JPH0342748B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は内蔵又は外付けの照明装置と共に用い
られる撮像装置に関するものである。

〔従来技術の説明〕

従来、撮像管域はCCD等の撮像素子を使用し
た撮像装置においては撮像素子のダイナミツクレ
ンジが狭く、わずかの露光ずれに対しても撮像素
子の出力レベルが大幅に変化する。そこでこれを
電気的に補正するため、負帰還ループを用いた自
動利得制御回路（以下AGCと称す）を使用して
撮像素子からの出力の大小にかかわらず信号処
理、記録回路に伝達される信号のレベルを常にほ
ぼ一定に保つていた。しかしこのような装置にお
いては、フラツシユ撮影等の如く撮影前の測光条
件と撮影時の露光条件が全く異なる場合にはこれ
に対応できないという欠点を有していた。

そこで本出願人は特願昭57−208920号におい
て、このような欠点を解消し得る撮像装置を提案
した。

即ち上記撮像装置においてはフラツシユ等の閃
光装置を用いた撮像を行う際には撮像信号のゲイ
ンを所定の一定のゲインとなるよう切換制御する
事により従来の欠点を解消している。

〔目的〕

本発明は前記の撮像装置を改良し、より広いダ
イナミツクレンジを有する、照明装置と共に用い
られる撮像装置を提供する事を目的としている。

〔実施例の説明〕

以下に添付した図面をも参照しながら本発明の
内容について詳しく説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す図であり、
同図中１は撮像装置、２は人工照明光源２０を含
み撮像装置１に対して着脱可能で交換可能な照明
装置であり光源２０としてはランプの如く連続的
に光る光源でも閃光光源でもよい。３は距離リン
グで被写体までの距離に応じてレンズと結像面と
の距離を調節する。１００は被写体である。又図
に示した如く撮像装置１及び照明装置２と被写体
１００の距離をＤとする。又、５は撮像光学系、
６は前記距離リング３に連動したポテンシヨメー
ター、７は撮像手段としての撮像素子で被写体像
を電気信号に変換する。８はγ変換、輪郭補正の
為の信号処理回路、９は制御手段としてのゲイン
コントロール回路、１０は変調回路、１１は記録
装置である。又、１５は撮像素子７を駆動する為
のドライバー回路で、照明装置２をこの駆動に同
期して発光させる。４は撮像素子への入射光量を
制限する為の絞り手段としての絞り、１３は絞り
４を駆動する為の絞りドライバー回路、１２は演
算回路、１４はスイツチ回路、１６は照明装置内
の周辺回路をスタンバイさせる為の光源回路スタ
ンバイスイツチであり、例えば発光エネルギーを
蓄える為のコンデンサの充電を開始させる為のス
イツチである。

このスイツチをONする事により光源の周辺回
路がスタンバイ状態になると共に、これに連動し
てスイツチ１４がａからｂに切換わる。１７はゲ
インコントロール回路９のフイードバツクループ
内に設けられたローパスフイルターである。

又、１８は本発明に係る指示手段としてのガイ
ドナンバー指示回路であり、設定抵抗１９の値を
照明装置の発光能力であるガイドナンバーG_NOに
合わせる事によつて、指示回路１８からは発光能
力信号としての所定のガイドナンバー情報が出力
される。

又、本実施例ではポテンシヨメータ６の端子電
圧６ａは距離Ｄの対数に比例した出力を形成す
る。

即ち V_6a＝FlogD ……(1) （但しＦは定数） 次に動作について説明する。

第１図中照明装置２を用いて被写体を照射する
場合、先ず照明装置２を撮像装置１に対して装着
する。これに連動して、又は手動操作でスイツチ
１６をONし、撮像装置内の回路をスタンバイ状
態にする。

又、装着した照明装置の発光能力に応じた値で
あるガイドナンバーG_NOを設定抵抗により設定す
るとガイドナンバー指示回路１８からガイドナン
バーG_NOに比例したガイドナンバー情報が出力さ
れる。そして距離リング３によりレンズ調節を行
なうとそれに連動してポテンシヨメータ６の端子
６ａの電圧V6aが(1)式に従つて変化する。この電
圧を基に演算回路１２によつて演算を行ない、被
写体距離が変化しても撮像装置に対する露光条件
を一定にできるような絞り値FNoを求める。具
体的には本実施例では FNo＝Ｃ／Ｄ ……(2) になるような演算を行なう。

ここでＣは前記指示回路１８の出力信号である
ガイドナンバー情報である。

この演算により決められた絞り値になるよう絞
りドライバー回路１３を制御し、照明光源を所定
のタイミングで発光させ、光学系５、絞り４を通
して撮像素子７への露光を光なう。信号処理回路
８、ゲインコントロール回路９、変調回路１０を
通つた信号は記録装置１１に於て磁気デイスク、
磁気テープ、半導体メモリ、光メモリ等の媒体に
記録され撮像動作は完了する。ここで演算回路１
２により出力されるF_NOは第２図ａ２１，２２に
示されるように絞り４の限界開放値をFb、絞り
切りの限界値をFcとするとF_NO＜Fb，F_NO＞Fcに
於ては絞りは一定値のままで変化しないのでFb
≦F_NO≦Fcの範囲内においてF_NO＝Ｃ／Ｄの関係が成 り立つ。尚、曲線２１，２２は夫々Ｃ＝C₁、Ｃ
＝C₂の場合の曲線を示す。但しC₂＞C₁が成り立
つ。

又、本実施例による演算回路では第２図ｂの如
く、絞り連動範囲外ではゲインコントロール回路
の利得を制御する為の利得制御信号を出力する。
即ち、Ｃ＝C₁の場合には曲線２１′で示されるよ
うにＤ＜DbにおいてはＤが小さい程ゲインコン
トロール回路９によるゲインが低下するように、
又Db≦Ｄ≦Dcにおいてはゲインコントロール回
路９のゲインが一定となるように、又、Ｄ＞Dc
においてはＤが大きい程ゲインコントロール回路
９によるゲインが増大するようにゲインコントロ
ール回路９を制御する為の利得制御信号を出力す
る。

又、Ｃ＝C₂の場合は曲線２２′で示されるよう
にＤ＜Db′においてはＤが小さい程ゲインコント
ロール回路９によるゲインが低下するように、
又、Db′≦Ｄ≦Dc′においてはゲインコントロー
ル回路９のゲインが一定となるように、又、Ｄ＞
Dc′においてはＤが大きい程ゲインコントロール
回路９によるゲインが増大するようにゲインコン
トロール回路９を制御する為の利得制御信号を出
力する。従つてゲインコントロール回路９を経た
信号は常に適正なレベルの信号となり画質の劣化
をきたす事が無い。

即ちFb≦F_NO≦Fcの範囲に於てはゲインは一定
であるが絞りによつて適正な露光レベルが得られ
るので結果的に信号レベルは安定し、Ｆ＜Fb，
Ｆ＞Fcの範囲に於ては絞りは限界値に於て固定
となりゲイン調整によりこれを補正するのでやは
り信号レベルは安定する。

又、本実施例ではスイツチ１６をOFFとした
場合即ち照明光源を用いない通常の撮影を行なう
場合にはスイツチ１４がａ側に切換わるのでゲイ
ンコントロール回路９の出力がローパスフイルタ
ー１７を介してゲインコントロール回路９にフイ
ードバツクされ自動利得調整が為される。

この場合、ローパスフイルター１７は適宜の時
定数を有するから連続撮影を行なうのに適した状
態となる。

尚、本実施例では照明装置を用いて撮像を行な
う場合に被写体までの距離に応じて絞りを制御す
るよう構成すると共に、この絞りが一定の値にな
る状態でゲインを補正する事によつて信号レベル
の適正化を図つており、その際に照明光源のガイ
ドナンバーに応じてゲイン補正特性を変化させ、
これにより常に適正な映像信号を得ているが、本
発明はこの実施例に限定されるものではない。

例えば構成をより簡略化する為に被写体距離と
絞りを連動させないよう構成する事も可能で、そ
のような場合にもガイドナンバーに応じたゲイン
値になるよう利得制御信号を形成する事により信
号レベルを安定化させる事ができる。

又、本実施例では絞りの連動範囲外でガイドナ
ンバー及び被写体距離の２つのパラメータに応じ
てゲインを制御するよう構成しているが、本発明
はガイドナンバーだけに応じてゲインを制御する
ものをも含む。

勿論その場合には映像信号のレベルが距離に応
じて若干の誤差を含んだものとなる可能性は残
る。

以上本発明の第１実施例によれば照明装置が交
換可能なものにおいて交換により照明装置の発光
能力が変化した場合にも適正なレベルの映像が保
証される。

次に第３図は本発明の第２実施例を示す図で第
１図と同じ要素には同じ符番を付してある。

図中２３は閃光々源で例えばキセノン管であ
る。２４は閃光々源のトリガー電極にトリガーパ
ルスを供給する為のトリガー回路でその制御端子
Ｃには撮像素子ドライバー回路１５から出力され
る発光トリガー信号が入力されている。これによ
り撮像素子の駆動タイミングに同期した発光が行
なわれる。２５はメインコンデンサーで閃光々源
２３を発光させる為の電気エネルギーを充電す
る。２６は昇圧回路であつて直流電流２７の電圧
を高圧化してコンデンサー２５に導びく。１６は
前記スタンバイスイツチであつてONする事によ
りコンデンサへの充電を開始させる。

３６は本実施例に係るゲイン補正回路でコンデ
ンサー２５の充電々圧を分圧する事によつて充
電々圧即ちキセノン管の発光能力を示す発光能力
信号を出力する抵抗３４，３５、この分圧電位
Vaを２乗する２乗回路３０、２乗回路３０の出
力の逆数を得る逆数回路等を含む。ここで抵抗３
４，３５等により指示手段が構成される。３２は
スイツチ回路、３３は基準値出力回路であり、基
準値V_GOを出力する。

３８はコンパレーター、３７はその反転入力に
接続された基準電圧源であり、この電圧源３７か
らは基準電圧V_thが出力される。

又、コンパレーター３８は分圧電位Vaがこの
基準電圧V_th以下の場合にはスイツチ３２をＣ側
に接続し、V_thより大きい場合にはｄ側に接続す
るようスイツチ３２を制御するものであり、内部
に若干の時定数を有しており、メインコンデンサ
が瞬時に放電しても出力は暫く保たれる。

第４図は分圧電位Vaとゲインコントロール回
路９に入力される電圧V_Gの関係を示す図で図示
の如くVa＞V_thの範囲ではスイツチ３２がｄ側に
接続されるのでV_G＝V_GOになり、Va≦V_thの場合
にはスイツチ３２がＣ側に接続されるのでV_G＝
Ｂ／Va²（Ｂは定数）となる。

次にこの第２実施例の動作につき説明する。

通常の日中等における撮影中はスイツチ１６が
OFFしているので第１図示の実施例と同様制御
手段としてゲインコントロール回路はローパスフ
イルター１７の出力による負帰還を受けて常に所
定レベルの信号が得られるように自動的にゲイン
コントロールを行なつている。

照明撮影を行なう為にスイツチ１６をONする
とこれに連動してスイツチ１４がｂ側に切換わる
と共に昇圧回路２６によつてメインコンデンサー
２５に高圧がかかり急速に充電が為される。そし
てこの充電期間中、分圧電位Vaのレベルがコン
パレーター３８で基準電圧V_thと比較され、この
基準電圧V_thを越えるまでの間スイツチ３２はＣ
側に接続されるのでゲインコントロール回路９に
はV_G＝Ｂ／Va²が印加される。

従つてコンデンサー２５の充電々圧が低い程ゲ
インコントロール回路９のゲインが高く、充電々
圧が上昇するとゲインが低くなるよう制御が為さ
れる。

一般に照明装置２の明るさはその発光エネルギ
ー源であるコンデンサー２５の充電々圧の２乗に
ほぼ比例する。従つてコンデンサー２５の充電々
圧の２乗をとりその逆数に比例する値により映像
信号のゲインを制御すれば最終的な映像信号出力
はコンデンサー２５の充電々圧の違いによる明る
さの違いを完全に補正できる。

又、先に説明した如く電位Vaが電圧V_thを越え
ればスイツチ３２がｄ側に切換わるのでゲインは
所定の一定電位になるよう制御される。任意のタ
イミングで不図示のトリガーボタンをONする
と、既に駆動されている撮像素子の駆動タイミン
グに同期してトリガー回路２４がトリガーされ、
キセノン管２３のトリガー電極にトリガーパルス
が印加されてキセノン管が閃光発光を行なう。

これにより被写体が照明されその反射光が撮像
光学系５、絞り４を介して撮像素子に入射する。

このとき、被写体距離に応じてポテンシヨメー
ター６の出力が変化し絞り４が調整されている。

撮像素子７に入射された像は光電変換された
後、ドライバー回路１５により線走査されて読み
出され時系列信号として信号処理回路８において
信号処理され、ゲインコントロール回路９、変調
回路１０を介して記録装置１１において記録され
る。

このとき、ゲインコントロール回路９のゲイン
は発光前の充電々圧即ち光源の発光能力によつて
補正されているのでゲインコントロール回路９の
出力には常に適正なレベルの映像信号が得られる
ものである。従つて充電コンデンサの充電量の立
ち上がり特性や、経時変化等による照明装置の発
光能力のムラの影響を受ける事がない。

尚、以上の第１、第２実施例では距離リングに
連動して絞り値を変化させているが測距装置を有
する撮像装置においては測距装置の出力に応じて
絞りを制御するようにしても良い。

又、実施例ではキセノン管等を用いた照明装置
の実施例を示しているが、照明装置としてはタン
グステンランプ等を用いたものなど、どのような
タイプのものであつても良い。

〔効果〕

以上説明した如く本発明は被写体像を電気的像
信号に変換する撮像手段と、該撮像手段に対する
露光量を制御する露光量制御手段と、該撮像手段
から読み出された前記電気的像信号の利得を該電
気的像信号に基づき自動的に制御するための自動
利得制御回路と、被写体被写体像の照明を行なう
ための照明装置と、前記照明装置の発光能力に応
じた発光能力信号を出力する指示手段と、該指示
手段により指示される発光能力信号に応じて、前
記自動利得制御回路における利得と前記露光量制
御手段とを連動させて制御する制御手段とを有
し、該制御手段は、前記露光量制御手段による露
光量制御特性及び前記自動利得制御回路による利
得制御特性を前記発光能力信号に応じて可変する
よう構成しているので照明装置の発光能力が照明
装置の交換によつて変化した場合、或いは照明装
置の充電コンデンサーの立ち上がりや経時変化等
によつて発光能力が変化した場合に常に適正なレ
ベルの映像信号を得る事ができる効果を有する。
従つて照明装置の発光能力の変動に対し広いダイ
ナミツクレンジを得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図
ａは同実施例における被写体距離と絞りの関係を
示す図、第２図ｂは同実施例における被写体距離
とゲインの関係を示す図、第３図は本発明の第２
実施例の構成図、第４図は同実施例における充
電々圧とゲインの関係を示す図である。 １……撮像装置、２……照明装置、７……撮像
手段としての撮像素子、１８……指示手段として
のガイドナンバー指示回路、３４，３５……指示
手段としての充電々圧指示用分圧抵抗、９……制
御手段としてのゲインコントロール回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体像を電気的像信号に変換する撮像手段
   と、 該撮像手段に対する露光量を制御する露光量制
   御手段と、 該撮像手段から読み出された前記電気的像信号
   の利得を該電気的像信号に基づき自動的に制御す
   るための自動利得制御回路と、 被写体被写体像の照明を行なうための照明装置
   と、 前記照明装置の発光能力に応じた発光能力信号
   を出力する指示手段と、 該指示手段により指示される発光能力信号に応
   じて、前記自動利得制御回路における利得と前記
   露光量制御手段とを連動させて制御する制御手段
   とを有し、 該制御手段は、前記露光量制御手段による露光
   量制御特性及び前記自動利得制御回路による利得
   制御特性を前記発光能力信号に応じて可変するこ
   とを特徴とする照明装置と共に用いられる撮像装
   置。