JP2749921B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はビデオカメラ、スチルビデオカメラ等の撮像
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、ビデオカメラ、スチルカメラを始めとする
撮像装置においては、その露出を最適値に自動設定する
自動露出制御装置が設けられているが、たとえば、逆光
撮影時のように被写体と背景との輝度差が大きい場合、
被写体が黒くつぶれ、不自然な画像になる。これを防ぐ
ために画面の一部分、例えば主要被写体の存在する確率
の高い中央部分の枠内を重点的に測光する方式が提案さ
れたり、また画面内に設定された複数の面積の異なる測
光枠で評価測光をし、その判断で測光情報を補正する方
式が提案されている。

第５図は民生用ビデオカメラ等に用いられている評価
測光方式による逆光補正機能を有した自動露出制御装置
の構成を示すブロック図である。

同図において１は撮影レンズ、２は入射光量を規制す
る絞り、３はCCD等の撮像素子、４はバツフアアンプ、
５はAGC（オート・ゲイン・コントロール）回路、８は
後述する固定測光枠信号発生回路10からの固定枠信号及
び逆光補正回路12からの補正信号に従いバツフアアンプ
４の出力にもとづいて測光を行なう測光回路、９は同様
にAGC回路５の出力にもとづいて測光を行なう測光回
路、10は映像信号にゲートをかけ、画面上に想定した測
光枠の位置に相当する映像信号のみを通過させ、その結
果として測光枠内の信号にもとづいた測光を行なうため
の固定測光枠信号を発生する固定測光枠信号発生回路で
ある。７は測光回路８の出力に従い、絞り２を駆動して
その開口量を制御する絞り駆動回路、６はエンコーダ回
路、13は映像信号出力端子、11は測光枠を設定するため
の複合同期信号入力端子である。

以上の構成により、レンズ１及び絞り２を通って、撮
像素子３に入射した光は、光電変換され電気信号となり
AGC回路５でゲインコントロール等の信号処理を施たれ
た後、輝度信号と色差信号に分離され、エンコーダ回路
６に入力される。入力された信号は複合映像信号として
映像信号出力端子13から出力される。さらにAGC回路５
の出力信号レベルによって逆光撮影状態等を判別し、逆
光補正回路12から補正信号を測光回路８、及び９に送
り、絞り２及びAGC回路５を駆動し逆光を補正した測光
となり、被写体が背景によって黒つぶれしなくなる。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記自動露出制御装置の逆光補正時で
は、被写体に対しては黒つぶれのない映像になるが、逆
光補正によって背景の高輝度部分に相当する映像信号レ
ベルが異常に高くなり、クリツプもしくは非線形圧縮さ
れるため高輝度部分のコントラスト比が小さくなり白と
びの画像となってしまうという欠点があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので逆
光補正時における高輝度部分のラチチユードの改善、高
輝度部分の色付の改善、輝度信号のダイナミックレンジ
拡大できる撮像装置を提供することを目的とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述した問題点を解決することを目的として
なされたもので、その特徴とするところは、画面内の所
定の位置に設定され、少なくとも中央検出領域と、該中
央検出領域の両側に設定された左右の検出領域とに分割
された測光領域を有する測光手段と、前記測光領域内の
前記各検出領域及び前記測光領域外の領域よりそれぞれ
輝度信号レベルを検出する検出手段と前記検出手段の出
力にもとづいて前記各検出領域及び前記測光領域外の領
域それぞれにおける輝度信号レベルを比較し、前記中央
検出領域内の輝度信号レベルより前記左右の検出領域を
含む領域の輝度信号レベルが高いとき、被写体の逆光状
態を判別する判別手段と、前記判別手段によって逆光状
態であることが判別されたとき前記測光手段より出力さ
れた測光信号を絞りを開く方向に補正する補正手段と、
前記逆光撮影状態において、前記補正手段の補正量が大
きいほど高輝度信号の圧縮開始点を低くする方向に、あ
るいは圧縮率を大きくする方向に制御する高輝度圧縮手
段とを制御する高輝度圧縮手段とを備えた撮像装置にあ
る。

また本発明の他の特徴は、画面の中央位置に対して下
方にシフトした所定位置に測光領域を有する測光手段
と、前記測光領域内外の領域よりそれぞれ輝度信号レベ
ルを検出する検出手段と、前記検出手段の出力にもとづ
いて前記測光領域内外の領域それぞれにおける輝度信号
レベルを比較し、前記測光領域外の輝度信号レベルが前
記測光領域内の輝度信号レベルよりも所定レベル以上高
いとき、被写体の逆光状態を判別する判別手段と、前記
判別手段によって逆光状態であることが判別されたとき
前記測光手段より出力された測光信号を絞りを開く方向
に補正する補正手段と、前記逆光撮影状態において前記
補正手段の補正量に応じて高輝度信号の圧縮開始点を低
くする方向に、あるいは圧縮率を大きくする方向に段階
的に変化させるべく制御する高輝度圧縮手段とを備えた
撮像装置にある。

［作用］ これにより逆光撮影時に、その逆光補正量に応じて高
輝度信号の圧縮点及び／または圧縮率が制御され、高輝
度部分のラチチユードの改善、及び色付の改善、輝度信
号のダイナミツクレンジ拡大が可能となる。

［実施例］ 以下本発明における撮像装置を各図を参照しながらそ
の実施例について詳述する。

第１図は本発明における撮像装置の第１の実施例を示
すものである。同図において１は撮像レンズ、２は入射
光量を制限する絞り、３は撮像素子、４はバツフアアン
プ、５はAGC（オート・ゲイン・コントロール）回路、
６はエンコーダ回路、７は絞り駆動回路、８は絞り２の
開口量を制御する測光回路、９はAGC回路ゲインを制御
する測光回路、10は撮像画面上に想定された測光領域内
に相当する映像信号のみを通過させるべく映像信号にゲ
ートをかける固定測光枠信号発生回路、11は複合同期信
号入力端子、13は映像出力端子である。

ここまでの構成は第５図に示す自動露出制御装置にお
いても同様である。

14は逆光補正回路（マイクロコンピユータで構成する
こともできる）15はAGC回路５とエンコーダ６との間に
設けられ、AGC回路５より出力された輝度信号Ｙを逆光
補正回路14より出力された補正量にもとづいて圧縮する
圧縮回路であり、これにより、逆光補正を行うことによ
って強調された高輝度部分を抑圧し、該高輝度部分のラ
チチユードの改善、ダイナミツクレンジの拡大を行い、
画面全体の白とび等を防止し得るように構成されてい
る。

16は複合同期信号入力端子より供給された複合同期信
号にもとづいて撮像画面上を複数の検出領域に分割し、
その個々の領域に相当する輝度信号レベルをそれぞれ逆
光補正回路14にて検出、演算、評価し得るようにするた
めの検出枠信号発生回路である。これによって撮像画面
上の所定位置に複数の検出領域を設定し、その個々の輝
度信号レベルを検出し、逆光、通常、過順光等、画面の
状態を判別することができる。詳しくは後述する。

次に順を追ってその動作を説明する。

前記レンズ１を通り、絞り２を通って撮像素子３に入
射した光は、ここで光電変換され電気信号となり、バツ
フアアンプ４を経て、AGC回路５で、AGC及びγ処理等を
行い輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Y,B−Ｙに分離して出力
される。AGC回路５の輝度信号出力Ｙは逆光補正回路
（マイクロコンピユータによって構成されていてもよ
い）に入力されてここで画面の状態を判別し、逆光撮影
状態であることが判別された場合には、その状態に応じ
た逆光補正が行われる。

ここで逆光補正回路14による撮影状態の判別動作につ
いて説明する。検出枠信号発生回路16は複合同期信号に
もとづいて画面上に複数の検出領域を設定するための検
出枠信号を逆光補正回路14へと供給し、逆光補正回路14
はその画面上を複数の領域に分割した各領域における輝
度信号レベルを検出して、所定の演算を行い、撮影状態
を判別するものである。

第２図は画面上に分割設定された複数の検出領域の位
置関係を示す図である。同図から明らかなように、撮像
画面全体の領域をＣとし、撮像画面の中央部の下方側に
片寄った位置に中央検出領域Ａが設定され、その中央検
出領域Ａの両側には左右の検出領域B,Bが設定されてい
る。ここで中央検出領域が下方に位置しているのは、上
部には空などの高輝度のものが入る確率が高く、これを
主要被写体と誤検出することを防止するためである。各
領域A,Bは本実施例では撮像画面を縦、横16分割し、そ
の１ブロツクを単位として同図に示すようなレイアウト
に設定されている。

逆光補正回路14は、検出枠信号発生回路16より供給さ
れる検出枠信号にもとづいて設定された第２図に示すよ
うなそれぞれ面積の異なる検出領域A,B,Cに相当する映
像信号中の輝度信号を検出し、それぞれの輝度信号を積
分した信号値によって演算が行われ、被写体が逆光状態
化否かが判別される。

具体的には、以下に示す式によって判別を行う。

▲▼−Ａ＞Ｘ ………（１） ▲▼−Ａ＞Ｙ ………（２） （ただしX,Yは定数、A,B,Cは各検出領域A,B,Cにおける
輝度レベルの平均値▲▼，▲▼はそれぞれ
領域の輝度レベルの平均を示すものである。）（１）式
は中央検出領域Ａとその側方の検出領域Ｂを合せた領域
における平均輝度レベルと中央検出領域Ａとの輝度レベ
ルの差を演算している。したがって（１）式が満足され
る場合には、中央検出領域よりその周辺の輝度が所定値
Ｘ以上高いことになる。しかし（１）式だけでは撮影画
面の中央部のみでは逆光なのか被写体の輝度にむらがあ
るのかの判別が十分に行えないため、（２）式の演算を
並行して行う。すなわち（２）式は中央検出領域Ａとそ
れ以外の全領域とを比較するものであり、（２）式が満
足される場合は、検出領域Ａ以外の周辺領域全体にわた
って中央検出領域Ａより所定値Ｙ以上輝度レベルが高く
高輝度であることになる。

また（２）式だけでは画面の一部に空等の高輝度被写
体が入った場合、中央領域Ａも十分な輝度を有している
にもかかわらず背景すなわち▲▼の輝度が高まっ
て逆光と誤判断してしまう危険がある。したがって
（１）式に示すように画面中央部における情報も考慮
し、逆光状態か否かの判別精度を上げている。

以上の理由より（１）式、（２）式の両方の関係式を
満足したとき、すなわち中央部の領域A,Bを合せた領域
よりそれらの周辺領域の背景の輝度が所定値以上高く、
かつ中央検出領域ＡよりそのＡを含む両側の周辺領域A,
Bの輝度が中央検出領域Ａの輝度レベルＡより所定値以
上高いとき、逆光状態であると判別するように構成され
ている。

逆光補正回路14は、上述の方法により逆光状態である
と判別されると、その逆光状態を補正するための補正信
号を測光回路8,9へと供給し、絞り２は広く方向に動きA
GC回路５のゲインは高くなる方向に動く、すなわち黒つ
ぶれの被写体が浮き出てくるように補正される。またこ
の時逆光補正回路は、常に黒つぶれの被写体の輝度信号
が任意の一定値になるようにAGC回路５の出力の輝度信
号を監視し、その補正量を制御している。

ところで、前記逆光補正時では、上述した逆光補正動
作により、被写体の黒つぶれはなくなるが、全体的に輝
度レベルが上昇するため、背景の高輝度信号のレベルが
異常に高くなり、白とびの画となってしまう。そこで本
発明では、AGC回路５の輝度信号出力の高輝度圧縮の圧
縮回路14にて行う。すなわち圧縮回路15では、逆光補正
回路14からの補正量に応じて、高輝度信号の圧縮開始点
及び圧縮率を制御し、高輝度部のラチチユードの改善を
行っている。

第３図に圧縮回路15の圧縮特性を示す。

同図において、ａは輝度圧縮もしくはクリツプのない
場合、ｂは映像信号をクリツプした場合、ｃは高輝度部
分を圧縮した場合、ｄはｃに対し圧縮率及びその圧縮開
始点を変え高輝度部分のラチチユードを改善したもので
ある。第２図の特性の選択としては、逆光補正回路12の
補正量に応じて行なう。ａを選択する場合は補正量がな
い時すなわち逆光補正を行なわない場合、ｂを選択する
時は補正量が小、ｃを選択する時は補正量が中、ｄを選
択する時は補正量が大の時である。すなわち補正量が０
→小→中→大に応じて圧縮特性ａ→ｂ→ｃ→ｄを選択す
る。なお本発明では説明の便宜上a,b,c,dの特性に分け
たが、連続的な補正量に対して連続的な特性で輝度圧縮
が行なわれるようにすることもできる。

圧縮回路15により、適宜圧縮された輝度信号及びAGC
回路５から出力された色差信号はエンコーダ回路６に入
力され、ここで標準テレビジヨン信号として出力され
る。また輝度信号に色信号が重畳された場合、輝度信号
が圧縮されることにより視感上高輝度部分の色が濃く見
えるため色飽和度を上げることなく同等の効果を得るこ
とができる効果もある。このため視感上色ダイナミツク
レンジが拡大されたことになる。

以上のように本発明の撮像装置によれば、逆光撮影状
態において、逆光補正及び高輝度部分のラチチユードの
改善をはかることができ、画質を劣化させることがな
く、自然で高品位の撮像を行うことができる。

上述の第１実施例では画面内の複数の面積の異なる検
出領域から得られる輝度信号レベルを演算して逆光状態
を判別し、自動的に逆光補正をかけたが第２の実施例に
おいては、外部オーバ露出スイツチ15及び外部アンダー
露出スイツチ16により撮影者の意図に従って逆光補正を
任意にかけることができるようにした場合を示すもので
ある。

第４図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロツク
図である。同図において、第１図の第１の実施例と同一
構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略
する。

同図中、17は逆光補正回路、18,19はそれぞれ逆光補
正回路17に接続された外部オーバー露出スイツチ、外部
アンダー露出スイツチで、これらにより外部スイツチ1
8,19の操作で撮影者の意図する補正量が逆光補正回路17
から連続的に出力され、前記圧縮回路14に入力される。
圧縮回路14では第１実施例同様に、補正量に応じて高輝
度信号の圧縮開始点及び圧縮率を制御し（第３図参照）
高輝度部のラチチユードの改善を行なっている。

このように逆光補正量を手動により設定する装置であ
っても、その逆光補正量に応じた高輝度圧縮を行なうの
で、画質の劣化を生じることなく最適逆光補正を行なう
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明における撮像装置によれ
ば、逆光補正が動作した時、その補正量に応じて高輝度
信号の圧縮開始点及び圧縮率を制御することにより、被
写体以外の高輝度部分が強調されて白とび等を生じるこ
となく高輝度部のラチチユードの改善、及び高輝度部の
色付きの改善、輝度信号のダイナミツクレンジ拡大が可
能となり最適露出制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置の第１実施例のブロツク図、 第２図は圧縮回路14の特性図、 第３図は本発明の逆光撮影画面判別方法を説明するため
の図、 第４図は本発明の第２実施例のブロツク図、 第５図は一般的な撮像装置のブロツク図である。 １は撮影レンズ、２は絞り、３は撮像素子、４はバツフ
アアンプ、５はAGC回路、６はエンコーダ回路、７は絞
り駆動回路、８は絞り制御用測光回路、９はAGC制御用
測光回路、10は固定測光枠信号発生回路、11は複合同期
信号入力端子、12,14,17は逆光補正回路、13は映像信号
出力端子、15は圧縮回路、16は検出枠信号発生回路、18
は外部オーバ露出スイツチ、19は外部アンダー露出スイ
ツチである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画面内の所定の位置に設定され、少なくと
   も中央検出領域と、該中央検出領域の両側に設定された
   左右の検出領域とに分割された測光領域を有する測光手
   段と、 前記測光領域内の前記各検出領域及び前記測光領域外の
   領域よりそれぞれ輝度信号レベルを検出する検出手段
   と、 前記検出手段の出力にもとづいて前記各検出領域及び前
   記測光領域外の領域それぞれにおける輝度信号レベルを
   比較し、前記中央検出領域内の輝度信号レベルより前記
   左右の検出領域を含む領域の輝度信号レベルが高いと
   き、被写体の逆光状態を判別する判別手段と、 前記判別手段によって逆光状態であることが判別された
   とき前記測光手段より出力された測光信号を絞りを開く
   方向に補正する補正手段と、 前記逆光撮影状態において、前記補正手段の補正量が大
   きいほど高輝度信号の圧縮開始点を低くする方向に、あ
   るいは圧縮率を大きくする方向に制御する高輝度圧縮手
   段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】画面の中央位置に対して下方にシフトした
   所定位置に測光領域を有する測光手段と、 前記測光領域内外の領域よりそれぞれ輝度信号レベルを
   検出する検出手段と、 前記検出手段の出力にもとづいて前記測光領域内外の領
   域それぞれにおける輝度信号レベルを比較し、前記測光
   領域外の輝度信号レベルが前記測光領域内の輝度信号レ
   ベルよりも所定レベル以上高いとき、被写体の逆光状態
   を判別する判別手段と、 前記判別手段によって逆光状態であることが判別された
   とき前記測光手段より出力された測光信号を絞りを開く
   方向に補正する補正手段と、 前記逆光撮影状態において前記補正手段の補正量に応じ
   て高輝度信号の圧縮開始点を低くする方向に、あるいは
   圧縮率を大きくする方向に段階的に変化させるべく制御
   する高輝度圧縮手段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。