JPH0654366U - 映像撮像装置の焦点深度自動調節回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 映像撮像装置の焦点深度自動調節回路は少な
くとも外部の信号によってセンタフォーカス制御命令が
印加されると、センタフォーカス設定状態にスイッチン
グされるスイッチと、スイッチを通じてセンタフォーカ
ス設定状態になるとシャッタ選択部にシャッタ速度制御
信号を出力するマイコンと、シャッタ選択部で選択され
たシャッタ速度によって制御された撮像素子の映像出力
信号をサンプリングし、ホールドするサンプリングホー
ルド回路と、サンプリングホールド回路を通じて出力さ
れるシャッタ速度のレベルを検出し、その検出結果によ
りマイコンの作動を制御するレベル検出手段とを包含し
てセンタフォーカス時に焦点深度をシャッタ速度制御に
よって自動調節する。 【効果】 映像撮像装置における被写体と周囲背景の深
度に差異を置いて撮像するのと同じ特殊撮像時にシャッ
タ速度を自動調節して焦点深度を調節することができる
ようにすることによって、従前の光学式のフィルターを
付着して使用することによる不便性が減少する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は映像撮像装置の焦点深度自動調節回路に関するものである。特に、特 殊撮像時に被写体の光量をシャッタ速度の制御によって自動調節するための焦点 深度自動調節回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般的に、映像撮像装置にはカムコーダやビデオカメラ、電子スチールカメラ 等がある。特に、ビデオカメラは被写体（風景や人物等）の画像を電気信号（映 像信号）に変換する装置であって、テレビジョンカメラまたはテレカメラと称す る。このようなビデオカメラで被写体を撮像すると、先ず撮像素子で光電変換さ れた映像信号が出力され、その出力された映像信号はサンプリングホールド回路 を通じて平均値やピーク値を引出して絞り検出部に印加して被写体の光量状態（ 照度；ＬＵＸ）により適正な光量がカメラに入射されるようにレンズの絞りの開 閉を制御する。このような絞りの開閉の程度によって焦点深度の深さが決定され る。ここで、焦点深度は被写体の位置を動かさないで焦点面を任意の距離以内で 前後に移動させて焦点を結像するもので、レンズの絞りを絞る程焦点深度が深く なる。このとき、焦点深度の深さは被写体のみならず、被写体を中心として一定 の距離内にある背景の深度も同じ深さを有するので、従来には被写体を中心とし たセンタフォーカスのような特殊撮像時にレンズの前面にセンタフォーカス型の 光学式フィルターを付着して焦点深度を調節した。それによってセンタフォーカ ス撮像時に毎回上記フィルターを付着しなければならない煩雑性があった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

したがって、本考案の目的は絞りをフル（全）開放して全撮像画面の焦点深度 を薄い深度にした条件で被写体の光量をシャッタ速度の制御によって調節してセ ンタフォーカス時に焦点深度を自動調節するための回路を提供することにある。

【０００４】

【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考案はレンズを通じて結像された被写体の光学像 を映像信号に変えるための撮像素子と、シャッタ速度を選択するためのシャッタ 選択部を具備した映像撮像装置において、 使用者が加えた外部の信号によってセンタフォーカス制御命令が印加すると、 スイッチングされるセンタフォーカス選択スイッチと、 上記センタフォーカス選択スイッチを通じてセンタフォーカス制御信号が印加 すると、上記シャッタ選択部にシャッタ速度制御信号を出力するマイコンと、 上記撮像素子の出力端に接続されて上記シャッタ選択部で選択されたシャッタ 速度によって制御された上記撮像素子の映像出力信号が印加すると、サンプリン グし、ホールドするサンプリングホールド回路と、 上記サンプリングホールド回路の出力端に接続されて上記センタフォーカス選 択スイッチの制御状態によりスイッチングされるスイッチと、 上記スイッチがＯＮされると上記サンプリングホールド回路の出力信号を受信 して積分し、基準信号と比較して上記出力信号のレベルを検出した後に上記マイ コンのシャッタ速度制御入力端に出力するレベル検出手段を包含することを特徴 とする。

【０００５】

【実施例】

以下、本考案を添付図面を参照して詳細に説明する。

【０００６】 図１は本考案による実施例であるセンタフォーカス時の焦点深度の自動調節回 路図であって、撮像素子とシャッタ選択部を具備した映像撮像装置に適用される 。その構成は次の通りである。

【０００７】 スイッチＳＷ１は外部信号によってセンタフォーカス選択信号が印加されると スイッチされるように構成される。マイコン１０はシステムの全機能を制御する ように構成される。サンプリングホールド回路３０は撮像素子の出力端に接続さ れて印加される映像信号をサンプリングし、ホールドするように構成される。

【０００８】 絞り検出回路４０は上記サンプリングホールド回路３０と絞り駆動部（図面に 例示されていない）との間に接続されてサンプリングホールド回路３０の出力信 号によって絞りの状態を制御するように構成される。

【０００９】 映像信号レベル検出手段５０は上記サンプリングホールド回路３０の出力信号 の平均値を１垂直周期（１フィールド）毎に得るために、接続点Ａ２と最低電位 ＧＮＤとの間に１垂直周期Ｖ_D 毎にスイッチングされるスイッチＳＷ２と、演算 増幅器ＯＰ１と、上記接続点Ａ２と上記演算増幅器ＯＰ１の反転入力端との間に 接続された抵抗Ｒ１と上記演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端と最低電位ＧＮＤと の間に接続された抵抗Ｒ２と、上記演算増幅器ＯＰ１の出力端と反転入力端との 間に接続されたコンデンサーＣ１と並列に接続されて１垂直周期毎にスイッチン グされるスイッチＳＷ３とから構成された積分器５１と、上記積分器５１の出力 端に接続されたインバータＩＮＶと、上記インバータＩＮＶの出力端に反転端子 を接続した演算増幅器ＯＰ２と、上記演算増幅器ＯＰ２の非反転端子に可変抵抗 ＶＲ１で調整された信号を接続するように構成された比較器５２と、上記比較器 ５２の出力端に入力端Ｄを接続し、非反転出力端Ｑをマイコン１０のシャッタ速 度制御端に接続してＤフリップフロップとから構成されたフリップフロップＦＦ １と、上記比較器５２とフリップフロップＦＦ１との間の接続点Ａ３と最低電位 ＧＮＤとの間に接続され垂直ブランキング信号が印加されるとき毎にスイッチン グされるスイッチＳＷ５とから構成される。

【００１０】 図２は図１によるシャッタ速度との絞りの特性図である。そして図１の作動を 図２と併せて詳細に説明する。

【００１１】 先ず、マイコン１０にはシャッタ速度に対する初期の出力値が

【００１２】

【数１】

【００１３】 秒になるようにセットされており、絞りはフル開放されている。上記

【００１４】

【数２】

【００１５】 秒は図２に示されているように本考案におけるシャッタ動作の最大値である。

【００１６】 その後に使用者によってシャッタフォーカスを撮像するための選択スイッチＳ Ｗ１がスイッチＯＮされるとマイコン１０に上記センタフォーカス制御信号が印 加される。その印加された制御信号によってマイコン１０は上述のようにシャッ タ選択部２０で

【００１７】

【数３】

【００１８】 秒のシャッタ速度が選択されるようにシャッタ選択部２０に制御信号を印加する 。シャッタ選択部２０は選択された

【００１９】

【数４】

【００２０】 秒のシャッタ速度に撮像素子を制御して、

【００２１】

【数５】

【００２２】 秒のシャッタ速度に制御された映像信号をサンプリングホールド３０に出力する 。サンプリングホールド３０でサンプリングされ、ホールドされた映像信号はス イッチＳＷ２の一側端と絞り検出回路４０に印加される。

【００２３】 上記絞り検出回路４０は入射光量が１０，０００ＬＵＸ以上であるときにのみ 過多露出された光量を検出してこれを補償することができるように絞りを絞る方 向に絞り駆動部（図示せず）が作動するように制御信号を出力するので現在とし ては別の動作をしない。

【００２４】 スイッチＳＷ２は上記スイッチＳＷ１がスイッチングされることにより自動ス イッチングされる。

【００２５】 したがって、上記サンプリングホールド回路３０の出力信号はスイッチＳＷ２ を通じて映像信号レベル検出手段５０内の上記出力信号が印加されると積分器５ １は同期信号発生手段（図示せず）で発生される垂直同期信号の１垂直周期毎に 積分され、その積分されたＤＣレベルの映像信号をインバータＩＮＶを通じて反 転された後に比較器５２の非反転入力端に印加すると比較器５２で可変抵抗ＶＲ １によって設定された基準電圧と比較して現在の信号レベルが適合な光量を載せ てあるかを判別してその結果をフリップフロップＦＦ１の入力端に印加する。こ のとき、比較器５２の出力は映像信号レベルが基準信号のレベルより低いとハイ 論理に出力され、適正レベルになるとロー論理に出力される。フリップフロップ ＦＦ１はクロック端に１／２垂直周期のクロック周期を有するクロック信号が印 加されるようにしたＤフリップフロップによって入力端Ｄに印加された信号を緩 衝作用を通じてそのままにマイコン１０に伝達する。即ち、入力端Ｄに印加され た信号がハイ論理であるときはハイ論理を出力し、ロー論理であるときはロー論 理を出力するが、マイコン１０からはロー論理が印加されるときはそのままにセ ットされた初期モードである

【００２６】

【数６】

【００２７】 秒のシャッタモードを選択する制御信号を出力し、ハイ論理が出力されたときは シャッタ速度をダウンさせてモードを選択するように制御信号を出力する。そし て、上記ダウンさせたモードが選択されると上述の過程を反復してレベル検出手 段５０を通じて適合性を判断し、印加された信号レベルが基準信号レベルより低 いと判断されるときには最小限に定常状態である

【００２８】

【数７】

【００２９】 秒まで継続的にシャッタ速度をダウンさせる。しかし、スイッチＳＷ５に垂直ブ ランキング期間の間にはＤフリップフロップの入力端Ｄにロー論理が印加してロ ー論理を出力されるようにして継続的にマイコン１０にハイ論理が印加されるの を防止し、一度入力信号に対する信号を出力した後に次に入力信号に対処するよ うにしてやる。

【００３０】 上述の図１の動作過程を通じて例を上げて説明すると次のようである。一つの 例として、上述のようにシャッタ速度が

【００３１】

【数８】

【００３２】 秒に設定されており、絞りがフル開放された状態で入射された光量が１０，００ ０ＬＵＸである場合、図２に示すように適切な映像信号レベルが調整される条件 であるので、レベル検出指弾５０の出力はロー論理になり、適合な焦点深度を有 するセンタフォーカスの映像信号が再現される。

【００３３】 また他の一つの例として、１，０００ＬＵＸの照度が入射される場合には１０ ，０００ＬＵＸより映像信号が暗いのでレベル検出手段５０内の比較器５２の出 力はハイ論理になり、したがってマイコン１０に印加される信号もまたハイ論理 になってマイコン１０はシャッタ速度をダウンする作業に入る。即ち、図２にお いてのように初期セッティング値が

【００３４】

【数９】

【００３５】 秒であったので、一度ハイ論理が印加されると

【００３６】

【数１０】

【００３７】 秒にダウンされる。その後にも継続的に映像信号レベルが適合しないので、ハイ 論理がマイコン１０に印加されて

【００３８】

【数１１】

【００３９】 秒にダウンされる。しかし、図２のように１，０００ＬＵＸの照度が印加される 場合にはシャッタ速度が

【００４０】

【数１２】

【００４１】 秒のモードに選択されなければならないので、

【００４２】

【数１３】

【００４３】 秒のモードが選択されるまで上述の過程を反復し、

【００４４】

【数１４】

【００４５】 秒のモードが選択されるとレベル検出手段５０はロー論理をマイコン１０に出力 する。

【００４６】 また、一つの例として、１００，０００ＬＵＸの照度が入射された場合にはシ ャッタ速度が最高

【００４７】

【数１５】

【００４８】 秒に固定されているので、更にシャッタ速度を上昇させて深度を調節するという のは不可能である。したがって、絞り検出回路４０を通じて図２のように絞りを １．４Ｆ（レンズ口径比）のフル開放状態で２．８Ｆに閉じて過多露出された光 量程補償された適合した焦点深度を具備した映像信号を再現させる。

【００４９】

【考案の効果】

上述のように本考案は映像撮像装置における被写体と周囲背景の深度に差異を 置いて撮像するのと同じ特殊撮像時にシャッタ速度を自動調節して焦点深度を調 節することができるようにすることによって、従前の光学式のフィルターを付着 して使用することによる不便性を減少させる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による一実施例の焦点深度自動調節回路
である。

【図２】図１によるシャッタ速度と絞りの特性図であ
る。

【符号の説明】

１０ マイコン ２０ シャッタモード選択部 ３０ サンプリングホールド回路 ４０ 絞り検出回路 ５０ 映像信号レベル検出手段 ５１ 積分器 ５２ 比較器 ＦＦ１ フリップフロップ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを通じて結像された被写体の光学
   像を映像信号に変えるために撮像素子とシャッタ速度を
   選択するためのシャッタ選択部（２０）を具備した映像
   撮像装置において、 使用者が加えた外部信号によってセンタフォーカス制御
   命令が印加するとスイッチングされるセンタフォーカス
   選択スイッチ（ＳＷ１）と、 上記スイッチ（ＳＷ１）を通じてセンタフォーカス制御
   信号が印加されると上記シャッタ選択部（２０）にシャ
   ッタ速度制御信号を出力するマイコン（１０）と、 上記撮像素子の出力端に接続されて上記シャッタ選択部
   （２０）で選択されたシャッタ速度によって制御された
   上記撮像素子の映像出力信号が印加されると、サンプリ
   ングし、ホールドするサンプリングホールド回路（３
   ０）と、 上記サンプリングホールド回路（３０）の出力端に接続
   されて上記スイッチ（ＳＷ１）の制御状態によりスイッ
   チングされるスイッチ（ＳＷ２）と、 上記スイッチ（ＳＷ２）がＯＮされると、上記サンプリ
   ングホールド回路（３０）の出力信号を受信して積分
   し、基準信号と比較して上記出力信号のレベルを検出し
   た後に上記マイコン（１０）のシャッタ速度制御入力端
   に出力するためのレベル検出手段（５０）を包含したこ
   とを特徴とする焦点深度の自動調節回路。
2. 【請求項２】 前記レベル検出手段（５０）は上記サン
   プリグホールド回路（３０）の出力信号が印加されると
   垂直周期に積分する積分器（５１）と、 上記積分器（５１）の出力信号を反転するインバータ
   （ＩＮＶ）と、 上記インバータの出力信号を基準信号と比較する比較器
   （５２）と、 上記比較器（５２）の出力信号を緩衝する緩衝器（ＦＦ
   １）と、 上記比較器（５２）の緩衝器（ＦＦ１）との間の接続点
   （Ａ３）に垂直ブランキングパルスが印加されるとき毎
   にスイッチングされるスイッチ（ＳＷ５）とから構成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の焦点深度自動調
   節回路。