JPH077658A - テレビジョンカメラ装置 - Google Patents

テレビジョンカメラ装置

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JPH077658A
JPH077658A JP5073963A JP7396393A JPH077658A JP H077658 A JPH077658 A JP H077658A JP 5073963 A JP5073963 A JP 5073963A JP 7396393 A JP7396393 A JP 7396393A JP H077658 A JPH077658 A JP H077658A
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JP
Japan
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sensitivity
control
illuminance
image pickup
circuit
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Pending
Application number
JP5073963A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Yoshimura
保男 吉村
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Hitachi Denshi KK
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/72Combination of two or more compensation controls
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/76Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高照度から低照度まで変化する被写体からの
入射光量変化に対し、手動による制御を行なわずに、広
いダイナミックレンジにわたり、感度制御を可能とした
テレビジョンカメラ装置を提供すること。 【構成】 レンズアイリス制御手段、撮像管感度制御手
段および映像信号増幅回路利得制御手段により感度制御
手段を構成し、照度低下時は、入射光量に応じ、画質劣
化の無いレンズアイリスの制御、画質劣化の比較的少な
い撮像管感度の制御、映像信号増幅回路の利得制御と制
御を連続的に行い、照度上昇時には逆の制御を行うこと
で、広いダイナミックレンジを有するテレビジョンカメ
ラ装置の感度制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高照度から低照度まで
変化する被写体からの入射光量変化に対し、広いダイナ
ミックレンジの感度制御を可能としたテレビジョンカメ
ラ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、テレビジョンカメラ装置は、被
写体照度の変化により入射光量が変化しても、出力映像
信号レベルを、ほぼ所定レベルに保持するための感度制
御手段(利得制御手段)を備えている。テレビジョンカ
メラ装置の感度制御手段の従来技術としては、レンズア
イリスを制御する感度制御手段、映像信号増幅回路の利
得を制御する感度制御手段が知られ、実用化されてい
る。また、近年、撮像管のターゲットの改良により、タ
ーゲット電極に高電圧を印加すると、ターゲットにおけ
る信号電荷のアバランシェ(なだれ現象)増幅効果によ
り信号電荷が増倍する高感度撮像管が実用化されてお
り、更に、この撮像管はターゲット電圧を可変すること
により感度を制御することが可能という特徴を持ってい
る。
【0003】前述のレンズアイリスを制御してテレビジ
ョンカメラ装置の感度制御をする手段には、テレビジョ
ンカメラ装置への入射光量の変化により変化した映像信
号レベルの変化を検出し(平均値検出、ピーク値検出お
よび前記検出の組み合わせ等がある)、この検出信号に
より自動的にレンズアイリスを制御するオートアイリス
手段があり多用されている。しかしながら、前述の映像
信号増幅回路の利得を制御して感度制御をする手段は、
むやみに制御するとS/Nの劣化を招くため、また、撮
像管のターゲット電圧を可変して感度制御する手段は同
様にショットノイズが増加しS/Nの劣化を招くため、
これらのことを熟知した人が、被写体照度に合わせ、撮
像画面を見ながら、手動で適宜制御する必要があるとい
う問題があった。
【0004】上述のような問題があるため、被写体の照
度が昼間の高照度から夜間の低照度まで変化する撮像を
行う監視目的用のテレビジョンカメラ装置や、海上の高
照度の被写体から水中、特に深海の低照度の被写体まで
の撮像を行う水中用のテレビジョンカメラ装置の場合
は、被写体の照度に合わせ、広いダイナミックレンジの
感度制御を必要とするが、これらの装置では、上記感度
制御部が制御しにくい状態にあるため、手動による感度
制御ができず、映像信号増幅回路の利得制御の設定およ
び撮像管のターゲット電圧制御の設定を、所定の値に設
定し、制御可能なレンズアイリスの制御のみにより感度
制御を行う状態であった。その結果、上記利得およびタ
ーゲット電圧の設定値が所定照度範囲で最適となるよう
に設定されているため、範囲外の照度となった場合、テ
レビジョンカメラ装置の映像信号出力レベルが高すぎた
り、不足したり、また、場合によってはS/Nの劣化に
より画質の低下を招いていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術では、
高照度から低照度まで変化する被写体の画像を最良の画
質で撮像するためには、照度変化にあわせて、レンズア
イリスの制御に加え、その都度、映像信号増幅回路の利
得制御および撮像管のターゲット電圧制御の設定を手動
制御で行わねばならず、上記のごとく、手動制御のでき
ない状況下においては、高照度から低照度まで変化する
被写体の画像を最良の画質で得ることができないという
欠点がある。本発明は、これらの欠点を除去し、高照度
から低照度まで変化する被写体の画像を最良の画質で撮
像できる広いダイナミックレンジの感度制御を行なうこ
とのできるテレビジョンカメラ装置の実現を目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、レンズアイリス制御手段と撮像管感度制
御手段と映像信号増幅回路利得制御手段とを有するテレ
ビジョンカメラ装置において、入射光量に応じ、前記各
制御手段を所定順序で連続して制御するようにしたもの
である。
【0007】更に詳述すると、被写体照度が高照度から
低照度に低下した場合、まず、画質劣化の無いレンズア
イリス制御手段により、映像信号出力レベルを保持すべ
く、入射光量を増加させるという感度の制御を行う。レ
ンズアイリスが開放となり、レンズアイリスによる感度
制御ができなくなった場合、入射光量に応じた検出信号
により、他の感度制御に切り替えを行なう。
【0008】例えば、次に、画質劣化の比較的少ない撮
像管のターゲット電圧制御手段により撮像管の感度アッ
プという感度制御を行う。撮像管のターゲット電圧制御
による感度制御が限度まできたならば、同様に入射光量
に応じた検出信号により、次の他の感度制御に切り替え
を行なう。
【0009】例えば次に、映像信号増幅回路の利得制御
手段による感度制御を行う。このように、画質劣化が極
力少なくなるように三種類の感度制御手段の使用を被写
体照度に応じ、適宜自動的に連続して行うことで広いダ
イナミックレンジを持つ感度制御を行うようにしたもの
である。なお、被写体照度が低照度から高照度に上昇し
てきた場合は、前述の逆の動作で感度の制御を行なう。
また、上記三種類の感度制御手段は、必要に応じて、適
宜順序を変えて使用することもできる。
【0010】
【作用】その結果、レンズアイリス制御手段、撮像管の
ターゲット電圧制御手段および映像信号増幅回路の利得
制御手段は、被写体照度の変化に応じ、連続して適宜動
作するため、高照度から低照度まで変化する被写体を、
最も画質劣化の少ない状態で撮像することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明によるテレビジョンカメラ装置
について、図示の一実施例により詳細に説明する。図1
は本発明の一実施例で、図において、レンズ1を通過し
た被写体からの入射光は、撮像管2で光電変換され映像
信号となり、該映像信号は前置増幅回路3で必要レベル
まで増幅されたのち、プロセス増幅回路5の一部である
利得可変回路4を通過した後、プロセス増幅回路5で各
種映像信号処理をされ、映像信号出力端子6から外部に
出力される。
【0012】利得可変回路4の映像信号出力aは、映像
信号平均値検出回路7にも出力され、映像信号平均値検
出回路7にて映像信号の平均値を求め映像信号の平均値
信号bとなり、レンズアイリス制御回路8、撮像管感度
制御回路9および利得可変制御回路10へ出力される。
【0013】まず、被写体照度が高照度から低照度に変
化する場合の各制御回路の動作について説明する。映像
信号の平均値信号bを入力されたレンズアイリス制御回
路8は、この平均値信号bとここに設定された基準値
(一例として、映像信号出力端子6において所定出力レ
ベルを得るのに必要な値がある)とを比較し、差に応じ
たアイリス制御値を算出し、その制御信号cをレンズア
イリスサーボ回路11に出力する。レンズアイリスサー
ボ回路11はこの制御信号cに応答したレンズアイリス
制御信号dでレンズ1のレンズアイリスを制御する。こ
の制御は、平均値信号bが基準値に一致するまで行なわ
れる。
【0014】一方、レンズアイリス制御回路8の制御信
号cは、レンズアイリスの制御状態(例えば、アイリス
の開放状態)を検出するアイリス制御状態検出回路12
にも出力される。ここで、被写体照度が低下し、レンズ
アイリスを開放にしても平均値信号bが基準値に一致し
なくなった場合(被写体照度がレンズアイリスの制御範
囲外となった場合)、アイリス制御状態検出回路12
は、この時、供給される制御信号cにより、レンズアイ
リスが開放状態になったことを検出する。そして、対応
する検出信号eをレンズアイリス制御回路8に供給し、
レンズアイリス制御回路8の動作をロックし、レンズア
イリスを開放状態に保持する。また、この検出信号e
は、撮像管感度制御回路9およびAND回路13にも供
給される。
【0015】撮像管感度制御回路9は、被写体照度がレ
ンズアイリスの制御範囲外となったときに供給されるア
イリス開放状態を示す検出信号eにより動作状態とな
り、この時の平均値信号bとここに設定された基準値
(一例として、映像信号出力端子6において所定出力レ
ベルを得るのに必要な値がある)とを比較し、差に応じ
た撮像管感度制御値を算出し、その撮像管感度制御信号
fを撮像管ターゲット電圧制御回路14へ出力する。撮
像管ターゲット電圧制御回路14は、撮像管感度制御信
号fに対応した撮像管ターゲット電圧gを撮像管2のタ
ーゲット電極へ出力し、被写体照度の変化に応じて撮像
管2のターゲット電圧を可変し、平均値信号bが基準値
に一致するまで撮像管2の感度制御を行う。
【0016】撮像管感度制御回路9から出力される撮像
管感度制御信号fは、撮像管感度の制御状態(例えば、
ターゲット電圧値が最大または最小の状態)を検出する
撮像管感度制御状態検出回路15にも出力され、該検出
回路15から出力される検出信号hは、AND回路13
に出力される。ここで、被写体照度が更に低下し、ター
ゲット電圧値を最大にしても平均値信号bが基準値に一
致しなくなった場合(被写体照度が撮像管感度制御範囲
外となった場合)、撮像管感度制御状態検出回路15
は、この時供給される制御信号fにより、ターゲット電
圧値が最大になったことを検出する。この検出信号m
は、撮像管感度制御回路9に供給され、撮像管感度制御
回路9の動作をロックし、撮像管感度を最大の状態に保
持する。
【0017】そして、AND回路13にアイリス制御状
態検出回路12からレンズアイリスの開放状態を示す検
出信号eが供給され、且つ、撮像管感度制御状態検出回
路15から撮像管感度が最大状態を示す検出信号hが供
給された場合、利得可変制御回路10へ制御信号kが出
力される。この制御信号kを受けて利得可変制御回路1
0が動作状態となり、この時の平均値信号bとここに設
定された基準値(一例として、映像信号出力端子6にお
いて所定出力レベルを得るのに必要な値がある)とを比
較し、差に応じた利得制御値を算出し、その利得可変制
御信号lをプロセス増幅回路5の一部である利得可変回
路4へ出力し、平均値信号bが基準値に一致するよう利
得可変回路4で映像信号の利得可変を行い、被写体が低
照度の場合(被写体照度が撮像管感度制御範囲外となっ
た場合)の感度制御を行う。
【0018】次に、被写体照度が低照度から高照度に変
化する場合の各制御回路の動作について説明する。徐々
に被写体の照度が上昇してきた場合は、利得可変制御回
路10に入力される映像信号平均値検出回路7の平均値
信号bと設定された基準値との差に対応する利得可変制
御回路10から出力される利得可変制御信号lが被写体
照度低下の時と逆に変化するため、被写体照度に応じて
利得可変回路4の利得が低下し、平均値信号bが基準値
に一致するよう利得が制御される。
【0019】ここで、被写体照度がさらに上昇し、映像
信号の利得を最小値としても平均値信号bが基準値に一
致しなくなった場合(被写体照度が利得制御範囲外とな
った場合)、利得可変回路4の利得制御状態(例えば、
利得が最小の状態)を検出する利得制御状態検出回路1
6でこの時の利得可変制御信号lにより、利得可変回路
4の利得が最小値となったことを検出する。この検出信
号oは、利得可変制御回路10に供給され、利得可変制
御回路10の動作をロックし、利得を最小の状態に保持
する。
【0020】さらに、この利得制御状態検出回路16の
出力検出信号nは、撮像管感度制御回路9に供給され、
今まで撮像管ターゲット電圧gを最大値に保持していた
ものを解除し、撮像管感度制御回路9を動作状態とし、
被写体照度に応じて撮像管の感度を下げるように動作す
る。
【0021】以下同様にして、被写体照度がさらに上昇
し、撮像管感度制御状態検出回路15で、撮像管感度制
御信号fの最小値を検出した場合、撮像管感度を最小値
に保持すると共に、検出信号pをレンズアイリス制御回
路8に供給し、今までレンズアイリスを開放状態に保持
していたものを解除し、レンズアイリス制御回路8を動
作状態とし、被写体照度に応じてレンズアイリスを制御
し、テレビジョンカメラ装置の感度を下げる。
【0022】以上説明した本発明の一実施例は、図1に
示したように、ハードロジックにより説明したが、映像
信号平均値検出回路7の平均値信号b以降をマイクロコ
ンピュータに入力し、演算処理により同様の制御を行う
ことも可能である。
【0023】また、映像信号平均値検出回路7を、映像
信号ピーク値検出回路または平均値検出とピーク値検出
を加算した回路に置換しても同様に制御を行うことが可
能である。
【0024】同様に、アイリス制御状態検出回路とし
て、レンズアイリスの開放状態を検出するものとした
が、これに限定されず、所定のアイリス値を検出するよ
うに設定することも可能である。
【0025】その他、本発明の一実施例は、図1に示し
たように被写体照度に応じ、極力、映像信号劣化の少な
いように感度制御を行うように構成したが、各制御手段
の動作順序を変更しても同様の動作が可能であり、ま
た、他方法で感度可変な撮像管および感度可変な撮像素
子を用いても良いことは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、高照度から低照度まで
変化する被写体の画像を最良の画質で撮像できる、広い
ダイナミックレンジの感度制御を有するテレビジョンカ
メラ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテレビジョンカメラ装置の一実施
例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 レンズ 2 撮像管 3 前置増幅器 4 利得可変回路 5 プロセス増幅回路 6 映像信号出力端子 7 映像信号平均値検出回路 8 レンズアイリス制御回路 9 撮像管感度制御回路 10 利得可変制御回路 11 レンズアイリスサーボ回路 12 アイリス制御状態検出回路 13 AND回路 14 撮像管ターゲット電圧制御回路 15 撮像管感度制御状態検出回路 16 利得制御状態検出回路 a 映像信号出力 b 平均値信号 c 制御信号 d レンズアイリス制御信号 e 検出信号 f 撮像管感度制御信号 g 撮像管ターゲット電圧 h 検出信号 k 制御信号 l 利得可変制御信号 m 検出信号 n 検出信号 o 検出信号 p 検出信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズアイリス制御手段と撮像管感度制
    御手段と映像信号増幅回路利得制御手段とを有するテレ
    ビジョンカメラ装置において、入射光量に応じ、前記各
    制御手段を所定順序で連続して制御することを特徴とす
    るテレビジョンカメラ装置。
JP5073963A 1993-03-31 1993-03-31 テレビジョンカメラ装置 Pending JPH077658A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5073963A JPH077658A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 テレビジョンカメラ装置
GB9406293A GB2277656A (en) 1993-03-31 1994-03-30 Control of Television Camera Sensitivity

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JP5073963A JPH077658A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 テレビジョンカメラ装置

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ID=13533245

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GB (1) GB2277656A (ja)

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