JP2663606B2

JP2663606B2 - 自動露出制御装置

Info

Publication number: JP2663606B2
Application number: JP1013251A
Authority: JP
Inventors: 英雄本間
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH02195333A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は自動露出制御装置に関し、より具体的にはビ
デオ・カメラの自動露出制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ビデオ・カメラの自動露出制御装置は、映像信号レベ
ルが常に一定になるように、光学系の絞り及び映像信号
の利得を制御する装置である。映像信号のレベルの検出
方式、即ち測光方式としては、全画面信号のレベルの平
均値をとる平均測光方式が従来から広く知られている。
しかし、この方式では、逆光時に被写体が暗くなりすぎ
る黒つぶれ現象が起きたり、逆に、正面から強い光が当
たり、背景が暗い場合の順光時には、被写体の一部が白
くとんでしまう白とび現象が生じ易い。

これらの現象は画質を著しく損なうので、従来は、画
面中央部付近を重点的に測光する中央重点測光方式や、
白とびを生じにくくするピーク検出測光方式などが実用
化されてきた。

［発明が解決しようとする課題］しかし、上記の測光方式にも以下の問題点がある。即
ち中央重点測光方式では、画面中央部を常に最適信号レ
ベルに制御するので、被写体が画面中央部から離れた場
合に、被写体の露出が変化することがある。また、重点
測光領域に比較して被写体が少しでも小さい場合には、
逆光状態では黒つぶれを生じやすい。これは、重点測光
領域内に高輝度光源が入った場合でも同様である。ピー
ク検出測光方式では、画面内に高輝度被写体が入った場
合に、急激に露出が変化し、画質が悪化する。また、ピ
ーク検出測光方式では、画面全体が暗くなりがちであ
る。

このような欠点は、動画として見る場合に、極めて不
自然な印象を与えることになる。これらの原因は、露出
補正を行うにあたり、信号レベル、画像パターン及び時
間に関して補正動作が適正に行われないことに起因する
ものである。

そこで本発明は、これらの欠点を解消した自動露出制
御装置を提示することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る自動露出制御装置は、画面内に検出領域
を設定する領域設定手段と、前記領域設定手段によって
設定された前記検出領域内における映像信号レベルを検
出する検出手段と、前記検出領域の前記画面内における
位置及び／又は大きさを変化させるとともに、それぞれ
の状態における前記検出手段の出力から、画面内におけ
る輝度レベルの分布を検出して被写体の撮像画面のパタ
ーンを判別する制御手段と、前記判別手段によって判別
された画面のパターンに応じて、主要被写体部分が適正
輝度レベルとなるように、露出制御値を決定する露出制
御手段とを備えたことを特徴とする。

［作用］上記手段により検出領域の位置及び／又は大きさを画
面内で変化させて画面内における輝度レベル分布を判別
し、画面がどのような被写体パターンになっているかを
判別（たとえば逆光、順光、画面上部が空で高輝度等）
するので、撮影状況、即ち被写体に応じた適正な露出制
御値を得ることができる。従って、より広い範囲で適正
露出の撮影を行うことができるようになる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図を示す。
この実施例は、一般的な民生用ビデオ・カメラの信号制
御回路に本発明における絞り補正回路を付加したもので
ある。10は撮影光学系、12は撮影光学系10に組み込まれ
ている絞り、14は撮像素子、16はバッファ、18はAGC
（オート・ゲイン・コントロール）回路、20は絞り12を
制御するための測光回路、22は測光回路20の出力に従い
絞り12を駆動する絞り駆動回路、24はAGC回路18の利得
を制御するための測光回路、26は露出補正信号27を出力
する出力補正回路、28は映像信号出力端子、30は同期信
号入力端子、32は絞り12の絞り値を検出するエンコーダ
等からなる絞りセンサである。

第１図の動作を説明する。被写体からの光は、撮影光
学系10に入射し、絞り12により光量を規制されて、撮像
素子14に結像する。撮像素子14の出力はバッファ16を介
してAGC回路18及び測光回路20に印加される。AGC回路18
の出力は、出力端子28から、図示しない映像信号処理回
路に印加される。AGC回路18の出力はまた測光回路24に
も印加されており、測光回路20,24は入力信号レベルを
検出し、測光回路20は絞り駆動回路22を介して絞り12を
制御し、測光回路24はAGC回路18の利得を制御する。

バッファ16とAGC回路18との間には、所謂γ処理回路
が接続されることがあるが、一般的に、信号レベルは上
記のような絞り制御及びAGC制御ループによって補正さ
れる。

露出補正回路26は、AGC回路18の出力、入力端子30の
同期信号及び絞りセンサ32の出力から画像の最適補正量
を演算し、露出補正信号27を測光回路20,24に供給す
る。露出補正回路26の詳細を第２図に示す。AGC回路18
の出力は積分回路34及びフィルタ36に供給される。フィ
ルタ36は特定周波数成分を通過させ、積分回路38に印加
する。積分回路34,38は画面の特定部分の信号を積分す
る。即ち、積分回路34,38の出力は画面特定部分の平均
信号レベルを代表する。A/D変換器40,42は、積分回路3
4,38の出力をディジタル化して、判断回路44に供給す
る。判断回路44はマイクロコンピュータからなり、A/D
変換器40,42からの映像信号レベル情報と絞りセンサ32
の出力とから画像を認識し、最適な露出補正量を判断し
て、露出補正信号27を出力する。

46は、積分回路34,38における撮像画面上の積分領域
を指定する枠信号を、入力端子30の同期信号に同期して
発生する枠信号発生回路で、映像信号中より前記枠内に
相当する信号のみを通過させるゲート回路である。この
枠（以下、検出枠という）の位置及び大きさは、判断回
路44からの検出枠制御信号45により制御自在である。検
出枠の例を第３図に示す。47が画面全体、48が検出枠を
示す。第３図（ａ）は、画面上部に空などの高輝度被写
体が入った場合を想定したものであり、この場合、図示
した検出枠48を矢印のように上下に移動させ、信号レベ
ルを検出することにより、露出情報にもとづく画面パタ
ーン、即ち上方に空のような面積の大きな高輝度部分の
存在を認識できる。従って、上方の高輝度部分で白とび
を起こすことなく、下方の被写体部分に重点測光し、黒
つぶれ等の無い露出制御を行なえる。第３図（ｂ）は、
画面内に孤立した被写体がある場合を示しており、図示
の検出枠48を上下左右に所定の移動量づつ移動して各位
置での信号レベルを検出するようにすれば、被写体の位
置及び大きさを認識できる。画面パターンの概略形状を
知るには、例えば第３図のように画面全体を矢印に示す
ようにサーチして、判断してもよい。

判断回路44は、上述の各パターンのように、検出枠の
大きさ及び位置を制御すると共に、検出した画面パター
ン及び信号レベル情報から露出補正量を演算して出力す
る。

また判断回路44による各測光パターンの選択は、各パ
ターンを順次切り換えて最も被写体パターンに適合した
ものを選択することもできるし、操作者の選択によって
も行なうことができる。即ち各パターンで被写体位置、
高輝度成分の位置情報は判別できるので、被写体に対し
て最適な測光を行なうことができる。例えば、第３図
（ａ）で枠を上下しても露出情報に変化分があまりなけ
れば、第３図（ｂ）又は第３図（ｃ）のパターンと判断
し、続いて第３図（ｂ）のパターンでも枠内外の変化が
無ければ第３図（ｃ）のパターンというように測光のア
ルゴリズムを組むことができる。

第２図では、フィルタ36及び積分回路34,38をアナロ
グ回路で構成したが、勿論、ディジタル回路で構成して
もよい。この場合には、AGC回路18の出力を先ずA/D変換
した後で、ディジタル信号処理を行えばよいが、フィル
タ処理は単純な周波数フィルタでも、二次元空間フィル
タでもよい。

測光回路20,24は露出補正回路26（具体的には、判断
回路44）からの露出補正信号27に応じて露出量を調整す
る。測光回路20の構成例を第４図に示す。なお測光回路
24と同20は同じ構成でよい。バッファ16（AGC回路18）
から出力される映像信号は、バッファ50を介して平均化
回路52に印加され、直流化される。平均化回路52の出力
は加算器54及びバッファ56を介して絞り駆動回路22（AG
C回路18）に印加される。この回路部分は、加算器54の
部分を除くと平均測光回路に相当する。絞り駆動回路22
（AGC回路18）は、測光回路20（24）の出力が一定にな
るように、絞り（AGC回路18の利得）を制御する。従っ
て、加算器54で直流レベルを増減することによって、映
像信号レベルを調節できることになる。

第４図は、露出補正回路26の発生する補正信号27がデ
ィジタル信号である場合の例であり、当該補正信号27に
応じた直流電圧を加算器54に印加するようにしている。
測ち、58は多数の電圧源を含む電源回路、60は補正信号
27に応じて電源回路58の電圧源を選択するアナログ・マ
ルチプレクサ、62はアナログ・マルチプレクサ60の出力
を加算器54の加算入力又は減算入力の何れかに入力する
スイッチである。スイッチ62は例えば補正信号27の符号
ビットにより切り換わる。

第５図は測光回路20,24の別の構成例を示す。この例
では、ディジタル補正信号27のデータ部分をD/A変換器6
4でアナログ化し、スイッチ62を介して加算器54の加算
入力又は減算入力に供給する。そして、補正信号27の符
号ビットでスイッチ62を切り換えるようにしている。即
ち、この例では、補正信号27が補正量そのものを示して
いる。勿論、A/D変換器64の前又は後に、増幅器又は減
衰器を設けてもよい。

第６図は測光回路20,24の更に別の構成例を示す。70
は可変利得アンプ、72はクランプ回路、74は平均化回
路、76は出力バッファ、78はディジタル補正信号27をア
ナログ化するD/A変換器である。D/A変換器78により補正
信号27をアナログ化し、そのアナログ補正信号によりア
ンプ70の利得を調節する。この例でも、出力バッファ76
の出力レベルが一定になるように絞り12及びAGC回路18
の利得が制御されるから、可変利得アンプ70の利得の変
更分だけ露出補正されることになる。

上記の実施例では、露出補正量を一定の時定数下で、
露出制御に反映させ、露出値の急激な変動を避けるよう
にしているが、露出補正の有効／無効を指定するスイッ
チや、上記時定数を選択する操作手段を設けてもよい。

［発明の効果］以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、逆光時において画面内で被写体が動く場合などの
ような多様な逆光パターンや順光時の白とびの検出が可
能になり、より広範囲にわたる撮影状況において適正な
露出での撮影が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第２図は
露出補正回路26の構成ブロック図、第３図はパターン検
出の説明図、第４図、第５図及び第６図は測光回路20
（24）の構成例のブロック図である。 10:撮影光学系、12:絞り、14:撮像素子、16:バッファ、
18:AGC回路、20,24:測光回路、22:絞り駆動回路、26:露
出補正回路、28:映像信号出力端子、32:絞りセンサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画面内に検出領域を設定する領域設定手段
と、前記領域設定手段によって設定された前記検出領域内に
おける映像信号レベルを検出する検出手段と、前記検出領域の前記画面内における位置及び／又は大き
さを変化させるとともに、それぞれの状態における前記
検出手段の出力から、画面内における輝度レベルの分布
を検出して被写体の撮像画面のパターンを判別する制御
手段と、前記判別手段によって判別された画面のパターンに応じ
て、主要被写体部分が適正輝度レベルとなるように、露
出制御値を決定する露出制御手段とを備えたことを特徴とする自動露出制御装置。