JP2823926B2 - カメラの露出制御機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はカメラの露出制御機構に関し、特に、CCDの
ような固体撮像素子を用いて得られた撮像信号をフロッ
ピーディスク等に記録できるスチルビデオカメラの露出
制御機構に関する。

（発明の背景） ビデオカメラの自動露出制御（以下、AEという）とし
ては、撮像素子により検出される撮像画面全体の輝度信
号レベルを積分して平均化した値が適正なレベルになる
ように絞り量や露光時間を制御する方法が一般的であ
る。

その他、画面中央部に重み付けする方法や、画面を複
数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号レベルを積
分する方法等、種々のものが開発されている。

上述の方法はどれも一長一短があり、本願発明者は、
既存の方法がもつ短所を克服すべく、先に、輝度値によ
って画素を分類し、分類された画素の数によって輝度ヒ
ストグラムを作成し、この輝度ヒストグラムから最適露
光条件を求める方法を提案している（特願昭64-7040
9）。

（発明が解決しようとする課題） 本願発明者が先に提案した方法は、撮像画面中で大き
な面積を占める部分の輝度レベルが適正な撮像信号レベ
ルとなるように露出制御を行うことにより、主要被写体
を適確に把握した制御を実行できるという優れた効果が
得られ、実用にも十分耐えるものである。

しかし、より適確な露出制御を実現すべく本願発明者
がさらなる検討を行ったところ、改善すべきいくつかの
課題が明らかとなった。すなわち、先に提案した露出制
御方法では、評価を行う輝度範囲（評価輝度域）に属し
ていれば、画素がその評価輝度域の高輝度側にあるのか
低輝度側にあるのかは考慮されず、全く同等に扱われて
いた。

また、主要被写体として選ばれた輝度域以外は、ヒス
トグラムの形で情報があるにもかかわらず、全く利用さ
れていない。

これらの結果として、具体的には下記のような不具合
が生じる場合がある。以下、図面を参照して説明する。

輝度域内を一律に扱うことによる不具合の例 例えば、予備露光により第２図のような輝度ヒストグ
ラムが得られた場合を考える。

このヒストグラムの一本一本の帯の幅（すなわち、要
素輝度域）はヒストグラムの精度を維持するため0.5Lv
刻みとなっている。また、輝度分布の判断の基準となる
評価輝度域は2Lvとし、2Lvの範囲にある４つの要素輝度
域の画素数を加算し、その和を評価値とし、評価値が最
大となる輝度域に最大の評価を与え、その輝度域に合わ
せて露光条件を決定することになる。評価輝度域を2Lv
とするのは、通常の被写体は輝度がある程度広がってい
るため、2Lv程度の幅で評価しないと、通常の被写体を
とらえることが困難となるからである。

第２図の場合、2Lvの幅（すなわち、評価輝度域を2Lv
とする）で評価すると、９〜11Lvの輝度域が評価最大と
なり、この場合、この輝度域の最大輝度である11Lvの撮
像信号が100％となるような露出条件（すなわち、図中
の露出条件Ａ）で撮影を行うことになる。

しかし、このような露出制御を行うと、８〜10Lvにあ
る最も主要な部分の露出が不十分となって暗くなり、好
ましい画像が得られない。この場合は、８〜10Lvに合わ
せた露出制御（すなわち、露出条件Ｂの制御）を行い、
10Lv〜11Lvの部分が白くとんでしまっても、主要被写体
である９〜10Lvの部分に十分な明るさを与えた方が好ま
しい画像となる。このように、最適な露出条件が選択さ
れない場合がある。

他の輝度域情報を利用しないことによる不具合 例えば、予備撮影によって第６図のような輝度ヒスト
グラムが得られたとする。2Lvの幅で評価すると、この
場合、評価値が最大となるのは８〜10Lvであり、露出条
件Ｃで撮影を行うことになる。

しかし、この撮影では、確かに主要被写体の信号レベ
ルは適正となるものの、10Lv以上の輝度域にかなりの画
素があるにもかかわらず、10Lvより高いレベルの輝度部
分は全て白くとんでしまい、白とび部分が大きくなる。
このため、TV画面上では平均レベルが異常に高く、印象
の悪い画像となる。このように、主要被写体の信号レベ
ルは最適でも画像全体としては適正な露出にならない場
合がある。

本発明は上述した不具合を解消し、さらに適確な露出
制御を行うことを目的になされたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のカメラの露出制御機構は、撮像素子と、該撮
像素子の露光量を調整するための露光量調整手段と、該
露光量調整手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制
御する露出制御手段と、前記撮像素子から得られる輝度
信号に基づき、撮像画面の輝度情報を取得する輝度情報
取得手段とを具備し、該輝度情報取得手段は、輝度レベ
ルを細分して得られる要素輝度域のそれぞれに、前記撮
像画面の画素がいくつ含まれるかをカウントして各要素
輝度域毎の画素数の分布を把握し、連接する所定数の要
素輝度域を統合して得られる評価輝度域に属する各要素
輝度域の画素数を加算して評価輝度域毎の評価値を求め
る際、１つの評価輝度域内で、評価輝度域でその要素輝
度域が占める位置によって重み付けを変え、各要素輝度
域の画素数に該重みを乗算した値を加算して評価値を算
出し、前記露出制御手段は、算出された評価値が大きい
評価輝度域が適正な信号レベルになるような露出条件が
実現されるように、前記駆動手段を制御するようになっ
ていることを特徴とするものである。

また、輝度情報取得手段は、輝度レベルが高い要素輝
度域には輝度レベルが低い要素輝度域より大きな重み付
けを与え、各要素輝度域の画素数に該重みを乗算した値
を加算して評価値を算出することを特徴とするものであ
る。

また、露出制御手段は、最大の評価を得た評価輝度域
より高輝度側にある画素数が所定値より多い場合、露光
量を低下させる補正制御を実行するようになっているこ
とを特徴とするものである。

また、露出制御手段は、適正な露出となる評価輝度域
より高輝度側の隣接した輝度域にある画素数が所定値よ
り多い場合、該高輝度側の主要な輝度域に適合した露光
を実行し、その撮影により得られる撮像信号の低輝度部
を持上げ、高輝度部を圧縮するようなニー特性を付与す
るように撮像素子の出力信号を処理するようになってい
ることを特徴とするものである。

また、上記構成に加えてさらに、撮像素子の動作を制
御する撮像素子制御手段または撮像素子の出力信号を処
理する手段を具備し、露出制御手段は、適正な露出とな
る評価輝度域より高輝度側の隣接した輝度域にある画素
数が所定値より多い場合、該高輝度側の主要な輝度域に
適合した露光を実行し、前記撮像素子制御手段は、その
撮影により得られる撮像信号の低輝度部を持上げ、高輝
度部を圧縮するようなニー特性を付与するように前記撮
像素子を駆動するか、または撮像素子の出力信号を処理
するようになっていることを特徴とするものである。

このようにニー制御は既に行われていることでるが、
一般に、ニーをかける、かけない、及びニー特性は固定
である。これに対し本発明はニーをかける、かけない、
及びニーの特性を画像の輝度分布に関する情報を元にコ
ントロールするようにしたことを特徴とする。

なお、本発明の説明の中では特にことわりのない限
り、輝度信号はニー特性が付与されていないものとす
る。

（作用） 輝度ヒストグラムから評価値を算出する場合の基準と
なる評価輝度域には一定の幅があるため、その評価輝度
域内でも、さらに画素の分布が存在している。すなわ
ち、一つの評価輝度域の評価が最大になる場合でも、そ
の輝度域の全輝度に渡り平均的に画素が存在していると
きもあれば、低輝度側に画素が集中しているときもあ
り、また、逆に高輝度側に画素が集中しているときもあ
る。

そこで、重み付けの概念を導入し、評価輝度域内のど
の輝度レベルに画素が存在するかによって重み付けを変
化させることにより、評価値の信頼性（適確性）を向上
させる。

この重み付けは、原則として高輝度側は重く、低輝度
側は軽くする。例えば、評価輝度域が、0.5Lv刻みで2Lv
の幅を持つならば、その評価輝度域の高輝度側より順
に、1,1,1/2,1/4という重みを与える。これは、一つの
評価最大となる輝度域が選定されると、その輝度域の白
とびを防止する目的で露出はその輝度域の最大輝度に合
わせられることから、その最大輝度に近い高輝度域が最
も適正な信号レベルとなるため、高輝度側の評価を高
め、低輝度側にいくにしたがって評価を低くするもので
ある。

ただし、輝度信号にニー特性が付与され、それが固定
の場は、そのニー特性に応じて高輝度部の重み付けを小
さくすることで対応する。

また、写真や静止画の場合、被写体の輝度レベルだけ
でなく、その背景や周辺の輝度レベルも考慮して露出を
制御した方が、全体として良好な画像が得られる場合が
ある。このことを考慮して、最大評価の輝度域が求めら
れると、次に、その輝度域に露出を合わせて撮影した場
合に白くとんでしまう部分の面積を算出し、その面積が
所定値より大きいときは、露出をアンダーにずらす補正
を行い（すなわち、最大評価の輝度域よりさらに高輝度
レベルに露出を合わせ、露光量を絞る補正を行い）、画
面全体の平均輝度を減少させて好ましい画像を得る。

また、評価最大の輝度域が求められた後に、白とびす
る部分の面積が大きいことが判明し、さらに、評価最大
の輝度域のすぐ近くの高輝度域に、ある程度の画素が集
中して存在しているような場合は、まず、露出をその高
輝度域に合わせて露出アンダーの条件で画像全体の階調
をとりつつ撮影する。但し、このままでは、主要被写体
（実際の露出条件より輝度レベルが低い）の階調が悪く
なり、めりはりのない画像となる。そこで、撮像素子を
ニー駆動して、または撮像素子の出力信号にニー処理を
してニー特性を付与し、低輝度部のゲインを持ち上げ、
高輝度部を圧縮して記録することにより、全体の階調を
とりつつ主要被写体を適正レベルで表示できるようにす
る。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

実施例１ 第１図は本発明のカメラの露出制御機構の一実施例の
構成を示す図である（この図面の構成は他の実施例にも
共通に使用される）。

全体構成 露光量の調整機構として、レンズ系１の近傍にアイリ
ス機構２、シャッター３が設けられている。

この例では、シャッターとしてはCCDに入射する光を
さえぎるタイプのものを示したが、CCDが光電変換し、
電荷を蓄積する時間を制御するタイプのシャッター、い
わゆる電子シャッターでもかまわない。アイリスも図で
はメカ的なものを示したが、電子的なもの（液晶）でも
かまわない。

CCD（撮像素子）９は、CCD駆動回路８により駆動さ
れ、このCCD駆動回路８には、スイッチ７を介して通常
駆動波形発生回路５あるいはニー駆動波形発生回路６か
らの駆動波形が選択的に供給される。これらの駆動波形
は、基準信号発生回路（SSG）４の出力信号を利用して
作成される。

また、アイリス機構２とシャッター３はアイリス・シ
ャッタ駆動回路25により駆動され、スイッチ7,CCD9,ニ
ー駆動発生回路６の動作制御は、CCD駆動制御回路26に
よって行われる。

アイリス・シャッタ駆動回路25やCCD駆動回路26の動
作ならびにカメラ全体の動作はCPU24によって統括的に
制御される。

CPU24は、機能ブロック（ハードウェアがソフトウェ
アに従って動作することにより構築される、所定の機能
を実現する手段）として、カメラ動作制御手段66と、評
価値算出手段67とを有している。これらの機能ブロック
は、レリーズスイッチ29が操作されると、RAM27,ROM28
等を利用して所定の制御を実行する。すなわち、レリー
ズスイッチ29が半押しされると、自動露出制御（さらに
測距等）を行い、その後、レリーズスイッチ29が全押し
されると、撮影ならびに記録動作の制御を行う。

また、参照番号10は、CCD9の出力信号を増幅する増幅
器である。輝度信号処理回路11は入力される増幅信号か
ら輝度信号（Ｙ）を生成し、色分離回路12は色信号を分
離する。マトリックス回路13,14から出力される色差信
号はエンコーダ回路15によりエンコードされて記録回路
17に入力される。また、輝度信号処理回路11から出力さ
れる輝度信号（Ｙ）には同期信号付加回路16により同期
信号が付加され、記録回路17に入力される。記録回路17
は、FM変調回路18と、アンプ19とを有しており、アンプ
19の出力は記録ヘッド20を介してフロッピーディスク21
に記録されるようになっている。

自動露出制御（AE）が行われる場合には、輝度信号処
理回路11から出力される輝度信号（Ｙ）は、複数の比較
器22a〜22nとカウンタ23a〜23nとで構成される要素輝度
域毎の画素数をカウントする手段に入力される。各比較
器22a〜22nの反転端子には、例えば、電源Vccを抵抗で
分圧して得られる電圧（それぞれ、例えば、0.5Lvの輝
度差に対応する電圧差となっている）が入力されてい
る。各カウンタ回路23a〜23nには、クロック信号CRが共
通に入力されており、各カウンタ回路は、比較器22a〜2
2nの出力がハイレベルの間、すなわち、各輝度域の下限
レベルを越える間のクロック信号CRをカウントする。ス
チルビデオカメラの場合、１画面の走査時間は1/60秒で
あるため、クロック信号CRの周波数は、例えば、画素数
を６万程度得たい場合、3.8MHz程度となる。

各カウンタ23a〜23nのカウント値は、前述したCPU24
内の評価値算出手段67に入力され、この評価値算出手段
67は、それぞれのカウント値に基づいて画面の輝度ヒス
トグラムを作成するとともに、所定の重み付け係数（RO
M28に記憶されている）を乗算し、得られた値を、例え
ば2Lvの範囲で加算して評価輝度域毎の評価値を算出
し、カメラ動作制御手段66に算出結果を通知する。

カメラ動作制御手段66は、評価値が最大となる輝度域
を決定し、この輝度域の撮像信号が最適レベルとなるよ
うに露出を制御する。

本実施例による評価の具体例 撮影前の予備露光の結果、第３図のような輝度ヒスト
グラムが得られたとする。2Lvの幅で評価輝度域を設定
し、その輝度域に属する0.5Lv刻みの要素輝度域４つ分
の画素数を加算する場合、高輝度側から1,1,1/2,1/4の
重み付けを与えた後、加算するようにする。

このようにすると、評価最大となる輝度域は８〜10Lv
となり、露出条件Ｂで露出を行うことになる。これによ
り、９〜10Lvの主要被写体に適合した露出がなされ、第
２図の従来例のような被写体が暗くなるという問題が発
生しない。

制御動作フロー 第４図は本実施例における制御手順を説明するための
フローチャートである。なお、図中、カメラの撮影者が
行う動作を二重線で囲んで示し、カメラ自体の動作と区
別してある。

まず、撮影者がレリーズスイッチ29を半押しすると
（ステップ31）、第５図の曲線アのような条件で第１回
目の露光を行い（ステップ32）、そのときの撮像信号を
読み出し、各輝度域毎の画素数をカウントする（ステッ
プ33）。

次に、第５図の曲線イのような条件で第２回目の露光
を行い（ステップ34）、信号の読出し、各輝度域毎の画
素数をカウントする（ステップ34）。

次に、第５図の曲線ウのような条件で露光を行い（ス
テップ36）、信号の読出し、各輝度域毎の画素数をカウ
ントする（ステップ37）。

次に、カウント値に基づき輝度ヒストグラムを作成し
（ステップ38）、さらに、重み付けと2Lv範囲での加算
を実行して評価輝度域毎の評価値を算出する（ステップ
39）。この結果、求められた評価値が最大の輝度域の撮
像信号が適性レベルになるように露出条件を決定する
（ステップ40）。

次に、撮影者がレリーズスイッチ29を全押しすると
（ステップ41）、正規の露光がなされ（ステップ42）、
撮像信号がフロッピーディスク21に記録される（ステッ
プ43）。

なお、本実施例では、評価輝度域内の位置による重み
付けを行っているが、これに加えて、輝度の絶対値によ
る重み付けを補助的補正として実行すると、さらに有効
である。例えば、16Lvの以上の高輝度域が主要被写体に
なることは少ないため、この部分の重み付けを最初から
極めて小さくしておくことにより、画面の背景に明るい
空が入った場合でも、被写体の適正露出が実行される。

実施例２ 第６図のような輝度ヒストグラムが得られた場合、2L
vの範囲で重み付け評価を行うと、８〜10Lvの輝度域が
評価最大となり、露出条件Ｃで露光を行うことになる。

しかし、実際には10Lv以上にもかなりの画素があり、
10Lvに合わせて露光すると、10Lv以上の部分は全て白く
とんでしまい（第７図の実線のように、10Lv以上の信号
レベルは飽和してしまう）、画面の平均輝度が高くなり
好ましくない。

そこで、このような場合、カメラ動作制御手段25は、
露出を1Lvアンダーにずらす補正を実行し、露出条件Ｄ
（第７図の点線のような条件）で露光を行うようにす
る。これにより、画面全体の平均輝度が下がり、望まし
い画像となる。

このような制御を実行する際の動作フローが第８図に
示される。

このフローの特徴は、第４図のステップ40以降に、さ
らに、白とび面積計算フロー（ステップ44〜47）を付加
したことにある。ステップ31〜ステップ40までは第４図
と同じであり、説明を省略する。

重み付け評価を行うことにより、露光条件が決定され
た後（ステップ40）、カメラ動作制御手段（66）は、そ
の条件で露出を実行した場合の白とび面積Ｓを計算し
（ステップ44）、その白とび面積Ｓが第１の基準値S1よ
り小さい場合は自動露出制御を完了させ、第１の基準値
S1＜Ｓ＜第２の基準値S2の場合は、露出を0.5EVアンダ
ーにずらす補正を実行し（ステップ46）、白とび面積Ｓ
が第２の基準値S2より大きい場合は1.0EVアンダーにず
らす補正を実行する（ステップ47）。

この後、レリーズスイッチ19が全押しされると（ステ
ップ48）、露光を行い（ステップ49）、撮像信号を記録
する（ステップ50）。本実施例の方法は、評価輝度域内
でその要素輝度域が占める位置によって重み付けを変え
るという、本発明の基本的な思想の重み付け方法の一例
として実現できるが、この基本思想については、最後に
まとめて説明する。

実施例３ 第９図のような輝度ヒストグラムが得られた場合を考
える。この場合は、８〜10Lvの輝度域の評価が最大とな
り、露出条件Ｅ（第10図の一点鎖線のような条件）で撮
影を行うことになる。

しかし、実際には11〜12Lvにもかなりの画素が存在し
ており、これは第６図の例に比べれば評価最大の輝度域
に近いので、実施例２のようにただ単に、平均輝度を下
げるだけでなく、白とびをなくして画像として認識でき
るレベルにしたい。

そこで、このような場合は、12Lvの輝度レベルに合わ
せて第10図の実線のような露光を行い、12Lvまで階調が
とれるようにする。但し、このままでは、８〜10Lvの主
要被写体の撮像信号のレベルが低下してしまう。これを
補償するために、CCD9をニー駆動し、第10図の点線のよ
うな特性を実現させ、低輝度部分を持ち上げ、高輝度部
分を圧縮する。

このような制御を行う場合の動作フローが第11図に示
される。

このフローの特徴は、第８図のステップ49（露光）の
後に、CCDをニー駆動する段階（ステップ51）を設けた
ことである。すなわち、評価最大の輝度域から離れた高
輝度部分にかなりの画素があることを検出した場合、カ
メラ動作制御手段66は、CCD駆動制御回路26に指示して
スイッチ７をｂ端子側に切換え、ニー駆動波形発生回路
６の出力波形をCCD駆動回路８に供給させ、第10図の点
線のような特性を持つようにCCD9をニー駆動させる。一
般に、ニー駆動の場合はCCDの光電変換・蓄積時間を電
気的に制御するので、同時に電子シャッターが実現さ
れ、メカ的なシャッターは省略できる。

ニー駆動に関しては、本願発明者が先に種々提案して
おり（例えば、特願昭63-289509,特願昭63-289506）、
詳しい説明は省略するが、FIT-CCDにおいて、受光部の
容量を垂直転送部の容量よりも小さくしておき、１フィ
ールド期間内に受光部から垂直転送部へ複数回の電荷の
読出しを行い、読出しゲートへの読出しパルスの供給タ
イミングを制御することにより低輝度部と高輝度部とで
有効露光時間に差異を設け、これにより、種々のニー特
性を実現するものである。

実施例４ CCD9のニー特性は、高輝度部の画素の分布によって変
化させることにより、さらに望ましい画像を得ることが
できる。第９図（実施例３）の場合は、11〜12Lvの画素
が多いために第10図の点線のようなニー特性としたが、
第12図のように10〜11Lvにかなりの画素が存在し、11〜
12Lvの画素数が少ない場合は、第13図の実線のような露
光を行い、点線のようなニー特性を付与して10〜11Lvの
部分を救済しつつ、８〜10Lvの主要輝度域の階調を高め
るようにする。

実施例５ ニー特性のニーポイントだけでなくニーの深さも、種
々のものが考えられる。例えば、高輝度部の画素数によ
ってニーの深さを変化させることができる。

すなわち、第14図の特性カのような露光を行い、高輝
度部の画素が多い場合は特性キのようなニーをかけ、画
素数が少ない場合は特性クのようなニーをかけ、高輝度
部の画素数がある程度以下の場合は特性ケのように、ニ
ー特性を付与しないで撮影する。

また、ニーポイント以上の高輝度部の画素数により、
ニー特性を変化させることもできる。すなわち、前述し
た露出をアンダーにずらす補正をニー特性を変化させる
ことで行う。例えば、重み付け評価の結果、第14図の特
性クが適正と判断されても、ニーポイント以上の高輝度
部の画素数がある程度多い場合には、特性キのようなニ
ーをかけて主要被写体の信号レベルを小さくし、画面の
平均輝度が上がり過ぎるのを防止することができる。

このような、状況に応じてニー特性を変化させる方法
としては、前述したように評価値を算出した後にどのよ
うなニー特性を付与するかの判断を別個に行う方法もあ
るが、これを評価値の計算だけで実行することもでき
る。

すなわち、予め、種々のニー特性を付与した場合に対
応する数種類の重み付けをROM28に記憶させておき、評
価値を算出する際、全種類の重み付け評価を行い、最終
的に、最も評価の高かった種類のニー特性を実現する。

このような制御を行う場合の制御手順を第15図に示
す。

このフローでは、評価値計算段階（ステップ39）にお
いて、各輝度域に対する３種類（タイプ）の評価値を計
算する。第１のタイプは前述した2Lvの範囲の重み付け
をした評価値であり、第２のタイプは3Lvの範囲で重み
付け計算をした評価値であり（このときの重み付けは、
ニー特性を考慮して、高輝度側から順に、1/4,1/4,3/4,
3/4,1/2,1/4とする）、第３のタイプは4Lvの範囲で重み
付け計算をした評価値であり、そのときの重み付けは、
付与するニー特性を考慮して高輝度側から順に、1/8,1/
8,1/8,1/8,3/4,3/4,1/2,1/4とする。

露光条件が決定された（ステップ40）後に、最大の評
価値が、上述したどのタイプの算出方法を用いて得られ
たものかを判断し（ステップ60）、第１のタイプの場合
はニー特性を付与せず、その輝度域に合わせた露出制御
を行い、第２のタイプの場合は第13図のようなニーをか
け（ステップ62）、第３のタイプの場合は第10図のよう
なニーをかけるようにする。すなわち、ステップ64の露
光において、このような露出制御が行われる。この方法
によれば、評価値を計算してその比較をするだけでニー
をかける、かけないの判断まで行うことができる。但
し、上述した重み付けは一例であって、これらに限定さ
れるものではない。

以上の説明では、ニー特性を得るために、CCDをニー
駆動する方法を使った場合について説明しているが、CC
Dは通常方法で駆動し、CCDの出力信号に対して適当な信
号処理を行うことによってニー特性を得る方法でもかま
わない。この場合、ニー駆動波形発生回路は不要となる
が、メカシャッター又は電子シャッターが必要となる。
それらのシャッターでCCDに第10図，第13図の実線のよ
うな露光を与えることになる。

（実施例６） 以上説明した、最大評価値の評価輝度域より高輝度側
の画素数が多い場合に露光をアンダー側にずらしたり、
ニー特性を付与する方法は、高輝度とはいってもその評
価輝度域に隣接した高輝度側という程度の輝度域を考慮
の対象としており、極端な高輝度側の情報も加味した、
より広範囲の輝度域の全体の情報までを考慮して露出制
御を行うためにはさらに工夫が必要である。

本実施例は実施例５で述べた、評価値計算のみによ
り、統一的な判断を行う方法の適用範囲を拡大したもの
であり、基本的には、評価輝度域の範囲をさらに広げ、
その中での各要素輝度域の重み付けの仕方を変えるもの
である。本実施例は上述した他の実施例を考え方を全て
包含している。

本実施例では、次のような４種類の評価方法を採用す
る。

第１の方法 評価輝度域の幅を2Lvとし、重み付けを高輝度側を重
くする。例えば、0.5Lv刻みの重み付けを高輝度側から
順に、1,1,0.5,0.5とする。

第２の方法 評価輝度域の幅を3Lvとし，重み付けを高輝度側から
軽，重，中とする。例えば、0.5Lv刻みの重み付けを高
輝度側から順に、1/4,1/4,3/4,3/4,1/2.1/2とする。

第３の方法 評価輝度域の幅を2Lv＋αとする。α部分は2Lvの幅以
上の高輝度側全輝度域であり、例えば、重み付けを高輝
度側から順に、1/4（α部分）,3/4,3/4,1/2,1/2とす
る。

第４の方法 評価輝度域の幅を4Lvとし，重み付けを高輝度側から
順に、0.5Lv刻みで、1/8,1/8,1/8,1/8,3/4,3/4,1/2,1/4
とする。

それぞれの評価方法には、それぞれに対応した露出制
御方法や信号処理方法があり、全ての評価方法で評価し
た、全評価輝度域・評価方法の中から評価最大となるも
のを選び、その輝度域・評価方法に対応した露出制御を
実行する。

選ばれた評価値が第１の方法で評価されたものである
場合には、その評価輝度域の上限が信号の飽和により、
やや下になる程度の露出制御を行う（通常の方法）。

選ばれた評価値が第２の方法で選ばれたものならば、
同様にその輝度域の上限が信号の飽和のやや下になるよ
うにするが、CCDの駆動または信号処理でニーをかけ、
下側2Lvの範囲の信号を持ち上げ、上側1Lvの範囲の信号
を圧縮する（第13図）。

選ばれた評価値が第３の評価方法で選ばれたものであ
る場合には、1Lvアンダー側にずらして撮影する。すな
わち、この方法による評価値が第2,第４の方法のものよ
り大きいということは、主要被写体より高輝度側にかな
りの画素数があり、しかも、主要被写体の輝度よりかな
り高めのところに分布していることを意味する。したが
って、ニーをかける等の方法で白とびを防いで画像とし
て認識できる信号にするには無理がある。そこで、1Ev
程度アンダー気味に撮影し、画面の平均輝度を下げるだ
けにとどめる。

選ばれた評価値が第３の評価方法で選ばれたものであ
る場合には、第２の方法のものが選ばれた場合と同様で
あるが、高輝度側2Lvの範囲を圧縮する。

第２の方法の評価値が選ばれた場合と第４の方法の評
価値が選ばれた場合とではニーポイントが異なる。この
ニーポイントに種々のバリエーションを持たせたい場合
には、第２及び第４の方法において、重み付けを変えた
り、高輝度側画素数の総和という＋αを追加した評価方
法を用いる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、以下の効果が得
られる。

（１）重み付けの概念を導入し、評価輝度域内のどの輝
度レベルに画素が存在するかによって重み付けを変化さ
せることにより、評価値の信頼性（適確性）を向上させ
ることができる。

（２）また、最大評価の輝度域が求められると、その輝
度域に露出を合わせて撮影した場合に白くとんでしまう
部分の面積を算出し、その面積が所定値より大きいとき
は、露出をアンダーにずらす補正を行わせることによ
り、画面全体の平均輝度を減少させることができ、被写
体の輝度レベルだけでなく、その背景や周辺の輝度レベ
ルも考慮して全体として良好な画像を得ることができ
る。

（３）また、評価最大の輝度域以外の情報（高輝度側の
画素数の情報）を考慮して適宜、撮像素子にニー特性を
付与し、低輝度部のゲインを持ち上げ、高輝度部を圧縮
して記録することにより、全体の階調をとりつつ主要被
写体を適正レベルで表示することができる。

（４）以上の相乗効果により、カメラの高機能化を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカメラの制御機構の一実施例の構成を
示す図、 第２図は重み付けをしない従来方法で評価した場合の問
題点を説明するための図、 第３図は本発明の機構を用いて重み付け評価した場合の
露出条件決定方法を説明するための図、 第４図は本発明の第１の実施例の動作手順を示すフロー
チャート、 第５図は第４図において各輝度域毎の画素情報を取得す
べく露光条件を変えて複数回撮影する場合の、各撮影の
露光条件を説明するための図、 第６図および第７図は本発明の第２の実施例における露
出条件の設定方法を説明するための図、 第８図は第２の実施例における動作手順を説明するため
のフローチャート、 第９図および第10図は本発明の第３の実施例における露
出条件の設定方法（ニー特性を含む）を説明するための
図、 第11図は第３の実施例における動作手順を説明するため
のフローチャート、 第12図および第13図は本発明の第４の実施例における露
出条件の設定方法（ニー特性を含む）を説明するための
図、 第14図は本発明の第５の実施例におけるニー特性の種類
を示す図、 第15図は付与すべきニー特性の種類も評価値の計算のみ
で行う場合（実施例５）の動作手順を説明するための図
である。 １……レンズ系、２……アイリス機構 ３……シャッター ４……SSG（基準信号発生回路） ５……通常駆動波形発生回路 ６……ニー駆動波形発生回路 ７……スイッチ ８……CCD駆動回路、９……CCD 10……アンプ、11……輝度信号処理回路 12……色分離回路 13……Ｒ−Ｙマトリックス回路 14……Ｂ−Ｙマトリックス回路 15……エンコーダ回路 16……同期信号付加回路、17……記録回路 18……FM変調回路、19……アンプ 20……記録ヘッド 21……フロッピーディスク 22a〜22n……比較器 23a〜23n……カウンタ、24……CPU 25……アイリス・シャッタ駆動回路 26……CCD駆動制御回路 27……RAM 28……ROM 29……レリーズスイッチ 66……カメラ動作制御手段 67……評価値算出手段

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像素子（９）と、 該撮像素子の露光量を調整するための露光量調整手段
   （2,3）と、 該露光量調整手段（2,3）を駆動する駆動手段（25）
   と、 該駆動手段（25）を制御する露出制御手段（66）と、 前記撮像素子（９）から得られる輝度信号（Ｙ）に基づ
   き、撮像画面の輝度情報を取得する輝度情報取得手段
   （22,23,24,27,28,67）とを具備し、 該輝度情報取得手段（22,23,24,27,28,67）は、輝度レ
   ベルを細分して得られる要素輝度域のそれぞれに、前記
   撮像画面の画素がいくつ含まれるかをカウントして各要
   素輝度域毎の画素数の分布を把握し、連接する所定数の
   要素輝度域を統合して得られる評価輝度域に属する各要
   素輝度域の画素数を加算して評価輝度域毎の評価値を求
   める際、１つの評価輝度域内で、その要素輝度域が占め
   る位置によって重み付けを変え、各要素輝度域の画素数
   に該重みを乗算した値を加算して評価値を算出し、 前記露出制御手段（66）は、算出された評価値が大きい
   評価輝度域が適正な信号レベルになるような露出条件が
   実現されるように、前記駆動手段（25）を制御するよう
   になっているカメラの露出制御機構。
2. 【請求項２】輝度情報取得手段（22,23,24,27,28,67）
   は、輝度レベルを細分して得られる要素輝度域のそれぞ
   れに、前記撮像画面の画素がいくつ含まれるかをカウン
   トして各要素輝度域毎の画素数の分布を把握し、連接す
   る所定数の要素輝度域を統合して得られる評価輝度域に
   属する各要素輝度域の画素数を加算して評価輝度域毎の
   評価値を求める際、１つの評価輝度域内で、輝度レベル
   が高い要素輝度域には輝度レベルが低い要素輝度域より
   大きな重み付けを与え、各要素輝度域の画素数に該重み
   を乗算した値を加算して評価値を算出するようになって
   いる請求項１記載のカメラの露出制御機構。
3. 【請求項３】露出制御手段（66）は、最大の評価を得た
   評価輝度域より高輝度側にある画素数が所定値より多い
   場合、露光量を低下させる補正制御を実行するようにな
   っている請求項１記載のカメラの露出制御機構。
4. 【請求項４】露出制御手段（66）は、適正な露出となる
   評価輝度域より高輝度側の隣接した輝度域にある画素数
   が所定値より多い場合、該高輝度側の主要な輝度域に適
   合した露光を実行し、その撮影により得られる撮像信号
   の低輝度部を持上げ、高輝度部を圧縮するようなニー特
   性を付与するように撮像素子の出力信号を処理するよう
   になっている請求項１記載のカメラの露出制御機構。
5. 【請求項５】さらに、撮像素子（９）の動作を制御する
   撮像素子制御手段（66,26）を具備し、露出制御手段（6
   6）は、適正な露出となる評価輝度域より高輝度側の隣
   接した輝度域にある画素数が所定値より多い場合、該高
   輝度側の主要な輝度域に適合した露光を実行し、前記撮
   像素子制御手段（66,26）は、その撮影により得られる
   撮像信号の低輝度部を持上げ、高輝度部を圧縮するよう
   なニー特性を付与するように前記撮像素子（９）を駆動
   する、または、撮像素子の出力信号を処理するようにな
   っている請求項１記載のカメラの露出制御機構。