(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段から出力される被写体の撮像画像の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、
前記輝度レベル検出手段で検出された前記撮像画像の輝度レベルに基いて露出条件を設定する露出条件設定手段と、
前記輝度レベル検出手段が検出した前記撮像画像の輝度レベルと、前記露出条件設定手段が設定した露出条件とに基いて、前記被写体の明度レベルを演算する演算手段と、
基準露出条件で撮影された基準輝度パターンの撮像画像の輝度レベルと該輝度レベルに対応する露出条件とから演算された明度レベルを記憶するとともに、測定基準撮像装置で撮像された前記基準輝度パターンの測定基準明度レベルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルを読み出し、読み出した前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルから露出補正値を演算し、前記露出条件設定手段で設定される撮像時の露出条件を前記露出補正値に応じて調整する露出条件補正手段と、
を有することを特徴とする露出補正装置。
【請求項２】
前記露出条件は、絞りの開度、前記撮像手段の電子シャッタ量、前記撮像手段から出力される信号レベルの利得の少なくとも１つ又は組み合わせである
ことを特徴とする請求項１に記載の露出補正装置。
【請求項３】
撮像手段と、
前記撮像手段から出力される被写体の撮像画像の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、
前記輝度レベル検出手段で検出された前記撮像画像の輝度レベルに基いて露出条件を設定する露出条件設定手段と、
前記輝度レベル検出手段で検出された前記撮像画像の輝度レベル及び前記露出条件設定手段で設定された露出条件を用いて明度レベルを演算する演算手段と、
基準露出条件で撮影された基準輝度パターンの撮像画像の輝度レベルと該輝度レベルに対応する露出条件とから演算された明度レベルを記憶するとともに、測定基準撮像装置で撮像された前記基準輝度パターンの測定基準明度レベルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルを読み出し、読み出した前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルから露出補正値を演算し、前記露出条件設定手段で設定される撮像時の露出条件を前記露出補正値に応じて調整する露出条件補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラの露出補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラにおいては、基本的にはレンズに設けた絞りの開度、受光素子であるＣＣＤの電子シャッタ量、及びＣＣＤから出力される撮像信号の信号レベルをそれぞれ設定して被写体の露出制御が行なわれる。ビデオカメラでは、カメラに入射する光の明度を把握することにより、この明度の変化に基づいて、露出補正を適確に行なうことが、被写体の高品質の撮像記録を行なうためには必要である。
従来のビデオカメラでは、カメラに入射する光の明度レベルを、レンズに設けた絞りの開度、ＣＣＤの電子シャッタ量、及びＣＣＤから出力される撮像信号の信号レベルに基づいて演算し、得られた明度レベルに基づいて、必要な露出補正を行なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このために、従来のビデオカメラでは、撮像時に特殊の撮像効果を得るために、基準の露出条件を変更した場合には、カメラに入射する光の明度レベルが変化しないにも関わらず、変更された露出条件で、カメラに入射する光の明度レベルが判定され、適切な露出補正が行なわれないことがあった。
また、従来のビデオカメラでは、カメラに入射する光の明度レベルの基準値を設定することができなかったので、カメラごとの特性のばらつきが、演算して得られる光の明度レベルにそのまま現れ、同一の被写体を撮像しても、異なる輝度レベルの画像が得られ、カメラごとに閾値を設定して画像処理を行なう必要があった。
【０００４】
本発明は、前述したようなビデオカメラの露出補正の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、カメラに入射する光の明度レベルを的確に検知し、特性のばらつきを補償して、適切な露出補正を行なって、被写体の高品質の撮像記録を可能にするビデオカメラの露出制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の露出補正装置は、撮像手段から出力される被写体の撮像画像の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、前記輝度レベル検出手段で検出された前記撮像画像の輝度レベルに基いて露出条件を設定する露出条件設定手段と、前記輝度レベル検出手段が検出した前記撮像画像の輝度レベルと、前記露出条件設定手段が設定した露出条件とに基いて、前記被写体の明度レベルを演算する演算手段と、基準露出条件で撮影された基準輝度パターンの撮像画像の輝度レベルと該輝度レベルに対応する露出条件とから演算された明度レベルを記憶するとともに、測定基準撮像装置で撮像された前記基準輝度パターンの測定基準明度レベルを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルを読み出し、読み出した前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルから露出補正値を演算し、前記露出条件設定手段で設定される撮像時の露出条件を前記露出補正値に応じて調整する露出条件補正手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
同様に前記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像手段と、前記撮像手段から出力される被写体の撮像画像の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、前記輝度レベル検出手段で検出された前記撮像画像の輝度レベルに基いて露出条件を設定する露出条件設定手段と、前記輝度レベル検出手段で検出された前記撮像画像の輝度レベル及び前記露出条件設定手段で設定された露出条件を用いて明度レベルを演算する演算手段と、基準露出条件で撮影された基準輝度パターンの撮像画像の輝度レベルと該輝度レベルに対応する露出条件とから演算された明度レベルを記憶するとともに、測定基準撮像装置で撮像された前記基準輝度パターンの測定基準明度レベルを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルを読み出し、読み出した前記明度レベル及び前記測定基準明度レベルから露出補正値を演算し、前記露出条件設定手段で設定される撮像時の露出条件を前記露出補正値に応じて調整する露出条件補正手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を、図１を参照して説明する。
図１は本実施の形態の構成を示すブロック図である。
【０００８】
本実施の形態では、図１に示すように、絞り２を備え被写体の受光を行なうレンズ１に対して、レンズ１からの被写体の光像が結像されるＣＣＤ３が配設され、ＣＣＤ３の出力端子には、ＣＣＤ３から出力される撮像信号のサンプルホールドと、利得制御とを行なう保持・利得制御回路４が接続されている。この保持・利得制御回路４には、利得制御された撮像信号をＡＤ変換するＡＤ変換器５が接続され、ＡＤ変換器５の出力端子には、撮像信号に各種の信号処理を施す映像信号処理回路６が接続され、この映像信号処理回路６には、映像信号処理システムが接続されると共に、映像信号から抽出される所定画像領域の輝度信号の積分値を輝度レベルとして検出する輝度レベル検出器１１が接続されている。
【０００９】
一方、本実施の形態では、全体の動作を制御するマイクロコンピュータ１０が設けられ、このマイクロコンピュータ１０には、輝度レベル検出器１１の出力端子が接続される露出制御回路１２が具備され、この露出制御回路１２は、輝度レベル検出器１１により検出される輝度レベルに基づいて、適正な露出が行なわれているか否かを判定し、得られる判定データに基づいて、各デバイスの制御データ、即ち、絞り２の開度データ、ＣＣＤ３の電子シャッタ量データ、及び保持・利得制御回路４の利得データを演算する機能を有している。
そして、露出制御回路１２には、輝度レベル検出器１１により検出される輝度レベルに基づいて、露出制御を行なう場合に必要な各種のデータが書込まれ、また読み出されるＲＡＭが設けられている。
【００１０】
この露出制御回路１２の一方の出力端子には、各デバイスへの駆動信号を出力するデバイス制御回路１３が接続され、デバイス制御回路１３の第１の出力端子は、絞り駆動を制御する絞り駆動回路８に接続され、絞り駆動回路８の出力端子が、絞りを駆動する絞り駆動部７に接続され、絞り駆動部７には絞り２が接続されている。
また、デバイス制御回路１３の第２の出力端子は、電子シャッタを制御するタイミング信号を出力するタイミング発生回路９に接続され、タイミング発生回路９の出力端子がＣＣＤ３に接続され、デバイス制御回路１３の第３の出力端子には、保持・利得制御回路４が接続されている。
【００１１】
そして、露出制御回路１２の他方の出力端子には、輝度レベル検出器１１により演算される輝度レベル、即ち、映像信号から抽出される所定画像領域の輝度信号の積分値と、露出制御回路１２が、輝度レベルに基づいて演算する各デバイスの制御データとから、カメラの明度レベルを演算する演算回路１４が接続されている。
【００１２】
このような構成の本実施の形態の動作を説明する。
本実施の形態では、被写体の実際の撮像記録に先立って、基準輝度パターンが収容されたパターンボックスを、各デバイスに対して予め設定した基準露出条件で撮像することにより、各カメラ固有のオフセット補正値を検出する。
【００１３】
この場合、ＣＣＤ３から出力される基準輝度パターンの撮像信号は、保持・利得制御回路４で基準ゲインが設定され、ＡＤ変換器５でＡＤ変換され、映像信号処理回路６で信号処理された後に、輝度レベル検出器１１によって、抽出される所定画像領域の輝度信号の積分値に基づいて基準輝度レベルが検出され、得られた基準輝度レベルの対数換算データ（ｄＢ換算データ）が、露出制御回路１２のＲＡＭに格納される。
【００１４】
ここで、演算回路１４は、露出制御回路１２のＲＡＭから読み出した基準輝度レベルの対数換算データＡ０と、この場合に露出制御回路１２により求められる基準露出条件に対応する各デバイスの制御データの和の対数換算データＢ０とに基づいて、（１）式で定義されるカメラの明度レベルの対数換算データＣ０を演算する。
【００１５】
Ｃ０＝Ａ０＋Ｂ０                                          （１）
【００１６】
次いで、露出制御回路１２のＲＡＭに予め格納されている測定基準カメラによる基準輝度パターン測定時のカメラの明度レベルの対数換算データＣｓと（１）式で求めたユーザが使用するカメラの明度レベルの対数換算データＣ０との差を（２）式に基づいて演算し、オフセット補正値の対数換算データＭｆが演算される。
【００１７】
Ｍｆ＝Ｃｓ−Ｃ０＝Ｃｓ−Ａ０−Ｂ０                        （２）
【００１８】
（２）式により演算されたオフセット補正値の対数換算データＭｆは、露出制御回路１２のＲＡＭに格納される。
【００１９】
次いで、被写体の撮像が行なわれ、ＣＣＤ３から出力される被写体の撮像信号は、保持・利得制御回路４でゲイン設定され、ＡＤ変換器５でＡＤ変換された後に、映像信号処理回路６に入力され、映像信号処理回路６で、雑音抑圧などの信号処理が施され、信号処理が施された映像信号は輝度レベル検出器１１に入力される。
輝度レベル検出器１１では、映像信号から抽出される所定画像領域の輝度信号の積分値が輝度レベルデータとして検出され、検出された輝度レベルの対数換算データＡ１が、露出制御回路１２のＲＡＭに格納される。
【００２０】
そして、演算回路１４によつて、露出制御回路１２のＲＡＭから読み出した輝度レベルの対数換算データＡ１と、露出制御回路１２により、輝度レベルに対応して演算される各デバイスの制御データの和の対数換算データＢ１と、露出制御回路１２のＲＡＭから読み出され、制御データに追加演算されるオフセット補正値の対数データＭｆとにより、カメラの明度レベルの対数換算データＣ１が（３）式により演算される。
【００２１】
Ｃ１＝Ａ１＋Ｂ１＋Ｍｆ                                  （３）
【００２２】
このように、本実施の形態で定義され演算されるカメラの明度レベルは、各デバイスの制御量の和と、輝度レベル積分値の基準値と現在の輝度レベル積分値の対数比と、基準輝度の被写体の撮像時のカメラの明度レベルを一定にするオフセット補正値との和となる。このようにすると、任意の明るさでの被写体の撮像時に、カメラの明度レベルを、カメラの光学特性を補償して、全てのカメラで同一にすることができる。
また、（３）式で演算されるカメラの明度レベルのデータは、ビデオカメラのファインダに付されたレベル目盛りに沿って移動するバーで表示され、ユーザは目視でカメラの明度レベルの判定ができる。
【００２３】
このように、本実施の形態によると、基準輝度パターンの撮像時に、輝度レベル検出器１１により検出される基準輝度レベルの対数換算データと、基準輝度レベルに対応して、露出制御回路１２により演算される各デバイスの制御データの和の対数換算データとにより、演算回路１４によって、カメラの明度レベルが演算され、得られる演算値からカメラ固有のオフセット補正値が求められる。そして、被写体の撮像時には、輝度レベル検出器１１が映像信号から検出する輝度レベルに対応して露出制御回路１２が演算する各デバイスの制御データが、オフセット補正値で追加補正演算されて各デバイスに制御データとして供給され、絞り２の開度、ＣＣＤ３の電子シャッタ量、及び保持・利得制御回路４の利得が制御されるので、カメラごとの光学特性のばらつきを補償して、常に被写体の撮像が所定の入射光の明度レベル下で行なわれ、被写体の高品質の撮像記録を行なうことが可能になる。
【００２４】
なお、以上の実施の形態では、絞り、電子シャッタ及び利得の３種の制御を行なう場合を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、絞りだけ、或いは絞りと利得の制御を行なう場合にも適用される。さらに、レンズ内部でＮＤフィルタ（無彩色フィルタ）を制御して光量を調整する露出制御装置や、色温度変換フィルタを用いる露出制御装置にも適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によると、被写体の撮像時には、輝度レベル検出手段によって、被写体の撮像画像の輝度レベルが検出され、該輝度レベル検出手段が検出した輝度レベルと、露出条件設定手段が設定した露出条件とに基づいて、演算手段によって、被写体の撮像明度レベルが演算される。そして、得られる演算結果に基づいて、露出条件補正手段によって、被写体の撮像時の露出条件を設定する露出条件設定手段による露出条件の設定が、上記演算結果に対応して調整制御される。これにより被写体の撮像明度レベルに対応して露出条件が最適に調整され、常に被写体の高品質の撮像記録を行なうことが可能になる。
【００２６】
上記の効果に加えて、撮像装置の演算手段が演算する被写体の撮像明度レベルが、基準輝度パターンを当該撮像装置と測定基準撮像装置で撮像して得られる各々の輝度レベル及び明度レベルに基き演算されるオフセット補正値により正規化されるので、撮像装置ごとの特性差を補償して、常に被写体の高品質の撮像記録を行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２…絞り、３…ＣＣＤ、４…保持・利得制御回路、６…映像信号処理回路、１０…マイクロコンピュータ、１１…輝度レベル検出器、１２…露出制御回路、１３…デバイス制御回路。
【図１】
0003951413.tif 000002