JPH11205659A

JPH11205659A - ビデオカメラ

Info

Publication number: JPH11205659A
Application number: JP10001358A
Authority: JP
Inventors: Masahito Takeishi; 雅人武石
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で簡単な構成で、画面の複数領域の光量を
考慮した露出制御を行うことができるビデオカメラを提
供する。【解決手段】受光した光を電気信号に変換する撮像素子
と、複数のパルス信号からなるゲート信号を出力するゲ
ート信号生成手段と、変換された電気信号をゲート信号
に対応して出力する信号ゲート手段と、信号ゲート手段
から出力された電気信号に基づいて、露出制御を行う露
出制御手段とを備えることを特徴とするビデオカメラが
提供される。このようなビデオカメラにより、画面上の
複数の領域が異なる比率でもって重み付けされて測光さ
れるので、例えば周辺領域の光量を考慮しつつ、被写体
領域を重点的に測光することができる。従って、周辺領
域の露出が大きくずれることなく、被写体領域の露出を
適切に制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子によりビ
デオ撮影を行うビデオカメラに関し、特に、ビデオカメ
ラの露出制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤのような撮像素子によりビデオ撮
影を行うビデオカメラでは、撮像素子からの映像信号
は、ビデオカメラの内部信号である垂直同期信号及び水
平同期信号に基づいて、所定の表示画面に画像として表
示される。

【０００３】図６は、垂直同期信号、水平同期信号及び
映像信号のタイミングチャートである。図６（ａ）は垂
直同期信号であって、例えば一画面の周期である１／６
０秒毎に出力される。図６（ｂ）は水平同期信号であっ
て、垂直同期信号の１周期の間に、画面の水平走査線数
分（例えば５２５本）のパルスが出力される。さらに、
図６（ｃ）は、映像信号であって、水平同期信号と同じ
周期を有している。

【０００４】このようなビデオカメラにおいて、画像の
露出制御を行う場合、撮像素子からの映像信号のレベル
である光量情報に基づいて、レンズの絞り、電子シャッ
タースピード及び映像信号の増幅率を制御することによ
って、撮影画像の露出が制御される。

【０００５】また、被写体が例えば画面の中央領域に位
置しているとき、画面の中央領域のみが測光される場合
がある。即ち、画面の中央領域に対応する映像信号のみ
のレベルに基づいて、露出制御が行われる。これは、画
面における被写体領域の光量と、その周辺領域の光量と
が大きく異なるような場合に特に有効である。

【０００６】そのために、従来のビデオカメラは、撮像
素子からの映像信号から画面の一部領域に対応する映像
信号を選択する信号ゲート部を備えている。信号ゲート
部は、ビデオカメラ内部で生成される所定のゲート信号
に従い、入力された電気信号の通過を許可又は阻止する
ことによって、上記画面の一部領域に対応する電気信号
を選択する。図６（ｄ）は、垂直同期信号に対応する垂
直方向ゲート信号の例であって、垂直方向ゲート信号が
Ｈレベルの時の映像信号のみが信号ゲート部を通過す
る。即ち、図６（ａ）における垂直同期信号のパルスＰ
２とＰ４の間の映像信号のみが信号ゲート部を通過す
る。

【０００７】図７は、ゲート信号とそれに対応する画面
の領域を示す模式図である。図７（ａ）によれば、垂直
同期信号に対応した垂直方向ゲート信号が図示される範
囲に対応して供給されると、画面の高さ方向の中央領域
Ａの映像信号が選択され、その領域に対応する映像信号
のレベルに基づいて露出制御が行われる。

【０００８】図７（ｂ）によれば、図７（ａ）の垂直方
向ゲート信号に加えて、さらに水平同期信号に対応した
水平方向ゲート信号が図示される範囲に対して供給され
ることにより、画面中央部分Ｂの映像信号が選択され、
その領域に対応する映像信号のレベルに基づいて露出制
御が行われる。

【０００９】一方、ゲート信号が供給されない場合は、
画面全体の光量に基づいて露出制御が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画面全
体を測光すると、上述のように被写体以外の周辺領域の
光量につられて、被写体の適正露出が得られない場合が
ある。また、上記図７のように被写体が位置する画面の
一部を測光すると、周辺領域の光量を全く無視するた
め、被写体の光量により周辺領域の露出が不適切になる
場合がある。また、通常被写体が位置する画面中央付近
の光量に基づいて露出制御が行われるとき、被写体が画
面中央領域から外れると、被写体の露出を適切に制御で
きない。特に、画面中央領域と画面上部又は下部である
周辺領域の光量差が大きい場合は、被写体の露出が大き
く変化する。

【００１１】従って、画面全体の測光は行わないが、被
写体領域とその周辺領域の両方の光量を考慮した露出制
御が望まれる。

【００１２】このような問題点を解決するために、映像
信号をデジタルデータ化し、ＣＰＵなどのデジタル演算
処理装置によって、複数領域の測光データに基づいて露
出制御を行うことが考えられる。

【００１３】しかしながら、上述のゲート信号によるア
ナログ処理により露出制御を行う従来の構成のビデオカ
メラに、上記デジタル処理のための装置を設けると、ビ
デオカメラの構成が大きく変わるためコスト増を招くと
いう問題がある。

【００１４】従って、本発明の目的は、安価で簡単な構
成で、画面の複数領域の光量を考慮した露出制御を行う
ことができるビデオカメラを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のビデオカメラの第一の構成は、受光した光を
電気信号に変換する撮像素子と、複数のパルス信号から
なるゲート信号を出力するゲート信号生成手段と、前記
電気信号を該ゲート信号に対応して出力する信号ゲート
手段と、該信号ゲート手段から出力された電気信号に基
づいて、露出制御を行う露出制御手段とを備えることを
特徴とするビデオカメラである。

【００１６】本構成により、画面上の複数の領域が異な
る比率でもって重み付けされて測光されるので、例えば
周辺領域の光量を考慮しつつ、被写体領域を重点的に測
光することができる。従って、周辺領域の露出が大きく
ずれることなく、被写体の露出を的確に制御することが
できる。

【００１７】また、本発明の第二の構成は、受光した光
を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号に含ま
れる複数の色信号に対応した複数のゲート信号を出力す
るゲート信号生成手段と、前記複数の色信号をそれぞれ
のゲート信号に対応して出力する信号ゲート手段と、該
信号ゲート手段から出力された色信号に基づいて、露出
制御を行う露出制御手段とを備えることを特徴とするビ
デオカメラである。

【００１８】本構成により、被写体領域や周辺領域を別
々に異なる色による測光が可能となる。これにより、被
写体領域や周辺領域の色特性に応じて、適切な露出を得
ることができる。

【００１９】そして、上記第一及び第二の構成における
それぞれのゲート信号は、例えば、異なるパルス幅又は
異なるパルス周期を有する複数のパルス信号であっても
よい。これにより、各色毎に、画面上の複数の領域を重
み付けして測光することが可能となる。例えば周辺領域
の光量を考慮しつつ、被写体領域を重点的に測光するこ
とができる。

【００２０】上述における重み付けされた測光が行われ
るとき、前記ゲート信号のパルス幅又はパルス周期は、
例えば段階的に変化する。

【００２１】また、上記露出制御手段は、例えば前記撮
像素子の受光する光量を調節する絞りを制御することに
よって露出制御を行う。また、上記露出制御手段は、例
えば前記撮像素子の電荷蓄積時間を調節することによっ
て、露出制御を行う。さらに、上記露出制御手段は、例
えば前記撮像素子から出力された前記電気信号のゲイン
を制御することによって露出制御を行う。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲がこの
実施の形態に限定されるものではない。

【００２３】図１は、本発明の第一の実施の形態におけ
るビデオカメラのブロック構成図である。電動絞り付き
レンズ１により撮像素子２に結像された被写体からの入
射光は、撮像素子２によって電気信号に変換される。撮
像素子２は例えばＣＣＤ（電荷結合素子）であって、撮
像素子駆動部１３によって駆動される。また、撮像素子
駆動部１３は、駆動信号発生部１２から供給される垂直
同期信号、水平同期信号、さらに、電子シャッター即ち
電荷蓄積時間を制御するパルス信号などに基づいて撮像
素子２を駆動する。また、駆動信号発生部１２は、上記
ゲート信号も生成するゲート信号生成手段である。

【００２４】撮像素子２から出力された電気信号は、前
段信号処理部３に入力される。前段信号処理部３は、フ
ィルタ回路（図示せず）やクランプ回路（図示せず）な
どを有する。そして、フィルタ回路により、入力された
電気信号のノイズ除去が行われ、また、クランプ回路に
より、電気信号の黒レベルが一定レベルに固定される。
そして、前段信号処理部３から出力される電気信号は、
ＡＧＣ部４に入力される。ＡＧＣ部４では、後述するゲ
イン制御部１１からの制御信号に従って、入力された電
気信号のゲインが制御される。

【００２５】さらに、後段信号処理部５では、ＡＧＣ部
４から出力された電気信号Ｓ１を表示装置１６に画像と
して表示するための所定の信号処理が行われる。例え
ば、後段信号処理部５は輪郭強調回路やガンマ補正回路
などを有する。そして、後段信号処理部５から出力され
た電気信号は、映像信号出力回路１５によって映像信号
として出力され、表示装置１６に表示される。

【００２６】また、ＡＧＣ部４から出力される電気信号
Ｓ１は、上記後段信号処理部５のみならず信号ゲート部
６に入力される。そして、信号ゲート部６を通過した通
過信号Ｓ３は、積分回路である低域フィルタ（ＬＰＦ）
７に入力される。信号ゲート部６は、駆動信号発生部１
２から供給されるゲート信号Ｓ２に基づいて、入力され
る電気信号Ｓ１の通過を制御する。即ち、信号ゲート部
６は、例えば上述した図７（ａ）及び（ｂ）のように、
所定のゲート信号Ｓ２に従って、所定画面領域に対応す
る電気信号を出力する。

【００２７】低域フィルタ（ＬＰＦ）７は、信号ゲート
部６を通過してそこから出力された通過信号Ｓ３の電圧
レベルを平均化し、一定レベルの電気信号を出力する。
光量制御部８は、低域フィルタ７によって平均化された
通過信号の電圧レベルと所定の基準電圧を比較し、レン
ズ絞り制御部９、電子シャッター制御部１０及びゲイン
制御部１１を制御する。即ち、光量制御部８、レンズ絞
り制御部９、電子シャッター制御部１０及びゲイン制御
部１１が露出制御手段である。

【００２８】具体的には、光量制御部８は、レンズ絞り
制御部９に対してレンズ絞り制御信号Ｓ４を出力する。
レンズ絞り制御部９は、そのレンズ絞り制御信号Ｓ４に
基づいてレンズ１の絞りを制御する。

【００２９】また、光量制御部８は、電子シャッター制
御部１０に対して撮像素子２の電荷蓄積時間を制御する
電子シャッター制御信号Ｓ５を出力する。電子シャッタ
ー制御部１０は、電子シャッター制御信号Ｓ５に基づい
て、駆動信号発生部１２が出力する撮像素子２の電荷蓄
積時間を制御する信号を制御する。そして、その信号に
基づいて、撮像素子駆動部１３が、撮像素子２の電荷蓄
積時間を制御する。

【００３０】また、光量制御部８は、ゲイン制御部１１
にゲイン制御信号Ｓ６を出力する。そして、ゲイン制御
部１１は、ゲイン制御信号Ｓ６に基づいて、ＡＧＣ部４
の信号増幅率を制御する。

【００３１】また、光量制御部８は例えば比較器（コン
パレータ）を有し、その比較器には、低域フィルタ（Ｌ
ＰＦ）７によって平均化された電気信号Ｓ４の電圧レベ
ルが入力される。そして、電気信号の電圧レベルと所定
の基準電圧とが比較される。そして、電気信号Ｓ４の電
圧レベルが基準電圧より低い場合は、例えば、レンズ１
の絞りを所定量開放するためレンズ絞り制御信号Ｓ４、
または、撮像素子２の電荷蓄積時間を延長するための電
子シャッター制御信号Ｓ５、又は、ＡＧＣ部４における
信号増幅率を増大するためのゲイン制御信号Ｓ６が出力
される。反対に、電気信号Ｓ４の電圧レベルが所定の基
準電圧より高い場合は、上述と逆の各制御信号が出力さ
れる。

【００３２】本発明の実施の形態では、このような構成
のビデオカメラにおいて、画面の中央領域を重点的に測
光するとともに、画面の周辺領域も測光するようなゲー
ト信号Ｓ２が駆動信号発生部１２によって供給される。
図２は、本発明の第一の実施の形態におけるゲート信号
とそれに対応する測光範囲を示した図である。なお、以
下の説明では、ゲート信号は垂直方向ゲート信号であ
る。

【００３３】図２（ａ）によれば、第一の発明実施の形
態では、画面１００の高さ方向に異なる幅を有する複数
の領域１０１、１０２からなる測光範囲が設定されてい
る。そして、画面１００の周辺領域１０２における測光
範囲の画面高さ方向の幅は、中央領域１０１の幅より狭
い。さらに、測光範囲の幅は、段階的に変化し、中央領
域１０１から離れるほど狭くなるように設定される。即
ち、測光範囲を重み付けすることにより、画面の中央領
域１０１が重点的に測光されるとともに、周辺領域１０
２の光量も考慮した測光が行われる。

【００３４】そして、上記のような測光範囲に対応する
ように、パルス幅が段階的に変化する複数のパルスを有
する垂直方向ゲート信号Ｓ２が、駆動信号発生部１２に
よって生成され、信号ゲート部６に供給される。このよ
うな垂直方向ゲート信号Ｓ２は、駆動信号発生部１２の
内部に設けられたカウンタ（図示せず）でクロック信号
又は水平同期信号がカウントされ、あらかじめ設定され
たカウント値に対応したパルス信号として生成される。

【００３５】このように、上述したような重み付けされ
た測光範囲が設定されることによって、画面中央領域１
０１が重点的に測光するとともに、周辺領域１０２の光
量も考慮した測光（重み付け測光）が行われる。従っ
て、被写体が中央領域１０１から外れた場合や、中央領
域１０１と周辺領域１０２の光量差が大きい場合であっ
ても被写体の露出が大きく変化することなく、また、周
辺領域１０２の露出が大きくずれることも防止すること
ができる。

【００３６】また、上述のようにパルス幅に代わって、
パルス周期を変えることによっても重み付け測光を行う
ことが可能である。例えば、重点的に測光したい画面中
央領域１０１に対応する垂直方向ゲート信号Ｓ２のパル
ス周期は短く、周辺領域１０２に対応する垂直方向ゲー
ト信号Ｓ２のパルス周期は、段階的に長くなる。

【００３７】図２（ｂ）は、測光範囲の別の例であっ
て、中央領域１０１より上部の周辺領域１０２の光量を
考慮しつつ、中央領域１０２を重点的に測光する場合の
測光範囲である。背景が空であるような場合に特に有効
な測光範囲である。測光範囲は、ビデオカメラに設けら
れた所定の入力手段によって、所望の測光範囲を外部か
ら設定することも可能である。

【００３８】図３は、本発明の第二の実施の形態におけ
るビデオカメラのブロック構成図である。本実施の形態
のビデオカメラは、上記第一の実施の形態のビデオカメ
ラの構成に加えて、さらに、撮像素子２から出力される
電気信号Ｓ１を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原
色の色信号Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂに分離するの色分離
回路１７、色信号毎の信号ゲート部６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、
及びそれらを通過した色信号Ｓ３Ｒ、Ｓ３Ｇ、Ｓ３Ｂを
合成する色合成回路１８を備えている。また、本第二の
実施の形態においては、駆動信号発生部１２は、各色信
号Ｓ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂに対応するゲート信号Ｓ２
Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂをそれぞれの信号ゲート部６Ｒ、６
Ｇ、６Ｂに供給する。

【００３９】図４は、本発明の第二の実施の形態におけ
るゲート信号と、それに対応する測光範囲を示す図であ
る。図４では、被写体が画面中央領域１０１に位置し、
画面上部１０３が青空である。このような場合、例え
ば、色信号Ｓ１Ｒに対するゲート信号であるＲ測光ゲー
ト信号Ｓ２Ｒは、画面高さ方向全域にわたって色信号Ｓ
１Ｒが信号ゲート部６Ｒを通過するように供給される。
従って、画面１００の全域の色信号Ｓ１Ｒが測光され
る。また、色信号Ｓ１Ｇに対するゲート信号であるＧ測
光ゲート信号Ｓ２Ｇは、被写体が位置している画面高さ
方向の中央領域１０１の色信号Ｓ１Ｇ信号が信号ゲート
部６Ｇを通過するように供給される。さらに、色信号Ｓ
１Ｂ信号に対するゲート信号であるＢ測光ゲート信号Ｓ
２Ｂは、画面上部１０３に対応する色信号Ｓ１Ｂだけが
信号ゲート部６Ｂを通過するように供給される。

【００４０】そして、各信号ゲート部６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ
を通過した色信号Ｓ３Ｒ、Ｓ３Ｇ、Ｓ３Ｂは、色合成回
路１８によって通過信号Ｓ３に合成され、上記第一の実
施の形態と同様に、低域フィルタ（ＬＰＦ）７を介して
光量制御部８に入力され、上述の光量制御が行われる。

【００４１】このように、本実施の形態では、ＲＧＢの
３色の色信号に対して、それぞれ異なる測光範囲が設定
され、それぞれの測光範囲に対応した各色の測光ゲート
信号が供給される。そして、光量制御部８は、それぞれ
異なる測光範囲に対応する色信号に基づいて上述同様の
光量制御を行う。これにより、被写体や背景の色パター
ンに応じて、画面全体の露出制御を適正に行うことが可
能となる。

【００４２】例えば、従来のように、画面中央領域だけ
測光すると、画面上部の青空領域が露出過多となり白飛
びしてしまったり、画面全体を測光することにより、被
写体が露出不足となり黒つぶれするのが防止される。そ
して、被写体の位置する領域でない周辺領域の光量を考
慮しつつ、被写体の位置する例えば中央領域の露出制御
を行うことが可能となる。

【００４３】また、それぞれの色に対応するゲート信号
Ｓ２Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂは、上述の第一の実施の形態に
おけるゲート信号Ｓ２のように、複数のパルスからなる
ゲート信号であってもよい。さらに、そのパルス幅又は
パルス周期は異なってもよく、例えば、上記第一の実施
の形態と同様に、それらは段階的に変化する。

【００４４】また、上述の実施の形態におけるゲート信
号は、垂直同期信号に対応した垂直方向ゲート信号に限
定されず、水平同期信号に対応した水平方向ゲート信号
であってもよい。即ち、図５に示すように、水平方向ゲ
ート信号が、例えば段階的に異なるパルス幅を有する複
数のパルス信号から構成されると、画面１００における
測光範囲は、図示される中央領域１０１及び周辺領域１
０２となり、上述の本発明の実施の形態と同様に、周辺
領域１０２の光量を考慮しつつ、中央領域１０１の測光
を重点的に行うことができる。また、水平方向ゲート信
号は、上述同様に、パルス幅に代わってパルス周期が異
なる複数のパルス信号から構成されてもよい。そして、
パルス幅又はパルス周期は、例えば段階的に変化する。
さらに、上述同様、ＲＧＢの各色毎に異なる水平方向ゲ
ート信号が供給されてもよい。

【００４５】また、重点的に測光される測光範囲は、上
述のように画面中央領域に限られず、画面の任意の領域
を重点的な測光範囲として設定することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ビデオカメラの露出制御において、異なるパルス幅の複
数のパルスを有するゲート信号を生成することによっ
て、異なる幅を有する測光範囲が複数設定された重み付
け測光が行われる。

【００４７】従って、被写体の露出制御を適正に行うこ
とができるとともに、被写体の周辺部の露出が大きくず
れることがなくなる。

【００４８】また、三原色の色信号ごとに異なる波形の
ゲート信号が供給されることにより、画像の色パターン
に応じて、画面全体の露出制御を適正に行うことが可能
となる。

【００４９】また、上述の効果を、高価で複雑なデジタ
ル処理によらず、安価で簡単な構成のアナログ処理によ
り達成することができるので、機器のコストアップを抑
えつつ、露出制御の性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるビデオカメラのブ
ロック構成図である。

【図２】本発明の第一の実施の形態におけるゲート信号
とそれに対応した測光範囲の例を示した図である。

【図３】本発明の第二の実施の形態におけるビデオカメ
ラのブロック構成図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態におけるゲート信号
とそれに対応した測光範囲の例を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態における水平方向ゲート信
号とそれに対応した測光範囲の例を示す図である。

【図６】垂直同期信号、水平同期信号、映像信号及びゲ
ート信号のタイミングチャートである。

【図７】従来のゲート信号とそれに対応した測光範囲を
示す模式図である。

【符号の説明】

１電動絞り付きレンズ２撮像素子４ＡＧＣ部６信号ゲート部７ＬＰＦ８光量制御部９レンズ絞り制御部１０電子シャッター制御部１１ゲイン制御部１２駆動信号発生部１６表示装置１７色分離回路１８色合成回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受光した光を電気信号に変換する撮像素子
と、複数のパルス信号からなるゲート信号を出力するゲート
信号生成手段と、前記電気信号を該ゲート信号に対応して出力する信号ゲ
ート手段と、該信号ゲート手段から出力された電気信号に基づいて、
露出制御を行う露出制御手段とを備えることを特徴とす
るビデオカメラ。
【請求項２】受光した光を電気信号に変換する撮像素子
と、前記電気信号に含まれる複数の色信号に対応した複数の
ゲート信号を出力するゲート信号生成手段と、前記複数の色信号をそれぞれのゲート信号に対応して出
力する信号ゲート手段と、該信号ゲート手段から出力された色信号に基づいて、露
出制御を行う露出制御手段とを備えることを特徴とする
ビデオカメラ。
【請求項３】請求項１又は２において、前記ゲート信号は、異なるパルス幅を有する複数のパル
ス信号であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項４】請求項３において、前記パルス幅は、段階的に変化することを特徴とするビ
デオカメラ。
【請求項５】請求項１乃至４において、前記ゲート信号は、異なるパルス周期を有する複数のパ
ルス信号であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項６】請求項５において、前記パルス周期は、段階的に変化することを特徴とする
ビデオカメラ。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記露出制御手段は、前記撮像素子の受光する光量を調
節する絞りを制御する絞り制御手段を有していることを
特徴とするビデオカメラ。
【請求項８】請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記露出制御手段は、前記撮像素子の電荷蓄積時間を調
節する蓄積時間制御手段を有することを特徴とするビデ
オカメラ。
【請求項９】請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記露出制御手段は、前記撮像素子から出力された前記
電気信号のゲインを制御するゲイン制御手段を有するこ
とを特徴とするビデオカメラ。