JP2517407B2

JP2517407B2 - 自動露出調整装置

Info

Publication number: JP2517407B2
Application number: JP1236244A
Authority: JP
Inventors: 俊宣春木
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1996-07-24
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JPH0399586A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、露出の自動整合を行うビデオカメラ等の撮
像装置に関する。

（ロ）従来の技術ビデオカメラに於て、絞り及びゲイン等による撮像映
像信号の輝度レベルの制御、所謂露出調整は焦点制御と
並んで非常に重要な課題である。

従来、この自動露出調整機構としては、撮像画面の輝
度レベルの平均やピーク値等のレベルを検出し、これら
を基に絞り及び撮像映像信号に対するゲインを制御する
方法が賞用されている。この方法では、画面内に光源等
の高輝度部が存在したり、逆に背景が暗い等の場合に
は、周囲の影響で主要被写体に適切な露出を得られない
ことがある。

そこで、本件出願人は、先に特願昭63-4344号にて、
これらの問題点に対する対策を提案している。

この対策とは、撮像画面を複数の領域に予め分割し、
各領域毎に撮像映像信号を取り出し、その低域成分を１
フィールド分積分することにより、各領域の輝度レベル
を示す輝度評価値を算出し、各輝度評価値を予め光源等
の異常輝度部が領域内に存在する時に得られると予想さ
れる基準値と比較し、基準値を越える領域については異
常輝度部が存在するものと判断し、この異常輝度部が存
在する領域以外の領域の輝度評価値の平均値を目標値に
合致させることにより、異常輝度部の撮像画面全体への
影響を排除し、異常輝度部が存在しない領域内にある被
写体が最適露出状態となる様に露出調整が為される構成
とすることである。

（ハ）発明が解決しようとする課題前述の如く、撮像画面を分割して、異常輝度部の有無
あるいは異常輝度部の画面上での位置を検出する、所謂
撮像画面の輝度分布の検出結果に応じて露出調整を実行
することは、逆光または過順光状態での撮影に極めて有
効である。

ところが、前記従来例の様に輝度分布の検出に際し
て、輝度評価値が基準値を越えるか否かにより単純に場
合分けをする構成では、輝度評価値が基準値を僅かに上
回る状態と、極端に上回る状態とを区別することは不可
能である。従って、例えば異常輝度部を含む領域の輝度
評価値が基準値と略等しい場合には、この輝度評価値が
ある時点では基準値以上になり、またある時点では以下
になり、異常輝度部の影響を無視して異常輝度部が存在
しない領域を最適露出状態に保持したり、異常輝度部の
影響を受けて異常輝度部が存在する領域のみを最適露出
状態に保持する露出制御がその都度為され、これに伴っ
て画面全体の明るさが断続的に変化し、見苦しい画面と
なる。

また、初期状態では低輝度であった光源が徐々に高輝
度になると、この光源を含む領域の輝度評価値がいずれ
基準値を越えることになり、基準値を越える直前と直後
で光源の露出調整に対する影響度が大きく変化するため
に、撮像画面（光源を含まない領域）の明るさはここを
境界にして暗から明へと急激に切り換わり見苦しい画面
となる。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、撮像画面の輝度分布の検出を、撮像画面を
分割した複数の領域の任意の２領域の輝度評価値の比を
入力変数とするファジィ推論を用いて行うことを特徴と
する。

（ホ）作用本発明は上述の如く構成したので、撮像画面の輝度分
布の検出が極めて容易に行え、またこの検出結果を用い
て露出制御を行えば、撮像画面の明るさが急激に変化す
ることのない滑らかな露出調整が可能となる。

（ヘ）実施例以下、図面に従い本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本実施例装置の回路ブロック図である。

入射光は、レンズ（１）を通過し、絞り機構（２）で
光量を調節された後、撮像回路（３）で光電変換された
撮像映像信号として出力される。この撮像映像信号は、
利得可変アンプ（４）にて増幅されてビデオ回路に送ら
れ、またLPF（22）、同期分離回路（23）、積分器（8
0）に供給される。

LPF（22）は撮像映像信号中の輝度信号の低域成分を
取り出して、後段の切換回路（26）に出力する。

同期分離回路（23）は、撮像映像信号より垂直及び水
平同期信号を抜き出し、後段の切換制御回路（25）で
は、この垂直及び水平同期信号と撮像回路（３）のCCD
の駆動に用いられる固定の発振器出力に基いて、第３図
の６個の領域（A1）乃至（A6）にわたる画面分割のため
の切換信号を発する。

切換回路（26）は、前記切換信号を受けて、各領域
（A1）乃至（A6）に応じて順次切換わり、LPF（22）出
力はこの切換回路（26）により領域毎に時分割されて、
夫々積算回路（31）乃至（36）に供給される。

積算回路（31）乃至（36）は、いずれも第４図の如く
切換回路（26）出力をA/D変換するA/D変換器（27）と、
このA/D変換出力と後段のラッチ回路（28）出力を加算
する加算器（29）と、この加算出力をラッチするラッチ
回路（28）により構成されるディジタル積分器であり、
該当する領域内での輝度信号の低域成分が所定のサンプ
リング周期にてA/D変換され、１フィールド期間にわた
ってこのA/D変換データが積分されることになる。ここ
で積分回路（31）は、領域（A1）内での輝度信号の低域
成分の１フィールド分の積分値をメモリ（41）に出力
し、以下同様に領域（A2）（A3）（A4）（A5）（A6）内
での輝度信号の１フィールド分の積分値は、積算回路
（32）（33）（34）（35）（36）から夫々メモリ（42）
（43）（44）（45）（46）に出力されることになる。
尚、前記ラッチ回路（28）は１フィールド毎にリセット
され、また各メモリは各ラッチ回路のリセット直前のデ
ータを保持し、１フィールド毎にデータ更新が為され
る。

ところで、領域（A1）乃至（A6）は、その面積が夫々
（S1）乃至（S6）で、領域（A1）は第３図の様に画面中
央に位置し、領域（A2）は領域（A1）の外周に位置す
る。更にこの領域（A2）の周囲に領域（A3）乃至（A6）
が配置されている。

１画面分である１フィールド分の積算が完了すると、
メモリ（41）乃至（46）に保持された最新の各領域での
１フィールド分の積算値は、各領域の輝度評価値（Y1）
乃至（Y6）として後段の単純平均回路（68）、各正規化
回路及び各重み付け回路に出力される。

正規化回路（51）乃至（56）は、各領域での輝度評価
値（Y1）乃至（Y6）を各面積（S1）乃至（S6）にて割り
算して、各領域の単位面積当りの輝度評価値を正規化輝
度評価値（V1）乃至（V6）（但しV1＝Y1/S1、V2＝Y2/S
2、…）として出力する。

優先度決定回路（57）は、各正規化輝度評価値（V1）
乃至（V6）に基づいて各領域の優先度（重み）を決定す
る。この優先度決定回路（57）での優先度決定処理は、
第２図の如きフローチャートにより実行され、またこの
優先度決定処理には、境界のあいまいな情報をあいまい
なまま扱う所謂ファジィ推論が用いられ、具体的には以
下の６個のルールが使用されている。

［ルール（１）］「if V1とV2が近いandV1とV3が近くないthen領域（A
1）（A2）優先」［ルール（２）］「if V1とV2が近くないandV1とV3が近いthen領域（A
1）、（A3）優先」［ルール（３）］「if V1とV2が近くないandV1とV3が近くないthen領域
（A1）優先」［ルール（４）］「if V1とV2が近いandV1とV3が近いthen領域（A1）、
（A2）、（A3）優先」［ルール（５）］「if max（Vi）（ｉ＝１〜６）が小さいthen全領域同
一優先度」［ルール（６）］「if max（Vi）が小さくないand単純平均値が小さいth
en領域（A1）優先」これらのルールは、第６図乃至第11図に示す様に、
「近い」「小さい」といった条件が、「V2/V1」「max
（Vi）」といった各入力変数に対するメンバーシップ関
数で定義され、結論部として各領域の優先度（wik）を
もっている。尚、推論は通常のmin-max法で行なわれ
る。

次に各ルールについて詳述する。

［ルール（１）］は第６図（ａ）（ｂ）の如きメンバ
ーシップ関数で定義されている。第６図（ａ）は「V1と
V2が近い」というルール（１）の条件（１）の成立度を
示す、入力変数（V2/V1）に対するメンバーシップ関数
である。即ち、領域（A1）の正規化輝度評価値（V1）と
領域（A2）の正規化輝度評価値（V2）がどの程度近いか
を示す近さの度合を判断するために、入力変数をV2/V1
とし、V2/V1＝１となる場合に極大値となる山型のメン
バーシップ関数に最新のフィールドでの入力変数（V2/V
1）を代入することによりメンバーシップ値（u₁₁）が求
まる。尚、V2/V1＝１の時、メンバーシップ値（u₁₁）は
最大となる。

第６図（ｂ）は「V1とV3が近くない」というルール
（１）の条件（２）の成立度を示す、入力変数（V3/V
1）に対するメンバーシップ関数である。即ち、領域（A
1）の正規化輝度評価値（V1）と領域（A3）の正規化輝
度評価値（V3）がどの程度近くないかを示す近くない度
合を判断するために、入力変数をV3/V1とし、V3/V1＝１
となる場合に極小値となる谷型のメンバーシップ関数に
最新のフィールドでの入力変数（V3/V1）を代入するこ
とによりメンバーシップ値（u₁₂）が求まる。尚、V3/V1
＝１の時に、メンバーシップ値（u₁₂）は最小となる。
こうして第６図（ａ）（ｂ）によりルール（１）の条件
（１）（２）のメンバーシップ値（u₁₁）（u₁₂）の算出
が為されることになる。尚、この算出は第２図のフロー
チャートのSTEP（100）に該当する。

前記メンバーシップ値（u₁₁）（u₁₂）は、STEP（10
1）にて両者の最小値、即ち小さい方のメンバーシップ
値がルール（１）の成立度（U1）として選択される。第
６図の例ではu₁₁＜u₁₂となるので、U1＝u₁₁に設定され
る。

上述のSTEP（100）（101）の動作は、残りの５つのル
ールについても実行される。

［ルール（２）］は第７図（ａ）（ｂ）の如く谷型及
び山型のメンバーシップ関数で定義され、第６図の場合
と同様に、「V1とV2が近くない」というルール（２）の
条件（１）についてのメンバーシップ値（u₂₁）が
（ａ）より、また「V1とV3が近い」というルール（２）
の条件（２）についてのメンバーシップ値（u₂₂）が
（ｂ）より求まり、STEP（101）にてメンバーシップ値
（u₂₁）（u₂₂）の小さい方がルール（２）の成立度（U
2）として選択される。第７図の例ではu₂₁＞u₂₂となる
のでU2＝u₂₂に設定される。

［ルール（３）］は第８図（ａ）（ｂ）の如く谷型の
メンバーシップ関数で定義され、第６図の場合と同様
に、「V1とV2が近くない」というルール（３）の条件
（１）についてのメンバーシップ値（u₃₁）が（ａ）よ
り、また「V1とV3が近くない」というルール（３）の条
件（２）についてのメンバーシップ値（u₃₂）が（ｂ）
より求まり、STEP（101）にてメンバーシップ値（u₃₁）
（u₃₂）の小さい方がルール（３）の成立度（U3）とし
て選択される。第８図の例では、u₃₁＜u₃₂となるのでU3
＝u₃₁に設定される。

［ルール（４）］は第９図（ａ）（ｂ）の如く山型の
メンバーシップ関数で定義され、「V1とV2が近い」とい
うルール（４）の条件（１）についてのメンバーシップ
値（u₄₁）が（ａ）より、また「V1とV3が近い」という
ルール（４）の条件（２）についてのメンバーシップ値
（u₄₂）が（ｂ）より求まり、STEP（101）にてメンバー
シップ値（u₄₁）（u₄₂）の小さい方がルール（４）の成
立度（U4）として選択される。第９図の例では、u₄₁＞u
₄₂となるのでU4＝u₄₂に設定される。

［ルール（５）］は第10図の如く、全正規化輝度評価
値（V1）乃至（V6）の中の最大値（max（Vi））（但
し、ｉ＝１〜６）を入力変数とし、このmax（Vi）の小
さい度合を示す単純減少直線で示されるメンバーシップ
関数で定義され、max（Vi）が決まると一義的にメンバ
ーシップ値（u₅₁）が求まる。尚、このメンバーシップ
値（u₅₁）はmax（Vi）が大きくなるにつれて小さくな
る。STEP（101）では、ルール（５）に関してメンバー
シップ値は１つだけであるため、ルール（５）の成立後
（U5）はU5＝u₅₁に設定される。

［ルール（６）］は第11図（ａ）（ｂ）の如く、ルー
ル（５）と同様にmax（Vi）を入力変数とする単純増加
直線を有するメンバーシップ関数と、全正規化輝度評価
値（V1）乃至（V6）の単純平均値（Z₁）を入力変数とする単純減少直線のメンバーシップ関数で
定義されている。即ち、第11図（ａ）のメンバーシップ
関数では、「max（Vi）が小さくない」というルール
（６）の条件（１）においてmax（Vi）が小さくない度
合を判断するために、入力変数としてmax（Vi）が決ま
れば、メンバーシップ値（u₆₁）が決定できる。尚、こ
のメンバーシップ値（u₆₁）はmax（Vi）が小さくなるに
つれて小さくなる。また、第11図（ｂ）のメンバーシッ
プ関数では、「単純平均値が小さい」というルール
（６）の条件（２）において前記単純平均値（Z₁）が小
さい度合を判断するために入力変数として単純平均値が
決まれば、メンバーシップ値（u₆₂）が決定できる。
尚、このメンバーシップ値（u₆₂）は単純平均値が大き
くなるにつれて小さくなる。STEP（101）では、メンバ
ーシップ値（u₆₁）と（u₆₂）の小さい方を選択して、ル
ール（６）の成立度（U6）はU6＝u₆₂と設定される。

以上の様にSTEP（100）（101）での全ルールについて
の成立度（Ui）（ｉ＝１〜６）の算出が完了したとSTEP
（102）にて判断されると、STEP（103）にて各領域につ
いての優先度（Wk）（ｋ＝１〜６）の算出が為される。
この優先度（Wk）は次式の如く各ルールの成立度で結論
部を加重平均することで算出される。

この式（Ａ）においてwikは各ルールに関する各領域
についての優先度であり、ルール毎に個々に定められて
いる。

例えば、ルール（１）については、「領域（A1）、
（A2）を優先する」を数値にて示すために、結論部とし
て領域（A1）乃至（A6）の優先度（w₁₁）乃至（w₁₆）は w₁₁＝w₁₂＝３ w₁₃＝w₁₄＝w₁₅＝w₁₆＝１と予め設定されている。即ち、ルール（１）について
の領域（A1）（A2）の他の領域に対する優先度は３倍に
設定されている。尚、この優先度の設定は予め行なわれ
た実験に基づく。

ルール（２）については、「領域（A1）、（A3）を優
先する」を結論部として示すために、各領域の優先度
（w₂₁）乃至（w₂₆）は w₂₁＝w₂₃＝３ w₂₃＝w₂₄＝w₂₅＝w₂₆＝１と予め設定されている。

ルール（３）については、「領域（A1）を優先する」
を結論部として示すために、各領域の優先度（w₃₁）乃
至（w₃₆）は w₃₁＝３ w₃₂＝w₃₃＝w₃₄＝w₃₅＝w₃₆＝１と予め設定されている。

ルール（４）については、「領域（A1）、（A2）、
（A3）を優先する」を結論部として示すために、各領域
の優先度（w₄₁）乃至（w₄₆）は w₄₁＝w₄₂＝w₄₃＝３ w₄₄＝w₄₅＝w₄₆＝１と予め設定されている。

ルール（５）については、「全領域同一優先度とす
る」を結論部として示すために、各領域の優先度
（w₅₁）乃至（w₅₆）は w₅₁＝w₅₂＝w₅₃＝w₅₄＝w₅₅＝w₅₆＝１と予め設定されている。

ルール（６）については、「領域（A1）を優先する」
を結論部として示すために、各領域の優先度（w₆₁）乃
至（w₆₆）は、 w₆₁＝３ w₆₂＝w₆₃＝w₆₄＝w₆₅＝w₆₆＝１と予め設定されている。尚、単純平均値（Z₁）は、後
述の如く単純平均回路（68）にて算出される。

この様に設定された各ルールにおける各領域の優先度
を用いて全ルールを考慮した優先度（Wk）を、第６図乃
至第11図の例で考えると、領域（A1）については、式
（Ａ）がとなる。この式（Ｂ）において、であるため、領域（A1）の優先度（W₁）は、 W₁＝（3u₁₁＋3u₂₂＋3u₃₁＋3u₄₂＋u₅₁＋3u₆₂）／（u₁₁＋
u₂₂＋u₃₁＋u₄₂＋u₅₁＋u₆₂）となる。同様に優先度
（W₂）乃至（W₆）はと算出される。こうして全ルールについてファジィ推論
により決定された各領域の優先度（Wk）は、重み付け回
路（61）乃至（66）に発せられる。重み付け回路（６）
乃至（66）は、領域毎の優先度（W₁）乃至（W₆）にて重
み付け、所謂優先処理を行う。即ち、各輝度評価値
（Y₁）乃至（Y₆）に該当する領域の優先度（W₁）乃至
（W₆）を乗算してYi・Wi（ｉ＝１〜６）を算出する。こ
うして重み付けされた輝度評価値は全て重み付け平均回
路（67）に供給される。重み付け平均回路（67）は、重
み付け回路（61）乃至（66）出力の加算値を、各優先度
と面積の積の和で割り算して重み付け平均値（Z₂）を出
力する。即ちを算出する。尚、Si（ｉ＝１〜６）は各領域の面積を
示す。

単純平均回路（68）は、各輝度評価値（Yi）を全て加
算して、この加算値を画面全体の面積（S₁＋S₂＋…S₆）
で割り算して画面全体の単純平均均値（Z₁）を導出す
る。即ち、となる。尚、この単純平均値（Z₁）は各輝度評価値（Y
i）に重み付け回路（61）乃至（66）にて優先度（W₁）
乃至（W₆）を全て“1"として重み付けを行い、重み付け
平均回路（67）にて式（Ｃ）の算出を行ったものと同等
の値である。

上述の如く算出された単純平均値（Z₁）と重み付け平
均値（Z₂）とは割算器（69）に入力され、ｍ＝Z₁／Z₂の
割算が為され、この割算値（ｍ）は利得制御回路（70）
及び目標レベル制御回路（71）に入力される。

利得制御回路（70）は、可変利得アンプ（４）のゲイ
ンを制御する比較器（５）に目標レベル（Ｐ）を供給す
るものである。この目標レベル（Ｐ）はｍ＝１の時、即
ち単純平均値（Z₁）と重み付け平均値（Z₂）とが等しく
撮像画面の輝度分布を考慮しない時に、撮像画面に最適
な露出を得られる最適目標レベル（P₀）に設定され、常
にＰ＝mP₀を満足する様に補正値である割算値（ｍ）に
追従する。従って結果的には、露出調整にて重み付け平
均値（Z₂）が最適目標レベル（P₀）となる様に目標レベ
ル（Ｐ）が変化することになる。

比較器（５）は、撮像映像信号を十分に長い時定数
（例えば１フィールド期間）にて積分して、該当フィー
ルドの輝度レベルを示す積分器（90）出力と前記目標レ
ベル（Ｐ）とを比較するもので、この比較出力を利得可
変アンプ（４）にて供給して、積分出力が目標レベル
（Ｐ）に一致する様にゲインを制御するとにより、映像
信号には重み付け処理を考慮したAGCが付与されること
になる。

目標レベル制御回路（71）は、絞り機構（２）の絞り
量を制御する比較器（72）に目標レベル（Ｑ）を供給す
るもので、この目標レベル（Ｑ）は前記目標レベル
（Ｐ）と同様に、前記割算値（ｍ）がｍ＝１の条件を満
足する時にはＱ＝q₀の最適目標レベルに設定され、割算
値（ｍ）との間にＱ＝mq₀の式を満足する様に変化し、
結果的に露出調整にて重み付け平均値（Z₂）が最適目標
レベル（q₀）に常に一致する様に目標レベル（Ｑ）が変
化することになる。

比較器（72）は前記目標レベル（Ｑ）と積分器（80）
出力とを比較するもので、この比較出力を絞り機構
（２）に供給し、この比較出力に基づいて絞り機構
（２）を駆動させて、該当フィールドの輝度レベルを示
す積分出力が目標レベル（Ｑ）に一致する様に絞り機構
（２）の絞り量が制御される。尚、積分器（80）の時定
数は、積分器（90）のそれに等しく、絞り機構（２）が
撮像映像信号の瞬時的な変化には追従しない様に設定さ
れている。

以上の様に、可変利得アンプ（４）及び絞り機構
（２）の駆動を制御する比較器（５）（72）の目標レベ
ル（Ｐ）（Ｑ）は、重み付け処理が施された重み付け平
均値（Z₂）に応じて変化するため、可変利得アンプ
（４）による電気的な、また絞り機構（２）による光学
的な露出調整には重み付け処理が十分に考慮され、例え
ば、画面全体の単純平均値（Z₁）が“120"で、平均値
（Z₂）が“100"の場合、画面全体にわたっては十分な明
るさが得られているが、ルール（１）乃至（６）にて優
先しなければならない領域にのみ注目すると十分な明る
さが得られておらず、中央の領域が暗い等の状況にある
ことになり、割算値（ｍ）はｍ＝1.2となって目標レベ
ル（Ｐ）（Ｑ）は夫々Ｐ＝mP₀、Ｑ＝mq₀と上昇し、この
結果、利得可変アンプ（４）のゲインも上昇し、絞り機
構（２）の絞り量も小さくなり、優先領域に対して最適
な露出調整が為される。

次にルール（１）乃至（６）が露出調整にどの様な影
響を与えることになるのかをルール毎に説明する。ルー
ル（１）乃至（４）は、優先処理の基本をなす部分で、
領域（A1）（A2）（A3）の中で互いに輝度評価値が近い
時、その領域の優先度を高める様に作用する。

例えば、前記従来技術の如く、被写体が最も存在する
確率の高い領域（A1）（A2）（A3）について単純に領域
（A4）（A5）（A6）に対して同一優先度をもたせて、第
５図の様に逆光の状況下で被写体（Ｓ）を撮影すると、
領域（A2）にのみ太陽等の明るい背景が入ってくるため
被写体（Ｓ）に対して適正な補正ができない。そこでル
ール（１）乃至（４）を適用すると、領域（A1）（A3）
は共に暗く、領域（A2）のみが明るいので正規化輝度評
価値（V1）（V2）（V3）には、V1≒V3≠V2が成り立ち、
ルール（１）の条件（１）（２）、ルール（３）の条件
（２）、ルール（４）の条件（１）が成り立ち難いので
ルール（２）の成立度のみが極めて高くなり領域（A1）
（A3）の優先度が高くなり、これらの領域（A1）A3）に
納まっている被写体（Ｓ）を重視してこの被写体（Ｓ）
に対して最適な露出状態となる。これら一連のルール
は、逆光時に特に有効である。

ルール（５）は画面全体が暗い場合に対応し、正規化
輝度評価値の最大値が大きくない時は、優先処理をせず
画面の平均値を代表値にしようとする。また、この画面
全体が暗い場合のルールとして、次に示すルール
（５）′をルール（５）に代用するも可能である。

［ルール（５）′］「if絞りがかなり開いている。then全領域同一優先度と
する」このルール（５）′は撮像画面の暗さを絞り機構
（２）の絞りの開放度で検出しようとするもので、絞り
がかなり開いている、即ち開放度がかなり大きい場合に
は、撮像画面が暗いとして、全領域での優先度を同一に
し、不必要な補正を抑える働きをする。尚、この開放度
を入力変数とするルール（５）′のメンバーシップ関数
を図示すると第12図の如くなり、各領域の優先度は、w
₅₁＝w₅₂＝w₅₃＝w₅₄＝w₅₅＝w₅₆＝１となる。この際、絞
りの開放度の検出には、絞り機構（２）を作動させる駆
動電圧値を第14図の如くA/D変換器（200）にてA/D変換
して優先度決定回路（57）にフィードバックして得る
か、あるいは絞り機構（２）の駆動をロータの位置が計
数可能なステッピングモータにて行い、このモータの開
放方向へのステップ数に開放度を対応させ、更にはこの
開放度を検出するセンサーを別途設ける等、様々な方法
が考えられる。尚、絞り機構（２）の絞り量は比較器
（72）の電圧値に反比例して変化する。即ち開放度は前
記電圧値に比例して変化する。尚、画面全体が暗い場合
に対応するルールとして、ルール（５）及び（５）′を
両方用いることも可能である。

ルール（６）は、画面内に光源の様に極めて高輝度な
もの、所謂異常輝度部が入った場合に対応し、異常輝度
部がいずれかの領域に入っているために、正規化輝度評
価値（Vi）の最大値は小さくないが、単純平均値（Z₁）
が小さい異常輝度部が存在している領域以外の領域全体
が暗いときには、無条件に領域（A1）を優先している。

そこで、撮影者が暗い背景の状況下で異常輝度部を撮
影するために画面中央の領域（A1）内に、この異常輝度
部を位置させると、上述の如く、正規化輝度評価値（V
i）の最大値は（V₁）となって大きな値となるが、単純
平均値（Z₁）は小さく、領域（A1）が優先される。従っ
て、領域（A1）の輝度レベルが最適なレベルに、即ち領
域（A1）中の異常輝度部が最適露出状態となる様に露出
調整が為され、結果的に異常輝度部の撮影が可能とな
る。この際、領域（A2）乃至（A6）は、上述の露出調整
で極めて低輝度な暗い状態となるが、異常輝度部の撮影
を最優先としているのでこの点はやむ得ない。

また、異常輝度部が領域（A1）以外のいずれかの領域
に存在し、領域（A1）には異常輝度部より低輝度な別の
被写体が存在する時には逆光状態となり、正規化輝度評
価値（Vi）の最大値は異常輝度部が存在する領域の正規
化輝度評価値となって大きく、逆光状態であるために異
常輝度部が存在する領域以外の領域は暗くなり、単純平
均値（Z₁）が小さくなり、この場合にも領域（A1）の優
先度が高くなる。従って、異常輝度部の影響を低減させ
て、領域（A1）の主要被写体が最適露出状態となる様に
露出調整が為される。

尚、領域の分割及び各ルールの設定は本実施例に限ら
ず、様々な形態が考えられる。また、第１図の切換回路
（26）乃至割算器（69）の動作をマイクロコンピュータ
を用いてソフトウェア的に処理可能であることは言うま
でもない。

また、前記実施例では、輝度分布を考慮しない撮像画
面の最適目標レベル（P₀）を予め設定し、重み付け平均
値（Z₂）に対する単純平均値（Z₁）の比である割算値
（ｍ）を補正値として最適目標レベル（P₀）に乗算し
て、撮像映像信号の輝度レベルを示す積分器（90）出力
と比較することにより、最適な露出制御を実現している
が、第13図に示す様に、最適目標レベル（P₀）を重み付
け平均値（Z₂）と目標レベルメモリ（91）に記憶されて
いる目標レベル（P₀′）（但し、P₀′は前記目標レベル
（P₀）をディジタル化した値である）とを比較器（92）
にて直接比較し、この比較結果により利得可変アンプ
（４）のゲインを制御し、また絞り機構（２）の絞り量
を制御して電気的及び光学的露出調整も為すことも可能
である。例えば、重み付け平均値（Z₂）が目標レベル
（P₀′）より小さい時には、輝度分布を考慮した上での
撮像画面が最適露出状態に比べ露出不足であるとして、
Z₂＝P₀′になる様に利得可変アンプ（４）のゲインを上
昇させると共に絞り機構（２）の絞り量を小さくして輝
度を上昇させ、逆に、重み付け平均値（Z₂）が目標レベ
ル（P₀′）より大きい時には、最適露出状態に比べ露出
過多であるとしてZ₂＝P₀′となる様に利得可変アンプ
（４）のゲインを降下させると共に絞り機構（２）の絞
り量を大きくして輝度を低下させればよい。

（ト）発明の効果上述の如く本発明によれば、撮像画面の輝度分布の検
出が極めて容易に行え、しかも輝度分布に応じて撮像画
面の明るさが急激に変化することのない滑らかな露出調
整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第12図は本発明の一実施例に係り、第１図は
全体の回路ブロック図、第２図はフローチャート、第３
図は画面分割の説明図、第４図は要部回路のブロック
図、第５図は撮像画面の一例を示す図、第６図はルール
（１）の説明図、第７図はルール（２）の説明図、第８
図はルール（３）の説明図、第９図はルール（４）の説
明図、第10図はルール（５）の説明図、第11図はルール
（６）の説明図、第12図はルール（５）′の説明図であ
り、第13図及び第14図は本発明の他の実施例の回路ブロ
ック図である。（31）（32）（33）（34）（35）（36）……積算回路、
（61）（62）（63）（64）（65）（66）……重み付け回
路、（70）……利得制御回路、（71）……目標レベル制
御回路、（57）……優先度決定回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像画面を複数の領域に分割し、各領域の
輝度レベルを輝度評価値として検出する輝度評価値検出
手段と、各領域の優先度を決定する優先度決定手段と、該優先度決定手段により決定された優先度で、前記各領
域の輝度評価値に重み付け処理を施して画面全体の輝度
レベルの代表値を得る演算部と、前記代表値に応じて露出制御を行う露出制御手段と、前記各領域相互間の輝度評価値の比を入力変数とし、前
記優先度を結論部とし、複数の輝度分布の状態に応じて
予め準備された複数のルールに基づいてファジイ推論を
行うことを特徴とする自動露出調整装置。