。

図中（ａ）〜（ｃ）のように被写体までの距離が長い時
（例えば１０ｍ＝ｏｏ）やズーム倍率が小さい時（例え
ば８倍ズームレンズでズーム倍率が１〜３倍）の時には
、撮像画中にはさまざまな明るさの被写体が入り込むた
めにコントラスト比は大きくなりがちとなる。また逆に
図中（ｄ）〜（ｆ）のように被写体までの距離が短い時
（例えば１〜５　ｍ　）や、ズーム倍率が大きい時（例
えば８倍ズームレンズでズーム倍率が６〜８倍）の時に
は、撮像画のコントラスト比は小さくなりがちとなる。

ここで、撮影者が撮ろうと意図する被写体について考察
してみる。被写体までの距離が比較的短かい（例えば被
写体までの距離が１〜１０ｍ）時には、意図する被写体
が近くにあることを示しており、また、ズーム倍率が上
がっている（例えば８倍ズームレンズで２倍以上）の時
には、撮影者が大きく見たいと意図するところの被写体
があることを示している。これらは第１１図中（ｂ）〜
（ｆ）に相当し、ここでは撮影者が意図する被写体は人
物である。また、被写体までの距離が長い（例えば無限
大近傍）時でかつ、ズーム倍率が小さい（例えば８倍ズ
ームレンズでズーム倍率が１倍近傍）時には、撮影者が
意図する被写体は、画面全体である。これは第１１図中
（ａ）に相当し。

ここでは風景である。

次に、検波回路の特性が、平均値検波、ピーク検波、お
よび上記従来例の各場合について、第１１図（ａ）〜（
ｆ）の撮影例それぞれで撮影者が意図する被写体がどの
ように撮像されるかを第１２図にまとめ説明を加える。

上記従来例においては、被写体のコントラスト比の大き
な（ａ）（ｂ）（ｃ）においてはピーク検波、コントラ
スト比の小さな（ｄ）（ｅ）（ｆ）においては平均値検
波となる。コントラスト比の大きな（ａ）（ｂ）（ｃ）
では、検波特性が平均値検波の場合、一般的に人物に対
し明るくなる風景が白くつぶれるという問題が生じるが
人物に対しては適正な光量となる。検波特性がピーク検
波の場合には、逆に風景に対しては適正な光量となるが
人物が黒くつぶれるという問題が生じる。コントラスト
比が小さな場合には、検波特性が、平均値検波・ピーク
検波のいずれであるかにかかわらず人物・風景とも適正
な光量となる。すなわち上記従来例においては、（ａ）
のような風景には適正な露光状態を提供することができ
るが、（ｂ（ｃ）のような場合には、風景が適正露光状
態となり、撮影者が撮像しようとする人物（被写体）が
黒くつぶれるという問題があった。

本発明は、撮影者が意図する被写体に対し、常に適正な
露光状態に制御する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］ 上記目的は、被写体までの距離および、レンズのズーム
倍率により、撮影者の意図する被写体を判別し、判別結
果に応じて、 １、検波特性を変える。

２、露光制御に用いる輝度信号領域の大きさを変化させ
る。

３、露光制御の制御中心を変化させる。

のそれぞれの手段を用いることにより達成される。

［作用］ 被写体までの距離と、レンズのズーム倍率を検出するこ
とで、被写体までの距離が長く（例えば無限大近傍）か
つ、レンズのズーム倍率が小さい（例えば１倍近傍）時
には、撮影者は、画面全体の撮像を意図しており、他の
場合には撮影者は画面内のある特定の被写体の撮像を意
図しているというように判別することができる。

１、上記判別結果に応じて、撮影者が画面全体の撮像を
意図していると判別された時にはピーク検波にして画面
中の輝度信号のピーク値に対し露光制御をする。また、
撮影者が画面中のある特定の被写体の撮像を意図してい
ると判別された場合には平均値検波にして画面中の輝度
信号の平均値に対し露光制御をするというように検波特
性を変えることにより、撮影者が意図する被写体に対し
て適正な検波特性となるので白つぶれや黒つぶれの発生
しない適正な露光状態の撮像画を提供することができる
。

２、上記判別結果に応じて、撮影者が画面全体の撮像を
意図していると判別された場合には露光制御に用いる輝
度信号の領域を広くし、また、撮影者が画面中のある特
定の被写体の撮像を意図していると判別された場合には
露光制御に用いる輝度信号の領域を狭くする。この時、
撮影者が画面中の特定の被写体を意図して撮影する場合
、意図する被写体を画面中央近傍にして撮影することが
多いので、露光制御に用いる輝度信号の領域は。

画面中央近傍を中心に狭くしていく。

このように、被写体までの距離及びズーム倍率から撮影
者の意図する被写体を判別し、意図する被写体に対し露
光制御をかけることができるので、意図する被写体を常
に適正な露光状態で撮像することができる。

３、平均値検波で露光制御をかけると、撮影者の意図す
る被写体の大多数について白つぶれや黒つぶれのない適
正な露光状態で撮像することができるが、撮影者が画面
全体の撮影を意図している場合には、白つぶれが発生す
ることが多い。

上記判別結果により、撮影者が画面全体の撮像を意図し
ていると判別された時のみ、露光制御の制御中心を変え
、絞りが少し絞り気味となるように制御することで白つ
ぶれの発生を防止することができるので、撮影者の意図
する被写体に対して、白つぶれや黒つぶれの発生しない
適正な露光状態の撮像画を提供することができる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を第１図から第８図および第１
０図を用いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

この実施例では判別結果に応じて検波特性が変えられる
。図中１はレンズ、２はフォーカスリング、３はズーム
リング、４は撮像素子に入射する光量を制限する絞り、
５は撮像素子、６は撮像素子より露光制御をするための
輝度信号を生成する前段信号処理回路、７は、輝度信号
からＮＴＳＣなどの規格信号を生成する後段信号処理回
路、８は映像信号出力端子、１１は輝度信号振幅を電圧
値に変換する検波特性をピーク検波と平均値検波とに切
換可能な特性可変検波回路、１２は露光制御の制御中心
を規定する基準電圧源、１３は検波回路出力電圧と基準
電圧との比較結果に応じ絞りを開閉する絞り駆動回路、
１４は被写体までの距離とズーム倍率に応じ検波特性を
選択する検波特性選択回路、１５はポテンションメータ
、１６はフォーカスリングに付けられたポテンションメ
ータ出力より被写体までの距離を検出する距離検出回路
、１７はズームリングに付けられたポテンションメータ
出力よりズーム倍率を検出するズーム倍率検出回路であ
る。

次に本実施例の動作を説明する。

レンズ１、及び絞り４を経て入射した光は、撮像素子５
で電気信号に光電変換される。撮像素子５の出力信号は
前段信号処理回路６で必要な処理が加えられ輝度信号を
生成する。この輝度信号は、特性可変検波回路１１によ
り検波され、ピーク検波の時には、輝度信号のピーク値
電圧に、平均値検波の時には輝度信号の平均値電圧に変
換される。

検波特性選択回路１４では焦点距離検出回路１６および
ズーム倍率検出回路１７より出力される情報に応じて撮
影者の意図する被写体を判別し、撮影者が画面全体の撮
像を意図していると判別した時には特性可変検波回路１
４の検波特性をピーク検波とならしめ、撮影者が画面中
のある特定の被写体の撮像を意図していると判別した時
には特性可変検波回路１４の検波特性を平均値検波とな
らしめる。絞り駆動回路１３では、特性可変検波回路１
１により出力される検波電圧と基準電圧源１２の電圧と
を比較し、輝度信号振幅が大きい（入射光量が多い）時
には絞りを少し閉じ、輝度信号振幅が小さい（入射光量
が少ない）時には絞りを少し開ける。

絞り４、撮像素子５、前段信号処理回路６、検波回路１
１、絞り駆動回路１３によってフィードバックループが
形成されており、検波回路１１の出力電圧と基準電圧源
１２の電圧が等しくなるように帰還がかけられる。この
結果、映像信号出力端子８に現われる輝度信号振幅が一
定となるように露光制御すれる。なお、露光制御の制御
中心は、基準電圧源１２の電圧値で決まるが、ＮＴＳＣ
方式の場合、この電圧値は、たとえば、グレースケール
チャートを画面いっばいに撮像したときに映像出力端子
８に出力される輝度信号の白ピークが７１４ｍＶ（１ｏ
ＯＩＲＥ）となるように設定される。

第２図に特性可変検波回路１１の回路例を示し説明する
。検波特性切換端子１１がローレベルの場合、ＭＯＳス
イッチはＯＦＦとなりコンデンサＣの充電時間はＲ２・
Ｃ１放電時間は（Ｒ□＋Ｒｚ　）Ｃで決まる。充電時間
・放電時間の両者とも１フイ一ルド時間よりも充分長く
なるように抵抗値Ｒ１，Ｒ，、及びコンデンサ値Ｃを定
めると、本回路の検波特性は平均値検波となる。また検
波特性切換端子１１がハイレベルの時ＭＯＳスイッチは
短く、放電時間を１フイ一ルド時間よりも充分長くする
ようにＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｃを定めると本回路の検波特
性をピーク検波とすることができる。

上記条件を満たすＲ□、Ｒ２，Ｒ，の関係は大略Ｒ１″
：Ｒ２〉〉Ｒ８である。このようにして本回路では検波
特性切換端子１１のハイレベルとローレベルの切換によ
りピーク検波と平均値検波とに切換えることが可能とな
る。

本実施例によると、撮影者が画面全体を意図して撮像し
た時の撮像画の白つぶれ、撮影者が画面中のある特定の
被写体を意図して撮像した時の被写体の黒つぶれを防止
することができる。

本実施例において、選択する検波特性はピーク検波と平
均値検波の２つを用いて説明したが、ピーク検波と平均
値検波の中間的な検波特性を含めて検波特性を切換えて
るとさらに効果的である。

第３図は、本発明の他の実施例を示すブロック図である
。この例では、露光制御に用いられる輝度信号領域の大
きさが判別結果と応じて変化される。図中１０は露光制
御をかける輝度信号の領域の大きさを定めるパルスを発
生するウィンドウ発生器、１８は被写体までの距離とズ
ーム倍率に応じてウィンドウ発生器１０より出力される
複数のウィンドウの大きさから１つを選択するウィンド
ウ選択回路、９は露光制御をかける輝度信号のうち、ウ
ィンドウ選択回路１８により選択されたウィンドウの内
側の部分の輝度信号をぬき取って出力するウィンドウ回
路、１９はピーク検波回路である。その他第１図と同じ
動作をするものについては第１図と同じ番号を付けであ
る。

前段信号処理回路６により出力された輝度信号は、ウィ
ンドウ回路９に加えられ、ウィンドウ選択回路１８によ
り選択されたウィンドウの内側の部分をぬき取って検波
回路１９に出力する。ここで、ウィンドウ発生器１０は
第４図に示したような大きさの異なるウィンドウ１とウ
ィンドウ２を発生しウィンドウ選択回路１８に加えられ
る。ウィンドウ選択回路１８では距離検出回路１６およ
びズーム倍率検出回路１７より出力される情報に応じて
撮影者の意図する被写体を判別し、撮影者が画面全体の
撮像を意図していると判別した時には大きなウィンドウ
１を選択しウィンドウ回路９に出力せしめ、撮影者が画
面中のある特定の被写体の撮像を意図していると判別し
た時には小さなウィンドウ２を選択しウィンドウ回路９
に出力せしめる。以下第１図と同様の動作の結果、撮影
者の意図する被写体に対し適正な露光制御がなされる。

本実施例によると、撮影者の意図する被写体に対し適正
な露光制御が可能となり、例えばステージ上の人物にス
ポットライトが当てられ周辺部分が暗い場合のような特
殊な被写体についても白つぶれは発生しないという効果
がある。

本実施例の説明において２つの大きさの異なるウィンド
ウを例に説明したが、被写体までの距離とズーム倍率に
応じて選択するウィンドウの大きさの段階が細かいほど
効果的になる。

第５図は、本発明の更に他の一実施例を示すブロック図
である。図中２０は可算器、２１は係数Ｋにより信号量
をに倍又は（１−Ｋ）倍にする減衰器（ただしＯ≦に≦
１）、２２は、被写体までの距離及びズーム倍率に応じ
て減衰器の係数Ｋを変える減衰係数制御回路である。ま
た第６図は第４図に示したウィンドウ１とウィンドウ２
及び本実施例中の００点の波形を示したものである。

前段信号処理回路６の出力は２つのウィンドウ回路９Ａ
、９Ｂにそれぞれ加えられ、さらにこれらウィンドウ回
路９Ａ、９Ｂにはウィンドウ発生器１ｏで発生したウィ
ンドウ１、及び、ウィンドウ２がそれぞれ加えられる。

ウィンドウ１によりぬき取られた輝度信号は、係数（１
−Ｋ）の可変減衰器２１に、またウィンドウ２によりぬ
き取られた輝度信号は、係数にの可変減衰器２１に加え
られ、前者は（１−Ｋ）倍に、後者はに倍に減衰され加
算器２ｏで両者を加算した後に検波回路１９に加えられ
る。ここで、係数制御回路２２では。

距離検出回路１６および、ズーム倍率検出回路１７より
出力される情報に応じて撮影者の意図する被写体を判別
し、撮影者が画面全体の撮像を意図していると判別され
た時には減衰係数制御回路２１の制御係数Ｋをに＝Ｏと
ならしめ、大きなウィンドウとする。撮影者が画面中の
ある特定の被写体の撮像を意図していると判別された時
には減衰係数制御回路２１の制御係数Ｋをに＝１となら
しめ小さなウィンドウとする。さらに本実施例では被写
体までの距離とズーム倍率に応じ制御係数ＫをＯ＜Ｋ≦
１で変えることにより画面中央部分（小さなウィンドウ
）の輝度信号量に対する画面周辺部分（大きなウィンド
ウ）の輝度信号量の重みづけを変えることができる。以
下第３図と同様の動作の結果撮影者の意図する被写体に
対し適正な露光制御がなされる。

本実施例によると第３図に示した実施例と同じ効果の他
、撮影者の意図する被写体が画面中央部から外れた場合
に露光制御がずれてしまうことを抑圧することができる
。

また第１０図は、ウィンドウ１とウィンドウ２との重み
づけを変える部分を減算器２６を用いて構成したもので
あり、第５図と同様の特性を有する。従って第１ｏ図に
示した実施例によっても第５図の実施例と同じ効果が得
られる。

第７図は、本発明の他の一実施例を示すプロッり図であ
る。この例では、判別結果に応じて露光制御の制御中心
が変化される。図中、２０は平均値検波回路、２３は被
写体までの距離とズーム倍率に応じて露光制御の制御中
心を与える基準電圧を変える基準電圧発生回路である。

また、第１図と同じ動作をするものについては第ｉｌｌ
と同じ番号を付しである。

前段信号処理回路６により出力された輝度信号は平均値
検波回路２ｏにより輝度信号の平均値電圧に変換される
。絞り駆動回路１３は、平均値検波回路２０の出力電圧
と基準電圧発生回路２３の出力電圧を比較し、絞り４を
開閉する。これにより露光制御が成されるが、この時、
基準電圧発生回路２３は、距離検出回路１６および、ズ
ーム倍率検出回路１７より出力される情報に応じて撮影
者の意図する被写体を判別する。撮影者が画面中のある
特定の被写体の撮像を意図していると判別された時には
、基準電圧発生回路２３は第１の基準電圧（たとえば、
グレースケールチャートを画面いっばいに撮像したとき
に映像出力端子８に出力される輝度信号の白ピークが７
１４＋ｎＶ（１００ＩＲＥ）となるような電圧（ただし
ＮＴＳＣ方式））を出力する。一方、撮影者が画面全体
の撮像を意図していると判別された時には、基準電圧発
生回路２３は第１の基準電圧よりも絞り４が少し絞り気
味になるような第２の基準電圧を出力する。

本実施例によると、撮影者が画面全体の撮像を意図して
いる場合の白っぷれの発生を防止することができる。

第８図は、更に本発明の他の実施例を示すブロック図で
ある。図中２４は外部より利得を可変し得る利得可変増
幅器、２５は被写体までの距離とズーム倍率に応じて利
得可変増幅器２４の利得を変える利得制御回路である。

また第７図と同じ動作をするものについては第７図と同
じ番号を付しである。

前段信号処理回路６により出力された輝度信号は、利得
可変増幅器２４で利得制御回路２５により定められた利
得分だけ増幅され平均値検波回路２０に加えられる。絞
り駆動回路１３では平均値検波回路２０の出力電圧と基
準電圧源１２の電圧とを比較し絞り４を開閉し露光制御
が成される。

この時、利得制御回路２５は、距離検出回路１６および
、ズーム倍率検出回路１７より出力される情報に応じて
撮影者の意図する被写体を判別する。

撮影者が画面中のある特定の被写体の撮像を意図してい
ると判別された時には、利得制御回路２５は、利得可変
増幅器２４の利得を、たとえばグレースケールチャート
を画面いっばいに撮像したときにでは映像出力端子８に
出力される輝度信号の白ピークが７１４ｍＶ　（１００
ＩＲＥ）となる（ただしＮＴＳＣ方式）ように制御する
。また、撮影者が画面全体の撮像を意図していると判別
された時には、利得制御回路２５は利得可変増幅器２４
の利得を、撮影者が画面中のある特定の被写体の撮像を
意図していると判別した場合の利得よりも上げ、絞り４
が少し絞り気味になるように制御する。

本実施例によると、第７図の実施例と同じ効果が得られ
る。

以上の実施例の説明において、露光制御の対象を絞りと
して説明したが、露光制御の対象をシャッタスピードと
しても、被写体までの距離とズーム倍率に応じて露光制
御の処理を変える以上は、それは本発明の・意図すると
ころである。

［発明の効果］ 本発明によれば１、撮影者の意図した被写体に対して常
に適正な露光状態を提供することができるので、白つぶ
れや、黒つぶれが発生する場合に、ボタンや、ボリウム
を操作する必要が無くなり、使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、 第２図は特性可変検波回路の回路例を示す回路図、 第３図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、 第４図はウィンドウのパターン例を示す撮像面図、 第５図は本発明の第３の実施例を示すブロック図、 第６図は第５図の主要部の波形図、 第７図は本発明の第４の実施例を示すブロック図、 第８図は本発明の第５の実施例を示すブロック図、 第９図は従来例を示すブロック図、 第１０図は第５図と等価な回路構成例を示すブロック図
、 第１１図は焦点距離、ズーム倍率に応じた撮影例を示す
画面図、 第１２図は第１．１図の撮影例を平均値、ピーク、及び
従来技術の各検波特性で撮影した場合に意図する被写体
がどのように撮像されるかをまとめた図である。 符号の説明 １・・・レンズ、２・・・フォーカスリング、３・・・
ズームリング、４・・・絞り、５・・・撮像装置、６・
・・前段信号処理回路、７・・・後段信号処理回路、８
・・・映像信号出力端子、９・・ウィンドウ回路、１０
・・ウィンドウ発生器、１１・・・特性可変検波回路、
１２・・基準電圧源、１３・・・絞り即動回路、１４・
・・検波特性選択回路、１５・・・ポテンションメータ
、１６・・・距離検出回路、１７・・・ズーム倍率検出
回路、１８・・・ウィンドウ選択回路、１９・・・検波
回路、２ｏ・・加算器、２１・・・可変減衰器、２２・
・・減衰係数制御回路、２３・・・基準電圧発生回路、
２４・・利得可変増幅器、２５・・・利得制御回路、２
６・・・減算器、２７・・・映像増幅器、２８・・・信
号切換回路、２９・・・ピーク値基準電圧、３ｏ・・・
ピーク検波回路、３１・演算増幅器。 第１０ 第２図 第３０ 第５［２１ ＭＢ２ 」′？図 第８０ 第９口 第１０［２１ 屍１１０ 悼）被ｎｌτｈ炬紐表 ス゛−ム倍宇　小 （ｂ）　Ｍ町材τ″ｔ）ｋｈ長 ス・°−ムイ音車人 （ｃ）械穫４Ｔ荀距鮭　φ ズ°−ムイ＊ｆ／Ｊ、 ｒｄ）籾軍俸ｊｚ゛の！！巨敲中 ズ°−ムイ畜牟　人 （ｅ）槓宕口での距離録 ス・・−ムイ音判２　ノｊ＼ Ｃイ）４１Ｅ’４ｍＢ”ａ＞ｋ＠　　　’ＫＬズームイ
音」１　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、撮像倍率が可変のズームレンズと、被写体までの距
   離に応じて、被写体にフォーカスを合わせるフォーカス
   レンズと、撮像装置の映像信号出力振幅を一定に保つ自
   動露光制御系とを具備した撮像装置において、撮像時の
   被写体までの距離およびズーム倍率を検出する手段を設
   け、検出された被写体までの距離およびズーム倍率に応
   じて該自動露光制御系における処理を変化させる制御手
   段を設けたことを特徴とする撮像装置。 ２、上記制御手段は、被写体までの距離およびズーム倍
   率に応じて、該自動露光制御系の検波特性を変化させる
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 ３、上記制御手段は、露光制御に用いる輝度信号の領域
   の大きさを、被写体までの距離およびズーム倍率に応じ
   て変化させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置
   。 ４、該自動露光制御に用いる輝度信号を大きさの異なる
   複数の領域に分けてぬきとる手段と、該手段によりぬき
   とられた複数の輝度信号を加算する手段と、被写体まで
   の距離とズーム倍率に応じて、加算する複数の輝度信号
   の比率を変える手段とを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の撮像装置。 ５、被写体までの距離およびズーム倍率に応じて、自動
   露光制御の制御中心を定める基準電圧値を変える手段を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 ６、被写体までの距離およびズーム倍率に応じて、自動
   露光制御に用いる輝度信号の信号振幅を変える手段を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。