JPH0484574A - 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〕 この発明はビデオカメラ等のレンズ絞り機構を有する撮
像装置に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は第７図に示す画面分割を行った場合の第１の従
来例のいわゆる中央測光方式によるレンズ絞り制御機構
を有する撮像装置のブロック図を示す。図において、１
はレンズ、２は絞り、３は光学像を電気信号に変換する
撮像素子、４は撮像素子３の出力を適当な大きさまで増
幅するプリアンプ、５はＡＧＣ回路、γ補正回路、ＷＢ
回路などで構成されるプロセス部、６はプロセス部５の
出力を特定の信号体系に変換するエンコーダ部である。

７はプリアンプ４より出力される映像信号のうち第７図
に示す測光領域に該当する部分を抽出する測光回路、８
は検波回路、９は垂直及び水平同期パルスなどから測光
回路７を制御するパルス発生回路、１０は検波回路８の
出力を予め定められた基準電圧に一致するように絞り２
をフィードバンク制御する絞り制御回路である。

次に動作について説明する。

レンズｊを通過した光は絞り２により適当に減光され撮
像素子３に結像する。撮像素子３ではこの結像された光
学像が電気信号である映像信号に変換され、プリアンプ
４により後で処理しやすい大きさまで増幅される。この
増幅された映像信号はパルス発生回路９で制御されてい
る測光回路７により、例えば第７図に示される測光領域
の信号だけが検波回路８に入力される。検波回路８で入
力信号が積分されて映像信号の測光領域の平均の明るさ
に対応したレベルの測光信号となって、絞り制御回路１
０に人力される。絞り制御回路１０はこの値と予め定め
られた基準電圧が一致するように絞り２をフィードバッ
ク制御する。

とごろで、撮像装置で撮像する被写体の種類は無限にあ
り限定できない。このため、固定の測光領域では良好な
画像が得られる被写体もあれば、この測光領域では正常
な画像が得られない被写体（いわゆる苦手被写体）もあ
る。例えば中央部に主要被写体が存在し背景の大部分が
高輝度であるような、いわゆる逆光時には測光領域内に
背景の大部分を占める高輝度が入ってしまい、この影響
が強く、絞りは主要被写体にとっては閉じ気味になり、
このため主要被写体は真っ黒になってしまう（黒つぶれ
）。また逆に背景の大部分が黒である、いわゆる過順光
時には背景の黒の影響で絞りは主要被写体にとっては開
き気味になり、このため主要被写体のいたるところが白
に飛んでしまう（白飛び）。

また上記のような単なる中央測光方式によるものではな
く、撮影条件に応じて測光範囲を切り換える手段を有す
る構成で、撮影条件が変わっても常に適正なレベルの映
像信号が得られる第２の従来例として特開平１−２９８
８７８号公報に示される自動絞り装置がある。

第８図は第２の従来例の自動絞り装置のブロック図を示
す。図において、この装置は２つの測光範囲設定回路５
９．６０を設け、屋内撮影用または屋外撮影用に切り換
える。

なお、上記設定回路５９または６０の出力信号は測光回
路５４を介して検波回路５５に入力され、該検波回路５
５はその入力信号を積分して測光領域の平均の明るさに
応したレベルの測光信号を出力する。以下、絞り５２を
制御する動作は第１の従来例と同様であり省略する。

同様に、上記測光範囲設定回路５９．６０を用いて」一
部側光範囲を第１０図（ａ）、　（ｂ）に示すような人
物撮影用または風景撮影用に切り換えするようにしても
よい。但し、この場合の測光範囲設定回路５９または６
０の出力信号は水平方向測光範囲指示信号と垂直方向測
光範囲指示信号との論理積である。

さらに−上記説明では、測光範囲の切換を２つの設定回
路５９．６０を用いて行ったが、第１１図に示すように
可変測光範囲設定回路６３を設け、入力端子６３から入
力される切換信号に応じて、第９図（ａ）、　（ｂ）及
び第１Ｏ図（ａ）、　（ｂ）に示したものδこ切り換え
るようにしてもよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の撮像装置および自動絞り装置は、以上のように構
成されているので限られた測光領域の測光信号で絞りを
制御していたため、逆光時にば「黒つふれ」、過順光時
には「白飛び」が発生ずるという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、逆光時でも「黒つふれ」がなく、過順光時で
も「白飛びｊのない画像を提供する撮像装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る撮像装置は、画面中央部の領域と各々の
領域の相関値を両頭域の輝度分布より求め、この求めた
相関値により主要被写体領域と非主要被写体領域を判別
し、全領域の白飛び率がこの判別した主要被写体領域の
黒つぶれ率から決定される値に一致するように絞りを制
御する手段を備えたものである。

〔作用〕

この発明における撮像装置は、主要被写体領域の黒つぶ
れ率が大きいと白飛び率が大きくなるように絞りを開け
、小さいと白飛び率が小さくなるよ・うに絞りを閉じる
ようにしたから、逆光時でも「黒つふれ」がなく、過順
光時でも「白飛び」のない画像が得られるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による撮像装置を示す。図に
おいて、１１はＡ／Ｄ変換器、１２〜２０は第２図に示
す画面分割された各領域に対応した輝度の度数分布を演
算する度数分布演算手段２１〜２９にＡ、　／　Ｄ変換
器１１の出力を振り分ける電子スイッチ、３０は度数分
布演算手段２１〜２９の出力をマイコン３１に入力する
ためのインターフェイス回路、３２は垂直及び水平同期
パルスなどから電子スイッチ１２〜２０を制御するパル
ス発生回路、３３はマイコン３１からのディジタル信号
出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器である。

次に動作について説明する。

プリアンプ４で増幅された映像信号はＡ／Ｄ変換器１１
によりディジタル信号に変換され、パルス発生回路３２
で制御されている電子スイッチ１２〜２０により画面分
割された各領域に対応した度数分布演算手段２１〜２９
に振り分けられる。

度数分布演算手段２１〜２９では振り分ＢＪられたディ
ジタル信号を大きさ別に計数することにより、第３図の
ような度数分布が検出される。これらの検出信号はイン
ターフェイス回路３０で保持された後、マイコン３１か
らの制御信号によりデータを選択されマイコン３１に入
力される。そして、マイコン３１で次に示すような処理
を行う。

■　相関値の算出 主要被写体は画面の中央に位置している場合が多いので
、主要被写体は必ず中央の領域（第２図に示すような画
面分割の場合は領域５）に含まれていると想定する。こ
の領域とその他の領域との相関を輝度分布から求める。

相関値を求めるには、例えば次に示す演算式を用いて算
出する。この場合は相関が強ければ相関値が小さく、相
関が弱ければ相関値は大きくなる。

相関値−２１Ｍ１ Ｍ、、　　＝Ｘ、　　−Ｙ、　］−Ｍ８Ｍｏ　＝Ｏ Ｘ、：中央部領域における輝度度数分布の各段の度数 Ｙ８　：被相関値演算領域における輝度度数分布の各段
の度数 ｎ　；輝度度数分布の段数 ■　主要被写体領域と非主要被写体領域の判別相関値に
よって、主要被写体領域の判別を行う。

予め定められた値より相関が強ければ（前述した相関値
演算式による相関値は小さくなる）主要被写体領域、そ
うでなければ非主要被写体領域と赤判別する。

■　黒つぶれ率の算出 主要被写体領域の黒つぶれ率を算出する。ここで黒つぶ
れ率は領域内の輝度が予め定められた値より小さい部分
の輝度出現回数と領域内全体の輝度出現回数の比率Ｃ′
５￥４域内の輝度が予め定められた値より小さい部分の
輝度出現回数／領域内全体の輝度出現回数）であると定
義する。

■　理想的な自飛び率の決定、及び実際の自飛び率の算
出 ３項で求めた黒つぶれ率により、例えば第４図に示すよ
うな特性図に従い、理想的な白飛び率を決定するととも
に、実際の自飛び率を算出する。

ここで、白飛び率は領域内の輝度が予め定められた値よ
り大きい部分の輝度出現回数と領域内全体の輝度出現回
数の比率（領域内の輝度が予め定められた値より大きい
部分の輝度出現回数／領域内全体の輝度出現回数）であ
ると定義する。

■　基準電圧の制御 ４項で求めた理想的な白飛び率と実際の自飛び率とを比
較し、実際の自飛び率が大きければ基準電圧を予め定め
られた値だけ小さくし出力する。

また、実際の白飛び率が小さければ基準電圧を予め定め
られた値だけ大きくし出力する。そして、巨 両者の差、あるいは比が予め定められた値以内になるま
で以上の動作を繰り返す。

マイコン３１から出力される基準電圧はＤ／Ａ変換器３
３でアナログ信号に変換され、絞り制御回路１０に入力
される。そして、絞りは従来と同様、この基準電圧と検
波回路８の出力が一致するようにフィードバック制御さ
れる。

次にこのように白飛び率により絞りを制ｉ１Ｕする場合
の長所について説明する。第２図は高輝度の背景の前に
人物がいる典型的な逆光の被写体である。この場合、各
領域の度数分布を示した第３図から明らかなように、主
要被写体が存在する確率が最も高い中央部領域（第２図
のような分割法では領域５がそれに当たる）の度数分布
は度数が下に偏り、背景を多く含む領域（領域１．２．
３６．９）の度数分布は度数が上に偏っている。従って
各領域の中央部領域との相関を求めれば背景を多く含む
領域１，２．３，６．９の相関は弱く（前述した相関値
演算式により相関値は大きくなる）、主要被写体を含む
領域４，５，７．８の相関は強い（前述した相関値演算
式により相関値は小さくなる）。このため領域４．５，
７．８が主要被写体領域と判別され、領域１．、　２．
　３．　６９は非主要被写体領域と判別される。主要被
写体領域の黒つふれ率を求める。第２図のような場合に
は、第３図から明らかなように、主要被写体領域の黒つ
ぶれ率が大きくなり、逆光であると判断できる。逆光と
判断した場合、理想的な白飛び率を通常の順光時に比べ
て大きな値に決定し、実際の白飛び率がこの値になるよ
うに絞り制御回路１０に入力する基準電圧を大きくする
。このようにすれば絞りは従来よりも開くように制御さ
れるため、「黒つぷれＪは発生しない。

同様に過順光の場合、主要被写体領域の黒つぶれ率は小
さくなり、過順光であると判断できる。

過順光と判断すれば理想的な白飛び率を通常の順光時に
比べて小さな値に決定し、実際の白飛び率がこの値にな
るように絞り制御回路１０に入力する基準電圧を小さく
する。このようにすれば、絞りは従来よりも閉じるよう
に制御されるため、［白飛び」が発生しない。

なお、上記実施例では画面分割が９等分の撮像装置の場
合を示したが、本発明は画面中央に分割領域を持つ撮像
装置であれば、画面分割数に関わらず適用でき、上記実
施例と同様の効果を奏する。

また、」−記実施例では基準電圧を変えることにより絞
りを制御しているが、検波回路８に利得特性を持たせて
利得を変えても同様に制御できる。

また、主要被写体領域の黒つぶれ率と理想の自飛び率の
関係は、第４図に示すような直線である必要はなく、例
えば２次曲線のような曲線あるいは直線と曲線が組み合
わさったような関係でもよい。

また、上記実施例では白飛び率に関し、主要被写体領域
と非主要被写体領域を区別していないが、両者を区別し
両者に重みを与えてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る撮像装置によれば主要被
写体領域の黒つぶれ率により理想的な白飛び率を決定し
、この決定した値と実際の自飛び率の値が同じになるよ
うに絞りを制御するように構成したので、特に主要被写
体に関して、逆光時でも「黒つぶれ」がなく、過順光時
でも「白飛び」のない画像が得られるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による撮像装置を示すブロ
ック図、第２図はこの発明の一実施例による画面分割を
示す図、第３図は第２図の各領域の度数分布を求めたと
きの図、第４図はこの発明の一実施例による主要被写体
領域の黒つぶれ率と理想の白飛び率の関係を示す特性図
、第５図は実施例のフローチャート図、第６図は第１の
従来例の撮像装置を示すブロック図、第７図は第１の従
来例の画面分割を示す図、第８図および第１１図は第２
の従来例の自動絞り装置を示すブロック図、第９図およ
び第１０図は第２の従来例の測光範囲を示す図である。 図において、１はレンズ、２は絞り、３は撮像素子、４
はプリアンプ、５はプロセス、６ばエンコーダ部、１０
は絞り制御回路、１１はＡ／Ｄ変換器、１２〜２０ば電
子スイッチ、２１〜２９は度数分布演算手段、３０はイ
ンターフェイス回路、３１はマイコン、３２ばパルス発
生回路、３３はＤ／Ａ変換器である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号を出力する撮像手段を有する撮像装置に
   おいて、 該撮像手段への入射光量を規制する絞り手段と、画面上
   に分割された複数個の領域における個々の映像信号の輝
   度成分を複数段階に区分し、各段階毎の輝度出現回数を
   計数する輝度の度数分布演算手段と、 画面中央部の分割領域と他の分割領域との各々の相関値
   を前記輝度の度数分布より求める相関演算手段と、 前記相関値により主要被写体領域と非主要被写体領域を
   判別する判別手段と、 全領域の予め定められた値以上の輝度出現回数の割合が
   前記主要被写体領域の予め定められた値以下の輝度出現
   回数の割合から決定される値に一致させる絞り制御手段
   とを備えたことを特徴とする撮像装置。