JP3271190B2 - アイリス制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオカメラ等
に適用して好適なアイリス制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラ等においては、アイ
リスを制御するアイリス制御回路が使用されている。

【０００３】図３にこのアイリス制御回路が配されたビ
デオカメラの一例を示し、以下この図３を参照して従来
のアイリス制御回路の配されたビデオカメラの一例につ
いて説明する。

【０００４】この図３において、レンズ系１に実線の矢
印で示す如く被写体よりの光が入射され、このレンズ系
１よりの光がアイリス３を介してＣＣＤ（チャージ・カ
ップルド・デバイス）素子６に入射する。

【０００５】このＣＣＤ素子６に電荷として蓄積された
被写体の情報は、図示を省略した読み出し回路により映
像信号として読み出され、これが映像増幅回路７を介し
てプロセス回路９に供給され、このプロセス回路９にお
いて各種処理がなされ、出力端子１０を介して例えばテ
レビジョンモニタに供給され、その管面上に画像として
映出される。

【０００６】さて上述の映像増幅回路７は０ｄＢ、９ｄ
Ｂ及び１８ｄＢ等の利得を選択する利得設定スイッチ８
によって選択された利得に応じてＣＣＤ素子６よりの映
像信号のレベルを上昇させる。

【０００７】この利得選択用のスイッチ８は、例えば夕
暮れ等、カメラに対する入射光の光量が不十分な場合、
即ち、アイリス３が開放端になってもＣＣＤ素子６に充
分な光量が得られない場合にビデオカメラのオペレータ
が利得選択を行って映像増幅回路７の利得を上昇させ
て、映像信号のレベルを正規の映像信号のレベルにする
ためのスイッチである。

【０００８】ちなみに、このような夕暮れ時の光量不足
のときにはたいてい１８ｄＢの利得が選択される。

【０００９】また、一方で、この映像増幅回路７よりの
映像信号はディテクタ１１にフィードバックされる。

【００１０】このディテクタ１１は映像増幅回路７より
の映像信号のレベルをオートアイリス収束基準電位とし
ての基準レベルと比較し、その比較結果を誤差信号とし
て誤差増幅回路１２に供給する。

【００１１】この誤差増幅回路１２はディテクタ１１よ
りの誤差信号及び基準電源よりの基準電圧の比較結果に
基いて駆動信号を得、この駆動信号をモータ駆動増幅回
路５を介してオートアイリス系２を構成するモータ４に
供給する。

【００１２】かくしてモータ４はアイリス３を駆動信号
に対応した分だけ駆動する。

【００１３】このように、従来においては、オペレータ
の判断により映像信号のレベルに対する利得を選択する
と共に、映像信号のレベルを検出し、そのレベルに応じ
てアイリス３の開閉を自動的に行うようにしていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述から明かなよう
に、従来のアイリス制御回路が使用されているビデオカ
メラにおいては、オペレータの判断により映像信号のレ
ベルに対する利得を選択すると共に、映像信号のレベル
を検出し、そのレベルに応じてアイリス３の開閉を自動
的に行うようにしていた。

【００１５】ところでこのように例えば夕暮れ時等の光
量不足のときに、オペレータがスイッチ８により映像増
幅回路７の利得を選択して映像信号のレベルを正規のレ
ベルにしようとした場合、アイリス３は開放端にあるの
で、オートアイリス系２は事実上動作していないと考え
られる。

【００１６】ここで、上述のように、夕暮れ時等光量不
足のときに、急に街灯の光等がビデオカメラに入射した
場合は、急激にカメラに入射する光量が増大するので、
オートアイリス系２はアイリス３を閉じる方向に動作す
る。

【００１７】しかしながらこの状態でオートアイリス動
作が行われた場合、映像増幅回路７における利得が光量
不足に対応した利得（夕暮れ時の光量不足のときにはた
いてい１８ｄＢ等高い利得が選択される）に設定されて
いるので、オートアイリス系２の一巡ループ伝達関数の
総合利得が過大となる。

【００１８】そしてこの結果映像信号をテレビジョンモ
ニタの管面に画像として映出した場合に画像全体が白く
なるいわゆるオーバーシュートを引き起こす。

【００１９】このオーバーシュートは時間の経過に従っ
て収束に至るものの、全体として利得が高い、即ち、感
度が上がっている状態であるのでノイズレベルも大とな
り、これにより、アイリス３が開く方向及び閉じる方向
の両方向に動いたりして不安定となり、収束に至らなく
なる不都合があった。

【００２０】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、アイリス系の感度を利得の増減にかかわらず一定と
でき、これにより、通常時は適切なアイリス応答を保持
しつつ、例えば、暗い所で急に光が入射した場合におい
ても安定した状態で使用できる等、利得上昇時に発生す
るいわゆるオーバーシュートを防止することのできるア
イリス制御回路を提案しようとするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明アイリス制御回路
は例えば図１及び図２に示す如く、アイリス３と、この
アイリス３を駆動する駆動手段４，５と、アイリス３を
介して入射した光を電気信号に変換する撮像素子６と、
この撮像素子６の出力信号を増幅する可変利得回路７
と、この可変利得回路の出力信号と基準値とを比較し誤
差電圧を出力する比較器１１と、この比較器１１の出力
信号を増幅して上記駆動手段４、５を制御する制御手段
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、８、１２、１３、１４、１５
とを備え、この制御手段Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、８、
１２、１３、１４、１５は、可変利得回路７の増幅度が
大きくなるにつれて上記比較器の出力信号を増幅する利
得を小さくするよう制御するようにしたものである。

【００２２】

【作用】上述せる本発明によれば、比較器１１の出力信
号を増幅して駆動手段４、５を制御する制御手段Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、８、１２、１３、１４、１５を備
え、制御手段Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、８、１２、１
３、１４、１５は可変利得回路７の増幅度が大きくなる
につれて比較器１１の出力信号を増幅する利得を小さく
するよう制御するようにしたので、アイリス系の感度を
利得の増減にかかわらず一定とでき、これにより、通常
時は適切なアイリス応答を保持しつつ、例えば、暗い所
で急に光が入射した場合においても安定した状態で使用
できる等、利得上昇時に発生するいわゆるオーバーシュ
ートを防止することができる。

【００２３】

【実施例】以下に、図１を参照して本発明アイリス制御
回路の一実施例について詳細に説明する。

【００２４】この図１において、図３と対応する部分に
は同一符号を付してその詳細説明を省略する。

【００２５】この図１において、レンズ系１に実線の矢
印で示す如く被写体よりの光が入射され、このレンズ系
１よりの光がアイリス２を介してＣＣＤ（チャージ・カ
ップルド・デバイス）素子６に入射する。

【００２６】この図においてはＣＣＤ素子６を１つとし
て説明するが、例えばいわゆる３板式のカラービデオカ
メラにおいては、レンズ系１よりの光を赤、緑及び青の
成分になすダイクロイックプリズムと、これら赤、緑及
び青用のＣＣＤ素子及びこれら用の映像増幅回路等が配
される。

【００２７】このＣＣＤ素子６に電荷として蓄積された
被写体の情報は、図示を省略した読み出し回路により映
像信号として読み出され、これが映像増幅回路７を介し
てプロセス回路１７に供給され、このプロセス回路１７
において各種処理がなされ、出力端子１８を介して例え
ばテレビジョンモニタに供給され、その管面上に画像と
して映出される。

【００２８】さて本例においては、スイッチ８により例
えば０ｄＢ、９ｄＢ及び１８ｄＢの利得を選択できるよ
うにすると共に、例えば映像増幅回路７の利得が通常の
ｋ倍に設定されたときに、誤差増幅回路１２の利得を１
／ｋとすることでオートアイリス系２の一巡伝達関数の
利得を通常と同一になるようにする。

【００２９】即ち、ディテクタ１１及び誤差増幅回路１
２間を抵抗器Ｒ４で接続し、この誤差増幅回路１２の入
力及び出力端子間を抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２及びスイッ
チ１４、抵抗器Ｒ３及びスイッチ１５の並列回路で接続
し、更にこれらスイッチ１４及び１５のオン／オフを利
得調整スイッチ８により選択された利得に関連した信号
で制御するようにする。

【００３０】即ち、利得調整スイッチ８により利得が選
択されていない通常時には、この誤差増幅回路１２の利
得は抵抗器Ｒ４の抵抗値ｒ４及び抵抗器Ｒ１の抵抗値ｒ
１によって（ｒ１／ｒ４）決定される。

【００３１】一方、利得調整スイッチ８により０ｄＢ、
９ｄＢまたは１８ｄＢの何れかの利得が選択されたとき
には、スイッチ８により映像増幅回路７及び上述の各ス
イッチ１４、１５に夫々制御信号が供給され、これによ
り、スイッチ１４または１５は選択された利得に対応し
てオンまたはオフされる。

【００３２】かくして、抵抗器Ｒ１に並列に各々抵抗器
Ｒ２やＲ３が接続されることとなり、これにより、上述
のように１／ｋに対応した利得が誤差増幅回路１２にお
いて得られることとなる。

【００３３】尚、この図１においては抵抗器をＲ２及び
スイッチ１４並びに抵抗器Ｒ３及びスイッチ１５の２系
統としたが、例えば３系統にしてもよく、また、これら
抵抗器Ｒ２及びＲ３を可変抵抗器としても良い。

【００３４】さて、このように利得調整スイッチ８によ
って選択された利得に対応して誤差増幅回路１２の帰還
抵抗の値を決定するようにしたので、例えば上述のよう
に映像増幅回路７の利得がｋ倍に設定された場合におい
ては、誤差増幅回路１２の利得を１／ｋとでき、これに
より、利得が設定されない通常時のオートアイリス系２
の一巡伝達関数の利得及びスイッチ８により利得が設定
されている場合のオートアイリス系２の伝達関数の利得
を同一とできる。

【００３５】従って、夕暮れ時や夜間の撮影時にスイッ
チ８により大きな、例えば通常の利得のｋ倍の利得を選
択している時に街灯等により急に光量が増大した場合等
においても、この誤差増幅回路１２の利得が１／ｋとな
るので、オートアイリス系２の感度は映像増幅回路７の
利得を上昇させる前と同じ状態とでき、これにより安定
した状態で使用でき、オーバーシュート等の不都合を回
避することができる。

【００３６】図２は本例アイリス制御回路の他の例を示
し、以下これについて説明するに、図１及び図３と対応
する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略す
る。

【００３７】この図２においては、映像増幅回路７の後
段にＡ−Ｄコンバータ１６を配し、更にこの後段のプロ
セス回路１７をディジタルプロセス回路としたディジタ
ル信号処理を行うようにしたビデオカメラについて示し
ている。

【００３８】即ち、映像増幅回路７よりの映像信号はＡ
−Ｄコンバータ１６によりディジタル映像信号になさ
れ、この後ディジタルプロセス回路１７により種々のデ
ィジタル信号処理がなされ、例えば出力端子１８を介し
てテレビジョンモニタ等に供給されてその管面に画像と
して映出される。

【００３９】一方、Ａ−Ｄコンバータ１６よりのディジ
タル映像信号はディジタルディテクタ１９に供給され、
このディテクタ１９によりそのレベルが基準レベルと比
較され、この比較結果がディジタル誤差信号としてマイ
クロコンピュータ２０に供給される。

【００４０】このマイクロコンピュータ２０は、上述の
利得調整スイッチ８の操作に応じて映像増幅回路７の利
得を制御すると共に、ディテクタ１９よりのディジタル
誤差信号に基いてモータ４の駆動データをＤ−Ａコンバ
ータ２１に供給する。

【００４１】このマイクロコンピュータ２０において
は、上述と同様に、スイッチ８の操作によって選択され
た利得が通常のｋ倍の場合に、オートアイリス系２の感
度が通常と同様になるように、利得として１／ｋになる
ような駆動データを出力する。

【００４２】この駆動データはＤ−Ａコンバータ２１に
供給され、このＤ−Ａコンバータ２１によりアナログ駆
動信号になされ、更にモータ駆動増幅回路５を介してモ
ータ４に供給される。

【００４３】かくしてこのモータ４によりアイリス３が
駆動される。

【００４４】このように、この例においては、スイッチ
８の操作によって選択された利得が通常のｋ倍の場合
に、オートアイリス系２の感度が通常と同様になるよう
に、利得として１／ｋになるような駆動データをマイク
ロコンピュータ２０が出力するようにしたので、夕暮れ
時や夜間の撮影時にスイッチ８により大きな、例えば通
常の利得のｋ倍の利得を選択している時に街灯等により
急に光量が増大した場合等においても、このマイクロコ
ンピュータ２０よりの駆動データの換算利得が１／ｋと
なるので、オートアイリス系２の感度は映像増幅回路７
の利得を上昇させる前と同じ状態とでき、これにより安
定した状態で使用でき、オーバーシュート等の不都合を
回避することができる。

【００４５】尚、本発明は上述の実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が
取り得ることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】上述せる本発明によれば、比較器の出力
信号を増幅して駆動手段を制御する制御手段を備え、制
御手段は可変利得回路の増幅度が大きくなるにつれて比
較器の出力信号を増幅する利得を小さくするよう制御す
るようにしたので、アイリス系の感度を利得の増減にか
かわらず一定とでき、これにより、通常時は適切なアイ
リス応答を保持しつつ、例えば、暗い所で急に光が入射
した場合においても安定した状態で使用できる等、利得
上昇時に発生するいわゆるオーバーシュートを防止する
ことができる利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明アイリス制御回路をビデオカメラに適用
した例を示す構成図である。

【図２】本発明アイリス制御回路をビデオカメラに適用
した他の例を示す構成図である。

【図３】従来のアイリス制御回路の例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

３ アイリス ４ モータ ５ モータ駆動増幅回路 ６ ＣＣＤ素子 ７ 映像増幅回路 ８ 利得調整スイッチ １１ ディテクタ １２ 誤差増幅回路 １３ 基準電源 １４、１５ スイッチ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アイリスと、 上記アイリスを駆動する駆動手段と、 上記アイリスを介して入射した光を電気信号に変換する
   撮像素子と、 上記撮像素子の出力信号を増幅する可変利得回路と、 上記可変利得回路の出力信号と基準値とを比較し誤差電
   圧を出力する比較器と、上記比較器の出力信号を増幅して上記駆動手段 を制御す
   る制御手段とを備え、 上記制御手段は、上記可変利得回路の増幅度が大きくな
   るにつれて上記比較器の出力信号を増幅する利得を小さ
   くするよう制御することを特徴とするアイリス制御回
   路。