JPH02166885A

JPH02166885A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH02166885A
Application number: JP63321171A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fujioka; 敦藤岡; Atsushi Morimura; 淳森村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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等の撮像装置に関するもので、特
に、画面の状態に応じて最適な絞り制御を行なう撮像装
置に関する。

従来の技術従来の撮像装置としては、例えば特開昭ＧＯ−２４２７
７６号公報に示されている。

第１４図はこの従来の撮像装置のブロック図を示すもの
であり、１はレンズ、２は絞り、３はＣＯＤ、４はプリ
アンプ、５はガンマ処理、同期信号加算等を行いテレビ
信号を出力する信号処理回路、８は撮像画面の中央部の
信号だけを通過させるゲート回路、７は垂直同期信号（
以下ＶＤとする）水平同期信号（以下ＨＤとする）より
ゲート回路６のタイミングを生成するゲートパルス発生
回路、８は撮像信号の平均値を求める平均値検出回路、
９は撮像信号のピーク値を求めるピーク値検出回路、１
０は平均値検出回路８の出力信号とピーク値検出回路９
の出力信号の差に応じた信号を出力する比較回路、１１
は撮像信号の平均値を検出して出力する自動光量制御回
路（以下ＡＬＣという）、１２は絞り補正回路１３によ
り制御され、ＡＬＣｌｌの出力信号が所定レベルになる
ように絞り２を駆動する絞り駆動回路、１３は絞り駆動
回路１２を制御して絞り２を開放側に補正する絞り補正
回路である。

以上のように構成された従来の撮像装置の動作について
以下に説明する。

ゲートパルス発生回路７は、第１５図に示すようなゲー
トパルスを発生する。ゲート回路ｅは、ゲートパルスを
受けて第１６図の斜線で示す領域（Ａで示す）の撮像信
号のみゲートして出力する。

したがって、平均値検出回路８は撮像画面の中央部分の
平均値を検出する。一般に、写したい被写体は画面の中
央に位置することが多いため平均値検出回路８の出力信
号は写したい被写体の信号レベルと考えられる。一方、
ピーク値検出回路８は光源等の明るい被写体（以下バッ
クライトとする）を検出するために撮像画面全体のピー
ク値を検出する。絞り補正回路１３は、ピーク値検出回
路９の出力信号が平均値検出回路８の出力信号よりも所
定レベル以上大きいときに絞り２を開放側に補正するこ
とにより写したい被写体が黒つぶれになることを防ぐ。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記のような構成では、画面の中央にスポ
ットライトをあびた人物があり周囲は暗い被写体を撮影
した場合に、スポットライトをあびた部分の信号レベル
が大きいためピーク値検出回路９の出力信号が大きくな
り、絞り補正回路８が絞り２を開放側に補正して画面中
央部の人物が白くつぶれてしまうという問題点を育して
いた。

本発明はかかる点に鑑み、バックライトの影響により写
したい被写体が黒くつぶれることがなく、かつ画面の中
央に明るい被写体がきた場合に白くつぶれることなく絞
りを適正に制御できるようにすることを技術的課題とす
る。

課題を解決するための手段本願の請求項１の発明は撮像信号のレベルに応じて絞り
を制御する自動絞り制御回路と、絞りを補正する絞り補
正回路と、撮像画面の中央部の輝度のレベルを検出する
中央レベル検出回路と、撮像画面の周辺部の輝度のレベ
ルを検出する周辺レベル検出回路と、前記中央レベル検
出回路の出力信号と前記周辺レベル検出回路の出力信号
を入力して前記絞り補正回路に制御信号を出力する演算
回路とを備えた撮像装置である。

また、本願の請求項４の発明は撮像信号のレベルに応じ
て絞りを制御する自動絞り制御回路と、絞りを補正する
絞り補正回路と、撮像画面の中央部の輝度レベルの平均
値を検出する中央レベル検出手段と、撮像画面の周辺部
について複数の領域に分割された各々の領域のピーク値
及び平均値を算出するピーク値算出手段及び平均値算出
手段と、前記各周辺領域についてそのピーク値Ｐ　Ｅ　
Ａ　Ｋ　１〜ＰＥＡＫｎと平均値ＡＶＥＩ　〜ＡＶＥ、
の比（ＰＥＡＫ１／ＡＶＥ１）に対応して定まる定数α
１〜α、と各領域のピーク値との積α＋ＰＥＡＫ＋　（
ｉ　＝　１〜ｎ）のうち周辺領域での最大値を算出する
最大値算出手段と、前記最大値算出手段より得られる最
大値と前記中央レベル検出手段より得られる中央部の平
均値との比に基づいて前記絞り補正回路に制御信号を出
力する補正値算出手段とを有することを特徴とするもの
である。

作用このような特徴を有する本願の請求項１の発明によれば
、画面中央の輝度レベル及び周辺の輝度レベルを各々中
央レコーダへベル検出回路及び周辺レベル検出回路によ
って検出し、その出力信号に基づいて絞り補正回路に制
御信号を与えることによって撮像信号のレベルによって
絞りを制御するようにしている。

また、本願の請求項４の発明では、中央部の輝度レベル
の平均値を中央レベル検出手段によって検出すると共に
周辺部を複数の領域に分割して各々のピーク値及び平均
値を算出し、その比によって定まる定数とピーク値との
積のうちの最大値を検出して最大値及び中央レベル検出
手段より得られる中央部の平均値によって制御信号を出
力するようにしている。

実施例第１図は本発明の第１の実施例における撮像装置のブロ
ック図を示すものである。第１図において、第・１４図
に示す従来例と同様な構成については同符号を付してそ
の説明を省略する。同図において１００はアナロク嗜デ
ジタル変換器、１０１゜１０２及び１０３はデジタル−
アナログ変換器である。デジタル信号処理回路５Ｄ１　
ゲート回路６Ｄ１　　平均値検出回路８Ｄ、　　ピーク
値検出回路９Ｄ１ＡＬＣＩＩＤ１　絞り補正回路１３Ｄ
はそれぞれ第１４図における信号処理回路５、ゲート回
路６、平均値検出回路８、ピーク値検出回路９、ＡＬＣ
ｌｌ、絞り補正回路１３と同様の機能をデジタル回路で
構成したものである。１１０は撮像画面の周辺部の信号
だけを通過させるゲート回路、１１１は垂直同期信号Ｖ
Ｄおよび水平同期信号ＨＤよりゲート回路６Ｄおよびゲ
ート回路１１０のタイミングを生成するゲートパルス発
生回路、１１２は平均値検出回路８Ｄの出力とピーク値
検出回路９Ｄの比に応じた信号を出力する演算回路であ
る。

ここでゲート回路６ｄ、　　平均値検出回路８ｄは撮像
画面の中央部の輝度レベルを検出する中央レベル検出回
路を構成しており、ゲート回路１１０、ピーク中央検出
回路９ｄは撮像画面の周辺部の輝度レベルを検出する周
辺レベル検出回路を構成している。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について、
以下その動作を説明する。

ゲートパルス発生回路１１１は第２図に示すようなゲー
トパルスを発生してゲート回路１１０に出力する。ゲー
ト回路１１０は、第１６図のＢで示す領域の信号をゲー
トして出力する。そして、ピーク値検出回路９Ｄはバッ
クライト等を検出するため撮像画面の周辺部のピーク値
を検出する。

演算回路１１２は平均値検出回路８Ｄの出力（以下ＡＹ
Ｅという）とピーク値検出回路９Ｄの出力（以下ＰＥＡ
Ｋという）の比の値（以下にという）を求め、この値に
応じた信号を出力する（以下ＶＯＵＴという）。

比の値には以下の式で求める。

Ｋ　：　ＰＥＡＫ／　ＡＹＥ第３図に演算回路１１２の特性を示す。同図において横
軸は比の値にであり、縦軸は出力ＶＯＵＴである。比の
値Ｋが２．５までは演算回路１１２の出力はＶｒｅｆで
一定となり、絞り補正回路１３Ｄは絞りを開く補正を行
なわない。比の値Ｋが２．５を越えると演算回路１１２
の出力は増加し、それにともなって絞り補正回路１３Ｄ
は絞り２を開放側に補正する。

以上のように本実施例によれば、画面の中央にスポット
ライトをあびた人物があり周囲は暗い被写体を撮影した
場合において、ピーク値検出回路が撮像画面の周辺部の
ピーク値を検出するため出力の値は大きくならない。し
たがって、前述した比の値には小さくなるから絞り補正
回路１３Ｄが絞りを開放側に補正することはない。よっ
て、画面の中央にきた明るい被写体が、不適切な補正に
より白つぶれになることなく良好な信号が得られる。

なお、第３図に示す特性は１例でありこれに限ることは
ない。また、本実施例では演算回路１１２はピーク値検
出回路９Ｄと平均値検出回路８Ｄの比の値に応じた信号
を出力したが、これらの信号の差の値に応じた信号を出
力しても同様の効果が得られる。

第２の実施例は、第１図に示す第１の実施例と同様の構
成で演算回路１１２の機能を変えたものである。本実施
例において、演算回路１１２は平均値検出回路８Ｄの出
力とピーク値検出回路９Ｄの出力をアドレスとするＲＯ
Ｍテーブルで構成される。第４図に基づいてＲＯＭテー
ブルの説明を行なう。同図において、横軸は平均値検出
回路８Ｄの出力（ＡＹＥ）であり、縦軸はピーク値検出
回路９Ｄの出力（ＰＥＡＫ）であり、これらの値がＲＯ
Ｍテーブルのアドレスとなる。前記アドレスに対応した
ＲＯＭテーブルの内容は、ａ−ｔで示す９つのデータで
構成される。ここで、２１　＝　Ｖｒｅｆｉ＜ｈ＜ｇ＜ｆ＜ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅの関係が成り立つ。以上のように構成したＲＯＭテーブ
ルにより、演算回路１１２はピーク値検出回路９Ｄの出
力と平均値検出回路８Ｄの出力の比、或は差が大きくな
い時は一定値Ｖｒｅｆを出力し、絞り補正回路１３Ｄは
絞りを開く補正を行なわない。

平均値検出回路８Ｄの出力に較べてピーク値検出回路９
Ｄの出力が大きい場合には、その大きさの程度に応じた
値を出力し、絞り補正回路１３Ｄは絞りを開く制御を行
なう。

一方、ピーク値検出回路９Ｄの出力に較べて、平均値検
出回路８Ｄの出力が大きい場合には、同様にその大きさ
の程度に応じた値を出力し、絞り補正回路１３Ｄは絞り
を閉じる制御を行なう。すなわち、撮像画面の周辺のバ
ックライトにより、絞りが閉じられて画面中央部が暗く
沈む場合に絞りを開く補正を行ない、一方、画面中央部
が明るすぎる場合は、絞りを閉じる補正を行なうことに
より白つぶれをふせぐ。

以上のように本実施例によれば、演算回路１１２をＲＯ
Ｍテーブルで構成することにより、回路構成が簡単にな
ると同時に、よりきめの細かい制御が可能になる。した
がって、被写体の状況に応じた最適の絞り特性を得るこ
とができ、良好な画像が得られる。

第３の実施例は、第１図に示す第１実施例の点線で示す
ブロック（１２０で示す）を第５図に示すブロック図に
置き換えたものである。第５図に於て、端子２２０には
第１図におけるアナログ会デジタル変換器１００の出力
信号が入力される。

端子２２１は第１図における絞り補正回路１３Ｄの入力
と接続される。同図に於て、２０１，２０２．２０３，
２０４はゲート回路、２００は垂直同期信号ＶＤおよび
水平同期信号ＨＤよりゲート回路２０１，２０２，２０
３，２０４のタイミングを生成するゲートパルス発生回
路、２０５．２０８．２０８，２１０は平均（１１検出
回路、２０７゜２０９．２１１はピーク値検出回路、２
１２は最大値検出回路、２１３は補正値算出回路である
。

前記のように構成された第３実施例の撮像装置について
、以下その動作を説明する。

ゲートパルス発生回路２００は、第６図、第７図、第８
図、第９図に示すようなゲートパルスを発生し、各々ゲ
ート回路２０１〜２０４に与える。

ゲート回路２０１は、第６図に示すゲートパルスを受け
て第１０図に示す周辺部のうち上部の領域（以下領域り
とする）の撮像信号のみゲートして出力する。以下同様
にゲート回路２０２は、第９図に示すゲートパルスを受
けて中央部の領域Ｃ（以下領域Ｃとする）の撮像信号の
みゲートして出力し、ゲート回路２０３は、第７図に示
すゲートパルスを受けて周辺部のうち左側の領域Ｅ（以
下領域Ｅとする）の信号のみゲートして出力し、ゲート
回路２０４は、第８図に示すゲートパルスを受けて周辺
部のうち右側の領域Ｆ（以下領域Ｆとする）の信号のみ
ゲートして出力する。

平均値検出回路２０５は、ゲート回路２０１により第１
０図の領域りの平均値（以下ＡＶＥＤとする）を検出す
る。平均検出回路２０６は、ゲート回路２０２により、
第１０図の領域Ｃの平均値（以下ＡＶＥＣとする）を検
出し、ピーク値検出回路２０７は、同領域のピーク値（
以下ＰＥ人ＫＥとする）を検出する。同様に平均値検出
回路２０８は第１０の領域Ｅの平、均値（以下ＡＶＥＥ
とする）を検出し、ピーク値検出回路２０９は、同領域
のピーク値（以下ＰＥＡＫＥとする）を検出する。平均
値検出回路２１０は、第１０図の領域Ｆの平均値（以下
ＡＶＥＦとする）を検出し、ピーク値検出回路２１１は
同領域のピーク値（以下ＰＥＡＫＦとする）を検出する
。

最大値算出回路２１２は、第１０図の各領域り。

Ｅ、　　Ｆのピーク値と平均値により決まる係数αと各
領域のピーク値を乗じた値の最大値を求め出力する。第
１１図は各領域のピーク値と平均値から係数αの求め方
を示す図である。同図に示すように各領域のピーク値と
平均値を大中小に分けて、８つのパターン（１から９の
番号で示す）に分類する。そのうち斜線で示す３つのパ
ターン（番号８、　８．　９）は存在しない。残りの６
つのパターン（番号１．　２．　３．　４．　５．　７
）を図に示すようにＡからＣのパターンに分類する。パ
ターンＡは明るい部分の占める割合が小さい場合、パタ
ーンＢは明るい部分の占める割合が中くらいの場合、パ
ターンＣは明るい部分の占める割合が大きい場合である
。ここで、パターンＡに係数α１を、パターンＢに係数
α２を、パターンＣに係数α３を割り当てる。この時、
′α１〉α２〉α３とする（−例としてα１＝１．２、
α２＝１．０、α３＝０．８）。

第１０図の領域りのピーク値と平均値によって決まる係
数をαＤ１　　領域Ｅのピーク値と平均値によって決ま
る係数をαＦ１　領域Ｆのピーク値と平均値によって決
まる係数をαＦとすると最大値算出回路２１２の出力（
以下ＰＭＡＸとする）は以下の式％式％ここで、ＭＡＸ（）は最大値を求める関数である。

係数αＤ、αＥ、αＦはα１．α２．α３のいずれかの
値をとる。

補正値算出回路２１３は平均値検出回路２０５の出力と
最大値検出回路２１２の出力の比の値（以下にとする）
を求めて出力する。比の値には以下の式でもとめる。

Ｋ＝ＰＭＡＸ／ＡＶＥＣ本実施例では、上述したように撮像画面の周辺に位置す
るバックライトに対応する信号レベルをピーク値検出回
路で検出するだけでなく、ピーク値と平均値の関係によ
りバックライトの撮像画面に占める割合も判断させてい
る。したがって、小さい光源等を背景に写した場合は、
係数αは大きい値をとりピーク値と係数αを乗じた値は
大きくなり、結果的に比の値Ｋが大きくなり絞りを開放
側に補正することになる。一方、画面の周辺に光源の占
める割合が非常に大きくなると係数αは小さい値となり
ピーク値と係数αを乗じた値は小さくなり、結果的に比
の値にはあまり大きくならずに絞りを開放側に補正する
ことはなくなる。よって、バックライトの画面に占める
割合が小さいときには、その影響により絞りが閉じるの
を防ぐように制御が出き、一方、バックライトの画面に
占める割合が大きくなれば絞りを開きすぎて白くつぶれ
てしまう部分が多くならないように制御する。

以上のように、本実施例によれば撮像画面の周辺部を複
数の領域に分割し各領域のピーク値と平均値を検出する
ことによりバックライトの信号レベルとその画面に占め
る割合に応じた適切な絞り制御が可能となり白つぶれの
少ない良好な画像が得られる。

なお、本実施例の第１１図に示したパターン分類及び係
数αの値は一例でありこれに限らない。

同図において、番号４のパターンに係数α１（α１＝１
．２）を割り当ててもよい。この場合、画面の周辺部で
、比較的小さい面積が明るいものについては、絞りを開
く制御になりやすくなる。また、第１０図で示した分割
領域の大きさ及び個数についてはこれに限らない。

さらに、第１実施例では、演算回路１１２の出力が大き
くなると絞り補正回路１３Ｄが絞りを開く補正をしたが
、ＡＬＣｌｌＤが絞りを開き気味の制御を行ないバック
ライトの影響により絞りが閉じられるのを防ぎ、演算回
路１１２の出力が小さいとき、すなわちバックライトの
無い通常の被写体の時に絞り補正回路１３Ｄが絞りを閉
じる側に補正して白つぶれの無い撮像信号を得るように
してもよい。

また、第１実施例の演算回路１１２は、マイクロコンピ
ュータで構成することができる。第１２図は第１実施例
の演算回路１１２をマイクロコンピュータで置き換えた
ときの処理を示すフローチャートである。なお、第３図
に示す特性は、比の値Ｋを入力とし、ＶＯＵＴを出力と
するＶＯＵＴ算出用のＲＯＭテーブルで構成する。同図
において、最初にＰＥＡＫ、　　ＡＹＥデータをマイク
ロコンピュータに取り込み（同図ａ）、比の値Ｋを求め
る（同図ｂ）。

次に、ｙｏｕｔ算出用のＲＯＭテーブルで比の値Ｋに対
応した出力ＶＯＵＴを求め（同図Ｃ）出力する（同図ｄ
）。

第３実施例の最大値検出回路２１工、及び補正値算出回
路２１３は同様にマイクロコンピュータで構成すること
ができる。第１３図は第３実施例の最大値検出回路２１
１、及び補正値算出回路２１３をマイクロコンピュータ
で置き換えたときの処理を示すフローチャートである。

なお、第１１図に示す画面の平均値とピーク値に対応し
た係数αを求めるために平均値とピーク値を入力とする
α算出用のＲＯＭテーブルを設け、また第３図に示す特
性は、比の値Ｋを入力とし、ＶＯＵＴを出力とするＶＯ
ＵＴ算出用のＲＯＭテーブルを設ける。第１３図におい
て、最初に画面の各領域の平均値（ＡＹＥＣ、ＡＶＥＤ
　、人ＶＥＥ　、ＡＶＥＦ）とビーク（直（、ＰＥＡＫ
Ｄ　、ＰＥＡＫＥ　、ＰＥＡＫＦ）を入力する（同図ａ
）。次に、各領域の平均値とピーク値からα算出用のＲ
ＯＭテーブルで係数α（αＤ、αＥ、αＦ）を求める（
同図ｂ）。

次に前述したように比の値Ｋを求め（同図Ｃ）、ＹＯＵ
Ｔ算出用のＲＯＭテーブルで比の値Ｋに対応した出力Ｙ
ＯＵＴを求め（同図ｄ）出力する（同図ｅ）。

以上のように、第１実施例の演算回路１１２、及び第３
実施例の最大値算出回路２１２及び補正値算出回路２１
３をマイクロコンピュータで構成することにより、複雑
な演算をソフトウェアで行なうことができ回路構成が筒
略化できる。

発明の詳細な説明したように、本願の請求項１〜４の各発明によれ
ば、バックライトの信号レベルを撮像画面の周辺部のピ
ーク値で検出することにより、画面の中央にスポットラ
イトをあびた人物があり周囲は暗い被写体を撮影した場
合において、従来方式のように絞りを開放側に補正する
ことはない。

よって、画面の中央にきた明るい被写体が、不適切な補
正により白つぶれになることなく良好な撮像信号が得ら
れ、その実用的な効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における第１実施例の撮像装置演算回路
１１２の特性図、第４図は第２実施例におけるＲＯＭテ
ーブルの説明図、第５図は第３実施例の撮像装置のブロ
ック図、第６図、第７図、第１１図は同実施例の演算回
路２１１の説明図、第１２図は第１実施例の演算回路１
１２をマイクロコンピュータで置き換えたときの処理の
流れを示す図、第１３図は第３実施例の最大値検出回路
２１１、及び補正値算出回路２１３をマイクロコンピュ
ータで置き換えたときの処理の流れを示す図、第１４図
は従来の撮像装置のブロック図、第る。１・・・レンズ、　　２・・・絞り、　　３・・・ＣＯ
Ｄ。４・・・プリアンプ、　　１１Ｄ・・・ＡＬＣ１１２・
・・絞り駆動回路、　　１３Ｄ・・・絞り補正回路、１
１１・・・ゲートパルス発生回路、６Ｄ・・・ゲート回路、　　８Ｄ・・・平均値検出回路
、１１０・・・ゲート回路、　　９Ｄ・・・ピーク値検
出回路、１１２・・・演算回路。第図第図平句直博苺濾第２図第３図第１５図第１６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像信号のレベルに応じて絞りを制御する自動絞
り制御回路と、絞りを補正する絞り補正回路と、撮像画
面の中央部の輝度のレベルを検出する中央レベル検出回
路と、撮像画面の周辺部の輝度のレベルを検出する周辺
レベル検出回路と、前記中央レベル検出回路の出力信号
と前記周辺レベル検出回路の出力信号を入力して前記絞
り補正回路に制御信号を出力する演算回路とを備えたこ
とを特徴とする撮像装置。
（２）前記中央レベル検出回路は、撮像画面の中央部の
撮像信号の平均値レベルを検出するものであり、前記周
辺レベル検出回路は、撮像画面の周辺部の撮像信号のピ
ーク値レベルを検出するものであり、前記演算回路は、
前記中央レベル検出回路と前記周辺レベル検出回路の比
、或は差に応じた信号を出力することを特徴とする請求
項１記載の撮像装置。
（３）前記中央レベル検出回路は、撮像画面の中央部の
撮像信号の平均値レベルを検出するものであり、前記周
辺レベル検出回路は、撮像画面の周辺部の撮像信号のピ
ーク値レベルを検出するものであり、前記演算回路は、
前記中央レベル検出回路及び前記周辺レベル検出回路の
出力信号を入力とし、対応する値を出力する変換テーブ
ルで構成されることを特徴とする請求項１記載の撮像装
置。
（４）撮像信号のレベルに応じて絞りを制御する自動絞
り制御回路と、絞りを補正する絞り補正回路と、撮像画
面の中央部の輝度レベルの平均値を検出する中央レベル
検出手段と、撮像画面の周辺部について複数の領域に分
割された各々の領域のピーク値及び平均値を算出するピ
ーク値算出手段及び平均値算出手段と、前記各周辺領域
についてそのピーク値ＰＥＡＫ＿１〜ＰＥＡＫ＿ｎと平
均値ＡＶＥ＿１〜ＡＶＥ＿ｎの比（ＰＥＡＫ＿１／ＡＶ
Ｅ＿１）に対応して定まる定数α＿１〜α＿ｎと各領域
のピーク値との積α＿ｉＰＥＡＫ＿ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の
うち周辺領域での最大値を算出する最大値算出手段と、
前記最大値算出手段より得られる最大値と前記中央レベ
ル検出手段より得られる中央部の平均値との比に基づい
て前記絞り補正回路に制御信号を出力する補正値算出手
段とを有することを特徴とする撮像装置。