JPS6234470A

JPS6234470A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS6234470A
Application number: JP60174541A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fujioka; 敦藤岡; Atsushi Morimura; 淳森村; Yoshinori Kitamura; 北村　好徳; Hiroki Matsuoka; 宏樹松岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1987-02-14
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0787547B2

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撮像装置の中でも、特に逆光補正するように構
成されたものに関する。

従来の技術ビデオカメラにおいては、人物等の主要被写体と背景に
平均的に光が当たっている順行状態で撮像したときには
良好な画像が得られるが、空を背景にして人物等の主要
被写体が画面の中心に来る逆光状態で撮像したときは被
写体が暗くなる欠点がある。これは、従来の撮像装置の
光学系絞り制御装置が撮像信号の平均振幅レベル、ある
いは、ピーク振幅レベルを一定にする様に制御されてい
るためである。

第４図は、１フレームの撮像信号から画像を細かく分割
し、その明るさと面積の関係を示したものであり、横軸
には明るさに対応した撮像信号の振幅レベルを取っであ
る。第４図（ａ）は順光撮像の場合であり、被写体の信
号の平均振幅レベルＡＶを中心にして、はぼガウス状の
分布している。

この時、主要被写体の振幅レベルと画像全体の平均振幅
レベルＡＶとが一致している。したがって、平均値で絞
りを制御すれば主要被写体は適正な振幅レベルを持つこ
とができる。第４図（ｂ）は逆光撮像の場合であり、背
景の非常に明るい領域が対応する振幅レベルの大きい部
分に第１の山を形成し１人物等の主要被写体が振幅レベ
ルの小さい方に第２の山を形成する。この場合、主要被
写体の画面上での明るさに対応する振幅レベルＡＶ’と
画像全体の平均振幅レベルＡＶとはずれが生じており、
平均値で絞りを制御すれば主要被写体が暗くなってしま
う。

そこで、従来方式を改良した光学系絞りの制御装置が、
例えば特開昭５５−８７１２９号公報に示されている。

第８図はこの従来の光学系絞りの制御装置のブロック構
成図を示す。１は絞り、２はレンズ。

３は撮像素子、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、５はガンマ
補正等の信号波形処理を行う信号処理回路、６は撮像信
号が増加すると増幅度の絶対値を減少させる特性を持っ
た非直線増幅回路、７は平均振幅レベルを検出する平均
レベル検出回路。

８は前記平均振幅レベルと基準電圧を比較して絞り制御
信号を出力する比較回路、９は絞り１を駆動する駆動回
路である。

以上のように構成された従来の光学系絞りの制御装置に
おいては、非直線増幅回路６の特性により逆光に相当す
る。撮像信号の振幅レベルを圧縮して、平均レベル検出
回路７の出力信号が大きくならないようにしている。

発明が解決しようとする問題点このような従来の構成では、非直線増幅回路６の特性で
所定レベル以上の信号だけを圧縮することにより補正を
行うだけである−０つまり、撮像信号より逆光を判断し
て補正を行っていないので。

不適正な補正が行われる場合がある。例えば５画面が一
様で、かつ非常に明るい場合には、撮像信号が非直線増
幅回路６により圧縮されてしまい、平均レベル検出回路
７の出力信号が補正しない場合に比べて絞り】−を開く
方向に変化することになり、問題である。

本発明は適切な逆光補正だけを実施できる撮像装置を提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明の撮像装置は、撮像信号の振幅の分布を検出する
分布検出部と、前記撮像信号の振幅の大きい部分に分布
が集中していることを判断する判断部と、前記判断部の
出力信号と前記撮像信号とを入力として前記撮像信号の
振幅を変えるための制御信号を出力する制御部と、前記
制御信号を入力として前記撮像信号の振幅を変えるゲイ
ンコントロール部とを備えたことを特徴とする。

作用この構成によると、分布検出部が撮像信号の振幅の分布
を検出し、判断部が撮像信号の大きい部分に分布が集中
しているか否かによって逆光であるかを判断するため、
補正が必要な条件では、制御部がゲインコントロール部
の増幅度を上げる制御信号を出力し、主要被写体の振幅
レベルが適正となるように補正を行うものである。また
、ダイナミックレンジも改善される。

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
ック構成図である。第１図において、１は絞り、２はレ
ンズ、３は撮像素子、４は増幅回路、５は信号処理回路
、８は比較回路、９は駆動回路で、以上は第８図の構成
と同様なものである。

７ａは撮像信号の平均振幅レベルあるいはピーク振幅レ
ベル等のレベルを検出するレベル検出回路、１０は増幅
度を変えることによって撮像信号の振幅を変えるゲイン
コントロール回路、１１は撮像信号の振幅の分布を検出
する分布検出回路、　１２は撮像信号の振幅の大きい部
分に分布が集中していることを判断する判断回路、１３
はゲインコントロール回路１０を制御する制御回路であ
る。

次に動作に基づいて第１図の構成を詳細に説明する。

レベル検出回路７ａと比較回路８および駆動回路９は、
絞り制御装置を構成するものであり、レベル検出回路７
ａの出力信号電圧が比較回路８の暴準電圧と等しくなる
ように絞りの制御が行われる。分布検出回路１１は撮像
信号を第４図（ｂ）に示すように第１の振幅レベルＬ１
と第２の振幅レベルＬ２と第３の振幅レベルＬ３で、振
幅レベル上１以下の領域と、振幅レベルＬ１と振幅レベ
ルＬ２で囲まれた第１の領域と、振幅レベルＬ２と振幅
レベルＬ３で囲まれた第２の領域のＮ＝３個の領域に分
けると共に、このうち、第１の領域と第２の領域のｎ＝
２個の領域を抜き出して、各領域に含まれる撮像信号の
積分量Ａ、積分ｔＢを求める。第２＠は分布検出回路１
１の構成図である。３１は撮像信号が第１の領域に含ま
れているかを比較する第１比較回路、３２は第１の領域
に含まれる撮像信号の積分量を求める第１積分回路、３
３は積分ｊｌｌＡが出力される端子である。同様に、３
４は撮像信号が第２の領域に含まれているかを比較する
第２比較回路、３５は第２の領域に含まれる撮像信号の
積分量を求める第２積分回路、３６は積分量Ｂが出力さ
れる端子である。

判断回路１２は、分布検出回路１１の出力である積分ｊ
ｔＡ、Ｂが、Ｂ−Ａ≧Ｘ、Ｂ≧Ｙ　（Ｘ、Ｙは正の実数
）を満たす時に振幅レベルの大きい部分に第１の山があ
ることを識別して、逆光と判断する。

−例として、撮像信号を振幅レベルで７等分し７個の領
域に分け、前記７個の領域で振幅レベルが最も大きい領
域を第２の領域１次に大きい領域を第１の領域として行
った実験では、割合で表現した場合に、積分量Ｂが１０
％以上で積分量Ｂと積分量Ａとの差が５％以上のとき逆
光と判断できる。

なお、前記の値は実験例であって、前後の値を用いるこ
とは可能である。

第３図は制御回路１３の構成図である。４１は判断回路
１２の出力によって撮像信号の振幅の大きな信号を減衰
させるゲート回路で、−順光撮像の場合はゲート回路４
１の入力がそのまま出力され、逆光撮像の場合は判断回
路１２の出力信号により１例えば第４図（ｂ）において
、振幅レベルＬ２以上の振幅を持つ信号を減衰させるこ
とによって第２の領域の積分ｔｈ１Ｂが零となる分布を
有した撮像信号を出力する。第２レベル検出回路４２と
第ルベル検出回路４３は同一機能を有し、かつ第１図に
おけるレベル検出回路７ａと同一機能を有するものであ
る。

レベル検出回路７ａが平均振幅レベルを検出し、かつ撮
像信号が第４図（ｂ）に示す分布を持つとき、第ルベル
検出回路４３の出力信号は画像全体の平均振幅レベルＡ
Ｖに等しく、第２レベル検出回路４２の出力信号は主要
被写体の振幅レベルＡＶ’に近いものになる。演算回路
４４は第ルベル検出回路４３の出力信号と第２レベル検
出回路４２の出力信号の比に応じた制御信号を端子４５
に出力する。逆光の場合は、ゲインコントロール回路１
０の増幅度が（ＡＶ／ＡＶ’　）になるように制御信号
を端子４５に出力する。

これによって、第４図（ｅ）に示すように主要被写体の
振幅レベルＡＶ’は適正に補正され、画面上での被写体
の明るさも適正になる。さらに、信号処理回路５内のγ
補正回路が、非常に大きな入力に対しても出力が飽和し
ない特性を持つことにより、ゲインコントロール回路で
撮像信号を増幅することがダイナミックレンジの改善を
行うことになる。順先の場合は、第ルベル検出回路４３
の出力信号と第２レベル検出回路４２の出力信号が等し
いため、ゲインコントロール回路１０の増幅度は′１″
になるように制御信号を端子４５を出力する。

以上のように本実施例によれば、分布検出回路１１と判
断回路１２を設けることにより逆光を判断し、制御回路
１３を第３図に示す構成にすることにより逆光の場合に
主要被写体の振幅レベルが常に一定になる様に補正を行
う。その結果、主要被写体の画面上の明るさも一定にな
る。また、分布検出回路１１が、第１の領域と第２の領
域の２個の領域を用いているため、多数の領域に分ける
場合に比べて回路が簡単になり、さらに判断回路１２も
簡単な比較演算によって判断が行える利点がある。

第５図は本発明の第２の実施例の撮像装置を示す。同図
において、１は絞り、２はレンズ、３は撮像素子、４は
増幅回路で、以上は第１図の構成と同様なものである。

１０′はゲインコントロール回路、５′は信号処理回路
、７ａ’はレベル検出回路、８′は比較回路、９′は駆
動回路、１２′は判断回路、１３′は制御回路で、以上
は第１図のゲインコントロール回路ｌＯ１信号処理回路
５．レベル検出回路７ａ、比較回路８、駆動回路９、判
断回路１２．制御回路１３にそれぞれ対応し、同一機能
でデジタル回路構成となっている。第１図の構成と異な
るのはアナログ・デジタル変換回路５０とデジタル・ア
ナログ変換回路５１が設けられている点と１分布検出回
路５２の構成を第６図に示すようにした点である。第６
図において、７１は標本化された撮像信号が第４図（ｂ
）の第１の領域に含まれる時に論理レベル“Ｈ”を出力
する第１比較回路。

７２は第１計数回路で、タイミング回路７７からのクロ
ック信号が“Ｈ″レベル、且つ第１比較回路７１の出力
がＨ”レベルのときに標本の数を計数して端子７３に計
数値Ｎ＾を出力する。同様に、７４は標本化された撮像
信号が第４図（ｂ）の第２の領域に含まれる時に“ＨＩ
ｔレベルを出力する第２図比較回路、７５は第２の計数
回路で、タイミング回路７７からのクロック信号が１′
Ｈ＃ｊで、かつ第２比較回路７４の出力が゛′Ｈ″レベ
ルのときに標本の数を計数して端子７６に計数値Ｎ、を
出力する。なお、第１．第２の計数回路７２．７５の内
容は、垂直同期信号のタイミングで初期化を行う。

アナログ・デジタル変換回路５０の標本化周期をＴとす
る。タイミング回路７７は、標本化された撮像信号が画
像の周辺部からのものであれば、第７図（ａ）に示すよ
うな周期Ｔのクロックを発生し、標本化された撮像信号
が画像の中心部からのものであれば、第７図（ｂ）に示
すような周期２Ｔのクロックを発生する。これによって
、画面上で中心部が非常に明るい被写体を撮像し、かつ
分布が第４図（ｂ）のようになる場合に、本方式により
第４図（ｄ）に示すように撮像信号の振幅の大きい部分
の第１の山が小さくなるように“補正できる。

なお１本実施例は、標本化された撮像信号が画像の中心
部にある場合より、周辺部にある場合に重みをつけて標
本の数を計数した一例である。よって、前記したタイミ
ング回路のクロック周期Ｔおよび２Ｔはこの比率にかぎ
る必要はない。さらに、重み付けを行う回路を、計数回
路だけでなく比較回路あるいは分布検出回路５２の前に
設けることも可能である。

以りのように本実施例によれば、タイミング回路７７の
クロック周期を画像の中心部と周辺部とで変えることに
より、画面上で中心部が非常に明るい被写体を撮像した
場合、誤って逆光と判断することを防いでいる。これは
、一般的に撮像したい被写体が画面の中心に来るという
経験則からきている。

なお、第１の実施例、第２の実施例ともに、検出判断回
路において第１の領域と第２の領域の２個の領域を用い
たが、３個以上の領域を用いてもよい。また、第１の領
域と第２の領域は振幅レベルＬ２で境界を接していたが
、必ずしも２個の領域は境界を接する必要はない。さら
に、判断回路、制御回路等をマイクロコンピュータで実
現して、回路規模を小さくすることもできる。

発明の詳細な説明のように本発明の撮像装置は、撮像信号の振幅の
分布により逆光を判断してゲインコントロール部の増幅
度を制御するため、逆光で主要被写体の振幅レベルが小
さくなっているのを自動的に補正を行い適正な振幅レベ
ルを得ることが出来る。さらに、ダイナミックレンジの
改善にもなり、その実用的な効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置の第１の実施例の構成図、第
２図は同実施例の分布検出回路の構成図。第３図は同実施例の制御回路のブロック構成図、第４図
は画像の分布図、第５図は本発明の第２の実施例の構成
図、第６図は同実施例の分布検出回路のブロック図、第
７図は同実施例の分布検出回路のタイミング回路のタイ
ミング図、第８図は従来の光学系絞りの制御装置のブロ
ック構成図である。１０・・・ゲインコントロール回路、１１・・・分布検
出回路、１２・・・判断回路、１３・・・制御回路代理
人　　　森　　本　　義　　弘第３図１噌第４図ＡＭ　　　　　　　　　　　雀輻ルベルＡＴ　　　　　
　　　　榎福しベル壬１？Ｊｔしくル第６図一（ト）

Claims

【特許請求の範囲】１、撮像信号の振幅の分布を検出する分布検出部と、前
記撮像信号の振幅の大きい部分に分布が集中しているこ
とを判断する判断部と、前記判断部の出力信号と前記撮
像信号とを入力として前記撮像信号の振幅を変える制御
信号を出力する制御部と、前記制御信号を入力として前
記撮像信号の振幅を変えるゲインコントロール部とを備
えた撮像装置。２、分布検出部を、撮像信号を振幅のレベルでＮ個の領
域に分け、前記Ｎ個の領域からｎ個の領域を抜き出して
各領域に含まれる前記撮像信号の積分量を求めるように
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
撮像装置。３、分布検出部を、標本化された撮像信号を入力として
、これらの標本が画像の中心にある場合より周辺部にあ
る場合に重み付けして標本の数を計数し、それらを積分
量とするよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の撮像装置。４、分布検出部を、Ｎ個の領域を第１の振幅レベルと、
前記第１の振幅レベルより大きい第２の振幅レベルとで
囲んだ領域から所定の領域を抜き出して第１の領域とし
、前記第２の振幅レベルと第２の振幅レベルより大きい
第３の振幅レベルとで囲んだ領域から所定の領域を抜き
出して第２の領域とし、前記第１の領域に含まれる撮像
信号の積分量Ａ（正の実数）と、前記第２の領域に含ま
れる撮像信号の積分量Ｂ（正の実数）とを求めるよう構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の撮
像装置。５、分布検出部を、Ｎ個の領域を第１の振幅レベルと、
前記第１の振幅レベルより大きい第２の振幅レベルとで
囲んだ領域から所定の領域を抜き出して第１の領域とし
、前記第２の振幅レベルと第２の振幅レベルより大きい
第３の振幅レベルとで囲んだ領域から所定の領域を抜き
出して第２の領域とし、前記第１の領域に含まれる撮像
信号の積分量Ａ（正の実数）と、前記第２の領域に含ま
れる撮像信号の積分量Ｂ（正の実数）とを求めるよう構
成し、判断部を、積分量Ａと積分量Ｂが、Ｂ−Ａ≧Ｘ、
Ｂ≧Ｙ（Ｘ、Ｙは正の実数）を満たすとき撮像信号の振
幅の大きい部分に分布が集中していると判断するよう構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
記載の撮像装置。６、制御部を、撮像信号を入力として前記撮像信号の振
幅レベルを検出する第１のレベル検出部と、判断部から
の出力信号により前記撮像信号の振幅の大きな信号を減
衰させるゲート部と、前記ゲート部からの信号を入力と
して前記第１のレベル検出部と同一の機能を有する第２
のレベル検出部と、前記第１のレベル検出部の出力信号
と前記第２のレベル検出部の出力信号との比に応じてゲ
インコントロール部を制御する演算部とで構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮像装置。