JPH0722355B2 - 露出制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は映像信号を基準レベルと比較する為の比較装置
又は被写体像を電気信号に変換する撮像手段を有する撮
像装置の露出制御装置に関する。

（従来技術） 従来、動画撮影を行う撮像装置に於ては撮像手段により
得られた映像信号のレベルを検出して絞りの絞り値を制
御するオートアイリスが用いられている。このように撮
像手段の出力信号を用いている為精度の高い露光量制御
が可能である。

そして最近、半導体技術の進歩によりCCD,BBD等の固体
撮像素子が開発され、磁気記録技術の進歩と相俟つて静
止画撮影を行う撮像装置も提案されている。静止面撮影
を行う場合には露光量制御を迅速に行わないといわゆる
シヤツターチヤンスを逃してしまうので常時オートアイ
リス動作を行つているのが望ましいが、電力消費の点か
ら不利である。そこで電源スイツチとレリーズスイツチ
を分けることが考えられるが、この場合には電源スイツ
チを投入してから撮像素子及び信号処理回路が安定して
適正な絞り値を求めるのに要する時間（T1）と、絞りが
適正な値から大きくずれていた時、絞りを適正な値にな
るまで駆動するのに要する時間（T2）の両方がかかる。

一方、従来の銀塩フイルムを用いるカメラにおいては測
光手段としてSPC等の外部測光素子を用いているので露
光量制御は単純な構成となり、又迅速な制御も可能であ
る。しかしながら、かかる方式を用いた場合には精度の
点では撮像手段の出力による制御に比べて劣つていると
いう欠点があつた。

又、撮像手段の出力による制御の場合も適正な露出制御
値は誤差増幅器等において比較される基準電圧によつて
決定される。従つてこの基準電位の温度変動や、積分回
路に入力する映像信号の直流電位の変動や、撮像装置の
暗電流の増減による映像信号の黒レベルの変動などは露
出制御値に大きな誤差を生じさせることになる。特に中
央部点測光や、部分測光等では映像信号の測光に関与す
る領域が狭い為、積分回路３の積分出力は小さくなり、
上記の変動による露出制御値の誤差は非常に大きいもの
となつてしまう。

（目的） 本発明は上述従来例の欠点を簡易な構成で除去し迅速か
つ高精度で安定な露出制御装置を提供することを目的と
している。

又、このような露出制御装置等に適した比較装置を提供
する事を目的としている。

（実施例） 以下実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の露出制御装置の第１実施例を示すもの
で、１はCCDイメージセンサー等の撮像手段としての撮
像装置、２は信号処理回路、３は積分回路で、４は積分
回路３の出力を一定周期、例えば１フイールド毎にサン
プルホールドするサンプルホールド回路、５は比較手段
としての誤差増幅器であり、サンプルホールド回路４の
出力を所定の基準電圧源６の基準電位Vrefと比較し、そ
の誤差信号を増幅する。７は被写体の光量を測光する為
の測光素子、８は測光素子７の出力を増幅するアンプ、
９は演算回路であつて、アンプ８の出力から絞り情報を
出力する。10は誤差増幅回路５の出力または演算回路５
の出力により絞りモータ11を駆動する露出制御手段とし
ての絞り駆動回路である。12はタイミング信号発生器で
あり、電子スイツチ14,15の開閉のタイミングを制御す
る為のタイミング信号P1,P2と、サンプルホールド回路
４を制御する為のサンプリングパルスP3を供給する。

第１図の回路動作を第２図のタイミング図を用いて説明
する。不図示の電源スイツチにより第２図（ａ）に示す
様に電源が投入されるとタイミング信号発生器12から第
２図（ｂ）に示す様なタイミング信号P1が出力され、電
子スイツチ15が閉じる。またタイミング信号P1は反転器
13によつて反転され、第２図（ｃ）に示す様なタイミン
グ信号P2となり、電子スイツチ14は開かれる。この時測
光素子７からは被写体の光量に応じた測光信号が出力さ
れ、アンプ８によつて増幅され、演算回路９によつて測
光信号に応じた絞り情報が出力される。この演算回路９
の出力は電子スイツチ15を経て絞り駆動回路10に供給さ
れ絞りモータ11を駆動する。従つて絞りは第２図（ｅ）
に示す様に時刻T3にて絞り値AV2に設定される。時刻T3
は測光素子７から測光信号の出力に基づき演算回路９か
ら絞り情報を出力し、絞りが設定されるまでの時間で通
常非常に短時間とすることが可能である。

絞り値がAV2に設定された後、時刻T4においてタイミン
グ信号P1はローレベルに切り替わり、従つてタイミング
信号P2がハイレベルとなる。つまり電子スイツチ15が開
かれ、電子スイツチ14が閉じられる。時刻T4は撮像装置
１、信号処理回路２が正常に動作するまでの時間とすれ
ば良い。従つて絞り値AV2によつて制御された露光量に
応じた映像信号が撮像装置から得られ、信号処理回路２
によつて一画面中のある部分を重み付けした映像信号が
出力される。つまり重み付けのし方によつて平均測光、
中央部重点測光、部分測光などが可能となるが、これら
は公知のもので良いので詳細な説明は省略する。この測
光用に信号処理された映像信号は積分回路３によつて積
分され、サンプルホールド回路４において第２図（ｄ）
に示す様なサンプリングパルスによりサンプルホールド
される。このサンプリングパルスは例えば１フイールド
毎に発生するパルスである。サンプルホールドされた出
力は誤差増幅回路５において予め設定された基準電圧Vr
efと比較され、その誤差信号が増幅されて電子スイツチ
14を経て絞り駆動回路10に供給され、絞りモータ11を駆
動し、第２図（ｅ）に示す様に時刻T5で絞り値は適正な
絞り値AV1に設定される。つまり最終的には映像信号に
より絞り値が制御されるので高精度な絞り制御が短時間
で行われることになる。

次に第３図、第４図は本発明の第２の実施例を示すもの
であり、第１図と同一の機能を有するものには同一の符
号を附してある。

第３図において、16は信号処理回路２の出力信号の黒レ
ベルを保持する為のサンプルホールド回路である。黒レ
ベルは予め撮像装置１の光電変換面の一部に光遮蔽を施
すことによつて作り出されるもので、映像信号の黒レベ
ルクランプに使われるものと同じで良い。17はサンプル
ホールド回路16の出力をレベルシフトするレベルシフト
回路であり、レベルシフトする量は最適な絞り値となる
様に選んでやれば良い。このサンプルホールド回路16及
びレベルシフト回路により基準値形成手段SPが構成され
ている。

第３図の回路動作を第４図のタイミング図を用いて詳細
に説明する。

第４図において時刻T4′までの絞り値の変化は第２図に
おける変化と変わらない。従つて絞りAV2によつて制御
された露光量に応じた映像信号が撮像装置１から得ら
れ、これが信号処理回路２を経て積分回路３へ供給され
る。それと同時にサンプルホールド回路16へも供給さ
れ、タイミング発生器18から出力される第４図（ｅ）に
示す様なサンプリングパルスP4により、予め設けられた
黒レベル部分をホールドする。尚このサンプリングパル
スP4は、撮像装置の黒レベル生成部分と時間位相が一致
するものである。第４図では一例として１フイールド毎
にサンプリングするパルスとしたが一水平走査線毎にサ
ンプリングするパルスでも一向に構わない。サンプルホ
ールド回路16の出力はレベルシフト回路17において適正
な絞り値AV1となる様にレベルシフトされる。つまり、
サンプルホールド回路４の出力とレベルシフト回路17の
出力とを誤差増幅回路５において比較し、その誤差信号
によつて絞りモータを駆動し、第４図（ｆ）に示す様に
時刻T5′で絞り値は適正な絞り値AV1に設定される。従
つて本発明では誤差増幅回路５の基準値として、映像信
号の黒レベルをサンプルホールドして、それを単にレベ
ルシフトしたものを用いている為、第１図示の実施例に
比べ基準電圧値の温度変動や、信号処理回路２から得ら
れる映像信号の直流電位の変動や、撮像装置１の暗電流
の増減による黒レベルの変動等による絞り値の誤差がほ
とんど発生しない、高精度な絞り制御を迅速に行うこと
が可能である。

第５図は本発明の構成の一部である積分回路３を、OP
（演算）アンプをミラー積分回路を用いて構成した第３
実施例図であり、19はOPアンプ、20は抵抗、21はコンデ
ンサである。本実施例では積分回路３の出力は反転され
る為誤差増幅回路22の反転入力端子と非反転入力端子は
逆になつている。23はレベルシフト回路であり、適正な
絞り値を得る様にレベルシフト量が設定される。又、S
P′は基準値形成手段である。積分回路３のOPアンプ19
の反転入力端子には信号処理回路２の出力である映像信
号が抵抗20を通して供給され、一方非反転入力端子に
は、黒レベルのサンプルホールド回路16の出力が供給さ
れている為、積分回路３の出力からは黒レベル変動や、
映像信号の直流電位変動の影響を受けない積分出力を得
ることが可能となる。

第６図は本発明の第４実施例図で、第５図における実施
例ではOPアンプ19の非反転入力端子へ供給する信号が、
黒レベルのサンプルホールド回路16の出力であつたもの
を第２のレベルシフト回路24の出力としたものである。
本実施例の主要な部分以外は省略している。一般にこの
種のミラー積分回路を用いた場合、OPアンプ19のオフセ
ツト誤差が問題となることが多く、所定のオフセツト調
整用電圧をOPアンプ19の反転入力端子または非反転入力
端子へ加える方法がとられていたが、この従来の方法だ
と映像信号の黒レベルや、DC電位が変動したときオフセ
ツト誤差も変化してしまい、絞り値に誤差を生じてしま
うことになる。本実施例ではオフセツト調整用電圧とし
て黒レベルのサンプルホールド回路16の出力をオフセツ
ト誤差が生じない様にレベルシフト回路24においてレベ
ルシフトしたものを用いているので、上述したオフセツ
ト誤差の変化は生じない為、安定な絞り制御が可能であ
る。

尚以上の第２〜第４実施例では撮影装置以外の測光素子
からの測光信号による絞り制御を行つた後で、撮像装置
からの映像信号を積分した出力による絞り制御を行うと
いう構成をとつているが、映像信号のみによる絞り制御
に本発明を用いても一向に差し支えない。

また本発明は高精度な露出制御を行う装置に最適である
が、映像信号を積分した信号を所定の基準値と比較して
その誤差信号により制御が行われる装置、例えば自動利
得制御装置等にも適用し得るものである。更に、映像信
号の差動増幅回路等においても差動増幅器のオフセツト
誤差調整回路に適用し得ることは明らかである。

又、以上説明した実施例では露出制御手段として絞り駆
動回路の例を挙げたが、シヤツター駆動回路や撮像素子
の蓄積時間を制御する為の駆動回路を含む。

以上説明した様に、映像信号の積分出力を得ると同時
に、映像信号の一部に予め設けられた黒レベル信号をサ
ンプルホールドし、このサンプルホールド出力から適正
な絞り値を決定する基準電圧を作り出し、これと映像信
号の積分出力をサンプルホールドした出力とを比較し、
その誤差信号により絞りを制御する構成としている為、
迅速で高精度かつ安定した露出制御が可能となつた。

また積分回路にOPアンプで構成したミラー積分回路を用
いた場合、OPアンプの非反転入力端子に黒レベルをサン
プルホールドした出力を供給しているので、非常に高精
度かつ安定な積分出力が得られる。更にOPアンプのオフ
セツト誤差調整回路も黒レベルをサンプルホールドした
出力から作り出している為オフセツト誤差変動のない積
分出力を得ることが可能である。

また本発明の主旨は露出制御装置に限定されるものでは
なく、広範な用途が期待できる。

（効果） 本願の第１の発明によれば映像信号の直流電位の変動や
撮像素子の暗電流の増減による映像信号の黒基準レベル
の変動の影響を受けにくい比較装置を得る事ができる。

又、本願の第２の発明によれば正確で安定した露出制御
が可能な露出制御装置を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例図、第２図はその各部の動
作状態図、第３図は本発明の第２実施例図、第４図はそ
の各部の動作状態図、第５図は本発明の第３実施例図、
第６図は本発明の第４実施例図である。 １……撮像手段としての撮像装置、 ３……積分回路、 ４……サンプルホールド回路、 ５……比較手段としての誤差増巾器、 ７……測光素子、 ９……演算回路、 10……露出制御手段としての絞り駆動回路、 16……サンプルホールド回路、 17,23,24……レベルシフト回路、 SP,SP′……基準値形成手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 誠二 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−115083（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−50865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−178080（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体像を電気信号に変換する撮像手段
   と、 該撮像手段の出力信号を積分する為の積分手段と、 該積分手段の出力を所定の基準値と比較する比較手段
   と、 前記撮像手段の出力中に含まれる黒基準レベルを検出す
   ると共に該黒基準レベルに基づき前記基準値を形成する
   基準値形成手段と、 前記比較手段の出力に応じて前記撮像手段の露出量を制
   御する露出制御手段と、 を有する露出制御装置。
2. 【請求項２】前記基準値形成手段は映像信号に含まれる
   黒基準レベルをサンプルホールドするサンプルホールド
   回路と、 該サンプルホールド回路の出力をレベルシフトするレベ
   ルシフト回路と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の露出制御装置。
3. 【請求項３】前記積分回路は反転入力端子に映像信号が
   供給され、非反転入力端子に前記映像信号の黒基準レベ
   ルに応じた信号が供給された演算増幅器を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載
   の露出制御装置。