JPH0553354B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビカメラからの画像信号を利用
してレンズの絞り制御を自動的に行うようにした
テレビカメラ用レンズの可変測光型自動絞り制御
装置に関する。

従来、ビデオ方式を用いてテレビカメラ用自動
絞りレンズには、種々の撮影環境に対応できるよ
うに、測光方式変換機能や感度調整機能を有する
制御回路が組み込まれている。

最適画像を得るためには、被写体の絶対的な明
るさに対する感度調整のほかに、明るい部分と暗
い部分との明暗比、即ちコントラスト範囲も重要
な要素の一つとなる。自然界におけるコントラス
ト範囲は曇天でも数十：１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
された画像にお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、これらを同時に見ることができないため主要
被写体を明るい部分とするか、又は暗い部分にす
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ときに合
う測光方式が平均測光方式で、明るい部分を主要
被写体とするときに合う測光方式がピーク測光方
式といえる。テレビカメラの画像信号を利用して
絞り制御を行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種類の測光方式の何れかが
採用されている。しかし、これらの方式を固定的
に用いる場合には不都合が生じる。即ち、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諧調が
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みて充分に見えるは
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。また、本来ピーク測光
方式と平均測光方式は、暗い部分と明るい部分が
同時に存在する画面において、何れを主要被写体
とするかを選択して決定するものであるから，被
写体に特に暗い部分が存在しないローコントラス
ト状態において測光方式を変えた場合には、同じ
レベルの画像信号が得られることが好ましい。

例えば、第４図に示すように、ローコントラス
ト状態において測光方式を平均測光方式からピー
ク測光方式に可変調整することによつて、その特
性がからのようにレベルが大きく変化する測
光調整回路において、画面全体に占める明るい部
分の面製比率がＡのとき、特を選択して画像信
号レベルが最適レベル範囲（斜線内）のａが得ら
れている場合、ズーミングにより面積比率がＢに
なると、画像信号レベルは最適レベル範囲を遥か
に越えて光量オーバーになる。この時、測光方式
を変えて特性に調整すると、最適レベル範囲内
に入るｂが得られる。しかし、再びズーミングし
て面積比率がＡになると、光量不足a′になるか
ら、再び特性に測光調整するか、特性を感度
調整して特性′として、最適レベル範囲ａに調
整しなければならなくなる。しかし、特性′で
は、面積比率Ｂにおいては、再び光量オーバー
b′となつてしまう。このように、ローコントラス
ト状態において、画像信号レベルが大きく変化す
る測光調整回路では、感度調整と測光方式調整と
の調整方法の選択が難しくなり、調整が混乱する
原因となる。

この混乱を防止するには、ローコントラスト状
態の時、測光方式を平均測光方式にしてもピーク
測光方式にしてもその特性の画像信号レベルが大
きく変化しないようにし、従つて、ローコントラ
スト状態での画像信号レベルの調整は感度調整だ
けで行うことができるようにし、測光方式の可変
調整はハイコントラストの時だけ調整効果がある
ように構成するのが好ましい。

そこで本発明は、被写体条件が前述した明るい
部分と暗い部分との明暗比だけでなく、それらが
画面全体に占める割合等によつて微妙に変わるこ
とを考慮して、測光方式を可変にすることができ
ると同時に、ローコントラスト状態において、測
光方式を変えたときに、画像信号レベルが大きく
変化しないようになしたテレビカメラ用の可変測
光型自動絞り制御装置を提供しようとするもので
ある。

以下図示する実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。

第１図に示す本発明装置の一実施例における回
路図において、３はテレビカメラからの画像信号
を本発明装置に入力する画像信号入力端子で、コ
ンデンサ１１を介して反転増幅回路に接続して
ある。

反転増幅回路において、演算増幅回路５の反
転入力端子５１と前記コンデンサ１１とを抵抗１
２を介して接続する一方、非反転入力端子５２と
例えば電源電圧の半分の中点電圧に規制された基
準電圧端子８４とを抵抗２９を介して接続し、反
転入力端子５１と出力端子５３との間に帰還抵抗
として可変抵抗１６を設けてある。反転増幅回路
は、前記コンデンサ１１で直流成分を除いた画
像信号を反転増幅し、更に、前記抵抗１２に対す
る可変抵抗１６の抵抗値を調整することにより演
算増幅器５の増幅率を変えることができるように
構成してある。

は、上記反転増幅回路で反転増幅された画
像信号を整流する倍電圧整流回路で、前記演算増
幅器５の出力端子５３に可変抵抗１７を並列に設
けた倍電圧用コンデンサ１３を接続すると共に、
該コンデンサ１３の出力端Ｐ２にダイオード３０
を介して基準電圧端子８４を接続し、更に、出力
端Ｐ２にダイオード１４を直列に接続してある。
可変抵抗１７は倍電圧用コンデンサ１３の充電電
圧を変えるためのもので、抵抗値をゼロとしたと
き充電電圧もゼロとなつてコンデンサ１３は働か
ず、抵抗値が大きくなるに従い充電電圧も大きく
なるように構成してある。ダイオード１４はコン
デンサ１３の出力端Ｐ２の信号を整流するための
ものである。また、該整流信号を平滑化するため
に、ダイオード１４の出力端と基準電圧端子８４
との間にコンデンサ１９及び抵抗２３が設けてあ
る。

上記の構成からなる本発明装置の実施例におい
て、画像信号入力端子３に第２図ａのテストチヤ
ートに対応して、第２図ｂのような波形の画像信
号Vinが入つてきたとする。この波形において、
プラス側の矩形部分が画像の明るい部分に対応
し、Vdは画像レベル、Vsは同期レベルを示す。
この画像信号Vinは反転増幅回路によつて第２
図ｃのように反転増幅され、その出力端子５３に
おいて反転信号Ｖ５３となる。この反転信号Ｖ５
３はコンデンサ１１で直流分が除かれているため
基線（中点電圧０−０線）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１６を調整し抵抗１２に対する抵抗
値を大きくすると反転増幅回路の増幅率は比較
的に大きくなり、逆に抵抗値を小さくすると増幅
率は小さくなる。以上のように増幅率を変えるこ
とにより反転信号Ｖ５３の振幅V_P-Pの大きさを
変え感度調整を行うことができる。

次に、反転信号Ｖ５３は倍電圧整流回路によ
り整流される。このとき、可変抵抗１７の抵抗値
をゼロに調整するとコンデンサ１３は全く働か
ず、該コンデンサ１３の出力端Ｐ２おける信号
VP２は第２図ｄに示すように反転信号Ｖ５３と
等しくなる。この場合、反転信号Ｖ５３のマイナ
ス側の信号でダイオード３０が導通するが、抵抗
１７（Ｒ＝０）にパスしてしまいコンデンサ１３
に充電されることなく、全体の平均値でプラス側
の電圧Ｖ＋が決まることとなるから、この測光方
式は暗い部分を主要被写体とするときに合う平均
測光方式と言える。次に、可変抵抗１７の抵抗値
を無限大にした場合、反転信号V53のマイナス側
の信号でダイオード３０が導通し、コンデンサ１
３に充電がなされ、引続くプラス側の信号が先に
充電されている電圧に加わることとなり、出力信
号VP２が第２図ｅに示すように直流再生され、
明るい部分の幅ｄが狭くても画像レベルVdの振
幅を検知できることとなる。従つて、可変抵抗１
７の抵抗値を無限大にした場合の測光方式は、明
るい部分を主要被写体とするときに適したピーク
測光方式と言える。つまた、可変抵抗１７の抵抗
値を中間の値に調整すれば、平均測光方式とピー
ク測光方式の中間の測光方式にすることができ
る。

また、暗い部分と明るい部分の明暗比が小さい
ローコントラスト状態では、第２図ｂの全振幅
V_P-Pに対する明るい部分に対応する振幅Vdが低
くなるから、第２図ｄ及びｅの振幅Ｖ＋の大きさ
に変化がなくなり、測光方式を変えても、画像信
号レベルに大きな変化を与えないこととなる。第
３図はハイコントラスト状態での測光方式の特性
を示すもので、は平均測光方式の場合であり、
はピーク測光方式の場合の特性をそれぞれ示す
ものである。第３図において、横軸は明るい部分
の面積比率（画面全体に対して明るい部分のしめ
る割合）、縦軸は画像信号レベルをそれぞれ示し、
面製比率がS1以上では平均測光方式でもピー
ク測光方式でも画像出力信号レベルは殆ど変化
せず、ローコントラスト状態での測光調整により
画像信号レベルが影響を受けないことが判る。ま
た、この場合、ズーミング操作により面製比率が
変化しても面積比率S1以上の明るい部分の多い
被写体であれば、画像信号レベルが略一定に維持
されることが判る。

従つて、前記反転増幅回路の可変抵抗１６に
よる感度調整手段が、ローコントラスト時の画像
出力信号の調整を主目的とする第１の調整手段を
構成し、前記倍電圧整流回路の可変抵抗１７に
よる測光方式調整手段が、ハイコントラスト時の
画像出力信号の調整を主目的とする第２の調整手
段を構成し、且つローコントラスト時に前記第２
の手段を調整しても第１の手段により調整した画
像出力信号レベルが著しく変化しないことを特徴
とするテレビカメラ用レンズの可変測光型自動絞
り制御装置を構成することとなる。

以上の構成からなる本発明装置によれば、増幅
率可変用の可変抵抗等により反転増幅回路の増幅
率を調整する感度調整手段により感度調整を行う
ことができる一方、倍電圧整流回路の倍電圧用コ
ンデンサの可変抵抗等により倍電圧用コンデンサ
充電電圧を調整して測光方式を平均測光方式、ピ
ーク測光方式又は中間の測光方式に選択して測光
方式の調整ができる効果があり、更に、被写体が
ローコントラスト状態のとき、測光方式を変えて
も画像信号レベルが殆ど影響を受けないことか
ら、ローコントラスト状態では感度調整手段によ
る感度調整だけで最適画像信号レベルを得ること
ができ、ハイコントラスト状態のときだけ測光方
式調整手段により測光方式を可変にする測光方式
調整を行うことができる構成であるから、調整手
段として感度調整と測光方式調整をそれぞれ区別
することができ、最適画像信号レベルの調整が容
易にでき、しかも、ローコントラストの被写体で
は感度調整を、ハイコントラストの被写体では測
光方式調整をそれぞれ一度行うだけで、ローコン
トラストからハイコントラストまで広範囲にわた
つて最適画像を得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例における要部の
回路図、第２図は被写体と回路の各段階における
信号波形の関係を示す概略説明図、第３図はハイ
コントラスト状態での測光調整による特性をしめ
す説明図であり、第４図は従来の制御手段による
特性を説明する説明図である。 ……反転増幅回路、……倍電圧整流回路、
５……演算増幅器、１３……倍電圧用コンデン
サ、１６……感度調整用可変抵抗、１７……測光
調整用可変抵抗、３０……倍電圧用ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ テレビカメラからの画像信号を基準電圧に対
   して増幅率可変に反転増幅する反転増幅回路から
   なる感度調整手段と、該反転増幅回路で反転増幅
   された画像信号を倍電圧用コンデンサの充電電圧
   を調整可能に倍電圧整流する倍電圧用コンデンサ
   とダイオードを含む倍電圧整流回路からなる測光
   方式調整手段を具備することを特徴とするテレビ
   カメラ用レンズの可変測光型自動絞り制御装置。