JP2002118787A - 露出制御装置、画像信号生成装置、媒体、および情報集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写体における高輝度部分の存在のために、
露出アンダーが発生してしまうことがあった。 【解決手段】 撮像によって得られた被写体画像の映像
信号を利用して、露出を制御する露出制御装置であっ
て、映像信号に基づいて画像の輝度を検出し、輝度信号
として出力する輝度成分検波部５と、露出の制御を行う
際に目標値として利用される露出制御目標値を、所定の
基準に基づいて設定する目標値設定部６と、出力された
輝度信号および設定された露出制御目標値に基づいて、
露出の制御を行うための減算器７、調節器８を含む手段
とを備えたことを特徴とする露出制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばビデオカ
メラなどの露出制御装置、画像信号生成装置、媒体、お
よび情報集合体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の露出制御装置は、ＣＣＤなどの撮
像手段から得られた映像信号を検出し、その信号を平均
するなどして検波信号を得、その検波信号があらかじめ
固定的に設定されていた目標値とおなじ値になるよう
に、カメラの露出レベルをフィードバック制御してい
た。なお、このような制御としては、具体的には、前記
撮像手段の電荷蓄積時間の制御や、レンズの絞り機構の
絞り量制御などがある。

【０００３】図４に、従来の露出制御装置を利用したビ
デオカメラの構成図を示す。従来のビデオカメラは、露
出制御のために輝度を検波し、前述のような検波信号を
得るための輝度検波部５、露出制御目標値を設定する目
標値設定部６’、輝度検波部５からの検波信号レベルよ
り目標値設定部６’からの露出制御目標値を減算する減
算器７、減算器７からの減算結果の出力をゼロにするよ
うな露出レベルを演算する調節器８を有する露出制御装
置、ＣＣＤなどの撮像手段１、ＡＧＣなどの増幅手段
２、そのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ
変換器３、その得られたディジタル信号から所定の画像
信号に変換するディジタル信号処理回路４、調節器８の
出力に基づいてタイミングパルスを発生するタイミング
パルス発生器９を備えている。そして、カメラの露出レ
ベルは、検波信号レベルが固定された露出制御目標値と
一致するように、常時フィードバック制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自然界に
は、さまざまな明るさの照明がある。最も明るいのは、
晴天時の太陽光線である。また、部屋の中には、人工的
な照明であるタングステン電球や蛍光燈などの照明があ
る。

【０００５】この太陽光線と人工照明とでは、大きくそ
の照度が異なる。したがって、例えば、部屋の中を撮影
したときにその被写体中に窓があり、そこから太陽光線
が入っているシーンなどにおいては、前記被写体中の窓
の部分の輝度とその他の部屋の輝度とには、極端な輝度
レベルの差がある。

【０００６】このような場合、被写体としては、前記Ｃ
ＣＤなどの撮像手段で表現可能なレンジ幅をオーバーし
ている場合が多い。

【０００７】そこで、このような被写体において、従来
では、平均化された輝度の検波信号レベルを一律な固定
値にするよう露出制御されているため、高輝度部分があ
ると、その高輝度部分の輝度によって露出は絞り気味に
設定されることになる。つまり、窓がない場合の撮影被
写体に比べて、高輝度部の為に、部屋の中は、露出アン
ダー気味に撮影されることになる。

【０００８】そのような露出アンダーを避けるために、
目標値を手動で可変に出来るようにしたカメラなどが考
えられている。しかしながら、撮影する被写体の露出目
標レベルを撮影する度に微調整しなければならず、操作
が煩雑になるという課題があった。

【０００９】また、そのような露出アンダーを避けるた
めの別の方法として、特開平９−１８６９２８公報に見
られるように、微小面積で極端に明るい被写体である光
源のような被写体が検波エリア内に入ったとき、その影
響をなくするようにするため、２次元ローパスフィルタ
ーで除去しようとする方法がある。しかしながら、この
方法の場合、問題は「微小面積」の大きさであり、ロー
パスフィルターで除去可能な大きさは限定されてしま
う。あまり大きな被写体に対応させようとすると、ロー
パスフィルターの時定数を大きくしなければならず、こ
のことは、露出制御回路の応答速度にも影響を与える可
能性があるといった課題があった。

【００１０】本発明は、上記従来のこのような課題を考
慮し、たとえば、被写体における高輝度部分の存在に起
因する露出アンダーの発生を適切に抑制することができ
る露出制御装置、画像信号生成装置、媒体、および情報
集合体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第一の本発明（請求項１
に対応）は、撮像によって得られた被写体画像の映像信
号を利用して、露出を制御する露出制御装置であって、
前記映像信号に基づいて、前記画像の輝度を検出し、輝
度信号として出力する輝度検出・出力手段と、前記露出
の制御を行う際に目標値として利用される露出制御目標
値を、所定の基準に基づいて設定する露出制御目標値設
定手段と、前記出力された輝度信号および前記設定され
た露出制御目標値に基づいて、前記露出の制御を行うた
めの露出制御手段とを備えたことを特徴とする露出制御
装置である。

【００１２】第二の本発明（請求項２に対応）は、前記
露出制御目標値の前記所定の基準に基づく設定とは、前
記被写体画像の内、所定値以上の輝度を有する領域の大
きさに関する情報に基づく設定であることを特徴とする
第一の本発明の露出制御装置である。

【００１３】第三の本発明（請求項３に対応）は、前記
領域の大きさに関する情報とは、（ａ）前記領域の前記
被写体画像の全体に対する相対的な割合、または（ｂ）
前記領域の面積、もしくは前記領域に占める所定の単位
領域の個数に関する情報であることを特徴とする第二の
本発明の露出制御装置である。

【００１４】第四の本発明（請求項４に対応）は、前記
被写体画像の一画面を所定の単位に分割した分割画面に
対応する映像信号から、前記分割画面ごとの輝度を検出
するための分割画面輝度検出手段と、前記各分割画面ご
との輝度の検出の結果に基づいて、所定値Ｙｍａｘ以上
の輝度を有する分割画面の個数Ｎｍａｘを検出する第一
の個数検出手段とを備え、前記所定の単位領域とは、前
記分割画面であり、前記情報に基づく設定とは、前記検
出されたＮｍａｘが、（１）所定値Ｋ１以上である場合
には、前記露出制御目標値を所定の基準に基づいて減少
させ、（２）所定値Ｋ２（＜Ｋ１）未満である場合に
は、前記露出制御目標値を所定の基準に基づいて増大さ
せ、（３）Ｋ１未満かつＫ２以上である場合には、前記
露出制御目標値を保持する設定であることを特徴とする
第三の本発明の露出制御装置である。

【００１５】第五の本発明（請求項５に対応）は、前記
設定された露出制御目標値を、所定の範囲に制限するた
めの露出制御目標値制限手段を備え、前記露出の制御
は、前記制限された露出制御目標値に基づいて行われる
ことを特徴とする第四の本発明の露出制御装置である。

【００１６】第六の本発明（請求項６に対応）は、前記
所定の範囲とは、所定の下限値以上かつ所定の上限値以
下の範囲であり、前記制限とは、前記設定された露出制
御目標値が、（１）前記上限値以上である場合には、前
記設定された露出制御目標値を前記上限値に変更し、
（２）前記下限値未満である場合には、前記設定された
露出制御目標値を前記下限値に変更し、（３）前記上限
値未満かつ前記下限値以上である場合には、前記設定さ
れた露出制御目標値を保持することであることを特徴と
する第五の本発明の露出制御装置である。

【００１７】第七の本発明（請求項７に対応）は、前記
各分割画面ごとの輝度の検出の結果に基づいて、所定値
Ｙｍａｘ’（＜Ｙｍａｘ）以上かつ前記Ｙｍａｘ未満の
輝度を有する分割画面の個数Ｎｍａｘ’を検出する第二
の個数検出手段とを備え、前記下限値は、前記Ｎｍａ
ｘ’に基づいて決定されることを特徴とする第六の本発
明の露出制御装置である。

【００１８】第八の本発明（請求項８に対応）は、撮像
によって得られた被写体画像の映像信号を利用して、露
出を制御する画像信号生成装置であって、前記映像信号
に基づいて、前記画像の輝度を検出し、輝度信号として
出力する輝度検出・出力手段と、前記露出の制御を行う
際に目標値として利用される露出制御目標値を、所定の
基準に基づいて設定する露出制御目標値設定手段と、前
記出力された輝度信号および前記設定された露出制御目
標値に基づいて、前記露出の制御を行うための露出制御
手段とを備えたことを特徴とする画像信号生成装置であ
る。

【００１９】第九の本発明（請求項９に対応）は、前記
露出制御目標値の前記所定の基準に基づく設定とは、前
記被写体画像の内、所定値以上の輝度を有する領域の大
きさに関する情報に基づく設定であることを特徴とする
第八の本発明の画像信号生成装置である。

【００２０】第十の本発明（請求項１０に対応）は、前
記領域の大きさに関する情報とは、（ａ）前記領域の前
記被写体画像の全体に対する相対的な割合、または
（ｂ）前記領域の面積、もしくは前記領域に占める所定
の単位領域の個数に関する情報であることを特徴とする
第九の本発明の画像信号生成装置である。

【００２１】第十一の本発明（請求項１１に対応）は、
第一から第十の何れかの本発明の全部または一部の手段
の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させ
るためのプログラムおよび／またはデータを担持した媒
体であって、コンピュータにより処理可能なことを特徴
とする媒体である。

【００２２】第十二の本発明（請求項１２に対応）は、
第一から第十の何れかの本発明の全部または一部の手段
の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させ
るためのプログラムおよび／またはデータであることを
特徴とする情報集合体である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下では、本発明にかかる実施の
形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

【００２４】はじめに、図１（ａ）を参照しながら、本
発明の露出制御装置を利用するビデオカメラの構成につ
いて説明する。なお、図１（ａ）は、ＣＣＤなどの撮像
手段１からの画像信号を入力してＡＤ変換し、デジタル
データを生成して所定の処理を行う、本実施の形態のビ
デオカメラのブロック図である。

【００２５】本実施の形態のビデオカメラは、ＣＣＤ１
から得られた映像信号を検出し、その信号を平均するな
どして検波信号を出力する輝度検波部５、露出制御目標
値を可変的に設定するための、後述されるブロック６１
〜６９（図１（ｂ）参照）をもつ目標値設定部６、減算
器７、調節器８を有する露出制御装置、ＣＣＤなどの撮
像手段１、ＡＧＣなどの増幅手段２、そのアナログ信号
をディジタル信号に変換するＡＤ変換器３、その得られ
たディジタル信号（Ｖｃｃｄ）を所定の画像信号に変換
するディジタル信号処理回路４、調節器８の出力に基づ
き撮像手段１を制御するためのタイミングパルスを発生
するタイミングパルス発生器９を備えている。つぎに説
明されるように、目標値設定部６において露出制御目標
値の可変的な設定が行われることが、本実施の形態の大
きな特徴である。

【００２６】なお、本実施の形態のビデオカメラは、本
発明の画像生成装置に対応する。また、輝度検波部５は
本発明の輝度検出・出力手段に対応し、目標値設定部６
は本発明の露出制御目標値設定手段、露出制御目標値制
限手段を含む手段に対応し、減算器７、調節器８を含む
手段は本発明の露出制御手段に対応する。また、ブロッ
ク６１は本発明の分割画面輝度検出手段に対応し、ブロ
ック６３は本発明の第一の個数検出手段に対応し、ブロ
ック６５は本発明の第二の個数検出手段に対応し、ブロ
ック６６は本発明の露出制御目標値設定手段に対応し、
ブロック６７は本発明の露出制御目標値制限手段に対応
する。

【００２７】また、本発明の輝度信号は、本実施の形態
の検波信号に対応する。また、本実施の形態のエリア
は、本発明の分割画面に対応する。

【００２８】つぎに、本実施の形態のビデオカメラの動
作について説明する。前述したように、本実施の形態で
は、露出制御目標値ｒｅｆを最適に制御する手段、つま
り目標値設定部６の内部構造にその特徴があるので、図
１（ｂ）も参照しながら、目標値設定部６の動作につい
て特に説明する。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）の目
標値設定部６の内部ブロック図である。

【００２９】まず、ブロック６１は、一画面を複数のエ
リアに分割し、ＡＤ変換器３から出力されたディジタル
信号（Ｖｃｃｄ）に対して、各エリア毎に輝度成分を検
出する。

【００３０】次に、ブロック６３は、前記複数のエリア
ごとの輝度レベルのうち、ブロック６２で設定された一
定レベルＹｍａｘ以上の輝度レベルを示すエリアの数を
求め、Ｎｍａｘとして、ブロック６６に出力する。他
方、ブロック６５は、前記最大レベルＹｍａｘ未満、か
つブロック６４で設定された一定レベルＹｍａｘ’（＜
Ｙｍａｘ）以上の輝度レベルを示すエリアの数を求め、
Ｎｍａｘ’として、ブロック６８に出力する。

【００３１】つぎに詳述するように、ブロック６６は、
Ｎｍａｘに基づく露出制御目標値ｒｅｆの制御を行うた
めの目標値制御によってｒｅｆ１を出力する。また、ブ
ロック６８は、Ｎｍａｘ’に基づく下限レベル設定によ
って下限値ｒｅｆｍｉｎを出力する。そして、ブロック
６７は、ブロック６６が出力するｒｅｆ１、ブロック６
６が出力する下限値ｒｅｆｍｉｎ、およびブロック６９
が出力する上限値ｒｅｆｍａｘに基づいて、フィードバ
ック制御を行うための露出制御目標値ｒｅｆを決定す
る。

【００３２】ここで、図２、３を参照しながら、主とし
てブロック６６、６７における内部処理について説明し
つつ、最適な露出制御目標値ｒｅｆの決定についてさら
に詳しく説明する。なお、図２は、ブロック６６、６７
における内部処理を説明するためのフローチャートであ
り、図３は、下限値ｒｅｆｍｉｎのＮｍａｘ’に関する
特性図である。

【００３３】ブロック６３は、最高輝度度数Ｎｍａｘを
出力し（Ｓ１）、ブロック６６は、最高輝度度数Ｎｍａ
ｘが、（１）一定値Ｋ１以上であるとき、ｒｅｆ１をｒ
ｅｆ１−１に置き換えることにより目標値のレベルダウ
ンを行い（Ｓ２、３）、（２）一定値Ｋ２（＜Ｋ１）未
満であるとき、ｒｅｆ１をｒｅｆ１＋１に置き換えるこ
とにより目標値のレベルアップを行い（Ｓ４、５）、
（３）Ｋ１未満かつＫ２以上であるとき、ｒｅｆ１をそ
のまま保持するというように制御することにより、露出
制御目標値ｒｅｆ１を得る。なお、制御ループに初めて
入る際に利用する露出制御目標値の初期値としては、た
とえば、最も標準的と考えられる値を初期設定してお
き、その値を用いればよい。

【００３４】一方、ブロック６５は、最高輝度度数Ｎｍ
ａｘ’をブロック６８に出力し（Ｓ６）、ブロック６８
は、図３にしめす特性にしたがって、Ｎｍａｘ’から下
限値ｒｅｆｍｉｎを計算する（Ｓ７）。

【００３５】そして、ブロック６７は、ブロック６６に
おいて得られたｒｅｆ１が、ブロック６８から出力され
た下限値ｒｅｆｍｉｎと、ブロック６９から出力された
上限値ｒｅｆｍａｘとの間に入るように、ｒｅｆ１に対
して制限をかける（Ｓ８）。つまり、ｒｅｆ１が、
（１）上限値ｒｅｆｍａｘ以上であるとき、ｒｅｆ１を
ｒｅｆｍａｘに置き換え、（２）下限値ｒｅｆｍｉｎ未
満であるとき、ｒｅｆ１をｒｅｆｍｉｎに置き換え、
（３）下限値ｒｅｆｍｉｎ以上かつ上限値ｒｅｆｍａｘ
未満であるとき、ｒｅｆ１をそのまま保持する。

【００３６】このようにして、ブロック６７は、ｒｅｆ
＝ｒｅｆ１として露出制御目標値ｒｅｆを得る（Ｓ
９）。

【００３７】なお、減算器７は、輝度検波部５からの検
波信号レベルより、上述のようにして得られた目標値設
定部６’からの露出制御目標値ｒｅｆを減算し、調節器
８は、減算器７からの減算結果の出力をゼロにするよう
に、露出レベルを演算する。そして、タイミングパルス
発生器９は、この露出レベルに基づいてタイミングパル
スを発生し、ＣＣＤ１をフィードバック制御する。

【００３８】つぎに、図５（ａ）、（ｂ）を参照しなが
ら、二つのケースを例にとり、上述の制御について具体
的に説明する。なお、図５（ａ）は、表現可能なレンジ
幅をオーバーしているような場合におけるエリア発生度
数の輝度レベルに対するヒストグラムであり、図５
（ｂ）は、映像のレベルが十分に出力されておらず露出
アンダーになっている場合におけるエリア発生度数の輝
度レベルに対するヒストグラムである。

【００３９】たとえば、被写体が、図５（ａ）に示され
ているような特性を有する場合、輝度レベルがＹｍａｘ
以上のエリアの発生度数がＫ１以上であるので、ｒｅｆ
は減少されていく。ただし、図３からも明らかなよう
に、少なくとも、露出制御目標値ｒｅｆがｒｅｆｍｉｎ
２を下回って減少することはないため、露出アンダーの
発生は抑制される。図５（ａ）のような場合は、どちら
かというと、被写体の輝度のヒストグラムが２つの大き
な群に分かれていることを示しており、いわばＣＣＤな
どの撮像手段で表現可能なレンジ幅をオーバーしている
ような場合に相当するが、部屋の中を撮影したときにそ
の被写体中に窓があり、そこから太陽光線が入っている
シーンなどは、このような場合の典型例といえる。

【００４０】さらに具体的に説明すると、図５（ａ）の
ような場合、輝度レベルがＹｍａｘ以上のエリアの発生
度数はＫ１以上であるため、露出制御目標値ｒｅｆはど
んどん減少されていくものの、Ｎｍａｘ’がＮ１１未満
であるため、図３より、ｒｅｆはｒｅｆｍｉｎ１以上に
制限されることになる。なお、Ｎｍａｘ’がＮ１２以上
である場合には、ｒｅｆはｒｅｆｍｉｎ２以上に制限さ
れることになり、制御範囲が拡大される。

【００４１】前述のような典型例では、（１）太陽光線
と室内照明の照度差が小さいときに、Ｎｍａｘ’は大き
くなりやすく、逆に、（２）太陽光線と室内照明の照度
差が大きいときに、Ｎｍａｘ’は小さくなりやすい。そ
して、前者のような場合、ｒｅｆの制御範囲を大きく確
保することにより、ｒｅｆを低いレベルまで制御可能と
することで、Ｎｍａｘを小さくしようとする制御が行わ
れる。また、後者のような場合、ｒｅｆを高いレベルに
制限することにより、露出アンダーを効果的に抑制す
る。

【００４２】なお、輝度レベルが極めて大きいエリアが
存在したとしても、輝度レベルがＹｍａｘ以上のエリア
の発生度数がＫ１未満であれば、もとより露出制御目標
値ｒｅｆを減少させることはしないため、露出アンダー
が発生しないことはもちろんである。

【００４３】つぎに、被写体が、図５（ｂ）に示されて
いるような特性を有する場合、輝度レベルがＹｍａｘ以
上のエリアの発生度数がＫ２未満であるので、ｒｅｆは
増加されていく。そのような増加は、（１）輝度レベル
がＹｍａｘ以上のエリアの値がＫ１未満かつＫ２以上と
なり、（２）ｒｅｆがｒｅｆｍｉｎ以上かつｒｅｆｍａ
ｘ以下となれば、停止する。図５（ｂ）のような場合
は、まだ十分にＣＣＤからの映像のレベルが出力されて
おらず、いわゆる露出アンダーになっている場合に相当
する。

【００４４】このように、本発明は、たとえば、撮影レ
ンズ及び絞り量が可変設定自在なアイリスを介してＣＣ
Ｄなどの撮像素子に入射した被写体光を該撮像素子によ
り電気信号に変換し、該電気信号をＡＧＣなどの撮像手
段出力の増幅手段を介して映像信号処理回路に出力し、
該映像信号処理回路で適宜信号処理することにより所要
の映像信号を得るようにしたビデオカメラにおいて、被
写体映像を導かれた前記撮像素子により生成される映像
信号に基づいて形成される輝度信号成分に基づいて前記
アイリスの絞り量を制御する絞り量制御手段を備え、他
方前記撮像素子により生成される一画面の映像信号を複
数に分割し、各分割エリア毎に輝度成分を求める輝度検
波部と、前記各エリアの各輝度成分のうち最大輝度レベ
ル付近を示すエリア数（Ｎｍａｘ）検出部と、最大輝度
より一段階低い輝度レベル付近を示すエリア数（Ｎｍａ
ｘ’）検出部とを備え、また一方前記Ｎｍａｘが一定範
囲になるよう露出制御の目標値を可変制御する目標値制
御手段と、前記目標値制御の下限、上限範囲を制限する
ようにした露出目標値制限手段と、前記下限設定手段、
上限設定手段とを備え、また前記Ｎｍａｘ’から前記目
標値下限設定値を制御する目標値制御下限設定レベル制
御手段を備える。

【００４５】たとえば被写体中にきわめて高輝度な部分
がある場合など、コントラスト比が大きく、前記ＣＣＤ
などの撮像手段で表現可能なレンジ幅をオーバーしてい
る場合、従来のように高輝度部による露出アンダーとな
ることを防止することができる。

【００４６】以上述べたところから明らかなように、本
発明は、たとえば、被写体映像を導かれた前記撮像素子
により生成される映像信号に基づいて形成される輝度信
号成分に基づいて前記アイリスの絞り量を制御する絞り
量制御手段を備え、他方前記撮像素子により生成される
一画面の映像信号を複数に分割し、各分割エリア毎に輝
度成分を求める輝度検波部と、前記各エリアの各輝度成
分のうち最大輝度レベル付近を示すエリア数（Ｎｍａ
ｘ）検出部と、最大輝度より一段階低い輝度レベル付近
を示すエリア数（Ｎｍａｘ’）検出部とを備え、また一
方前記Ｎｍａｘが一定範囲になるよう露出制御の目標値
を可変制御する目標値制御手段と、前記目標値制御の下
限、上限範囲を制限するようにした露出目標値制限手段
と、前記下限設定手段、上限設定手段とを備え、また前
記Ｎｍａｘ’から前記目標値下限設定値を制御する目標
値制御下限設定レベル制御手段を備えることを特徴とす
る露出制御装置である。

【００４７】本発明によれば、被写体中に高輝度部があ
り、その他の被写体部分との輝度差が極端に激しい場
合、極端な露出アンダーになることを防止することが可
能な露出制御装置を提供できる。

【００４８】なお、本発明の露出制御目標値は、上述し
た本実施の形態では、各エリアごとの輝度を調べ、所定
値Ｙｍａｘ以上の輝度を有するエリアの個数Ｎｍａｘを
検出することにより設定された。しかし、本発明の露出
制御目標値は、これに限らず、被写体画像の内、所定値
よりも大きな輝度を有する領域の大きさに関する情報に
基づいて可変的に設定されてもよい。たとえば、（ａ）
そのような領域の被写体画像の全体に対する相対的な割
合、または（ｂ）そのような領域の面積、もしくはその
ような領域に占める所定の単位領域の個数に関する情報
に基づいて設定されてもよい。

【００４９】さらに具体的には、被写体画像の一画面の
大きさが可変である場合、被写体画像の大きさに基づい
て、前述の領域の被写体画像の全体に対する相対的な割
合が一定となるように領域の面積を算出し、露出制御目
標値を設定してもよい。そのような場合には、被写体画
像の一画面の大きさに依らずに、露出度の適切な調節が
可能となる。もちろん、そのような割合の算出は行わず
に、標準的と考えられる被写体画像の一画面の大きさを
基準として、そのような場合における前述の領域の面積
をいつも利用するという簡便な方法も考えられる。

【００５０】要するに、本発明の露出制御目標値は、一
定値に固定されておらず、所定の基準に基づいて可変的
に設定されればよい。

【００５１】また、本発明の露出制御目標値は、上述さ
れた本実施の形態においては、（１）所定の上限値ｒｅ
ｆｍａｘ以上である場合にはｒｅｆｍａｘとされ、
（２）下限値ｒｅｆｍｉｎ未満である場合にはｒｅｆｍ
ｉｎとされ、（３）下限値ｒｅｆｍｉｎ以上かつ上限値
ｒｅｆｍａｘ未満である場合には直前に設定されたまま
で保持されるという制限を行われた。しかし、本発明の
露出制御目標値は、これに限らず、本発明の制限を行わ
れなくてもよい。ただし、つぎに述べるように、本発明
の露出制御目標値が前述のような所定の範囲に制限され
ることにより、本発明の露出制御目標値をより適切に設
定することができる。

【００５２】また、本発明の下限値は、上述した本実施
の形態では、各エリアごとの輝度を調べ、所定値Ｙｍａ
ｘ’（＜Ｙｍａｘ）以上かつＹｍａｘ未満の輝度を有す
るエリアの個数Ｎｍａｘ’を検出し、下限値ｒｅｆｍｉ
ｎのＮｍａｘ’に関する特性図（図３参照）を利用する
ことによって可変的に決定された。しかし、本発明の下
限値は、これに限らず、固定されていてもよい。ただ
し、下限値ｒｅｆｍｉｎは、上述された本実施の形態に
おいては、Ｎｍａｘ’が大きくなるほど小さくなるよう
に設定されていることにより、表現可能なレンジ幅を十
分に活用しつつ露出アンダーの発生をより効果的に抑制
することができる。

【００５３】また、本発明の上限値は、上述した本実施
の形態では、一定値として設定されており、特に制御を
行われなかった。しかし、本発明の上限値は、これに限
らず、たとえば、所定値Ｙｍａｘ’に基づく制御を行わ
れてもよい。ただし、上限値ｒｅｆｍａｘは、上述され
た本実施の形態においては、露出制御目標値ｒｅｆが、
照明の極めて少ない状態で撮像を行ったときなどに、露
出レベルを上げようとしてどこまでも増加していくこと
を防止し、表現可能なレンジ幅を十分に活用するために
は、適切に高い一定値として設定されていれば十分であ
る。

【００５４】また、本発明の画像の輝度の検出は、上述
した本実施の形態では、映像信号を平均するなどして生
成された検波信号のレベルの検出であった。しかし、こ
れに限らず、本発明の画像の輝度の検出は、たとえば、
（１）最も出現頻度の高い輝度を代表的に抽出すること
により行われてもよいし、（２）出現する全ての輝度の
メジアンを算出することにより行われてもよい。

【００５５】また、本発明の所定の単位領域は、本実施
の形態においては、所定のエリアであったが、これに限
らず、画素や複数個の画素から構成される所定の画面構
成単位であってもよい。

【００５６】また、本発明の画像信号生成装置は、上述
した本実施の形態では、ビデオカメラであったが、これ
に限らず、たとえば、デジタルカメラなどでもよい。要
するに、本発明の画像信号生成装置は、撮像によって得
られた被写体画像の映像信号を利用して、露出を制御す
る画像信号生成装置であって、映像信号に基づいて、画
像の輝度を検出し輝度信号として出力する輝度検出・出
力手段と、露出の制御を行う際に目標値として利用され
る露出制御目標値を、所定の基準に基づいて設定する露
出制御目標値設定手段と、出力された輝度信号および設
定された露出制御目標値に基づいて、露出の制御を行う
ための露出制御手段とを備えたことを特徴とする画像信
号生成装置である。なお、本発明の画像信号生成装置
は、映像信号を外部に設けられたメモリ装置に出力して
もよく、それ自身がメモリを備えている必要はない。

【００５７】また、本発明は、上述した本発明の全部ま
たは一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータ
により実行させるためのプログラムおよび／またはデー
タを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り
可能、かつ読み取られた前記プログラムおよび／または
データが前記コンピュータと協動して前記機能を実行す
る媒体である。

【００５８】また、本発明は、上述した本発明の全部ま
たは一部のステップの全部または一部の動作をコンピュ
ータにより実行させるためのプログラムおよび／または
データを担持した媒体であり、コンピュータにより読み
取り可能、かつ読み取られた前記プログラムおよび／ま
たはデータが前記コンピュータと協動して前記機能を実
行する媒体である。

【００５９】また、本発明は、上述した本発明の全部ま
たは一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータ
により実行させるためのプログラムおよび／またはデー
タを担持した情報集合体であり、コンピュータにより読
み取り可能、かつ読み取られた前記プログラムおよび／
またはデータが前記コンピュータと協動して前記機能を
実行する情報集合体である。

【００６０】また、本発明は、上述した本発明の全部ま
たは一部のステップの全部または一部の動作をコンピュ
ータにより実行させるためのプログラムおよび／または
データを担持した情報集合体であり、コンピュータによ
り読み取り可能、かつ読み取られた前記プログラムおよ
び／またはデータが前記コンピュータと協動して前記機
能を実行する情報集合体である。

【００６１】データとは、データ構造、データフォーマ
ット、データの種類などを含む。媒体とは、ＲＯＭ等の
記録媒体、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音
波等の伝送媒体を含む。担持した媒体とは、たとえば、
プログラムおよび／またはデータを記録した記録媒体、
やプログラムおよび／またはデータを伝送する伝送媒体
等を含む。コンピュータにより処理可能とは、たとえ
ば、ＲＯＭなどの記録媒体の場合であれば、コンピュー
タにより読みとり可能であることであり、伝送媒体の場
合であれば、伝送対象となるプログラムおよび／または
データが伝送の結果として、コンピュータにより取り扱
えることであることを含む。情報集合体とは、たとえ
ば、プログラムおよび／またはデータ等のソフトウエア
を含むものである。

【００６２】なお、以上説明したように、本発明の構成
は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア
的に実現しても良い。

【００６３】以上のように本発明によれば、ＣＣＤなど
の撮像手段で表現可能なレンジ幅をオーバーしているよ
うな被写体において、高輝度部分の存在の為に露出アン
ダーになることを適応的に防止することができるうえ
に、他方前記撮像手段で表現可能なレンジ幅内にある被
写体においては、表現可能な限界まで最適な露出の設定
できるように制御しうる露出制御装置となる。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、たとえば、被写体における高輝度部分の存在に起因
する露出アンダーの発生を適切に抑制することができる
露出制御装置、画像信号生成装置、媒体、および情報集
合体を提供することができるという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における、ビデオカメラの
ブロック図（図１（ａ））、目標値設定部６の内部ブロ
ック図（図１（ｂ））

【図２】ブロック６６、６７における内部処理を説明す
るためのフローチャート

【図３】本発明の実施の形態における下限値ｒｅｆｍｉ
ｎのＮｍａｘ’に関する特性図

【図４】従来のビデオカメラのブロック図

【図５】本発明の実施の形態における、表現可能なレン
ジ幅をオーバーしているような場合におけるエリア発生
度数の輝度レベルに対するヒストグラム（図５
（ａ））、映像のレベルが十分に出力されておらず露出
アンダーになっている場合におけるエリア発生度数の輝
度レベルに対するヒストグラム（図５（ｂ））

【符号の説明】

１ ＣＣＤ ２ ＡＧＣ ３ ＡＤ変換器 ４ ディジタル信号処理回路 ５ 輝度検波部 ６ 目標値設定部 ７ 減算器 ８ 調節器 ９ タイミングパルス発生器

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像によって得られた被写体画像の映像
   信号を利用して、露出を制御する露出制御装置であっ
   て、 前記映像信号に基づいて、前記画像の輝度を検出し、輝
   度信号として出力する輝度検出・出力手段と、 前記露出の制御を行う際に目標値として利用される露出
   制御目標値を、所定の基準に基づいて設定する露出制御
   目標値設定手段と、 前記出力された輝度信号および前記設定された露出制御
   目標値に基づいて、前記露出の制御を行うための露出制
   御手段とを備えたことを特徴とする露出制御装置。
2. 【請求項２】 前記露出制御目標値の前記所定の基準に
   基づく設定とは、前記被写体画像の内、所定値以上の輝
   度を有する領域の大きさに関する情報に基づく設定であ
   ることを特徴とする請求項１記載の露出制御装置。
3. 【請求項３】 前記領域の大きさに関する情報とは、
   （ａ）前記領域の前記被写体画像の全体に対する相対的
   な割合、または（ｂ）前記領域の面積、もしくは前記領
   域に占める所定の単位領域の個数に関する情報であるこ
   とを特徴とする請求項２記載の露出制御装置。
4. 【請求項４】 前記被写体画像の一画面を所定の単位に
   分割した分割画面に対応する映像信号から、前記分割画
   面ごとの輝度を検出するための分割画面輝度検出手段
   と、 前記各分割画面ごとの輝度の検出の結果に基づいて、所
   定値Ｙｍａｘ以上の輝度を有する分割画面の個数Ｎｍａ
   ｘを検出する第一の個数検出手段とを備え、 前記所定の単位領域とは、前記分割画面であり、 前記情報に基づく設定とは、前記検出されたＮｍａｘ
   が、（１）所定値Ｋ１以上である場合には、前記露出制
   御目標値を所定の基準に基づいて減少させ、（２）所定
   値Ｋ２（＜Ｋ１）未満である場合には、前記露出制御目
   標値を所定の基準に基づいて増大させ、（３）Ｋ１未満
   かつＫ２以上である場合には、前記露出制御目標値を保
   持する設定であることを特徴とする請求項３記載の露出
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記設定された露出制御目標値を、所定
   の範囲に制限するための露出制御目標値制限手段を備
   え、 前記露出の制御は、前記制限された露出制御目標値に基
   づいて行われることを特徴とする請求項４記載の露出制
   御装置。
6. 【請求項６】 前記所定の範囲とは、所定の下限値以上
   かつ所定の上限値以下の範囲であり、 前記制限とは、前記設定された露出制御目標値が、
   （１）前記上限値以上である場合には、前記設定された
   露出制御目標値を前記上限値に変更し、（２）前記下限
   値未満である場合には、前記設定された露出制御目標値
   を前記下限値に変更し、（３）前記上限値未満かつ前記
   下限値以上である場合には、前記設定された露出制御目
   標値を保持することであることを特徴とする請求項５記
   載の露出制御装置。
7. 【請求項７】 前記各分割画面ごとの輝度の検出の結果
   に基づいて、所定値Ｙｍａｘ’（＜Ｙｍａｘ）以上かつ
   前記Ｙｍａｘ未満の輝度を有する分割画面の個数Ｎｍａ
   ｘ’を検出する第二の個数検出手段とを備え、 前記下限値は、前記Ｎｍａｘ’に基づいて決定されるこ
   とを特徴とする請求項６記載の露出制御装置。
8. 【請求項８】 撮像によって得られた被写体画像の映像
   信号を利用して、露出を制御する画像信号生成装置であ
   って、 前記映像信号に基づいて、前記画像の輝度を検出し、輝
   度信号として出力する輝度検出・出力手段と、 前記露出の制御を行う際に目標値として利用される露出
   制御目標値を、所定の基準に基づいて設定する露出制御
   目標値設定手段と、 前記出力された輝度信号および前記設定された露出制御
   目標値に基づいて、前記露出の制御を行うための露出制
   御手段とを備えたことを特徴とする画像信号生成装置。
9. 【請求項９】 前記露出制御目標値の前記所定の基準に
   基づく設定とは、前記被写体画像の内、所定値以上の輝
   度を有する領域の大きさに関する情報に基づく設定であ
   ることを特徴とする請求項８記載の画像信号生成装置。
10. 【請求項１０】 前記領域の大きさに関する情報とは、
    （ａ）前記領域の前記被写体画像の全体に対する相対的
    な割合、または（ｂ）前記領域の面積、もしくは前記領
    域に占める所定の単位領域の個数に関する情報であるこ
    とを特徴とする請求項９記載の画像信号生成装置。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０の何れかに記載の本
    発明の全部または一部の手段の全部または一部の機能を
    コンピュータにより実行させるためのプログラムおよび
    ／またはデータを担持した媒体であって、コンピュータ
    により処理可能なことを特徴とする媒体。
12. 【請求項１２】 請求項１から１０の何れかに記載の本
    発明の全部または一部の手段の全部または一部の機能を
    コンピュータにより実行させるためのプログラムおよび
    ／またはデータであることを特徴とする情報集合体。