JPH0522650A

JPH0522650A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH0522650A
Application number: JP3175660A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takenaga; 博之武長
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】さまざまな被写体に対し、常に適正な露出が
行えるとともに、過順光や逆光といったダイナミックレ
ンジの広い被写体を撮像した場合にも、画面中央にある
と思われる主要被写体が適正な露出となるように、絞り
を制御することができる撮像装置を得ることを目的とす
る。【構成】逆光や過順光時によくある被写体の撮像パタ
ーンに対応した複数種類の画面２分割パターンを設定
し、撮像素子３から出力される映像信号を画面分割回路
８〜１０で各パターンごとに２分割して各領域の平均の
明るさをそれぞれ求めて各パターンごに比較器１１〜１
３で比較し、各パターンの比較結果に基づいて検波特性
制御回路１４で逆光や過順光の検出を行い、この検出結
果にもとづいて自動絞り回路７を駆動する検波回路６の
検波特性を変えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオカメラ等の撮
像装置の絞り制御およびダイナミックレンジの改善に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、例えば特公昭５８ー３２５５１
号公報に示された第１の従来例の撮像装置である。図に
おいて、１はレンズ、２は光量を制限する絞り機構、３
は撮像素子、４はプリアンプ、７は絞り駆動回路、１６
はカメラ信号処理回路、１７は映像信号出力端子、２０
は波形整形回路、２１は平滑回路、２２は比較回路、２
３は基準信号入力端子である。

【０００３】次に、動作について説明する。被写体から
入射される光は、レンズ１で集光され、絞り機構２で光
量が制限された後撮像素子３上に結像し、電気信号に変
換される。撮像素子３から出力された信号は、プリアン
プ４で適当な大きさに増幅されて波形整形回路２０に入
力される。波形整形回路２０は、図８に示したように、
映像信号の一定レベルＶｕ以上の部分（斜線部）のみを
取り出し、平滑回路２１はその平均値を求め、比較回路
２２は、基準信号入力端子２３から入力される基準信号
と比較し、その差が無くなるように絞り駆動回路７を通
して絞り機構２を制御する。

【０００４】このような制御を行うと、一定レベルＶｕ
以下の信号（実際の画面では暗い背景の部分）の情報を
カットして絞りの制御を行うため、過順光時のように、
中央の主要被写体が明るく、周辺が暗い場合には、主要
被写体の露出が適切になるように動作する。しかし、逆
光時のように、主要被写体が暗く、周辺部が明るい場合
には、誤動作を起こしてしまい、一定レベルＶｕ以下の
信号ばかりの場合は、波形成形回路２０の出力は常に一
定となり、したがって絞り量も一定となって細かな絞り
制御ができなくなる。

【０００５】また、波形整形回路２０において、図９に
示したように、映像信号の一定レベルＶｄ以下の部分
（斜線部）のみを取り出すようにすると、一定レベルＶ
ｄ以上の信号（実際の画面では明るい背景の部分）の情
報をカットして絞りの制御を行うため、逆光時のよう
に、主要被写体が暗く、窓や白い壁が明るい場合には、
主要被写体の露出が適切になるように動作する。しか
し、先に述べた例とは逆に、過順光時のように、主要被
写体が明るく、周辺が暗い場合には誤動作を起こしてし
まい、一定レベルＶｄ以上の信号ばかりの場合は、波形
成形回路２０の出力は常に一定となり、したがって絞り
量も一定となって細かな絞り制御ができなくなる。

【０００６】以上のような絞り制御を行い、適正な露出
の信号は、カメラ信号処理回路１６でガンマ補正やホワ
イトバランスなどの処理がなされたのち、映像信号出力
端子１７から出力される。

【０００７】図１０は、例えば特開昭６３ー３０６７８
０号公報に示された第２の従来例の撮像装置のブロック
回路図である。図において、２０は撮像素子３を駆動す
る駆動回路、５１はＡ／Ｄ変換器で、カメラ信号処理回
路１９から出力される映像信号をディジタル信号に変換
する。５２は画像メモリで、Ａ／Ｄ変換された映像信号
を１フィールド分記憶する。

【０００８】５３は演算回路で、Ａ／Ｄ変換器５１より
出力されるスルーの映像信号と画像メモリ５２から出力
される１フィールド前の映像信号とを比較し、適正露出
になっている方の映像信号を選択する。５４はアドレッ
シング回路で、画像メモリにデ─タを書き込んだり、読
み出したりするアドレスを制御する。５５は制御回路
で、絞り機構２や撮像素子４の駆動を制御する。５６は
Ｄ／Ａ変換器で、演算回路５３より出力されるディジタ
ル映像信号をアナログ信号に変換する。

【０００９】次に、動作について説明する。被写体より
得られる光は、レンズ１を通り絞り機構２で光量を制限
された後、撮像素子３上に結像し、電気信号に変換され
る。そして、この絞り機構２と撮像素子３は、それぞれ
制御回路５５により制御された絞り駆動回路７と撮像素
子駆動回路２０により駆動される。

【００１０】制御回路５５は、図１１に示したタイミン
グ・チャートに従って撮像素子３を動作させる。図１１
はＮＴＳＣ信号を例にとった場合で、図１１（ａ）のよ
うに、１フレームは奇（ＯＤＤ）フィールドと偶（ＥＶ
ＥＮ）フィールドで構成される。フィールド・インデッ
クス信号（図１１（ｂ））は、各フィールドがＯＤＤま
たはＥＶＥＮのどちらかのフィールドに属するかを識別
するための信号である。Ｖブランキング信号（図１１
（ｃ））は、垂直のブランキング期間を設定する信号
で、Ｈ（高）の期間が有効画面、Ｌ（低）の期間が垂直
ブランキング期間に対応する。

【００１１】タイミング・パルス（図１１（ｄ））は、
撮像素子３の電荷蓄積時間制御のための信号であり、例
えば、ＣＣＤ撮像素子の場合には画素出力を垂直転送用
ＣＣＤに読み出すためのパルスである。アイリス・ゲー
ト信号（図１１（ｄ））は、自動露出のための基準とな
る映像信号として、ＯＤＤフィールドの出力信号かＥＶ
ＥＮフィールドの出力信号のどちらかを用いるかを指定
する信号である。

【００１２】図示した例では、図１１（ｅ）に示すよう
に、垂直ブランキング期間の間に１／１０００秒の蓄積
を行い、次の有効画面期間にその１／１０００秒蓄積信
号を出力する。そして、１／１０００秒蓄積期間の直後
の有効画面期間に実質１／６０秒の電荷蓄積を行い、次
フィールドの有効画面期間にその１／６０秒蓄積信号を
出力する。このようにして、撮像素子３は動作し、フィ
ールド毎に２種類（１／１０００秒と１／６０秒）の光
量の信号が出力される。

【００１３】撮像素子３から出力された信号は、カメラ
信号処理回路１６にて通常のビデオ・カメラの信号処理
回路と同様の、ガンマ補正やホワイトバランス等の処理
を行う。カメラ信号処理回路１６から出力された映像信
号は、Ａ／Ｄ変換器５１でディジタル信号に変換され、
演算回路５３に入力される。

【００１４】他方、ディジタル信号に変換された映像信
号は画像メモリ５２に入力され、画像メモリ５２はアド
レッシング回路５４の制御の下で１フィールド分のデ─
タを記憶する。すなわち、Ａ／Ｄ変換器５１から出力さ
れる信号に対し、直前のフィールドのデ─タが画像メモ
リ５２に記憶されていることになる。

【００１５】演算回路５３では、次にような処理がなさ
れる。先にも述べたように、ＯＤＤフィールドとＥＶＥ
Ｎフィールドでは、光量の異なる２種類の画像デ─タが
得られ、逆光時のようにダイナミックレンジの広い被写
体を撮像した場合には、ＯＤＤフィールドでは主要被写
体が黒つぶれを起こし、これにつづくＥＶＥＮフィール
ドでは黒つぶれせず、逆に背景が白とびを起こし、これ
につづくＯＤＤフィールドでは白とびを起こさない。

【００１６】したがって、演算回路５３は、Ａ／Ｄ変換
器５１から出力される映像信号のうち、白とびまたは黒
つぶれを起こしている部分は、画像メモリ５２に記憶さ
れている直前のフィールドのデ─タで補間し、隣接する
２つのフィールドのデ─タを合成する演算を行う。この
ような演算を行うことにより、白とびまたは黒つぶれの
無い映像信号を得ることができ、この映像信号はＤ／Ａ
変換器５６でアナログ信号に変換され、映像信号出力端
子１７から出力される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来例の撮像装
置は、以上のように構成されているので、それぞれの波
形成形回路の特性に対し、ある特定の場合にしか適正露
出することができず、刻々と、被写体の状況が変わる動
画の撮影においては誤動作を起こしてしまい、誤動作を
防ぐには、主要被写体に対し、過順光と逆光の場合で波
形成形回路の特性を変えることが必要であり、また、一
定レベル以下または以上の場合に絞り量が一定となって
しまうという問題点があった。

【００１８】請求項１の発明は、上記のような課題を解
消するためになされたもので、さまざまな被写体に対
し、常に適正な露出が行えるとともに、過順光や逆光と
いったダイナミックレンジの広い被写体を撮像した場合
にも、画面中央にあると思われる主要被写体が適正な露
出となるように、絞りを制御することができる撮像装置
を得ることを目的とする。

【００１９】また、第２の従来例の撮像装置におけるダ
イナミックレンジ改善は、以上のように、露出を変える
手段として撮像素子のシャッター動作を用い、特殊な撮
像素子の駆動を行うように構成されているので、蛍光灯
下での撮影を行った場合には高速シャッタによって撮像
した方の映像にフリッカが生じるので、ダイナミックレ
ンジのあまり大きくない被写体を通常駆動による撮像状
態で撮像するには、駆動回路が２種類必要となる問題点
があった。また、画像メモリとしてフィールドメモリを
必要とするため、高精細な映像信号を扱うような場合
は、メモリ容量が大きくなるなり、回路規模が大きくな
るなどの問題点もあった。

【００２０】請求項２の発明は、上記のような課題を解
消するためになされたもので、画像メモリを用いず、か
つ撮像素子を通常の駆動方法によって駆動した場合で
も、通常の画質を劣化させることなくダイナミックレン
ジを改善することができる撮像装置を得ることを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る撮
像装置は、逆光時や過順光時によくある被写体の撮像パ
ターンに対応した複数種類の画面２分割パターンを設定
し、それぞれのパターンによって撮像素子から出力され
る映像信号を２分割し、分割された領域ごとにそれぞれ
平均の明るさを求めて各分割パターンごとに比較し、こ
れらの比較結果にもとづいて、逆光か過順光かの検出を
行い、この検出結果にもとづいて自動絞り回路の検波特
性を変えるようにしたものである。

【００２２】請求項２の発明に係る撮像装置は、被写体
からレンズを介して入射する光を２系統に分け、その１
系統は通常の撮像状態で撮像し、他の１系統は光量を制
限して撮像し、光量の大きい方の被写体の部分の光量が
通常のダイナミックレンジを越えた部分を上記光量を制
限して撮像した方の撮像信号で補間するとともに、露出
の制御を透過率可変フィルタを用いて行うようにしたも
のである。

【００２３】

【作用】請求項１の発明における比較器は、画面分割回
路から出力される２つの出力の差が、予め定められたレ
ベル以上の場合、予め定められたレベル以内におさまる
場合、予め定められたレベル以下の場合、の３種類の電
圧信号を出力する。検波特性設定制御回路は、これらの
電圧信号から逆光か過順光かを検出し、この結果にもと
づいて適正な露出となるように検波回路の特性を切り換
える。

【００２４】請求項２の発明における撮像装置は、２系
統に分けられた光の一方を透過率可変フィルタにて光量
制限するとき、被写体の光量に応じて透過率可変フィル
タの透過率を制御する。通常の撮像状態で撮影した被写
体部分の映像信号から、当該撮像素子のダイナミックレ
ンジを越えていることを検出したときは、他方の光量を
制限して撮影し、適当なレベルに増幅した映像信号に切
り換えて補間するので、白とびや黒つぶれの発生が回避
でき、更に光量の制限を透過率可変フィルタで行うよう
にしたので、更にダイナミックレンジを広くできる。

【００２５】

【実施例】実施例１．図１は、請求項１の発明の一実施
例のブロック回路図である。図において、５はゲート回
路、６は検波回路、８，９，１０は第１，第２，第３の
画面分割回路、１１，１２，１３は第１，第２，第３の
比較器、１４は検波回路６の検波特性を制御する検波特
性制御回路、１５は同期信号発生回路（以下、「ＳＳ
Ｇ」という）で、ゲートパルスおよび分割パターンの異
なる第１，第２，第３の画面分割用パルスを発生する。

【００２６】次に、動作について説明する。撮像素子３
から出力された映像信号は、プリアンプ４で適当な大き
さに増幅され、ゲート回路５に入力される。ゲート回路
５ではＳＳＧ１５から入力されるゲートパルスｇによつ
て、図２（ｇ）に示したような画面中央のゲート領域内
の映像信号を抜き出して検波回路６で検波し、絞り駆動
回路７でプリアンプ４の出力が適正露出となるように絞
り機構２を駆動する。

【００２７】他方、プリアンプ４の出力は画面分割回路
８〜１０にも入力され、また、図２（ｂ）に示すような
領域に画面を分割する画面分割パルスｂが、ＳＳＧ１５
から画面分割回路８に入力され、同様に、図２（ｄ）に
示すような領域に画面を分割するパルスｄが、ＳＳＧ１
５から画面分割回路９に、図２（ｆ）に示すような領域
に画面を分割するパルスｆが、ＳＳＧ１５から画面分割
回路１０に、それぞれ入力される。

【００２８】画面分割回路８〜１０は、プリアンプ４か
ら出力される映像信号を、図２（ｂ），（ｄ），（ｆ）
に示すように、それぞれ主領域と周辺領域とに分割し、
各領域の平均の明るさに相当する電圧を出力する。ただ
し、この主領域と周辺領域の面積が等しくない場合は、
明るさが均一なものを撮像した時、この２つの電圧が等
しくなるように正規化する。そして、画面分割回路８〜
１０からそれぞれ出力される２つの電圧は、比較器１１
〜１３で比較され、図３に示すように、主領域に対し周
辺領域が非常に明るい場合はＶｈ，同じような明るさの
場合はＶｍ，非常に暗い場合にはＶｌなる電圧信号を出
力する。

【００２９】例えば、図２（ａ）のように、人物が画面
中央に比較的大きくあり、周辺が空や壁のように明るい
場合は、図２（ｂ）の分割では、主領域の部分は暗い人
物がしめ、周辺領域は壁や空の明るい部分がしめるた
め、比較器１１は電圧Ｖｈを出力する。

【００３０】しかし、図２（ｄ），（ｆ）の主領域と周
辺領域の平均の明るさの比は余り大きくならないため、
比較器１２および１３は電圧Ｖｍを出力する。同様に、
風景の撮影時のように、図２（ｃ）のような、画面下半
分が山などの暗い部分で、画面上半分が空などの明るい
部分がくるような場合は、比較器１２は電圧Ｖｈ，比較
器１１，１３は電圧Ｖｍを出力する。また、スキー場や
グランドでの撮影時のように、図２（ｅ）のような画面
中央に小さく主要被写体があり、その周辺に雪や地面な
どの明るいものがある場合は、比較器１３は電圧Ｖｈ，
比較器１１，１２は電圧Ｖｍを出力する。

【００３１】検波特性制御回路１４は、比較器１１〜１
３の出力結果を受け、表１に示すように検波回路６の検
波特性を制御する。

【００３２】

【表１】

【００３３】例えば、図２（ａ）のような被写体の場合
は、比較器１１〜１３の出力は、先にも述べたように表
１（ａ）の組合せとなり、検波回路６の検波特性は平均
値検波に設定され、画面中央の暗い部分の情報も検波に
反映されるため、画面中央の主要被写体の露出が適正と
なるように検波される。

【００３４】また、図２（ｃ）のような被写体の場合
は、比較器１１〜１３の出力は表１（ｃ）の組合せとな
り、検波回路６の検波特性はピーク検波に設定され、画
面上半分にある空などの明るい部分が適正露出になるよ
うに検波される。ただし、通常の被写体のように、画面
上均一に明るさが分布しているような場合は、比較器１
１〜１３の出力は表１（ｇ）のようになり、検波回路６
の検波特性は平均値検波とピーク検波の中間の特性に設
定される。

【００３５】このようにして、常に適正な露出となった
プリアンプ４の出力は、カメラ信号処理回路１６でガン
マ補正やホワイトバランスなどの処理をされ、映像信号
出力端子１７から出力される。

【００３６】実施例２．図４は、請求項２の発明の一実
施例を示すブロック回路図である。図において、２３は
第１の撮像素子で、入射する光を２系統に分けるハーフ
ミラー、４はハーフミラー２３によって分けられた光の
うち、第１の系統の光を撮像する。

【００３７】４ａはプリアンプ、６ａはプリアンプ４ａ
の出力の平均輝度レベルを検出する検波回路、７は検波
回路６ａの出力レベルに応じて絞り機構２を駆動する絞
り駆動回路、２４ａは第１のＹ／Ｃ分離回路で、プリア
ンプ４ａの出力信号を、輝度信号と色信号に分離する。
２５は高輝度検出回路で、Ｙ／Ｃ分離回路２４から出力
される輝度信号のうち、撮像素子３ａが飽和し始める輝
度レベルに相当する電圧以上の信号を検出する。

【００３８】２６は透過率可変フィルタで、ハーフミラ
ー２３によって分けられた光のうち、第２の系統の光の
光量を制限する。３ｂは透過率可変フィルタ２６を透過
した光を撮像する撮像素子、４ｂはプリアンプ、６ｂは
プリアンプ４ｂの出力のピークレベルを検出する検波回
路、２７は透過率制御回路で、検波回路６ｂの出力に応
じ透過率可変フィルタ２６の透過率を制御する。

【００３９】２４ｂは第２のＹ／Ｃ分離回路で、プリア
ンプ４ｂから出力される信号を、輝度信号と色信号に分
離する。２８は利得制御回路、２９は制御回路で、検波
回路６ｂの出力に基づき、透過率可変フィルタ２６の透
過率に対応した利得になるように利得制御回路２８の利
得を制御する。３０はスイッチで、高輝度検出回路２５
の検出結果に基づき、Ｙ／Ｃ分離回路２４ａから出力さ
れる第１の輝度信号および色信号と、利得制御回路２８
から出力される第２の輝度信号および色信号とのどちら
かを選択する。

【００４０】次に、動作について説明する。被写体から
の光はレンズ１で集光され、絞り機構２で光量を制限さ
れてハーフミラー２３を通り、撮像素子３ａ上に結像し
て電気信号に変換され、プリアンプ４ａにて適当な大き
さに増幅される。プリアンプ４ａの出力は、検波回路６
ａで検波され、その出力は絞り駆動回路７に入力され
て、プリアンプ４ａの出力が一定となるように絞り機構
２を駆動する。

【００４１】このとき、検波回路６ａの検波特性を、図
５に示すように、画面中央部の領域内の平均の明るさが
一定となるような平均値検波特性にしておくと、画面中
央にあると思われる主要被写体は適正な露出となる。し
かし、主要被写体の周辺にあるライトや明るい空などは
撮像素子３ａのダイナミックレンジを越えて飽和してし
まい、いわゆる白とびが生じる。

【００４２】例えば、図６（ａ）に示したような、基準
入力の４００％の光量が撮像素子３ａに入射された場
合、撮像素子３ａの出力は、図６（ｂ）に示したように
２５０％から飽和が始まり、３００％で完全に飽和して
しまう。すなわち、入力信号が２５０％〜４００％の間
は、白とびとなる。

【００４３】プリアンプ４ａの出力は、Ｙ／Ｃ分離回路
２４ａにも入力され、輝度信号Ｙ₁と色信号Ｃ₁に分離さ
れてスイッチ３０に入力される。そして、輝度信号Ｙ₁
は高輝度検出回路２５にも入力され、この輝度信号Ｙ₁
が撮像素子３ａが飽和を始める輝度レベルに相当するあ
らかじめ設定された特定電圧を越えた場合は“Ｈ”
（高）、特定電圧以下の場合は“Ｌ”（低）の信号が高
輝度検出回路２５から出力される。先に示した例では、
Ｙ／Ｃ分離回路２４ａの輝度信号出力Ｙ₁は、図６
（ｃ）に示したようになり、特定電圧を基準信号レベル
の２５０％に相当する電圧に設定すると、高輝度検出回
路２５の出力は図６（ｄ）に示したようになる。

【００４４】他方、ハーフミラー２３で分離された第２
の系統の光は、透過率可変フィルタ２６で再び光量を制
限され、撮像素子３ｂ上に結像して電気信号に変換さ
れ、プリアンプ４ｂにより適当な大きさに増幅される。
プリアンプ４ｂの出力は、検波回路６ｂで検波され、そ
の出力は透過率制御回路２７に入力されて、プリアンプ
４ｂの出力が一定となるように透過率可変フィルタ２６
を駆動する。

【００４５】このとき、検波回路６ｂの検波特性を、画
面全体のうちいちばん明るい部分、すなわち高輝度部が
適正露出となるような、いわゆるピーク検波にしておく
と、主要被写体の周辺にあるライトや明るい空などは適
正な露出となるが、主要被写体は黒つぶれを起こす。

【００４６】また、検波回路６ｂの出力は、制御回路２
９にも入力され、透過率可変フィルタ２６の透過率に応
じて利得制御回路２８の利得を制御する。例えば、透過
率可変フィルタ２６の透過率が５０％の場合は、利得制
御回路２８の利得を２倍にする。先の例に当てはめて考
えると、撮像素子３ｂに入射する光量は、図６（ｅ）に
示したようになり、撮像素子３ｂの出力は図６（ｆ）の
ようになる。

【００４７】プリアンプ４ｂの出力は、Ｙ／Ｃ分離回路
２４ｂにも入力され、輝度信号Ｙ₂と色信号Ｃ₂に分離さ
れる。この輝度信号Ｙ₂と色信号Ｃ₂は利得制御回路２
８に入力され、先に述べたような利得制御を行われて、
輝度信号Ｙ₁および色信号Ｃ₁のレベルに対応したレベ
ルの信号となって、スイッチ３０に入力される。先の例
では、Ｙ／Ｃ分離回路２４ｂから出力される輝度信号Ｙ
₂は、図６（ｇ）のようになる。

【００４８】スイッチ３０は、高輝度検出回路２５の出
力が“Ｌ”（低）の場合、すなわち、被写体の光量が撮
像素子３ａのダイナミックレンジ内に収まっている場合
は、輝度信号Ｙ₁および色信号Ｃ₁を選択し、“Ｈ”
（高）の場合、すなわち、被写体の光量が撮像素子３ａ
のダイナミックレンジを越え、Ｙ／Ｃ分離回路２４ａの
出力が白とびを起こしているような場合は、高輝度部に
露出を合わしている利得制御回路２８から出力される輝
度信号Ｙ₂および色信号Ｃ₂を選択する。先の例のよう
な場合は、スイッチ３０の出力は、図６（ｈ）の様にな
る。

【００４９】以上のようにして、スイッチ３０にて選択
された白とびや黒つぶれの無い輝度信号および色信号
は、カメラ信号処理回路１６にて、ガンマ補正やホワイ
トバランス等の処理を施された後映像信号出力端子１７
から出力される。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、逆光や過順光
時によくある被写体の撮像パターンに対応した複数種類
の画面２分割パターンを設定し、それぞれのパターンに
よって撮像素子から出力される映像信号を２分割し、分
割された領域ごとにそれぞれ平均の明るさを求めて各分
割パターンごとに比較し、これらの比較結果に基づい
て、逆光や過順光の程度の検出を行い、この検出結果に
もとづいて自動絞り回路の検波特性を変えるように構成
したので、刻々と被写体の状態が変化する動画の撮影時
においても、自動的に被写体の状況にあった露出に調節
することができる。

【００５１】請求項２の発明によれば、被写体からレン
ズを介して入射する光を２系統に分け、その１系統は通
常の撮影状態で撮像し、他の１系統は光量を制限して撮
像し、光量の大きい方の被写体の部分の光量が当該撮像
素子のダイナミックレンジを越えたか否かを検出し、ダ
イナミックレンジを越えたときは露出を制限した方の撮
像信号を補間して出力するとともに、露出の制御を透過
率可変フィルタを用いて行うように構成したので、画像
メモリなどを用いずに、映像の質を落とすこと無くダイ
ナミックレンジの改善ができ、高速シャッタによる露出
制御を行っていないので、蛍光灯下での撮像時における
フリッカも生じないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例による撮像装置を示
すブロック回路図である。

【図２】この実施例における被写体の例と画面分割パタ
ーンの例とを示した図である。

【図３】この実施例における分割回路より出力される周
辺領域の平均の明るさと主領域の平均の明るさとの差
と、比較器の出力との関係を示した図である。

【図４】請求項２の発明の一実施例による撮像装置を示
すブロック回路図である。

【図５】この実施例における検波回路６ａの検波範囲を
示した図である。

【図６】この実施例における各ポイントでの信号振幅を
示した図である。

【図７】第１の従来例による撮像装置のブロック回路図
である。

【図８】この従来例における波形整形回路の動作例を示
す映像信号波形図である。

【図９】この従来例における波形整形回路の動作例を示
す映像信号波形図である。

【図１０】従来の実施例による撮像装置のブロック図で
ある。

【図１１】従来の実施例における撮像素子の動作タイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

３，３ａ，３ｂ撮像素子５ゲート回路６，６ａ，６ｂ検波回路７絞り駆動回路８，９，１０画面分割回路１１，１２，１３比較器１４検波特性制御回路１５同期信号発生回路（ＳＳＣ）２３ハーフミラー２４ａ，２４ｂＹ／Ｃ分離回路２５高輝度検出回路２６透過率可変フィルタ２７透過率制御回路２８利得制御回路３０スイッチ

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１１月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】図１０は、例えば特開昭６３ー３０６７８
０号公報に示された第２の従来例の撮像装置のブロック
回路図である。図において、２０は撮像素子３を駆動す
る駆動回路、５１はＡ／Ｄ変換器で、カメラ信号処理回
路１６から出力される映像信号をディジタル信号に変換
する。５２は画像メモリで、Ａ／Ｄ変換された映像信号
を１フィールド分記憶する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】タイミング・パルス（図１１（ｄ））は、
撮像素子３の電荷蓄積時間制御のための信号であり、例
えば、ＣＣＤ撮像素子の場合には画素出力を垂直転送用
ＣＣＤに読み出すためのパルスである。アイリス・ゲー
ト信号（図１１（ｇ））は、自動露出のための基準とな
る映像信号として、ＯＤＤフィールドの出力信号かＥＶ
ＥＮフィールドの出力信号のどちらかを用いるかを指定
する信号である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】請求項２の発明における撮像装置は、２系
統に分けられた光の一方を透過率可変フィルタにて光量
制限するとき、被写体の光量に応じて透過率可変フィル
タの透過率を制御する。通常の撮像状態で撮影した被写
体部分の映像信号から、当該撮像素子のダイナミックレ
ンジを越えていることを検出したときは、他方の光量を
制限して撮影し、適当なレベルに増幅した映像信号に切
り換えて補間するので、白とびや黒つぶれの発生が回避
できる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】実施例２．図４は、請求項２の発明の一実
施例を示すブロック回路図である。図において、２３は
入射する光を２系統に分けるハーフミラー、３ａはハー
フミラー２３によって分けられた光のうち、第１の系統
の光を撮像する第１の撮像素子である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子の出力映像信号から画面の所定
の部分の映像信号を抜き出すゲート回路と、この抜き出
された映像信号の明るさを検出する検波回路と、この検
波信号によって制御され当該検波信号が設定値となるよ
うに前記撮像素子への入射光量を調節する絞り駆動回路
と、異なる分割パターンでもって２分する複数の画面分
割パルスを発生する同期信号発生回路と、この画面分割
パルスによってそれぞれ前記撮像素子の出力映像信号を
２分割しその各領域の平均の明るさに対応した電圧信号
を出力する画面分割回路と、各分割パターンごとに前記
画面分割回路から出力される２つの電圧信号を比較する
複数の比較器と、これらの比較結果から被写体の状態を
判別し、前記検波回路の検波特性を適正な露出状態とな
るように制御する検波特性制御回路とを具備したことを
特徴とする撮像装置。
【請求項２】入力される光を集光するレンズと、この
集光された光を適当な光量に制限する絞り機構と、この
入射光を２系統に分けるハーフミラーと、このハーフミ
ラーを通過した第１の系統の光を受光する第１の撮像素
子と、この第１の撮像素子の出力を第１の輝度信号と第
１の色信号とに分離する第１のＹ／Ｃ分離回路と、この
第１の輝度信号があらかじめ設定された特定レベル以上
か以下かを判別する高輝度検出回路と、前記ハーフミラ
ーを通過した第２の系統の光の光量を制限する透過率可
変フィルタと、この透過率可変フィルタを通過した光を
受光する第２の撮像素子と、この第２の撮像素子の出力
によって前記透過率可変フィルタの透過率を制御する透
過率制御回路と、前記第２の撮像素子の出力を第２の輝
度信号と第２の色信号とに分離する第２のＹ／Ｃ分離回
路と、この第２の輝度信号および第２の色信号の利得を
前記透過率可変フィルタの透過率によって制御する利得
制御回路と、前記第１の輝度信号および色信号と前記利
得制御回路より出力された第２の輝度信号および色信号
とを前記高輝度検出回路の検出結果にもとづいて切り換
えるスイッチとを備え、前記第１の輝度信号の輝度レベ
ルが特定レベル以下の場合は前記スイッチによって第１
の輝度信号および色信号を選択し、輝度レベルが特定レ
ベル以上の場合は前記利得制御回路から出力される第２
の輝度信号および色信号を選択するように構成したこと
を特徴とする撮像装置。