DE69033646T2

DE69033646T2 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung der Belichtungsänderungen einer Videokamera

Info

Publication number: DE69033646T2
Application number: DE69033646T
Authority: DE
Inventors: Fumihito Arai; Yoshihiko Mori
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1989-07-18
Filing date: 1990-07-17
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2010-07-18
Also published as: EP0409161A3; EP0409161B1; US5128769A; DE69033646D1; JP3113259B2; EP0409161A2; JPH03179879A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Belichtung von Videokameras. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Belichtungsbetrags bzw. einer Belichtungsdosis in Übereinstimmung mit einem Videosignal von einem Bildsensor.
Eine bekannte Videokamera besitzt eine eingebaute Belichtungssteuerungsvorrichtung, die automatisch die auf einen CCD- oder MOS-Bildsensor einfallende Lichtintensität entsprechend der Helligkeit einer Aufnahmeszene bzw. Szene reguliert. So wird beispielsweise in einer Vorrichtung zum automatischen Einstellen einer Belichtungsdosis unter Verwendung einer Blende (Irisblende), die Blende auf eine Blendengröße in Übereinstimmung mit dem Szenenhelligkeitswert, der durch eine gemittelte Helligkeitsmessung, eine Punkthelligkeitsmessung oder eine Mehrfachmustermessung erfasst wird, für eine geeignete Belichtungsdosis eingestellt. Anstelle der Belichtungssteuerung durch eine Blende ist ebenfalls eine Steuerung einer Ladungssammelzeit eines Bildsensors in Übereinstimmung mit einem Szenenhelligkeitswert bekannt. In einer Videokamera oder einer Still-Videokamera in einem kontinuierlichen Aufnahmemodus mit einer derartigen Belichtungssteuerungsvorrichtung wird die Blendengröße oder die Ladungssammelzeit so gesteuert, um schnell einer Änderung eines Szenenhelligkeitswertes zu folgen, wodurch eine Belichtungssteuerung ermöglicht wird, die schnell auf den Beginn einer Szenenaufnahme oder auf eine Änderung in der Szene reagiert.
Selbst im Falle, dass das gleiche Hauptobjekt kontinuierlich aufgezeichnet wird, kann sich die Helligkeitsverteilung einer Szene mehr oder weniger ändern. Beispielsweise ändert sich die Helligkeitsverteilung einer Szene stark während des Schwenkens, wenn ein sich bewegendes Hauptobjekt aufgenommen wird. In einem derartigen Fall wird in einer herkömmlichen Belichtungssteuerungsvorrichtung mit einem schnellen Antwortverhalten die Blendengröße oder die Bildsensorladungssammelzeit zur häufigen Änderung veranlasst, wodurch sich eine unnatürliche Belichtungssteuerung ergibt. So ändert sich beispielsweise im Falle der gemittelten Helligkeitsmessung die Hintergrundhelligkeit beträchtlich und die Belichtungssteuerung wird dementsprechend ausgeführt, obwohl sich die Helligkeit eines Hauptobjektes nur sehr wenig ändert. Folglich ändert sich die Belichtungsdosis des Hauptobjektes häufig, so dass das reproduzierte Bild des Hauptobjektes seinen Helligkeitswert zu oft ändert und daher verfremdet wirkt.
Derartige Probleme treffen insbesondere für den Fall der Punkthelligkeitsmessung und der Mehrfachmustermessung zu. Wenn sich beispielsweise ein Bild eines Hauptobjektes von dem Punkt des fotometrischen Bereichs in der Szenenmitte wegbewegt, da das Hauptobjekt während des Schwenkens mit Verzögerung verfolgt wird, oder wenn verfälschendes bzw. abnormales Licht auf den fotometrischen Bereich einfällt, reagiert die Belichtungssteuerungsvorrichtung sofort darauf, um die Belichtung zu korrigieren, wodurch sich unabhängig von einer kontinuierlichen Szene eine Änderung der Belichtungsdosis des Hauptobjektes und damit eine unnatürliche Belichtungssteuerung ergibt.
Ebenfalls bekannt ist ein Belichtungssteuerungsverfahren, in dem ein Bildgebiet in einen zentralen Bereich und einen Peripheriebereich eingeteilt wird und wobei der zentrumsgewichtete Messmodus oder ein Mittelwertmessmodus automatisch ausgewählt wird, um eine optimale Belichtung beispielsweise einer Gegenlichtszene zu erhalten. Mit einem derartigen Zweimodus-Umschaltverfahren und einem Mehrfachmuster-Messverfahren wird die zentrumsgewichtete Messung ausgewählt, wenn der Mittelpunkt einer Szene wesentlich heller als der periphere Bereich ist. Eine derartige Szene besitzt eine geeignete Belichtung eines Hauptobjektes, wenn dieses in der Mitte des Bildgebietes angeordnet ist, aber es ergibt sich eine Unterbelichtung, wenn dieses im peripheren Bereich angeordnet ist.

AUFGABEN DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belichtungssteuerung einer Videokamera bereitzustellen, um eine ungleichmäßige Änderung in der Belichtungsdosis eines Hauptobjektes zu unterdrücken, die durch die Bewegung des Hauptobjektes oder der Videokamera verursacht wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belichtungssteuerung einer Videokamera bereitzustellen, ohne dass die Gefahr einer merklichen Fehlbelichtung besteht.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Um die obigen und weitere Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung zu erhalten, sind die Geschwindigkeit der Belichtungssteuerung und die Belichtungsdosis dadurch bestimmt, dass das Maß der Szenenänderung berücksichtigt wird, so dass die Belichtungsdosis glatt bzw. kontinuierlich geändert werden kann. Eine derartige Belichtungssteuerung wird durch Einstellen der Blende oder der Bildsensorladesammelzeit ausgeführt.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird eine Szenenänderung aus einer Änderung in den Helligkeitswerten zweier Bereiche in der Szene abgeschätzt und durch Bewerten der Szenenabschätzung wird eine hohe oder eine niedrige Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit gewählt. In einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung wird ein Beschleunigungssensor auf einer Videokamera montiert und es wird in Übereinstimmung mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Videokamera, die von dem Beschleunigungssensor erfasst wird, eine hohe oder niedrige Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit gewählt. In einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung wird die Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Maß an Änderung im Helligkeitswert gewählt, der durch das Mehrfachmustermessen erhalten wird. In einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung wird die Mehrfachmustermessung periodisch ausgeführt, um eine während einer vorbestimmten Periode am häufigsten ausgewählte Gleichung zu bestimmen, und diese bestimmte Gleichung wird zum Ermitteln eines Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswertes und zum Ausführen der Belichtungssteuerung bis zur Bestimmung der nächsten Gleichung verwendet. In einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung wird die Mehrfachmustermessung periodisch ausgeführt, um mehrere Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerte zu erhalten, indem eine Gleichung verwendet wird, die mit der Helligkeitsverteilung einer Szene übereinstimmt, und die Belichtungssteuerung wird ausgeführt, indem ein Mittelwert von Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerten, die während einer vorbestimmten Zeitperiode erhalten werden, verwendet wird. In einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung wird der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert korrigiert, um eine geeignete Belich tungsdosis für ein Hauptobjekt festzulegen, wenn abnormales Licht in der Mitte eines Bildgebietes vorhanden ist. In einer siebten Ausführungsform dieser Erfindung wird der über das gesamte Gebiet gemittelte Helligkeitswert um einen Betrag innerhalb eines vorbestimmten Wertbereichs korrigiert, wenn ein Schwellwert kleiner als eine Differenz zwischen dem über das gesamte Bild gemittelten Helligkeitswert für im wesentlichen den gesamten Bildbereich und dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert ist, und die Belichtungssteuerung wird ausgeführt, indem der korrigierte Gesamtbilddurchschnitts-Helligkeitswert verwendet wird. In einer achten Ausführungsform dieser Erfindung wird der Korrekturbetrag bestimmt, indem der vorherige Korrekturbetrag berücksichtigt wird, und wenn sich der gemittelte Helligkeitswert nicht wesentlich ändert, wird die Belichtungsdosis stufenweise geändert. In einer neunten Ausführungsform dieser Erfindung wird beim Festlegen eines Szenenhelligkeitswertes durch Gewichten des gemittelten Helligkeitswertes jedes Bereiches eines Bildgebietes der Gewichtswert bestimmt, indem der vorhergehende Gewichtungswert berücksichtigt wird, um damit eine glatte bzw. kontinuierliche Belichtungssteuerung zu erlauben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, wenn diese im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung darstellt, wobei Änderungen in den Helligkeitswerten zweier Bereiche in einer Szene erfasst werden, um die Blendensteuerungsgeschwindigkeit entsprechend in zwei Stufen auszuwählen;
Fig. 2 die fotometrischen Bereiche innerhalb einer Szene;
Fig. 3 eine Änderung im Helligkeitswert;
Fig. 4 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform erläutert;
Fig. 5 ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, wobei eine Differenz von Änderungen in den Helligkeitswerten zweier Gebiete in einer Szene erfasst wird, um entsprechend die Blendensteuerungsgeschwindigkeit in zwei Stufen zu wählen;
Fig. 6 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform erläutert;
Fig. 7 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, wobei eine Bewegung einer Videokamera erfasst wird, um entsprechend eine Blendensteuerungsgeschwindigkeit auszuwählen;
Fig. 8 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform erläutert;
Fig. 9 ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehung zwischen der Bewegung einer Videokamera und der Blendensteuerungsgeschwindigkeit darstellt;
Fig. 10 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung darstellt, wobei die Blendensteuerungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Änderung im Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert ausgewählt wird;
Fig. 11 Bereiche für eine unterteilte Helligkeitsmessung;
Fig. 12 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform erläutert;
Fig. 13A bis 13G durch Szenenunterscheidung ausgewählte Bereiche;
Fig. 14 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, wobei ein Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert durch Verwendung einer am häufigsten ausgewählten Gleichung berechnet wird;
Fig. 15 ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform erläutert;
Fig. 16 ein Zeitablaufdiagramm, das das Bestimmen einer Gleichung in einem vorbestimmten Zeitintervall illustriert;
Fig. 17 ein Zeitablaufdiagramm, das das Bestimmen einer Gleichung durch Überprüfen der Häufigkeit des Auswählens einer Gleichung bei jeder Messung darstellt;
Fig. 18 ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, wobei ein Durchschnittswert von Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswerten berechnet wird, die während einer vorbestimmten Zeitperiode erhalten werden, und wobei die Belichtungssteuerung in Übereinstimmung mit dem Durchschnittswert ausgeführt wird;
Fig. 19 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, wobei der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert korrigiert wird, indem der Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert berücksichtigt wird;
Fig. 20 ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der in Fig. 19 gezeigten Ausführungsform erläutert;
Fig. 21 einen Graph, der einen Korrekturbetrag zeigt;
Fig. 22 Bereiche für unterteile Helligkeitsmessung;
Fig. 23 einen Graphen, der das Umschalten zwischen Messmodi darstellt;
Fig. 24 ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der Ausführungsform dieser Erfindung, in der Messmodi umgeschaltet werden, erläutert;
Fig. 25 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, wobei der Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert in Übereinstimmung mit einem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert korrigiert wird;
Fig. 26 ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der in Fig. 25 gezeigten Ausführungsform darstellt;
Fig. 27 einen Graphen, der einen Korrekturbetrag darstellt;
Fig. 28 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, wobei der gegenwärtige Korrekturbetrag durch Berücksichtigung des vorhergehenden Korrekturbetrages geändert wird;
Fig. 29 eine Flussdiagramm, das die Betriebsweise der in Fig. 28 gezeigten Ausführungsform erläutert;
Fig. 30 einen Graphen, der das Abschneiden des in Fig. 29 gezeigten Korrekturbetrages darstellt;
Fig. 31 ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel zum Berechnen des Korrekturbetrages EVR2(i), der in Fig. 29 gezeigt ist, darstellt;
Fig. 32 ein Flussdiagramm, das einen Korrekturbetrag zeigt, der in einer Ausführungsform dieser Erfindung verwendet wird, wobei der Gewichtungswert graduell geändert wird; und
Fig. 33 ein Zeitablaufdiagramm, das eine Änderung im Gewichtungswert darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1, das die Struktur der elektrischen Schaltungsanordnung einer Videokamera zeigt, wird ein Bild einer Szene in der Bildaufnahmeoberfläche eines Bildsensors 2 eines CCD- oder MOS-Sensors mittels einer Aufnahmelinse 3 gebildet. Zwischen der Aufnahmelinse 3 und dem Bildsensor 2 ist eine Irisblende 5 angebracht, deren Öffnungsgröße mittels eines Blendenantriebs 6 geändert wird, um damit die Belichtungsdosis für den Bildsensor 2 einzustellen.
Mit dem Bildsensor 2 ist ein Vorverstärker 7 verbunden, um ein von dem Bildsensor 2 ausgegebenes Videosignal zu verstärken. Das von dem Vorverstärker 7 ausgegebene Videosignal wird einer Videosignalverarbeitungsschaltung 8 eingespeist, um damit das Signal einer Signalverarbeitung wie etwa Gamma-Korrektur und Signalumwandlung in Übereinstimmung mit dem NTSC-System zu unterziehen; das Signal wird anschließend an eine Aufzeichnungsvorrichtung 9 gesendet. Die Aufzeichnungsvorrichtung 9 ist eine bekannte Magnetaufzeichnungsvorrichtung, die das verarbeitete Videosignal auf einem Aufzeichnungsmedium wie etwa einem Magnetband aufzeichnet:
Ein mit dem Vorverstärker 7 verbundener Detektor 10 gewinnt drei Farbsignale aus dem Videosignal und führt diese einem Integrator 11 zu. Der Integrator 11 integriert die der Farbsignale, um eine Gesamtbelichtungsdosis des Bildsensors 2 zu erhalten, und gibt diese an einen Blendenkontroller 12 aus. Der Blendenkontroller 12 gibt ein Blendengrößensignal so aus, dass die integrierte Gesamtbelichtungsdosis einen vorbestimmten konstanten Wert, d. h. einen Referenzwert annimmt, der in Übereinstimmung mit dem dynamischen Bereich des Bildsensors 2 bestimmt ist. Dieses Blendengrößensignal wird dem Blendenantrieb 6 eingespeist, um eine rückgekoppelte Steuerung der Blende 5 zu bewirken, so dass die Gesamtbelichtungsdosis für den Bildsensor 2 einen konstanten Wert annimmt.
Das Videosignal aus dem Vorverstärker 7 wird einem Tiefpassfilter 16 zur Fotometrie und einem Bandpassfilter 17 zur Bereichsermittlung zugeführt. Der Tiefpassfilter 16 besitzt eine Abschneidefrequenz von 1,8 MHz, nimmt die Helligkeitssignalkomponenten aus dem Videosignal und liefert diese an einen A/D-Wandler 18. Der Bandpassfilter 17 besitzt ein Durchlassband von 60 KHz bis 2,4 MHz, die die räumliche Frequenzkompo nenten eines gewöhnlichen Objektes darstellen, nimmt die Signalkomponenten innerhalb dieses Durchlassbandes aus dem Videosignal und sendet diese an eine Autofokusvorrichtung (AF-Vorrichtung). Diese AF-Vorrichtung überprüft den Kontrast eines Bildes in Übereinstimmung mit der räumlichen Frequenz und justiert den Fokus der Aufnahmelinse 3, so dass sich ein maximaler Kontrast ergibt.
Der A/D-Wandler 18 wandelt das von dem Tiefpassfilter 16 abgeleitete Helligkeitssignal in ein digitales Signal um, das an einen Zentralbildbereichsaddierer 20 und einen Gesamtbildaddierer 21 ausgegeben wird, an die Torsignale GA&sub1; und GA&sub2; von einem Fenstersignalgenerator 22 geliefert werden. Wie durch eine gepunktete Linie in Fig. 2 dargestellt ist, bewirkt das Torsignal GA&sub1;, dass der Zentralbildbereichaddierer 20 Helligkeitssignale lediglich an Pixeln addiert, die innerhalb eines zentralen Bereichs 23A eines Bildgebiets bzw. Bildes 23 liegen. Wie durch eine Strichpunktlinie in Fig. 2 angedeutet ist, bewirkt das Torsignal GA&sub2;, dass der Gesamtbildaddierer 21 die Helligkeitssignale an Pixeln addiert, die lediglich innerhalb eines Bereichs 23B liegen mit Ausnahme des oberen Bereichs des Bildgebiets 23, in dem ein heller Himmel liegt. Der Fenstersignalgenerator 22 sowie ein Sensortreiber 26 zum Ansteuern des Bildsensors 2 arbeiten synchron mit Taktpulsen aus einem Synchronsignalgenerator 27.
Der Zentralbildbereichaddierer 20 und der Gesamtbildaddierer 21 addieren jeweils Helligkeitssignale für den zentralen Bereich 23A und den Gesamtbereich 23B, um einen Zentralbildbereichsdurchschnittshelligkeitswert IA und einen Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert IB zu erhalten, die an eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 30 gesendet werden. Der Zentralbildbereichsdurchschnittshelligkeitswert IA und der Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert IB sind die Durchschnittshelligkeitswerte, die jeweils aus den Helligkeitswerten ΣA und ΣB für den zentralen Bereich 23A und das gesamte Bildgebiet 23B geteilt durch die entsprechenden Bereiche SA und SB erhalten werden und gegeben sind durch:
IA = ΣA/SA, IB = ΣB/SB
Die MPU 30 berechnet den Logarithmus des Verhältnisses des Zentralbereichdurchschnittshelligkeitswertes IA zu dem Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert IB, wobei dieses gegeben ist durch:
D = log (IA/IB)
Wenn der Absolutwert D einen Schwellwert ThD überschreitet, wird die zentrumsgewichtete Messung (Belichtungssteuerungsmodus, der den zentralen Bereich 23A betont) ausgewählt, um ein Korrektursignal auszugeben, mit dem der Referenzwert korrigiert wird. Dieses Korrektursignal wird über einen D/A-Wandler 31 dem Blendenkontroller 12 zugeführt. Die Verstärkung des Blendenkontrollers 12 wird durch das Korrektursignal reguliert und die Belichtung wird demgemäß gesteuert. Wenn D ≤ ThD ist, wird die gemittelte Helligkeitsmessung ausgewählt, um damit nicht das Korrektursignal auszusenden. Auf diese Weise wird die Belichtungssteuerung ausgeführt, um eine geeignete Belichtung im zentralen Bereich 23A zu erhalten, wenn die Helligkeitsverteilung innerhalb des Bildgebiets 23 einer Hintergrundbelichtung oder einem Punktbelichtungszustand entspricht. Wenn die Helligkeitsverteilung einem normalen Zustand entspricht, etwa einem Vordergrundbelichtungszustand, wird die Belichtungssteuerung so ausgeführt, um eine geeignete Belichtung für den gesamten Bereich des Bildgebiets 23 zu erhalten.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Belichtungssteuerung vergleicht die MPU 30 ebenfalls den Zentralbereichsdurchschnittshelligkeitswert IA mit dem Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert IB nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit und schätzt ab, wie sich der Inhalt einer Szene ändert. Insbesondere, wenn wie in Fig. 3 gezeigt ist, angenommen wird, dass sich der Zentralbereichsdurchschnittshelligkeitswert IA und der Gesamtbilddurchschnittshelligkeitswert IB die Werte IA0 und IB0 zur Zeit T&sub0;, und einen Wert IA1 und IB1 zur Zeit T&sub1; nach einem kleinen Zeitintervall ΔT annehmen, dann sind die Differenzen gegeben durch
K&sub1; = IA1 - IA0
K&sub2; = IB1 - IB0
Diese Werte werden mit den Schwellwerten Th&sub1; und Th&sub2; verglichen. Die Vergleichsergebnisse werden verwendet, um Zustandsbedingungen in der Szene zu beurteilen, wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist. TABELLE 1
D&sub0; > ThD entspricht der Belichtungssteuerung durch die zentrumsgewichtete Messung zur Zeit T&sub0;, und D&sub0; ≤ ThD entspricht der Belichtungssteuerung durch die gemittelte Helligkeitsmessung. Die TABELLE 1 ist als eine Nachschlagtabelle in ROM 36 gespeichert.
Die Zustände (1) bis (8) besitzen Entsprechungen zu tatsächlichen aufgezeichneten Szenen zu Beginn und zum Ende von ΔT in der folgenden Weise:
Zustand (1): lediglich Änderungen im Hintergrund
Zustand (2): Hauptobjekt bewegt sich
Zustand (3): Szene wird geändert (oder ändert sich vollständig)
Zustand (4): im Wesentlichen keine Änderung
Zustand (5): lediglich Änderungen im Hintergrund
Zustand (6): Hauptobjekt bewegt sich auf den zentralen Bereich zu
Zustand (7): Szene wird geändert; und
Zustand (8): im Wesentlichen keine Änderung.
Als eine Unterklassifizierung für den Zustand (2) steht Zustand (2-A) für D&sub1; > D&sub0; und Zustand (2-B) für D&sub1; ≤ D&sub0; . Ein Beispiel für den Zustand (2-A) ist eine Szene, in der sich ein Hauptobjekt auf den zentralen Bereich zubewegt, und ein Beispiel für den Zustand (2-B) ist eine Szene, in der sich ein Hauptobjekt vom zentralen Bereich zu einem peripheren Bereich bewegt.
Der MPU 30 führt die obigen Prozesse aus und anschließend werden die Szeneninhalte zu Beginn und Ende von ΔT abgeschätzt, um entsprechend die Belichtungssteuerungs geschwindigkeit zu ändern. Wenn insbesondere die Szeneninhalte so eingestuft werden, dass sie sich in der Reihenfolge der Zustände (1), (2-B), (5), (6) und (8) ändern, dann wird die Geschwindigkeit zum Einstellen der Blende 5 verringert, während, wenn die Szeneninhalte so beurteilt werden, dass sie sich in der Reihenfolge der Zustände (2- A), (3), (4) und (7) ändern, dann wird die Einstellgeschwindigkeit der Blende 5 groß gewählt. Dies wird bewerkstelligt durch Ausgeben eines Antriebsgeschwindigkeitskontrollsignals zum Blendenantrieb 6 über einen D/A-Wandler 33.
Es ist üblich, dass eine Videokamera eine Zoomlinse als die Aufnahmelinse 3 verwendet. Ein Potentiometer 34 erfasst ein Zoompositionssignal aus der Position einer Variatorlinse und gibt dieses an die MPU 30 über einen A/D-Wandler 35 aus. In Übereinstimmung mit dem Zoompositionssignal berechnet die MPU 30 die Fokuslängendaten der Aufnahmelinse 3 und die Zoomgeschwindigkeitsdaten. Das ROM 36 speichert darin Programmsequenzen und andere notwendige Daten für die oben beschriebenen Operationen und dergleichen, die von der MPU 30 auszuführen sind.
Die Betriebsweise der automatischen Belichtungskontrollvorrichtung, die wie oben aufgebaut ist, wird mit Bezug zu den in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramm beschrieben. Die Blendensteuerung beginnt, wenn damit begonnen wird, Szenen aufzunehmen. Gleichzeitig wird ein geteiltes Helligkeitsmessen durchgeführt, um die gemittelten Helligkeitswerte IA und IB des zentralen Bereichs 23A und des Gesamtbereichs 23B des Bildes 23 zu erhalten. Die Blendensteuerung wird zunächst durch gemittelte Helligkeitsmessung in Übereinstimmung mit dem gemittelten Gesamtbildhelligkeitswert IB durchgeführt. Dabei gibt die MPU 30 kein Korrektursignal zum Blendenkontroller 12 aus, so dass der Blendenantrieb 6 die Blende 5 so einstellt, um die gesamte einfallende Lichtmenge des Bildsensors 2 konstant zu machen. Ferner gibt in diesem Falle die MPU 30 ein Hochgeschwindigkeitssignal als das Antriebsgeschwindigkeitskontrollsignal aus, so dass die Blende 5 in der Mittelwertmessbetriebsweise schnell eingestellt wird. So wird in der obigen Weise zu Beginn des Szenenaufnehmens im Mittelwertmessmodus die Belichtungssteuerung schnell ausgeführt, so dass verhindert werden kann, dass die Belichtungsdosis eines Hauptobjekts deutlich von der günstigen Dosis abweicht.
Anschließend wird der Wert D berechnet und mit dem Wert ThD verglichen. Wenn D > ThD ist, bedeutet dies, dass die Differenz zwischen dem gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs IA und der gemittelte Helligkeitswert des Gesamtbildes IB groß ist, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich das Hauptobjekt im zentralen Bereich 23A befindet. Wenn in einem derartigen Falle die Blendensteuerung im Mittelwertmessmodus durchgeführt wird, hat dies oft eine unpassende Belichtungsdosis für das Hauptobjekt zur Folge. Wenn folglich beurteilt wird, dass D > ThD ist, wird ein Flag Fc gesetzt, das andeutet, dass die Steuerung den zentrumsgewichteten Messmodus ausgewählt hat, und die Belichtungskorrekturdaten entsprechend dem gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs IB werden von der MPU 30 ausgegeben. Die Blende 5 wird daher im zentrumsgewichteten Messmodus mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Wenn D ≤ ThD ist, wird der Mittelwertmessmodus weiterhin ausgeführt.
Nach einer derartigen Blendensteuerung und dem Verstreichen von ΔT wird wieder die geteilte Helligkeitsmessung durchgeführt, um den neuen gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs IA1 und den neuen gemittelten Helligkeitswert des Gesamtbildes IB1 wie in Fig. 3 gezeigt, für den Vergleich mit dem vorhergehenden gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs IA0 und des gemittelten Helligkeitswertes des Gesamtbildes Iso zu erfassen. Es werden die Werte K&sub1; und K&sub2; erhalten, die die Absolutwerte der Differenzen zwischen diesen Helligkeitswerten darstellen. Die Werte K&sub1; und K&sub2; werden mit den Schwellwerten Th&sub1; und Th&sub2; verglichen, um Szenen gemäß der TABELLE 1 zu unterscheiden. Die Zeit ΔT kann mit einer Bildausleseperiode des Bildsensors 2 gleichgesetzt werden. In diesem Falle ist es nicht notwendig, einen zusätzlichen Zeitgeber zum Zählen der Zeit ΔT bereitzustellen.
Mit den erhaltenen Werten K&sub1; und K&sub2; werden die Szeneninhalte zu Beginn und Ende von ΔT abgeschätzt. Im zentrumsgewichteten Messmodus bedeutet dies, wenn ein Zustand (3) abgeschätzt wird, d. h. wenn sich sowohl der gemittelte Helligkeitswert des zentralen Bereichs als auch des Gesamtbildes IA und IB stark ändern, dass sich beispielsweise die Szene beim Schwenken der Videokamera in einem hohen Maße geändert (oder vollständig geändert) hat. Folglich beginnt nach dem Freigeben des zentrumsgewichteten Messmodus die Blendensteuerung erneut im Mittelwertshelligkeitsmessmodus mit einer neuen Szene.
Wenn sich lediglich der gemittelte Helligkeitswert des zentralen Bereichs IA bei geringer Änderung des gemittelten Helligkeitswertes des Gesamtbildes IB stark ändert und D&sub1; > D&sub0; ist, bedeutet dies beispielsweise eine Szene, worin sich ein Hauptobjekt im zentralen Bereich 23A im Hintergrundlicht bewegt. In diesem Falle wird bei ungeändertem zentrumsgewichteten Messmodus die Blende 5 bei hoher Geschwindigkeit entsprechend dem neu erfassten gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs IA1 so eingestellt, dass sich die Blendengröße schnell anpasst. Wenn sich sowohl die gemittelten Helligkeitswerte des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes IA und IB sehr geringfügig ändern, bedeutet dies, dass Szenen mit ähnlicher Helligkeitsverteilung kontinuierlich aufgenommen werden. Folglich wird bei ungeändertem zentrumsgewichteten Messmodus die Blendensteuerungsgeschwindigkeit so eingestellt, dass diese sich mit hoher Geschwindigkeit anpasst.
Wenn ein Zustand (2-B) und (3) unter dem zentrumsgewichteten Messmodus oder ein anderer Zustand als Zustand (7) unter dem Mittelwertmessmodus abgeschätzt wird, bedeutet dies, dass sich beispielsweise ein Hauptobjekt innerhalb des in Fig. 2 gezeigten Bildbereichs 23 bewegt oder dass die Videokamera geschwenkt wird, um der Bewegung eines Hauptobjekts zu folgen und lediglich sich die Hintergrundhelligkeit ändert. In einem solchen Falle gibt die MPU 30 ein Antriebsgeschwindigkeitskontrollsignal aus, mit dem die von dem Blendenantrieb 6 ermittelte Antriebsgeschwindigkeit geringer gemacht wird. Wenn daher das Blendengrößensignal dem Blendenantrieb 6 mittels des Blendenkontrollers 12 zugeführt wird, stellt der Blendenantrieb 6 die Blende 5 langsam ein, wodurch ein schneller Wechsel der Belichtungsdosis des Hauptobjekts vermieden wird. Während des wiederholten Ausführens der geteilten Helligkeitsmessung wird dem Blendenantrieb 6 vor dem endgültigen Einstellen mittels des vorhergehenden Blendenkontrollsignals ein neues Blendengrößensignal eingespeist, wenn sich die gemittelten Helligkeitswerte des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes IA, und IB ändern. Folglich wird die Blende 5 langsam in Übereinstimmung mit dem kontinuierlich zugeführten Signal einer neuen Blendengröße eingestellt.
In der oben ausgeführten Weise wird bei Erkennen einer Kontinuität zwischen Szenen anstatt der Ansteuerung der Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit gemäß einem Hintergrundhelligkeitswechsel eine langsame Änderung der Blendengröße vorgenommen, die eine gleichbleibende Belichtungsdosis des Hauptobjekts zulässt. Obwohl eine derartige Steuerung mehr oder weniger auf Kosten des Hintergrunds geht, besitzen reproduzierte Szenen natürlichere Bilder, indem dem Hauptobjekt eine gleichbleibende Belichtung während aufeinanderfolgender Szenen gegeben wird.
Die obige Beschreibung ist ein Beispiel zum Abschätzen der Kontinuität zwischen Szenen in Übereinstimmung mit den fotometrischen Werten von Helligkeitssignalen, die von dem Tiefpassfilter 16 erhalten werden. Die Kontinuität zwischen Szenen kann aus den Raumfrequenzkomponenten des Helligkeitssignals beurteilt werden. Beispielsweise wird das Ausgangssignal des Bandpassfilters 17, das durch eine gepunktete Linie in Fig. 1 angedeutet ist, über den A/D-Wandler 18 an den Zentralbereichsbildaddierer 20 gesendet. Kontinuität zwischen Szenen kann lediglich durch das Ausgangssignal von dem Zentralbereichsaddierer 20 beurteilt werden. Der Entfernungserkennungsbereich eines AF-Apparates einer Videokamera ist im Allgemeinen der in Fig. 2 gezeigte zentrale Bereich 24, und die Aufnahmelinse 3 wird relativ zu diesem Bereich fokussiert. Der Bandpassfilter 17 besitzt eine Charakteristik, so dass dieser die Signalkomponenten eines Raumfrequenzbandes passieren lässt, die in einem fokussierten Zustand groß wird. Daher ist das Ausgangssignal aus dem Zentralbildbereichsaddierer 20 ein Integrationswert der Raumfrequenzkomponenten innerhalb des fokussierten Bereichs.
Die Integrationswerte der Raumfrequenzkomponenten zu Beginn und am Ende von ΔT werden miteinander verglichen. Wenn es eine große Änderung gibt, kann abgeschätzt werden, dass das entfernungsfindende Objekt, d. h. ein Hauptobjekt, sich bewegt oder geändert hat. In einem derartigen Falle wird die Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 groß gewählt. Wenn die Integrationswerte der Raumfrequenzkomponenten sich lediglich geringfügig ändern, wird die Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 verringert.
Es sei nun θ der Aufnahmewinkel der Aufnahmelinse, I sei die Länge eines Hauptobjekts innerhalb des Bildbereichs 23 in der Richtung beispielsweise parallel zur längeren Seite des Bildbereichs 23, und X sei der Abstand des eigentlichen Hauptobjekts, dann gilt die folgende Gleichung:
I 1/(tanθ X)
Es ist daher möglich, das Vorhandensein einer Szenenänderung abzuschätzen, wenn der Wert I zu Beginn und am Ende von ΔT sich stärker als in einem vorbestimmten Bereich ändert.
Es ist möglich, dass sich die Helligkeitsverteilung im Bildbereich 23, der in Fig. 2 gezeigt ist, aufgrund des Zoomens stark ändert, selbst wenn die Videokamera selbst eine feste stillstehende Lage einnimmt. In einem solchen Falle ist es gewöhnlicherweise vorzuziehen, eine Szene als geändert zu betrachten, so dass die Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 groß gemacht wird. Eine derartige Beurteilung einer Szenenänderung kann in Übereinstimmung mit dem zeitlichen Änderungsbetrag des Zoompositionssignals, das von dem in Fig. 1 gezeigten Potentiometer 34 zugeführt wird, vorgenommen werden.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, in der die Blendensteuerungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Änderung im Unterschied zwischen den Helligkeitswerten des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes eingestellt wird. Elemente, die jenen in Fig. 1 gezeigten ähnlich sind, werden mit identischen Bezugszeichen belegt. Ein von dem Bildsensor 2 und vom Vorverstärker 7 geliefertes Videosignal wird einem A/D-Wandler 40 zugeführt, der eine digitale Umwandlung mit einer Abtastfrequenz von 3,5 MHz durchführt. Das Helligkeitssignal im Videosignal wird in ein digitales Signal umgewandelt, Dieses digitale Helligkeitssignal erfährt eine knickartige Kompression durch eine Abschneideschaltung 41, wobei das hohe Helligkeitssignal bei einem maximalen Wert abgeschnitten wird und das tiefe Helligkeitssignal bei einem Minimalwert abgeschnitten wird. Eine ähnliche Verarbeitung wird an einem Bildaufnahmesystem, beispielsweise in der Bildsignalverarbeitungsschaltung 8 ausgeführt.
Eine MPU 43 bewirkt, dass die abgeschnittenen Helligkeitssignaldaten im RAM 44 gespeichert werden, und unterteilt die Helligkeitssignaldaten innerhalb des Bildbereichs 23 in jene für den zentralen Bereich 23A und für den Gesamtbereich 23B, um damit die gemittelten Helligkeitswerte für den zentralen Bereich und das Gesamtbild IA und IB in der gleichen Weise wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform zu erhalten. Die MPU 43 führt ein Kontrollsignal entsprechend dem erhaltenen gemittelten Helligkeitswert des Gesamtbildes IB einem Blendenantrieb 50 über einen D/A-Wandler 46, einen Subtrahierer 47, einem Schalter 48, und einem der Verstärkungssetzeinheiten 49a und 49b zu.
Dem Subtrahierer 47 werden Referenzfotometriedaten IRE eingespeist, deren Werte es erlauben, eine Standardbelichtungsdosis zu erhalten, die den dynamischen Bereich des Bildsensors 2 berücksichtigt. Der Subtrahierer 47 gibt ein Korrektursignal aus, das die Differenz zwischen den Referenzfotometriedaten IRE und dem gemittelten Helligkeitswert des Gesamtbildes IB zu "0" macht. Der Schalter 48 wählt eine der Verstärkungssetzeinheiten 49a oder 49b gemäß einem von der MPU 43 über den D/A-Wandler 46 zugeführten Schaltsignal aus.
Die Verstärkungen der Verstärkungssetzeinheiten 49a und 49b sind jeweils auf G, und G&sub2; (G&sub1; > G&sub2;) festgelegt, so dass das über den Schalter 48 zugeführte Korrektursignal mit der gewählten Verstärkung verstärkt und dem Blendenantrieb 50 zugeführt wird. Wenn der Schalter 48 die Verstärkungssetzeinheit 49a wählt, reagiert der Blendenantrieb 50 auf das Korrektursignal mit hoher Geschwindigkeit, um die Blende 5 einzustellen. Wenn andererseits der Schalter 48 die andere Verstärkungssetzeinheit 49b wählt, reagiert die Blende 5 auf das Korrektursignal langsam. Ein Hall-Element 52 erfasst die Positionsdaten der Blende 5 und liefert diese an die MPU 43 über einen A/D-Wandler 53. Die Blende 5 wird daher mittels einer Rückkopplung in Übereinstimmung mit den Referenzfotometriedaten IRE gesteuert. Bezugszeichen 54 repräsentiert einen Treiber, der sich aus dem Sensortreiber 26 und dem Synchronisiersignalgenerator 27, der in Fig. 1 gezeigt ist, aufbaut.
Es wird nun mit Bezug zu dem in Fig. 6 gezeigten Flussdiagramm die Betriebsweise der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform beschrieben. Dieses Belichtungssteuerungssystem arbeitet immer im Mittelwertmessmodus unter Verwendung des gemittelten Helligkeitswertes des Gesamtbildes iß. Jedoch wird in ähnlicher Weise wie in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zusätzlich zu dem gemittelten Helligkeitswert des Gesamtbildes IB der gemittelte Helligkeitswert des Zentralbereichs IA erfasst und zeitlich überwacht. Insbesondere wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist, der Helligkeitsunterschied K unter Verwendung der gemittelten Helligkeitswerte des zentralen Bereichs IA0 und IA1 und der gemittelten Helligkeitswerte des Gesamtbildes IB0 und IB1 jeweils zu Beginn und Ende der Zeitdauer ΔT berechnet:
K = IA1 - IA0 - IB1 - IB0
Der Absolutwert von K wird mit einem Schwellenwert ThK verglichen. Wenn K ≥ ThK ist, wählt der Schalter 48 die Verstärkungssetzeinheit 49a, und wenn K < ThK ist, wird die Verstärkungssetzeinheit 49a ausgewählt. Wenn es daher einen großen Unterschied zwischen Änderungen in den gemittelten Helligkeitswerten des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes IA und IB zum Beginn und Ende der Zeitdauer ΔT gibt, wird die Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit gesteuert. Wenn es lediglich einen kleinen Unterschied gibt, wird die Blende 5 langsam gesteuert.
Oft ändert sich die Helligkeitsverteilung einer Szene, wenn eine Szenenänderung erfolgt, selbst wenn sich der gemittelte Helligkeitswert des Gesamtbildes nicht stark ändert. Folglich kann die Kontinuität zwischen Szenen auf der Grundlage des Wertes K abgeschätzt werden. Wenn es eine Kontinuität zwischen Szenen gibt, wird die Blende 5 langsam angetrieben, um eine kontinuierliche Änderung der Belichtungssteuerung eines Hauptobjektes zu erzielen, selbst wenn die Blende 5 aufgrund einer Änderung des gemittelten Helligkeitswertes des Gesamtbildes IB eingestellt werden muss. Es wird verhindert, dass die Helligkeit eines Gesichts eines Hauptdarstellers beim kontinuierlichen Aufnehmen von Szenen abwechselnd heil und dunkel wird.
Vom Standpunkt einer guten Bildaufnahme ist es vorteilhaft, dass die Belichtungssteuerung so gemacht wird, um sich schnell anzupassen, indem die Antwortgeschwindigkeit der Blende erhöht wird, wenn sich eine Szene ändert, und dass, wenn die Szeneninhalte von kontinuierlicher Natur sind, die Belichtungsdosis eines Hauptobjektes gleichförmig gemacht wird, indem die Antwortgeschwindigkeit der Blende verringert wird, selbst wenn die Helligkeitsverteilung von Szenen sich mehr oder weniger ändert. Eine derartige Belichtungssteuerung kann durch Verwenden des in Fig. 1 gezeigten Aufbaus und Modifizieren des Programms im ROM 36 ausgeführt werden, um die folgenden Algorithmen zu praktizieren.
Insbesondere wird in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 geändert, indem beurteilt wird, ob die Absolutwerte K&sub1; und K&sub2; der Betragsänderung der gemittelten Helligkeitswerte des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes IA und IB den vorbestimmten Schwellwert überschreiten, und durch Bezugnahme zu den in TABELLE 1 beschriebenen Zuständen. In dieser Alternative wird je doch die Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 in Übereinstimmung damit geändert, in welcher Richtung (+ oder - Richtung) und wie stark sich die Werte der in Fig. 3 gezeigten gemittelten Helligkeitswerte IA1 und IB1 relativ zu den vorhergehenden gemittelten Heiligkeitswerten IA0 und IB0 geändert haben.
Gemäß dieses Verfahrens wird die Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 so gewählt, dass die vorherigen gemittelten Helligkeitswerte IA0 und IB0 von den gemittelten Helligkeitswerten des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes IA1 und IB1, die nach jedem Ablauf der Zeit ΔT erneut erfasst werden, subtrahiert werden, und dass die Ergebnisse der Subtraktion ΔS&sub1; und ΔS&sub2; für die Bezugnahme zu einer Regelübersicht der TABELLE 2 oder TABELLE 3 verwendet werden. TABELLE 2 wird verwendet, wenn die vorhergehende Betriebsweise der zentralgewichtete Messmodus, und TABELLE 3 wird verwendet, wenn die vorhergehende Betriebsweise der Mittelwertmessmodus ist. TABELLE 2 TABELLE 3
Die in den TABELLEN 2 und TABELLE 3 verwendeten Symbole haben die folgende Bedeutung:
PB... großer Änderungsbetrag in "+"-Richtung
PM... mittlerer Änderungsbetrag in "+"-Richtung
PS... kleiner Änderungsbetrag in "+"-Richtung
Z0... "0"-Änderungsbetrag
NS... kleiner Änderungsbetrag in "-"-Richtung
NM... mittlerer Änderungsbetrag in "-"-Richtung
NB... großer Änderungsbetrag in "-"-Richtung
VF... extrem hohe Antriebsgeschwindigkeit für Blende
F... hohe Antriebsgeschwindigkeit für Blende
M... mittlere Antriebsgeschwindigkeit für Blende
S... geringe Antriebsgeschwindigkeit für Blende
VS... extrem geringe Antriebsgeschwindigkeit für Blende
Die Regelübersichten werden beim Bestimmen der Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 in Übereinstimmung mit den Werten ΔS&sub1; und ΔS&sub2; verwendet, wobei der zuvor festgelegte Messmodus berücksichtigt wird. Die Blende 5 wird in Übereinstimmung mit der Antriebsgeschwindigkeit eingestellt, die durch die Regelübersichten bestimmt ist und durch Verwenden eines Zielwertes der Blendengröße entsprechend dem neu erfassten Wert IA1 oder IB1. Wenn folglich die Messdauer (ΔT) ungefähr 1/30 Sekunden beträgt und die Blendenantriebsgeschwindigkeit auf eine geringe Geschwindigkeit festgelegt ist, wird der Zielwert der Blendensteuerung der Reihe nach erneuert, so dass die Blende 5 nicht notwendigerweise und vollkommen dem gemessenen Wert nachfolgt. In einem derartigen Falle gibt es jedoch eine Kontinuität zwischen Szenen, so dass die Belichtungsdosis eines Hauptobjektes gleichförmig wird und damit sich natürliche Bilder ergeben.
TABELLE 2 und TABELLE 3 zeigen die Entsprechung zwischen Eingabedaten ΔS&sub1; und ΔS&sub2; und Ausgabedaten oder Blendenantriebsgeschwindigkeiten. Für eine derartige Entsprechung kann ein Fuzzy-Logik verwendet werden. Insbesondere sind Elementfunktionen zur Bestimmung des Ausmaßes, wie die Eingangsdaten ΔS&sub1; und ΔS&sub2; zu einem Satz an PB bis NB beitragen, und Elementfunktionen zur Bestimmung des Ausmaßes des Beitrags der Blendenantriebsgeschwindigkeit zu einem Satz von VS bis VF vorgesehen. Unter Verwendung dieser Elementfunktionen wird ein Fuzzy-Satz bestimmt, und es wird eine Gruppe von Fuzzy-Sätzen gebildet, um eine Blendenantriebsgeschwindigkeit zu erhalten.
Die Ausgangsdaten (Blendenantriebsgeschwindigkeitsdaten) für die Eingangsdaten ΔS&sub1; und ΔS&sub2; können zuvor im außer-Betrieb-Zustand festgelegt werden. Die erhaltenen Ausgangsdaten werden als die Ausgangsdaten in den Regelübersichten der TABELLE 2 und TABELLE 3 geschrieben. Somit können die Ausgangsdaten von den Eingangsdaten sofort ermittelt werden, was zu einem schnelleren und einem kostengünstigen Steuerungssystem führt.
Die Ausführungsformen dieser Erfindung wurden oben dargelegt. Die Erfindung ist allerdings nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann, obwohl die Antriebsgeschwindigkeit der Blende selbst geändert wird, um die Belichtungssteuerung zu verlangsamen, die Blendenantriebsgeschwindigkeit konstant gemacht werden und der Wert des Belichtungskorrekturbetrags allmählich in Richtung des Zielwertes geändert werden. Ferner kann beim Beurteilen eines Änderns der Szeneninhalte aus den gemessenen Werten nicht nur durch Vergleichen des zentralen Bereichs mit dem Gesamtbild sondern es kann ebenfalls das Vergleichen dreier oder mehrerer Messbereiche verwendet und zeitabhängig im Mehrfachmessmuster überwacht werden.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit einer Videokamera mit einem Beschleunigungssensor erfasst wird, und die Reaktionsgeschwindigkeit der Belichtungssteuerung wird in Übereinstimmung mit der erfassten Bewegungsgeschwindigkeit geregelt. Elemente, die jenen in Fig. 1 gezeigten ähnlich sind, werden mit gleichen Bezugszeichen belegt. In dieser Ausführungsform wird selbst, wenn eine Videokamera abrupt während des Schwenkens mit einem Hauptobjekt bewegt wird, die Belichtungsdosis des Hauptobjektes nicht in unnatürlicherweise geändert. In der Nähe des Aufnahmesystems einschließlich der Aufnahmelinse 3 und des Bildsensors 2 sind ein X-Richtungsbeschleunigungssensor 55 und ein Y-Richtungsbeschleunigungssensor 56 zum Messen der auf die Videokamera in der Rechts/Links-Richtung und der Aufwärts/Abwärts-Richtung jeweils ausgeübten Beschleunigung angebracht. Als Beschleu nigungssensoren 55 und 56 können Winkelgeschwindigkeitssensoren, die von der Firma Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. hergestellt werden, verwendet werden, die aus einer Gyrosignalerfassungseinheit mit zwei piezoelektrischen Quarzzellen, die in T- artiger Form angeordnet sind, einer Antriebstreiberschaltung und dergleichen aufgebaut sind. Die Beschleunigungssensoren 55 und 56 erfassen eine Bewegung einer Videokamera während des Schwenkens oder durch ein Verrücken der Kamera verursacht werden, und verwandeln den Änderungsbetrag der Bewegungsgeschwindigkeit der Videokamera in ein elektrisches Signal, das einer Analogsignalverarbeitungsschaltung 57 zugeführt wird. Die Analogsignalverarbeitungsschaltung 57 verstärkt und verarbeitet das eingespeiste Analogsignal und gibt es anschließend an einen A/D-Wandler 58 aus, der es einerseits digital in die Beschleunigungsdaten konvertiert und es zur MPU 30 ausgibt.
Die MPU 30 vergleicht einen Schwellwert ThV mit den Absolutwerten VX und VY der Beschleunigungsdaten VX und VY in der Rechts/Links-Richtung und der Aufwärts/Abwärts-Richtung. Der Schwellwert ThV ist so festgelegt, dass eine durch ein leichtes Bewegen der Kamera verursachte Beschleunigung beim Aufnehmen von Szenen durch Halten der Videokamera mit den Händen vernachlässigt wird, und dass die Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit für den Fall geändert wird, wenn es eine große Beschleunigung aufgrund einer relativ großen Kameraerschütterung oder aufgrund einer abrupten Bewegung der Videokamera zur Verfolgung einer schnellen Bewegung eines Objektes gibt. Wenn VX ≥ ThV oder VY ≥ ThV ist, verringert die MPU 30 die Justiergeschwindigkeit der Blende 5. Wenn VX < ThV und VY < ThV ist, vergrößert die MPU 30 die Justiergeschwindigkeit der Blende 5. Die Geschwindigkeitssteuerung wird durch Ausgeben eines Antriebsgeschwindigkeitskontrollsignals zum Blendenantrieb 6 über den D/A- Wandler 33 ausgeführt.
Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform erläutert. Wenn das Aufnehmen von Szenen beginnt, startet auch die Blendensteuerung. Gleichzeitig wird das geteilte Helligkeitsmessen ausgeführt, um die gemittelten Helligkeitswerte IA und IB des zentralen Bereichs 23A und des Gesamtbereichs 23B des Bildes 23 zu erhalten. Es wird ein Logarithmus D des Verhältnisses der gemittelten Helligkeitswerte IA und IB berechnet. Der Absolutwert D wird mit dem Wert ThD verglichen. Wenn D ≤ ThD ist, bedeutet dies, dass es nur eine geringe Differenz zwischen dem gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes IA und IB gibt. Folglich wird die Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem gemittelten Helligkeitswert des Gesamtbildes IB gesteuert.
Wenn D > ThD ist bedeutet dies, dass es eine große Differenz zwischen den gemittelten Helligkeitswerten des zentralen Bereichs und des Gesamtbildes IA und IB gibt. In einem derartigen Falle gibt es eine große Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Hauptobjekt im zentralen Bereich 23A befindet. Wenn daher die Blendensteuerung im Mittelwertmessmodus durchgeführt wird, resultiert dies oft in einer ungenügenden Belichtungsdosis für das Hauptobjekt. Wenn folglich beurteilt wird, dass D > ThD ist, werden von der MPU 30 die Belichtungskorrekturdaten entsprechend dem gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs IA ausgegeben.
Wenn beurteilt wird, dass D > ThD ist, werden die Beschleunigungsdaten VX und VY in den entsprechenden Richtungen von den X- und Y-Richtungsbeschleunigungssensoren 55 und 56 bereitgestellt, und die Absolutwerte VX und VY werden mit dem Schwellwert ThV verglichen. Wenn einer der VX und VY größer oder gleich als ThV ist, bewirkt die MPU 30, dass die Blende 5 in Übereinstimmung mit dem durch den gemittelten Helligkeitswert des zentralen Bereichs IA bestimmten Belichtungsdosis langsam eingestellt wird. Wenn sowohl VX und VY kleiner als ThV sind, bewirkt die MPU 30, dass die Blende 5 in Übereinstimmung mit der durch den gemittelten Helligkeitswert des Zentralbereichs IA bestimmten Belichtungsdosis schnell eingestellt wird.
Fig. 9 zeigt die Abhängigkeit zwischen der Bewegung der Videokamera und der Blendensteuergeschwindigkeit. Zur Einfachheit der Beschreibung ist lediglich die Bewegung in der X-Richtung einer Videokamera in Fig. 9 dargestellt. Vor dem Zeitpunkt Ta bewegt sich die Videokamera mit Ausnahme einer geringen Bewegung durch eine Kameraerschütterung nicht. Zum Zeitpunkt Ta beginnt ein innerhalb des zentralen Bereichs beobachtetes Hauptobjekt sich zu bewegen und die Videokamera bewegt sich abrupt, um der Bewegung des Hauptobjektes zu folgen. Folglich steigt das Ausgangssignal von dem X-Richtungsbeschleunigungssensor 55 abrupt an und übersteigt den Schwellwert ThV, wodurch die Blendenantriebsgeschwindigkeit gering gemacht wird.
Nach dem Zeitpunkt Ta wird die Videokamera mit einer konstanten Geschwindigkeit geschwenkt, um dem Hauptobjekt zu folgen. In diesem Falle ist die Beschleunigung so klein, dass die Blendenantriebsgeschwindigkeit hoch gemacht wird. Zum Zeitpunkt Tb ändert sich die Bewegung des Hauptobjektes und die Videokamera wird abrupt in die Gegenrichtung geschwenkt. Daher nimmt das Ausgangssignal des X- Richtungsbeschleunigungssensors 55 einen großen relativen Wert an, so dass die Blendenantriebsgeschwindigkeit klein gemacht wird. Unmittelbar danach wird zum Zeitpunkt Tc die Videokamera zurück in die anfängliche Richtung geschwenkt, so dass eine große Beschleunigung ausgeübt und die Blendenantriebsgeschwindigkeit auf eine geringe Geschwindigkeit geregelt wird.
Die Blendenantriebsgeschwindigkeit wird sofort zeitweise auf eine hohe Geschwindigkeit gesteuert. Da jedoch zum Zeitpunkt Td eine Beschleunigung in der relativen Richtung ausgeübt wird, wenn die Videokamera angehalten wird, wird die Blendenantriebsgeschwindigkeit auf eine geringe Geschwindigkeit eingestellt. Nach dem Zeitpunkt Td, wenn die Videokamera langsam geschwenkt wird, wird die Blendenantriebsgeschwindigkeit allmählich groß. Zum Zeitpunkt Te, wenn das Hauptobjekt anhält und die Videokamera gestoppt wird, wird eine Beschleunigung in der negativen Richtung auf die Videokamera ausgeübt und die Blendenantriebsgeschwindigkeit wird auf eine geringe Geschwindigkeit umgeschaltet. Während die Videokamera fixiert ist und ruhig steht mit Bewegungen lediglich in der Größenordnung eines leichten Kamerawackelns wird nach Te die Blendenantriebsgeschwindigkeit wiederum auf eine hohe Geschwindigkeit eingestellt.
Um eine besonders große Abweichung der Belichtungsdosis eines Hauptobjektes von einem günstigen Wert bei Beginn der Szenenaufnahme zu verhindern, wird vorzugsweise zunächst durch die gemittelte Helligkeitsmessung auf der Grundlage des Anwendens des gemittelten Helligkeitswertes des Gesamtbildes IB gesteuert. In diesem Falle gibt die MPU 30 das Korrektursignal nicht an den Blendenkontroller 12 aus, so dass die Blende 5 so gesteuert wird, um die gesamte einfallende Lichtmenge auf den Bildsensor 2 konstant zu halten. Ferner gibt die MPU 30 ein Hochgeschwindigkeitssignal als das Antriebsgeschwindigkeitskontrollsignal aus.
Es kann ein Szenenstabilisierungsmechanismus vorgesehen sein, bei dem das Aufnahmesystem mit der Aufnahmelinse und der CCD in der Richtung gedreht oder bewegt wird, in der die auf die Videokamera ausgeübte Beschleunigung aufgehoben wird. Als eine derartige Szenenstabilisierung ist eine Vorrichtung bekannt, mit der das Aufnahmesystem durch zwei Wellen in der Rechts/Links- und der Aufwärts/Abwärts-Richtung auf Abstand gehalten wird, und wobei die Wellen von zwei Stellgliedern gedreht werden, um das Aufnahmesystem in der Rechts/Links- und Aufwärts/Abwärts-Richtung zu bewegen.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, in der die Belichtungsdosis durch die getrennte Helligkeitsmessung bestimmt wird, und wobei die Belichtungssteuergeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Wert des Szenenhelligkeitswertes und in Übereinstimmung damit, ob es eine Kontinuität zwischen den Szenen gibt, geändert wird. Elemente, die gleich zu jenen in Fig. 5 gezeigten sind, werden durch gleiche Bezugszeichen repräsentiert. In dieser Ausführungsform wird, wenn es eine Kontinuität zwischen den Szenen gibt, eine gleichmäßige Belichtungssteuerung durchgeführt, indem abrupte Änderungen in der Belichtung geglättet werden, selbst wenn sich die Helligkeitsverteilung von Szenen ändert, ohne die Nachfolgeeigenschaft der Blende zu beeinträchtigen, wenn die Helligkeit einer Szene sich stark ändert. Die als Funktionsblöcke gezeigte MPU 43 ist aus einer geteilten Helligkeitsmessungseinheit 60, einer Messmodusauswahleinheit 61, einer Recheneinheit 62 und einer Blendenverstärkungskontrolleinheit 63 aufgebaut. Die geteilte Helligkeitsmesseinheit 60 speist Ganzbildvideosignale in einen Bildspeicher (nicht gezeigt) ein und unterteilt die Szene 23 in fünf Bereiche S&sub1; bis S&sub5;, wie in Fig. 11 gezeigt ist, um Durchschnittshelligkeitswerte B&sub1; bis B&sub4; (in EV-Einheiten) von zusammengezählten Videosignalen S&sub1; bis S&sub4; zu erhalten. Ferner gibt es berechnete Durchschnittshelligkeitswerte Bijk (i, j, k = 1 bis 4) für eine Kombination von Bereichen, und einen Durchschnittshelligkeitswert S&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; für die Bereiche S&sub1; bis S&sub4;. Der Bereich S&sub5;, an dem sich ein Hauptobjekt nur selten aufhält, wird von der Berechnung ausgeschlossen.
Die Messmodusauswahleinheit 61 unterscheidet eine Szene durch Vergleich zwischen den Durchschnittshelligkeitswerten B&sub1; bis B&sub4; und Bijk, um damit eine Gleichung (1) bis (7) für eine ausgewählte Szene auszuwählen. Gemäß der durch die Messmodusauswahleinheit 61 ausgewählten Gleichung berechnet die Recheneinheit 62 einen Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C, mit dem eine geeignete Belichtung erhalten werden kann. Beispiele der Gleichungen (1) bis (7) sind wie folgt:
Gleichung (1):
C&sub1; = B&sub1;&sub2;&sub3;
Gleichung (2):
C&sub2; = (B&sub1; · W&sub1; + B&sub2; · W&sub2; + B&sub3;)/(W&sub1; + W&sub2; + 1)
Gleichung (3):
C&sub3; = (B&sub1;&sub2; · W&sub3; + B&sub3; + B&sub4;)/(W&sub3; + 2)
Gleichung (4):
C&sub4; = (B&sub1;&sub3; · W&sub4; + B&sub2; · W&sub5; + B&sub4;)/(W&sub4; + W&sub5; + 1)
Gleichung (5):
C&sub5; = (B&sub1;&sub3;&sub4; · W&sub6; + B&sub2;)/(W&sub6; + 1)
Gleichung (6):
C&sub6; = (B&sub1;&sub2;&sub3; · W&sub7; + B&sub2;)/(W&sub7; + 1)
Gleichung (7):
C&sub7; = B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4;
Die Symbole W&sub1; bis W&sub7; sind die Gewichtungskoeffizienten, die beispielsweise die folgenden Werte (EV) annehmen:
W&sub1; = 10, W&sub2; = 1, W&sub3; = 10, W&sub4; = 10, W&sub5; = 1, W&sub6; = 10, W&sub7; = 10
Der von der Recheneinheit 62 berechnete Szenenhelligkeitswert wird an den Verstärker 64 mit variabler Verstärkung zum Steuern der Reaktionsgeschwindigkeit der Blende 5 gesendet. Die Blendenverstärkungskontrolleinheit 63 vergleicht den Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4;, der mittels der geteilten Helligkeitsmessungseinheit 60 mit dem vorhergehenden Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; erhalten wurde, und schätzt ebenso ab, ob die durch die Messmodusauswahleinheit 61 ausgewählte Gleichung die gleiche als die zuvor gewählte Gleichung ist. Gemäß den Ergebnissen des Vergleichs und der Beurteilung wird ein Verstärkungskontrollsignal ausgegeben, um den Verstärkungsgrad des Verstärkers 64 mit veränderbarer Verstärkung zu ändern.
Die Betriebsweise der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform wird nun mit Bezug zu dem Flussdiagramm aus Fig. 12 beschrieben. Die in Fig. 12 gezeigte Belichtungssteuerungssequenz wird beispielsweise in einem Intervall von 1 Sekunde ausgeführt. Nachdem das Videosignal digital umgewandelt und abgeschnitten wurde, wird es zur geteilten Helligkeitsmessungseinheit 60 gesendet und in den Bildspeicher geschrieben. Die geteilte Helligkeitsmesseinheit 60 unterteilt den Bildbereich 23 in fünf Gebiete S&sub1; bis S&sub5; und berechnet die Durchschnittshelligkeitswerte B&sub1; bis B&sub4;, Bijk (i, j, k = 1 bis 4) und B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4;. Diese Durchschnittshelligkeitswerte werden in einen Speicher in der MPU 43 geschrieben und bei Bedarf von der Messmodusauswahleinheit 43 ausgelesen. Der Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; wird in die Blendenverstärkungskontrolleinheit 63 eingespeist und mit dem vorhergehenden Durchschnittshelligkeitswert von B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; verglichen.
Die Messmodusauswahleinheit 61 berechnet zunächst die Helligkeitsunterschiede zwischen entsprechenden Bereichen. Es wird angenommen, dass der Zielwert der Helligkeitsstufe des Bildes so festgelegt ist, dass die Videoausgabe 60 IRE wird (Gamma = 0,45 Reihe), und durch Bref repräsentiert ist. Die Helligkeitsdifferenz D&sub0; zwischen dem Zielwert Bref und dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3; der Bereiche S&sub1; bis S&sub3; wird aus der folgenden Gleichung erhalten, wobei der natürliche Logarithmus mit der Basis "e" verwendet wird:
D&sub0; = log (B&sub1;&sub2;&sub3;/Bref)/log 2
Die Helligkeitsdifferenz D&sub1; zwischen den Bereichen S&sub1; und S&sub3; wird erhalten durch:
D&sub1; = log (B&sub1;/B&sub3;)/log 2
Die Helligkeitsdifferenz D&sub2; zwischen den Bereichen S&sub1; und S&sub2; ist gegeben durch:
D&sub2; = log (B&sub1;/B&sub2;)/log 2
Die Helligkeitsdifferenz D&sub3; zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub3; der Bereiche S&sub1; und S&sub3; und dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub4; des Bereichs S&sub4; ist gegeben durch:
D&sub3; = log (B&sub1;&sub3;/B&sub4;)/log 2
Die Messmodusauswahleinheit 61 vergleicht die Schwellwerte Th&sub0; bis Th&sub3; mit den Absolutwerten D&sub0; bis D&sub3; der Helligkeitsdifferenzen D&sub0; bis D&sub3;, um eine Szene zu unterscheiden, so dass eine der Gleichungen (1) bis (7) für eine ausgewählte Szene gewählt wird und es wird der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C berechnet. Insbesondere wird in einen Beurteilungsschritt J10 D&sub0; mit dem Schwellwert Th&sub0; (beispielsweise 3 EV) verglichen. Wenn die Bedingung D&sub0; ≥ Th&sub0; nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass der vorliegende Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C sich deutlich von dessen Zielwert Bref unterscheidet. Beispielsweise tritt ein derartiger Fall unmittelbar nach dem Einschalten einer Videokamera ein, oder wenn schnell von einem dunklen Raum auf ein helles Außengebiet geschwenkt wird. In einem derartigen Falle wird eine lange Zeit für die Rückkopplungssteuerung der Blende 5 zu deren Stabilisierung benötigt, wenn eine Szenenunterscheidung vorgenommen wird und anschließend die Berechnung durchgeführt wird. Um diese Zeitspanne zu verkürzen, wird angenommen, dass ein Hauptobjekt sich im schraffierten Bereich in Fig. 13A befindet, und es wird die Gleichung (1) ausgewählt, den Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub1; zu berechnen.
Im Beurteilungsschritt J11 wird, wenn die Bedienung D&sub0; ≥ Th&sub0; im Beurteilungsschritt J10 nicht erfüllt ist, D&sub1; mit dem Schwellwert Th&sub1; (beispielsweise 0,5 EV) verglichen. Wenn die Bedingung D&sub1; ≥ Th&sub1; erfüllt ist, wird angenommen, dass das Hauptobjekt, beispielsweise dessen Gesicht, sich im Bereich S&sub1; befindet. In diesem Falle wird im Beurteilungsschritt J12 D&sub2; mit dem Schwellwert Th&sub2; (beispielsweise 0,75 EV) verglichen. Wenn die Bedingung D&sub2; ≥ Th&sub2; erfüllt ist, bedeutet dies, dass die Helligkeit zwischen dem Gesicht und der Kleidung unterschiedlich ist. Folglich wird, wie in Fig. 13B gezeigt ist, die Gleichung (2) ausgewählt, die das Gebiet S&sub1; hervorhebt in dem sich das Gesicht befindet, und es wird der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub2; berechnet. Wenn die Bedingung D&sub2; ≥ Th&sub2; nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass es kaum eine Helligkeitsdifferenz zwischen dem Gesicht und der Kleidung gibt. Folglich wird, wie in Fig. 13C gezeigt ist, die Gleichung (3), die den Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2; der Gebiete S&sub1; und S&sub2; hervorhebt, ausgewählt und der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub3; wird berechnet.
Wenn D&sub1; ≥ Th&sub1; ist, bedeutet dies, dass es keinen Helligkeitsunterschied zwischen den Bereichen S&sub1; und S&sub3; gibt. In diesem Falle wird im Beurteilungsschritt J13 D&sub2; mit dem Schwellwert Th&sub2; verglichen. Wenn die Bedingung D&sub2; ≥ Th&sub2; erfüllt ist, bedeutet dies, dass es zwischen den Bereichen S&sub1; und S&sub3; keinen Helligkeitsunterschied gibt und dass es zwischen den Bereichen S&sub1; und S&sub2; einen Helligkeitsunterschied gibt. Folglich wird im Schritt J14 beurteilt, ob D&sub3; ≥ Th&sub3; (beispielsweise 0,5 EV) erfüllt ist. Wenn dies erfüllt ist, bedeutet dies, dass es einen Unterschied zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub3; der Bereiche S&sub1; und S&sub3; und dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub4; des Bereichs S&sub4; gibt. Folglich wird, wie in Fig. 13D gezeigt ist, die Gleichung (4) ausgewählt, die den Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub3; betont, und der Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert C&sub4; wird berechnet.
Wenn die Bedingung D&sub3; ≥ Th&sub3; nicht erfüllt ist, bedeutet dies, wie in Fig. 13E gezeigt ist, dass es keinen Unterschied zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub3; der Bereiche S&sub1; und S&sub3; und dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub4; des Bereichs S&sub4; gibt. Daher wird die Gleichung (5) ausgewählt, die den Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub3;&sub4; der Bereiche S&sub1;, S&sub3; und S&sub4; betont, und es wird der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub5; berechnet.
Wenn die Bedingung D&sub1; ≥ Th&sub2; in Beurteilungsschritt J13 nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass es keinen Helligkeitsunterschied zwischen den Bereichen S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; gibt und dass der Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3; in der Nähe des Zielwertes Bref liegt. Daher wird beurteilt, ob D&sub3; ≥ Th&sub3; erfüllt ist. Wenn dies erfüllt ist, wird, wie in Fig. 13F gezeigt ist, die Gleichung (6) ausgewählt, die den Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3; betont, und der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub6; wird berechnet. Wenn die Bedingung D&sub1; ≥ Th&sub3; nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass es keinen Helligkeitsunterschied zwischen den Bereichen S&sub1; bis S&sub4; gibt, so dass die Gleichung (7) ausgewählt wird und der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub7; wird berechnet.
Während die geteilte Helligkeitsmessung periodisch mit einem Intervall von ungefähr einer Sekunde ausgeführt wird, erhält der Blendenverstärkungskontroller 63 eine Differenz zwischen dem aktuellen Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; und dem vorhergehenden Durchschnittshelligkeitswert von B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4;. Wenn diese Differenz größer als der Schwellwert Tg&sub4; (beispielsweise 2 EV) ist, bedeutet dies, dass es eine abrupte Ände rung in der Objekthelligkeit gibt oder es bedeutet ein abruptes Schwenken. Um dies zu handhaben wird die Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit angesteuert und das Verstärkungskontrollsignal wird zum Verstärker 22 mit variabler Verstärkung gesendet.
Wenn der Unterschied zwischen den aktuellen und den vorhergehenden Durchschnittshelligkeitswerten von B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; kleiner als der Schwellwert Th&sub4; ist, wird beurteilt, ob die durch die Messmodusauswahleinheit 61 ausgewählte Gleichung unterschiedlich zur zuvor ausgewählten Gleichung ist. Wenn diese unterschiedlich ist, bedeutet dies, dass es trotz einer großen Änderung in der Gesamtbildhelligkeit sich die Helligkeitsverteilung des Bildes entsprechend beispielsweise eines relativ langsamen Schwenkens oder in einer langsamen Bewegung des Objektes ändert. In einem derartigen Falle gibt es, obwohl sich das Bild langsam ändert (es gibt eine gewisse Kontinuität zwischen Szenen) eine große Wahrscheinlichkeit, dass sich der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert diskontinuierlich aufgrund eines Übergangs zwischen Gleichungen ändert. Wenn die Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit gesteuert wird, um eine Blendengröße entsprechend einem derartigen sich ändernden Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswertes zu erhalten, kann sich die Szenenhelligkeit oft in unnatürlicherweise ändern. Angesichts dessen wird das Verstärkungskontrollsignal zu dem Verstärker 64 mit variabler Verstärkung geführt, um die Blendenänderungsgeschwindigkeit zu verringern.
Wenn der Unterschied zwischen den aktuellen und vorhergehenden Durchschnittshelligkeitswerten von B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; kleiner als der Schwellwert Th&sub4; ist, und wenn die augenblicklich ausgewählte und zuvor ausgewählte Gleichung die gleiche ist, dann bedeutet dies, dass es keine große Differenz in der Gesamtbildhelligkeit gibt und dass die Helligkeitsverteilung des Gesamtbildes sich nicht ändert. Daher wird das Bild nicht unnatürlich, selbst wenn die Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit gesteuert wird. Folglich sendet die Blendenverstärkungskontrolleinheit 63 das Verstärkungskontrollsignal zu dem Verstärker 64 mit variabler Verstärkung, um die Blendenänderungsgeschwindigkeit anzuheben.
Der Verstärker 64 mit variabler Verstärkung ändert die Steuerungsgeschwindigkeit des Blendenantriebs 50 in Übereinstimmung mit dem von der Blendenverstärkungskontrolleinheit 63 ausgegebenen Verstärkungskontrollsignal. In Übereinstimmung mit der neuen Steuergeschwindigkeit setzt der Blendenantrieb 50 die Blende 5 auf die Blendengröße entsprechend dem mit der ausgewählten Gleichung berechneten Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert fest.
In der obigen Ausführungsform wird der Mehrfachmusterhelligkeitswert durch Auswählen einer Gleichung bei jeder Messung berechnet. Der Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert kann berechnet werden, indem die gleiche Gleichung in jeder vorbestimmten Zeitperiode ausgewählt und diese für jeweilige Messungen während eine derartigen Zeitperiode verwendet wird. Mit dieser Anordnung wird die Belichtungssteuerung stabil und es können natürliche Bilder ohne Fluktuationen aufgezeichnet werden. Die Fig. 14 bis 16 zeigen eine derartige Ausführungsform. Elemente, die gleich sind zu jenen in Fig. 10 gezeigten Elementen werden durch gleiche Referenzzeichen repräsentiert. Die MPU 43 umfasst eine geteilte Helligkeitsmesseinheit 60, eine Gleichungsauswahleinheit 68, einen Speicher 69, eine Gleichungsbestimmungseinheit 70 und eine Recheneinheit 71. Bezugszeichen 72 repräsentiert einen A/D-Wandler.
Die Gleichungsauswahleinheit 68 unterscheidet eine Szene bei jeder geteilten Helligkeitsmessung, wählt eine der Gleichungen (1) bis (7) aus und schreibt die Art der ausgewählten Gleichung in den Speicher 69. Die Gleichungsbestimmungseinheit 70 ermittelt aus dem Speicher 69 die am häufigsten während einer vorbestimmten Dauer verwendete Gleichung. Die Messwertberechnungsschaltung 21 berechnet einen Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert in Übereinstimmung mit der durch die Gleichungsauswahlschaltung 20 ausgewählten Gleichung.
Im Folgenden wird die Betriebsweise der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform mit Bezug zu den Fig. 15 und 16 beschrieben. Die MPU 43 schaltet einen internen Zeitgeber der MPU 43 in Übereinstimmung mit deren Programmsequenz ein. Das Bildsignal nach dem Zurechtschneiden wird zu der geteilten Helligkeitsmessungseinheit 60 gesendet, um Durchschnittshelligkeitswerte entsprechender Bereiche zu berechnen, wie dies zuvor beschrieben wurde. Die Gleichungsauswahleinheit 68 vergleicht die Schwellwerte Th&sub0; bis Th&sub3; mit den Absolutwerten D&sub0; bis D&sub3; der Helligkeitsdifferenzen D&sub0; bis D&sub3;, um eine Szene zu unterscheiden, und wählt eine optimale Gleichung für diese Szene aus. Die geteilte Helligkeitsmessung und das Auswählen der Gleichung werden wiederholt, beispielsweise zehnmal, bis der Zeitgeber ausgeschaltet wird (nach 1/3 Sekunden), wie dies im Zeitablaufdiagramm in Fig. 16 dargestellt ist, und jedes Mal wird die Nummer einer ausgewählten Gleichung im Speicher 69 gespeichert. Gleichzeitig wenn der Zeitgeber ausgeschaltet wird, wählt die Gleichungsbestimmungseinheit 70 die am häufigsten ausgewählte Gleichung aus den im Speicher 60 gespeicherten Gleichungen (in dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel (2)), und deren Nummer wird an die Recheneinheit 71 gesendet. Die Recheneinheit 71 berechnet den Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert bei jeder geteilten Helligkeitsmessung, indem die gleiche Gleichung verwendet wird bis die nächste Gleichung bestimmt wird. In dieser Ausführungsform wird daher der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert unter Verwendung der gleichen Gleichung berechnet, und die Gleichung wird alle 1/3 Sekunden geändert. In Übereinstimmung mit dem von der Recheneinheit 71 berechneten Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert steuert die MPU 43 die Blende 5 über den D/A-Wandler 72 an, um diese auf eine optimale Blendengröße festzulegen.
Wenn es zwei oder mehr häufig ausgewählte Gleichungen gibt, wird vorzugsweise die Häufigkeit bestimmt, indem mehrere während vorhergehender Messungen ausgewählte Gleichungen berücksichtigt werden. Unmittelbar nach dem Einschalten ist es nicht möglich, die Gleichung zu bestimmen, und es wird vorzugsweise die Gleichung (1) ausgewählt unter der Annahme, dass das Bild eines Hauptobjektes sich im zentralen Bereich einer Szene befindet.
In der obigen Ausführungsform wird die Gleichung in jeder vorbestimmten Periode geändert. Statt dessen kann eine am häufigsten ausgewählte Gleichung aus einer vorbestimmten Anzahl an zuvor ausgewählten Gleichungen ausgewählt werden. Wenn die ausgewählte Gleichung verwendet wird, ist nicht nur die Änderung in der Belichtungssteuerung glatt bzw. kontinuierlich, sondern es kann auch einer kleinen Änderung in aufeinanderfolgenden Szenen genauer gefolgt werden. Fig. 17 zeigt eine derartige Ausführungsform. Insbesondere wenn eine Gleichung bei einer bestimmten Messung neu ausgewählt wird, werden neun bei vorhergehenden Messungen zuvor ausgewählte Gleichungen berücksichtigt, um darunter die am häufigsten Ausgewählte zu wählen. Die Durchschnittshelligkeitswerte, die bei der aktuellen Messung erhalten werden, werden in der ausgewählten Gleichung substituiert, um den Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert zu berechnen. Wenn es zwei oder mehr häufig ausgewählte Gleichungen gibt, kann die Häufigkeit bestimmt werden, indem weiterhin eine vorbestimmte Anzahl der Gleichungen vor diesen neuen Gleichungen berücksichtigt wird.
In den obigen Ausführungsformen werden die zu verwendenden Gleichungen geändert. Statt dessen kann der Szenenhelligkeitswert in jeder vorbestimmten Zeitdauer geändert werden. Fig. 18 zeigt eine derartige Ausführungsform. Es werden mehrere Messungen durchgeführt, während der Zeitgeber für eine vorbestimmte Dauer (1/3 Sekunden) eingeschaltet ist, Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerte für entsprechende Messungen werden berechnet und im Speicher gespeichert. Nach Ablauf der vorbestimmten Dauer werden die mehreren Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerte aus dem Speicher ausgelesen und deren Durchschnittswert wird berechnet. In Übereinstimmung mit diesem Durchschnittswert wird die Blendengröße gesteuert und bei dieser Blendengröße wird die nächste Messung zum Erhalten eines derartigen Durchschnittswertes sowie die Berechnung des Szenenhelligkeitswertes durchgeführt. Es ist ebenfalls möglich, die Belichtungssteuerung durch Berechnung eines Durchschnittswertes durchzuführen, wobei eine vorbestimmte Anzahl an früheren Szenenhelligkeitswerten berücksichtigt wird, wie dies in der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform der Fall ist.
Die Fig. 19 bis 21 zeigen eine Ausführungsform, wobei, wenn der Durchschnittshelligkeitswert des zentralen Bereichs um den Betrag eines vorbestimmten Schwellwertes größer oder gleich als der Durchschnittshelligkeitswert des peripheren Bereichs ist und die Blendengröße gering ist, dann beurteilt wird, dass ein abnormales Licht im zentralen Bereich einer Szene vorhanden ist und der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert wird korrigiert, um zu vermeiden, dass der periphere Bereich zu dunkel ist. Elemente, die gleich sind zu jenen in Fig. 14 gezeigten Elementen, werden durch identische Bezugszeichen repräsentiert. Mit dieser Anordnung ist es möglich, signifikante Belichtungsfehler für derartige Szenen zu vermeiden, die ansonsten in dem Zwei-Modus- Umschaltverfahren oder dem Mehrfachmustermessverfahren beeinflusst würden.
Die als funktionale Blöcke dargestellte MPU 43 ist aus einer geteilten Helligkeitsmesseinheit 60, einer Recheneinheit 75, einer Abnorm-Lichtbeurteilungseinheit 76, einer Korrektureinheit 77 und einer Gesamtbild-Durchschnittshelligkeitswert-Berechnungseinheit 78 aufgebaut. Die geteilte Helligkeitsmesseinheit 60 berechnet den Durchschnittshelligkeitswert jedes Bereichs, wie dies zuvor beschrieben wurde. Die Recheneinheit 75 unterscheidet eine Szene unter Verwendung des Durchschnittshelligkeitswertes jedes Bereichs, wie dies zuvor beschrieben wurde, und wählt eine der Gleichungen (1) bis (7), die für jeweilige Arten von Szenen vorbereitet sind, aus, um den Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C zu berechnen, und berechnet die Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswerte C&sub2; und C&sub7;, die für die Erfassung abnormalen Lichts verwendet werden.
Die Abnormlichtbeurteilungseinrichtung 76 vergleicht die Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswerte C&sub2; und C&sub7;, die von der Recheneinheit 75 berechnet werden, und beurteilt auf der Grundlage, ob die Blende 5 eine kleine Größe (beispielsweise f-Nummer 8 oder mehr) zum Zeitpunkt der fotometrischen Messung einnimmt, und ob es abnormes Licht etwa Sonnenlicht innerhalb des Bereichs S&sub1; gibt. Wenn abnormales Licht vorhanden ist, wird der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub7; ausgewählt und zur Korrektureinheit 77 gesendet. Wenn andererseits kein abnormales Licht vorhanden ist, wird der durch die Szenenunterscheidung ermittelte Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert C zur Korrektureinheit 77 gesendet. Die Korrektureinheit 77 bezieht sich auf den Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0;, der durch die Gesamtbild- Helligkeitswertberechnungseinheit 78 erfasst wurde, und berechnet einen Szenenhelligkeitswert CE, indem ein von der Abnormlichtbeurteilungseinheit 76 ausgegebener Helligkeitswert korrigiert wird. Die Korrektureinheit 77, die mit den Blendenantrieb 79 über einen D/A-Wandler 72 verbunden ist, treibt die Blende 5 gemäß dem Szenenhelligkeitswert CE an. Die Antriebsgeschwindigkeit der Blende 5 wird so gesteuert, um zu vermeiden, dass die Belichtungsdosis des Hauptobjektes sich ungleichmäßig ändert, in Übereinstimmung mit dem Änderungsbetrag des Szenenhelligkeitswertes CE und in Übereinstimmung mit der Anwesenheit/Abwesenheit einer Kontinuität zwischen Szenen.
Als nächstes wird die Betriebsweise der in Fig. 19 gezeigten Vorrichtung mit Bezug zu dem Flussdiagramm, das in Fig. 20 dargestellt ist, beschrieben. Gemäß der Programmsequenz in der MPU 43 berechnet die geteilte Helligkeitsmesseinheit 60 den Durchschnittshelligkeitswert jedes Bereichs. Die Recheneinheit 75 unterscheidet eine Szene und berechnet die Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerte C, C&sub2;, und C&sub7; unter Verwendung der Durchschnittshelligkeitswerte der jeweiligen Bereiche.
Die Abnormlichtbeurteilungseinheit 76 berechnet eine Helligkeitsdifferenz log (C&sub2;/C&sub7;)/log 2 zwischen den Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerten C&sub2; und C&sub7;. Das Berechnungsergebnis wird mit dem Schwellwert Th (beispielsweise 3EV) verglichen. Wenn log(C&sub2;/C&sub7;)/log 2 > Th ist, bedeutet dies, dass es eine große Helligkeitsdifferenz zwischen dem Helligkeitswert B&sub1; des Bereichs S&sub1; und dem Durchschnittshelligkeitswert B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; der Bereiche S&sub1; bis S&sub4; gibt, so dass diese Differenz größer als Th ist. Es kann jedoch nicht definitiv beurteilt werden, dass es ein abnormes Licht gibt, wenn der Gesamtbildhelligkeitspegel gering ist. Aus diesem Grunde wird die Blendengröße der Blende 5 zur Zeit der fotometrischen Messung mittels des Hall-Elements 52 gemessen und über den A/D- Wandler 53 zur Abnormlichtbeurteilungseinheit 76 gesendet, wo beurteilt wird, ob die Blende 5 auf eine kleine Größe (beispielsweise f-Nummer 8 oder mehr) festgelegt ist. Wenn die Blende 5 auf eine kleine Blendengröße gesetzt ist, wird anstelle des Mehrfachmusterhelligkeitswertes C, der aus der durch die Szenenunterscheidung ausgewählte Gleichung erhalten wird, der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C&sub7; zur Korrektureinheit 77 gesendet. Wenn log (C&sub2;/C&sub7;)/log 2 ≤ Th ist, bedeutet dies, dass es keine große Helligkeitsdifferenz zwischen den Durchschnittshelligkeitswerten B&sub1; und B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4; gibt, so dass der durch die Szenenunterscheidung erhaltene Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C zur Korrektureinheit 77 gesendet wird.
Der zur Korrektureinheit 77 gelieferte Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C wird um einen in Fig. 21 gezeigten Korrekturschneidebetrag korrigiert, der sich auf den Durchschnittshelligkeitswert des Gesamtbildes C&sub0; bezieht, der von der Gesamtbild- Durchschnittshelligkeitswert-Berechnungseinheit 78 erfasst wird. Wenn insbesondere die Differenz zwischen dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C und dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; gleich oder kleiner als 1 EV ist, wird der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C per se verwendet. Wenn andererseits die Differenz größer als 1 EV ist, wird der Korrekturbetrag, z. B. ± 1 EV, zu dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C hinzuaddiert. Die Blendengröße der Blende 5 wird in Übereinstimmung mit dem korrigierten Szenenhelligkeitswert CE eingestellt. Die MPU 43 vergleicht die Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerte von C&sub7;, die bei der vorangegangenen und der aktuellen fotometrischen Messung berechnet wurden, beurteilt, ob die gegenwärtig ausgewählte Gleichung die gleiche als die zuvor ausgewählte Gleichung ist, und sendet diese Informationen zum Blendenantrieb 79. Wenn die Helligkeitsdifferenz CS zwischen den Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswerten C&sub7; bei der vorhergehenden und der aktuellen fotometrischen Messung gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellwert ThS (beispielsweise 2 EV) ist, bedeutet dies eine hohe Geschwindigkeit beim Schwenken oder einen abrupten Wechsel in der Helligkeit des Ob jekts. Folglich steuert der Blendenantrieb 79 die Blende 5 entsprechend mit hoher Geschwindigkeit.
Wenn andererseits die Helligkeitsdifferenz CS kleiner als der Schwellwert ThS ist, wird beurteilt, ob die gegenwärtig ausgewählte Gleichung zur zuvor ausgewählten Gleichung unterschiedlich ist. Wenn diese unterschiedlich ist, bedeutet dies, das es lediglich eine leichte Änderung in der Helligkeit des Gesamtbildes gibt und die Helligkeitsverteilung einer Szene ändert sich, z. B. bedeutet dies ein relativ langsames Schwenken oder eine langsame Bewegung eines Objektes. In einem derartigen Falle gibt es eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit, dass der endgültige Szenenhelligkeitswert CE sich aufgrund einer Änderung in der Gleichung diskontinuierlich ändert, obwohl sich die Szene langsam verändert (Vorhandensein einer Kontinuität zwischen Szenen). Daher steuert der Blendenantrieb 79 die Blende 5 mit geringer Geschwindigkeit, da es eine relativ große Wahrscheinlichkeit gibt, dass die Helligkeit einer Szene sich unnatürlich ändern würde, wenn die Blende 5 dem Szenenhelligkeitswert CE mit hoher Geschwindigkeit folgen würde. Wenn der Helligkeitsunterschied CS kleiner als der Schwellwert ThS ist und die augenblicklich ausgewählte Gleichung die gleiche als die zuvor ausgewählte Gleichung ist, bedeutet dies, dass es keine große Änderung in der Gesamtbildhelligkeit gibt, und dass die Helligkeitsverteilung eines Bildes sich nicht ändert. In diesem Falle treten keine unnatürlichen Bilder auf, selbst, wenn die Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit gesteuert wird. Der Blendenantrieb 24 steuert daher die Blende 5 mit hoher Geschwindigkeit.
Wenn die Differenz zwischen den normalisierten (oder absoluten) Durchschnittshelligkeitswerten im zentralen Bereich und im peripheren Bereich größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, ist es möglich, den Einfluss eines abnormen Lichtes, das innerhalb des zentralen Bereichs vorhanden ist, durch Korrigieren des Szenenhelligkeitswertes zu eliminieren, um zu verhindern, dass der periphere Bereich dunkel wird. Der normalisierte Durchschnittshelligkeitswert bedeutet einen Helligkeitswert eines Objektes, der unabhängig von der Blendengröße der Blende gemacht wird. Die Fig. 22 bis 24 zeigen eine derartige Ausführungsform. Wie in Fig. 22 gezeigt ist, ist das Bild 82 in zwei Bereiche, einen zentralen Bereich S&sub6; und einen peripheren Bereich S&sub7; eingeteilt. Die normalisierten Durchschnittshelligkeitswerte B&sub6; und B&sub7; entsprechender Bereiche werden unter Verwendung fotometrischer Werte berechnet, die die Blendengrößeninformation zur Zeit der fotometrischen Messung berücksichtigen. Gemäß dem Unterschied ΔB zwischen den normalisierten Durchschnittshelligkeitswerten B&sub6; und B&sub7; wird entweder der zentrumsgewichtete Messmodus, der den normalisierten Durchschnittshelligkeitswert B&sub6; verwendet, oder der Mittelwertmessmodus, der die normalisierten Durchschnittshelligkeitswerte B&sub6; und B&sub7; verwendet (oder peripher gewichteter Messmodus, der den normalisierten Durchschnittshelligkeitswert B&sub7; verwendet) ausgewählt.
Wie in Fig. 23 gezeigt ist, repräsentiert ein Schwellwert Th&sub5; einen Übergang von der zentrumsgewichteten Messung zu der Durchschnittshelligkeitsmessung für eine allgemeine Szene unter normalen Lichtbedingungen ohne ein Objekt mit außergewöhnlich hoher Helligkeit. Ein Schwellwert Th&sub6; repräsentiert einen Übergang von der Durchschnittshelligkeitsmessung zur zentrumsgewichteten Messung. Ein Schwellwert Th&sub7; repräsentiert einen Übergang von der Durchschnittshelligkeitsmessung zur zentrumsgewichteten Messung in einer Szene mit abnormalen Licht (z. B. Sonnenlicht, und Licht eines Fahrzeugscheinwerfers) im zentralen Bereich S&sub6; Ein Schwellwert Th&sub8; repräsentiert einen Übergang von der zentrumsgewichteten Messung zu der Durchschnittshelligkeitsmessung in einer Szene mit unnormalen Licht im zentralen Bereich S&sub6;. Die Schwellwerte stehen zueinander in Beziehung durch 0 < Th&sub5; < Th&sub6; < Th&sub7; < Th&sub8;, und können Werte annehmen beispielsweise Th&sub5; = 1 EV, Th&sub6; = 2 EV, Th&sub7; = 3 EV, und Th&sub8; = 4 EV.
Die Ausführungsform wird weiterhin mit Bezug zu der Programmsequenz, die in Fig. 24 gezeigt ist, beschrieben. Unmittelbar nach Beginn des Aufnehmens von Szenen wird überprüft, ob die Differenz ΔB zwischen den beiden Schwellwerten Th&sub6; und Th&sub8; liegt. Wenn Th&sub6; ≤ ΔB ≤ Th&sub8; ist, wird die Blende durch die zentrumsgewichtete Messung unter Verwendung des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub6; gesteuert, wie dies in Fig. 23 gezeigt ist. Wenn nicht gilt, dass Th&sub6; ≤ ΔB ≤ Th&sub8; ist, wird die Blende durch die Durchschnittshelligkeitsmessung unter Verwendung des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub7; gesteuert. Bei der nächsten fotometrischen Messung wird beurteilt, ob ΔB > Th&sub8; ist.
Wenn die Durchschnittshelligkeitsmessung bei der vorhergehenden fotometrischen Messung ausgeführt wurde und wenn ΔB > Th&sub8; bei der aktuellen fotometrischen Messung ist, bedeutet dies, dass abnormales Licht im zentralen Bereich S&sub6; bei der vorhergehenden fotometrischen Messung vorhanden war, so dass die Belichtungssteuerung durch die Durchschnittshelligkeitsmessung ausgeführt wurde, um eine Unterbelichtung des peripheren Bereichs S&sub7; zu vermeiden, die sonst durch die zentrumsgewichtete Messung verursacht worden wäre. Eine derartige Szene ist ebenfalls bei der aktuellen fotometrischen Messung vorhanden, so dass die Blende durch Verwenden des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub7; gesteuert wird. Wenn die Durchschnittshelligkeitsmessung bei der vorhergehenden fotometrischen Messung ausgeführt wurde und wenn nicht ΔB > Th&sub8; bei der aktuellen fotometrischen Messung ist, bedeutet dies, dass ΔB < Th&sub6; aus der vorhergehenden fotometrischen Messung weiterhin gültig ist. Da die Helligkeitsdifferenz ΔB zwischen dem zentralen Bereich S&sub6; und dem peripheren Bereich S&sub7; klein ist, wird die Blende in Übereinstimmung mit dem normierten Durchschnittshelligkeitswert B&sub7; in der gleichen Weise wie zuvor gesteuert.
Wenn die zentrumsgewichtete Messung bei der vorhergehenden fotometrischen Messung ausgeführt wurde und die aktuellen Fotometrieergebnisse ΔB > Th&sub8; andeuten, bedeutet dies, dass die Szene geändert wurde und abnormales Licht innerhalb des zentralen Bereichs S&sub6; vorhanden ist. Folglich wird der Messmodus auf den Mittelwertmessmodus umgestellt und die Blende wird unter Verwendung des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub7; gesteuert. Wenn die aktuellen Fotometrieergebnisse andeuten, dass nicht ΔB > Th&sub8; ist, bedeutet dies, dass die Szene ähnlich zur vorhergehenden ist oder dass die Szene sich zu einer Szene verändert hat, die keinen Helligkeitsunterschied zwischen dem zentralen Bereich S&sub6; und dem peripheren Bereich S&sub7; aufweist. Es wird daher beurteilt, ob ΔB < Th&sub5; ist. Wenn ΔB < Th&sub5; ist, bedeutet dies, dass die Szene sich zu einer Szene geändert hat, die keine Helligkeitsdifferenz zwischen dem zentralen Bereich S&sub6; und dem peripheren Bereich S&sub7; aufweist, der Messmodus auf den Mittelwertmessmodus umgestellt ist und die Blende durch Verwenden des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub7; gesteuert wird. Wenn nicht ΔB < Th&sub5; ist, ist die Szene ähnlich zu der vorhergehenden, so dass die Blende ebenfalls unter Verwendung des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub6; gesteuert wird.
Wenn ΔB > Th&sub8; bei der vorhergehenden Fotometriemessung war und die Durchschnittshelligkeitsmessung ausgeführt wurde, bedeutet dies, dass die Szene abnormales Licht innerhalb des zentralen Bereichs S&sub6; bei der vorhergehenden Fotometrie aufwies. In diesem Falle wird bei der nächsten fotometrischen Messung beurteilt, ob Th&sub5; ≤ ΔB ≤ Th&sub7; ist. Wenn Th&sub5; ≤ ΔB ≤ Th&sub7; ist, bedeutet dies, dass das abnormales Licht verschwunden ist, so dass das Messverfahren auf den zentrumsgewichteten Messmodus umgestellt wird, um die Blende unter Verwendung des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub6; zu steuern. Wenn nicht Th&sub5; ≤ ΔB ≤ Th&sub7; ist, ist die Szene ähnlich zu der vorhergehenden oder die Szene hat sich zu einer Szene verändert, die keinen Helligkeitsunterschied zwischen dem zentralen Bereich S&sub7; und dem peripheren Bereich S&sub7; aufweist, so dass überprüft wird, ob ΔB > Th&sub7; ist.
Wenn ΔB > Th&sub7; ist, bedeutet dies, dass abnormales Licht immer noch innerhalb des zentralen Bereichs S&sub6; wie bei der vorhergehenden fotometrischen Messung vorhanden ist. Daher wird die Blende ebenfalls durch Verwenden des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub7; gesteuert. Wenn nicht ΔB > Th&sub7; ist, bedeutet dies, dass sich die Szene zu einer Szene verändert hat, die keinen Helligkeitsunterschied zwischen dem zentralen Bereich S&sub6; und dem peripheren Bereich S&sub7; aufweist. Daher wird die Blende durch Verwendung des normierten Durchschnittshelligkeitswertes B&sub7; gesteuert und die Sequenzsteuerung kehrt zur ursprünglichen Sequenz bei der nächsten Fotometrie zurück. In dieser Ausführungsform wird abnormales Licht in Übereinstimmung mit dem Unterschied ΔB zwischen normierten Durchschnittshelligkeitswerten entsprechender Bereiche erfasst, und der Messmodus wird entsprechend umgeschaltet. Folglich kann diese Ausführungsform nicht nur abnormales Licht, etwa Sonnenlicht bei klarem Himmel, sondern ebenfalls abnormales Licht, etwa künstliche Beleuchtung bei nächtlicher Umgebung oder in Innenräumen handhaben.
Mit einem herkömmlichen Mehrfachmustermessverfahren würde der Messmodus in vielen Fällen automatisch auf die zentrumsgewichtete Messung umgeschaltet, wenn der zentrale Bereich deutlich dunkler im Vergleich zu dem peripheren Bereich ist. Ein Hauptobjekt könnte mit einer geeigneten Helligkeit durch die zentrumsgewichtete Messung erfasst werden, wenn es sich im zentralen Bereich einer Szene befinden würde. Wenn jedoch das Hauptobjekt im peripheren Bereich lokalisiert wäre, würde das Hauptobjekt überbelichtet werden, so dass das reproduzierte Bild eine sehr hohe Helligkeit aufweisen würde. In der in den Fig. 25 bis 27 gezeigten Ausführungsform ist es möglich, ein ausgeglichenes natürliches Bild einer Szene derart aufzunehmen, dass die Mehrfachmustermessung in umgekehrter Weise effizient verwendet werden würde, indem zu hohe oder zu geringe Helligkeit an einem Teil des Hintergrunds vermieden wird. Die als funktionale Blöcke gezeigte MPU 43 ist aus einer geteilten Helligkeitsmesseinheit 60, einer Gleichungsauswahleinheit 68, einer Gesamtbild-Durchschnittshelligkeits- Berechnungseinheit 78, einer Helligkeitswertberechnungseinheit 84 mittels Mehrfachmessung und einer Korrektureinheit 85 aufgebaut. Die Korrektureinheit 85 vergleicht den von der Gesamtbild-Durchschnittshelligkeitsberechnungseinheit 78 berechneten Gesamtbild-Durchschnittshelligkeitswert C&sub0; mit dem gemessenen Vielfachmusterhelligkeitswert C, der von der Berechnungseinheit 84 für den Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert ausgegeben wird, und wenn diese Differenz einen vorbestimmten Schwellwert, z. B. 1 EV, erreicht, wird der Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; unter Verwendung des in Fig. 27 gezeigten Ausschneidens des Korrekturbetrags korrigiert. Wie in Fig. 27 gezeigt ist, wird als der Korrekturbetrag zum Korrigieren des Durchschnittshelligkeitswertes für das Gesamtbild C&sub0; die Differenz zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; und dem Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert C verwendet, wenn die Differenz zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; und dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C innerhalb ± 1 EV liegt. Wenn andererseits die Differenz zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; und dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C außerhalb von ± 1 EV liegt, wird der Korrekturbetrag zum Korrigieren des Durchschnittshelligkeitswertes für das Gesamtbild C&sub0; bei ± 1 EV abgeschnitten.
Als nächstes wird die Betriebsweise der in Fig. 25 gezeigten Ausführungsform mit Bezug zu Fig. 26 beschrieben. In der gleichen Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform wird der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C berechnet. Die Korrektureinheit 85 berechnet den Absolutwert C - C&sub0; der Differenz zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert C&sub0; für das Gesamtbild und dem Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert C, und vergleicht den Absolutwert mit dem Schwellwert (z. B., 1 EV). Wenn C - C&sub0; ≤ 1 ist, bedeutet dies, dass es nur einen kleinen Unterschied zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; und dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C gibt, so dass es als eine gewöhnliche Szenenaufnahme, etwa als eine Szenenaufnahme unter einem klaren Himmel mit Licht von vorne betrachtet wird. Wie in Fig. 27 gezeigt ist, wird der Helligkeitsunterschied zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; und dem Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert C als der Korrekturwert zu dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; hinzuaddiert. Der korrigierte Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild ist zum Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C gleich. Folglich wird letztlich der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C selbst ausgewählt. Wenn auf der anderen Seite C - C&sub0; > 1 ist, gibt es eine große Differenz zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; und dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C. Daher kann angenommen werden, dass z. B. insbesondere der zentrale Bereich einer Szene eine hohe oder niedrige Helligkeit aufweist und das Hauptobjekt sich nicht innerhalb des zentralen Bereichs befindet. In einem derartigen Falle kann, wenn die Belichtungssteuerung durch Verwenden des Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswertes C ausgeführt wird, das reproduzierte Bild des Hauptobjektes schwarz oder weiß gefärbt sein. Daher wird die Belichtungssteuerung hauptsächlich unter Verwendung des Durchschnittshelligkeitswertes für das Gesamtbild C&sub0; und ergänzenderweise durch Verwendung des Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswertes C ausgeführt. Der Korrekturbetrag zum Korrigieren des Durchschnittshelligkeitswertes für das Gesamtbild C&sub0; wird bei ± 1 EV abgeschnitten. Der abgeschnittene Korrekturbetrag wird zum Korrigieren des Durchschnittshelligkeitswertes C&sub0; für das Gesamtbild verwendet. Die Belichtungssteuerung wird in Übereinstimmung mit dem Szenenhelligkeitswert CE, der von der Korrektureinheit 85 ausgegeben wird, ausgeführt. In diesem Falle folgt offensichtlich nicht notwendigerweise, dass der Videoausgang einen Standardwert 60 IRE annimmt. In dieser Ausführungsform wird der Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; als Vergleichsobjekt für den Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C verwendet. Der Durchschnittshelligkeitsmesswert B&sub1;&sub2;&sub3;&sub4;, der beispielsweise den Bereich 55 ausschließt, ein zentrumsgewichteter Messwert und dergleichen können ebenfalls verwendet werden. Das Abschneiden des Korrekturbetrags ist nicht nur auf das in Fig. 27 gezeigte Abschneiden begrenzt. Wenn z. B. C - C&sub0; ≤ 1 ist, kann der Korrekturbetrag zum Korrigieren des Durchschnittshelligkeitswertes für das Gesamtbild C&sub0; unterschiedlich zur Differenz zwischen dem Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; und dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C festgelegt werden.
Für kontinuierliche Szenen führt eine kontinuierliche Belichtungssteuerung mit einem schrittweise erhöhten oder verringertem Belichtungskorrekturbetrag zu einem natürlicheren Bild, selbst wenn die Helligkeitsverteilung sich ändert, so lange der Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild oder ein Durchschnittshelligkeitswert, der den Bereich 55 ausschließt, sich außergewöhnlich ändern. Die Fig. 28 bis 30 zeigen eine derartige Ausführungsform. Die MPU 43 ist aus einer geteilten Helligkeitsmesseinheit 60, einer Gesamtbild-Durchschnittshelligkeitswert-Berechnungseinheit 78, einer Gleichungsauswahleinheit 78, einer Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert-Berechnungseinheit 84, einer Korrekturbetragsabschneideeinheit 87, einer Korrekturbetragsvergleichseinheit 88 und eine Korrektureinheit 89 aufgebaut. Die Korrekturbetragsabschneideeinheit 87 vergleicht den Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0;, der von der Gesamtbild- Durchschnittswert-Berechnungseinheit 78 mit dem Mehrfachmustermessungs- Helligkeitswert C, der von der Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert- Berechnungseinheit 84 ausgegeben wird, und berechnet den Korrekturbetrag ΔEV für den Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; im Zusammenhang mit dem Mehrfachmustermessungs-Helligkeitswert C durch die folgende Gleichung. Dieser Korrekturbetrag ΔEV wird an einem vorbestimmten Zeitintervall berechnet (z. B. alle 1/30 Sekunden).
ΔEV = log C / C&sub0; / log 2
Der erhaltene Korrekturbetrag ΔEV wird mit einem Schwellwert (z. B. 1 EV) verglichen, und zu einem weiteren Korrekturwert ΔEVR unter Verwendung des in Fig. 30 gezeigten abgeschnittenen Korrekturbetrags korrigiert. Und zwar wenn ΔEV ≤ 1 ist, ist der Korrekturbetrag ΔEVR = ΔEV. Wenn ΔEV > 1 ist, dann ist ΔEVR = 1. ΔEVR wird zur Korrekturbetragsvergleichsschaltung 22 gesendet.
Wie in Fig. 31 gezeigt ist wird der Korrekturbetrag, der zur 1-ten Zeit seit dem Beginn der Blendensteuerung erhalten wird, durch ΔEVR(i) repräsentiert. Die Korrekturbetragsvergleichseinheit 88 vergleicht ΔEVR(i) mit dem vorhergehenden ΔEVR(i-1), um deren Differenz dEV(i) zu berechnen. dEV(i) wird mit dem Schwellwert (z. B. 1 EV) verglichen, um das von der Korrekturbetragsabschneideeinheit 87 erhaltene ΔEVR(i) zu korrigieren und den endgültigen Korrekturbetrag ΔEVR2(i) zu berechnen. Eine derartige Korrektur wird z. B. in der vorliegenden Weise ausgeführt wobei n eine ganze Zahl ist, z. B. von 5 bis 10.
Wenn dEV(i) < 1, dann
ΔEVR2(i) = ΔEVR(i)
Wenn dEV(i) ≤ 1, dann
ΔEVR2(i) = ΔEVR(i-1) + dEV(i)/n
Die Korrektureinheit 89 korrigiert den Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; mit dem endgültigen Korrekturbetrag ΔEVR2(i), um den Szenenhelligkeitswert CE zu berechnen. Die Blende 5 wird in Übereinstimmung mit diesem Szenenhelligkeitswert CE gesteuert, der beispielsweise durch die folgende Gleichung gegeben ist:
CE = C&sub0; · 2 ΔEVR2(i)
Der Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild C&sub0; kann durch den gemessenen Durchschnittshelligkeitswert eines Teils eines Bildes ersetzt werden, oder kann ein Helligkeitswert sein, der aus der zentrumsgewichteten Messung erhalten wird.
Fig. 32 bis 33 zeigen eine weitere Ausführungsform, wobei, wenn die gegenwärtig ausgewählte Gleichung unterschiedlich zu der zuvor ausgewählten Gleichung ist, der frühere Gewichtungswert schrittweise geändert wird, um den Szenenhelligkeitswert zu erhalten. Das Bild 23 erfährt die geteilte Helligkeitsmessung, um die Durchschnittshelligkeitswerte B&sub1; bis B&sub4; der Bereiche S&sub1; bis S&sub4; zu erhalten, die in Fig. 11 gezeigt sind. Bei Verwendung diese Durchschnittshelligkeitswerte wird der Durchschnittshelligkeitswert B&sub2;&sub3;&sub4; der Bereiche S&sub2; bis S&sub4; erhalten. Zur Vereinfachung der Schreibweise der Symbole wird B&sub1; durch I&sub1; und B&sub2;&sub3;&sub4; durch I&sub2; repräsentiert. Wenn log&sub2;(I&sub1;/I&sub2;) > S ist (S ist ein Schwellwert, z. B. 2 EV), wird angenommen, dass das Hauptobjekt sich innerhalb des zentralen Bereichs befindet. Folglich wird eine Gleichung (10) ausgewählt, um den zentrumsgewichteten Durchschnittshelligkeitswert EA zu berechnen, um die Blende 5 zu steuern. Wenn nicht log&sub2;(I&sub1;/I&sub2;) > S ist, gibt es lediglich einen geringen Helligkeitsunterschied zwischen dem zentralen Bereich und dem peripheren Bereich. Folglich wird eine Gleichung (11) verwendet, um den Durchschnittshelligkeitswert für das gesamte Bild EB zur Steuerung der Blende 5 zu berechnen. Die Gleichungen (10) und (11) sind wie folgt, wobei WAn und WBn Gewichtungswerte sind.
Gleichung (10):
EA = WAn · Bn / WAn
Gleichung (11):
EB = WBn · Bn / WBn
Als nächstes wird eine Szenenunterscheidung durchgeführt, um einen Szenenhelligkeitswert zur Steuerung der Blende 5 zu erhalten. Seien I&sub1;&sub1; und I&sub2;&sub1; die aktuell erhaltenen Durchschnittshelligkeitswerte I&sub1; und I&sub2;, und I&sub1;&sub0; und I&sub2;&sub0; die vorhergehenden Abschnittshelligkeitswerte I&sub1; und I&sub2;, so wird die Unterscheidung durch den Vergleich zwischen diesen Helligkeitswerten ausgeführt. TABELLE 4 für die Szenenunterscheidung ist unten gezeigt, wobei P&sub1; und P&sub2; durch die folgenden Gleichungen gegeben sind. Die Schwellwerte Th&sub1; und Th&sub2; sind z. B. jeweils 0,5 EV und 1 EV.
P&sub1; = log&sub2; (I&sub1;&sub1; / I&sub1;&sub0;)
P&sub2; = log&sub2; (I&sub2;&sub1; / I&sub2;&sub0;) TABELLE 4
Die Bedingung (1) oder (2) entspricht dem Fall, in dem der Messmodus ohne eine Szenenänderung verändert wird und die Helligkeit des zentralen Bereichs oder des peripheren Bereichs sich ändert. Die Bedingung (1) entspricht z. B. einem langsamen Schwenken und die Bedingung (2) entsprechend dem Aufnehmen von Szenen auf einer Bühne mit einer fixierten Videokamera. In einem derartigen Falle wird das Gewichten der Gleichung schrittweise geändert, um den aufgrund des Änderns der Gleichung berechneten Szenenhelligkeitswert nicht zu rasch zu ändern. Zum Beispiel wird die Gleichung so angeordnet, um während der Dauer mehrerer Bilder, z. B. einer Zeit Δt entsprechend vier Bildern, geändert zu werden, wie dies in Fig. 33 gezeigt ist. Beispielsweise wird beim Übergehen von der Gleichung (10) zur Gleichung (11) der Szenenhelligkeitswert EAB(t) während des Übergangs durch die folgende Korrekturgleichung (12) berechnet, wobei t = 0 die Zeit ist, wenn der Übergang beginnt.
Korrekturgleichung (12):
EAB(t) = [WAn + (WBn - WAn) / Δt · t]
· Bn / [WAn + (WBn - WAn) / Δt · t]
Beim Übergang von der Gleichung (11) zu Gleichung (10) wird der Szenenhelligkeitswert EBA(t) durch die folgende Korrekturgleichung (13) berechnet.
Korrekturgleichung (13):
EBA(t) = [WBn + (WAn - WBn) / Δt · t]
· Bn / [WBn + (WAn - WBn) / Δt · t]
Im Folgenden zielt die Beschreibung auf den Fall ab, wobei die Gleichung (10) bei der vorhergehenden geteilten Helligkeitsmessung ausgewählt wurde. Zunächst werden die bei der aktuellen fotometrischen Messung erhaltenen Durchschnittshelligkeitswerte h und 12 miteinander verglichen. Wenn log&sub2;(I&sub1;/I&sub2;) > S. ist der Messmodus der gleiche, so dass die Gleichung (10) ausgewählt wird, um den zentrumsgewichteten Durchschnittshelligkeitswert EA zur Steuerung der Blende 5 zu berechnen. Wenn log&sub2;(I&sub1;/I&sub2;) ≤ S, hat sich der Messmodus geändert, so dass eine Szenenunterscheidung ausgeführt wird.
Die MPU 43 überprüft, ob die Bedingung (3) in TABELLE 4 erfüllt ist (P&sub1; > Th&sub1; und P&sub2; > Th&sub2;). Wenn diese erfüllt ist, bedeutet dies, dass sich die Szene geändert hat, so dass die Gleichung (11) ausgewählt wird, um den Durchschnittshelligkeitswert für das Gesamtbild EB zu berechnen und die Blende 5 zu steuern. Wenn die Bedingung (3) nicht erfüllt ist, bedeutet dies, dass, obwohl sich der Messmodus geändert hat, die Szene ähnlich ist. Folglich wird angenommen, dass die Bedingung (1) oder (2) erfüllt sind.
MPU 43 setzt den internen Zeitgeber in Gang. Um den Übergang im Helligkeitswert, der aufgrund der Änderung der Gleichung berechnet wird, glatt bzw. kontinuierlich zu machen, wird der Helligkeitswert EAB(t) durch die Korrekturgleichung (12) berechnet und die Blende 5 wird kontinuierlich und glatt gesteuert. Und zwar wird unmittelbar nach dem Anlaufen des Zeitgebers bei t = 0 EAB(0) berechnet. Anschließend wird EAB(t&sub1;) gemäß den Durchschnittshelligkeitswerten B&sub1; bis B&sub5; berechnet, die durch die geteilte Helligkeitsmessung durch Helligkeitssignale eines neu ausgelesenen Bildes erhalten werden. Auf diese Weise wird das Messen und Berechnen wiederholt, bevor die Zeit Δt verstreicht, um der Reihe nach Helligkeitswerte EAB(t) zu berechnen und die Blende 5 zu steuern.
Die für die Korrekturgleichung (12) verwendeten Gewichtungswerte sind gegeben durch:
[WAn + (WBn - WAn) / Δt · t]
Mit diesem als WAB(t) repräsentierten Gewichtungswert ändert sich der Gewichtswert WAB(t) von WAB(0) zu WAB(t&sub1;), WAB(t&sub2;), WAB(t&sub3;) und WAB(Δt) in dieser Reihenfolge während der Zeit Δt, wobei WAB(0) = WA und WAB(Δt) = WB ist.
In ähnlicher Weise ist der Gewichtungswert für die Korrekturgleichung (13) gegeben durch
[WBn + (WAn - WBn) / Δt · t]
Mit diesem als WBA(t) repräsentierten Gewichtungswert ändert sich der Gewichtungswert WBA(t) von WBA(0) zu WBA(t&sub1;), WBA(t&sub2;), WBA(t&sub3;) und WBA(Δt) in dieser Reihenfolge während der Zeit Δt, wobei WBA(0) = WB und WBA(Δt) = WA ist.
Bei jeder neuen fotometrischen Messung wird eine Änderung im Messmodus während der Zeit ist überwacht. Wenn der Messmodus vor dem Verstreichen der Zeit ist geändert wird, wird die Korrekturgleichung (12) in die Korrekturgleichung (13) zu dieser Zeit geändert.
Die vorangegangene Beschreibung richtet sich an den Fall, in dem die Gleichung (10) ursprünglich ausgewählt ist. Die Belichtungssteuerung für den Fall, in dem die Gleichung (11) zunächst ausgewählt ist, kann durch die ganz gleiche Sequenz ausgeführt werden, so dass die Beschreibung weggelassen wird.
Als ein Beispiel eines Wechsels des Messmodus während der Zeit Δt ist der Fall aufgeführt, in dem ein Hauptobjekt sich unter einer Punktstrahlerbeleuchtung auf einer Bühne an einem Ende des Bildes (der Gewichtungswert ist WB) befindet, sich zum Zentrum der Szene bewegt, rasch vorübergeht und das entgegengesetzte Ende vor dem Verstreichen der Zeit Δt erreicht.
Dieser Fall wird mit Bezug zu dem Zeitablaufdiagramm, das in Fig. 33 dargestellt ist, verdeutlicht. Bei einem Punkt 92 beginnt das Hauptobjekt sich in Richtung des zentralen Bereichs von einem Ende des Bildes zu bewegen, so dass die MPU 43 die Korrekturgleichung (13) auswählt, um den Szenenhelligkeitswert mit einem Gewichtungswert WBA(0) zu berechnen und die Blende 5 zu steuern. Bei einem Punkt 93 nach dem Verstreichen der Zeit t&sub2; passiert das Hauptobjekt den zentralen Bereich und bewegt sich in Richtung auf das andere Ende des Bildes, so dass die MPU 43 die Korrekturgleichung (12) auswählt, um den Szenenhelligkeitswert EAB(t&sub2;) mit einem Gewichtungswert WAB(t&sub2;) zu berechnen und die Blende 5 zu steuern. Im Weiteren zeitlichen Fortgang werden die Szenenhelligkeitswerte EAB(t&sub3;) und EAB(Δt) (= EB) der Reihe nach berechnet, um die Blende 5 in Übereinstimmung mit den erhaltenen Szenenhelligkeitswerten zu steuern. Es ist anzumerken, dass der Messmodus nicht auf den zentrumsgewichteten Messmodus und den Mittelwertmessmodus beschränkt ist, sondern dass eine größere Anzahl weiterer Messweisen verwendet werden kann.
In den obigen Ausführungsformen wird die Belichtungssteuerung durch Verwendung der Blende ausgeführt. Statt dessen kann die Ladungsakkumulationszeit eines Bildsensors zur Belichtungssteuerung geändert werden. Die Erfindung ist ebenfalls auf einen kontinuierlichen Aufnahmemodus einer unbewegten Videokamera anwendbar.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig mittels der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben wurde, sind diverse Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der angefügten Ansprüche für den Fachmann offenkundig.

Claims

1. Belichtungskontrollvorrichtung mit

einem Bildsensor (2) zum Aufnehmen einer Szene und zum Erzeugen eines Videosignals, und

einer Justiereinrichtung zum Einstellen eines Belichtungsbetrags des Bildsensors,

wobei die Justiereinrichtung eine Einrichtung zum Detektieren einer Änderung des Videosignals, und

eine Einrichtung zum Ändern der Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Änderung des Videosignals umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Detektiereinrichtung ausgebildet ist, eine Kontinuitätsänderung einer Szene auf der Grundlage von Änderungen von Videosignalen von verschiedenen Bereichen (23A, 23B) in einem Bildaufnahmebereich (23) des Bildsensors (2) zu erfassen; und

dass die Belichtungssteuerungsgeschwindigkeitsänderungseinrichtung eine Irisblende (5) umfasst und ausgebildet ist, um schrittweise die Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit zu ändern, indem die Antriebsgeschwindigkeit zum Justieren der Irisblende in Reaktion auf eine Kontinuitätsänderung in einer Szene geändert wird, wobei die Irisblende mit einer geringen Geschwindigkeit bewegt wird, wenn die Szene kontinuierlich ist, und wobei die Irisblende mit hoher Geschwindigkeit bewegt wird, wenn die Szene abrupt geändert worden ist.

2. Eine Belichtungskontrollvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Detektiereinrichtung ausgebildet ist, eine Zeitenfolgenänderung der Videosignale, die zumindest zwei verschiedenen Bereichen des Bildaufnahmebereichs entsprechen, zu bestimmen.

3. Eine Belichtungskontrollvorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Geschwindigkeitsänderungseinrichtung die Steuergeschwindigkeit selektiv zwischen zwei Schritten von kleinen und großen Geschwindigkeiten umschaltet.

4. Eine Belichtungskontrollvorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zwei verschiedenen Bereiche ein näherungsweise gesamter Bildbereich (23B) und ein zentraler Bildbereich (23A) sind.

5. Eine Belichtungskontrollvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Detektiereinrichtung eine Kontinuitätsänderung der Szene beurteilt, indem eine Helligkeitsänderung einer dieser zwei unterschiedlichen Bereiche (23A, 23B) und eine Helligkeitsänderung des anderen der zwei unterschiedlichen Bereiche (23A, 23B) bestimmt wird.

6. Eine Belichtungskontrollvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Detektiereinrichtung eine Kontinuitätsänderung der Szene beurteilt, indem ein Unterschied zwischen einer Helligkeitsänderung einer der beiden unterschiedlichen Bereiche (23A, 23B) und eine Helligkeitsänderung des anderen der beiden unterschiedlichen Bereiche (23A, 23B) bestimmt wird.

7. Belichtungskontrollverfahren für eine Videokamera zum Aufnehmen einer Szene mit einem Bildsensor (2), der ein optisches Bild in Videosignale umwandelt, wobei

ein Belichtungsbetrag des Bildsensors basierend auf dem Erfassen einer Änderung im Beleuchtungsbetrag der Videosignale und

Ändern des Betrags der Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von besagter Änderung justiert wird,

gekennzeichnet durch die Schritte:

Erfassen einer Kontinuitätsänderung der Szene auf der Grundlage von Änderungen des Videosignals von verschiedenen Bereichen (23A, 23B) in einem Bildaufnahmebereich (23) des Bildsensors (2), und

schrittweise Ändern der Belichtungsbetragssteuerungsgeschwindigkeit durch entsprechendes Ändern der Antriebsgeschwindigkeit zum Einstellen einer Irisblende, die vor dem Bildsensor angeordnet ist, in Abhängigkeit zur Änderung der Szenenkontinuität, um die Irisblende mit geringer Geschwindigkeit zu bewegen, wenn die Szene kontinuierlich ist, und um die Irisblende mit hoher Geschwindigkeit zu bewegen, wenn die Szene geändert worden ist.

8. Ein Belichtungskontrollverfahren gemäß Anspruch 7, das weiterhin die Schritte umfasst:

Messen von Durchschnittshelligkeitswerten jeweils von einer Vielzahl von Bereichen (S1-S5) in Übereinstimmung mit Videosignalen, die jeweils den Bereichen entsprechen, indem ein Bildaufnahmebereich des Bildsensors (2) in die Vielzahl von Bereichen (S1-S5) unterteilt wird;

Auswählen einer Gleichung aus einer Vielzahl von Gleichungen (1-7), wobei jede eine unterschiedliche Gewichtung besitzt, indem die Durchschnittshelligkeitswerte der entsprechenden Gebiete verglichen werden;

Berechnen eines Szenenhelligkeitswertes unter Verwendung der ausgewählten Gleichung; und

Bestimmen der Belichtungssteuerungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag der Szenenhelligkeitswerte und in Übereinstimmung mit dem Vorhandensein einer Kontinuität zwischen Aspekten der Szene.

9. Ein Belichtungskontrollverfahren gemäß Anspruch 7, das die Schritte umfasst:

periodisches Messen von Durchschnittshelligkeitswerten jeweils von einer Vielzahl von Gebieten (S1-S5) in Übereinstimmung mit Videosignalen, die den jeweiligen Gebieten entsprechen, indem der Bildaufnahmebereich des Bildsensors (2) in die Vielzahl von Gebieten (S1-S5) unterteilt wird;

Auswählen einer Gleichung aus einer Vielzahl von Gleichungen (1-7), wobei jede eine unterschiedliche Gewichtung besitzt, indem die Durchschnittshelligkeitswerte der entsprechenden Gebiete (S1-S5) verglichen werden;

Bestimmen einer am häufigsten ausgewählten Gleichung aus Gleichungen, die während einer vorbestimmten Dauer ausgewählt sind;

Berechnen eines Szenenhelligkeitswertes für jede Messung unter Verwendung der vorbestimmten Gleichung, die zu verwenden ist bis eine weitere Bestimmung durchgeführt wird; und

Justieren eines Belichtungsbetrags des Bildsensors (2) in Übereinstimmung mit dem Szenenhelligkeitswert.

10. Ein Belichtungskontrollverfahren gemäß Anspruch 7, das die Schritte umfasst:

Berechnen eines Szenenhelligkeitswertes bei jeder Messung in Übereinstimmung mit einem Auswählen einer Gleichung aus einer Vielzahl von Gleichungen (1-7), wobei jede eine unterschiedliche Gewichtung besitzt, indem die Durchschnittshelligkeitswerte der jeweiligen Gebiete verglichen werden;

Erhalten eines Durchschnittswertes eines Szenenhelligkeitswertes, der während einer vorbestimmten Dauer ausgewählt wurde; und

Einstellen eines Belichtungsbetrages des Bildsensors in Übereinstimmung mit dem Durchschnittswert.

11. Ein Belichtungskontrollverfahren für eine Videokamera gemäß wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei ein Bildaufnahmebereich in eine Vielzahl von Gebieten (S1-S5) unterteilt wird, und wenn der Durchschnittshelligkeitswert des zentralen Bereichs (S1) des Bildaufnahmebereichs größer als der Durchschnittshelligkeitswert des peripheren Bereichs des Bildaufnahmebereichs ist, dann wird ein für die Belichtungskontrolle verwendeter Szenenhelligkeitswert mittels einer mittelpunktsgewichteten Messung berechnet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Beurteilen, dass, wenn der Durchschnittshelligkeitswert des zentralen Bereichs (S1) um eine Differenz, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, größer als der Durchschnittshelligkeitswert des peripheren Bereichs ist und die Aperturgröße einer Blende (5) klein ist, dann abnormales Licht innerhalb des zentralen Bereichs (S1) vorhanden ist; und

Korrigieren des Szenenhelligkeitswertes, um zu verhindern, dass der periphere Bereich zu dunkel ist, wenn beurteilt wird, dass das abnormale Licht vorhanden ist.

12. Ein Belichtungskontrollverfahren für eine Videokamera gemäß zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei ein Bildaufnahmebereich in eine Vielzahl von Bereichen (S1-S5) unterteilt wird, und wobei, wenn der Durchschnittshelligkeitswert eines zentralen Bereichs (S1) des Bildaufnahmebereichs größer ist als der Durchschnittshelligkeitswert des peripheren Bereichs des Bildaufnahmebereichs, ein zur Belichtungssteuerung verwendeter Szenenhelligkeitswert durch eine mittelpunktsgewichtete Messung berechnet wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Beurteilen durch Vergleichen eines normalisierten Durchschnittshelligkeitswertes des zentralen Bereichs (S1) mit einem normalisierten Durchschnittshelligkeitswert des peripheren Bereichs, dass ein abnormales Licht in dem zentralen Bereich vorhanden ist, wenn ein Unterschied zwischen den normalisierten Durchschnittshelligkeitswerten größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, wobei die normali sierten Durchschnittshelligkeitswerte durch Berücksichtigung von Blendeninformationen erhalten worden sind; und

Korrigieren des Szenenhelligkeitswertes, um zu vermeiden, dass der periphere Bereich zu dunkel wird, wenn beurteilt wird, dass das abnormale Licht vorhanden ist.

13. Ein Belichtungskontrollverfahren für eine Videokamera gemäß zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei ein Bildaufnahmebereich in eine Vielzahl von Bereichen (S1-S5) unterteilt wird, um Durchschnittshelligkeitswerte von jeweiligen Gebieten zu erhalten, wobei die Durchschnittshelligkeitswerte untereinander verglichen werden, um eine Gleichung von einer Vielzahl von Gleichungen (1-7) jeweils mit einem unterschiedlichen Gewichtungswert auszuwählen, und wobei ein Mehrfachmusterhelligkeitsmesswert in Übereinstimmung mit der ausgewählten Gleichung berechnet wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Erhalten eines ersten Durchschnittshelligkeitswertes aus einem speziellen Teilbereich oder dem gesamten Bereich des Bildaufnahmebereichs gleichzeitig mit dem Erhalten des Mehrfachmusterhelligkeitsmesswertes;

Beurteilen, ob der erste Durchschnittshelligkeitswert sich von dem Mehrfachmusterhelligkeitsmesswert um eine Differenz unterscheidet, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist; und

Ausführen einer Belichtungssteuerung in Übereinstimmung mit einem korrigierten Durchschnittshelligkeitswert auf der Grundlage des Korrigierens des ersten Durchschnittshelligkeitswertes um einen Betrag, der einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet, wenn die Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellwert ist.

14. Ein Belichtungskontrollverfahren für eine Videokamera gemäß zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Belichtungskontrolle in Übereinstimmung mit einem ersten Durchschnittshelligkeitswert durchgeführt wird, der aus einem näherungsweise gesamten Bereich oder einem speziellen Teilbereich eines Bildauf nahmebereichs erhalten wird, wobei der Bildaufnahmebereich in eine Vielzahl von Bereichen (S1-S5) unterteilt wird, die Durchschnittshelligkeitswerte von jeweiligen Gebieten untereinander verglichen werden, um einen Mehrfachmusterhelligkeitsmesswert zu berechnen, und, wenn der erste Durchschnittshelligkeitswert sich von dem Mehrfachmusterhelligkeitsmesswert um eine Differenz, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, unterscheidet, der erste Durchschnittshelligkeitswert um einen Korrekturbetrag, der nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, korrigiert wird, und die Belichtungssteuerung in Übereinstimmung mit dem ersten korrigierten Durchschnittshelligkeitswert ausgeführt wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Korrigieren eines früheren Korrekturbetrags in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen einem Korrekturbetrag, der neu während einer kontinuierlichen Szenenaufnahme berechnet wird, und dem früheren Korrekturbetrag, wenn die Differenz gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist; und

Korrigieren des ersten Durchschnittshelligkeitswertes in Übereinstimmung mit dem korrigierten Korrekturbetrag.

15. Ein Belichtungskontrollverfahren für eine Videokamera gemäß zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei aus einer Vielzahl von Bereichen (S1-S5) eines Bildaufnahmebereichs erhaltene Durchschnittshelligkeitswerte untereinander verglichen werden, um eine aus einer Vielzahl von Gleichungen (1-7) mit jeweils einem unterschiedlichen Gewichtungswert, der für den Durchschnittshelligkeitswert jedes Gebietes zu verwenden ist, auszuwählen, und wobei ein zur Belichtungssteuerung zu verwendender Szenenhelligkeitswert in Übereinstimmung mit der ausgewählten Gleichung berechnet wird, wobei das Verfahren den Schritt aufweist:

Berechnung des Szenenhelligkeitswertes, während ein Gewichtungswert für eine früher ausgewählte Gleichung graduell an einen Gewichtungswert für eine neu ausgewählte Gleichung angepasst wird, wenn die neu ausgewählte Gleichung während einer kontinuierlichen Szenenaufnahme sich von der früher ausgewählten Gleichung unterscheidet.