JPH0410784B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテレビカメラの映像出力を利用して絞
り制御を行わせるように構成したCCTVカメラ用
レンズの自動絞り制御装置に関するものである。

映像出力信号を整流して得られた直流電圧を制
御信号として絞り制御を行い最適画像を得るよう
にした自動絞りレンズに於いて、被写体を検知す
る手段である整流回路は極めて重要である。つま
りこの整流回路によつてレンズの測光方式が決定
されるためである。

最適画像を得るためには、被写体の絶対的な明
るさのほかに明るい部分と暗い部分との比、すな
わち、コントラスト範囲も重要な要素の一つとな
る。自然界に於けるコントラスト範囲は曇天でも
数十：１であり、晴天の場合は数百：１にも達す
る。

一方テレビジヨンで再現された画像に於けるコ
ントラスト表示範囲は30〜40：１程度しかない。

従つて、同一画面内に明るい部分と暗い部分が
テレビジヨンのコントラスト表示範囲を越えて同
時に存在するような場合は、主要被写体を明るい
部分とするか、または暗い部分にするかを決めな
ければならない。

原理上、暗い部分を主要被写体とする時に合う
測光方式が平均測光方式で、明るい部分を主要被
写体とする時に合う測光方式がピーク測光方式で
ある。テレビカメラの映像出力信号を利用して絞
り制御を行つているビデオ方式の測光方式として
は現在前述した２種類の測光方式が考えられてい
る。

しかし、これらのいずれの方式も完全なもので
はない。つまり前述したように、同一画面内にコ
ントラスト表示範囲を越える明るい部分と暗い部
分が同時に存在するような場合、平均測光方式の
ものにあつては、白つぶれのために明るい部分の
階調がなくなり、またピーク測光方式のものにあ
つては、逆にカメラの感度から見て十分に見える
はずの暗い部分が見えなくなることが往々にして
起こるためである。

このようなことから、従来の測光固定式の
CCTVカメラにあつては、被写体条件を良く検討
した上で平均測光方式のものにするか、ピーク測
光方式のものにするか、その使用レンズを決定す
る必要があつた。

本発明は前述した不便さを除去するために、テ
レビカメラの映像出力信号を反転増幅回路で受け
た後、倍電圧用コンデンサーとダイオードを有す
る倍電圧整流回路で整流し、整流して得られた直
流電圧を、別に設けた基準電圧と比較して絞り制
御信号を得るようになしたCCTVカメラ用自動絞
り制御装置において、前記倍電圧整流回路の倍電
圧用コンデンサーの充電電圧を可変に調整するこ
とにより、倍電圧整流回路を平均測光方式とピー
ク側光方式とに可変に調整し得るように構成した
CCTVカメラ用自動絞り制御装置を提供しようと
するものである。

以下図示する実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図で、１
はテレビカメラの映像出力信号VINの入力端子
で、コンデンサー２を介して演算増幅器Ａ１を有
する反転増幅回路３に接続してあり、直流分を含
まない反転増幅された信号VP１をその出力端Ｐ
１に得るように構成してある。前記出力端Ｐ１に
は倍電圧用コンデンサーＣと、ゼロ電圧部に直列
に接続された倍電圧用ダイオードＤとを有する倍
電圧整流回路４が接続され、ポイントＰ２に出力
信号VP２を得ると共に、ダイオード５によつて
整流され、その出力端Ｐ３に直流電圧VP３が得
られるように構成してある。前記出力端Ｐ３の直
流電圧VP３は、別に設けた基準電圧回路６の基
準電圧VP４と演算増幅器Ａ２を有する比較回路
７によつて比較され、その結果として絞り制御信
号Voutを出力端８に得られるように構成してあ
る。また、前記基準電圧回路６はツエナーダイオ
ードZDにより略一定化された電圧が、基準電圧
調整用の可変抵抗を介して、基準電圧VP４とし
てポイントＰ４に与えられるように構成してあ
り、基準電圧VP４を可変調整することができる
ように構成してある。

ここで本発明に係る第１図の実施例では、倍電
圧整流回路４の倍電圧用コンデンサーＣに並列に
可変抵抗VRが設けてあり、該コンデンサーＣの
充電電圧を調整可能にするように構成してある。

上記の構成からなる本発明の実施例において、
第６ａ図に示すテストチヤートを被写体として採
用した場合を説明すると、この被写体は横ｂ、縦
４分の3bの寸法の長方形からなり、その中央に
横ａ、縦４分の3aの寸法の長方形の明るいウイ
ンドウ部分が設けてあり、ａの長さをｂからゼロ
まで可変することにより明るい部分の面積比率
Soを100％から０％まで変えることができると共
に、ウインドウ部分の明るさを可変にすることが
できる。即ち、被写体としてウインドウ部分が明
るい部分、その周囲の図で斜線を施した部分が暗
い部分となり、ウインドウ部分の明るさを可変に
することにより、明るい部分と暗い部分とのコン
トラストを変えることができる。

この第６ａ図のテストチヤートを被写体とした
場合、テレビカメラには、第６ｂ図に示すよう
に、振幅が画像信号部分Ｖと同期信号部分VSと
からなる映像出力信号VINが得られる。画像信
号部分Ｖは、中央の矩形に突出したピーク値部分
と、その両側の肩段部部分とが、夫々第６ａ図の
テストチヤートの画像の寸法ａの明るい部分と、
その両側の寸法ｂの暗い部分に対応している。こ
の映像出力信号VINの信号レベル（即ち、振幅）
は、一般に100％白レベルの電位と同期信号のパ
ルス先端の電位との差を用い、これをピークピー
ク電圧といつてVp−ｐと表示している。CCTV
の場合、テレビカメラからの映像出力信号VIN
は、ケーブルによつてテレビモニターに直接接続
されたり、端末機器や録画機器に接続されるた
め、その信号レベルは規定される必要があるもの
である。

上記第１図の本発明の実施例の入力端１に、テ
レビカメラからの映像出力信号として入力した、
第６ａ図のテストチヤートに対応する第６ｂ図の
映像出力信号VINは、第８図ａに示すように、
図のＯ−Ｏ線を中心に正負の面積が等しくなるよ
うな波形となつて入力する。この波形においてプ
ラス側の矩形部分が画像の寸法ａの明るい部分に
対応している。この入力信号VINは反転増幅回
路３によつて第８図ｂのように反転増幅され、そ
の出力端Ｐ１の信号VP１となる。この信号Vp１
は、コンデンサー２により信号中に直流分が含ま
れていないため、図のＯ−Ｏ線を中心に正負の面
積が等しくなるような定常状態に落着いている。

ここで、可変抵抗VRの抵抗をゼロに調整した
とすると、倍電圧用コンデンサーＣの出力側のポ
イントＰ２の信号VP２は、第８図ｃに示すよう
に、前記Ｐ１の信号VP１と等しくなる。

従つて、この波形の明るい部分に対応する波形
の幅が広いうちは、振幅の変化に伴い基線（Ｏ−
Ｏ線）が変化することとなるが、しかし、明るい
部分の幅が狭くなると振幅の変化に影響されなく
なり、結果として整流後のポイントＰ３の直流電
圧VP３は変わらないこととなる。

即ち、可変抵抗VRの抵抗値をゼロにした場
合、映像出力信号VINの全体の平均値で直流電
圧VP３が決まることとなるため、暗い部分を主
要被写体とするときに合う平均測光方式といえ
る。

次に、可変抵抗VRの抵抗値を無限大（∞）に
した場合、出力端Ｐ１の信号VP１のマイナス側
の出力で倍電圧用ダイオードＤがON状態とな
り、前記コンデンサーＣに充電がなされ、引続く
プラス側の出力で前記ダイオードＤがOFF状態
となり、先に充電されている電圧にプラス側の信
号が加わることとなり、ポイントＰ２の出力信号
VP２は第８図ｄに示すように直流再生され、明
るい部分に対応した信号波形の幅が狭くても振幅
の変化を検知できることとなる。

従つて、可変抵抗VRを無限大にした場合は、
明るい部分を主要被写体とするときに適したピー
ク測光方式といえる。

尚、上記の説明から明らかなように、可変抵抗
VRの抵抗値が途中の状態にあるときは、その抵
抗値により前記コンデンサーＣの充電電圧が制限
されることとなるため、明るい部分の幅が狭くな
つた時の振幅検知能力が制限を受けることとな
り、結果的には平均測光方式とピーク測光方式の
中間的な測光方式が得られる。

また、換言するならば、前記コンデンサーＣに
並列に入れた可変抵抗VRの最大抵抗値を無限大
より小さく設定すればピーク側の制限されたピー
ク測光方式となり、逆に可変抵抗VRに直列に固
定抵抗を入れておけば平均側の制限を有する平均
測光方式が得られることとなる。

第７ａ図乃至第７ｄ図は、第６ａ図のテストチ
ヤートを被写体として、明るい部分の寸法ａをコ
ントラスト一定のもとに０からｂに変化させたと
きのテレビカメラの映像出力信号VINの振幅Vp
−ｐの変化を実測して示す、前記本発明にもとづ
く絞り制御装置の特性曲線を示すものである。

尚、図において、横軸は、明るい部分が画面全
体に占める面積比率（So）を示し、第６ａ図の
ように、ウインドウ部分の横幅をａとし、画面全
体の横幅をｂとすれば面積比率（So）は次式の
ように表される。

So＝（ａ／ｂ）²×100〔％〕 また、縦軸は映像出力信号VINの振幅Vp−ｐ
を示し、図中、Vpは映像出力信号の振幅Vp−ｐ
の上限（許容値）を示すものである。

第７ａ図及び第７ｂ図は、前述した特性曲線が
コントラストによつてどのように変わるかを示し
たもので、第７ａ図は平均測光方式の場合、第７
ｂ図はピーク測光方式の場合に関するものであ
る。

図中、はハイコントラスト時、はローコン
トラスト時、はとの中間のコントラスト時
の測光特性をそれぞれ表している。

第７ａ図の平均測光方式の場合、ローコントラ
ストの場合には明るい部分の面積比率が100％
からS3（約10％）のように広い範囲において映像
出力信号VINは最適レベルの範囲内にあるが、
ハイコントラストの場合には面積比率がＳ１
（約40％）以下になると許容値Vpを越えて、明る
い部分の諧調が無くなるいわゆる白つぶれ現象を
起こすことが分かる。

従つて、平均測光方式では、被写体のコントラ
ストによつて測光特性が大きく変わつていること
からも分かるように、ハイコントラスト時には明
るい部分に白つぶれ状態にしても暗い部分を再現
しようとする測光方式といえる。

また第７ｂ図のピーク測光方式の場合は、コン
トラストがのようにハイからローに変化し
ても、明るい部分の面積比率SoがS3〜S1で示さ
れるように約10〜20％の小さいところまで映像出
力信号レベルが変わらないことから、コントラス
トによる影響が少ないことが分かる。

従つて、ピーク測光方式は、常に明るい部分を
再現しようとする測光方式といえる。換言するな
らば、明るい部分による信号のピーク値を上限と
して許容値Vp範囲内に抑える制御方式であるか
ら、暗い部分は黒つぶれ状態としても明るい部分
を再現しようとする測光方式といえる。

尚、前述の如く、一般に、テレビジヨンの画像
で再現し得るコントラスト表示範囲は30〜40：１
であるから、例えば、５：１のようなローコント
ラストの場合は、特に測光方式を変える必要は生
じないこととなるが、第７ａ図において、のロ
ーコントラスト時の特性曲線が、平均測光方式で
もピーク測光方式の場合と同じように面積比率
（So）が小さいところまで映像出力信号VINを同
一レベルに抑えていることは、このことも示すも
のである。

即ち、本発明においても、ローコントラストの
被写体の場合、実際的には測光方式による差があ
まり見られず、結果的には測光を気にしないで使
用しても最適な映像出力信号VINが得られるこ
とになる。言い替えればこのような被写体条件下
に於いては、測光方式をはつきり決定しなくて
も、十分に明るい部分と暗い部分のいずれをもモ
ニター画面上に再現できるため特に問題は生じな
いのである。

また、第７ｄ図に示すように、本発明の測光回
路においては、比較回路７の演算増幅器Ａ２に入
力する基準電圧回路６の基準電圧VP４のレベル
を変化させる（いわゆる感度調整をする）と、そ
の特性曲線は、基準電圧VP４がハイレベルのと
き、中間レベルのとき、ローレベルのとき
のように変化する。

即ち、感度調整手段として、基準電圧VP４の
レベルを上げると平均測光方式的になり、下げる
とピーク測光方式的に変化するから、ローコント
ラストの被写体の場合、測光方式を変えることな
く基準電圧VP４を調整するだけで、最適な映像
出力信号VINが得られることになる。

第７ｃ図は前述したことから、ハイコントラス
ト時の測光方式による違いを実際に調べたもので
ある。

尚、図中、は平均測光方式、はピーク測光
方式に関するもので、はそれらの中間的な測光
方式に関する特性曲線である。

従つて、第７ｃ図において、測光方式を可変に
することによつて、明るい部分の面積比率Soが
S3のように小さいところを再現して見るときに
は、のピーク測光方式を選択し、明るい部分の
面積比率がS1〜100％のように大きいときや暗い
部分を再現して見るときには、の平均測光方式
を選択するか、或いは、その中間のの方式を選
択して最適画像信号レベルを得ることができる。

また、前述の如く、第７ｄ図に示すように、感
度調整手段として、基準電圧VP４のレベルを上
げると平均測光方式的になり、下げるとピーク測
光方式的に変化するから、第７ｃ図のハイコント
ラスト時において、平均測光方式の基準レベル
を高くすると破線１ａで示すように、より平均測
光方式的になり、ピーク測光方式の基準レベル
を低くすると破線３ｐで示すように、よりピーク
測光方式的になる。

従つて、本発明装置では、ある任意の測光状態
において、より平均測光方式側に変えようとする
場合は、前記比較回路の基準電圧の基準レベルを
高く調整し、またピーク測光方式側に変えようと
する場合は、逆に基準レベルが低くなるように調
整することによつて、平均測光方式はより平均測
光らしくまたピーク測光方式はよりピーク測光ら
しく動作するように調整することができる。

第９図は入力信号VINと整流後の直流電圧VP
３の関係を、前記第６ａ図のEIJAテストチヤー
トを使用して調べた特性曲線であるが、入力信号
VIN、いいかえれば最適映像出力信号に対する
平均測光方式とピーク測光方式の直流電圧VP３
の差は、測光方式を切替えたときに生じる直流電
圧の差に等しく、この差の値は、映像出力信号に
換算して0.05〔Vp−ｐ〕前後になるように選定す
るのが好ましい。尚、前記差の値をあまり大きく
すると、逆に測光方式と基準レベルの関係が難し
くなり、実際的な面で支障を来たすことになる。

第２図及び第３図に示す実施例は、前記第１図
示の実施例における可変抵抗VRに替えてスイツ
チSWをON・OFF操作自在に倍電圧コンデンサ
ーＣに並列に設けた構成からなり、このスイツチ
SWをONし、前記コンデンサーＣにポイントＰ
１，Ｐ２間の導通スイツチ回路を構成すると、前
記可変抵抗VRの抵抗値をゼロにした場合と一致
し、平均測光方式となり、逆にスイツチSWを
OFFした場合は前記可変抵抗VRの抵抗値を無限
大にしたときと一致し、ピーク測光方式となる。
従つて、これら実施例ではスイツチSWの切替操
作により、測光方式を平均側とピーク側に切替え
可能である。

第４図に示す実施例は、倍電圧用コンデンサー
Ｃの出力端Ｐ２と倍電圧用ダイオードＤとの間に
可変抵抗VR２を設け、可変抵抗VR２の抵抗値
をゼロにしたとき、前記ダイオードＤがON作動
したピーク測光方式となり、可変抵抗VR２の抵
抗値を無限大にしたとき、前記ダイオードＤが作
用せず、ポイントＰ１の信号VP１のマイナス側
で倍電圧コンデンサーＣの充電がなされず、平均
測光方式となる。また可変抵抗VR２の抵抗値が
途中の状態では、平均測光方式とピーク測光方式
の中間的な測光方式が得られる。

第５図の実施例は先の第４図示の可変抵抗VR
２に替えて、前記コンデンサーＣの出力端と前記
ダイオードＤとの間にスイツチSWを設け、スイ
ツチSWを導通側（図中、OFF側）にするとピー
ク測光方式となり、固定抵抗Ｒを介して導通する
側（図中、ON側）にスイツチSWを切替えると、
固定抵抗Ｒによつて倍電圧コンデンサーＣの充電
電圧が制限されて平均測光方式となる。

以上の通り、本発明に係るCCTVカメラ用自動
絞り制御装置によれば、テレビカメラの映像出力
信号を反転増幅回路で受けた後、倍電圧用コンデ
ンサーとダイオードを有する倍電圧整流回路で整
流し、整流して得られた直流電圧を、別に設けた
基準電圧と比較して絞り制御信号を得るようにな
したCCTVカメラ用自動絞り制御装置において、
前記倍電圧整流回路の倍電圧用コンデンサーの充
電電圧を、該コンデンサーに並列に設けた可変抵
抗又はスイツチの操作、或いは、前記ダイオード
に直列に設けた可変抵抗又はスイツチの操作によ
つて簡単に調整し、倍電圧整流回路を平均測光方
式とピーク測光方式とに可変に調整し得る構成を
有するから、自然界のようにコントラスト範囲の
広いハイコントラストの被写体に対して、整流回
路の測光方式を、明るい部分を再現するのに適し
たピーク測光方式と暗い部分を再現するのに適し
た平均測光方式とに選択して可変に調整すること
ができ、最適映像信号を得ることができる効果が
ある。

尚、前記本発明装置の倍電圧整流回路を平均測
光方式とピーク測光方式とに可変にする可変抵抗
又はスイツチを従前公知の手段により遠隔操作す
るように構成することも勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は夫々本発明の実施例の要部
を示す回路図、第６ａ図及び第６ｂ図は被写体と
映像出力信号波形の関係を示す説明図、第７ａ図
は平均測光方式とコントラストの関係を示す説明
図、第７ｂ図はピーク測光方式とコントラストの
関係を示す説明図、第７ｃ図はハイコントラスト
時の測光方式の違いを示す説明図、第７ｄ図は基
準電圧レベルを変化させたときの測光特性の違い
を示す説明図、第８図は入力信号と各回路段階に
おける出力波形の関係を示す説明図で、第９図は
入力信号と整流後の直流電圧の関係を測光方式の
違いにより示す説明図である。 VIN……入力信号、Ａ１，Ａ２……演算増幅
器、Ｃ……倍電圧用コンデンサー、Ｄ……倍電圧
用ダイオード、VR……可変抵抗、SW……スイ
ツチ、VP１……ポイントＰ１の出力信号、VP２
……ポイントＰ２の出力信号、VP３……ポイン
トＰ３の直流電圧、VP４……基準電圧、Vout…
…絞り制御信号、３……反転増幅回路、４……倍
電圧整流回路、６……基準電圧回路、７……比較
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テレビカメラの映像出力信号を反転増幅回路
   で受けた後、倍電圧用コンデンサーとダイオード
   を有する倍電圧整流回路で整流し、整流して得ら
   れた直流電圧を、別に設けた基準電圧と比較して
   絞り制御信号を得るようになしたCCTVカメラ用
   自動絞り制御装置において、前記倍電圧整流回路
   の倍電圧用コンデンサーに該コンデンサーの充電
   電圧を可変に調整する可変抵抗又はスイツチを並
   列に設け、該可変抵抗又はスイツチの操作により
   前記倍電圧整流回路を平均測光方式とピーク側光
   方式とに可変に調整し得るように構成したCCTV
   カメラ用自動絞り制御装置。 ２ テレビカメラの映像出力信号を反転増幅回路
   で受けた後、倍電圧用コンデンサーとダイオード
   を有する倍電圧整流回路で整流し、整流して得ら
   れた直流電圧を、別に設けた基準電圧と比較して
   絞り制御信号を得るようになしたCCTVカメラ用
   自動絞り制御装置において、前記倍電圧整流回路
   の前記ダイオードに前記倍電圧コンデンサーの充
   電電圧を可変に調整する可変抵抗又はスイツチを
   直列に設け、該可変抵抗又はスイツチの操作によ
   り前記倍電圧整流回路を平均測光方式とピーク測
   光方式とに可変に調整し得るように構成した
   CCTVカメラ用自動絞り制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装
   置において、倍電圧整流回路を平均測光方式とピ
   ーク測光方式に可変に調整する可変抵抗又はスイ
   ツチを遠隔操作するように構成したことを特徴と
   するCCTVカメラ用自動絞り制御装置。