JPH01221986A - 露光制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はビデオカメラ等における自動露光制御装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来よりビデオカメラ等においては、映像信号レベルが
常に一定となるように光学系の絞り及びＡＧＣを制御す
る自動露光制御装置が用いられている。

第５図〜第７図はこのような従来のビデオカメラにおけ
る自動露光制御装置の構成を示すものである。

第５図は一般的なビデオカメラの露光制御系を中心とし
た概略ブロック図で、同図において１は撮影レンズ、２
は撮影レンズｌを介して入射される入射光の光量を調節
するための絞り、３は撮影レンズｌによってその撮像面
に結像された被写体像を光電変換して映像信号を出力す
る撮像素子としてのＣＣＤ、４はＣＣＤの出力側に配さ
れたバッファアンプ、５はバッファアンプ４を介して入
力された映像出力信号のレベルを常に一定に保つべくゲ
インをコントロールするためのＡＧＣ回路、６はＡＧＣ
回路５によって一定レベルに調節された映像信号にガン
マ補正、ブランキング処理、同期信号の付加等のプロセ
ス処理を行う映像信号処理回路である。

また７ａはバッファアンプ４の出力信号レベルを検出し
て絞り駆動回路８を介して絞り２を制御し入射光量を適
正値にすなわちバッファアンプ４の出力信号レベルが一
定となるように保持するための測光回路、７ｂはＡＧＣ
回路５の出力信号レベルを検出して誤差信号をフィード
バックしＡＧＣ回路の出力信号レベルが常に一定となる
ようにゲインを制御するための測光回路である。これら
の測光回路には一般に平均化回路が用いられているが、
その−例を第６図に示す。また測光回路７ａ、７ｂの内
部の回路構成はいずれも同一の構成であり、測光回路７
ａについて説明する。

同図において、７１ａはバッファアンプ、Ｒ１，Ｃ＋は
それぞれ時定数回路７２ａを構成するための抵抗及びコ
ンデンサである。バッファアンプ４より出力された映像
出力信号４°は時定数回路７２ａの時定数でで平均化さ
れ、バッファアンプ７１ａを介して絞り駆動回路８へと
供給され、絞り２を制御する。また測光回路７ｂについ
ても同様にＡＧＣ回路５より出力された映像出力信号５
°が時定数でで平均化されてＡＧＣ回路５へと供給され
る。

しかしながら上述の測光回路で測光を行った場合ハイコ
ントラストの画像において、たとえば逆光時には被写体
が黒くつぶれ、また順光時には被写体が白く飛び、いず
れの場合もきわめて不自然な画面となる現象を生じる。

この現象を改善するために画面内の一部に測光領域を設
定し、その測光領域内を重点測光して被写体に露出を合
せる所謂枠測光方式が提案されている。この測光回路の
一例を第７図に示す。第６図と異なる点は、測光回路９
内の時定数回路の前に撮像画面の一部に測光領域を設定
すべくゲートをかけるためのアナログスイッチ９１を設
けた点であり、バッファアンプ９２）抵抗Ｒ１，コンデ
ンサＣ１からなる時定数回路９３については、第６図と
同様のものである。

このアナログスイッチ９１によって映像信号４°、５°
の測光領域に対応する部分をゲートし、この通過期間の
映像信号の平均化を時定数回路９３で行う、このアナロ
グスイッチ９１のコントロール信号９４は、撮像画面上
の測光領域内に相当する映像信号の部分でアナログスイ
ッチをＯＮとするようにＨ，Ｖコンポジット信号であり
、同期信号と同期した図示しない測光枠信号発生回路に
よって発生させる。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら第７図に示すような所謂枠測光方式の測光
回路を使用した場合、時定数回路の時定数は一般にテレ
ビジョン信号の数フレーム程度（数十ｍ５ｅｃ）に設定
される。これによりカメラを速くパン、ティルトさせ光
量が急激に変化した場合でも画面の信号しさルはほぼ一
定に保たれ、視覚的に自然さが得られる。ところがカメ
ラを固定し、画枠を固定して撮影する場合においては、
測光枠に対して被写体が動いて横切った場合などに、測
光枠内の信号レベルが変動し、これが急激な映像信号レ
ベルの変動となり、きわめて不自然な映像となる欠点が
ある。

この現象は被写体と背景とのコントラストが大きい場合
に特に顕著に現われ、また同様の不自然さは、ゆっくり
とカメラをパン、ティルトすることにより、測光枠を相
対的にコントラストの大きい被写体が横切った場合にも
生じる。また上述にの時定数を映像信号が視覚的にゆっ
くり変化するように設定した場合、上述の問題点は軽減
されるが、逆に速くパン、ティルトさせた場合に映像信
号レベルの追従性悪くなるという欠点かある。

（問題点を解決するための１段） 本発明は一ヒ述の問題点を解決することを目的としてな
されたものて、撮像画面全体の平均信号レベルを一定に
保つ第１の制御手段と、前記撮像画面の一部に設定され
た所定の測光領域に対応する映像信号レベルに応じてｉ
ｉｉ記平均信号レベルを補ＩＦする第２の制御手段とを
備え、前記第１の制御ｆ−段と前記第２の制御手段の応
答特性を異ならせることにより、背景に対してコントラ
ストの高い被写体が測光領域を横切った場合においても
急激な信号レベル変動を生じることがなく、また速いパ
ン、ティルトに対しても映像信号レベルか追従する自然
な露光制御の設定か可能となる。

また同期信号に同期して撮像画面上に測光領域を設定す
るゲート回路と、前記撮像画面全体の平均信号レベルを
検出し前記平均信号レベルか一定となるように所定の時
定数で制御する第１の測光回路と、前記ゲート回路によ
って前記撮像画面上に設定された測光領域内に対応する
映像信号レベルを検出し前記第１の測光回路の制御に前
記時定数よりも大きい時定数で補正をかける第２の測光
回路とを備えることにより、同様にコントラストの高い
被写体か測光領域を横切った場合に生じる急激な信号レ
ベルの変動や、速いパン、ティルトに対する映像信号レ
ベルの追従の不自然さのない露光制御の設定を可能とす
るものである。

（実施例） 以下本発明の露光制御装置を第１図〜第４図を参照しな
がらその一実施例について詳細に説明する。同図におい
て撮影レンズｌ、絞り２）ＣＣＤ３、バッファアンプ４
、ＡＧＣ回路５、映像信号処理回路６、絞り駆動回路８
については第５図に示す従来例と同一構成であり、同一
の符号を付しその説明を省略する。

同図において、ｌｏａはＣＣＤ３よりバッファアンプ４
を介して出力された映像出力信号４′の信号レベルを検
出して絞り駆動回路８へと供給し、絞り２を制御して映
像出力信号４゜のレベルか一定となるようにｕｎするた
めの測光回路、１０ｂはＡＧＣ回路５より出力された映
像出力信号５°の信号レベルを検出してＡＧＣ回路５へ
とフィードバックさせ、映像出力信号５′のレベルが一
定となるように制御するための測光回路、１１は同期信
号に同期して第４図に示すように撮像画面１００の一部
に所定の大きさの測光領域すなわち測光枠ｌｏｔを設定
し、その測光枠ｌｏｔ内に相当する映像信号のみを取り
出すためのゲート信号１１”を発生するための測光枠信
皓発生回路である。またこの測光枠１０１を設定する撮
像画面上の位置及び大きさは測光枠発生回路１１より発
生するゲート信号１１’によって自由に設定することが
でき、固定でもＯｆ旬でもよい。また１２はＨ，Ｖコン
ポジット信号を入力する複合同期信号入力端子である。

第２図は測光回路１０ａ、ｌＯｂの内部の回路構成を示
すものである。これらの測光回路の内部構成はそれぞれ
同一であり、測光回路１０ａについて説明する。

バッファアンプ４を介して入力されたＣＣＤ３の映像出
力信号４′は抵抗Ｒ２，コンデンサＣ２によって構成さ
れる時定数回路１０１ａを介して時定数τ１で全画面が
平均化され、バッファアンプ１０２ａ、抵抗Ｒ４，バッ
ファアンプ１０７ａを介して取り出され、絞り駆動回路
８へと供給される。また上述の映像出力信号４′は、同
時に測光枠発生回路１１より出力されるゲート信号１１
’によって開閉制御されるアナロクスイッチ１０４を介
して撮像画面１００ヒに設定された測光枠ｌＯ１に対応
する映像信号のみが取り出され、抵抗Ｒ３，コンデンサ
Ｃ１によっ°Ｃ構成された時定数回路１０５ａによって
時定数τ２で平均化される。この測光枠内の映像信号の
モ均値は、アンプ１０６ａによってその入力バイアスと
なる電圧Ｖｒｅｆとの差に応じて所定のレベルに増幅さ
れ、抵抗Ｒ５を介してバッファアンプ１０７ａに供給さ
れ、バッファアンプ１０２ａの出力に対する補正信号と
して作用する。この入力バイアスＶｒｅｆの電圧は、定
常状態の測光回路１０ａ、１０ｂの出力すなわち絞り２
あるいはＡＧＣ回路５の制御目標値と等しく設定すれば
よい。

ここで撮像画面１００全面の平均値より測光枠ｌｏｔ内
平均値が小さい場合、すなわち測光枠内部の被写体か背
景に対して逆光状態においては、アンプｌ　０６ａ入力
電圧レベルがＶｒｅｆ以下−となり、アンプｌ　０６ａ
の出力かバッファアンプ１０２ａの出力より低くなり、
電流はバッファアンプ１０２ａ、抵抗Ｒ４，抵抗Ｒ５゜
アンプ１０６ａへと流れ、バッファアンプ１０７ａを介
して測光回路１０ａより出力される制御電圧は低下する
。これによって絞り駆動回路８あるいはＡＧＣ回路５は
その出力か常に一定となるように制御するから、この電
圧降下を補うたけ、映像信号レベルが大きくなるように
露光補正を行い、最終的には出力電圧１０ａ、１０ｂは
常に一定に保持される。すなわち測光枠内情報により逆
光補正か行われる。また測光枠内平均（ａか全画面平均
値より大きい場合すなわち順光時には上述と逆に、アン
プ１０６ａ入力電圧レベルかＶｒｅｆ以−にとなり、ア
ンプ１０６ａの出力かバッファアンプ１０２ａの出力よ
り高くなり、電流はアンプｌ　０６ａ、抵抗Ｒｓ。

抵抗Ｒ４，バッファアンプ１０２ａへと流れ、バッファ
アンプｌ　０７ａを介して測光回路１０ａより出力され
る制御電圧は上昇する。これによって絞り駆動回路８あ
るいはＡＧＣ回路５はその出力か常に一定となるように
制御するよう動作するから、この電圧上昇を補うたけ、
映像信号レベルか低くなるように露光補正を行い、に保
持される。すなわち測光枠内情報により順行補正か行わ
れる。また測光枠内平均値と全画面平均値か等しい場合
、すなわち全画面の露出の状態か均一である場合には、
順光補正、逆光補正のいずれも動作しないようにしなけ
ればならない。このためにはｒ全画面平均値＝膓光枠内
モ均値＝ＯＰアンプｌ　０６ａの入力バイアス電圧Ｖｒ
ｅｆＪとすることにより、測光回路ｌＯのモ均値と等し
くなり、上述の条件を満たすことか°Ｃきる。また第２
図において、抵抗Ｒ２゜コンデンサＣ２による時定数回
路１０１ａの時定数でｌは、第６図に示す従来の平均測
光の場合と回し時定数τ（汐十寵５ｅｃ）に設定し、抵
抗Ｒ３，コンデンサＣ３による時定数回路１Ｏ５ａの時
定数τ２は、その信号レベル変化か視覚的にゆっくり変
化する程度（数ｓｅｃ　）に設定する。

これによって画面全体の平均レベルは通常の露光制御と
回し応答特性によって行われ、比つ逆光、順光補正は撮
像画面の一部に設定された測光枠内の平均信号レベルに
よって行うことかでき、さらにハイコントラストの被写
体の′１！１１過や、パン、ティルト等による相対的な
ハイコントラスト被写体の通過の際、測光枠内の応答特
性を遅くすることにより、映像信号レベルの変動に応答
して両面に不適当な補正を加えないようにすることかで
きる。

第３図は本発明における測光回路の他の実施例を示すも
のである。尚第１図と同一構成部分は同一符合を付すも
のとする。

同図において、１３は測光回路で、バッファアンプ４ま
たはＡＧＣ回路５より出力された映像信号４′、５°は
抵抗Ｒ２，コンデンサＣ２で構成される時定数回路１０
１ａで全画面平均値を取り出され、バッファアンプ１０
２ａ、１０７ａを介して絞り駆動回路８鷹たはＡＧＣ回
路５へとフィードバックされる。測光枠ｌｏｔ内に対応
する映像信号は、測光枠信吟発生回路１４から出力され
る測光枠信号としてのゲート信号１４１，１４２によっ
て開閉制御されるアナロクスイッチ１３１，１３２によ
りそれぞれ２系統に分配され、抵抗Ｒ３，コンデンサＣ
１によって構成される時定数回路１３３，１３４により
それぞれ平均化されて取り出される。そして各時定数１
ｒ！１路１３３，１３４より出力された信号はそれぞれ
反転アンプ１３５，１３６へ較してその差に応した出力
信号をトランジスタＴｒ、、Ｔｒ２のベースへと供給さ
れ、これを制御するように構成されている。反転アンプ
１３５．１３６は測光枠１０１内の信号レベルに応した
露光補止を行う。

またＲ　ａ　、　Ｒｔは回路を適正な動作状態に設定す
るバイアス抵抗である。

本実施例の回路構成によれば、トランジスタＴｒ＋は映
像信号レベルを小さくする方向すなわち順光補正を行う
方向のみに動作し、トランジスタＴｒ２は映像信号レベ
ルを大きくする方向すなわち逆光補正を行う方向のみに
動作するようになっている。したがってゲート信号１４
１をカットすればトランジスタＴｒ＋かカットオフし、
補正は逆光補正のみに働き、ゲート信号１４２をカット
すれはトランジスタＴｒ２かカットオフし、補正は順行
補正のみに働く。さらにゲート信号１４１，１４２の両
方をカットすればトランジスタＴｒ、、Ｔｒ２の両方が
力・ソトオフし、平均測光方式となる。

尚、Ｌ述の第３図の実施例においても、抵抗Ｒ２＋コン
デンサＣ２による時定数回路１０１ａの時定数は数十■
ＳｅＣ程度に設定し、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ３による
時定数回路１３３，１３４の時定数は数ＳｅＣ程度に設
定すればよい。

（発す１の効果） 以上述べたように、本発明における露光制御装置によれ
は、撮像画面全体の平均信号レベルを一定に制御する時
定数に対し、ＩＭ像画面の一部に設定された測光枠内の
信号レベルによって萌記信号レベルに補正を加える際の
時定数を大きく設定することにより、画面全体の平均レ
ベルの制御及び撮像画面の一部に設定された測光枠内の
モ均信号レベルによって行う逆光、順光補正は通常の露
光制御装置と同様に行うことかてき、且つハイコントラ
ストの被写体のｉｌＴｌｉＭやパン、ティルト等による
相対的なハイコントラスト被写体の４過のあった場合、
測光枠内信号レベルの瞬間的な　　−変動に応答 して画面に不適当な補正を加えないようにすることかて
きるものであり、安定で誤動作か少なく、きわめて信頼
性の高い露光制御装置を実現し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の露光制御装置の一実施例を示すフロッ
ク図、第２図は第１図における測光回路内の構成を示す
回路図、第３図は本発明の測光回路の他の実施例を示す
回路図、第４図は撮像画面を説明するための図、第５図
は従来の露光制御装置の一例を示すブロック図、第６図
は従来の測光回路内の構成を示す回路図、第７図は従来
の測光回路の他の例を示す回路図である。 ｌ・・・・・・撮影レンズ　　２・・・・・・絞り３・
・・・・・撮像索子　　　４・・・・・・バッファアン
プ５・・・・・・ＡＧＣ回路　　６・・・・・・映像信
号処理回路ＩＵａ　、　１０ｂ　、　ｌ：１−−−−−
−Ｊｌｌ光回路１１、１４−−−−−・測光枠信号発生
回路１００−・・・・・撮像画面 １０１・・・・・・測光枠 １０１ａ、１０１ｂ・・・・・・（全画面）時定数回路
１０５ａ、１０５ｂ、ｌ：ｌコ、ｌコ４−−−−−−　
（測光枠）時定数回路二く＝コ〉

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像画面全体の平均信号レベルを一定に保つ第１
   の制御手段と、前記撮像画面の一部に設定された所定の
   測光領域に対応する映像信号レベルに応じて前記平均信
   号レベルを補正する第２の制御手段とを備え、前記第１
   の制御手段と前記第２の制御手段の応答特性を異ならせ
   たことを特徴とする露光制御装置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記第２の
   制御手段は前記第１の制御手段より応答が遅くなるよう
   に構成されていることを特徴とする露光制御装置。
3. （３）同期信号に同期して撮像画面上に測光領域を設定
   するゲート回路と、前記撮像画面全体の平均信号レベル
   を検出し前記平均信号レベルが一定となるように所定の
   時定数で制御する第１の測光回路と、前記ゲート回路に
   よって前記撮像画面上に設定された測光領域内に対応す
   る映像信号レベルを検出し前記第１の測光回路の制御に
   前記時定数よりも大きい時定数で補正をかける第２の測
   光回路とを備えてなることを特徴とする露光制御装置。