JPH04299679A - Ｃｃｄカメラのシャッタ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＣＣＴＶ（Ｃｌｏｓ
ｅｄ　　Ｃｉｒｃｕｉｔ　　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）カ
メラやビデオカメラ等に用いられるＣＣＤカメラのシャ
ッタ制御回路に係り、更に詳しくはＣＣＤ素子（固体撮
像素子）の電子シャッタの制御範囲の拡大および安定化
を図り、オートアイリスの応答特性を改善するＣＣＤカ
メラのシャッタ制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来例】近年、ＣＣＴＶカメラやビデオカメラには小
型・軽量、高信頼性の点からＣＣＤ素子が用いられてい
る。ＣＣＴＶカメラ（ＣＣＤカメラ）は金融機関やコン
ビニエンスストアにおけるセキュリティシステムに用い
られるだけでなく、ロボットの視覚センサ等のＦＡ分野
にも用いられるようになった。

【０００３】そのＣＣＤカメラにおいては、ＣＣＤ素子
に結像した被撮像体を電気信号に変換し、この信号をプ
ロセス回路で信号処理し、表示装置（ＣＲＴ装置；モニ
タ装置等）に表示可能なビデオ信号にしている。また、
上記ＣＣＤ素子には連続可変型の電子シャッタが備えら
れており、この電子シャッタは所定シャッタパルス（コ
ントロール電圧）により連続可変される。そのため、Ｃ
ＣＤカメラには、例えばＣＣＤ素子の入力光量を検出し
、この検出光量に応じてそのシャッタパルス期間を所定
ステップで可変し、その電子シャッタのスピードを自動
的に変えるようになっている。なお、例えばそのシャッ
タパルス期間が小さい程、電子シャッタのスピードが高
速になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｃ
ＣＤカメラのシャッタの制御にあっては、例えば上記シ
ャッタパルス期間が１／１５０００のステップで可変さ
れることから、シャッタスピードの高速領域ではシャッ
タのループが不安定となり、ハンチングが生じたりする
ことから、その高速領域のシャッタの制御範囲を縮小す
るか、オートアイリスを遅い応答速度に設定しなければ
ならいという問題点があった。

【０００５】詳しく説明すると、例えば高速のシャッタ
スピード１／１５０００と次の１ステップの２／１５０
００（１／７５００）の高速領域では、照度変化が生じ
るために、そのシャッタスピードの高速領域における制
御範囲を制限する必要がある。すなわち、図２に示すよ
うに、シャッタパルス期間と入力光量は比例関係になっ
ており、この比例定数をＡとすると、シャッタパルス期
間ｎ・ｔと（ｎ＋１）・ｔにおける光量の変化率はΔａ
／ｎ・ｔ・Ａ＝（（ｎ＋１）・ｔ・Ａ−ｎ・ｔ・Ａ）／
ｎ・ｔ・Ａ＝１／ｎとなる。そして、図３から明らかな
ように、シャッタパルス期間が小さい、つまりシャッタ
スピードの高速領域においては入力光量の変化率が大き
くなり、上記シャッタ制御のループが不安定になり、ハ
ンチング等が生じ易くなるからである。

【０００６】また、シャッタ制御をその高速領域に合せ
る必要があることから、そのシャッタスピードの低速領
域における応答速度がより遅くなってしまうことになる
。

【０００７】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は電子シャッタの制御範囲の拡大および
シャッタ制御のループの安定化を図り、オートアイリス
の応答性を改善することができるようにしたＣＣＤカメ
ラのシャッタ制御回路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、被撮像体の映像をオートアイリスレン
ズにてＣＣＤ素子（固体撮像素子）に結像し、その被撮
像体のビデオ信号を得る際、そのＣＣＤ素子の電子シャ
ッタを入力光量に応じて連続可変するＣＣＤカメラのシ
ャッタ制御回路において、上記ＣＣＤ素子からの信号を
プロセス回路で信号処理してビデオ信号を得る際、その
プロセス回路の入力段の信号を検波する検波部と、この
検波部で検波した信号のうち所定値レベル以上の信号を
得、かつその信号を成分して電圧値の信号を得る比較部
と、この比較部で得た信号を上記電子シャッタのスピー
ド（シャッタパルス期間）に対する入力光量の変化率の
逆関数により対数圧縮した電圧値に変換する対数圧縮部
と、この対数圧縮部で得た電圧値に対応する周波数の信
号に変換するＶ／ｆコンバータ部と、このＶ／ｆコンバ
ータ部で得た周波数の信号を上記電子シャッタのスピー
ドを制御するシャッタパルスを発生するタイミングジェ
ネレータ部とを備え、上記電子シャッタのスピードが高
速領域になる程、上記入力光量の変化率を小さくし、そ
のスピードが低速領域になる程、その変化率を大きくす
るように、それら領域における入力光量の変化率を一定
となるようにしたことを要旨とする。

【０００９】

【作用】上記構成としたので、被撮像体をオートアイリ
スレンズを介してＣＣＤ素子に結像した際、そのＣＣＤ
素子からの撮像信号を検波し、この検波した信号のうち
、所定レベル以上の信号を得て電圧値の信号に変換する
。この変換した信号には入力光量の変化率（図３に示す
）の関数と逆の関数が掛けられ、つまりその信号におい
てシャッタパルス期間が短い（ＣＣＤ素子のシャッタス
ピードが高速である）程、その入力光量の変化率が小さ
くされ、逆にシャッタパルス期間が長い程、その入力光
量の変化率が大きくされる。それら領域においては入力
光量の変化率が略一定にされることから、例えば１／１
５０００と次のステップの１／１５０００（１／７５０
０）の間ではそれぞれの入力光量の変化率が小さく抑え
られることから、つまり照度変化が小さくなることから
、そのシャッタスピードの高速領域でのシャッタ制御ル
ープが安定化され、ハンチングを防止することができ、
その高速領域の制御範囲の拡大を図ることができる。ま
た、そのシャッタスピードの低速領域ではその入力光量
の変化率が大きくなることから、その低速領域でのオー
トアイリスの応答特性が改善される。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１乃至図３に基
づいて説明する。

【００１１】図１において、ＣＣＤカメラのシャッタ制
御回路は、被撮像体が電子アイリスレンズ１を介して連
続可変型の電子シャッタを備えたＣＣＤ素子（固体撮像
素子）２に結像し、そのＣＣＤ素子２で得られた電気信
号がプロセス回路３で信号処理し、ビデオ信号を得る際
、そのプロセス回路３の入力段の信号を検波する検波部
４と、この検波して得た信号を所定値と比較し、かつ積
分して電圧を得、つまり当該ＣＣＤ素子２の所定シャッ
タスピード（例えば１／６０）以上のシャッタスピード
の制御を可能とする入力光量に対する信号の電圧を得る
比較部５と、この電圧の信号を電子シャッタのスピード
（シャッタパルス期間）に対する入力光量の変化率（図
３に示す）の逆関数により対数圧縮する対数圧縮部６と
、この対数圧縮した電圧の信号を周波数の信号に変換す
るＶ／ｆコンバータ部７と、この周波数の信号に応じて
ＣＣＤ素子２のシャッタパルスを所定タイミングで発生
するタイミングジェネレータ部８とを備えている。

【００１２】次に、上記構成のＣＣＤカメラのシャッタ
制御回路の動作を説明すると、被撮像体からの光量（入
力光量）が所定値以上であり、つまりＣＣＤ素子２の電
子シャッタのスピードが所定値（例えば１／６０）以上
で制御されるものとする。

【００１３】すると、検波回路４にて検波された信号が
比較部５の積分回路で積分されて電圧（シャッタのコン
トロール電圧に相当する）にされ、この電圧値が対数圧
縮部６に入力され、図３に示す関数の逆関数で対数圧縮
される。すなわち、対数圧縮部６には予め電子シャッタ
のスピード（シャッタパルス期間）に対する入力光量の
変化率の逆関数が記憶されており、この逆関数がその入
力電圧の信号に掛けられる。

【００１４】これにより、入力光量が多くなり、つまり
比較部５の出力電圧（シャッタのコントロール電圧）が
大きくなり、そのシャッタスピードが高速領域に入って
いる場合、その出力電圧の変化（入力光量の変化率）が
その逆関数で小さくされ、一方その入力光量が少なくな
り、そのシャッタスピードが低速領域に入っている場合
、その変化率が逆関数で大きくされ、領域全般的におけ
る光量の変化率が一定にされる。

【００１５】その対数圧縮した電圧の信号がＶ／ｆコン
バータ部７で所定周波数の信号に変換され、この周波数
の信号によりタイミングジェネレータ部８からはＣＣＤ
素子２の電子シャッタのシャッタパルスが出力される。 すなわち、入力光量が多くなると、そのシャッタパルス
の期間が小さくされるが、その電子シャッタのシャッタ
スピードの高速領域においては、そのシャッタパルス期
間対光量の変化率を小さく抑える形になり、シャッタ制
御のループを安定化させることができ、ハンチングの発
生を防ぐことができ、ひいてはの高速領域の制御範囲を
拡大することができる。また、そのシャッタスピードの
低速領域においては、そのシャッタパルス期間対光量の
変化率を大きくする形になり、その低速領域におけるオ
ートアイリスの応答性を改善することができる。

【００１６】なお、被撮像体からの光量が所定値以下で
ある場合、当該ＣＣＤ素子２の電子シャッタのシャッタ
スピードが所定値（例えば１／６０）のノーマル状態に
設定され、対数圧縮部６を用いない。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＣＣＤ
のシャッタ制御回路によれば、入力光量に応じてＣＣＤ
素子の連続可変型電子シャッタのシャッタパルス期間を
可変する際、そのシャッタパルス期間対光量の変化率を
非線形回路でリニアとし、シャッタスピードが高速領域
になる程、その光量の変化率を小さくし、そのシャッタ
スピードが低速になる程、その光量の変化率を大きくす
る形にしたので、シャッタスピードの高速領域ではシャ
ッタの制御ループの安定化を図ることができ、ハンチン
グ発生を防ぎ、その制御範囲の拡大を図ることができ、
そのシャッタスピードの低速領域ではシャッタの応答性
を向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すＣＣＤカメラのシャ
ッタ制御回路の概略的ブロック図

【図２】ＣＣＤカメラのシャッタ制御を説明するシャッ
タパルス期間対光量（入力光量）の概略的グラフ図

【図
３】ＣＣＤカメラのシャッタ制御を説明するシャッタパ
ルス期間対光量の変化率の概略的ブラフ図

【符号の説明】

２　　ＣＣＤ素子（固体撮像素子） ４　　検波部 ５　　比較部 ６　　対数圧縮部 ７　　Ｖ／ｆコンバータ部 ８　　タイミングジェネレータ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被撮像体の映像をオートアイリスレン
   ズにてＣＣＤ素子（固体撮像素子）に結像し、その被撮
   像体のビデオ信号を得る際、そのＣＣＤ素子の電子シャ
   ッタを入力光量に応じて連続可変するＣＣＤカメラのシ
   ャッタ制御回路において、前記ＣＣＤ素子からの信号を
   プロセス回路で信号処理してビデオ信号を得る際、その
   プロセス回路の入力段の信号を検波する検波手段と、該
   検波手段で検波した信号のうち所定値レベル以上の信号
   を得、かつその信号を成分して電圧値の信号を得る比較
   手段と、該比較手段で得た信号を前記電子シャッタのス
   ピード（シャッタパルス期間）に対する入力光量の変化
   率の逆関数により対数圧縮した電圧値に変換する対数圧
   縮手段と、該対数圧縮手段で得た電圧値に対応する周波
   数の信号に変換するＶ／ｆコンバータと、このＶ／ｆコ
   ンバータで得た周波数の信号を前記電子シャッタのスピ
   ードを制御するシャッタパルスを発生するタイミングジ
   ェネレータとを備え、前記電子シャッタのスピードが高
   速領域になる程、前記入力光量の変化率を小さくし、そ
   のスピードが低速領域になる程、その変化率を大きくす
   るように、それら領域における入力光量の変化率を一定
   となるようにしたことを特徴とするＣＣＤカメラのシャ
   ッタ制御回路。