JP4280365B2 - 撮像方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラ等の撮像装置においては、自動露出制御のための自動露出制御手段が提案されている。一般的にこの種の自動露出制御手段は、映像信号を検波し、絞りやアンプゲイン、露光時間等を制御するものである。
【０００３】
以下、従来の撮像装置について、図６を用いて説明する。
【０００４】
図６は、従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。同図において、６０１は結像用レンズ、６０２は露出制御のための絞り、６０３は入射した光を光電変換する撮像素子、６０４はゲインコントロールアンプ、６０５は後述するクランプ基準値にオプチカルブラック（以下、ＯＢと記述する）部分をクランプするためのＯＢクランプ回路、６０６はアパーチャ処理回路、ホワイトバランス処理回路、ガンマ処理回路及びエンコーダ処理回路等を含む信号処理回路、６０７はＯＢクランプの基準値を与えるクランプ基準値回路、６０８は中央重点平均回路、６０９は露出制御回路、６１０は絞り６０２を駆動する絞り駆動回路である。
【０００５】
そして、結像用レンズ６０１を通った入射光は、絞り６０２で露光量を調節された上で撮像素子６０３に結像される。この撮像素子６０３で光電変換された映像信号は、ゲインコントロールアンプ６０４によって増幅され、ＯＢクランプ回路６０５に供給される。このＯＢクランプ回路６０５は、映像信号のＯＢレベルとクランプ基準値回路６０７から与えられるクランプ基準レベルとを比較して、両者が一致するようなオフセット量を演算し、映像信号のクランプ処理を行う。クランプされた映像信号は、信号処理回路６０６に供給され、この信号処理回路６０６でアパーチャ処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理及びエンコーダ処理等を施された後、図示しない記録装置等に出力される。また、クランプされた映像信号は、露出制御のために中央重点平均回路６０８で検波される。この中央重点平均回路６０８は、画像の中央部分と全面とに分けてサンプリングし、中央部分に重みを付けた加重平均で被写体の映像信号レベルとして検出する。露出制御回路６０９は、中央重点平均回路６０８から供給された映像信号レベルが適正レベルとなるように絞り駆動回路６１０を介して絞り６０２を駆動する。このようにして映像信号レベルがフィードバック制御されることにより自動露出制御が行われ、適正なレベルの映像信号を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例にあっては、被写体の条件として、天候が悪かったり、日陰になった被写体等を撮影した場合に充分なコントラストを得ることができず、色の彩度も低くなってしまう場合があった。
【０００７】
上述したような被写体を撮影した場合、アベレージピクチャーレベル（以下、ＡＰＬと記述する）と高輝度部との輝度差が小さいため、ＡＰＬが適正露出になるような露出制御を行うと、高輝度部の信号レベルが低めに制御されてしまう。また、単純に高輝度部の信号レベルを高くするような制御を行うと、全体的に明るめの制御になってしまう。
【０００８】
また、デジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰと記述する）を用いた画像処理やパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記述する）に取り込んだ後のソフトウエアによる画像処理によってコントラストレベルを最適化する手段は提案されているが、ガンマ処理等で画像情報が圧縮された後では画像の劣化は避けられない。
【０００９】
本発明は上述した従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮影時の被写体の条件に拘らず適切な露出制御を行い、常にコントラストレベルが高く、画像劣化のない映像信号が得られる撮像方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像方法は、被写体の映像信号を検出し、当該検出された映像信号のレベルが適正レベルとなるように絞りを制御する自動露出制御を行う露出制御工程と、撮像素子からの出力信号中のオプチカルブラック部分に相当する信号成分のレベルを検出し且つクランプ基準レベルに撮像信号の出力信号をクランプするクランプ工程と、前記撮像素子からの出力信号中のコントラストレベルを検出するコントラストレベル検出工程とを具備し、前記クランプ工程は、前記コントラストレベル検出工程により検出された前記コントラストレベルが第１のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを第１のクランプ基準レベルにするとともに、前記コントラストレベルが前記第１のレベルよりも低い第２のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを前記第１のクランプ基準レベルよりも低い第２のクランプ基準レベルとすることで、前記露出制御工程において前記絞りが前記第１のクランプ基準レベルの場合よりも開くようにすることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の撮像装置は、被写体の映像信号を検出し、当該検出された映像信号のレベルが適正レベルとなるように絞りを制御する自動露出制御を行う露出制御手段と、撮像素子からの出力信号中のオプチカルブラック部分に相当する信号成分のレベルを検出し且つクランプ基準レベルに撮像素子からの出力信号をクランプするクランプ手段と、前記撮像素子からの出力信号中のコントラストレベルを検出するコントラストレベル検出手段とを具備し、前記クランプ手段は、前記コントラストレベル検出手段により検出された前記コントラストレベルが第１のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを第１のクランプ基準レベルにするとともに、前記コントラストレベルが前記第１のレベルよりも低い第２のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを前記第１のクランプ基準レベルよりも低い第２のクランプ基準レベルとすることで、前記露出制御手段により前記絞りが前記第１のクランプ基準レベルの場合よりも開くようにすることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の撮像装置は、請求項２記載の撮像装置において、前記露出制御手段は、撮像信号の出力信号中の輝度信号をサンプリングし且つ領域に応じて加重平均した情報に基づいて露出を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の撮像装置は、請求項２又は３記載の撮像装置において、前記コントラストレベル検出手段は、画像を複数の領域に分割してサンプリングして積分する画面分割積分手段と、画面中の分割積分データが最大の領域のピークデータと最小の領域のダークピークデータとを検出して出力するピーク検出手段と、前記ピークデータから前記ダークピークデータを減算しコントラストレベルとして出力する演算手段とからなることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の撮像装置は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置において、基準コントラストレベルを発生する基準コントラストレベル発生手段を具備し、前記クランプ基準レベル制御手段は、前記コントラストレベルが前記基準コントラストレベルよりも低い場合に、前記コントラストレベルと前記基準コントラストレベルとの差の所定値だけ前記クランプ基準レベルを低くすることを特徴とする。
【００２１】
また、上記目的を達成するために請求項６記載の撮像装置は、請求項５記載の撮像装置において、前記所定値は１／２であることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の撮像装置は、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記クランプ基準レベル制御手段は、前記ダークピークと前記オプチカルブラックとの差よりも前記クランプ基準レベルの補正量を大きくしないことを特徴とする。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を図面に基づき説明する。
【００５８】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図３に基づき説明する。
【００５９】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。同図において、１０１は結像用レンズ、１０２は露出制御のための絞り、１０３は入射した光を光電変換する撮像素子、１０４はゲインコントロールアンプ、１０５は後述するクランプ基準値にオプチカルブラック（以下、ＯＢと記述する）部分をクランプするためのＯＢクランプ回路、１０６はアパーチャ処理回路、ホワイトバランス処理回路、ガンマ処理回路及びエンコーダ処理回路等を含む信号処理回路、１０７はＯＢクランプの基準値を与えるクランプ基準値回路、１０８は中央重点平均回路、１０９は露出制御回路、１１０は絞り１０２を駆動する絞り駆動回路である。
【００６０】
１１１は映像信号中の輝度ピークレベルを検出するピーク検出回路、１１２は映像信号中の輝度ダークピークレベルを検出するダークピーク検出回路、１１３はピークレベルとダークピークレベルとの差を演算する減算器、１１４は減算器１１３の出力であるピークレベルとダークピークレベルとの差によってクランプ基準レベルを制御するクランプ基準レベル制御回路である。
【００６１】
そして、結像用レンズ１０１を通った入射光は、絞り１０２で露光量を調節された上で撮像素子１０３に結像される。この撮像素子１０３で光電変換された映像信号は、ゲインコントロールアンプ１０４によって増幅され、ＯＢクランプ回路１０５に供給される。このＯＢクランプ回路１０５は、映像信号のＯＢレベルとクランプ基準値回路１０７から与えられるクランプ基準レベルとを比較して、両者が一致するようなオフセット量を演算し、映像信号のクランプ処理を行う。クランプされた映像信号は、信号処理回路１０６に供給され、この信号処理回路１０６でアパーチャ処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理及びエンコーダ処理等を施された後、図示しない記録装置等に出力される。また、クランプされた映像信号は、露出制御のために中央重点平均回路１０８で検波される。この中央重点平均回路１０８は、画像の中央部分と全面とに分けてサンプリングし、中央部分に重みを付けた加重平均で被写体の映像信号レベルとして検出する。露出制御回路１０９は、中央重点平均回路１０８から供給された映像信号レベルが適正レベルとなるように絞り駆動回路１１０を介して絞り１０２を駆動する。このようにして映像信号レベルがフィードバック制御されることにより自動露出制御が行われ、適正なレベルの映像信号を得ることができる。
【００６２】
一方、ＯＢクランプ回路１０５でクランプされた映像信号は、ピーク検出回路１１１及びダークピーク検出回路１１２にも入力される。ピーク検出回路１１１は映像信号中の高輝度部分の信号レベルを検波して出力する。また、ダークピーク検出回路１１２は映像信号中の低輝度部分の信号レベルを検波して出力する。ピーク検出回路１１１及びダークピーク検出回路１１２の双方の出力は減算器１１３で信号レベルの差として出力され、この出力がコントラストレベルとして採用される。減算器１１３から出力されたコントラストレベルはクランプ基準レベル制御回路１１４に入力される。このクランプ基準レベル制御回路１１４は、入力されたコントラストレベルに応じてクランプ基準レベルを制御する。
【００６３】
図７及び図８は、上述した従来の撮像装置における映像信号レベルの処理過程を説明するための図である。従来の撮像装置の場合、高コントラストの被写体を撮影すると、図７に示すように露出制御が行われる。図７（ａ）の被写体を撮影するとしかしながら、低コントラストの被写体を撮影すると、図８に示すように露出制御が行われる。図８（ａ）の被写体を撮影すると図８（ｂ）の映像信号が出力される。図８（ｂ）は平均値こそ目標レベルになるが、ピーク値が図７（ｂ）に比べて低いため、コントラトの向上を望めない。
【００６４】
図２及び図２は、本実施の形態に係る撮像装置における映像信号レベルの処理過程を説明するための図である。本実施の形態に係る撮像装置では、コントラトレベルが比較的小さい場合、ＯＢのクランプレベルがペデスタルレベルよりも低くなるようにクランプ基準レベルを制御する。高コントラストの被写体を撮影すると、図２に示すように露出制御が行われる。図２（ａ）の被写体を撮影すると中央重点平均レベルが目標値に達するように絞り１０１が調整され、図２（ｂ）の映像信号が出力される。図２（ｂ）のコントラストレベルの場合、クランプ基準レベルはペデスタルレベルと同じに保たれる。この被写体の場合は、従来例の図７（ｂ）と同様の映像信号が出力される。
【００６５】
一方、低コントラストの被写体を撮影すると、図３に示すように露出制御が行われる。図３（ａ）は従来例の図８（ａ）と同じ被写体である。
【００６６】
まず、露出制御の結果、図３（ｂ）の映像信号が出力される。図３（ｂ）は平均値こそ目標レベルになるが、ピーク値が図２（ｂ）に比べて低いため、コントラストレベルが図２（ｂ）に対して小さくなる。そこで、クランプ基準レベル制御回路１１４では、図３中αだけペデスタルレベルよりも低くなるようにクランプ基準レベルを制御する。その結果、図３（ｃ）に示す映像となる。この映像の場合、中央重点平均値が図３（ｂ）に比べて低くなるため、再度露出制御が行われて絞り１０１が開き入射光量が増加し、図３（ｄ）に示す映像信号が出力される。この映像はコントラストレベルが改善され、それによって色信号の彩度も改善される。
【００６７】
次に、クランプ基準レベル制御回路１１４のオフセット量演算の一例について説明する。絞り１０１を開いてＡＰＬが上昇した場合、コントラストレベルはＡＰＬの上昇分の２倍上昇することになるため、結果的にコントラスト上昇量の１／２だけクランプレベルを下げればＡＰＬは標準レベルになる。即ち、理想的なコントラストレベルを基準コントラスト値としたとき、クランプ基準レベルオフセット量αの最適値は、下記（１）式により求められる。
【００６８】
基準コントラスト値＞コントラストレベルのとき
α＝（基準コントラスト値−コントラストレベル）／２ … （１）
ところで、ダークピーク値が比較的低い場合、クランプ基準レベルを低くしすぎると、ダークピークがペデスタルレベルよりも低くなってしまう場合が考えられる。この状態を回避するためには、上記（１）式の演算に対して更に下記（２）式の条件を加えることが必要になる。
【００６９】
ダークピーク値＞ペデスタルレベル … （２）
上記（２）式の条件を加えることにより、ダークピーク部が黒つぶれを起こすことが回避される。このようにクランプ基準レベルを求めることにより、最適なクランプ基準レベルを求めることができる。
【００７０】
本実施の形態の特徴は、クランプ基準レベルの制御ループが露出制御ループの中にあるところであり、このためにクランプ基準レベルを変化させるだけで、露出制御は上述した従来例と同様に自動的に行われることになる。
【００７１】
このようにピーク値とダークピーク値との差によってＯＢクランプの基準レベルを変化させることにより、低コントラストの被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となる。
【００７２】
また、ＤＳＰを用いた画像処理やＰＣに取り込んだ後のソフトウエアによる画像処理によってコントラストレベルを最適化する手段は従来から提案されているが、ガンマ処理等で画像情報が圧縮された後では画像の劣化は避けられない。
【００７３】
これに対して、本実施の形態に係る撮像装置では、撮像信号の処理の中でも限りなく上流で映像信号の補正を行うところに意義があり、本実施の形態に係る撮像装置によれば、ガンマ処理やニー処理を行う以前の段階で補正を行うことによって、画像の劣化がない処理が可能となっている。
【００７４】
本実施の形態に係る撮像装置におけるコントラストレベルの検出は、画像中の輝度ピークとダークピークとの差から求めたが、これに限られるものではなく別の検出方法を用いても良い。また、本実施の形態に係る撮像装置における露出制御は、光学絞りで行ったが、これに限られるものではなく、ゲインコントロールアンプや電子シャッター等の露出制御手段を用いても良い。
【００７５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図４及び図５に基づき説明する。
【００７６】
図４は、本実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。同図において、４０１は結像用レンズ、４０２は露出制御のための絞り、４０３は入射した光を光電変換する撮像素子、４０４はゲインコントロールアンプ、４０５は後述するクランプ基準値にオプチカルブラック（以下、ＯＢと記述する）部分をクランプするためのＯＢクランプ回路、４０６はアパーチャ処理回路、ホワイトバランス処理回路、ガンマ処理回路及びエンコーダ処理回路等を含む信号処理回路、４０７はＯＢクランプの基準値を与えるクランプ基準値回路、４０８は中央重点平均回路、４０９は露出制御回路、４１０は絞り４０２を駆動する絞り駆動回路である。
【００７７】
４１１は映像信号中の輝度ピークレベルを検出するピーク検出回路、４１２は映像信号中の輝度ダークピークレベルを検出するダークピーク検出回路、４１３はピークレベルとダークピークレベルとの差を演算する減算器、４１４は減算器４１３の出力であるピークレベルとダークピークレベルとの差によってクランプ基準レベルを制御するクランプ基準レベル制御回路、４１５は減算器４１３の出力であるピークレベルとダークピークレベルとの差によって露出目標レベルを制御する露出目標レベル制御回路である。
【００７８】
そして、結像用レンズ４０１を通った入射光は、絞り４０２で露光量を調節された上で撮像素子４０３に結像される。この撮像素子４０３で光電変換された映像信号は、ゲインコントロールアンプ４０４によって増幅され、ＯＢクランプ回路４０５に供給される。このＯＢクランプ回路４０５は、映像信号のＯＢレベルとクランプ基準値回路４０７から与えられるクランプ基準レベルとを比較して、両者が一致するようなオフセット量を演算し、映像信号のクランプ処理を行う。クランプされた映像信号は、信号処理回路４０６に供給され、この信号処理回路４０６でアパーチャ処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理及びエンコーダ処理等を施された後、図示しない記録装置等に出力される。
【００７９】
また、ゲインコントロールアンプ４０４によって増幅された映像信号は露出制御のために中央重点平均回路４０８で検波される。中央重点平均回路４０８は画像の中央部分と全面とに分けてサンプリングし、中央部分に重みを付けた加重平均で被写体の映像信号レベルとして検出する。露出制御回路４０９は、中央重点平均回路４０８から供給された映像信号レベルが露出目標レベルとなるように絞り駆動回路４１０を介して絞り４０２を駆動する。このようにして映像信号レベルがフィードバック制御されることにより自動露出制御が行われ、適正なレベルの映像信号を得ることができる。
【００８０】
一方、ＯＢクランプ回路４０５でクランプされた映像信号は、ピーク検出回路４１１及びダークピーク検出回路４１２にも入力される。ピーク検出回路４１１は映像信号中の高輝度部分の信号レベルを検波して出力する。また、ダークピーク検出回路４１２は映像信号中の低輝度部分の信号レベルを検波して出力する。ピーク検出回路４１１及びダークピーク検出回路４１２の双方の出力は減算器４１３で信号レベルの差として出力され、この出力がコントラストレベルとして採用される。減算器４１３から出力されたコントラストレベルはクランプ基準レベル制御回路４１４に入力される。このクランプ基準レベル制御回路４１４は、入力されたコントラストレベルに応じてクランプ基準レベルを制御する。また、減算器４１３から出力されたコントラストレベルは露出目標レベル制御回路４１５にも供給される。この露出目標レベル制御回路４１５は入力されたコントラストレベルに応じて露出目標レベルを制御する。
【００８１】
図５は、本実施の形態に係る撮像装置における映像信号レベルの処理過程を説明するための図である。本実施の形態に係る撮像装置では、コントラトレベルが比較的小さい場合、ＯＢのクランプレベルがペデスタルレベルよりも低くなるようにクランプ基準レベルを制御すると同時に、高コントラストの被写体を露出目標レベルを高くして、クランプレベルが下がった量だけ映像信号レベルを高くするように制御する。
【００８２】
低コントラストの被写体を撮影すると図５に示すように露出制御が行われる。図５（ａ）は上述した従来例の図８（ａ）と同じ被写体である。
【００８３】
まず、露出制御の結果、図５（ｂ）の映像信号が出力される。図５（ｂ）は平均値こそ目標レベルになるが、ピーク値が上述した従来例の図７（ｂ）に比べて低いため、コントラストレベルが図７（ｂ）に対して小さくなる。露出目標レベル制御回路４１５は、コントラストレベルが小さいため露出目標レベルを高めに設定し、再度露出制御を行った結果、図５（ｃ）の映像信号が出力される。
【００８４】
ここで、クランプ基準レベル制御回路４１４ではコントラストレベルが小さいため、図５中αだけペデスタルレベルよりも低くクランプ基準レベルを制御し、その結果、図５（ｄ）の映像信号が出力される。この映像はコントラストレベルが改善され、また、絞り４０１が開くことにより入射光量が増加し、それによって色信号の彩度も改善される。
【００８５】
さて、ここで、本実施の形態に係る撮像装置におけるクランプ基準レベル制御回路４１４のオフセット量演算は、上述した第１の実施の形態と同様に、上記（１）式及び（２）式の条件からクランプ基準レベルを求めることにより、最適なクランプ基準レベルを求めることができる。
【００８６】
このようにピーク値とダークピーク値との差によってＯＢクランプの基準レベルを変化させると共に、露出制御の目標値も変化させることにより、低コントラストの被写体を撮影した場合でも適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能になる。
【００８７】
また、ＤＳＰを用いた画像処理やＰＣに取り込んだ後のソフトウエアによる画像処理によってコントラストレベルを最適化する手段は従来から提案されているが、ガンマ処理等で画像情報が圧縮された後では画像の劣化は避けられない。
【００８８】
これに対して、本実施の形態に係る撮像装置では、撮像信号の処理の中でも限りなく上流で映像信号の補正を行うところに意義があり、本実施の形態に係る撮像装置によれば、ガンマ処理やニー処理を行う以前の段階で補正を行うことによって、画像の劣化がない処理が可能となっている。
【００８９】
本実施の形態に係る撮像装置におけるコントラストレベルの検出は、画像中の輝度ピークとダークピークとの差から求めたが、これに限られるものではなく別の検出方法を用いても良い。また、本実施の形態に係る撮像装置における露出制御は、光学絞りで行ったが、これに限られるものではなく、ゲインコントロールアンプや電子シャッター等の露出制御手段を用いても良い。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の請求項１の撮像方法及び請求項２の撮像装置によれば、コントラストレベルに応じてＯＢクランプのレベルを制御することができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９１】
また、本発明の請求項３の撮像装置によれば、撮像信号の出力信号中の輝度信号をサンプリングし且つ領域に応じて加重平均した情報に基づいて露出制御が行われるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、ＯＢクランプレベルを制御するだけで適正な露出量で十分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９２】
また、本発明の請求項４の撮像装置によれば、輝度信号のピーク値とダークピークとからコントラストレベルを検出することにより、ＯＢクランプレベルを制御することができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９３】
また、本発明の請求項５，６の撮像装置によれば、コントラストレベルと基準コントラストレベルとの差からＯＢクランプレベルの最適レベルを演算することができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９４】
また、本発明の請求項７の撮像装置によれば、ＯＢクランプレベルを変化させた場合の黒つぶれを防ぐことができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における高コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における低コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置における低コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図６】従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の撮像装置における高コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図８】従来の撮像装置における低コントラスト映像の制御例を示す図である。
【符号の説明】
１０１ レンズ
１０２ 絞り
１０３ 撮像素子
１０４ アンプ
１０５ クランプ回路
１０６ 信号処理回路
１０７ クランプ基準値回路
１０８ 中央重点平均回路
１０９ 露出制御回路
１１０ 絞り駆動回路
１１１ ピーク検出回路
１１２ ダークピーク検出回路
１１３ 減算器
１１４ クランプ基準レベル制御回路
４０１ レンズ
４０２ 絞り
４０３ 撮像素子
４０４ アンプ
４０５ クランプ回路
４０６ 信号処理回路
４０７ クランプ基準値回路
４０８ 中央重点平均回路
４０９ 露出制御回路
４１０ 絞り駆動回路
４１１ ピーク検出回路
４１２ ダークピーク検出回路
４１３ 減算器
４１４ クランプ基準レベル制御回路
４１５ 露出目標レベル制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラ等の撮像装置においては、自動露出制御のための自動露出制御手段が提案されている。一般的にこの種の自動露出制御手段は、映像信号を検波し、絞りやアンプゲイン、露光時間等を制御するものである。
【０００３】
以下、従来の撮像装置について、図６を用いて説明する。
【０００４】
図６は、従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。同図において、６０１は結像用レンズ、６０２は露出制御のための絞り、６０３は入射した光を光電変換する撮像素子、６０４はゲインコントロールアンプ、６０５は後述するクランプ基準値にオプチカルブラック（以下、ＯＢと記述する）部分をクランプするためのＯＢクランプ回路、６０６はアパーチャ処理回路、ホワイトバランス処理回路、ガンマ処理回路及びエンコーダ処理回路等を含む信号処理回路、６０７はＯＢクランプの基準値を与えるクランプ基準値回路、６０８は中央重点平均回路、６０９は露出制御回路、６１０は絞り６０２を駆動する絞り駆動回路である。
【０００５】
そして、結像用レンズ６０１を通った入射光は、絞り６０２で露光量を調節された上で撮像素子６０３に結像される。この撮像素子６０３で光電変換された映像信号は、ゲインコントロールアンプ６０４によって増幅され、ＯＢクランプ回路６０５に供給される。このＯＢクランプ回路６０５は、映像信号のＯＢレベルとクランプ基準値回路６０７から与えられるクランプ基準レベルとを比較して、両者が一致するようなオフセット量を演算し、映像信号のクランプ処理を行う。クランプされた映像信号は、信号処理回路６０６に供給され、この信号処理回路６０６でアパーチャ処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理及びエンコーダ処理等を施された後、図示しない記録装置等に出力される。また、クランプされた映像信号は、露出制御のために中央重点平均回路６０８で検波される。この中央重点平均回路６０８は、画像の中央部分と全面とに分けてサンプリングし、中央部分に重みを付けた加重平均で被写体の映像信号レベルとして検出する。露出制御回路６０９は、中央重点平均回路６０８から供給された映像信号レベルが適正レベルとなるように絞り駆動回路６１０を介して絞り６０２を駆動する。このようにして映像信号レベルがフィードバック制御されることにより自動露出制御が行われ、適正なレベルの映像信号を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例にあっては、被写体の条件として、天候が悪かったり、日陰になった被写体等を撮影した場合に充分なコントラストを得ることができず、色の彩度も低くなってしまう場合があった。
【０００７】
上述したような被写体を撮影した場合、アベレージピクチャーレベル（以下、ＡＰＬと記述する）と高輝度部との輝度差が小さいため、ＡＰＬが適正露出になるような露出制御を行うと、高輝度部の信号レベルが低めに制御されてしまう。また、単純に高輝度部の信号レベルを高くするような制御を行うと、全体的に明るめの制御になってしまう。
【０００８】
また、デジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰと記述する）を用いた画像処理やパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記述する）に取り込んだ後のソフトウエアによる画像処理によってコントラストレベルを最適化する手段は提案されているが、ガンマ処理等で画像情報が圧縮された後では画像の劣化は避けられない。
【０００９】
本発明は上述した従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮影時の被写体の条件に拘らず適切な露出制御を行い、常にコントラストレベルが高く、画像劣化のない映像信号が得られる撮像方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像方法は、被写体の映像信号を検出し、当該検出された映像信号のレベルが適正レベルとなるように絞りを制御する自動露出制御を行う露出制御工程と、撮像素子からの出力信号中のオプチカルブラック部分に相当する信号成分のレベルを検出し且つクランプ基準レベルに撮像信号の出力信号をクランプするクランプ工程と、前記撮像素子からの出力信号中のコントラストレベルを検出するコントラストレベル検出工程とを具備し、前記クランプ工程は、前記コントラストレベル検出工程により検出された前記コントラストレベルが第１のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを第１のクランプ基準レベルにするとともに、前記コントラストレベルが前記第１のレベルよりも低い第２のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを前記第１のクランプ基準レベルよりも低い第２のクランプ基準レベルとすることで、前記露出制御工程において前記絞りが前記第１のクランプ基準レベルの場合よりも開くようにすることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の撮像装置は、被写体の映像信号を検出し、当該検出された映像信号のレベルが適正レベルとなるように絞りを制御する自動露出制御を行う露出制御手段と、撮像素子からの出力信号中のオプチカルブラック部分に相当する信号成分のレベルを検出し且つクランプ基準レベルに撮像素子からの出力信号をクランプするクランプ手段と、前記撮像素子からの出力信号中のコントラストレベルを検出するコントラストレベル検出手段とを具備し、前記クランプ手段は、前記コントラストレベル検出手段により検出された前記コントラストレベルが第１のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを第１のクランプ基準レベルにするとともに、前記コントラストレベルが前記第１のレベルよりも低い第２のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを前記第１のクランプ基準レベルよりも低い第２のクランプ基準レベルとすることで、前記露出制御手段により前記絞りが前記第１のクランプ基準レベルの場合よりも開くようにすることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の撮像装置は、請求項２記載の撮像装置において、前記露出制御手段は、撮像信号の出力信号中の輝度信号をサンプリングし且つ領域に応じて加重平均した情報に基づいて露出を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の撮像装置は、請求項２又は３記載の撮像装置において、前記コントラストレベル検出手段は、画像を複数の領域に分割してサンプリングして積分する画面分割積分手段と、画面中の分割積分データが最大の領域のピークデータと最小の領域のダークピークデータとを検出して出力するピーク検出手段と、前記ピークデータから前記ダークピークデータを減算しコントラストレベルとして出力する演算手段とからなることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の撮像装置は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置において、基準コントラストレベルを発生する基準コントラストレベル発生手段を具備し、前記クランプ基準レベル制御手段は、前記コントラストレベルが前記基準コントラストレベルよりも低い場合に、前記コントラストレベルと前記基準コントラストレベルとの差の所定値だけ前記クランプ基準レベルを低くすることを特徴とする。
【００２１】
また、上記目的を達成するために請求項６記載の撮像装置は、請求項５記載の撮像装置において、前記所定値は１／２であることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の撮像装置は、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記クランプ基準レベル制御手段は、前記ダークピークと前記オプチカルブラックとの差よりも前記クランプ基準レベルの補正量を大きくしないことを特徴とする。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を図面に基づき説明する。
【００５８】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図３に基づき説明する。
【００５９】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。同図において、１０１は結像用レンズ、１０２は露出制御のための絞り、１０３は入射した光を光電変換する撮像素子、１０４はゲインコントロールアンプ、１０５は後述するクランプ基準値にオプチカルブラック（以下、ＯＢと記述する）部分をクランプするためのＯＢクランプ回路、１０６はアパーチャ処理回路、ホワイトバランス処理回路、ガンマ処理回路及びエンコーダ処理回路等を含む信号処理回路、１０７はＯＢクランプの基準値を与えるクランプ基準値回路、１０８は中央重点平均回路、１０９は露出制御回路、１１０は絞り１０２を駆動する絞り駆動回路である。
【００６０】
１１１は映像信号中の輝度ピークレベルを検出するピーク検出回路、１１２は映像信号中の輝度ダークピークレベルを検出するダークピーク検出回路、１１３はピークレベルとダークピークレベルとの差を演算する減算器、１１４は減算器１１３の出力であるピークレベルとダークピークレベルとの差によってクランプ基準レベルを制御するクランプ基準レベル制御回路である。
【００６１】
そして、結像用レンズ１０１を通った入射光は、絞り１０２で露光量を調節された上で撮像素子１０３に結像される。この撮像素子１０３で光電変換された映像信号は、ゲインコントロールアンプ１０４によって増幅され、ＯＢクランプ回路１０５に供給される。このＯＢクランプ回路１０５は、映像信号のＯＢレベルとクランプ基準値回路１０７から与えられるクランプ基準レベルとを比較して、両者が一致するようなオフセット量を演算し、映像信号のクランプ処理を行う。クランプされた映像信号は、信号処理回路１０６に供給され、この信号処理回路１０６でアパーチャ処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理及びエンコーダ処理等を施された後、図示しない記録装置等に出力される。また、クランプされた映像信号は、露出制御のために中央重点平均回路１０８で検波される。この中央重点平均回路１０８は、画像の中央部分と全面とに分けてサンプリングし、中央部分に重みを付けた加重平均で被写体の映像信号レベルとして検出する。露出制御回路１０９は、中央重点平均回路１０８から供給された映像信号レベルが適正レベルとなるように絞り駆動回路１１０を介して絞り１０２を駆動する。このようにして映像信号レベルがフィードバック制御されることにより自動露出制御が行われ、適正なレベルの映像信号を得ることができる。
【００６２】
一方、ＯＢクランプ回路１０５でクランプされた映像信号は、ピーク検出回路１１１及びダークピーク検出回路１１２にも入力される。ピーク検出回路１１１は映像信号中の高輝度部分の信号レベルを検波して出力する。また、ダークピーク検出回路１１２は映像信号中の低輝度部分の信号レベルを検波して出力する。ピーク検出回路１１１及びダークピーク検出回路１１２の双方の出力は減算器１１３で信号レベルの差として出力され、この出力がコントラストレベルとして採用される。減算器１１３から出力されたコントラストレベルはクランプ基準レベル制御回路１１４に入力される。このクランプ基準レベル制御回路１１４は、入力されたコントラストレベルに応じてクランプ基準レベルを制御する。
【００６３】
図７及び図８は、上述した従来の撮像装置における映像信号レベルの処理過程を説明するための図である。従来の撮像装置の場合、高コントラストの被写体を撮影すると、図７に示すように露出制御が行われる。図７（ａ）の被写体を撮影するとしかしながら、低コントラストの被写体を撮影すると、図８に示すように露出制御が行われる。図８（ａ）の被写体を撮影すると図８（ｂ）の映像信号が出力される。図８（ｂ）は平均値こそ目標レベルになるが、ピーク値が図７（ｂ）に比べて低いため、コントラトの向上を望めない。
【００６４】
図２及び図２は、本実施の形態に係る撮像装置における映像信号レベルの処理過程を説明するための図である。本実施の形態に係る撮像装置では、コントラトレベルが比較的小さい場合、ＯＢのクランプレベルがペデスタルレベルよりも低くなるようにクランプ基準レベルを制御する。高コントラストの被写体を撮影すると、図２に示すように露出制御が行われる。図２（ａ）の被写体を撮影すると中央重点平均レベルが目標値に達するように絞り１０１が調整され、図２（ｂ）の映像信号が出力される。図２（ｂ）のコントラストレベルの場合、クランプ基準レベルはペデスタルレベルと同じに保たれる。この被写体の場合は、従来例の図７（ｂ）と同様の映像信号が出力される。
【００６５】
一方、低コントラストの被写体を撮影すると、図３に示すように露出制御が行われる。図３（ａ）は従来例の図８（ａ）と同じ被写体である。
【００６６】
まず、露出制御の結果、図３（ｂ）の映像信号が出力される。図３（ｂ）は平均値こそ目標レベルになるが、ピーク値が図２（ｂ）に比べて低いため、コントラストレベルが図２（ｂ）に対して小さくなる。そこで、クランプ基準レベル制御回路１１４では、図３中αだけペデスタルレベルよりも低くなるようにクランプ基準レベルを制御する。その結果、図３（ｃ）に示す映像となる。この映像の場合、中央重点平均値が図３（ｂ）に比べて低くなるため、再度露出制御が行われて絞り１０１が開き入射光量が増加し、図３（ｄ）に示す映像信号が出力される。この映像はコントラストレベルが改善され、それによって色信号の彩度も改善される。
【００６７】
次に、クランプ基準レベル制御回路１１４のオフセット量演算の一例について説明する。絞り１０１を開いてＡＰＬが上昇した場合、コントラストレベルはＡＰＬの上昇分の２倍上昇することになるため、結果的にコントラスト上昇量の１／２だけクランプレベルを下げればＡＰＬは標準レベルになる。即ち、理想的なコントラストレベルを基準コントラスト値としたとき、クランプ基準レベルオフセット量αの最適値は、下記（１）式により求められる。
【００６８】
基準コントラスト値＞コントラストレベルのとき
α＝（基準コントラスト値−コントラストレベル）／２ … （１）
ところで、ダークピーク値が比較的低い場合、クランプ基準レベルを低くしすぎると、ダークピークがペデスタルレベルよりも低くなってしまう場合が考えられる。この状態を回避するためには、上記（１）式の演算に対して更に下記（２）式の条件を加えることが必要になる。
【００６９】
ダークピーク値＞ペデスタルレベル … （２）
上記（２）式の条件を加えることにより、ダークピーク部が黒つぶれを起こすことが回避される。このようにクランプ基準レベルを求めることにより、最適なクランプ基準レベルを求めることができる。
【００７０】
本実施の形態の特徴は、クランプ基準レベルの制御ループが露出制御ループの中にあるところであり、このためにクランプ基準レベルを変化させるだけで、露出制御は上述した従来例と同様に自動的に行われることになる。
【００７１】
このようにピーク値とダークピーク値との差によってＯＢクランプの基準レベルを変化させることにより、低コントラストの被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となる。
【００７２】
また、ＤＳＰを用いた画像処理やＰＣに取り込んだ後のソフトウエアによる画像処理によってコントラストレベルを最適化する手段は従来から提案されているが、ガンマ処理等で画像情報が圧縮された後では画像の劣化は避けられない。
【００７３】
これに対して、本実施の形態に係る撮像装置では、撮像信号の処理の中でも限りなく上流で映像信号の補正を行うところに意義があり、本実施の形態に係る撮像装置によれば、ガンマ処理やニー処理を行う以前の段階で補正を行うことによって、画像の劣化がない処理が可能となっている。
【００７４】
本実施の形態に係る撮像装置におけるコントラストレベルの検出は、画像中の輝度ピークとダークピークとの差から求めたが、これに限られるものではなく別の検出方法を用いても良い。また、本実施の形態に係る撮像装置における露出制御は、光学絞りで行ったが、これに限られるものではなく、ゲインコントロールアンプや電子シャッター等の露出制御手段を用いても良い。
【００７５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図４及び図５に基づき説明する。
【００７６】
図４は、本実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。同図において、４０１は結像用レンズ、４０２は露出制御のための絞り、４０３は入射した光を光電変換する撮像素子、４０４はゲインコントロールアンプ、４０５は後述するクランプ基準値にオプチカルブラック（以下、ＯＢと記述する）部分をクランプするためのＯＢクランプ回路、４０６はアパーチャ処理回路、ホワイトバランス処理回路、ガンマ処理回路及びエンコーダ処理回路等を含む信号処理回路、４０７はＯＢクランプの基準値を与えるクランプ基準値回路、４０８は中央重点平均回路、４０９は露出制御回路、４１０は絞り４０２を駆動する絞り駆動回路である。
【００７７】
４１１は映像信号中の輝度ピークレベルを検出するピーク検出回路、４１２は映像信号中の輝度ダークピークレベルを検出するダークピーク検出回路、４１３はピークレベルとダークピークレベルとの差を演算する減算器、４１４は減算器４１３の出力であるピークレベルとダークピークレベルとの差によってクランプ基準レベルを制御するクランプ基準レベル制御回路、４１５は減算器４１３の出力であるピークレベルとダークピークレベルとの差によって露出目標レベルを制御する露出目標レベル制御回路である。
【００７８】
そして、結像用レンズ４０１を通った入射光は、絞り４０２で露光量を調節された上で撮像素子４０３に結像される。この撮像素子４０３で光電変換された映像信号は、ゲインコントロールアンプ４０４によって増幅され、ＯＢクランプ回路４０５に供給される。このＯＢクランプ回路４０５は、映像信号のＯＢレベルとクランプ基準値回路４０７から与えられるクランプ基準レベルとを比較して、両者が一致するようなオフセット量を演算し、映像信号のクランプ処理を行う。クランプされた映像信号は、信号処理回路４０６に供給され、この信号処理回路４０６でアパーチャ処理、ホワイトバランス処理、ガンマ処理及びエンコーダ処理等を施された後、図示しない記録装置等に出力される。
【００７９】
また、ゲインコントロールアンプ４０４によって増幅された映像信号は露出制御のために中央重点平均回路４０８で検波される。中央重点平均回路４０８は画像の中央部分と全面とに分けてサンプリングし、中央部分に重みを付けた加重平均で被写体の映像信号レベルとして検出する。露出制御回路４０９は、中央重点平均回路４０８から供給された映像信号レベルが露出目標レベルとなるように絞り駆動回路４１０を介して絞り４０２を駆動する。このようにして映像信号レベルがフィードバック制御されることにより自動露出制御が行われ、適正なレベルの映像信号を得ることができる。
【００８０】
一方、ＯＢクランプ回路４０５でクランプされた映像信号は、ピーク検出回路４１１及びダークピーク検出回路４１２にも入力される。ピーク検出回路４１１は映像信号中の高輝度部分の信号レベルを検波して出力する。また、ダークピーク検出回路４１２は映像信号中の低輝度部分の信号レベルを検波して出力する。ピーク検出回路４１１及びダークピーク検出回路４１２の双方の出力は減算器４１３で信号レベルの差として出力され、この出力がコントラストレベルとして採用される。減算器４１３から出力されたコントラストレベルはクランプ基準レベル制御回路４１４に入力される。このクランプ基準レベル制御回路４１４は、入力されたコントラストレベルに応じてクランプ基準レベルを制御する。また、減算器４１３から出力されたコントラストレベルは露出目標レベル制御回路４１５にも供給される。この露出目標レベル制御回路４１５は入力されたコントラストレベルに応じて露出目標レベルを制御する。
【００８１】
図５は、本実施の形態に係る撮像装置における映像信号レベルの処理過程を説明するための図である。本実施の形態に係る撮像装置では、コントラトレベルが比較的小さい場合、ＯＢのクランプレベルがペデスタルレベルよりも低くなるようにクランプ基準レベルを制御すると同時に、高コントラストの被写体を露出目標レベルを高くして、クランプレベルが下がった量だけ映像信号レベルを高くするように制御する。
【００８２】
低コントラストの被写体を撮影すると図５に示すように露出制御が行われる。図５（ａ）は上述した従来例の図８（ａ）と同じ被写体である。
【００８３】
まず、露出制御の結果、図５（ｂ）の映像信号が出力される。図５（ｂ）は平均値こそ目標レベルになるが、ピーク値が上述した従来例の図７（ｂ）に比べて低いため、コントラストレベルが図７（ｂ）に対して小さくなる。露出目標レベル制御回路４１５は、コントラストレベルが小さいため露出目標レベルを高めに設定し、再度露出制御を行った結果、図５（ｃ）の映像信号が出力される。
【００８４】
ここで、クランプ基準レベル制御回路４１４ではコントラストレベルが小さいため、図５中αだけペデスタルレベルよりも低くクランプ基準レベルを制御し、その結果、図５（ｄ）の映像信号が出力される。この映像はコントラストレベルが改善され、また、絞り４０１が開くことにより入射光量が増加し、それによって色信号の彩度も改善される。
【００８５】
さて、ここで、本実施の形態に係る撮像装置におけるクランプ基準レベル制御回路４１４のオフセット量演算は、上述した第１の実施の形態と同様に、上記（１）式及び（２）式の条件からクランプ基準レベルを求めることにより、最適なクランプ基準レベルを求めることができる。
【００８６】
このようにピーク値とダークピーク値との差によってＯＢクランプの基準レベルを変化させると共に、露出制御の目標値も変化させることにより、低コントラストの被写体を撮影した場合でも適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能になる。
【００８７】
また、ＤＳＰを用いた画像処理やＰＣに取り込んだ後のソフトウエアによる画像処理によってコントラストレベルを最適化する手段は従来から提案されているが、ガンマ処理等で画像情報が圧縮された後では画像の劣化は避けられない。
【００８８】
これに対して、本実施の形態に係る撮像装置では、撮像信号の処理の中でも限りなく上流で映像信号の補正を行うところに意義があり、本実施の形態に係る撮像装置によれば、ガンマ処理やニー処理を行う以前の段階で補正を行うことによって、画像の劣化がない処理が可能となっている。
【００８９】
本実施の形態に係る撮像装置におけるコントラストレベルの検出は、画像中の輝度ピークとダークピークとの差から求めたが、これに限られるものではなく別の検出方法を用いても良い。また、本実施の形態に係る撮像装置における露出制御は、光学絞りで行ったが、これに限られるものではなく、ゲインコントロールアンプや電子シャッター等の露出制御手段を用いても良い。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の請求項１の撮像方法及び請求項２の撮像装置によれば、コントラストレベルに応じてＯＢクランプのレベルを制御することができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９１】
また、本発明の請求項３の撮像装置によれば、撮像信号の出力信号中の輝度信号をサンプリングし且つ領域に応じて加重平均した情報に基づいて露出制御が行われるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、ＯＢクランプレベルを制御するだけで適正な露出量で十分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９２】
また、本発明の請求項４の撮像装置によれば、輝度信号のピーク値とダークピークとからコントラストレベルを検出することにより、ＯＢクランプレベルを制御することができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９３】
また、本発明の請求項５，６の撮像装置によれば、コントラストレベルと基準コントラストレベルとの差からＯＢクランプレベルの最適レベルを演算することができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【００９４】
また、本発明の請求項７の撮像装置によれば、ＯＢクランプレベルを変化させた場合の黒つぶれを防ぐことができるので、コントラストが低い被写体を撮影した場合でも、適正な露出量で充分なコントラストを持った映像を撮影することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における高コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における低コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置における低コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図６】従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の撮像装置における高コントラスト映像の制御例を示す図である。
【図８】従来の撮像装置における低コントラスト映像の制御例を示す図である。
【符号の説明】
１０１ レンズ
１０２ 絞り
１０３ 撮像素子
１０４ アンプ
１０５ クランプ回路
１０６ 信号処理回路
１０７ クランプ基準値回路
１０８ 中央重点平均回路
１０９ 露出制御回路
１１０ 絞り駆動回路
１１１ ピーク検出回路
１１２ ダークピーク検出回路
１１３ 減算器
１１４ クランプ基準レベル制御回路
４０１ レンズ
４０２ 絞り
４０３ 撮像素子
４０４ アンプ
４０５ クランプ回路
４０６ 信号処理回路
４０７ クランプ基準値回路
４０８ 中央重点平均回路
４０９ 露出制御回路
４１０ 絞り駆動回路
４１１ ピーク検出回路
４１２ ダークピーク検出回路
４１３ 減算器
４１４ クランプ基準レベル制御回路
４１５ 露出目標レベル制御回路
Claims (7)
- 被写体の映像信号を検出し、当該検出された映像信号のレベルが適正レベルとなるように絞りを制御する自動露出制御を行う露出制御工程と、撮像素子からの出力信号中のオプチカルブラック部分に相当する信号成分のレベルを検出し且つクランプ基準レベルに撮像信号の出力信号をクランプするクランプ工程と、前記撮像素子からの出力信号中のコントラストレベルを検出するコントラストレベル検出工程とを具備し、前記クランプ工程は、前記コントラストレベル検出工程により検出された前記コントラストレベルが第１のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを第１のクランプ基準レベルにするとともに、前記コントラストレベルが前記第１のレベルよりも低い第２のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを前記第１のクランプ基準レベルよりも低い第２のクランプ基準レベルとすることで、前記露出制御工程において前記絞りが前記第１のクランプ基準レベルの場合よりも開くようにすることを特徴とする撮像方法。
- 被写体の映像信号を検出し、当該検出された映像信号のレベルが適正レベルとなるように絞りを制御する自動露出制御を行う露出制御手段と、撮像素子からの出力信号中のオプチカルブラック部分に相当する信号成分のレベルを検出し且つクランプ基準レベルに撮像素子からの出力信号をクランプするクランプ手段と、前記撮像素子からの出力信号中のコントラストレベルを検出するコントラストレベル検出手段とを具備し、前記クランプ手段は、前記コントラストレベル検出手段により検出された前記コントラストレベルが第１のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを第１のクランプ基準レベルにするとともに、前記コントラストレベルが前記第１のレベルよりも低い第２のレベルの場合に、前記クランプ基準レベルを前記第１のクランプ基準レベルよりも低い第２のクランプ基準レベルとすることで、前記露出制御手段により前記絞りが前記第１のクランプ基準レベルの場合よりも開くようにすることを特徴とする撮像装置。
- 前記露出制御手段は、撮像信号の出力信号中の輝度信号をサンプリングし且つ領域に応じて加重平均した情報に基づいて露出を制御することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
- 前記コントラストレベル検出手段は、画像を複数の領域に分割してサンプリングして積分する画面分割積分手段と、画面中の分割積分データが最大の領域のピークデータと最小の領域のダークピークデータとを検出して出力するピーク検出手段と、前記ピークデータから前記ダークピークデータを減算しコントラストレベルとして出力する演算手段とからなることを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
- 基準コントラストレベルを発生する基準コントラストレベル発生手段を具備し、前記クランプ基準レベル制御手段は、前記コントラストレベルが前記基準コントラストレベルよりも低い場合に、前記コントラストレベルと前記基準コントラストレベルとの差の所定値だけ前記クランプ基準レベルを低くすることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記所定値は１／２であることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
- 前記クランプ基準レベル制御手段は、前記ダークピークと前記オプチカルブラックとの差よりも前記クランプ基準レベルの補正量を大きくしないことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
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