JPS63173471A - テレビカメラの自動的露出制御方法及び装置 - Google Patents

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 本発明は独立請求の項による方法及び装置（回路）に関
する。

従来の技術 従来、テレビカメラでは絞りＳ＋整用の調整電圧が、ビ
デオ信号のピーク値または平均値測定により導出された
。その場合、屡々起こる事態は明るい主題（モチーフ）
が比較的暗い背景の前で過剰露出されたり、比較的暗い
主題（モチーフ）が比較的明るい背景の前で十分良好に
は識別可能にならないことである。この欠点を取除くた
めとられていた従来、既に公知の手段によればビデオ信
号全体から所定の画像部分のビデオ信号を抽出し、−以
下所謂“スポット測定”と称する−１また、輝度信号を
、抽出°された画像部分のビデオ信号から導出して、上
記輝度信号を絞り制御装置に対する制御の形成のために
用いることが行なわれた。但し実際には絞り一制御装置
の制御のために用いられる画像部分の領域が著しく明る
い背景のところに来、それにより、必然的に、該露出を
来たすおそれがある。要するにその際最適絞り制御が行
なわれ得るのは記録されるべきモチーフ　（主題）が測
定されモチーフの局所的変化が行なわれない際のみであ
る。従って絞り制御改善のための既に公知の測定、評価
方式によれば当該測定のあと行なわれる評価の際画像領
域の中央部分が調整電圧の形成に関与する程度のほうが
、両左右の性徴及び場合により主像のそれよりも強い。

この方式−以下所謂“中心強調−積分測定”と称されろ
−は次のような認識を基づいている。即ち、主モチーフ
は画像中央に位置し上方画像部分にて概して重要な画像
要素（例えば天空のみ）が存在しないという認識に立脚
している。この場合明るい部分が比較的大きな重み付け
された部分の中へ又はそこの外に移動する場合、絞り変
化が生じ得る。これら公知の測定方式、“スポット測定
”、“中心強調測定”の場合、それぞれの測定値が、先
に調整された括準値と比較され、その後絞り位置は両値
が一致するまで可変調整される。

さらに既に公知の、西独特許第３１２９３５６号明細書
（ＤＥ−３２１９，３５６０２）に記載のテレビカメラ
用の自動的露出制御方式では画像領域全体のビデオ信号
が、時間分割形式（時間分割方式）に従ってそのような
複数の部分画像領域に細分化される。その後、１つの所
定の部分画像領域のビデオ信号か選択的に取出され、絞
り制御用の調整電圧の導出のために用いられ得る。但し
この方式の欠点とするところはそのつど露出制御に最も
有利な部分画像領域自体をカメラマン　（カメラ操作者
）が選択し投入接続操作しなければならないことである
。さらに別の欠点となるのは上記部分画像領域は水平の
（相互に隣接し合う）画像条片（ストリップ）部分から
成り、重要でない画像要素により、不精確な露出制御を
惹起するおそれがある。

発明の目的 本発明の課題ないし目的とするところは冒頭に述べた形
式の方法において、最適の露出制御を、殊にコントラス
ト豊かなモチーフ及びピーク光ないしハイライト光のも
とで行わせ得ることにある。

発明の構成 上記課題は独立請求項の特徴事項の構成要件により解決
される。

実施例 第１図はテレビカメラの位置部分である、絞り制御回路
の有利な実施例が示しである。その場合テレビカメラは
その撮像部中心に、対物レンズｌと、虹彩絞り２と、光
ビームを３つの色値Ｒ、Ｇ　、Ｈに分けるビームスプリ
ッタ３とを有し、このビームスプリッタには撮像管又は
半導体センサのような光電変換器４．５．６が光学的に
接続されている。光電変換器４．５．６の信号出力側に
はプリアンプ７．８．９が接続されており、このプリア
ンプの信号は公知形式で後続処理のため出力端子１１，
１２．１３に現われる。

本発明の方法を実施するためプリアンプ（ＶＶ）７，８
．９の出力側が、更に非加算的混合回路１４の入力側に
接続されており、この混合回路では入力信号のそのつど
最大値が選択され調整電圧の導出のため用いられる。上
記混合回路（ＮＡＭ）＋４の出力側は例えば９つの電子
スイッチ＋６ａ〜１６１の入力側に接続されており、上
記スイッチの個数は第１ａ図の部分画像領域の個数に相
応する。第１ａ図に示すように画像領域全体は例えば９
つの等しい大きさの領域ａ〜ｉに細分化されており、こ
れら領域はそのっど（それぞれ）評価されそれら領域の
うち幾つかは調整電圧の導出に用いられる。その場合ス
イッチ１６ａ〜１６ｉはクロック発生器１７により制御
される。上記クロック発生器は垂直及び水平同期パルス
により同期化される。よって、例えばスイッチ１６ａの
閉成により部分画像領域ａにおける第１行の最高信号値
が伝送され、その後スイッチ１６ａの開放及びスイッチ
１６ｂの閉成により部分画像領域すの第１行の最高値が
、また、スイッチ＋６ｂの開放及びスイッチ１６ｃの閉
成の後部分画像領域Ｃの第１行の最高値が伝送される。

スイッチ１６　ａ〜１６１ノ出力側は測定領域−検出器
１８ａ〜１８ｉに接続されている。この検出器において
伝送される信号値及び平均値が測定される。従って測定
領域検出器１８ａ〜１８ｉは一方ではピーク値の、他方
では平均値の取出しのための各２つの出力側を有する。

各部分画像領域ごとに上記の２つの値の測定後それら測
定値は中間メモリｌ　９　ａ　＝　１９１にて中間記憶
されマルチプレクサ（Ｍ　Ｕ　Ｘ　）２１　（これは同
様にクロック発生器１７により制御される）を介してそ
れぞれ順次Ａ／Ｄ変換器２２に供給される。これら測定
値はＡ／Ｄ変換器２２を用いてデジタル化されるコンピ
ュータ２３のデータ入力側に供給される。

絞り制御用の調整電圧の導出がコンピュータ２３にてそ
の中に実現されたアルゴリズムを用いて行なわれ、それ
により、個々の部分画像領域の測定値から相応の評価後
それぞれの調整信号が生せしめられコンピュータ　（μ
Ｐ）２３の出力側からデジタル信号として取出可能であ
る。このデジタル信号は後続のＤ／’Ａ変換器２４にて
、アナログ制御電圧に変換され、サーボ回路２６に供給
される。しかる後、サーボ回路２６によっては虹彩絞り
２の調整移動のために用いられる調整電圧が生ぜしめら
れる。更に、サーボ回路２６は実際の絞り値の応答とし
て信号を送出し、この信号はＡ／Ｄ変換器２７にてデジ
タル化されコンピュータ２３のほかの入力側に供給され
る。

コンピュータ２３にて測定値の評価及びひきつづいての
処理の場合各部分画像領域におけるダイナミック特性及
び励振塵が重要である。奇術の如く、コンピュータ２３
には各部分画像領域ａ〜ｂのうち２つの測定値、すなわ
ち平均値及びピーク値が供給される。励振塵が平均値に
相応しかつダイナミック特性がピーク値と平均値との比
を成すので、上記両側定値により本発明の絞り制御を行
なうことができる。各部分画像領域のダイナミック特性
及び励振塵の評価により、信号データの種々の後続処理
が行なわれる。制御過程の始めにて、即ち例えばテレビ
カメラの投入接続後間もなくして評価さるべき像がある
種の基本輝度を有する　（この基本輝度は先ず差当り絞
りを用いて調整されなければならない）ようにすると好
適である。このことを行なうため先ず最初、コンピュー
タ２３にて書込まれた測定データが、所謂「中心強調−
積分測定」方式により評価される。通常像についての重
要な情報が像中心にあるので、画像コーナにおける４つ
の部分画像領域が評価されず、この場合部分画像領域す
、ｄ、ｅＪ、ｈは異なる重み付けで評価される。而して
、領域すは測定値量（平均値）の４％で、領域ｄは１２
％で、領域ｅは３７％で、領域ｒは１２％で、領域りは
２６％で後続処理される。これらファクタで評価された
積分−又は平均値は、最適露出のため形成された設定値
と比較され、それにより、調整量が導出され、この調整
量は調整電圧への変換後絞りの調整のために用いられる
。

何等かの基本輝度の調整の行なわれた後（それにより、
生ぜしめられたビデオ信号は光電変換器の励振領域内に
位置するようになる）、すべての部分画像領域のビデオ
信号が評価される。この場合支配的な励振塵（平均値）
及び個々の部分画像領域の検出されたダイナミック特性
が排除判断基Ｑ（これはダイナミック特性の、部分画像
領域に依存する最小値を成す）と比較される。排除判断
基亭が充足されていれば、即ち当該の領域が主として大
きな単色面ないしコントラストの小さな面を有する場合
、上記領域は評価対象外に排除される。１つの領域内に
て１つの所定のダイナミック特性値に１つの過度に小さ
な平均値が対応づけられている場合でも（ピーク光ない
しハイライト光の発生）上記領域は評価対象外に排除さ
るべきである。その際なお残存する領域の測定データか
ら設定値−実際値比較の後、調整量が導出される。重要
でない部分画像領域を評価対象外に排除するようなすべ
ての部分画像領域の測定データの上述のような評価は以
下所謂“選別性−領域測定”と称される。この測定の際
夫々最大の積分−又は平均値を有する３つの領域が計算
のために用いられる。その際各領域において比較値が求
められ、それより相応の絞り変化量が算出される。算出
された変化量は等しい部分ずつ相応の複数領域に亙って
平均化される。

“中心強調−積分測定”及び　“選別性−領域”のほか
に、絞りの調整のため所謂　“スポット測定”を用いる
こともできる。この場合中心における唯１つの部分画像
領域、例えば第１ａ図の領域ｅが評価され、その際絞り
変化の検出は設定された値との比較により、又は上記領
域にて支配するダイナミック特性から導出される値との
比較により行なわれる。

次に、絞り制御の経過全体を第２図のフローチャートに
ついて説明する。プログラムのスタート後−既述のよう
に−すべでの求められた測定値が、コンピュータ２３の
メモリ部分中に読込まれる。その際それらの値はそれま
での値又は先行（過去）値と比較され、その後、どのよ
うな測定形式（方式）が最適の絞り制御のための用いら
れるべきであるかが判別される。而して、　“中心強調
−積分測定”はカメラ作動の始めの際のほかに次のよう
なときはいつも選ばれる。即ち積分値又は平均値が３よ
り多い部分画像領域にて１つより多い絞り段階だけ変化
したときはいつも選ばれる。中央部画像領域ｅにおける
積分−又は平均値が８５％より大である場合所謂　“ス
ポット測定”方式が用いられる。積分−又は平均値が２
より多い部分画像領域にて’／４より大の絞り段階だけ
変化した際、所謂“選別性−領域測定”が行なわれる。

測定値の変化が起こらなかった場合、絞り変化調整は行
なわれる必要はなく、その際新たな測定過程が、新たな
測定値の読込みによって開始される。種々の測定方式の
うちの１つの実施後（算出された絞り位置調整用の調整
量が導出された後）個々の部分画像領域の測定値が、所
謂　“先行（過去）値”としてコンピュータ２３中に記
憶される。その際これらの“先行（過去）値”により、
新たな測定−１制御過程が開始され得る。

発明の効果 本発明によれば、露出制御のためには最適の画像領域選
択に従い良好な詳細部（ディテール）識別性を確保なら
しめる画像領域のみを調整電圧の導出に用いるという利
点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置のブロック
接続図、第１ａ図は各部分画像領域への画像領域全体の
分割の説明図、第２図は本発明の絞り制御動作のフロー
チャートを表わす図である。 １・・・対物レンズ、２・・虹彩絞り、３・・・ビーム
スプリンタ、４，５．６・・・光電変換器、７．８．９
・・・プリアンプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絞り調整のためビデオ信号から導出された調整電圧
   を用いて、テレビカメラの自動的露出制御を行なう方法
   において、１つの画像領域全体のビデオ信号の中から当
   該の画像領域の、複数部分画像領域（ａ〜ｉ）への細分
   化に相応するビデオ信号を抽出し測定し、更に上記測定
   値を、評価及び所定の基準値との比較の後上記調整電圧
   導出のため用いることを特徴とするテレビカメラの自動
   的露出制御方法。 ２、個々の部分画像領域（ａ〜ｉ）のビデオ信号を、励
   振度及びダイナミック特性に関して測定する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３、励振度を平均値形成によって求め、また、ダイナミ
   ック特性を、ビデオ信号のピーク値と平均値との比の形
   成により求める、特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、種々の部分画像領域（ａ〜ｉ）のビデオ信号から導
   出された測定値を、種々異なる評価量での重み付けられ
   た評価によって調整電圧の導出のために用いるようにし
   た特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５、カメラ作動の始めにて先ず“中心強調−積分測定”
   を、絞りの、相応の値への調整のため行ない、さらに、
   その後及びひきつづいてのカメラ作動中測定値の常時の
   評価を、調整電圧の導出のために使用された測定方式の
   選定に関して行なう特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、画像領域全体の１／３より大の大きさに相応する部
   分画像領域においてビデオ信号の平均値が、１つより多
   い絞り段階分変化した際“中心強調−積分測定”を調整
   電圧の導出のために行なう特許請求の範囲第５項記載の
   方法。 ７、中央部分画像領域にて８５％より大の、ビデオ信号
   の平均値の発生の際“スポット測定”を、調整電圧の導
   出のために行なう特許請求の範囲第５項記載の方法。 ８、画像領域全体の１／５より大の大きさに相応する部
   分画像領域にて、ビデオ信号の平均値が１／４より大の
   絞り段階だけ変化した際“選別性領域測定”を調整電圧
   の導出のため行なう特許請求の範囲第５項記載の方法。 ９、すべての部分画像領域（ａ〜ｉ）の評価の際個々の
   部分画像領域内におけるダイナミック特性及び励振度を
   求め、且基準値と比較し、更に、ダイナミック特性の最
   小値を表わす基準値に達しない測定値を有する部分画像
   領域を調整電圧の導出前に、評価対象外に排除する特許
   請求の範囲第８項記載の方法。 １０、絞りの調整のための基準値を、各々の排除されて
   いない部分画像領域のダイナミック特性に依存して形成
   する特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１、測定値の評価、及びそれに基づいての、調整電圧
   の導出を、コンピュータ（２３）にて実現される相応の
   アルゴリズムを用いて行なう特許請求の範囲第５項記載
   の方法。 １２、１つより多くのビデオ信号を発生し、上記信号の
   うちそのつど最高の値を非加算的混合によって導出し後
   続処理する特許請求の範囲第１項記載の方法。 １３、絞り調整のためビデオ信号から導出された調整電
   圧を用いて、テレビカメラの自動的露出制御を行なう装
   置において、複数部分画像領域（ａ〜ｉ）の個数に相応
   する個数のクロック制御される電子スイッチ（１６ａ〜
   １６ｉ）を設け、該電子スイッチの夫々の入力側に画像
   領域全体のビデオ信号が加わり、上記電子スイッチの出
   力側は各１つの測定領域−検出器（１８ａ〜１８ｉ）に
   接続されており、更に測定領域−検出器（１８ａ〜１８
   ｉ）は中間メモリ（１９ａ〜１９ｉ）に接続され、この
   中間メモリの出力側は相応にクロック制御されるマルチ
   プレクサ（２１）とＡ／Ｄ変換器（２２）とを介してコ
   ンピュータ（２３）の入力側に接続されており、更に、
   コンピュータ（２３）の出力側はＤ／Ａ変換器（２４）
   を介して絞り（２）用の調整電圧の処理のためサーボ回
   路（２６）に接続されており、更に、サーボ回路（２６
   ）の応答出力側は別のＡ／Ｄ変換器（２７）を介してコ
   ンピュータ（２３）の別の入力側と接続されていること
   を特徴とするテレビカメラの自動的露出制御装置。 １４、複数のカメラプリアンプ（７、８、９）の出力側
   が、非加算的混合回路（１４）の各１つの入力側と接続
   されており、該混合回路の出力側が、電子スイッチ（１
   ６ａ〜１６ｉ）の入力側に接続されている特許請求の範
   囲第１３項記載の装置。