JPH0457152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はビデオカメラ等に撮像装置に関するも
ので、特に、画面の状態に応じて適正なAGC特
性が得られる撮像装置に関する。

（従来技術） 従来ビデオカメラに於いて、画面の状態に応じ
てAGC特性を切換える装置としては特開昭57−
4667号のようなものがあつた。これを第１図に示
す。

図中１はレンズで、２な絞り、３はレンズ１を
介した光学撮像を電気信号に変換する撮像手段と
しての撮像デバイスである。絞り２は駆動コイル
２′により駆動されて絞り開口の大きさが変えら
れるようにされている。撮像デバイス３により光
電変換された信号出力は、プリアンプ４に供給さ
れる。このプリアンプ４の出力信号はアンプ１０
を通じて平均値整流回路９に供給され、その整流
圧力は比較器８に供給されて基準電圧V₁と比較
され、両者の差の出力がドライブ回路７を通じて
縛り２の駆動コイル２′に供給され、平均値整流
回路９の出力と基準電圧V₁とが等しくなるよう
な映像出力信号がプリアンプ４より得られるよう
絞り２が制御され、撮像デバイス３に入る光量を
調製する。プリアンプ４の出力信号は、AGCア
ンプ５に供給され、このAGCアンプ５の出力が
バツフアーアンプ６を通して平均値整流回路１
３、ピーク値整流回路１４で、平均値整流又は、
ピーク値整流される。これらの整流出力は切換回
路１２にて、、比較器１６の出力により、どちら
か一方が選択され比較器１１に供給される。この
比較器１１で基準電圧V₂と比較され両者の差の
出力がAGCアンプ５にに帰還されて、整流出力
が基準電圧V₂と等しくなるようAGCアンプ５の
利得が自動利得制御される。この制御された信号
出力が後段の回路へ供給される。ここでAGCア
ンプ５、アンプ６、整流回路１３，１４、比較器
１１により自動利得制御手段が構成されている。

一方、前段の絞りループのアンプ１０の出力は
ピーク値整流回路１５にも供給されており、この
ピーク整流出力が比較器１６に供給され、設定さ
れた基準電圧V₃と比較される。この比較器２１
の出力はピーク値整流出力レベルがV₃より低い
時ロールレベルとなり、ピーク値整流出力レベル
がV₃より高い時ハイレベルとなるようになつて
いる。

尚、この比較器１６の出力は前述のように自動
利得制御手段の特性を変化させる為の切換回路１
２に供給されており、切換回路１２は比較器１６
の出力がローレベルの時はピーク値整流出力、ハ
イレベルの時は、平均値整流出力が比較器１１に
供給されるよう構成されている。

ここで上述の絞り２、撮像素子３、プリアンプ
４、アンプ１０、整流回路９、比較器８、ドライ
ブ回路７からなる絞り機構ループは、撮像出力を
整流し、その直流レベルで制御を行つているが、
その整流出力レベルV₀は被写体の明るい部分と
暗い部分の割合、及びプリアンプ４の出力信号ピ
ークレベルV_Pによつて変化する。すなわち、画
面全体に対して明るい部分の占める割合をｋと
し、整流特性をｋの関数で表わすと整流出力レベ
ルV₀は V₀＝V_Pｆ(k) と表わすことができる。そして、比較器８は整流
出力V₀と基準電圧V₁に等しくなるようにフイー
ドバツクループが働くので、 V₁＝V_Pｆ(k) ∴V_P＝V₁／ｆ(k) となる。整流方式には大きく別けて平均値整流と
ピーク値整流方式がありこれらのｋ−V_P特性を
調べると、平均値整流は第２図、ピーク値整流は
第３図に示すようなものとなる。絞り機構ループ
では平均値整流回路であるから、そのｋ−V_P特
性は第２図のようになる。又、ブリアンプ４の出
力はバツフアーアンプ１０を通してピーク値整流
回路１５にも供給されており、ピーク電圧V_Pを
検出して比較器１６で設定電圧V₃と比較可能で
ある。

ここで例えば、ｋ＝0.3、つまり明るい部分が
画面全体の30％を占める時のアンプ１０の出力の
ピークレベルに等しくなるようにV₃を設定して
おくと；ｋが0.3以下になると絞り制御ループは
平均値整流なので第２図のｋ−V_P特性よりアン
プ１０のピーク値V_Pはｋ＝0.3の時より高くなる。
従つて、これをピーク値整流回路で検出すると比
較器１６の出力はハイレベルとなり、切換回路１
２によりAGCループの整流回路は平均値整流回
路となる、逆にｋが0.3以上となるとピーク値V_P
はｋ＝0.3より下がり、比較器１６の出力はロー
レベルとなりピーク値整流回路となる。

つまり、画面の一部に例えば、螢光灯等の照明
のように明るい部分が入つた時AGCループは平
均値整流回路となり、アンプ６の出力の平均値が
一定となるよう制御されので暗い部分がつぶれる
現象が防げる。又、明るい部分がつぶれるような
現象は防げる。又、明るい部分30％と越えるよう
な時はAGCループはピーク値整流方式となりア
ンプ６の出力のピーク値が一定となるように制御
されるので明るい部分のレベル変動はない。

しかし、このように画面の状態によりAGCル
ープの整流特性を切換える撮像装置において画面
の中央にスポツトライトあびた人物があり囲りは
暗いシーンを撮像した時、画面全体に対して明る
い部分の占める割合ｋは低い為AGCループの整
流特性は平均値整流となり、アンプ６の出力の平
均値が一定となるよう制御される為、明るい部分
（スポツトライトを浴びた人や物）はレベルオー
バーとなり白飛び現象となつてしまう欠点があつ
た。

（目的） 本発明は画面の明るい部分の占める割合によつ
てAGCのループの特性を切換え制御に露出制御
回路をそなえた撮像装置において、目的とする一
部の被写体の輝度が高く残りの部分が暗く、画面
全体に明るい部分が占める割合が少ないシーンで
は目的とする高輝度の被写体がレベルオーバーと
なり白飛び現象となる欠点を除去し、このような
シーンでも目的の被写体レベルを適正なレベルで
撮影する事が可能となる撮像装置を提供する事に
ある。

（実施例） 以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。第４図は本発明の実施例を示すブロツク図で
あり、第１図と同じ符番のものは同じ要素を示
す。１７はアンプ１０の出力をゲートするゲート
回路、１８はゲートパルス発生回路であつて後述
のゲートパルスを形成する。レンズ１で集光され
た被写体の光は絞り２で制御され、撮像素子３で
光電変換されたプリアンプ４に供給され。このプ
リアンプ４の出力信号はアンプ１０を通じて平均
値整流回路９に供給され、その整流出力は比較器
８に供給されて基準電圧V₁と比較され、両者の
差出力がドライブ回路７を通じて絞り２の駆動コ
イルに供給され平均値整流回路９の出力が基準電
圧V₁と等しくなるような映像出力信号がプリア
ンプ４により得られるよう絞り２が制御され、撮
像素子３に入る光量を調整する。プリアンプ４の
出力信号は又、AGCアンプ５にも供給され、こ
のAGCアンプ５の出力がバツフアーアンプ６を
通してこの信号は平均値整流回路１３、ピーク値
整流回路１４でピーク値整流又は平均値整流され
る。これらの整流出力は切換回路１２にて比較器
１６の出力に応じてどちらか一方が選択され、比
較器１１に供給される。この比較器１１で基準電
圧V₂と比較され両者の差の出力がAGCアンプ５
に帰還されて整流出力が基準電圧V₂と等しくな
るようAGCアンプ５の利得が制御される。この
制御された信号出力が後段の回路へ供給される。

一方、前段の絞りループのアンプ１０の出力
は、ゲート回路１７で、第５図に示すようなゲー
トパルス発生回路１８に於いて形成された水平、
垂直テレビレートに同期したゲートパルスを混合
して加えるやると第６図の斜線で示すような画面
の周辺部分の映像信号のみゲートされ、ピーク値
整流回路１５に供給されている。このピーク制御
出力が比較器１６に供給され、設定された基準電
圧V₃と比較される。この比較器１６の出力はピ
ーク値整流出力レベルがV₃より低い時ローレベ
ルとなり、V₃より高い時ハイレベルとなるよう
判別を行なつている。ここで点線で囲つた４０は
このような判別を行なう判別手段としての判別回
路を構成している。尚、この比較器１６の出力は
前述ように切換SW回路１２に供給されており、
切換回路１２は比較器１６の出力がローレベルの
時はピーク値整流出力、ハイレベルの時は平均値
整流出力が比較器１１に供給され動作する。

このようにして画面の中央部を除く部分の輝度
分布状態を判別している為、輝度の高いレベルが
きてもピーク値整流回路１５では検出されない
為、画面中央の輝度が高く他は暗いシーンにおい
てはAGCループの整流特性はピーク値整流とな
る為、画面内の輝度レベルが高い一部分が適正な
レベルとなるようAGCは働く。一般的に目的と
する被写体は画面中央に配置する場合が多い為、
本発明のように画面の中央の重みを下げたゲート
パルスを用いれば目的とする被写体の輝度レベル
の高いシーンにおいても良好な感度状態が得られ
る。

第７図ａは第４図のゲートパルス発生回路１８
及びゲート設定回路１９の回路構成の一例を示す
図である。図中７０〜７３は遅延回路であり、７
４，７５はフリツプ・フロツプ、７６はNAND
回路である。

第７図ｂは第７図ａに示す構成に於ける動作タ
イミングを示す図で水平同期信号H_Dに対し遅延
回路７０は遅延時間t₁を与え、又、遅延回路７１
は遅延時間t₂を与える。

又、遅延回路７２，７３は垂直同期信号V_Dに
対し夫々遅延時間t₃、t₄を与える。又、フリツプ
フロツプ７４は遅延回路７０の出力の立上がりセ
ツトされ、遅延回路７１の出力の立上りでリセツ
トされ、第７図ｂのｅのような出力を形成する。
又、フリツプフロツプ７５は遅延回路７２の出力
の立上がりでセツトされ、遅延回路７１の出力立
上りでリセツトされ、第７図ｂのｆのように出力
を形成する。従つてNAND回路７６の出力端に
は信号ｅとｆとが共にハイレベルの間ローレベル
の信号が出力される。これによりピーク整流回路
ではピークが検出不能となるので比較器１６の出
力はローレベルとなる。

従つて例えば、暗い劇場内でスポツトライトを
浴びた人物に画面の中心を合わせなければ、その
人物の明るさに対する最適な感度調整が自動的に
行なわれるようになる。

第８図は本発明の第２の実施例で第４図と同じ
番号のものは同じ要素を示す。２０はアンプ１０
の出力を変調する変調回路、２１は変調信号を発
生する変調信号回路である。本実施例は第４図の
ゲート回路１７の替りに変調回路１８を設けたも
ので、第８図に示すような水平、垂直テレビゲー
トに同期したパラボラ波形を変調信号発生回路２
１で形成し、これを変調回路２０に於いてアンプ
１０の出力に混合して変調を行なう。これにより
第１０図の斜線で示すように画面の周囲が重みづ
けされた信号波形となる。これをピーク値整流回
路１５に供給するとピーク値整流回路１５は画面
中央部周辺には存在するピーク信号をほぼ検出で
きなくなる為、比較器１６の出力はローレベルと
なり、切換SW回路１２はピーク値整流回路１４
の出力を比較器１１に導びく。

従つて、画面の中央部周辺のピーク値のレベル
に応じたAGCが働き、前述のように例えばスポ
ツトライトを浴びた画面中央の人物に対しても最
適の感度調整が為される。尚、この実施例では点
線で囲つたブロツク４１が判別手段としての判別
回路を構成している。

（効果） 以上詳述述したように本発明によれば、撮像画
面の中央部を除いた部分の輝度の分布状態を判別
し、この判別結果によりAGC特性を変化させる
ようにしているから、画面中央にスポツトを浴び
た被写体が来た場合でも感度が適正となり、しか
も夜間撮像中に画面周辺に街灯などが入つた場合
には画面の大部分を占める暗い部分に感度が合う
よう調整される等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回路例を示す図、第２図は平均
値整流のｋ−V_P特性を示す図、第３図はピーク
値整流のｋ−V_P特性を示す図、第４図は本発明
の撮像装置のブロツク図、第５図ａ，ｂはゲート
パルスの一例を示す図、第６図は画面の中でゲー
トされた部分を示す図、第７図ａはゲートパルス
発生回路の構成例図、第７図ｂは動作タイミング
図、第８図は本発明の他の実施例のブロツク図、
第９図ａ，ｂはパラボラ変調波形を示す図、第１
０図は画面の中で重みづけされた部分を示す図で
ある。 １はレンズ、２は絞り、３は撮像デバイス、４
はプリアンプ、５はAGCアンプ、６はアンプ、
７はドライブ回路、８は比較器、９は平均値整流
回路、１０はアンプ、１１は比較器、１２は切換
回路、１３は平均値整流回路、１４，１５はピー
ク値整流回路、１６は比較器、１７はゲート回
路、１８はゲートパルス発生回路、２０は変調回
路、２１は変調信号発生回路、４０，４１は判別
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学像を電気信号に変換する撮像手段、 該撮像手段の出力信号を該出力信号レベルの平
   均値に基づいて自動利得制御する第１の利得制御
   モードと、前記出力信号レベルのピーク値に基づ
   いて利得制御する第２の利得制御モードとを切り
   換え可能な自動利得制御手段、 撮像画面の中央部を除いた周辺部分に相当する
   前記出力信号の輝度レベルを検出する検出手段、 該検出手段の出力に応じて前記自動利得制御手
   段の前記第１の利得制御モードと、前記第２の利
   得制御モードとを切り換える切換制御手段を有す
   る撮像装置。