JPH0951473A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH0951473A
JPH0951473A JP7199892A JP19989295A JPH0951473A JP H0951473 A JPH0951473 A JP H0951473A JP 7199892 A JP7199892 A JP 7199892A JP 19989295 A JP19989295 A JP 19989295A JP H0951473 A JPH0951473 A JP H0951473A
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Kyoji Tamura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 AEロックした後、ズームレンズを変化させ
ても、露出した露出状態を保持する。 【解決手段】 カメラ信号処理部112は撮像素子3か
らの信号を処理し、処理された映像信号はD/A変換器
113を介して出力されると共に、露出検出部141で
露出状態が検出される。露出制御演算部142は上記検
出に応じて露出制御データを作成し、AGC、電子シャ
ッタ、アイリス等を制御する。ここでトリガキー15が
操作されるとそのときの露出状態がロックされる。その
後、ズームレンズ1が動かされ、そのF値の変化により
明るさが変化すると、露出補正部147が、変化した焦
点距離とアイリス値に応じて上記D/A変換113の基
準レベルREFを制御するので、映像信号の出力レベル
は一定に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置の露出制御
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の撮像装置の構成、動作について図
9のブロック図を用いて以下に説明する。図9におい
て、1は被写体の結像用レンズ群であり、焦点距離可変
のズームレンズ、2は入射光量を制御する絞り羽根構造
のアイリスや透過光量を制御する液晶手段などの絞り機
構手段であり、ここではアイリスを用いた場合を示す。
3は入射した光を光電変換するCCD等の撮像素子、6
は絞り機構2を駆動する駆動モータ、7は駆動モータ6
を駆動する絞り機構駆動回路、8は撮像素子3を制御し
光電変換された信号を読み出すとともに、信号の蓄積時
間を制御するいわゆる電子シャッタ機能を制御する撮像
素子駆動回路、9は撮像素子3で光電変換された信号を
サンプリングするサンプルホールド回路、10は信号を
電気的に増幅するオートゲインコントロール(以下AG
C)回路である。
【0003】11は、ガンマ補正、色分離、色差マトリ
クス等の処理を施した後、同期信号を加え標準テレビジ
ョン信号を生成するデジタル信号処理部であり、アナロ
グ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器111と
カメラ信号処理回路112とデジタル信号をアナログ信
号に変換するD/A変換器113とを備えている。A/
D変換器111とD/A変換器113とには変換レベル
を決定するのに必要な基準電圧REFが加えられてい
る。12はデジタル信号処理部11の出力信号をテープ
に記録するビデオテープレコーダ(以下VTR)、13
は撮影している映像をモニタするための電子ビューファ
インダ(以下EVF)等のモニタ手段である。
【0004】14は露出制御部であり、ここではマイク
ロコンピュータを用いた場合を示し、その内部はデジタ
ル信号処理部11の映像信号から被写体の露出状態を検
出する露出検出部141、露出検出部141の検出信号
から絞り機構2、撮像素子駆動回路8で制御される電子
シャッタのシャッタ速度、AGC回路10のゲイン等の
制御量を演算する露出制御演算部142、露出状態をホ
ールドするデータホールド部143、露出制御演算部1
42の演算結果から各露出制御手段をそれぞれ制御する
AGC制御部144、電子シャッタ制御部145、絞り
制御部146から構成され、図10で示す制御フローチ
ャートに従って動作する。15は露出制御状態を保持す
るAEロック動作を行うためのトリガ信号を入力するト
リガキーである。
【0005】次に動作について説明する。上記構成によ
る撮像装置において、様々な場所、様々な状況下で簡単
な撮影で最適な映像が得られることを可能とするため
に、露出検出部141で映像信号より被写体の明るさの
変化を検出し、露出制御演算部142において露出検出
部141の検出信号を基に絞り機構2、撮像素子3の蓄
積時間を制御する電子シャッタ、AGC回路10のゲイ
ン等の露出制御パラメータの選択及び各パラメータの補
正量を決定し、常に安定した最適な露出になるように制
御を行う。これにより被写体の明るさが変化しても撮影
者の手を煩わすこと無く、自動的に最適な露出制御を行
う自動露出制御が可能になる。
【0006】しかし、上述した自動露出制御では、常に
ズームレンズ1から入射してくる被写体の明るさに応じ
て露出状態を制御しているために、主被写体の明るさが
変化していなくてもズームレンズ1による焦点距離の変
動や主被写体の移動等により周辺被写体の明るさが変化
すると露出制御状態も変化する。そのため、主被写体の
露出状態が最適になっていても周辺被写体の明るさが変
化すると露出制御状態が変化し、結果的に主被写体の露
出状態が不適性になる問題がある。
【0007】このような撮影状況に対応するために従来
より最適な露出制御状態を保持するために、いわゆるA
Eロックが考案されている。AEロックの動作は、撮影
者がモニタ手段であるEVF13の画面を確認しながら
保持したい露出状態となった時、トリガキー15からト
リガ信号を入力することで、このトリガ信号に連動して
露出制御回路14の露出状態保持部143でホールド状
態に制御することにより、その時点の露出制御演算部1
42で演算された絞り機構2、撮像素子3の蓄積時間を
制御する電子シャッタ、AGC回路10のゲイン等の各
露出パラメータの補正量を保持することで行われる。
【0008】このAEロックには、主被写体と周辺被写
体との明るさの差が大きく、自動露出制御では主被写体
の露出状態が適切にならない時、例えば逆光での人物撮
影の場合、背景の明るい部分に影響され人物の露出状態
が暗く沈む、いわゆる黒つぶれになったり、逆にスポッ
トライト光で照らされた人物撮影のように過順光の場合
に人物の露出状態が明るくなりすぎてしまう、いわゆる
白飛びになったりする撮影状況において、ズームレンズ
1の焦点距離を変化させて主被写体をズームアップする
ことで周辺被写体の明るさの影響をなくし、主被写体の
露出状態が最適になったところでAEロック動作を行
い、その後、ズームレンズ1の焦点距離を戻し、撮影者
の意図する画角に合わせて撮影を開始するような用いら
れ方がある。
【0009】図10は上記AEロックの動作を含む露出
制御回路14の動作を示すフローチャートである。まず
ステップS1で、露出検出部141によりカメラ信号処
理回路112で処理された映像信号から露出状態を検出
する。ステップS2でAEロックを行うか否かを判断
し、AEロックを行わない場合は、ステップS3に進
む。ステップS3では露出制御演算部142において上
記ステップS1で検出した露出状態が最適な露出状態よ
り明るいか暗いかを調べる。
【0010】そして明るい場合はステップS4で、デー
タホールド部143に保持されている前回の各露出制御
パラメータのデータの値より小さい制御データを求めて
保持させる。暗い場合は、前回のデータの値より大きい
制御データを求めて保持させる。そしてステップS9に
より、上記保持した制御データを出力してAGC制御部
144、電子シャッタ制御部145、アイリス制御部1
46を介してAGC回路10、撮像素子駆動回路8、絞
り機構駆動回路7に与えることにより、露出制御が行わ
れる。
【0011】以上の処理が行われている状態で、撮影者
はEVF13を見ながら所望の露出状態となったとき、
トリガキー15を操作すると、ステップS2でAFロッ
クが行われると判断され、制御データの出力が1回目で
あることがステップS6で判断されると、ステップS7
でトリガキー15が操作される直前の制御データを先ず
記憶して保持する。次にステップS8、S9でその制御
データを読み出して1回目の出力を行う。2回目以降
は、ステップS8、S9で上記保持した制御データを出
力し続けることにより、上記所望の露出状態が保持さ
れ、AEロックが完了する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
AEロックを用いる場合、ズームレンズ1からの入射光
量が一定で、かつ入射光量を制限する絞り機構2が一定
状態であっても、ズームレンズ1の焦点距離によってレ
ンズのF値が変化するため撮像素子3の撮像面に入射す
る光量が変動し、このため最適な状態でAEロック動作
を行っても、ズームレンズ1の焦点距離を変化させると
絞り機構2、AGC、電子シャッタ等の露出制御パラメ
ータの制御状態が変化していないにも係わらず、AEロ
ック動作を行なった時点の露出状態から変化し、最適な
露出状態が保たれないという問題があった。
【0013】そこで本発明は、AEロックを用いてズー
ムレンズの焦点距離を変化させても、AEロック動作を
行った時点の最適な露出状態を保持することが可能な撮
像装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明においては、被写
体を結像する焦点距離可変のズームレンズと、上記ズー
ムレンズにより入射した光を光電変換する撮像手段と、
上記撮像手段で光電変換された信号に処理を施して映像
信号を生成する信号処理手段と、上記信号処理手段で処
理を施す信号の露出状態を制御する露出制御手段と、上
記露出制御手段の露出状態を保持する露出状態保持手段
と、上記ズームレンズの焦点距離を検出する焦点距離検
出手段と、上記露出状態保持手段により上記露出制御手
段で制御している露出状態を保持する動作を行っている
ときに、上記焦点距離検出手段で検出した上記ズームレ
ンズの焦点距離に応じて上記信号処理手段の出力レベル
を補正する露出補正手段とを設けている。
【0015】
【作用】上記の構成により、ズームレンズ焦点距離を変
化させても、AEロック動作を開始した時点での最適な
露出状態を保持することができるAEロックを行うこと
ができ、AEロックを行った場合においても、焦点距離
を変化させて撮影者の意図する画角に合わせた撮影を行
うことができ、様々な被写体や撮影状況に応じた最適な
映像を提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1〜第3の実施
の形態を図面を用いて説明する。尚、図1、図7、図8
においては、図9及び互いに対応する部分には同一符号
を付して重複する説明を省略する。図1は本発明の第1
の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態の
図9と異る構成は、ズームレンズ1の焦点距離を検出す
る焦点距離検出手段4と、絞り機構2の絞り状態をホー
ル素子等を用いて検出する絞り状態検出手段5と、デジ
タル信号処理部11のD/A変換器113の基準電圧値
REFを制御するD/A変換器16が追加されると共
に、露出制御回路14内にズームレンズ1の焦点距離に
よるF値の変化を補正する露出補正部147が追加され
ている点である。露出制御部14の内部処理は図2の制
御フローチャートに従って行なわれ、本発明の特徴であ
る露出補正部147の処理は図3の制御フローチャート
に従って行なわれる。
【0017】露出補正部147は、ズームレンズ1の焦
点距離によってF値が変動することによる明るさの変化
を補正する補正データを格納したルックアップテーブル
(以下LUT)を備えている。例えばズームレンズ1の
焦点距離に対するF値の特性が図4ののような特性を
持っているとすると、ズームレンズ1からの入射光量が
一定で、絞り機構2が開放状態の時の撮像素子3の撮像
面での明るさはズームレンズ1の焦点距離がワイド端の
時の明るさを100%とすると図5ののようにF値の
変化に対応して変動する。露出補正部147に備えたL
UTは、図5の焦点距離に対する明るさの変化を補正す
るF値補正データを備えたものである。
【0018】また絞り機構2が例えばF2の状態まで絞
っている状態では、ズームレンズ1のF値の変化が撮像
素子2の撮像面では見かけ上、図4ののようになり、
その時の撮像素子2の撮像面での明るさは図5ののよ
うに変化する。従って、焦点距離に対するF値の変化は
絞り機構2の状態によっても異るため、露出補正部14
7に備えたF値補正データは、絞り機構2の絞り状態に
応じて図6(a)(b)(c)のようなLUTを備えて
いる。
【0019】次に本発明の特徴であるAEロックの動作
について説明する。通常は従来と同様に露出制御回路1
4において露出検出部141で映像信号より被写体の変
化による露出の変化を検出し、露出制御演算部142に
おいて露出検出部141の検出信号を基に絞り機構2、
撮像素子3の蓄積時間を制御する電子シャッタ、AGC
回路9のゲイン等の露出制御パラメータの選択及び各パ
ラメータの補正量を決定し、常に安定した最適な露出に
なるように制御を行う。
【0020】次に撮影者が適性になった露出状態を保持
したい時にAEロックを行うために、トリガキー15か
らトリガ信号を入力することにより、露出状態保持部1
43でホールド状態に制御され、その時点の露出制御演
算部141で演算された絞り機構2、撮像素子3の蓄積
時間を制御する電子シャッタ、AGC回路10のゲイン
の各露出制御パラメータの補正量を保持する。ここまで
は、図2のステップS1〜S9により、図10と同様に
行われる。
【0021】次に、ステップS10によるF値補正処理
が、図3のように露出補正部147で行われる。先ず、
ステップS11で絞り機構2の絞り状態を絞り状態検出
手段5より検出すると共に、ズームレンズ1の焦点距離
を焦点距離検出手段4より検出する。そして、ステップ
S12でAFロックがOFFのときは、ステップS13
でデジタル信号処理部11のD/A変換器113の基準
電圧値REFを初期化した後、ステップS20に進む。
ステップS12でAFロックがONになると、ステップ
S14を通り、ステップS15において上記ステップS
11で検出した絞り状態に対応した図6のLUTを選択
し、選択したLUTより上記検出したズームレンズ1の
焦点距離に対応したF値補正データを選択して基準デー
タとする。
【0022】次にズームレンズ1の焦点距離が変化した
時、ステップS11でその時の焦点距離を検出し、ステ
ップS16で、上記選択したLUTより焦点距離に対応
したF値補正データを選択する。次にステップS17で
選択したF値補正データと上記基準データとを比較して
ステップS18又はS19で必要な補正量を求める。例
えば、AEロック動作した時点の基準データが図6のL
UT1のの状態の場合、焦点距離がの状態に変化し
た時の補正量はステップS18により+6dBとなり、
焦点距離がの状態に変化した時の補正量はステップS
19により−5dBとなる。この補正量に応じてステッ
プS20では、デジタル信号処理部11のD/A変換器
113の基準電圧値REFを補正し、補正された基準電
圧値REFをD/A変換器16でD/A変換した後、デ
ジタル信号処理部11のD/A変換器113に出力す
る。
【0023】D/A変換器113の基準電圧値REFが
変化すると、カメラ信号処理回路112の入力信号レベ
ルが一定であっても出力信号レベルがD/A変換器11
3の基準電圧値REFに応じて変化する。従って、上記
補正量に応じて基準電圧値REFを補正することより、
レンズのF値変化による明るさ変動を補正し、カメラ信
号処理部112の入力信号レベルが変動しても出力信号
レベルが一定に制御される。
【0024】図7は本発明の第2の実施の形態を示すブ
ロック図である。第1の実施の形態では、AEロック動
作時のズームレンズ1のF値変化によるデジタル信号処
理ブロック11の出力信号レベルの変動を、D/A変換
変換器113の基準電圧値REFを制御することにより
補正しているが、第2の実施の形態では、デジタル信号
処理部11のカメラ信号処理部112の機能の1つであ
るフェード手段114を用いて行うようにしている。そ
のため露出補正部147は、フェード手段114を用い
てズームレンズ1のF値変化によるデジタル信号処理部
11の出力信号レベルの変動を補正するようにしてい
る。露出補正部147の処理は図3の制御フローチャー
トにおけるステップS18〜S20のD/A変換基準電
圧値に関する処理部分がフェード手段114の制御値に
代わるだけで、全体の処理動作は同様に行われる。
【0025】フェード手段114は、フェード制御信号
に応じて入力信号が減衰する特性を備えたものであり、
通常の撮影時は減衰量が0%に制御されて入力信号がそ
のまま出力され、撮影シーンの切り替わり時等に出力信
号が0%になるまで除々に入力信号を減衰させる特殊効
果、いわゆるフェードイン、フェードアウト機能を行う
ものである。本実施の形態の形態では、通常撮影時にお
いてもこの、フェード手段114を利用して一定の減衰
量が加わるように制御している。
【0026】次に、通常撮影時においても50%の減衰
量を与える場合を例にしてAEロックの動作を説明す
る。第1の実施の形態と同様に、撮影者が適性になった
露出状態を保持したい時にトリガキー15からトリガ信
号を入力することにより、露出制御回路14の露出状態
保持部143でホールド状態に制御されるAEロック動
作が成される。この時、露出補正部147ではトリガ信
号によってAEロック動作した時点での絞り機構2の絞
り状態を絞り状態検出手段5により検出すると共に、ま
たズームレンズ1の焦点距離を焦点距離検出手段4より
検出し、上記検出した絞り状態に対応したLUTを選択
し、選択したLUTより上記検出したズームレンズ1の
焦点距離に対応したF値補正データを選択して基準デー
タとする。次にズームレンズ1の焦点距離が変化した
時、その時の焦点距離を検出し、上記選択したLUTよ
り焦点距離に対応したF値補正データを選択する。選択
したF値補正データと上記基準データとを比較し、必要
な補正量を求める。
【0027】この補正量に応じてデジタル信号処理部1
1のカメラ信号処理部112のフェード手段114の減
衰量に補正を加え、フェード手段114の出力が一定に
なるように制御する。例えばフェード手段114の減衰
量が通常50%であるのに対して、補正量が+6dB必
要であれば、フェード手段114の減衰量を25%に下
げることにより、フェード手段114の出力信号レベル
は一定に保たれる。従って補正量に応じてフェード手段
114の減衰量を補正することにより、レンズのF値変
化による明るさ変動を補正し、デジタル信号処理部11
の入力信号レベルが変動しても出力信号レベルが一定に
制御される。
【0028】ここではフェード手段114の通常撮影時
の減衰量を50%とした場合について説明したが、ズー
ムレンズ1の焦点距離に対するF値変化の特性に合わせ
て最適な補正が行えるように通常撮影時の減衰量を設定
すれば良い。
【0029】図8は本発明の第3の実施の形態を示すブ
ロック図である。この第3の実施の形態では、AEロッ
ク動作時のズームレンズ1のF値変化によるデジタル信
号処理部11の出力信号レベルの変動を、カメラ信号処
理部112の機能の1つである色差信号のゲインを制御
する色差信号ゲイン制御手段115を用いて行う。この
ために露出補正部147は、上記色差信号ゲイン制御手
段115を用いてズームレンズ1のF値変化によるデジ
タル信号処理部11の出力信号レベルの変動を補正する
ようにしている。露出補正部147の処理は図3の制御
フローチャートにおけるD/A変換基準電圧値に関する
処理部分が色差信号ゲイン制御手段115の制御値に変
わるだけで全体の処理動作は同様に行われる。すなわ
ち、第3の実施の形態の動作は、第2の実施の形態で用
いたフェード手段の代わりに色差信号ゲイン制御手段1
15を用いて色差信号のレベルを補正するものである。
【0030】上述した説明では、カメラ信号処理をデジ
タル信号処理部11で行う場合を示したが、フェード手
段114を用いていた場合に、露出補正部147が色差
信号ゲイン制御手段115を用いてズームレンズのF値
変化を補正するものであれば、カメラ信号処理をアナロ
グ信号処理によって行うこともできる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、露出状態保持手段で露出制御手段で制御してい
る露出状態を保持する保持動作を行った場合に、焦点距
離検出手段で検出したズームレンズの焦点距離に応じて
露出補正手段により信号処理手段の出力レベルを補正す
るように構成したことにより、ズームレンズの焦点距離
が変化しても、露出状態保持動作を行った時点での最適
な露出状態が保たれ、撮影者の意図通りの映像を提供で
きるという効果が得られる。
【0032】また、請求項2の発明によれば、露出状態
保持手段で露出制御手段で制御している露出状態を保持
する保持動作を行った場合に、焦点距離検出手段で検出
したズームレンズの焦点距離に応じて信号処理手段のD
/A変換手段の出力レベルを補正するように構成したこ
とにより、信号処理手段を用いた撮像装置において、ズ
ームレンズの焦点距離が変化しても、露出状態保持動作
を行った時点での最適な露出状態が保たれ、撮影者の意
図通りの映像を提供できるという効果が得られる。
【0033】また、請求項3の発明によれば、露出状態
保持手段で露出制御手段で制御している露出状態を保持
する保持動作を行なった場合に、焦点距離検出手段で検
出したズームレンズの焦点距離に応じて、フェード手段
の減衰量を制御するように構成したことにより、デジタ
ル信号処理手段を用いた撮像装置のみならず、アナログ
信号処理手段を用いた撮像装置においても、ズームレン
ズの焦点距離が変化しても、露出状態保持動作を行った
時点での最適な露出状態が保たれ、撮影者の意図通りの
映像を提供できるという効果が得られる。
【0034】さらに請求項4の発明によれば、露出状態
保持手段で露出制御手段で制御している露出状態を保持
する保持動作を行った場合に、焦点距離検出手段で検出
したズームレンズの焦点距離に応じて、色差信号ゲイン
制御手段のゲインを制御するように構成したことによ
り、デジタル信号処理手段を用いた撮像装置のみなら
ず、アナログ信号処理手段を用いた撮像装置においても
簡単な構成でズームレンズの焦点距離が変化しても露出
状態保持動作を行った時点での最適な露出状態が保た
れ、撮影者の意図通りの映像を提供できるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】露出制御回路の制御フローチャートである。
【図3】露出制御回路のF値補正制御フローチャートで
ある。
【図4】ズームレンズの焦点距離に対するF値の特性を
示すグラフである。
【図5】ズームレンズの焦点距離に対する明るさの変化
を示すグラフである。
【図6】F値補正を行うためのルックアップデーブルの
一例を示す構成図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図8】本発明の第3の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図9】従来の撮像装置を示すブロック図である。
【図10】従来の露出制御回路の制御フローチャートで
ある。
【符号の説明】
1 被写体結像用ズームレンズ 2 絞り機構 3 撮像素子 4 焦点距離検出手段 5 絞り機構状態検出手段 6 絞り機構駆動モータ 7 絞り機構駆動回路 8 撮像素子駆動回路 10 オートゲインコントロール回路 11 デジタル信号処理部 14 露出制御回路 15 トリガキー 16 D/A変換器 111 A/D変換器 112 カメラ信号処理部 113 D/A変換器 114 フェード手段 115 色差ゲイン制御手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体を結像する焦点距離可変のズーム
    レンズと、 上記ズームレンズにより入射した光を光電変換する撮像
    手段と、 上記撮像手段で光電変換された信号に処理を施して映像
    信号を生成する信号処理手段と、 上記信号処理手段で処理を施す信号の露出状態を制御す
    る露出制御手段と、 上記露出制御手段の露出状態を保持する露出状態保持手
    段と、 上記ズームレンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手
    段と、 上記露出状態保持手段により上記露出制御手段で制御し
    ている露出状態を保持する動作を行っているときに、上
    記焦点距離検出手段で検出した上記ズームレンズの焦点
    距離に応じて上記信号処理手段の出力レベルを補正する
    露出補正手段とを備えた撮像装置。
  2. 【請求項2】 上記信号処理手段は、 上記撮像手段で光電変換された信号をデジタル変換する
    A/D変換手段と、 上記A/D変換手段の出力に処理を施して上記映像信号
    を生成する映像信号処理手段と、 上記映像信号処理手段の出力信号をアナログ信号に変換
    するD/A変換手段とを備え、 上記露出補正手段は、上記D/A変換手段の出力レベル
    を補正するようにした請求項1記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 上記信号処理手段は、上記映像信号の信
    号レベルを制御信号に応じて減衰させるフェード手段を
    備え、 上記露出補正手段は、上記フェード手段の減衰量を制御
    することにより、上記映像信号のレベルを補正するよう
    にした請求項1記載の撮像装置。
  4. 【請求項4】 上記信号処理手段は、色差信号のゲイン
    を制御する色差信号ゲイン制御手段を備え、 上記露出補正手段は、上記色差信号ゲイン制御手段を制
    御することにより、上記色差信号のレベルを補正するよ
    うにした請求項1記載の撮像装置。
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