JPH03259231A - オートアイリス回路 - 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］ この発明はビデオカメラのオートアイリス回路に関し、
特に、被写体に高輝度の部分があっても画面全体を適正
な明るさで撮影するために、映像信号の高輝度部分をク
リップするためのクリップ回路を備えたオートアイリス
回路に関する。

［従来の技術］ 一般にビデオカメラにおいては、鮮明な画像を得るため
には適正な露出が必要である。そのため、ビデオカメラ
においては被写体の照度に応じて絞りを最適な値に自動
調整するオートアイリス回路が用いられている。

第４図はこのような従来のオートアイリス回路を用いた
ビデオカメラのブロック図である。第４図を参照して、
このビデオカメラは、被写体から入射する光を集光して
、所定の結像面上に被写体の像を結像させるための光学
系１０と、光学系１０から結像面への入射光の光量を規
制するための絞り１２と、結像面上に配置され、被写体
の光学像を映像信号に変換するための撮像手段１４と、
撮像手段１４から出力される映像信号を増幅するための
増幅回路１６と、増幅回路１６の出力を処理するための
信号処理回路３６と、増幅回路１６の出力に応答して、
撮像手段１４の出力レベルが適正な値となるように絞り
１２の絞り量を調整するための制御信号を出力するオー
トアイリス回路３８ａとを含む。

オートアイリス回路３８ａは、増幅回路１６から入力さ
れる映像信号の黒レベルを、所定の電圧にクランプする
ためのクランプ回路１８と、クランプ回路１８によって
直流成分が付加された映像信号の、所定レベル以上の高
輝度部分をクリップするためのクリップ回路２０と、ク
リップ回路２０にクリップ電圧を与えるためのバイアス
回路３０と、クリップ回路２０から出力される映像信号
を検波して、たとえば映像信号のピークと平均レベルと
の間の信号レベルを有する検波信号を出力するための検
波回路２２と、検波回路２２から入力される検波信号の
信号レベルを、所定の基準レベルと比較し、その差が小
さくなるように絞り１２を制御するための制御信号を出
力する比較制御回路２４と、比較制御回路２４に基準レ
ベルを与えるための基準レベル設定回路２６とを含む。

第２図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、通常撮影時に増幅回
路１６、クランプ回路１８、クリップ回路２０、検波回
路２２、比較制御回路２４の出力する信号の波形を示す
。第４図、第２図を参照して、従来のビデオカメラは以
下のように動作する。

光学系１０は撮像手段１４の撮像面上に被写体の光学像
を結像させる。撮像手段１４に入射する光量は、絞り１
２によって規制される。

撮像手段１４は、たとえば固体撮像素子などであって、
光学像を光電変換によって映像信号に変換し、増幅回路
１６に与える。増幅回路１６で増幅された映像信号ａは
、クランプ回路１８および信号処理回路３６に与えられ
る。第２図（ａ）を参照して、増幅回路１６から出力さ
れる映像信号の波型４０Ｈのレベルは、クランプ電圧Ｖ
ｏとは一致していない。

信号処理回路３６は、入力される映像信号の色温度補正
、γ補正などを行なって、複合映像信号として出力する
。

クランプ回路１８は、第２図（ｂ）を参照して、映像信
号の黒レベルを所定のクランプ電圧Ｖｏと一致させるよ
うに、影像信号に直流成分を付加する。クランプ回路１
８から出力される映像信号は、第５図（ｂ）の波形４０
ｂで示される。

バイアス回路３０はボリュームであって、クリップ回路
２０に所定のクリップ電圧Ｖ、を与える。

このクリップ電圧ＶＩはこのビデオカメラの出荷段階で
適当な値に調整される。

クリップ回路２０は、人力される映像信号とクリップ電
圧Ｖ、とを比較し、クリップ電圧Ｖ、より大きなレベル
を有する映像信号の部分をクリップする。すなわち、第
２図（ｃ）を参照して、クリップ回路２０はハツチング
の施された高輝度部４０ｄをクリップする。その結果、
クリップ回路２０から出力される映像信号は、波形４０
ｃで示されるものとなる。

検波回路２２は、入力される映像信号のピークと平均電
圧との中間の値を映像信号レベルとして直流に置換え、
検波信号ｄを比較制御回路２４に与える。検波信号ｄは
、第２図（ｄ）において波形４２で示されるように、信
号レベルを表わすほぼ一定な電圧を有する。もちろんこ
の電圧は、映像信号の信号レベル全体の変化によって上
下に変動する。

基準レベル設定回路２６は、比較制御回路２４に絞り１
２の絞り量を適正に設定するための基準レベルを与える
。

比較制御回路２４は、検波回路２２から人力される検波
信号のレベルと、基準レベルとを比較し、その差の絶対
値が０に近づくように絞り１２゛を制御するための制御
信号ｅを出力する。制御信号ｅは、第５図（ｅ）に示さ
れるように、検波回路２２の出力に応じて変化するほぼ
一定の電圧を有する信号である。但し、制御信号の電圧
は、検波信号の電圧と同様に映像信号の信号レベルの変
化とともに変化することは言うまでもない。この従来例
においては、制御信号ｅの電圧が高い場合には絞り１２
が開き、低い場合には絞り１２が閉じるようにされてい
る。

すなわち、撮像手段１４から出力される映像信号のレベ
ルが高い場合には、検波回路２２から出力される検波信
号の信号レベルが基準レベルより高くなり、制御信号ｅ
の信号レベルは低く変化する。そのため絞り１２は閉じ
る方向に動く。撮像手段１４上に入射する光量は減少し
、映像信号のレベルは低下する。

逆に撮像手段１４から出力される映像信号の信号レベル
が低い場合には、比較制御回路２４から出力される制御
信号ｅの電圧は高くなる。絞り１２は開き、撮像手段１
４に入射する光量は増加する。したがって、撮像手段１
４から出力される映像信号の信号レベルは高くなる。そ
のため、画面全体の明るさはオートアイリス回路３８ａ
によって適正に制御されることになる。

被写体の一部に高輝度の部分がある場合には、検波回路
２２から出力される検波信号の信号レベルは上昇し、そ
の結果絞り１２は閉じる方向に制御される。したがって
、被写体の高輝度以外の部分を適正な露出で撮影しよう
とすると、絞り１２の絞り量が大きくなりすぎ、画面全
体が暗くなる可能性がある。クリップ回路２０はそのよ
うな事態を防止するために設けられたものである。すな
わち、クリップ回路２０によって、第２図（Ｃ）に示さ
れるように、映像信号の高輝度部分がクリップされる。

高輝度部分がクリップされるため、検波回路２２からの
検波信号の信号レベルは全体としてやや低下し、絞り１
２が過度に絞られることが防止される。

［発明が解決しようとする課題］ 前述のようにクリップ回路は、被写体の一部が高輝度で
ある場合には、その高輝度成分によって絞りが過度に絞
られて画面全体の輝度が低下してしまうことを防止する
ために設けられている。

しかしながら、クリップ回路２０が存在するために、こ
のビデオカメラには以下のような問題点があった。第６
図を参照して、被写体全体が暗い状態から急に明るくな
った場合を考える。この場合、絞りは開放状態から、明
るくなった被写体の輝度に応じた絞り量まで絞り込まれ
る必要がある。

絞り量が適正な値に変化するまでの間、第５図（ａ）の
波形５０ａで示されるように、撮像手段から出力される
信号のピークは高いものとなる。

第５図（ｂ）を参照して、クランプ後の映像信号レベル
も当然高くなる。第５図（ｃ）を参照して、映像信号の
かなりの部分がクリップ電圧Ｖ１を上回り、クリップ回
路２０によりクリップされる。

したがって、第５図（ｄ）に示されるように、検波信号
ｄの波形５６ａのレベルは、クリップされない信号から
得られたであろう検波信号の波形１６ｂのレベルと比較
してかなり低くなる。第５図（ｅ）に示されるように、
制御信号ｅの波形５８ａのレベルも、クリップされない
信号から得られるであろう制御信号の波形１８ｂのレベ
ルより大きくなる。そのため、前述のように絞り１２が
絞り込まれる際の応答性は悪い。すなわち、絞り１２の
応答性は、クリップ回路２０の存在のために悪くなる。

上述のような場合には、絞り量が適正な値となるまでの
時間が長くかかり、その間は良好な映像信号が得られな
いという問題点があった。

それゆえにこの発明の目的は、被写体に高輝度の部分が
あっても良好な絞り量で撮影することを可能とし、かつ
被写体光量が急増した場合にも短時間で適正な絞り量を
得ることのできるオートアイリス回路を提供することで
ある。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るオートアイリス回路は、映像信号の、可
変のクリップ電圧以上の部分をクリップするためのクリ
ッピング手段と、クリッピング手段によりクリップされ
た映像信号の信号レベルを検出し、所定の基準レベルと
比較することにより絞りを制御するための絞り制御信号
を出力する絞り制御手段と、絞り制御手段に応答して、
クリップ電圧を調節するためのクリップ電圧調節手段と
を含む。

［作用コ 本発明に係るオートアイリス回路においては、クリッピ
ング手段のクリップ電圧は、絞り量を表わす絞り制御信
号に応じて変化される。そのため、クリップ電圧を絞り
量に応じて最適な値に設定することができる。たとえば
絞り量が小さく絞りの応答性を重視すべきときにはクリ
ップ電圧を上げ、絞り量が比較的大きく画像全体の明る
さを重視すべきときにはクリップ電圧を下げるようにす
ることができる。

［実施例］ 第１図は、本発明に係るオートアイリス回路３８を含む
ビデオカメラのブロック図である。第１図を参照して、
このビデオカメラが第４図に示されるビデオカメラと異
なるのは、従来のオートアイリス回路３８ａに代えて、
本発明に係るオートアイリス回路３８を有することのみ
である。また、本発明に係るオートアイリス回路３８が
従来のオートアイリス回路３８ａと異なるのは、バイア
ス回路３０に代えて、比較制御回路２４の出力に接続さ
れ、制御信号ｅの信号レベルに応じて、クリップ回路２
０のクリップ電圧を変化させるためのクリップ電圧調節
回路２８を含むことである。第１図において、第４図と
同一、または相当する部品には同一の参照符号および名
称が与えられている。それらの機能および動作も同一で
ある。したがって、ここではそれらについての詳しい説
明は繰返されない。

第１図を参照して、クリップ電圧調節回路２８は、比較
制御回路２４の出力に接続され、制御信号を直流電圧に
変換するためのフィルタ回路３２と、従来と同様のバイ
アス回路３０と、バイアス回路３０の出力とフィルタ回
路３２の出力とを加算してクリップ回路２０にクリップ
電圧ｖ１として与えるための加算器３４とを含む。

第１図を参照して、本発明に係るオートアイリス回路３
８の動作が説明される。クランプ回路１８、検波回路２
２、比較制御回路２４および基準レベル設定回路２６の
動作は、従来のものと同一である。したがって、それら
についての説明はここでは繰返されない。

比較制御回路２４から出力される制御信号ｅは、絞り１
２に与えられて絞り１２の絞り量を変化させるとともに
フィルタ回路３２に与えられる。フィルタ回路３２は、
制御信号の信号レベルを直流電圧に変換し、加算器３４
に与える。

バイアス回路３０は、従来のものと同様に一定の直流電
圧を加算器３４に与える。加算器３４は、バイアス回路
３０の出力とフィルタ回路３２の出力とを加算し、クリ
ップ回路２０にクリップ電圧として与える。このクリッ
プ電圧は、バイアス回路３０の出力のみならす、フィル
タ３２を介して、制御信号ｅの電圧が加えられたもので
ある。したがって、このクリップ電圧は制御信号ｅの変
化に応答して変化する。すなわち、制御信号ｅの信号レ
ベルが上昇すればクリップ電圧Ｖ、も上昇し、制御信号
ｅの信号レベルが低下すればクリップ電圧Ｖ、も低下す
る。

通常の撮影状態、すなわち被写体が通常の輝度を有し、
かつその一部に高輝度の部分を有する場合のオートアイ
リス回路３８の動作は、第２図（ａ）〜（ｅ）を参照し
て既に従来の技術の項で説明されたものと同様である。

以下、暗状態から被写体の高輝度が急増した場合のオー
トアイリス回路３８の動作が説明される。

この場合、第３図（ａ）に示されるように、撮像手段１
４から出力され増幅回路１６によって増幅された映像信
号ａの波形５０ａは、大きなピークを有する。クランプ
回路１８によって黒レベル電圧がクランプ電圧Ｖｏにク
ランプされた後の映像信号すにおいても、同様である。

この様子は第３図（ｂ）の波形５０ｂに示されている。

本発明に係るオートアイリス回路３８が従来のものと異
なるのは、クリップ回路２０において映像信号の高輝度
部分をクリップするためのクリップ電圧が、第１のクリ
ップ電圧Ｖ、に固定されているわけでなく、絞り１２の
絞り量によって可変とされていることである。上述のよ
うな条件の場合、被写体が暗状態にあったことから、絞
り１２は開放状態にある。すなわち、制御信号ｅの信号
レベルは高い。フィルタ回路３２、加算器３４を経てク
リップ回路２０に与えられるクリップ電圧は、第３図（
Ｃ）に示されるクリップ電圧ｖ２のように、通常のクリ
ップ電圧Ｖ、に比べて大きな値をとる。そのため、映像
信号のうちクリップ電圧Ｖ２を上回る輝度レベルを有す
る部分５０ｄがクリップされるのみである。すなわち、
クリップ回路２０から出力される映像信号Ｃの波形５０
ｃは、第３図（Ｃ）に示されるようにそのピークのごく
一部がクリップされたものとなる。

検波回路２２によって検波された検波信号の電圧は、第
３図（ｄ）の波形５２ａに示されるように、通常のクリ
ップ電圧Ｖ、によって映像信号がクリップされた場合に
得られたであろう検波信号の電圧レベル５２ｂよりも大
きな値をとる。この検波信号はそのまま比較制御回路２
４に与えられる。

その結果、比較制御回路２４から出力される制御信号ｅ
の信号レベルは、第３図（ｅ）の波形５４ａに示される
ように、通常のクリップ電圧Ｖ。

によって映像信号がクリップされた場合の波形５４ｂと
比較して、小さな値をとる。すなわち、絞り１２の絞り
量増大方向への駆動量は、通常の場合と比較して大きな
ものとなる。絞り１２が適正な絞り量に移動するまで時
間は、通常のクリップ電圧Ｖ、によって制御が行なわれ
た場合に比較してはるかに早くなる。その結果、このビ
デオカメラによって撮像される画面は、被写体が暗状態
から光量を急増した場合にもごく短い時間で良好な明る
さのものとなる。

本実施例においては、クリップ電圧調節回路は、バイア
ス回路３０、加算器３４、フィルタ回路３２を含む。し
かしながらこの発明はこれには限定されず、絞り１２の
絞り量に応答してクリップ回路２０のクリップ電圧を適
切に調節できるようなものであればどのようなものでも
よい。

［発明の効果コ 以上のように本発明に係るオートアイリス回路において
は、クリップ電圧は絞り量に応じて最適な値に設定され
る。そのため、絞り量が小さいときにはクリップ電圧を
上げて光量変化に対する絞りの応答性を向上させること
ができる。一方、絞り量が比較的大きいときにはクリッ
プ電圧を下げて、仮に被写体に高輝度な部分があったと
しても画面全体の明るさを適正なレベルに保持すること
ができる。

すなわち、被写体に高輝度な部分があっても良好な絞り
量で撮影することを可能とし、かつ被写体光量が急増し
た場合にも短時間で適正な絞り量を得ることができるビ
デオカメラのオートアイリス回路を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオートアイリス回路を含むビデカ
メラのブロック図であり、 第２図は通常の光量の被写体を撮像する際のオートアイ
リス回路の動作を説明するための波形図であり、 第３図は暗状態から被写体光量が急増した場合の本発明
に係るオートアイリス回路の動作を説明するための波形
図であり、 第４図は従来のオートアイリス回路を含むビデオカメラ
のブロック図であり、 第５図は被写体光量が暗状態から急増した場合の従来の
オートアイリス回路の動作を説明するための波形図であ
る。 図中、１０は光学系、１２は絞り、１４は撮像手段、１
６は増幅回路、１８はクランプ回路、２０はクリップ回
路、２２は検波回路、２４は比較制御回路、２６は基準
レベル設定回路、２８はクリップ電圧調節回路、３０は
バイアス回路、３２はフィルタ回路、３４は加算器、３
６は信号処理回路、３８はオートアイリス回路を示す。 なお、図中同一符号は同一、または相当箇所を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像手段上への入射光量を規制する絞りを備えた
   ビデオカメラにおいて、前記撮像手段から出力される映
   像信号の信号レベルに基づいて前記絞りの絞り量を調整
   するためのオートアイリス回路であって、 前記映像信号の、可変のクリップ電圧以上の部分をクリ
   ップするためのクリッピング手段と、前記クリッピング
   手段によりクリップされた前記映像信号の信号レベルを
   検出し、所定の基準レベルと比較することにより前記絞
   りを制御するための絞り制御信号を出力する絞り制御手
   段と、前記絞り制御手段に応答して、前記クリップ電圧
   を調節するためのクリップ電圧調節手段とを含むオート
   アイリス回路。