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KR100396203B1 - 노광장치및방법,그노광장치를가지는비디오카메라 - Google Patents

노광장치및방법,그노광장치를가지는비디오카메라 Download PDF

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KR100396203B1
KR100396203B1 KR1019940013003A KR19940013003A KR100396203B1 KR 100396203 B1 KR100396203 B1 KR 100396203B1 KR 1019940013003 A KR1019940013003 A KR 1019940013003A KR 19940013003 A KR19940013003 A KR 19940013003A KR 100396203 B1 KR100396203 B1 KR 100396203B1
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South Korea
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circuit
iris
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signal
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이토야스타카
다카하시요시카즈
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 피사체의 휘도레벨에 따라서 최적의 노광제어를 할 수 있고, 손떨림보정을 실행하는 경우라도 최소피사체 조도범위를 방지할 수 있고 자연스러운 노광제어를 실행할수 있는 노광장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 피사체로부터 광을 가져오는 렌즈그룹, 렌즈그룹에서의 광량을 조정하는 아이리스, 아리리스를 통과한 광을 전자신호로 변환하는 촬상장치, 촬상장치에서의 출력신호의 신호레벨을 소정의 레벨로 설정하는 AGC회로, AGC회로에서의 출력신호에서 조도신호레벨을 검파하는 검파회로, 아이리스를 제어하기 위해 기준신호를 발생하는 기준신호레벨 발생회로, 아이리스가 제어될때 제어기준치를 변조하는 노광제어기준치 변조회로, 검파회로의 출력레벨이 설정치보다 클때 휘도레벨에 따른 노광제어기준치를 설정하는 제어회로를 포함하는 노광장치에 의해 실현될수 있다.

Description

노광장치 및 방법, 그 노광장치를 가지는 비디오 카메라
본 발명은 예를 들면 비디오 카메라에 사용하기에 적합한 노광장치에 관한것이다.
본 발명의 출원인에 의해 출원된 미국특허번호 5,093,716에 나타낸 것처럼, 신호처리회로의 입력을 일정하게 하기 위해, 비디오 카메라는 아이리스, 전자셔터, AGC증폭기등으로 구성되는 노광장치를 가진다. 제 1도는 노광장치가 설치된 비디오카메라의 회로블럭다이어그램을 나타낸다. 제 1도에서, 피사체영상은 CCD촬상장치(103)로 렌즈부(101)와 아이리스(102)를 통하여 공급된다. CCD촬상장치(103)에 있어서 입사된 피사체영상의 광량이 광전자적으로 변환된다. CCD촬상장치(103)의 출력신호는 AGC증폭기(104)로 공급된다. AGC증폭기(104)의 출력신호는 A/D 컨버터에 의해 디지탈신호로 변환되고 신호처리회로(106)와 검파회로(107)로 공급된다. 신호처리회로(106)에 공급된 신호는 감마보정등과 같은 소정의 신호처리가 행해지고, 처리된 신호가 출력된다.
검파회로(107)에 공급된 디지탈 신호는 검파되고, 그 다음 비교기(108)에 공급된다. 기준레벨에서의 신호는 기준레벨신호 발생부(109)에서 비교기(108)로 공급된다. 그래서, 검파회로(107)에서 공급된 신호는 기준신호와 비교된다. 비교기(108)의 검파출력은 루프필터(110)를 통하여 제어량연산회로(111)로 공급된다. 제어량연산회로(111)는 아이리스(102)의 개방도와 CCD촬상장치(103)의 셔터속도와 AGC증폭기(104)의 이득을 공급된 신호에 기초하여 계산한다. 제어량연산회로(111)에 의해 계산된 계산값은 아이리스(102)의 개/폐동작을 제어하기 위해 아이리스 구동회로(112)에, CCD촬상장치(103)의 셔터속도를 제어하기 위해 셔터구동회로(113)에, AGC증폭기(104)의 이득을 제어하기 위해 D/A컨버터(114)에공급된다.
손떨림이 생기는 경우에 손떨림을 검지하고 보정하는 손떨림보정기능을 갖춘 비디오 카메라 즉, 광전기변환장치로서 CCD촬상장치의 출력신호에서 영상으로서 취해지는 부분이 손떨림량에 따라 언제나 변화하는 시스템에 의해 영상처리타입의 손떨림보정기능을 갖춘 비디오 카메라가 사용되고 있다. 예를 들면, PAL시스템의 장치는 상기 서술한 CCD촬상장치로서 사용된다. 이로 인해, 손떨림보정이 촬상된 신호에 실행된후, NTSC시스템의 영상신호가 출력된다.
이러한 비디오 카메라에서 손떨림보정을 가장 효과적으로 하기 위해 그 영상이 CCD촬상장치에서 형성되는 피사체의 동체해상도를 향상시키는 것이 필요하다. 이것을 목적으로 CCD촬상장치의 전자셔터속도는 표준속도(NTSC시스템에서 1/60초, PAL시스템에서 1/50초)보다 높게 설정되어 있음으로써 피사체의 동체해상도를 향상시킨다. 일반적으로, 형광램프의 발광아래에서 사진을 촬영하는 경우에 생기는 플리커현상을 방지하기 위하여 전자셔터의 속도는 NTSC시스템에서 1/100초, PAL시스템에서 1/120초로 설정된다.
한편, 노광장치는 아이리스의 개구경, 전자셔터속도 및 AGC 증폭기의 이득을 제어하므로 촬상신호레벨은 제어범위(각 이득이 최대가 되는 제어값에서 최소값이 되는 범위가 제어범위로 설정되어 있다)내에서 노광제어기준치와 일치한다. 그러므로, 이러한 노광장치에서 예를 들면 같은 피사체의 촬상의 경우에 피사체의 밝기(휘도레벨)가 다를지라도 일정한 노광량이 노광제어범위내에 있으면 출력된다. 그러나, 피사체의 밝기가 변화할때 사용자가 실제적으로 보고 느끼는 밝기는 당연히 변화한다. 그러므로, 비디오 카메라의 비디오 신호출력의 밝기와 사용자가 느끼는 밝기사이에 차이가 생기고, 모니터등에 출력되는 피사체 비디오영상의 밝기는 실제밝기와 다르다. 따라서, 최종출력의 피사체 비디오영상의 밝기는 부자연스럽게 된다.
상기 서술한 것같은 비디오 카메라에서, 손떨림 보정기능의 동작상태에 있어서, 전자셔터속도는 피사체의 밝기에 상관없이 1/100초 혹은 1/120초로 설정된다. 그러므로, 노광량은 언제나 NTSC 시스템에서 단지 약 -4.5dB만큼, PAL 시스템에서 단지 약 -7.6dB만큼 손실된다. 따라서, 비디오 카메라의 최소 피사체조도는 이러한 손실 노광량으로 인해 증가하고 동작보증 조도범위의 관점에 대하여 떨어진다.
그러므로, 본 발명의 목적은 피사체의 휘도레벨에 따라서 최적의 노광제어를 할 수 있는 노광장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 손떨림보정을 실행하는 경우라도 최소피사체 조도범위를 방지할 수 있고 자연스러운 노광제어를 실행할 수 있는 노광장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적들은 피사체로부터 광을 가져오는 렌즈그룹, 렌즈그룹에서의 광량을 조정하는 아이리스, 아리리스를 통과한 광을 전자신호로 변환하는 촬상장치, 촬상장치에서의 출력신호의 신호레벨을 소정의 레벨로 설정하는 AGC회로, AGC회로에서의 출력신호에서 휘도신호레벨을 검파하는 검파회로, 아이리스를 제어하기 위해 기준신호를 발생하는 기준신호레벨 발생회로, 아이리스가 제어될때 제어기준치를 변조하는 노광제어기준치 변조회로, 검파회로의 출력레벨이 설정치보다 클때 휘도레벨에 따른 노광제어기준치를 설정하는 제어회로를 포함하는노광장치에 의해 실현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 노광장치를 가지는 비디오 카메라에 있어서, 피사체로부터 광을 가져오는 렌즈그룹, 렌즈그룹에서의 광량을 조정하는 아이리스, 아리리스를 통과한 광을 전자신호로 변환하는 촬상장치, 촬상장치에서의 출력신호의 신호레벨을 소정의 레벨로 설정하는 AGC회로, AGC회로에서와 출력신호에서 휘도신호레벨을 검파하는 검파회로, 아이리스를 제어하기 위해 기준신호를 발생하는 기준신호레벨발생회로, 아리이스가 제어될때 제어기준치를 변조하는 노광제어기준치 변조회로, 검파회로의 출력레벨이 설정치보다 클때 휘도레벨에 따른 노광제어기준치를 설정하는 제어회로를 포함하는 비디오 카메라가 제공된다.
본 발명에 따르면, 손떨림보정량에 따라서 촬상된 화상면이 이동하는 이미지처리형의 손떨림보정기능을 가지는 비디오 카메라의 노광간극이 제공되고, 여기에서 노광간극은 아이리스의 이득을 제어하는 아이리스제어수단, AGC증폭기의 이득을 설정하는 AGC증폭기제어수단, 전자셔터의 이득을 설정하는 셔터제어수단, 손떨림보정기능이 동작중일때 피사체조도를 나타내는 제 1범위에서 아이리스제어수단에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하고 피사체조도를 나타내는 제 2범위에서 AGC증폭기제어수단에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하고, 피사체조도를 나타내는 제 3범위에서 셔터제어수단에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하는 제어수단을 포함한다.
본 발명에 따르면, 손떨림보정량에 따라서 촬상된 화상면이 이동하는 이미지처리형의 손떨림보정기능을 가지는 비디오 카메라의 노광제어방법이 제공되고, 여기에서 손떨림보정기능이 동작중일때 피사체조도를 나타내는 제 1범위에서 아이리스의 이득에 의해 비디오 카메라의 이득이 제어되고, 피사체조도를 나타내는 제 2범위에서 AGC증폭기의 이득에 의해 비디오 카메라의 이득이 제어되고, 피사체조도를 나타내는 제 3범위에서 셔터의 이득에 의해 비디오 카메라의 이득이 제어된다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징은 첨부한 도면을 참조하여 뒤의 상세한 설명과 청구범위로부터 명백해진다.
(실시예)
이하, 본 발명에 따른 노광간극에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 제 2도는 본 발명에 따른 노광장치가 적용된 비디오 카메라의 블럭다이어그램을 나타낸다.
제 2도에서, 렌즈(1)를 통하여 들어간 피사체영상의 광량은 아이리스(2)를 통과하고, CCD촬상장치(3)의 수광면상에 영상으로 형성되고, 광전자적으로 변환된다. CCD촬상장치(3)의 출력은 AGC증폭기(4)에 공급된다. AGC증폭기(4)의 출력은 A/D컨버터(5)에 공급된다. A/D컨버터(5)는 아날로그 촬상신호를 디지탈 촬상신호로 변환한다. 디지탈 촬상신호는 신호처리회로(6)와 검파회로(7)에 공급된다. 신호처리회로(6)에 공급된 디지탈 촬상신호는 소정의 신호처리를 받고, 그다음 처리된 신호가 출력된다.
한편, 검파회로(7)에 공급된 디지탈 촬상신호는 검파되고, 그 다음 비교기(8)에 공급된다. 기준레벨변조신호(R)는 다음에 설명할 승산회로(17)로부터 비교기(8)로 공급된다.
비교기(8)의 출력은 루프필터(10)를 통하여 제어량연산회로(11)로 공급된다. 제어량연산회로(11)는 촬상신호레벨에 따른 아이리스(2)의 개구경, CCD촬상장치(3)의 전자셔터속도, AGC증폭기(4)의 이득량을 얻는다. 제어량연산회로(11)에 의해 계산된 값은 아이리스 구동회로(12), 전자셔터 구동회로(13), D/A컨버터(14), 휘도레벨 연산회로(15)로 공급된다. 아이리스(2)의 개/폐동작은 아이리스 구동회로(12)에 의해 제어된다. CCD촬상장치(3)의 전자셔터속도는 전자셔터 구동회로(13)에 의해 설정된다. 또한, AGC증폭기(4)의 이득은 D/A컨버터(14)에 출력에 따라 설정된다.
제어량연산회로(11)에 의해 계산된 아이리스(2)의 이득, CCD촬상장치(3)의 전자셔터속도, AGC증폭기(4)의 이득량은 휘도레벨연산회로(15)로 공급된다. 이 값에 기초하여 및 촬상신호의 휘도레벨이 계산된다. 휘도레벨 연산회로(15)의 출력은 ROM(16)에 공급된다. 피사체의 밝기에 따른 기준레벨 변조계수(K)(다음에 설명할 것임) 즉, 휘도레벨은 ROM(16)에 저장된다. 휘도레벨 연산회로(15)에 따른 기준레벨 변조계수(K)는 ROM(16)에서 승산회로(17)로 공급된다. 소정의 노광기준신호는 노광기준레벨 설정회로(9)에서 승산회로(17)에 공급된다.
기준신호는 기준레벨 변조계수(K)에 따라 승산회로(17)에 의해 변조된다. 변조의 결과로서 기준레벨변조신호(R)는 비교기(8)에 공급된다. 노광기준레벨 설정회로(9)에서 공급된 노광기준신호의 레벨을 증가함으로써, 아이리스(2)는 고휘도상태에서 개방되도록 제어된다. 이로 인해, 작은 아이리스상태에서 아이리스(2)의 회절현상은 방지된다.
ROM(16)에 저장된 기준레벨 변조계수(K)는 제 3도를 참조하여 이하 설명한다. 일예로 80%의 반사율의 표준백색종이가 전체화상내에 있도록 촬상되는 경우에서, 피사체의 휘도레벨이 작고, 일예로 1,000 cd/m2(피사체가 4,000 lux의 조도하에서 촬상되는 경우의 휘도레벨)까지 기준레벨 변조계수(K)가 1.0일때, 노광제어는 종래의 방법과 유사한 방법으로 행해진다. 한편, 피사체의 휘도레벨이 1,000 cd/m2이상으로 증가할때, 변조계수(K)는 점점 증가한다. 피사체의 휘도레벨이 25,000 cd/m2(100,000 lux아래에서 피사체가 촬상되는 경우의 휘도레벨)에 도달할 때, 변조계수(K)는 1.5이다. 기준레벨신호는 소정의 기준레벨신호의 2배의 크기로 설정된다.
제 4도는 비디오영상 출력신호레벨에서의 변화에 의해 휘도레벨에 의한 기준레벨 변조계수(K)의 변화를 나타낸다. 제 4도는 상기와 유사하게 80%의 반사율의 표준백색종이가 피사체로서 선택되고 피사체가 전체화상평면내에 있도록 촬상되는 경우에 관한 것이다. 제 3도에서 실선은 본 발명에 따른 기준레벨 변조계수(K)의 위치를 나타낸다. 파선은 종래의 노광제어간극에 의한 기준레벨 변조계수(K)의 위치를 나타낸다.
비디오 카메라의 종래의 노광간극에서, 80%의 반사율의 표준백색종이가 영상이 전체화상평면내에 있도록 촬상되는 경우의 비디오 출력신호레벨은 언제나 파선으로 나타낸 약 60IRE의 출력레벨을 나타낸다. 이러한 출력레벨은 노광제어범위내에 있는 한 거의 유사한 값으로 설정된다. 기준레벨이 1.5배 증가될지라도 비디오출력 신호레벨이 1.5배 증가되지 않는 이유는 감마보정회로가 신호처리회로(6)에 포함되기 때문이다. 하늘등과 같은 실제의 촬상피사체가 시표준종이대신에 피사체로서 촬상되는 경우에, 비디오출력 신호레벨은 상기와 유사한 방법으로 하늘의 밝기에 상관없이 언제나 일정하다. 이러한 상태는 사용자가 실제적으로 보고 느끼는 밝기에서의 변화에 대하여 명확하게 부자연스럽다. 이것은 밝기의 개념이 노광간극에 존재하기 때문이다.
한편, 본 발명에 따르면, 노광제어의 기준레벨이 휘도레벨(즉, 피사체영상의 밝기)에 따라 변조되기 때문에, 기준레벨 변조계수(K)가 1.5일때 비디오신호레벨의 출력은 약 70IRE로 설정된다. 즉, 출력되는 비디오신호레벨이 밝기에 따라 증가하기 때문에, 사용자가 피사체를 보고 어둡다 또는 밝다고 느끼는 자연스러운 노광제어가 행해진다.
기준레벨 변조계수(K)의 커브는 제 3도에서의 보기처럼 나타난다. 이러한 커브를 원하는 커브로 설정하면, 자유노광제어가 행해진다. 휘도레벨은 휘도레벨 연산회로(15)에서 다음과 같은 산술식에 의해 계산된다.
제 5도는 본 발명에 따른 노광간극이 적용되는 비디오 카메라의 변형의 블럭다이어그램이다. 제 5도에서, 제 2도에 나타낸 것같은 회로가 같은 부호로 표시된다. 제 5도에서, 렌즈(1)를 통하여 들어간 피사체영상의 광량은 아이리스(2)를 통과하고, CCD촬상장치(3)의 광반응표면상에 영상으로 형성되고, 광전자적으로 변환된다. CCD촬상장치(3)의 출력은 AGC증폭기(4)에 공급된다. AGC증폭기(4)의 출력은 A/D컨버터(5)에 공급된다. A/D컨버터(5)는 아날로그 촬상신호를 디지탈촬상신호로 변환한다. 디지탈 촬상신호는 신호처리회로(6)와 검파회로(7)에 공급된다. 신호처리회로(6)에 공급된 디지탈 촬상신호는 소정의 신호처리를 받고, 그 다음 처리된 신호가 출력된다.
한편, 검파회로(7)에 공급된 디지탈 촬상신호는 검파되고, 그 다음 비교기(8)에 공급된다. 기준레벨변조신호(R)는 다음에 설명할 승산회로(17)로부터 비교기(8)로 공급된다. 비교기(8)의 출력은 루프필터(10)를 통하여 제어량연산회로(11)로 공급된다. 제어량연산회로(11)의 제어에서 촬상신호레벨에 따른 아이리스(2)의 이득(개구경), CCD촬상장치(3)의 이득(전자셔터속도), AGC증폭기(4)의 이득량을 얻는다.
제어량연산회로(11)에 의해 계산된 값은 아이리스 구동회로(12), 전자셔터 구동회로(13), D/A컨버터(14), 휘도레벨 연산회로(15)로 공급된다. 아이리스(2)의 개/폐동작은 아이리스 구동회로(12)에 의해 제어된다. CCD촬상장치(3)의 전자셔터속도는 전자셔터 구동회로(13)에 의해 설정된다. 또한, AGC증폭기(4)의 이득은 D/A컨버터(14)에 따라 설정된다.
제어량연산회로(11)에서 얻어진 아이리스(2)의 이득, CCD촬상장치(3)의 전자셔터속도, AGC증폭기(4)의 이득은 휘도레벨 연산회로(15)로 공급된다. 이 값에 기초하여, 촬상신호의 휘도레벨이 계산된다. 휘도레벨 연산회로(15)의 출력은 고휘도판단회로(18)에 공급된다.
변조개시/종료 설정회로(20)는 고조도 판단회로(18)에 연결된다. 기준레벨변조의 개시휘도레벨과 종료휘도레벨은 변조개시/종료 설정회로(20)에 의해 설정된다. 개시 및 종료휘도레벨의 설정값에 기초하여, 변조계수 계산레벨은 변조계수 계산회로(19)에 공급된다.
변조도 설정회로(21)는 변조계수 계산회로(19)에 연결된다. 최대변조도는 변조계수 계산회로(19)로 변조도 설정회로(21)에 의해 설정된다. 변조계수 계산레벨 및 최대변조도에 따른 기준레벨 변조계수(K)는 계산되어 승산회로(17)로 공급된다.
소정의 노광기준신호는 노광기준레벨 설정회로(9)에서 승산회로(17)에 공급된다. 기준레벨 변조계수(K)에 따른 변조산술동작은 승산회로(17)에 의해 실행된다. 변조동작의 결과로서 기준레벨변조신호(R)는 비교기(8)에 공급된다.
제 5도에 나타낸 변형에서 기준레벨 변조계수(K)와 휘도레벨사이의 관계는 제 6 도에 나타낸 것같다. 즉, 기준레벨 변조계수(K)는 변조종료휘도레벨에서 K= 최대변조도, 변조개시휘도레벨까지 K=1.0으로 설정되어 있다. k는 변조종료 휘도레벨에서 최대변조도이다. 변조개시 및 종료휘도레벨까지 변조계수(K)는 직선근사계산에 의해 얻어진다. 외측으로부터 최대변조도와 변조개시 및 종료휘도레벨을 임의로 설정하는 것을 가능하게 함으로써, 일예로, 비디오신호 출력레벨은 비디오카메라의 사용자의 밝기의 느끼는 정도에 대응하여 설정될 수 있다.
상기 서술한 것같이, 노광제어기준치를 변조하는 계수를 ROM등에 저장함으로써 조도의 신호레벨에 따른 최적의 노광제어기준치변조가 실행될 수 있다. 그러므로, 사용자가 보고 느낄수 있는 밝기의 변화에 따른 미세한 노광의 제어가 실행될 수 있다. 아이리스는 고휘도에서 약간 열린상태로 제어되기 때문에, 아이리스의 회절현상에 의한 화상흐림(작은 개구흐림)이 방지될 수 있다. 변조개시/종료휘도레벨과 최대변조계수가 임의로 변화가능하게 함으로써 사용자는 자유롭게 화상을 형성할 수 있다.
손떨림보정기능이 상기 비디오 카메라에 제공되는 실시예에 대하여 도면을 참조하여 이하 설명한다. 제 7도는 본 발명에 따른 노광간극이 인가되는 손떨림보정기능을 갖춘 비디오 카메라의 블럭다이어그램이다. 제 7도에서, 제 2도에 나타낸 것같은 회로가 같은 부호로 표시된다. 제 7도에서, 렌즈(1)를 통하여 들어간 피사체영상의 광량은 아이리스(2)를 통과하고, CCD촬상장치(3)의 광반응표면상에 영상으로 형성된다.
아이리스(2)의 개/폐동작은 아이리스 구동회로(12)에 의해 제어된다. 전자셔터는 CCD촬상장치(3)에 대하여 설치된다. 전자셔터속도는 전자셔터 구동회로(13)에 의해 설정된다. CCD촬상장치(3)의 출력은 AGC증폭기(4)에 공급된다. AGC증폭기(4)의 이득은 D/A컨버터(14)의 출력에 따라 설정된다.
AGC증폭기(4)의 출력은 A/D컨버터(5)에 공급된다. A/D컨버터(5)는 아날로그 촬상신호를 디지탈 촬상신호로 변환한다. 디지탈 촬상신호는 신호처리회로(6)와 검파회로(7)에 공급된다. 신호처리회로(6)는 공급된 디지탈 촬상신호 또는 감마보정등과 같은 소정의 신호처리를 하고, 그다음 비디오신호로서 처리된 신호를 출력한다. 한편, 검파회로(7)에 의해 검파된 신호는 비교기(8)에 공급된다. 노광기준 레벨신호는 노광기준레벨 설정회로(9)에서 비교기(8)로 공급된다. 비교기(8)는 검파회로(7)에서의 촬상신호와 노광기준 레벨신호를 비교한다.
비교기(8)의 출력은 정규화연산회로(22)에 공급된다. 노광기준 레벨신호는 또한 노광기준 레벨신호 설정회로(9)에서 정규화연산회로(22)에 공급된다. 정규화연산회로(22)는 비교기(8)에서의 출력신호를 노광기준 레벨신호로 분할함으로써 얻어지는 몫을 계산한다. 이 계산된 값은 이득치로서 출력된다. 일예로, 비교기(8)에서의 출력신호가 노광기준 레벨신호보다 2배가 크면, +6dB의 신호가 정규화연산회로(22)에서 얻어진다. 더구나, 노광기준 레벨신호보다 1/2배이면, -6dB의 신호가 출력된다. 만약에 두개가 같으면, 0dB의 신호가 출력된다. 정규화연산회로(22)의 이득값이 시정수계산회로(23)에 공급된다. 시정수계산회로(23)는 정규화연산회로(22)에서 공급된 이득값을 1/K(K는 정수)배만큼 증가시킨다. 이로 인해, 전체 노광제어시스템의 시정수가 설정된다.
시정수계산회로(23)의 출력은 위상적분기(24)에 공급되어 적분된다. 위상적분기(24)에서 적분된 이득값은 피사체의 밝기가 높은 즉, 피사체의 촬상신호레벨이 큰 값을 나타낸다. 위상적분기(24)의 출력은 제어량연산회로(11)에 공급된다. 제어량연산회로(11)는 이득값에 따른 아이리스(2)의 제어량(아이리스 이득), AGC증폭기(4)의 제어량(AGC증폭기의 이득), 전자셔터의 제어속도(전자셔터의 이득)을 계산한다. 계산된 제어량은 아이리스 구동회로(12), 전자셔터 구동회로(13), D/A컨버터(14)로 공급된다.
상기 비디오 카메라에 의해 피사체가 촬상될때 손떨림보정기능을 인가함으로써, 수직방향에서의 손떨림은 V센서(25)에 의해 검지된다. V센서(25)의 출력신호는 연산회로(26)에 공급되고 V방향에 대한 보정량이 계산된다. 연산회로(26)는 CCD구동회로(27)에 연결된다. 연산회로(26)에서의 보정량에 기초한 구동신호는 CCD구동회로(27)에서 CCD촬상회로(3)로 공급된다. 이로 인해, V방향에 대한 손떨림이 보정된다. 수평방향에서의 손떨림은 H센서(28)에 의해 유사하게 검지된다. H센서(28)의 출력신호는 연산회로(29)에 공급되고 H방향에 대한 보정량이 계산된다.
연산회로(29)는 신호처리회로(6)에 연결된다. 연산회로(29)에서의 출력인 보정량에 기초하여, 신호처리회로(6)에 공급된 촬상신호의 H방향에 대하여 손떨림이 보정된다. 본 특허의 출원인에 의해 출원된 일본특허출원번호 1993-047434는 손떨림보정기능을 갖춘 비디오 카메라의 상세에 대한 것이다.
제 8도는 위상적분기(24)의 블럭다이어그램을 나타낸다. 제 8도에서, 위상적분기(24)는 가산회로(31) 및 샘플지연회로(32)를 포함한다. 시정수계산회로(23)에서 발생된 신호(이하, X라고 한다)가 위상적분기(24)에 입력되면, 그 출력(이하, Y라고 한다)은 입력신호의 적분치로서 생성된다. 위상적분회로(24)의 특성은 다음식으로 나타낸다.
제 9도는 제어량연산회로(11)의 입력사이의 관계 즉, 위상적분기(24)의 출력값과 제어량연산회로(11)의 출력사이의 관계 즉, 아이리스(2)의 개/폐제어량(이득), AGC증폭기(4)의 제어량(이득), 전자셔터의 속도제어량(이득)을 나타낸다. 제 9도에서, 횡축은 위상적분기(24)의 출력의 크기 즉, 피사체의 밝기를나타낸다. 종축은 비디오 카메라에서 제어될 수 있는 이득 즉, 아이리스(2)이득, AGC증폭기(4)의 이득, 전자셔터의 이득의 가산에 의해 얻어지는 값을 나타낸다.
아이리스(2)의 이득은 아이리스(2)의 개구경을 나타낸다. 즉, 아이리스(2)의 개구경이 최대(아이리스가 개방)일때 최대이득(0dB)이 설정된다. 최소(아이리스가 차폐)일때 최소이득(-∞dB)이 설정된다. 전자셔터의 이득은 전자셔터의 속도를 나타낸다. NTSC시스템의 경우에, 1/60초가 최대이득(0dB)으로 설정된다. PAL시스템의 경우에, 1/50초가 최대이득(0dB)으로 설정된다. 이득은 셔터속도가 증가하면서 감소된다.
제 9도에서, 피사체의 밝기가 범위(A)내에 있으면, 노광량은 단지 아이리스(2)의 개구경에 의해서만 제어된다. 이 경우에서, AGC증폭기(4)와 전자셔터의 이득은 최소이득으로 설정된다. 피사체의 밝기가 범위(B)내에 있으면, 노광량은 단지 AGC증폭기(4)의 이득에 의해서만 제어된다. 이 경우에서, 아이리스(2)의 이득과 전자셔터의 이득은 최소이다. 또한, 피사체의 밝기가 범위(C)내에 있으면, 노광량은 단지 전자셔터의 이득 즉, 단지 셔티속도에 의해서만 제어된다. 이 경우에서, 아이리스(2)와 AGC증폭기(4)의 이득이 최소이다.
제 9도로부터 또한 분명히 알수 있듯이, 본 발명에 따르면, 노광량은 위상적분기(24)의 최대출력에서 최소출력까지의 전체범위에서 제어될 수 있다.
제 10도는 손떨림보정기능동작을 갖춘 비디오 카메라의 평상의 노광제어범위와 제어이득사이의 관계를 나타낸다. 제 10도에 나타낸 횡축과 종축은 제 9도에서 나타낸 것과 유사하다. 범위(A),(B)에서 제 9도에 나타낸 것과 유사한 동작이 실행된다. 제 10도에 나타낸 범위(C)에서, 전자셔터의 속도는 NTSC시스템에서 1/100초이고, PAL시스템의 경우에서 1/120초이다. 그러므로, 노광제어는 단지 (A),(B)범위내에서만 행해진다. 피사체의 밝기가 범위(C)에 있는 경우에, 비디오 카메라는 노광제어를 피사체에 행할 수 없다. 즉, 셔터특성을 가지는 비디오 카메라에서 노광제어가 행해지는 범위는 전자셔터의 이득에만 대응하는 범위에 의해 좁혀지므로 최소의 피사체조도가 일어난다.
한편, 본 발명에 따라 피사체의 밝기가 범위(C)내에 있으면, 전자셔터는 NTSC시스템에서는, 1/60초에서 1/100초까지의 범위내에서 변화되고, PAL시스템에서는, 1/50초에서 1/120초까지의 범위내에서 변화한다. 그러므로, 노광제어는 피사체의 최소밝기에서 최대밝기의 범위에서 행해지므로, 비디오 카메라의 노광제어범위는 최대한 활용되고, 최소피사체조도가 일어나는 것이 방지된다. 동체해상도가 손떨림보정기능에 의해 (A),(B)범위에서 전자셔터에 의해 개선되는 효과의 시점에 대하여 보통의 특성을 가지는 비디오 카메라와 같은 성능이 상기와 같이 확보될 수 있다.
제 11도는 제어량연산회로(11)의 상세한 블럭다이어그램이다. 위상적분기(24)에 의해 적분된 이득값은 비교기(41)에 공급된다. 문턱설정회로(42)는 비교기(41)에 연결되어 있다. 공급된 이득치를 아이리스(2)의 개방차폐제어량(아이러스(2)의 이득), 전자셔터의 속도제어량(전자셔터의 이득), AGC증폭기(4)의 제어이득(AGC증폭기(4)의 이득)으로 미리 분산하기 위한 각 문턱전압은 문턱전압설정회로(42)에 의해 비교기(41)로 설정된다.
비교기(41)로 공급된 이득값은 문턱설정치에 의해 각각의 제어이득으로 분산된다. 아이리스(2)의 이득은 아이리스제어ROM(43)에 공급된다. 전자셔터의 이득은 전자셔터제어ROM(44)에 공급된다. AGC증폭기(4)의 이득은 AGC증폭기제어ROM(45)에 공급된다. 제 12도는 제어ROM에서 입력이득과 출력사이의 관계를 나타낸다. 입력이득값에 따른 아이리스(2)의 개구경, AGC증폭기(4)의 이득 및 전자셔터의 속도(이득)는 각각의 제어ROM에 저장되어 있다. 아이리스제어ROM(43)의 출력은 아이리스구동회로(12)에 공급된다. AGC증폭기제어ROM(45)의 출력은 D/A컨버터에 공급되어 AGC증폭기(4)를 제어한다. AGC증폭기(4)의 최소이득은 제 12 도에 나타낸 것처럼 일예로 -30dB로 설정된다.
제 13,14A,14B도는 제 9도의 범위(C)에서 전자셔터속도의 관계를 나타낸다. 제 13도는 NTSC시스템에서의 셔터속도와 거기에 따른 이득의 관계를 나타낸다. 제 13도로부터 알수 있듯이, 느린 셔터속도,(일예로 1/61초)의 경우에 이득은 -0.14로 설정된다. 한편, 높은 셔터속도(일예로 1/100초)의 경우에 이득은 -4.44으로 설정된다.
제 14A,14B도는 PAL시스템에서의 셔터속도와 거기에 따른 이득의 관계를 나타낸다. 제 14도로부터 알수 있듯이, 느린 셔터속도(일예로 1/51초)의 경우에 이득은 -0.17로 설정된다. 한편, 높은 셔터속도(일예로 1/120초)의 경우에 이득은 -7.60으로 설정된다.
제 13, 14A, 14B도에 나타낸 것처럼, 범위(C)에서 전자셔터의 이득을 미세하게 설정함으로써, 최적의 셔터속도가 피사체의 밝기에 대하여 사용될 수 있다. 셔터속도와 이득의 관계는 제 13도 및 제 14도에 보기로서 나타낸다. 셔터제어ROM(44)에서 데이타를 다시 씀으로써, 여러가지 종류의 셔터이득이 설정될 수 있다.
상기 서술한 것같이, 영상처리타입의 손떨림보정기능의 동작상태에서, CCD촬상장치가 동작하는 전자셔터의 속도는 적당하게 NTSC시스템에서 1/100초에서 1/60초까지, 혹은 PAL시스템에서 1/120초에서 1/50초까지의 범위에서 피사체의 밝기에 따라 변화한다. 그래서, 비디오 카메라의 동작보증조도범위가 저조도에서 손실되는 것을 방지한다. 손떨림보정기능에 대하여 필요한 동체해상도는 종래의 시스템에서와 같은 피사체 조도범위에서 보증된다. 미세하게 전자셔터의 속도를 변화시킴으로써 속도변화에 의한 화질의 영향을 방지할 수 있다. 전자셔터의 속도의 시정수를 AGC증폭기의 이득 혹은 아이리스의 개구경을 제어하는 시정수와 같은 값으로 설정함으로써 자연스러운 노광제어가 행해진다.
본 발명은 상기의 실시예에만 한정되지 않고 여러가지 변형과 변화가 본 발명의 청구범위의 요지내에서 가능하다.
제 1도는 노광제어장치를 갖춘 종래의 비디오 카메라의 회로 블럭다이어그램이다.
제 2도는 본 발명에 따른 노광장치가 적용된 비디오 카메라의 블럭다이어그램이다.
제 3도는 ROM에 저장된 기준레벨 변조계수(K)에 대한 다이어그램이다.
제 4도는 비디오영상 출력신호 레벨에서의 변.화에 의해 휘도레벨에 의한 기준레벨 변조계수(K)에서의 변화를 나타내는 다이어그램이다.
제 5도는 본 발명에 따른 노광장치가 적용된 비디오 카메라의 변형의 블럭다이어그램이다.
제 6도는 본 발명의 변형에서 기준레벨 변조계수(K)와 휘도레벨사이의 관계를 나타내는 다이어그램이다.
제 7도는 본 발명에 따른 노광장치가 적용된 비디오 카메라의 블럭다이어그램이다.
제 8도는 위상적분회로의 상세를 나타내는 블럭다이어그램이다.
제 9도는 위상적분회로의 출력값과 제어량 연산회로의 출력값사이의 관계를 나타내는 블럭다이어그램이다.
제 10도는 손떨림보정기능을 갖춘 비디오 카메라의 보통 노광제어범위와 제어이득의 사이의 관계를 나타내는 다이어그램이다.
제 11도는 제어량 연산회로의 상세한 블럭다이어그램이다.
제 12도는 제어ROM의 입력이득과 그 출력사이의 관계를 나타내는 블럭다이어그램이다.
제 13도는 NTSC시스템에서의 셔터속도와 거기에 대응하는 이득사이의 관계를 나타내는 블럭다이어그램이다.
제 14A,14B도는 PAL시스템에서의 셔터속도와 거기에 대응하는 이득사이의 관계를 나타내는 다이어그램이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
9. 기준레벨 설정회로 15. 휘도레벨연산회로
16. ROM 18. 고휘도판단회로
19. 변조계수 계산회로 20. 변조개시종료 설정회로
21. 변조도설정회로 111. 제어량연산회로
22. 정규화연산회로 43. 아이리스 제어ROM
44. 전자셔터 제어ROM 45. AGC증폭기 제어ROM

Claims (19)

  1. 피사체로부터 광을 가져오는 렌즈그룹과,
    상기 렌즈그룹에서의 광량을 조정하는 아이리스와,
    상기 아이리스를 통과한 광을 전자신호로 변환하는 촬상장치와,
    상기 촬상장치에서의 출력신호의 신호레벨을 소정의 레벨로 설정하는 AGC회로와,
    상기 AGC회로에서의 출력신호에서 조도신호레벨을 검파하는 검파회로와,
    아이리스를 제어하기 위해 노광제어기준값을 설정하는 신호레벨신호설정회로와,
    아이리스가 제어될때 상기 노광제어기준치를 변조하는 노광제어기준치 변조회로와,
    상기 검파회로의 출력레벨이 설정치보다 클때 상기 휘도레벨에 대응하는 상기 노광제어기준치를 설정하는 제어회로를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노광제어기준치를 설정하기 위해 판단하는 기준으로서의 설정값과 상기 노광제어기준치가 임의로 설정될 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 노광제어 기준값이 증가함으로써 상기 아이리스는 고휘도상태에서 개방되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    노광제어기준치 변조회로는
    상기 아이리스의 이득과 상기 AGC회로의 이득량이 공급되는 휘도레벨 연산회로와,
    휘도레벨에 따른 기준레벨 변조계수를 가지는 ROM을 포함하고,
    상기 ROM에서의 출력신호와 상기 기준레벨 신호설정회로에서의 출력신호가 승산되고 아이리스는 상기 승산의 결과로에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    노광제어기준치 변조회로는
    상기 아이리스의 이득과 상기 AGC회로의 이득량이 공급되는 휘도레벨 연산회로와,
    상기 휘도레벨 연산회로의 출력신호가 입력되고, 기준레벨 변조의 개시휘도레벨과 종료휘도레벨이 설정되는 고휘도판단회로와,
    상기 휘도신호의 변조의 개시휘도레벨과 종료휘도레벨을 설정하는 변조개시/종료설정회로와,
    상기 변조계수 계산레벨이 상기 개시 및 종료휘도레벨의 설정치에 기초하여 입력되는 변조계수 계산회로와,
    변조계수 계산회로의 최대 변조도를 설정하기 위한 변조도 설정회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 촬상장치의 촬상시각을 제어하기 위한 셔터구동회로를 가지고,
    상기 제어회로는 상기 셔터구동회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어회로는 각각의 상기 아이리스, 상기 셔터구동회로, 상기 AGC회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  8. 피사체로부터 광을 가져오는 렌즈그룹과,
    상기 렌즈그룹에서의 광량을 조정하는 아이리스와,
    상기 아이리스를 통과한 광을 전자신호로 변환하는 촬상장치와,
    상기 촬장치에서의 출력신호의 신호레벨을 소정의 레벨로 설정하는 AGC회로와,
    상기 AGC회로에서의 출력신호에서 조도신호레벨을 검파하는 검파회로와,
    아이리스를 제어하기 위해 노광제어기준값을 설정하는 신호레벨신호설정회로와,
    아이리스가 제어될때 상기 노광제어기준치를 변조하는 노광제어기준치 변조회로와,
    상기 검파회로의 출력레벨이 설정치보다 클때 상기 휘도레벨에 대응하는 상기 노광제어기준치를 설정하는 제어회로를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치를 가지는 비디오 카메라.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 노광제어기준치를 설정하기 위해 판단하는 기준으로서의 설정값과 상기 노광제어기준치가 임의로 설정될 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치를 가지는 비디오 카메라.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 노광제어 기준치가 증가함으로써 상기 아이리스는 고휘도상태에서 개방되게 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치를 가지는 비디오 카메라.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 노광제어기준치 변조회로는
    상기 아이리스의 이득과 상기 AGC회로의 이득량이 공급되는 휘도레벨 연산회로와,
    휘도레벨에 따른 기준레벨 변조계수를 가지는 ROM을 포함하고,
    상기 ROM에서의 출력신호와 상기 기준레벨 신호설정회로에서의 출력신호가 승산되고 상기 아이리스는 상기 승산의 결과로서 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치를 가지는 비디오 카메라.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 노광제어기준치 변조회로는
    상기 아이리스의 이득과 상기 AGC회로의 이득량이 공급되는 휘도레벨 연산회로와,
    상기 휘도레벨 연산회로의 출력신호가 입력되고, 기준레벨 변조의 개시휘도레벨과 종료휘도레벨이 설정되는 고휘도판단회로와,
    상기 휘도신호의 변조의 개시휘도레벨과 종료휘도레벨을 설정하는 변조개시/종료설정회로와,
    변조계수 계산레벨이 상기 개시 및 종료휘도레벨의 설정치에 기초하여 입력되는 변조계수 계산회로와,
    변조계수 계산회로의 최대 변조도를 설정하기 위한 변조도 설정회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치를 가지는 비디오 카메라.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 촬상장치의 촬상시각을 제어하기 위한 셔터구동회로를 더 가지고,
    상기 제어회로는 상기 셔터구동회로를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치를 가지는 비디오 카메라.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어회로는 각각의 상기 아이리스, 상기 셔터구동회로, 상기 AGC회로를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치를 가지는 비디오 카메라.
  15. 촬상화상판이 손떨림량에 따라서 이동되는 영상처리타입의 손떨림보정기능을 가지는 비디오 카메라의 노광장치에 있어서,
    아이리스의 이득을 설정하는 아이리스 제어수단과,
    AGC증폭기의 이득을 설정하는 AGC증폭기 제어수단과,
    전자셔터의 이득을 설정하는 셔터제어수단과,
    손떨림보정기능이 동작할때 피사체휘도를 나타내는 제 1범위에서 상기 아이리스 제어수단에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하고, 피사체휘도를 나타내는 제 2범위에서 상기 AGC증폭기 제어수단에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하고, 피사체휘도를 나타내는 제 3범위에서 상기 셔터제어수단에 의해 비디오 카메라의이득을 제어하는 제어수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    피사체의 밝기는 상기 제 1, 제 2, 제 3범위의 순서에 따라 밝아지도록 설정되어 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 손떨림보정기능이 동작중일때 상기 전자셔터는 소정의 셔터속도로 고정되고 상기 노광제어는 상기 AGC회로와 상기 아이리스에 의해 실행되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 전자셔터의 속도는 1/100초 혹은 1/120초로 설정되어 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광장치.
  19. 촬상화상판이 손떨림량에 따라서 이동되는 영상처리타입의 손떨림보정기능을 가지는 비디오 카메라의 노광제어 방법에 있어서,
    손떨림보정기능이 동작할때 피사체휘도를 나타내는 제 1범위에서 상기 아이리스의 이득에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하는 단계와,
    피사체휘도를 나타내는 제 2범위에서 상기 AGC증폭기 제어수단에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하는 단계와,
    피사체휘도를 나타내는 제 3범위에서 상기 셔터제어수단에 의해 비디오 카메라의 이득을 제어하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 노광방법.
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