JPH0738802A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画面の輝度レベルを評価して、この輝度レベ
ルと基準レベルとの差を絞り機構に帰還して絞り量を調
節するに際して、輝度レベルの評価に基づいて絞り機構
が起動するまでの時間遅れに起因し、特に絞り量が比較
的大きな場合に生じ易い絞り機構の発振現象を抑圧す
る。 【構成】 撮像映像信号の輝度レベルを所定の基準レベ
ルと比較し、比較結果を可変の増幅率で増幅して出力す
る差動増幅器１５の増幅率を、撮像素子への入射光量を
調節する絞り機構２１での絞り量が大きい時に比較的小
さくすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、輝度信号レベルを帰還
して絞り機構の絞り量を調節し、輝度信号レベルを自動
的に一定値に維持するオートアイリス装置を備えたビデ
オカメラ等の撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビテオカメラにおいては、一般に撮影す
る場面の輝度変化に対して、自動的に絞りを調節して、
輝度レベルを一定に保つオートアイリス装置が搭載され
ている。特開昭６１−１２３３６８号公報（Ｈ０４Ｎ５
／２３８）には、このオートアイリス装置の代表的な一
例が開示されている。図２はこの一般的なオートアイリ
ス装置の回路ブロック図である。

【０００３】撮像レンズ１を通過した入射光は、絞り機
構２１にて光量が調節されて撮像素子に入射されて結像
される。撮像素子３では入射光が光電変換され、撮像回
路（図示省略）にて信号処理されて撮像映像信号とし
て、後段の映像信号処理回路（図示省略）に出力され、
同時にこの撮像映像信号は、低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）４で、現画面の輝度レベルが取り出されて差動増幅
器５の負側端子に入力される。

【０００４】差動増幅器５は、入力される輝度レベル
と、予め設定されている基準レベルを比較して両者の差
電圧を取り出し、更にこの差電圧を固定の増幅率で増幅
して駆動電圧として出力し、絞り機構２１はこの駆動電
圧に基づいて作動し絞り量を調節する。即ち、現在の輝
度レベルが基準レベルを上回る時に絞り量を大きくして
絞りを閉じる方向に絞り機構２１が作動し、下回るとき
に絞り量を小さくして絞りを開く方向に作動するような
駆動電圧が差動増幅器５より出力される。

【０００５】絞り機構２１は、図３に示すように、下側
にＶ字状の切欠き部２４ａを有する可動羽根２４と上側
にＶ字状の切欠き部２５ａを有する可動羽根２５が、夫
々の腕部２４ｂ、２５ｂを支軸２６、２７にて回転子２
９に枢支し、更にこの回転子２９を支軸４０にてカメラ
本体に枢支することにより、カメラの鏡筒内に配される
ことになり、両切欠き部２４ａ、２５ａにて四角形の絞
り開口部２８が形成され、この開口部２８を光軸上に位
置させることにより、この絞り開口部２８を通して入射
光が撮像素子３に到達可能になる。

【０００６】ここで、回転子２９を反時計方向に回転さ
せると、可動羽根２５は下方に移動し、逆に可動羽根２
４は上方に移動し、絞り開口部２８の面積が大きくな
り、絞り量が小さくなって、絞りが開かれて入射光量が
増加することになる。また、回転子２９を時計方向に回
転させると、可動羽根２５は上方に、可動羽根２４は下
方に移動して絞り開口部２８の面積が小さくなり、絞り
量が大きくなって、絞りは閉じて入射光量が抑制されて
減少することになる。

【０００７】このように構成することにより、被写体の
明るさが変化しても撮像映像信号の輝度レベルは基準レ
ベルに等しい一定の値に制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のような構成の従
来技術には、以下に示すような欠点が生じる。即ち、実
際の被写体からの光の入射時点から、これに伴う輝度レ
ベルの評価に基づく駆動電圧が絞り機構に帰還されて絞
り機構が作動するまでには、ある程度の時間遅れが発生
することは避けられず、絞り制御系のゲインが高いと、
前記時間遅れを伴う制御により、絞り機構が開閉を繰り
返して安定状態が得られない発振現象を生じる可能性が
ある。

【０００９】例えば、輝度レベルが基準レベルより若干
大きな画面を撮影している場合に、この画面の輝度レベ
ルの１度目の評価により絞りを閉じるような制御が為さ
れるが、実際の絞り機構が作動するまでに時間差がある
と、同一画面で２度目の輝度レベルの評価が為され、こ
の時、絞り機構はまだ作動していないので、この２度目
の評価にて再び絞りを閉じるような制御を為そうとす
る。ところが、この２度目の評価に基づく制御を実行し
ようとする時点では、すでに１度目の評価により絞り機
構は作動して絞りは閉じて輝度レベルは基準レベルに一
致しているため、２度目の評価に基づく制御により絞り
は過度に閉じられることになる。この後、これを元に戻
そうとして、再び同様の原理で絞りが過度に開かれ、結
果的に絞り機構は開閉を繰り返すことになる。

【００１０】特に、近年、特殊な映像処理を目的とし
て、映像信号を一旦画像メモリに蓄積し、この後でメモ
リの内容を取り出して処理する手法が賞用されている
が、このような場合には、時間遅れは更に拡大し、発振
現象が生じ易くなる。

【００１１】一方、回転子２９を回転させる際、例えば
反時計方向に回転させた場合、可動羽根２５の基準位置
からの移動距離の下方向への成分を距離Ｘとすると、絞
り開口部２８の面積Ｓはこの距離Ｘの２乗に比例するの
で、可動羽根２５の一定量の変位による絞り開口部の面
積の変化率、言い換えると輝度レベルの変化率は、絞り
量が大きな状態の方が、絞り量が小さい状態よりも大き
いことになる。

【００１２】従って、差動増幅器５の増幅率が一定値に
固定されていれば、絞りが比較的閉じた状態では、絞り
量が小さく絞りを比較的開いた状態に比べ、実質的に絞
り調整のゲインが高くなっていることを意味する。この
ため、絞りが閉じることになる輝度の高い被写体に対し
て、前述の発振現象が生じやすいことになる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、撮像映像信号
の輝度レベルを所定の基準レベルと比較し、該比較結果
を可変の増幅率で増幅して出力する比較手段と、比較手
段出力に応じて撮像素子への入射光量を調節する絞り機
構を備え、絞り量が大きい時に比較手段の増幅率を小さ
くすることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明は、上述のように構成することにより、
高輝度の被写体の撮影時に、絞り調整のゲインは低くな
り、発振現象の発生が抑えられる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に従い本発明の実施例について説
明する。

【００１６】図１は第１実施例のビデオカメラのオート
アイリス装置の全体の回路ブロックを示し、図２と同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００１７】１０は光学撮像系内に配された機械的な絞
り機構２１の絞り位置、即ち絞り量を検出する絞り位置
検出器であり、具体的にはホールセンサ２２及び磁石４
１にて構成される。

【００１８】絞り位置検出器１０と絞り機構２１の具体
的な関係は、図４に示されている。絞り機構２１の可動
羽根２５の腕部２５ｂに磁石４１が固着され、ホールセ
ンサ２２がこの磁石４１の近傍位置にてカメラシャーシ
に固着されており、回転子２９が回転して絞り量が変化
するとホ−ルセンサ２２と磁石４１間の距離が変化し、
これによりホ−ルセンサ２２の出力レベルが変化する。
即ち、ホ−ルセンサ２２出力レベルは磁石４１が接近し
て磁石４１からの磁力が強まるにつれて上昇する。即
ち、基準位置にホ−ルセンサ２２が配置されていると、
この基準位置からの距離Ｘが短くなると、センサ出力レ
ベルＥは上昇することになる。このセンサ出力は処理回
路３０に入力される。

【００１９】処理回路３０では、所定レベルＹからセン
サ２２出力Ｅを減じ、この減算値を絞り位置信号Ｖのレ
ベルとして出力する。従って、絞り位置信号Ｖは絞り量
が大きい程、レベルが小さい値となる。こうして得られ
た絞り位置信号Ｖは増幅率制御回路１１に供給される。

【００２０】増幅率制御回路１１は、絞り位置信号Ｖに
より示される絞り量に応じて差動増幅器１５の増幅率Ｇ
を制御する役割を有し、絞り量が大きい程、増幅率を小
さく設定し、逆に絞り量が小さい程、増幅率を大きく設
定する。例えば、増幅率の設定方法として、絞り位置信
号レベルＶに比例定数ａを乗じ、これにオフセット値ｂ
を加算して増幅率Ｇ＝ａ×Ｖ＋ｂの算出式により設定さ
れる。

【００２１】差動増幅器１５は基準レベルからＬＰＦ４
から得られる現画面の平均的な輝度レベルを減算し、こ
の減算値を増幅率制御回路１１にて上述のように設定さ
れた増幅率Ｇで増幅して絞り機構２１に駆動信号として
出力する。

【００２２】この結果、被写体の輝度レベルが高く被写
体を撮影していることにより絞り量が大きく、絞り位置
変化、即ち回転子２９の回転に伴う可動羽根２４、２５
の変位量に対する輝度レベルの変化が大きい時には、差
動増幅器１５の増幅率、即ち帰還ゲインを下げることに
なり、輝度レベルが低い場合に比べて絞り機構２１の可
動羽根２４、２５が変位しにくくなる。これにより絞り
の開閉に伴う発振現象を抑制することができる。

【００２３】前記第１実施例では、絞り位置に応じて差
動増幅器１５の増幅率を変化させたが、これに代えて図
５に示すような構成を採用することも可能である。図５
の第２実施例では差動増幅器５の増幅率は固定であり、
ＬＰＦ４と差動増幅器５の間に輝度レベル帰還回路１２
を挿入したもので、この輝度レベル帰還回路１２は基準
レベルを中心にＬＰＦ４出力を増幅もしくは減衰して差
動増幅器５に出力する働きを為し、ＬＰＦ出力レベルが
基準レベルを上回る場合には可変の増幅／減衰率でＬＰ
Ｆ４出力を増幅させ、逆にＬＰＦ４出力レベルが基準レ
ベルを下回る場合には可変の増幅／減衰率でＬＰＦ４出
力を減衰させる。ここで増幅／減衰率は増幅率制御回路
１１からの制御信号により制御され、絞り量が大きい程
に絶対値が小さくなり、絞り量が小さい程に絶対値が大
きくなる。

【００２４】このような構成でも、前記第１実施例と等
価な結果を得ることができることを簡単に説明すると、
前記第１実施例で差動増幅器１５の増幅率は、絞り量が
比較的大きな特定の値にある時に２００％、逆に絞り量
が比較的小さな特定の値にある時に５００％になり、更
に基準レベルが（１００）、ＬＰＦ４出力レベルが（５
０）になると仮定すると、絞り量が大きい時には、差動
増幅器１５の出力値は（１００−５０）×２＝１００、
小さい時には（１００−５０）×５＝２５０となる。

【００２５】この状況を第２実施例に当てはめ、輝度レ
ベル帰還回路１２の増幅／減衰率のを絞り量が大きい時
に２００％、小さい時に５００％、差動増幅器５の増幅
率を常に１００％と仮定すると、上述のような状況下で
は、ＬＰＦ４出力レベルが基準レベルを下回ることにな
るので、基準レベルを中心にＬＰＦ４出力が増幅／減衰
率で減衰されることになる。即ち、絞り量が大きい時に
は、基準レベルからＬＰＦ４出力を減じた値（５０）を
２倍して基準レベルから減じた、即ち１００−５０×２
＝０が差動増幅器５に出力されて、基準レベルからこの
帰還回路１２の出力レベルが減算されて差動増幅器５出
力値が１００−０＝１００となる。

【００２６】一方、絞り量が小さい時には、基準レベル
からＬＰＦ４出力を減じた値（５０）を５倍して基準レ
ベルから減じた、即ち１００−５０×５＝−１５０が差
動増幅器５に出力されて、基準レベルからこの帰還回路
１２の出力レベルが減算されて差動増幅器５出力値が１
００−（−１５０）＝２５０となる。以上の結果より、
第２実施例は第１実施例と等価の構成を為すものと見做
せる。

【００２７】尚、前記両実施例の回路動作は、マイクロ
プロセッサによりソフトウェア的に処理可能であること
は言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、絞り量に応
じて画面の輝度レベルと基準レベルとの差を絞り機構に
帰還する際に、帰還ゲインを可変することで、絞り機構
の発振現象を抑圧することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路ブロック図である。

【図２】従来例の回路ブロック図である。

【図３】従来例の絞り機構の説明図である。

【図４】本発明の第１実施例の絞り機構の説明図であ
る。

【図５】本発明の第２実施例の回路ブロック図である。

【符号の説明】

３ 撮像回路 ５ 差動増幅器 １５ 差動増幅器 ２１ 絞り機構 １０ 絞り位置検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を撮像素子上に結像して撮像映像
   信号を作成する撮像手段と、 撮像映像信号の輝度レベルを所定の基準レベルと比較
   し、該比較結果を可変の増幅率で増幅して出力する比較
   手段と、 該比較手段出力に基づいて前記撮像素子への入射光量を
   調節する絞り機構と、 該絞り機構の絞り量に応じて前記比較手段の増幅率を変
   更することを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記絞り機構の絞り量が大きい時に前記
   増幅率を小さくすることを特徴とする請求項１記載の撮
   像装置。