JPH03154038A

JPH03154038A - カメラ

Info

Publication number: JPH03154038A
Application number: JP1294535A
Authority: JP
Inventors: Masanaga Yamamoto; 山本　昌永; Kiyotaka Kaneko; 清隆金子; Masanori Yoshida; 正範吉田; Izumi Miyake; 泉三宅
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1991-07-02
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2528368B2; US5115269A

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】発明の要約主被写体の輝度とその背景の輝度との輝度差を所定の第
１のしきい値で弁別し、この弁別結果と被写体までの距
離に応じて撮影モードを選択するカメラにおいて、被写
体までの距離に応じて上記第１のしきい値を変える。

また、撮像領域全体の平均輝度が所定の第２のしきい値
以上のときにのみ主被写体とその背景との輝度差を判定
し、この判定結果および被写体までの距離に基づいて撮
影モードの選択を行なう。

さらに、主被写体とその背景との輝度差が大きく、かつ
被写体までの距離が近いときに主被写体の輝度をスポッ
ト測光により測定し、このスポット測光値に基づいて露
光を制御する。

発明の背景この発明は、視野内を２以上の領域に分け、各領域ごと
に入射光輝度を測定する分割測光が可能なカメラに関し
、とくに撮像手段として固体電子撮像デイバイスを備え
たカメラ、たとえばスチル・ビデオ信号をビデオ・フロ
ッピィに記録するスチル・ビデオ・カメラ（電子スチル
・カメラ）、ムービイ・ビデオφカメラ等に関する。

分割測光において、視野内領域を分割するやり方には種
々あるが、その１つに視野の中央部の輝度と背景の輝度
とを分けて測光する方法がある。

これは主被写体が人物等であり、視野のほぼ中央に主被
写体を配置する構図に適している。中央部の輝度をスポ
ット測光値またはスポット輝度、背景と中央部との平均
の輝度を平均測光値または平均輝度という。

適切な撮影画像を得るためにはスポット輝度と平均輝度
との差（輝度差）を考慮する必要がある。たとえば中央
部の小さな主被写体が暗く、背景が明るい場合に、主被
写体の輝度に合わせて露光制御を行なうと背景が殆ど白
色となってしまう。とくに撮像手段としてＣＣＤ等の固
体電子撮像デイバイスを備えたカメラにおいては、その
ダイナミック・レンジが比較的狭いので上記の問題が顕
著になる。

このように、適正な撮影画像を得るためにはスポット輝
度と平均輝度との輝度差に応じて撮影モード（スポット
輝度に基づく露光制御か、平均輝度に基づく露光制御か
、ストロボ発光が必要か、後述するバックライト・コン
トロールが必要か等々）を変える必要があるが、上記輝
度差は距離によっても変化することを考慮する必要があ
る。たとえば主被写体が近くにある場合にはスポット輝
度は主被写体の輝度を表わすが、主被写体が遠方に存在
する場合には、主被写体が小さく映り、　１ｌｌｌｊ光
素子のスポット輝度測定領域内に背景も入ってしまうの
でスポット′輝度は主被写体の輝度を正しく表わさなく
なるからである。

さらに、撮像手段として固体電子撮像デイバイスを備え
たカメラにおいては、映像信号がそのまま（−旦、記録
媒体に記録されるが）ＣＲＴ等の表示装置に表示される
ので、絶対輝度を正しく検出し、それに応じた露光制御
も必要となる。

発明の概要発明の目的この発明は、主被写体までの距離に応じて、主被写体と
その背景との輝度差判定を適切に行なうことができるよ
うにすることを目的とする。

またこの発明は、絶対輝度を考慮した露光制御を行なう
カメラを提供することを目的とする。

さらにこの発明は、近くの主被写体をストロボを使わず
に適切に撮影することができるカメラを提供することを
目的とする。

発明の構成および効果第１の発明によるカメラは、撮像光学系の視野内におけ
る撮像領域全体の平均輝度を測定する第１の測光手段、
上記撮像領域内の主被写体撮像位置に相当する特定の小
領域のスポット輝度を測定する第２の測光手段、上記平
均輝度とスポット輝度との差を算出する輝度差演算手段
、主被写体までの距離を測定する１ｌｌＪ距手段、なら
びに上記輝度差を所定のしきい値で弁別し、この弁別結
果および上記測距手段による測定距離に応じて適切な撮
影モードを選択する手段を備え、上記測距手段による測
定距離に応じて上記輝度差を弁別するためのしきい値を
変えるようにしたことを特徴とする。

第１の発明によると、平均輝度とスポット輝度との輝度
差を所定のしきい値で弁別し、この弁別結果に基づいて
適切な撮影モードを選択するようにしたカメラにおいて
、主被写体までの距離に応じて上記しきい値を変えるよ
うにしているので。

とくに主被写体が遠方にあり、スポット輝度測定領域に
背景が含まれてしまいスポット輝度が正しく被写体輝度
を表わしていないような場合にも充分対処し得、適切な
撮影モードの選択が可能となる。

第２の発明によるカメラは、撮像光学系の視野内におけ
る撮像領域全体の平均輝度を測定する第１の測光手段、
上記撮像領域内の主被写体撮像位置に相当する特定の小
領域のスポット輝度を測定する第２の測光手段、上記平
均輝度とスポット輝度との差を算出する輝度差演算手段
、主被写体までの距離を測定する測距手段、上記輝度差
を所定の第１のしきい値で弁別し、この弁別結果および
上記測距手段による測定距離に応じて適切な撮影モード
を選択する手段、ならびに上記平均輝度を所定の第２の
しきい値で弁別する手段を備え、上記平均輝度が上記第
２のしきい値以上である場合に、輝度差の演算とこの輝
度差および測定距離に基づく撮影モードの選択とを行な
わせるようにしたことを特徴とする。

平均輝度が高い場合には２部分的に（たとえば主被写体
が）暗い場合も含まれるので１画像全体の輝度分布を正
しく把握する必要がある。第２の発明によると、平均輝
度が高い場合にはスポット輝度と平均輝度との輝度差を
考慮した撮影モードが選択されるので、常に良好な画像
が得られるようになる。

第３の発明によるカメラは、撮像光学系の視野内におけ
る撮像領域全体の平均輝度を測定する第１の測光手段、
上記撮像領域内の主被写体撮像位置に相当する特定の小
領域のスポット輝度を測定する第２の測光手段、上記平
均輝度とスポット輝度との差を算出する輝度差演算手段
、主被写体までの距離を測定す、る測距手段、ならびに
上記輝度差に基づいて輝度差が大きいこと、および上記
測定距離に基づいて主被写体までの距離が近いことを判
別する手段を備え、上記判別手段による判別結果が輝度
差が大きくかつ近距離であることを示している場合には
上記スポット輝度に基づいて露光制御を行なうようにし
たことを特徴とする。

第３の発明によると、主被写体とその背景との輝度差が
大きく、かつ近くの主被写体を撮影するときには主被写
体輝度にもとづいて露光制御されることとなるのでスト
ロボ撮影でなくとも主被写体を適切に撮影することがで
きる。

実施例の説明以下、この発明をスチル・ビデオΦカメラ（電子スチル
・カメラ）に適用した実施例について詳述する。

第１図はスチル・ビデオ・カメラの電気的構成の一部を
示している。

スチル・ビデオ・カメラの全体的な動作は制御装置ＩＯ
によって統括される。この制御装置１ｏは。

ＣＰＵ、メモリ、インターフェイス等がら構成されてい
る。

撮像光学系３０は、被写体像を結像させるための撮像レ
ンズ系３１．絞り３２およびシャッタ（図示路；後述す
るように電子シャッタ・システムで実現することもでき
る）から構成されている。絞り３２は制御装置ＩＯによ
って制御される。また撮像光学系３０には入射光の輝度
を測定するための測光素子３３が配置されている。この
測光素子３３は他の光学系、たとえばビューファインダ
の光学系に配置してもよい。第３図に示すように測光素
子３３はその受光面のほぼ全体を覆う大受光領域Ｒと、
受光面のほぼ中央部に位置し、大受光領域Ｒから絶縁さ
れた小さな受光領域Ｒ８Ｐとを備えている。大受光領域
Ｒの受光信号は端子３３Ａから、小受光領域Ｒ８，の受
光信号は端子３３Ｓからそれぞれ出力される。端子３３
Ｃは共通端子である。大受光領域Ｒの受光信号と小受光
領域Ｒ８，の受光信号とは加算器８６で加算されて、撮
像領域全体の平均輝度Ａｖを表わす信号となる。小受光
領域Ｒ８，の受光信号が撮像領域内の主被写体撮像位置
に相当する小領域のスポット輝度Ｓｐを表わす信号であ
る。これらの平均輝度Ａｙおよびスポット輝度Ｓｐを表
わす信号はそれぞれ制御装置ｌＯに与えられるとともに
、差動回路３５に入力し、平均輝度Ａｖとスポット輝度
Ｓｐとの差が算出される。差動回路３５の出力信号もま
た制御装置１０に入力する。加算器３Ｂおよび差動回路
３５の機能は制御装置１０のＣＰＵによって実現しても
よい。さらに、主被写体までの距離を測定するｎ１距装
置４１が設けられている。この装置４１による測距デー
タは制御装置１０に入力する。

制御装置１０は差動回路３５から与えられる輝度差を所
定の第１のしきい値を用いて弁別する。この実施例では
第１のしきい値は高、低２種類あり。

輝度差が大、中、小の３段階に分けられる。だいたいの
目安を具体的に述べると（後述するように第１のしきい
値は測定距離に応じて変化するので）、ＥＶ値０．５以
下が輝度着手（輝度差なしを含む）、ＥＶ値が０．５〜
１．５１）＜輝度差中、ＥＶ値が１．５以上が輝度差入
である。

制御装置１０はまた。平均輝度Ａｙを第２のしきい値を
用いて弁別する。平均輝度Ａｙが第２のしきい値以上の
場合に（平均輝度大）、後に述べるように、輝度差の判
定結果と測定距離データとにもとづいて撮影モードの選
択処理が行なわれる。

測距装置４１から得られる測定距離データもまた適当な
しきい値を用いて、近（近い距離）、中（中くらいの距
離）、遠（遠い距離）に分けられる。撮影モード選択処
理において、後述する例では、距離近と中は同等に取扱
われる。

光学系３０の焦点面にはＣＣＤなどの固体撮像デイバイ
ス３４が配置されており、このデイバイス３４は撮像し
た画像を表わす３原色、Ｒ（赤）。

Ｇ（緑）およびＢ（青）の色信号を出力する。この被写
体像を表わす色信号は、制御装置１（ｌによって与えら
れる同期信号に同期して読出され、前置増幅回路（図示
路）、可変利得増幅回路（色バランス調整回路）１１お
よびガンマ補正回路（階調補正回路）　１２をそれぞれ
経てプロセスφマトリクス回路１３に入力する。この回
路１３で輝度信号Ｙおよび２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ＝
Ｙが作成される。輝度信号Ｙはバックライト・コントロ
ール（Ｂ　Ｌ　Ｃ）回路１９に入力し、後述するように
処理された後輝度信号Ｙ２として出力される。輝度信号
Ｙ２および２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは次に記録信
号処理回路１７に入力する。この処理回路１７は、線順
次化回路、プリエンファシス回路。

ＦＭ変調回路１合成回路等を含み、ＦＭ変調された合成
ビデオ信号がこの回路１７から出力され、記録制御用の
ゲート回路１８に送られる。

ビデオ・フロッピィ２１はディスク・モータ２３によっ
て一定回転数たとえば３６００ｒ、ｐ、ｍ、で回転駆動
される。このビデオ・フロッピィ２１には記録用の磁気
ヘッド２２が接しており、またそのコアには。

ビデオ・フロッピィ２Ｉの１回転ごとに１個の位相検出
パルスＰＧを発生する位相検出器２５が近接している。

磁気ヘッド２２はその移送機構によってビデオ・フロッ
ピィ２１の径方向に移送され、所定のトラック上に位置
決めされる。位相検出パルスＰＧは制御装置ＩＯに与え
られる。

電子シャッタ・システムを採用した場合には固体電子撮
像デイバイスの信号電荷蓄積時間が制御装置ｌＯによっ
て制御される。

ストロボ撮影のためにストロボ３Ｂおよびストロボ３６
を駆動制御するためのストロボ制御回路３７が備えられ
ている。ストロボ設定スイッチ４２により強制的にスト
ロボ発光を設定することができる。

またスイッチ４３によってオート争ストロボ嗜モードが
選択されると、後述するように状況に応じて、ストロボ
発光させるかストロボ発光させないかが制御装置ｌＯに
よって判断される。

次にバックライト・コントロール（Ｂ　Ｌ　Ｃ）処理回
路１９について述べる。バックライト・コントロール処
理回路１９は補正回路１４．　　レベルシフト回路１５
および高レベル優先回路ｌＢから構成される。

マトリクス回路１３から出力される輝度信号Ｙは補正回
路１４に人力する。補正回路１４は第２図（Ａ）に示す
ように、変更点Ｐで傾きが変化する折線によって表わさ
れる入出力特性をもつもので、制御信号にもとづいて入
出力特性の変更点Ｐの位置を変えることができる。すな
わち制御装置ＩＯからの制御信号に応じて、第２図（Ｂ
）に示すように、変更点Ｐの位置がｐ　　−ｐ４のよう
に変化し、これ■ に伴ない入出力特性もａ。１〜ａ０４のように変化する
。

補正回路１４の出力輝度信号はレベルシフト回路１５に
入力する。レベルシフト回路１５は、補正回路１４から
出力される輝度信号の直流バイアス点を。

制御装置ｌＯから与えられる制御信号に応じて、第２図
（Ｃ）に示すように、上下にシフトするもので、これに
よって入出力特性はａｌｌ””　ａ１３のように変化す
る。レベルシフト回路１５の出力輝度信号Ｙｌは高レベ
ル優先回路１Ｂに与えられる。高レベル優先回路１６に
はマトリクス回路１３の出力輝度信号Ｙも入力している
。

高レベル優先回路１６は、これらの輝度信号ＹとＹｌの
うち高レベルの信号を優先して出力する。

したがって、高レベル優先回路１６の出力輝度信号Ｙ２
は第２図（Ｄ）に実線で示すような特性となる。高レベ
ル優先回路１６の出力Ｙ２がバックライト・コントロー
ル処理回路１９の出力となる。

マトリクス回路１３の出力輝度信号Ｙが、第２図（Ｄ）
に示すような入出力特性をもつバックライト・コントロ
ール処理回路１９に入力することにより最小輝度と最大
輝度の間の適当な範囲において輝度のレベルを強調し、
最小輝度付近（黒レベル）および最大輝度付近（白レベ
ル）を結果的に抑圧しているので、輝度差の大きい被写
体であっても画質を向上させることができる。

バックライト・コントロールを行なうかどうかは制御装
置ｌＯから高レベル優先回路１６に与えられる制御信号
によって制御される。制御装置ｌＯがバックライト争コ
ントロールを指令した場合には高レベル優先回路１６は
上述した高レベル信号優先動作を行なう。バックライト
・コントロールが禁止された場合には高レベル優先回路
１Ｂは常に入力する輝度信号Ｙを通過させ記録信号処理
回路１７に与える。

第３図は主被写体（ハツチングで示す）と測光領域Ｒ、
Ｒｓｐとの関係（最上段）、主被写体までの距離に応じ
た輝度値Ａｙ、Ｓｐの一例（第２段）、平均輝度Ａｙと
スポット輝度Ｓｐとの輝度差の距離による変化の様子（
第３段）、および輝度差を弁別する第１のしきい値が距
離に応じて変化する様子（最下段）をそれぞれ示してい
る。

主被写体がその背景よりも暗いものとする。主被写体ま
での距離が遠くなるにつれて主被写体が相対的に小さく
なるので、平均輝度Ａｖは大きくなる。また主被写体ま
での距離が近から中程度まではスポット輝度Ｓｐは主被
写体の輝度を表わすのであまり変わらず、主被写体まで
の距離が遠くなると領域Ｒ８Ｐ内に背景が入ってくるの
でスポット輝度Ｓｐは急激に上昇する。したがって被写
体までの距離が遠くなると平均輝度Ａｖとスポット輝度
Ｓｐの輝度差は小さくなる。

スチル・ビデオ・カメラは平均輝度Ａｖとスポット輝度
Ｓｐとの差（Ａｖ−５ｐ）が一定以上であると固体電子
撮像デイバイス３４のダイナミック・レンジ内に収まら
ない、などの支障が生じるので、この輝度差が一定値以
上である場合には制御装置ｌＯの制御の下に後述するよ
うにバックライト・コントロールやストロボ発光処理が
行なわれることになる。

また上述のように、主被写体までの距離によって輝度差
が異なるので、主被写体までの距離に応じて第１のしき
い値を変化させている。すなわち主被写体までの距離が
遠くになるにつれて第１のしきい値（とくに高い方のし
きい値）を小さくしている。これにより、より正確に実
際に適合した輝度差弁別を行なうことができる。第１の
しきい値は連続的に変化させずに段階的に変化させても
よい。

第５図は制御装置１０の処理手順を示すフローチャート
である。

測光素子３３によって平均輝度Ａｙとスポット輝度Ｓｐ
が測定されるとともに主被写体までの距離が測定される
（ステップ５１）。次に平均輝度Ａｙが第２のしきい値
と比較され、第２のしきい値よりも高いかどうかが判断
される（ステップ５２）。

平均輝度Ａｙが第２のしきい値よりも高い場合には、平
均輝度Ａｙとスポット輝度Ｓｐとの輝度差が第１のしき
い値と比較され、輝度差が大、中。

小に分けられる（ステップ５３）。このとき第１のしき
い値を第４図に示すように測定距離に応じて変化させる
。また測定距離が適当なしきい値で弁別され、近〜中と
遠とに分類される。

続いてオート・ストロボスイッチ４３によってオートス
トロボ・モードが設定されているかどうかが判断される
（ステップ５４）。オートストロボ・モードが設定され
ていず（ステップ５４でＮＯ）、主被写体までの距離が
近〜中、かつ輝度差が大のときは、スポット輝度Ｓｐに
もとづく露光制御が行なわれる（ステップ５５）。これ
により主被写体輝度を基準とした露光制御が行なわれる
こととなるので、主被写体について適切な映像が得られ
る。

オート・ストロボ機能が設定されており（ステップ５４
でＹＥＳ　）　、主被写体までの距離が近〜中で、かつ
輝度差が大のときには平均輝度Ａｖにもとづいた露光制
御が行なわれるとともに、ストロボが発光される（日中
シンクロ）（ステップ５６）。これにより、近い距離に
ある比較的暗い主被写体がストロボ照明されるので１画
面全体の輝度差が圧縮され、適正な映像が得られること
になる。

上記の露光制御は絞り値とシャッタ速度の調整により行
なわれるのはいうまでもない。

ステップ５５の他の処理について簡単に説明すると、距
離が近〜中で、輝度差が小のときには平均輝度Ａｖに基
づいて、輝度差が中のときにはスポット輝度Ｓｐに基づ
いてそれぞれ露光制御される。距離が遠で輝度差が小の
ときには平均輝度Ａｖに基づいて露光制御が行なわれる
。距離が遠で輝度差が中のときには平均輝度Ａｙとスポ
ット輝度Ｓｐとの適当な割合による（たとえばＡｖ：５
ｐ＝１：３）加重平均輝度に基づ（露光制御が行なわれ
る。さらに距離が遠でかつ輝度差が大のときには、平均
輝度Ａｖ−ＩＥＶの輝度に基づいて露光制御が行なわれ
かつバックライト・コントロールが実行される。

ステップ５６の他の処理について簡単に説明すると、距
離が近〜中で、輝度差が小のときには平均輝度Ａｖに基
づいて、輝度差が中のときにはスポット輝度Ｓｐに基づ
いてそれぞれ露光制御される。オートストロボ・モード
であっても、平均輝度が高いのでストロボ発光はしない
。距離が遠で輝度差が小のときには平均輝度Ａｖに基づ
いて露光制御が行なわれる。距離が遠で輝度差が中のと
きには平均輝度Ａｖとスポット輝度Ｓｐとの適当な割合
による（たとえばＡｖ：５ｐ＝１：３）加重平均輝度に
基づく露光制御が行なわれる。さらに距離が遠でかつ輝
度差が大のときには、平均輝度Ａｖ−ＩＥＶの輝度に基
づいて露光制御が行なわれかつバックライト・コントロ
ールが実行される。距離が遠のときにはストロボ発光し
ても意味がないのでストロボ発光しない。

ステップ５５．５６において、距離については近と中と
で同じ制御を行なっているが、これらを分けて別個の制
御を行なうようにしてもよい。

平均輝度Ａｖが高くなければ（ステップ５２でＮｏ）１
次にオートストロボ機能が設定されているか否かが判断
される（ステップ５７）。オートストロボ機能が設定さ
れていないとくステップ５７でＮＯ）、平均輝度Ａｖに
もとづく露光制御が行なわれることとなる（ステップ５
９）。またオートストロボ機能が設定されていると（ス
テップ５７でＹＥＳ　’）　、ストロボ発光撮影が行な
われることとなる（ステップ５８）。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図。第２図（Ａ）〜（Ｄ）はバックライト・コントロールの
入出力特性を示すグラフである。第３図は測光素子の測光領域を示すものである。第４図は被写体と測光領域との関係が距離に応じて変わ
ることを示した図であり、距離に応じて輝度値および第
１のしきい値が変化することも示されている。第５図は制御装置の処理手順を示すフローチャートであ
る。ＩＯ・・・制御装置。３３・・・測光素子。３５・・・差動回路。４１・・・測距回路。以　　上第３図（Ａ）（Ｃ）第２図ＣＢ）ＣＤ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像光学系の視野内における撮像領域全体の平均
輝度を測定する第１の測光手段、上記撮像領域内の主被写体撮像位置に相当する特定の小
領域のスポット輝度を測定する第２の測光手段、上記平均輝度とスポット輝度との差を算出する輝度差演
算手段、主被写体までの距離を測定する測距手段、ならびに上記輝度差を所定のしきい値で弁別し、この弁別結果お
よび上記測距手段による測定距離に応じて適切な撮影モ
ードを選択する手段を備え、上記測距手段による測定距
離に応じて上記輝度差を弁別するためのしきい値を変え
るようにしたことを特徴とするカメラ。
（２）撮像光学系の視野内における撮像領域全体の平均
輝度を測定する第１の測光手段、上記撮像領域内の主被写体撮像位置に相当する特定の小
領域のスポット輝度を測定する第２の測光手段、上記平均輝度とスポット輝度との差を算出する輝度差演
算手段、主被写体までの距離を測定する測距手段、上記輝度差を所定の第１のしきい値で弁別し、この弁別
結果および上記測距手段による測定距離に応じて適切な
撮影モードを選択する手段、ならびに上記平均輝度を所定の第２のしきい値で弁別する手段を
備え、上記平均輝度が上記第２のしきい値以上である場合に、
輝度差の演算とこの輝度差および測定距離に基づく撮影
モードの選択とを行なわせるようにしたことを特徴とす
るカメラ。
（３）撮像光学系の視野内における撮像領域全体の平均
輝度を測定する第１の測光手段、上記撮像領域内の主被写体撮像位置に相当する特定の小
領域のスポット輝度を測定する第２の測光手段、上記平均輝度とスポット輝度との差を算出する輝度差演
算手段、主被写体までの距離を測定する測距手段、ならびに上記輝度差に基づいて輝度差が大きいこと、および上記
測定距離に基づいて主被写体までの距離が近いことを判
別する手段を備え、上記判別手段による判別結果が輝度差が大きくかつ近距
離であることを示している場合には上記スポット輝度に
基づいて露光制御を行なうようにしたことを特徴とする
カメラ。