JPH0779439B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH0779439B2
JPH0779439B2 JP61156631A JP15663186A JPH0779439B2 JP H0779439 B2 JPH0779439 B2 JP H0779439B2 JP 61156631 A JP61156631 A JP 61156631A JP 15663186 A JP15663186 A JP 15663186A JP H0779439 B2 JPH0779439 B2 JP H0779439B2
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好徳 北村
宏樹 松岡
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は撮像装置における絞りの自動制御に関するもの
である。
従来の技術 従来の撮像装置としては、例えば特開昭58−38075号公
報に示されている。
第9図はこの従来の撮像装置のブロック構成図を示すも
のである。1は絞り、2はレンズ、3は撮像素子、4は
撮像素子3からの信号を増幅して所定レベルの撮像信号
を得るための増幅回路、40は撮像信号をディジタル信号
に変換するアナログ・ディジタル変換回路、41はガンマ
補正等を行なう信号処理回路、42はディジタル信号をア
ナログ信号に変換するディジタル・アナログ変換回路、
43はアナログ・ディジタル変換回路40の出力信号と基準
値との大小比較を行なう比較回路、44は比較回路43が基
準値より大きいと判断した信号の数を1フィールドにわ
たって計数し、結果をラッチして出力する計数回路、45
は計数回路44の出力信号をアナログ信号に変換するディ
ジタル・アナログ変換回路、7′はディジタル・アナロ
グ変換回路45の出力信号と基準電圧を比較する比較回
路、8は絞り1を駆動する駆動回路である。
以上のように構成された従来の撮像装置の動作について
以下に説明する。
第10図は、1フィールドの撮像信号から画像を細かく分
割し、その明るさと面積の関係を示した分布図であり、
横軸には明るさに対応した撮像信号の振幅レベルを取っ
てある。今、撮像信号の振幅の平均レベルが所定レベル
AVと等しくなるように絞りを調整する場合を説明する。
従来の撮像装置において、比較回路43の基準値を所定レ
ベルAVとし、比較回路7′の基準電圧を比較回路43の入
力信号の総度数Nとしたとき、N/2に対応する電圧に設
定して絞りを制御する。第10図Aは適正な露出が得られ
た場合であり、撮像信号の振幅がAVを越える信号の度数
Hが、H=N/2となっている。第10図BはH<N/2となる
場合で露出不足であり、第10図CはH>N/2となる場合
で露出過度を示している。このように、H=N/2となる
様に絞りを制御することによって平均値方式と同様な制
御を行なっていた。
ピーク値方式の絞り制御は、画面の一部に螢光灯等の光
源が入ることによって絞りが閉じられ主要被写体が暗く
なってしまうという欠点がある。これに対して、平均値
方式は光源による影響が少なく、比較的暗い被写体に対
しても適正な露出が得られるが、部分的にはかなりの露
出過度が発生し、白つぶれが起きる場合がある。このよ
うに、ピーク値方式と平均値方式は1長1短がある。そ
こで、従来の撮像装置ではアナログ・ディジタル変換回
路40の出力信号の1フィールド間のピーク値を求め、前
記ピーク値と計数回路44の出力信号を適当に重み付け加
算し、その結果をディジタル・アナログ変換回路45に入
力することにより、平均値方式にピーク値方式を加味し
た絞りの制御を行なっていた。
発明が解決しようとする問題点 自然界のダイナミックレンジに比較して、撮像素子のダ
イナミックレンジは非常に狭いために、撮像画面に明る
い部分と暗い部分が同時に存在する場合は明・暗いずれ
かを適正露出となるように絞りを制御する必要がある。
室内を撮像している時に螢光灯等の光源が入った場合の
ように、同一画面に明るい部分と暗い部分が同時に存在
し、かつ明るい部分の占める面積が小さい時は、暗い部
分が主要被写体である場合が多い。従って、平均値方式
で絞り制御を行なうのが望ましい。しかし、明るい部分
の画面全体に占める割合が大きくなった時は、主要被写
体が明るい部分に移ったものとして、明るい部分の露出
が適正となるように絞り制御を行なうピーク値方式を用
いるのが良い。従って、絞りの応答は明るい部分の画面
に占める割合、及びコントラストによって暗い部分に露
出を合わせるか、明るい部分に露出を合わせるのか制御
するのが望ましい。
しかしながら従来の構成では、平均値方式とピーク値方
式を混合しているため、画面の一部に光源が入った場
合、平均値方式だけで絞り制御を行なう時に比較して絞
りは閉じられてしまうことになり問題であった。
本発明はかかる点に鑑み、画面上の明るい部分の占める
割合によって絞りの特性を変化させることにより、常に
最適な露出が得られる撮像装置を提供することを目的と
する。
問題点を解決するための手段 本発明は、絞りを有する光学系と、色フィルターを有す
る撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を平滑化する平
滑化手段と、絞りの目標値を与える絞り制御手段と、前
記平滑化手段と前記絞り制御手段との出力を比較する比
較手段と、前記比較手段の出力に応じて絞りを駆動する
駆動手段と、撮像信号から透過率の低い信号を分離する
分離手段と、前記分離手段より得られる前記透過率の低
い信号を用いて撮像信号の分布を検出する分布検出手段
とを備え、前記絞り制御手段が、前記分布検出手段の出
力に応じて撮像信号の振幅が所定レベル以上となる信号
の度数を一定以下になるように前記絞りの目標値を制御
することを特徴とする撮像装置である。
作用 本発明は前記した構成により、分布検出手段より検出し
た撮像信号の分布から所定レベル以上の振幅を持った信
号の度数を求め、前記度数が一定レベルより大きいとき
に、撮像画面の明るい部分が適正な露出となるように絞
り制御手段が絞りの目標値を制御する。
実施例 第1図は本発明の第1の実施例における撮像装置のブロ
ック構成図を示すものである。第1図において、1は絞
り、2はレンズ、3は撮像素子、4は増幅回路、8は駆
動回路で、以上は第9図の構成と同様なものである。5
はガンマ補正等の信号波形処理を行なう信号処理回路、
6は撮像信号の平均レベルを検出する平均レベル検出回
路、7は平均レベル検出回路6と絞り制御回路10の出力
信号を比較して絞り制御信号を出力する比較回路、9は
撮像信号の分布を検出する分布検出回路、10は所定レベ
ル以上の振幅を持った撮像信号の度数を求め、それに応
じた信号REFを出力する絞り制御回路である。
以上のように構成された本実施例の撮像装置について、
以下その動作を説明する。
第2図は第10図と同様にして求めた分布図である。図中
MXは撮像信号の最大振幅レベルを示しており、第2図B
においてダイナミックレンジを越えた信号はクリップに
より最大振幅レベルMXに圧縮されて*印になる。第2図
Aはコントラストの小さい被写体を撮像した場合であ
り、絞り制御回路10の出力信号REFは絞り制御の目標値A
Vと等しくなっている(REF=AV)。第2図Bはコントラ
ストの大きな被写体を撮像した場合であり、最大振幅レ
ベルであるMXには*印で示す量の度数が存在している。
絞り制御回路10はMXの度数が所定の割合L%を越えた段
階で絞り制御の目標値であるREF信号を絞りが閉じる方
向に変化させる。第2図CはMXの度数が所定の割合L%
以下に収まった状態を示している。絞り制御の目標値で
あるREFはAVより大きな値とならないように制御されて
いる。
以上のように本実施例によれば、絞り制御回路10がMXの
度数が所定の割合L%を越えた段階で動作するため、通
常は平均レベル検出回路6,比較回路7,駆動回路8,絞り1
で構成する平均値方式の自動絞り制御に影響を与えな
い。従って、撮像画面の一部に光源が入った場合でも光
源による画面の飽和の割合がL%以下ならば平均値方式
で絞りが制御されるため、光源の影響により絞りが閉じ
られて主要被写体が暗くなりすぎることはない。また、
光源による画面の飽和が所定の割合L%より多くなれば
絞りはピーク値方式の制御になるため、平均値方式の欠
点である白つぶれの状態も一定割合以下に収めることが
できる。
なお、本実施例においてMXおよびLの値は撮像素子の特
性や見る人の好み等により、必要に応じて任意に設定で
きるが、一例として、MXは撮像信号のクリップレベル
で、Lは総度数の10分の1程度の値が適切である。
第3図は本発明の第2の実施例を示す撮像装置のブロッ
ク構成図である。同図において、1は絞り、2はレン
ズ、3は撮像素子、4は増幅回路、6は平均レベル検出
回路、7は比較回路、8は駆動回路で、以上は第1図の
構成と同様なものである。20は第4図に示す構成をした
色フィルター、21は撮像信号からレッド(R),グリー
ン(G),ブルー(B)信号を分離する色分離回路、22
はガンマ補正等の信号処理を行なう信号処理回路、23は
色分離回路21のグリーン信号出力の分布を検出する分布
検出回路、24はグリーン信号の振幅が最大レベルMXとな
る信号の度数が所定の割合H%以下で、振幅が所定レベ
ル(SL)以上となる信号の度数を所定の割合L%以下に
なるように比較回路7に制御信号REFを出力する絞り制
御回路である。
以上のように構成された第2の実施例の撮像装置につい
て、以下その動作を説明する。
第4図はホワイト(W),グリーン(G),シアン(C
y),イエロー(Ye)の4色を使用した色フィルター構
成図であり、nH,(n+1)H,(n+2)Hは偶数フィ
ールドの走査を示し、n′H,(n+1)′H,(n+
2)′Hは奇数フィールドの走査を示す。色分離回路21
は、2ラインを使用してホワイト,グリーン,シアン,
イエローの4画素を単位に行なわれる。ホワイト,グリ
ーン,シアン,イエローを通過する信号をW′,G′,C
y′,Ye′とすると、以下のようにグリーン信号G,レッド
信号R,ブルー信号Bが求まる。
第5図は各フィルターの透過率の違いを示しており、ホ
ワイト,イエロー,シアン,グリーンの順に透過率が低
くなっている。従って、上記の式で色分離を行う場合、
W′が飽和してもYe′が飽和しない限り以下の式で正し
く色分離が行なえる。
G=G′ R=Ye′−G′ B=Cy′−G′ 分布検出回路23は、ダイナミックレンジの広いグリーン
信号を用いて行なう。
第6図はグリーン信号を用い、第10図と同様にして求め
た分布図である。第6図において、Sで示す領域はYe′
信号が飽和して色分離が正しく行なわれていない領域を
示している。第6図Aはコントラストの小さい被写体を
撮像した場合であり、絞り制御回路24の出力信号REF
は、絞り制御の目標値AVと等しくなっている。第6図B
はコントラストの大きな被写体を撮像した場合である。
絞り制御回路24は、MXの度数がH%以下で、かつ振幅が
SL以上となる信号の度数からMXの度数を除いた度数をSU
Mとすると、SUMがL%以上になった段階で絞り制御の目
標値であるREF信号を絞りが閉じる方向に変化させる。
第6図CはSUMがL%以内に収まった状態を示してい
る。同図において、MXは変化した絞り制御の目標値REF
で規格化して、MX′=MX・REF/AVとなる。以下同様にM
X′以上の振幅をもつ信号の度数に応じて度数SUMを制御
する。第6図Dはコントラストが大きくてMXの度数がH
%以上となる場合で、画面上に光源等が入った状態であ
る。この時、明るい部分に露出を合わせる制御を行なう
と主要被写体が黒つぶれになる可能性があるため、絞り
を閉じる制御は行なわない。すなわち、REF=AVとして
平均値方式による絞り制御を行なう。絞り制御の目標値
REFはAVより大きな値とならないように制御されてい
る。なお、HおよびLの値は撮像素子の特性や見る人の
好み等によって任意に設定できるが、一例としてH,Lと
もに総度数の1/20程度に設定する。
以上のように本実施例によれば、ダイナミックレンジの
広い信号で分布を検出することにより、通常は平均値方
式で絞り制御を行ない、画面上で飽和した部分の占める
割合が一定以上で、かつ絞りを一定範囲内で閉じたら再
現できる場合のみに絞りを閉じる制御を行なうことがで
きる。1例としてグリーン信号のダイナミックレンジが
イエロー信号の2倍ある場合、すなわち第6図において
SL=MX/2の場合は、絞りは平均値方式だけの制御に比べ
て最大で1絞り分だけ閉じることになる。従って、平均
値方式の白つぶれ現象を適切に補正でき、また補正が過
度になることもない。
第7図は本発明の第3の実施例を示す撮像装置のブロッ
ク構成図である。同図において、1は絞り、2はレン
ズ、6は平均レベル検出回路、7は比較回路、8は駆動
回路、23は分布検出回路、24は絞り制御回路で、以上は
第3図と同様なものである。30は撮像光をレッド,グリ
ーン,ブルーに色分解するダイクロックプリズム、31は
レッド信号を得るための撮像素子、32はグリーン信号を
得るための撮像素子、33はブルー信号を得るための撮像
素子、34は各信号を適切なレベルまで増幅しガンマ補正
を行なうプリアンプ・プロセス回路、35は輝度信号
(Y)と色差信号(R−Y,B−Y)を得るマトリクス回
路、36はエンコーダでNTSC信号を出力する。
以上のように構成された本実施例の撮像装置について、
以下その動作を説明する。
本実施例は、第2の実施例と同様な絞り制御をダイナミ
ックレンジの広い3板撮像装置に適用したものである。
分布検出回路23は第8図に示すように輝度信号の分布を
検出する。第8図は第6図に対応しており、AVは絞り制
御の目標値、MXは振幅の最大レベルで、これを越える信
号はクリップによりMXレベルに圧縮される。第8図で示
すS′領域は、第6図で示した色分離が行なわれない飽
和領域と異なり信号が飽和しない領域である。絞り制御
回路24はMXの度数が所定の割合H1%以下で、かつ振幅が
SL以上となる信号の度数からMXの度数を除いた度数をSU
M′とすると、SUM′が所定の割合L1%以上になった段階
で出力信号REFを絞りが閉じる方向に変化させる。第8
図Aはコントラストの小さい被写体を撮像した場合であ
る。第8図Bはコントラストの大きな被写体を撮像した
場合であり、MXの度数がH1%以下でSUM′がL1%以上と
なった段階で絞りを閉じ始める。第8図Cは絞りを閉じ
てSUM′がL1%以下となり安定した状態である。MXは絞
りを閉じた量に応じて規格化されてMX′となる。第8図
DはMXの度数がH1%を越えた状態で、この時は絞りを閉
じない。
なお、H1およびL1の値は撮像素子の特性や見る人の好み
等によって任意に設定できるが、1例としてH1,L1とも
に総度数の1/20程度に設定する。
本実施例におけるS′領域は信号が飽和しない領域であ
るが、一般に振幅の大きな信号はガンマ補正で大きく圧
縮されるために階調が明確に出ない問題がある。そこ
で、一定条件のもとで絞りを閉じる本制御方式は有効と
なる。
なお、第1,第2,第3実施例における平均レベル検出回路
6は平均レベルとピークレベルとを適当に混合したレベ
ルを検出してもよい。また、画面の暗い部分に積極的に
露出を合わせるように振幅の大きな信号を圧縮してレベ
ル検出することも有効である。さらに、第2,第3実施例
において平均レベル検出回路6の入力としてグリーン信
号を入力としてもよく、同様に第3実施例における分布
検出回路23の入力としてグリーン信号を用いることもで
きる。また、色の飽和を正確に絞りで制御する場合は、
第3実施例の平均レベル検出回路6,分布検出回路23にレ
ッド信号,グリーン信号,ブルー信号の最大値を入力す
ればよい。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、ダイナミックレ
ンジの広い信号で分布を検出することにより、絞りを一
定範囲内で閉じたら正しく色再現できる場合のみに絞り
を閉じる制御を行うことが可能となり、その結果、色の
飽和がなく色再現のよい映像信号を得ることができ、そ
の実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における一実施例の撮像装置のブロック
図、第2図は同実施例の信号の分布図、第3図は本発明
の第2の実施例の撮像装置のブロック図、第4図は同実
施例の撮像素子色フィルター図、第5図は同実施例の色
フィルターの特性図、第6図は同実施例の信号の分布
図、第7図は本発明の第3の実施例の撮像装置のブロッ
ク図、第8図は同実施例の信号の分布図、第9図は従来
の撮像装置のブロック図、第10図は従来の撮像装置の信
号分布図である。 1……絞り、2……レンズ、3……撮像素子、4……増
幅回路、6……平均レベル検出回路、7……比較回路、
8……駆動回路、9……分布検出回路、10……絞り制御
回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 宏樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−16072(JP,A) 特開 昭58−38075(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絞りを有する光学系と、色フィルターを有
    する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を平滑化する
    平滑化手段と、絞りの目標値を与える絞り制御手段と、
    前記平滑化手段と前記絞り制御手段との出力を比較する
    比較手段と、前記比較手段の出力に応じて絞りを駆動す
    る駆動手段と、撮像信号から透過率の低い信号を分離す
    る分離手段と、前記分離手段より得られる前記透過率の
    低い信号を用いて撮像信号の分布を検出する分布検出手
    段とを備え、前記絞り制御手段が、前記分布検出手段の
    出力に応じて撮像信号の振幅が所定レベル以上となる信
    号の度数を一定以下になるように前記絞りの目標値を制
    御することを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】絞り制御手段が、撮像信号の振幅が所定レ
    ベルA1以上となる信号の度数が一定値B1(B1≧0)以下
    の時、振幅が所定レベルA2(A1>A2)以上となる信号の
    度数を一定値B2(B2≧0)以下になるように絞りの目標
    値を制御することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の撮像装置。
JP61156631A 1986-07-03 1986-07-03 撮像装置 Expired - Fee Related JPH0779439B2 (ja)

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JP2016186015A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 ニチバン株式会社 粘着組成物及び粘着組成物を含む粘着テープ又はシート

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