JPH02250472A

JPH02250472A - カメラの露出制御装置

Info

Publication number: JPH02250472A
Application number: JP1070409A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ota; 佳孝太田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1990-10-08
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JP3148991B2

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、露出量を適正に制御できるようにしたカメラ
の露出制御装置に関する。

〈従来の技術〉従来、−ｉ的なビデオカメラの自動露出制御（以下、Ａ
Ｅ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
。

この他、画面中央部に重み付けをおいて、輝度信号レベ
ルを積分し１、その値によって絞り量や露光時間を制御
するものもある。

また、画面を複数のエリアに分割してエリア毎に輝度信
号レベルを積分し、それらの値の間で比較１重み付は加
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。１１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。

更に、輝度信号レベルの中から飽和レベル近傍若しくは
黒レベル近傍の異常レベルを検出して、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、各撮影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。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、撮影画面全体の輝度信号レベルを積分し
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。

また、画面中央部やエリア別に重み付けをおいた露出制
御の場合も、極端に輝度が高い部分が重み付けの大きい
部分にない場合は、かなり改善されるが、ある場合は上
記問題を解決しきれない。

更に、特開昭６０−１７８７７９号公報に示されるもの
は、異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とんで
しまうこととなる。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、白みかかった
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
ク値をチエツクしながらアイリスを動かしていき、適正
にな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。

本発明は、このような従来の露出制御方式の問題に鑑み
なされたもので、適正な信号レベルにある領域が最も大
きな割合を占めるように露出制御する構成として上記問
題点を解決したカメラの露出制御装置を提供することを
目的とする。

く課題を解決するための手段〉このため本発明は、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輝度信号を取りだして入力し
、レベルによって分割された輝度域毎の撮像画面に占め
る面積を検出する輝度域面積検出手段と、検出された面
積の中、大きな面積を占める輝度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。

また、輝度域面積検出手段は、露出条件を変えた複数回
の撮像に基づいて輝度域毎の面積を検出する構成として
もよい。

また、輝度域面積検出手段により大きな面積を占める輝
度域が複数あることが検出された場合には、前記複数の
輝度域を夫々適正な信号レベルとするように露出を合わ
せて複数枚の撮影を行わせる撮影制御手段を含んで構成
してもよい。

また、輝度域面積検出手段により検出される適正な信号
レベルの輝度域の面積が所定値より小さい場合には、露
出条件を変えて複数枚の撮影を行わせる撮影制御手段を
含んで構成してもよい。

く作用〉１若しくは異なる条件での複数回の撮像により、輝度域
面積検出手段は、撮像素子から輝度信号を入力し、レベ
ルで分割された輝度域毎の撮像画面に占める面積を検出
する。

露出量制御手段は、大きな面積割合を占める輝度域を適
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
。

また、輝度域面積検出手段を、露出条件を変えた複数回
の撮像に基づいて輝度域毎の面積を検出する構成とすれ
ば、広い輝度域の信号が得られる。

また、輝度域面積検出手段により大きな面積を占める輝
度域が複数あることが検出された場合には、前記複数の
輝度域を夫々適正な信号レベルとするように露出を合わ
せて複数枚の撮影を行わせる撮影制御手段を含んで構成
した場合は、面積の大きい複数の輝度域に相当する部分
を夫々主要被写体として捉えた撮影が行われる。

また、輝度域面積検出手段により検出される正常な信号
レベルの輝度域の面積が所定値より小さい場合には、露
出条件を変えて複数枚の撮影を行わせる撮影制御手段を
含んで構成した場合は、複数枚の撮影で異なる被写体に
露出を合わせた撮影が行われる。

〈実施例〉以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第１図において、カメラ（電子ス
チル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。

前記輝度信号Ｙから、複数に分割された輝度域毎の撮像
画面に占める面積を検出する回路が、次のように構成さ
れている。

即ち、輝度信号Ｙは、前記輝度域の数に等しく設けられ
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の一側端子には、基準電圧を抵抗により分圧し
た各輝度域の信号レベルに対応する電圧が順次入力され
ている。

前記各コンパレータ４の出力は夫々対応するカウンタ５
に入力され、同時に各コンパレータ４に共通して、クロ
ック信号ＣＲが入力される。そして、各カウンタ５は第
２図に示すようにコンパレータ４の出力がＨレベルの間
、即ち各輝度域の下限レベルを超える間のクロック信号
ＣＲをカウントする。クロック信号ＣＲの周波数は、求
めたい精度やカウンタ５のビット数により決定される。

例えばカウンタ５が１６ビツトであれば、電子スチルカ
メラの場合は１画面を読みだす時間は、１／６０ｓであ
るから、６４Ｋ　Ｘ６Ｏ−３８４０Ｋ　＃３．８ＭＨｚ
となる。

広い輝度域の信号を得るために、露光条件を変えて複数
回露光する。例えば（撮像素子の感度がＩ　Ｓ　０１０
０）　Ｆ５゜６で１／１０００と１／６０で２回露光す
る。

信号レベルの飽和を１２０％、適正を８０％とすると、
Ｆ５．６　、１／１０００では、１５ＬＶで８０％（１
４〜１６ＬＶで４０〜１２０％）、１４Ｌｖで４０％（
１３〜１５Ｌｖで２０〜８０％）、１３Ｌｖで２０％（
１２〜１４Ｌｖで１０〜４０％）、１２Ｌｖで１０％（
１１〜１３ＬｖでＦ５．６　、１／６０の８０％〜Ｆ５
．６　、１／１０００の２０％）であり、Ｆ５．６゜１
／６０では、１１Ｌｖで８０％（１０〜１２ＬｖでＦ５
．６゜１／６０の４０％〜Ｆ５．６　、１／１０００の
１０％）、ｌ０ＬＶで４０％（９〜１１Ｌｖで２０〜８
０％）、９ＬＶで２０％（８〜１０Ｌｖで１０〜４０％
）、８Ｌｖで１０％（７〜９Ｌｖで０〜２０％）となる
。

二こで、１６Ｌｖ以上は、晴天時の屋外撮影時で極端に
輝いているような極端なハイレベルの場合で、７Ｌｖ以
下は自動式ストロボが発光する可能性がある程度の低レ
ベルであるので、上記の２回の露光で通常の測光に必要
な輝度域はカバーできる。

ＡＥを行うＣＰＵ６は、各カウンタ５の値を読み取って
、第３図に示すように輝度域毎のカウント値に対応する
撮像画面における面積（画素数）のヒストグラムを作成
する。

ここでは、−例としてＩＬｖ刻みに輝度値を設定し、±
ＩＬｖの範囲の輝度域のヒストグラムを作っているが、
これに限定されるものではない。

そして、このヒストグラムから判断して、最も大きな山
の所に合わせたＡＥを行う、第３図の例では、１３ＬＶ
に合わせたＡＥを行うことになる。

具体的には、１３Ｌｖの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７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。

従来のＡＥでは、このような場合９Ｌｖの山に引っ張ら
れて１２Ｌνに合わせた制御が行われることになり、そ
の場合、１３Ｌｖの被写体は明るすぎて白く飛び、９Ｌ
ｖの被写体は黒くつぶれるような結果となり、適正な信
号レベル（明るさ）の被写体が殆どなく良好な画像が得
られない結果となるが、本実施例のＡＥによれば、同一
信号レベルの面積が大きい部分を主要被写体として捉え
、これに合わせた制御が行われるので、適正な信号レベ
ルにある面積が増大し、良好な画像が得られる。

また、輝度域を細かく分けて評価しているため、２回の
露光で大略適正な露出条件を決定でき、決定に要する時
間が短くて済む。

ＡＥの精度を上げるには、前記ヒストグラムから判断し
た露出条件によって再度撮像を行い、その結果から同様
のヒストグラムを作成する。その結果、第４図のように
なったとすると、この山は６０％を中心に広がっている
から、最適値が７０％を中心に広がる山だとすると、こ
の場合は、露光時間を７／６倍するＡＥを行って撮影を
行うように制御する。

二のような方式のＡＥとブラケッティング（複数枚撮影
）を組合わせるとより効果的である０例えばヒストグラ
ムの山が１つの場合は、その山に合わせたＡＥを行い、
撮影を行えばよいが、山が複数ある場合は夫々の山に合
わせたＡＥを行って撮影する（請求項３に記載した撮影
制御手段に相当する）、従来行われているブラケッティ
ングは、主要被写体に精度よく露出を合わせるために、
露光条件を少しずつ変えて撮影するというものであった
０例えば、前述のように画面のエリア別で測光を行って
いるので、中央に重み付けした方式、多分割方式のいず
れの方式も主要被写体の近くに輝度差の大きい部分があ
ると、その影響を受けて正確な露出量に制御することが
できない。これを補うため、ブラケッティングを行うこ
とになるが、ブラケッティングが必要か否か、つまり、
通常の測光で正確な露出が得られないのか否かを、ユー
ザーが判断しなければならず、露出条件の変更量、ステ
ップ数（撮影枚数）もユーザーの判断による。

つまり、オートブラケッティングと称されるものでも、
ユーザーの判断により設定された露出条件変更量、ステ
ップ数に応じた撮影を行う際の撮影動作（露出条件変更
動作、フィルム巻き上げ等）だけが自動なのである。こ
れに対し、本実施例におけるブラケッティングとは、輝
度差の大きい複数の被写体がある場合に、夫々に露出を
合わせた撮影をしようとするものであり、前記ヒストグ
ラムからブラケッティングの必要の有無の判断や、必要
時における露出条件の変更量、ステップ数の設定等を全
てカメラで自動的に行えるものである。

また、従来は、主要被写体が画面中央にあり、且つ大面
積を占める場合は、特に面倒な操作なしに正確な露出の
撮影を行えるが、主要被写体が小さかったり、中央に無
かったりした場合は、正確な露出を得るためには面倒な
操作が必要となる。

それを自動的に行おうとして分割測光を用いた各種アル
ゴリズムで試されているが、士１分なものは得られてい
ない。本方式の場合、主要被写体が画面のどこにあって
も、多少小さくとも、ブラケッティングの中の１枚の撮
影は主要被写体に露出が合った画像が得られる。したが
って、主要被写体が極端に小さい場合以外は十分に対応
できるものである。特に電子スチルカメラの場合、画像
１枚当たりのコストが安く、不要画像は消去することも
できるので、本方式のようなブラケッティングは利用価
値が高い。

更に、本実施例の場合、コンパレータ４の後段は全てデ
ジタル処理で済み、アナログ部分も単なるコンパレータ
で済むのでＩＣ化が容易であり（ゲートアレイ等で可）
、画像信号をデジタル化して半導体メモリに記憶させる
方式の電子スチルカメラでは、画像信号は既にデジタル
化されているので、デジタル回路のみで測光、露出制御
を実現でき、従ってＩＣ化はより促進される。

また、本実施例は前述のように電子スチルカメラのみな
らず、銀塩フィルム式カメラにも適用でき、この場合は
、画素数の少ない撮像素子をファインダー内に置いて測
光に使用すればよい、また、銀塩フィルムの場合はラン
ニングコストが高いので、ブラケッティングに関しては
、カメラで勝手に行わせず、必要と判断された場合には
警告を発し、ユーザーが承知の上でブラケッティングを
行う方式とするのが良いであろう。

また、以上の説明では、画面内の位置による重み付けに
関して触れなかったが、通常は中央に主要被写体を設定
することが多いので、中央部に重み付けをしたＡＥを行
った方が良好な結果が得られることが多い、かかる重み
付けを行う実施例をの構成を第５図に示す。

このものでは、前記第１図で示した構成に加えて、輝度
域数のゲート１１と第２のカウンタ１２とが設けられ、
更に各ゲー）１１の一方の入力端子に画面の中央部でＨ
レベルとなるゲート信号を入力させるゲート信号発生回
路１３とが設けられる。このゲート信号発生回路１３は
、例えば第６図に示すように構成され、第７図に示すよ
うな信号を出力する。即ち、ワンショットパルスＡ回路
２１は、撮像信号の中の垂直同期信号ｖ　ｓ’ｒｓｃ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、ワンショ
ットパルス８回路２２はトリガされて、ワンショットパ
ルスＢを出力する。

このワンショットパルスＢのパルス幅により、前記重み
付けを行う中央部の垂直方向の幅が規定される。

ワンショットパルス０回路２３は、前記ワンショットパ
ルスＢが出力されている間に、入力される撮像信号の水
平同期信号Ｈ５ｖＮｃ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、画面大部分
の幅が規定される。

ワンショットパルス０回路２４は、前記ワンショットパ
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Ｈレベルと
なるゲート信号を構成する。

各ゲート１１の他方の端子には、対応する輝度域の各コ
ンパレータ４からの出力が入力され、各ゲート１１の出
力が、前記対応する各カウンタ１２に入力される。これ
ら各カウンタ１２には前記クロック信号ＣＲが入力され
、ゲート１１の出力がＨレベルであるである間、クロッ
ク信号ＣＲをカウントする。つまり、各ゲート１１は対
応する輝度域に属し、且つ画面中央部に属する時だけＨ
レベルとなり、対応するカウンタ１２は該Ｈレベルの間
カウントを行うことになる。これにより、画面中央部の
輝度域毎の面積（画素数）が別に検出されることとなる
。

ＣＰＵ６は、画面全体の輝度域毎の面積と、画面中央部
のみの輝度域毎の面積とのデータを勘案して中央部に適
度の重みを付けたヒストグラムを作成して、露出を決め
る。

上記の方式は、重み付けの自由度が太き（逆光判定にも
使用できる等メリットは大きいが、回路としてはやや複
雑になる。そこで、より簡易な方式として第８図に示す
ように異なる周波数（ｆｌ。

ｆ、ＨｆＩ＞ｆ２）のクロック信号を発振する２個の発
振器Ａ３１２発振器Ｂ３２と、これら発振器Ａ３１、発
振器Ｂ３２からのクロック信号を選択的に出力させるセ
レクタ回路３３とを設ける。そして、第６図で示したも
のと同様のゲート信号発生回路１３からのゲート信号が
Ｈレベルとなる画面中央部ではセレクタ回路３３が周波
数の高い発振器Ａ３１からのクロック信号を出力してカ
ウンタ５にカウントさせ、画面周辺部では周波数の低い
発振器Ｂ３２からのクロック信号を出力してカウントさ
せるように切り換える方式とすることもできる。この方
式では、重み付けは周波数により１通りに決まり、逆光
判定等は行えないが、回路は簡易で済みコストを低減で
きる。

また、ブラケッティングの判断方式としては、前述のよ
うにヒストグラムに山が複数ある場合の他、次のような
方式（請求項４の盪影制御手段に相当する）も考えられ
る。

例えば、ヒストグラムのピーク値に合わせて撮像し、そ
の画像で正常なレベルにある総面積を測定し、その画面
全体に占める割合を測定する。そして、その割合が、所
定値以下であるときにはブラケッ、ティングを行うよう
にする。これは、上記の場合と同様ヒストグラムの山が
複数ある場合の他、高輝度部と低輝度部とのレベル差が
大きく、かつ双方の面積が大きいような場合も相当し、
その場合いずれの輝度域に露出を合わせても正常なレベ
ルにある総面積が不足するため、１枚の撮影では、所望
の被写体に露出を合わせた撮影が行われ難い、若しくは
、複数の被写体に対して夫々鮮明な画像を得たいような
場合でも輝度分布が広いと１枚の撮影では、不可能であ
る。そこで、複数の撮影の正常部分の総和（ＯＲを取る
）面積が所定値を超えるようにブラケッティングを行う
。

例えば１回目の撮影で７０％、２回目で８５％、３回目
で９２％、４回目で９８％、５回目で９９．５％という
ような場合、所定値が９０％であれば３枚のブラケッテ
ィングを行うことになる。所定値が９５％、９９％の場
合、夫々４枚、５枚のブラケッティングとなる。各所定
値において、夫々１０％未満、５％未満、１％未満の大
きさの被写体には露出が合わない可能性があるので、そ
の性能と撮影枚数の増大との兼ね合いで、前記所定値を
決めることになる。

具体的には、１回目はピーク値に合わせて撮影するとし
ても、２回目以降は単にヒストグラムの大きい所に露出
を合わせるというのではな（、正常レベルの領域をいか
に大きくするかで、露出を合わせる輝度域を決める０例
えば、第９図のヒストグラムを得た場合では、１枚目は
ピーク値の１３Ｌｖに露出を合わせるが、２枚目は次に
大きいのは１２Ｌｖであるが、この辺りは１３Ｌｖに合
わせた１枚目の撮影で正常レベルをかなりカバーできる
（重複部分が多い）のでＩＩＬＶを選んで露出を合わせ
て撮影する。３枚目は１４ＬＶは１３Ｌｖで略カバーさ
れ、１０Ｌｖは１１Ｌｖでカバーされているとみなして
９Ｌｖを選んで露出を合わせて撮影するというように、
なるべく少ない撮影枚数で正常レベルの領域が効率よく
増大するような選択を行う。

以上示した本発明に係るブラケッティング方式にあって
は、例えば高輝度側と低輝度側とで２枚のブラケッティ
ングを行うような場合でも、夫々面積の大きな輝度域に
合わせて行われるため、主要被写体に関係ない極端に明
るい被写体が入っていても、その面積が小さければ影響
を受けずに済む。また、撮影前に撮影条件は決まってい
るので複数枚の撮影は速やかに行われ、露光タイミング
のズレも少ない、撮影枚数も２枚に限られないので主要
被写体に高精度に露出の合った撮影が行われる確率が高
い。

尚、以上の実施例では、コンパレータ４、カウンタ５，
１２、ゲート１１、ゲート信号発生回路１３及びＣＰＵ
６で、輝度域面積検出手段が構成され、ＣＰＵ６、シャ
ッター駆動回路７及びシャッター８とで露出量制御手段
が構成される。また、露出制御を絞りによって制御する
構成としてもよい。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、予め設定された条
件での撮像により、輝度域面積のヒストグラムを作成し
、これに基づいて適正な信号レベルの面積が大きくなる
ように本撮影での露出制御を行う構成としたため、主要
被写体を的確に把握して露出を合わせた制御を行える。

また、露出量の設定精度を高めるため複数回の条件を変
えた撮像を行う場合でも、撮像前に条件の設定を自動的
に行うため、露出量の決定に要する時間も短くて済む。

更に、上記露出制御と併用したブラケッティングを行う
ことにより、主要被写体を決め兼ねるような場合や、複
数の被写体に夫々露出を合わせた撮影を行いたい場合に
も対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図は、同上実施例の各部の状態を示すタイムチャート、
第３図及び第４図は、同じく各撮像時の輝度域面積のヒ
ストグラムを示すグラフ、第５図は、第２の実施例の構
成を示す回路図、第６図は、同上実施例のゲート信号発
生回路の構成を示す回路図、第７図は、同上回路の各部
信号波形を示すタイムチャート、第８図は第３の実施例
の構成を示す回路図、第９図は、これら実施例における
、ブラケッティング前の撮像時の輝度域面積のヒストグ
ラムを示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）設定条件下での撮像により撮像素子で検出される
撮像信号から輝度信号を取りだして入力し、レベルによ
って分割された輝度域毎の撮像画面に占める面積を検出
する輝度域面積検出手段と、検出された面積の中、大き
な面積を占める輝度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。
（２）輝度域面積検出手段は、露出条件の異なる複数回
の撮像に基づいて輝度域毎の面積を検出してなる請求項
１に記載のカメラの露出制御装置。
（３）輝度域面積検出手段により大きな面積を占める輝
度域が複数あることが検出された場合には、前記複数の
輝度域を夫々適正な信号レベルとするように露出を合わ
せて複数枚の撮影を行わせる撮影制御手段を含んで構成
される請求項１又は２に記載のカメラの露出制御装置。
（４）輝度域面積検出手段により検出される正常な信号
レベルの輝度域の面積が所定値より小さい場合には、露
出条件を変えて複数枚の撮影を行わせる撮影制御手段を
含んで構成される請求項１又は２に記載のカメラの露出
制御装置。