JPH1070680A - 自動露出調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飽和レベルを大幅に上回る高輝度部分が画
面内に存在する場合、入射される光量がＣＣＤイメージ
ャの飽和領域では輝度レベルに反映されることはないの
で、この輝度レベルを評価して光量を調節しても、計算
結果と実際の制御結果にはズレが生じることになり、最
適な露出調整は困難となる。 【解決手段】 ＣＣＤイメージャ１の撮像画面を複数
のエリアに分割して、各エリアの輝度レベルをエリア別
輝度レベルとして検出し、エリア別輝度レベルが飽和レ
ベルを上回るエリア数をカウントして、画面全体の輝度
レベルを画面輝度レベルとして検出し、画面輝度レベル
と目標輝度レベルとの比を現行のシャッタスピードＳ０
に乗じて次回のシャッタスピードを決定し、画面輝度レ
ベルＹａが目標輝度レベルＹｔより大きい場合に、飽和
エリア数Ｕ１に比例して画面輝度レベルを実測値より上
昇させるように補正することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静止画を得るため
の電子スチルカメラに用いられる自動露出制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子スチルカメラ等の撮像装置では、電
子シャッターを用いてＣＣＤイメージャの電荷蓄積期間
を調整して、最適な露出状態を実現する自動露出制御装
置が賞用されている。一般に、この電荷蓄積期間はシャ
ッタスピードとして表現され、例えば、シャッタスピー
ドが１／６０であれば、電荷蓄積期間が１／６０秒であ
ることを意味する。従って、以降の説明では、電荷蓄積
期間のことをシャッタスピードと表現して説明する。

【０００３】前述のような露出制御方法では、図２に示
すように、ＣＣＤイメージャに入射される光量の変化に
対してＣＣＤイメージャ出力がほぼリニアに変化するこ
とを前提にしており、現行のシャッタスピードＳ０で撮
影を実行して、Ｙａの画面全体の輝度レベルが得られた
場合に、この輝度レベルＹａと最適露出状態が実現でき
ると予想される目標輝度レベルＹｔとの比にシャッタス
ピードＳ０を乗じて、数１の式により最適な次回のシャ
ッタスピードＳＰを決定できることになる。尚、目標輝
度レベルＹｔは予め実測値により設定されている。

【０００４】

【数１】ＳＰ＝Ｓ０×Ｙｔ／Ｙａ より具体的に説明すると、実際には露光とシャッタスピ
ードの決定は１回の作業では難しく、同じ作業を３回程
度繰り返して、最終的に本露光用のシャッタスピードを
決定する。即ち、まず、レリーズボタンを撮影者が操作
すると、図３の期間ａにおいてシャッタスピードを初期
値Ｓｔに設定した上で１回目の露光を実行して得られる
ＣＣＤイメージャからの出力である撮像信号の輝度レベ
ルＹｒを検出し、期間ｂにおいてＳｐ１＝Ｓｔ×Ｙｔ／
Ｙｒの演算式から、次回の露光時のシャッタスピードＳ
ｐ１を算出する。次に新たに設定されたシャッタスピー
ドＳｐ１で期間ｃに露光を行い、期間ｄにて期間ｃでの
露光で得られた画面の輝度レベルと目標輝度レベルとの
比にシャッタスピードＳｐ１を乗じて次回のシャッタス
ピードＳｐ２を決定する。

【０００５】更に、期間ｅで新たなシャッタスピードＳ
ｐ２で３回目の露光を行い、期間ｆで３回目の露光によ
り得られた画面の輝度レベルと目標輝度レベルとの比に
シャッタスピードＳｐ２を乗じて次回のシャッタスピー
ドＳｐ３を決定する。そして、期間ｇにおいて最終的に
決定されたシャッタスピードＳｐ３にて本露光を行い、
得られた撮像信号を信号処理して記録媒体に静止画記録
する。

【０００６】尚、初期値Ｓｔとしては、フリッカの影響
を小さくするには、できるだけ低速に、逆に屋外撮影で
はできるだけ高速に設定するのが好ましく、全体のバラ
ンスを考慮すると１／２５０秒程度に設定すればよい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の露出制御方法で
の演算式である数１は、あくまでも光量の変化にＣＣＤ
イメージャ出力がリニアに変化することを前提にしてお
り、光量が図２の右上がりの直線領域では問題はない
が、非常に高輝度な被写体が画面内に存在して、光量が
大きくなり、部分的にＣＣＤメージャ出力が飽和する場
合には、不都合が生じる。例えば、図４に示すように、
画面の平均輝度レベルが平均値に換算した際の目標輝度
レベルに相当する目標値以下で、高輝度部分が飽和レベ
ルに達している場合は、前記演算式にて次回の露光時の
シャッタスピードの算出を行い、露光を行った場合、平
均輝度レベルを目標値まで持ち上げるために、より多く
の入射光量を得ようとシャッタスピードを低速にしてよ
り長い電荷蓄積期間を設定する必要が生じるが、飽和領
域では、入射光量が増加しても輝度レベルに変化は生じ
ないことになり、計算により設定されたシャッタスピー
ドでは平均輝度レベルを目標値まで持ち上げることは困
難となる。

【０００８】また同様に、図５に示すように平均輝度レ
ベルが目標値を上回り、飽和レベルを越える高輝度部分
が存在する場合には、平均輝度レベルを目標値まで降下
させるためにシャッタスピードを高速にして電荷蓄積期
間を短くし入射光量を抑えるように機能するが、この場
合、入射光量が減少しても飽和領域では飽和レベルにて
固定された状態が依然維持されるので、計算により設定
されたシャッタスピードでは平均輝度レベルを目標値ま
で降下させることは困難となる。

【０００９】このように、飽和レベルを大幅に上回る高
輝度部分が画面内に存在する場合、入射される光量が飽
和領域では輝度レベルに反映されることはないので、こ
の輝度レベルを評価して光量を調節しても、計算結果と
実際の制御結果にはズレが生じることになり、最適な露
出調整は困難となる。

【００１０】このような不都合を解消するためには、本
露光前に実行される画面輝度評価によるシャッタスピー
ドの設定作業の回数を増加させれば、次第に目標値に収
束させることができるが、シャッタボタンの操作から本
露光まで極めて短い時間で実行しなければならない、即
ち即応性を求められた電子スチルカメラでは、このよう
な対策は許されない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＣＣＤイメー
ジャの撮像画面を複数のエリアに分割して、各エリアの
輝度レベルをエリア別輝度レベルとして検出するエリア
別輝度検出手段と、エリア別輝度レベルが所定レベルを
上回るエリア数をカウントするカウント手段と、画面全
体の輝度レベルを画面輝度レベルとして検出する第２輝
度検出手段と、画面輝度レベルと目標輝度レベルとの比
を現行のシャッタスピードに乗じて次回のシャッタスピ
ードを決定するシャッタスピード決定手段とを備え、、
画面輝度レベルが目標輝度レベルよりも小さい場合に、
カウント手段のカウント値及びＣＣＤイメージャの飽和
レベルより、前記比を補正し、一方、画面輝度レベルが
目標輝度レベルより大きい場合に、飽和レベルであるエ
リア数に比例する補正量を画面輝度レベルに加算してレ
ベル補正することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に従い本発明の一実施
例について説明する。図１は本実施例装置である電子ス
チルカメラのブロック図、図６はブロック図での動作を
説明するフローチャートである。

【００１３】図１において、１は光学系を経て入射され
る光を光電変換して撮像信号として出力するＣＣＤイメ
ージャであり、このＣＣＤイメージャ１の受光部の前面
には、図８のようにＲ、Ｇ、Ｂの３原色の色フィルタ３
０がモザイク状に配列され、ＣＣＤイメージャ１の各画
素を構成する各受光部には、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかが
１：１に対応して配置されている。

【００１４】レンズを通過した光は、この色フィルタを
通ってＣＣＤイメージャ１の受光部に供給されて光電変
換され、得られた電荷がシャッタスピードに対応して設
定された露光期間、即ち電荷蓄積期間において蓄積され
て外部に出力される。

【００１５】より詳述すると、図７に示すようにＣＣＤ
イメージャ１は、各画素に対応する受光部８２と、これ
らの受光部での光電変換出力の蓄積電荷を垂直方向に転
送する垂直転送レジスタ８３と、これらの垂直転送レジ
スタの終端に配置され垂直転送レジスタから転送されて
きた電荷を水平方向に転送する水平転送レジスタ８４と
から成り、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０から出
力されるタイミング信号により駆動制御される。

【００１６】ここで、タイミング信号としては受光部８
２から垂直転送レジスタ８３に蓄積電荷を読み出す読み
出しパルスと、垂直転送レジスタ８３内の電荷を１ライ
ンづつ垂直方向に転送する垂直転送パルスと、水平転送
レジスタ８４内の電荷を１画素づつ水平方向に転送する
水平転送パルス及び非露光期間、即ち非電荷蓄積期間に
おいて受光部の光電変換出力を図示省略のオーバーフロ
ードレインに掃き捨てて無効とする掃き捨てパルス等が
ある。

【００１７】タイミングジェネレータ１０は、後述のシ
ャッタスピード指示信号を受けて、指示されたシャッタ
スピードを実現するために、掃き捨てパルスの出力期間
を制御することで電荷蓄積期間を制御する。尚、この様
に掃き捨てパルスの出力制御によるシャッタスピードの
制御は電子シャッタ機能として周知の技術である。

【００１８】こうしてＣＣＤイメージャ１での各画素の
蓄積電荷は、撮像信号として順次出力される。ここで、
色フィルタの配列が図８のように設定されているので、
ＣＣＤイメージャ１での電荷蓄積後に最初に左下端の緑
色の色フィルタを経たＧ信号が出力され、ついで、右隣
の青色の色フィルタを経たＢ信号と順次出力され、下端
の出力が完了すると、次いで下から２列目の色信号が同
じ要領で順次出力される。

【００１９】２はＣＣＤイメージャ１から出力された撮
像信号、即ち各色フィルタに対応する色信号を逐次ディ
ジタル化するＡ／Ｄ変換器であり、Ａ／Ｄ変換出力は画
像データとして後段のＲＡＭ７に順次書き込まれる。

【００２０】このＲＡＭ７への書込みは、書込／読出制
御回路８からの書込制御信号により制御され、ＣＣＤイ
メージャ１の各画素毎にＲＡＭ７にアドレスが予め付与
されており、タイミングジェネレータ１０からの前記タ
イミング信号に基づいて各画素の撮像信号が対応するア
ドレスの記憶位置に記憶されるようにデータの書き込み
を制御する。尚、入力されたデータがＣＣＤイメージャ
１でのいずれの画素でのデータかを判断するには、前記
読み出しパルスによりリセットされ、垂直転送パルスを
カウントする垂直カウンタと、垂直転送パルスによりリ
セットされ水平転送パルスをカウントする水平カウンタ
を設け、各カウンタのカウント値により垂直及び水平方
向の位置を判定することで可能になる。

【００２１】こうしてＣＣＤイメージャ１の１回の露光
による全画素の蓄積電荷の取り出し処理が完了すると、
各画素毎にＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの色信号の画像データ
がＲＡＭ７に記憶されることになる。

【００２２】ＲＡＭ７への全画素のデータの書込が完了
すると、図８の色フィルタの中のＲ、Ｇ、Ｂが各１個で
形成されたＬ字状の３画素を図９のように１ブロックと
して、Ｂ１１、Ｂ１２・・・の複数のブロックを形成
し、書込／読出制御回路８からの読出制御信号により、
これらのブロック毎にＲ、Ｇ、Ｂの画像データが読み出
される。尚、図９において、ブロック内に含まれる画素
のフィルタにはアンダーラインを付しており、１ブロッ
クを実線で囲み、このブロック内のＲ、Ｇ、Ｂのフィル
タの境界は鎖線で表記している。

【００２３】９は読み出された同一ブロック内のＲ、
Ｇ、Ｂの色信号データを所定の演算式に代入して輝度信
号レベルを示す輝度データＤｙ、及びＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙの
色差信号レベルを示す色差データＤｒ、Ｄｂを作成する
演算器であり、あるブロックでのＲ、Ｇ、Ｂの色信号デ
ータをｒ、ｇ、ｂとすると、演算式はＤｙ＝３ｒ＋６ｇ
＋ｂ、Ｄｒ＝ｒ−ｇ、Ｄｂ＝ｂ−ｇと設定されている。

【００２４】こうして算出された輝度データＤｙは、後
段のディジタル積分回路２０にブロック毎に順次入力さ
れ、予め撮像画面に設定された縦方向×横方向＝１６×
１６の２５６個のエリア毎にディジタル積分され、エリ
ア毎の輝度レベルとして後段のマイコン１６に供給され
る。より具体的に説明すると、積分回路２０は加算器２
１とメモリ２２から構成され、図９のように設定された
ブロックの各々が含まれるエリア毎にメモり２０に記憶
領域が設定されており、演算器９からあるブロックの輝
度データが入力されると、このブロックを含むエリアの
記憶領域内の積算データがメモり２０から加算器２１に
読み出され、加算器２１ではこの積算データと演算器９
からの輝度データを加算して新たな積算データとしてメ
モリ２２内の該当エリアの記憶領域に書き込んで、積算
データを更新する。ここで、いずれのブロックも必ずい
ずれか１個のエリア内に位置するので、輝度データが入
力される毎にいずれかのエリアの積算データが更新され
ることになり、１画面分の全ブロックの輝度データが積
分回路２０に入力されると、最終的にメモリ２２には各
エリア内のブロックの輝度データの総和が格納され、こ
れらのエリア毎の総和がエリア毎の輝度レベルＹ（ｉ）
（ｉ：１〜２５６の整数）となる。尚、エリアの各々は
同一の大きさを有しており、各エリアに含まれるブロッ
ク数は同一に設定されている。

【００２５】マイコン１６では得られたエリア毎の２５
６個の輝度レベルを基に露出調整動作を実行し、この露
出調整結果が後段のタイミングジェネレータ１０にシャ
ッタスピードを指示するシャッタスピード指示信号とし
て供給される。

【００２６】６はレリーズボタン１４により入力される
撮影指令の入力後に３画面について露出調整が為されて
４画面目の撮影によりＲＡＭ７に記憶される画像データ
を受け取り、色分離、ガンマ補正及び信号圧縮等の周知
の信号処理を施して正規の静止画情報として出力する信
号処理回路であり、マイコン１６からの作動指示がある
場合にのみ前記信号処理を実行する。１５は信号処理回
路６から出力される静止画情報を記憶するフラッシュメ
モリである。

【００２７】次にマイコン１６での具体的な露出制御動
作に先立って、ＣＣＤイメージャ１の飽和分の影響を露
出制御から除く手法についての概要を説明する。

【００２８】露出調整、即ち調光時の輝度レベルが、目
標輝度レベルより小さく、高輝度エリアがＣＣＤイメー
ジャ１の飽和レベルに達している場合、輝度レベルを上
げる為に電荷蓄積期間を長くしても、高輝度エリアの輝
度レベルは飽和レベル以上にはならない。従って、高輝
度エリアの輝度レベルの影響を除去する必要がある。

【００２９】そこで、次回のシャッタスピードをＳＰ、
現行のシャッタスピードをＳ０、この現行のシャッタス
ピードＳ０で得られた画面全体の輝度レベルをＹａ、目
標輝度レベルをＹｔ、飽和レベルをＹＬ、飽和エリア数
をＮとすると、数１から飽和による影響を除去して、数
２を満足させることにより飽和エリアの影響を除去した
次回のシャッタスピードが設定されることになる。

【００３０】

【数２】 ＳＰ＝Ｓ０×（Ｙｔ−ＹＬ×Ｎ）／（Ｙａ−ＹＬ×Ｎ） ところが、実際には、今回のシャッタスピードと次回の
シャッタスピードとの比が大きい、即ちシャッタスピー
ドを大幅に低速にして電荷蓄積期間を長くする必要があ
る状況においては、シャッタスピードがＳ０の撮影にお
いて、輝度レベルが飽和レベル以下であっても、輝度レ
ベルがある程度高い場合には次回のシャッタスピードで
の撮影中に飽和してしまう問題点が生じる。

【００３１】そこで、ある程度の高輝度レベルを有する
エリアについては、新たなシャッタスピードの設定によ
り飽和レベルとなる可能性が存在するとして、対策が必
要になる。

【００３２】具体的に、例えば、シャッタスピードＳ０
での撮影により輝度レベルがＳＵＴとなったエリア（エ
リア数：Ｅ１）が、次回のシャッタスピードＳＰでの撮
影により輝度レベルが飽和レベルＹＬに達してしまうと
仮定する。

【００３３】この様な状況において、飽和により実際に
は起こり得ない計算上の輝度レベルの増加分Ｐは、数１
のＹｔ／Ｙａ＝Ｇとして表記すると、次式の数３で表さ
れる。

【００３４】

【数３】Ｐ＝ＳＵＴ×Ｅ１×Ｇ−ＹＬ×Ｅ１ この式において、前項、即ち輝度レベルＳＵＴをＧ倍に
増幅した上でエリア数を乗じた結果は、図１０の斜線の
ａの領域となる。また、後項、即ち飽和レベルＹＬにエ
リア数を乗じた結果は、斜線のｂの領域となり、更に両
者の差が斜線のｃの領域で表される増加分Ｐとなる。

【００３５】更に数３の式を簡略化するために、Ｐの増
加分が現行の撮影により既に飽和レベルに達しているエ
リアにて発生したと仮定し、しかもこの既に飽和レベル
に達しているエリア数がＮ個（Ｎ：飽和レベル換算エリ
ア数）であると仮定する。即ち、現行のシャッタスピー
ドＳ０での撮影によりエリア１〜１１の輝度レベルが図
１１の（ａ）のようになり、Ｇ＝２として各輝度レベル
を２倍になるようにシャッタスピードＳＰを決定する
と、図１１の（ｂ）のように、エリア２、３、６、７、
１０の５個のエリアにて計算上輝度レベルが飽和レベル
を上回ることになり、これらの５エリアの飽和レベルを
上回る輝度レベル（斜線）の総和が（ｃ）で示す飽和レ
ベルに既に達している飽和エリアを２倍した際の飽和レ
ベルを上回る分Ｗに換算して、Ｎ個分に相当すると仮定
すると、次式である数４が成り立つ。

【００３６】

【数４】 Ｐ＝Ｎ×ＹＬ×Ｇ−Ｎ×ＹＬ＝Ｎ×ＹＬ×（Ｇ−１） この数４と数３の両式より、次式の数５が成り立つ。

【００３７】

【数５】 Ｎ＝Ｅ１×（ＳＵＴ×Ｇ−ＹＬ）／ＹＬ×（Ｇー１） そこで、露出制御の精度を確保し、計算を簡略化するた
めに、輝度レベルを３個の範囲に分割し、各範囲の平均
的なレベルを各範囲のＳＵＴと近似して飽和レベル換算
エリア数Ｎを算出する。具体的には、現行のシャッタス
ピードＳ０で得られる画面全体の輝度レベルを飽和レベ
ルＹＬ、飽和レベルＹＬ〜飽和レベルＹＬの２／３の範
囲１、飽和レベルＹＬの２／３〜飽和レベルＹＬの１／
３のエリアの範囲２、飽和レベルＹＬの１／３以下の範
囲３に細分化し、輝度レベルが飽和レベルＹＬであるエ
リア数をＮ１、範囲１でのエリア数をＮ２、範囲２での
エリア数をＮ３、範囲３でのエリア数をＮ４とし、更に
範囲１のエリアの平均輝度レベルをＹＬ×５／６、範囲
２でのエリアの平均輝度レベルをＹＬ×１／２、範囲３
でのエリアの平均輝度レベルをＹＬ×１／６と近似し、
各範囲毎の飽和レベル換算エリア数をまとめると、数５
より次式の数６が成り立つ。

【００３８】

【数６】Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２×（ＹＬ×５／６×Ｇ−ＹＬ）
／ＹＬ×（Ｇ−１）＋Ｎ３×（ＹＬ×１／２×Ｇ−Ｙ
Ｌ）／ＹＬ×（Ｇ−１）＋Ｎ４×（ＹＬ×１／６×Ｇ−
ＹＬ）／ＹＬ×（Ｇ−１） この数６の飽和レベル換算エリア数Ｎは、数１の飽和エ
リア数に換算した値であるので、数６のＮを数１のＮに
代入して、飽和エリア若しくは飽和エリアのエリア数に
換算したエリア数の輝度レベルをシャッタスピードの算
出から排除して次回のシャッタスピードが決定されるこ
とになる。

【００３９】以上の露出制御時に実行される飽和エリア
に対する対策を、具体的に図６のフローチャートを参照
にして詳述する。まず、撮影者がレリーズボタン１４を
ＯＮして予め決められた初期状態でのシャッタスピード
で撮影を実行し、１画面分の全エリアの輝度レベルの検
出結果がメモリ２２に格納されると、ステップ５１にて
各処理に先立って各変数ｉ、Ｙａ、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、
Ｕ４をクリアする。ここで、Ｙａは画面全体の輝度レベ
ルを示すもので、Ｕ１はエリア毎の輝度レベルが飽和レ
ベルＹＬに等しいもののエリア数をカウントするカウン
タのカウント値を示し、Ｕ２はエリア毎の輝度レベルが
飽和レベルＹＬ未満で２／３×ＹＬ以上の範囲にあるも
ののエリア数をカウントするカウンタのカウント値を示
し、Ｕ３はエリア毎の輝度レベルが２／３×ＹＬ未満で
１／３×ＹＬ以上の範囲にあるもののエリア数をカウン
トするカウンタのカウント値を示し、Ｕ４はエリア毎の
輝度レベルが１／３×ＹＬ未満である範囲にあるものの
エリア数をカウントするカウンタのカウント値を示す。

【００４０】次にステップ５２にてメモリ２２から各エ
リアの輝度レベルをＹ（ｉ）として順次読み出し、ステ
ップ５３にて輝度レベルＹ（ｉ）が飽和レベルＹＬか否
かを判定し、両者が等しい場合には、ステップ５４にて
カウント値Ｕ１をインクリメントし、等しくない場合に
は、ステップ５５にて輝度レベルＹ（ｉ）と２／３×Ｙ
Ｌ以上か否かの判定を行い、２／３ＹＬ以上であればス
テップ５６にてカウント値Ｕ２をインクリメントし、２
／３ＹＬ未満の場合には、ステップ５７にて１／３ＹＬ
以上か否かの判定を行い、１／３ＹＬ以上の場合にはス
テップ５８にてカウント値Ｕ３をインクリメントし、１
／３ＹＬ未満の場合には、ステップ８０にてカウント値
Ｕ４をインクリメントする。

【００４１】こうしてカウント値Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ
４のインクリメントが完了すると、ステップ５９にて画
面全体の輝度レベルＹａに輝度レベルＹ（ｉ）が加算さ
れ、次にステップ６０にて変数ｉがインクリメントさ
れ、更にステップ６１にて変数ｉが２５６に達したか否
かの判定が為され、２５６に未達の場合には、１画面の
全エリアについて一連の判定動作が完了していないとし
て、ステップ５２に戻って同様の処理が繰り返される。

【００４２】また、２５６に達した場合には、全てのエ
リアでの判定が完了したとして、後段のステップ６２に
移行する。従って、全エリアでの判定作業が完了する
と、輝度レベルＹ（ｉ）＝飽和レベルＹＬであるエリア
数がカウント値Ｕ１となり、２／３×ＹＬ≦Ｙ（ｉ）＜
ＹＬであるエリア数がカウント値Ｕ２となり、１／３×
ＹＬ≦Ｙ（ｉ）＜２／３×ＹＬであるエリア数がカウン
ト値Ｕ３となり、Ｙ（ｉ）＜１／３×ＹＬであるエリア
数がカウント値Ｕ４となる。また、Ｙａには全エリアの
輝度レベルの総和が算出されたことになる。

【００４３】こうして各エリアの輝度レベルの判定が１
画面分に関して完了すると、ステップ６２にて目標輝度
レベルＹｔ／画面全体の輝度レベルＹａを比Ｇとして算
出し、ステップ６３にて輝度レベルＹａと目標輝度レベ
ルＹｔの大小が比較され、同時に１回目の調光、即ち最
初の撮像画面の評価により得られた輝度レベルであるか
否かの判定が為され、１回目の調光で且つ輝度レベルＹ
ａが目標輝度レベルＹｔを上回ると判定された場合に
は、ステップ６４に移行し、そうでない場合にはステッ
プ６５に移行する。

【００４４】ステップ６４では、調光時の画面全体の輝
度レベルが目標輝度レベルよりも高く、高輝度エリアが
飽和レベルに達している場合に、どの程度露出時間を短
くすれば飽和レベルより小さくなるかを知ることは不可
能であることを考慮して、飽和レベルに達しているエリ
ア数Ｕ１と係数ｇを乗じたものを補正値として輝度レベ
ルに加算する補正動作を実行する。即ち、数７に示す式
により輝度レベルＹａを補正する。尚、係数ｇは予め実
験により決定された値である。

【００４５】

【数７】Ｙａ←Ｙａ＋Ｙａ×ｇ×Ｕ１／２５６ こうして画面全体の輝度レベルを飽和エリア数に比例し
て実測値よりも増加させた後に、ステップ６６にてＹｔ
／Ｙａの比に現行のシャッタスピードＳ０を乗じて次回
のシャッタスピードＳＰを決定しているので、次回の撮
影結果において、ステップ６４での補正を施さない場合
に比べて、電荷蓄積期間が短くなり画面全体の輝度レベ
ルが抑えられることになり、図２の右上がりの直線の領
域まで戻されることになり、２回目以降の調光により画
面全体の輝度レベルが目標輝度レベルを下回る状況にし
た上で、後述のステップ６７以降の一連の処理により目
標輝度レベルに接近するように制御される。尚、高輝度
レベルが飽和レベルとほぼ同一の場合、過補正気味にな
るが、ＣＣＤイメージャ１出力は、飽和レベル未満では
ほぼリニアに変化するので、１回目の数７での補正を行
ってリニア領域に高速で調光し、２回目以降の調光時に
リニア領域で調光することで微調されることになり、特
に問題はない。

【００４６】次に、ステップ６５にて輝度レベルＹａと
目標輝度レベルＹｔの比較がなされ、輝度レベルＹａが
目標輝度レベル以上の場合には、特に調光により輝度レ
ベルを持ち上げる必要がなく、また１回目の調光時にス
テップ６４にて補正が完了しているので、画面全体の輝
度レベルを補正することなく、ステップ６６にてＳＰ＝
Ｓ０×（Ｙｔ／Ｙａ）により次回のシャッタスピードＳ
Ｐが決定されることになる。

【００４７】一方、ステップ６５にて、画面全体の輝度
レベルが目標輝度レベルを下回ると判断された場合に
は、ステップ６７以降の処理により輝度レベルを持ち上
げるように電荷蓄積期間を長くすることになるが、ここ
で、既に飽和レベルになっているエリア、あるいはシャ
ッタスピードの低速化により飽和レベルに達してしまう
可能性のあるエリアに対して前述の対策が施される。

【００４８】即ち、ステップ６７にて、数６の式にて飽
和レベル換算エリア数Ｎを算出する。ここで、比Ｇはス
テップ６２にて算出された値であり、エリア数Ｎ１、Ｎ
２、Ｎ３、Ｎ４は、それぞれカウント値Ｕ１、Ｕ２、Ｕ
３、Ｕ４に相当する。

【００４９】次いで、ステップ６８にて数１より次回の
シャッタスピードＳＰを算出し、ステップ６９にてステ
ップ６７での補正動作が１回目の補正か否かの判定を行
い、１回目であれば、補正に使用された比Ｇはステップ
６２にて設定された値であり、次回の撮影で飽和レベル
に達する恐れのあるエリアの輝度レベルの影響を排除し
たものではないことを考慮して、ステップ７０に移行
し、目標輝度レベル及び画面全体の輝度レベルから飽和
レベル換算エリア分の影響を排除して、比Ｇを数８のよ
うに更新する。

【００５０】

【数８】Ｇ＝ＳＰ／Ｓ＝（Ｙｔ−ＹＬ×Ｎ）／（Ｙａ−
ＹＬ×Ｎ） そして、ステップ６７に戻って、一連の補正動作を繰り
返す。

【００５１】また、１回目の補正でない、即ち２回目の
補正であるとステップ６８にて判断される場合には、ほ
ぼ最適な補正が為されたとして全ての処理を完了する。
尚、比Ｇの更新によるステップ６７の補正は数多く行え
ば精度が向上することはいうまでもないが、時間的な制
約から２回の補正に限定した。

【００５２】こうして、ステップ６６あるいは６８にて
次回のシャッタスピードが決定されると、マイコン１６
は露出調整ルーチンを終了し、ここで決定されたシャッ
タスピードがシャッタスピード指示信号としてタイミン
グジェネレータに供給され、これに対応した電荷蓄積期
間の設定が為された上でＣＣＤイメージャ１は次の２画
面目の撮影を行うように駆動して、各エリアの輝度レベ
ルが検出されると、再びステップ５１からの一連の処理
が為され、以下同様に露光、シャッタスピードの決定を
３画面にわたって繰り返し、３画面目の評価により決定
されたシャッタスピードにて４画面目の露光を行い、得
られた静止画がＲＡＭ７より信号処理回路６に供給され
て、色分離処理や信号圧縮等の周知の処理を行った後
に、フラッシュメモリ１５に記憶されて、１枚の静止画
の撮影が完了することになる。

【００５３】尚、前記実施例では、ステップ６７での飽
和レベル換算エリアＮの算出に際して、輝度範囲を３等
分して各範囲毎に算出したが、より細かく細分化すれば
精度が向上することはいうまでもない。また、各範囲で
の平均的な輝度レベルを各範囲の中間のレベルに近似し
たが、過補正を防止する為に、各範囲の下限値に近似す
ることも可能である。

【００５４】また、ステップ６８にて使用される数１中
の（Ｙａ−ＹＬ×Ｎ）の値の最小値は１に設定されてい
る。

【００５５】更に、演算器９での輝度データ算出用のブ
ロックでは、２×２の４画素中のＲ、Ｇ、Ｂの３画素を
用いており、これらの３画素の色信号をＤｙ＝３ｒ＋６
ｇ＋ｂの演算式にて代入して算出しているが、１ブロッ
クを２×２の４画素としてこれらの中の２画素のＧ信号
の和を３倍して６ｇの代わりに使用することも可能であ
る。

【００５６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によると、
画面の輝度レベルが目標輝度レベルよりも小さい場合に
は、輝度レベルを持ち上げることで飽和レベルに達する
と予想されるエリアの輝度レベルを次回のシャッタスピ
ードの決定要因から排除することができ、精度の高いま
た応答性の良い露出制御が可能になる。

【００５７】また、請求項２の発明のよると、画面輝度
レベルが目標輝度レベルよりも大きい場合に、既に飽和
レベルに達しているエリアが存在することを予想し、飽
和レベルに達しているエリア数に応じて見かけ上の画面
輝度レベルを実測値よりも意図的に上昇させて、次回の
露出調整時に飽和レベルに維持するエリアを減少させた
上で改めて露出調整を行うことが可能になり、高精度な
露出調整が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】ＣＣＤイメージャの入射光量と撮像出力の関係
を示す図である。

【図３】本発明の一実施例の露出調整タイミングを説明
する図である。

【図４】通常の露出調整時の輝度レベルと飽和レベルの
関係を示す図である。

【図５】通常の露出調整時の輝度レベルと飽和レベルの
関係を示す図である。

【図６】本発明の一実施例のフローチャートである。

【図７】本発明の一実施例に係わり、ＣＣＤイメージャ
を説明する図である。

【図８】本発明の一実施例に係わり、ＣＣＤイメージャ
に装着された色フィルタを説明する図である。

【図９】本発明の一実施例に係わり、ＣＣＤイメージャ
上でのブロックを説明する図である。

【図１０】本発明の一実施例に係わり、補正動作を説明
する図である。

【図１１】本発明の一実施例に係わり、シャッタスピー
ドの低速化による輝度レベルが飽和レベルを越える計算
上の量を説明する図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤイメージャ ２０ ディジタル積分回路 １６ マイコン １０ タイミングジェネレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＣＤイメージャの撮像画面を複数のエ
   リアに分割して、各エリアの輝度レベルをエリア別輝度
   レベルとして検出するエリア別輝度検出手段と、 前記エリア別輝度レベルが所定レベルを上回るエリア数
   をカウントするカウント手段と、 画面全体の輝度レベルを画面輝度レベルとして検出する
   第２輝度検出手段と、 前記目標輝度レベル／該画面輝度レベルの比を前記ＣＣ
   Ｄイメージャの現行の電荷蓄積期間に乗じて次回の電荷
   蓄積期間を決定する電荷蓄積期間決定手段と、 該画面輝度レベルが前記目標輝度レベルよりも小さい場
   合に、前記カウント手段のカウント値及び前記ＣＣＤイ
   メージャの飽和レベルにより、前記比を補正することを
   特徴とする自動露出調整装置。
2. 【請求項２】 ＣＣＤイメージャの撮像画面を複数のエ
   リアに分割して、各エリアの輝度レベルをエリア別輝度
   レベルとして検出するエリア別輝度検出手段と、 前記エリア別輝度レベルが前記ＣＣＤイメージャの飽和
   レベルに達したエリア数をカウントするカウント手段
   と、 画面全体の輝度レベルを画面輝度レベルとして検出する
   第２輝度検出手段と、 前記目標輝度レベル／該画面輝度レベルの比を前記ＣＣ
   Ｄイメージャの現行の電荷蓄積期間に乗じて次回の電荷
   蓄積期間を決定する電荷蓄積期間決定手段と、 前記画面輝度レベルが前記目標輝度レベルよりも大きい
   場合に、前記カウント手段のカウント値が増加するにつ
   れて大きくなる補正量を画面輝度レベルに加算するレベ
   ル補正手段を備える自動露出調整装置。