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JPS63306777A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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Publication number
JPS63306777A
JPS63306777A JP62143884A JP14388487A JPS63306777A JP S63306777 A JPS63306777 A JP S63306777A JP 62143884 A JP62143884 A JP 62143884A JP 14388487 A JP14388487 A JP 14388487A JP S63306777 A JPS63306777 A JP S63306777A
Authority
JP
Japan
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signal
control
circuit
switch
field
Prior art date
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Granted
Application number
JP62143884A
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Japanese (ja)
Other versions
JPH0817455B2 (en
Inventor
Koji Takahashi
宏爾 高橋
Teruo Hieda
輝夫 稗田
Tsutomu Sato
力 佐藤
Toshiyuki Masui
俊之 増井
Takashi Kobayashi
崇史 小林
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP62143884A priority Critical patent/JPH0817455B2/en
Publication of JPS63306777A publication Critical patent/JPS63306777A/en
Priority to US07/601,014 priority patent/US5162914A/en
Priority to US08/386,119 priority patent/US5638118A/en
Publication of JPH0817455B2 publication Critical patent/JPH0817455B2/en
Priority to US08/802,279 priority patent/US5969761A/en
Priority to US09/293,905 priority patent/US6496226B2/en
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  • Exposure Control For Cameras (AREA)

Abstract

PURPOSE:To execute suitably exposure control and focus control also by controlling the moving of a camera by using the signal of one of the plural pictures generated from the same object different in exposure quantity as reference. CONSTITUTION:A sample holding circuit 26 and a switch 29 are provided in order that control signals to control an automatic diaphragm adjusting AE action are limited to only one of the plural images different in exposure quantity. A sampling pulse is formed from a vertical blanking VELK, a 1/2 frequency divider 24 forms such signals as inverting at every VELK signal which are lead to the contact (a) of the switch 29. Also an output from the divider 24 is inverted by an inverter 28 and is lead to the contact (b) of the switch 29. When a switch 22 selects its contact (a), sampling pulses for which odd-field, 1/1000sec accumulating signal made as a reference for AE loop control are impressed to the circuit 26. Inversely, when the contact (b) is selected, pulses for which 1/60sec accumulating signal used as the reference for AE loop control are impressed to the circuit 26.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は実質的なダイナミック・レンジの広い撮像装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an imaging device having a substantially wide dynamic range.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

撮像装置は、カメラ一体形VTRやスチル・ビデオ・カ
メラなどのビデオ・カメラ部として広く使用されている
。撮像管や固体描像素子を用いるビデオ・カメラは旧来
の銀塩写真システムに比ベダイナミック・レンジが狭く
、従って、逆光時などには白とびゃ黒つぶれ(輝度レベ
ルが著しく高い又は低い部分の俗称)などが発生する。
Imaging devices are widely used as video camera units such as camera-integrated VTRs and still video cameras. Video cameras that use image pickup tubes or solid-state imaging elements have a narrower dynamic range than traditional silver-halide photographic systems, and as a result, when backlit, etc., whites and darks are crushed (a common term for areas with extremely high or low brightness levels). ) etc. occur.

従来のビデオ・カメラではこのような場合、手動又は逆
光補正ボタンの操作により絞りを2絞り分程度開放し、
光量を調節していた。
With conventional video cameras, in such cases, the aperture can be opened by about two stops either manually or by operating the backlight compensation button.
The amount of light was being adjusted.

しかし、このような逆光補正を適切に行った場合でも、
主たる被写体が適正露光量であっても背景で白とびが発
生してしまい、背景が白いだけの画面になってしまう。
However, even when such backlight compensation is performed appropriately,
Even if the main subject has the proper exposure, overexposure will occur in the background, leaving the screen with only a white background.

つまり、従来装置のように主被写体の露光量が適正にな
るように光量調節するだけでは、撮像装置のダイナミッ
ク・レンジの狭さは解決されない。例えばライン・スキ
ャナを用いて静止画像を電気信号に変換する従来の撮像
装置では、同一被写体から得られた露光量の異なる複数
の画面から1つの画面を合成するものが考えられている
In other words, the narrow dynamic range of the imaging device cannot be solved by simply adjusting the light amount so that the exposure amount of the main subject is appropriate, as in conventional devices. For example, in a conventional imaging device that uses a line scanner to convert a still image into an electrical signal, it is considered that a single screen is synthesized from a plurality of screens obtained from the same subject with different exposure amounts.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、そのような撮像装置は静止画像を対象と
しており、ダイナミック・レンジの広い動画が得られる
ものではなかった。
However, such imaging devices are intended for still images, and cannot provide moving images with a wide dynamic range.

このような状況に鑑み、本出願人は、実質的にダイナミ
ック・レンジの広い動画信号の得られる撮像装置を提示
したが、本発明は、露出制御、合焦制御をも適切に行え
る撮像装置を提示することを目的とする。
In view of this situation, the present applicant has proposed an imaging device that can obtain a video signal with a substantially wide dynamic range, but the present invention provides an imaging device that can also appropriately control exposure and focus. The purpose is to present.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る撮像装置は、同一の被写体からの露光量の
異なる複数の画面から適切な一画面を合成する撮像装置
であって、当該露光量の異なる複数の画面の内の何れか
1画面の信号を基準としてカメラ動作制御することを特
徴とする。
An imaging device according to the present invention is an imaging device that synthesizes one appropriate screen from a plurality of screens with different exposure amounts from the same subject, and which combines any one screen among the plurality of screens with different exposure amounts. It is characterized by controlling the camera operation based on the signal.

〔作用〕[Effect]

露出制御や、焦点調節などのカメラ動作の制御を、露光
量の異なる複数の画面の内の一つの信号を基準として行
うことにより、カメラ動作制御が不安定化することもな
く、正確な動作を期待できる。
By controlling camera operations such as exposure control and focus adjustment using one signal from multiple screens with different exposure amounts as a reference, camera operation control does not become unstable and accurate operation can be achieved. You can expect it.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
1図は、カメラ一体形VTRに本発明を適用した場合の
全体構成ブロック図を示す。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the overall configuration when the present invention is applied to a camera-integrated VTR.

第1図において、100はカメラ部、200は処理部、
300は記録部である。カメラ部100において、光学
系101から入射した光線は絞り102により光量制限
され、撮像素子103に結像する。撮像素子103は描
像管や、MOS、CODなどの半導体撮像素子からなる
。焦点駆動回路107、絞り駆動回路106及び撮像素
子駆動回路105は、カメラ制御回路108の制御の下
で、それぞれ光学系101、絞り102及び撮像素子1
03を駆動する。カメラ信号処理回路104は通常のビ
デオ・カメラの信号処理回路と同様のT補正その他の処
理を行う周知回路である。
In FIG. 1, 100 is a camera section, 200 is a processing section,
300 is a recording section. In the camera unit 100, the light beam entering from the optical system 101 is limited in light amount by the aperture 102, and is imaged on the image sensor 103. The image sensor 103 is composed of a picture tube, a semiconductor image sensor such as MOS, or COD. The focus drive circuit 107, the aperture drive circuit 106, and the image sensor drive circuit 105 respectively control the optical system 101, the aperture 102, and the image sensor 1 under the control of the camera control circuit 108.
Drive 03. The camera signal processing circuit 104 is a well-known circuit that performs T-correction and other processing similar to the signal processing circuit of a normal video camera.

カメラ部100から出力される映像信号は、処理部20
0のA/D変換器201でディジタル信号に変換され、
演算回路202で後述する画素データの変換を行われ、
D/A変換器203でアナログ信号に戻され、記録部3
60に供給される。
The video signal output from the camera section 100 is processed by the processing section 20.
0 is converted into a digital signal by the A/D converter 201,
The arithmetic circuit 202 performs pixel data conversion, which will be described later.
The D/A converter 203 converts the signal back to an analog signal, and the recording unit 3
60.

204は、演算回路202での演算用の画像メモリであ
り、205はそのアドレッシング回路である。アドレッ
シング回路205はカメラ部100の制御回路108か
らのタイミング信号に応じて画像メモリ204の書込、
読出アドレス制御信号を出力する。
204 is an image memory for calculation in the calculation circuit 202, and 205 is its addressing circuit. The addressing circuit 205 writes data into the image memory 204 in response to a timing signal from the control circuit 108 of the camera unit 100.
Outputs read address control signal.

記録部300では、D/A変換器203からのアナログ
信号が公知の方法でVTRレコーダ3゜1に記録される
In the recording section 300, the analog signal from the D/A converter 203 is recorded on the VTR recorder 3.1 using a known method.

次に撮像素子103の動作を説明する。第3図はNTS
C信号を例にとった場合に、カメラ部100のタイミン
グ・チャートを示す、フィールド・インデックス(Fl
)信号は、1フレームを構成する奇(ODD)フィール
ドと偶(EVEN)フィールドとを区別するための信号
である。v3□信号は垂直ブランキング信号であり、H
(高)の期間が有効画面、L(低)の部分が垂直ブラン
キング期間に対応する。TpuLsaは撮像素子103
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・ゲート信号は、後
述する自動露出のための基準となる映像信号として、1
/1000秒の蓄積信号か1/6o秒の蓄積信号のどち
らを用いるかを指定する信号である。
Next, the operation of the image sensor 103 will be explained. Figure 3 is NTS
Taking the C signal as an example, the field index (Fl
) signal is a signal for distinguishing between an odd (ODD) field and an even (EVEN) field that constitute one frame. The v3□ signal is a vertical blanking signal, and H
The (high) period corresponds to the effective screen, and the L (low) portion corresponds to the vertical blanking period. TpuLsa is the image sensor 103
This is a signal for controlling the charge accumulation time of, for example, a CCD.
In the case of an image sensor, this is a pulse for reading out pixel output to a vertical transfer CCD. The iris gate signal is used as a reference video signal for automatic exposure, which will be described later.
This signal specifies whether to use the /1000 second accumulation signal or the 1/6o second accumulation signal.

図示例では、垂直ブランキング期間の間に171000
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1760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1760秒蓄
積信号を出力する。このようにして、各フィールド毎に
、2種類(1/1000秒と1760秒)の光量の信号
が交互に出力される。
In the illustrated example, 171,000 during the vertical blanking period.
1/1000 of that in the next valid screen period.
Outputs second accumulation signal. Then, charge is accumulated for substantially 1760 seconds during the effective screen period immediately after the 1/1000 second accumulation period, and the 1760 second accumulation signal is output during the effective screen period of the next field. In this way, two types of light intensity signals (1/1000 seconds and 1760 seconds) are alternately output for each field.

上記実施例では、1/1000秒と1160秒の組み合
わせであり、約4段(24倍)の光量変化であるので、
例えばCCD撮像素子を用いたカメラの場合、EVEN
フィールドで1/60秒の蓄積時間を基準に主被写体に
露出を合わせると、そのEVENフィールドでは背景に
白とびが生じ易いのに対し、4段光量を少な(したOD
Dフィールドでは主被写体で黒つぶれが発生することが
多い。なお、この例は逆光補正時に背景側に露出を合わ
せた場合を想定したもので、勿論、その場の状況により
1/1000秒以外に設定してもよい。
In the above example, it is a combination of 1/1000 seconds and 1160 seconds, and the light amount changes by about 4 steps (24 times).
For example, in the case of a camera using a CCD image sensor, EVEN
If you adjust the exposure to the main subject based on the 1/60 second accumulation time in the field, the EVEN field tends to cause overexposure in the background, but if you reduce the light intensity by 4 steps (OD
In the D field, blackout often occurs on the main subject. Note that this example assumes that the exposure is adjusted to the background side during backlight correction, and of course, it may be set to a value other than 1/1000 seconds depending on the situation.

本発明では、このような、一方のフィールドでの白とび
及び/又は黒つぶれを積極的に利用して、画面の改善を
行う、つまり白とび又は黒つぶれの生じる部分について
は、他のフィールドの対応部分(露出が異なるので黒つ
ぶれ又は白とびは生じていない。)で代替し、両フィー
ルドの信号を合成して最終的な映像信号とする。その基
本的考え方を、第4図を参照して説明する。第4図では
、主被写体を縦長の長方形で模式的に示している。
In the present invention, such blown-out highlights and/or blown-up shadows in one field are actively utilized to improve the screen. It is replaced with a corresponding portion (no blackout or overexposure occurs because the exposure is different), and the signals of both fields are combined to form a final video signal. The basic idea will be explained with reference to FIG. In FIG. 4, the main subject is schematically shown as a vertically long rectangle.

第4図でスルー(T)画とは撮像素子103の直接出力
をいい、メモリ (M)画又はメモリ出力とは画像メモ
リ204に一旦記憶された直前フィールドの信号をいう
、スルー画ではODDフィールド毎に逆光時の主被写体
が黒つぶれになり、EVBNフィールド毎に背景が白と
びになっている。また、メモリ画では、1フイ一ルド期
間遅延した信号からなるので、白とびと黒つぶれはスル
ー画とは異なるフィールドで生じている。
In FIG. 4, the through image (T) refers to the direct output of the image sensor 103, and the memory (M) image or memory output refers to the signal of the previous field once stored in the image memory 204. In the through image, the ODD field In each case, the backlit main subject becomes blown out in black, and in each EVBN field, the background becomes blown out. Furthermore, since the memory image consists of a signal delayed by one field period, blown-out highlights and blown-out shadows occur in a different field from the through-the-lens image.

従って、スルー画とメモリ画とを適切に組み合わせれば
、白とび及び黒つぶれの無い良好な映像が得られること
になる。つまり各フィールド毎にスルー画及びメモリ画
の信号を所定の閾値と比較して、当該閾値より大きけれ
ば1、小さければ0として、画素毎に白とび又は黒つぶ
れを判定する。
Therefore, by appropriately combining the through-the-lens image and the memory image, a good image without blown-out highlights or blown-out shadows can be obtained. That is, for each field, the signals of the live view image and the memory image are compared with a predetermined threshold value, and if the signal is larger than the threshold value, it is set as 1, and if it is smaller than the threshold value, it is set as 0, and blown-out highlights or blown-out shadows are determined for each pixel.

第6図はその閾値と、画素の輝度値、フィールドとの関
係を示す、第6図(a)の横軸は輝度レベル、縦軸は1
百面中の各輝度レベルの出現頻度を示す。
Figure 6 shows the relationship between the threshold, the brightness value of the pixel, and the field. In Figure 6 (a), the horizontal axis is the brightness level, and the vertical axis is 1.
Shows the frequency of appearance of each brightness level in the 100 pages.

第6図(a)に示すように、閾値Thlは黒つぶれを判
定できるように設定され、閾値Th2は、白とびを判定
できるように設定される。即ち、Thl以下が黒つぶれ
であり、閾値Th2以上が白とびと判定される。第6図
世)は各フィールドと閾値との関係を示す、上記の如<
 ODDフィールドとEVENフィールドでは白とびと
黒つぶれが交互するので、その判定用の閾値もフィール
ド毎に変更する。
As shown in FIG. 6(a), the threshold Thl is set so as to be able to determine blown-up shadows, and the threshold Th2 is set so as to be able to determine blown-out highlights. In other words, an image below Thl is determined to be blown-up shadows, and an image above the threshold Th2 is determined to be blown-out highlights. Figure 6) shows the relationship between each field and the threshold, as shown above.
Since overexposure and underexposure occur alternately in the ODD field and the EVEN field, the threshold for determining this is also changed for each field.

このようにしてどのフィールドのどの画素部分が黒つぶ
れ又は白とびであるかを判定できるから、その判定結果
を用い、スルー画とメモリ画とで適正な露光量の画素信
号を選択できる6例えば、判定Aと判定Bの論理積をと
り、ODDフィールドでは、論理積が1である画素に対
してはスルー画の信号を選択し、論理積がOである画素
に対してはメモリ画の信号を選択し、i!VENフィー
ルドではその逆の関係にすることにより、第4図に示す
ような選択フラグが得られる。第4図の最下段の絵はそ
の選択フラグによる合成画像を示す。この図では、主被
写体が等速度運動を行った場合を想定し、時間軸ズレが
画像に及ぼす影響を確認したが、実用上充分な動画にな
りうろことが分かる。
In this way, it is possible to determine which pixel part of which field has a blocked-up shadow or a blocked-up highlight, and by using the judgment result, it is possible to select a pixel signal with an appropriate exposure amount for the through image and the memory image6. Take the AND of A and judgment B, and in the ODD field, select the through image signal for pixels whose AND is 1, and select the memory image signal for pixels whose AND is O. S-i! By creating the opposite relationship in the VEN field, a selection flag as shown in FIG. 4 can be obtained. The picture at the bottom of FIG. 4 shows a composite image based on the selection flag. In this figure, we assumed that the main subject was moving at a constant speed, and confirmed the effect of time axis shift on the image, but it can be seen that the resulting video is sufficient for practical use.

第5図は処理部200の演算回路202において、上記
閾値Th1.Th2との比較及び選択フラグを形成する
回路部分の詳細な構成ブロック図を示す。
FIG. 5 shows that the threshold value Th1. A detailed configuration block diagram of a circuit portion forming a comparison with Th2 and a selection flag is shown.

Th切換制御信号は、Fl信号などのように、フィール
ド毎にH”Ill″が反転する信号であり、闇値発生回
路53及びインバータ51を介して第2の閾値発生回路
52に印加される。闇値発生回路52.53はその切換
信号に応じて、第6図世)の関係の閾値Thl又は同T
h2を発生する。比較回路54.55はそれぞれメモリ
画、スルー画と闇値発生回路52.53からの閾値とを
比較し、A信号、B信号を出力する。アンド・ゲート5
6はそのA信号とB信号の論理積をとり、選択フラグ信
号を出力する。スイッチ57は当該選択フラグ信号に従
って切り換わり、メモリ画又はスルー画の信号を選択す
る。
The Th switching control signal is a signal in which H "Ill" is inverted for each field, like the Fl signal, and is applied to the second threshold generation circuit 52 via the dark value generation circuit 53 and the inverter 51 . The dark value generation circuits 52 and 53 generate the threshold value Thl or T of the relationship shown in Figure 6 according to the switching signal.
Generate h2. Comparison circuits 54 and 55 respectively compare the memory image and through image with the threshold values from the dark value generation circuits 52 and 53, and output signals A and B. and gate 5
6 performs a logical product of the A signal and B signal and outputs a selection flag signal. The switch 57 is switched in accordance with the selection flag signal to select a memory image or a through image signal.

第7図は階調特性図を示す、同(a)の実線が通常のビ
デオ・カメラの特性図であり、100χまでは入出力が
リニアになっており、それ以上の入力(100〜400
χ)に対してはKNEE特性と呼ばれる傾きの緩い関係
となっている。この変化点をPlとすると、高速シャッ
タ時にはこの変化点がP2の位置に移行する。但しPl
が1760秒で、P2が2段の露光量変化の1/250
秒であるとする。上述のように4段の差の場合には、第
7図(d)の(1)と(5)の関係になる。因みに、第
7図(d)の(1)は1/60秒、(2)は17125
秒、(3)は1/251)秒、(4)は11500秒、
(5)は1/1000秒とした場合の特性図である。傾
きの違う2つの特性から好みのカーブを持つ特性′を合
成する。
Figure 7 shows a gradation characteristic diagram. The solid line in Figure 7 (a) is the characteristic diagram of a normal video camera. The input/output is linear up to 100χ, and for inputs beyond that (100 to 400
χ), there is a relationship with a gentle slope called the KNEE characteristic. Assuming that this point of change is Pl, this point of change shifts to position P2 during high-speed shutter operation. However, Pl
is 1760 seconds, and P2 is 1/250 of the 2-step exposure change.
Suppose it is seconds. In the case of a difference of four stages as described above, the relationships (1) and (5) in FIG. 7(d) are obtained. By the way, (1) in Figure 7(d) is 1/60 second, and (2) is 17125 seconds.
seconds, (3) is 1/251) seconds, (4) is 11500 seconds,
(5) is a characteristic diagram when the time is 1/1000 seconds. A characteristic with a desired curve is synthesized from two characteristics with different slopes.

第7図<b)は、白とび及び黒つぶれ判定の闇値を変更
した場合の合成特性例を示し、(1)〜(3)の特性は
、白とび判定用の閾値Th2を低い値から順次高い値へ
変化させていった場合に、スイッチ57による画素切換
で高速シャッタ側を選択する位置が高輝度側に変化する
様子を示す、第7図(C)は第7図(b)の特性(2)
を基準として各種の演算方法を選択した場合の合成特性
を示す、その(2)は第7図〜)(2)と同じであり、
(1)は平均値をした場合、(3)は適当な係数で減算
処理をした場合の合成特性である。
Figure 7<b) shows an example of composite characteristics when changing the darkness value for overexposure and underexposure determination, and the characteristics of (1) to (3) change the threshold Th2 for overexposure determination from a low value. FIG. 7(C) shows how the position for selecting the high-speed shutter side changes to the high-brightness side by pixel switching by the switch 57 when the value is sequentially changed to higher values. Characteristics (2)
(2) is the same as (2) from Figure 7, which shows the composite characteristics when various calculation methods are selected based on
(1) is the composite characteristic when the average value is used, and (3) is the composite characteristic when subtraction processing is performed using an appropriate coefficient.

第2図はカメラ部100のより詳細な構成ブロック図を
示す、20はカメラ信号処理回路104からの信号(例
えば輝度信号)を受けて、露出制御のための制御信号を
演算する公知のAE!IIJ回路、22は合焦制御のた
めの制御信号を出力する公知のAF*]i回路、24は
垂直ブランキング信号■、□を2分周する1/2分周回
路である。26.27はサンプル・ホールド回路、28
はインバータ、29.30は172分周回路24の出力
又はインバータ28によるその反転信号のどちらでサン
プリング・タイミングを決定するかを選択するスイッチ
である。サンプル・ホールド回路26.27の出力はそ
れぞれ絞り駆動回路106及び焦点駆動回路107に印
加され、自動露出制御、自動焦点調節が実行される。
FIG. 2 shows a more detailed configuration block diagram of the camera unit 100. 20 is a known AE! which receives a signal (for example, a brightness signal) from the camera signal processing circuit 104 and calculates a control signal for exposure control! IIJ circuit, 22 is a known AF*]i circuit that outputs a control signal for focusing control, and 24 is a 1/2 frequency divider circuit that divides the vertical blanking signals (■, □) into two. 26.27 is a sample and hold circuit, 28
is an inverter, and 29.30 is a switch for selecting which of the output of the 172 frequency divider circuit 24 or its inverted signal by the inverter 28 determines the sampling timing. The outputs of the sample and hold circuits 26 and 27 are applied to the aperture drive circuit 106 and the focus drive circuit 107, respectively, to perform automatic exposure control and automatic focus adjustment.

上記のように、1フイールド内に露光量の異なる複数の
画面の信号が得られる場合には、カメラ信号処理の一部
を変更する必要がある。即ち、AE(自動絞り調節)、
AF(自動焦点調節)及びAWB (自動白バランス調
節)などの各制御系で内部式の撮像信号を用いている場
合である。そこで、主な例として、第2図を用いてAE
処理を説明する。撮像素子103から得られた信号は、
AEf#Iiのために、カメラ信号処理回路104から
AE制御回路20に送られ、AEwi御回路20はAE
11]?Ilのサーブ・ループが作動するように絞り駆
動回路106に制御信号を供給する。この制御信号は、
撮像素子103の出力が適当なダイナミック・レンジの
範囲に入るように、即ち明るいときには絞り102を絞
り込ませ、暗いときには絞り102を開かせるように変
化する。
As described above, when signals from a plurality of screens having different exposure amounts are obtained within one field, it is necessary to partially change the camera signal processing. That is, AE (automatic aperture adjustment),
This is a case where internal imaging signals are used in each control system such as AF (automatic focus adjustment) and AWB (automatic white balance adjustment). Therefore, as a main example, we will use the AE
Explain the process. The signal obtained from the image sensor 103 is
For AEf#Ii, it is sent from the camera signal processing circuit 104 to the AE control circuit 20, and the AEwi control circuit 20
11]? A control signal is provided to the aperture drive circuit 106 so that the serve loop of Il is activated. This control signal is
The output of the image sensor 103 is changed to fall within an appropriate dynamic range, that is, the aperture 102 is closed down when it is bright and the aperture 102 is opened when it is dark.

しかし、光量が例えばフィールド毎などの周期で変換す
る場合には、適切なAE動作は望めない。
However, if the amount of light changes at a periodicity such as every field, appropriate AE operation cannot be expected.

というのは、AEサーボの応答速度はフィールドやフレ
ーム周期の変化に比べると大変長く、中途半端な値に落
ち着くからである。これを避けるためには、AE動作の
制御信号は、複数の露光量画像の内のただ1つに限定し
ておくべきである。第2図では、サンプル・ホールド回
路26を設け、また、どれか1つ(例えば1760秒)
の画面に相当する制御信号だけを選択するように、スイ
ッチ29でサンプル・タイミングを規定する。
This is because the response speed of the AE servo is much longer than changes in the field or frame period, and settles at a halfway value. To avoid this, the control signal for the AE operation should be limited to only one of the plurality of exposure images. In FIG. 2, a sample and hold circuit 26 is provided, and any one (for example, 1760 seconds)
The sample timing is defined by the switch 29 so that only the control signal corresponding to the screen is selected.

第2図では垂直ブランキング(vm□)信号によりサン
プリング・パルスを形成しており、1/2分周器24に
より、V ILX信号毎に反転する信号を形成し、これ
をスイッチ29のa接点に接続し、当該分周器24の出
力をインバータ28で反転した信号をスイッチ29のb
接点に接続する。
In FIG. 2, a sampling pulse is formed by the vertical blanking (vm□) signal, and the 1/2 frequency divider 24 forms a signal that is inverted for each VILX signal, and this is applied to the a contact of the switch 29. The output of the frequency divider 24 is inverted by the inverter 28 and the signal is sent to the switch 29 b.
Connect to the contacts.

スイッチ22でa接点側を選択すれば、ODDフィール
ド、1/1000秒蓄積信号がAEループ制御の基準と
なるサンプリング・パルスがサンプル・ホールド回路2
6に印加され、逆にb接点側を選択すれば、1/60秒
蓄積信号がAEループ制御の基準となるサンプリング・
パルスがサンプル・ホールド回路26に印加される。A
F@@についてのAF制御回路22、サンプル・ホール
ド回路27、スイッチ30についても同様である。AW
BIllllIについては図示を省略した。
If the a contact side is selected with the switch 22, the ODD field and the 1/1000 second accumulation signal are used as the sampling pulses that serve as the reference for AE loop control.
6, and if you select the B contact side, the 1/60 second accumulation signal becomes the sampling signal that becomes the reference for AE loop control.
A pulse is applied to sample and hold circuit 26. A
The same applies to the AF control circuit 22, sample/hold circuit 27, and switch 30 for F@@. A.W.
Illustration of BIllllI was omitted.

動画用のカメラの動作ループは数秒のレスポンスになる
ように設定され、画面の急激な変化を避けている。そこ
で、例えば1/1000秒と1760秒の露光時間をフ
ィールド毎に切り換えた場合には、AEループではおよ
そ1/250秒の露光時間を連続して行った場合と同じ
応答を示す、これは定常的な誤差と見做せるので、露光
量の違いに応じたオフセット・バイアスをAEループに
付加することで解決できる。第8図はその変更構成例で
ある。80がそのバイアスを発生するバイアス発生回路
、81はAEループに当該バイアスを加算する加算器、
82はAFループに同様のオフセット・バイアスを付加
する加算器である。AWBについても同様である。
The video camera's operation loop is set to have a response time of a few seconds, avoiding sudden changes in the screen. Therefore, for example, if the exposure time is switched between 1/1000 seconds and 1760 seconds for each field, the AE loop will show the same response as when the exposure time is approximately 1/250 seconds continuously. Since this can be regarded as a general error, it can be solved by adding an offset bias to the AE loop according to the difference in exposure amount. FIG. 8 shows an example of the modified configuration. 80 is a bias generation circuit that generates the bias; 81 is an adder that adds the bias to the AE loop;
82 is an adder that adds a similar offset bias to the AF loop. The same applies to AWB.

次に、制御回路108の他の詳細例を第9図に示す、マ
スター・クロック発生器40は外部からの基準信号に従
い、制御回路108内部用のマスター・クロックを発生
する。 1/1000シヤツタ用のクロック発生器41
はそのマスター・クロックに従い高速用クロックを発生
し、1/60シヤフタ用のクロック発生器42はそのマ
スター・クロックに従い低速用クロックを発生する。ス
イッチ45はフィールド毎に切り換わり、クロック発生
器41及び同42の出力を交互に駆動回路105に印加
する。AE!1ljl信号発生器43は、カメラ信号処
理回路104からの映像信号を基に、絞り制御のための
AEitllil信号を発生する。制御信号保持回路4
4はその制御信号を1フイ一ルド間保持する。
Next, another detailed example of the control circuit 108 is shown in FIG. 9. A master clock generator 40 generates a master clock for internal use in the control circuit 108 in accordance with an external reference signal. Clock generator 41 for 1/1000 shutter
generates a high-speed clock according to its master clock, and the clock generator 42 for the 1/60 shifter generates a low-speed clock according to its master clock. The switch 45 is switched for each field and alternately applies the outputs of the clock generators 41 and 42 to the drive circuit 105. AE! The 1ljl signal generator 43 generates an AEitllil signal for aperture control based on the video signal from the camera signal processing circuit 104. Control signal holding circuit 4
4 holds the control signal for one field.

スイッチ46は、フィールド毎に切り換わり、AE*J
11信号発生器43の出力及び制御信号保持回路44に
よる保持信号を交互に絞り制御回路106に印加する。
The switch 46 switches for each field, and
The output of the No. 11 signal generator 43 and the holding signal from the control signal holding circuit 44 are alternately applied to the aperture control circuit 106.

切換信号発生器47は、スイッチ45.46の切換を制
御する。スイッチ45,46は同期して切り換わる。
A switching signal generator 47 controls switching of switches 45,46. Switches 45 and 46 are switched synchronously.

この実施例では、低速用、高速用それぞれにクロック発
生器を設け、そのクロックを、フィールド毎の信号を発
生する切換信号発生器の出力信号により切り換えている
ので、回路構成及び動作が簡単になるという効果があり
、特に動画に適している。
In this embodiment, a clock generator is provided for low speed and high speed, and the clocks are switched by the output signal of a switching signal generator that generates a signal for each field, which simplifies the circuit configuration and operation. This effect is particularly suitable for videos.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、逆光時においても、主被写体のみならず背景までも
適正露光となるような撮影が可能になり、実質的なダイ
ナミック・レンジを拡げうる。またカメラの基本動作を
正確に動作させうる。
As can be easily understood from the above explanation, according to the present invention, even in backlit situations, it is possible to take pictures in which not only the main subject but also the background is properly exposed, thereby substantially expanding the dynamic range. sell. Moreover, the basic operations of the camera can be performed accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を用いたカメラ一体形VTR
の構成ブロック図、第2図は第1図のカメラ部の制御回
路108の具体的構成ブロック図、第3図は撮像素子の
動作タイミング・チャート、第4図は本発明による画像
処理の概念図、第5図は第1図の演算回路202の具体
的構成ブロック図、第6図は白とび及び黒つぶれ判定の
闇値の決定法を説明する図、第7図は階調特性図、第8
図は第2図の変更構成例、第9図は制御回路108の他
の構成例のブロック図である。 100−・カメラ部 200・−処理部 300・・−
記録部
Figure 1 shows a camera-integrated VTR using an embodiment of the present invention.
2 is a specific configuration block diagram of the control circuit 108 of the camera unit shown in FIG. 1, FIG. 3 is an operation timing chart of the image sensor, and FIG. 4 is a conceptual diagram of image processing according to the present invention. , FIG. 5 is a concrete block diagram of the arithmetic circuit 202 shown in FIG. 8
This figure is a modified example of the configuration of FIG. 2, and FIG. 9 is a block diagram of another example of the configuration of the control circuit 108. 100--Camera section 200--Processing section 300...-
Recording department

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 同一の被写体からの露光量の異なる複数の画面から適切
な一画面を合成する撮像装置であって、当該露光量の異
なる複数の画面の内の何れか1画面の信号を基準として
カメラ動作制御することを特徴とする撮像装置。
An imaging device that synthesizes one appropriate screen from multiple screens with different exposure amounts from the same subject, and controls camera operation based on a signal from one of the multiple screens with different exposure amounts. An imaging device characterized by:
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