JPH02305073A - 撮像装置 - Google Patents

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、明暗の比が大きい逆光等の撮像時に有効な絞
り補正を行う自動絞り回路を有する撮像装置に関するも
のである。

従来の技術 従来の撮像装置の絞り補正は、ピーク値方式と平均値方
式を混合した方式で行っていた。

第１２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ＣＣＤ等の撮像素
子、４は撮像素子３からの信号を増幅して所定レベルの
撮像信号を得るための増幅回路、６はガンマ処理等を行
う信号処理回路、１２０は撮像信号のピークレベルを検
出するピークレベル検出回路、１２１は撮像信号の平均
レベルを検出する平均レベル検出回路、１２は絞りを駆
動する絞り駆動回路である。

以上のように構成された従来の撮像装置において、ピー
クレベル検出回路１２０の出力信号と平均レベル検出回
路１２１の出力信号とを混合した信号が、レファレンス
と等しくなるように、絞り駆動回路１２は絞り２を駆動
していた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、逆光撮像時や光源等
を含む明暗の比が大きい被写体を撮像した場合に、ピー
クレベル検出回路１２０の出力信号によって絞りが閉じ
て、写したい被写体が暗く沈んでしまうという問題点を
有していた。

本発明は、明暗の比が大きい逆光等の状態を判別し、絞
りを開く制御を行うことにより写したい被写体が暗く沈
むのを補正する補正機能を有する撮像装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段への入射光量を制限する絞り手段と、前記
撮像手段より得られる映像信号から被写体像をパターン
分類するパターン判別手段と、前記パターン判別手段の
出力信号と前記撮像手段より得られる映像信号に応じて
前記絞り手段を制御する絞り制御手段とを備えた撮像装
置である。

作用 上記の構成により、パターン判別手段により被写体が逆
光等の状態かどうかを判別し、逆光の状態を検出した場
合には絞り制御手段により映像信号のレベルの大きい信
号の影響を受けないように絞り手段を制御する事により
逆光を補正する。

実施例 第１図は本発明の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１２図に示す従来例と同様の構
成要素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、１０１は被写体の状態を判別するパター
ン判別回路、１０２はパターン判別回路１０１の出力信
号と映像信号とを入力して絞り２を制御する絞り制御回
路である。

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。

第２図は第１図のパターン判別回路１０１の構成を示す
図である。第２図において、２０は第１図の増幅回路４
から映像信号を入力する端子である。２１は映像信号の
平均レベルを検出する標準レベル検出回路（出力をＬと
する）、２２は映像信号のピークレベルを検出するピー
クレベル検出回路（出力をＰＥＡＫとする）である。２
３は標準レベル検出回路２１とピークレベル検出回路２
２の出力信号に応じた信号を出力するパターン判定回路
であり、その出力は端子２４を通して第１図の絞り制御
回路１０２に入〜力される。

第３図はパターン判定回路２３の動作を説明するための
図である。同図において、横軸は標準レベル検出回路２
１の出力してあり、縦軸はピークレベル検出回路２２の
出力ＰＥＡＫである。図中ａで示す破線は光源が背景に
ある逆光の被写体を写したときのＬとＰＥＡＫの関係を
示し、ｂは通常の順先の被写体を写したときのＬとＰＥ
ＡＫの関係を示している。

一般に、逆光の被写体ではピークレベルが大きくなるた
め、任意のＬでのＰＥＡＫは順光の場合と比べて常に大
きくなっている。そこで、ＬとＰＥＡＫの関係を実線で
示した境界によりＡとＢの二つの領域に分けて、写して
いる被写体がＡ１　Ｂどちらの領域にはいるかで逆光の
被写体かどうかを判定することができる。

第４図はパターン判定回路２３の特性を示す図である。

同図において横軸は第３図の×１で示す線で、矢印の方
向は第３図における領域Ｂから領域Ａの方向を示してい
る。縦軸はパターン判定回路２３の出力であり、その値
をｎとする。パターン判定回路２３は被写体が領域Ｂの
範囲にあればｎ＝１．０を出力し、領域Ａの範囲にあれ
ばｎ＝０．０を出力する。領域Ｂと領域Ａの交点（■）
近辺はｎ＝１．０からｎ＝０．０へと値が緩やかに変化
する。

第５図は第１図における絞り制御回路１０２の構成を示
すブロック図である。同図において、端子５０は第１図
の増幅回路４と接続する。５１は映像信号の平均レベル
を検出する平均レベル検出回路（出力をＡとする）、５
２は映像信号のピークレベルを検出するピークレベル検
出回路（出力をＢとする）である。５３は平均レベル検
出回路５１とピークレベル検出回路５２の出力をパター
ン判別回路１０１の出力（端子５４から入力する）の信
号に応じて混合する混合回路（出力をＶとする）、５５
は混合回路５３の出力とレファレンスが等しくなるよう
に絞り２を駆動する絞り駆動回路である。

混合回路５３の出力Ｖは ＶＩＡ　Ｘ　ｎ　＋Ｐ　Ｘ　（１−ｎ　）　　　　０．
０≦ｎ≦１．０で求める。パターン判別回路１０１が順
先の被写体と判別した場合は、ｆｉ＝０．０を出力する
。したがって、混合回路５３の出力Ｖはｖ＝Ｐとなり映
像信号のピークレベルで絞りを制御することになり、信
号の飽和を起こさない絞り制御が可能となる。

一方、パターン判別回路１０１が逆光の被写体と判別し
た場合は、ｎ＝１．０を出力する。したがって、混合回
路５３の出力ＶはＶＩＡとなり映像信号の平均レベルで
絞りを制御することになり、光源の影響を小さくするこ
とができる。

以上のように本実施例によればパターン判別回路１０１
を設けて被写体の状態を判別し、逆光と順先の状態で絞
り制御を最適に制御することにより、逆光による黒つぶ
れのない良好な画像が得られる。

なお、第５図における平均レベル検出回路５１とピーク
レベル検出回路５２は各々光源の影響を小さくするため
と、信号の飽和を起こさせないためのものであり、同様
の機能を実現できるものであればこれに限ることはない
。

次に、本発明のパターン判別回路１０１の第２の構成例
を以下に説明する。

第７図はパターン判別回路１０１の第２実施例である。

第２図では標準レベル検出回路２１とピークレベル検出
回路２２の出力で光源等を含んだ逆光の被写体と順光の
被写体とを判別した。しかし、標準レベル検出回路２１
の出力とピークレベル検出回路２２の出力が同じでも状
態の異なる被写体が存在する。例えば、ピークレベル検
出回路２１の出力が同じでも、明るい部分の画面全体に
占める割合に大小がある。明るい部分の画面全体に占め
る割合が大きいときは、その明るい部分が適正レベルと
なるように絞りを制御することが望ましいことが多い。

そ“こて、本構成では、７０で示す画面の明るい部分（
１例として画面全体の６０％）及び暗い部分（１例とし
て画面全体の２０％）を除いた信号のレベル（画面全体
の残りの２０％）を検出する中間レベル検出回路を新た
に設け、この出力信号をパターン判定に用いることによ
り、よりきめの細かい絞り制御を実現する。７１はパタ
ーン判定回路である。以下、第６図、第８図。

第９図、第１０図、第１１図をもとに説明を行う。

第６図は被写体の信号レベルを１水平走査期間の開示し
たものである。同図において、標準レベル検出回路２１
の出力をして、ピークレベル検出回路２２の出力をＰＥ
ＡＫで、中間レベル検出回路７０の出力を旧りで示す。

第６図（ａ）は光源等を含む逆光の被写体であり、第６
図（Ｃ）は順光の被写体である。第６図（ｂ）と第６図
（ｄ）とはＰＥＡＫは同じレベルであるが、画面の明る
い部分の割合が異なっている被写体である。本実施例で
は第６図（ｂ）では画面の明るい部分の割合が小さいた
め明るい部分の影響をあまり受けない絞り制御を行い、
第６図（ｄ）では画面の明るい部分の割合が大きいため
明るい部分が適正レベルとなるように絞りの制御を行う
。

パターン判定回路７１の動作を以下に説明する。

第８図は第３図と同様にして求めたしとＰＥＡＫの関係
図である。図中ＦＬｖ　　ｂｙ　　Ｃ＋　　ｄで示す破
線は、第６図の（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）、　　
（ｄ）に対応した被写体を写したときのＬとＰＥＡＫの
関係を示している。

パターン判定回路７１は第８図を実線で示す３つの領域
Ｃ，Ｄ、　　Ｅに分割し、被写体がどの領域に含まれて
いるか判定する。第９図は第８図のＸ２で示す線上で、
被写体がどの領域に含まれるかを判定する特性を示す。

縦軸は被写体が各領域に含まれている程度を示す係数（
Ｋで示す）である（最大１．０）。領域Ｅに含まれるこ
とを示す係数は図中破線で示したＥ　（ＰＥＡＫ、　　
Ｌ）であり、領域りに含まれることを示す係数は実線で
示したＤ　（ＰＥＡＫ、　　Ｌ）である。

第１０図は第８図と同様にして求めたＬと旧りの関係図
である。パターン判定回路７１は第１０図を実線で示す
３つの領域Ｆ、　　Ｇ、　　Ｈに分割し、被写体がどの
領域に含まれているか判定する。

第１１図は第１０図のＸ３で示す線上で、被写体がどの
領域に含まれるかを判定する特性を示す。

領域Ｇに含まれることを示す係数は実線で示したＧ（旧
り、Ｌ）である。パターン判定回路７１は、上記した　
Ｅ　（ＰＥＡＫ、　　Ｌ）、　　Ｄ　（ＰＥＡＫＸＬ）
、　　Ｇ（ＭＩＤ、　　Ｌ）よりｎを以下の式で求め出
力する。

ｎ　＝Ｍ　Ａ　Ｘ　（Ｅ　（ＰＥＡＫ、　Ｌ　）、Ｍ　
Ｉ　Ｎ［Ｄ　（ＰＥＡＫ、Ｌ　Ｌ　Ｇ　（旧り、Ｌ）コ
　）上記の式より、第８図の領域Ｅの被写体と、第８図
の領域りに属し、かつ第１０図の領域Ｇに属する被写体
が光源の影響をあまり受けない絞り制御を行うことがで
きる。

以上のように本実施例によれば、中間レベル検出回路７
０を設けることにより、画面の明るい部分の割合も考慮
したきめの細かい絞り制御が実現でき、さらに良好な画
像が得られる。

なお、第２図で示した標準レベル検出回路２１は映像信
号の平均レベルを検出したが、これは１例であり、これ
に限らない。例えば第７図の中間レベル検出回路７０の
ように画面の比較的暗い部分の平均レベルを検出するこ
ともできる。また、第７図の標準レベル検出回路２１も
これに限らない。例えば、画面の明るい部分（１例とし
て画面全体の２０％）及び暗い部分（１例として画面全
体の６０％）を除いた比較的明るい部分の信号のレベル
（画面全体の残りの２０％）を検出してもよい。さらに
第３図、第８図、第１０図で示した領域の分割及びパタ
ーン判定回路２３．−７１の特性は撮像素子の特性や設
計者の設計思想等により、実験により決められるもので
あり、これに限らない。

第５図で示した絞り制御回路１０２はパターン判別回路
１０１の出力に応じて絞りを開き気味の制御と、信号の
飽和が起こりに（いような制御とが切り換えられるもの
であればこれに限らない。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、被写体の状態によ
り最適な絞り制御を行なうことにより逆′光による黒つ
ぶれのない良好な画像が得られ、その実用的効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における撮像装置のプロ・ツク図、第２
図はパターン判別回路１０１の第１実施例の構成図、第
３図はパターン判定回路２３の説明図、の信号レベルを
示す図、第７図は第１図の７ｆタ一ン判別回路１０１の
第２実施例の構成図、第８図。 第９図、第１０図、第１１図はパターン判定回路７１の
説明図、第１２図は従来の撮像装置のブロック図である
。 ２８１．絞り、　　３８１．撮像素子、　　４１９．増
幅回路、１０１　、、、パターン判別回路、　　１０２
　、、、絞り制御回路。 代理人の氏名　弁理士　粟野　重上　ほか１８第　２　
図 第３図 嬉　４　図 第　６ＴＩ！Ｊ 第１０図 天 第１１図 ■　　■ 一一一（＝：） 閥

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、前記
   撮像手段への入射光量を制限する絞り手段と、 前記撮像手段より得られる映像信号から被写体の状態を
   判別するパターン判別手段と、 前記パターン判別手段の出力信号と前記撮像手段より得
   られる映像信号とに応じて前記絞り手段を制御する絞り
   制御手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
2. （２）パターン判別手段は、ピークレベル検出回路を含
   む複数のレベル検出回路と、前記複数のレベル検出回路
   の出力に対応して予め決められた値を出力するパターン
   判定回路から構成されることを特徴とする請求項１記載
   の撮像装置。