JP3701172B2 - カメラの露出制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカメラの露出制御方法に関し、良好な露出制御が行なえるように工夫したものである。また本発明を適用したカメラは、フィルム画像取込装置として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
光学カメラで撮影して現像処理したフィルム（銀塩フィルム）に写し込まれた画像を、ビデオカメラで撮影することが行なわれている。このようにすると、光学的な画像をビデオ信号に変換することができ、このビデオ信号をビデオテープに記録したり、ビデオ信号をテレビシステムに送ってテレビ画像として映し出したりすることができる。
【０００３】
なおネガフィルムをビデオ撮影するときには、ビデオカメラのネガ・ポジ反転回路によりネガ像をポジ像に電気的に変換している。
【０００４】
フィルム画像を取り込むには、図１４に示すように、ビデオカメラ１のレンズ部にアタッチメント２を取り付ける。アタッチメント２には、照明装置が内蔵されると共に、フィルム４を挟んだフィルムキャリア３が差し込まれる。ビデオカメラ１はフィルム４の１駒分の画像をビデオ撮影する。このため、この場合にはビデオカメラ３はフィルム画像取り込み装置として使用される。
【０００５】
ビデオカメラ１では、簡単・手軽な操作で良質な撮影ができるように、オートフォーカス（ＡＦ：自動焦点）機構、オートエクスポージャー（ＡＥ：自動露光）機構、オートホワイトバランス（ＡＷＢ：自動色あい調整）機構を備えている。
【０００６】
また、このビデオカメラ１では、高画質化や小型化を図るため、信号処理回路がデジタル化されている。信号処理回路をデジタル化したビデオカメラ（これを「デジタルビデオカメラ」と称す）では、撮像素子（ＣＣＤ）から出力されるアナログ撮像信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル撮像信号に変換し、デジタル撮像信号をデジタル信号処理回路にて信号処理してデジタルビデオ信号を形成する。このデジタルビデオ信号をＤ／Ａ変換器によりアナログビデオ信号に変換してカメラ信号として出力し、録画部にてビデオテープに記録する。
【０００７】
ビデオカメラ１に搭載するＡＷＢ機構では、画像積分形のオートホワイトバランス回路を採用している。この画像積分形のオートホワイトバランス回路では、色信号成分を積分していくが、このとき、画面全体の色信号を全て取り込んで積分する全画面積分タイプと、画面を複数のエリアに分け、各エリア毎に色信号を取り込んで積分する分割画面積分タイプがある。
【０００８】
全画面積分タイプのオートホワイトバランス回路では、ホワイトバランスが合っている場合に画面全体を平均化すれば無彩色（灰色）になるという知見をもとに制御をしている。つまり、画面全体の色を平均すると無彩色となる色温度条件下での色信号（例えば色信号Ｒ，Ｂ）の積分平均値を、基準値として設定しておき、撮影時にビデオカメラで生成した実際の色信号（例えば色信号Ｒ，Ｂ）の積分平均値（ＡＷＢデータ）が基準値となるように、赤信号Ｒ及び青信号Ｂの値を自動的にフィードバック制御している。
【０００９】
一方、分割画面積分タイプのオートホワイトバランス回路では、撮像画面を複数のエリア（例えば６４個（＝８×８）のエリア）に分割し、各エリアごとに信号成分を積分して１画面の中から多数（例えば６４個）の積分値を得る。これら積分値から各エリアの中で最も明るい部分のエリアを検出し、最も明るいエリアから得られた積分値を基にホワイトバランス調整をする。つまり、アタッチメント２を用いることなくビデオカメラ１単体で撮影をするときや、アタッチメント２を用いてポジフィルムの画像をビデオカメラ１で撮影するときには、最も明るいエリアの色を白（被写体の色を白）と判定してホワイトバランス制御をする。またアタッチメント２を用いてネガフィルムの画像をビデオカメラ１で撮影するときには、最も明るいエリアの色を黒（被写体の色を黒、つまりネガフィルム画像では白）と判定してホワイトバランス制御をする。
【００１０】
ビデオカメラに搭載するオートアイリス回路では、図１５に示すように撮像信号の輝度信号を積分して輝度信号積分値を求め、この輝度信号積分値をエリア面積で正規化して測光値（ＡＥ測光値）を求め、更にこのＡＥ測光値と目標値（この値はあらかじめ設定されており、ＡＥ測光値が目標値と等しくなると最適な露出となる）との偏差を求める。そして中立点に対する偏差（＝「目標値」−「測光値」）の大きさと向き（正，負）に応じたアイリス制御値を求め、アイリス制御値をアイリスメータに送る。アイリスメータでは、アイリス制御値に応じた速度でリング部を回転（アイリス制御値が大きければアイリスを閉める方向に回転し、アイリス制御値が小さければアイリスを開ける方向に回転）してアイリスを開閉し、露出制御がされる。そして露出制御に応じて輝度信号値が変わる。かかるフィードバック制御により、自動露出制御動作が行なわれる。なおアイリスが全開となっても露出不足するときには、電気信号のゲイン調整をして不足分を補なっている。
【００１１】
オートアイリス回路では、撮像画面の全面の信号をまとめて積分して輝度信号積分値を求めこの値を基にＡＥ測光値（全画面平均測光値）を求めるタイプと、撮像画面を複数のエリア（例えば中央が１個で周囲が４個の５エリア）に分けて各エリア毎に輝度信号積分値を求め、各エリアの輝度信号積分値に重み付け係数（中央エリアの係数が最も大きい）を乗算してから加算してＡＥ測光値（中央重点測光値）を求めるタイプがある。
【００１２】
更に全画面を積分して得た全画面測光値と、画面分割して積分して得た中央重点測光値とを比較したり、分割した各エリアの輝度信号積分値どおしを比較したりして、撮影状態が逆光状態であるかスポット光状態（過順光状態）であるかを判断し、撮影状態に応じて測光値を補正することが行なわれている。なおスポット光状態とは、例えば暗い舞台に明るいスポット光を当てて舞台の一部を照明しているような状態をいう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビデオカメラ１をフィルム画像取り込み装置として用いた場合、フィルム（３５ｍｍフィルム）４を横位置にして撮影（光学カメラを横位置として撮影）したものでは、ＡＥ制御が良好にできる。しかし光学カメラを縦位置にしてフィルム４に縦位置撮影した画像や、フィルム４の上下を遮光していわゆるパノラマ撮影した画像を、ビデオカメラ１で撮影して取り込んだときには、撮影画像以外の部分もビデオ撮影して取り込んでしまうため、正確なＡＥ測光値やホワイトバランスデータが得られず、良好なＡＥ制御やＡＷＢ制御ができない場合があった。
【００１４】
更に、信号処理をデジタル化して行うビデオカメラ１においては、信号処理回路の規模増大を防ぐため、Ａ／Ｄ変換器によりアナログ撮像信号を例えば１０ビットのデジタル撮像信号に変換している。よってデジタル化にともないビット数が小さくなるため輝度信号の入力ダイナミックレンジが狭くなってしまう。このため、ＡＥ制御をする場合において、撮影状態（逆光状態やスポット光状態）に応じて測光値を補正（逆光補正やスポット光補正）する際に、過補正をしてしまうことがある。過補正をしてしまうと、逆光撮影時にいわゆる「白飛び」や、スポット光撮影時にいわゆる「黒潰れ」が生じ、画像不良になってしまう。なお「白飛び」とは、例えば画面中央に人物がいて背後に太陽があるとき（逆光状態）に撮影をしたとき、人物が明瞭に見えるように逆光補正をしてアイリスを開いていくと、背景が白くなって背景画像が薄くなったり見えなくなることや、芝生の上に人が立っていて背後に太陽があるときに逆光補正をすると、緑色の芝生が白く撮影されてしまうことをいう。また「黒潰れ」とは、例えば暗い環境下の被写体にスポット光を当てて（スポット光状態）撮影をしたとき、被写体が明瞭に見えるようにスポット光補正をしてアイリスを閉じていくと、スポット光が当っていない物（例えば黒髪や黒い服等）が、黒く一様に塗りつぶしたような画像になってしまうことをいう。
【００１５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、ＡＥ制御を良好に行うことのできるビデオカメラの露出制御方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、撮影して得た輝度信号を積分して輝度積分値を求め、この輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、逆光撮影時には値が１以下の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求めると共にスポット光撮影時には値が１以上の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求め、更に補正測光値と、あらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
撮像画面を複数に分割した各エリアの輝度積分値のうち、あらかじめ設定したエリアの輝度積分値があらかじめ設定した値よりも大きくなったら、逆光撮影時での前記補正量の限界値を大きくして１に近い方にずらすことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、撮影して得た輝度信号を積分して輝度積分値を求め、この輝度積分値をエリア面積で正規化して測光量を求め、逆光撮影時には値が１以下の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求めると共にスポット光撮影時には値が１以上の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求め、更に補正測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
撮像画面を複数に分割した各エリアの輝度積分値のうち、あらかじめ設定したエリアの輝度積分値があらかじめ設定した値よりも小さくなったら、スポット光撮影時での前記補正量の限界値を小さくして１に近い方にずらすことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、撮像画面を多数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号を積分して輝度積分値を求め、輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、更に測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
前記輝度積分値のうち最も大きい輝度積分値が、あらかじめ決めた設定値よりも大きいときには、最大の輝度積分値が前記設定値よりも小さくなるまで、前記目標値を段階状に下げていくことを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、撮像画面を多数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号を積分して輝度積分値を求め、輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、更に測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
前記輝度積分値のうち最も小さい輝度積分値が、あらかじめ決めた設定値よりも小さいときには、最小の輝度積分値が前記設定値よりも大きくなるまで、前記目標値を段階状に上げていくことを特徴とする。
【００２０】
【作用】
請求項１，２の発明では、補正リミットを可変にすることにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正をする。
【００２１】
請求項３，４の発明では、目標値を上下することにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正をする。
【００２２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。図１は実施例に係るビデオカメラの撮像系を示す。同図に示すようにレンズ３１により形成された光学像がＣＣＤ３２の受光面に結像され、ＣＣＤ３２からアナログ撮像信号が出力される。アナログ撮像信号は、アナログ処理回路３３によりサンプルホールド処理されまた必要に応じてゲイン調整されてから、Ａ／Ｄ変換器３４によりデジタル撮像信号に変換される。デジタル信号処理回路３５はデジタル撮像信号を処理してビデオ信号を作り、ビデオ信号をＤ／Ａ変換器４７でＤ／Ａ変換してビデオカメラの電子ビューファインダ３６や記録部や外部のテレビ受像機（図示省略）に送る。積算回路３７はビデオ信号を積分演算して、ＡＦ（自動焦点），ＡＥ（自動露出）及びＡＷＢ（自動ホワイトバランス）の制御をするのに用いるデータを得る。
【００２３】
カメラマイコン３８からは、アイリスメータ３９、フォーカスドライバ４０、ズームドライバ４１にそれぞれアイリス操作信号、フォーカス操作信号、ズーム操作信号を送る。またレンズ部分のアイリス開度センサ（ホール素子）、フォーカスレンズ位置センサ、ズームレンズ位置センサからは、カメラマイコン３８に向けて、アイリス開度信号、フォーカスレンズ位置信号、ズームレンズ位置信号を送る。またカメラマイコン３８からタイミング回路４２に電子シャッタ制御値を送ると、ドライバ４３によりＣＣＤ３２の電子シャッタの動作制御が行なわれる。更にカメラマイコン３８の指令によりデジタル信号処理回路３５にてＡＷＢ制御が行なわれる。４４は同期信号発生回路である。
【００２４】
メニュー操作部４５によりメニューを選択すると、モードマイコン４６の指令により、選択したメニューが電子ビューファインダ３６に表示される。また２はアタッチメントである。
【００２５】
＜ホワイトバランス制御の第１例＞
ここでこのビデオカメラで用いるオートホワイトバランス制御の第１例を説明する。積算回路３７は、図２に示すように、撮像画面を６４エリア（８×８）に分け各エリアＡ１ 〜Ａ６４ごとに、赤信号Ｒ，緑信号Ｇ，青信号Ｂ，輝度信号Ｙを積分して赤積分値ＩＲ１ 〜ＩＲ６４，緑積分値ＩＧ１ 〜ＩＧ６４，青積分値ＩＢ１ 〜ＩＢ６４，輝度積分値ＩＹ１ 〜ＩＹ６４を求めて出力する。カメラマイコン３８は、図３に示す動作（詳細は次に述べる）をして、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを求めて出力する。デジタル信号処理回路３５は、赤緑青信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルが等しくなるように、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔのデータに応じて赤信号Ｒのゲイン調整をし、ホワイトバランス制御信号Ｂｃｏｎｔのデータに応じて青信号Ｂのゲイン調整をして、ホワイトバランスをとる。
【００２６】
カメラマイコン３８は、図３に示すように、各エリアＡ１ 〜Ａ６４から得られる輝度積分値ＩＹ１ 〜ＩＹ６４のうち最も大きな（明るい）もの（これをＩＹｍ で示す）を抽出し（ステップ１）、この最大輝度積分値ＩＹｍ とあらかじめ設定した設定値αとを比べる（ステップ２）。設定値αは、白色被写体を撮影したときに１つのエリアから得られる輝度積分値ＩＹよりも若干小さい値としている。
【００２７】
最大輝度積分値ＩＹｍ が設定値αよりも大きいときには、最大輝度積分値ＩＹｍ が得られたエリアに入射した被写体光（画像）を白とみなして、このエリアの白を基準にしてホワイトバランスをとるよう制御する、即ち分割画面積分タイプのホワイトバランス制御をする（ステップ３）。つまり、最大輝度積分値ＩＹｍ が得られたエリアの各色積分値ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを総和した値が、白色を示すものとして、良好なホワイトバランスがとれるようなホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを求めて出力する。つまりステップ５以降の動作をする（詳細は後述）。
【００２８】
アタッチメント２を用いずに通常のビデオ撮影をするときや、アタッチメント２を用いてポジフィルム画像を取り込むときには、上述した制御により良好なホワイトバランス制御ができる。一方、アタッチメント２を用いてネガフィルム画像を取り込むときには、デジタル信号処理回路３５にてネガ・ポジ反転を行うため、ネガフィルム画像上で白とみなした部分を白とするようホワイトバランス制御をする、換言すると実際の被写体の黒（ネガフィルム上では白となる）となる部分を黒とするようホワイトバランス制御をすることになり、同様に良好なホワイトバランス制御ができる。実際の被写体には黒のもの（影や黒髪や土など）が入る確率が高く、ネガフィルム画像の取り込みをするときには、この分割画面積分タイプのホワイトバランスを行う頻度が高くなり、効率よく良好なホワイトバランス制御ができる。
【００２９】
ステップ１にて最大輝度積分値ＩＹｍ が設定値αよりも小さいときには加算画面積分タイプのホワイトバランス制御モードに移行する（ステップ４）。そして各エリア毎に積分値ＩＧに対する積分値ＩＲの比ＩＲ／ＩＧの値と、積分値ＩＧに対する積分値ＩＢの比ＩＢ／ＩＧの値を求める。またカメラマイコン３８には図４に示すような比ＩＲ／ＩＧ，ＩＢ／ＩＧをパラメータとした検出枠Ｋ１ が設定されている。そして各エリアの比ＩＲ／ＩＧ，ＩＢ／ＩＧの組み合わせで検出枠Ｋ１ の内に入るものと外となるものを区別し（ステップ５）、検出枠Ｋ１ 外になるエリアのデータを排除し（ステップ６）、検出枠Ｋ１ 内に入るエリアのデータを選出する（ステップ７）。なお検出枠Ｋ１ はネガ用とポジ用のものをそれぞれ独立に設けてある。このようにすることにより、色が濃いエリアのデータ（ＩＲ，ＩＧ，ＩＢ，ＩＹ）を排除することができる。
【００３０】
次に選出した各エリアの、積分値ＩＲの総和である加算積分値ＡＩＲ、積分値ＩＧの総和である加算積分値ＡＩＧ、積分値ＩＢの総和である加算積分値ＡＩＢを基に、良好なホワイトバランスを得るためのホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの増減方向を決める（ステップ８）。
【００３１】
カメラマイコン３８には、図５に示すように、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔをパラメータとする動作範囲枠Ｋ２ が設定されている。動作範囲枠Ｋ２ はネガ用とポジ用のものをそれぞれ独立に設けてある。カメラマイコン３８は、選出したデータから決めた方向にホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを増減しホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔが動作範囲枠Ｋ２ 内のものであるときにはその制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔをそのまま増減して、デジタル信号処理回路３５にてホワイトバランス制御動作を行なわせる（ステップ９，１０，１１）。一方、例えば図５に示すように、前回の制御周期で実行したホワイトバランス制御信号の値がＲｃｏｎｔ１ ，Ｂｃｏｎｔ１ であったものが、増減により動作範囲枠Ｋ２ に交差したときは、ここでホワイトバランス制御動作を停止する（ステップ９，１０，１２）。
【００３２】
このように加算画面積分タイプのホワイトバランスをとるときには、検出枠Ｋ１ （図４）及び動作範囲枠Ｋ２ （図５）を設けて、極端に色の濃いエリアのデータを除く（検出枠Ｋ１ の効果）と共に、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの限界値を定めているので極端なホワイトバランス制御をすることはなく（動作範囲枠Ｋ２ の効果）、単色の被写体（例えば青い空）を撮影してもカラーフェリアを生じることなくホワイトバランス制御をすることができる。
【００３３】
上述したように本実施例のＡＷＢ制御によれば、分割画面積分タイプのホワイトバランス制御と、加算画面積分タイプのホワイトバランス制御を組み合わせてホワイトバランス制御をするため、カラーフェリアなく良好なホワイトバランス制御をすることができる。
【００３４】
＜露出制御の第１例＞
次に実施例のビデオカメラに用いる露出制御の第１例を説明する。積算回路３７は図６に示すように撮像画面を５エリアに分け各エリアａ０ ，ａ１ ，ａ２ ，ａ３ ，ａ４ ごとに輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹ０ 〜ｉＹ４ を求めると共に、全画面に入る輝度信号Ｙを積分して全画面輝度積分値ｉＹを求める。
【００３５】
なおエリアａ０ は上部のエリア、エリアａ４ は下部のエリア、エリアａ３ は左右の２つのエリア、エリアａ１ は中央のエリアである。またエリアａ２ は図７でハッテングで示す四角部分のエリアであり、エリアａ１ と、エリアａ２ の中央とが重複している。
【００３６】
カメラマイコン３８は、輝度積分値ｉＹ０ 〜ｉＹ４ に重み付け係数を乗算し（ただしｉＹ１ に対する重み付け係数が最大で、ｉＹ０ に対する重み付け係数は０）、これらの値から中央重点測光値Ｓｃ を得ると共に、全画面輝度積分値ｉＹから全画面平均測光値Ｓａ を得る。更にエリアａ１ ，ａ２ の輝度積分値ｉＹ１ 〜ｉＹ２ に重み係数を乗算し、これらの値から特殊画像取込用測光値ＳＰＴを得る。
【００３７】
メニュー操作部４５により、アタッチメント２を用いない通常撮影モードや、アタッチメント２を用い横撮影したフィルム画像を取り込む横画像取込モードが選択されているときには、中央重点測光値Ｓｃ を用いて露出制御する。つまりカメラマイコン３８は、中央重点測光値Ｓｃ と目標値との偏差を求め、この偏差が零となるようにアイリスメータ３９を駆動するアイリス操作信号を出力し、アイリス全開でも偏差が零とならない場合にはアナログ処理回路３３にてゲイン調整をする。
【００３８】
なお中央重点測光値Ｓｃ と全画面平均測光値Ｓａ を比べることにより、逆光状態（Ｓｃ ＜Ｓａ のとき）やスポット光状態（Ｓｃ ＞Ｓａ のとき）を判定できるので、状態に応じて逆光補正やスポット光補正をすることがある。この補正の詳細は後述する。
【００３９】
メニュー操作部４５により、アタッチメント２を用いて、パノラマ撮影したフィルム画像を取り込むパノラマ画像取込モードや、縦位置撮影したフィルム画像を取り込む縦画像取込モードが選択されているときには、特殊画像取込用測光値ＳＰＴを用いて露出制御する。パノラマ画像を取り込むときには、図８に示すように、撮像画像のうちエリアＰＰ の位置にパノラマ画像が入り、エリアＸ１ ，Ｘ２ は電気的にマスキングする。縦画像を取り込むときには、図９に示すように、撮像画面のうちエリアＰＴ の位置に縦画像が入り、エリアＸ３ ，Ｘ４ は電気的にマスキングする。
【００４０】
エリアＰＰ とエリアＰＴ が重なる部分はエリアａ２ 及びエリアａ１ であるので、エリアａ１ ，ａ２ から得た輝度積分値ｉＹ１ ，ｉＹ２ を基にした特殊画像取込用測光値ＳＰＴを用いて露出制御をする。このようにすれば画像とは関係のないエリアＸ１ ，Ｘ２ ，Ｘ３ ，Ｘ４ の影響を受けることなく良好な露出制御をすることができる。
【００４１】
＜露出制御の第２例＞
なお、パノラマ画像取込モードのときには、エリアＰＰ の輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹＰ を求め、この値からパノラマ測光値ＳＰ 求め、パノラマ測光値ＳＰ を基に露出制御をするようにしてもよい。縦位置画像取込モードのときには、エリアＰＴ の輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹＴ を求め、この値から縦位置画像測光値ＳＴ を求め、縦位置画像測光値ＳＴ を基に露出補正をするようにしてもよい。
【００４２】
＜ホワイトバランス制御の第２例＞
パノラマ画像取込モード及び縦位置画像取込モードのときには、エリアａ２ のデータ（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙ）のデータを基にホワイトバランス制御をする。このホワイトバランス制御手法として、前述した「ホワイトバランス制御の第１例」の手法を用いてもよい。
【００４３】
＜露出制御の第３例＞
逆光状態やスポット光状態のときには、カメラマイコン３８により逆光補正やスポット光補正をする。その概要を述べると、逆光補正のときには演算により求めた測光値に、値が１以下の小数の補正量を乗算して補正測光値を求める。補正測光値は前記演算測光値に比べて小さいので、偏差が小さくなってアイリス制御値が小さくなり、アイリスが開き、逆光補正ができる（図１５参照）。またスポット光補正のときには演算により求めた測光値に、値が１以上の補正量を乗算して補正測光値を求める。前記補正測光値は前記演算測光値よりも大きいので、偏差が大きくなりアイリス制御値が大きくなりアイリスが閉まる。
【００４４】
ここでカメラマイコン３８により逆光補正やリミット光補正をするときの演算動作を図１０を基に説明する。まず全画面平均測光値Ｓａ に補正量βとして１を乗算して補正測光値Ｓａｓ（＝Ｓａ ）を求め、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値ＳＣ とを比べ、Ｓａｓ＞Ｓｃ であれば逆光状態と判定し、補正量を１ステップ（例えば０．１）小さくして０．９とする。次に補正量βとして０．９を全画面平均測光値Ｓａ に乗算して得た補正測光値Ｓａｓ（＝０．９Ｓａ ）と中央重点測光値Ｓｃ とを比べＳａｓ＞Ｓｃ であれば、更に補正量βを１ステップ小さくして０．８とする。以降同様にして値を１ステップづつ下げた補正量βを乗算した補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比べ、Ｓａｓ＞Ｓｃ が続く間は補正量βを１ステップづつ下げていき（ただし後述するように下げ限界を定めている）、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比較する。βが下げ限界に達する前にＳａｓ＝Ｓｃ となったり、Ｓａｓが下げ限界に達したら、このときの補正測光値Ｓａｓ（＝β・Ｓａ ：但しβは小数）を基に露出制御をして逆光補正をする。
【００４５】
補正量βの下げ限界値は、図１１に示すように、逆光補正リミット曲線ＬＧ により規定している。この曲線ＬＧ は明るいシーン側に設定しており、１ステップづつ小さくなっていく補正量βは曲線ＬＧ で規定する値よりも小さくなることはできない。
【００４６】
なお下記のエリアａ４ から得た積分値ｉＹ４ が、あらかじめ設定した設定積分値ｉＹＨ よりも高くなったら補正量βの下げ限界を過補正防止逆光補正リミット曲線ＬＧＣに変更する。このようにすると過剰な逆光補正をすることがなくなり、「白飛び」がなくなる。なお積分値ｉＹ４ が設定積分値ｉＹＨ よりも大きくなった場合には、エリアａ４ にて「白飛び」が生じるので、このことを考慮して設定値ｉＹＨ の値を決定している。
【００４７】
一方、全画面平均測光値Ｓａ に補正量βとして１を乗算して補正測光値Ｓａｓ（＝Ｓａ ）を求め、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値ＳＣ とを比べ、Ｓａｓ＜Ｓｃ であればスポット光状態と判定し、補正量を１ステップ（例えば０．１）大きくして１．１とする。次に補正量βとして１．１を全画面平均測光値Ｓａ に乗算して得た補正測光値Ｓａｓ（＝１．１Ｓａ ）と中央重点測光値Ｓｃ とを比べＳａｓ＜Ｓｃ であれば、更に補正量βを１ステップ大きくして１．２とする。以降同様にして値を１ステップづつ上げた補正量βを乗算した補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比べ、Ｓａｓ＜Ｓｃ が続く間は補正量βを１ステップづつ上げていき（ただし後述するように上げ限界を定めている）、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比較する。βが上げ限界に達する前にＳａｓ＝Ｓｃ となったり、Ｓａｓが上げ限界に達したら、このときの補正測光値Ｓａｓ（＝β・Ｓａ ：但しβは１以上の値）を基に露出制御をして逆光補正をする。
【００４８】
補正量βの上げ限界値は、図１１に示すように、スポット光補正リミット曲線ＬＳ により規定している。この曲線ＬＳ は暗いシーン側に設定しており、１ステップづつ大きくなっていく補正量βは曲線ＬＳ で規定する値よりも大きくなることはできない。
【００４９】
なお各エリアａ０ ，ａ１ ，ａ２ ，ａ３ ，ａ４ から得た積分値ｉＹ０ ，ｉＹ１ ，ｉＹ２ ，ｉＹ３ ，ｉＹ４ のいずれかが、あらかじめ設定した設定積分値ｉＹＬ よりも小さくなったら補正量βの下げ限界を過補正防止スポット光補正リミット曲線ＬＳＣに変更する。このようにすると過剰なスポット光補正をすることがなくなり、「黒潰れ」がなくなる。なお積分値ｉＹ０ 〜ｉＹ４ のいずれかが設定積分値ｉＹＬ よりも小さくなった場合には、そのエリアにて「黒潰れ」が生じるので、このことを考慮して設定値ｉＹＬ の値を決定している。
【００５０】
＜露出制御の第４例＞
次に露出制御の第４例を説明する。積算回路３７は図２に示すように、撮像画面を６４エリア（８×８）に分け各エリアＡ１ 〜Ａ６４の輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹ１ 〜ｉＹ６４を求めると共に、全画面に入る輝度信号Ｙを積分して全画面輝度積分値ｉＹを求める。
【００５１】
カメラマイコン３８は、輝度積分値ｉＹ１ 〜ｉＹ６４のうち最大の最大輝度積分値ｉＹｍａｘ と最小の最小輝度積分値ｉＹｍｉｎ を抽出すると共に、全画面輝度積分値ｉＹから全画面平均測光値Ｓａ を求める。そしてこの測光値Ｓａ を基に露出補正をする（図１５参照）。またカメラマイコン３８には、白飛び防止設定値ＸＨ （この値は白飛びが生じたときの１つのエリアの輝度積分値よりやや小さくしている）と、黒潰れ防止設定値ＸＬ （この値は黒潰れが生じたときの１つのエリアの輝度積分値よりやや大きくしている）が設定されている。
【００５２】
カメラマイコン３８は、図１２に示すように、最大輝度積分値ｉＹｍａｘ が白飛び防止設定値ＸＨ よりも大きいときには露出制御の目標値を１ステップ下げる。目標値が小さくなると、偏差及びアイリス制御値が大きくなりアイリスがその分だけ閉じる。目標を１ステップ下げてもｉＹｍａｘ ＞ＸＨ であるときには、更に目標値を１ステップ下げてアイリスを閉める。ｉＹｍａｘ ＞ＸＨ の条件が成立しなくなったら目標値を固定する。このようにｉＹｍａｘ ＞ＸＨ の状態のときには白飛びが生じやすいので、目標値を小さくしていき、アイリスを閉めて白飛びの発生を防止できる。
【００５３】
カメラマイコン３８は、図１３に示すように、最小輝度積分値ｉＹｍｉｎ が黒潰れ防止設定値よりも小さいときには露出制御の目標値を１ステップ上げる。目標値が大きくなると、偏差及びアイリス制御値が小さくなりアイリスがその分だけ開く。目標を１ステップ上げてもｉＹｍｉｎ ＜ＸＬ であるときには、更に目標値を１ステップ上げてアイリスを開ける。ｉＹｍｉｎ ＜ＸＬ の条件が成立しなくなったら目標値を固定する。このようにｉＹｍｉｎ ＜ＸＬ の状態のときには黒潰れが生じやすいので、目標値を大きくしていき、アイリスを開けて黒潰れの発生を防止できる。
【００５４】
このように目標値を増減させることによって、白飛びや黒潰れの発生を防止しつつ、露出制御をすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１，２の発明では、補正リミットを可変にすることにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正ができる。
【００５６】
請求項３，４の発明では、目標値を上下することにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に用いるビデオカメラの撮像系を示すブロック図。
【図２】 撮像画面の６４エリア分割例を示す説明図。
【図３】 ホワイトバランス制御の第１例を示すフロー図。
【図４】 ホワイトバランス制御の第１例における検出枠を示す特性図。
【図５】 ホワイトバランス制御の第１例における動作範囲枠を示す特性図。
【図６】 撮像画面の５エリア分割例を示す説明図。
【図７】 分割エリアを示す説明図。
【図８】 パノラマ画像の取り込み位置を示す説明図。
【図９】 縦画像の取り込み位置を示す説明図。
【図１０】 逆光補正及びスポット光補正の演算手法を示す説明図。
【図１１】 補正リミット曲線を示す特性図。
【図１２】 白飛び防止動作を示すフロー図。
【図１３】 黒潰れ防止動作を示すフロー図。
【図１４】 ビデオカメラとアタッチメントを示す斜視図。
【図１５】 露出制御動作を示すフロー図。
【符号の説明】
１ ビデオカメラ
２ アタッチメント
３ フィルムキャリア
４ フィルム
３１ レンズ
３２ ＣＣＤ
３３ アナログ処理回路
３４ Ａ／Ｄ変換器
３５ デジタル信号処理回路
３６ 電子ビューファインダ
３７ 積算回路
３８ カメラマイコン
３９ アイリスメータ
４０ フォーカスドライバ
４１ ズームドライバ
４２ タイミング回路
４３ ドライバ
４４ 同期信号発生回路
４５ メニュー操作部
４６ モードマイコン
４７ Ｄ／Ａ変換器
【産業上の利用分野】
本発明はカメラの露出制御方法に関し、良好な露出制御が行なえるように工夫したものである。また本発明を適用したカメラは、フィルム画像取込装置として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
光学カメラで撮影して現像処理したフィルム（銀塩フィルム）に写し込まれた画像を、ビデオカメラで撮影することが行なわれている。このようにすると、光学的な画像をビデオ信号に変換することができ、このビデオ信号をビデオテープに記録したり、ビデオ信号をテレビシステムに送ってテレビ画像として映し出したりすることができる。
【０００３】
なおネガフィルムをビデオ撮影するときには、ビデオカメラのネガ・ポジ反転回路によりネガ像をポジ像に電気的に変換している。
【０００４】
フィルム画像を取り込むには、図１４に示すように、ビデオカメラ１のレンズ部にアタッチメント２を取り付ける。アタッチメント２には、照明装置が内蔵されると共に、フィルム４を挟んだフィルムキャリア３が差し込まれる。ビデオカメラ１はフィルム４の１駒分の画像をビデオ撮影する。このため、この場合にはビデオカメラ３はフィルム画像取り込み装置として使用される。
【０００５】
ビデオカメラ１では、簡単・手軽な操作で良質な撮影ができるように、オートフォーカス（ＡＦ：自動焦点）機構、オートエクスポージャー（ＡＥ：自動露光）機構、オートホワイトバランス（ＡＷＢ：自動色あい調整）機構を備えている。
【０００６】
また、このビデオカメラ１では、高画質化や小型化を図るため、信号処理回路がデジタル化されている。信号処理回路をデジタル化したビデオカメラ（これを「デジタルビデオカメラ」と称す）では、撮像素子（ＣＣＤ）から出力されるアナログ撮像信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル撮像信号に変換し、デジタル撮像信号をデジタル信号処理回路にて信号処理してデジタルビデオ信号を形成する。このデジタルビデオ信号をＤ／Ａ変換器によりアナログビデオ信号に変換してカメラ信号として出力し、録画部にてビデオテープに記録する。
【０００７】
ビデオカメラ１に搭載するＡＷＢ機構では、画像積分形のオートホワイトバランス回路を採用している。この画像積分形のオートホワイトバランス回路では、色信号成分を積分していくが、このとき、画面全体の色信号を全て取り込んで積分する全画面積分タイプと、画面を複数のエリアに分け、各エリア毎に色信号を取り込んで積分する分割画面積分タイプがある。
【０００８】
全画面積分タイプのオートホワイトバランス回路では、ホワイトバランスが合っている場合に画面全体を平均化すれば無彩色（灰色）になるという知見をもとに制御をしている。つまり、画面全体の色を平均すると無彩色となる色温度条件下での色信号（例えば色信号Ｒ，Ｂ）の積分平均値を、基準値として設定しておき、撮影時にビデオカメラで生成した実際の色信号（例えば色信号Ｒ，Ｂ）の積分平均値（ＡＷＢデータ）が基準値となるように、赤信号Ｒ及び青信号Ｂの値を自動的にフィードバック制御している。
【０００９】
一方、分割画面積分タイプのオートホワイトバランス回路では、撮像画面を複数のエリア（例えば６４個（＝８×８）のエリア）に分割し、各エリアごとに信号成分を積分して１画面の中から多数（例えば６４個）の積分値を得る。これら積分値から各エリアの中で最も明るい部分のエリアを検出し、最も明るいエリアから得られた積分値を基にホワイトバランス調整をする。つまり、アタッチメント２を用いることなくビデオカメラ１単体で撮影をするときや、アタッチメント２を用いてポジフィルムの画像をビデオカメラ１で撮影するときには、最も明るいエリアの色を白（被写体の色を白）と判定してホワイトバランス制御をする。またアタッチメント２を用いてネガフィルムの画像をビデオカメラ１で撮影するときには、最も明るいエリアの色を黒（被写体の色を黒、つまりネガフィルム画像では白）と判定してホワイトバランス制御をする。
【００１０】
ビデオカメラに搭載するオートアイリス回路では、図１５に示すように撮像信号の輝度信号を積分して輝度信号積分値を求め、この輝度信号積分値をエリア面積で正規化して測光値（ＡＥ測光値）を求め、更にこのＡＥ測光値と目標値（この値はあらかじめ設定されており、ＡＥ測光値が目標値と等しくなると最適な露出となる）との偏差を求める。そして中立点に対する偏差（＝「目標値」−「測光値」）の大きさと向き（正，負）に応じたアイリス制御値を求め、アイリス制御値をアイリスメータに送る。アイリスメータでは、アイリス制御値に応じた速度でリング部を回転（アイリス制御値が大きければアイリスを閉める方向に回転し、アイリス制御値が小さければアイリスを開ける方向に回転）してアイリスを開閉し、露出制御がされる。そして露出制御に応じて輝度信号値が変わる。かかるフィードバック制御により、自動露出制御動作が行なわれる。なおアイリスが全開となっても露出不足するときには、電気信号のゲイン調整をして不足分を補なっている。
【００１１】
オートアイリス回路では、撮像画面の全面の信号をまとめて積分して輝度信号積分値を求めこの値を基にＡＥ測光値（全画面平均測光値）を求めるタイプと、撮像画面を複数のエリア（例えば中央が１個で周囲が４個の５エリア）に分けて各エリア毎に輝度信号積分値を求め、各エリアの輝度信号積分値に重み付け係数（中央エリアの係数が最も大きい）を乗算してから加算してＡＥ測光値（中央重点測光値）を求めるタイプがある。
【００１２】
更に全画面を積分して得た全画面測光値と、画面分割して積分して得た中央重点測光値とを比較したり、分割した各エリアの輝度信号積分値どおしを比較したりして、撮影状態が逆光状態であるかスポット光状態（過順光状態）であるかを判断し、撮影状態に応じて測光値を補正することが行なわれている。なおスポット光状態とは、例えば暗い舞台に明るいスポット光を当てて舞台の一部を照明しているような状態をいう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビデオカメラ１をフィルム画像取り込み装置として用いた場合、フィルム（３５ｍｍフィルム）４を横位置にして撮影（光学カメラを横位置として撮影）したものでは、ＡＥ制御が良好にできる。しかし光学カメラを縦位置にしてフィルム４に縦位置撮影した画像や、フィルム４の上下を遮光していわゆるパノラマ撮影した画像を、ビデオカメラ１で撮影して取り込んだときには、撮影画像以外の部分もビデオ撮影して取り込んでしまうため、正確なＡＥ測光値やホワイトバランスデータが得られず、良好なＡＥ制御やＡＷＢ制御ができない場合があった。
【００１４】
更に、信号処理をデジタル化して行うビデオカメラ１においては、信号処理回路の規模増大を防ぐため、Ａ／Ｄ変換器によりアナログ撮像信号を例えば１０ビットのデジタル撮像信号に変換している。よってデジタル化にともないビット数が小さくなるため輝度信号の入力ダイナミックレンジが狭くなってしまう。このため、ＡＥ制御をする場合において、撮影状態（逆光状態やスポット光状態）に応じて測光値を補正（逆光補正やスポット光補正）する際に、過補正をしてしまうことがある。過補正をしてしまうと、逆光撮影時にいわゆる「白飛び」や、スポット光撮影時にいわゆる「黒潰れ」が生じ、画像不良になってしまう。なお「白飛び」とは、例えば画面中央に人物がいて背後に太陽があるとき（逆光状態）に撮影をしたとき、人物が明瞭に見えるように逆光補正をしてアイリスを開いていくと、背景が白くなって背景画像が薄くなったり見えなくなることや、芝生の上に人が立っていて背後に太陽があるときに逆光補正をすると、緑色の芝生が白く撮影されてしまうことをいう。また「黒潰れ」とは、例えば暗い環境下の被写体にスポット光を当てて（スポット光状態）撮影をしたとき、被写体が明瞭に見えるようにスポット光補正をしてアイリスを閉じていくと、スポット光が当っていない物（例えば黒髪や黒い服等）が、黒く一様に塗りつぶしたような画像になってしまうことをいう。
【００１５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、ＡＥ制御を良好に行うことのできるビデオカメラの露出制御方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、撮影して得た輝度信号を積分して輝度積分値を求め、この輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、逆光撮影時には値が１以下の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求めると共にスポット光撮影時には値が１以上の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求め、更に補正測光値と、あらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
撮像画面を複数に分割した各エリアの輝度積分値のうち、あらかじめ設定したエリアの輝度積分値があらかじめ設定した値よりも大きくなったら、逆光撮影時での前記補正量の限界値を大きくして１に近い方にずらすことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、撮影して得た輝度信号を積分して輝度積分値を求め、この輝度積分値をエリア面積で正規化して測光量を求め、逆光撮影時には値が１以下の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求めると共にスポット光撮影時には値が１以上の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求め、更に補正測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
撮像画面を複数に分割した各エリアの輝度積分値のうち、あらかじめ設定したエリアの輝度積分値があらかじめ設定した値よりも小さくなったら、スポット光撮影時での前記補正量の限界値を小さくして１に近い方にずらすことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、撮像画面を多数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号を積分して輝度積分値を求め、輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、更に測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
前記輝度積分値のうち最も大きい輝度積分値が、あらかじめ決めた設定値よりも大きいときには、最大の輝度積分値が前記設定値よりも小さくなるまで、前記目標値を段階状に下げていくことを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、撮像画面を多数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号を積分して輝度積分値を求め、輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、更に測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
前記輝度積分値のうち最も小さい輝度積分値が、あらかじめ決めた設定値よりも小さいときには、最小の輝度積分値が前記設定値よりも大きくなるまで、前記目標値を段階状に上げていくことを特徴とする。
【００２０】
【作用】
請求項１，２の発明では、補正リミットを可変にすることにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正をする。
【００２１】
請求項３，４の発明では、目標値を上下することにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正をする。
【００２２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。図１は実施例に係るビデオカメラの撮像系を示す。同図に示すようにレンズ３１により形成された光学像がＣＣＤ３２の受光面に結像され、ＣＣＤ３２からアナログ撮像信号が出力される。アナログ撮像信号は、アナログ処理回路３３によりサンプルホールド処理されまた必要に応じてゲイン調整されてから、Ａ／Ｄ変換器３４によりデジタル撮像信号に変換される。デジタル信号処理回路３５はデジタル撮像信号を処理してビデオ信号を作り、ビデオ信号をＤ／Ａ変換器４７でＤ／Ａ変換してビデオカメラの電子ビューファインダ３６や記録部や外部のテレビ受像機（図示省略）に送る。積算回路３７はビデオ信号を積分演算して、ＡＦ（自動焦点），ＡＥ（自動露出）及びＡＷＢ（自動ホワイトバランス）の制御をするのに用いるデータを得る。
【００２３】
カメラマイコン３８からは、アイリスメータ３９、フォーカスドライバ４０、ズームドライバ４１にそれぞれアイリス操作信号、フォーカス操作信号、ズーム操作信号を送る。またレンズ部分のアイリス開度センサ（ホール素子）、フォーカスレンズ位置センサ、ズームレンズ位置センサからは、カメラマイコン３８に向けて、アイリス開度信号、フォーカスレンズ位置信号、ズームレンズ位置信号を送る。またカメラマイコン３８からタイミング回路４２に電子シャッタ制御値を送ると、ドライバ４３によりＣＣＤ３２の電子シャッタの動作制御が行なわれる。更にカメラマイコン３８の指令によりデジタル信号処理回路３５にてＡＷＢ制御が行なわれる。４４は同期信号発生回路である。
【００２４】
メニュー操作部４５によりメニューを選択すると、モードマイコン４６の指令により、選択したメニューが電子ビューファインダ３６に表示される。また２はアタッチメントである。
【００２５】
＜ホワイトバランス制御の第１例＞
ここでこのビデオカメラで用いるオートホワイトバランス制御の第１例を説明する。積算回路３７は、図２に示すように、撮像画面を６４エリア（８×８）に分け各エリアＡ１ 〜Ａ６４ごとに、赤信号Ｒ，緑信号Ｇ，青信号Ｂ，輝度信号Ｙを積分して赤積分値ＩＲ１ 〜ＩＲ６４，緑積分値ＩＧ１ 〜ＩＧ６４，青積分値ＩＢ１ 〜ＩＢ６４，輝度積分値ＩＹ１ 〜ＩＹ６４を求めて出力する。カメラマイコン３８は、図３に示す動作（詳細は次に述べる）をして、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを求めて出力する。デジタル信号処理回路３５は、赤緑青信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルが等しくなるように、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔのデータに応じて赤信号Ｒのゲイン調整をし、ホワイトバランス制御信号Ｂｃｏｎｔのデータに応じて青信号Ｂのゲイン調整をして、ホワイトバランスをとる。
【００２６】
カメラマイコン３８は、図３に示すように、各エリアＡ１ 〜Ａ６４から得られる輝度積分値ＩＹ１ 〜ＩＹ６４のうち最も大きな（明るい）もの（これをＩＹｍ で示す）を抽出し（ステップ１）、この最大輝度積分値ＩＹｍ とあらかじめ設定した設定値αとを比べる（ステップ２）。設定値αは、白色被写体を撮影したときに１つのエリアから得られる輝度積分値ＩＹよりも若干小さい値としている。
【００２７】
最大輝度積分値ＩＹｍ が設定値αよりも大きいときには、最大輝度積分値ＩＹｍ が得られたエリアに入射した被写体光（画像）を白とみなして、このエリアの白を基準にしてホワイトバランスをとるよう制御する、即ち分割画面積分タイプのホワイトバランス制御をする（ステップ３）。つまり、最大輝度積分値ＩＹｍ が得られたエリアの各色積分値ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを総和した値が、白色を示すものとして、良好なホワイトバランスがとれるようなホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを求めて出力する。つまりステップ５以降の動作をする（詳細は後述）。
【００２８】
アタッチメント２を用いずに通常のビデオ撮影をするときや、アタッチメント２を用いてポジフィルム画像を取り込むときには、上述した制御により良好なホワイトバランス制御ができる。一方、アタッチメント２を用いてネガフィルム画像を取り込むときには、デジタル信号処理回路３５にてネガ・ポジ反転を行うため、ネガフィルム画像上で白とみなした部分を白とするようホワイトバランス制御をする、換言すると実際の被写体の黒（ネガフィルム上では白となる）となる部分を黒とするようホワイトバランス制御をすることになり、同様に良好なホワイトバランス制御ができる。実際の被写体には黒のもの（影や黒髪や土など）が入る確率が高く、ネガフィルム画像の取り込みをするときには、この分割画面積分タイプのホワイトバランスを行う頻度が高くなり、効率よく良好なホワイトバランス制御ができる。
【００２９】
ステップ１にて最大輝度積分値ＩＹｍ が設定値αよりも小さいときには加算画面積分タイプのホワイトバランス制御モードに移行する（ステップ４）。そして各エリア毎に積分値ＩＧに対する積分値ＩＲの比ＩＲ／ＩＧの値と、積分値ＩＧに対する積分値ＩＢの比ＩＢ／ＩＧの値を求める。またカメラマイコン３８には図４に示すような比ＩＲ／ＩＧ，ＩＢ／ＩＧをパラメータとした検出枠Ｋ１ が設定されている。そして各エリアの比ＩＲ／ＩＧ，ＩＢ／ＩＧの組み合わせで検出枠Ｋ１ の内に入るものと外となるものを区別し（ステップ５）、検出枠Ｋ１ 外になるエリアのデータを排除し（ステップ６）、検出枠Ｋ１ 内に入るエリアのデータを選出する（ステップ７）。なお検出枠Ｋ１ はネガ用とポジ用のものをそれぞれ独立に設けてある。このようにすることにより、色が濃いエリアのデータ（ＩＲ，ＩＧ，ＩＢ，ＩＹ）を排除することができる。
【００３０】
次に選出した各エリアの、積分値ＩＲの総和である加算積分値ＡＩＲ、積分値ＩＧの総和である加算積分値ＡＩＧ、積分値ＩＢの総和である加算積分値ＡＩＢを基に、良好なホワイトバランスを得るためのホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの増減方向を決める（ステップ８）。
【００３１】
カメラマイコン３８には、図５に示すように、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔをパラメータとする動作範囲枠Ｋ２ が設定されている。動作範囲枠Ｋ２ はネガ用とポジ用のものをそれぞれ独立に設けてある。カメラマイコン３８は、選出したデータから決めた方向にホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを増減しホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔが動作範囲枠Ｋ２ 内のものであるときにはその制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔをそのまま増減して、デジタル信号処理回路３５にてホワイトバランス制御動作を行なわせる（ステップ９，１０，１１）。一方、例えば図５に示すように、前回の制御周期で実行したホワイトバランス制御信号の値がＲｃｏｎｔ１ ，Ｂｃｏｎｔ１ であったものが、増減により動作範囲枠Ｋ２ に交差したときは、ここでホワイトバランス制御動作を停止する（ステップ９，１０，１２）。
【００３２】
このように加算画面積分タイプのホワイトバランスをとるときには、検出枠Ｋ１ （図４）及び動作範囲枠Ｋ２ （図５）を設けて、極端に色の濃いエリアのデータを除く（検出枠Ｋ１ の効果）と共に、ホワイトバランス制御信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの限界値を定めているので極端なホワイトバランス制御をすることはなく（動作範囲枠Ｋ２ の効果）、単色の被写体（例えば青い空）を撮影してもカラーフェリアを生じることなくホワイトバランス制御をすることができる。
【００３３】
上述したように本実施例のＡＷＢ制御によれば、分割画面積分タイプのホワイトバランス制御と、加算画面積分タイプのホワイトバランス制御を組み合わせてホワイトバランス制御をするため、カラーフェリアなく良好なホワイトバランス制御をすることができる。
【００３４】
＜露出制御の第１例＞
次に実施例のビデオカメラに用いる露出制御の第１例を説明する。積算回路３７は図６に示すように撮像画面を５エリアに分け各エリアａ０ ，ａ１ ，ａ２ ，ａ３ ，ａ４ ごとに輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹ０ 〜ｉＹ４ を求めると共に、全画面に入る輝度信号Ｙを積分して全画面輝度積分値ｉＹを求める。
【００３５】
なおエリアａ０ は上部のエリア、エリアａ４ は下部のエリア、エリアａ３ は左右の２つのエリア、エリアａ１ は中央のエリアである。またエリアａ２ は図７でハッテングで示す四角部分のエリアであり、エリアａ１ と、エリアａ２ の中央とが重複している。
【００３６】
カメラマイコン３８は、輝度積分値ｉＹ０ 〜ｉＹ４ に重み付け係数を乗算し（ただしｉＹ１ に対する重み付け係数が最大で、ｉＹ０ に対する重み付け係数は０）、これらの値から中央重点測光値Ｓｃ を得ると共に、全画面輝度積分値ｉＹから全画面平均測光値Ｓａ を得る。更にエリアａ１ ，ａ２ の輝度積分値ｉＹ１ 〜ｉＹ２ に重み係数を乗算し、これらの値から特殊画像取込用測光値ＳＰＴを得る。
【００３７】
メニュー操作部４５により、アタッチメント２を用いない通常撮影モードや、アタッチメント２を用い横撮影したフィルム画像を取り込む横画像取込モードが選択されているときには、中央重点測光値Ｓｃ を用いて露出制御する。つまりカメラマイコン３８は、中央重点測光値Ｓｃ と目標値との偏差を求め、この偏差が零となるようにアイリスメータ３９を駆動するアイリス操作信号を出力し、アイリス全開でも偏差が零とならない場合にはアナログ処理回路３３にてゲイン調整をする。
【００３８】
なお中央重点測光値Ｓｃ と全画面平均測光値Ｓａ を比べることにより、逆光状態（Ｓｃ ＜Ｓａ のとき）やスポット光状態（Ｓｃ ＞Ｓａ のとき）を判定できるので、状態に応じて逆光補正やスポット光補正をすることがある。この補正の詳細は後述する。
【００３９】
メニュー操作部４５により、アタッチメント２を用いて、パノラマ撮影したフィルム画像を取り込むパノラマ画像取込モードや、縦位置撮影したフィルム画像を取り込む縦画像取込モードが選択されているときには、特殊画像取込用測光値ＳＰＴを用いて露出制御する。パノラマ画像を取り込むときには、図８に示すように、撮像画像のうちエリアＰＰ の位置にパノラマ画像が入り、エリアＸ１ ，Ｘ２ は電気的にマスキングする。縦画像を取り込むときには、図９に示すように、撮像画面のうちエリアＰＴ の位置に縦画像が入り、エリアＸ３ ，Ｘ４ は電気的にマスキングする。
【００４０】
エリアＰＰ とエリアＰＴ が重なる部分はエリアａ２ 及びエリアａ１ であるので、エリアａ１ ，ａ２ から得た輝度積分値ｉＹ１ ，ｉＹ２ を基にした特殊画像取込用測光値ＳＰＴを用いて露出制御をする。このようにすれば画像とは関係のないエリアＸ１ ，Ｘ２ ，Ｘ３ ，Ｘ４ の影響を受けることなく良好な露出制御をすることができる。
【００４１】
＜露出制御の第２例＞
なお、パノラマ画像取込モードのときには、エリアＰＰ の輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹＰ を求め、この値からパノラマ測光値ＳＰ 求め、パノラマ測光値ＳＰ を基に露出制御をするようにしてもよい。縦位置画像取込モードのときには、エリアＰＴ の輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹＴ を求め、この値から縦位置画像測光値ＳＴ を求め、縦位置画像測光値ＳＴ を基に露出補正をするようにしてもよい。
【００４２】
＜ホワイトバランス制御の第２例＞
パノラマ画像取込モード及び縦位置画像取込モードのときには、エリアａ２ のデータ（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｙ）のデータを基にホワイトバランス制御をする。このホワイトバランス制御手法として、前述した「ホワイトバランス制御の第１例」の手法を用いてもよい。
【００４３】
＜露出制御の第３例＞
逆光状態やスポット光状態のときには、カメラマイコン３８により逆光補正やスポット光補正をする。その概要を述べると、逆光補正のときには演算により求めた測光値に、値が１以下の小数の補正量を乗算して補正測光値を求める。補正測光値は前記演算測光値に比べて小さいので、偏差が小さくなってアイリス制御値が小さくなり、アイリスが開き、逆光補正ができる（図１５参照）。またスポット光補正のときには演算により求めた測光値に、値が１以上の補正量を乗算して補正測光値を求める。前記補正測光値は前記演算測光値よりも大きいので、偏差が大きくなりアイリス制御値が大きくなりアイリスが閉まる。
【００４４】
ここでカメラマイコン３８により逆光補正やリミット光補正をするときの演算動作を図１０を基に説明する。まず全画面平均測光値Ｓａ に補正量βとして１を乗算して補正測光値Ｓａｓ（＝Ｓａ ）を求め、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値ＳＣ とを比べ、Ｓａｓ＞Ｓｃ であれば逆光状態と判定し、補正量を１ステップ（例えば０．１）小さくして０．９とする。次に補正量βとして０．９を全画面平均測光値Ｓａ に乗算して得た補正測光値Ｓａｓ（＝０．９Ｓａ ）と中央重点測光値Ｓｃ とを比べＳａｓ＞Ｓｃ であれば、更に補正量βを１ステップ小さくして０．８とする。以降同様にして値を１ステップづつ下げた補正量βを乗算した補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比べ、Ｓａｓ＞Ｓｃ が続く間は補正量βを１ステップづつ下げていき（ただし後述するように下げ限界を定めている）、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比較する。βが下げ限界に達する前にＳａｓ＝Ｓｃ となったり、Ｓａｓが下げ限界に達したら、このときの補正測光値Ｓａｓ（＝β・Ｓａ ：但しβは小数）を基に露出制御をして逆光補正をする。
【００４５】
補正量βの下げ限界値は、図１１に示すように、逆光補正リミット曲線ＬＧ により規定している。この曲線ＬＧ は明るいシーン側に設定しており、１ステップづつ小さくなっていく補正量βは曲線ＬＧ で規定する値よりも小さくなることはできない。
【００４６】
なお下記のエリアａ４ から得た積分値ｉＹ４ が、あらかじめ設定した設定積分値ｉＹＨ よりも高くなったら補正量βの下げ限界を過補正防止逆光補正リミット曲線ＬＧＣに変更する。このようにすると過剰な逆光補正をすることがなくなり、「白飛び」がなくなる。なお積分値ｉＹ４ が設定積分値ｉＹＨ よりも大きくなった場合には、エリアａ４ にて「白飛び」が生じるので、このことを考慮して設定値ｉＹＨ の値を決定している。
【００４７】
一方、全画面平均測光値Ｓａ に補正量βとして１を乗算して補正測光値Ｓａｓ（＝Ｓａ ）を求め、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値ＳＣ とを比べ、Ｓａｓ＜Ｓｃ であればスポット光状態と判定し、補正量を１ステップ（例えば０．１）大きくして１．１とする。次に補正量βとして１．１を全画面平均測光値Ｓａ に乗算して得た補正測光値Ｓａｓ（＝１．１Ｓａ ）と中央重点測光値Ｓｃ とを比べＳａｓ＜Ｓｃ であれば、更に補正量βを１ステップ大きくして１．２とする。以降同様にして値を１ステップづつ上げた補正量βを乗算した補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比べ、Ｓａｓ＜Ｓｃ が続く間は補正量βを１ステップづつ上げていき（ただし後述するように上げ限界を定めている）、補正測光値Ｓａｓと中央重点測光値Ｓｃ とを比較する。βが上げ限界に達する前にＳａｓ＝Ｓｃ となったり、Ｓａｓが上げ限界に達したら、このときの補正測光値Ｓａｓ（＝β・Ｓａ ：但しβは１以上の値）を基に露出制御をして逆光補正をする。
【００４８】
補正量βの上げ限界値は、図１１に示すように、スポット光補正リミット曲線ＬＳ により規定している。この曲線ＬＳ は暗いシーン側に設定しており、１ステップづつ大きくなっていく補正量βは曲線ＬＳ で規定する値よりも大きくなることはできない。
【００４９】
なお各エリアａ０ ，ａ１ ，ａ２ ，ａ３ ，ａ４ から得た積分値ｉＹ０ ，ｉＹ１ ，ｉＹ２ ，ｉＹ３ ，ｉＹ４ のいずれかが、あらかじめ設定した設定積分値ｉＹＬ よりも小さくなったら補正量βの下げ限界を過補正防止スポット光補正リミット曲線ＬＳＣに変更する。このようにすると過剰なスポット光補正をすることがなくなり、「黒潰れ」がなくなる。なお積分値ｉＹ０ 〜ｉＹ４ のいずれかが設定積分値ｉＹＬ よりも小さくなった場合には、そのエリアにて「黒潰れ」が生じるので、このことを考慮して設定値ｉＹＬ の値を決定している。
【００５０】
＜露出制御の第４例＞
次に露出制御の第４例を説明する。積算回路３７は図２に示すように、撮像画面を６４エリア（８×８）に分け各エリアＡ１ 〜Ａ６４の輝度信号Ｙを積分して輝度積分値ｉＹ１ 〜ｉＹ６４を求めると共に、全画面に入る輝度信号Ｙを積分して全画面輝度積分値ｉＹを求める。
【００５１】
カメラマイコン３８は、輝度積分値ｉＹ１ 〜ｉＹ６４のうち最大の最大輝度積分値ｉＹｍａｘ と最小の最小輝度積分値ｉＹｍｉｎ を抽出すると共に、全画面輝度積分値ｉＹから全画面平均測光値Ｓａ を求める。そしてこの測光値Ｓａ を基に露出補正をする（図１５参照）。またカメラマイコン３８には、白飛び防止設定値ＸＨ （この値は白飛びが生じたときの１つのエリアの輝度積分値よりやや小さくしている）と、黒潰れ防止設定値ＸＬ （この値は黒潰れが生じたときの１つのエリアの輝度積分値よりやや大きくしている）が設定されている。
【００５２】
カメラマイコン３８は、図１２に示すように、最大輝度積分値ｉＹｍａｘ が白飛び防止設定値ＸＨ よりも大きいときには露出制御の目標値を１ステップ下げる。目標値が小さくなると、偏差及びアイリス制御値が大きくなりアイリスがその分だけ閉じる。目標を１ステップ下げてもｉＹｍａｘ ＞ＸＨ であるときには、更に目標値を１ステップ下げてアイリスを閉める。ｉＹｍａｘ ＞ＸＨ の条件が成立しなくなったら目標値を固定する。このようにｉＹｍａｘ ＞ＸＨ の状態のときには白飛びが生じやすいので、目標値を小さくしていき、アイリスを閉めて白飛びの発生を防止できる。
【００５３】
カメラマイコン３８は、図１３に示すように、最小輝度積分値ｉＹｍｉｎ が黒潰れ防止設定値よりも小さいときには露出制御の目標値を１ステップ上げる。目標値が大きくなると、偏差及びアイリス制御値が小さくなりアイリスがその分だけ開く。目標を１ステップ上げてもｉＹｍｉｎ ＜ＸＬ であるときには、更に目標値を１ステップ上げてアイリスを開ける。ｉＹｍｉｎ ＜ＸＬ の条件が成立しなくなったら目標値を固定する。このようにｉＹｍｉｎ ＜ＸＬ の状態のときには黒潰れが生じやすいので、目標値を大きくしていき、アイリスを開けて黒潰れの発生を防止できる。
【００５４】
このように目標値を増減させることによって、白飛びや黒潰れの発生を防止しつつ、露出制御をすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１，２の発明では、補正リミットを可変にすることにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正ができる。
【００５６】
請求項３，４の発明では、目標値を上下することにより、白飛びや黒潰れなく逆光補正やスポット光補正ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に用いるビデオカメラの撮像系を示すブロック図。
【図２】 撮像画面の６４エリア分割例を示す説明図。
【図３】 ホワイトバランス制御の第１例を示すフロー図。
【図４】 ホワイトバランス制御の第１例における検出枠を示す特性図。
【図５】 ホワイトバランス制御の第１例における動作範囲枠を示す特性図。
【図６】 撮像画面の５エリア分割例を示す説明図。
【図７】 分割エリアを示す説明図。
【図８】 パノラマ画像の取り込み位置を示す説明図。
【図９】 縦画像の取り込み位置を示す説明図。
【図１０】 逆光補正及びスポット光補正の演算手法を示す説明図。
【図１１】 補正リミット曲線を示す特性図。
【図１２】 白飛び防止動作を示すフロー図。
【図１３】 黒潰れ防止動作を示すフロー図。
【図１４】 ビデオカメラとアタッチメントを示す斜視図。
【図１５】 露出制御動作を示すフロー図。
【符号の説明】
１ ビデオカメラ
２ アタッチメント
３ フィルムキャリア
４ フィルム
３１ レンズ
３２ ＣＣＤ
３３ アナログ処理回路
３４ Ａ／Ｄ変換器
３５ デジタル信号処理回路
３６ 電子ビューファインダ
３７ 積算回路
３８ カメラマイコン
３９ アイリスメータ
４０ フォーカスドライバ
４１ ズームドライバ
４２ タイミング回路
４３ ドライバ
４４ 同期信号発生回路
４５ メニュー操作部
４６ モードマイコン
４７ Ｄ／Ａ変換器
Claims (4)
- 撮影して得た輝度信号を積分して輝度積分値を求め、この輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、逆光撮影時には値が１以下の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求めると共にスポット光撮影時には値が１以上の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求め、更に補正測光値と、あらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
撮像画面を複数に分割した各エリアの輝度積分値のうち、あらかじめ設定したエリアの輝度積分値があらかじめ設定した値よりも大きくなったら、逆光撮影時での前記補正量の限界値を大きくして１に近い方にずらすことを特徴とするカメラの露出制御方法。 - 撮影して得た輝度信号を積分して輝度積分値を求め、この輝度積分値をエリア面積で正規化して測光量を求め、逆光撮影時には値が１以下の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求めると共にスポット光撮影時には値が１以上の補正量を前記測光値に乗算して補正測光値を求め、更に補正測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
撮像画面を複数に分割した各エリアの輝度積分値のうち、あらかじめ設定したエリアの輝度積分値があらかじめ設定した値よりも小さくなったら、スポット光撮影時での前記補正量の限界値を小さくして１に近い方にずらすことを特徴とするカメラの露出制御方法。 - 撮像画面を多数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号を積分して輝度積分値を求め、輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、更に測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
前記輝度積分値のうち最も大きい輝度積分値が、あらかじめ決めた設定値よりも大きいときには、最大の輝度積分値が前記設定値よりも小さくなるまで、前記目標値を段階状に下げていくことを特徴とするカメラの露出制御方法。 - 撮像画面を多数のエリアに分割し、各エリア毎に輝度信号を積分して輝度積分値を求め、輝度積分値をエリア面積で正規化して測光値を求め、更に測光値とあらかじめ設定した目標値との偏差を求め、この偏差が零となるように露出制御をするカメラにおいて、
前記輝度積分値のうち最も小さい輝度積分値が、あらかじめ決めた設定値よりも小さいときには、最小の輝度積分値が前記設定値よりも大きくなるまで、前記目標値を段階状に上げていくことを特徴とするカメラの露出制御方法。
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