JP2004088544A

JP2004088544A - ビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置

Info

Publication number: JP2004088544A
Application number: JP2002248183A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Sakurai; 桜井　哲夫; Junichi Suzuki; 鈴木　順一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】撮像するフィールド毎にシャッタースピードを変化して撮像した映像の明るさをフィールド毎に変化させてワイドダイナミックレンジを得る機能を備えたビデオカメラにオートアイリスレンズの使用を可能とする。
【解決手段】信号処理回路７から明るさ検出回路９によって取り出した明るさデータを制御回路１２で読み出す。さらにエリア毎の明るさデータから逆光補正等の補正演算を加えて新たな明るさ平均値と明るさピーク値のデータを作り出す。このデータを電圧変換器１３を介してレンズ制御電圧切換回路１４にてシンク相当のパルスを付加してピーク値と平均値をもった疑似ビデオ信号を生成し、この疑似ビデオ信号でＶＩＤＥＯレンズを制御するようにした。これにより、撮像した映像の明るさをフィールド毎に変化させてワイドダイナミックレンジを得る機能を備えたビデオカメラにおいてオートアイリスレンズの使用が可能となる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置に係り、特に自動露光調整機能付きレンズによる明るさの制御を行うビデオカメラのアイリス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オートアイリス機能付きレンズのオートアイリスレンズによる明るさ制御を行う従来の技術として特開２００１−１０３３６５号公報「ビデオカメラのアイリス制御装置」がある。
【０００３】
このアイリス制御は、撮像した映像を撮像素子により電気信号に変換し、サンプル・ホールド回路を経たところから取り出す。取り出された映像信号を所定の増幅率で増幅を行い、ビデオサーボオートアイリスレンズ（ＶＩＤＥＯレンズ）の制御信号として出力する。また、取り出された映像信号を、積分器で積分された信号をＤＣサーボオートアイリスレンズ（ＤＣレンズ）の制御信号として出力するものである。ここで、ＶＩＤＥＯレンズは積分器などを備えおり、サンプル・ホールド回路の出力を所定の増幅率で増幅した信号をアイリスの制御信号とし、ＤＣレンズは積分器を備えていないので積分器と比較アンプを介してＤＣ（直流）電圧としてアイリスの制御信号とする。
【０００４】
この制御方法では、フィールド毎にシャッタースピードを変化させてワイドダイナミックレンジを得る機能を備えたカメラでは、撮像された映像の明るさがフィールド毎に異なっている。そのためＤＣレンズ、ＶＩＤＥＯレンズともにオートアイリスレンズを制御する信号がフィールド毎に異なってしまい、上手くアイリスの制御ができなくなってしまう。また、逆光補正等で映像のエリア毎の明るさに基づく露光制御を行う場合には、レンズの制御信号にエリア毎のゲートをかけるウィンドウ回路等が必要になって回路が複雑になるという問題が生じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のフィールド毎にシャッタースピードを変化させるワイドダイナミックレンジ機能を有するカメラでは、撮像された映像の明るさがフィールド毎に異なり、オートアイリスレンズを制御する信号もフィールド毎に異なってしまい、上手くアイリスの制御ができなくなってしまう、という問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、フィールド毎にシャッタースピードを変化させるワイドダイナミックレンジ機能を有するカメラにおいてもオートアイリスレンズを使用できるようにしたビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置では、オートアイリスレンズと、前記オートアイリスレンズを介して被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子から出力された信号をビデオ信号として取り出すための信号処理回路と、前記信号処理回路が内部処理している映像信号の明るさの平均値および明るさのピーク値を検出する明るさ検出回路と、
【０００８】
前記明るさの平均値および前記明るさのピーク値を電圧に変換する変換器を制御しそれぞれの電圧に変換するように制御を行う制御回路と、前記変換器が出力した平均値電圧およびピーク値電圧を切り換えた電圧をオートアイリスレンズを制御する信号として出力するレンズ制御電圧切換回路を具備したことを特徴とする。
【０００９】
上記した手段により、オートアイリスレンズを使用する場合に、撮像するフィールド毎にシャッタースピードを変えて、撮像した映像の明るさをフィールド毎に変化させてワイドダイナミックレンジを得る機能を有するビデオカメラにおいても、確実なアイリスの自動制御が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置を示すブロック図である。
図１において、１はオートアイリスレンズであり、このオートアイリスレンズ１は光学レンズ２と露光調整器（アイリス）３で構成され、後方に撮像面が対向する、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅｓ）の撮像素子４を配置する。オートアイリスレンズ１で撮像された被写体像は、撮像素子４で光電変換され、サンプル・ホールド回路５において画素単位でサンプル・ホールドを行いアナログ映像信号として出力する。サンプル・ホールド回路５の出力は、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換し、ガンマ補正、輪郭補正、ホワイトバランス等の信号処理を行う信号処理回路７に供給する。
【００１１】
信号処理回路７の出力は、Ｄ／Ａ変換器８に供給するとともに、明るさ検出回路９に供給する。Ｄ／Ａ変換器８ではアナログ映像信号に変換し、エンコーダ１０で標準テレビジョン信号たとえばＮＴＳＣビデオ信号にエンコードされた後、出力端子１１を介して図示しないテレビジョン受像機などの画像表示手段に供給されるようになっている。
【００１２】
信号処理回路７の出力が供給される明るさ検出回路９は、画像を分割したエリア毎に明るさのピーク値や明るさの平均値（積分値）を検出する。この検出結果を、明るさ検出信号Ｓ１として制御回路１２に供給する。
【００１３】
制御回路１２は、明るさ検出回９からエリア毎に明るさのピーク値や明るさの平均値（積分値）である明るさ検出信号Ｓ１を、垂直同期信号（Ｖ）周期で読みとることができる。制御回路１２に入力された明るさ検出信号Ｓ１は、所定のレンズ制御特性となるように係数を掛け、さらにオフセット値を加算し明るさの平均値データ、明るさのピーク値データとして電圧変換器１３に出力される。電圧変換器１３では制御回路１２から供給された明るさの平均値データと明るさのピーク値を電圧に変換してレンズ制御電圧切換回路１４に出力する。
【００１４】
なお、制御回路１２には一般的にマイコンが使用され、マイコンには複数チャネルのＤ／Ａ変換器（電圧変換器）を備えるものが多い。従って、電圧変換器１３は制御回路１２内に内蔵させた回路構成とすることができ、ソフトウェア的に電圧変換までを行うことができる。
【００１５】
図２は、レンズ制御電圧切換回路１４の具体的な構成例について、図３はレンズ制御電圧切換回路１４の出力信号例についてそれぞれ説明するための説明図である。
図２に示したレンズ制御電圧切換回路１４には、電圧変換器１３から出力される明るさの平均値電圧Ｖａ、明るさのピーク値電圧Ｖｐ、基準電圧Ｖｒｅｆをそれぞれ対応する固定端子に常時供給する。さらに、制御回路１２から図３に示すタイミングで、平均値電圧Ｖａ、明るさのピーク値電圧Ｖｐ、基準電圧Ｖｒｅｆを切り換える切換タイミング信号Ｓ２を供給する。切換タイミング信号Ｓ２は、ａの期間は平均値電圧Ｖａを、ｂの期間は明るさのピーク値電圧Ｖｐを、ｃの期間は基準電圧Ｖｒｅｆを出力するように選択する。そして、平均値電圧Ｖａとピーク値電圧Ｖｐと基準値電圧Ｖｒｅｆが、図３に示したような疑似的なビデオ信号を生成する。この擬似的なビデオ信号を、オートアイリスレンズ１を制御するレンズ制御信号Ｖｃとしてアイリス３に供給し、アイリス調整を行う。
【００１６】
また、図３に示したような疑似的なビデオ信号は、オートアイリスレンズ内のピーク検波回路で検波される細いパルスになるように切換タイミング信号Ｓ２で制御する。さらにオートアイリスレンズがピーク検波をしない場合には、ピーク値電圧Ｖｐを付加せず、ＶａにＶｐを加味するよう制御回路１２の演算に加えることも可能である。
【００１７】
なお、図３に示したような疑似的なビデオ信号によって制御されるオートアイリスレンズ１を想定しているが、一般的に監視カメラ等で使用されているＤＣサーボアイリスレンズを制御する場合には、制御回路１２による切り換え制御を平均値電圧Ｖａのみを、レンズ制御電圧切換回路１４から出力させるように制御回路１２が切換タイミング信号Ｓ２を構成すればよい。
【００１８】
この実施の形態では、オートアイリスレンズの制御電圧を明るさ検出回路９から取り出した明るさデータを基に、制御回路１２の演算によって作り出すことができるため、少なくもとフィールド毎にシャッタースビートを変更することにより、撮像した映像の明るさをフィールド毎に変化させてワイドダイナミックレンジを得る機能を有するカメラであっても、オートアイリスレンズを使用することができるようになる。
【００１９】
また、撮像した映像のエリア毎の明るさを基にした露光制御も制御回路１２の働きを任意に設定することにより容易に行うことができるようになる。また、逆光補正等で映像のエリア毎の明るさに基づく露光制御を行う場合にレンズの制御信号にエリア毎のゲートをかけるためのウィンドウ回路等が必要なくなり回路をシンプルに構成することができる。さらに、ＶＩＤＥＯレンズの場合は図示しない最終出力でＤＣをカットするためのコンデンサが必要な点を除けば、ＤＣレンズもＶＩＤＥＯレンズも共通な回路で実現可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置によれば、撮像するフィールド毎にシャッタースピードを変えて、撮像した映像の明るさをフィールド毎に変化させてワイドダイナミックレンジを得る機能を有するビデオカメラにおいても、確実なアイリスの自動制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置の一実施の形態について説明するためのブロック図。
【図２】図１におけるレンズ制御電圧切換回路の具体的な回路図。
【図３】図１のレンズ制御電圧切換回路の出力信号例について説明するための信号波形図。
【符号の説明】
１…オートアイリスレンズ
２…光学レンズ
３…アイリス
４…撮像素子
５…サンプル・ホールド回路
７…信号処理回路
９…明るさ検出回路
１２…制御回路
１３…電圧変換器
１４…レンズ制御電圧切換回路

Claims

オートアイリスレンズと、
前記オートアイリスレンズを介して被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号をビデオ信号として取り出すための信号処理回路と、
前記信号処理回路が内部処理している映像信号の明るさの平均値および明るさのピーク値を検出する明るさ検出回路と、
前記明るさの平均値および前記明るさのピーク値を電圧に変換する変換器を制御しそれぞれの電圧に変換するように制御を行う制御回路と、
前記変換器が出力した平均値電圧およびピーク値電圧を切り換えた電圧をオートアイリスレンズを制御する信号として出力するレンズ制御電圧切換回路を具備したことを特徴とするビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置。
前記制御回路は、被写体に応じて前記レンズ制御電圧切換回路に入力される明るさの平均電圧と明るさのピーク電圧を、適切な値に調整してなることを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置。
前記明るさの平均電圧を前記レンズ制御電圧切換回路から取り出して前記オートアイリスレンズのアイリス制御信号としてなることを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置。
前記レンズ制御電圧切換回路に入力される切換信号は、オートアイリスレンズに内蔵されるピーク検波回路にてピーク電圧が検波されるようピーク電圧切り換え期間を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置。
前記明るさの平均電圧と基準電圧を、前記レンズ制御電圧切換回路から取り出して前記オートアイリスレンズのアイリス制御信号としてなることを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置。