JPH04175076A - 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］ この発明はビデオカメラ等のレンズ絞り機構を有する撮
像装置に関するものである。

［従来の技術１ 第６図は、第７図に示す画面分割を行−）だ場合の従来
のいわゆる中央測光方式によるレンズ絞り制御機構を有
する撮像装置のブロック回路図である。図において、（
１）はレンズ、（２）は絞り、（３）は光学像を電気信
号に変換する撮像素子、（４）は撮像素子（３）の出力
を適当な太きさまで増幅するプリアンプ、（５）はプロ
セス部で、ＡＧＣ回路、γ補正回路、ＷＢ回路などで構
成される。（６）はエンコーダ部で、プロセス部（５）
の出力を特定の信号体系に変換する。（７）は測光回路
で、プリアンプ（４）より出力される映像信号のうち、
第６図に示す測光領域に該当する部分の映像信号を抽出
する。（８）は検波回路、（９）はパルス発生回路で、
垂直および水平同期パルスなどにもとづいて測光回路（
７）を制御するパルスを発生する。（１０）は絞り制御
回路で、検波回路（８）の出力を予め定められた基準電
圧に一致するように絞り（２）をフィードバック制御す
る。

次に動作について説明する。レンズ（１１を通過した光
は、絞り（２）により適当に減光され、撮像素子（３）
に結像する。撮像素子（３）ではこの結像された光学像
が電気信号である映像信号に変換され、プリアンプ（４
）により後で処理し易い大きさまで増幅される、この増
幅された映像信号はパルス発生回路（９）で制御されて
いる測光回路（７）により、例えば第７図に示されてい
る測光領域の信号だけが抽出されて検波回路（８）に入
力され、検波回路（８）で入力（ｇ号が積分されて映像
信号の測光領域の平均の明るさに対応したレベルの測光
信号となって、絞り制御回路（１０）に入力される。絞
り制御回路（１０）はこの値と予め定められた基準電圧
が一致するように絞り（２）をフィードバック制御する
。

ところで、撮像装置で撮像する被写体は無限にあり、限
定できない。このため、固定の測光領域では良好な画像
が得られる被写体もあれば、この測光領域では正常な画
像が得られない被写体（いわゆる苦手被写体）もある。

例えば、中央部に主要被写体が存在し、背景の大部分が
高輝度であるような、いわゆる、逆光時には、測光領域
内に背景の大部分を占める高輝度か入ってしまい、この
影響が強く、絞りは主要被写体にとっては閉じ気味にな
り、このため主要被写体は真っ黒になってしまう（黒つ
ぶれ）が生じ、また、逆に背景の大部分が暗い、いわゆ
る、過順九時には、背財の黒の影響で絞りは主要被写体
にとっては開き気味になり、このため主要被写体のいた
るところが白に飛んでしまう（自飛び）が生じる。

［発明が解決しようとする課題〕 以−Ｆのように従来の撮像装置では、限られた測光領域
の測光信号で絞りを制御していたため、逆光時には“黒
つぶれ”、過順光時には“自飛び”が発生するという問
題点があった。

この発明は１４記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、逆光時でも“黒つぶれ”がなく、また過順
光時でも“自飛び”のない画像が得られる撮像装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる撮像装置は、画面中央部の主要被写体
領域と他の非主要被写体領域との相関値を両領域の輝度
分布より求め、この求めた相関値により主要被写体領域
と非主要被写体領域を判別し、この判別した主要被写体
領域の露出評価値と非主要被写体領域の露出評価値を比
較し、この比確値が所定値になるように絞りを制御する
ように構成したものである。

〔作用〕

この発明における撮像装置は、主要被写体領域の露出評
価値と非主要被写体領域の露出評価値を比較し、（非主
要被写体領域の露出評価値／主要被写体領域の露出評価
値）が大きいと絞りを開け、小さいと絞りを閉じるよう
にしたので、逆光時でも“黒つぶれ”がなく、過順光時
でも“白飛び゛のない画像が得られる。

〔実施例〕

以”ド、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（１１）はＡ／Ｄ変換器、（１２）、（
＋３１．〜（２０）は電子スイッチ、＋２１１　、　（
２２）　、〜（２９）は積算回路で、第２図に示す画面
分割された各領域の露出評価値を演算する評価検出手段
を構成している。（３０）　、　（３１）　、〜（３８
）は度数分布演算手段、（３９）はインターフェイス回
路、（４ｏ）はマイクロコンビコータ、（４１）はパル
ス発生回路で、垂直および水平同期パルスなどにもとづ
いて電子スイッチ（１２）〜（２０）を制御するパルス
を発生する、（４２）はＤ／Ａ変換器である。

次に動作について説明する。プリアンプ（４）で増幅さ
れた映像信号は、Ａ／Ｄ変換器（１１）によりディジタ
ル信号に変換され、パルス発生回路（４１）で制御され
ている電子スイッチ（１２）〜（２０）により画面分割
された各領域に対応した積算回路（評価値検出手段）　
（２１）〜（２９）および度数分布演算手段（３０）〜
（３８）に振り分けられる。積算回路（評価値検出手段
）　（２１）〜（２９）では振り分けられたディジタル
信号を積算することにより露出評価値が検出される。度
数分布演口手段（３０）〜（３８）では振り分けられた
ディジタル信号を大きさ別に計数することにより、第３
図のように、各領域における映像信号の輝度成分の明る
さの度数分布が検出される。これらの検出信号はインタ
ーフェイス回路（３９）で保持された後、マイクロコン
ピュータ（４０）からの制御信号によりデータを選択さ
れてマイクロコンピュータ（４０）に入力される。そし
て、マイクロコンピュータ（４０）で次のＡ−Ｈの処理
を行う。

Ａ、相関値の算出 主要被写体は画面の中央に位置している場合が多いので
、主要被写体は必ず中央の領域（第２図に示すような画
面分割の場合は領域５）に含まれていると想定する。こ
の領域５とその他の領域との相関を輝度分布から求める
。相関値を求めるには１例えば、次に示す演算式を用い
て算出する。

この場合は、相関が強ければ相関値が小さく、相関が弱
ければ相関値は大きくなる。

相関値＝覧　ＩＭｌｌ ＋１ Ｍ　ｉ　　＝　Ｘ　ｉ　　−Ｙ　ｉ　　＋　Ｍ　１−１
Ｍ０＝Ｏ ｘｌ　：中央部領域における輝度度数分布の各段の度数 Ｙｉ　：被相関値演算領域における輝度度数分布の各段
の度数 ｎ：輝度度数分布の段数 Ｂ、主要被写体領域と非主要被写体領域の判別法に、相
関値によって、主要被写体領域の判別を行う。予め定め
られた値より相関が強ければ（前述した相関値演算式に
よる相関値は小さくなる）主要被写体領域、そうでなけ
れば非主要被写体領域と判別する。

Ｃ９露出評価値の比の算出 主要被写体領域の露出評価値と非主要被写体領域の露出
評価値の比（非主要被写体領域の露出評価値／主要被写
体領域の露出評価値）を田川する。

田出された比は、後で説明するが、ｌより大きいと逆光
の度合を、ｌより小さいと道順光の度合を示す。

Ｄ、理想的な白飛び率の決定、および、実際の白飛び率
の算出 ０項で求めた比により、例えば第４図に示すような特性
図に従い、理想的な白飛び率を法定するとともに５実際
の白飛び率を算出する。

ここで、白飛び率は、領域内の輝度が予め定められた値
より大きい部分の輝度出現回数と領域内全体の輝度出現
回数の比率（領域内の輝度が予め定められた値より大き
い部分の輝度出現回数／領域内全体の輝度出現回数）で
あると定義する。

Ｅ、基！１！電圧の制御 り項で求めた理想的な白飛び率と、実際の白飛び率とを
比較し、実際の白飛び率が大きければ、基準電圧を予め
定められた値だけ小さくし、出力する。また、実際の白
飛び率が小さければ、基準電圧を予め定められた値だけ
大きくシ、出力する。そして、両者の差、或は、比が予
め定めた値以内になるまで以トの動作を繰り返す。

マイクロコンピュータ（４０）から出力された基？ｉｌ
。

電圧データはＩ）　／Δ変換器（４２）でアナログイ、
４号に変換され、絞り制御回路（１０）に人力される。

そして、絞りは従来と同様、この基！１！：電Ｈ−と検
波回路（８）の出力が一致するようにフィードパ・ツク
制御される。

次に、この実施例のように自飛び率によって絞りを制御
する場合の長所について説明する。

第２図は高輝度の背景の前に人物がいる典型的な逆光の
被写体である。この場合、各領域の度数分布を示した第
３図から明らかなように、主要被写体が存在（る確率が
最も高い中央部領域（第２図では領域５がこれに当たる
）の度数分布は度数が下に偏り、背景を多く含む領域（
領域１゜２．３．６．９）の度数分布は度数が上に偏っ
ている。従って、各領域の中央部領域との相関を求めれ
ば、背景を多く含む領域１．２．３．６゜９の相関は弱
く　（前述した相関値演算式による相関値は大きくなる
）、主要被写体を含む領域４゜５．７．８の相関は強い
（ｉｉＪ述した相関値演算式による相関値は小さくなる
）。このため、領域４．５．７．８が主要被写体領域と
判別され、領域１，２．３．６．９は非主要被写体領域
と判別される。主要被写体領域のそれぞれの領域の露出
評価値から主要被写体領域の露出評価値を計算し、非主
要被写体領域についても同様に計算する。そして、これ
らの比（非主要被写体領域の露出評価値／主要被写体領
域の露出評価値）を求める。第２図のような場合には第
３図から明らかなように、主要被写体領域の露出評価値
は小さくなり、逆に、非主要被写体領域では露出評価値
は大きくなる。したがって、主要被写体領域の露出評価
値と非主要被写体領域の露出評価値の比が大きくなり、
逆光であると判断できる。逆光と判断した場合、理想的
な白飛び率を通常の順光時に比へ大きな値に決定し、実
際の白飛び率がこの値になるように、絞り制御回路（１
０）に人力する基＠電圧を大きくする。このようにすれ
ば、絞りは従来よりも開くように制御されるため、“黒
つぶれ”は発生しない。

同様に、道順光の場合、主要被写体領域の露出評価値は
大きくなり、非主要被写体領域の露出計価値は小さくな
る。したがって、主要被写体領域の露出評価値と非主要
被写体領域の露出評価値の比が小さくなり、道順光であ
ると判断できる８過順光と判断すれば、理想的な自飛び
率を小さな値に決定し、実際の白飛び率がこの値になる
ように、絞り制御回路（１０）に入力する基準電圧を小
さくする。このようにすれば、絞りは従来よりも閉じる
ように制御されるため、“白飛び”が発生しない。

第５図はマイクロコンピュータ（４ｏ）におけるデータ
処理の他の実施例を説明するための図で、前記実施例に
おけるデータ処理手順のうち、Ｄ項の「理想的な白飛び
率の決定、および、実際の白飛び率のＷ出」を省略して
、Ｃ項で算出した「露出評価値の比」にもとづいてＥ項
の「基準電圧の制御」を行うようにしたものである。

すなわち、マイクロコンピュータ（４０１Ｌｔ　、　Ｉ
ｉ′ｉｊ　２０項で算出された露出評価値の比から、第
５図に示すような特性図から現在の基準電圧を求め、こ
の現在の基準電圧と露出評価値の比が１の基準電圧とを
比較して現在の基準電圧の方が大きければ出力する基準
電圧値を予め定められた値だけ小さくして絞りを閉じ、
逆に、現在の基準電圧の方が小さければ予め定められた
値だけ大きくして絞りを開（ように制御する。そして１
両者の差が予め定められた値以内になるまで、以上の動
作を繰り返すのは前記実施例と同様である。

なお、第５図の特性曲線に、露出評価値の比が１の前後
の範囲で基準電性が一定となる部分を設けたのは、露出
評価値の比の僅かな変動に伴って白バランスが変動する
のを防止し、白バランスの安定化を図ったものである。

この実施例によっても、前記実施例と同様の効果が得ら
れることは明らかである。

なお、上記実施例では画面分割が９等分の撮像装置の場
合を示したが、この発明は画面中央に分割領域を持つ撮
像装置であれば、画面分割数に拘らず適用でき、上記実
施例と同様の効果を奏す。

また、上記実施例では基準電圧を変えることにより、絞
りを制御しているが、検波回路（８）に利得特性を持た
せ、基準電圧で利得を変えるようにしても同様に制御で
きる。

また、主要被写体領域と非主要被写体領域の露出評価値
の比と理想の白飛び率の関係または基準電圧との関係は
、第４図に示すような直線や、第５図に示すような折れ
線に限られるものではなく１例えば２次曲線のような曲
線、あるいは、直線と曲線が絹み合わせたような関係で
もよい。

また１、Ｆ、記実施例では、白飛び率に関し、主要被写
体領域と非主要被写体領域を区別していないが、両者を
区別し、両者に重みを与えてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、主要被写体領域の露
出評価値と非主要被写体領域の露出評価値の比較により
理想的な白飛び率を決定し、この決定した値と実際の白
飛び率の値が同じになるように絞りを制御するように構
成したので、逆光時でも−黒つぶれ′がなく、過順茫時
でも“自飛び”のない画像が得られるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による撮像装置のブロック
回路図、第２図はこの実施例における画面分割例を示す
図、第３図は第２図の各領域における映倫信号の輝度成
分の明るさの度数分布図、第４図はこの実施例のマイク
ロコンピュータによる信号処理の一例である主要被写体
領域と非主要被写体領域の露出評価値の比と理想９飛び
率との関係を示す特性図、第５図はこの実施例における
他の実母処理の他の例である露出評価値と基準電圧との
関係を示す特性図、第６図は従来の撮像装置のブロック
回路図、第７図は従来の測光領域を示す図である。 ［１・・・レンズ、（２）・・・絞り、（３）・・・撮
像素子、（４１−・・プリアンプ２（５）・・・プロセ
ス部、（６１−・・エンコーダ部、（１０）・・・絞り
制御回路、（１１）・・・Ａ／Ｄ変換器、（１２１〜（
２０）−・・電ｒスイッチ、（２１）〜（２９）・・・
積％回路（評価値検出手段）　、　（３０１〜（３８）
・・・度数分布演算手段、　（３９１・・・インターフ
ェイス回路、（４０）・・・マイクロコンピュータ、（
４Ｉ）・・・パルレス発Ｉ↑回路、（４２）・・・Ｄ／
Ａ変換器。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段へ
   の入射光量を規制する絞り手段と、画面上に分割された
   複数個の領域における個々の映像信号の輝度成分を各領
   域毎の露出評価値として出力する評価値検出手段と、前
   記複数個の領域ごとに輝度成分を複数段階に区分し各段
   階毎の輝度出現回数を計数する輝度の度数分布演算手段
   と、画面中央部の領域とその他の領域の相関値を前記輝
   度の度数分布から求める相関演算手段と、この相関値か
   ら主要被写体領域と非主要被写体領域を判別する判別手
   段と、前記主要被写体領域の露出評価値と非主要被写体
   領域の露出評価値とを比較して逆光もしくは過順光の度
   合を検出し、この検出結果が逆光のときは、絞りを開き
   、過順光のときは閉じるように上記絞り手段を制御する
   手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。