JPH03285469A

JPH03285469A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH03285469A
Application number: JP2087218A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Hashimoto; 信雄橋本; Yuichi Kunisaki; 国崎　裕一
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1990-03-31
Publication date: 1991-12-16
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JP2990733B2

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、ビデオカメラの絞り制御装置に関する。

（従来の技術）第５図にＣＣＤを２個用いた２板式のビデオカメラ回路
の従来例を示す０図において、絞り３を制御するアイリ
ス駆動回路２１は、増幅器８の出力信号をＮＡＭ　（非
加算ミクシング）回路１８で、同時点におけるＲ、Ｂ、
（４Ｃｈの信号中の最大値を選択し、選択した信号を検
波回路（Ｄｅ　ｆ）４１で検波平滑し、この平滑された
信号レベルが設定された基準値になるように、絞り３を
制御しているが、この平均検波の方法は、画面全体の明
るさの平均が最適輝度になるように制御する方法であり
、ハイライト部分と黒い部分が均等にあるような画面の
検波電圧が、一定基準値になるように絞りを制御するだ
けでは、例えば、全面−色の画面を撮影したとすると、
撮像素子出力が低くなり、Ｓ／Ｎ比が悪くなると云う欠
点がある。他に、ピーク検波と云う方法があるが、ピー
ク検波の場合には、全面−色の画面での撮像素子出力を
高くすることができるが、領域の大小に係わらず最高ピ
ーク値により、絞り制御を行うために、高輝度部が小領
域であっても、小領域の高輝度部の輝度レベルに引かれ
て絞り制御が行われ、広領域の低輝度部の信号レベルが
低くなって、画面全体が暗くなってし家い、Ｓ／Ｎ比も
悪くなると云う問題があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、画面−色の画面を撮影する場合や、画面の大
部分が低輝度で、一部に非常な高輝度部分がある場合の
Ｓ／Ｎ比を改善すると云う課題を一部に非常な高輝度部
分がある場合にも、絞りの作用で画面全体が必要以上に
暗くなったりすることなく解消することを目的とする。

（課題を解決するための手段）ビデオカメラにおいて、一定撮像回照度範囲の撮像素子
出力信号を高利得で増幅し、その範囲以下の撮像素子出
力信号に対しては低利得で増幅し、上記一定撮像面照度
範囲を越える撮像素子出力信号を一定値とする非線形回
路を設け、絞り制御装置を上記非線形回路の出力信号の
平均値によって制御を行うようにした。

（作用）本発明は、中間入力信号レベルの出力を伸張し、低入力
信号レベル及び高入力信号レベルの出力を圧縮するよう
なＳ字形入出力特性の非線形回路の出力信号の平均値に
よって、絞り制御装置の制御を行うようにしたことによ
り、画面の暗い部分及び明るい部分の輝度変化に対して
は上記平均は余り変化しないが、中間入力信号レベル領
域の変化に関しては、上記平均値が敏感に反応し、常に
最適の撮像素子動作点になるように絞り制御を行う、つ
まり、たとえ画面中に微小面積のハイライト部分があっ
ても、その影響で絞りが絞り込まれて、画面全体が必要
以上に暗くなると云うことがない、威た、コントラスト
の低い被写体では、ＣＣＤのダイナミックレンジ内でで
きるだけ高い動作点を与えることができるので、常にＳ
／Ｎ比の良い画面が得られる。

（実施例）第１図にＣＣＤ２個用いた２板式ビデオカメラに本発明
を用いた一実施例のブロック図を示す。

本発明は、第１図において、増幅器８の出力信号を、Ｎ
ＡＭ回路１８において、Ｒ，Ｂ、０３色チャンネル中の
最大強度信号を選択し、選択された最大強度信号を、非
線形補正回路１９で増幅し、非線形補正回路１９の出力
信号を、検波回路（Ｄｅｔ）２０で平均検波し、平均検
波された信号によりアイリス駆動回路２１が絞りを制御
するものである。

非線形補正回路１９は、第３図に示すような入出力特性
を有し、一定信号レベル範囲内の入力信号の増幅率を上
げ、その範囲の下限以下の入力信号に対しては、増幅率
を低く設定し、一定信号レベル以上は出力をクリップし
て、出力信号強度の最大値を抑制する回路で、第２図に
その実施例の一例を示す。

検波回路（Ｄｅｔ）２０は、非線形補正回路１９の出力
信号を検波して平均化し、全画面平均検波電圧Ｖａｖを
出力する。上記全画面平均検波電圧Ｖａｖがアイリス駆
動回路２１に送られ、上記検波電圧Ｖａｖが所定値にな
るように絞りを制御している。このように非線形補正回
路１９で時定輝度レベル以上をクリップしているので、
画面内に非常に明るい部分があっても、そのために絞り
が絞り込まれ全体が必要以上に暗くなると云うことがな
い。

さらに詳しく説明する。非線形補正回路１９への入力電
圧Ｖｉｎが、Ｖｉ　ｎ（Ｅｌの時、トランジスタＱ４の
コレクタ電圧ＶＭは次式で与えられる。

＝Ｖｅｅ−（Ｒ，／Ｒ，）ｖｉ　　ｎ＋Ｃ＋（Ｃ８；定
数）一方、Ｖｉｎ≧Ｅ１の時、トランジスタＱ２が貫通する
ので、この場合には、トランジスタＱ４のコレクタ電圧
■には次式のようになる。

（１／　Ｒ＋＋１　／　Ｒ２）　］　Ｒａ＝ＶｃＣ（Ｒ
４／　Ｒ１＋Ｒ４／Ｒ２）　ＸＶｉｎ＋Ｃ２（Ｃ２：定
数）また、非線形補正回路１９がらの出力電圧■。。

は次式のようになる。

Ｖｏ−ｔ　＝ＶＭ　＋０．６　　（但し、Ｖｍ＜Ｅｘの
時）Ｖ　６１１　ｔ　＝　Ｖ　ｓ　　　　　（但し、Ｖ
Ｍ　≦Ｅｓ　（’）時）第３図に示した特性図において
は、撮像素子出力を１００％としている１例えば、ＣＣ
Ｄのダイナミックレンジが６００ｍＶとすると、１００
％相当は、２００ｍＶに設定し、ハイライト部分の再現
を損なわないようにしている。第３図に示した例では、
４０％入力まではゲインが１．４０％〜９０％入力では
ゲインが約３．８．９０％入力以上では２２４％に固定
される０階調比４０：１、ガンマ０．４５、平均反射率
２４％のグレースケールチャートを撮影した時に、反射
率８３％の白に対する撮像素子出力を１００％になるよ
うに調整したとすると、従来の平均検波方式では、全画
面−色のチャートを撮影した場合の撮像素子出力は２４
％であった。これに対し、本実施例では、上記と同様に
１００％の撮像素子出力が調整された状態で、全画面−
色のチャートを撮影したとすると、撮像素子出力は４０
％となり、約４ｄＢＳ／Ｎ比が向上することになる。

第１図を用いて、ビデオカメラの回路全体についての説
明を行う、１はレンズ、２は赤外カットフィルター、３
は絞り、４はグリーン（Ｇ）透過プリズムで、グリーン
の光だけを透過する。５はマゼンダ透過プリズムで、グ
リーンの光だけを遮断する。６はＧ−ＣＣＤで全画素か
らＧの信号を検出する。７はＲ，Ｂ−ＣＣＤで、前面に
平行格子状にＲ透過フィルター、Ｂ透過フィルターが交
互配置され、Ｒ，Ｂ信号出力が点順次に得られる、ＣＣ
Ｄ６．７で検出されたＧ、Ｒ，Ｂの信号は、良く知られ
ているＣＤＳ回路（Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　　Ｄｏｕ
ｂｌｅ　　Ｓａｍｐｌｉｎｇ）８で個々に雑音が低減さ
れ、Ｇ、Ｒ，Ｈの映像信号となる。その後Ｇ、Ｒ，Ｈの
映像信号はローパスフィルター（ＬＰＦ）回路９で更に
雑音が除去され、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）
回路１０で適当な強度に増幅され、クランプ回路１１で
黒レベルを一定電位に固定（クランプ）し、映像信号の
黒レベルの安定を計る。１２はホワイトバランス回路で
、Ｒ，Ｂチャンネルのゲイン調整によってホワイトバラ
ンス調整を行う。

１３はペデスタル調整回路で、各素子のバラツキや光学
系のフレアによる黒レベルの上昇を補正して、映像信号
の黒レベルの零点を調整する回路で、入力信号にバイア
ス電圧を重畳し、通常入力信号がＯの時、出力信号がＯ
となるように調整する。この回路により、逆光状態に応
じてバイアス電圧を変えることで、逆光時の黒レベル補
正ができる。この黒レベル補正に用いるバイアス電圧は
、演算回路２６で平均検波電圧Ｖａｖと画面中央下部の
平均検波電圧Ｖａとの差ΔＥを変数とする関数Ｐｐｅｄ
　（ΔＥ）で演算される。

１４はガンマ補正回路で、本実施例では、受像機の特性
に合わせてガンマ０．４５に補正している。

１５はニー補正回路で、高輝度部の階調を圧縮し、ダイ
ナミックレンジの拡大を図っている。

１６はマトリクス回路で、Ｒ，Ｂ、Ｇ映像信号から輝度
信号１色差信号を形成する０色差信号は平衡変調されて
色信号となり、同期信号を付加した輝度信号と混合され
、複合映像信号になる。

１８は第４図に示すようなＮＡＭ回路で、増幅器回路８
の出力信号をＲ，Ｂ、Ｇ各チャンネル共入力し、Ｒ，Ｂ
、Ｇ信号の内最大値の信号を出力する。

２０は検波回路（Ｄｅ　ｆ　）で、非線形補正回路１９
の出力信号を検波して平均化し、全画面平均検波電圧Ｖ
ａｖを、アイリス駆動回Ｉ＠２１に送る２２はＡ／Ｄ回
路で、Ｄｅｆ２０のアナログ信号をデジタル信号に変換
し、演算回路２６に入力させる。２３はパルス発生回路
３６からの制御信号により制御され、撮影画面の中央下
部の輝度信号だけ倉通過させるアナログスイッチである
。検波回路２４はアナログスイッチ２３を通過した画面
中央下部の輝度信号を検波し、中央下部平均検波電圧Ｖ
ａを出力する。Ａ／Ｄ回路２５は同信号Ｖａをデジタル
信号に変換し、演算回路２６に入力させる。

演算回路２６は、上記検波電圧Ｖ　ａ　ｖとＶａの差Δ
Ｅを求め、ΔＥが所定値より大きい場合には、絞り補正
信号をＤ／Ａ回路２８に送り、デジタル信号をアナログ
信号に変換しｆ、後、加算回路２９に加算して、絞り３
を開かせ、被写体が適当な明るさで見えるようにする。

また、ＡＧＣ回路１０補正信号をＤ／Ａ回路３２に、ペ
デスタル調整回路１３補正信号をＤ／Ａ回路３０に、ニ
ー補正回路１５補正信号をＤ／Ａ回路３１に出力して、
各種の逆光補正制御を行っている。

（発明の効果）本発明によれば、撮像素子の最適動作点付近の信号出力
を伸張し、低輝度側及び高輝度側の信号出力を圧縮した
信号により、絞り制御装置の制御を行うようにしたこと
により、画面のコントラスト比にかかわらず、Ｓ／Ｎ比
の良い映像が得られるようになった。即ち、画面の一部
にハイライト部分があっても、そのために絞りが必要以
上に絞り込まれると云うことがなくなる。また、たとえ
全画面−色の画面のようにコントラストが全くない画面
を撮影した場合でも、撮像素子出力が飽和しない範囲で
、適正な出力レベルになるように絞りが制御されるので
、Ｓ／Ｎ比の良い映像が常に得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は非線形補
正回路図、第３図は非線形補正回路の特性曲線、第４図
はＮＡＭ回路図、第５図は従来例の構成図である。１・・・レンズ、２・・・赤外カットフィルター、３・
・・絞り、４・・・Ｇ透過プリズム、５・・・マゼンダ
透過プリズム、６・・・Ｇ−ＣＣＤ、７・・・Ｒ，Ｂ−
ＣＣＤ、８・・・増幅器、９・・・ＬＰＦ、１０・・・
ＡＧＣｌｌｌ・・・クランプ回路、１２・・・ホワイト
バランス回路、１３・・・ペデスタル調整回路、１４・
・・ガンマ補正回路、１５・・・ニー補正回路、１６・
・・マトリクス回路、１７・・・ＭＯＤ、１８・・・Ｎ
ＡＭ、１９・・・非線形補正回路、２０・・・検波回路
（Ｄｅｆ）、２１・・・アイリス駆動回路、２２・・・
Ａ／Ｄ回路、２３・・・アナログＳＷ、２４−・Ｄｅｆ
、２５−Ａ／Ｄ回路、２６−・・演算回路、２７・・・
ＣＣＤ駆動回路、２８・・・Ｄ／Ａ回路、２９・・・加
算回路、３０・・・Ｄ／Ａ回路、３１・・・Ｄ／Ａ回路
、３２・・・Ｄ／Ａ回路、３３・・・加算回路、３４・
・・ＮＡＭ、３５・・・ゲイン切替回路、３６・・・パ
ルス発生回路、３７・・・Ｄｅｆ。１Ｈ２ＷＪ（１１予■井南正口路）Ｅ。３ＷＪ

Claims

【特許請求の範囲】

一定撮像面照度範囲の撮像素子出力信号を高利得で増幅
し、その範囲以下の撮像素子出力信号に対しては低利得
で増幅し、上記一定撮像面照度範囲を越える撮像素子出
力信号を一定値とする非線形回路を設け、絞り制御装置
を上記非線形回路の出力信号の平均値によって制御を行
うようにしたことを特徴とするビデオカメラ。