JPS6229376A

JPS6229376A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS6229376A
Application number: JP60168773A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kitamura; 北村　好徳; Atsushi Morimura; 淳森村; Hiroki Matsuoka; 宏樹松岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-07-30
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1987-02-07

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、自動絞り付レンズを有する光像装置に関する
ものである。

従来の技術従来の自動絞り付レンズを有する撮像装置としては、例
えば特開昭５５−８ｈ２９＠公報に示されているものが
ある。第５図はこの従来の自動絞り付レンズを有するｌ
１ｉｌｉ像装置の構成図で、１はレンズ、２はレンズ１
からの入射光量を制御］する絞り、３は被写体像を電気
信号に変換する撮像素子、４はγ処理やブランキング処
理等をして標準テレビジョン信号を得るためのプロセス
アンプ、５はレンズ１の絞り２を駆動するための駆動回
路、６は撮像素子３より得た電気信号を増幅する増幅器
、７はＪＰＪ幅器６の出力信号を平均値検波する検波回
路、８は検波回路７の出力信号と基準電圧とを比較する
比較器である。

この踊＠装置においては、被写体のＷｌ、ｒｒｉが明が
ろくなり、レンズ１への入射光量が増えれば、光像素子
３により変換された電気信号の振幅は大きくなるので、
検波回路７の出力信号が基準電圧よりも大きくなり、比
較器７からの信号により駆動回路５が動作して絞り２を
閉じ、撮像素子３への入射光量を減少させる。そして検
波回路７の出力信号の振幅と比較器８の基準電圧とが一
致する所に、絞り２は安定する。このように撮像索子３
・′＼の入射光量の平均値が常に所定の値になる様に、
絞り２が自動的に調整される。

Ｊｆｆｌ明が解決しようとする問題点しかしながら、上記従来の構成では、被写体の照度のダ
イナミックレンジが大きいとき、撮像索子３のダイナミ
ックレンジが一般的には狭いので、すぐにつまってしま
い、狭い範囲のダイナミックレンジしか再現できないと
いう問題点を有していた。すなわち、撮像索子３で変換
された電気信号が、第２図（Ｂ）のようにダイナミック
レンジが狭いときは再現できるが、第２図（＾）になる
様な被写体のとき、振幅の大きい部分は、撮像索子３の
ダイナミックレンジが狭いときは再現できない。

本発明は上記従来の問題点を解消するもので、ダイナミ
ックレンジの狭い撮像索子を用いても、充分に広いダイ
ナミックレンジを持つ再生憬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上記問題点を解決づるため、本発明の撮像装置は、被写
体像を電気信号に変換する撮像索子と、前記電気信号に
基づいて前記被写体像からの入射光量のダイナミックレ
ンジを判Ｆｌｉ−ｄるダイナミックレンジ判別手段と、
このダイナミック判別手段により判別されたダイナミッ
クレンジが所定の範囲よりも大きいときにその大きさに
応じて前記撮像索子への入射光量を減少させる入射光量
制御手段と、この入射光量制御手段による入射光量の減
少に起囚する前記電気信号の減少分を補正する増幅手段
とを儀えた構成としたものである。

作用上記構成によれば、被写体像からの入射光量のダイナミ
ックレンジを判断するダイナミックレンジ判別手段でダ
イナミックレンジが所定の範囲より大きいと判断したと
き、入射光量制御手段によりその大きさに応じて撮像索
子への入射光量が減少するように制御して、撮像索子に
高レベルの入射光量が入らないようにし、撮像索子で充
分に再現できる電気信号に変換し、前記減少した分を補
正するために、増幅手段により電気信号の増幅量を大き
くしてから、テレビジョン受＠機で再現する。

実施例以下、本発明の実施例を第１図〜第４図に基づいて説明
する。

第１図は本発明の第１の実施例における層像装置の４１
Ｉ成図で、１１はレンズ、１２はレンズ１１からの入射
光量を制御する絞り、１３は被写体像を電気信号に変換
する撮像索子、１４は後述のマイクロコンピュータ（以
下「マイコン」と記す）からの制御信号に基づいて撮像
索子１３からの信号の利得を変化させる利得制御回路、
１５はγ処理やブランキング処ｌ！！！等をして標準テ
レビジョン信号を得るだめのプロセスアンプ、１６は撮
像索子１３からの信号を増１黙する増幅器、１７は増幅
器１６の出力信号を平均値検波する検波回路、１８は信
号のダイナミックレンジを判別するダイナミックレンジ
判別回路、１９はダイナミックレンジ判別回路１８の出
力信号により朽、’ｒ　Ｉｌ＋ｔ制御回路１４の利得と
後述の比較回路に入力される基準信号とを制御するマイ
コン、２０は検波回路１７の出力信号とマイコン１９か
らの基準信号とを比較する比較回路、２１は比較回路２
０の出力信号により絞り１２を駆動する駆動回路である
。

次に動作を説明する。増幅器１６と検波回路１７と比較
回路２０と駆動回路２１とのループで絞り１２を制御し
、撮像索子１３に入る入射光量の平均値を一定にしてい
る。ところで、被写体像の電気信号の例を第２図に示す
。第２図（Ａ）（Ｂ）は、平均レベルが同じで、ダイナ
ミックレンジが異なる場合を示している。第２図（八）
はダイナミックレンジが広い場合、第２図（Ｂ）は狭い
場合である。撮像索子１３のダイナミックレンジは広く
なく、一般的に民生用のビデオカメラでは、標準状態の
１．５〜２倍程度である。そのため、第２図（＾）のよ
うな被写体の場合、非常に明るい部分は再現できない。

そこで、非常に明るい部分も再現するため、ダイナミッ
クレンジ判別回路１８でダイナミックレンジの広さを判
別し、広いときはマイコン１９で比較回路２０への基準
電圧を下げることにより、絞り１２でｆｉ像素子１３へ
の入射光量を下げる。そして、撮像木子１３ては、明る
り部分も再現できるようにづる。しかし、このまま標準
テレビジョン信号にして、受像機で再現すると、画像平
均値が暗くなる。それを補正するために、利得制御回路
１４で、画像平均値が低下した分だけを補正し、受像機
で再現される両像の明るさが変わらない様にする。

このように本実施例によれば、被写体の明るさのダイナ
ミックレンジを判別し、広いときは、入射光量の平均値
も小さくして、撮像素子１３でダイナミックレンジが制
限されない様にし−Ｃ電気信号に変換し、その電気信号
の増幅度を大きくすることにより、受像懇により再現さ
れる明るさを変えずに、再現されるダイナミックレンジ
を広くゴることができる。

ダイナミックレンジ判別回路１８は、例えば、ピーク検
波出力信号と平均値検波出力信号との差がある値より大
きいときに、ダイナミックレンジが広いと判断する。

第３図は被写体の明るさく平均値）と電気信号の平均値
との関係の説明図で、実線（ａ）はダイナミンクレンジ
が標準状態（広くないとさ）を示し、被写体の明るさが
ある値以上のときは、絞り１２で入射光量を制御して、
常に一定の電気信号をｊ！７ている。ダイナミックレン
ジが広くなると、ダイナミックレンジ判断回路１８が動
作し、絞り１２で入射光量を標準状態より少なくするの
で、第３図に実ａ　（ｂ）で示すようになる。さらにダ
イナミックレンジが広くなると、第３図に実線（ｄ）で
示すようになるが、入射光量が少なくなりすぎるので、
Ｓ／Ｎが悪化する。Ｓ／Ｎが許容できる範囲で制御する
ため、第３図に実線（Ｃ）で示す特性で制限する方が望
ましい。また第３図に実線（ａＨｂ）で示す特性で、被
写体の明るさが暗くなると、較り１２は開放状態になり
、踊縁素子１３で変換される電気信号の平均値は減少す
るが、標準テレビジョン信号の値を一定に保持するため
、マイコン１９で利得制御回路１４の増幅度を大きくし
て、暗い場合でも充分再現できる様にしている。

第４図は本発明の第２の実施例における照像装置の構成
図で、１１はレンズ、１２は絞り、１３は撮像束子、２
１は絞り１２を・駆動する駆動回路で、これらは第１図
の構成と同様である。第１図の構成と異なるのは、信号
処理をディジタル化した点である。

３１は被写体が暗くなったとぎに増幅度を大きくするた
めの利得制御回路、３２はアナログ信号をディジタル信
号に変換するＡ／Ｄコンバータ、３３は映像１８号を２
次元的に画面弁：”ｊｊ　Ｌ／てそれを平均する分ス１
ｊ平均回路、３４は分割平均回路３３の出力信号を入力
としてダイナミックレンジの判別や映像信号の平均値の
検出等を行なうマイコン、３５はマイコン３４の制御信
号によりディジタル信号の増幅度を制御する利ＩＱ　ｉ
ｉｌ　ｔ２１Ｊ回路、３６はγ処理やブランキング処理
等を行うｆイジタルプロセスアンプ、３７はディジタル
信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータである
。

次に動作を説明する。この実施例は、ダイナミックレン
ジを制限する要素として、九像索子１３とＡ／Ｄコンバ
ータ３２との２つがある場合の例である。

１；、”’−、１ンバータ３２は、映像用で、ローコス
トのものは８ビット程度で、輝度信号処理にはγ処理後
７ピツト必要といわれている。そのため、プロセスアン
プ３６の前段側にある、すなわちγ処理前にあるＡ／Ｄ
コンバータ３２（ま、８ビツトが標ｔＨ状態の信号を処
１！Ｉ！する必要最低限のビットである。そのため、ダ
イナミックレンジは、固体囮像木子と同様狭い。分割平
均回路３３て、映像信号を２次元的に画面分離して各小
画面の平均値を得、そのデータをマイコン３４に入力し
て、映像信号の平均値及びダイナミックレンジの広さを
判別し、駆動回路２１で絞り１２を制御する。すなわら
、ダイナミックレンジが広いときは、入射光量の平均値
を小さく覆る様に絞り１２を制御し、入射光量の最高値
または変換された電気信号の振幅を小さくして、光像素
子１３及び＾／Ｄコンバータ３２で制限されないように
して、マイコン３４からの信号で利得制ｕ１ｊ回路３１
の増幅度を大ぎくしで、受像機に再生された信号の明る
さを変えずに、再生画像のダイナミックレンジを確保す
る。

このように第２の実施例によれば、ダイナミックレンジ
の広さを判別して、絞り１２を制御ツると共に、Ａ／Ｄ
コンバータ３２よりも後段側に増幅度を補正する利得制
御回路３５を設けることにより、へ／Ｄコンバータ３２
のダイナミックレンジが狭くても、ダイナミックレンジ
の広い再生画像が得られる。

ブて明の効果以上述べたごとく本発明によれば、ダイナミックレンジ
の狭い銀像素子やＡ／Ｄコンバータを用いても、すなわ
ち一般的な銀像素子やＡ／Ｄコンバータを用いても、ダ
イナミックレンジの広い再生画像を得ることがでさ、ど
のような被写体でも美しく再生できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に６Ｃブる罷像装置の構
成図、第２図は被写体像を銀像素子により変換した電気
信号の波形図、第３図は被写体の明るきと電気信号の平
均値との関係の説明図、第４図は本発明の第２の実施例
における撮像装置の構成図、第５図は従来の層像装置の
構成図である。１２・・・絞り、１３・・・撮像素子、１４．３１・・
・利得間■１回路、１８・・・ダイナミックレンジ判別
回路、１９．３４・・・マイコン、２０・・・比較回路
、２１・・・駆動回路、３３・・・分にｊ平均回路代理人　　　森　　本　　６　　弘＠１図第２図（Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　〔β
）ｙ、、べ２．　　　　　　　　　　　　　ｙル〜」し
第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１、被写体像を電気信号に変換する撮像素子と前記電気
信号に基づいて前記被写体像からの入射光量をダイナミ
ックレンジを判断するダイナミックレンジ判別手段と、
このダイナミック判別手段により判別されたダイナミッ
クレンジが所定の範囲よりも大きいときにその大きさに
応じて前記撮像素子への入射光量を減少させる入射光量
制御手段と、この入射光量制御手段による入射光量の減
少に起囚する前記電気信号の減少分を補正する増幅手段
とを備えた撮像装置。