JPH0423576A - ビデオカメラ装置 - 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〕 本発明は、撮像によって得られるビデオ信号を用いて自
動的に焦点、白バランス、露光を調繁するようにしたビ
デオカメラ装置に関する。

〔従来の技術〕 ビデオカメラにおいては、各種機能の自動化が行なわれ
、非常に使い易くなってきている。たとえば、特開昭５
８−１８８９６６号公報においては、撮像によって得ら
れるビデオ信号の高域成分を分離し、この高域成分が最
大となるように、焦点調整装置を制御するようにした技
術が開示されている。また、特開昭５９−１８９７９！
１号公報においては、撮像によって得られるＲ、　　Ｇ
、　　Ｂ信号の分布と基準となるＲ、　　Ｇ、　　Ｂ信
号の分布との比較から被写体の白部分を検出し、この検
出された白部分で撮像によって得られるＲ、　　Ｇ、　
　Ｂ信号が所定の分布となるように、白バランス調整を
行なう技術が開示されている。さらに、撮像によって得
られるビデオ信号のレベルを検出し、このレベルが一定
となるように絞シを制御することによシ、露光量を調整
する技術も知られている。

このように、撮像によって得られるビデオ信号を用いる
ことによυ、焦点、白バランス、露光を自動的に調整す
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、特殊な撮像方法の一例として、撮像素子の撮
像面の一部の領域を走査領域とし、この走査領域のみか
らビデオ信号を得るようにしてズーム効果をもたせる撮
像方法がある。従来では、このようなズーム効果は、ズ
ームレンズを用い、そのズーム比を変えることによって
得られるものであったが、撮像素子の撮像面での走査領
域の大きさを変えることにより、撮像素子の視界内の一
部の被写体に対する画像の大きさを変えることができ、
ズームレンズでのズーム比を変えた場合と同様の効果が
得られる。また、撮像素子の撮像面内で走査領域の位置
を変化させることによシ、撮像素子の視界内で実際に撮
像する被写体を変えることができ、ビデオカメラ装置を
固定したままパン、チルト操作を行なったのと同様の効
果が得られる。

しかし、このように撮像素子の撮像面に上記走査領域を
設けると、上記の撮像によって得られるビデオ信号を用
いて自動的に焦点、白バランス。

露光の調整を行なうようにする場合、これらｌｃｉ動作
が生ずる。以下、この点について説明するが、その前に
、まず、撮像素子の撮像面に走査領域を設けて撮像する
方法について説明する、第２図において、１００を撮ｇ
ＩＣ素子の撮像面とする。通常、撮像素子はとの撮像面
１００全体を走査領域としておシ、このために、撮像面
１００全体の被写体の画像が受像機などでモニタできる
。

そこで、いま、撮像面１００の右下部に走査領域１０１
を設定し、これからビデオ信号を得たとすると、第３図
に示すように、この走査領域１０１内の被写体の画像が
受像機などの画面全体に表示され、したがって、この被
写体が拡大されて画像表示されることになる。また、第
２図において、撮像面１００の左上部に走査領域１０２
が設定されると、第４図に示すように、この走査領域１
０２内の被写体が拡大されて画像表示される。

このように、撮像面１００内での走査領域の位置に応じ
て画像表示される被写体を変えることができる。また、
走査領域が小さい程被写体はよシ拡大して画像表示され
る。これを、ズームレンズを用いた光学ズーミングに対
し、電子ズーミングと呼ぶことにする。もちろん、走査
領域を撮像面１００よシも大きくすれば、被写体を縮小
して画像表示することもできる。

ところで、かかる電子ズーミングを行ないながら上記の
自動的な焦点、白バランス、露光調整を行なう場合、撮
像面１００内に設定される走査領域から得られるビデオ
信号が用いられる。しかし、この場合には、焦点、白バ
ランス、露光調整に以下に述べるような誤動作が生ずる
。

すなわち、第２図において、撮像面１００内に走査領域
１０２が設定され、この走査領域１０２の一部に高輝度
の物体像、たとえば太陽の像１０３が含まれたとすると
、上記従来の自動露光調整装置は撮像によって得られた
ビデオ信号を用いて動作するので、走査領域を撮像面１
００全体としたときよりも太陽１０３からの光量の影響
が大と々す、得られたビデオ信号のレベルが高いものと
なる。このために、絞シがよ）絞シ込まれ、走査領域１
０２に対する第４図の画面は、走査領域１０１に対する
第３図の画面に比べ、暗いものとなる。

また、第２図で太陽１０５のように高輝度の物体像を含
む走査領域１０２が設定されると、上記従来の白バラン
ス調整装置がこの高輝度の物体像で白バランス調整を行
なってしまう場合がある。

この場合、撮像対象となる被写体の光源がこの高輝度の
物体と異なると、この被写体に対して白バランスがくず
れ、色再現が劣化することになる。

さらに、上記のようにビデオ信号の高域成分を用いて焦
点調整を行なう場合、撮像素子の撮像面での走査領域の
大きさに応じて走査速度が異なるから、この走査領域の
大きさに応じて高域成分の量が変化する。すなわち、撮
像素子の視界内の情景が同じで撮像面での走査領域の中
心位置が同じでも、走査領域が小さくなる程（すなわち
、電子ズーミングのズーム倍率が大きくなる程）高域成
分が減少する。したがって、このことから焦点調整装置
の制御感度が低下し、誤動作することになる。これを防
止するためには、ズーム倍率に応じて焦点調整装置の制
御感度を変化させなければならないという問題もあった
。

本発明の目的は、かかる間趙点を解消し、撮像面の一部
を走査領域とするに際しても、常に良好な露光状態のも
とで撮像可能としたビデオカメラ装置を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、撮像面の一部を走査領域とするに
際しても、白バランス調整が最適に行なわれ、良好な色
再現が得られるようにしたビデオカメラ装置を提供する
ことにある。

本発明のさらに他の目的は、撮像面の一部を走査領域と
するに際しても、良好な自動焦点調整が行なわれるよう
にしたビデオカメラ装置を提供することにある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記目的を達成するために、本発明は、走査領域を表わ
す走査領域設定信号と該走査領域からはみ出すことがな
いゲート領域を規定するゲート信号とを発生するコント
ローラと、撮像素子の出力信号をカメラ回路で処理して
得られるビデオ信号を該走査領域設定信号によって抽出
し時間軸変換して標準方式のビデオ信号を生成するビデ
オ信号処理回路と、該撮像素子の出力信号もしくは該カ
メラ回路で生成されたビデオ信号を該ゲート信号で抽出
するゲート回路とを設け、露光制御信号や白バランス制
御信号や焦点制御信号は該ゲート回路の出力信号を処理
して生成するようにする。

〔作用〕

ビデオ信号処理回路で走査領域設定信号によって抽出さ
れる信号は撮像面での該走査領域設定信号によって規定
される走査領域のみから得られる信号であり、これを時
間軸変換して標準方式のビデオ信号にすると、このビデ
オ信号による再生画像は該走査領域内の被写体像が拡大
されたものであり、これにより、電子ズーミングが実現
する。

一方、この電子ズーミングによる再生画像に対する露光
調整、白バランス調整はゲート回路で抽出される走査領
域内のゲート信号で規定されるゲート領域から得られる
信号を用いて行なわれるから、走査領域内に高輝度の物
体像が入り込んでも、これらがゲート領域に入らない場
合、露光調整や白バランス調整はこの高輝度の物体像に
は影響され外い。

また、ビデオ信号処理回路の処理は電子ズーミングのた
めの処理であるが、この処理前のイＭ号を用いて焦点制
御が行なわれる。このために、電子ズーミングのズーム
倍率が変化しても、焦点制御のための制御感度は変化し
ない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明によるビデオカメラ装置の一実施例を示
すブロック図であって、１はレンズ系、２は絞）、６は
撮像索子、４はカメラ回路、５はビデオ信号処理回路、
６は出力端子、７はコントローラ、８は入力端子、９〜
１１はゲート回路、１２は自動焦点制御回路、１３は自
動露光制御回路、１４は自動白バランス制御回路である
。

同図において、撮像素子３の視界内の被写体からの光が
レンズ糸１を通シ、絞シ２で光量調整されて撮像素子５
の撮像面に照射され、この撮像面に被写体像が結像され
る。撮像素子６はこの撮像面全体を走査し、被写体像を
表わす電気信号を発生する。この電気信号はカメラ回路
４に供給され、各種処理がなされてビデオ信号Ｖ、が生
成される。

とのビデオ信号ｖ８はさらにビデオ信号処理回路５で後
述する処理がなされ、出力端子６からビデオ信号Ｖｄと
して出力される。電子ズーミングが行なわれない通常の
撮像では、出力端子４から出力されるビデオ信号ｖｄは
撮像素子３の全撮像面に対するものである。

電子ズーミングを行なう場合には、入力端子８からコン
トローラ７に領域信号Ｅが供給される。

この走査領域指示信号Ｅは、第２図における撮像面１０
０に対する走査領域１０１のように、撮像索子５の撮像
面での走査領域の位置、大きさを指示する。コントロー
ラ７は、撮像索子６の撮像面での走査位置を監視しつつ
、との撮像面に対して走査領域指示信号Ｅで指示される
位置に指示される大きさの走査領域が形成されるような
走査領域設定４ｇ号Ｃ８を発生し、さらに、この走査領
域に含まれる小さな領域（以下、ゲート領域という）を
設定するゲート信号Ｃｇ　も発生する。

ビデオ信号処理回路５においては、カメラ回路４からの
ビデオ信号ｖ１が１フイールド毎に走査領域設定信号Ｃ
８の信号期間抽出され、これら軸出された部分を夫々１
フイールドの期間長に時間軸伸長してビデオ信号Ｖａ　
とされる。したがって、この走査領域設定信号Ｃ７にょ
って第２図の走査領域１０１が設定されたものとすると
、ビデオ信号処理回路５では、撮像面１００全体に対す
るビデオ信号Ｖ、からこの撮像面１００の走査領域１０
１に対する信号部分が抽出され、時間軸伸長されて通常
の時間軸のビデオ信号Ｖｄが得られる。

このビデオ信号Ｖａは、撮像面１００での走査領域１０
１のみを通常の水平、垂直走査周波数で走査したときに
得られるビデオ信号と婢しく、したがって、このビデオ
信号Ｖｄで画像表示すると、この走査領域１０１内の被
写体像が画面全体に拡大して表示されることになる。

コントローラ７で発生するゲート信号ｃ８　によるゲー
ト領域は、たとえば第２図の走査領域１０１に対し、そ
の中の斜線でハツチングした領域１０４ということにな
る。このゲート領域１０４は走査領域１０１と同じであ
ってもよい。

ゲート信号Ｃｇはゲート回路９〜１１に供給される。ゲ
ート回路９はカメラ回路４で生成されたたとえば輝度信
号でのゲート信号Ｃｇの信号期間の部分を抽出する。自
動焦点制御回路１２はゲート回路９の出力信号の高周波
成分を抽出し、その量に応じてレンズ系１を制御し、自
動焦点調整を行なう。

かかる自動焦点調整では、走査領域設定信号Ｃアで設定
される走査領域内のゲート領域内の被写体に対して行な
われ、かつ撮像素子３の全撮像面に対するビデオ信号の
高周波成分を用いているから、設定される走査領域の大
きさ（すなわち、ズーム倍率）によってこの高周波成分
の量が変化することがない。このために、自動焦点調整
の制御感度は常に一定に保持され、走査領域内の被写体
に精度よく焦点が合わされることになる。

ゲート回路１０も、ゲート回路９と同様に、ゲート信号
Ｃｇによってカメラ回路４からのたとえば輝度信号を抽
出する。自動露光制御回路１３はゲート回路１０の出力
信号から露光制御信号を生成し、これによって絞シ２を
制御する。また、同様にして、ゲート信号Ｃｇによって
ゲート回路１１で抽出されたたとえば原色信号は自動白
バランス制御回路１４に供給され、白バランス制御信号
が生成される。この白バランス信号により、カメラ回路
４で白バランス調整が行なわれる。

ところで、ゲート信号Ｃｇによって設定されるゲート領
域は、走査領域よりも小さく、かっこの走査領域内に含
まれる。このために、たとえば第２図において、走査領
域を走査領域１０１から矢印方向に位置変更し、走査領
域１０２を設定したところ、この走査領域１０２内に太
陽１０５などの高輝度の物体像が入り込んでも、この物
体像が走査領域１０２内に設定されるゲート領域１０５
に入り込まなければ、自動露光制御回路１６や自動白バ
ランス制御回路１４の動作はこの高輝度の物体像によっ
て影響されることはない。

ゲート領域の大きさと走査領域の大きさとの比率、およ
び走査領域内でのゲート領域の位置関係を一定としても
よいが、これらを可変としてもよい。このようにすると
、コントローラ７において、ビデオ信号処理回路５から
たとえば輝度信号が供給され、この輝度信号のレベルか
ら輝度レベルの領域を検出し、この領域が設定されるゲ
ート領域に含まれないようにゲート信号Ｃｇを形成する
ようにすることができる。

ゲート領域としては、走査領域よりも大きくなったシ、
あるいは走査領域からはみ出したりしなければよいので
あって、必ずしも走査領域よりも小さくならなければな
らないのではなく、走査領域と同じであってもよい。

第５図はゲート領域１０４が走査領域１０１と大きさが
等しい場合を示し、入力端子８からの走査領域指示信号
Ｅもしくはコントローラ７の指示によって走査領域１０
１が変化するとともに、ゲート領域１０４も変化する。

この場合には、走査領域設定信号Ｃ８とゲート信号Ｃ６
とが同一であるから、コントローラ７での処理が簡単と
なるが、走査領域１０ｆに高輝度の物体像が含まれると
、自動露光制御や自動白バランス制御が誤動作する場合
がある。また、これを防止するために、ゲート領域に高
輝度の物体像が含まれないようにコントローラ７が動作
すると、走査領域自体も変化してしまうことになる。

第６図はゲート領域の大きさを一定とした場合である。

この場合には、走査領域１０１に高輝度の物体像が入シ
込んでもゲート領域１０４に入シ込まない場合もあす、
シたがって、第５図の場合に比べ、自動焦点制御や自動
白バランス制御が誤動作することが少ない。但し、ゲー
ト領域１０４の大きさが一定であるから、走査領域１０
１の最小の大きさの制限、被写体の大きさの制限が問題
となる場合がある。

第７図はゲート領域１０４の大きさや走査領域１０１の
位置関係を任意に変化可能とした場合を示している。こ
の場合には、走査領域１０１の最小の大きさや被写体の
大きさの制限などがなくなるし、また、ゲート領域１０
４に高輝度の物体像が含１れないようにすることができ
るので、自動露光制御や自動白バランス制御の誤動作を
防止できる。

なお、コントローラ７の処理としては、上記の処理のみ
に限定されるものではない。

第８図は本発明によるビデオカメラ装置の他の実施例を
示すブロック図であって、１５はゲート回路であり、第
１図に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明
を省略する。

同図において、ゲート回路１５は撮像紫子乙の出力信号
からゲート信号Ｃｇの信号期間の部分を抽出し、自動焦
点制御回路１２、自動露光制御回路１３および自動白バ
ランス制御回路１４に供給する。

他の部分については第１図に示した実施例と同様であり
、同様の効果が得られるが、さらに、ゲート回路は１つ
ですむから、回路摘成がよシ簡略化する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、電子ズーミング
を行なったときでも、自動焦点制御や自動露光制御、自
動白バランス制御が誤動作なく行なわれ、良好な画像再
生が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるビデオカメラ装置ｌの一実施例を
示すブロック図、第２図はこの実施例での電子ズーミン
グ動作の説明図、第３図は同じく走査領域とゲート領域
との関係を示す図、第４図は本発明によるビデオカメラ
装置の他の実施例を示すブロック図である。 １・・・レンズ系、２・・・絞）、３・・・撮像素子、
４・・・カメラ回路、５・・・ビデオ信号処理回路、６
・・・ビデオ信号出力端子、７・・・コントローラ、９
〜１１・・・ゲート回路、１２・・・自動焦点制御回路
、１３・・・自動露光制御回路、１４・・・自動白バラ
ンス制御回路、１５・・・ゲート回路。 第 区 （ｂ） （ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、撮像面に結像した被写体の光学像を走査して電気信
   号を発生する撮像素子と、該電気信号を処理してビデオ
   信号を生成するカメラ回路とを備えたビデオカメラ装置
   において、 該撮像面の一部の領域を走査領域として指定し、該撮像
   素子が該走査領域を走査する期間を表わす走査領域設定
   信号を発生するとともに、該走査領域設定信号の信号期
   間内でゲート信号を発生するコントローラと、 該走査領域設定信号によって該カメラ回路の出力ビデオ
   信号を抜き取り、時間軸変換して標準方式のビデオ信号
   を生成するビデオ信号処理回路と、 該撮像素子の出力信号もしくは該カメラで生成されたビ
   デオ信号を該ゲート信号で抽出するゲート回路と、 該ゲート回路の出力信号を処理し、該撮像面への入射光
   量を加減するための露光制御信号を生成する露光制御回
   路と を設け、該ビデオ信号処理回路の出力ビデオ信号による
   再生画像の明るさを確保することができるように構成し
   たことを特徴とするビデオカメラ装置。 ２、撮像面に結像した被写体の光学像を走査して電気信
   号を発生する撮像素子と、該電気信号を処理してビデオ
   信号を生成するカメラ回路とを備えたビデオカメラ装置
   において、 該撮像面の一部の領域を走査領域として指定し、該撮像
   素子が該走査領域を走査する期間を表わす走査領域設定
   信号を発生するとともに、該走査領域設定信号の信号期
   間内でゲート信号を発生するコントローラと、 該走査領域設定信号によって該カメラ回路の出力ビデオ
   信号を抜き取り、時間軸変換して標準方式のビデオ信号
   を生成するビデオ信号処理回路と、 該撮像素子の出力信号もしくは該カメラで生成されたビ
   デオ信号を該ゲート信号で抽出するゲート回路と、 該ゲート回路の出力信号を処理し、該カメラ回路での白
   バランス調整のための制御信号を生成する白バランス制
   御回路と を設け、該ビデオ信号処理回路の出力ビデオ信号による
   再生画像の色再現を確保することができるように構成し
   たことを特徴とするビデオカメラ装置 ３、撮像面に結像した被写体の光学像を走査して電気信
   号を発生する撮像素子と、該電気信号を処理してビデオ
   信号を生成するカメラ回路とを備えたビデオカメラ装置
   において、 該撮像面の一部の領域を走査領域として指定し、該撮像
   素子が該走査領域を走査する期間を表わす走査領域設定
   信号を発生するとともに、該走査領域設定信号の信号期
   間内でゲート信号を発生するコントローラと、 該走査領域設定信号によって該カメラ回路の出力ビデオ
   信号を抜き取り、時間軸変換して標準方式のビデオ信号
   を生成するビデオ信号処理回路と、 該撮像素子の出力信号もしくは該カメラで生成されたビ
   デオ信号を該ゲート信号で抽出するゲート回路と、 該ゲート回路の出力信号を処理し、該撮像面で被写体の
   光学像を合焦させるための制御信号を生成する焦点制御
   回路と を設け、該ビデオ信号処理回路の出力ビデオ信号による
   再生画像を鮮明に映出することができるように構成した
   ことを特徴とするビデオカメラ装置。 ４、撮像面に結像した被写体の光学像を走査して電気信
   号を発生する撮像素子と、該電気信号を処理してビデオ
   信号を生成するカメラ回路とを備えたビデオカメラ装置
   において、 該撮像面の一部の領域を走査領域として指定し、該撮像
   素子が該走査領域を走査する期間を表わす走査領域設定
   信号を発生するとともに、該走査領域設定信号の信号期
   間内でゲート信号を発生するコントローラと、 該走査領域設定信号によって該カメラ回路の出力ビデオ
   信号を抜き取り、時間軸変換して標準方式のビデオ信号
   を生成するビデオ信号処理回路と、 該撮像素子の出力信号もしくは該カメラで生成されたビ
   デオ信号を該ゲート信号で抽出するゲート回路と、 該ゲート回路の出力信号を処理し、該撮像面への入射光
   量を加減するための露光制御信号、該カメラ回路での白
   バランス調整のための制御信号、該撮像面で被写体の光
   学像を合焦させるための制御信号の少なくともいずれか
   ２つを生成する制御回路と を設けたことを特徴とするビデオカメラ装置。 ５、請求項１、２、３または４において、 前記ゲート信号で規定される前記撮像面でのゲート領域
   は、前記走査領域と等しいことを特徴とするビデオカメ
   ラ装置。 ６、請求項１、２、３または４において、 前記ゲート信号で規定される前記撮像面でのゲート領域
   は、前記走査領域よりも小さくかつ前記走査領域内にあ
   ることを特徴とするビデオカメラ装置。 ７、請求項６において、 前記ゲート領域は、その大きさが前記走査領域の大きさ
   に対して一定の比率であって、前記走査領域に対する位
   置関係が一定であることを特徴とするビデオカメラ装置
   。 ８、請求項６において、 前記ゲート領域は、その大きさおよび前記走査領域に対
   する位置関係が可変であることを特徴とするビデオカメ
   ラ装置。