JPH0435950B2 - - Google Patents
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- JPH0435950B2 JPH0435950B2 JP57026937A JP2693782A JPH0435950B2 JP H0435950 B2 JPH0435950 B2 JP H0435950B2 JP 57026937 A JP57026937 A JP 57026937A JP 2693782 A JP2693782 A JP 2693782A JP H0435950 B2 JPH0435950 B2 JP H0435950B2
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- aperture
- voltage
- circuit
- electrochromic element
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/75—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing optical camera components
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、撮像装置の絞り装置に関し、特に、
その絞り込み時の特性の改善に関する。
その絞り込み時の特性の改善に関する。
ビデオカメラなどの撮像装置においては、撮像
素子のダイナミツクレンジが狭いために、入射光
量を制御するために、絞り装置は不可欠である。
第１図、ビデオカメラの絞り装置の実際を示す図
である。第１図において被写体１０１はレンズ１
０２にとらえられ、絞り装置１０３を通つて、撮
像管１０４に結像する。撮像管１０４で得られた
信号電流はプリアンプ１０５で増幅され、プロセ
ス回路１０６を通つて出力回路１０７から映像信
号１０８として得られる。プロセス回路で得られ
る直流クランプされた映像信号は平滑回路１０９
で直流にされ、絞り制御増幅器１１０に入力され
る。絞り制御増幅器１１０は、参照電圧発生回路
１１１からの参照電圧と比較して得た制御信号電
圧によつて絞り装置１０３を制御し入射光量が適
正になる様にする。すなわち明るい時は絞りを絞
り、暗い時は絞りを開く訳である。この装置は昔
から用いられているが、非常に明かるい情景を写
す時には、絞り装置は、開口部を極めて小さく絞
り込んでいるため、ピンホール効果が生じ、レン
ズのゴミ、キズ撮像管面上のゴミ、キズ、光路中
のホコリ等の像が写し出されたり、絞り装置の伝
達特性上の動作角の光量変化に対する利得が極め
て大きくなるため制御回路が不安定になつてハン
チング現象を起こしやすいという欠点があつた。
これらを防ぐために、光路中にNDフイルタを挿
入すると良いが、扱いが面倒で、しかも連続的に
広い照度範囲の被写体を撮像することは不可能で
あつた。更にビデオカメラに用いた場合には、被
写体照度が高い時に、電子ビユーフアインダ等を
用いてピント合せを行う場合、被写界深度が深す
ぎて正確なピントが合わず、同じ距離で、被写体
照度の低い場面に情景を移して行つた時にピンボ
ケになる等の欠点もあつた。
素子のダイナミツクレンジが狭いために、入射光
量を制御するために、絞り装置は不可欠である。
第１図、ビデオカメラの絞り装置の実際を示す図
である。第１図において被写体１０１はレンズ１
０２にとらえられ、絞り装置１０３を通つて、撮
像管１０４に結像する。撮像管１０４で得られた
信号電流はプリアンプ１０５で増幅され、プロセ
ス回路１０６を通つて出力回路１０７から映像信
号１０８として得られる。プロセス回路で得られ
る直流クランプされた映像信号は平滑回路１０９
で直流にされ、絞り制御増幅器１１０に入力され
る。絞り制御増幅器１１０は、参照電圧発生回路
１１１からの参照電圧と比較して得た制御信号電
圧によつて絞り装置１０３を制御し入射光量が適
正になる様にする。すなわち明るい時は絞りを絞
り、暗い時は絞りを開く訳である。この装置は昔
から用いられているが、非常に明かるい情景を写
す時には、絞り装置は、開口部を極めて小さく絞
り込んでいるため、ピンホール効果が生じ、レン
ズのゴミ、キズ撮像管面上のゴミ、キズ、光路中
のホコリ等の像が写し出されたり、絞り装置の伝
達特性上の動作角の光量変化に対する利得が極め
て大きくなるため制御回路が不安定になつてハン
チング現象を起こしやすいという欠点があつた。
これらを防ぐために、光路中にNDフイルタを挿
入すると良いが、扱いが面倒で、しかも連続的に
広い照度範囲の被写体を撮像することは不可能で
あつた。更にビデオカメラに用いた場合には、被
写体照度が高い時に、電子ビユーフアインダ等を
用いてピント合せを行う場合、被写界深度が深す
ぎて正確なピントが合わず、同じ距離で、被写体
照度の低い場面に情景を移して行つた時にピンボ
ケになる等の欠点もあつた。
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、開口
面積可変式の欠点を補いつつ良い面を残すことを
目的とする。
面積可変式の欠点を補いつつ良い面を残すことを
目的とする。
本発明は上記目的を達成するために開口面積可
変式の絞り装置と、印加電圧によつて透過率の変
化するエレクトロクロミツク素子を組合せて用い
る。すなわち、暗いところから明かるさの点まで
は開口面積を可変して絞り調節を行い、ピンホー
ル効果によつて、レンズ、撮像管のキズ、ゴミ等
の影響が出たり、絞り装置の動作角対光量変化の
利得が制御回路系を不安定にしない様にし、それ
より絞り込む場合は、エレクトロクロミツク素子
を用いてその透過率を変化させて行うことであ
る。
変式の絞り装置と、印加電圧によつて透過率の変
化するエレクトロクロミツク素子を組合せて用い
る。すなわち、暗いところから明かるさの点まで
は開口面積を可変して絞り調節を行い、ピンホー
ル効果によつて、レンズ、撮像管のキズ、ゴミ等
の影響が出たり、絞り装置の動作角対光量変化の
利得が制御回路系を不安定にしない様にし、それ
より絞り込む場合は、エレクトロクロミツク素子
を用いてその透過率を変化させて行うことであ
る。
以下に本発明を詳述する。
第２図は本発明の実施例を示す図である。被写
体１０１は、レンズ１０２でとらえられ、所定の
最小絞り開口を持つ機械的な絞り装置２０１を通
り、さらに、エレクトロクロミツク素子２０２を
通つて撮像管１０４の感光面に結像する。撮像管
１０４で得られた信号電流は、プリアンプ１０５
で増幅されて、所望の電圧レベルになり、プロセ
ス回路１０６を通つて出力回路１０７から、映像
出力１０８として得られる。この時プロセス回路
１０６で得られる直流クランプされた映像信号
は、平滑回路１０９で直流にされて、絞り制御増
幅回路１１０に入力される。絞り制御増幅回路１
１０は、参照電圧発生回路１１１からの参照電圧
と平滑回路１０９で得た電圧を比較して絞り制御
信号電圧２０３を発生させて電圧比較アナログス
イツチ回路２０４に入力される。電圧比較アナロ
グスイツチ回路２０４に入力された絞り制御信号
２０３は、電圧比較器２０５とアナログスイツチ
２０６及び絞り装置２０１に入力される。電圧比
較器２０５は、切替点制御参照電圧発生回路２０
７からの参照電圧と絞り制御信号電圧２０３、を
比較する。比較器２０５は第３図ｃに示す入出力
特性を持ちアナログスイツチ２０６を切換制御す
る。絞り制御信号電圧は、被写体照度により、第
３図ａの様に変化する。また、絞り装置２０１
は、制御電圧により第３図ｂの如く開口が変化す
る。つまり、絞り装置２０１は、開口率が“全
開”から、絞りきつた状態でもある程度“開”の
状態を保つ。ここでは10％とする。
体１０１は、レンズ１０２でとらえられ、所定の
最小絞り開口を持つ機械的な絞り装置２０１を通
り、さらに、エレクトロクロミツク素子２０２を
通つて撮像管１０４の感光面に結像する。撮像管
１０４で得られた信号電流は、プリアンプ１０５
で増幅されて、所望の電圧レベルになり、プロセ
ス回路１０６を通つて出力回路１０７から、映像
出力１０８として得られる。この時プロセス回路
１０６で得られる直流クランプされた映像信号
は、平滑回路１０９で直流にされて、絞り制御増
幅回路１１０に入力される。絞り制御増幅回路１
１０は、参照電圧発生回路１１１からの参照電圧
と平滑回路１０９で得た電圧を比較して絞り制御
信号電圧２０３を発生させて電圧比較アナログス
イツチ回路２０４に入力される。電圧比較アナロ
グスイツチ回路２０４に入力された絞り制御信号
２０３は、電圧比較器２０５とアナログスイツチ
２０６及び絞り装置２０１に入力される。電圧比
較器２０５は、切替点制御参照電圧発生回路２０
７からの参照電圧と絞り制御信号電圧２０３、を
比較する。比較器２０５は第３図ｃに示す入出力
特性を持ちアナログスイツチ２０６を切換制御す
る。絞り制御信号電圧は、被写体照度により、第
３図ａの様に変化する。また、絞り装置２０１
は、制御電圧により第３図ｂの如く開口が変化す
る。つまり、絞り装置２０１は、開口率が“全
開”から、絞りきつた状態でもある程度“開”の
状態を保つ。ここでは10％とする。
ここで、被写体照度がL2以下においては比較
器２０５出力はVLとなりアナログスイツチ２０
６は図示の如く接続され、絞り制御増幅回路１１
０からの絞り制御信号電圧が絞り装置２０１に供
給され、通常の絞り制御がされる。また、被写体
照度が上がつてL2以上となつたとすると、比較
器２０５入力がV2より上がり、出力がV4になり
アナログスイツチ２０６は破線のように、切り替
わる。この時特絞り装置２０１は制御電圧がV2
以上でもあるので10％開口の絞り状態に保持され
る。すなわち、暗い時（所定照度以上の時）に絞
り制御増幅回路１１０と絞り装置２０１を接続し
て光量制御を行なつたものが、明るい時（所定照
度以上の時）、絞り装置２０１を最少絞りとし絞
り制御増幅回路１１０とエレクトロクロミツク素
子２０２を接続することになる。
器２０５出力はVLとなりアナログスイツチ２０
６は図示の如く接続され、絞り制御増幅回路１１
０からの絞り制御信号電圧が絞り装置２０１に供
給され、通常の絞り制御がされる。また、被写体
照度が上がつてL2以上となつたとすると、比較
器２０５入力がV2より上がり、出力がV4になり
アナログスイツチ２０６は破線のように、切り替
わる。この時特絞り装置２０１は制御電圧がV2
以上でもあるので10％開口の絞り状態に保持され
る。すなわち、暗い時（所定照度以上の時）に絞
り制御増幅回路１１０と絞り装置２０１を接続し
て光量制御を行なつたものが、明るい時（所定照
度以上の時）、絞り装置２０１を最少絞りとし絞
り制御増幅回路１１０とエレクトロクロミツク素
子２０２を接続することになる。
ここで、エレクトロクロミツク素子について説
明する。エレクトロクロミツク素子は、たとえ
ば、特開昭56−4679号公報に示されるもので、第
４図に示す様な構造を有した全固体形の電圧によ
る分光透過率可変の光学フイルタ素子である。第
５図において、被膜等の透明電極４０１と４０２
の間に、Ta2O5、SiO2膜等の絶縁層４０３を介し
て、Ir（OH）x、Ni（OH）x等の第１発色層４０４
とWO3、MoO3等の第２発色層４０５が積層され
た構造が、ガラス基板４０６上に形成されてい
る。４０１〜４０５の各膜は２−3μｍ程度と薄
いので、全体の厚みは、基板ガラスの厚みで決ま
る。ここに電圧を印加すると、同時に２つの発色
層が発色して様々な色に着色し、透過特性が変化
する。第５図は、印加電圧と透過特性の変化の様
子を示す。発色は電極に印加した電源から供給さ
れた電荷量で決まり、電圧が平衡に達すると、電
流は流れなくなるので、回路的には見掛上コンデ
ンサとして動作する。そして、この状態は電源を
取り去つても外部に電荷を移動させない限り、保
持される。従つて、素子自身がメモリとしての機
能を有している。メモリ時間は、外部回路のリー
クによつてほぼ決まり、このままでも10時間以上
の保持が可能なので通常の用途にはあえてメモリ
を必要としない。また消色させるには与えた電荷
を抜いてやればよいから抵抗を接続するか、速く
消したい時は逆電圧を加えてやれば良い。その時
の応答は、発色消色温度が下がると遅くなる傾向
はあるが、共に数ms〜数msと速い。
明する。エレクトロクロミツク素子は、たとえ
ば、特開昭56−4679号公報に示されるもので、第
４図に示す様な構造を有した全固体形の電圧によ
る分光透過率可変の光学フイルタ素子である。第
５図において、被膜等の透明電極４０１と４０２
の間に、Ta2O5、SiO2膜等の絶縁層４０３を介し
て、Ir（OH）x、Ni（OH）x等の第１発色層４０４
とWO3、MoO3等の第２発色層４０５が積層され
た構造が、ガラス基板４０６上に形成されてい
る。４０１〜４０５の各膜は２−3μｍ程度と薄
いので、全体の厚みは、基板ガラスの厚みで決ま
る。ここに電圧を印加すると、同時に２つの発色
層が発色して様々な色に着色し、透過特性が変化
する。第５図は、印加電圧と透過特性の変化の様
子を示す。発色は電極に印加した電源から供給さ
れた電荷量で決まり、電圧が平衡に達すると、電
流は流れなくなるので、回路的には見掛上コンデ
ンサとして動作する。そして、この状態は電源を
取り去つても外部に電荷を移動させない限り、保
持される。従つて、素子自身がメモリとしての機
能を有している。メモリ時間は、外部回路のリー
クによつてほぼ決まり、このままでも10時間以上
の保持が可能なので通常の用途にはあえてメモリ
を必要としない。また消色させるには与えた電荷
を抜いてやればよいから抵抗を接続するか、速く
消したい時は逆電圧を加えてやれば良い。その時
の応答は、発色消色温度が下がると遅くなる傾向
はあるが、共に数ms〜数msと速い。
ここで、エレクトロクロミツク素子２０２には
絞り制御電圧２０３が高い時透過率が下がり、同
電圧２０３が低いと透過率が上がる様に電圧が印
加される。するとこの場合の様に被写体照度が増
加するとエレクトロクロミツク素子は透過率が下
がり映像レベルが増えない様に撮像管１０４への
入射光量を下げる。こうして映像信号は絞り制御
参照電圧１１１によつて定められる一定の映像レ
ベルを保つ。ここで逆に、被写体照度が下がると
逆の過程を経て映像レベルは一定に保たれる。そ
して被写体照度が更に下がつてエレクトロクロミ
ツク素子の透過率が最大になつたとすると絞り制
御電圧は、V2より下がつてアナログスイツチ２
０６がエレクトロクロミツク素子２０２から絞り
装置２０１に切替わる。ところが、エレクトロク
ロミツク素子２０２は、先に説明した様にその特
性は制御電圧を外しても自己保持性のため、アナ
ログスイツチ２０６を切替えた時点での状態すな
わち透過率最大を保持し続けているので、これ以
降更に被写体照度が下がつた時には、絞り装置２
０１で、自動的に、映像レベルが一定に保たれ
る。ビデオカメラでは電子ビユフアインダを用い
て撮像した信号をモニタしながら撮像していくが
被写体の明るさは情景に応じて連続的に変化す
る。この場合でも被写界深度がある値以上深くな
らないため、ピントが正確に合わせることができ
るため情景の照度変化に対してピントを合わせな
おす必要がないためアクテイブな画面の撮影が可
能となる。なお、本実施例では、撮像素子として
撮像管を用いたがこれに限ることはなく、固体撮
像素子を用いたものでもよい。また、説明は、ビ
デオカメラへの応用を示したがこれに限ることな
く、たとえば被写体の露光時間が一定となる観光
部材を用いたシネカメラに応用し、その測光素子
の出力を用いても同様の効果を得ることができ
る。絞り装置の開口値に関しても実施例の値にこ
だわる必要はなく、ビデオカメラではf11相当程
度までの絞り込みを用いていれば初期の効果を達
することができる。
絞り制御電圧２０３が高い時透過率が下がり、同
電圧２０３が低いと透過率が上がる様に電圧が印
加される。するとこの場合の様に被写体照度が増
加するとエレクトロクロミツク素子は透過率が下
がり映像レベルが増えない様に撮像管１０４への
入射光量を下げる。こうして映像信号は絞り制御
参照電圧１１１によつて定められる一定の映像レ
ベルを保つ。ここで逆に、被写体照度が下がると
逆の過程を経て映像レベルは一定に保たれる。そ
して被写体照度が更に下がつてエレクトロクロミ
ツク素子の透過率が最大になつたとすると絞り制
御電圧は、V2より下がつてアナログスイツチ２
０６がエレクトロクロミツク素子２０２から絞り
装置２０１に切替わる。ところが、エレクトロク
ロミツク素子２０２は、先に説明した様にその特
性は制御電圧を外しても自己保持性のため、アナ
ログスイツチ２０６を切替えた時点での状態すな
わち透過率最大を保持し続けているので、これ以
降更に被写体照度が下がつた時には、絞り装置２
０１で、自動的に、映像レベルが一定に保たれ
る。ビデオカメラでは電子ビユフアインダを用い
て撮像した信号をモニタしながら撮像していくが
被写体の明るさは情景に応じて連続的に変化す
る。この場合でも被写界深度がある値以上深くな
らないため、ピントが正確に合わせることができ
るため情景の照度変化に対してピントを合わせな
おす必要がないためアクテイブな画面の撮影が可
能となる。なお、本実施例では、撮像素子として
撮像管を用いたがこれに限ることはなく、固体撮
像素子を用いたものでもよい。また、説明は、ビ
デオカメラへの応用を示したがこれに限ることな
く、たとえば被写体の露光時間が一定となる観光
部材を用いたシネカメラに応用し、その測光素子
の出力を用いても同様の効果を得ることができ
る。絞り装置の開口値に関しても実施例の値にこ
だわる必要はなく、ビデオカメラではf11相当程
度までの絞り込みを用いていれば初期の効果を達
することができる。
以上説明した様に本発明によれば、機械絞り装
置を用いた絞り回路では不安定となつていた、絞
り込み状態を、エレクトロクロミツク素子によつ
て絞り込みを行うことにより極めて安定に制御す
ることができる。更には、絞り込み状態では合わ
せにくかつたピント調節も、被写界深度が必要以
上深くならないため正確に行うことができる。特
に、ビデオカメラに用いた場合の様に被写体の明
るさの変化範囲が広く、しかも即時対応を要求さ
れる場合においては効果は絶大である。
置を用いた絞り回路では不安定となつていた、絞
り込み状態を、エレクトロクロミツク素子によつ
て絞り込みを行うことにより極めて安定に制御す
ることができる。更には、絞り込み状態では合わ
せにくかつたピント調節も、被写界深度が必要以
上深くならないため正確に行うことができる。特
に、ビデオカメラに用いた場合の様に被写体の明
るさの変化範囲が広く、しかも即時対応を要求さ
れる場合においては効果は絶大である。
第１図は、従来の絞り装置を持つた撮像装置の
構成図、第２図は、本発明による絞り装置を持つ
た撮像装置の構成図、第３図は、絞り回路の特性
を示す図で、第３図ａは、被写体照度と絞り制御
信号電圧の関係を示し、第３図ｂは絞り制御電圧
と絞り装置の開口の関係を示す図、第３図ｃは絞
り制御電圧と比較器出力の関係を示す図、第４図
は、エレクトロクロミツク素子の構成を示す図、
第５図は、エレクトロクロミツク素子の印加電圧
と透過率の関係を示す図である。 １０１……被写体、１０２……レンズ、１０４
……撮像管、１０５……プリアンプ、１０６……
プロセス回路、１０７……出力回路、１０９……
平滑回路、１１０…絞り制御増幅回路、１１１…
…参照電圧発生回路、２０１……絞り装置、２０
２……エレクトロクロミツク素子、２０４……電
圧比較アナログスイツチ回路、２０５……電圧比
較器、２０６……アナログスイツチ、２０７……
絞り切替点制御参照電圧発生回路。
構成図、第２図は、本発明による絞り装置を持つ
た撮像装置の構成図、第３図は、絞り回路の特性
を示す図で、第３図ａは、被写体照度と絞り制御
信号電圧の関係を示し、第３図ｂは絞り制御電圧
と絞り装置の開口の関係を示す図、第３図ｃは絞
り制御電圧と比較器出力の関係を示す図、第４図
は、エレクトロクロミツク素子の構成を示す図、
第５図は、エレクトロクロミツク素子の印加電圧
と透過率の関係を示す図である。 １０１……被写体、１０２……レンズ、１０４
……撮像管、１０５……プリアンプ、１０６……
プロセス回路、１０７……出力回路、１０９……
平滑回路、１１０…絞り制御増幅回路、１１１…
…参照電圧発生回路、２０１……絞り装置、２０
２……エレクトロクロミツク素子、２０４……電
圧比較アナログスイツチ回路、２０５……電圧比
較器、２０６……アナログスイツチ、２０７……
絞り切替点制御参照電圧発生回路。
Claims (1)
- １ 光路中に設置される所定開口となる最少絞り
状態が設定された絞り制御可能な絞り装置及び透
過率が制御可能なエレクトロクロミツク素子と、
これら絞り装置及びエレクトロクロミツク素子を
介した被写体光が照射される感光素子と、この感
光素子への被写体光照度が所定値以下のとき前記
絞り装置のみを制御し、所定値以上のとき前記絞
り装置を最少絞り制御するとともに前記エレクト
ロクロミツク素子を制御する光量制御手段とを具
備する撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57026937A JPS58145278A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 撮像装置 |
| US06/467,884 US4554587A (en) | 1982-02-22 | 1983-02-18 | Image pickup apparatus |
| NL8300636A NL8300636A (nl) | 1982-02-22 | 1983-02-21 | Beeldopneeminrichting, in het bijzonder een beeldopneeminrichting, zoals een videocamera, die is voorzien van een diafragmamechanisme voor het geschikt instellen van de hoeveelheid licht, die invalt op een beeldopneemelement. |
| DE3306162A DE3306162C2 (de) | 1982-02-22 | 1983-02-22 | Bildaufnahmevorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57026937A JPS58145278A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145278A JPS58145278A (ja) | 1983-08-30 |
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