JP2002204391A - 透過光量制御方法およびその方法を用いたテレビジョンカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動する被写体のうち高輝度レベル範囲以外
の被写体部分からの映像信号をより忠実に再現できるよ
うにすることである。 【解決手段】 高輝度レベル範囲を検出し、その検出さ
れた範囲の時間的変化により高輝度レベルとなる範囲を
予測し、その予測された範囲の光が受光面に受光する受
光光量を減ずるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョンカメ
ラ装置の撮像素子に配列された多数の光電変換素子の各
受光面で受光する光量を制御可能とする透過光量制御方
法およびその方法を用いたテレビジョンカメラ装置に関
するもので、特に、所定レベルより大きい信号レベルの
映像信号範囲を高輝度レベル範囲として検出した結果か
ら予測した範囲でもって、受光光を減ずるように制御す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、入射される光量に応じてその透過
光量を可変する手段としては、フォトクロミズム現象を
利用して光が照射された部位の組成がその光量に応じて
変化することで、透過光量の減少量が可変できるように
したフィルタガラスを用いたものがある。図４に従来の
技術を用いたテレビジョンカメラ装置のブロック構成例
を示す。この図において、２’はフォトクロミズム・フ
ィルタガラスである。

【０００３】また、フォトクロミズム現象を利用する外
にも、ＣＣＤ撮像素子の前面に光透過率が可変可能な液
晶フィルタパネル（液晶パネル）を配置して、任意の画
素ごとに光透過率を制御するようにしたものがある。そ
のようなカメラ装置としては、例えば特開平６−７０２
２５号公報や特開平９−５１４８４号公報に記載のもの
がある。それら２つの公報には、撮像素子の前面に光透
過率の制御可能な液晶パネルを用いて画素に対応して光
透過率を制御する構成が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
照射された光の照射開始から透過光量の減少量が最大と
なる迄の期間が比較的長く、被写体の動きの速い動画像
を撮像する場合、フォトクロミズム現象を利用している
ために、その被写体の高輝度レベル範囲の動きに透過量
制御が追随できずに、その高輝度レベル範囲の光を減光
できない場合がある。

【０００５】また、液晶パネルを用いて入射光量を制限
する場合に、上述の特開平６−７０２２５号公報に記載
された構成における液晶パネルの光透過率の調整方法と
しては、発明の実施の形態の欄において、まず、予備撮
影が行われてその予備撮影時に得られた映像データが露
出オーバーである画素に対応する液晶パネルの透過率を
少なくするように制御し、その制御がなされた状態で本
撮影が行われるとしている。そして、その本撮影で得ら
れた映像データの露出オーバーが解消されるとしている
が、この方法では、少なくとも予備撮影時と本撮影時と
で被写体からの撮像光に変化がないことを前提とする必
要がある。一方、予備撮影と本撮影の間に、その被写体
が高速で移動するなどしてその被写体からの撮像光が変
化した場合にも、その変化に追随して露出オーバーを解
消できるとする構成についてはこの公報にはなんら示さ
れていない。

【０００６】また、上述の特開平９−５１４８４号公報
に記載された構成における液晶パネルの光透過率の調整
方法としては、発明の実施の形態の欄に、高輝度部検出
およびフィルタ素子の光透過率の低下調整を反復するフ
ィードバック制御を行うとしている。そして、当該公報
の発明の効果の欄にあるように、そのフィードバック制
御を行うことにより、高輝度部の輝度に適応したフィル
タ素子の光透過率の低下調整を正確かつ容易に行うこと
ができるとしているが、この方法では、上述の調整方法
と同様に、フィードバック制御中は被写体からの撮像光
に変化がないことを前提とする必要がある。一方、フィ
ードバック制御中に被写体からの撮像光が変化した場合
に、その変化に追随して光透過率の低下調整を正確かつ
容易に行えるとする構成についてはこの公報にはなんら
示されていない。

【０００７】また、この公報に記載された別の調整方法
としては、映像信号の反転信号を用いてフィルタ素子の
光透過率を制御するとしているが、そのような調整方法
では、最も速くても１フィールド期間前の映像信号を用
いて光透過率を調整することになるので、その１フィー
ルド期間に被写体からの撮像光が変化した場合は、上述
の場合と同様に光透過率の低下調整を正確かつ容易に行
えるとする構成についてはこの公報にはなんら示されて
いない。

【０００８】本発明の目的は、上述の問題点を解消しう
る透過光量制御方法およびその方法を用いたテレビジョ
ンカメラ装置を提供することである。本発明の別の目的
は高輝度レベル範囲の時間的変化により予測された範囲
の光が受光面に受光するときの光量を減ずるように制御
することで、移動する被写体のうちその高輝度レベル範
囲以外の被写体部分からの映像信号をより忠実に再現で
きるようにした、透過光量制御方法およびその方法を用
いたテレビジョンカメラ装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、被写体からの入射光を光電変換して映
像信号を得るテレビジョンカメラ装置において、光電変
換素子を有する撮像部と、前記撮像素子から得られる映
像信号のうち所定レベルより大きい信号レベルの範囲を
高輝度レベル範囲として検出する検出部と、前記被写体
から前記光電変換素子への入射光量を前記各光電変換素
子毎にそれぞれ制御する透過光量制御部と、前記透過光
量制御部は、第１の所定時刻に前記検出部で検出した第
１の高輝度レベル範囲と、前記第１の所定時刻後の第２
の所定時刻に前記検出部で検出した第２の高輝度レベル
範囲との変化分を検出する変化分検出部と、前記第１所
定時刻と第２所定時刻と前記変化分とに応じて、前記光
電変換素子への入射光量を制御する制御部とを有するも
のである。

【００１０】さらに本発明は、前記透過光量制御部にお
いて、前記光電変換素子に入射する光量を調節するため
の液晶減光パネルと、前記液晶減光パネルの少なくとも
一部分の光の透過度を制御する液晶駆動回路とを含むも
のである。さらに本発明は、前記液晶減光パネルが、多
数の液晶セグメントから構成されるものである。さらに
本発明は、前記光電変換素子への入射光量を制御する制
御部が、パターン発生部を有し、該パターン発生部は、
前記変化分検出部からの信号に基づいて前記液晶減光パ
ネルの制御信号を発生するものである。

【００１１】さらに本発明は、前記透過光量制御部が、
高輝度レベル範囲予測部を有し、該高輝度レベル範囲予
測部は、前記変化検出部からの検出信号に基づき、前記
第２の所定時刻後の第３の所定時刻に、前記被写体から
の第３の高輝度レベル範囲を予測し、前記第３の所定時
刻に前記被写体からの入射光量を制御するものである。
さらに本発明は、前記透過光量制御部が、前記第１所定
時刻、前記第２所定時刻および前記得られた変化分とに
応じて、前記所定レベルより大きい高輝度レベル範囲
で、その範囲の大きさが所定の大きさ以上となる第４の
所定時刻を予測し、前記第４所定時刻において前記入射
光量を制御するものである。

【００１２】さらに本発明は、被写体からの入射光を光
電変換して映像信号を得るテレビジョンカメラ装置にお
いて、光電変換素子を有する第１と第２の撮像部と、前
記第１の撮像部で得た前記映像信号のうち所定レベルよ
り大きい信号レベルの範囲を高輝度レベル範囲として検
出する検出部と、前記第２の撮像部の前記各光電変換素
子への入射光量を前記各光電変換素子毎にそれぞれ制御
する透過光量制御部とを有し、前記透過光量制御部が、
第１の所定時刻に前記検出部で検出した第１の高輝度レ
ベル範囲と、前記第１の所定時刻後の第２の所定時刻に
前記検出部で検出した第２の高輝度レベル範囲との変化
分を検出する変化分検出部と、前記第１所定時刻と第２
所定時刻と前記変化分とに応じて、前記第２の撮像素子
の光電変換素子の受光面に受光する光量を制御する制御
部とから構成されるものである。

【００１３】さらに本発明は、被写体から入射した撮像
光を平坦な分光透過特性でもって２つの分光光に分光す
る分光部を有し、前記分光部による分光光のうち一方が
前記第１撮像素子に入射し、他方が前記第２撮像素子に
入射するものである。さらに本発明は、前記分光部によ
る分光光の分光光量が異なる場合、前記分光光の内分光
光量のより少ない方が前記第１撮像素子に入射し、より
多い方が前記第２撮像素子に入射するものである。さら
に本発明は、前記第１および第２撮像素子毎に被写体か
ら入射した撮像光を撮像するためのそれぞれ第１撮像光
学装置部および第２撮像光学装置部を設けるものであ
る。

【００１４】さらに本発明は、被写体からの入射光を光
電変換して映像信号を得るテレビジョンカメラ装置にお
ける透過光量制御方法において、第１の所定時刻に前記
光電変換により撮像された映像信号の内所定レベルより
大きい信号レベルの範囲を第１の高輝度レベル範囲とし
て検出し、第２の所定時刻に前記光電変換により撮像さ
れた映像信号の内所定レベルより大きい信号レベルの範
囲を第２の高輝度レベル範囲として検出し、検出された
前記第１の高輝度レベル範囲と前記第２の高輝度レベル
範囲との変化分を検出し、前記第１所定時刻と前記第２
所定時刻と前記変化分とに応じて前記光電変換のための
前記入射光の入射光量を制御するとしたものである。さ
らに本発明は、前記入射光量を調節するための液晶減光
パネルの少なくとも一部分の光の透過度を制御するもの
である。

【００１５】さらに本発明は、前記第１所定時刻と前記
第２所定時刻と前記変化分とに応じて、前記台布所定時
刻から所定時間後の第３の所定時刻の前記光電変換によ
り撮像された映像信号の内所定レベルより大きい信号レ
ベルの範囲となる第３の高輝度レベル範囲を予測し、そ
の予測範囲によって前記第３所定時刻に前記被写体から
の入射光量を制御するものである。さらに本発明は、前
記第１所定時刻と前記第２所定時刻と前記変化分とに応
じて、前記所定レベルより大きい高輝度レベル範囲で、
その範囲の大きさが所定の大きさ以上となる第４の所定
時刻を予測し、前記第４所定時刻において前記入射光量
を制御するものである。

【００１６】さらに本発明は、コンピュータが実行可能
なプログラムコードを記録した記録媒体において、その
プログラムコードにより、第１の所定時刻に前記光電変
換により撮像された映像信号の内所定レベルより大きい
信号レベルの範囲を第１の高輝度レベル範囲として検出
し、第２の所定時刻に前記光電変換により撮像された映
像信号の内所定レベルより大きい信号レベルの範囲を第
２の高輝度レベル範囲として検出し、検出された前記第
１の高輝度レベル範囲と前記第２の高輝度レベル範囲と
の変化分を検出し、前記第１所定時刻と前記第２所定時
刻と前記変化分とに応じて前記光電変換のための前記入
射光の入射光量を制御することがコンピュータにより実
行されるものである。

【００１７】なお、本発明は上述の課題を解決するため
に、撮像素子を有し、被写体から入射した撮像光を前記
撮像素子に配列した光電変換素子の受光面で受光し、該
受光した光を光電変換して映像信号を得るテレビジョン
カメラ装置において、所定レベルより大きい信号レベル
の前記映像信号範囲を高輝度レベル範囲として検出する
検出手段と、前記受光光を遮光または透過し、該透過光
量を前記各光電変換素子に応じてそれぞれ可変可能とす
る透過光量可変手段と、前記高輝度レベル範囲に係わる
光電変換素子の受光面に受光する光量を減ずるように前
記透過光量可変手段の透過光量を制御する制御手段とを
有し、前記制御手段は、第１の所定時刻に撮像した映像
信号から前記検出手段で検出した第１の高輝度レベル範
囲と前記第１の所定時刻後の第２の所定時刻に撮像した
映像信号から前記検出手段で検出した第２の高輝度レベ
ル範囲との相違を演算して得る演算手段を備え、前記第
１所定時刻と第２所定時刻と前記演算された相違とに応
じて、前記光電変換素子の受光面に受光する光量を減ず
るように前記透過光量可変手段の透過光量を制御して、
該透過光量制御された受光光によって映像信号を得るも
のである。さらに、本発明は、前記制御手段において、
前記第１所定時刻と第２所定時刻間の時間長を演算し、
該演算された時間長と前記演算された相違とに応じて、
前記第２所定時刻後の第３の所定時刻に撮像される所定
レベルより大きい信号レベルの映像信号範囲を予測し、
該予測された映像信号範囲に応じて前記透過光量可変手
段の透過光量を制御して、該透過光量制御された受光光
によって前記第３所定時刻に撮像した映像信号を得る。
さらに、本発明は、前記制御手段において、前記第１時
刻、前記第２時刻および前記演算された相違とに応じ
て、所定レベルより大きい信号レベルの映像信号範囲の
大きさが所定の大きさ以上で撮像される前記第２所定時
刻後の第４の所定時刻を予測し、該予測された第４所定
時刻における所定レベルより大きい信号レベルの映像信
号範囲を予測し、該予測された映像信号範囲に応じて前
記透過光量制御して、前記透過光量制御された受光光に
よって前記予測された第４所定時刻に撮像した映像信号
を得る。さらに本発明は、第１の撮像素子および第２の
撮像素子とを有し、前記検出手段は前記第１撮像素子で
得た映像信号の高輝度レベル範囲を検出し、前記透過光
量可変手段は前記第２の撮像素子の各受光面に入射する
受光光を遮光または透過すると共に該透過光量をそれぞ
れ可変可能とし、前記制御手段は前記検出した高輝度レ
ベル範囲に応じて前記第２撮像素子の光電変換素子の受
光面に受光する光量を減ずるように前記透過光量可変手
段の透過光量を制御して、該透過光量制御された受光光
によって映像信号を前記第２撮像素子から得るものであ
る。さらに本発明は、被写体から入射した撮像光を平坦
な分光透過率特性でもって二つの光に分光する分光手段
を有し、前記分光光のうち一方が前記第１撮像素子に入
射し、他方が前記第２撮像素子に入射する。さらに本発
明は、前記分光光の分光光量が異なる場合、前記分光光
のうち分光光量のより少ない方が前記第１撮像素子に入
射し、より多い方が前記第２撮像素子に入射する。さら
に本発明は、前記第１および第２撮像素子ごとに被写体
から入射した撮像光を撮像するためのそれぞれ第１撮像
光学手段および第２撮像光学手段を有する。

【００１８】さらに、上記の課題を解決するために、本
発明は、被写体から入射した撮像光を複数光電変換素子
で受光し光電変換して映像信号を得、該得られた映像信
号から所定レベルより大きい信号レベルの映像信号範囲
を高輝度レベル範囲として検出し、各光電変換素子に入
射する受光光に応じてそれぞれ遮光または透過すると共
に前記検出された高輝度レベル範囲に係わる前記光電変
換素子の受光光を遮光または受光光量を減ずるように透
過光量制御する透過光量制御方法において、第１の所定
時刻に撮像した映像信号から検出した第１の高輝度レベ
ル範囲と前記第１の所定時刻後の第２の所定時刻に撮像
した映像信号から検出した第２の高輝度レベル範囲との
相違を演算し、前記第１所定時刻と第２所定時刻と前記
演算された相違とに応じて、前記光電変換素子の受光面
に受光する光量を減ずるように前記透過光量を制御し
て、該透過光量制御された受光光によって映像信号を得
るものである。さらに本発明は、前記第１所定時刻と第
２所定時刻間の時間長を演算し、該演算された時間長と
前記演算された相違とに応じて、前記第２所定時刻後の
第３の所定時刻における所定レベルより大きい信号レベ
ルの映像信号範囲を予測し、該予測された映像信号範囲
に応じて前記透過光量を制御して、該透過光量制御され
た受光光によって前記第３所定時刻に撮像した映像信号
を得る。さらに本発明は、前記第１時刻、前記第２時刻
および前記演算された相違とに応じて、所定レベルより
大きい信号レベルの映像信号範囲の大きさが所定の大き
さ以上で撮像される前記第２所定時刻後の第４の所定時
刻を予測し、該予測された第４所定時刻における所定レ
ベルより大きい信号レベルの映像信号範囲を予測し、該
予測された映像信号範囲に応じて前記透過光量制御し
て、前記透過光量制御された受光光によって前記予測さ
れた第４所定時刻に撮像した映像信号を得る。

【００１９】さらに、上記課題を解決するために、本発
明は、コンピュータが実行可能なプログラムコードを記
録した記録媒体において、被写体から入射した撮像光を
複数光電変換素子で受光し光電変換して映像信号を得る
手順、該得られた映像信号から所定レベルより大きい信
号レベルの映像信号範囲を高輝度レベル範囲として検出
しする手順、各光電変換素子に入射する受光光に応じて
それぞれ遮光または透過すると共に前記検出された高輝
度レベル範囲に係わる前記光電変換素子の受光光を遮光
または受光光量を減ずるように透過光量制御する手順を
表すプログラムコードを記録し、さらに前記透過光量制
御する手順は、第１の所定時刻に撮像した映像信号から
検出した第１の高輝度レベル範囲と前記第１の所定時刻
後の第２の所定時刻に撮像した映像信号から検出した第
２の高輝度レベル範囲との相違を演算する手順、前記第
１所定時刻と第２所定時刻と前記演算された相違とに応
じて、前記光電変換素子の受光面に受光する光量を減ず
るように前記透過光量を制御する手順とを含む。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例のテレ
ビジョンカメラ装置のブロック構成図である。この図に
おいて、１は被写体から入射した撮像光を集光するレン
ズで、レンズ１を通過した光は絞り１４を通り、液晶パ
ネル（以下、液晶減光パネルとも称す）２によって遮光
または透過される。液晶減光パネル２を透過した光は撮
像素子３で映像信号に変換される。この撮像素子３は、
その受光面に多数の光電変換素子を有し、液晶減光パネ
ル２を透過した光が光電変換されることで映像信号に変
換される。なお、液晶減光パネル２は、各光電変換素子
に入射する入射光量を部分的に、または全体的に可変す
ることができる。従って、液晶減光パネル２は、撮像光
の各光電変換素子への透過光量を各光電変換素子毎にそ
れぞれ可変できるよう、例えば、セグメント構成となっ
てる。

【００２１】撮像素子３からの映像信号は、映像信号処
理回路４へ入力されてガンマ補正等の映像信号処理が施
される。映像信号処理回路４はさらに入力された映像信
号を基に、絞り駆動回路１５および電子シャッタ速度制
御回路７へそれぞれ駆動または制御用の信号を生成し出
力する。絞り駆動回路１５は映像信号処理回路４からの
信号を基に絞り１４を駆動する信号を生成し、その生成
した駆動信号により絞り１４を駆動する。また、電子シ
ャッタ速度制御回路７は映像信号処理回路４からの信号
を基に撮像素子３の電子シャッタ動作のシャッタ速度を
制御する信号を生成し、その生成した制御信号により撮
像素子３を制御する。

【００２２】映像信号処理回路４から映像信号処理され
て出力された映像信号は、記録装置５で記録され、ある
いは、モニタ６に入力されてそこで画像表示され、ある
いは、図示していない後段の映像機器へ送信出力され
る。

【００２３】さらに、映像信号処理回路４から出力され
た映像信号は、高輝度レベル範囲検出回路８へ入力され
る。この高輝度レベル範囲検出回路８では、入力された
映像信号から所定のレベルより大きい、例えば、夜間に
自動車や二輪車の点灯された前照灯をほぼ正面から撮像
したときのその前照灯の撮像範囲のように、より高輝度
な信号レベルの範囲を高輝度レベル範囲として検出し、
その検出された高輝度レベル範囲を示す検出信号を出力
する。

【００２４】高輝度レベル範囲検出回路８から出力され
た検出信号は制御回路９へ入力される。制御回路９に
は、少なくとも撮像時刻の異なる２画面分の映像信号、
例えば、第１の時刻（ｔ１）に撮像された映像信号とそ
の時刻後の第２の時刻（ｔ２）に撮像された映像信号と
のそれぞれから高輝度レベル範囲が検出された検出信号
が入力される。制御回路９は高輝度レベル範囲変化分検
出部１０と高輝度レベル範囲予測部１１とマスクパター
ン発生回路１２とを有する。先ず、高輝度レベル範囲変
化分検出部１０は、第１の時刻ｔ１に撮像された映像信
号とその後の第２の時刻ｔ２に撮像された映像信号との
それぞれについての高輝度レベル範囲の中心位置（Ｘ
１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）を演算で求め、次に
（ｔ２−ｔ１）時間での高輝度レベル範囲の大きさの変
化、移動量と移動方向を計算することによって、第２の
高輝度レベル範囲の大きさ、移動量と移動方向を計測す
る。以下、大きさの変化、移動量、移動方向等を変化分
と総称する。高輝度レベル範囲予測部１１は、上述の第
２の高輝度レベル範囲の変化分から、第３の高輝度レベ
ル範囲を予測する。すなわち、第２の所定時刻より所定
時間後の第３の所定時刻に撮像される映像信号の内、所
定の信号レベルより大きい第３の高輝度レベル範囲の位
置や大きさを後述する方法で予測する。一方、マスクパ
ターン発生回路１２では、第３の所定時刻より所定時間
だけ前にその予測範囲を表すマスクパターン発生信号を
出力する。

【００２５】マスクパターン発生信号は、液晶駆動回路
１３へ入力され、液晶減光パネル２の各セグメントを制
御し、各光電変換素子に入射する光量を調節する。これ
によって、予測された範囲の入射光量を減じるかまたは
遮光する。そして、液晶減光パネル２がそのように駆動
制御されている状態で上述の第３の所定時刻に映像信号
が撮像されると、その撮像した時刻に制御回路１１で予
測した範囲に被写体からの高輝度レベルの撮像光が液晶
パネル２により遮光または減光することができる。ここ
で、上記の所定時間とは、マスクパターン発生信号の発
生後、該信号に基づき液晶駆動回路１３が液晶減光パネ
ル２を駆動して液晶減光パネルの選択されたセグメント
がそのセグメントを通過する透過光量を制御するまでに
要する時間以上長い時間に設定される。

【００２６】例えば、夜間に走行中の自動車において点
灯された前照灯をほぼ正面から撮像したとき、高輝度レ
ベル範囲がテレビジョンカメラ装置で撮像される画面の
中で移動するが、本発明では、その移動位置および範囲
を予測し、予測した範囲の撮像光を遮光または減光する
ので、その前照灯の外の被写体、例えば、自動車のナン
バープレートなどからの撮像光を減光または遮光せず
に、かつ、その前照灯からの入射光に起因する、撮像素
子における飽和現象やスミアの発生を極力なくすること
で、より高解像度な映像を撮像可能である。

【００２７】このように、高輝度レベル範囲以外の受光
光に対してより忠実に映像信号処理や絞り駆動制御、ま
たは電子シャッタ速度制御等を行うことができるため、
その高輝度レベル範囲以外の被写体からの映像信号をよ
り忠実に再現可能となる。なお、制御回路９はコンピュ
ータで構成することもできる。その場合には図１１に示
すように、制御回路９をＩ／Ｏ（ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐ
ｕｔ）部９１、ＣＰＵ９２、メモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ）
９３およびこれらを接続するバス９４で構成し、Ｉ／Ｏ
部９１に高輝度レベル範囲検出回路８、液晶駆動回路１
３を接続する。これにより、ＲＯＭ（メモリ９３）にス
トアされたプログラムに従い、制御回路９（高輝度レベ
ル範囲変化分検出部１０と高輝度レベル範囲予測部１１
とマスクパターン発生回路１２）の動作が達成される。
なお、この場合でも、マスクパターン発生回路１２はハ
ードウェアで構成して良い。

【００２８】次に、本発明の透過光量制御方法の手順例
のフローチャートを表す図５、図８、図９を用いて、そ
の方法を説明する。

【００２９】図５において、まず、高輝度レベル範囲検
出回路８は、第１の所定時刻に撮像された映像信号から
第１の高輝度レベル範囲を検出する（ステップ１０
１）。次に、第２の所定時刻に撮像された映像信号から
第２の高輝度レベル範囲を検出する（ステップ１０
２）。そして、高輝度レベル範囲変化分検出部１０は、
それら検出された第１高輝度レベル範囲と第２高輝度レ
ベル範囲とから、第２高輝度レベル範囲の大きさと移動
量と移動方向を求める（ステップ１０３）。次に、高輝
度レベル範囲予測部１１とマスクパターン発生回路１２
は、上記変化分を基に、第２の所定時刻より所定時間後
の第３の所定時刻に撮像される第３の高輝度レベル範囲
の位置と大きさとを予測する。そして予測された第３の
高輝度レベル範囲の位置と大きさとに対応する光電変換
素子（複数の光電変換素子）に入射する光量を、第３の
所定時刻において、減じるように透過光量制御する（ス
テップ１０４）。このようにして、透過光量制御された
入射光によって映像信号を得る（ステップ１０５）。

【００３０】ここで、本発明のテレビジョンカメラ装置
によって撮像された撮像画面の模式図を表した図８およ
び図９によって、撮像された高輝度レベル範囲の位置関
係を説明する。これらの図において、３０は撮像画面の
画枠を表す。この画枠３０に対し、第１の所定時刻ｔ１
に撮像された第１の高輝度レベル範囲３１が検出され
る。さらに、第１の高輝度レベル範囲３１から図の斜め
右下方向に移動した位置に、第２の所定時刻ｔ２に撮像
された第２の高輝度レベル範囲３２が検出される。その
ため、第１の高輝度レベル範囲３１と第２の高輝度レベ
ル範囲３２の大きさと位置関係とから、第２の高輝度レ
ベル範囲の大きさが第１の高輝度レベル範囲の大きさに
対して変化すると共に、範囲の中心位置が移動している
（変化している）。さらに、第１の所定時刻ｔ１と第２
の所定時刻ｔ２とを基に、第２の高輝度レベル範囲３２
からさらに図の斜め右下方向に移動した位置に、第２の
所定時刻ｔ２より所定時間後の第３の所定時刻ｔ３に撮
像される第３の高輝度レベル範囲を予測することができ
る。その結果、第３の所定時刻ｔ３に、第３の高輝度レ
ベル範囲に対応する光電変換素子に入射する光量を減じ
るように液晶減光パネル２を制御する。この予測動作の
一例を図９を参照してより詳細に説明する。図９に示す
例は、最も単純な例として、高輝度レベル範囲が直線的
に一定速度で移動している場合の予測方法について説明
する。図９において、第１の高輝度レベル範囲３１の中
心座標は（Ｘ１，Ｙ１）、Ｘ方向（ここでは例えば水平
走査方向）およびＹ方向（ここでは例えば垂直走査方
向）の長さをｘ１、ｙ１とし、第２の高輝度レベル範囲
３２の中心座標は（Ｘ２，Ｙ２）、Ｘ方向およびＹ方向
の長さをｘ２、ｙ２とし、第３の高輝度レベル範囲３３
の中心座標は（Ｘ３，Ｙ３）、Ｘ方向およびＹ方向の長
さをｘ３、ｙ３とする。高輝度レベル範囲が直線的に一
定速度で移動しているため、第３の高輝度レベル範囲３
３の中心座標（Ｘ３，Ｙ３）、Ｘ方向およびＹ方向の長
さｘ３、ｙ３は以下の式（１）〜式（４）から求めた値
でもって予測する。なお、ｘ３、ｙ３を求める式（３）
および式（４）については、この例では近似的に求める
ようにしているため、式（１）、式（２）と同様な計算
の式を用いているが、より詳細にｘ３、ｙ３を予測する
ためには、撮像方向や高輝度レベル範囲の発光源自体の
移動方向に応じて三角関数演算を加味した計算式を用い
るとしても良い。 Ｘ３＝Ｘ２＋（Ｘ２−Ｘ１）（ｔ３−ｔ２）／（ｔ２−ｔ１） ・・ ・（１） Ｙ３＝Ｙ２＋（Ｙ２−Ｙ１）（ｔ３−ｔ２）／（ｔ２−ｔ１） ・・ ・（２） ｘ３＝ｘ２＋（ｘ２−ｘ１）（ｔ３−ｔ２）／（ｔ２−ｔ１） ・・ ・（３） ｙ３＝ｙ２＋（ｙ２−ｙ１）（ｔ３−ｔ２）／（ｔ２−ｔ１） ・・ ・（４）

【００３１】次に、上述のステップ１０４とステップ１
０５とからなるステップ１００について、図６を用いて
さらに詳細に説明する。

【００３２】ステップ１００の手順の一例をより詳細に
説明するためのフローチャートを表す図６において、ま
ず、高輝度レベル範囲変化分検出部１０により、第１の
所定時刻と第２の所定時刻の間の時間長（ｔ２−ｔ１）
を演算し、さらに、第１と第２の高輝度レベル範囲３
１、３２の変化分（大きさ、移動量、移動方向等）を求
める（ステップ２０１）。すなわち、第１と第２の高輝
度レベル範囲３１、３２の中心座標の移動量（Ｘ２−Ｘ
１）、（Ｙ２−Ｙ１）および第１と第２の高輝度レベル
範囲３１、３２のＸ方向およびＹ方向の長さの変化量
（ｘ２−ｘ１）、（ｙ２−ｙ１）を求める。次に、高輝
度レベル範囲予測部１１により、上記の演算された時間
長と上述のステップ１０３で求められた結果を基に、第
３の所定時刻ｔ３における所定レベルより大きい信号レ
ベルの映像信号範囲（図８に示した範囲３３）を上記式
（１）〜式（４）に基づき予測する（ステップ２０
２）。そして、マスクパターン発生回路１２から、第３
の所定時刻ｔ３より所定時間だけ前にその予測範囲を表
すマスクパターン発生信号を出力し、それにより予測さ
れた第３の輝度レベル範囲に応じて液晶減光パネル２の
所定の範囲の透過光量を制御する（ステップ２０３）。
そして、第３の所定時刻ｔ３に透過光量制御された入射
光によって映像信号を得る（ステップ２０４）。

【００３３】同様に、ステップ１００の手順の別の一例
をより詳細に説明するフローチャートを表す図７におい
て、まず、第１の所定時刻、第２の所定時刻、上述のス
テップ１０３で演算された結果を基に、所定レベルより
大きい高輝度レベルの範囲の大きさが所定の大きさ以上
（図１０に示した第４の高輝度レベル範囲３４のｘ４、
ｙ４の値がそれぞれ所定値ｘｐ、ｙｐ以上）となる第４
の所定時刻を予測する（ステップ３０１）。予測された
第４の所定時刻ｔ４における、所定レベルより大きい第
４の高輝度レベル範囲（図１０に示した範囲３４）の位
置と大きさを予測する（ステップ３０２）。そして、マ
スクパターン発生回路１２から、第４の所定時刻ｔ４よ
り所定時間だけ前にその予測範囲を表すマスクパターン
発生信号を出力し、それにより予測された範囲の一と大
きさと方向に応じて透過光量制御する（ステップ３０
３）。そして、予測された第４の所定時刻に透過光量制
御された入射光によって映像信号を得る（ステップ３０
４）。この場合、図１０に示すように、予測される第４
の所定時刻をｔ４とし、第４の高輝度レベル範囲３４の
中心座標は（Ｘ４，Ｙ４）、Ｘ方向およびＹ方向の長さ
をｘ４、ｙ４とする。高輝度レベル範囲が直線的に一定
速度で移動しているとすると、第４の所定時刻ｔ４、中
心座標（Ｘ４，Ｙ４）は以下の式（５）〜式（７）から
求めた値でもって予測する。なお、ｔ４を求める式
（５）については、この例では近似的に求めるようにし
ている。 ｔ４＝（ｘ４−ｘ２）（ｔ２−ｔ１）／（ｘ２−ｘ１）＋ｔ２ または ｔ４＝（ｙ４−ｙ２）（ｔ２−ｔ１）／（ｙ２−ｙ１）＋ｔ２ ・・・ （５） Ｘ４＝Ｘ２＋（Ｘ２−Ｘ１）（ｔ４−ｔ２）／（ｔ２−ｔ１） ・・・ （６） Ｙ４＝Ｙ２＋（Ｙ２−Ｙ１）（ｔ４−ｔ２）／（ｔ２−ｔ１） ・・・ （７） なお、高輝度レベル範囲を検出する周期は一定時間でも
良い。また、上記の説明においては、高輝度レベル範囲
が直線的に一定速度で移動している場合の予測方法につ
いて説明したが、高輝度レベル範囲が非直線的に移動し
ている場合や、可変速度で移動している場合にも本発明
は適用可能である。高輝度レベル範囲が非直線的に移動
している場合には高輝度レベル範囲の速度変化を考慮し
て予測を行う。このような場合には、少なくとも第１の
時刻、第２の時刻および第３の時刻における高輝度レベ
ル範囲の位置と大きさと方向の予測を行う。ところで、
特開平６−５２４８５号公報には、所定時間経過後に予
測される車両の位置を求めるとした技術が記載されてい
る。しかしながら、その大きさをも予測するとした技術
については、その公報には何ら記載されていない。

【００３４】なお、上述した各手順は、コンピュータが
実行可能なプログラムコードによって表し、そのプログ
ラムコードを記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−
Ｒ、ＤＶＤ等）に記録して、コンピュータ装置（図１１
の制御回路９）に接続したディスク読み出し装置９５に
より記録媒体からそのプログラムコードを読み出すこと
で、上述の透過光量制御方法を実現するようにしてもよ
い。

【００３５】次に、本発明の別の一実施例のテレビジョ
ンカメラ装置のブロック構成図を示した図２を用いて、
その実施例を説明する。この図において、図１と異なる
のは、絞り１４と液晶減光パネル２の間に絞り１４を通
過した撮像光を２つの光に分光する分光部としてのビー
ムスプリッタ１６、撮像素子３’および映像信号回路
４’を設けていることである。ビームスプリッタ１６か
らの分光光のうち一方は液晶減光パネル２を通して撮像
素子３に入射し、他方は撮像素子３’に入射するように
している。

【００３６】そして、撮像素子３で撮像され映像信号処
理回路４で映像信号処理された映像信号が、記録装置５
で記録され、あるいは、モニタ６に入力されてそこで画
像表示され、あるいは、図示していない後段の映像機器
へ送信出力される。また、撮像素子３’で撮像され映像
信号処理回路４’で映像信号処理された映像信号は、高
輝度レベル検出回路８へ入力されて、その高輝度レベル
範囲検出回路８に入力された映像信号に基いて、上述し
た動作と同様に、第２の所定時刻より所定時間後に撮像
される映像信号の内、所定の信号レベルより大きい映像
信号範囲が予測されて、その予測範囲を表すマスクパタ
ーン発生信号が制御回路９から出力する。

【００３７】なお、上述のビームスプリッタ１６にて分
光される２つの分光光のうち、分光光量のより少ない方
を撮像素子３’に入射するようにし、より多い方を撮像
素子３に入射するようにしてもよい。そうすることで、
高輝度レベル範囲の検出は、分光光量が少ない分光光を
使用したとしても、コントラストがより際だっているこ
とが多いため、その検出には支障が少ない。また、撮像
素子３で撮像された映像信号は、よりダイナミックレン
ジの大きい映像信号として後段へ出力することができ
る。

【００３８】次に、本発明のさらに別の一実施例のテレ
ビジョンカメラ装置のブロック構成図を示した図３を用
いて、その実施例を説明する。この図において、図２の
実施例と異なるのは、撮像光を分光するビームスプリッ
タ１６を用いることなく、撮像素子３’で撮像する撮像
光を入射するための撮像光学装置であるレンズ１’、絞
り１４’、絞り駆動回路１５’とを設けたことである。
そうすることで、撮像素子３の撮像光を入射するための
撮像光学装置と撮像素子３’の撮像光を入射するための
撮像光学装置とを別々に設けることができ、それらの光
軸方向や絞り量や焦点距離調整、ズーム倍率等をそれぞ
れ高輝度レベル範囲検出や高輝度レベル範囲以外の被写
体からの映像信号出力のために最適な設定とすることが
できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
輝度レベル範囲の時間的変化により予測された範囲の光
が受光面に受光するときの光量を減ずるように制御でき
るため、その高輝度レベル範囲以外の被写体からの映像
信号をより忠実に再現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のテレビジョンカメラ装置の
ブロック構成図。

【図２】本発明の別の一実施例のテレビジョンカメラ装
置のブロック構成図。

【図３】本発明のさらに別の一実施例のテレビジョンカ
メラ装置のブロック構成図。

【図４】従来の技術を用いたテレビジョンカメラ装置の
ブロック構成例を示す図。

【図５】本発明の透過光量制御方法の手順例のフローチ
ャートを表す図。

【図６】ステップ１００の手順の一例をより詳細に説明
するためのフローチャートを表す図。

【図７】ステップ１００の手順の別の一例をより詳細に
説明するフローチャートを表す図。

【図８】本発明のテレビジョンカメラ装置によって撮像
された撮像画面の模式図。

【図９】本発明のテレビジョンカメラ装置によって撮像
された撮像画面の模式図。

【図１０】本発明のテレビジョンカメラ装置によって撮
像された撮像画面の別の一例の模式図。

【図１１】図１に示す本発明の実施例によるテレビジョ
ンカメラ装置の変形例のブロック構成図。

【符号の説明】

１，１’：レンズ、 ２：液晶減光パネル（液晶パネ
ル）、 ３，３’：撮像素子、 ４，４’：映像信号処
理回路、５：記録装置、 ６：モニタ、 ７：電子シャ
ッタ速度制御回路、 ８：高輝度レベル範囲検出回路、
９：制御回路、１０：高輝度レベル範囲変化分検出
部、 １１：高輝度レベル範囲予測部、１２マスクパタ
ーン発生回路、 １３：液晶駆動回路、１４，１４’：
絞り、１５，１５’：絞り駆動回路、 １６：ビームス
プリッタ、 ９１：Ｉ／Ｏ部、９２：ＣＰＵ、 ９３：
メモリ、 ９４：バス、 ９５：ディスク読出装置。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体からの入射光を光電変換して映像
   信号を得るテレビジョンカメラ装置において、光電変換
   素子を有する撮像部と、前記撮像素子から得られる映像
   信号のうち所定レベルより大きい信号レベルの範囲を高
   輝度レベル範囲として検出する検出部と、前記被写体か
   ら前記光電変換素子への入射光量を前記各光電変換素子
   毎にそれぞれ制御する透過光量制御部と、前記透過光量
   制御部は、第１の所定時刻に前記検出部で検出した第１
   の高輝度レベル範囲と、前記第１の所定時刻後の第２の
   所定時刻に前記検出部で検出した第２の高輝度レベル範
   囲との変化分を検出する変化分検出部と、前記第１所定
   時刻と第２所定時刻と前記変化分とに応じて、前記光電
   変換素子への入射光量を制御する制御部とを有すること
   を特徴とするテレビジョンカメラ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のテレビジョンカメラ装
   置において、前記透過光量制御部は、前記光電変換素子
   に入射する光量を調節するための液晶減光パネルと、前
   記液晶減光パネルの少なくとも一部分の光の透過度を制
   御する液晶駆動回路とを含むことを特徴とするテレビジ
   ョンカメラ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のテレビジョンカメラ装
   置において、前記液晶減光パネルは、多数の液晶セグメ
   ントから構成されることを特徴とするテレビジョンカメ
   ラ装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のテレビジョンカメラ装
   置において、前記光電変換素子への入射光量を制御する
   制御部は、パターン発生部を有し、該パターン発生部
   は、前記変化分検出部からの信号に基づいて前記液晶減
   光パネルの制御信号を発生することを特徴とするテレビ
   ジョンカメラ装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のテレビジョンカメラ装
   置において、前記透過光量制御部は、高輝度レベル範囲
   予測部を有し、該高輝度レベル範囲予測部は、前記変化
   検出部からの検出信号に基づき、前記第２の所定時刻後
   の第３の所定時刻に、前記被写体からの第３の高輝度レ
   ベル範囲を予測し、前記第３の所定時刻に前記被写体か
   らの入射光量を制御することを特徴とするテレビジョン
   カメラ装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のテレビジョンカメラ装
   置において、前記透過光量制御部は、前記第１所定時
   刻、前記第２所定時刻および前記得られた変化分とに応
   じて、前記所定レベルより大きい高輝度レベル範囲で、
   その範囲の大きさが所定の大きさ以上となる第４の所定
   時刻を予測し、前記第４所定時刻において前記入射光量
   を制御することを特徴とするテレビジョンカメラ装置。
7. 【請求項７】 被写体からの入射光を光電変換して映像
   信号を得るテレビジョンカメラ装置において、光電変換
   素子を有する第１と第２の撮像部と、前記第１の撮像部
   で得た前記映像信号のうち所定レベルより大きい信号レ
   ベルの範囲を高輝度レベル範囲として検出する検出部
   と、前記第２の撮像部の前記各光電変換素子への入射光
   量を前記各光電変換素子毎にそれぞれ制御する透過光量
   制御部とを有し、前記透過光量制御部は、第１の所定時
   刻に前記検出部で検出した第１の高輝度レベル範囲と、
   前記第１の所定時刻後の第２の所定時刻に前記検出部で
   検出した第２の高輝度レベル範囲との変化分を検出する
   変化分検出部と、前記第１所定時刻と第２所定時刻と前
   記変化分とに応じて、前記第２の撮像素子の光電変換素
   子の受光面に受光する光量を制御する制御部とから構成
   されることを特徴とするテレビジョンカメラ装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のテレビジョンカメラ装
   置において、さらに、被写体から入射した撮像光を平坦
   な分光透過特性でもって２つの分光光に分光する分光部
   を有し、前記分光部による分光光のうち一方が前記第１
   撮像素子に入射し、他方が前記第２撮像素子に入射する
   ことを特徴とするテレビジョンカメラ装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のテレビジョンカメラ装
   置において、前記分光部による分光光の分光光量が異な
   る場合、前記分光光の内分光光量のより少ない方が前記
   第１撮像素子に入射し、より多い方が前記第２撮像素子
   に入射することを特徴とするテレビジョンカメラ装置。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載のテレビジョンカメラ
    装置において、さらに、前記第１および第２撮像素子毎
    に被写体から入射した撮像光を撮像するためのそれぞれ
    第１撮像光学装置部および第２撮像光学装置部を設ける
    ことを特徴とするテレビジョンカメラ装置。
11. 【請求項１１】 被写体からの入射光を光電変換して映
    像信号を得るテレビジョンカメラ装置における透過光量
    制御方法において、第１の所定時刻に前記光電変換によ
    り撮像された映像信号の内所定レベルより大きい信号レ
    ベルの範囲を第１の高輝度レベル範囲として検出し、第
    ２の所定時刻に前記光電変換により撮像された映像信号
    の内所定レベルより大きい信号レベルの範囲を第２の高
    輝度レベル範囲として検出し、検出された前記第１の高
    輝度レベル範囲と前記第２の高輝度レベル範囲との変化
    分を検出し、前記第１所定時刻と前記第２所定時刻と前
    記変化分とに応じて前記光電変換のための前記入射光の
    入射光量を制御するとしたことを特徴とする透過光量制
    御方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の透過光量制御方法
    において、前記入射光量を調節するための液晶減光パネ
    ルの少なくとも一部分の光の透過度を制御することを特
    徴とする透過光量制御方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の透過光量制御方法
    において、前記第１所定時刻と前記第２所定時刻と前記
    変化分とに応じて、前記台布所定時刻から所定時間後の
    第３の所定時刻の前記光電変換により撮像された映像信
    号の内所定レベルより大きい信号レベルの範囲となる第
    ３の高輝度レベル範囲を予測し、その予測範囲によって
    前記第３所定時刻に前記被写体からの入射光量を制御す
    ることを特徴とする透過光量制御方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１に記載の透過光量制御方法
    において、前記第１所定時刻と前記第２所定時刻と前記
    変化分とに応じて、前記所定レベルより大きい高輝度レ
    ベル範囲で、その範囲の大きさが所定の大きさ以上とな
    る第４の所定時刻を予測し、前記第４所定時刻において
    前記入射光量を制御することを特徴とする透過光量制御
    方法。
15. 【請求項１５】 コンピュータが実行可能なプログラム
    コードを記録した記録媒体において、そのプログラムコ
    ードにより、第１の所定時刻に前記光電変換により撮像
    された映像信号の内所定レベルより大きい信号レベルの
    範囲を第１の高輝度レベル範囲として検出し、第２の所
    定時刻に前記光電変換により撮像された映像信号の内所
    定レベルより大きい信号レベルの範囲を第２の高輝度レ
    ベル範囲として検出し、検出された前記第１の高輝度レ
    ベル範囲と前記第２の高輝度レベル範囲との変化分を検
    出し、前記第１所定時刻と前記第２所定時刻と前記変化
    分とに応じて前記光電変換のための前記入射光の入射光
    量を制御することがコンピュータにより実行されること
    を特徴とする記録媒体。