JP2017060113A - Ｈｄｒ−ｓｄｒ一体化制作用ビデオカメラ及びアパーチャ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一度の撮影でＳＤＲ映像信号とＨＤＲ映像信号を制作することができる、ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラを提供する。【解決手段】ビデオカメラに従来と同様な光学アパーチャと、映像信号のゲインを制御する電子的なアパーチャとを備え、ＳＤＲの映像信号には２つのアパーチャがかかり、ＨＤＲの映像信号には光学アパーチャのみがかかるように構成する。ビデオカメラからはＨＤＲビデオ信号とＳＤＲビデオ信号の両方が出力される。【選択図】図１

Description

ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラに関し、特に、光学的なアパーチャと電子的なアパーチャを利用して、ＨＤＲ（High Dynamic Range）映像信号とＳＤＲ（Standard Dynamic Range）映像信号を同時に一体的に制作するビデオカメラに関する。また、ビデオカメラのアパーチャ操作装置に関する。なお、ここでビデオカメラとは、放送用ビデオ信号を制作するビデオカメラに限らず、映像からＨＤＲとＳＤＲの映像信号を制作する任意の装置を意味する。

近年、スーパーハイビジョン等の高解像度映像の実用化に伴って、広色域表示系映像や高輝度映像等のリアリティのある映像が求められており、ＩＴＵ−Ｒ（International Telecommunication Union Radiocommunications Sector）の勧告ＢＴ．７０９（非特許文献１）で規定される従来のダイナミックレンジであるＳＤＲ（Standard Dynamic Range）では不可能なハイライト表現が可能なＨＤＲ（High Dynamic Range）の映像システムの導入が検討されている。なお、ここで「ダイナミックレンジ」とは、映像を表現する黒レベルからピークレベルまでのレンジ（ビデオ信号レンジ）であり、これが高いほど、白からハイライトのレンジを圧縮せずに見せることができる。

ＳＤＲの映像は、ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．７０９で規定されているように、ビデオ信号１００％を基準白レベルとして０％から約１０９％のビデオ信号レンジで制作される。すなわち、８ビット（０〜２５５）の映像信号レベルのうち、リファレンスホワイトレベルを２３５としている。したがって、基準白レベルより高いハイライトの表現に使用可能なビデオ信号レベルが限られるため、鏡面反射や逆光など高輝度の被写体の輝度は大きく圧縮して表現することとなり、結果的に白飛びや色相の変化などが生じてしまう。一方、ＨＤＲでは、基準白レベルがビデオ信号レンジの中間辺りに設定することによって、ＳＤＲでは表現できなかったハイライト部（オーバーホワイト部）にもビデオ信号を割り当てることが可能となり、高輝度の被写体を含めた映像表現が可能となる。

ＨＤＲ映像システムの撮像側では、ダイナミックレンジの広いカメラを用い、暗部から明るい部分に亘る広い輝度範囲の映像を取得し、所定の光―電気変換特性（ＯＥＴＦ：Opto-Electrical Transfer Function）に基づく信号処理によって、黒レベルから基準白レベル、そして基準白レベルを超えるハイライト部までが、所定のレンジのビデオ信号に変換される。表示側では、従来よりも高いピーク輝度のディスプレイを用いることによって、ハイライト部を含めた映像を再現する。

撮像時において、ＨＤＲとＳＤＲには大きな違いがある。ＳＤＲの映像制作の場合は、同時に表現できるダイナミックレンジが狭いために、シーンの明るさに応じて、着目する被写体が所定のビデオ信号レンジに収まるようにカメラのアイリス（絞り、光学アパーチャ）や映像信号のゲインを大きく調整する必要がある。このため、例えば、日向の被写体に着目する場合はアイリスを絞るため日陰の部分は表現できず、日陰の被写体に着目する場合はアイリスを開けるため日向の部分は表現できない。これに対して、ＨＤＲの映像制作の場合は、高いダイナミックレンジを活かして、カメラのアイリスやゲインの調整は必要最小限のままで、日陰から日向を表現できる。

Recommendation ITU-R BT.709 "Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange"

現行の放送はＳＤＲであるため、ＨＤＲを導入する場合に、ＨＤＲ映像の番組とＳＤＲ映像の番組を同時に制作することを求められる。ＨＤＲで映像を取得し、ＨＤＲ映像をＳＤＲ映像に自動的に変換することが一つの方法ではあるが、上述のような、シーン中の着目する被写体の明るさに応じたアイリス調整のような処理を、シーンに合わせて自動で行うことは極めて困難であり、カラリストやビデオエンジニア等の人手でＨＤＲからＳＤＲへの変換を行わざるを得ず、ライブ放送では使用できない。また、１台のビデオカメラの内部に、２つの撮像素子を用いてＳＤＲとＨＤＲそれぞれの撮像システムを内蔵させる提案もあるが、このようなビデオカメラは、コストが高くなるとともに、レンズを通って感度が悪くなるので、品質の良い映像を取得することができない。

ライブ放送、あるいは、カメラマン一人での撮影を想定したＨＤＲ映像とＳＤＲ映像の一体化制作において、ＨＤＲとＳＤＲのそれぞれの映像調整（アイリス調整等）を同時に適切に行うことができるビデオカメラはなく、両方の放送品質を保った撮影を行うことは困難であった。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、ＨＤＲ映像からＳＤＲ映像への複雑な変換を必要とせず、一度の撮影でＳＤＲ映像信号とＨＤＲ映像信号を制作することができる、ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラを提供することにある。

また、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、容易な操作により、ＳＤＲのビデオ信号だけでなく、ＨＤＲのビデオ信号も適切なビデオ信号レンジで制作することができる、ビデオカメラのアパーチャ操作装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係るＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラは、ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャと、映像信号のゲインを制御する電子アパーチャとを備え、前記光学アパーチャのみで制御されたＨＤＲの映像信号と、前記光学アパーチャと前記電子アパーチャの両方で制御されたＳＤＲの映像信号を出力することを特徴とする。

また、前記ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラは、ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャと、前記入射光を受光し、映像信号を出力する撮像素子と、前記映像信号に所定の映像調整処理を行う映像調整部と、前記映像調整部の出力に対してＨＤＲ用ニー・ガンマ処理を行う、ＨＤＲ用信号補正部と、前記映像調整部の出力に対してゲイン調整を行う電子アパーチャと、前記電子アパーチャの出力に対してＳＤＲ用ニー・ガンマ補正を行う、ＳＤＲ用信号補正部とを備えることが望ましい。

また、前記ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラは、ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャと、前記入射光を受光し、映像信号を出力する撮像素子と、前記映像信号に所定の映像調整処理を行う映像調整部と、前記映像調整部の出力に対してＨＤＲ用ニー・ガンマ処理を行う、ＨＤＲ用信号補正部と、前記ＨＤＲ用信号補正部の出力に対してゲイン調整を行う電子アパーチャと、前記電子アパーチャの出力に対してＳＤＲ用ニー・ガンマ補正を行う、ＳＤＲ用信号補正部とを備えることが望ましい。

上記課題を解決するために本発明に係るビデオカメラのアパーチャ操作装置は、ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャを調整する光学アパーチャ調整部と、映像信号のゲインを制御する電子アパーチャを調整する電子アパーチャ調整部とを備え、前記光学アパーチャ調整部と前記電子アパーチャ調整部の双方は、撮影中にマニュアルで調整可能であることを特徴とする。

また、前記ビデオカメラのアパーチャ操作装置は、光学アパーチャ調整部が光学アパーチャリングであり、電子アパーチャ調整部が電子アパーチャリングであって、前記電子アパーチャリングと前記光学的アパーチャリングとが光学アパーチャを内蔵する筒状部に配置されていることが望ましい。

また、前記ビデオカメラのアパーチャ操作装置は、前記電子アパーチャリングの回転角度が所定の範囲を超えた場合、前記光学アパーチャリングが前記電子アパーチャリングにロックして同時に動くことが望ましい。

また、前記ビデオカメラのアパーチャ操作装置は、前記電子アパーチャリングを回転させる際に、前記電子アパーチャリングの回転角度に対して、設定した回転角比率で光学アパーチャリングが回転することが望ましい。

また、前記ビデオカメラのアパーチャ操作装置は、前記電子アパーチャリングを回転させる際に、所定の範囲内では、前記電子アパーチャリングの回転角度に対して、設定した回転角比率で光学アパーチャリングが回転し、前記電子アパーチャリングの回転角度が前記所定の範囲を超えた場合、前記光学アパーチャリングが前記電子アパーチャリングにロックして同時に動くことが望ましい。

本発明のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラによれば、一度の撮影でＳＤＲ映像信号とＨＤＲ映像信号を制作することができ、ＨＤＲ映像からＳＤＲ映像への変換を必要とせず、低コスト・高効率なＳＤＲ・ＨＤＲ映像一体型ライブ制作が可能となる。

また、本発明のビデオカメラのアパーチャ操作装置によれば、カメラマンはＳＤＲ映像の番組を制作する感覚でカメラのアパーチャ操作を行って撮影すれば、ＳＤＲのビデオ信号だけでなく、ＨＤＲのビデオ信号も適切なビデオ信号レンジで制作することができる。

第１の実施例のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラのブロック図である。 本発明で用いるニー・ガンマ処理関数の例である。 第２の実施例のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラのブロック図である。 本発明のビデオカメラのアパーチャ操作装置の例である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１として、ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラを説明する。図１は、第１の実施例としてのＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラの信号処理ブロックの例である。

ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラ１００は、光学アパーチャ１０と、撮像素子２０と、アナログ／デジタル変換（ＡＤＣ）部３０と、映像調整部４０と、ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０と、電子アパーチャ（ゲイン制御部）６０と、ＳＤＲ用ニー・ガンマ部７０と、２つのＳＤＩ（Serial Digital Interface）処理部８０とからなる。

映像調整部４０は、その内部に、黒レベル調整部４１、白レベル調整部４２、フレア補正・シェーディング調整部４３、ゲイン調整部４４、及びディテイル調整部４５を備えている。また、ＳＤＩ処理部８０は、ＳＤＩエンコーダ部８１及びＳＤＩドライバ部８２を備えている。

映像信号（ビデオ信号）の制作処理の概要について、各ブロックの機能とともに説明する。

映像（入射光）は、カメラのアイリス、すなわち、光学アパーチャ１０により光量が制御される。この光学アパーチャ１０は、映像の全体的な明るさに応じて、カメラマンによりマニュアルで調整することができる。なお、光学アパーチャ１０を調整する操作装置については後述する。光量が制御された映像（入射光）は、撮像素子２０に入力される。

撮像素子２０は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）で構成され、光学アパーチャ１０を通過した映像を受光する。撮像素子（ＣＣＤ）２０は、フォトダイオード等により映像の光電変換を行い、各画素の輝度に対応した電気信号を映像信号として出力する。なお、撮像素子２０は、ＨＤＲのダイナミックレンジに対応する十分なダイナミックレンジを有している。撮像素子は、ＣＣＤに限らず、ＭＯＳ型撮像素子等、任意の構造のものが利用できる。

アナログ／デジタル変換（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）部３０は、撮像素子２０から出力されたアナログの映像信号をデジタル映像信号に変換する。アナログ／デジタル変換処理に際して、その前段で、映像信号に対する必要なアナログ信号処理や、プレ・ニー（KNEE）処理等の信号処理を行っても良い。変換されたデジタル映像信号は、映像調整部４０に出力される。

映像調整部４０において行われる信号処理は、いずれも通常の撮影システムにおいて行われている信号調整処理である。

黒レベル調整部４１は、デジタル映像信号の黒レベルを、ビデオ信号の黒の基準レベルとなるよう調整する。また、白レベル調整部４２は、デジタル映像信号の白レベルを、ビデオ信号の白の基準レベルとなるよう調整する。

フレア補正・シェーディング調整部４３は、入力された映像信号について、映像の中央部よりも周辺部の映像が暗くなるのを補正し、また、映像の陰影を調整して、元の映像のコントラストに近づくように調整を行う。

ゲイン調整部４４は、映像の明暗に応じて映像信号のゲインを調整する。また、ＲＧＢ信号のそれぞれゲイン調整を行い、ホワイトバランスの調整を行う。

ディテイル調整部４５は、画像のエッジ部の濃度変化のエンハンス処理等を行い、エッジを際立たせる等の処理を行う。

映像調整部４０の信号処理は、これら各調整部４１〜４５に限定されるものではなく、必要な映像調整に応じて、任意の調整部を追加又は省略することができる。また、各調整部の処理順序も図示の順に限られず、必要な処理を優先して任意の順番で行うことができる。これらの各調整処理を行った映像調整部４０の出力は、ＨＤＲ映像信号とＳＤＲ映像信号を作成するために２つに分岐され、一方は、ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０へ入力され、もう一方は、電子アパーチャ（ゲイン制御部）６０に入力される。

ＨＤＲ用ニー・ガンマ部（ＨＤＲ用信号補正部）５０は、映像調整部４０からの出力信号に対して、ＨＤＲ用ニー・ガンマ処理を行う。ここで、ニー（KNEE）とは、映像の高輝度部分の信号を、ビデオ信号のダイナミックレンジに収まるように圧縮する処理であり、また、ガンマ補正とは、ディスプレイの入力信号に対する映像出力の非線形関係を補償するように（映像強度がビデオ信号に対して線形関係となるように）、ビデオ信号を補正する処理である。なお、ＨＤＲの場合はダイナミックレンジが広いため、ニー（KNEE）はかけないのが基本だが、強い逆光の映像等、極めて輝度の高い映像に対して演出意図やカメラ性能により圧縮が行われる。ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０で処理された信号は、ＳＤＩ処理部８０に入力される。

ＳＤＩ処理部８０は、非圧縮のデジタル映像信号とデジタル音声信号を、１本の同軸ケーブルで送ることができるように、高速シリアル・インターフェース規格のデータに変換し、ＨＤＲビデオ信号（ＨＤＲ映像信号）を出力する。まず、ＳＤＩエンコーダ８１は、ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０からの映像信号を、所定のＳＤＩ信号データに変換し、また、ＳＤＩドライバ８２は、ＳＤＩ信号をケーブルで伝送可能な所定の形式に変換・出力調整する。なお、ＳＤＩ処理部８０は出力処理部の一例であり、出力データ形式に応じて、他の出力処理部を用いることができる。

このように、ＨＤＲ信号処理用のラインにおける出力処理部からは、ＨＤＲビデオ信号（ＨＤＲ映像信号）が出力される。

一方、電子アパーチャ（ゲイン調整部）６０は、ＳＤＲ映像信号を制作するために用いられる。映像調整部４０からの出力信号に対して、着目する被写体がＳＤＲのビデオ信号レンジで適切に表現されるように、映像信号のゲイン制御を行う。この電子アパーチャ６０は、光学的に映像（光量）を調整するものではなく、映像信号に対して正又は負のゲイン調整を行うものであるが、結果として、光学アパーチャ（アイリス）で露出を調整したと同様の作用を、ＳＤＲ用の映像信号に対して与えることから、電子アパーチャと呼ぶ。この電子アパーチャ６０によるゲイン制御は、光学アパーチャと同様に、映像の全体的な明るさに応じて、カメラマンによりマニュアルで調整することができる。なお、電子アパーチャ６０を調整する操作装置については後述する。

ＳＤＲ用ニー・ガンマ部（ＳＤＲ用信号補正部）７０は、電子アパーチャ／ゲイン調整後の信号に対して、ＳＤＲ用ニー・ガンマ処理を行う。なお、ＳＤＲ用ニー・ガンマ処理は、従来のＳＤＲ映像で確立しているニー・ガンマ処理を行えば良い。ＳＤＲ用の映像は、光学アパーチャ１０と電子アパーチャ６０を用いて、カメラマンにより着目する被写体に最適の明るさ（信号レベル）に調整済みであるので、ＳＤＲ用ニー・ガンマ処理により、所定のレンジのビデオ信号に適切に変換される。ＳＤＲ用ニー・ガンマ部７０で処理された信号は、ＳＤＩ処理部８０に入力される。

その後のＳＤＩ処理部８０での処理は、ＨＤＲ信号処理と同様であり、ＳＤＩエンコーダ８１とＳＤＩドライバ８２とにより、非圧縮のデジタル映像信号とデジタル音声信号を、高速シリアル・インターフェース規格のデータに変換して出力する。なお、ＳＤＩ処理部８０に代えて、出力データ形式に応じて、他の出力処理部を用いることができる。

このように、ＳＤＲ信号処理用のラインにおける出力処理部からは、ＳＤＲビデオ信号（ＳＤＲ映像信号）が出力される。

以上のように、本発明のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラによれば、一度の撮影でＨＤＲ映像信号（ＨＤＲビデオ信号）とＳＤＲ映像信号（ＳＤＲビデオ信号）を同時に制作することができる。

図２に、ＨＤＲ用ニー・ガンマ処理を行うための処理関数５１と、ＳＤＲ用ニー・ガンマ処理を行うための処理関数７１の例を示す。図において、横軸の「Ｙ」は正規化した輝度、縦軸の「Ｖ」は正規化したビデオ信号レベルを意味している。ＳＤＲ用ニー・ガンマ処理関数７１は、従来から確立しているＳＤＲ用の関数を用いることができる。ＨＤＲ用ニー・ガンマ処理関数５１としては、例えば、次式（１）に示す非線形の変換特性関数（ＯＥＴＦ）を用いることができる。

・Eはリファレンスホワイトで正規化され、光強度に対してリニア
・r = 0.5, a= 0.17883277, b= 0.28466892, c= 0.55991073

図２に示すとおり、ＨＤＲ用ニー・ガンマ処理関数５１では、基準白レベル（sqrt（Ｙ）＝１）がビデオ信号レンジの５０％となっているが、ＳＤＲ用ニー・ガンマ処理関数７１では、基準白レベル（sqrt（Ｙ）＝１）がビデオ信号レンジの１００％近くになっており、高輝度領域が圧縮される。

図３に、本発明の第２の実施例のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラの信号処理ブロックの例を示す。第１の実施例の信号処理ブロックとは、映像調整部４０以降の処理が異なっている。

第２の実施例のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラ１１０は、光学アパーチャ１０と、撮像素子２０と、アナログ／デジタル変換（ＡＤＣ）部３０と、映像調整部４０と、ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０と、電子アパーチャ（ゲイン制御部）６０と、ＳＤＲ用ニー・ガンマ部７０と、２つのＳＤＩ処理部８０とからなる。各構成ブロックは第１の実施例（図１）と同じものであり、第１の実施例と同じ内容は、説明を省略又は簡略化する。

映像信号（ビデオ信号）の制作処理の概要について、各ブロックの機能とともに説明する。

映像（入射光）は、光学アパーチャ１０により光量が調整され、撮像素子２０に入力される。この光学アパーチャ１０は、映像の全体的な明るさに応じて、カメラマンによりマニュアルで調整することができる。

撮像素子２０は、光量が調整された映像の光電変換を行い、アナログの映像信号を出力し、アナログ／デジタル変換（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）部３０は、撮像素子２０から出力されたアナログの映像信号をデジタル映像信号に変換し、映像調整部４０に出力する。

映像調整部４０は、黒レベル調整部４１、白レベル調整部４２、フレア補正・シェーディング調整部４３、ゲイン調整部４４、及びディテイル調整部４５等により、所定の信号調整処理を行い、処理されたデジタル映像信号は、ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０へ入力される。

ＨＤＲ用ニー・ガンマ部（ＨＤＲ用信号補正部）５０では、例えば、図２に示されるＨＤＲ用ニー・ガンマ処理関数５１に基づく処理が行われ、映像信号がＨＤＲのダイナミックレンジに収まるように、信号レベルの変換処理が行われる。ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０で処理された信号は、ＨＤＲ映像信号とＳＤＲ映像信号を作成するために２つに分岐され、一方は、ＨＤＲ用のＳＤＩ処理部８０に入力され、もう一方は、電子アパーチャ（ゲイン制御部）６０に入力される。

ＨＤＲ用のＳＤＩ処理部８０は、入力された映像信号について、高速シリアル・インターフェース規格のデータに変換して出力する。この結果、ＨＤＲ信号処理用のラインにおける出力処理部からは、ＨＤＲビデオ信号が出力される。

一方、電子アパーチャ（ゲイン調整部）６０は、ＳＤＲ映像信号を制作するために用いられる。ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０からの出力信号に対して、着目する被写体がＳＤＲのビデオ信号レンジで適切に表現されるように、映像信号のゲイン制御を行う。この電子アパーチャ６０によるゲイン制御は、光学アパーチャと同様に、映像の全体的な明るさに応じて、カメラマンによりマニュアルで調整することができる。

ＳＤＲ用ニー・ガンマ部（ＳＤＲ用信号補正部）７０は、電子アパーチャ／ゲイン調整後の信号に対して、ＳＤＲ用ニー・ガンマ処理を行う。例えば、図２に示されるＳＤＲ用ニー・ガンマ処理関数７１に基づく処理が行われ、映像信号がＳＤＲのダイナミックレンジに収まるように、信号レベルの変換処理が行われる。なお、ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０で行われた処理は、ＳＤＲの映像信号に対して、プレ・ニー処理（本来のニー・ガンマ処理に先んじて早い段階で行われるニー処理）として機能する。

ＳＤＲ用ニー・ガンマ部７０で処理された信号は、ＳＤＩ処理部８０に入力され、高速シリアル・インターフェース規格のデータに変換される。そして、ＳＤＲ信号処理用のラインにおける出力処理部からは、ＳＤＲビデオ信号が出力される。

第２の実施例のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラによれば、一度の撮影でＳＤＲ映像信号（ビデオ信号）とＨＤＲ映像信号（ビデオ信号）を同時に制作することができるとともに、ＳＤＲ映像信号に対しては、ＨＤＲ用ニー・ガンマ部５０でのプレ・ニー処理と、ＳＤＲ用ニー・ガンマ部７０での信号処理を重ねて行うことができ、より適切な映像調整処理ができる。

（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２として、実施の形態１で説明したＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラのアパーチャ操作装置について説明する。

図４は、アパーチャ操作装置２００の例を示す図であり、説明のため、アパーチャの調整部について強調して描かれている。

アパーチャ操作装置２００は、筒状の主体胴（筒状部）１１を有し、その一端にビデオカメラ本体に接続する取付け部１２を備えている。この筒状の主体胴１１は、通常のカメラの絞り機構と同様に、内部に光学アパーチャを備えることができる。

アパーチャ操作装置２００には、回動動作が可能なリング状の光学アパーチャ調整部１３と、同じく回動動作が可能なリング状の電子アパーチャ調整部１４とが設けられており、両者の間には、各アパーチャの回転角度を把握するための、固定された指標１５が設けられている。なお、光学アパーチャ調整部１３及び電子アパーチャ調整部１４は、リング状に限るものではなく、マニュアル操作が可能な任意の構造（例えば、スライドスイッチや電子的スイッチ）とすることができるが、リング状の光学アパーチャリング及び電子アパーチャリングとすると、従来のアパーチャリングと同様の操作性が維持できる。双方の調整部１３，１４は、撮影中にマニュアルで調整可能である。

アパーチャ操作装置２００には、他に、フォーカスリングやズームリング等、カメラのレンズ位置等を調整する各種の制御部（図示せず）が設けられていても良い。

光学アパーチャ調整部１３は、一般のカメラの光学アパーチャ（アイリス）の調整部と同様な構造を有している。例えば、リング状の調整部１３には、Ｆ値（2.8，４，5.6，8，11，16等）が記載されており、所望のＦ値を指標１５に合わせて光学アパーチャ１０の開きを調整する。光学アパーチャリング１３の回転角度を制御して、光学アパーチャを調整する。

電子アパーチャ調整部１４は、図１及び図３の電子アパーチャ（ゲイン制御部）６０を調整する機構であって、本発明の特徴的な構造であり、従来のカメラには無いが、光学アパーチャ調整部１３と同様にマニュアル操作できる。例えば、リング状の調整部１４には、露出値（Exposure Value）の制御範囲（例えば、-1EV〜+2EV）が記載されており、所望の露出値を指標１５に合わせて電子アパーチャを調整する。制御部１４で選択したパラメータ値（露出値）は、例えば、取付け部１２を介してビデオカメラ本体に伝達され、カメラ内部のデジタル信号処理部（電子アパーチャ／ゲイン制御部６０）でゲイン調整値として設定される。ここで、露出値は一般に露光時間（シャッター速度)と絞り（Ｆ）値により定まる。露光時間が一定の場合、電子アパーチャの１EVが光学アパーチャの１段（１stop）に対応している。

なお、電子的な増幅（ゲイン）により映像信号を調整する場合、ノイズを生じる可能性があるため、電子アパーチャの制御範囲、すなわち、電子アパーチャ調整部１４の調整範囲を所定の範囲に制限することが望ましい。電子アパーチャ調整部１４による調整量がこの所定の範囲を超える場合は、光学アパーチャ調整部１３により調整を行うようにすると良い。

このように、本発明のビデオカメラのアパーチャ操作装置は、従来の光学アパーチャの他に電子アパーチャを調整するためのリングが備えられている。電子アパーチャリングは光学アパーチャリングに隣接して設けられており、どちらの操作も、従来のアパーチャ調整と同様に行うことができる。

図１及び図３の信号処理ブロックの構成から明らかなように、ＳＤＲ映像は、光学アパーチャ調整部１３を用いても電子アパーチャ調整部１４用いても、映像信号の大きさを調整することができ、ＨＤＲ映像は、光学アパーチャ調整部１３のみにより映像信号の大きさを調整することができる。ＨＤＲ映像はダイナミックレンジが広いため、光学アパーチャ調整部１３で入射光量を調整した後は、シーンや被写体ごとにアパーチャの調整は不要である。したがって、例えば、最初に光学アパーチャ調整部１３の調整により、ＨＤＲ映像がＨＤＲのビデオ信号レベルの範囲に適切に収まるように光学アパーチャを調整した後は、ＳＤＲ映像の調整は、主に電子アパーチャ調整部１４を利用して行うことができる。これにより、従来とほぼ同様な操作感覚でＨＤＲ映像とＳＤＲ映像の両方の制作がワンマンで可能となる。

さらに、光学アパーチャと電子アパーチャとを関連させて操作することができるように、次のような連動機構をアパーチャ操作装置２００に組み込むことができる。

（連動機構１）
電子アパーチャ調整部（電子アパーチャリング）１４は、露出値の可変範囲（例えば-1EV〜+2EV）があらかじめ決められている。この範囲を超えて電子アパーチャリング１４が回転しようとした場合、光学アパーチャリング１３が電子アパーチャリング１４にロックして両リングが同時に動くようにし、電子アパーチャリング１４の動きが光学アパーチャリング１３の動きに振り替わるようにした。すなわち、所定の可変範囲を超えて電子アパーチャリング１４を回動させても、電子アパーチャは上限値（例えば、+2EV）に設定されたままで、その後の回動運動は光学アパーチャを制御するための回転角度となる。

これにより、所定の露出範囲では電子アパーチャで制御を行い、所定範囲を超えた範囲では、光学アパーチャで露出調整をすることができる。なお、光学アパーチャを調整する時はロックが外れ、光学アパーチャリング１３のみを調整できるようにする

（連動機構２）
電子アパーチャ調整部（電子アパーチャリング）１４を回転させる際に、電子アパーチャリング１４の回転角度に対して、予め設定した回転角比率（例えば０．２）で光学アパーチャリング１３が回転するようにした。

これにより、電子アパーチャの調整量に連動して、光学アパーチャを微調整することができる。なお、この回転角比率は、０．１や０．３等、何種類か選択可能にすることが望ましい。

（連動機構３）
連動機構１と連動機構２の組合せであり、電子アパーチャリング１４を回転させる際に、電子アパーチャリング１４の回転角度に対して、予め設定した回転角比率（例えば０．２）で光学アパーチャリング１３が回転するようにし、さらに、電子アパーチャリング１４の制御量が露出値の可変範囲を超えた場合、光学アパーチャリング１３が電子アパーチャリング１４にロックして両リングが同時に動くようにし、電子アパーチャリング１４の動きが光学アパーチャリング１３の動きに振り替わるようにした。

これにより、所定の範囲内では、電子アパーチャの調整量に連動して、光学アパーチャを微調整することができ、所定の範囲を超えた場合は、電子アパーチャを最大（又は最小）値に固定し、その後は、光学アパーチャで制御することができる。

このような連動機構により、例えば、電子アパーチャによりゲインを大きくすると、映像信号のＳ／Ｎ比が悪くなるところ、光学アパーチャも開いて映像信号レベルを大きくすることにより、Ｓ／Ｎ比の悪化を抑えることができる。また、極めて輝度の高い映像に対して、電子アパーチャによりゲインを小さくする場合、このような場合はＨＤＲにおいても信号レンジを超える虞があるため、ある程度光学アパーチャも絞ることができる。

このように実施の形態２にかかるアパーチャ操作装置によれば、カメラマンは電子アパーチャと光学アパーチャを容易に調整することが可能であり、ＳＤＲだけでなく、ＨＤＲも適切なレンジで制作することができる。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

１０ 光学アパーチャ
１１ 筒状部
１２ 取付け部
１３ 光学アパーチャ調整部
１４ 電子アパーチャ調整部
２０ 撮像素子
３０ アナログ／デジタル変換（ＡＤＣ）部
４０ 映像調整部
４１ 黒レベル調整部
４２ 白レベル調整部
４３ フレア補正・シェーディング調整部
４４ ゲイン調整部
４５ ディテイル調整部
５０ ＨＤＲ用ニー・ガンマ部
６０ 電子アパーチャ（ゲイン制御部）
７０ ＳＤＲ用ニー・ガンマ部
８０ ＳＤＩ処理部
８１ ＳＤＩエンコーダ部
８２ ＳＤＩドライバ部
１００，１１０ ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラ
２００ アパーチャ操作装置

Claims (8)

1. ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャと、映像信号のゲインを制御する電子アパーチャとを備え、前記光学アパーチャのみで制御されたＨＤＲ（High Dynamic Range）の映像信号と、前記光学アパーチャと前記電子アパーチャの両方で制御されたＳＤＲ（Standard Dynamic Range）の映像信号を出力する、ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラ。
2. 請求項１に記載のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラにおいて、
   ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャと、
   前記入射光を受光し、映像信号を出力する撮像素子と、
   前記映像信号に所定の映像調整処理を行う映像調整部と、
   前記映像調整部の出力に対してＨＤＲ用ニー・ガンマ処理を行う、ＨＤＲ用信号補正部と、
   前記映像調整部の出力に対してゲイン調整を行う電子アパーチャと、
   前記電子アパーチャの出力に対してＳＤＲ用ニー・ガンマ補正を行う、ＳＤＲ用信号補正部と
   を備えたことを特徴とする、ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラ。
3. 請求項１に記載のＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラにおいて、
   ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャと、
   前記入射光を受光し、映像信号を出力する撮像素子と、
   前記映像信号に所定の映像調整処理を行う映像調整部と、
   前記映像調整部の出力に対してＨＤＲ用ニー・ガンマ処理を行う、ＨＤＲ用信号補正部と、
   前記ＨＤＲ用信号補正部の出力に対してゲイン調整を行う電子アパーチャと、
   前記電子アパーチャの出力に対してＳＤＲ用ニー・ガンマ補正を行う、ＳＤＲ用信号補正部と
   を備えたことを特徴とする、ＨＤＲ−ＳＤＲ一体化制作用ビデオカメラ。
4. ビデオカメラへの入射光を制御する光学アパーチャを調整する光学アパーチャ調整部と、
   映像信号のゲインを制御する電子アパーチャを調整する電子アパーチャ調整部とを備え、
   前記光学アパーチャ調整部と前記電子アパーチャ調整部の双方は、撮影中にマニュアルで調整可能であることを特徴とするビデオカメラのアパーチャ操作装置。
5. 請求項４に記載のビデオカメラのアパーチャ操作装置であって、
   光学アパーチャ調整部が光学アパーチャリングであり、電子アパーチャ調整部が電子アパーチャリングであって、前記電子アパーチャリングと前記光学的アパーチャリングとが光学アパーチャを内蔵する筒状部に配置されていることを特徴とするビデオカメラのアパーチャ操作装置。
6. 請求項５に記載のビデオカメラのアパーチャ操作装置であって、
   前記電子アパーチャリングの回転角度が所定の範囲を超えた場合、前記光学アパーチャリングが前記電子アパーチャリングにロックして同時に動くことを特徴とするビデオカメラのアパーチャ操作装置。
7. 請求項５に記載のビデオカメラのアパーチャ操作装置であって、
   前記電子アパーチャリングを回転させる際に、前記電子アパーチャリングの回転角度に対して、設定した回転角比率で光学アパーチャリングが回転することを特徴とするビデオカメラのアパーチャ操作装置。
8. 請求項５に記載のビデオカメラのアパーチャ操作装置であって、
   前記電子アパーチャリングを回転させる際に、所定の範囲内では、前記電子アパーチャリングの回転角度に対して、設定した回転角比率で光学アパーチャリングが回転し、前記電子アパーチャリングの回転角度が前記所定の範囲を超えた場合、前記光学アパーチャリングが前記電子アパーチャリングにロックして同時に動くことを特徴とするビデオカメラのアパーチャ操作装置。

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