JPH06181534A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH06181534A
JPH06181534A JP4316090A JP31609092A JPH06181534A JP H06181534 A JPH06181534 A JP H06181534A JP 4316090 A JP4316090 A JP 4316090A JP 31609092 A JP31609092 A JP 31609092A JP H06181534 A JPH06181534 A JP H06181534A
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JP
Japan
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image pickup
exposure
image
pickup device
exposure amount
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JP4316090A
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English (en)
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Hiroto Shimizu
博人 志水
Yoshimasa Yokoyama
佳正 横山
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06181534A publication Critical patent/JPH06181534A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 露光センサを用いることなく、適正露光の像
を撮像することができる撮像装置を提供する。 【構成】 露光量検出時には、ラインＣＣＤ２をレンズ
１の結像面３にて往路上を水平移動させる。この往路上
を移動する際に、ラインＣＣＤ２から出力される画像信
号は、プリアンプ５を介して、露光オーバー検知回路７
に入力される。露光オーバー検知回路７では、画像信号
のレベルが基準レベルと比較され、その比較結果はコン
トローラ１０に入力される。コントローラ１０は、画像
信号レベルが基準レベル以上であればＣＣＤ露光時間を
短縮する。撮像時には、ラインＣＣＤ２をレンズ１の結
像面３に沿って復路上を移動させる。このとき、ライン
ＣＣＤ２の露光時間は、予め往路を移動する過程で、適
正な値に設定されており、よって、ラインＣＣＤ２から
は露光不足及び露光過剰のない適正な露光量からなる画
像信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学系により結像され
た像を撮像する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、塩銀カメラ、ビデオカメラ等の撮
像装置においては、図７に示したように、レンズ５０に
より被写体の像を結像させるとともに、結像面の光を光
センサ５１で受光して露光量を検出し、この露光量に基
づき絞り機構を制御することが一般的に行われている。
前記光センサ５１としては、Ｃｄｓ、フォトトランジス
タ等が一般に用いられるが、ビデオカメラにあっては撮
像用の２次元ＣＣＤを利用し、２次元ＣＣＤにより検出
した光量によって絞り調整を行うものが出現するに至っ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レンズ
の結像面には光量むらがあることから、ＣＣＤを用いて
露光を検出する場合には、結像面の所定面積以上の露光
を検出しないと、結像面の光量むらに対応することがで
きず、適正な露光調整は困難である。無論、ビデオカメ
ラのように撮像用に２次元ＣＣＤを用いている撮像装置
にあっては、２次元ＣＣＤにより結像面全体の光量を検
出し得ることから、ＣＣＤのみを用いて露光調整を行っ
ても何ら支障はない。しかし、１次元ＣＣＤを用いる撮
像装置において、同様にＣＣＤより結像面の光量を検出
して露光調整を行おうとしても、１次元的に光量を検出
し得るに過ぎず、所定面積以上の光量を検出することが
できない。したがって、１次元ＣＣＤを用いる撮像装置
にあっては、ＣＣＤのみでは露光調整が困難であって、
適正な露光調整を行うためには別途露光を検出するため
の露光センサが必要となるものであった。
【０００４】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、露光センサを用いることなく、適
正露光の像を撮像することができる撮像装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明にあっては、被写体を結像する光学系と、該光
学系により結像された像を１次元撮像素子の走査により
撮像する撮像手段と、露光量検出時において前記１次元
撮像素子の走査により出力される輝度信号に基づき露光
量を検出する検出する露光量検出手段と、撮像時におい
て前記露光量検出手段により検出された露光量に基づき
前記撮像手段を制御する制御手段とを備えることを要旨
としている。
【０００６】
【作用】前記構成において、光学系により結像された像
を１次元撮像素子が走査すると、露光量検出時には、露
光量検出手段が１次元撮像素子の走査結果に基づき、露
光量を検出する。このように露光量を検出した後、撮像
時には予め露光量検出手段により検出されている露光量
に基づき制御手段が撮像手段を制御し、撮像手段は制御
手段により露光量を制御されて１次元撮像素子の走査に
より撮像を行う。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図にしたがって説
明する。すなわち、図１は本実施例にかかる撮像装置の
全体構造を示すブロック図である。この撮像装置は被写
体を直接サーマル紙に転写するものであって、レンズ１
後方には、素子を垂直方向に配列してなり、画像を垂直
方向に１ラインずつ読み取るラインＣＣＤ２が水平移動
可能に配置されている。このラインＣＣＤ２は、図２に
示したように、レンズ１の結像面３を水平方向に往復移
動可能であって、往路ａ上では結像面３の中央部を露光
検知エリア４として、この露光検知エリア４の露光量を
検出し、復路ｂ上では結像面３全体の画像を読み取る。
なお、往路ａと復路ｂとは同一の直線経路である。
【０００８】この往路ａ上での移動に伴って順次ライン
ＣＣＤ２から出力される画像信号は、プリアンプ５によ
り増幅されて露光オーバー検知回路７に入力される。こ
の露光オーバー検知回路７は図３に示した構成であり、
プリアンプ５により増幅された画像信号はピーク検出用
ＯＰアンプ８の非反転端子に与えられる。このピーク検
出用ＯＰアンプ８の出力端は、ダイオードＤ1及び抵抗
Ｒ1を介してコンパレータ９の非反転端子に接続され、
コンパレータ９の非反転端子は抵抗Ｒ3を介してＶｃｃ
に接続されているとともに、抵抗Ｒ4を介して接地され
ている。また、ピーク検出用ＯＰアンプ８の反転端子
は、抵抗Ｒ2及びコンデンサＣ1を各々介して接地され、
前記コンデンサＣ1は抵抗Ｒ1とコンパレータ９の非反転
端子間に接続されている。
【０００９】したがって、ピーク検出用ＯＰアンプ８、
ダイオードＤ1、抵抗Ｒ1、Ｒ2、コンデンサＣ1で構成さ
れるピーク値検出回路により、画像信号（輝度信号）の
ピーク値がホールドされることになる。しかし、このピ
ーク検出回路において、反応する時間ｔAとホールド時
間ｔHの近似値は、 ｔA＝Ｒ1×Ｃ1 ｔH＝Ｒ2×Ｃ1 である。したがって、抵抗Ｒ1、Ｒ2の値とコンデンサＣ
1の値とを適宜選定して、ラインＣＣＤ２からの信号転
送時間に合わせて、反応する時間ｔAとホールド時間ｔH
とを設定することにより、瞬間的な輝度の上昇に反応す
ることなく、また、図２に示した露光検知エリア４で画
像信号レベルを抽出した結果をコンパレータ９に出力す
ることができる。コンパレータ９では非反転端子に入力
された画像信号レベルと下記基準レベルとが比較され、
画像信号レベルが基準レベルを越えると、露光オーバー
信号“１”が、また、基準レベル以下であると“０”が
コントローラ１０に出力される。
【００１０】基準レベル＝Ｖｃｃ×Ｒ3／（Ｒ3＋Ｒ4） 他方、復路ｂ上での移動に伴って順次ラインＣＣＤ２か
ら出力される画像信号は、プリアンプ５により増幅され
て、ＡＧＣアンプ６により利得を一定に調整されるとと
もに、輪郭強調補正される。ＡＧＣアンプ６から出力さ
れた画像信号は、シェーディング補正回路１１により画
像中心部と周辺部の明暗を補正処理された後、階調制御
および２値化回路１２により階調制御されるとともに２
値化され、この２値化された画像信号は、画素拡大制御
および画素メモリ１３に入力される。
【００１１】一方コントローラ１０は、ラインＣＣＤ
２、ＡＧＣアンプ６、階調制御および２値化回路１２、
画素拡大制御および画素メモリ１３を制御するととも
に、サーマルヘッド制御部１４、モータ制御および駆動
回路１５を制御する。該モータ制御および駆動回路１５
は、ラインＣＣＤ２を水平方向に駆動するＣＣＤ移動モ
ータ１６と、ピントを合わせるべくレンズ１を光軸方向
に駆動するレンズ移動モータ１７、およびサーマル紙Ｐ
の送り用ローラ（図示せず）を回転駆動するフィードモ
ータ１８を制御する。
【００１２】また、前記サーマルヘッド制御部１４は、
コントローラ１０から出力される位置コントロール信号
や、画素拡大制御および画素メモリ１３から出力される
シリアルな画像信号等に基づき、サーマルヘッド駆動部
１９を制御する。そして、該サーマルヘッド駆動部１９
が、入力信号等に従って動作することにより、サーマル
紙Ｐには、ラインＣＣＤ２が水平方向に１回移動した際
の１画面分の画像が熱転写される。
【００１３】次に、以上の構成にかかる本実施例の動作
について具体的に説明する。すなわち、黒板等の被写体
を撮像するに際しては当該被写体が結像面３に結像し得
る状態にして、図示しないスタートボタンを操作する。
すると、コントローラ１０からの指示に従って、ライン
ＣＣＤ２が起動するとともに、モータ制御及び駆動回路
１５が動作して、ＣＣＤ移動モータ１７を起動させる。
これにより、ＣＣＤ移動モータ１７は所定の方向に回転
して、ラインＣＣＤ２をレンズ１の結像面３に沿って往
路ａ上を水平移動させる。この往路ａ上を移動する際に
ラインＣＣＤ２から出力される画像信号は、プリアンプ
５を介して、露光オーバー検知回路４に入力される。な
お、このときＡＧＣアンプ６は、コントローラ１０から
の制御信号により非動作状態に維持され、よって、ライ
ンＣＣＤ２が往路ａにて走査を行っている場合には、画
像信号はＡＧＣアンプ６に入力されない。
【００１４】前記露光オーバー検知回路４内において
は、コンパレータ９により、露光検知エリア４内の画像
信号のレベルが前記基準レベルと比較され、その比較結
果はコントローラ１０に入力される。コントローラ１０
は、図示しないメインルーチンに割り込んで実行される
図４のサブルーチンに従って動作し、露光オーバー検知
回路４のコンパレータ９から出力される露光オーバー信
号を読み出す（Ｓ１）。引き続き、この読み出した露光
オーバー信号が“１”“０”のいずれかであるかを判別
し（Ｓ２）、露光オーバー信号が“０”であって画像信
号レベルが基準レベル以下であれば、ＣＣＤ露光時間を
短縮することなく、このサブルーチンの処理を終了して
メインルーチンの処理に移行する。
【００１５】これに対し、露光オーバー信号が“１”で
あって、画像信号レベルが基準レベルを超えていればＣ
ＣＤ露光時間を短縮する（Ｓ３）。しかる後に、Ｓ１に
リターンして再度露光オーバー信号を読み出して基準レ
ベルと比較し（Ｓ２）、ＣＣＤ露光時間を短縮しても、
画像信号レベルが基準レベルを超えている間は、Ｓ１〜
Ｓ３のループを繰り返す。これにより、ＣＣＤ露光時間
が１ステップずつ短縮し、画像信号レベルが基準レベル
以下となった時点で、Ｓ２から終了に進み、サブルーチ
ンの処理を完了する。したがって、このサブルーチンの
処理を完了した時点において、ＣＣＤ露光時間は、ライ
ンＣＣＤ２からの画像信号レベルが基準レベル以下であ
って、基準レベルに近似する適正な値となるように設定
される。
【００１６】そして、ラインＣＣＤ２が往路ａの移動を
完了すると、コントローラ１０からの指示に応答して、
モータ制御及び駆動回路１５は、往路ａの移動時とは逆
方向にＣＣＤ移動モータ１６を回転させ、これによりラ
インＣＣＤ２はレンズ１の結像面３に沿って復路ｂ上を
移動する。このとき、ラインＣＣＤ２の露光時間は、往
路ａを移動する過程で、前述したように適正な値に設定
されており、よって、ラインＣＣＤ２から露光不足及び
露光過剰のない適正な露光量からなる画像信号が出力さ
れる。
【００１７】ラインＣＣＤ２から出力された適正な露光
量からなる画像信号は、プリアンプ５で増幅された後、
このとき既にコントローラ１０によって動作状態にされ
ているＡＧＣアンプ６に入力される。そして、ＡＧＣア
ンプ６に入力された画像信号は、利得を一定に調整され
るとともに輪郭強調補正された後、シェーディング補正
回路１１により画像中心部と周辺部の明暗を補正処理さ
れ、階調制御および２値化回路１２により階調制御され
るとともに２値化され、画素拡大制御および画素メモリ
１３に転送される。さらに、サーマルヘッド制御部１４
が、コントローラ１０から出力される位置コントロール
信号や、画素拡大制御および画素メモリ１３から出力さ
れるシリアルな画像信号等に基づき、サーマルヘッド駆
動部１９を制御し、サーマルヘッド駆動部１９が、入力
される信号等に従って動作することにより、送り駆動さ
れるサーマル紙Ｐには、ラインＣＣＤ２が復路ｂ上を移
動した際の１画面分の画像が熱転写される。
【００１８】図５は、本発明の他の実施例を示すもので
あり、前記撮像レンズ１は筒状のレンズハウジング２０
内に配置されており、該レンズハウジング２０は軸方向
に移動可能な状態で撮像装置のケース２１に装着されて
いる。そして、レンズハウジング２０を、図１に示した
レンズ移動モータ１７（ステッピングモータ）により回
転駆動することにより、レンズハウジング２０と一体的
にレンズ１が光軸方向に移動し、ピント調整を行い得る
ようになっている。
【００１９】ケース２１の内部であって、レンズ１後方
には、素子を垂直方向に配列してなり、画像を垂直方向
に１ラインずつ読み取るラインＣＣＤ２が水平移動可能
に配置されている。このラインＣＣＤ２は、レンズ１の
結像面３の一端側に設定されたホームポジションＨを始
点とする往路ａ上と、結像面３の他端側に設定された撮
像開始位置Ｓを有する復路ｂ上とを移動可能であって、
復路ｂ上では撮像開始位置ＳからホームポジションＨま
での移動により結像面３全体の画像を読み取る。なお、
往路ａと復路ｂとは同一の直線経路である。
【００２０】また、ケース２１の外部であって、レンズ
１の側方には測距センサ２２が配設されている。この測
距センサ２２は、赤外光を発光する発光素子２３と受光
素子２４とを有する赤外線三角測距方式であって、発光
素子２３が発光した赤外光が被写体に反射して受光素子
２３に受光された際の受光のスポット位置に基づき、被
写体までの距離を検出する。この検出された距離を示す
信号は、図１に示したように、測距センサ２２からコン
トローラ１０に入力される。そして、コントローラ１０
がこの距離を示す信号に基づき、モータ制御及び駆動回
路１５を制御して、レンズ移動モータ１７を動作させる
ことにより、レンズハウジング２０が駆動されて、レン
ズ１の合焦状態が調整される。
【００２１】次に、以上の構成にかかる本実施例の動作
を図６に示したタイムチャートに従って説明する。すな
わち、スタートボタンをオン操作すると、ラインＣＣＤ
２はホームポジションＨから往路ａ上を移動し始める。
一方、測距センサ２２は、スタートボタンのオン操作に
同期して、被写体までの距離測定を開始し、約０.２ｓ
ｅｃで距離測定を終了する。すると、コントローラ１０
は距離測定の終了と同時に、モータ制御および駆動回路
１５を動作させて、レンズ移動モータ１７を起動させ、
レンズ１のピント合わせを開始させる。このピント合わ
せに要する時間は、被写体までの距離がこの撮像装置に
おいて最も近い場合（７０ｃｍ）であっても、３.２ｓ
ｅｃ程度である。
【００２２】他方、測距センサ２２による距離測定の終
了に僅かに遅れて、露光調整が開始される。この露光調
整は、図４に示し前述したフローチャートに従って実行
され、これに要する時間は約３ｓｅｃである。しかも、
この露光調整は、３.２ｓｅｃを要するレンズ１のピン
ト合わせと同時進行してなされることから、ラインＣＣ
Ｄ２が往路ａの移動を終了するまでに（４.９ｓｅ
ｃ）、露光調整とピント合わせとは完了している。した
がって、ラインＣＣＤ２が撮像開始位置Ｓから復路ｂ上
を移動開始する際には、予め適正露光及び適正ピントが
設定された状態となっている。そして、この適正露光及
び適正ピントが設定された状態で撮像が開始され後、ラ
インＣＣＤ２がホームポジションＨに到達することによ
り、１画面分の撮像が完了する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、露光量検
出時には１次元撮像素子の走査結果に基づき露光量を検
出し、撮像時にはこの検出した露光量に基づき制御を行
って撮像するようにした。よって、１次元撮像素子を用
いる撮像装置において、別途露光センサを設けずとも、
適正露光制御に必要な露光量を結像面から検出して、適
正露光の状態で撮像することが可能となる。
【００２４】また、前記１次元撮像素子の往復走査にお
いて、往路で露光量検出を行い、復路で撮像するように
したことから、効率的に露光検出と撮像とを行うことが
可能となり、さらに往路で光学系の合焦状態及び露光調
整をも行うようにしたことから、１回の撮像に要する時
間を短縮することができる。加えて、１次元撮像素子の
往路走査中において、合焦状態の形成と露光調整と同時
進行させるようにしたことから、１次元撮像素子の走査
速度を速くしても、支障なく合焦状態の形成と露光調整
を行うことができ、これにより撮像に要する時間を短縮
することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる撮像装置のブロック
図である。
【図２】同撮像装置の要部説明図である。
【図３】同撮像装置の露光オーバー検知回路の詳細を示
す回路図である。
【図４】同実施例において露光時間の決定手順を示すフ
ローチャートである。
【図５】本発明の他の実施例を示す斜視説明図である。
【図６】同実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図７】従来の撮像装置における露光量検出構造を示す
概念図である。
【符号の説明】
１ レンズ ２ ラインＣＣＤ ３ 結像面 ７ 露光オーバー検知回路 ８ ピーク検出用ＯＰアンプ ９ コンパレータ １０ コントローラ ２２ 測距センサ ａ 往路 ｂ 復路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体を結像する光学系と、 該光学系により結像された像を１次元撮像素子の走査に
    より撮像する撮像手段と、 露光量検出時において前記１次元撮像素子の走査により
    出力される輝度信号に基づき露光量を検出する露光量検
    出手段と、 撮像時において前記露光量検出手段により検出された露
    光量に基づき前記撮像手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記撮像装置は、前記１次元撮像素子の
    往復走査において、往路で露光量検出を行い、復路で撮
    像することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
  3. 【請求項３】 被写体を結像する光学系と、 該光学系の結像面を往復走査する１次元撮像素子の復路
    における走査により撮像する撮像手段と、 該１次元撮像素子の往路走査中に前記光学系を合焦状態
    にする合焦状態形成手段と、 前記往路走査中に前記１次元撮像素子より出力される輝
    度信号に基づき露光量を検出するとともに、この検出し
    た露光量に基づき前記撮像手段を露光調整する露光調整
    手段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
  4. 【請求項４】 前記合焦状態形成手段は、前記被写体ま
    での距離を測定する測距手段と、該測距手段が測定した
    被写体までの距離に基づき前記光学系を合焦状態に駆動
    する駆動手段とからなることを特徴とする請求項３記載
    の撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記１次元撮像素子の往路走査中におい
    て、前記合焦状態形成手段による合焦状態の形成と前記
    露光調整手段による露光調整と同時進行させることを特
    徴とする請求項３記載の撮像装置。
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