JPH032846A - オートアイリス装置 - 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］ この発明は、オートアイリス装置に関し、特に、オート
アイリス機能を有するビデオカメラなどの撮像装置にお
いて、撮像素子から得られる映像信号に基づいてレンズ
の絞りを自動的に調整するオートアイリス装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 現在普及しているカラービデオカメラあるいはビデオム
ービーなどの撮像装置は、オートアイリス機能付のもの
がほとんどである。すなわち、このようなオートアイリ
ス機能により被写体の明るさに応じてレンズの絞りを自
動的に設定することができ、したがって撮像素子は、被
写体の明るさに応じた最適な光量で被写体を撮像するこ
とが可能である。

より詳細に説明すると、従来のオートアイリス装置は、
撮像素子から得られる映像信号の尖頭値あるいは平均値
を検出し、レンズ絞りを開閉するための駆動回路にその
検出信号を帰還することにより、被写体の明るさに応じ
て開閉されたレンズ絞りから最適な光量を撮像素子上に
得るように構成されている。従来のオートアイリス装置
について図面を参照して説明する。

第６図は、従来のオートアイリス装置の概略構成を示す
ブロック図である。

図において、従来のオートアイリス装置は、固体撮像素
子などで構成される撮像面に被写体を結像し、結像の明
るさに応じて光電変換し映像信号を出力する撮像部１、
撮像部１から入力する映像信号を次段以降の処理が容易
となるように一定レベルまで信号増幅する増幅回路２、
増幅回路２から入力する映像信号の直流成分の再生を行
なうクランプ回路３、クランプ回路３から入力する映像
信号を次段の検波処理を容易にするように信号の増幅お
よび圧縮を行ない重みづけ処理する重みづけ回路４、重
みづけ囲路４から入力する映像信号を平均値あるいはピ
ーク値で検波し検波信号を出力する検波回路５、絞り制
御のための基準レベルを信号出力する基準レベル設定回
路７、設定回路７からの基準信号および検波回路５から
の映像信号の信号レベルを人力し、比較してその結果に
基づき絞り制御回路に絞り制御の信号を出力する比較制
御回路６を含む。比較制御回路６は、映像信号レベルと
基準設定回路７からの絞り制御のための基準レベルとを
比較し、映像信号レベルが基準レベルよりも明るすぎる
レベルであれば絞りを閉じるような制御信号を出力し、
反対に暗すぎるレベルであれば絞りを開くような制御信
号を出力するように動作している。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように構成される従来のオートアイリス装置では
、重みづけ回路４に入力する映像信号の波形および出力
する映像信号の波形は、第７図および第８図に示すよう
な形となる。

第７図は、第６図に示す重みづけ回路４に入力する映像
信号の波形を示す概略図である。

第８図は、第７図に示す映像信号が第６図に示す重みづ
け回路４により重みづけ処理された映像信号の波形を示
す概略図である。

第７図に示す映像信号が重みづけ回路４に入力し、増幅
および圧縮などの処理が施されると、第８図に示される
波形の映像信号になるわけである。

従来のオートアイリス装置では、映像信号の尖頭値ある
いは平均値を検出し、その値に準じて絞りの開閉調整を
行なっている。そのため、希望する被写体をたとえば第
７図に示すような映像信号の周辺部で写した場合、ある
いは希望する被写体を小さく写した場合において、この
被写体と背景とが相反する明るさを有する場合などに、
従来のオートアイリス装置の絞り開閉は希望する被写体
以外の映像信号の明るさの影響を強く受けることになる
。この結果、希望する被写体に対しては最適な光量にな
らず、飽和あるいは光量不足になり、満足する画質が得
られないという問題点があった。

また、撮像部１で用いられている撮像索子は、素子上に
結像される光学像の明るさに応じて電気信号に変換する
わけであるが、その出力は非常に小さく、また暗い被写
体であると撮像素子からの電気信号はさらに小さくなる
という特性を有している。したがって、高輝度部を含む
被写体の場合は、高輝度部における撮像素子からの出力
レベルのダイナミックレンジを確保するのは困難となる
ため、後段の検波回路５で入力する映像信号をピーク検
波することによりダイナミックレンジの確保を図ってい
る。しかし、ピーク検波することにより絞りが過度の絞
りとなり、通常被写体ではＳＮの劣化を招くおそれがあ
り、一方、暗い被写体では低輝度部が必要以上に沈み込
んだ映像となるなどの問題点があった。

それゆえに本発明の目的は、映像信号全体の高輝度部分
および低輝度部分を検出し、その検出信号のレベルに基
づいて、映像信号全体について適正な絞り制御すること
ができるオートアイリス装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るオートアイリス装置は、被写体を撮像して
映像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段からの映
像信号全体を検波する検波手段と、前記撮像手段からの
映像信号のうち高輝度部の検波信号を取出す高輝度部検
波信号取出手段と、前記撮像手段からの映像信号のうち
低輝度部の検波信号を取出す低輝度部検波信号取出手段
と、前記検波手段からの検波信号と、前記高輝度部検波
信号取出手段により取出された高輝度部検波信号とを加
算する手段と、前記加算手段の加算出力信号と、前記低
輝度部検波信号取出手段により取出された低輝度部検波
信号とに応答して絞り制御信号を発生する手段とを備え
て構成される。

〔作用］ 本発明に係るオートアイリス装置は、撮像手段で得られ
る映像信号全体を検波手段により検波し、この検波信号
と高輝度部の検波信号取出手段により取出される映像信
号高輝度部検波信号とを加算手段により加算する。一方
、低輝度部検波信号取出手段により映像信号の低輝度部
検波信号を得て、前記加算信号と低輝度部検波信号との
信号レベルに応じて絞り制御信号発生手段は絞り制御信
号を出力し、絞りの開閉制御をしている。したがって、
映像信号全体に対して平均的に絞りの開閉調整の最適化
が図れる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例のオートアイリス装置の概
略構成を示すブロック図である。

図において、オートアイリス装置は、第６図に示す従来
の装置と同様に撮像部１、増幅回路２、クランプ回路３
、重みづけ回路４、検波回路５、比較制御回路６および
基準レベル設定回路７を設けており、撮像部ユないし基
準レベル設定回路７の処理動作は従来と同様であるため
その詳細な説明は省略する。但し、検波回路５は信号の
平均値レベルで検波するように動作している。

本発明のオートアイリス装置において、第６図に示す従
来のオートアイリス装置に比較して改善している点は、
映像信号全体について高輝度部処理系と低輝度部処理系
とに処理を別けて、各処理系の出力信号レベルを比較制
御回路６で比較し、その結果を制御信号として絞り制御
回路へ出力している点にある。第１図において、映像信
号の高輝度部処理系は、増幅回路９、スライス回路１０
、クランプ回路１１、重みづけ回路１２、検波回路１３
および加算器１９を含む。一方、映像信号の低輝度部処
理系は、反転増幅回路１４、スライス回路１５、クラン
プ回路１６、垂みづけ回路１７、検波回路１８および加
算器２０を含む。検波回路８は、クランプ回路３から映
像信号を入力し、その信号の平均レベルを検波し、検波
レベルをスライス回路１０および１５に各回路のスライ
ス処理の基準信号として与えている。

第２図は、第１図に示す重みづけ回路１２に入力する高
輝度部信号の波形を示す概略図である。

第３図は、第２図に示す波形が第１図に示す重みづけ回
路１２により重みづけ処理された波形を示す概略図であ
る。

第４図は、第１図に示す重みづけ回路１７に入力する低
輝度部信号の波形を示す概略図である。

第５図は、第４図に示す波形が第１図に示す重みづけ回
路１７により重みづけ処理された波形を示す概略図であ
る。

次に、第１図ないし第５図を参照し、第１図に示す本発
明の一実施例のオートアイリス装置の処理動作について
説明する。

従来と同様にして、撮像部１、増幅回路２およびクラン
プ回路３を経て得られる第７図に示す映像信号は、重み
づけ回路４、検波回路８、増幅回路９および反転増幅回
路１４に入力する。重みづけ回路４に入力した映像信号
は、信号の圧縮などが行なわれ第８図に示す映像信号と
なり、検波回路５に入力し、応じて検波回路５は入力す
る映像信号を歪なく忠実に平均値レベルで検波し加算器
１９に出力している。また、クランプ回路３から検波回
路８に入力する映像信号についても、検波回路５同様に
検波される。検波回路８に入力する映像信号は、第７図
に示す映像信号であり圧縮特性などが施されていないた
めに検波レベルは本来の映像信号のレベルにより忠実で
あり、検波する映像信号の平均値レベルをスライス回路
１０および１５に基準信号として与えている。

高輝度部処理系に入力する映像信号は、まず、クランプ
回路３から増幅回路９に入力する。増幅回路９は、入力
する映像信号を次段以降の処理を容易とするために適正
レベルにまで増幅しスライス回路１０に出力している。

スライス回路１０では、入力する映像信号を検波回路８
から入力する基準信号でスライス処理し映像信号の高輝
度部分の信号を検出し、クランプ回路１１に出力する。

クランプ回路１１では、直流成分を再生し次の重みづけ
回路１２に直流再生された高輝度部信号を出力する。重
みづけ回路１２では入力する高輝度部信号について圧縮
、増幅などの重みづげを行ない検波回路１３に出力する
。検波回路１３では、入力する高輝度部信号を忠実に検
波し加算器１９に出力している。加算器１９では、検波
回路５より入力する映像信号全体の平均的な明るさのレ
ベルと検波回路１３より入力する映像信号の高輝度部分
の平均的な明るさのレベルとを加算処理し、結果を比較
制御回路６に出力している。したがって、高輝度部信号
の平均レベルを、映像信号全体の平均レベルに加えるこ
とにより、撮像素子で確保することが困難な映像信号の
ダイナミックレンジを確保することができる。

なお、上述の高輝度部処理系では、第２図に示す高輝度
部信号を高輝度部処理系の重みづけ回路１２に入力し、
第３図に示すような重みづけされた波形を回路１２より
出力している。

一方、低輝度部処理系に入力する映像信号は、まず、ク
ランプ回路３から反転増幅回路１４に入力する。反転増
幅回路１４では、人力する映像信号を次段以降の低輝度
部の処理を容易とするために信号を反転し適正レベルに
まで増幅しスライス回路１５に出力している。スライス
回路１５では、反転されて入力する映像信号を検波回路
８から入力する基準信号でスライス処理することで映像
信号の低輝度部分を検出し、次のクランプ回路１６に出
力する。クランプ回路１６では、低輝度部信号の直流成
分を再生して重みづけ回路１７に出力する。重みづけ回
路１７では入力する低輝度部信号について圧縮、増幅な
どの重みづけを行ない検波回路１８に出力する。検波回
路１８では、入力する低輝度部信号を忠実に入力信号の
平均値レベルで検波し加算器２０に出力している。加算
器２０では、基準レベル設定回路７より入力する予め定
められた基準レベルと検波回路１８より入力する低輝度
部信号の平均的な暗さのレベルとを加算処理し、加算結
果を比較制御回路６に出力している。低輝度部信号は、
反転増幅回路１４において反転されている。したがって
、加算器２０において基準レベル設定回路７から得る絞
りの基準レベルと加算処理することで、反転されたこと
を相殺している。

なお、上述の低輝度部処理系は、第４図に示す低輝度部
信号を低輝度部処理系の重みづけ回路１７に入力し、第
５図に示すような重づけされた波形を回路１７より出力
している。

以上のように、高輝度部および低輝度部とに別けて処理
されたそれぞれの映像信号は、最終的に比較制御回路６
に入力する。つまり、加算器１９から出力される高輝度
部の信号レベルを加えた映像信号のレベルと、加算器２
０から出力される低輝度部の信号レベルを加えた絞り制
御のための基準レベルとが、比較制御回路６で比較処理
される。

比較制御回路６では、入力する両方の信号レベルを比較
し、比較結果を次段の絞り制御回路に絞り制御の信号と
して出力している。したがって、絞りの制御が映像信号
の高輝度部あるいは低輝度部どちらか一方に偏って作用
することはなく、常に平均化して作用することとなる。

［発明の効果コ 本発明に係るオートアイリス装置においては、撮像して
得られる映像信号全体の検波信号と、高輝度部の検波信
号とを加えた信号と、低輝度部の検波信号とを比較し、
その比較結果に基づいて絞り制御するように動作してい
る。したがって、その映像信号に高輝度部のある被写体
に対しては、絞りを最適に制御して撮像素子のダイナミ
ックレンジを確保することができる。また、低輝度部の
ある被写体に対しても低輝度部分における明るさのコン
トラストを確保するように絞りの最適化を図れるなどの
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のオートアイリス装置の概
略構成を示すブロック図である。第２図は、第１図に示
す重みづけ回路１２に入力する高輝度部信号の波形を示
す概略図である。第３図は、第２図に示す波形が第１図
に示す重みづけ回路１２により重みづけ処理された波形
を示す概略図である。第４図は、第１図に示す重みづけ
回路１７に入力する低輝度部信号の波形を示す概略図で
ある。第５図は、第４図に示す波形が第１図に示す重み
づけ回路１７により重みづけ処理された波形を示す概略
図である。第６図は、従来のオートアイリス装置の概略
構成を示すブロック図である。 第７図は、第６図に示す重みづけ回路４に入力する映像
信号の波形を示す概略図である。第８図は、第７図に示
す映像信号が第６図に示す重みづけ回路４により重みづ
け処理された映像信号の波形を示す概略図である。 図において、１は撮像部、２および９は増幅回路、３．
１１および１６はクランプ回路、４．１２および１７は
重みづけ回路、５．８．１３および１８は検波回路、６
は比較制御回路、７は基準レベル設定回路、１４は反転
増幅回路、１０および１５はスライス回路、１９および
２０は加算器である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 カ１凹 ８２の 躬３■ 高４の 妬５の

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体を撮像して映像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像手段からの映像信号全体を検波する検波手段と
   、 前記撮像手段からの映像信号のうち高輝度部の検波信号
   を取出す高輝度部検波信号取出手段と、前記撮像手段か
   らの映像信号のうち低輝度部の検波信号を取出す低輝度
   部検波信号取出手段と、前記検波手段からの検波信号と
   、前記高輝度部検波信号取出手段により取出された高輝
   度部検波信号とを加算する手段と、 前記加算手段の加算信号出力と、前記低輝度部検波信号
   取出手段により取出された低輝度部検波信号とに応答し
   て絞り制御信号を発生する手段とを備えた、オートアイ
   リス装置。