JPH027010B2

JPH027010B2 -

Info

Publication number: JPH027010B2
Application number: JP55058820A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Terashita
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-05-02
Filing date: 1980-05-02
Publication date: 1990-02-15
Also published as: US4395099A; JPS56155820A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はカメラ、シネカメラ、テレビカメラ等
の露出制御に利用される測光演算方式に関するも
のである。カメラの測光演算方式としては、１個または２
個の受光素子を用いて画面（被写体像）全体の輝
度を測定する平均測光と、画面の一部だけを測光
する部分測光と、これらの測光方式の中間に位置
し、画面の中央部を重点的に測光する中央部重点
測光が最も一般的に利用されている。最近では多数の受光素子を用いて画面の各部を
測光し、個々の受光素子の出力を比較することに
より、最高輝度と最小輝度とを検出し、これらの
中間値を用いて、または画面の輝度分布に応じて
最高輝度と最小輝度のいずれか一方を選択し、こ
れを輝度情報として用いて露出制御を行なう方法
等が提案されている。これらの方法は主要被写体
の輝度をより正確に測定してこの主要被写体が適
正露光となるようにするものであるが、しかしこ
の方法では逆光における大きな最高輝度によつて
露光不足になつたり、あるいは背景が暗いシーン
における低い最高輝度によつて露光オーバになつ
たりするという問題がある。本発明は、輝度分布が特殊な被写体であつても
適正露光を得ることができるようにした測光演算
方式を提供することを目的とするものである。本発明の測光演算方式は、多数の受光素子を配
して画面の各部を測光し、得られた測定値のうち
最高輝度Bmax、最小輝度Bmin、画面の各部の
輝度Biとを用いＢ＝K₁＋K₂・Bmax＋K₃・Bmin ＋α_o 〓ⁱ⁼¹ K_(i+3)・Bi ………(1) （但しK₁〜K_(i+3)、αは係数）の演算式により被写体輝度Ｂを決め、この被写体
輝度Ｂに応じて露出を制御するようにしたことを
特徴とするものである。画面各部の輝度Biは、被写体の輝度分布を調
べるために必要であり、また逆光シーンでは主要
被写体が最小輝度Bminになつているから、この
最小輝度Bminは重要である。スポツトライトシ
ーンでは主要被写体が最高輝度になつていること
が多いから、この値も露出制御では重要である。
これらの最小輝度Bminと、最高輝度Bmaxは、
画面の常に定まつた位置にあるのではないから、
露出制御に際し、位置に応じて定まつている_o 〓ⁱ⁼¹
K_(i+3)・Biとは異なつた重要性を有し、かつシー
ンによつてはその重要性が極めて大きい。前記輝度Bmax、Bmin、Biは、対数変換前の
値であつても、あるいは対数変換後の値であつて
もよい。すなわち各受光素子の出力をそのまま用
いて輝度情報Ｂを算出したり、後述するようなシ
ーン分類に利用したりしてもよいし、あるいは出
力を対数圧縮してから演算に供してもよい。前記重み付け係数K₁〜K_(i+3)は画面の位置と被
写体との関係及びその重要度を統計的に調べ、主
要被写体が適正露光になることを主たる目的と
し、背景が適正露光になることを従たる目的とし
て、写真の露光状態を総合的に評価して、その値
が決められる。前記個々の受光素子の出力を重み付けする係数
K_(i+3)は、全てのシーンに対して同一の値を用い
てもよいが、シーン分類に応じて変更すれば、最
適な重み付け係数を選ぶことができ、露出制御の
情度をさらに向上させることができる。例えば逆光シーンの場合には、画面の上部また
は周辺部が明るいという特徴があり、この明るさ
は殆どの場合に10EV以上である。逆に背景の暗
いシーン例えばスポツトライト照明が当つている
被写体では周辺部がが非常に暗く、中心部のやや
上方が明るいという特徴がある。したがつて、逆光シーンでは下部または中心部
の輝度が露出制御に重要であり、その位置の輝度
Biを重み付けする係数をシーンによつて変更す
ることが有効であることが分る。前記シーン分類は、撮影距離に応じて分類する
方法と、画面の輝度分布から例えば順光シーンと
逆光シーンのように分類する方法、および前者と
後者の方法を併用して更に複雑に分類する方法等
がある。画面の輝度分布からシーンを分類する方法に
は、画面を複数のゾーンに分割し、このゾーン毎
の平均輝度を用いて行なうものと、画面の特定位
置の受光素子の出力を用いて行なうものと、コン
トラストによつて行なうもの等がある。なおこの
シーン分類を行なうために、シーン分類専用の測
光部を設けてもよい。また、前記重み付け係数は、カメラ姿勢として
一般的である横位置のときを基準として決めてお
くものであるから、カメラ姿勢が変わつた場合に
は、被写体と画面位置との関係が変化する。した
がつてカメラ姿勢を、検知して重み付け係数を変
えるのが望ましい。以下、図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。第１図において、測光部１は多数の受光素子が
隣接して配されており、撮影画面すなわち被写体
像の各部の輝度を測定する。この実施例では測光
部１として25個のホトダイオード２〜２６が用い
られており、内部測光方式または外部測光方式に
よつて画面各部の輝度を測定する。各ホトダイオード２〜２６の出力は、増幅回路
２８に送られて増幅される。この増幅後に、対数
変換回路２９で対数圧縮されて輝度Biとなる。
この各輝度Biは、最高輝度・最小輝度検出回路
３０に入力され、ここで比較が行なわれて最高輝
度Bmax、最小輝度Bminが検出される。こうして検出された最高輝度Bmaxと、最小輝
度Bminと、対数変換回路２９から出力された各
部の輝度Biとが、輝度演算回路３１に送られ、
前記式(1)が演算されて被写体の輝度Ｂが算出され
る。この輝度演算回路３１には、シーン分類回路３
２からの信号と、カメラ姿勢検出回路３３からの
信号とが入力され、シーン分類とカメラ姿勢とに
応じて重み付け係数K_(i+3)の選択が行なわれる。算出された輝度Ｂは、露出演算回路３４に送ら
れ、露出情報設定回路３５から入力されたフイル
ム感度等の露出情報とともに写真学的演算が行な
われる。そしてこの演算結果が、露出制御回路３
６に送られ、シヤツタ、または絞りもしくはこの
両方を制御する。前記式(1)の係数としては、例えば K₁＝0.82 K₂＝0.01 K₃＝0.14 α＝0.005 が用いられる。また画面各部の重み付け係数K₄〜K₂₉として
は、第１表に示す値が用いられる。この第１表
は、第１図のホトダイオード２〜２６に対応する
ように表わしてある。

【表】この第１表はカメラ姿勢が横位置のときの各ホ
トダイオード２〜２６の重み付け係数を示すもの
であるから、カメラ姿勢が右上のときには、カメ
ラ姿勢検出回路３３からの信号により、各ホトダ
イオード２〜２６の重み付け係数が第２表のよう
に変更され、また左上のときには第３表の重み付
け係数が用いられる。

【表】

【表】前記第１表の重み付け係数は、全てのシーンに
対して共通に用いられる。しかし、この重み付け
係数K₄〜K₂₉をシーンに応じて変更して用いた方
が露出制御の精度をより大きく向上させることが
できる。そこで先ず距離情報を利用してシーン分類を行
なう場合について説明する。統計的処理による
と、撮影距離と被写体との関係は次のようになる
ことが分つた。遠距離……空を含む風景（主要部は画面中心
部より下側の全面にある。）中距離……ポートレート全身像（主要部は中
心部に集中する。）近距離……ポートレート半身像（主要部はや
や上部に広がつている。）そこで、シーン分類回路３２としては、オート
フオーカス装置またはレンズに連動して遠距離、
中距離、近距離のいずれであるかを示すコード信
号を出力する装置が用いられる。そして遠距離の
場合には、第１表の重み付け係数に対して、周辺
部はより小さく、中心部はより大きくした値が用
いられる。また近距離の場合には、周辺部をやや
大きくした重み付け係数を用いる。また、画面を複数のゾーンに分割し、その測光
結果によつて、シーン分類を行なうことができ
る。例えば測光部として第２図に示すような64個
（８×８個）のホトダイオードを用い、これをZ₁
〜Z₄の４個のゾーンに分割し、各ゾーン毎に平均
輝度を算出する。（Z₁の平均輝度）−（Z₄の平均輝度）＞β ……(2) （Z₁の平均輝度）−（Z₄の平均輝度）＜β ……(3) 前記式(2)を満すものは逆光シーンであり、式(3)
を満すものは背景が暗いシーン等の場合である。
ここでβとしては例えば1EVが用いられる。この式(2)、(3)によつてシーンを２分類し、この
分類に応じて64個のホトダイオードの重み付け係
数K₄〜K₆₇を変更する。さらに、このように画面
の輝度を用いる場合は最高輝度Bmax、最小輝度
Bminの重み付け係数K₂、K₃、定数値K₁も変え
るとよい。また、シーン分類の判定は次式の差が一定値よ
りも大きいかどうかによつて行なうことができ
る。（Z₁の平均輝度＋Z₂の平均輝度）−（Z₃の
平均輝度＋Z₄の平均輝度） ……(4) 同様に、（全画面の平均輝度）−（Z₃の平均輝度＋
Z₄の平均輝度） ……(5) ここで各ゾーンの平均輝度は、対数変換前の値
の平均値であつても、あるいは対数変換後の平均
値であつてもよい。さらに特定のホトダイオードの出力を重み付け
して加算した値と、画面の平均輝度の差によつて
シーン分類し、このシーン分類に応じて重み付け
を行なうことができる。第３図に示すように測光
部としては49個（７×７個）のホトダイオードを
使用し、そのうち５個のホトダイオードの出力S₁
〜S₅を加算して_o 〓ⁱ⁼¹ Ki・Siを求め、また全てのホ
トダイオードの出力から画面の平均輝度Smean
を求める。そして次式の演算を行なう。 _o 〓ⁱ⁼¹ Ki・Si−Smean＞β ………(6) この式を満足するものを逆光シーンとし、そう
でないものを順光シーンと判定し、このシーンに
応じて重み付け係数を選択する。なお、Smeanの代わりに、中心部のホトダイ
オードの出力S₃を用いたり、あるいは1/5_o 〓ⁱ⁼¹ S₁を
用いたりしてもよく、さらにはホトダイオードの
数は５個に限らず、これを増加させることもでき
る。また、被写体コントラストを調べてシーン分類
を行ない、重み付け係数を変更することができ
る。一般に低コントラストの被写体は、風景や拡
散された順光におけるポートレートのように主要
被写体の輝度が平均輝度に近似していることが多
いから、重み付け係数を小さくし、かつ近似した
値にするのがよい。一方、高コントラストの被写体としては、逆光
やスポツトライト照明が行なわれているものが多
い。逆光のものに対しては、画面中心部から下側
にあるホトダイオードの重み付け係数を大きく
し、またスポツトライトシーン等に対しては画面
中央部近辺に主要被写体が存在していることが多
いから、中央部のホトダイオードの重み付け係数
を大きくするのがよい。例えば Bmax−Bmin＜7.0（EV）を満足するものを低コントラストのものであると
判定し、このシーンに対しては第４表の如き重み
付け係数を用いる。

【表】なお、この第４表は測光部のホトダイオードが
20個（５×４個）のものについての係数K₄〜K₂₃
を示す。そして式(1)の他の係数としては次の値が
用いられる。 K₁＝0.87 K₂＝0.06 K₃＝0.14 α＝0.005 Bmax−Bmin＞7.0（EV）の場合には、高コン
トラストのシーンであると判定し、この場合に
は、第４表よりも画面中央部から下側にあるホト
ダイオードの重み付け係数を大きくしたものを用
いる。なお、被写体コントラストとして、最大輝度
Bmax−最小輝度Bminの代わりに、これに近似
したBmax−Bmean、Bmean−Bminを用いてシ
ーン分類を行なうことができる。またBmax、
Bminの代わりにBmax、Bminの出現頻度の最も
高い位置（例えば中心位置）のホトダイオードの
出力を用いることができる。前記被写体コントラストによつてシーンを分類
する他に、次のようにして順光シーンと、そうで
ないシーン、または背景の暗いシーンとそうでな
いシーンに分類することができる。逆光シーンは明るい空や背景のために、平均輝
度が高くなつたり、あるいは高い最高輝度をもつ
ている。そこで、Bmean＞β（例えばβ＝
16EV）、または Bmax＞γ（例えばγ＝20EV）、
もしくはこの両条件式を用いて逆光シーンとそう
でないものとに分類する。逆に背景の暗いシーンでは、低い平均輝度と最
小輝度をもつているから、Bmean＜β¹（例えばβ¹
＝14EV）、またはBmin＜γ¹（例えばγ₁＝12EV）、
もしくはこの両条件式を用いて背景の暗いシーン
と、そうでないシーンとに分類することができ
る。前記条件式 Bmean＞βを使用して逆光シー
ンとそうでないシーンとに分類する場合に、
Bmean＞16EVのときには逆光シーンと判定し、
重み付け係数としては、 K₁＝1.26 K₂＝0.06 K₃＝0.04 α＝0.005 を用い、かつK₄〜K₂₃としては第５表に示す値が
用いられる。

【表】 Bmean＜16EVのときは、順光シーンとして判
定し、重み付け係数としては K₁＝0.62 K₂＝−0.07 K₃＝0.05 α＝0.005 が用いられ、かつ画面位置に応じた重み付け係数
として、第６表の値が用いられる。

【表】また、逆光シーンの場合は、明るい背景が大き
な面積を占めるから、横軸に輝度をとり、縦軸に
頻度をとると、第４図の如きヒストグラムが得ら
れる。そこで次式を用いて逆光シーンの判定を行なう
ことができる。（Bmax＋Bmin）／２−Bmean＜β ……(7) ここでβとしては1EVが用いられる。そして式
(7)を満足しないものは、背景の暗いシーンである
と判定される。なお（Bmax＋Bmin）／２の代
わりに、最高頻度となる輝度B_pを用いることも
できる。前記シーン分類の実施例は、主として２種類の
シーンに分類する方法について説明したが、例え
ば逆光シーン、順光シーン、背景の暗いシーンの
ように３種類以上に分類することができる。さら
には、分類方法を組み合わせることにより、例え
ばBmean 16EVで２分類、中心部と周辺部の輝
度差が1EV以上かどうかで２分類、計４種類に分
類することができる。そしてカメラ姿勢によつて
も重み付け係数を変更するものであるから、これ
も便宜上加えると、計14のシーンに分類され、こ
れに応じて重み付け係数が変更される。第５図はデジタル方式の露出制御装置を示すも
のである。測光部４０としては横に４個、縦に４
個の計16個のホトダイオードを隣接して形成した
ホトダイオードアレイが用いられる。この測光部
４０の各素子の出力は、対数変換路４１でそれぞ
れ対数変換される。対数変換された各信号は、コンパレータ４２に
送られ、D/Aコンバータ４３からの基準信号と
それぞれ比較される。このコンパレータ４２の出
力信号は、レジスタ４４にいつたん記憶されてか
ら、バスライン４５を通つてRAM４６に書き込
まれるとともにAND回路４７とOR回路４８に入
力される。前記D/Aコンバータ４３は、バスライン４５
から送られてきたデータを記憶するD/A用レジ
スタ４９に接続されている。D/Aコンバータ４
３で変換されたアナログ出力信号は、最小値から
スタートして最大値に向かつて増大する。この
Ｄ／Ａコンバータ４３の出力信号を基準としてコ
ンパレータ４２で各ホトダイオードの出力信号が
比較される。そして、AND回路４７が「０」か
ら「１」に反転したときのD/Aコンバータ４３
の値が最大輝度であり、OR回路４８が「０」か
ら「１」に反転したときのD/Aコンバータ４３
の値が最小輝度である。この反転したことを示す
信号はレジスタ５０に記憶されてからバスライン
４５を通つてCPU５１に送られる。上記のように、AND回路４７とOR回路４８の
反転時を検知し、そのときのD/A用レジスタ４
９に記憶させた信号から、デジタル変換された画
面の最高輝度と最小輝度とが求められ、この値が
RAM４６に書き込まれる。一方画面の各部の輝度はコンパレータ４２が反
転したときのD/A用レジスタ４９の値を調べる
ことによりA/D変換され、このデジタル値が
RAM４６の所定のアドレスに書き込まれる。シーン分類の方法として第２図に示すように画
面を複数のゾーンに分割し、ゾーン間の輝度差か
らシーン分類を行ない、このシーン分類に応じて
重み付け係数を選択する場合は、各ゾーンの平均
輝度が次のようにして求められる。すなわち、ゾ
ーン毎に加算器５２ａ〜５２ｄが設けられてお
り、各ゾーンに含まれているホトダイオードの出
力信号が入力され、アナログ方式で加算される。
各ゾーン毎の加算値は、割算器５３ａ〜５３ｄに
送られ、ここで割算されて平均輝度が算出され
る。この各ゾーン毎の平均輝度は、D/Aコンバー
タ４３の基準信号とともにコンパレータ５４に送
られ、ここで比較される。このコンパレータ５４
から一致信号が出ると、これがレジスタ５５に記
憶されてから、バスライン４５に送られる。この
一致信号が出力されたときのD/A用レジスタ４
９の値が平均輝度のデジタル値となる。こうして
各ゾーン毎にA/D変換され、RAM４６の所定の
アドレスに格納される。同様に、コンパレータ５６とレジスタ５７とに
よつて、露出制御等に必要な情報がA/D変換さ
れ、RAM４６の所定のアドレスに書き込まれ
る。このRAM４６の格納されているゾーン毎の
平均輝度が読み出され、シーン分類が行なわれ
る。そしてこのシーンに応じた重み付け係数が
ROM５８から読み出され、RAM４６から読み
出した輝度とともに式(1)の演算が行なわれ、輝度
Ｂが算出される。こうして算出された輝度Ｂと、フイルム感度等
の露出情報とによつて露出演算が行なわれ、その
演算結果により絞り５９、シヤツタ６０が自動制
御される。前記ROM５８は、シーン分類に応じた数の重
み付け係数群の他に、最高輝度、最小輝度各部の
輝度、シーン分類のための平均輝度、露出情報等
の取込み手順と、シーン分類の手順、輝度情報の
演算手順、露出演算の手順、露出制御の手順等の
プログラムが記憶されている。なお、上記のようにアナログ演算によりシーン
分類の特性値を求めて取り込む他に、RAM４６
に取り込まれた画面各部の輝度から、特性値を検
出することもできる。上記構成を有する本発明は、画面各部の輝度
と、最高輝度、最小輝度とを用い、これらを重み
付けしてから加算して輝度情報を算出するもので
あるから、輝度分布が特殊ななものであつても適
正露出を得ることが可能になる。また、各特性値
に重み付けを行なう係数を、シーン毎に変更すれ
ば、さらに露出の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図はゾーン分割の一例を示す測光部の説明図、
第３図は画面の特定位置の輝度を用いてシーン分
類を行なう実施例を示す測光部の説明図、第４図
は逆光シーンのヒストグラム、第５図はマイクロ
コンピユータを使用した実施例を示すブロツク図
である。１……測光部、２〜２６……ホトダイオードZ₁
〜Z₄……ゾーン、S₁〜S₅……特定位置のホトダイ
オードの出力信号。

Claims

【特許請求の範囲】１多数の受光素子を配して画面の各部を測光す
る測光方式において、前記受光素子の出力のう
ち、最大のものに重み付けしたものと、最小のも
のに重み付けしたものと、画面位置に応じて重み
付けしたものとを加算して輝度情報を算出するよ
うにしたことを特徴とする測光演算方式。２前記重み付け係数は、シーンに応じて定めら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の測光演算方式。