JPH0477065A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオカメラの露出制御に関し、更に詳しく
は、室内からＲ外までの照度の変化に幅広く対応するこ
とが可能なビデオカメラの露出制御に関する。

（発明の背景） 通常、ビデオカメラの露出制御は、アイリス（虹彩絞り
）によって行なっている。

この打子を第５図により説明する。レンズ］を通過した
光は、アイリス２により光量が絞られ、ＣＣＤ３に結像
する。そしてＣＣＤ３で光電変換された信号は、信号処
理回路４てビデオ信号に変換される。ここで、信号処理
回路４から得られるアイリス駆動信号（明るさにλ１応
した信号）により、アイリス制御回路５がアイリス２の
開口径を制御し、ＣＣＤ３がほぼ一定の光量を受光でき
るようにしている。

ところで、電子シャッター機能を有するＣＣＤがビデオ
カメラに使用されることがあるが、電子シャッター機能
が露出制御に用いられることはなかった。即ち、シャッ
ター速度を変更することにより得られる効果（例えば、
シャッター速度を速くすることで動きの速い被写体をも
シャープに撮影できる等）を目的としている。この場合
、操作パネル７からの設定により、シャッター速度を１
ノロ０秒からｔ／Ｉ　（１０００秒まで変更することか
できる。

一方、一般のスチルカメラのような、絞りとシャッター
速度とを連動させたプログラム制御（プログラムＡＥ）
も考えられるが、専用の制御プログラムが必要になるな
ど構成が複雑になる問題がある。また、動画を撮影する
ビデオカメラの場合、蛍光灯照明に起因するフリッカの
問題もあり、シャッター速度を頬繁に変更することは望
ましくない。

このために、第５図に示すように、操作パネル７からの
手動の選択操作により、ＣＣＤ駆動回路６がＣＣＤ３の
シャッター速度を制御している。

また、通常の使用状態では、操作パネルからのシャッタ
ー速度の変更を行なわないかぎり、所定のシャッター速
度（例えば、１）６０秒等）になるように設定されてい
る。

例えば、本件出願の出願時点て一般に使用されてい′る
ＣＣＤ駆動回路用のタイミング発生ＩＣでは、３ビツト
パラレルのシャッター速度切り替え端子を有しており、
この端子に印加する信号（ＤＯ，ＤＩ、Ｄ２）の組み合
わせによりｌ／６０秒から１／１（１（１００秒までシ
ャッター速度を可変することができる（第６図参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところて、近年ＣＣＤの感度が向上しており、低輝度に
対応が容易になってきている。反面、高照度域では、ア
イリスを更に絞り込む必要か生じてきている。

これに加え、ＣＣＤのチップサイズが小さくなってきて
おり、アイリスも小型化する必要がある。

これらの要因により、高照度条件下でアイリスを絞る場
合に、従来より小径に絞ることか可能なように構成する
ことが要求される。また、小径であれば、精度も要求さ
れる。

例えば、従来と同じ精度で最小絞り径を小さくした場合
、最小絞りの付近で相対的に誤差が大きくなるため、ア
イリス制御が安定せず、発振を起こす可能性もある。ま
た、発振を抑えるために、アイリス制御回路のゲインを
低下させると、照度の変化にχｌする追従が遅くなると
いった問題もある。

本発明は上記した課題を解決するためになされたもので
あって、その目的は、従来と同様なアイリス機構を使用
しつつ、応答が速く、構成度な露出制御を高照度条件下
でも行なえる機能を備えたビデオカメラを実現すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記した課題を解決する本発明は、電子ンヤッター機能
を備えた固体搬像素子と、外部より与えられるシャッタ
ー速度切り替え信号に応して固体撮像素子のシャッター
速度を変更する機能を有する固体撮像素子駆動回路と、
固体撮像素子の受光出力に応じたアイリス制御信号を生
成する信号処理回路と、絞り最小状態で完全遮光となら
ないアイリスと、アイリス制御信号に基づいてアイリス
の絞り値を制御するアイリス駆動回路とを備えたビデオ
カメラにおいて、 アイリス制御信号に基づいて絞り開放状態若しくは絞り
最小状態を検出し、そのときにシャッター速度切り替え
信号を発生するシャッター速度制御手段を備えたことを
特徴とするものである。

（作用） 上記した構成において、アイリス制御信号により絞りが
最大又は最小にあるか否か検？ｆ１Ｌ、最小若しくは最
大であるときにシャッター速度が変更される。

この場合において、このシャッター速度を痩更する処理
は、アイリスの絞り制御とは独立して行なわれる。

（実施例） 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細１こ説明す
る。

第１図は本発明の第一の実施例のビデオカメラの概略構
成を示す構成図である。

レンズ１を通過した光は、アイリス２により光量が絞ら
れ、ＣＣＤ３に結像する。そして、ＣＣＤ３て光電変換
された信号は、信号処理回路４でビデオ信号に変換され
る。ここて、信号処理回路４から得られるアイリス制御
信号（明るさに対応した信号）により、アイリス駆動回
路５がアイリス２の開口径を制御し、ＣＣＤ３がほぼ一
定の光量を受光できるようにしている。

尚、同期信号発生部１１が発生する同期信号に基づいて
ＣＣＤ駆動部１２が水平転送パルスを生成し、ＣＣＤ３
に印加している。また、ＣＣＤ駆動部１２からの信号を
受けて垂直ドライバ１３が垂直転送パルスを生成し、Ｃ
ＣＤ３に印加している。

ところで、ＣＣＤ駆動部１２はシャッター速度を切り替
えるために、シャッター速度切り替え端子に印加される
Ｈ、　　Ｌの信号（シャッター速度切り替え信号）によ
り、シャッター速度が変化するようになっている。従来
からのビデオカメラでは、このシャッター速度切り替え
端子に操作パネルからでのシャッター速度選択に応した
信号を与えることて、シャッター速度を変更していた。

本実施例では、このシャッター速度切り替え端子に、シ
ャッター速度制御手段〕４が接続されている。このシャ
ッター速度制御手段１４は、アイリス駆動回路５による
アイリス２の絞りが絞り開放若しくは絞り最小であるこ
とを検出する絞り値検出手段１５．絞り値検出手段１５
での検出結果に基づいてシャッター速度の切り替えを行
なうためのシャッター速度切り替え信号を生成するエン
コーダ１６とから構成されている。

通常は、アイリス駆動回路５かアイリス２を開閉制御し
ており、このアイリスの制御によりＣＣＤ３はほぼ一定
の光量を受光している。この状態の場合、アイリス駆動
信号（アイリス駆動回路５の出力）はほぼ一定のレベル
になっている。

しかし、アイリスが完全に開いた状態になっても露出が
不足するような場合や、アイリスの絞り開口径が最小の
状態になっても露出が過多な場合がある。この場合は、
アイリス駆動信号のレベルは変化する。そこで、絞り値
検出手段１５は、アイリス駆動信号のレベル変化よりア
イリス２の絞り値（絞り開放／絞り最小）を検出する。

ここで、絞り最小が検出されたときには、エンコーダ］
６はシャッター速度を高速側に切り替えるためのシャッ
ター速度切り替えパルスを発生する。これにより、例え
ば通常１／６０秒であるものが、１７１２５．１／２５
０．・・・と順次切り替わっていく。このシャッター速
度の切り替えは、ＣＣＤ３の受光レベルが通常のレベル
になるまで続けられる。これにより、従来は自動的に対
応することのできなかった高照度状態も容易に対応する
ことができる。

一方、このようにしてシャッター速度か高速側に変更さ
れた状態において、被写体の照度が低下すると、アイリ
ス駆動回路５によりアイリス２が開放される。ここで、
絞り値検出手段１５がアイリスの絞り開放を検出する−
と、エンコーダ１６はシャッター速度を低速側に切り替
えるためのシャッター速度切り替えパルスを発生する。

これにより、例えばｌ／１０００に切り替えられたシャ
ッター速度が、ｌ／１０００，１１５００，１／２５０
．・・・と順次切り替わっていく。これにより、照度が
低下しても、自動的に対応することができるようになる
。

第２図はアイリス駆動回路５及びシャッター速度制御手
段１４の回路例を示す回路図である。信号処理回路４か
ら与えられるアイリス制御信号は、オペアンプ５ａによ
り所定の基準レベルと比較される。このオペアンプ５ａ
の出力によりアイリスの駆動コイル（第３図参照ンの正
側の電圧が変化する。また、オペアンプ５ａの出力はオ
ペアンプ５ｂで反転され、アイリスの駆動コイルの負側
及びシャッター速度制御手段１４の入力端ｒ−に接続さ
れている。アイリス２は、駆動コイル２ａのＩＬ側及び
負側の間に正の電圧がかかれば絞りが開き、負の電圧が
かかれば絞りが閉しるよう構成されている。この状態で
、この制御ループがｉＥ常に動作して、絞りが適性に制
御されている状態では、オペアンプ５ｂの出力は約２．
５ｖに保たれている（Ｖｃｃ＝５Ｖ時）。

ここで、□強い光が入射するとアイリス２は閉し始める
。本実施例で使用するアイリスは、絞り切った状態でも
一定の径の穴が開いているものを使用している。従って
、入射光が非常に強い場合は絞り最小でも露出過多の為
、オペアンプ５ｂの出力が５Ｖ方向に飽和する。一方、
絞りを最大に開いても露出不足の場合は、オペアンプ５
ｂの出力はＯＶ力方向飽和する（第４図■参照）。

そこで、絞り値検出手段１５を構成するコンパレータ１
５ａ及び１５ｂがこれらの飽和状態を検出する。

露出過多の場合は、コンパレータ１５ｂの出力がＬレベ
ルからＨレベルに変化しく第４図■）、Ｄフリップフロ
ップ１６ｂで垂直周期に同期したパルスが生成されてア
ップダウンカウンタ１６ｉのカウントアツプ端子に印加
される。これにより、露出が適正になるまで、アップダ
ウンカウンタ１６１はカウントアツプを続ける。この結
果、アップダウンカウンタ１６ｆの出力（Ｄｏ、ＤＩ、
Ｄ２）は、（Ｌ、　　Ｌ、　　Ｌ）、　　（Ｌ、　　Ｌ
、　Ｈ）、　　（Ｌ。

Ｈ，Ｌ）、・・・と順次変化する。この結果、このアッ
プダウンカウンタ１６ｉの出力（ＤＯ，ＤＩ。

Ｄ２）をシャッター速度切り替え端子に供給されたＣＣ
Ｄ駆動回路１２は、シャッター速度を第５図に示すよう
に高速側（明るさに合ったシャッター速度）に切り替え
ていく。露出か適正になると、シャッター速度はその状
態で安定し、通常のアイリスによる露出制御が行なわれ
る。

このような状態から露出不足になった場合は、コンパレ
ータ１５ａの出力がＬレベルからＨレベルに変化しく第
４図■）、Ｄフリップフロップ１６ａて垂直周期に同期
したパルスか生成されてアップダウンカウンタ］６１の
カウントアツプ端子に印加される。これにより、露出が
適正になるまで、アップダウンカウンタ１６ｉはカウン
トダウンを続ける。この結果、このアップダウンカウン
タ１６ｉの出力（ＤＯ，ＤＩ、Ｄ２）をシャッタ速度切
り替え端子に供給されたＣＣＤ駆動回路１２は、シャッ
ター速度を第６図に示すように高速側から低速側に切り
替えていく。露出が適正になると、シャッター速度は安
定し、通常のアイリスによる露出制御が行なわれる。

尚、オアゲート１６ｃは、垂直同期信号ＶＤをもとにし
て各部に同期信号を与えている。また、ノアゲート１６
ｆ、１６ｇはシャッター速度が１／６０秒時に更にカウ
ントダウンするのを防止する回路、ナントゲート１６ｈ
はシャッター速度がＩ／１００００秒時に更にカウント
アツプするのを防Ｉ卜する回路である。

以上のような場合、室内などの１０００１ｕｘ以下の状
態ではシャッター速度は１／６０秒であり、室外のよう
に１０００１、ｕｘ以上の高照度環境下では明るさに応
してシャッター速度が短くなる。

以上説明したように、本実施例によると、高感度、小型
の固体撮像素子を使用した場合でも、アイリスを変更す
ることなく、ダイナミックレンジの広い露出制御をする
ことができる。

また、ＣＣＤ駆動回路１２のシャッター速度切り替え端
子に、アイリス駆動信号を受けたシャッター速度制御手
段１４の出力を接続するだけでよいので、構成が複雑に
なることはない。更に、シャッター速度の制御とアイリ
ス制御とが独立して行なわれているので、プログラムＡ
Ｅに比較して構成が簡単になる。また、光量をアイリス
駆動信号で検出するので、測光素子が不用である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明では、従来からのア
イリスによる露出制御とは別に、アイリスの絞り状態を
検知して、絞り開放状態若しくは絞り最小状態において
シャッター速度制御１０段により電子シャッターを制御
するように構成した。

この結果、アイリスが最大（開放）若しくは最小方向に
飽和した場合にシャッター速度が変更されるため、従来
と同様なアイリス機構を使用しても、応答が速く、高精
度な露出制御を高照度条件下でも行なえる機能を備えた
ビデオカメラを実現することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のビデオカメラの構成を示す構
成図、 第２図は第１図に示したビデオカメラの要部の構成を示
す構成図、 第３図はアイリスを説明するための説明図、第４図はア
イリスの動作説明のための説明図、第５図は従来のビデ
オカメラの露出制御の様子を示す構成図、 第６図は電子シャッターによるシャッター速度制御の様
子を説明する説明図である。 １・・レンズ　　　　　　２・・・アイリス３・・・Ｃ
ＣＤ　　　　　　　４・・・信号処理回路１１・・・同
期信号発生部　１２・・・ＣＣＤ駆動回路１３・・・垂
直ドライバ １４・・・シャッター速度制御手段 １５・・・絞り値検出手段 １６・・・エンコーダ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　電子シャッター機能を備えた固体撮像素子（３）と、
   外部より与えられるシャッター速度切り替え信号に応じ
   て固体撮像素子（３）のシャッター速度を変更する機能
   を有する固体撮像素子駆動回路（１２）と、固体撮像素
   子の受光出力に応じたアイリス制御信号を生成する信号
   処理回路（４）と、絞り最小状態で完全遮光とならない
   アイリス（２）と、アイリス制御信号に基づいてアイリ
   ス（２）の絞り値を制御するアイリス駆動回路（５）と
   を備えたビデオカメラにおいて、 アイリス制御信号に基づいて絞り開放状態若しくは絞り
   最小状態を検出し、そのときにシャッター速度切り替え
   信号を発生するシャッター速度制御手段（１４）を備え
   たことを特徴とするビデオカメラ。