JPH04502838A - 自動強度制御を備えたビデオカメラ - 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】 自動強度制御を備えたビデオカメラ 本発明は、光学像形成部（イメージング・システム）と、受光面（エントリー・ ウィンド）を有するイメージ変換部とを備えたビデオカメラに関する。光学像形 成部は、撮影される光学像を受光面上に形成し、この光学像を電気信号に変換し て出力端子から出力する。

現在のビデオカメラでは、受光面上に形成される光学像の光強度を光学系の絞り を用いて調整している。この絞りは、入射光の強度に応答する制御システムによ り制御され、平均して略々一定の強度の光が入射されるようになっている。

このようなビデオカメラは、いくつかの欠点を有する。

第１の欠点は、機械的に制御される絞りに慣性があるため、光の強度制御に時間 的な遅れが生ずる。この遅れは、光強度の変化が速い場合、例えば、明るい場所 から暗い場所或いは逆の場合に顕著であり画像が流れという不都合がある。第２ の欠点は、上述の制御が画像全体に行なわれるため、コントラストが大きい場合 には、光学像に部分的に露出不足或いは露出過剰が生じ、これらの部分の画像再 生が充分に行なわれないという場合がある。

第１の欠点に対しては、絞りの動作速度を速めることにより解決策が見いだされ るかも知れないが−上述の絞り型の光強度制御における第２の欠点に対しては解 決策がない。

本発明の目的は、上述の欠点を除去したビデオカメラを提供することである。こ の目的達成のため、本発明に係るビデオカメラは、信号の出力端から得られ且つ 画像の光強度に対応するイメージ信号の振幅を制御信号に変換し、この制御信号 を制御素子に印加する。この制御素子は、画像のライン走査に同期し、走査中の 画素点の感度が、大振幅の時には減少し、小振幅の際には増加するように、イメ ージ信号に作用する。

任意の画素点、或いは、隣接する画素点群の感度を局部的な光強度に対応させる ことができるので、強いコントラストを抑えることができる。従って、非常に明 るい画像部及び暗い画像部であっても良好な画像再生が行なわれる。

勿論、この制御は、光コントラスト全体を抑制するだけでなく、光強度の遷移を 抑制することも可能である。

電子ビーム走査型の走査部及び充電面の背後に設けられた共通電極を有するビデ オカメラでは、この電極に発生した電圧は、本発明によれば、走査期間中のイメ ージ信号振幅に応じて制御可能である。

特に、所！ｌ１ＩＣＣＤを利用した充電変換装置であっても、上述の制御は次の ような構成により可能である。即ち、光電変換装置に至る光路中に、液晶素子或 いは同類の光制御素子を設けてこれらの素子に高周波電圧を印加し、高周波電圧 の周波数即ち上記の素子の光透過度を走査に応じて制御する。

場合によっては、上述の制御では、光強度のピーク値を完全に抑制できないこと がある。このようなピーク値を抑制するために、本発明によれば、イメージ信号 を前置増幅後にしきい値回路に入力する。このしきい値回路は、設定したしきい 値を超える信号部分のみを通過させる。この設定したしきい値を超える部分は、 例えば増幅後に、明るい画像部分の光強度を減するために元の映像信号から減算 される。尚、上記のしきい値回路の前にインバータを設け、しきい値回路の出力 信号をイメージ信号に直接加えるようにすることもできる。

以下、本発明を図面を参照して更に詳細に説明する。

第１図及び第２図は夫々本発明に係るビデオカメラの実施例の電気回路を簡明に 図示した図面である。

第１図の実施例に係るビデオカメラは、光学像形成部ｌを有し、この光学像形成 部１により光学像が撮像管３の充電面（エントリー・ウィンド）２に形成される 。光電面２には、周知のように、光感知層が設けられており、光感知層は光が照 射されると光電子（ホトエレクトロン）を発生する。光感知層を電子ビーム４に より走査すると、ホトエレクトロンは電極５に流れる電流値に影響を与える。こ のように変調された電流は、スクリーン２の近傍に設けた電極５に集められ、電 極５に接続した信号出力端子６にイメージ信号として現われる。出力端子６から 得られた信号は、以後の信号処理のために前置増幅器７に入力される。

電極５に加えられるＤＣ（直流）電圧は、チューブ３の陰極に対して適当なレベ ル（及び極性）を有し、ビーム４の電極５への到達を確実にする。ビーム４の電 圧は調節回路８により調節可能である。この種の従来のカメラでは、端子６の電 圧は、一旦最適値に調節された後には調節されることはない。

本発明によれば、端子６から得られた信号の振幅は（特に前置増幅器７での増幅 の後）、検知段９において常時検知される。検知段９は、特に、イメージ信号の 振幅の急激で且つ大きな変化を検知するようになっている。

検知段９は、上述の変化を検知すると、制御信号を発生する。この制御信号は、 電圧制御回路８の制御入力端１０に加えられ、急激で且つ大きい入力光の変化が あると、電極５に印加される電圧Ｕを制御して感度を夫々低下及び増加させる。

上述の入力光変化は極めて迅速に検知されるので、画像ラインの非常に少ない数 のイメージ点（画素点）内で感度調整が可能である。従って、光学像の露出過剰 及び露出不足は何れの箇所においても発生せず、イメージの良好な再生が可能で ある。

上述の特徴は、明るい部分から暗い部分（或いは逆）に急速に変化する画像イメ ージの場合に特に際だっている。上述の制御は非常に高速に行なわれるので、非 常に明るいコントラストが維持されると共に、影の境界線の両側のイメージ部分 が明瞭に再生される。同様に、明るい部分から暗い部分（或いは逆）にカメラを 移動させた場合にも同様の効果がある。

このような効果は、絞りを制御する従来のカメラでは不可能である。即ち、第１ の場合には、入力光測定の方法にもよるが、明るい部分或いは暗い部分のイメー ジの再生は極めて貧弱であり、或いは、平均化して調節する場合には、両方の部 分で再生が不十分となる。第２の場合には、絞りが新しい状態に調節されるまで に時間が掛かるためにイメージ再生が貧弱である。

当然のことであるが、回路８及び９による電圧制御はイメージの正常な輝度及び コントラストが抑制されないようにすべきである。全体に亘って満足するような 調整を行なうと、特に、非常に明るいイメージ部分では、微細部分の再生が不十 分となる。この微細部分の再生を良くするするため、図面に示す付加回路が設け られている。

増幅器７の出力端は、増幅器１１及び補助回路１２の夫々の入力端に接続してい る。補助回路１２は、増幅器１１に入力する信号と同一信号を所望の係数で増幅 し、所定のしきい値を超えた信号部分のみを出力する。回路１１及び１２の出力 端は減算回路１３の入力端に接続し、減算回路１３において、増幅器１１からの 正常イメージ信号は回路１２を通過した信号部分だけ減じられる。減算回路１３ の出力は出力端子１４から得られ、公知の回路で処理される。

減算回路１３を使用する代わりに、回路１２に供給される信号の極性を反転させ るインバータを使用してもよい。この場合、回路１１及び１２の出力信号は加算 される。

第２図は、特に、イメージ・セル・マトリックスを有するＣＣＤカメラに使用し て最適な実施例のブロック図である。イメージ・セル・マトリックスでは、複数 の画素点に蓄積された電荷は出力レジスタの方向にシフトされる。第２図の実施 例は、第１図に示した撮像管を使用する場合にも応用可能である。

第２図に示すように、光学像形成部１とターゲット３の間に、液晶板１５が設け られている。ターゲット３はＣＣＤ型の充電変換器であるが。尚、液晶板１５は 、第１図に示した撮像管の前にも設けることができる。液晶板１５の制御電極１ ６は、発振器（周波数発生器）１７に接続している。液晶板１５の光透過度は、 例えば、印加される電圧の周波数によって変化する。

発振器１７の出力の周波数は制御可能であり、この目的のため、第１図の回路９ の出力電圧を周波数発生器１７の制御端子１８に加え、上述の液晶板の光透過度 の制御を行なう。

液晶板の代わりに、電気信号を使用して光透過度を制御することが可能なことは 明らかである。

液晶板１５は、第２図の破線１５′で示したように、光学像形成部１の前に設け てもよい。更に、液晶板１５は、独立した素子として使用されるだけでなく、光 学像形成部ｌ或いはイメージ変換器３と適当な方法で一体化して使用できること も明らかである。

国際調査報告 １＋、１．ｌ　ＡＭお、Ｐσ／ＥＰ　８９／（ｎｃｎ。

Ｓ＾　３０７０２

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．光学像形成部と、受光面を有するイメージ変換部とを備え、撮影しようとす る光学像が前記光学像形成部により前記受光面上に形成され、前記光学像を電気 信号に変換して出力端に出力する自動強度制御機能を有するビデオカメラであっ て、前記イメージ変換部（３）の出力端（６）から得られ且つ画素点の光強度に 相当するイメージ信号の振幅は、イメージ制御素子（５，１５）に関連した制御 手段（８，１７）を制御する制御信号に変換され、前記イメージ制御素子は、イ メージを走査するライン走査と同期し、イメージ走査期間中の画素点の感度を振 幅が大きいときには下げ、振幅が小さいときには上げることを特徴とする自動強 度制御機能を有するビデオカメラ。
2. ２．電子ビーム走査を行い且つ受光面の背後に設けられた共通電極を有する撮像 管を備えたビデオカメラであって、前記共通電極は信号の出力端でもあり、共通 電極（５）に印加される電圧は、走査期間中のイメージ信号の振幅により制御さ れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のビデオカメラ。
3. ３．前記イメージ変換部（３）に向かう光路中に配置された液晶素子（１５）或 いは同種の光通過制御素子を有し、前記電子ビーム走査に応じて前記液晶素子（ １５）に制御信号を印加して前記液晶素子（１５）の光透過量を制御することを 特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のビデオカメラ。
4. ４．前記イメージ信号は、前置増幅器（１１）での増幅の後に必要ならは、しき い値回路（１２）に入力され、該しきい値回路は所定のしきい値を超える信号部 分のみを通過させ、通過した信号部分は、必要ならば増幅された後、減算回路（ １３）において、画像信号の明るい部分を減ずるために元の画像信号から減算さ れる特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載のビデオカメラ。
5. ５．前記しきい値回路の前にインバータを設け、前記しきい値回路の出力信号を 直接前記イメージ信号に加えることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の ビデオカメラ。