JP3083176B2 - カメラの絞り制御装置 - Google Patents

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、スチル
カメラ等のカメラに用いて好適な絞り制御装置に係り、
特に、ホール素子を用いて絞り値検出を行なうカメラの
絞り制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】絞りを駆動するためのアイリスモータ内
に絞り値検出手段としてのホール素子を設け、絞りの開
口度合いに対応したホール素子の出力電圧によって絞り
値を検出するようにした絞り制御装置は、例えば、一体
形ビデオカメラＶＭ−Ｃ１（日立）のサービス技術資料
回路理論編第２章１３ページ、及び分解・調整・回路図
・基板図・部品表編第４章第４ページに記載のように、
公知である。

【０００３】ところで、このホール素子の出力信号は、
その信号量と直流電圧オフセットのバラツキが大きい。
そこで、この信号量は、従来では、各製品毎にホール素
子の直流バイアス電流を人手で調整することにより、設
計値に合わせられ、また、ホール素子の直流電圧オフセ
ットも、ホール素子の出力信号を増幅する手段の直流電
圧オフセットが人手で調整されることにより、打ち消さ
れるようにし、絞りのオープン状態と絞りのクローズ状
態での絞り値検出電圧が夫々所定の電圧値になるように
していた。さらに、絞り値の検出の際には、平均的な調
整を行なった場合の平均的なホール素子の絞り値に対応
する絞り電圧特性が用いられていた。なお、他の公知文
献として、特開平２ー１８７７３７号公報が挙げられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
では、ホール素子の特性バラツキを製品出荷前に人手に
よって個別に調整するようにしていたため、調整誤差が
生じるという問題があった。また、絞り値の検出には、
製品毎の個別の絞り値電圧特性ではなく、平均的な絞り
値電圧特性が用いられていたため、例えば小絞り状態で
は、正しい絞り値を検出することができないという問題
もあった。

【０００５】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
調整誤差をなくし、しかも、高精度の絞り値検出を可能
とするカメラの絞り制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一定照度の被写体を絞り制御のフィード
バックループ内のゲイン（例えば電子シャッタスピード
やＡＧＣ（オート・ゲイン・コントロール）回路のゲイ
ン）を切り換えながら撮像することにより、信号処理回
路から予め決められた適正レベルの信号が得られるとき
の所望の絞り値を検出してこの絞り値に対する絞り値電
圧データを基準絞り値電圧データとし、該所望の絞り値
における基準絞り値電圧データと絞り制御時に検出され
る絞り値電圧データとの比較から絞り値の検出をするよ
うにする。

【０００７】

【作用】絞り値を検出するホール素子の特性に応じて基
準絞り値電圧データが決まり、これを基準として検出さ
れる絞り値電圧データから絞り値が検出されるから、ホ
ール素子の特性のバラツキや被写体照度のずれが信号処
理回路のゲインやシャッタスピードに吸収され、高精度
の絞り値検出が可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。図１は本発明によるカメラの絞り制御装置の一実施
例を示す構成図であって、１はレンズ、２は絞り、３は
撮像素子、４は信号処理回路、５は撮像素子３の駆動回
路、６は電子シャッタ制御回路、７は検波回路、８はＡ
／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器、９はマイクロコ
ンピュータ（以下、マイコンという）、１０はＥＥＰＲ
ＯＭ（エレクトリック・イレーサブル・プログラマブル
・リード・オンリー・メモリ）、１１は絞り駆動回路、
１２はアイリスモータ、１３はホール素子、１４は絞り
値検出回路、１５はＡ／Ｄ変換噐、１６はパーソナルコ
ンピュータ（以下、パソコンという）である。

【０００９】同図において、レンズ１と絞り２を通過し
た光は撮像素子３の受光面に入射し、この受光面に被写
体像が結像する。駆動回路５は撮像素子３を駆動し、Ｎ
ＴＳＣ方式等の放送規格に沿った水平走査周期及び垂直
走査周期で撮像素子３の受光面に配列した光電変換素子
群を水平、垂直方向に順次走査させることにより、各光
電変換素子の被写体像に応じた蓄積電荷を読み出させ
る。これにより、撮像素子３から被写体像を表わす電気
信号が出力される。

【００１０】この光電変換素子の電荷蓄積時間（すなわ
ち、電子シャッタスピード）は電子シャッタ制御回路６
によって制御され、マイコン９からこの電子シャッタ制
御回路６に供給されるデータｅによって任意に変化でき
る。このデータｅは図示しないボタン等の外部入力部か
らの入力に応じたものである。

【００１１】撮像素子３の出力信号は、信号処理回路４
で増幅等の所定の処理がなされた後、ビデオ信号として
出力される。信号処理回路４のゲイン（利得）はマイコ
ン９から転送されるゲイン制御信号ｄに応じて任意に設
定される。撮像素子３の出力信号は検波回路７にも供給
されて検波され、撮像素子３の受光量に応じたこの検波
出力信号がＡ／Ｄ変換器８でディジタルデータ（以下、
光量データという）ａに変換されてマイコン９に供給さ
れる。

【００１２】マイコン９では、Ａ／Ｄ変換器８からの光
量データａと内部に保持された光量基準データとが比較
され、この比較結果に応じたＰＷＭ（パルス幅変調）信
号等の絞り制御信号ｂが形成され、絞り駆動回路１１を
介してアイリスモータ１２に供給される。これにより、
上記のＡ／Ｄ変換器８からの光量データａと光量基準デ
ータとが等しくなるように絞り２の開口度が制御され
る。絞り駆動回路１１は、アイリスモータ１２を充分駆
動できるように、マイコン９からの絞り制御信号ｂを増
幅する。

【００１３】なお、マイコン９は、絞り２がオープン状
態であって、かつＡ／Ｄ変換器８からの光量データａに
より撮像素子３での受光量が不足していることが判明す
ると、Ａ／Ｄ変換器８からの光量データａが光量基準デ
ータに等しくなるように、信号処理回路４のゲインを高
める。かかる一連のフィードバックループにより、信号
処理回路４の出力信号の振幅が一定となる制御動作が行
なわれる。

【００１４】一方、絞り２には、ホール素子１３が設け
られている。このホール素子１３は、アイリスモータ１
２内に発生する磁界を検出することにより、アイリスモ
ータ１２の回転角度、すなわち絞り２の絞り値に応じた
電圧を発生し、絞り値検出回路１４に供給する。ホール
素子１３の出力電圧は、絞り２がオープン状態からクロ
ーズ状態までの変化に対する変化幅が微小なため、絞り
値検出回路１４により充分な変化幅が得られるように増
幅される。Ａ／Ｄ変換器１５はこの絞り値検出回路１４
の出力信号をディジタルデータ（以下、絞り値電圧デー
タという）ｃに変換し、マイコン９に供給する。マイコ
ン９は、この絞り値電圧データｃと予めＥＥＰＲＯＭ１
０に格納されている所望の絞り値での絞り値電圧データ
（以下、基準絞り値電圧データという）ｆとを比較して
絞り値を検出し、この検出結果に応じて例えばゲイン制
御信号ｄやシャッタ制御信号ｅを出力して信号処理回路
４のゲインやシャッタスピードを制御したり、マイコン
９の出力端子の電圧（０，５Ｖ）を変えたりなどしてカ
メラの制御を行なう。以上が通常状態でのこの実施例の
動作である。

【００１５】この実施例では、さらに、マイコン９のＲ
Ｓ２３２Ｃバス等の外部とのデータコミニュケーション
ポートにパソコン１６が接続され、外部からマイコン９
の状態を変化させることができる。パソコンの代りに所
望のコントローラを用いてもよい。図２はかかるコント
ローラとしてのパソコン１６を用いた制御動作を示すフ
ローチャートである。

【００１６】なお、パソコン１６は上記した通常状態で
の絞り制御から以下に示すような絞り制御（調整モー
ド）とを切り替えるためのデータをマイコン９に転送
し、マイコン９の絞り制御の状態を変化させるものであ
る。このようにマイコン９の絞り制御の状態を変化させ
るためには、パソコン１６以外の手段、例えばマイコン
９の入力端子の電圧を変化させるなどの他の手段を用い
てよい。

【００１７】以下、上記の調整モードについて説明す
る。

【００１８】図２はＮＴＳＣ方式のカメラを例とし、絞
り２のオープン状態（以下、これを絞りオープンとい
う）から５絞りの絞り値での絞り値電圧データを、基準
絞り値電圧データとして、ＥＥＰＲＯＭ１０に記憶する
際のマイコン９の制御動作の一例を示すフローチャート
である。

【００１９】まず、一定照度の被写体を撮影する（ステ
ップ２００）。この状態で絞り２をオープン状態にしか
つシャッタスピードを１／１９２０秒に固定したまま、
光量データａを監視しながら信号処理回路４のゲインを
変化させ（ステップ２０１）、信号処理回路４のゲイン
を予め決められた適正レベルの信号が得られたときのゲ
インに固定する（ステップ２０２）。ここで、被写体照
度、絞り値、信号処理回路４のゲイン、出力信号量の関
係を規定する。絞り値はバラツキのない絞りオープンを
基準とする。さらに、信号処理回路４のゲインを変え、
全てのカメラに対して絞りオープン状態での信号量を適
正量に統一することで、カメラ毎の感度バラツキと被写
体照度のずれ（経時変化等のゆっくりした変化）を吸収
する。

【００２０】次に、信号処理回路４のゲインをステップ
２０２で得たゲインに固定したまま、シャッタスピード
を１／６０秒に切り換え、光量データａを監視しなが
ら、絞り制御信号ｂにより、絞り２の絞り値を変化さ
せ、ステップ２０２と同様の適正レベルとなるように露
光制御する（ステップ２０３）。ステップ２０２とステ
ップ２０３とでシャッタスピードを１／１９２０秒から
１／６０秒に切り替え、絞り制御のフィードバックルー
プ内のゲイン（この場合には、シャッタスピードのみ）
を３０ｄＢ上げたので、被写体照度を３０ｄＢ上げた場
合と等価になり、ステップ２０３で信号処理回路４の出
力信号が適正レベルとなったときの絞り値は絞りオープ
ンから５絞りの絞り値となる。このときの絞り値電圧デ
ータｃを基準絞り値電圧データｄとしてＡ／Ｄ変換器１
５から取り込み（ステップ２０４）、ＥＥＰＲＯＭ１０
に記憶する（ステップ２０５）。これにより、所望（絞
りオープンから５絞り）の絞り値での基準絞り値電圧デ
ータｄが得られたことになる。

【００２１】このようにして得られた基準絞り値電圧デ
ータｄを基に上記の絞り値の検出が行なわれ、これによ
り、カメラ毎にバラツキのない正確な絞り値検出が可能
となるのである。

【００２２】なお、上記の説明では、所望の絞り値を絞
りオープンから５絞りのものとしたが、絞りオープン時
の絞り制御のフィードバックループ内のゲイン（信号処
理回路４のゲインやシャッタスピード）と絞りによって
露光制御したときの絞り制御のフィードバックループ内
のゲイン（信号処理回路４のゲインやシャッタスピー
ド）との差を適宣選択することにより、所望とする絞り
値を変えることができることは明らかである。

【００２３】また、上記の説明では、信号処理回路４の
ゲインでカメラ毎の感度バラツキと被写体照度のずれを
吸収するようにしたが、シャッタスピード、あるいは信
号処理回路４のゲインとシャッタスピードとでカメラ毎
の感度バラツキと被写体照度のずれを吸収するようにし
てもよい。前者の場合、絞りオープンの状態で、信号処
理回路４のゲインを比較的低く設定してシャッタスピー
ドを変化させ、信号処理回路４の出力信号が適正レベル
となったときのシャッタスピードを求める。このシャッ
タスピードにカメラ毎の感度バラツキと被写体照度のず
れが吸収される。しかる後、このシャッタスピードに固
定して信号処理回路４のゲインを上記で設定したゲイン
よりも３０ｄＢ高く設定し、絞り２を制御して信号処理
回路４の出力信号が上記の適正レベルとなるようにす
る。このとき得られる絞り値電圧データが所望（絞りオ
ープンから５絞り）の絞り値での基準絞り値電圧データ
ｄとなる。後者の場合には、絞りオープンの状態で、
（ａ）適当なシャッタスピードを設定して信号処理回路
４のゲインを変えることにより、あるいは、（ｂ）適当
な信号処理回路４のゲインを設定してシャッタスピード
を変えることにより、信号処理回路４の出力信号が適正
レベルになったとき、上記（ａ）の場合では、信号処理
回路４のゲインを求め、上記（ｂ）の場合では、シャッ
タスピードを求める。これにより、カメラ毎の感度バラ
ツキと被写体照度のずれが吸収される。しかる後、上記
（ａ）、（ｂ）の状態から絞り制御のフィードバックル
ープ内のゲイン（信号処理回路４のゲイン＋シャッタス
ピード）を３０ｄＢ上げ、絞り２を制御して信号処理回
路４の出力信号が上記適正レベルとなるようにする。こ
のとき得られる絞り値電圧データが所望（絞りオープン
から５絞り）の絞り値での基準絞り値電圧データｄとな
る。

【００２４】ところで、図２に示したフローチャートの
動作では、被写体の照度が適切でなく、被写体照度が不
足したり、過大であったりすると、絞りオープン状態で
信号処理回路４の出力信号が適正レベルになることがで
きない場合があり、このような場合には、所望の絞り値
での基準絞り値電圧データｄを得ることができない。図
３は、このような場合、被写体照度の不足・過大の警告
を行なわせるようにしたこの実施例の動作を示すフロー
チャートである。この制御動作は、図２のステップ２０
１の代りにステップ３００〜３０４を設けて上記の警告
が行なわれるようにしたものであり、ここでは、図２に
示した制御動作と異なる被写体照度の不足・過大の警告
を行なう部分についてのみ説明する。

【００２５】図３において、絞りオープン、シャッタス
ピード１／１９２０に固定して信号処理回路４のゲイン
を変化させることは図２のステップ２０１と同様である
が、ゲイン可変範囲の中心値から変化させて信号処理回
路４の出力信号が適正レベルとなるように制御する。こ
の適正レベルに向かう制御の途中で信号処理回路４のゲ
インがゲイン可変範囲の最大値になったときには（ステ
ップ３０１）、被写体照度が不足している場合であるの
で、被写体照度不足の警告データをマイコン９の出力端
子（図示せず）もしくは外部に接続したパソコン１６に
出力し、警告を発するようにする（ステップ３０３）。
また、同じ制御の途中で信号処理回路４のゲインがゲイ
ン可変範囲の最小値になったときには（ステップ３０
２）、被写体照度が過大の場合であるので、被写体照度
過大の警告データをマイコン９の出力端子もしくは外部
に接続したパソコン１６に出力し、警告を発するように
する（ステップ３０４）。これらにより、所望の絞り値
での基準絞り値電圧データｄを得る際の被写体照度の適
正・不適正を知ることができる。

【００２６】なお、図３においては、被写体照度の適正
・不適正の判断に信号処理回路４のゲインを用いたが、
絞り制御のフィードバックループ内のゲイン可変範囲の
上限・下限もしくは可変範囲内の予め定められた上限・
下限から被写体照度の適正・不適正の判断をするように
してもよい。

【００２７】ところで、図３に示した制御動作では、被
写体照度過大の判定があったときでも、シャッタスピー
ドをゲイン可変範囲内で変化させることができる場合が
あるが、このような場合でも、被写体照度過大の警告を
発してしまうため、所望の絞り値での基準絞り値電圧デ
ータｄを得ることができない。図４は、このような場
合、被写体照度過大の警告を禁止して絞り制御のフィー
ドバックループ内のゲイン可変範囲の全てを使用し、所
望の絞り値での基準絞り値電圧データｄが得られるよう
にしたこの実施例の動作を示すフローチャートである。
この制御動作は、図３のステップ３０４の代りにステッ
プ４００〜４０２を設けて信号処理回路４のゲインが最
小値となったときでも絞り制御が行なわれるようにした
ものであり、ここでは、図２、図３の制御動作と異なる
絞り制御のフィードバックループ内のゲイン可変範囲の
全てを使用して所望の絞り値での基準絞り値電圧データ
ｄが得られるようにした部分についてのみ説明する。

【００２８】図４において、カメラ毎の感度バラツキと
被写体照度のずれを吸収する際に、信号処理回路４のゲ
インが最小値になったときには（ステップ３０２）、信
号処理回路４のゲインを最小値に固定して（ステップ４
００）信号処理回路４の出力信号が適正レベルになるま
でシャッタスピードを速くしていく（ステップ４０
１）。そして、適正レベルになったときには、そのとき
のシャッタスピードの３２倍（＋３０ｄＢ）のシャッタ
スピードを設定し、この状態で上記のように所望の絞り
値での基準絞り値電圧データｄを得る（ステップ４０
２、２０４、２０５）。これにより、被写体照度が過大
となっても、絞り制御のフィードバックループ内のゲイ
ン可変範囲の全てを使用することができて、所望の絞り
値での基準絞り値電圧データｄを得ることができる。

【００２９】なお、図４についての以上の説明では、シ
ャッタスピードは無限大まで高速にできるものとしてい
る。しかし、シャッタスピードの可変範囲が有限である
場合、シャッタスピードがその可変範囲の上限に達して
も、被写体照度が過大であるときには、警告を出すこと
が必要である。

【００３０】なお、上記実施例では、ＥＥＰＲＯＭ１０
の代りに、他の適当な記憶手段を用いることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホール素子の特性バラツキがいかなるものであっても、
そのホール素子の特性に応じて所望の絞り値における基
準絞り値電圧データが決められ、この基準絞り値電圧デ
ータでもって絞り値の検出をするので、正確な絞り値の
検出が可能となる。従って、高精度の絞り値での制御が
可能となり、例えば絞り値による信号処理の制御や撮像
素子の駆動制御の精度が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカメラの絞り制御装置の一実施例
を示す構成図である。

【図２】図１に示した実施例の制御動作の一例を示すフ
ローチャートである。

【図３】図１に示した実施例の制御動作の他の例を示す
フローチャートである。

【図４】図１に示した実施例の制御動作のさらに他の例
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ 絞り ３ 撮像素子 ４ 信号処理回路 ５ 撮像素子３の駆動回路 ６ 電子シャッタ制御回路 ７ 検波回路 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ マイコン １０ ＥＥＰＲＯＭ １１ 絞り駆動回路 １２ アイリスモータ １３ ホール素子 １４ 絞り値検出回路 １５ Ａ／Ｄ変換器 １６ パソコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 昭59−232319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−11729（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−144426（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−144546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−133953（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187737（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 7/08 - 7/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光量に応じたレベルの信号を処理する
   ゲイン可変の信号処理回路と、ホール素子によって絞り
   の絞り値を検出し絞り値電圧データを出力する絞り値検
   出手段と、所望の絞り値における基準絞り値電圧データ
   を記憶保持する記憶手段と、該絞り値電圧データと該基
   準絞り値電圧データとから該絞りの絞り値を検出しその
   検出結果をもとに該信号処理回路の出力レベルが予め決
   められた適正レベルとなるようにカメラ制御する制御手
   段とを具備したカメラの絞り制御装置において、該制御手段は、 該絞りをオープン状態にして第１のシャ
   ッタスピードで一定照度の被写体を撮影したときの該信
   号処理回路の出力レベルが該適正レベルとなるように該
   信号処理回路のゲインが設定された状態において、該第
   １のシャッタスピードよりも遅い所望の第２のシャッタ
   スピードにして該信号処理回路の出力レベルが該適正レ
   ベルとなる該絞りの状態がオープン状態とクローズ状態
   との間の１つの中間的な状態となるようにしたときに、
   該絞りにより露光制御して該被写体を撮像したときの該
   信号処理回路の出力レベルが該適正レベルとなる該絞り
   値電圧データを該基準絞り値電圧データとして該記憶手
   段に記憶する調整手段を有することを特徴とするカメラ
   の絞り制御装置。
2. 【請求項２】 受光量に応じたレベルの信号を処理する
   ゲイン可変の信号処理回路と、ホール素子によって絞り
   の絞り値を検出し絞り値電圧データを出力する絞り値検
   出手段と、所望の絞り値における基準絞り値電圧データ
   を記憶保持する記憶手段と、該絞り値電圧データと該基
   準絞り値電圧データとから該絞りの絞り値を検出しその
   検出結果をもとに該信号処理回路の出力レベルが予め決
   められた適正レベルとなるようにカメラ制御する制御手
   段とを具備したカメラの絞り制御装置において、該制御手段は 、該絞りをオープン状態にし該信号処理回
   路のゲインを所定の第１のゲインで一定照度の被写体を
   撮影したときの該信号処理回路の出力レベルが該適正レ
   ベルとなるようにシャッタスピードが設定された状態に
   おいて、該信号処理回路のゲインを該第１のゲインより
   も大きい第２のゲインにして該信号処理回路の出力レベ
   ルが該適正レベルとなる該絞りの状態がオープン状態と
   クローズ 状態との間の１つの中間的な状態となるように
   したときに、該絞りにより露光制御して該被写体を撮像
   したときの該信号処理回路の出力レベルが該適正レベル
   となる該絞り値電圧データを該基準絞り値電圧データと
   して該記憶手段に記憶する調整手段を有することを特徴
   とするカメラの絞り制御装置。
3. 【請求項３】 受光量に応じたレベルの信号を処理する
   ゲイン可変の信号処理回路と、ホール素子によって絞り
   の絞り値を検出し絞り値電圧データを出力する絞り値検
   出手段と、所望の絞り値における基準絞り値電圧データ
   を記憶保持する記憶手段と、該絞り値電圧データと該基
   準絞り値電圧データとから該絞りの絞り値を検出しその
   検出結果をもとに該信号処理回路の出力レベルが予め決
   められた適正レベルとなるようにカメラ制御する制御手
   段とを具備したカメラの絞り制御装置において、該制御手段は 、該絞りをオープン状態にし該信号処理回
   路のゲインとシャッタスピードを制御しながら一定照度
   の被写体を撮影して該信号処理回路の出力レベルが該適
   正レベルとなるようにし、次いで該信号処理回路のゲイ
   ンとシャッタスピードによって絞り制御のフィードバッ
   クループ内のゲインを上げて該信号処理回路の出力レベ
   ルが該適正レベルとなる該絞りの状態がオープン状態と
   クローズ状態との間の１つの中間的な状態となるように
   したときに、該絞りにより露光制御することにより、該
   信号処理回路の出力レベルが該適正レベルとなる該絞り
   値電圧データを該基準絞り値電圧データとして該記憶手
   段に記憶する調整手段を有することを特徴とするカメラ
   の絞り制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３において、 前記基準絞り値電圧データを得るための調整モード時の
   被写体照度の適正，不適正を、前記絞りをオープン状態
   にして露光制御したときの前記フィードバックループ内
   のゲインから判定することを特徴とするカメラの絞り制
   御装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記調整モードで前記被写体照度が過大であるときに
   は、前記シャッタスピードを速くすることを特徴とする
   カメラの絞り制御装置。