JPH099136A

JPH099136A - 撮影装置

Info

Publication number: JPH099136A
Application number: JP7156427A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Nakano; 孝洋中野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1995-06-22
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ホワイトバランス制御や露光制御等の自動制御
機能の性能向上を図る。【構成】ホワイトバランス制御部１１及び露光制御部１
２の制御特性を撮影環境に応じて変化させる環境判定部
１０の動作速度を動作速度制御部１９によって制御し、
電源投入直後及び撮影環境の大幅変化時には動作速度を
早くして追従性を高め、それ以外のときには遅くして動
作を安定にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オートホワイトバラン
ス制御や自動露光制御等の自動制御機能を備えたビデオ
カメラ，ＶＴＲ一体型カメラ，電子スチルカメラ等の撮
影装置に係り、特にこれらの自動制御機能の性能向上に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の撮影装置においては、良好な画像
を得るために、ホワイトバランス調整や露光調整等の調
整が不可欠である。現在、家庭用ＶＴＲ一体型カメラ等
の撮影装置に搭載される自動制御装置は、これらの調整
を自動的に行うオートホワイトバランス制御や自動露光
制御等の自動制御機能を備えているものが多い。

【０００３】しかしながら、これらの自動制御装置によ
る自動制御では様々な要因によって不具合（誤動作）が
発生することが知られている。この問題に関して、例え
ば特開平５−３０８５６３号公報に記載された発明は、
撮影装置の撮影環境を判定することにより自動制御の誤
動作を防止して高性能化を図ることを提案している。こ
の提案は、被写体距離，レンズの絞り値，時間情報等に
基づいて、昼夜，屋内外等の撮影環境を判定し、この判
定結果に基づいてオートホワイトバランス制御や自動露
光制御等の制御特性を変化させることにより自動制御に
おける誤動作を軽減するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
ような従来装置においては、撮影環境の変化に応じた最
適な自動制御を実行することが困難であった。例えば、
検出した環境変化に敏感に対応する自動制御特性に設定
すると、一時的あるいは部分的な環境変化にも感応する
自動制御となって不安定な撮影動作状態となる問題があ
り、反対に、鈍感な対応特性に設定すると、電源投入直
後やパンニング時の被写体（撮影環境）の変化に対する
自動制御が緩慢になって最適な撮影動作状態となるまで
の時間が長くなり、自動制御の効果が薄れた制御となる
問題が発生する。

【０００５】従って、本発明の目的は、常に好ましい撮
影動作状態とすることができるような自動制御手段を提
供することにある。

【０００６】具体的には、装置の電源を投入してから安
定した撮影が可能になるまでの時間を短縮し、また、パ
ンニング時等のような撮影対象の変化に対しては追従性
を高め、しかも過敏な反応によって不安定な撮影動作状
態になるのを防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光学像を撮像
信号に変換する撮像素子と、前記撮像信号を処理してテ
レビジョン信号を生成する信号処理手段と、撮影環境を
判定し、該判定結果に基づいて撮像または信号処理特性
を制御する自動制御手段（ホワイトバランス制御，露光
制御，画質制御手段等）とを備えた撮影装置において、
前記自動制御手段に、前記制御の速度を制御する動作速
度制御手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】そして、前記動作速度制御手段は、前記環
境判定の周期を制御することを特徴とし、または、該撮
影装置の電源投入時からの経過時間を計時する計時部
と、所定の時間を経過するまでは制御特性変化速度を早
める速度制御部を備えたことを特徴とし、前記計時部は
フィールドカウンタを備え、前記速度制御部は前記フィ
ールドカウンタの計数結果を参照して制御特性変化速度
を変えることを特徴とする。

【０００９】また、前記自動制御手段は、環境判定手段
を備え、前記動作速度制御手段は、前記環境判定手段か
ら得られる環境情報に基づいて制御特性変化速度を変え
ることを特徴とする。

【００１０】また、前記自動制御手段は、前記信号処理
手段における画質制御を制御する制御手段あるいは色信
号の利得を制御するホワイトバランス制御手段あるいは
前記撮像素子の露光量を制御する露光制御手段を備えた
ことを特徴とする。

【００１１】また、前記自動制御手段は、被写体距離情
報，レンズのズーム倍率情報，露光情報，時間情報の少
なくとも１つ以上の情報を用いて撮影環境の判定を行う
とを特徴とし、更には、ファジー推論を用いて撮影環境
の判定を行うことを特徴とする。

【００１２】また、該撮影装置は、更に、前記テレビジ
ョン信号を記録する記録手段と、記録されたテレビジョ
ン信号を再生する再生手段を備えたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】動作速度制御手段は、装置の電源が投入されて
から所定の時間を経過するまでの間または撮影環境の変
化量が所定の範囲を越えたときには自動制御の動作速度
を早くして速やかに撮影環境に適した撮影動作状態とな
るように自動制御し、前記所定の時間を経過した後また
は撮影環境の変化量が所定の範囲内のときには自動制御
の動作速度を遅くして安定した撮影動作状態に自動制御
する。

【００１４】従って、装置の電源を投入してから安定し
た撮影が可能になるまでの時間を短縮し、また、パンニ
ング時等の撮影対象の変化に対しては追従性を高め、し
かも過敏な反応によって不安定な撮影動作状態になるの
を防止することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】図１において、１はレンズであり、フォー
カスレンズやズームレンズを備える。２は入射光量を調
節する絞りであり、絞り駆動回路１７によって駆動され
る。３はＣＣＤ等の撮像素子であり、レンズ１によって
撮像面に結像した被写体像を光電変換して撮像信号に変
換する。ＡＧＣ回路（自動利得制御回路）４は撮像素子
３から出力される撮像信号を所定の信号レベルに増幅
し、Ａ／Ｄ変換回路５はアナログ形態の撮像信号をディ
ジタル形態の撮像信号に変換する。

【００１７】信号処理回路６は撮像信号から輝度信号と
色信号を生成し、ガンマ補正等の公知の信号処理を行
う。エンコーダー７は、信号処理回路６から出力された
輝度信号と色信号をＮＴＳＣ方式等の標準テレビジョン
信号に準じたデジタル信号に変換し、Ｄ／Ａ変換回路８
は該ディジタル信号をアナログの標準テレビジョン信号
に変換して出力する。

【００１８】１１はホワイトバランス制御部であり、撮
影環境の色温度に拘らず白色の被写体が白色に再現され
るように前記信号処理回路６を制御する。このホワイト
バランス制御部１１は、前記環境判定部１０から判定結
果が出力される毎にホワイトバランス制御の制御特性を
変化させる。

【００１９】また、１２は露光制御部であり、適当なレ
ベルの映像信号が得るように前記絞り駆動回路１７を介
して前記絞り２を制御し、また、撮像素子駆動回路９を
介して前記撮像素子３の露光時間、すなわちシャッター
速度を制御する。この露光制御部１２は、前記環境判定
部１０から判定結果が出力される毎に絞り及び露光時間
制御の制御特性を変化させる。

【００２０】更にまた、前記撮像素子駆動回路９，信号
処理回路６，エンコーダー７は、同期信号発生器２０か
ら出力される同期信号に基づいてＮＴＳＣ方式等の標準
テレビジョン方式に準拠して動作する。

【００２１】環境判定部１０は、距離検出手段１３から
出力される被写体距離情報，ズーム値検出手段１４から
出力されるズーム倍率情報，絞り検出手段１５から出力
される絞り値情報，時刻カウンタ１６から出力される年
月日・時刻等の時間情報，前記ＡＧＣ回路４から出力さ
れる利得情報，前記信号処理回路６から出力される映像
信号情報等に基づいて被写体照度の計算，背景距離の計
算及び撮影環境の判定処理を行い、その判定結果に基づ
いてホワイトバランス制御部１１及び露光制御部１２の
制御特性を自動的に変化させる自動制御を行なう。撮影
環境の判定にはファジー推論を用いることが有効であ
る。なお、撮影環境の判定及びホワイトバランス制御，
露光制御に関しては、特開平５−３０８５６３号公報に
記載されている方法を使用するものとし、ここでは詳細
な説明を省略する。

【００２２】この実施例においては、本発明の特徴であ
る前記自動制御の動作速度制御を実現するために、動作
速度制御手段により前記環境判定部１０の動作速度を変
化させる制御を行っている。

【００２３】この実施例における動作速度制御手段は、
計時のためのフィールドカウンタ１８と動作速度制御部
１９とを備える。フィールドカウンタ１８は前記同期信
号発生器２０から出力される垂直同期信号を計数した計
数値（経過時間）情報を出力し、動作速度制御部１９は
該計数値情報に基づいて該撮影装置の電源投入時点から
の経過時間を判定し、この経過時間に応じて前記環境制
御部１０の動作速度（判定動作周期）を変化させる動作
速度制御を実行する。

【００２４】以下、この動作速度制御の制御アルゴリズ
ムを図２に示すフローチャートを参照して説明する。こ
こで、図２に示すフローチャートは、テレビジョン方式
のフィールド周波数に同期して、１フィールドに１回実
行されるものとする。

【００２５】先ず、ステップＳＴ１において、電源投入
時点からのフィールド数をカウントする。次に、ステッ
プＳＴ２において、そのカウント数に基づいて電源投入
時点からの経過時間の判定処理を行う。この判定の結
果、経過時間が予め定められた設定時間ｉ秒に満たない
間はステップＳＴ３に移って環境判定及びその判定結果
に基づくホワイトバランス制御及び露光制御のための一
連の処理を行う。しかし、前記ステップＳＴ２におい
て、電源投入時点からの経過時間が設定時間ｉ秒以上で
あると判定された場合には、ステップＳＴ４に移って現
在のフィールド数が予め定めた整数ｊの整数倍、すなわ
ちｊｎ（ｎは整数）に等しいかどうかを判定し、等しい
ときには前記ステップＳＴ３の処理を行い、それ以外の
ときにはステップＳＴ３の処理を行わずに終了する。こ
れらの処理により、電源投入時点からｉ秒を経過するま
での期間は１フィールド毎に環境判定と該判定結果に基
づくホワイトバランス制御及び露光制御処理を行なう
が、ｉ秒を経過した後はｊフィールド毎に前記環境判定
と該判定結果に基づくホワイトバランス制御及び露光制
御処理を行なうようになる。ここで、フィールドカウン
タ１８を例えば１６ビットのカウンタとすると、該フィ
ールドカウンタ１８は、フィールド数を０から６５５３
６までカウントした後に０に戻り、再び６５５３６まで
のカウントを繰り返す。また、設定時間ｉを１０（秒）
と設定すると、ＮＴＳＣ方式の場合にはフィールドカウ
ント数が６００以下であるか否かを判定することによっ
て１０秒経過の前後を判定することができる。更に、ｊ
を１０（フィールド）と設定すると、電源投入時点から
１０秒を経過した後は１０フィールド毎に環境判定及び
該判定結果に基づくホワイトバランス制御及び露光制御
が行われることになる。

【００２６】なお、図１に示した環境判定部１０，フィ
ールドカウンタ１８及び動作速度制御部１９はマイクロ
コンピュータとその制御プログラムを用いて構成するこ
とができるが、同様の動作するその他のハードウェアを
用いて構成してもよい。また、図２に示したステップＳ
Ｔ２とステップＳＴ４の判定処理は、１つフィールドカ
ウンタ１８のカウント数情報を用いて行っているが、ス
テップＳＴ４の判定処理のために別のフィールドカウン
タを設けてもよい。この場合には、別に設けたフィール
ドカウンタは、ｊフィールドまでカウントした後にリセ
ットするように構成することもできる。また、フィール
ドカウンタ１８を一般的なタイマーに変えて実施するこ
ともできる。

【００２７】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、即座に撮影環境に適合した撮影動作状態となるよう
に自動制御させたい電源投入直後には、環境判定と該判
定結果に基づく特性制御の実行間隔を短くして制御動作
速度を早くし、その後の安定した動作状態が必要な通常
の撮影時には、環境判定と該判定結果に基づく特性制御
の実行間隔を長くして制御動作速度を遅くする。これに
より、装置の状態に応じた制御動作を行うことが可能と
なり、その結果、ホワイトバランス制御及び露光制御を
より高性能化できるようになる。

【００２８】次に、本発明の他の実施例を図３及び図４
を参照して説明する。この実施例は、図１に示した実施
例と概ね同様の構成であるが、動作速度制御部１９が環
境判定部１０から得られる環境情報に基づいて環境判定
部１０の動作速度を制御する点が異なっている。なお、
図３において図１と同様の構成手段には同一の参照符号
を付し、重複する説明は省略する。

【００２９】以下、図４に示すフローチャートを参照し
てこの実施例における動作速度制御の制御アルゴリズム
を説明する。ここで、図４に示すフローチャートは、テ
レビジョン方式のフィールド周波数に同期して、１フィ
ールドに１回実行されるものとする。

【００３０】先ず、ＳＴ２１では、図１に示す実施例と
同様に、電源投入時点からのフィールド数をカウントす
る。次に、ステップＳＴ２２において被写体照度の計算
を行う。この被写体照度の計算は、環境判定の為に必要
なものであり環境判定部１０で行う。この照度計算は特
開平５−３０８５６３号公報に説明されている計算方法
を使用するものとし、ここでは詳述しない。被写体照度
の計算を行った後、ステップＳＴ２３において任意期間
の被写体照度の平均値を求める。次に、ステップＳＴ２
４において、前記ステップＳＴ２３で求めた平均値と現
在の被写体照度の変化量の大きさを判定し、予め定めた
変化量より大きな場合にはステップＳＴ２５に移って環
境判定及び該判定結果に基づくホワイトバランス制御及
び露光制御を行う。また、変化量が予め定めた値より小
さな場合には、ステップＳＴ２６に移ってｊフィールド
毎にステップＳＴ２５の処理を行う。

【００３１】ここで、図５を参照して撮影中の被写体照
度の変化の一例を説明する。図５における期間Ａは屋外
撮影をしている期間である。この間、被写体照度は被写
体の反射率や日向／日影等の条件により変化をしている
が、その変化量は限られた範囲内に収まっている。これ
に対して期間Ｂは屋外から屋内にパンニングをした期間
を示す。この期間Ｂでは被写体照度は大きく変化する。
次に、期間Ｃは屋内撮影を行っている期間であり、期間
Ａと同様にその変化量は一定の範囲内に収まっている。
屋外撮影時の被写体照度は概ね１００００ルクス以上で
あり、屋内撮影時の被写体照度は概ね１０００ルクス以
下であるから、図４に示したフローチャートにおけるス
テップＳＴ２４の照度変化判定値を、例えば±２０ｄＢ
（１０倍あるいは１／１０）に定めれば、図５における
期間Ｂでは、環境判定動作間隔を短くして制御動作を早
くし、期間Ａ，Ｃでは環境判定動作間隔を長くして制御
動作速度を遅くすることができる。

【００３２】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、屋外から屋内へのパンニング等のように急激に撮影
状態が変化したときには環境判定動作の動作速度を早く
し、その他のときには環境判定動作の動作速度を遅くす
る。これにより撮影状態に応じた環境判定動作を行うこ
とが可能となり、それに基づくホワイトバランス制御及
び露光制御をより高性能化することができる。

【００３３】なお、本実施例では、被写体照度の変化量
によって環境判定動作の動作速度を変化させるように構
成したが、被写体距離の変化量や被写体色温度の変化量
に応じて環境判定の動作速度を変化させるように構成す
ることもできる。

【００３４】上述した２つの実施例は、それぞれ、装置
の電源が投入されてからの経過時間または撮影状態に応
じて環境判定の動作速度を制御するように構成されてい
るが、これら２つの実施例を組み合わせた構成とするこ
とも可能である。また、この２つの実施例は、環境判定
の結果に基づいてホワイトバランス制御及び露光制御の
制御特性を変化させるように構成されているが、特開平
５−３０８５６３号公報に開示された画質制御等のよう
な他の自動制御機能の制御特性を変化させるように利用
し、これらの自動制御機能を任意に組み合わせて構成す
ることもできる。

【００３５】また、制御動作の速度制御は、制御動作の
間隔を一定にして１回当たりの制御量を変えることによ
り実現することも可能である。

【００３６】図６は、前述したような自動制御手段を備
えた撮影装置を用いて構成したＶＴＲ一体型カメラの例
を示している。同図において、２１は前述した２つの実
施例のような撮影装置であり、２２はこの撮影装置２１
から出力される映像信号を磁気テープ等に記録する記録
部であり、２３はこの記録部２２に記録された映像信号
からテレビジョン信号を再生する再生部である。

【００３７】このように構成されたＶＴＲ一体型カメラ
は、ホワイトバランス制御，露光制御，画質制御等の自
動制御機能が前述したように高性能化されているため、
良好な画像を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば環境判定
に基づく制御動作の速度を動作速度制御手段によって装
置の状態や撮影状態に応じて変えるようにしたので、ホ
ワイトバランス制御や露光制御等の自動制御機能をより
高性能化することができ、常に好ましい撮影動作状態と
することができる。特に、装置の電源を投入してから安
定した撮影が可能になるまでの時間を短縮し、また、パ
ンニング時等の撮影対象の変化に対しては追従性を高
め、しかも過敏な反応によって不安定な撮影動作状態に
なるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す撮影装置のブロック図
である。

【図２】図１に示した撮影装置における動作速度制御を
説明するためのフローチャートである。

【図３】本発明の他の実施例を示す撮影装置のブロック
図である。

【図４】図３に示した撮影装置における動作速度制御を
動作を説明するためのフローチャートである。

【図５】撮影中の被写体照度の変化の一例を説明するた
めの特性図である。

【図６】本発明になる撮影装置を用いたＶＴＲ一体型カ
メラの一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…レンズ、２…絞り、３…撮像素子、４…ＡＧＣ回
路、６…信号処理回路、１０…環境判定部、１１…ホワ
イトバランス制御部、１２…露光制御部、１８…フィー
ルドカウンタ、１９…動作速度制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学像を撮像信号に変換する撮像素子と、
前記撮像信号を処理してテレビジョン信号を生成する信
号処理手段と、撮影環境を判定し、該判定結果に基づい
て撮像または信号処理特性を制御する自動制御手段とを
備えた撮影装置において、前記自動制御手段は、前記制御の速度を制御する動作速
度制御手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】請求項１において、前記動作速度制御手段
は、前記環境判定の周期を制御することを特徴とする撮
影装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記動作速度
制御手段は、該撮影装置の電源投入時からの経過時間を
計時する計時部と、所定の時間を経過するまでは制御特
性変化速度を速める速度制御部を備えたことを特徴とす
る撮影装置。
【請求項４】請求項３において、前記計時部はフィール
ドカウンタを備え、前記速度制御部は前記フィールドカ
ウンタの計数結果を参照して制御特性変化速度を変える
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項５】請求項１または２において、前記自動制御
手段は環境判定手段を備え、前記動作速度制御手段は、
前記環境判定手段から得られる環境情報に基づいて制御
特性変化速度を変えることを特徴とする撮影装置。
【請求項６】請求項１〜４の１項において、前記自動制
御手段は、前記信号処理手段における画質制御を制御す
る制御手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項７】請求項１〜４の１項において、前記自動制
御手段は、色信号の利得を制御するホワイトバランス制
御手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項８】請求項１〜４の１項において、前記自動制
御手段は、前記撮像素子の露光量を制御する露光制御手
段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項９】請求項１〜８の１項にいて、前記自動制御
手段は、被写体距離情報，レンズのズーム倍率情報，露
光情報，時間情報の少なくとも１つ以上の情報を用いて
撮影環境の判定を行うとを特徴とする撮影装置。
【請求項１０】請求項１〜８の１項において、前記自動
制御手段は、ファジー推論を用いて撮影環境の判定を行
うことを特徴とする撮影装置。
【請求項１１】請求項１〜１０の１項において、該撮影
装置は、更に、前記テレビジョン信号を記録する記録手
段と、記録されたテレビジョン信号を再生する再生手段
を備えたことを特徴とする撮影装置。