JPH04104668A - 撮像装置 - 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】 ［ｇ＝、業ヒの利用分野］ この発明は、例えばビデオムービーなどに適用されるも
ので、絞りや自動利得制御などの制御をディジタル処理
するためのＡ／【）変換器を備えた撮像装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 第３図は第４図に示す画面分割をおこなった場合の従来
のレンズ絞り制御機構を有する撮像装置のブロック図で
ある。

同図において、（＋１はレンズ、（２）は絞り、（３）
は光学像を電気信号に変換する撮像素ｆ、（４）は撮像
素子（３）の出力を適当な大きさまで増幅するプリアン
プ、（５）はＡ　Ｇ　Ｃ回路、γ補正−路、Ｗ８回路な
どで構成されるプロセス部、（６）はプロセス部（５）
の出力を特定の信号体系に変換するエンコーダ部である
。

（７）はに記プリアンプ（４）からのアナログイＣｉζ
出力をディジタル伝号に変換するＡ／Ｄ変換器、（８）
〜（１６）は電ｆスイッチで、第４図に示す画面分割さ
れた各領域に対応した露出評価値を波体する評価値検出
手段としての積算回路（１７）〜（２４）と第４図に示
す画面分割された各領域に対応した度数分布を演算する
度数分布演算手段（２５）〜（３３）にＡ／Ｄ変換器（
７）の出力を振り分ける。（３４）はインタフェイス回
路で、上記積算回路（１７）〜（２４）および度数分布
演算手段（２５）〜（３３）の出力をマイコン（３５）
に人力する。

（３６）はパルス発生回路で、垂直および水平同期パル
スなどから電子スイッチ（８）〜（１６）を制御する。

（３７）は上記マイコン（３５）からのディジタル信号
出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、（３８）
はＤ／Ａ変換器（３７）の出力を予め定められた基準電
圧に一致させるようにＦ２絞り（２）をフィードバック
制御する絞り制御回路である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

レンズ（１１を通過した光は絞り（２１により適当に減
光され撮像素子（３）に結像する。撮像素子（３）では
この結像された光学像が電気信号である映像信号に変換
され、プリアンプ（４）により後で処理しやすい大きさ
まで増幅される。このプリアンプ（４）で増幅された映
像信号はＡ　／　＋）変換器（７）によりディジタル信
号に変換され、パルス発生回路（３６）で制御されてい
る電子スイッチ（８）〜（１６）により画面分割された
各領域に対応した積算回路（１７）〜（２４）および度
数分布演算り段（２５）〜Ｃ３３１に振り分けられる。

上記各積算回路（１７）〜（２４）では振り分けられた
ディジタル信号をＭＷすることにより露出計価値が検出
される。度数分布演算手段（２５）〜（３３）では娠り
分けられたディジタル信号を大きさ別に計数することに
より１例えば、第４図に示すような被写体Ａがある場合
、第５図のような度数分布が検出される。これらの検出
信号はインタフェイス回路（３４）で保持されたのち、
マイコン（３５）からの制御１５号によりデータが選択
されマイコン（３５）に人力される。そして、マイコン
（３５）で次に小すような処理をおこなう。

０）相関値の算出 主要被写体は画面の中央に位置している場合か多いので
、Ｙ電波写体は必ず中央の領域（第４図に示すような画
面分割の場合は領域５）に含まれていると想定する。こ
の領域とその他の領域との相関を輝度分布から求める。

相関値を求めるには、たとえば、次に示す演算式を用い
て算出する。この場合は、相関が強ければ相関値が小さ
く、相関が弱ければ相関値は大きくなる。

Ｍｉ　　　＝Ｘｉ　　　−Ｙｉ　　　＋Ｍｉ−ｊＭｎ＝
Ｏ ×１　：中央部領域における輝度度数分布の各段の度数 ＹＩ　：被相関値演算領域における１４度度数分今の各
段の度数 ｎ：輝度度数分布の段数 ■　屯み付は値の算出 相関値によって、たとえば第６図に示すような特性図に
したがい、各領域の重み付は値を曹出する。

■　加＠平均植の算出 各領域の露出評価値と■項で求めた重み付は値より全領
域の加重平均値を算出する。

マイコン（３５）から出力される加重平均値はＤ／Ａ変
換器（３７）でアナログ信号に変換され、絞り制御回路
（３８）に人力される。絞り（２）はこの値と予め定め
られた基準電圧が一致するよ−）にフィードバック制御
する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の撮像装置は以４゛のように構成されているので、
Ａｌ１）変換器（７）に人力される映像化りの利得か固
定されているため１分割領域内の映像信号が小さいとき
は実質的にΔ／　Ｉ）変換器（７）の分解能か少ない。

このため、たとえば、逆光時の＋電波写体領域の映像イ
、１号に対しては分解能がなく、高精度な逆光の程度の
判別ができず、また、それを同局するには市価な藺ビッ
ト数のＡ　／　Ｉ）変換器を必要とする問題があった。

この発明はＦ記のような問題点を解消″４−るためにな
されたもので、分割領域内の映像信号が小さい場合でも
、′に質的な分解能をトけることなくＡ／Ｄ変換器を使
用して、逆光の場合でも高精度な程度の判別ができる撮
像装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 この発明に係る撮像装置は、映像信号を出力する撮像手
段と、ト記映像信号の利得を制御するｔｉ（変利得増幅
手段と、可変利得制御された映像信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換手段と、画面上に分割された複数
個の領域における個々の映像信号の輝度成分の各を域毎
の露出評価値として出力する評価値検出手段とを備え、
各領域の露出評価値と予め定められた値とを比較するこ
とによりＦ記０■変利得増幅手段の利得を変化させるよ
うに構成したことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、露出評価値の値が予め定められた値
より小さい場合、＝ｒ変利得増幅器の利得を上げるよう
にすることにより１分割領域内の映像信号が小さい場合
でも、Ａ／Ｄｆ換器の実質的な分解能の低下がない。

［発明の実施例］ 以−ト、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による撮像装置のブロック
図でおり、同図において、（１）〜（９）　　　Ｔ１６
）〜（Ｉ８）、（２４）〜（２６）、（３３）〜（３８
）は第３図に示す従来例と同一のため、該当部分に同一
の符号を付して、それらの詳しい説明を省略する。

第１図において、（３９）は可変利得増幅器、　（４０
１は口ｆ変利得増幅器（３９）の利得を変えるための制
御線、（４１）〜（４９）は度数分布の分割レベルを変
えるための制御線である。

第２図は度数分布の分割レベル図とＡ／［）変換器（７
）に人力される波形間であり、同図の（ａ）はＯｆ変利
得増幅器（３９）の利得が変化するｄ；Ｉの度数分布の
分割レベル図、＋ｂ）は可変利得増幅器（３９）の利得
が変化する前のＡ／Ｌ）変換器（７）に人力される波形
図、（ｃ）は可変利得増幅８　（３９１の利得が変化し
た後の度数分布の分割レベル図、（ｄｌは＝Ｔ変利得増
幅器（３９）の利得が変化した後のＡ　／　Ｉ）変換器
（７）に人力される波形図である、 つぎに、上記構成の動作について説明する。

プリアンプ（４）で増幅された映像伝号は可変利得増幅
器（３９）に入力されたのち、Ａ／Ｄ変換器（７）に入
力される。以後、従来と同様の動作をおこなう。

ついで、］−記口Ｉ変利得増幅器（３９）の動作につい
て説明する。

分割領域の露出評価値が予め定められた値より大きい場
合の【可変利得増幅器（３９）の利得をＡ倍とする。分
割領域の露出評価値がトめ定められた値（Ａ　／　ｌ）
変換器＋７）のダイナミックレンジの１／ｎ、（ｎ＞ｌ
））より小さい場合が数フィールド続いたとき、マイコ
ン（３５）はこの分割領域の露出評価値に対する△／Ｉ
’）変換器（７）の実質的な分割能が低トしていると判
断し、その分割領域のときだけ口■変利得増幅器（３９
）の利得なｎ△倍にする。この制御は制御線（４０）を
通しておこなわれる。

そして、Ａｌ１）変換器（７）から得られたデータのう
ち、可変利得増幅器（３９）の利得をｎＡ倍になってい
る領域の露出評価ψをｌ　／　ｎ倍して扱うことにより
、小さな映像信号に対しての分割能の低ドを防ぐことが
できる。とくに、Ａ／Ｄ変換器（７）の最小ビット以Ｆ
の信号レベルの場合、出力結果は０になるが、可変利得
増幅器（３９）の利得を１、ばて、Ａ／［）変換器（７
）の実質的な分解能をドげることなく使用すると、実際
の値に近い値が求められるようになる。

また、可変利得増幅器（３９）の利得がｎＡ倍になって
いる領域の度数分イｈｆ４算ｆ段（２５）〜（３３）に
人力されている分割レベルをｎ（Ｆｊにすることにより
、他の領域と分割範囲を合わすことができる。

これは制御線（４１）〜（４９）によっておこなわれる
。

たとえば、ｎが２である場合、ある領域の露出計４１４
１１　ｄがＡｌ１）変換器（７）のダイナミックレンジ
の１／２以ドが散フィールド続いたとき、ｕ■変利得増
幅器（３９）の利得を２八侶にする。すると、第２図［
ｂｌの波形か第２図（ｄｌのようになる。これに合わせ
て、分λ１１レベルを２倍にすると、第２図ｆａｌの分
割レベルが第２図（Ｃ）のようになる。このように、分
割レベルを可変利得増幅器（３９）の利得の変化に合わ
せると、度数分布は可変利得増幅器（３９）の利得の変
化にによる影響を受けなくなる。

第２図１ｂ）、（ｄ）の波形図にある横の線はディジタ
ル化する際の分解レベルである。第２図（ｂ）をディジ
タル化すると、値が小さいほうから０゜１．２，３．４
となる。しかし、６■変利得増幅器（３９）の利得を２
Ａ倍にして第２図（ｄ）のように増幅してからディジタ
ル化すれば、値が小さいほうからｌ、３．５．７．８に
なる。そして、露出評価値を１７２倍して扱うというこ
とは、これらの値が実質的に、０．５．１．５．２．５
゜３．５．４ということになる。これは、小さな映像信
号に対しての分解能の低下を防いだことになり、実際の
値に近い値が求められたことになる。

可変利得増幅器（３９）の利得がｎＡ倍になっている状
態で、もし露出評価値がＡ／Ｄ変換器（７）のダイナミ
ックレンジを越すようなことがあれば、予め定められた
値より大きいと判断できるので、次のフィールドでは利
得はＡ倍に戻されると同時に、マイコン（３５）でデー
タを１　／　ｎ倍するのをやめ、データをそのまま扱う
。また、度数分布演算手段（２５）〜（３３）に人力さ
れている分割レベルを元に戻す。

なお５Ｅａｃ！實施例では、利得を一段切り替えする場
合について説明したが、数段切り替えができるようにし
ておき、露出評価値の大きさにより順次、切り替えてい
き、小さな信号に対しても、Ａ／Ｉ）変換器（７）の精
度を保つように構成してもよい。

また、プリアンプ（４）と可変利得増幅器（３９）を分
けているが、もちろん、両者を統合してもよく、上記実
施例と同様の効果を奏する６また、分割領域の露出評価
値で利得を変化させているが、分割領域の映像信号の最
大値で利得を変化させてもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、露出評価値の値が予
め定められた値より小さいときａ丁度利得増幅器の利得
をトげるようにしたもので、分割領域内の映像信号が小
さい場合でも、実質的な分解能をドげることなく、Ａ　
／　Ｄ　ａ換器を使用でき、したがって、例えば、逆光
の場合でも高精度な程度の判別をおこなうことができる
７

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による撮像装置を示すブロ
ック図、第２図は度数分割の分割レベル図とＡ／Ｄ変換
器に人力される波形間、第３図は従来の撮像装置を示す
ブロック図、第４図は従来例による画面分割を示す図、
第５図は第４図の各領域の度数分布を求めたときの図、
第６図は従来例による各領域の市み付は値と相関の関係
を示す特性図である。 （＋１−・・レンズ、（２）・・・絞り、（３）・・・
撮像素子、１７）　−・・Ａ／Ｄ変換器、　１１７１〜
＋２４）−・・積算回路（評価値検出手段）　、　（２
５）〜（３３）−度数分布演算手段、（３４）−・・イ
ンタフェイス回路　ｆ３５１−・・マイコン、　（３９
）−・・可変利得増幅器。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分をボす。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号を出力する撮像手段と、上記映像信号の
   利得を制御する可変利得増幅手段と、可変利得制御され
   た映像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段
   と、画面上に分割された複数個の領域における個々の映
   像信号の輝度成分を各領域毎の露出評価値として出力す
   る評価値検出手段とを備え、各領域の露出評価値と予め
   定められた値とを比較することにより上記可変利得増幅
   手段の利得を変化させるように構成したことを特徴とす
   る撮像装置。