JPS63254871A - 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 本発明は明暗の差が大きい逆光等の撮像時に有効な絞り
補正を行な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制御は、ピーク値方式と平均値方
式を混合した方法で行なっていた。第８図はこの従来の
撮像装置の構成を示すブロック図であり、１は絞り、２
はレンズ、３はＣＣＤ等の撮像素子、４は撮像素子３の
出力信号を増幅して所定レベルの撮像信号を得る増幅回
路、６はアナログ・デジタル変換回路、６はアナログ・
デジタル変換回路５から出力された撮像信号のピーク値
を検出するピーク値検出回路、７はアナログ・デジタル
変換回路６から出力された撮像信号の平均値全検出する
平均値検出回路、８は絞りを駆動する絞り駆動回路、９
はガンマ処理等を行う信号処理回路、１０はデジタル・
アナログ変換回路である。

以上のように構成された従来の撮像装置において、ピー
ク値検出回路６の出力信号と平均値検出回路７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１駆動回路８は絞り１を駆動する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来の構成では、逆光撮像時や光源等
を含む明暗の差が大きい被写体を撮像した場合に、ピー
ク値検出回路６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。

本発明はかかる問題点に鑑み、明暗の差が大きい逆光等
の状態を判断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ものである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、撮像画
面の一部の小領域の撮像信号レベルの平均値を検出する
小領域レベル検出回路と、前記小領域レベル検出回路に
よって検出される領域より大きい領域の撮像信号レベル
の平均値を検出する大領域レベル検出回路と、被写体の
コントラストを判別するコントラスト判別回路と、前記
小領域レベル検出回路の出力と前記大領域レベル検出回
路の出力の２つを入力とし、被写体のコントラストが小
さい時に小領域レベル検出回路の出力の重みを増し、被
写体のコントラストが大きい時に大領域レベル検出回路
の出力の重みを増す重み回路と、前記重み回路の出力に
応じて絞りを制御する絞り制御回路とを備えたものであ
る。

作用 本発明は前記した構成により、コントラス）・判別回路
が被写体の明暗の状態を判別し、前記コントラスト判別
回路の出力を受けて被写体の明暗の差が小さい、すなわ
ちコントラストが小さい被写体の撮像時には重み回路が
小領域レベル検出回路の出力の重みを増加させることに
より、信号の飽和を無くした絞り制御が行われ、被写体
の明暗の差が大きい、すなわちコントラストの大きい被
写体の撮像時には重み回路が大領域レベル検出回路の出
力の重みを増加させることにより、明るい部分の影響に
より絞りが閉じられて写したい被写体が暗く沈まないよ
うに制御が行われるものである。

実施例 以下、本発明の実施例における撮像装置について図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。なお従来と同様の構成につい
ては同符号を付してその詳細な説明を省略する。

第１図において、１は絞り、２はレンズ、３はＣＯＤ等
の撮像素子、４は増幅回路、６はアナログ・デジタル変
換回路、８は絞り駆動回路、９はガンマ処理等を行う信
号処理回路、１０はデジタル・アナログ変換回路で、以
上は第８図に示した構成と同様なものである。

１１は撮像画面なかの一部の小領域でその撮像信号レベ
ルの平均値を求め、これらの平均値の最大値を検出する
小領域レベル検出回路、１２は撮像画面全体の撮像信号
の信号レベルの平均値を検出する大領域レベル検出回路
、１３は被写体のコントラストを判別するコントラスト
判別回路、１４は小領域レベル検出回路１１と大領域レ
ベル検出回路１２の出力を入力とし、コントラスト判別
回路１３の出力信号にもとづいて小領域レベル検出回路
１１．大領域レベル検出回路１２の出力信号の重みずけ
をする重み回路である。

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図は小領域レベル検出の
原理を示す画面の正面図である。

小領域は、たとえば水平８画素、垂直４ライン分を１つ
の領域とする。これは水平４２０画素、垂直５００画面
の有効面積の約３％にあたるものである。同図において
各ラインの連続した８画素を１データとしたときに、８
画素の撮像信号レベルを加算平均して得られた１データ
をそのラインの他のデータと比較して、各ライン毎の撮
像信号の信号レベルの最大値（Ｄｌ、Ｄ２．Ｄｓ、・・
・・・・。

ＤＩ、・・・・・・、Ｄ２５０）を求める。次にこのデ
ータを垂直方向に４個分加算し、そのデータ（ｘｌ。

Ｘ２．Ｘ３．　・・・−、ＸＮ、−・・・・、、！２５
０　）Ｏ最大値を求めることにより等測的に小領域の撮
像信号レベルの平均値の最大を求める。大領域レベル検
出回路１２は、撮像画面全体の撮像信号レベルの平均値
を検出するものである。

次にコントラスト判別回路１３、及び重み回路１４の動
作を説明する。

コントラスト判別回路１３は、小領域レベル検出回路１
１の出力レベルと大領域レベル検出回路１２の出力レベ
ルの比（この値をＫとする）を演算して求め出力する。

小領域レベル検出回路１１の出力レベルをＰｅａｋ、大
領域レベル検出回路１２の出力レベルをムマｅとすると
、 Ｋ＝Ｐｅａｋ／ムｖａ　　　　　　　　　（１）となる
。一般的に光源等を含む明暗の差が大きい被写体を撮像
した場合は、明るい部分に対応したレベル（Ｐｅａｋ）
が高くなるためＫの値は大きくなる。従ってＫの大小で
光源等を含む明暗の差が大きい被写体かどうか判別する
ことができる。

重み回路１４は、以下の式 ％式％（（１） で求められる値Ｃｉ比出力る。上式の重みづけの係数ｍ
はコントラスト判別回路１３の出力に応じて決まる。重
み回路１４の動作を第３図に実線で示す。同図において
、重み回路１４はＫ　＜　４の条件すなわちコントラス
トが小さい場合にｍ＝ｏとすることにより、小領域レベ
ル検出回路１１の出力によりレファレンスに対して絞り
制御を行い信号の飽和をなくす。そしてＫ　）　ｅの条
件すなわちコントラストが大きい場合にｍ＝１とするこ
とにより、大領域レベル検出回路１２の出力を選択し光
源等の明るい部分の影響を小さくしたつまりピーク値検
出回路に近い特性を有する小領域レベル検出回路１１の
出力信号による影響を小さくして絞り制御を行なう。同
図において、Ｋ＝５前後で重みの係数ｍが滑らかに変化
するため、絞りの動作が急に変わることがなくスムーズ
な動きをする。

第３図の破線で重み回路１４の他の動作例を示す。同図
において、Ｋ　（４で小領域レベル検出回路１１の出力
と大領域レベル検出回路１２の出力を混合したレベルで
絞りを制御する。この時重み係数ｍを変えることにより
、絞りの特性を任意に設定することができる。例えばＫ
　＜　４で重み係数ｍを大きくすれば、平均値による絞
り制御に近くなり、Ｋ＝５前後での絞シの特性の変化は
小さくなる。なお、重み回路１４の動作はこれに限るこ
とはない。

以上のように本実施例によれば、コントラスト判別回路
１３が被写体の明暗の状態を判別し、明暗の差が小さい
被写体を撮像した場合には、小領域レベル検出回路１１
の出力を大領域レベル検出回路１２の出力に対して重み
づけをした信号の飽和を無くした制御を行い、明暗の差
が大きい被写体を撮像した場合には、大領域レベル検出
回路１２の出力を小領域レベル検出回路の出力に対して
重みづけした写したい被写体が暗く沈まないような絞シ
制御を行うことにより、良好な画像が得られる。

なお、小領域レベル検出回路１１は撮像画面の小領域で
撮像信号の信号レベルの平均値を求め、これらの平均値
の最大値を出力させる構成とじたが、小さい領域の平均
値のうち大きい値を複数個加算平均したものを出力する
構成としてもよい。

またレファレンスと信号のレベルを比較する位置は第４
図に示すように、重み回路１４の出方側でなく入力側で
、小領域レベル検出回路１１、大領域レベル検出回路１
２についてそれぞれ行なう構成としてもよい。

次に本発明の第２の実施例の撮像装置について説明する
。第２の実施例は、第１の実施例と同様の構成で、大領
域レベル検出回路１２′の機能構成が異なるものである
。

大領域レベル検出回路１２は、第６図に示すように撮像
画面を２５ブロツクに分割し、各ブロック内の撮像信号
の信号レベルの平均値（Ｂ１がら８２５）を求める。次
に各ブロックの平均値を大領域レベル検出回路１２のマ
イクロコンピュータ等から構成された演算回路に取り込
んで以下の処理を行う。

まず、各ブロックの平均値（Ｂ１がらＢ２５）を値の大
きい順に並び換える。このとき大きい順に２５個並べた
データを新たにＳｌ、３２．　　Ｂ３゜・・・・・・、
Ｓ２６とする。

つぎに、並び換えたデータ（Ｓｌ、Ｂ２．Ｂ３゜・・・
・・・、　　５２５）のうち、光源等に対応する非常に
明るい部分のデータ、及び影等に対応する非常に暗い部
分のデータを除いて加算平均し出力する。

大きい順に並び換えたデータの、Ｈ番目からＬ番目まで
のデータを用いて加算平均し、その加算平均出力をＡｗ
ｅとすると、 となる。−例として、Ｈ＝Ｌ＝４とすれば、画面の明る
い部分と暗い部分のそれぞれ１６多を除くことができる
。Ｈの値を犬きくすれば、それだけ大面積の光源等の明
るい部分の影響を取り除くことが可能である。

以上のように本実施例によれば、光源等に対応する非常
に明るい部分を取り除けるため、第１の実施例の大領域
レベル検出回路１２に比べてより光源等の明るい部分の
影響を受けないで絞りを制御が可能になる。従って、主
要被写体を適正な露出にして良好な画像を得られる。

次に第３の実施例は、第２の実施例と同様の構成で、大
領域レベル検出回路１２内のマイクロコンピュータ等の
演算回路の機能を変えたものである。

大領域レベル検出回路１２は、第２の実施例と同様に撮
像画面を２６ブロツクに分割し、各ブロック内の平均値
（Ｂ１からＢ２５）を求める。次に各ブロックの平均値
をマイクロコンピュータ等の演算回路に取り込む。

演算回路は、各ブロックの平均値（Ｂ１から８２５）の
うち、第６図に示す、Ｂ　７．　　Ｂ　８．Ｂ９゜Ｂ１
２．　　Ｂ１３１　　Ｂ１４．　　Ｂ１７．　　Ｂ１８
．Ｂ１９゜Ｂ２．２．Ｂ２３．Ｂ２４のデータの加算平
均を行い出力する。加算平均をムマｅとすると、ムｖｅ
ｘ（ＢＴ＋Ｂ８＋Ｂ９＋Ｂ１２＋Ｂ１３＋Ｂ１４＋Ｂ１
７＋Ｂ１８＋Ｂ１９＋Ｂ２２＋Ｂ２３＋Ｂ２４）／１２ となる。不方式では、大領域レベル検出回路１２におい
て画面中央のデータを用いる。そこで、画面中央に光源
等の明るい部分を含む被写体を写した場合、第１の実施
例の大領域レベル検出回路１２の出力に比べて本方式で
求めた大領域レベル検出回路１２の出力Ａｖａのレベル
が高くなり、その結果（１）式で求めるコントラスト判
別回路１３の出力Ｘは小さい値をとる。従って、画面中
央の明るい部分の大小によっては、絞り制御が信号の飽
和を無くす特性に切り変わることになる。一方、画面の
周辺に光源等の明るい部分が入る場合は大領域レベル検
出回路１２の出力Ａｖｅは第１の実施例に比べてレベル
が低くなるため、コントラスト判別回路１３の出力は大
きい値をとり、絞り制御は光源等の明るい部分を無視す
る特性に切り変わる。

以上のように本実施例によれば、画面中央重視の絞り制
御が実現でき、かつ画面周辺部に入る光源等の明るい部
分の影響によう絞シが閉じることはなく良好な画像が得
られる。

なお、第２．第３の実施例で撮像画面を２６ブロツクに
分割したが、ブロック分割数はこれに限らない。また、
第３実施例のブロック分割の形はこれに限らない。

次に本発明の第４の実施例について、第７図を参照しな
がら説明する。第７図において第１図に示した構成と異
なるのは、小領域レベル検出回路１１よりも更に小さい
領域で平均−値を求め、その最大値を出力する第２小領
域レベル検出回路２゜を設け、コントラスト判別回路１
３は大領域レベル検出回路１２の出力と第２小領域レベ
ル検出回　−路２０の出力を比較してコントラスト判別
を行う構成とした点である。上記構成によって、第２小
領域レベル検出回路２０がより小さい領域で最大値を検
出するため、小さい光源を含む被写体を撮像した場合で
も明暗の差が大きい被写体であることを判別できるため
、写したい被写体が暗く沈むことのない絞り制御が可能
となる。

発明の効果 本発明によれば、撮像画面の一部の領域の撮像信号レベ
ルの平均値全検出する小領域レベル検出回路と、前記小
領域レベル検出回路によって検出される領域よりも大き
い領域の撮像信号レベルの平均値を検出する大領域レベ
ル検出回路と、被写体のコントラストを判別するコント
ラスト判別回路と、前記小領域レベル検出回路の出力と
前記大領域レベル検出回路の出力の２つを入力とし、被
写体のコントラストが小さいとき前記コントラスト判別
回路の出力にもとづいて小領域レベル検出回路の出力の
重みを増し、被写体のコントラストが大きいとき前記コ
ントラスト判別回路の出力にもとづいて大領域レベル検
出回路の出力の重みを増す重み回路と、前記重み回路の
出力に応じて絞りを制御する絞り制御回路とを備えた構
成としたために、逆光撮像あるいは光源等を含む明暗の
差が大きい被写体を撮像した場合、大領域レベル検出回
路の出力の重みが増加されるために、従来のピーク値検
出回路に近いレベル検出を行なう小領域レベル検出回路
の出力による制御への影響は小さくなシ、その結果、絞
りが閉ざされて被写体が暗く沈んだ像で撮られることは
なくなる。また明暗の差の小さい被写体を撮像した場合
、小領域レベル検出回路の出力の重みが増加されるため
に、像のコントラストが改善される。その結果、被写体
に応じて適正露出の良好な画像を得ることが可能となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の撮像装置の構成を示
すブロック図、第２図は同撮像装置の小領域レベル検出
回路の構成図、第３図は同撮像装置の重み回路の特性図
、第４図は本発明の一実施例の撮像装置のレファレンス
の配設位置を変更した構成を示すブロック図、第６図は
本発明の第２の実施例の撮像装置の大領域レベル検出回
路の動作を説明する撮像画面の正面図、第６図は本発明
の第３の実施例の撮像装置の大領域レベル検出回路の動
作を説明する撮像画面の正面図、第７図は本発明の第４
の実施例の撮像装置の構成を示すブロック図、第８図は
従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。 １・・・・・・絞り、３・・・・・・撮像素子、８・・
・・・・絞り駆動回路、１１・・・・・・小領域レベル
検出回路、１２・・・・・・大領域レベル検出回路、１
３・・・・・・コントラスト判別回路、１４・・・・・
・重み回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２′
に 、＼ 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像画面の一部の領域の撮像信号レベルの平均値
   を検出する小領域レベル検出回路と、前記小領域レベル
   検出回路によって検出される領域よりも大きい領域の撮
   像信号レベルの平均値を検出する大領域レベル検出回路
   と、被写体のコントラストを判別するコントラスト判別
   回路と、前記小領域レベル検出回路の出力と前記大領域
   レベル検出回路の出力の２つを入力とし、被写体のコン
   トラストが小さいときに前記コントラスト判別回路の出
   力にもとづいて小領域レベル検出回路の出力の重みを増
   し、被写体のコントラストが大きいときに前記コントラ
   スト判別回路の出力にもとづいて大領域レベル検出回路
   の出力の重みを増す重み回路と、前記重み回路の出力に
   応じて絞りを制御する絞り制御回路とを備えた撮像装置
   。
2. （２）小領域レベル検出回路は、撮像画面を複数の小領
   域に分割した各小領域の平均値を検出し、これらの平均
   値のうち大きな値を任意個数加算平均することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の撮像装置。
3. （３）大領域レベル検出回路は、撮像画面の中央に重み
   を付けて平均値を求めることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の撮像装置。
4. （４）大領域レベル検出回路は、撮像信号の振幅の大き
   い領域を除いて平均値を求めることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の撮像装置。
5. （５）コントラスト判別回路は、小領域レベル検出回路
   の出力と大領域レベル検出回路の出力を比較した値でコ
   ントラストを判別することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項または第４項記載の撮像装置。