JPH0378832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビカメラの映像出力信号を利用
して絞り制御を行なわせるように構成したCCTV
カメラ用レンズの自動絞り制御方法及びその装置
に関するものである。

テレビカメラの感度は、増幅処理系などで見掛
上の感度を改善する余地はあるが、本質的にはレ
ンズの明るさと撮影管の感度によつてきまつてし
まう。このため、最適画像を得るための条件がカ
メラによつて異なることになる。自動絞り制御装
置に感度調整が必要なのはこのためで、従来装置
にあつてはほとんどのものに感度調節機能が取付
けられている。

しかし、本来、感度調節とは比較的コントラス
ト範囲が狭い被写体（３：１ぐらい）の絶対的な
明るさを調整するためのもので、自然界のように
コントラスト範囲が数十：１のように広い場合に
は原理的に調整不能であつた。つまり、最適画像
を得るためには被写体の絶対的な明るさの調整の
他に、明るい部分と暗い部分との比、すなわちコ
ントラスト範囲に対応した調整も重要な要素の一
つとなる。自然界に於けるコントラスト範囲は雲
天でも数十：１であり、晴天の場合は数百：１に
も達する。一方、テレビジヨンで再現された画像
に於けるコントラスト表示範囲は30〜40：１程度
しかない。従つて、同一画面内に明るい部分と暗
い部分が同時に存在するような場合は、主要被写
体を明るい部分にするか、または暗い部分にする
かを決めなければならない。

原理上、暗い部分を主要被写体とする時に合う
測光方式が平均測光方式で、明るい部分を主要被
写体とする時に合う測光方式がピース測光方式と
いえる。テレビカメラの映像出力信号を利用して
絞り制御を行なつているビデオ方式の測光方式と
しては、現在、前述した２種類の測光方式が考え
られている。しかし、これらのいずれの方式も完
全なものではない。つまり、前述したように同一
画面内に明るい部分と暗い部分が同時に存在する
ような場合、平均測光方式のものにあつては、白
つぶれのために明るい部分の階調がなくなつた
り、またピーク測光方式のものにあつては、逆に
カメラの感度から見て十分に見えるはずの暗い部
分が見えなくなつたりすることが往々にして起こ
るためである。このことから従来の測光固定式の
ものにあつてはコントラスト範囲の広い被写体条
件に対して最適画像が得られない欠点があつた。

本発明は前述した不便さを除去するために、テ
レビカメラの映像信号を反転増幅回路で受けた後
倍電圧整流し、これによつて得られた直流電圧
を、別に設けた基準電圧と比較して制御信号を得
るようにCCTVカメラ用自動絞り制御手段に於い
て、前記整流回路の倍電圧用コンデンサの充電電
圧を調整可能ならしめることにより、初期設定状
態より平均測光方式に、又はピーク測光方式に、
測光方式を可変ならしめた測光方式可変回路を設
けてある。

第２ａ図及び第２ｂ図は測光方式を調べる時に
使われる被写体と映像出力信号波形で、第３ａ図
乃至第３ｃ図は第２ａ，２ｂ図の映像出力信号
（Vin）と面積比率（S₀）の関係を示す特性曲線
である。第２ｂ図に於いて、Ｖは映像信号、V_S
は同期信号である。尚、この場合の面積比率とは
明るい部分が画面全体に占める割合を意味し、次
のように表わされる。

S₀＝（ａ／ｂ）²×100〔％〕 第３ａ図及び第３ｂ図は、前述した特性曲線が
コントラストによつてどのように変わるかを示し
たもので、第３ａ図は平均測光方式の場合、第３
ｂ図はピーク測光方式の場合に関するものであ
る。尚、図中のはハイコントラスト時、はロ
ーコントラスタ時、はとの中間コントラス
ト時をそれぞれ意味する。図より平均測光方式は
コントラストの影響が大きく、ピーク測光方式は
その影響が少ないことが解かる。また、のロー
コントラスト時は、平均測光とピーク測光のいず
れも、測光方式の基光とする映像出力信号Vinに
対する面積比率S₀が小さいところS₃までのびてい
ることから、かなりの範囲に於いて測光方式に関
係なく使用できることが解かる。第３ｃ図は基準
電圧のハイレベルを変化させ感度調節をしたとき
の特性曲線の変化を示し、はハイレベル、は
中間レベル、はローレベルの場合を示す。

本発明は以上述べた特性を十分考慮し、テレビ
ジヨンで再現できるコントラスト表示範囲（30〜
40：１）を越えるような場合でも自由にコントラ
ストの圧縮率を調整できる、いわゆる測光方式の
バリアブル化をはかり、測光方式にあまり関係し
ないローコントラストの被写体に於いては感度調
節を、また自然界のようにハイコントラストの被
写体には測光方式の調整を行なうようにし、それ
らを前述した目的別に調整可能にし、さらに自然
界の被写体条件を考慮したうえで使用される測光
方式を遠隔操作可能にしたものである。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。Ｉはテレビカメラからの映像出力信号を入力
信号Vinとして入力する入力端子で、コンデンサ
C₁を介して演算増幅器A₁を有する反転増幅回路
１に接続してあり、直流分を含まない反転増幅さ
れた信号VP₁をその出力端P₁に得るように構成し
てある。前記出力端P₁には倍電圧用コンデンサ
C₃と、ゼロ電圧部に直列に接続された倍電圧用
ダイオードD₃とを有する測光方式可変回路３が
接続され、ポイントP₂に出力信号VP₂を得ると共
に、ダイオードD₂によつて整流され、その出力
端P₃に直流電圧VP₃が得られるよう構成してあ
る。前記出力端P₃の直流電圧VP₃は、別に設けた
基準電圧回路４の基準電圧VP₄と、演算増幅器
A₂を有する比較回路２によつて比較され、その
結果として絞り制御信号Voutを出力端Ｏに得ら
れるよう構成してある。ここで本発明の実施例で
は、測光方式可変回路３の倍電圧用コンデンサ
C₃に並列にトランジスタTrが設けてあり、コン
デンサC₃の入力端にトランジスタTrのコレクタ
端子を接続し、出力端P₃にエミツタ端子を接続
してある。トランジスタTrのベース端子には抵
抗を介して可変抵抗VR₃が接続されており、ベー
ス電圧V_Bを可変することにより、該コンデンサ
C₃の充電電圧を調整可能にするように構成して
ある。また、直列につないだ固定抵抗R₃₁と可変
抵抗VR₃₁を倍電圧用コンデンサC₃と並列に接続
してある。５は前記ベース電圧V_Bの電圧調整用
の可変抵抗VR₅を前記可変抵抗VR₃に代えて有す
る遠隔操作用の測光方式可変回路である。また、
６は前記基準電圧VP₄の可変抵抗VR₆を前記可変
抵抗VR₄に代えて有する遠隔操作用の基準電圧回
路である。

上記の構成からなる本発明の実施例において、
入力端Ｉにテレビカメラから映像出力信号とし
て、第２ａ図及び第２ｂ図のテストチヤートに対
応して、第４図ａに示すような波形の入力信号
Vinが入つて来たとする。この波形においてプラ
ス測の矩形部分が画像の明るい部分に対応してい
る。この入力信号Vinは反転増幅回路１によつて
第４図ｂのように反転増幅され、その出力端P₁
の信号VP₁となるが、この場合、コンデンサC₁に
より信号中に直流分が含まれていないため、図の
Ｏ−Ｏ線を中心に正負の面積が等しくなるような
定常状態に落着いている。ここで、可変抵抗VR₃
を調整しトランジスタTrのベース電圧V_Bを所定
の範囲以下に降下させると、トランジスタTrは
飽和状態となり、倍電圧用コンデンサC₃の出力
測のポイントP₂の信号VP₂は第４図ｃに示すよう
に信号VP₁と等しくなる。従つて、この波形の明
るい部分と対応する波形の幅が広いうちは、振幅
の変化に伴ない基線（Ｏ−Ｏ線）が変化すること
となるが、しかし、明るい部分の幅が狭くなると
振幅の変化に影響されなくなり、結果として整流
後のポイントP₃の直流電圧VP₃は変らないことと
なる。即ち、ベース電圧V_Bを小さくした場合は、
映像出力信号の全体の平均値で直流電圧VP₃が決
まることとなるため、暗い部分を主要被写体とす
るときに合う平均側光方式といえる。次に、ベー
ス電圧V_Bを前記所定範囲以上になるように可変
抵抗VR₃を調整すると、トランジスタTrは遮断
状態になり、出力端P₁の信号VP₁のマイナス側の
出力で倍電圧用ダイオードD₃がON状態となり前
記コンデンサC₃に充電がなされ、引続くプラス
側の出力で前記ダイオードD₃がOFF状態となり、
先に充電されている電圧にプラス側の信号が加わ
ることとなり、ポイントP₂の出力信号VP₂は第４
図ｄに示すように直流再生され、明るい部分に対
応した信号波形の幅が狭くても振幅の変化を検知
できることとなる。従つて、ベース電圧V_Bを大
きくした場合は、明るい部分を主要被写体とする
ときに適したピーク測光方式といえる。また、倍
電圧用コンデンサC₃に並列に接続した抵抗群
（抵抗R₃₁と可変抵抗VR₃₁）は、平均測光方式の
抑制をするもので、最も平均測光側にした時の特
性曲線を決定し、従つて測光方式の可変範囲を決
定する。この回路は制御線が二本になるため、通
常は遠隔操作にせずレンズ内に設けてある。

第５乃至第８図は、映像信号レベルと面積比率
S₀の関係をグラフにした、本発明装置の動作説明
図である。

第５図に於いて、は平均測光のときの特性曲
線を示し、面積比率がＡの状態に於いては映像信
号レベルａが得られ斜線内の最適映像信号レベル
内にあるが、面積比率がＢの状態になるとレベル
がｂと高くなりいわゆる光量オーバーとなる。こ
のような場合に基準電圧回路４又は６の可変抵抗
VR₄又はVR₆による感度調整により映像信号レベ
ルをb₁まで下げることができる。このとき、特性
曲線は第３ｃ図で示した通りの如く変化する
ため、面積比率がＢの状態に於いては良いがＡの
状態に戻つた時に映像信号レベルがa₁と低くなり
過ぎ光量不足をきたす。

このような場合に、測光方式可変回路３又は５
の可変抵抗VR₃又はVR₅を操作し測光方式をピー
ク測興亜方式に変えると、特性曲線は第６図の
からの如く変化するため、面積比率がＡの状態
に於いてもまたＢの状態に於いても最適映像信号
レベルが得られる。

前述したことは、コントラストが変化するよう
な場合でも言える。

第７図の曲線は、比較的コントラスト範囲が
狭い場合の平均測光方式での特性曲線である。こ
のようなコントラスト時に於いては、面積比率が
Ａの状態に於いてもまたＢの状態に於いても映像
信号レベルはａ，b₁と最適範囲に入る。しかし、
コントラスト範囲が自然界の如く広く数十：１以
上になると、特性曲線はの如く変化し、面積
比率Ｂに於ける映像信号レベルはｂと高くなる。
この場合に前例同様に感度調整を行なつて映像信
号レベルをb₁まで下げると、特性曲線はの如
く変化し、結果として面積比率がＡの状態に戻つ
た時にレベルがa₁と低くなり過ぎることになる。
また、この場合は、コントラスト範囲が狭くなる
と特性曲線が破線の如く変化するため、面積
比率がＢの状態に於いても映像信号レベルはb₂と
低くなり非常に具合が悪い。この場合でも、測光
方式をピーク測光方式に変えると何の不都合もな
く動作させることができる。

第８図に於いて曲線は比較的コントラスト範
囲が狭い場合の平均測光方式での特性曲線であ
る。この場合に於いては前述同様、映像信号レベ
ルはａ，b₁の如く最適範囲に入つている。ここで
コントラスト範囲が広くなると特性曲線はの
如く変化する。この状態に於いて測光方式をピー
ク測光方式に変えると、コントラスト範囲が広く
ても、狭い時の特性曲線に極めて近い曲線を得
ることができる。従つて、面積比率Ａ，Ｂいずれ
の状態に於いても最適レベルが得られることにな
る。また、コントラスト範囲が広い状態で特性曲
線が得られている測光方式に於いて、コントラ
スト範囲が狭くなると特性曲線は破線の如くな
り、ほとんどの面積比率において最適レベルが得
られることになる。従つて、この場合には感度調
整は一定にしておいて、測光方式を可変に調整す
るだけで映像出力信号の最適レベルを選択的に得
ることができる。

尚、測光方式可変回路３は第１図のようにトラ
ンジスタを利用する方法以外にも可変抵抗、フオ
トカプラ等を利用した回路も本発明の一実施例と
して採用し得るが、この場合は制御線が２本必要
になるため遠隔操作方式にする場合、配線上不都
合である。

以上の通り、本発明に係るテレビカメラの映像
出力信号を受け反転増幅する反転増幅手段と、反
転増幅後の画像信号を倍電圧コンデンサの充電電
圧を可変に調整して倍電圧整流し測光方式を可変
にする測光方式手段と、倍電圧整流して得られた
直流電圧を基準電圧と比較して絞り制御信号を得
る比較手段と、前記比較手段における基準電圧を
可変に調整して感度調整する感度調整手段とから
なるCCTVカメラ用自動絞り制御方法によれば、
テレビカメラの映像出力信号を、自然界のように
ハイコントラストの被写体条件では、倍電圧コン
デンサの充電電圧を可変に調整して倍電圧整流し
測光方式を可変にすると共に、室内などのコント
ラスト範囲が狭い被写体条件では、倍電圧整流し
て得られた直流電圧を比較すべき基準電圧を可変
に調整して感度調整することにより、テレビジヨ
ンで再現できるコントラスト（30〜40：１）を越
えるような被写体条件やローコントラスト条件に
対して、目的別に自由に映像出力信号を最適レベ
ルに調整することができる効果があり、また、本
発明に係るCCTVカメラ用自動絞り制御装置によ
れば、反転増幅後の画像信号を倍電圧コンデンサ
の充電電圧を可変に調整して倍電圧整流し測光方
式を可変にする測光方式可変回路が、反転増幅回
路の出力を受ける倍電圧用コンデンサと、該コン
デンサの出力測にカソードを接続しグランド側に
アノードを接地して設けた倍電圧ダイオードと、
前記コンデンサの出力側にエミツタを接続し入力
側にコレクタを接続し、ベース側に可変抵抗を設
けてなるトランジスタとからなり、該トランジス
タのベース電圧を可変調整して測光方式を可変に
したことを特徴とする構成を有するから、測光方
式を可変にする制御線を１本にすることができ、
単純な回路で遠隔操作等を行ない得る効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す回路
図、第２ａ図及び第２ｂ図は被写体と映像出力信
号波形の関係を示す説明図、第３ａ図は平均測光
方式とコントラストの関係を示す説明図、第３ｂ
図はピーク測光方式とコントラストの関係を示す
説明図、第３ｃ図は基準電圧レベルを変化させた
時の測光方式の違いを示す説明図、第４図は入力
信号と各階段における出力信号波形の関係を示す
説明図で、第５図乃至第８図は夫々本発明装置の
作動態様を示す説明図である。 １：入力端子、Ｏ：出力端子、A₁，A₂：演算
増幅器、Tr：トランジスタ、C₃：倍電圧用コン
デンサ、D₃：倍電圧用ダイオード、VR₃，VR₄，
VR₅，VR₆：可変抵抗、Vin：入力信号（テレビ
カメラの映像出力信号）、VP₁：ポイントP₁の出
力信号、VP₂：ポイントP₂の出力信号、VP₃：ポ
イントP₃の出力信号、VP₄：基準電圧、Vont：
絞り制御信号、１：反転増幅回路、２：比較回
路、３，５：測光方式可変回路、４，６：基準電
圧回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テレビカメラの映像出力信号を受け反転増幅
   する反転増幅手段と、反転増幅後の画像信号を倍
   電圧コンデンサの充電電圧を可変に調整して倍電
   圧整流し測光方式を可変にする測光方式可変手段
   と、倍電圧整流して得られた直流電圧を基準電圧
   と比較して絞り制御信号を得る比較手段と、前記
   比較手段における基準電圧を可変に調整して感度
   調整する感度調整手段とからなるCCTVカメラ用
   自動絞り制御装置。 ２ テレビカメラの映像出力信号を受け反転増幅
   する反転増幅回路と、反転増幅後の画像信号を倍
   電圧コンデンサの充電電圧を可変に調整して倍電
   圧整流し測光方式を可変にする測光方式可変回路
   と、倍電圧整流して得られた直流電圧を可変調整
   可能な基準電圧と比較して絞り制御信号を得る比
   較手段とからなるCCTVカメラ用自動絞り制御装
   置において、前記測光方式可変回路が、反転増幅
   回路の出力を受ける倍電圧用コンデンサと、該コ
   ンデンサの出力側にカソードを接続しグランド側
   にアノードを接地して設けた倍電圧ダイオード
   と、前記コンデンサの出力側にエミツタを接続し
   入力側にコレクタを接続し、ベース側に可変抵抗
   を設けてなるトランジスタとからなり、該トラン
   ジスタのベース電圧を可変調整して測光方式を可
   変にしたことを特徴とするCCTVカメラ用自動絞
   り制御装置。 ３ 特許請求の範囲２に記載の装置において、ト
   ランジスタのベース電圧を遠隔操作する可変抵抗
   回路によつて調整可能に構成してなるCCTVカメ
   ラ用自動絞り制御装置。