JP2522306B2

JP2522306B2 - 絞り制御装置

Info

Publication number: JP2522306B2
Application number: JP62146642A
Authority: JP
Inventors: 康敬伊藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPS63310282A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、自動露出制御の機能を有するビデオカメ
ラ等に用いて好適な絞り制御装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、撮像素子の出力を検波してその検波出力
と基準電圧を比較し、比較出力により絞りを制御する自
動制御ループを備えた絞り制御装置において、基準電圧
を手動で制御可能な基準電圧制御手段を設け、この基準
電圧制御手段の制御電圧が不感帯を有するようにするこ
とにより、ホール素子等のセンサを用いた方式と同等の
性能を達成でき、しかも回路構成が簡単でコスト的にも
安価とするようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来使用されている手動での露出制御の方式にはホー
ル素子を用いて絞りの位置検出を行い、この情報で絞り
を制御する方式があり、第５図もその一例である。

同図において、（１）は集光用レンズ、（２）は絞
り、（３）は光信号を電気信号に変換する撮像素子、
（４）は撮像素子（３）の出力を処理してビデオ信号を
発生する信号処理回路、（５）は信号処理回路（４）の
出力の一部を絞り制御信号として検波する検波回路であ
る。

検波回路（５）の検波出力はスイッチ（６）の接点ａ
側を通りメモリ（７）を介して比較器（８）の反転入力
端子に供給される。また、（９）は基準電圧を発生する
直流電源であって、この直流電源（９）からの基準電圧
は比較器（８）の非反転入力端子に供給され、先の検波
出力と比較される。この比較出力がアンプ（10）を介し
て絞り（２）に供給され、検波出力が基準電圧より低い
ときは検波出力が基準電圧に等しくなるように絞り
（２）が開かれ、検波出力が基準電圧より高いときは検
波出力が基準電圧に等しくなるように絞り（２）が閉じ
られる。この一連の動作が自動制御ループの動作であ
る。

また、絞り（２）の位置を検出するためにホール素子
（11）が設けられ、その出力が図示せずも出力回路で取
り出されて検波回路（12）に供給され、その検波出力が
スイッチ（６）の接点ｂを通りメモリ（７）を介して比
較器（８）の反転入力端子に供給され、上述同様基準電
圧と比較され、その比較出力に応じて絞り（２）の開閉
が制御される。この一連の動作が手動制御ループの動作
である。

この手動制御ループにおいて、所望の絞りにしたいと
きは、外部よ調整可能なVR（13）で検出回路（12）を制
御してその検波出力のレベルを変えるようにする。ま
た、メモリ（７）は自動制御ループの信号量を手動制御
ループの基準とするために使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第５図の如き構成を成す従来装置の場合、
次のような種々の欠点がある。先ず、第１に絞り（２）
の位置検出を行うためのホール素子（11）が必要であ
り、しかもその出力を取り出すための出力回路も必要で
ある。第２に撮像素子（３）からの出力で絞り（２）を
制御する自動制御ループと、別にホール素子（11）から
の出力で絞り（２）を制御する手動制御ループの２つの
ループが必要である。第３に自動制御ループと手動制御
ループの切換用スイッチ（６）が必要である。第４に自
動制御ループの信号量を手動制御ループの基準とするた
めにメモリ（７）が必要である。第５に手動制御ループ
において絞り（２）の開閉をホール素子（11）からの位
置情報で行うため撮像素子（３）に太陽光等の高輝度の
被写体を直接写す可能性が生じ、撮像素子への悪影響と
なるので、これを保護する回路が必要である。

このように従来装置では回路規模が大きくなり、部品
点数も多く、しかもコスト的にも高価になる等の不都合
がある。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、現状の装
置のもつ性能を劣化させることなく、回路構成の簡略
化，コストの低廉化を図ることができる絞り制御装置を
提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕この発明による絞り制御装置は、撮像素子（３）の出
力を検波してその検波出力と基準電圧V_Aを比較し、比較
出力により絞りを制御する自動制御ループを備えた絞り
制御装置において、基準電圧V_Aを手動で制御可能な基準
電圧制御手段（20）を設け、この基準電圧制御手段（2
0）の制御電圧V₁が不感帯を有するように構成してい
る。

〔作用〕

絞り（２）を閉じたときは基準電圧制御手段（20）に
より基準電圧V_Aを下げる。すると、検波出力がこれに等
しくなるように絞りが閉じる。一方絞り（２）を開きた
いときは基準電圧制御手段（20）により基準電圧V_Aを上
げる。すると検波出力がこれに等しくなるように絞り
（２）が開く。これにより、ホール素子を用いる方式と
同等の性能を達成でき、しかも回路構成の簡略化，コス
トの低廉化が図れる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第４図に基づい
て詳しく説明する。

第１図は本実施例の全体の回路構成を示すもので、同
図において、第５図と対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明は省略する。

本実施例では自動制御ループのみとすると共に比較器
（８）の非反転入力端子に印加される基準電圧V_Aを手動
で外部より可変できるようにする。そのために基準電圧
制御手段（20）を設ける。この基準電圧制御手段（20）
は例えば電流源（21），（22）と、スイッチ回路（23）
と、手動制御用VR（24）から成る。手動制御用VR（24）
は第４図に示すようにその摺動片（24a）が最小値MINか
ら最大値MAXの間で移動可能であり、最小値MINから第１
の位置P₁は第１の手動動作範囲、第１の位置P₁から第２
の位置P₂は自動動作範囲（不感帯）、第２の位置P₂から
最大値MAXは第２の手動動作範囲である。また、第１及
び第２の位置P₁及びP₂の中間位置CENは自動動作範囲の
中心と云える。

切換回路（23）の可動接点ｄは手動制御用VR（24）の
摺動片（24c）の動きに関連して切換わり、例えば摺動
片（24c）が第１の手動動作範囲にあるときは可動接点
ｄは固定接点ａに接続され、自動動作範囲にあるときは
可動接点ｄは固定接点ｂに接続され、第２の手動動作範
囲にあるときは可動接点ｄは固定接点ｃに接続される。

自動動作範囲では手動制御用VR（24）の摺動片（24
a）は第１の位置P₁から第２の位置P₂の間にあり、切換
回路（23）の可動接点ｄは固定接点ｂ側に接続されたま
まであり、比較器（８）の非反転入力端子に供給された
基準電圧V_Aは変らず、製造段階でVR（25）を用いて設定
した値にあり、自動制御ループはこの基準電圧V_Aに検波
回路（５）からの検波出力が等しくなるように絞り
（２）の開きを調整している。

この状態で絞り（２）を更に閉じたい場合は手動制御
VR（24）の摺動片（24a）を第１の手動動作範囲の任意
の位置にもってくる。すると切換回路（23）の可動接点
ｄが固定接点ａ側に切換わり、これにより電流源（21）
に矢印の方向に電流が流れ基準電圧V_Aが低くなる。する
と、自動制御ループはこの低くなった基準電圧V_Aと検波
回路（５）の検波出力が等しくなるように絞り（２）を
閉じる働きをする。

また、絞り（２）を更に開きたい場合は手動制御用VR
（24）の摺動片（24a）を第２の手動動作範囲の任意の
位置にもってくる。すると切換回路（23）の可動接点ｄ
が固定接点ｃ側に切換わり、これにより電流源（22）に
矢印の方向に電流が流れ基準電圧V_Aが高くなる。する
と、自動制御ループはこの高くなった基準電圧V_Aと検波
回路（５）の検波出力が等しくなるように絞り（２）を
開く働きをする。

このようにして基準電圧制御手段（20）により外部的
に基準電圧を可変することにより、絞り（２）の開閉を
調整できる。

第２図は基準電圧制御手段（20）の具体的回路構成の
一例を示すものである。同図において、電流源（21）の
トランジスタ（21a）のエミッタは抵抗器（21b）を介し
て接地され、ベースは切換回路（23）のトランジスタ
（23a）のコレクタに接続されると共にダイオード（21
c）及び抵抗器（21d）を介して接地される。トランジス
タ（21a）のコレクタは電流源（22）のトランジスタ（2
2a）のコレクタに接続され、トランジスタ（22a）のエ
ミッタは抵抗器（22b）を介して正の電流端子＋Vccに接
続される。トランジスタ（22a）のベースは切換回路（2
3）のトランジスタ（23b）のコレクタに接続されると共
に逆向きのダイオード（22c）及び抵抗器（22d）を介し
て正の電源端子＋Vccに接続される。

トランジスタ（23a）及び（23b）のベースは相互接続
され、その接続点が摺動片（24a）に接続されると共に
抵抗器（23c）を介してトランジスタ（23a）及び（23
b）の各エミッタの接続点に接続される。またこの接続
点は抵抗器（23d）を介して正の電源端子＋Vccに接続さ
れると共に抵抗器（23e）を介して接地される。

また、手動制御用VR（24）の一端は抵抗器（26）を介
して正の電源端子＋Vccに接続されると共に抵抗器（2
7）を介して接地される。また、トランジスタ（21a）及
び（22a）の各コレクタの接続点が比較器（８）の非反
転入力端子に接続されると共に抵抗器（28）を介して正
の電源端子＋Vccに接続され、また並列接続の抵抗器（2
9）及びコンデンサ（30）を介して接地される。

いま手動制御用VR（24）の摺動片（24a）に得られて
いる制御電圧V₁がトランジスタ（23a）及び（23b）のエ
ミッタの電圧V₀よりV_BE（ベース−エミッタ間電圧）以
下に低くなったとする（第１図で切換回路（23）の可動
接点ｄが固定接点ａに接続されている状態）。このとき
トランジスタ（23a）はオン，トランジスタ（23b）はオ
フの状態になり、トランジスタ（23a）のコレクタ側にV
₁とV₀の電位差に比例した電流I₂が流れる。トランジス
タ（23a）のコレクタ側の電流I₂が流れるとカレントミ
ラー効果によりトランジスタ（21a）のエミッタ側にも
電流I₄が流れる。ここで抵抗器（21b）の抵抗値をR₁、
抵抗器（21d）の抵抗値をR₂とすると、電流I₄とI₂はの関係にある。そして、電流I₄は抵抗器（28）を通って
流れるため、抵抗器（28）の電圧降下が大きくなり、基
準電圧V_Aが低くなると、自動制御ループが検波回路
（５）の検波出力を低くしようと働くので絞り（２）が
閉じる方向に働く。

次に手動制御用VR（24）の摺動片（24a）に得られて
いる制御電圧V₁がトランジスタ（23a）及び（23b）のエ
ミッタの電圧V₀よりV_BE（ベース−エミッタ間電圧）以
上に高くなったとする（第１図で切換回路（23）の可動
接点ｄが固定接点ｃに接続されている状態）。このとき
トランジスタ（23b）はオン，トランジスタ（23a）はオ
フの状態になり、トランジスタ（23b）のコレクタ側にV
₁とV₀の電位差に比例した電流I₁が流れる。この場合も
上述同様トランジスタ（23b）のコレクタ側に電流I₁が
流れるとカレントミラー効果によりトランジスタ（22
a）のエミッタ側にも電流I₃が流れる。ここで抵抗器（2
2b）の抵抗値をR₃、抵抗器（22d）の抵抗値をR₄とする
と、電流I₃とI₁はの関係にある。そして、電流I₄は抵抗器（28）を通って
流れるため、抵抗器（28）の電圧降下が大きくなり、基
準電圧V_Aが低くなる。基準電圧V_Aが低くなると、自動制
御ループが検波回路（５）の検波出力を低くしようと働
くので絞り（２）が閉じる方向に働く。

また、手動制御用VR（24）の摺動片（24a）に得られ
ている制御電圧V₁がV₀±V_BEの範囲のときは、トランジ
スタ（23a）及び（23b）は共にオンしない（第１図で切
換回路（23）の可動接点ｄが固定接点ｂに接続されてい
る状態）。つまり、この場合手動制御は行われず自動制
御の状態（不感帯）のままである。

第３図は手動制御用VR（24）の回転位置と基準電圧V_A
の関係を示すもので、最小値MINから第１の位置P₁は第
１の手動動作範囲で、この範囲ではトランジスタ（23
a）がオンし、手動制御用VR（24）の摺動片（24a）を第
１の位置P₁から最小値MINに向って反時計方向に移動さ
せる（第４図参照）ことによって基準電圧は第３図の左
側に示すように徐々に低下し、これに伴って絞り（２）
も徐々に閉じるようになり、最小値MINに達して全閉状
態となる。

また、第２の位置P₂から最大MAXは第２の手動動作範
囲で、この範囲ではトランジスタ（23b）がオンし、手
動制御用VR（24）の摺動片（24a）を第２の位置P₂から
最大値MAXに向って時計方向に移動させる（第４図参
照）ことによって基準電圧は第３図の右側に示すように
徐々に上昇し、これに伴って絞り（２）も徐々に開くよ
うになり、最大値MAXに達して全開状態となる。

また、摺動片（24a）が第１の位置P₁にあるときは制
御電圧はV₁−V_BEa（V_BEaはトランジスタ（23a）のベー
ス−エミッタ間電圧）であり、第２の位置P₂にあるとき
は制御電圧はV₁−V_BEb（V_BEbはトランジスタ（23b）の
ベース−エミッタ間電圧）であり、従ってこの第１及び
第２の位置P₁及びP₂の間はトランジスタ（23a）及び（2
3b）は共にオフ状態にあり、この間を摺動片（24a）が
移動しても基準電圧V_Aは第３図の中央部に示すように何
等変らず不感帯を呈し、自動動作範囲にある。

なお、上述の実施例において、制御用に電流源を用い
ているのは、自動制御ループの検波出力の信号レベルが
小さいため、基準電圧を少しの変化でも絞りが変化して
しまい、従って単に基準電圧V_Aに外部から電圧を加える
だけでは部品のバラツキで生じる電圧の誤差を抑えるこ
とができないので、細かい調整が可能な電流源で制御す
るようにしたわけである。

このように本実施例では絞りの位置検出を行うための
ホール素子が不要となり、またその出力を取り出す出力
回路が不要となる。また、本実施例では実質的に自動制
御ループだけでよく、手動制御ループは不要で、結果と
して両ループを切換えるスイッチが不要である。また、
自動制御ループは常に動作したままの状態で手動で絞り
を制御するので撮像素子の保護回路やメモリの機能が不
要である。

〔発明の効果〕

上述の如くこの発明によれば、自動制御ループの基準
電圧を基準電圧制御手段により可変するようにしたの
で、ホール素子等のセンサを用いる方式と同等の性能を
維持しながら、回路構成の簡略化，コストの低廉化が達
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の要部の具体回路の一例を示す接続図、第３
図は第２図の動作説明に供するための図、第４図はこの
発明の要部の説明に供するための図、第５図は従来装置
の一例を示すブロック図である。（２）は絞り、（３）は撮像素子、（４）は信号処理回
路、（５）は検波回路、（８）は比較器、（20）は基準
電圧制御手段である。の関係にある。そして、電流I₄は抵抗器（28）を通って
流れるため

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像素子の出力を検波してその検波出力と
基準電圧を比較し、比較出力により絞りを制御する自動
制御ループを備えた絞り制御装置において、上記基準電圧を手動で制御可能な基準電圧制御手段を設
け、該基準電圧制御手段の制御電圧が不感帯を有することを
特徴とする絞り制御装置。