JPH0799601A

JPH0799601A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH0799601A
Application number: JP5241077A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kami; 博章嘉見; Tomoyuki Kurashige; 知行倉重; Hiroyuki Tarumi; 浩幸垂水; Takuya Imaide; 宅哉今出; Ken Hojo; 憲北條
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1995-04-11
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JP3387573B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ライトを自動的に点灯または消灯することに
より、被写体に対して適正な露出が得られる撮像装置を
提供すること。【構成】被写体の照度を推定する推定手段を設け、こ
の推定手段の推定結果に応じてライトを自動的に点灯ま
たは消灯することで、適正な露出が得られるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラ等の撮像装
置に係り、特に、被写体の照度と撮像装置の制御状態と
に応じてライトの制御を行うことで、適正な露出を得る
ようにした撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光量が不足して適正な露出が得ら
れない場合に、ライトを用いた露光制御を行って撮像装
置の出力信号振幅を適切な値とする方法については、例
えば特開平２−２４１２７６号公報に開示されている。
また、従来の撮像装置では、ライトを発光させるか否か
の判定には輝度情報を用いており、ライトを発光させた
場合には、絞りを通常の制御とは異なる、ライト点灯時
用のモードで制御するようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法で
は、ライト点灯時は、絞りの制御を通常の制御とは異な
った制御で行う必要があった。これは、ライトを発光さ
せた後の輝度情報の変化が、被写体の反射率や、光源の
変化によるものなのか、撮像装置の制御状態が変わった
ことによるものなのかを判定する必要があるためであ
る。また、上記従来例において、ライト点灯時には、基
本的に絞りを固定し、絞りのかわりにライトの光量をコ
ントロ−ルすることで露光制御するため、光量が連続可
変できるライトを用いる必要があった。

【０００４】本発明の第１の目的は、撮像装置の制御状
態から推定した被写体照度を用いることで、絞り制御を
通常の制御のままに行ない、かつ、前記被写体照度に応
じて自動的にライトを点灯または消灯することで、常に
適正な露出を得る撮像装置を提供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、前記被写体照度
と、被写体までの距離とを用いて、ライトの点灯または
消灯の時期を適切なものとすることで、適正な露出を得
る撮像装置を提供することにある。

【０００６】本発明の第３の目的は、複数の時点におけ
る撮像装置の制御状態の記憶内容と、撮像装置の制御状
態とに応じてライトを点灯または消灯することで、常に
適正な露出が得られる撮像装置を提供することにある。

【０００７】本発明の第４の目的は、前記被写体照度
と、前記被写体までの距離とに応じてライトの光量を自
動的に制御することで、常に適正な露出が得られる撮像
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記第１の目
的を達成するため、被写体の照度を推定する推定手段
と、被写体を照明するライトと、ライトを制御するライ
ト制御手段を設け、推定手段の推定結果によりライト制
御手段を駆動し、ライトを自動的に点灯または消灯する
ように、構成される。

【０００９】また、本発明では上記第２の目的を達成す
るため、上記した各手段の他に被写体までの距離を検出
する検出手段を設け、被写体照度の推定結果と被写体ま
での距離に応じてライト制御手段を駆動し、ライトの点
灯または消灯を適切なタイミングで行うように、構成さ
れる。

【００１０】また、本発明では上記第３の目的を達成す
るため、過去の複数の時点における撮像装置の制御状態
を記憶しておく記憶手段を設け、この記憶手段の記憶内
容と現在の撮像装置の制御状態とに応じて、ライトを点
灯または消灯するように、構成される。

【００１１】また、本発明では上記第４の目的を達成す
るため、ライトの光量を制御する光量制御手段と、被写
体の照度を推定する推定手段と、被写体までの距離を検
出する検出手段を設け、推定手段の推定結果と検出手段
の検出結果に応じて光量制御手段を駆動し、ライトの光
量を調節するように、構成される。

【００１２】

【作用】上記したように、被写体の照度に応じてライト
制御手段を駆動するので、被写体照度が低ければライト
を自動的に点灯し、被写体照度が撮影に十分であれば自
動的に消灯させることができる。

【００１３】また、被写体の照度と被写体までの距離に
応じてライト制御手段を駆動するので、ライトの点灯／
消灯のタイミングを適切なものとすることができる。

【００１４】また、過去と現在の撮像装置の制御状態か
ら撮影環境の変化を類推し、撮影環境の変化に応じてラ
イト制御手段を駆動するので、常に適正な露出を得るこ
とができる。

【００１５】また、被写体の照度と被写体までの距離に
応じてライトの光量を制御するので、常に適正な露出を
得ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図１〜図７に示した各実施例
によって説明する。

【００１７】まず、本発明の第１実施例を図１および図
２を用いて説明する。図１は本実施例に係る撮像装置の
構成図であり、図２はライト制御信号１０４を生成する
ためのアルゴリズムを説明するための処理フロー図であ
る。

【００１８】図１において、１はレンズ、２は絞り、３
は撮像素子、４は信号処理回路、５は出力端、６は絞り
制御回路、７は電子シャッタ制御回路、８は被写体照明
用のライト、９はライト制御回路、１０はシステム全体
の制御を司るマイコン（マイクロコンピュータ）であ
る。ここで、マイコン１０は実際には、各種Ｉ／Ｏイン
ターフェース、主制御プログラムや固定データが格納さ
れたＲＯＭ、各種データやフラグが読み書きされるＲＡ
Ｍ、全体の制御を司るＣＰＵ等を備えたもので構成さ
れ、予め定められた各種プログラムによって各種制御処
理を実行するものである。そして、上記の信号処理回路
４，絞り制御回路６，電子シャッタ制御回路７，ライト
制御回路９は、マイコン１０から送出される各種制御信
号（信号利得制御信号１０２，絞り値制御信号１００，
電子シャッタスピード制御信号１０１，ライト制御信号
１０４）によりそれぞれ制御される。

【００１９】図１に示した構成において、レンズ１，絞
り２を経て撮像素子３に入射した光は電気信号に変換さ
れた後、信号処理回路４に入力される。信号処理回路４
では、入力された電気信号をＮＴＳＣ等の放送規格の映
像信号に変換して出力端５に出力すると共に、信号量情
報１０３をマイコン１０に出力する。マイコン１０で
は、絞り値制御信号１００，電子シャッタスピード制御
信号１０１，信号利得制御信号１０２等という各種制御
信号によって各部を管理／制御しており、また、信号量
情報１０３と、絞り値１００，電子シャッタスピード１
０１，信号利得１０２の各制御状態（各制御指令）値と
から、被写体の照度Ｌ₀ を演算・推定する。さらに、マ
イコン１０では推定した照度Ｌ₀ の値をもとに、図２に
示すアルゴリズムによって、ライト８を点灯または消灯
のいずれかの状態にするライト制御信号１０４を生成す
る。なお、マイコン１０は、ライト８が点灯されている
場合も、ライト８が消灯されている場合と同様に、絞り
２のアイリス制御を通常の制御のままで行なう（これ
は、以下の各実施例においても同様である）。

【００２０】図２において、Ｌ_a，Ｌ_bは、Ｌ_a＜Ｌ_bの関
係を満足する所定の照度を示す値である。図２のアルゴ
リズムでは、まず、ステップＳＴ１において、ライト８
が既に点灯しているかどうかで処理を２つに分ける。ラ
イト８が既に点灯している場合（ステップＳＴ１でＹＥ
Ｓの場合）には、ステップＳＴ２で、Ｌ_b＜Ｌ₀であるか
否かを判断して、Ｌ₀ がＬ_b を超えていれば（ステップ
ＳＴ２でＹＥＳであれば）ライト８を消灯するようにラ
イト制御信号１０４を生成して、ライト８を消灯させ
（ステップＳＴ５）、Ｌ₀ がＬ_b 以下であれば（ステッ
プＳＴ２でＮＯであれば）ライト８の点灯が継続するよ
うにライト制御信号１０４を生成して、ライト８を点灯
させる（ステップＳＴ３）。一方、ステップＳＴ１でＮ
Ｏの場合には、ステップＳＴ４で、Ｌ_a＞Ｌ₀であるか否
かを判断して、Ｌ₀ がＬ_a 未満であれば（ステップＳＴ
４でＹＥＳであれば）ライト８を点灯させるようにライ
ト制御信号１０４を生成して、ライト８を点灯させ（ス
テップＳＴ３）、Ｌ₀ がＬ_a以上であれば（ステップＳ
Ｔ４でＮＯであれば）ライト８の消灯が継続するように
ライト制御信号１０４を生成して、ライト８を消灯させ
る（ステップＳＴ５）。

【００２１】上記したように本実施例によれば、被写体
の照度に応じてライト制御信号１０４を生成し、ライト
８のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御するので、被写体の照度が
不足した場合には自動的にライト８を点灯し、照度が十
分に得られる場合には自動的にライト８を消灯して、適
正な露出を得る撮像装置を実現することができる。ま
た、ライト８が既に点灯しているかどうかにより、被写
体の照度Ｌ₀ と比較する値を変更するので、ライト８の
点灯／消灯が周期的に繰り返されるハンチングを防ぐこ
とができる。

【００２２】次に、本発明の第２実施例を図３〜図５を
用いて説明する。図３は本実施例に係る撮像装置の構成
図であり、図４はライト制御信号１０４を生成するため
のアルゴリズムを説明するための処理フロー図であり、
図５は図４の中でしきい値を定める際に用いる関数ｆ
(Ｄ₀) の１例を示したものである。

【００２３】図３に示した本実施例の撮像装置は、基本
的に図１と同じ構成であるが、新たに被写体までの距離
を検出する距離検出回路１１が加えられている。この距
離検出回路１１は、ズームレンズに取り付けられたズー
ムリングの位置から距離を検出するものである。距離検
出回路１１により検出された距離情報１０５は、マイコ
ン１０に入力される。

【００２４】前記したように第１実施例においては、ラ
イト８を点灯した後には、被写体の照度Ｌ₀ がＬ_b より
大きくならないと、ライト８を消灯しなかった。しか
し、被写体までの距離が遠い場合には、ライト８の光が
被写体に反射してレンズ１へ帰ってくる割合は低くなる
ので、消灯のタイミングは必ずしもＬ₀ がＬ_b より大き
くなるまで待つ必要は無い。そこで本実施例では、距離
検出回路１１で被写体までの距離Ｄ₀ を検出し、マイコ
ン１０では、第１実施例と同様にして推定した被写体の
照度Ｌ₀ と距離Ｄ₀ とからライト制御信号１０４を生成
するようにしている。ライト制御信号１０４の生成にお
いては、点灯から消灯へ状態を遷移する際のしきい値
を、図５に示す関数ｆ(Ｄ₀) を用いて被写体距離に応じ
て可変とすることで、必要以上に被写体の照度が大きく
なるまで消灯を待つことがないようにする。

【００２５】図４に示すライト制御信号１０４生成のア
ルゴリズムは基本的に図２と同じで、変更した点は、図
２のステップＳＴ２においてライトが点灯から消灯へ状
態を遷移する際のしきい値が固定値Ｌ_b であったところ
を、図４では（本実施例では）ステップＳＴ２’のよう
に、関数ｆ(Ｄ₀) を用いて、距離に応じて可変するしき
い値「ｆ(Ｄ₀)・Ｌ＋Ｌ_a」としたことである。なお、ス
テップＳＴ２’で示した可変のしきい値の中のＬは、点
灯したライト８の光が全て反射された場合の照度の増加
分を示す値であり、ｆ(Ｄ₀) は、図５に示すように、被
写体距離Ｄ₀ が大きくなるにつれて１近傍の値から０に
近づく関数である。つまり、被写体との距離が遠くなる
ほど、ライト８を消灯する照度は、ライト８を点灯する
際のしきい値Ｌ_a に近くなっていくということである。

【００２６】本実施例によれば、上記のように被写体ま
での距離に応じて、ライト制御信号１０４の生成におけ
る点灯から消灯へ状態を遷移させる際のしきい値を可変
とするので、適切なタイミングでライト８の点灯または
消灯を行い、かつ、適正な露出を得る撮像装置を実現す
ることができる。

【００２７】次に、本実施例の変形例を説明する。上記
した説明では、距離に応じてライト８を点灯から消灯す
る際のしきい値を単純に可変とする方法を示したが、こ
れは距離Ｄ₀ が遠くなるにしたがって前記したＬ_a とＬ
_b を近づける操作と等価である。従って、関数ｆ(Ｄ₀)
にもよるが、距離Ｄ₀ が大きくなるとハンチングを起こ
す可能性がある。これを防ぐ方法の１例としては被写体
までの距離がある程度以上遠い状態でライト８を点灯し
た場合には、十分な照度が得られるまでは点灯した状態
を保持することである。

【００２８】斯様にすれば、被写体が遠い場合には、ラ
イト８を点灯した状態を保持するので、ハンチングを防
ぎ、かつ、適切なタイミングでライト８を点灯または消
灯して適正な露出を得る撮像装置を実現することができ
る。

【００２９】次に、本発明の第３実施例を図６を用いて
説明する。図６は本実施例に係る撮像装置の構成図であ
る。

【００３０】図６に示した本実施例の撮像装置は、基本
的に図３と同じものであるが、本実施例では、光源の色
温度により異なる電圧値を出力する色温度センサを用い
た色温度検出部１２を付加し、該色温度検出部１２から
色温度情報１０６をマイコン１０に入力するようにして
いる。また本実施例では、撮像装置の制御状態（撮像状
態）を記憶するためのメモリ（例えばＲＡＭ）をマイコ
ン１０内に設けて、例えば色温度１０６，絞り値１０
０，電子シャッタスピード１０１，信号利得１０２，信
号量１０３、被写体距離１０５等の状態情報を、上記の
メモリ内に記憶させるようになっている（適宜サンプリ
ング間隔で、複数時点の各状態情報を格納するようにな
っている）。そして、マイコン１０は、現在の制御状態
（撮像状態）と、メモリ内に格納した過去の制御状態
（撮像状態）との対比から撮影環境の変化を類推し、撮
影環境の変化に応じてライト８を点灯または消灯させる
ようになっている。

【００３１】具体的には、例えば、光量が不足した場合
に電子シャッタ制御回路７を駆動して電子シャッタスピ
ード１０１を最低速とし、さらに絞り２を全開としても
信号量１０３が所望の値に満たない場合には、ライト８
を点灯する。このライト８を点灯した時の色温度１０６
は、撮像装置に付属のライト８を光源とするものである
ので、ライト８点灯直後に記憶した色温度１０６とライ
ト８点灯後のある時点における色温度１０６とが異なっ
た場合には、新しい光源が現れた（撮影環境が変化し
た）ので、ライト８を消灯する。ここで、ライト８を点
灯する条件として信号量１０３，絞り値１００，電子シ
ャッタスピード１０１を用いたが、前記した各実施例で
使用している被写体照度をライト８の点灯の条件として
も良い。なおまた、撮像装置の制御状態を示す値として
被写体照度自体を記憶しておいても良い。

【００３２】このように本実施例によれば、過去の複数
の時点における撮像装置の制御状態を記憶しておくこと
で撮影環境の変化を類推し、撮影環境の変化に応じてラ
イトを制御するので、常に適正な露出を得る撮像装置を
実現することができる。

【００３３】次に、本発明の第４実施例を図７を用いて
説明する。図７は本実施例に係る撮像装置の構成図であ
る。

【００３４】図７に示した本実施例の撮像装置は、基本
的に図３と同じものであるが、本実施例では、ライト８
による照射角を調節するための反射板１５をライト８の
後に備え、図示していないが反射板１５とライト８の間
には互いの距離を調節する機構が設けられている。反射
板１５とライト８の距離は、マイコン１０からの照射角
制御信号１０８により照射角制御回路１３を駆動するこ
とで調節し、ライト８と反射板１５の距離が最短時に照
射角は最小となり、距離が離れるにしたがって照射角が
大きくなるようになっている。また本実施例では、ライ
ト８の光量が、マイコン１０からの光量制御信号１０７
により、光量制御回路１４を駆動することで調節可能な
ようになっている。

【００３５】本実施例では、前記第１実施例と同様にし
て被写体の照度を推定し、この推定結果が所望の値に満
たない場合には、最低光量でライト８を点灯する。そし
て、なお被写体照度が所望の値に満たない場合には光量
を増加させ、被写体照度が所望の値を越えた場合には光
量を減少させるように、光量制御信号１０７を生成し、
光量制御回路１４を駆動する。また、ライト８点灯時に
は、距離検出回路１１の検出結果に応じて照射角制御信
号１０８を生成し、照射角制御回路１３を駆動すること
で、被写体に対して適切な照射角で光を照射するように
なっている。

【００３６】なお、本実施例では、反射板１５を用いて
照射角の調節を行ったが、ライト８の前にレンズを配置
し、ライト８とレンズの距離を変化させることによって
も照射角は調節できる。

【００３７】このように本実施例によれば、被写体照度
に応じてライト８の光量を増減し、また、被写体までの
距離に応じてその照射角を調節するので、バッテリの消
費を抑え、かつ、適正な露出を得る撮像装置を実現する
ことができる。

【００３８】なお、上述した各実施例では、ライト８は
撮像装置本体に付属したものとしているが、これを撮像
装置本体と着脱可能な形態としても良いことは勿論であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被写体の
照度と被写体までの距離等の撮像状態に応じてライトを
制御するので、常に被写体に対して適正な露出が得られ
る撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。

【図２】本発明の第１実施例によるライト制御信号生成
のアルゴリズムを説明するための処理フロー図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。

【図４】本発明の第２実施例によるライト制御信号生成
のアルゴリズムを説明するための処理フロー図である。

【図５】本発明の第２実施例による、ライトを点灯から
消灯へ状態遷移を行うかどうかのしきい値を定める際に
用いる関数を示す説明図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。

【図７】本発明の第４実施例に係る撮像装置を示す説明
図である。

【符号の説明】

１レンズ２絞り３撮像素子４信号処理回路５出力端６絞り制御回路７電子シャッタ制御回路８ライト９ライト制御回路１０マイコン（マイクロコンピュータ）１１距離検出回路１２色温度検出部１３照射角制御回路１４光量制御回路１５反射板１００絞り値制御信号１０１電子シャッタスピード制御信号１０２信号利得制御信号１０３信号量情報１０４ライト制御信号１０５距離情報１０６色温度情報１０７光量制御信号１０８照射角制御信号

フロントページの続き (72)発明者垂水浩幸神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者今出宅哉神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者北條憲茨城県勝田市稲田1410番地株式会社日立製作所ＡＶ機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を照明するライトと、該ライトを
制御するライト制御手段と、被写体の照度を推定する推
定手段と、該推定手段の推定結果に応じて前記ライト制
御手段を駆動して前記ライトを点灯または消灯する手段
とを、設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】請求項１記載において、前記推定手段は、撮像装置の露光制御状態で被写体の照
度を推定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】被写体を照明するライトと、該ライトを
制御するライト制御手段と、被写体の照度を推定する推
定手段と、被写体までの距離を検出する検出手段と、前
記推定手段の推定結果ならびに前記検出手段の検出結果
に応じて、前記ライト制御手段を駆動して前記ライトを
点灯または消灯する手段とを、設けたことを特徴とする
撮像装置。
【請求項４】請求項３記載において、被写体までの距離が遠く、かつ被写体の照度が所望の値
に満たない場合には、前記ライトを点灯した状態に保つ
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】被写体を照明するライトと、該ライトを
制御するライト制御手段と、過去の複数の時点における
撮像装置の制御状態を記憶しておく記憶手段と、該記憶
手段の記憶内容と現在の撮像装置の制御状態とを比較
し、これに基づいて前記ライト制御手段を駆動して前記
ライトを点灯または消灯する手段とを、設けたことを特
徴とする撮像装置。
【請求項６】被写体を照明するライトと、該ライトの
光量を制御する光量制御手段と、被写体の照度を推定す
る推定手段と、被写体までの距離を検出する検出手段
と、前記推定手段の推定結果ならびに前記検出手段の検
出結果に応じて、前記光量制御手段を駆動してライトの
光量を調節する手段とを、設けたことを特徴とする撮像
装置。