JPH10262181A - 露光制御装置、露光制御方法およびカメラ - Google Patents
露光制御装置、露光制御方法およびカメラInfo
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- JPH10262181A JPH10262181A JP9066234A JP6623497A JPH10262181A JP H10262181 A JPH10262181 A JP H10262181A JP 9066234 A JP9066234 A JP 9066234A JP 6623497 A JP6623497 A JP 6623497A JP H10262181 A JPH10262181 A JP H10262181A
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- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/73—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加重平均を採る方法では、光量検出のための
各枠の位置と被写体の位置によって露出に影響が出る。
また、ファジー理論を応用した方法では、ある程度より
さらにソフトウェア処理系を小型にする場合は対応が難
しい。 【解決手段】 先ず、逆光補正量演算部４０において、
光量を積分することによって画面全体の平均輝度を求
め、この平均輝度にある比率をかけたものをＨＩＳＴリ
ファレンスレベルとして設定する。ＨＩＳＴ検波回路１
２では、このＨＩＳＴリファレンスレベルに基づいて撮
像画面内の被写体部分と背景部分を分離して被写体部分
の平均輝度を求める。そして、再度逆光補正量演算部４
０において、画面全体の平均輝度に対する被写体部分の
平均輝度の差分を計算し、この差分をゲイン調整して逆
光補正量とする。
各枠の位置と被写体の位置によって露出に影響が出る。
また、ファジー理論を応用した方法では、ある程度より
さらにソフトウェア処理系を小型にする場合は対応が難
しい。 【解決手段】 先ず、逆光補正量演算部４０において、
光量を積分することによって画面全体の平均輝度を求
め、この平均輝度にある比率をかけたものをＨＩＳＴリ
ファレンスレベルとして設定する。ＨＩＳＴ検波回路１
２では、このＨＩＳＴリファレンスレベルに基づいて撮
像画面内の被写体部分と背景部分を分離して被写体部分
の平均輝度を求める。そして、再度逆光補正量演算部４
０において、画面全体の平均輝度に対する被写体部分の
平均輝度の差分を計算し、この差分をゲイン調整して逆
光補正量とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像画面の明るさ
を自動的に制御する露光制御装置、露光制御方法および
これを用いたカメラに関し、特に逆光補正機能を持つ露
光制御装置、露光制御方法およびこれを用いたカメラに
関する。
を自動的に制御する露光制御装置、露光制御方法および
これを用いたカメラに関し、特に逆光補正機能を持つ露
光制御装置、露光制御方法およびこれを用いたカメラに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ等の固体撮像素子を撮像デバイス
として用いたカメラにおいて、例えば室内で窓辺にいる
人を撮影すると、屋外の明るさに引っ張られて、顔が真
っ黒になるため、これを補正するいわゆる逆光補正機能
が自動露光（Automatic Exposure；ＡＥ）制御装置に備
えられている。この逆光補正の手法として、従来、光量
検出のために画面を複数個の枠に分割し、各枠の光量に
重み付けを行って加重平均を採る方法や、ファジー理論
を応用した方法などが知られている。
として用いたカメラにおいて、例えば室内で窓辺にいる
人を撮影すると、屋外の明るさに引っ張られて、顔が真
っ黒になるため、これを補正するいわゆる逆光補正機能
が自動露光（Automatic Exposure；ＡＥ）制御装置に備
えられている。この逆光補正の手法として、従来、光量
検出のために画面を複数個の枠に分割し、各枠の光量に
重み付けを行って加重平均を採る方法や、ファジー理論
を応用した方法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の逆光補
正方法のうち、加重平均を採る方法の場合は、光量検出
のための各枠の位置と被写体の位置によって露出に影響
が出る欠点があった。一方、ファジー理論を応用した方
法の場合は、ソフトウェアの負担を軽減できるという利
点があるものの、ある程度よりさらにソフトウェア処理
系を小型にする場合は対応が難しいという問題があっ
た。
正方法のうち、加重平均を採る方法の場合は、光量検出
のための各枠の位置と被写体の位置によって露出に影響
が出る欠点があった。一方、ファジー理論を応用した方
法の場合は、ソフトウェアの負担を軽減できるという利
点があるものの、ある程度よりさらにソフトウェア処理
系を小型にする場合は対応が難しいという問題があっ
た。
【０００４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ソフトウェア処理系
を小型でかつ関数演算などの複雑な処理なく構成できる
露光制御装置、露光制御方法およびカメラを提供するこ
とにある。
であり、その目的とするところは、ソフトウェア処理系
を小型でかつ関数演算などの複雑な処理なく構成できる
露光制御装置、露光制御方法およびカメラを提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による露光制御装
置は、撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離し、被
写体部分の明るさを検出する検出手段と、この検出手段
の検出出力に基づいて露光制御を行う制御手段とを備え
た構成となっている。
置は、撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離し、被
写体部分の明るさを検出する検出手段と、この検出手段
の検出出力に基づいて露光制御を行う制御手段とを備え
た構成となっている。
【０００６】上記構成の露光制御装置において、検出手
段は、撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離し、被
写体部分の明るさを検出することによって被写体部分が
どの程度逆光状態にあるかを検出する。そして、制御手
段は、その被写体部分の明るさの度合に応じて露光制御
を行う。このようにして、被写体部分だけの明るさに注
目して露光制御をかけることにより、逆光状態での撮像
であっても、逆光によって被写体が暗くなることがな
い。
段は、撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離し、被
写体部分の明るさを検出することによって被写体部分が
どの程度逆光状態にあるかを検出する。そして、制御手
段は、その被写体部分の明るさの度合に応じて露光制御
を行う。このようにして、被写体部分だけの明るさに注
目して露光制御をかけることにより、逆光状態での撮像
であっても、逆光によって被写体が暗くなることがな
い。
【０００７】本発明による露光制御方法は、撮像画面の
画面全体の平均輝度を求め、この平均輝度に基づいて第
１，第２の基準レベルを設定する工程と、第１，第２の
基準レベルに基づいて撮像画面内の被写体部分と背景部
分を分離し、被写体部分の平均輝度を求める工程と、画
面全体の平均輝度に対する被写体部分の平均輝度の差分
を計算する工程と、この差分に基づいて露光制御を行う
工程とを順に実行するようになっている。
画面全体の平均輝度を求め、この平均輝度に基づいて第
１，第２の基準レベルを設定する工程と、第１，第２の
基準レベルに基づいて撮像画面内の被写体部分と背景部
分を分離し、被写体部分の平均輝度を求める工程と、画
面全体の平均輝度に対する被写体部分の平均輝度の差分
を計算する工程と、この差分に基づいて露光制御を行う
工程とを順に実行するようになっている。
【０００８】この露光制御方法では、先ず、光量を積分
することによって画面全体の平均輝度を求め、この平均
輝度にある比率をかけたものを第１，第２の基準レベル
として設定し、この第１，第２の基準レベルに基づいて
撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離して被写体部
分の平均輝度を求める。そして、画面全体の平均輝度に
対する被写体部分の平均輝度の差分を計算する。この差
分は画面全体の明るさに対する被写体部分の明るさの差
を表しており、この差分に基づいて露光制御を行う。こ
のようにして、被写体部分だけの明るさに注目して露光
制御をかけることにより、逆光状態での撮像であって
も、逆光によって被写体が暗くなることがない。
することによって画面全体の平均輝度を求め、この平均
輝度にある比率をかけたものを第１，第２の基準レベル
として設定し、この第１，第２の基準レベルに基づいて
撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離して被写体部
分の平均輝度を求める。そして、画面全体の平均輝度に
対する被写体部分の平均輝度の差分を計算する。この差
分は画面全体の明るさに対する被写体部分の明るさの差
を表しており、この差分に基づいて露光制御を行う。こ
のようにして、被写体部分だけの明るさに注目して露光
制御をかけることにより、逆光状態での撮像であって
も、逆光によって被写体が暗くなることがない。
【０００９】本発明によるカメラは、入射光を電気信号
に変換して出力する撮像素子と、この撮像素子の撮像面
上に被写体からの入射光を導く光学系と、撮像素子の出
力信号を処理する信号処理手段と、この信号処理手段か
ら与えられる信号に基づいて撮像画面内の被写体部分と
背景部分を分離し、被写体部分の明るさを検出する検出
手段と、この検出手段の検出出力に基づいて撮像素子に
対する露光制御を行う制御手段とを備えた構成となって
いる。
に変換して出力する撮像素子と、この撮像素子の撮像面
上に被写体からの入射光を導く光学系と、撮像素子の出
力信号を処理する信号処理手段と、この信号処理手段か
ら与えられる信号に基づいて撮像画面内の被写体部分と
背景部分を分離し、被写体部分の明るさを検出する検出
手段と、この検出手段の検出出力に基づいて撮像素子に
対する露光制御を行う制御手段とを備えた構成となって
いる。
【００１０】上記構成のカメラにおいて、被写体からの
入射光は光学系によって撮像素子の撮像面上に導かれ、
この撮像素子によって電気信号に変換されて出力され
る。この撮像素子の出力信号は、信号処理手段にて信号
処理されて映像信号として出力される。一方、検出手段
は、信号処理手段から与えられる信号に基づいて撮像画
面内の被写体部分と背景部分を分離し、被写体部分の明
るさを検出することによって被写体部分がどの程度逆光
状態にあるかを検出する。そして、制御手段は、その被
写体部分の明るさの度合に応じて露光制御を行う。この
ようにして、被写体部分だけの明るさに注目して露光制
御をかけることにより、逆光状態での撮像であっても、
逆光によって被写体が暗くなることがない。
入射光は光学系によって撮像素子の撮像面上に導かれ、
この撮像素子によって電気信号に変換されて出力され
る。この撮像素子の出力信号は、信号処理手段にて信号
処理されて映像信号として出力される。一方、検出手段
は、信号処理手段から与えられる信号に基づいて撮像画
面内の被写体部分と背景部分を分離し、被写体部分の明
るさを検出することによって被写体部分がどの程度逆光
状態にあるかを検出する。そして、制御手段は、その被
写体部分の明るさの度合に応じて露光制御を行う。この
ようにして、被写体部分だけの明るさに注目して露光制
御をかけることにより、逆光状態での撮像であっても、
逆光によって被写体が暗くなることがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。
て図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明に係るカメラの一実施形態
を示すシステム全体の基本構成図である。図１におい
て、固体撮像素子、例えばＣＣＤ撮像素子１の撮像面上
には、被写体からの像光がレンズ２を介して入射され
る。ＣＣＤ撮像素子１は、タイミングジェネレータ（Ｔ
Ｇ）３から発生される各種のタイミング信号によって露
光時間（シャッタスピード）、信号電荷の読み出し、垂
直転送、水平転送などの制御が行われることにより、入
射光を画素単位で電気信号に変換して撮像信号として出
力する。
を示すシステム全体の基本構成図である。図１におい
て、固体撮像素子、例えばＣＣＤ撮像素子１の撮像面上
には、被写体からの像光がレンズ２を介して入射され
る。ＣＣＤ撮像素子１は、タイミングジェネレータ（Ｔ
Ｇ）３から発生される各種のタイミング信号によって露
光時間（シャッタスピード）、信号電荷の読み出し、垂
直転送、水平転送などの制御が行われることにより、入
射光を画素単位で電気信号に変換して撮像信号として出
力する。
【００１３】このＣＣＤ撮像素子１から出力される撮像
信号は、プリアンプ４に供給されて信号成分がサンプル
ホールドされるとともに、適正なレベルに合わせるため
にゲインコントロール（ＡＧＣ）が行われる。プリアン
プ４を経た撮像信号は、Ａ／Ｄコンバータ５でアナログ
信号からディジタル信号に変換されてＤＳＰ(DigitalSi
gnal Processor;ディジタル信号処理）回路６に供給さ
れ、このＤＳＰ回路６で様々な処理がなされた後、映像
信号として出力される。
信号は、プリアンプ４に供給されて信号成分がサンプル
ホールドされるとともに、適正なレベルに合わせるため
にゲインコントロール（ＡＧＣ）が行われる。プリアン
プ４を経た撮像信号は、Ａ／Ｄコンバータ５でアナログ
信号からディジタル信号に変換されてＤＳＰ(DigitalSi
gnal Processor;ディジタル信号処理）回路６に供給さ
れ、このＤＳＰ回路６で様々な処理がなされた後、映像
信号として出力される。
【００１４】また、逆光補正を含む自動露光（ＡＥ）制
御を行うために露光制御装置７が設けられている。この
露光制御装置７は、ＤＳＰ回路６から与えられる輝度信
号を検波する信号検波回路８と、この信号検波回路８の
検波出力に対してソフトウェア処理を行うソフトウェア
処理回路９とから構成され、タイミングジェネレータ３
を介してＣＣＤ撮像素子１のシャッタスピードを制御す
るとともに、Ｄ／Ａコンバータ１０を介してプリアンプ
４のゲインを制御することによって逆光補正を含む露光
制御（以下、ＡＥ制御と称する）を行う。
御を行うために露光制御装置７が設けられている。この
露光制御装置７は、ＤＳＰ回路６から与えられる輝度信
号を検波する信号検波回路８と、この信号検波回路８の
検波出力に対してソフトウェア処理を行うソフトウェア
処理回路９とから構成され、タイミングジェネレータ３
を介してＣＣＤ撮像素子１のシャッタスピードを制御す
るとともに、Ｄ／Ａコンバータ１０を介してプリアンプ
４のゲインを制御することによって逆光補正を含む露光
制御（以下、ＡＥ制御と称する）を行う。
【００１５】以下、露光制御装置７における逆光補正に
ついて説明する。先ず、逆光状態の被写体の一例を図２
に示す。逆光状態の被写体の輝度は、画面全体に対して
やや暗い部分であることが多く、また背景はホワイトク
リップがかかるレベルくらいの明るい部分であることが
多い。このように、逆光状態では、撮像画面内の被写体
部分と背景部分の間に輝度レベル差が生じることを利用
し、画面全体の平均輝度よりも低い輝度の部分を主な被
写体部分とし、この部分の輝度レベルだけでＡＥ制御を
行うことで、逆光補正を行うというものである。
ついて説明する。先ず、逆光状態の被写体の一例を図２
に示す。逆光状態の被写体の輝度は、画面全体に対して
やや暗い部分であることが多く、また背景はホワイトク
リップがかかるレベルくらいの明るい部分であることが
多い。このように、逆光状態では、撮像画面内の被写体
部分と背景部分の間に輝度レベル差が生じることを利用
し、画面全体の平均輝度よりも低い輝度の部分を主な被
写体部分とし、この部分の輝度レベルだけでＡＥ制御を
行うことで、逆光補正を行うというものである。
【００１６】図３（ａ）に示すように、通常、被写体の
輝度分布は概ね一様であるが、逆光状態となると、同図
（ｂ）に示すように、被写体部分と背景部分に輝度レベ
ル差が生じる。この輝度レベル差をキーとして、信号検
波回路８においては、輝度がやや暗いところを主要な被
写体部分として分離抽出するように、この被写体部分の
大きさと輝度レベルを検波する。
輝度分布は概ね一様であるが、逆光状態となると、同図
（ｂ）に示すように、被写体部分と背景部分に輝度レベ
ル差が生じる。この輝度レベル差をキーとして、信号検
波回路８においては、輝度がやや暗いところを主要な被
写体部分として分離抽出するように、この被写体部分の
大きさと輝度レベルを検波する。
【００１７】この信号検波回路８は、ＤＳＰ回路６から
与えられる輝度信号を単純積分して単純積分値（光量）
を得るための光量積分回路１１と、輝度信号をヒストグ
ラム（histgram；以下、ＨＩＳＴと記す）検波するため
のＨＩＳＴ検波回路１２とによって構成されている。Ｈ
ＩＳＴ検波回路１２では、輝度信号をＨＩＳＴ検波する
ことにより、ＨＩＳＴ積分値とＨＩＳＴカウント値（画
素カウント値）が得られる。
与えられる輝度信号を単純積分して単純積分値（光量）
を得るための光量積分回路１１と、輝度信号をヒストグ
ラム（histgram；以下、ＨＩＳＴと記す）検波するため
のＨＩＳＴ検波回路１２とによって構成されている。Ｈ
ＩＳＴ検波回路１２では、輝度信号をＨＩＳＴ検波する
ことにより、ＨＩＳＴ積分値とＨＩＳＴカウント値（画
素カウント値）が得られる。
【００１８】ＨＩＳＴ検波回路１２は、図４に示すよう
に、輝度信号とＨＩＳＴリファレンスレベルを２入力と
する比較器２１と、この比較器２１の比較出力を反転す
る反転器２２と、比較器２１の比較出力と反転器２２の
反転出力を２入力とし、いずれか一方を選択する切換え
スイッチ２３と、この切換えスイッチ２３の出力によっ
てオン（閉）／オフ（開）制御されるゲートスイッチ２
４と、このゲートスイッチ２４を介して供給される輝度
信号を積分する積分器２５と、切換えスイッチ２３によ
って選択された比較器２１の比較出力又は反転器２２の
反転出力を積分する積分器２６とから構成されている。
に、輝度信号とＨＩＳＴリファレンスレベルを２入力と
する比較器２１と、この比較器２１の比較出力を反転す
る反転器２２と、比較器２１の比較出力と反転器２２の
反転出力を２入力とし、いずれか一方を選択する切換え
スイッチ２３と、この切換えスイッチ２３の出力によっ
てオン（閉）／オフ（開）制御されるゲートスイッチ２
４と、このゲートスイッチ２４を介して供給される輝度
信号を積分する積分器２５と、切換えスイッチ２３によ
って選択された比較器２１の比較出力又は反転器２２の
反転出力を積分する積分器２６とから構成されている。
【００１９】上記構成のＨＩＳＴ検波回路１２におい
て、比較器２１は輝度信号がＨＩＳＴリファレンスレベ
ル以上のとき“Ｈ”レベル（論理“１”）、ＨＩＳＴリ
ファレンス未満のとき“Ｌ”レベル（論理“０”）の比
較結果を出力する。この比較器２１の比較出力を切換え
スイッチ２３を介して直接積分器２６に供給し、この積
分器２６で１フィールド期間積分したものがＨＩＳＴカ
ウント値（画素カウント値）となる。一方、比較器２１
の比較出力が“Ｈ”レベルのときゲートスイッチ２４が
閉状態となり、このときゲートスイッチ２４を介して供
給される輝度信号を積分器２５で１フィールド期間積分
したものがＨＩＳＴ積分値となる。
て、比較器２１は輝度信号がＨＩＳＴリファレンスレベ
ル以上のとき“Ｈ”レベル（論理“１”）、ＨＩＳＴリ
ファレンス未満のとき“Ｌ”レベル（論理“０”）の比
較結果を出力する。この比較器２１の比較出力を切換え
スイッチ２３を介して直接積分器２６に供給し、この積
分器２６で１フィールド期間積分したものがＨＩＳＴカ
ウント値（画素カウント値）となる。一方、比較器２１
の比較出力が“Ｈ”レベルのときゲートスイッチ２４が
閉状態となり、このときゲートスイッチ２４を介して供
給される輝度信号を積分器２５で１フィールド期間積分
したものがＨＩＳＴ積分値となる。
【００２０】切換えスイッチ２３は、比較器２１の比較
出力を選択する状態か、反転器２２の反転出力を選択す
る状態のいずれかの切換え状態に、ＨＩＳＴリファレン
ス制御によって固定される。上述した動作説明は、切換
えスイッチ２３が比較器２１の比較出力を選択した場合
のものである。反転器２２の反転出力を選択した場合
は、輝度信号がＨＩＳＴリファレンスレベル未満のと
き、ゲートスイッチ２４が閉状態となって輝度信号を積
分器２５に供給することになる。ＨＩＳＴ積分値および
ＨＩＳＴカウント値は、１フィールドごとにデータがラ
ッチされて出力される。
出力を選択する状態か、反転器２２の反転出力を選択す
る状態のいずれかの切換え状態に、ＨＩＳＴリファレン
ス制御によって固定される。上述した動作説明は、切換
えスイッチ２３が比較器２１の比較出力を選択した場合
のものである。反転器２２の反転出力を選択した場合
は、輝度信号がＨＩＳＴリファレンスレベル未満のと
き、ゲートスイッチ２４が閉状態となって輝度信号を積
分器２５に供給することになる。ＨＩＳＴ積分値および
ＨＩＳＴカウント値は、１フィールドごとにデータがラ
ッチされて出力される。
【００２１】以上によって、ＨＩＳＴリファレンスレベ
ル以上、又は未満の輝度信号の画素数と積分値が得られ
る。画素数はそれらが占める面積に当たり、積分値は光
量に当たる。ＨＩＳＴリファレンスレベルを適当な値に
設定すれば、輝度レベル差が大きい被写体部分と背景部
分の面積と光量を分離して検波することができる。この
ように分離して検波した被写体部分の積分値を入力とし
て、従来のＡＥ制御ループに加えることにより、被写体
部分の光量に合わせたＡＥ制御が可能となる。
ル以上、又は未満の輝度信号の画素数と積分値が得られ
る。画素数はそれらが占める面積に当たり、積分値は光
量に当たる。ＨＩＳＴリファレンスレベルを適当な値に
設定すれば、輝度レベル差が大きい被写体部分と背景部
分の面積と光量を分離して検波することができる。この
ように分離して検波した被写体部分の積分値を入力とし
て、従来のＡＥ制御ループに加えることにより、被写体
部分の光量に合わせたＡＥ制御が可能となる。
【００２２】なお、図４には、ＨＩＳＴ検波回路を１系
統分のみ示したが、被写体部分と背景部分とを分離して
検出するためには、被写体分離用と背景分離用の２系統
のＨＩＳＴ検波回路が必要となる。したがって、ＨＩＳ
Ｔリファレンスレベルとしても、各々に対応した２つの
ＨＩＳＴリファレンスレベル１，２が用いられることに
なる。この２つのＨＩＳＴリファレンスレベル１，２の
設定については、後で詳細に説明する。
統分のみ示したが、被写体部分と背景部分とを分離して
検出するためには、被写体分離用と背景分離用の２系統
のＨＩＳＴ検波回路が必要となる。したがって、ＨＩＳ
Ｔリファレンスレベルとしても、各々に対応した２つの
ＨＩＳＴリファレンスレベル１，２が用いられることに
なる。この２つのＨＩＳＴリファレンスレベル１，２の
設定については、後で詳細に説明する。
【００２３】図５は、ソフトウェア処理回路９の具体的
な構成の一例を示す機能ブロック図である。このソフト
ウェア処理回路９は、ＡＥ本線系ＰＩＤ（proportional
integral and differential；比例・積分・微分）演算
部３０と、逆光補正量演算部４０とによって構成されて
いる。
な構成の一例を示す機能ブロック図である。このソフト
ウェア処理回路９は、ＡＥ本線系ＰＩＤ（proportional
integral and differential；比例・積分・微分）演算
部３０と、逆光補正量演算部４０とによって構成されて
いる。
【００２４】ＡＥ本線系ＰＩＤ演算部３０では先ず、加
重平均化処理部３１において、信号検波回路８の光量積
分回路１１から供給される単純積分値を用いて加重平均
をとる。次に、エラー計算処理部３２において、加重平
均化処理回路３１で得た加重平均値の目標光量（ＡＥリ
ファレンス）に対するエラー量を算出する。そして、こ
のエラー量に逆光補正量演算部４０で求めた逆光補正量
を加算してＰＩＤ演算部３３に入力し、シャッタスピー
ドおよびＡＧＣゲインを求める。このシャッタスピード
およびＡＧＣゲインは、図１のタイミングジェネレータ
３およびＤ／Ａコンバータ１０に供給される。
重平均化処理部３１において、信号検波回路８の光量積
分回路１１から供給される単純積分値を用いて加重平均
をとる。次に、エラー計算処理部３２において、加重平
均化処理回路３１で得た加重平均値の目標光量（ＡＥリ
ファレンス）に対するエラー量を算出する。そして、こ
のエラー量に逆光補正量演算部４０で求めた逆光補正量
を加算してＰＩＤ演算部３３に入力し、シャッタスピー
ドおよびＡＧＣゲインを求める。このシャッタスピード
およびＡＧＣゲインは、図１のタイミングジェネレータ
３およびＤ／Ａコンバータ１０に供給される。
【００２５】続いて、逆光補正量演算部４０の構成につ
いて説明する。この逆光補正量演算部４０は、ＬＰＦ
（ローパスフィルタ）処理部４１と、平均化処理部４２
と、平均光量との差分計算処理部４３と、ゲイン調整部
４４と、調整ゲイン決定部４５と、平均化処理部４６
と、ＨＩＳＴリファレンス計算処理部４７とから構成さ
れている。
いて説明する。この逆光補正量演算部４０は、ＬＰＦ
（ローパスフィルタ）処理部４１と、平均化処理部４２
と、平均光量との差分計算処理部４３と、ゲイン調整部
４４と、調整ゲイン決定部４５と、平均化処理部４６
と、ＨＩＳＴリファレンス計算処理部４７とから構成さ
れている。
【００２６】上記構成の逆光補正量演算部４０におい
て、平均化処理部４６は、信号検波回路８の光量積分回
路１１から供給される単純積分値を加重せずに合計し、
検波画素数で割る演算処理を行うことによって画面全体
の輝度の平均値を求める。ここに、検波画素数とは、Ｃ
ＣＤ撮像素子１の規格によって定まる画素数に基づいて
設定される値である。ＨＩＳＴリファレンス計算処理部
４７は、平均化処理部４６で求めた画面全体の平均輝度
に係数を掛けることによってＨＩＳＴリファレンスレベ
ルを設定する。
て、平均化処理部４６は、信号検波回路８の光量積分回
路１１から供給される単純積分値を加重せずに合計し、
検波画素数で割る演算処理を行うことによって画面全体
の輝度の平均値を求める。ここに、検波画素数とは、Ｃ
ＣＤ撮像素子１の規格によって定まる画素数に基づいて
設定される値である。ＨＩＳＴリファレンス計算処理部
４７は、平均化処理部４６で求めた画面全体の平均輝度
に係数を掛けることによってＨＩＳＴリファレンスレベ
ルを設定する。
【００２７】具体的には、第１系統（ＨＩＳＴ１）で
は、係数を１未満、輝度信号がＨＩＳＴリファレンスレ
ベル以上で図４の比較器２１の比較出力が論理“１”と
なるような極性に設定する。第２系統（ＨＩＳＴ２）で
は、係数を１以上、極性は第１系統と逆で輝度信号がＨ
ＩＳＴリファレンスレベル未満で比較器２１の比較出力
が論理“１”となるように設定する。これにより、第１
系統（ＨＩＳＴ１）では主に背景の部分でも輝度高めの
部分を、第２系統（ＨＩＳＴ２）では主に被写体の部分
でやや暗めの部分を検波している。図６に、図２の逆光
被写体で出力されるビデオ信号において、平均輝度とＨ
ＩＳＴリファレンスの関係を示す。
は、係数を１未満、輝度信号がＨＩＳＴリファレンスレ
ベル以上で図４の比較器２１の比較出力が論理“１”と
なるような極性に設定する。第２系統（ＨＩＳＴ２）で
は、係数を１以上、極性は第１系統と逆で輝度信号がＨ
ＩＳＴリファレンスレベル未満で比較器２１の比較出力
が論理“１”となるように設定する。これにより、第１
系統（ＨＩＳＴ１）では主に背景の部分でも輝度高めの
部分を、第２系統（ＨＩＳＴ２）では主に被写体の部分
でやや暗めの部分を検波している。図６に、図２の逆光
被写体で出力されるビデオ信号において、平均輝度とＨ
ＩＳＴリファレンスの関係を示す。
【００２８】また、ＬＰＦ処理部４１において、信号検
波回路８のＨＩＳＴ検波回路１２から供給されるＨＩＳ
Ｔ積分値とＨＩＳＴカウント値にＬＰＦ処理をかける。
これらの値は、ＨＩＳＴリファレンスレベルを変化させ
ていったときに値が大きく変化する値がある。つまり、
ＨＩＳＴリファレンス制御をＨＩＳＴリファレンスレベ
ル以下でＨＩＳＴ検波するように設定し、ＨＩＳＴリフ
ァレンスレベルを０から増加させていったときに、被写
体の輝度を過ぎて背景の輝度を越えたときがその変化ポ
イントになる。ＡＥ制御が過渡状態にあるときなどで値
が大きく変化すると、その後の処理に不具合が生じるの
で時間的な平均をとる。
波回路８のＨＩＳＴ検波回路１２から供給されるＨＩＳ
Ｔ積分値とＨＩＳＴカウント値にＬＰＦ処理をかける。
これらの値は、ＨＩＳＴリファレンスレベルを変化させ
ていったときに値が大きく変化する値がある。つまり、
ＨＩＳＴリファレンス制御をＨＩＳＴリファレンスレベ
ル以下でＨＩＳＴ検波するように設定し、ＨＩＳＴリフ
ァレンスレベルを０から増加させていったときに、被写
体の輝度を過ぎて背景の輝度を越えたときがその変化ポ
イントになる。ＡＥ制御が過渡状態にあるときなどで値
が大きく変化すると、その後の処理に不具合が生じるの
で時間的な平均をとる。
【００２９】平均化処理部４２は、数種の画素数を持っ
たＣＣＤ撮像素子に対応するために設けられたものであ
る。すなわち、本ソフトウェア処理回路９での光量計算
を、１画素当たりの平均値で行うために設けられてい
る。平均光量との差分計算処理部４３では、逆光補正は
平均検波された光量で働くＡＥに対して補正するものな
ので、画面全体の平均輝度（平均光量）に対するＨＩＳ
Ｔ検波によって得られた被写体部分の輝度（被写体光
量）の差を計算する。
たＣＣＤ撮像素子に対応するために設けられたものであ
る。すなわち、本ソフトウェア処理回路９での光量計算
を、１画素当たりの平均値で行うために設けられてい
る。平均光量との差分計算処理部４３では、逆光補正は
平均検波された光量で働くＡＥに対して補正するものな
ので、画面全体の平均輝度（平均光量）に対するＨＩＳ
Ｔ検波によって得られた被写体部分の輝度（被写体光
量）の差を計算する。
【００３０】ところで、平均光量との差分計算処理で得
られる値をそのまま逆光補正量として本線系のＡＥ制御
ループに加算してしまうと、被写体部分と見なしている
“やや暗い部分”で常にＡＥ制御が動作してしまうこと
になる。そのため、“やや暗い部分”が少ない被写体で
は、ゲインを上げ過ぎて白飛びだらけの画面になってし
まう。また、全白のような被写体では、その動作そのも
のに矛盾が生じることになる。
られる値をそのまま逆光補正量として本線系のＡＥ制御
ループに加算してしまうと、被写体部分と見なしている
“やや暗い部分”で常にＡＥ制御が動作してしまうこと
になる。そのため、“やや暗い部分”が少ない被写体で
は、ゲインを上げ過ぎて白飛びだらけの画面になってし
まう。また、全白のような被写体では、その動作そのも
のに矛盾が生じることになる。
【００３１】そこで、ゲイン調整部４４では、主に被写
体部分の面積になっているＨＩＳＴカウント値２と、主
に背景部分の面積になっているＨＩＳＴカウント値１を
用いてゲイン調整を行うことで、本線系のＡＥ制御ルー
プに加算する逆光補正量を決めている。ここで、ＨＩＳ
Ｔ１を決めるときに用いた平均輝度に対する係数をα
（１未満）、ＨＩＳＴ２を求めるときに用いた平均輝度
に対する係数をβ（１以上）とすると、ＨＩＳＴカウン
ト値１は画面全体の平均輝度のα倍以上の輝度を持つ画
素数、ＨＩＳＴカウント値２は画面全体の平均輝度のβ
倍以下の輝度を持つ画素数である。
体部分の面積になっているＨＩＳＴカウント値２と、主
に背景部分の面積になっているＨＩＳＴカウント値１を
用いてゲイン調整を行うことで、本線系のＡＥ制御ルー
プに加算する逆光補正量を決めている。ここで、ＨＩＳ
Ｔ１を決めるときに用いた平均輝度に対する係数をα
（１未満）、ＨＩＳＴ２を求めるときに用いた平均輝度
に対する係数をβ（１以上）とすると、ＨＩＳＴカウン
ト値１は画面全体の平均輝度のα倍以上の輝度を持つ画
素数、ＨＩＳＴカウント値２は画面全体の平均輝度のβ
倍以下の輝度を持つ画素数である。
【００３２】そして、ＨＩＳＴカウント値１およびＨＩ
ＳＴカウント値２の和は総画素数以上で、その２倍以下
である。両者の和から総画面画素数を差し引いたもの
は、画面全体の平均輝度のα倍以上、β倍以下の輝度の
画素数を表している。この値は逆光でない通常被写体で
はやや大きく、遮光状態では小さくなることから、この
値の動きから調整ゲインを、図７（ａ）の特性図のよう
に求める。以上のようにして、逆光補正量演算部４０で
求められた逆光補正量を、本線系のＡＥ制御ループに加
算することにより、逆光補正を実現できる。
ＳＴカウント値２の和は総画素数以上で、その２倍以下
である。両者の和から総画面画素数を差し引いたもの
は、画面全体の平均輝度のα倍以上、β倍以下の輝度の
画素数を表している。この値は逆光でない通常被写体で
はやや大きく、遮光状態では小さくなることから、この
値の動きから調整ゲインを、図７（ａ）の特性図のよう
に求める。以上のようにして、逆光補正量演算部４０で
求められた逆光補正量を、本線系のＡＥ制御ループに加
算することにより、逆光補正を実現できる。
【００３３】次に、上記構成の露光制御装置における一
連の露光制御の処理手順について、図８のフローチャー
トを用いて逆光補正演算処理系およびＡＥ制御ループ系
に分けて説明する。
連の露光制御の処理手順について、図８のフローチャー
トを用いて逆光補正演算処理系およびＡＥ制御ループ系
に分けて説明する。
【００３４】先ず、逆光補正演算処理系での処理手順に
ついて説明する。図８（ａ）のフローチャートにおい
て、先ず、ＣＣＤ撮像素子１によって被写体を撮像した
際にＤＳＰ回路６から与えられる輝度信号（光量）を積
分し（ステップＳ１１）、この積分値を検波画素数で割
ることによって画面全体の平均輝度（平均光量）を求め
（ステップＳ１２）、続いてこの求めた画面全体の平均
輝度に係数を掛けることによってＨＩＳＴリファレンス
レベルを計算する（ステップＳ１３）。
ついて説明する。図８（ａ）のフローチャートにおい
て、先ず、ＣＣＤ撮像素子１によって被写体を撮像した
際にＤＳＰ回路６から与えられる輝度信号（光量）を積
分し（ステップＳ１１）、この積分値を検波画素数で割
ることによって画面全体の平均輝度（平均光量）を求め
（ステップＳ１２）、続いてこの求めた画面全体の平均
輝度に係数を掛けることによってＨＩＳＴリファレンス
レベルを計算する（ステップＳ１３）。
【００３５】次に、ＨＩＳＴリファレンスレベルに基づ
いてＨＩＳＴ検波を行い、ＨＩＳＴ積分値とＨＩＳＴカ
ウント（画素カウント値）を求めることによって被写体
部分を分離し、その部分の大きさと光量を求める（ステ
ップＳ１４）。続いて、ステップＳ１２で求めた画面全
体の平均輝度に対する被写体部分の輝度の差を計算する
（ステップＳ１５）。そして、求めた輝度差に対してゲ
イン調整を行うことによって逆光補正量を求める（ステ
ップＳ１６）。
いてＨＩＳＴ検波を行い、ＨＩＳＴ積分値とＨＩＳＴカ
ウント（画素カウント値）を求めることによって被写体
部分を分離し、その部分の大きさと光量を求める（ステ
ップＳ１４）。続いて、ステップＳ１２で求めた画面全
体の平均輝度に対する被写体部分の輝度の差を計算する
（ステップＳ１５）。そして、求めた輝度差に対してゲ
イン調整を行うことによって逆光補正量を求める（ステ
ップＳ１６）。
【００３６】続いて、ＡＥ制御ループ系での処理手順に
ついて説明する。図８（ｂ）のフローチャートにおい
て、図８（ａ）のステップＳ１１で得られた積分値を取
り込み（ステップＳ２１）、この積分値の加重平均値の
目標光量に対するエラー量を算出する（ステップＳ２
２）。次いで、このエラー量に図８（ａ）のステップＳ
１６で求めた逆光補正量を加算し（ステップＳ２３）、
ＰＩＤ演算を行ってシャッタスピードおよびＡＧＣゲイ
ンを求める（ステップＳ２４）。
ついて説明する。図８（ｂ）のフローチャートにおい
て、図８（ａ）のステップＳ１１で得られた積分値を取
り込み（ステップＳ２１）、この積分値の加重平均値の
目標光量に対するエラー量を算出する（ステップＳ２
２）。次いで、このエラー量に図８（ａ）のステップＳ
１６で求めた逆光補正量を加算し（ステップＳ２３）、
ＰＩＤ演算を行ってシャッタスピードおよびＡＧＣゲイ
ンを求める（ステップＳ２４）。
【００３７】そして、この求めたシャッタスピードおよ
びＡＧＣゲインになるように、図１のタイミングジェネ
レータ３による電子シャッタのタイミングおよびプリア
ンプ４のＡＧＣゲインを制御する（ステップＳ２５）。
以上の一連の処理により、逆光補正が行われる。
びＡＧＣゲインになるように、図１のタイミングジェネ
レータ３による電子シャッタのタイミングおよびプリア
ンプ４のＡＧＣゲインを制御する（ステップＳ２５）。
以上の一連の処理により、逆光補正が行われる。
【００３８】上述したように、撮像画面内の被写体部分
と背景部分を分離し、被写体部分の光量検出によって被
写体部分がどの程度の逆光状態にあるかを検出し、被写
体部分だけの明るさ（輝度）に注目して画面全体の明る
さに対する差分を逆光補正量としてＡＥ制御を行うよう
にしたことで、逆光状態で被写体が暗くなってしまうの
を確実に防ぐことができる。また、被写体部分の光量を
検出するようにしているので、画面内で被写体が移動し
ても、露出の変化が小さく、その位置によって逆光補正
が左右されることがない。
と背景部分を分離し、被写体部分の光量検出によって被
写体部分がどの程度の逆光状態にあるかを検出し、被写
体部分だけの明るさ（輝度）に注目して画面全体の明る
さに対する差分を逆光補正量としてＡＥ制御を行うよう
にしたことで、逆光状態で被写体が暗くなってしまうの
を確実に防ぐことができる。また、被写体部分の光量を
検出するようにしているので、画面内で被写体が移動し
ても、露出の変化が小さく、その位置によって逆光補正
が左右されることがない。
【００３９】図９に、本実施形態におけるソフトウェア
処理回路９の変形例を示す。この変形例では、図５に示
すソフトウェア処理回路９におけるゲイン調整処理を省
いて当該回路の小型化を図ったものである。すなわち、
この変形例に係るソフトウェア処理回路は、平均化処理
部５１と、ＨＩＳＴリファレンス計算処理部５２と、Ｌ
ＰＦ処理部５３と、平均化処理部５４と、エラー計算処
理部５５と、ＰＩＤ演算処理部５６とから構成されてい
る。
処理回路９の変形例を示す。この変形例では、図５に示
すソフトウェア処理回路９におけるゲイン調整処理を省
いて当該回路の小型化を図ったものである。すなわち、
この変形例に係るソフトウェア処理回路は、平均化処理
部５１と、ＨＩＳＴリファレンス計算処理部５２と、Ｌ
ＰＦ処理部５３と、平均化処理部５４と、エラー計算処
理部５５と、ＰＩＤ演算処理部５６とから構成されてい
る。
【００４０】この変形例に係るソフトウェア処理回路の
各構成要素の機能は、基本的には、先の実施形態に係る
ソフトウェア処理回路９の対応する構成要素の機能と同
じである。すなわち、平均化処理部５１は、図１の光量
積分回路１１から供給される単純積分値を加重せずに合
計し、検波画素数で割る演算処理を行うことによって画
面全体の輝度の平均値を求める。ＨＩＳＴリファレンス
計算処理部５２は、平均化処理部５１で求めた画面全体
の平均輝度に係数を掛けることによってＨＩＳＴリファ
レンスを設定する。そして、この設定したＨＩＳＴリフ
ァレンスを図１のＨＩＳＴ検波回路１２に供給する。
各構成要素の機能は、基本的には、先の実施形態に係る
ソフトウェア処理回路９の対応する構成要素の機能と同
じである。すなわち、平均化処理部５１は、図１の光量
積分回路１１から供給される単純積分値を加重せずに合
計し、検波画素数で割る演算処理を行うことによって画
面全体の輝度の平均値を求める。ＨＩＳＴリファレンス
計算処理部５２は、平均化処理部５１で求めた画面全体
の平均輝度に係数を掛けることによってＨＩＳＴリファ
レンスを設定する。そして、この設定したＨＩＳＴリフ
ァレンスを図１のＨＩＳＴ検波回路１２に供給する。
【００４１】一方、ＬＰＦ処理部５３は、図１のＨＩＳ
Ｔ検波回路１２から供給されるＨＩＳＴ積分値とＨＩＳ
Ｔカウント値にＬＰＦ処理をかける。平均化処理部４２
は、本ソフトウェア処理回路での光量計算を１画素当た
りの平均値で行うため、ＬＰＦ処理部５３の出力を平均
化する。エラー計算処理部５５は、平均化処理部４２か
ら出力される平均値の目標光量（ＡＥリファレンス）に
対するエラー量を計算する。ＰＩＤ演算処理部５６は、
エラー計算処理部５５で求めたエラー量に対してＰＩＤ
演算を行ってシャッタスピードおよびＡＧＣゲインを求
める。
Ｔ検波回路１２から供給されるＨＩＳＴ積分値とＨＩＳ
Ｔカウント値にＬＰＦ処理をかける。平均化処理部４２
は、本ソフトウェア処理回路での光量計算を１画素当た
りの平均値で行うため、ＬＰＦ処理部５３の出力を平均
化する。エラー計算処理部５５は、平均化処理部４２か
ら出力される平均値の目標光量（ＡＥリファレンス）に
対するエラー量を計算する。ＰＩＤ演算処理部５６は、
エラー計算処理部５５で求めたエラー量に対してＰＩＤ
演算を行ってシャッタスピードおよびＡＧＣゲインを求
める。
【００４２】上記構成のソフトウェア処理回路を備えた
露光制御装置においても、撮像画面内の被写体部分を輝
度によって分離し、その被写体部分の光量と大きさか
ら、被写体等を含むある輝度以下の光量のみでＡＥ制御
が行われることになる。したがって、先の実施形態の場
合と同様に、逆光状態で被写体が暗くなってしまうのを
確実に防ぐことができるとともに、画面内で被写体が移
動しても、露出の変化が小さく、その位置によって逆光
補正が左右されることがない。
露光制御装置においても、撮像画面内の被写体部分を輝
度によって分離し、その被写体部分の光量と大きさか
ら、被写体等を含むある輝度以下の光量のみでＡＥ制御
が行われることになる。したがって、先の実施形態の場
合と同様に、逆光状態で被写体が暗くなってしまうのを
確実に防ぐことができるとともに、画面内で被写体が移
動しても、露出の変化が小さく、その位置によって逆光
補正が左右されることがない。
【００４３】しかも、ゲイン調整処理を省いてソフトウ
ェア処理回路の小型化を図ったことにより、図４に示す
ＨＩＳＴ検波回路も１系統で済むため、ハードウェア・
ソフトウェア共にさらに小型化できる利点もある。
ェア処理回路の小型化を図ったことにより、図４に示す
ＨＩＳＴ検波回路も１系統で済むため、ハードウェア・
ソフトウェア共にさらに小型化できる利点もある。
【００４４】図１０は、本発明に係るカメラの他の実施
形態を示すシステム全体の基本構成図である。先の実施
形態においては、シャッタスピードおよびＡＧＣゲイン
を制御することによってＡＥ制御を行う構成のシステム
であったのに対し、本実施形態では、ＣＣＤ撮像素子へ
の入射光の光路中に設けられたアイリスの絞りを制御す
ることによってＡＥ制御を行う構成のシステムとなって
いる。
形態を示すシステム全体の基本構成図である。先の実施
形態においては、シャッタスピードおよびＡＧＣゲイン
を制御することによってＡＥ制御を行う構成のシステム
であったのに対し、本実施形態では、ＣＣＤ撮像素子へ
の入射光の光路中に設けられたアイリスの絞りを制御す
ることによってＡＥ制御を行う構成のシステムとなって
いる。
【００４５】図１０において、固体撮像素子、例えばＣ
ＣＤ撮像素子６１の撮像面上には、被写体からの像光が
レンズ６２およびアイリス６３を介して入射される。Ｃ
ＣＤ撮像素子６１は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）
６４から発生される各種のタイミング信号によって信号
電荷の読み出し、垂直転送、水平転送などの制御が行わ
れることにより、入射光を画素単位で電気信号に変換し
て撮像信号として出力する。アイリス６３は、アイリス
駆動回路６５によって絞りが制御される。
ＣＤ撮像素子６１の撮像面上には、被写体からの像光が
レンズ６２およびアイリス６３を介して入射される。Ｃ
ＣＤ撮像素子６１は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）
６４から発生される各種のタイミング信号によって信号
電荷の読み出し、垂直転送、水平転送などの制御が行わ
れることにより、入射光を画素単位で電気信号に変換し
て撮像信号として出力する。アイリス６３は、アイリス
駆動回路６５によって絞りが制御される。
【００４６】ＣＣＤ撮像素子６１から出力される撮像信
号は、プリアンプ６６に供給されて信号成分がサンプル
ホールドされるとともに、適正なレベルに合わせるため
にゲインコントロール（ＡＧＣ）が行われる。プリアン
プ６６を経た撮像信号は、Ａ／Ｄコンバータ６７でアナ
ログ信号からディジタル信号に変換されてＤＳＰ回路６
８に供給され、このＤＳＰ回路６８で様々な処理がなさ
れた後、映像信号として出力される。
号は、プリアンプ６６に供給されて信号成分がサンプル
ホールドされるとともに、適正なレベルに合わせるため
にゲインコントロール（ＡＧＣ）が行われる。プリアン
プ６６を経た撮像信号は、Ａ／Ｄコンバータ６７でアナ
ログ信号からディジタル信号に変換されてＤＳＰ回路６
８に供給され、このＤＳＰ回路６８で様々な処理がなさ
れた後、映像信号として出力される。
【００４７】また、逆光補正を含むＡＥ制御を行うため
に露光制御装置７０が設けられている。この露光制御装
置７０は、ＬＰＦ７１と、アンプ７２と、差動アンプ７
３と、ＡＥリファレンスレベル（目標光量）を発生する
ＡＥリファレンス発生部７４と、信号検波回路７５と、
逆光補正量演算回路（ソフトウェア処理回路）７６とか
ら構成されている。信号検波回路７５は、ＤＳＰ回路６
８から与えられる輝度信号を単純積分して単純積分値
（光量）を得るための光量積分回路７７と、輝度信号を
ＨＩＳＴ検波するＨＩＳＴ検波回路７８とから構成され
ている。
に露光制御装置７０が設けられている。この露光制御装
置７０は、ＬＰＦ７１と、アンプ７２と、差動アンプ７
３と、ＡＥリファレンスレベル（目標光量）を発生する
ＡＥリファレンス発生部７４と、信号検波回路７５と、
逆光補正量演算回路（ソフトウェア処理回路）７６とか
ら構成されている。信号検波回路７５は、ＤＳＰ回路６
８から与えられる輝度信号を単純積分して単純積分値
（光量）を得るための光量積分回路７７と、輝度信号を
ＨＩＳＴ検波するＨＩＳＴ検波回路７８とから構成され
ている。
【００４８】上記構成の露光制御装置７０において、Ｌ
ＰＦ７１はプリアンプ６６から出力される撮像信号の輝
度成分を平均化し、その輝度平均値をアンプ７２を介し
て差動アンプ７３の反転（−）入力とする。差動アンプ
７３は、ＡＥリファレンス発生部７４で発生されるＡＥ
リファレンスレベルを非反転（＋）入力とし、このＡＥ
リファレンスレベルに対する輝度平均値の差分をＡＥ補
正量としてアイリス駆動回路６５に供給し、アイリス６
３の絞りを制御する。
ＰＦ７１はプリアンプ６６から出力される撮像信号の輝
度成分を平均化し、その輝度平均値をアンプ７２を介し
て差動アンプ７３の反転（−）入力とする。差動アンプ
７３は、ＡＥリファレンス発生部７４で発生されるＡＥ
リファレンスレベルを非反転（＋）入力とし、このＡＥ
リファレンスレベルに対する輝度平均値の差分をＡＥ補
正量としてアイリス駆動回路６５に供給し、アイリス６
３の絞りを制御する。
【００４９】一方、信号検波回路７５のＨＩＳＴ検波回
路７８は、ＤＳＰ回路６８から与えられる輝度信号を、
逆光補正量演算回路７６から与えられるＨＩＳＴリファ
レンスレベルによってＨＩＳＴ検波することにより、Ｈ
ＩＳＴ積分値とＨＩＳＴカウント値（画素カウント値）
を得る。このＨＩＳＴ検波回路７５としては、図４に示
すＨＩＳＴ検波回路と同様の回路構成のものが用いられ
る。
路７８は、ＤＳＰ回路６８から与えられる輝度信号を、
逆光補正量演算回路７６から与えられるＨＩＳＴリファ
レンスレベルによってＨＩＳＴ検波することにより、Ｈ
ＩＳＴ積分値とＨＩＳＴカウント値（画素カウント値）
を得る。このＨＩＳＴ検波回路７５としては、図４に示
すＨＩＳＴ検波回路と同様の回路構成のものが用いられ
る。
【００５０】逆光補正量演算回路７６は、信号検波回路
７５の光量積分回路７７から供給される単純積分値およ
び検波画素数に基づいて画面全体の光量を求めるととも
に、ＨＩＳＴ検波回路７８から供給されるＨＩＳＴ積分
値およびＨＩＳＴカウント値に基づいて被写体部分の光
量を求め、画面全体の光量に対する被写体部分の光量の
差を逆光補正量として算出する。この逆光補正量演算回
路７６としては、図５に示す逆光補正量演算部４０と同
様の回路構成のものが用いられる。
７５の光量積分回路７７から供給される単純積分値およ
び検波画素数に基づいて画面全体の光量を求めるととも
に、ＨＩＳＴ検波回路７８から供給されるＨＩＳＴ積分
値およびＨＩＳＴカウント値に基づいて被写体部分の光
量を求め、画面全体の光量に対する被写体部分の光量の
差を逆光補正量として算出する。この逆光補正量演算回
路７６としては、図５に示す逆光補正量演算部４０と同
様の回路構成のものが用いられる。
【００５１】このようにして得られた逆光補正量は、Ａ
Ｅリファレンス発生部７４から発生されるＡＥリファレ
ンスレベルを制御する制御信号として用いられる。これ
により、ＣＣＤ撮像素子６１→プリアンプ→ＬＰＦ７１
→アンプ７２→差動アンプ７３→アイリス駆動回路６５
→アイリス６３の通常ＡＥ制御ループ中のＡＥ制御量
に、逆光補正量が加えられる形となる。これにより、ア
イリス６３の絞りを制御することによってＡＥ制御を行
う構成のシステムにおいても、先の実施形態の場合と同
様の作用効果を得ることができる。
Ｅリファレンス発生部７４から発生されるＡＥリファレ
ンスレベルを制御する制御信号として用いられる。これ
により、ＣＣＤ撮像素子６１→プリアンプ→ＬＰＦ７１
→アンプ７２→差動アンプ７３→アイリス駆動回路６５
→アイリス６３の通常ＡＥ制御ループ中のＡＥ制御量
に、逆光補正量が加えられる形となる。これにより、ア
イリス６３の絞りを制御することによってＡＥ制御を行
う構成のシステムにおいても、先の実施形態の場合と同
様の作用効果を得ることができる。
【００５２】すなわち、撮像画面内の被写体部分を輝度
によって分離するととともに、その被写体部分の光量を
検出して画面全体の光量に対する差を逆光補正量として
算出し、この逆光補正量に基づいてＡＥ制御を行うこと
により、逆光状態で被写体が暗くなってしまうのを確実
に防ぐことができるとともに、画面内で被写体が移動し
ても、露出の変化が小さく、その位置によって逆光補正
が左右されることがない。
によって分離するととともに、その被写体部分の光量を
検出して画面全体の光量に対する差を逆光補正量として
算出し、この逆光補正量に基づいてＡＥ制御を行うこと
により、逆光状態で被写体が暗くなってしまうのを確実
に防ぐことができるとともに、画面内で被写体が移動し
ても、露出の変化が小さく、その位置によって逆光補正
が左右されることがない。
【００５３】なお、本実施形態では、求めた逆光補正量
によってＡＥリファレンスを制御する構成としたが、Ｌ
ＰＦ７１の平均化処理によって得た輝度平均値とＡＥリ
ファレンスとは相対的な関係にあることから、輝度平均
値を制御する構成としても良いことは勿論である。
によってＡＥリファレンスを制御する構成としたが、Ｌ
ＰＦ７１の平均化処理によって得た輝度平均値とＡＥリ
ファレンスとは相対的な関係にあることから、輝度平均
値を制御する構成としても良いことは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離して被写体部
分の明るさを検出し、その検出出力に基づいて露光制御
を行う構成としたことにより、その被写体部分だけの明
るさに注目して露光制御をかけることができるので、逆
光状態で被写体が暗くなってしまうのを確実に防ぐこと
ができるとともに、従来のファジー理論を応用した方法
などに比べてソフトウェア処理系を小型でかつ関数演算
などの複雑な処理なく構成できる。また、被写体部分の
光量を検出するようにしているので、画面内で被写体が
移動しても、露出の変化が小さく、その位置によって逆
光補正が左右されることがない。
撮像画面内の被写体部分と背景部分を分離して被写体部
分の明るさを検出し、その検出出力に基づいて露光制御
を行う構成としたことにより、その被写体部分だけの明
るさに注目して露光制御をかけることができるので、逆
光状態で被写体が暗くなってしまうのを確実に防ぐこと
ができるとともに、従来のファジー理論を応用した方法
などに比べてソフトウェア処理系を小型でかつ関数演算
などの複雑な処理なく構成できる。また、被写体部分の
光量を検出するようにしているので、画面内で被写体が
移動しても、露出の変化が小さく、その位置によって逆
光補正が左右されることがない。
【図１】本発明の一実施形態を示すシステム全体の基本
構成図である。
構成図である。
【図２】逆光状態の被写体の一例を示す図である。
【図３】輝度に対する画素数分布を示す特性図である。
【図４】ＨＩＳＴ検波回路の構成の一例を示すブロック
図である。
図である。
【図５】ソフトウェア処理回路の一例を示す機能ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】平均輝度とＨＩＳＴリファレンスの関係を示す
図である。
図である。
【図７】調整ゲイン決定の際に適用される特性図であ
る。
る。
【図８】本発明に係る露光制御方法の手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図９】ソフトウェア処理回路の変形例を示すブロック
図である。
図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示すシステム全体の
基本構成図である。
基本構成図である。
１，６１ ＣＣＤ撮像素子 ３，６４ タイミングジ
ェネレータ ４，６６ プリアンプ ６，６８ ＤＳＰ（ディジタ
ル信号処理）回路 ７，７０ 露光制御装置 ８，７５ 信号検波回路 ９ ソフトウェア処理回路 １１，７８ 光量積分回
路 １２，７７ ＨＩＳＴ検波回路 ３０ ＰＩＤ演算部 ３１ 加重平均化処理部 ３２ エラー計算処理部 ３３ ＰＩＤ演算処理部 ４０，７６ 逆光補正量演
算部 ４２，４６ 平均化処理部 ４３ 平均光量との差分
計算処理部 ４４ ゲイン調整部 ４５ 調整ゲイン決定部 ４７ ＨＩＳＴリファレンス計算処理部
ェネレータ ４，６６ プリアンプ ６，６８ ＤＳＰ（ディジタ
ル信号処理）回路 ７，７０ 露光制御装置 ８，７５ 信号検波回路 ９ ソフトウェア処理回路 １１，７８ 光量積分回
路 １２，７７ ＨＩＳＴ検波回路 ３０ ＰＩＤ演算部 ３１ 加重平均化処理部 ３２ エラー計算処理部 ３３ ＰＩＤ演算処理部 ４０，７６ 逆光補正量演
算部 ４２，４６ 平均化処理部 ４３ 平均光量との差分
計算処理部 ４４ ゲイン調整部 ４５ 調整ゲイン決定部 ４７ ＨＩＳＴリファレンス計算処理部
Claims (12)
- 【請求項１】 撮像画面内の被写体部分と背景部分を分
離し、被写体部分の明るさを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出出力に基づいて露光制御を行う制御
手段とを備えたことを特徴とする露光制御装置。 - 【請求項２】 前記検出手段は、画面全体の平均輝度を
算出する平均輝度算出手段と、この平均輝度算出手段に
よって算出した平均輝度に基づいて第１，第２の基準レ
ベルを設定する基準レベル設定手段と、前記第１の基準
レベルに基づいて被写体部分を分離し、前記第２の基準
レベルに基づいて背景部分を分離する分離手段とを有す
ることを特徴とする請求項１記載の露光制御装置。 - 【請求項３】 前記第１の基準レベルは平均輝度レベル
よりも大きく、前記第２の基準レベルは平均輝度レベル
よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の露光制御
装置。 - 【請求項４】 前記検出手段はさらに、前記第１の基準
レベルに基づいて分離した被写体部分の輝度を積分する
第１の積分手段を有することを特徴とする請求項２記載
の露光制御装置。 - 【請求項５】 前記検出手段はさらに、前記第１の基準
レベルに基づいて分離した被写体部分の画素数をカウン
トする第１のカウント手段を有することを特徴とする請
求項２記載の露光制御装置。 - 【請求項６】 前記検出手段はさらに、前記第２の基準
レベルに基づいて分離した背景部分の輝度を積分する第
２の積分手段を有することを特徴とする請求項２記載の
露光制御装置。 - 【請求項７】 前記検出手段はさらに、前記第２の基準
レベルに基づいて分離した背景部分の画素数をカウント
する第２のカウント手段を有することを特徴とする請求
項２記載の露光制御装置。 - 【請求項８】 請求項２記載の露光制御装置において、 被写体部分の平均輝度を検出する平均化処理手段と、 前記平均化処理手段で検出された被写体部分の平均輝度
と前記平均輝度算出手段によって算出された画面全体の
平均輝度との差分を検出する差分検出手段とを有し、 前記制御手段は前記差分検出手段の検出出力に基づいて
露光制御を行うことを特徴とする露光制御装置。 - 【請求項９】 請求項５又は７記載の露光制御装置にお
いて、 前記差分検出手段の差分出力を前記第１，第２のカウン
ト手段の各画素数カウント値の加算値と画面全体の画素
数との相関に基づいてゲイン調整するゲイン調整手段を
有し、 前記制御手段は前記ゲイン調整手段のゲイン調整出力に
基づいて露光制御を行うことを特徴とする露光制御装
置。 - 【請求項１０】 撮像画面の明るさを自動的に調整する
露光調整方法であって、 撮像画面の画面全体の平均輝度を求め、この平均輝度に
基づいて第１，第２の基準レベルを設定する設定工程
と、 前記第１，第２の基準レベルに基づいて撮像画面内の被
写体部分と背景部分を分離し、被写体部分の平均輝度を
求める検波工程と、 画面全体の平均輝度に対する被写体部分の平均輝度の差
分を計算する計算工程と、 前記計算工程で求めた差分に基づいて露光制御を行う制
御工程とを順に実行することを特徴とする露光制御方
法。 - 【請求項１１】 被写体部分および背景部分の各画素数
の総和と画面全体の画素数との相関に基づいて、前記計
算工程で求めた差分のゲイン調整を行う調整工程を有
し、 前記制御工程では前記調整工程でゲイン調整された後の
前記差分に基づいて露光調整を行うことを特徴とする請
求項１０記載の露光制御方法。 - 【請求項１２】 入射光を電気信号に変換して出力する
撮像素子と、 前記撮像素子の撮像面上に被写体からの入射光を導く光
学系と、 前記撮像素子の出力信号を処理する信号処理手段と、 前記信号処理手段から与えられる信号に基づいて撮像画
面内の被写体部分と背景部分を分離し、被写体部分の明
るさを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出出力に基づいて前記撮像素子に対す
る露光制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする
カメラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06623497A JP3791102B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 露光制御装置、露光制御方法およびカメラ |
| US09/044,247 US6690424B1 (en) | 1997-03-19 | 1998-03-19 | Exposure control apparatus for controlling the exposure of an image pickup plane in a camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06623497A JP3791102B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 露光制御装置、露光制御方法およびカメラ |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10262181A true JPH10262181A (ja) | 1998-09-29 |
| JPH10262181A5 JPH10262181A5 (ja) | 2004-09-30 |
| JP3791102B2 JP3791102B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=13309973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06623497A Expired - Fee Related JP3791102B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 露光制御装置、露光制御方法およびカメラ |
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|---|---|
| US (1) | US6690424B1 (ja) |
| JP (1) | JP3791102B2 (ja) |
Cited By (1)
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- 1997-03-19 JP JP06623497A patent/JP3791102B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-19 US US09/044,247 patent/US6690424B1/en not_active Expired - Fee Related
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| US6690424B1 (en) | 2004-02-10 |
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