JPS6313476A

JPS6313476A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS6313476A
Application number: JP61156631A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fujioka; 敦藤岡; Atsushi Morimura; 淳森村; Yoshinori Kitamura; 北村　好徳; Hiroki Matsuoka; 宏樹松岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1988-01-20
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0779439B2

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】産業上の利用分野本発明は撮像装置における絞りの自動！ＩＩ　砥に関す
るものである。

従来の技術従来の撮像装置としては、例えば特開昭５８−３８０７
５号公報に示されている。

第９図はこの従来の撮像装置のブロック構成図を示すも
のである。１は絞り、２はレンズ、３は撮ｒ象累子、４
は礒像素子３からの信号を増幅して所定レベルの撮像信
号を得るだめの増幅回路、４０は撮像信号をディジタル
信号に変換するアナログ・ディジタル変換回路、４１は
ガンマ補正等を行なう信号処理回路、４２はディジタル
信号をアナログ信号に変換するディジタル・アナログ変
換１回路、４３はアナログ・ディジタル変換回路４０の
出力１言号と基鵡値との大小比較を行なう比較回路、４
４は比較回路４３が基準値より大きいと判断した信号の
数を１フイールドにわたって計数し、結果をラッチして
出力する計数回路、４５は計数回路４４の出力信号をア
ナログ信号に変換するディジタル・アナログ変換回路、
７′はディジタル・アナログ変換回路４５の出力信号と
基準電圧を比較する比較回路、８は絞り１を、駆動する
駆動回路である。

以上のように構成された従来の撮像装置の動作について
以下Ｇｉ説明する。

第１０図は、１フイールドの撮像信号から画像を細かく
分割し、その明るさと面積の関係を示した分布図であり
、横軸には明るさに対応した撮像信号の振幅レベルを取
っである。今、撮像信号の振幅の平均レベルが所定レベ
ルＡＭと等しくなるように絞りを調整する場合を説明す
る。従来の撮像装置において、比較回路４３の基準値を
所定レベルムＶとし、比較回路７′の基準電圧を比較回
路４３の入力信号の総度数Ｎとしたとき、Ｎ／２に対応
する電圧に設定して絞りを制御する。第１０図人は適正
な露出が得られた場合であり、撮像信号の振幅がＡＶを
越える信号の度数Ｈが、１（＝Ｎ／２となっている。第
１ｏ図ＢはＨ＜Ｎ／２となる場合で露出不足であり、第
１０図ＣはＨ）Ｎ／２となる場合で露出過度を示してい
る。このように、Ｈ＝Ｎ／２となる様に絞りを制御する
ことによって平均値方式と同等な制御を行なっていた。

ピーク値方式の絞り制御は、画面の一部に螢光灯等の光
源が入ることによって絞りが閉じられ主要被写体が暗く
なってしまうという欠点がある。

これに対して、平均値方式は光源による影響が少なく、
比較的暗い被写体に対しても適正な露出が得られるが、
部分的にはかなりの露出過度が発生し、白つぶれが起き
る場合がある。このように、ピーク値方式と平均値方式
は１長１短がある。そこで、従来の撮ｌ装置ではアナロ
グ・ディジタル変換回路４ｏの出力信号の１フイ一ルド
間のピーク値を求め、前記ピーク値と計数回路４４の出
力信号を適当に重み付は加算し、その結果をディジタル
・アナログ変換回路４６に入力することにより、平均直
方式にピーク値方式を加味した絞りの制＠を行なってい
た。

発明が解決しようとする問題点自然界のダイナミックレンジに比較して、撮像素子のダ
イナミックレンジは非常に狭いために、撮１象画面に明
るい部分と暗い部分が同時に存在する場合は明・暗いず
れかを適正露出となるように絞りを制御する必要がある
。室内を撮像している時に螢光灯等の光源が入った場合
のように、同一画面に明るい部分と暗い部分が同時に存
在し、かつ明るい部分の占める面積が小さい時は、暗い
部分が主要被写体である場合が多い。従って、平均値方
式で絞り制御を行なうのが望ましい。しかし、明るい部
分の画面全体に占める割合が大きくなっ念時は、主要被
写体が明るい部分に移ったものとして、明るい部分の露
出が適正となるように絞り制御を行なうピーク値方式を
用いるのが良い。従って、絞りの応答は明るい部分の画
面に占める割合、及びコントラストによって暗い部分に
露出を合わせるか、明るい部分に露出を合わせるのか制
御するのが望ましい。

しかしながら従来の構成では、平均値方式とピーク値方
式を混合しているため、画面の一部に光源が入った場合
、平均値方式だけで絞り制御を行なう時に比較して絞り
は閉じられてしまうことになり問題であった。

本発明はかかる点に鑑、み、画面上の明るい部分の占め
る割合によって絞りの特性を変化させることにより、常
に最適な露出が得られる撮像装置を提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段本発明は、撮像素子に入射する光量を目標レベルに制御
する自動絞り回路と、撮像信号の振幅の分布を検出する
分布検出回路と、前記撮像信号の振幅が所定レベル以上
となる信号の度数を一定値以下になるように自動絞り回
路を側聞する絞り制御回路とを備えた撮像装置である。

作用本発明は前記した構成により、自動絞り回路が絞りを制
御している撮像装置において、分布検出回路により検出
した撮像信号の振幅の分布から所定レベル以上の振幅を
持った信号の度数を求め、前記度数が一部レベルより大
きい時に、撮像画面の明るい部分が適正な露出となるよ
うに自動絞り回路を制御する。

実施例第１図は本発明の第１の実施例における撮像装置のブロ
ック構成図を示すものである。第１図において、１は絞
り、２はレンズ、３は撮像素子、４は増幅回路、８は駆
動回路で、以上は第９図の構成と同様なものである。５
はガンマ補正等の信号波形処理を行なう信号処理回路、
６は撮像信号の平均レベルを検出する平均レベル検出回
路、７は平均レベル検出回路６と絞り側脚回路１ｏの出
力信号を比較して絞り制御信号を出力する比較回路、９
は撮像信号の分布を検出する分布検出回路、１ｏは所定
レベル以上の振幅を持った撮像信号の度数を求め、それ
に応じた信号ＲＥＦを出力する絞り制御回路である。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について、
以下その動作を現用する。

第２図は第１ｏ図と同様にして求めた分布図である。図
中ＭＸは撮像信号の最大振幅レベルを示しており、第２
図Ｂにおいてダイナミックレンジを越えた信号はクリッ
プにより最大振幅レベルＭＸに圧縮されて＊印になる。

第２図人はコントラストの小さい被写体を撮像した場合
であり、絞り制御回路１０の出力信号ＲＥＦは絞り制御
の目標値ＡＹと等しくなっている（ＲＥＦ＝ＡＶ）。第
２図Ｂはコントラストの大きな被写体を撮像した場合で
あり、最大振幅レベルであるＭＸには＊印で示す量の度
数が存在している。絞り制御回路１０ばＭＸの度数が所
定の割合Ｌ％を越えた段階で絞り制御の目標値であるＲ
ＥＦ信号を絞りが閉じる方向に変化させる。第２図Ｃは
ＭＸの度数が所定の割合Ｌ％以下に収まった状態を示し
ている。絞り制−の目標値であるＲＥＦばＡＶより大き
な値とならないように制御されている。

以上のように本実施例によれば、絞り制御回路１ｏがＭ
Ｘの度数が所定の割合Ｌ％を越えた段階で動作するため
、通常は平均レベル検出回路６゜比較回路７．駆動回路
８．絞り１で構成する平均値方式の自動絞り制御に影響
を与えない。従って、撮像画面の一部に光源が入った場
合でも光源による画面の飽和の割合がＬ％以下ならば平
均値方式で絞りが制御されるため、光源の影響により絞
りが閉じられて主要被写体が暗くなりすぎることはない
。また、光源による画面の飽和が所定の割合Ｌ％より多
くなれば絞りはピーク値方式の制御になるため、平均値
方式の欠点である白つぶれの状態も一定割合以下に収め
ることができる。

なお、本実施例においてＭＸおよびＬの値は撮像素子の
特性や見る人の好み等により、必要に応じて任意に設定
できるが、−例として、Ｍｘは撮像信号のクリップレベ
ルで、Ｌは総度数の１０分の１程度の値が適切である。

第３図は本発明の第２の実施例を示す撮像装置のブロッ
ク構成図である。同図において、１は絞り、２はレンズ
、３は撮像素子、４は増幅回路、６は平均レベル検出回
路、７は比較回路、８は駆動回路で、以上は第１図の構
成と同様なものである。２０は第４図に示す構成をした
色フイルタ−，２１は撮像信号からレッド（Ｒ）、グリ
ーン（Ｇ）。

ブルー（Ｂ）信号を分離する色分離回路、２２はガンマ
補正等の信号処理を行なう信号処理回路、２３は色分離
回路２１のグリーン信号出力の分布を検出する分布検出
回路、２４はグリーン信号の振幅が最大レベルＭＸとな
る信号の度数が所定の割合Ｈ％以下で、振幅が所定レベ
ル（ＳＬ）以上となる信号の度数を所定の割合Ｌ％以下
になるように比較回路７に側副信号ＲＩＣＦを出力する
絞り制御回路である。

以上のように構成された第２の実施例の撮像装置につい
て、以下その動作を説明する。

第４図はホワイト（Ｗ）、グリーン（Ｇ）、シアン（’
Ｇｙ）、イエロー（Ｙｅ）の４色を使用した色フィルタ
ー構成図であり、ｎＨ，（ｎ＋１）Ｈ，（ｎ＋２）Ｈは
偶数フィールドの走査を示し、ｎ’　Ｈ、（ｎ＋１）’
Ｈ。

（ｎ＋２）’Ｈは奇数フィールドの走査を示す。色分離
回路２１は、２ラインを使用してホワイト、グリーン、
シアン、イエローの４画素を単位に行なわれる。ホワイ
ト、グリーン、シアン、イエローを通過する信号をＷ’
　、　Ｇ’　、　Ｇｙ’　、　Ｙｅ’　　とすると、以
下のようにグリーン信号Ｇ、レッド信号Ｒ，ブルー信号
Ｂが求まる。

Ｇ＝Ｇ’ Ｒ＝　−（（Ｗ’　−Ｇｙ’）＋（Ｙａ’−Ｇ’））Ｂ
＝　−（（Ｗ’−Ｙｅ’）＋（Ｃｙ’−Ｇ’））第６図
は各フィルターの透過率の違いを示しており、ホワイト
、イエロー、ファン。グリーンの順に透過率が低くなっ
ている。従って、上記の式で色分離を行う場合、Ｗ′が
飽和してもＹｅ’が飽和しない限り以下の式で正しく色
分離が行なえる。

Ｇ＝Ｇ’ Ｒ＝Ｙｅ’　−Ｇ’ ｎ＝ｃｙ’　−Ｇ’ 分布検出回路２３は、ダイナミックレンジの広いグリー
ン信号を用いて行なう。

第６図はグリーン信号を用い、第１Ｑ図と同様にして求
めた分布図である。第６図において、Ｓで示す領域はＹ
ａ’信号が飽和して色分離が正しく行なわれていない領
域を示している。第６図Ａはコントラストの小さい被写
体を撮像した場合であり、絞り制御回路２４の出力信号
ＲＩＦは、絞り制御の目標値ＡＶと等しくなっている。

第６図Ｂはコントラストの大きな被写体を撮像した場合
である。絞り制御回路２４は、Ｍｘの度数がＨ％以下で
、かつ振幅がＳＬ以上となる信号の度数からＭＸの度数
を除いた度数をＳＵＭとすると、ＳＵＭがＬ％以上にな
った段階で絞り制−の目標値であるＲＩＣＦ信号を絞り
が閉じる方向に変化させる。

第６図ＣはＳＵＭがＬ％以内に収まった状態を示してい
る。同図において、Ｍｘは変化した絞り制御ノ目標値Ｒ
Ｔ！、Ｆ−１：規格化シテ、ＭＸ’＝ＭＸ−ＲＥＦ／Ａ
Ｙ　　となる。以下同様にＭＸ’以上の振幅をもつ信号
の度数に応じて度数ＳＵＭを制御する。第６図りはコン
トラストが大きくてＭＸの度数がＨ％以上となる場合で
、画面上に光源等が入った状態である。この時、明るい
部分に露出を合わせる制御を行なうと主要被写体が黒つ
ぶれになる可能性があるため、絞りを閉じる制御は行な
わない。すなわち、ＲＥＦ＝ＡＶ　として平均値方式に
よる絞り制御を行なう。絞り制御の目標値ＲＫＦはＡＶ
より大きな値とならないように制御されている。

なお、Ｈおよび乙の埴は撮像素子の特性や見る人の好み
等によって任意に設定できるが、−例としてＨ，Ｌとも
に年度数の１／２ｏ程度に設定する。

以上のように本実施例によれば、ダイナミックレンジの
広い信号で分布を検出することにより、通常は平均値方
式で絞り制御を行ない、画面上で飽和した部分の占める
割合が一定以上で、かつ絞りを一定範囲内で閉じたら再
現できる場合のみに絞りを閉じる制御を行なうことがで
きる。１例としてグリーン信号のダイナミックレンジが
イエロー信号の２倍ある場合、すなわち第６図において
ＳＬ＝ＭＸ／２の場合は、絞りは平均値方式だけの制御
に比べて最大で１絞り分だけ閉じることになる。従って
、平均値方式の白つぶれ現象を適切に補正でき、また補
正が過度になることもない。

第７図は本発明の第３の実施例を示す撮像装置のブロッ
ク構成図である。同図において、１は絞り、２はレンズ
、６は平均レベル検出回路、７は比較回路、８は駆動回
路、２３は分布検出回路、２４は絞り制御回路で、以上
は第３図と同様なものである。３０は撮像光をレッド、
グリーン、ブルーに色分解するダイクロツクプリズム、
３１はレッド信号を得るための撮像素子、３２はグリー
ン信号を得るための撮像素子、３３はブルー信号を得る
ための撮像素子、３４は各信号を適切なレベルまで増幅
しガンマ補正を行なうプリアンプ・プロセス回路、３５
は輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を得る
マトリクス回路、３６はエンコーダでＮＴＳＧ信号を出
力する。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について、
以下その動作を説明する。

本実施例は、第２の実施例と同様な絞り制御をダイナミ
ックレンジの広い３板撮像装置に適用したものである。

分布検出回路２３は第８図に示すように輝度信号の分布
を検出する。第８図は第６図に対応しており、ＡＶは絞
り制御の目標値、ＭＸは振幅の最大レベルで、これを越
える信号はクリ　　−ノブによりＭＸレベルに圧縮され
る。第８図で示すＳ′領領域、第６図で示した色分離が
行なわれない飽和領域と異なり信号が飽和しない領域で
ある。

絞り制御回路２４ばＭＸの度数が所定の割合Ｈ１％以下
で、かつ振幅がＳＬ以上となる信号の度数からＭＸの度
数を除いた度数をＳＵＭ’とすると、ＳＵＭ’が所定の
割合Ｌ１　　％以上になった段階で出力信号ＲＥＦを絞
りが閉じる方向に変化させる。

第８図人はコントラストの小さい被写体を撮像した場合
である。第８図Ｂはコントラストの大きな被写体を撮像
した場合であり、ＭＸの度数がＨ１％以下でＳＵＭ’が
Ｌｌ　％以上となった段階で絞りを閉じ始める。第８図
Ｃは絞りを閉じてＳＵＭ’がＬ１％以下となり安定した
状態である。ＭＸは絞りを閉じた量に応じて規格化され
てＭＸ’　　となる。

第８図りはＭＸの度数がＨ１％を越えた状態で、この時
は絞りを閉じない。

なお、ＨｌおよびＬｌの僅は撮像素子の特性や見る人の
好み等によって任意に設定できるが、１例としてＨｌ、
Ｌｌともに総度数の１／２０程度に設定する。

本実施例におけるＳ′領領域ｄ信号が飽和しない領域で
あるが、一般に振幅の大きな信号はガンマ補正で大きく
一圧縮されるために階調が明確に出ない問題がある。そ
こで、一定条件のもとて絞りを閉じる本制御卸方式、は
有効となる。

なお、第１．第２．第３実施例における平均レベル検出
回路６は平均レベルとピークレベルとを適当に混合した
レベルを検出してもよい。また、画面の暗い部分に積極
的に露出を合わせるように振幅の大きな信号を圧縮して
レベル検出することも有効である。さらに、第２．第３
実施例において平均レベル検出回路６の入力としてグリ
ーン信号を入力としてもよく、同様に第３実施例におけ
る分布検出回路２３の入力としてグリーン信号を用いる
こともできる。また、色の飽和を正確に絞りで制菌する
場合は、第３実施ψ１ｊの平均レベル検出回路６１分布
検出回路２３にレッド信号、グリーン信号、ブルー信号
の最大値を入力すればよい。

発明の詳細な説明したように、本発明によれば、画面上の明るい部
分の占める割合によって絞りを制御することにより、主
要被写体が白つぶれや黒つぶれとならないように適切な
露出が得られ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の撮像装置のブロック
図、第２図は同実施例の信号の分布図、第３図は本発明
の第２の実施例の撮像装置のブロック図、第４図は同実
施例の撮像素子色フィルター図、第６図は同実施例の色
フィルターの特注図、第６図は同実施例の信号の分布図
、第７図は本発明の第３の実施例の撮像装置のブロック
図、第８図は同実施例の信号の分布図、第９図は従来の
撮像装置のブロック図、第１０図は従来の撮像装置の信
号分布図である。１・・・・・・絞り、２・・・・・・レンズ、３・・・
・・・撮像素子、４・・・・・・増幅回路、６・・・・
・・平均レベル検出回路、７・・・・・・比較回路、８
・・・・・・、駆動回路、９・・・・・・分布検出回路
、１ｏ・・・・・・絞り制御回路。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図第３図第４図第　５　図第６図ｔｊｃ７図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像素子に入射する光量を目標レベルに制御する
自動絞り回路と、撮像信号の振幅の分布を検出する分布
検出回路と、前記撮像信号の振幅が所定レベル以上とな
る信号の度数を一定以下になるように自動絞り回路を制
御する絞り制御回路とを備えたことを特徴とする撮像装
置。
（２）分布、検出回路が、色フィルターを有する撮像素
子からの信号のうち最も透過率の低い信号を用いて分布
を検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の撮像装置。
（３）絞り制御回路が、撮像信号の振幅が所定レベルＡ
＿１以上となる信号の度数が一定値Ｂ＿１（Ｂ＿１≧Ｏ
）以下の時、振幅が所定レベルＡ２（Ａ１＞Ａ２）以上
となる信号の度数を一定値Ｂ２（Ｂ２≧Ｏ）以下になる
ように自動絞り回路を制御することを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項記載の撮像装置。