JPH0566792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は被写体像を電気信号に変換する撮像装
置に関し、特に露光量制御を行う撮像装置に関す
る。

〈従来技術の説明〉 従来、テレビジヨンカメラ等の撮像装置の露光
量制御は絞りの開口面積を撮像管或いは固体撮像
デバイスの検波出力で可変制御することにより行
われていた。第１図にその具体例を示す。

第１図において、１は絞りの開口面積を制御す
るアイリス板、２はCCD等の撮像素子、３はア
ンプ、４は検波回路、５は比較器、６はアイリス
モータ７を駆動するドライブ回路、８は自動利得
制御回路（以下AGCと称す）、９は検波回路、１
０は比較器である。

撮像素子２によつて光電変換された出力信号は
アンプ３で増幅され、平均値検波回路４に供給さ
れ撮像素子の平均出力レベルが検出される。その
出力は比較器５において基準電位V_R1と比較さ
れ、その差出力がドライブ回路６を通じてアイリ
ス板１の駆動モータ７を駆動する。それにより検
波回路４の出力が基準電位V_R1に等しくなる様に
アイリス板１により開口面積を制御するものであ
る。また、アンプ３の出力はAGC８に供給され、
この出力は検波回路９に供給され、この検波出力
は比較器１０において基準電位V_R2と比較され、
その差出力がAGC８に帰還されてAGC８の利得
が制御される。即ち、検波回路９の出力、即ち撮
像手段の平均出力レベルが基準電圧V_R2に等しく
なる様に、AGC８の利得が制御される。そして
AGC８の出力は公知の信号処理回路に伝達され、
テレビジヨン信号に変換される。

このように、撮像素子２の出力レベルに応じて
開口面積を制御することにより、撮像素子２の光
電変換出力の平均出力レベルがアイリスの制御範
囲では一定となり、被写体照度がアイリスの制御
範囲外の場合にはAGC８の利得制御により前記
平均出力レベルが一定に制御される。

従つて第２図に示す様に、アイリスの制御範囲
ICR内では被写体照度に関係なく撮像素子２の平
均出力レベルは一定値V_Aとなり、撮像素子２の
飽和出力レベルV_Sに対して常に同じ比率となつ
ている。アイリス板により開口面積の大きさは被
写体照度がＯ〜E_THまでは開放値に維持され、E_TH
以上では徐々に絞り込まれて小さくなる。ここで
V_A／V_Sを大きい値とすると特に被写体照度が高く、 しかもコントラスト比の大きい被写体、例えば快
晴時の海岸、或は雪山を背景とした人物の撮影時
に海岸、雪山等の部分が飽和レベルV_Sを超して
しまい、白抜けした画像がモニタ上に現われる。
これを防ぐ為にV_A／V_Sを小さな値とすると、AGC ８の利得を高くしなければならずSN比が劣化す
る。又、被写体照度がアイリスの制御範囲よりも
低照度の場合には更にAGC８の利得が高くなり、
SN比が非常に劣化する。

又一般に、被写体が低照度の場合には再現画像
のSN比が特に問題となり、高照度の場合にはコ
ントラストの高さ、即ち撮像のダイナミツクレン
ジの広さが再現画像の良否に大きな影響を与え
る。

〈発明の目的〉 本発明は上述の如き従来技術の欠点に鑑み、被
写体照度に応じてより適正な露光量制御を行いう
る撮像装置の提供を目的としている。

〈実施例の説明〉 第３図は本発明を適用しうる撮像装置のシステ
ムブロツク図である。図に於て第１図と同様の機
能を有するものには同じ符号を付した。１１はア
イリス板１の絞り値（開口面積）を指示するポテ
ンシオメータ、１２は加算器である。

比較器５の一方の端子にはアンプ３の出力を平
均値検波した検波電圧、即ち撮像電子の出力レベ
ルを示す電圧が入力され、他方の端子にはアイリ
ス板１の絞り値を示すポテンシオメータ１１の出
力電圧と電圧V_R3が加算された加算器１２の出力
電圧が基準電位として供給される。ポテンシオメ
ータ１１の出力電圧は絞りが閉じた時0Vで、開
放側に向うに従つて徐々に正の高い電圧となる。
従つて第４図に示す様に制御範囲ICRにおいて、
被写体照度が低くてアイリスが開放に近い状態の
時には基準電位が高くなり、撮像素子２の平均出
力レベルは比較的高く設定される。それにより、
AGC８の利得は低目に押えられ、SN比の劣化を
避けることが可能となる。

そして被写体照度が高くなるにつれて、アイリ
スが閉じ、ポテンシオメータ１１の出力電圧は低
くなり比較器５の（＋）側端子電圧が低くなる。
従つて、平均出力レベルは低くなり、高輝度部分
も撮像素子２の飽和レベルV_Sを超えなくなり、
高照度かつ高コントラストの画像であつても白抜
けない高品質の画像の撮像が可能となる。即ち、
撮像のダイナミツクレンジが広くなる。

このように再生画像に大きな影響を与える低照
度側でのSN比の改善、及び高照度側でのダイナ
ミツクレンジの拡大が簡単な構成で実現できる。

第５図は本発明の他の実施例である。この実施
例では第３図のポテンシオメータの代りに例えば
フオトダイオード等の光電変換素子１３を用いて
被写体照度を検出している。図において、第１
図，第３図と同様の機能を有するものには同じ符
号を付した。

光電変換素子１３には撮像素子に入射される光
学像と同じ像がアイリス板１を介さないで不図示
の光学系により投影されている。前記変換素子１
３の出力は反転アンプ１４を通して加算器１２に
入力され、基準電圧V_R4と加算され、比較器５の
（＋）側入力端子に加えられる。この結果、第３
図に示す第１の実施例と同様に第４図の如き特性
を得ることができる。又、反転アンプ１４の特性
を選択することにより制御範囲ICR内での所望の
特性を得ることができる。

又、平均出力レベルの可変制御は連続的に行う
必要はなく、ポテンシオメータ１１、光電変換器
１３の代りに第６図に示す更に他の実施例の様に
アイリス板１の開口の大きさによつて開閉するス
イツチ１５を設けることも可能である。即ち、低
照度の場合はスイツチ１５が閉じて加算器１２で
電圧V_R5と電圧V_R6が加算された電圧を基準電圧
とし、高照度の場合はスイツチ１５が開き、基準
電圧をV_R6として低く設定する。このように構成
することにより第７図に示す様に段階的な特性を
持たせることができる。尚、第６図において他の
部分は第１図と同様の構成である。

以上の実施例においてはアイリスにより絞りの
開口面積を制御して露光量制御を行う例について
のみ述べたが、撮像素子、撮像管等の撮像出力で
露出時間を制御する場合にも勿論適用可能であ
り、開口面積、露出時間の双方を制御する場合に
も適用できる。又、出力レベルの検出を被写体像
全面の平均によつて行う必要はなく、中央部分の
出力レベル、或は加重平均による出力レベル等も
公知の測光回路により検出することが可能であ
る。

〈効果の説明〉 以上の如く本発明に依れば撮像手段の出力レベ
ルを被写体の照度に応じて可変制御し、被写体が
低照度の時の出力レベルを高照度の時よりも高く
設定しているので、低照度側でのSN比の改善、
及び高照度側でのダイナミツクレンジの拡大が共
に実現でき、良質の画像再現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の撮像装置のシステムブロツク
図、第２図は第１図の回路による被写体照度と撮
像素子の出力レベルの関係を示す図、第３図は本
発明の第１の実施例のシステムブロツク図、第４
図は第３図の回路による被写体照度と撮像素子の
出力レベルの関係を示す図、第５図は他の実施例
のシステムブロツク図、第６図は更に他の実施例
の一部回路を示す図、第７図は第６図の回路によ
る被写体照度と出力レベルの関係を示す図であ
る。 図において、１はアイリス板、２は撮像素子、
４は平均値検波回路、５は比較器、６はドライブ
回路、７はアイリス板駆動モータ、８はAGC、
１１はポテンシオメータ、１２は加算器、１３は
光電変換素子、１４は反転アンプ、１５はスイツ
チを夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体を撮影して撮像面に結像させる撮影光
   学系と、 前記撮像面に結像された被写体像を電気信号に
   変換する撮像手段と、 前記撮像手段の出力レベルを検出するレベル検
   出手段と、 前記出力レベルの平均値が基準レベルに等しく
   なる如く前記撮像手段への入射光量を制御する露
   光量制御手段と、 前記被写体の照度を前記レベル検出手段を介さ
   ずに検出する被写体照度検出手段と、 前記被写体照度検出手段の出力に応じて前記基
   準レベルを可変する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記被写体が低照度の時の前
   記撮像手段の出力レベルが高照度の時よりも高く
   なる如く、前記基準レベルを可変制御するように
   構成されていることを特徴とする撮像装置。