JP2982073B2 - カメラの制御装置 - Google Patents
カメラの制御装置Info
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Landscapes
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
にしたカメラの制御装置に関する。
自動露出制御(以下、AEという)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
を制御するものである。
ベルを積分し、その値によって絞り量や露出時間を制御
するものもある。
信号レベルを積分し、それらの値の間で比較,重み付け
加算を行った値(逆光判定による補正を含む)で絞り量
や露光時間を制御するものもある。銀塩フィルム式カメ
ラでは測光素子を設け、その信号出力を用いて同様のこ
とを行っている。
は黒レベル近傍の以上レベルを検出して、それらが最も
少なくなる露出条件を、複数回の撮像から設定するもの
(特開昭60−178779号公報)、或いは、白レベルと黒レ
ベルとを夫々グレーレベルとするように露出を合わせて
2枚の撮影を行い、各撮像信号を合成して再生するもの
(特開昭60−246186号公報)等もある。
して平均化した値を用いる一般方式では、例えば画面の
一部に極端に輝度の高い部分があると、積分値はそれの
影響を受けて引き上げられるため、その平均値を基準と
する露出制御により画面は全体的に暗くなってしまう。
また、露出制御を、高輝度部と低輝度部との平均値に合
わせて行っているため、高輝度部が明るくなりすぎて白
く飛んだ画像になる傾向がある。
制御の場合も、極端に輝度が高い部分が重み付けの大き
い部分に無い場合は、かなり改善されるが、有る場合は
上記問題を解決しきれない。
常レベルのみを抽出して露出条件を決める方式であるた
め撮像条件を多く変えて行う必要があり、決定に時間が
掛かる。また、特開昭60−246186号公報に示されるもの
は、例えば画面の中が暗い部分、明るい部分(主要被写
体)、極端に明るい部分(光源が直接入ったような場
合)とに分かれているような場合、白レベルに合わせた
撮影では極端に明るい部分に露出が合うので主要被写体
は暗くなり、逆に黒レベルに合わせた撮影では暗い部分
に露出が合うので主要被写体は白く飛んでしまうことに
なる。これらを合成して再生する画像においても、極端
に明るい部分や極端に暗い部分が点在するような場合
は、主要被写体は黒ずんだり、白みがかったりして良好
な画像が得られない。また、各レベルに合わせた撮影時
に夫々白レベルのピーク値、黒レベルのピーク値をチェ
ックしながらアイリスを動かしていき、適正にあった所
で撮影を行う方式であるから2枚の撮影に時間が掛か
り、且つ2枚の撮影の露光タイミングも大きくずれてし
まうこととなる。
を細分割した各画素の輝度信号のレベルを求め、最も多
い画素が属するレベル域に合わせた露出制御を行うよう
にしたものを提案した(特開平1−70409号)。
に大きくすることができ、通常は主要被写体を画面の中
で大きく捉えようとするため、逆光撮影等の場合でも、
画面の中で主要被写体がある程度以上の大きさを占めて
いれば問題なく撮影できる。
に主要被写体以外のものが大きな面積を占めている場合
もあり、その場合主要被写体以外のものに露出が合って
しまい主要被写体が黒くつぶれたり、白く飛んだりす
る。
場合はしかたがないが、空や壁等は主要被写体でない確
率が極めて高いにも関わらず面積としては大きくなるこ
とが多いため、それに露出が合ってしまうという問題が
残されている。画素数の多いレベル域を複数選択し、各
レベル域に露出を合わせて複数枚撮影する方式も採られ
ているが、それでも確実に主要被写体に露出を合わせる
ことは難しく、又、スチルビデオカメラの場合は不要な
画像は消去できるが記憶容量に制限がある場合は撮影枚
数が制限され、銀塩フィルム方式では無駄にプリントさ
れてしまうため採用しにくい。
う)としては山登り法と称される方式が知られている。
ンズ61は被写体の空間周波数に対する低減ろ波器と考え
ることができ、撮像管62の光電変換面に光学像の焦点が
最も合った場合が撮像信号の立ち上がり波形が最も急峻
となる。したがって、映像増幅回路63により増幅され、
高域ろ波器64及び検波器65により撮像信号中の高周波成
分を検出することにより第8図のような焦点量曲線が得
られる。この焦点量が極大となる焦点位置を極大点検出
回路66で検出しサーボ増幅回路67を介してサーボモータ
68を制御してレンズ61を該検出された適正焦点位置に移
動する。極大点検出回路66は差分ホールド回路により構
成され、焦点量のある時期におけるサンプル値とその直
前のサンプル値との差が無くなった時がこの焦点量曲線
の極大点位置に相当するという原理を用いている。
っていない状態で実行すると主要被写体部分の信号は露
出が合っていないために黒くつぶれたり、白く飛んだり
して高周波成分が全くなくなることがあり、その場合に
は主要被写体に焦点を合わせられなくなる。
ので、撮像信号の高周波成分を考慮して主要被写体を正
確に把握することにより、主要被写体に精度よく露出を
合わせ又該露出精度を高めることにより焦点位置も精度
よく主要被写体に合わせられるようにしたカメラの制御
装置を提供することを目的とする。
条件下での撮像により撮像素子で検出される撮像信号か
ら撮像画面を細分した各画像部分を代表する信号の輝度
信号を取り出し、該輝度信号のレベルが複数に分割して
設定されたレベル域のいずれに属するかを判別するレベ
ル判別手段と、各輝度信号に対し該信号近傍の高周波成
分の大きさを検出する高周波成分検出手段と、検出され
た高周波成分の大きさに応じた重み付けを設定する重み
付け設定手段と、前記各レベル域に属する輝度信号の量
を該信号に対して設定された重み付けを持たせてカウン
トするカウント手段と、カウント値が大きいレベル域を
適正な信号レベルとするように撮影時の露出量を制御す
る露出量制御手段とを備えて構成した。
の輝度信号に対する高周波成分の総量を検出する高周波
成分総量検出手段と、焦点位置を移動させつつ高周波成
分の総量が最大となる適正焦点位置を検出する適正焦点
位置検出手段と、撮影時に前記焦点位置検出手段で検出
された焦点位置に制御する焦点位置制御手段とを備えて
構成してもよい。
前記カウント手段によりカウントされるレベル域毎のカ
ウント値を比較して前記露出量制御手段が最も大きいカ
ウント値が得られるレベル域に合わせた露出量に制御す
ると共に、その時の焦点位置に制御する焦点位置制御手
段を備えて構成してもよい。
子で検出される撮像信号から撮像画面を細分した各画像
部分を代表する信号(画素に分解されたものであれば画
素信号、時間的に連続なものの場合は各瞬間の信号)の
輝度信号を取り出し、該輝度信号のレベルが複数に分割
して設定されたレベル域のいずれに属するかを判別す
る。
号近傍の高周波成分を検出し、重み付け設定手段は、該
検出された高周波成分に応じた重み付けを設定する。
量を該信号に対して設定された重み付けを持たせてカウ
ントする。
撮像を行う等してカウント値の大きなレベル域の信号レ
ベルが適正レベルとなるように撮影時の露出量を制御す
る。
手段が前記露出量制御手段による露出量制御後全ての輝
度信号に対する高周波成分の総量を検出し、適正焦点位
置検出手段が焦点位置を移動させつつ高周波成分の総量
が最大となる適正焦点位置を検出する。そして、焦点位
置制御手段により撮影時に前記焦点位置検出手段で検出
された焦点位置に制御される。
露出量を変えて撮像を行い前記露出量制御手段が前記カ
ウント手段によりカウントされるレベル域毎のカウント
値を比較して最も大きいカウント値が得られるレベル域
に合わせた露出量に制御すると共に、焦点位置制御手段
がその時の焦点位置に制御する。
ルビデオカメラ又は銀塩フィルム式カメラのいずれでも
よい)のレンズ1から入った光は撮像素子2によって光
電変換され、信号処理回路3により輝度信号Yが分離し
て取りだされる。
のいずれに属するかを判別する回路が、次のように構成
されている。
られた各コンパレータ4の+側端子に入力され、各コン
パレータ4の−側端子には、基準電圧を抵抗により分圧
した各レベル域のしきい値に対応する電圧が順次入力さ
れている。
5に入力され、同時に各カウンタ5に共通してクロック
信号CLKが入力される。
間、即ち各レベル域の下限レベルを超える間のクロック
信号CLKをカウントする。
を後述するように輝度信号Yに対し該信号近傍の高周波
成分によって設定された重み付けと、画面上の位置によ
り設定された重み付けとによって夫々分周補正して形成
される。
明すると、輝度信号Yがハイパスフィルタ(HPF)6に
入力され高周波成分が取り出される。該高周波成分は積
分回路7によって積分され、該積分信号はコンパレータ
8の+側端子に入力されて基準値と比較される。
8の出力がハイレベルとなり、このハイレベルの出力は
重み付け切換用の第1切換スイッチ9をb位置に接続さ
せる。これにより、クロックからの基準クロック信号CL
K0は第1フリップフロップ10による1/2倍の分周を行う
ことなく取り出される。つまり、第1切換スイッチ9の
a位置切換時の基準クロック信号CLK0の2倍の周波数と
なって出力されることになり、カウント値に2倍の重み
付けが与えられたことになる。また、積分値が基準値以
下の場合はコンパレータ8の出力はローレベルとなって
第1切換スイッチ9はa位置に接続され、基準クロック
信号CLK0がフリップフロップ10により1/2に分周されて
取り出される。即ち高周波成分による補正は為されな
い。
ついて説明する。これは画面中央部に主要被写体が位置
する確率が高いので中央部の重み付けを大きくするもの
である。
と垂直同期信号VSYNCとを分離して取り出し、ワンショ
ットパルスA回路12は、垂直同期信号VSYNCの立ち下が
りでトリガされてワンショットパルスAを出力し、該ワ
ンショットパルスAの立ち下がりでトリガされてワンシ
ョットパルスB回路13がワンショットパルスBを出力す
る。
み付けを行う画面中央部の垂直方向の幅が規定される。
ルスBが出力されている間に入力される水平同期信号H
SYNCの立ち下がりでトリガされてワンショットパルスC
を出力する。このワンショットパルスCのパルス幅によ
り、重み付けを行わない画面左部分の幅が規定される。
ルスCの立ち下がりでトリガされてワンショットパルス
Dを出力する。このワンショットパルスDのパルス幅に
より、重み付けを行う水平方向の幅が規定され、従っ
て、これが最終的に重み付けを行う中央部でハイレベル
となる信号を構成する。
イッチ16をd位置に接続させる。これにより、画面中央
部では第1切換スイッチ9を経たクロック信号は第2フ
リップフロップ17による1/2の分周を行わないので前記
同様2倍の重み付けが与えられることとなる。また、中
央部以外ではワンショットパルスD回路24の出力がロー
レベルとなって第2切換スイッチ10はc位置に接続され
重み付けなく取り出される。
画面の端・高周波成分小、画面中央・高周波成分小、画
面の端・高周波成分大、画面中央・高周波成分大の場合
に、1:2:2:4の割合でクロック信号をカウントすること
になり、画面端で高周波成分が小さい空や壁等の画像は
画面中の面積に対して低い比率でカウントされることと
なる。
ットし、カウント動作を停止させてから読み出すか、又
はカウント動作が停止している期間(例えば垂直ブラン
キング期間;この期間は輝度信号Yレベルは0なので全
てのコンパレータ4の出力はローレベルとなりカウンタ
5は動かない)に読み出すか、する必要がある。又、カ
ウント動作は輝度信号Yの読み残しを残さないようにす
るために1垂直走査期間又はその整数倍の期間行う。こ
のような制御はCPU18が行う。この制御に関してはこの
実施例以降の他の実施例でも行うが、全く同じであるの
で以下説明、図示は省略する。
ル域毎のカウント値のヒストグラムを作成する。
当な回数繰り返すことによって広い輝度範囲にわたっ
て、各輝度域毎のそこに属する画面内の面積の大きさを
ヒストグラムの形で得ることができる。特に特願平1−
70409号示したような方法を採れば効率良くヒストグラ
ムを作成することができる。
山の所に合わせたAEを行う。具体的にはカウント値最大
部分が最適な信号レベルとなるようにシャッター駆動回
路19によりシャッター8のスピードを制御して露光時間
を制御する。
ならない画像の面積がある程度以上大きくとも、例えば
高周波成分の多い真の主要被写体と同一程度あっても、
主要被写体部分のカウント値の1/4程度のカウント値と
なってしまうためこれら単調画像部分に露出が合うこと
を回避でき適正露出を得る確率をより高めることができ
る。
K0を分周して高周波成分による重み付けを1・2・4に
設定する場合を示したが、これに限定されるものではな
く、より細かく場合分けしたり、重み付けの比率を自由
に設定したりすることも可能である。例えば、第2図に
示すように16種類の周波数の発振器21を用意し、画面内
の位置、高周波成分の大きさを夫々4通りに分け、それ
を2ビットの情報としてセレクタ22に入力し、その組み
合わせ(4×4=16)で切換スイッチ23によりクロック
の周波数を選択してカウンタ24でカウントするようにし
てもよい。
成分の大きさを合わせる場合の閾値は、多くのサンプル
画像に対して試行錯誤し、良好な露出が得られる確率が
最も高くなるように選ばれる。例えば、画面内の位置の
境界については、特にスチルビデオカメラの場合、第3
図に示すような分け方が良好な結果をもたらすことが多
い、これは基本的には画面中央に近いほど重み付けを重
くするものであるが、中心は幾何学的な中心よりやや下
側にずらしてある。スチルビデオカメラでは横位置で写
すことが多く上の方には空が入り、主要被写体でないこ
とが多いという経験に基づいている。また、横位置で写
す場合と、縦位置で写す場合とで位置の境界設定を切り
換えられるようにしてもよい(特に銀塩フィルム式カメ
ラでは縦位置で写す場合も多いのでこの方式がよい)。
また、高周波成分を検出する信号として第1の実施例で
はハイパスフィルタを用いたが、撮像信号をディジタル
信号に変換して記録するディジタル式のスチルビデオカ
メラでは、より簡易な手段で代替することもできる。例
えば、第4図のように前の画素との差を求め、その絶対
値を加算したものの単位時間当たりの値を高周波成分の
大きさとして用いるのである。
て7ビットのデータを入れるラッチ31に常に1画素前の
信号を入れておき、その信号と今の信号との差を求め
る。減算器32の出力は、8ビット(1ビットは正負符合
に使用)で、結果が負の時は最上位のビットが1とな
る。絶対値を採るために、切換スイッチ33による切換で
最上位のビット(MSB)が0の場合はそのまま、1の場
合はインバータ34によって下位7ビットを反転させたも
のを出力する。その出力をシフトレジスタ35に入れ、4
画素分のデータを加算器36によって加算し、それを演算
結果として出力する。この例は単位時間として4画素分
の時間を用いた場合に相当する。
でなく焦点位置制御も可能である。即ち、前記実施例に
係る露出制御を実行した後、レンズを動かせば高周波成
分だけ変化するので同様にカウンタの値を見ながら、カ
ウント値が最大になるようにレンズを動かせば合焦位置
が得られる。
ることは必要ない(これは露出制御のための動作であ
る)。そこで、特定のカウンタを輝度信号Yのレベルに
関係なく常時動作させ、そのカウント値を見れば高周波
成分の変化をより検出しやすくなる。
では、第5図に示すように各コンパレータ4の+側端子
へ輝度信号Yと定電圧信号VCCとを選択的に入力させる
第3切換スイッチ41を設け、AE時は輝度信号Yを入力さ
せるべく第3切換スイッチ41を接点e側に接続し、AF時
は定電圧信号VCCを入力させるように第3切換スイッチ4
1を接点f側に接続する。これにより、AF時は全てのカ
ウンタ5が各コンパレータ4のハイレベル信号によって
動作するので高周波成分を検出しやすくなる。尚、位置
による重み付けは焦点位置制御においても中央に焦点を
合わせるように撮影するのが通常であるから、そのまま
重み付け機能を生かすようにする。
行う場合は、第6図のようにすればよい。これは加算器
36のリセット信号を切換スイッチ51によりAF時にはロー
レベルに保持してリセットをかけないようにして繰り返
し加算し、そのキャリー信号をカウンタ52のクロック信
号として用いるというものである。最終的にそのカウン
タ52の値を見れば画像信号の差分の絶対値の総計がわか
るので、高周波成分が分かる。第6図では、各画素が4
回ずつ加算されるため4倍の値となるが問題ない。それ
を避けたければ、2段目以降のレジスタの値をリセット
すればよい。尚、本実施例では輝度信号YはADコンバー
タ53によりAD変換され、デジタル式のコンパレータ4′
及びコンパレータ8′が使用される。
用する。即ち、前記各高周波成分の検出回路で求められ
た高周波成分のカウント値によりCPUが焦点量曲線を形
成し、焦点量が極大となる焦点位置を検出しサーボモー
タを制御してレンズを該検出された適正焦点位置に移動
する。
は高周波成分を評価しようがないので、レンズを最至近
と無限遠との中間のあたりにおく。このようにすれば、
焦点が合う領域が広いので殆どの場合大丈夫である。露
出制御の段階では多少のピンぼけは影響しない。絞りは
閉じ気味にして使えば被写界深度が広くなるのでより好
ましい。
露出量も変化させ、それら全部のカウント値から最適な
レンズ位置、露出量を決めることになる。例えば焦点位
置をm個に分割し、輝度値をn個に分割するとすれば、
レンズを初期値からm−1回動かし、各位置で露光量を
変化させて得た輝度信号Yから各輝度値のレベル域の面
積とそれに対応する部分の高周波成分の大きさから各レ
ベル域の評価値を求める。そして、それによって得られ
たm×n個の評価値の内最も大きいものを選ぶ。それが
レンズ位置i,輝度値jであればレンズを位置iに動か
し、輝度値jに合わせた露出制御を行う。
ル域毎に高周波成分を考慮した重み付けを持たせてカウ
ントし、該カウント値の大きいレベル域に合わせた露出
量を制御する構成としたため主要被写体をより的確に把
握して露出を合わせた制御を行える。
つ、高周波成分によって焦点位置制御を行うことによ
り、精度の良い焦点位置制御を行える。
成を示す回路図、第2図は同じく露出制御装置の第2の
実施例に係る重み付けを設定するための回路図、第3図
は同上実施例における画面位置に対する重み付けを区分
する図、第4図は同じく第3の実施例に係る高周波成分
の重み付けを設定するための回路図、第5図は第1の実
施例回路を用いた本発明に係る露出及び焦点位置制御装
置の要部回路図、第6図は第2の実施例回路を用いた本
発明に係る露出及び焦点位置制御装置の別の実施例の回
路図、第7図は従来の焦点位置制御装置の系統図、第8
図は同上装置による山登りサーボ方式を説明するための
タイムチャートである。 1……レンズ、2……撮像素子、3……信号処理回路、
4……コンパレータ、5……カウンタ、6……ハイパス
フィルタ、7……積分回路、8……コンパレータ、9…
…第1切換スイッチ、10……第1フリップフロップ、21
……発振器、22……セレクタ、23……切換スイッチ、24
……カウンタ、31……ラッチ、32……減算器、33……切
換スイッチ、35……シフトレジスタ、36……加算器、41
……第3切換スイッチ、51……切換スイッチ、52……カ
ウンタ
Claims (3)
- 【請求項1】設定条件下での撮像により撮像素子で検出
される撮像信号から撮像画面を細分した各画像部分を代
表する信号の輝度信号を取り出し、該輝度信号のレベル
が複数に分割して設定されたレベル域のいずれに属する
かを判別するレベル判別手段と、各輝度信号に対し該信
号近傍の高周波成分の大きさを検出する高周波成分検出
手段と、検出された高周波成分の大きさに応じた重み付
けを設定する重み付け設定手段と、前記各レベル域に属
する輝度信号の量を該信号に対して設定された重み付け
を持たせてカウントするカウント手段と、カウント値が
大きいレベル域を適正な信号レベルとするように撮影時
の露出量を制御する露出量制御手段とを備えて構成した
ことを特徴とするカメラの露出制御装置。 - 【請求項2】前記露出量制御手段による露出量制御後全
ての輝度信号に対する高周波成分の総量を検出する高周
波成分総量検出手段と、焦点位置を移動させつつ高周波
成分の総量が最大となる適正焦点位置を検出する適正焦
点位置検出手段と、撮影時に前記焦点位置検出手段で検
出された焦点位置に制御する焦点位置制御手段とを備え
て構成したことを特徴とする請求項1に記載のカメラの
露出及び焦点位置制御装置。 - 【請求項3】複数の焦点位置毎に露出量を変えて撮像を
行い前記カウント手段によりカウントされるレベル域毎
のカウント値を比較して前記露出量制御手段が最も大き
いカウント値が得られるレベル域に合わせた露出量に制
御すると共に、その時の焦点位置に制御する焦点位置制
御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のカメ
ラの露出及び焦点位置制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2060029A JP2982073B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | カメラの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2060029A JP2982073B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | カメラの制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03262278A JPH03262278A (ja) | 1991-11-21 |
JP2982073B2 true JP2982073B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=13130237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2060029A Expired - Lifetime JP2982073B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | カメラの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2982073B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2060029A patent/JP2982073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03262278A (ja) | 1991-11-21 |
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