JPH08172571A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】絞りに対して、レンズ絞り位置信号及びレンズ
絞り位置制御信号の関係が正しい関係に保持されていな
い場合でも、規定の特性で絞りを制御することができる
撮像装置を提案する。 【構成】絞りの位置を表す位置検出信号ＩＰを参照して
絞りを制御する際に、実際の絞りの位置と位置検出信号
ＩＰで表される絞りの位置との誤差分、制御信号ＩＣを
補正して絞りを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置に関し、テレ
ビジョンカメラ等において、オートアイリス回路の制御
特性を向上する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の撮像装置においては、信
号処理回路の一部をディジタル信号処理回路で形成する
ことにより、調整作業等を簡略化するようになされてい
る。すなわち図７において、１は全体としてカメラ一体
型ビデオテープレコーダのテレビジョンカメラを示し、
所望の被写体を撮像してビデオ信号ＳＶを得、同一筐体
に収納されたビデオテープレコーダにおいてこのビデオ
信号ＳＶを記録する。

【０００３】ここでこのテレビジョンカメラ１は、交換
可能に保持されたレンズ２を介して被写体を撮像し、こ
のレンズ２に続いて配置されたダイクロイックプリズム
（図示せず）によりレンズ２の射出光を赤色、緑色、青
色の光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢに分解する。さらにテレビジョ
ンカメラ１は、これら赤色、緑色、青色の光ＬＲ、Ｌ
Ｇ、ＬＢをそれぞれＣＣＤ（Charge Coupled Device ）
固体撮像素子（ＣＣＤ）３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの撮像面に集
光する。

【０００４】各ＣＣＤ固体撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ
は、図示しないタイミングジェネレータの駆動パルスに
より動作し、撮像結果にこの駆動パルス成分が混入して
なる撮像信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢを出力する。

【０００５】図８に示すように、前処理回路４Ｒ、４
Ｇ、４Ｂは、ほぼ同一の回路で形成され、撮像信号Ｓ
Ｒ、ＳＧ、ＳＢを相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）
５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに入力する。ここで各相関二重サンプ
リング回路５Ｒ、５Ｇ、５Ｂは、相関二重サンプリング
の手法によりそれぞれ撮像信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢを順次
サンプリングして減算し、各撮像信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢ
をそれぞれ赤色、緑色、青色の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換
する。

【０００６】さらに前処理回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、続
くトラップ回路６Ｒ、６Ｇ、６Ｂにおいて、赤色、緑
色、青色の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂについて、規定の周波数帯
域をトラップし、これにより各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに混入
してなるＣＣＤ固体撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの駆動パ
ルス成分を除去する。

【０００７】さらに前処理回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、続
く増幅回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂにおいて、赤色、緑色、青
色の色信号Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ所定利得で増幅する。
このとき増幅回路７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは、システム制御回
路８（図７）で制御されて利得を可変し、これによりテ
レビジョンカメラ１では、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの信号レベ
ルを規定値に補正して続くアナログ信号処理回路９Ｒ、
９Ｇ、９Ｂに出力する。

【０００８】各アナログ信号処理回路９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ
は、それぞれ水平同期信号及び垂直同期信号に同期した
補正信号等により色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの信号レベルを補正
し、これにより各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂにシェーディング補
正等の処理を実行し、規定の利得で増幅して出力する。
この色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを出力する際、各アナログ信号処
理回路９Ｒ、９Ｇ、９Ｂは、内蔵のクランプ回路１０
Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂにより色信号Ｒ、Ｇ、Ｂをクランプ
し、これにより各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの黒レベルを規定の
信号レベルに設定する。

【０００９】続くローパスフィルタ回路（ＬＰＦ）１１
Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、それぞれ色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを帯
域制限してアナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１２
Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに出力し、これらアナログディジタ
ル変換回路１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、アナログディジ
タル変換処理により各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂをディジタル色
信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換して出力する。

【００１０】これによりテレビジョンカメラ１では、相
関二重サンプリング回路５Ｒ、５Ｇ、５Ｂからアナログ
ディジタル変換回路１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂまでの前処
理回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂにおいて、撮像結果を色信号
Ｒ、Ｇ、Ｂに変換して予め規定の処理を実行し、この色
信号Ｒ、Ｇ、Ｂをディジタル信号に変換するようになさ
れている。

【００１１】ディテクター１３（図７）は、ディジタル
色信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢの信号レベルを検出し、検出結
果Ｓ１をシステム制御回路８に出力する。システム制御
回路８は、このカメラ一体型ビデオテープレコーダ全体
の動作を制御するマイクロコンピュータで形成され、こ
のディテクター１３から出力される検出結果Ｓ１より被
写体の明るさを検出する。さらにシステム制御回路８
は、この明るさの検出結果よりレンズ絞り位置制御信号
ＩＣを出力し、被写体の明るさを一定値に保持するよう
にレンズ２の絞りを制御する。

【００１２】この絞り制御の際、システム制御回路８
は、レンズ２から出力されるレンズ絞り位置信号ＩＰを
参考にしてレンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力する。こ
れによりテレビジョンカメラ１では、レンズ２の絞りを
制御するオートアイリス回路をこのシステム制御回路８
及びディテクター１３により形成する。

【００１３】ディジタル信号処理回路１４Ｒ、１４Ｇ、
１４Ｂは、それぞれ前処理回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂから出
力されるディジタル色信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに対して、
リニアマトリックス処理、ディテール信号の付加処理、
ペデスタルの付加処理、ガンマ補正処理、ニー処理、ホ
ワイトクリップ処理等を実行する。これによりテレビジ
ョンカメラ１は、各ディジタル信号処理回路１４Ｒ、１
４Ｇ、１４Ｂにおいて、ビデオ信号ＳＶを合成する際
に、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対して必要とされる種々の処理
をそれぞれ実行するようになされている。

【００１４】エンコーダ１６は、ディジタル色信号Ｄ
Ｒ、ＤＧ、ＤＢを重み付けして加減算する演算回路で形
成され、ディジタル信号でなる輝度信号及び色差信号を
ディジタル色信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢより生成する。ディ
ジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１７は、このエンコ
ーダ１６から出力されるディジタル信号をアナログ信号
に変換し、ローパスフィルタ１８は、このアナログ信号
を帯域制限することにより、ノイズ成分を除去して出力
する。これによりテレビジョンカメラ１では、例えばＮ
ＴＳＣ方式のビデオ信号ＳＶを輝度信号及び色差信号の
形式で出力するようになされている。

【００１５】このようにしてビデオ信号ＳＶを出力する
につき、各ＣＣＤ固体撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの入射
光量が変化した場合、この種のテレビジョンカメラで
は、この光量の変化が被写体の明るさの変化として検出
されるまでに時間的な遅れが発生する。

【００１６】すなわちテレビジョンカメラ１において
は、レンズ２の絞りを経た光がＣＣＤ固体撮像素子３
Ｒ、３Ｇ、３Ｂの撮像面に集光されて光電変換された
後、ＣＣＤ固体撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂで蓄積、転送
されて撮像信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢに変換される。さらに
テレビジョンカメラ１では、この撮像信号ＳＲ、ＳＧ、
ＳＢが前処理回路４Ｒ、４Ｇ、４Ｂにて信号処理を受
け、ディテクター１３にてフィールド単位で信号レベル
が検出された後、この信号レベルがシステム制御回路８
で演算処理されて被写体の明るさが検出される。従って
この一連の処理に要する時間の分だけ、被写体の明るさ
検出結果に時間遅れが発生する。

【００１７】従ってこの種の撮像装置では、絞りが最適
値に収束しているにも係わらず、時間遅れした明るさ検
出結果に従って続けて絞りを可変し、これにより絞り制
御に振動が発生する恐れがあった。このため従来のテレ
ビジョンカメラ１では、システム制御回路８において、
レンズ２から出力されるレンズ絞り位置信号ＩＰに基づ
いて、この時間遅れ分を補正して絞りを制御するように
なされていた。

【００１８】すなわちテレビジョンカメラ１では、ディ
テクター１３において、ディジタル色信号ＤＲ、ＤＧ、
ＤＢを輝度信号に変換した後、この輝度信号をカメラマ
ン等が設定した領域で積分することにより信号レベル検
出結果Ｓ１を得、この信号レベル検出結果Ｓ１をこの領
域の面積と共にシステム制御回路８に入力する。

【００１９】システム制御回路８は、一定周期で規定の
処理手順を実行することにより、この信号レベル検出結
果Ｓ１及び面積に基づいて時間遅れ分の補正を含めた絞
り制御の処理を実行し、この絞り制御に関する処理手順
は、図９に示す機能ブロックによって表される。

【００２０】すなわちシステム制御回路８は、平均値計
算処理回路８Ａにおいて、信号レベル検出結果Ｓ１を面
積で割り算し、これによりカメラマン等が設定した領域
について、輝度信号の平均値レベルを被写体の明るさＳ
２として検出する。続いてシステム制御回路８は、減算
回路８Ｂにおいて、制御目標を規定する基準レベルＲＥ
Ｆ１と被写体の明るさＳ２との間で減算結果を得、これ
により制御目標に対する被写体の明るさの偏差を検出す
る。システム制御回路８は、減算回路８Ｃを介してこの
検出した偏差を乗算回路８Ｄに出力し、この乗算回路８
Ｄにおいて、この偏差を利得Ａ１で増幅する。

【００２１】さらにシステム制御回路８は、加算回路８
Ｅにおいて、レンズ２から出力されるレンズ絞り位置信
号ＩＰに乗算回路８Ｄの出力を加算し、この加算結果よ
りレンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力する。これにより
システム制御回路８は、レンズ絞り位置信号ＩＰで表さ
れる絞りの位置から、制御目標に対する被写体の明るさ
の偏差分だけレンズ２の絞りを可変し、ディジタル色信
号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢで規定される被写体の明るさが基準
レベルＲＥＦ１で決まる明るさになるように、絞りを制
御する。

【００２２】さらにシステム制御回路８は、変化量検出
回路８Ｆにおいて、レンズ絞り位置信号ＩＰの変化を検
出し、この検出結果を減算回路８Ｃに出力する。これに
よりシステム制御回路８では、減算回路８Ｂから出力さ
れる制御目標に対する被写体の明るさの偏差に対応し
て、変化量検出回路８Ｆにおいて、実際の絞りの変化量
を検出し、この変化量を減算回路８Ｃにて明るさの偏差
から減算する。

【００２３】従ってシステム制御回路８は、減算回路８
Ｃにおいて、ディジタル色信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢにより
検出される時間遅れを含んでなる偏差、すなわち被写体
の明るさを基準レベルＲＥＦ１で規定される明るさに設
定するためにこれから可変しようとする偏差に対して、
レンズ絞り位置信号ＩＰにより検出される既に可変され
た絞りの変化量を減算する。

【００２４】これによりシステム制御回路８は、この種
の時間的遅れによる定常偏差の発生を有効に回避する。
特にこのようにしてレンズ絞り位置制御信号ＩＣを生成
する処理は、位相余有を大きな値に設定することができ
ることにより、定常偏差の増大を有効に回避して減衰性
を増大させることができる。また位相遅れを補償する処
理でなることにより、速応性を損なうことなく、絞りを
高速度で可動することができる。

【００２５】これによりテレビジョンカメラ１では、被
写体の明るさの変化に対して絞りを速やかに追従変化さ
せ、ビデオ信号ＳＶの輝度レベルの変動を有効に回避す
るようになされていた。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種のレン
ズ２においては、絞りの位置に対して、レンズ絞り位置
信号ＩＰ及びレンズ絞り位置制御信号ＩＣの関係が正規
の関係に保持されていない場合がある。

【００２７】すなわちこの種のレンズ２は、絞りの可変
量をポテンショメータで検出し、検出結果をレンズ絞り
位置信号ＩＰとして出力する。このときレンズ２は、内
蔵回路において、レンズ絞り位置信号ＩＰとレンズ絞り
位置制御信号ＩＣとの比較結果に基づいて絞りを可変
し、これによりこの内蔵回路でフィードバックループを
形成して絞りを制御する。

【００２８】レンズ２は、このフィードバックループの
利得をシステム制御回路８から出力される利得切り換え
信号ＧＳにより設定できるように形成され（図７）、テ
レビジョンカメラ１では、例えば絞り優先の状態で撮像
する場合には、この利得を最大に設定すると共に必要な
レンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力し、オートアイリス
回路の動作を停止制御するようになされている。またオ
ートアイリス回路を動作させる場合、テレビジョンカメ
ラ１では、例えばテレビジョンカメラ１に取り付けられ
た操作子を操作してカメラマンが調整した値にこの利得
を設定し、レンズ２を交換する毎にこの利得を調整する
ようになされている。

【００２９】従ってこの内蔵回路が正しく調整されてい
ない場合、実際の絞りの位置とレンズ絞り位置信号ＩＰ
の信号レベルとが異なるようになり、正しいレンズ絞り
位置信号ＩＰがシステム制御回路８に入力されなくな
る。またこの内蔵回路の特性が経時変化等により変化す
る場合もあり、この場合も同様にして正しいレンズ絞り
位置信号ＩＰがシステム制御回路８に入力されなくな
る。

【００３０】このようにシステム制御回路８に正しいレ
ンズ絞り位置信号ＩＰが入力されないと、テレビジョン
カメラ１では、その分減算回路８Ｃにおいて減算する減
算値に誤差が含まれることになり、予定した制御特性で
絞りを制御することが困難になる問題がある。具体的に
は、このように正しいレンズ絞り位置信号ＩＰが入力さ
れなくなると、テレビジョンカメラ１では、絞りの制御
に定常偏差が発生したり、また応答特性が劣化するよう
になる。

【００３１】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、絞りに対して、レンズ絞り位置信号及びレンズ絞り
位置制御信号の関係が正しい関係に保持されていない場
合でも、規定の特性で絞りを制御することができる撮像
装置を提案しようとするものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、撮像手段から出力される撮像結果
の信号レベルを検出し、信号レベル検出結果を出力する
信号レベル検出手段と、この信号レベル検出結果と基準
レベルとの比較結果を出力する比較手段と、先の撮像手
段に光を導くレンズから、このレンズの絞りの位置を表
す位置検出信号を得、この位置検出信号により先の比較
結果を補正し、この補正した比較結果に基づいて先の絞
りを制御する制御信号を出力する制御信号出力手段と、
位置検出信号で表す絞りの位置と実際の絞りの位置との
誤差分、先の制御信号を補正する制御信号補正手段とを
備えるようにする。

【００３３】特に、先の制御信号補正手段は、位置検出
信号の信号レベルを補正することにより、位置検出信号
で表される絞りの位置と実際の絞りの位置との誤差分、
先の制御信号を補正する。

【００３４】また、先の制御信号補正手段及び制御信号
出力手段は、予め規定値で制御信号を出力し、対応する
位置検出信号を検出することにより、制御信号を補正す
る補正量を検出する。

【００３５】さらに制御信号補正手段及び制御信号出力
手段は、予め規定の周波数で制御信号を可変し、この可
変に応答する位置検出信号を検出し、該検出結果に基づ
いて、絞り制御信号を生成する際の利得を設定する。

【００３６】

【作用】撮像手段から出力される撮像結果の信号レベル
を検出し、信号レベル検出結果を出力する信号レベル検
出手段と、この信号レベル検出結果と基準レベルとの比
較結果を出力する比較手段とを備えるようにすれば、こ
の基準レベルを基準にして入射光量の変化を検出するこ
とができる。従ってレンズの絞りの位置を表す位置検出
信号により先の比較結果を補正し、この補正した比較結
果に基づいて先のレンズの絞りを制御すれば、信号レベ
ル検出結果により時間遅れして検出される入射光量の変
化に対して、位置検出信号により既に可変された変化量
を補正して絞りを制御することができる。このとき実際
の絞りの位置と位置検出信号で表される絞りの位置との
誤差分、先の制御信号を補正すれば、正しく絞りを制御
することができる。

【００３７】特に先の制御信号補正手段が、この制御信
号出力手段に入力される位置検出信号の信号レベルを補
正することにより、位置検出信号で表される絞りの位置
と実際の絞りの位置との誤差分、制御信号を補正すれ
ば、簡易かつ正確に絞りを制御することができる。

【００３８】さらに先の制御信号補正手段及び制御信号
出力手段が、予め規定値で制御信号を出力し、対応する
位置検出信号を検出することにより、制御信号を補正す
る補正量を検出すれば、レンズ交換、レンズの経時変化
等に対応して最適な特性で絞りを制御することができ
る。

【００３９】また制御信号補正手段及び制御信号出力手
段が、予め規定の周波数で制御信号を可変し、この可変
に応答する位置検出信号を検出し、該検出結果に基づい
て、絞り制御信号を生成する際の利得を設定すれば、絞
りを制御する利得を全体として最適な値に設定すること
ができる。

【００４０】

【実施例】以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施
例を詳述する。

【００４１】図２において、３０は全体として本発明の
実施例に係るテレビジョンカメラを示し、このテレビジ
ョンカメラ３０から出力されるビデオ信号ＳＶを同一筐
体に収納したビデオテープレコーダで記録する。ここで
この実施例において、上述した従来のテレビジョンカメ
ラ１と同一の構成は、共通する符号を付して示し、重複
した説明を省略する。

【００４２】この実施例において、テレビジョンカメラ
３０は、システム制御回路８（図７）に代えてシステム
制御回路３１にて全体の動作を制御する。ここでシステ
ム制御回路３１は、このカメラ一体型ビデオテープレコ
ーダ全体の動作を制御するマイクロコンピュータで形成
され、一定周期で規定の処理手順を実行することによ
り、図１に示す機能ブロックによって表されるオートア
イリス回路の一部を形成する。

【００４３】ここでシステム制御回路３１は、この機能
ブロックの校正回路３１Ｇにおいて、レンズ絞り位置信
号ＩＰを校正して加算回路３１Ｅ及び変化量検出回路３
１Ｆに出力する。すなわちシステム制御回路３１は、平
均値計算処理回路３１Ａにおいて、ディテクター１３か
ら出力される信号レベル検出結果Ｓ１より、被写体の明
るさＳ２を検出する。さらにシステム制御回路３１は、
減算回路３１Ｂにおいて、基準レベルＲＥＦ１と被写体
の明るさＳ２との間の偏差を検出し、この検出した偏差
を減算回路３１Ｃを介して乗算回路３１Ｄに出力する。

【００４４】システム制御回路３１は、乗算回路３１Ｄ
において、利得Ａ２（以下カメラシステム利得と呼ぶ）
で偏差を増幅する。さらにシステム制御回路３１は、続
く加算回路３１Ｅにおいて、校正回路３１Ｇから出力さ
れるレンズ絞り位置信号ＩＰ１に乗算回路３１Ｄの出力
を加算し、この加算結果をレンズ絞り位置制御信号ＩＣ
として出力する。

【００４５】これによりシステム制御回路３１は、校正
回路３１Ｇにより校正されたレンズ絞り位置信号ＩＰ１
の絞り位置から、制御目標に対する被写体の明るさの偏
差分だけレンズ２の絞りを可変し、ディジタル色信号Ｄ
Ｒ、ＤＧ、ＤＢで規定される被写体の明るさが基準レベ
ルＲＥＦ１で決まる明るさに保持されるように、レンズ
２の絞りを制御する。

【００４６】さらにシステム制御回路３１は、変化量検
出回路３１Ｆにおいて、レンズ絞り位置信号ＩＰ１に基
づいて絞りの変化を検出し、この検出結果を減算回路３
１Ｃに出力する。これによりシステム制御回路３１で
は、時間遅れを含んでなるこれから可動しようとする絞
りの可変量から、校正回路３１Ｇで校正された既に制御
された変化分を減算してレンズ絞り位置制御信号ＩＣを
生成する。

【００４７】これによりシステム制御回路３１は、従来
のレンズ絞り位置信号ＩＰに代えて、校正回路３１Ｇに
おいて校正されたレンズ絞り位置信号ＩＰ１を用いて、
レンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力する。

【００４８】ここでシステム制御回路３１における校正
回路３１Ｇの校正は、予め検出したレンズ２の特性に従
ってリードオンリメモリ回路に記録されたテーブルを参
照することにより、校正されたレンズ絞り位置信号ＩＰ
１が絞りの位置を正しく表すように、レンズ絞り位置信
号ＩＰをレンズ絞り位置信号ＩＰ１に変換して実行され
る。

【００４９】これによりシステム制御回路３１は、絞り
に対してレンズ絞り位置信号ＩＰの関係が正規の関係に
保持されていない場合でも、正しい絞りの位置を基準に
してレンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力することがで
き、定常偏差の発生や、また応答特性の劣化を有効に回
避することができる。

【００５０】このようにしてレンズ絞り位置信号ＩＰを
校正するにつき、システム制御回路３１は、カメラマン
が所定の操作子を操作すると全体の動作モードをレンズ
調整モードに切り換え、このレンズ調整モードにおい
て、テレビジョンカメラ１に接続されたレンズ２の特性
を検出する。

【００５１】ここでこの種のレンズ２は、内蔵回路によ
りフィードバックループを形成してレンズ絞り位置制御
信号ＩＣの信号レベルに追従するように絞りを制御し、
この絞りの位置がレンズ絞り位置信号ＩＰにより検出さ
れる。従ってレンズ絞り位置制御信号ＩＣに追従して絞
りが正しく変化し、かつこの位置が正しくレンズ絞り位
置信号ＩＰにより表されている場合、レンズ絞り位置制
御信号ＩＣとレンズ絞り位置信号ＩＰとは、規定の比例
関係を呈することになる。

【００５２】これに対して絞りに対するレンズ絞り位置
信号ＩＰ及びレンズ絞り位置制御信号ＩＣの関係が正規
の関係に保持されていない場合、レンズ絞り位置制御信
号ＩＣとレンズ絞り位置信号ＩＰとの比例関係が正規の
比例関係からずれることになる。

【００５３】すなわち図３に示すように、レンズ絞り位
置制御信号ＩＣとレンズ絞り位置信号ＩＰとの関係は、
一次関数で近似して次式

【数１】 の関係式で表すことができ、絞りに対して、レンズ絞り
位置信号ＩＰ及びレンズ絞り位置制御信号ＩＣが正しい
関係に保持されている場合、係数ａ及びｂをそれぞれ値
１及び０とおいて表すことができる。これに対してこの
関係が乱れると、その分係数ａ及びｂを可変して表すこ
とができる。なお図３においては、レンズ絞り位置制御
信号ＩＣ及びレンズ絞り位置信号ＩＰを表す符号に括弧
を付して示したＦナンバーにより絞りの開口量を表す。

【００５４】システム制御回路３１では、このレンズ調
整モードにおいて、図４に示す処理手順を実行すること
により、規定のレンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力する
と共に、このレンズ絞り位置制御信号ＩＣに対応するレ
ンズ絞り位置信号ＩＰを検出して係数ａを検出し、この
係数ａによってレンズ２の特性を判断する。

【００５５】すなわちシステム制御回路３１は、このレ
ンズ調整モードにおいて、ステップＳＰ１からステップ
ＳＰ２に移ってレンズ利得切り換え信号ＧＳを出力し、
レンズ２に内蔵された内蔵回路のフィードバックループ
について、この内蔵回路の利得を最大利得に切り換え
る。これによりシステム制御回路３１は、レンズ絞り位
置制御信号ＩＣ及びレンズ絞り位置信号ＩＰ間の偏差を
有効に回避し、この状態でレンズ２の特性を検出する。

【００５６】続いてシステム制御回路３１は、ステップ
ＳＰ３において、レンズ２をＦナンバーでＦ１６に設定
するレンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力した後、ステッ
プＳＰ４に移り、レンズ絞り位置信号ＩＰが収束して充
分に安定するまで、規定時間待機する。

【００５７】続いてシステム制御回路３１は、ステップ
ＳＰ５に移ってレンズ絞り位置信号ＩＰの信号レベルを
検出し、検出した信号レベルをワークエリアに記憶す
る。続いてシステム制御回路３１は、ステップＳＰ６に
おいて、レンズ２をＦナンバーでＦ２．８に設定するレ
ンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力した後、ステップＳＰ
７に移り、レンズ絞り位置信号ＩＰが収束して充分に安
定するまで、規定時間待機する。

【００５８】さらにシステム制御回路３１は、続くステ
ップＳＰ８において、レンズ絞り位置信号ＩＰの信号レ
ベルを検出し、検出した信号レベルをワークエリアに記
憶する。続いてシステム制御回路３１は、ステップＳＰ
９に移り、このＦ１６及びＦ２．８のレンズ絞り位置制
御信号ＩＣに対応するレンズ絞り位置信号ＩＰの検出が
１６回以下か否か判断する。ここでこの場合肯定結果が
得られることにより、システム制御回路３１は、ステッ
プＳＰ３に戻り、再びこの一連のレンズ絞り位置信号Ｉ
Ｐの検出を繰り返す。

【００５９】これによりシステム制御回路３１は、それ
ぞれＦ１６及びＦ２．８のレンズ絞り位置制御信号ＩＣ
に対応するレンズ絞り位置信号ＩＰを、１６回繰り返し
て検出し、この検出が完了すると、ステップＳＰ９にお
いて否定結果が得られることにより、ステップＳＰ１０
に移り、Ｆ１６のレンズ絞り位置制御信号ＩＣに対応す
るレンズ絞り位置信号ＩＰの検出結果を平均する。

【００６０】さらにシステム制御回路３１は、続くステ
ップＳＰ１１において、Ｆ２．８のレンズ絞り位置制御
信号ＩＣに対応するレンズ絞り位置信号ＩＰの検出結果
を平均した後、ステップＳＰ１２において、これらの平
均値から次式

【数２】 の演算処理を実行し、係数ａを算出する。これによりシ
ステム制御回路３１では、レンズ絞り位置制御信号ＩＣ
とレンズ絞り位置信号ＩＰとの関係を実際に測定して一
次関数で近似し、この一次関数の比例係数ａによってレ
ンズ２の特性を検出した後、ステップＳＰ１３に移って
この処理手順を終了する。

【００６１】これによりシステム制御回路３１は、この
実測により検出した係数ａに対して、レンズ絞り位置信
号ＩＰと校正したレンズ絞り位置信号ＩＰ１とが、次式

【数３】 の関係式で表されるように、テーブルを参照してレンズ
絞り位置信号ＩＰを校正する。

【００６２】従ってこのテレビジョンカメラ３０では、
絞りに対して、レンズ絞り位置信号ＩＰ及びレンズ絞り
位置制御信号ＩＣの関係が正しい関係に保持されていな
い場合でも、この実測結果によってレンズ絞り位置信号
ＩＰを正しく校正することができ、これにより規定の特
性で、すなわち定常偏差が小さく、かつ過渡応答特性の
良い特性で絞り制御することができる。

【００６３】さらにこの実測の際、レンズ絞り位置信号
ＩＰの測定を１６回繰り返し、その平均値により係数ａ
を検出したことにより、レンズ絞り位置信号ＩＰ等のば
らつきを有効に回避して係数ａを検出することができ、
レンズ絞り位置信号ＩＰの校正の精度を向上することが
できる。従ってその分、一段と高い精度で絞りを制御す
ることができる。

【００６４】また（３）式に示すように、係数ａとＦ１
６のレンズ絞り位置信号ＩＰの検出結果ＩＰ(F16) によ
ってテーブルを参照してレンズ絞り位置信号ＩＰを校正
することにより、システム制御回路３１では、わざわざ
係数ｂを算出しなくても簡易にレンズ絞り位置信号ＩＰ
を校正でき、その分テレビジョンカメラ３０では、全体
構成を簡略化することができる。

【００６５】このようにしてレンズ２の特性を検出する
と、システム制御回路３１は、乗算回路３１Ｄの利得Ａ
２を設定する。

【００６６】すなわち従来のテレビジョンカメラ１（図
７）では、レンズ２に内蔵された内蔵回路の利得がシス
テム制御回路８から出力される利得切り換え信号ＧＳに
よって設定されるようになされており、この設定値をカ
メラマン等が調整することにより、オートアイリス回路
全体の総合利得を規定値に設定するようになされてい
た。従ってカメラマンの誤調整により、この利得切り換
え信号ＧＳによって設定される利得が必ずしも最適な値
に設定されない場合があった。またレンズ交換時に、こ
の調整作業が実行されない場合もあり、この場合も利得
切り換え信号ＧＳによって設定される利得が最適値と異
なる値になる。

【００６７】このような場合において、例えば乗算回路
３１Ｄの利得Ａ２に対してレンズ２側の利得が小さい場
合、全体の総合利得が小さくなることにより、レンズ絞
り位置制御信号ＩＣに対応して絞りを完全に可動できな
くなる恐れがある。また絞りの動きも遅くなり、応答特
性が劣化するようになる。これとは逆に乗算回路３１Ｄ
の利得Ａ２に対してレンズ２側の利得が大きい場合、全
体の総合利得が大きくなることにより、振動が発生し、
甚だしい場合は絞りが連続的に開閉するいわゆる発振の
現象が発生する。

【００６８】このためシステム制御回路３１は、係数ａ
を検出すると、続いてレンズ２の内蔵回路の利得（すな
わちレンズ利得でなる）をカメラマンが設定した利得に
設定する。続いてシステム制御回路３１は、レンズ絞り
位置制御信号ＩＣ及びレンズ絞り位置信号ＩＰについ
て、それぞれ図５及び図６に示す処理手順を実行し、こ
れにより利得Ａ２を最適値に設定する。

【００６９】すなわちレンズ絞り位置制御信号ＩＣにつ
いて、システム制御回路３１は、ステップＳＰ２１から
ステップＳＰ２２に移り、レンズ２をＦナンバーでＦ８
に設定するレンズ絞り位置制御信号ＩＣを出力した後、
ステップＳＰ２３に移り、所定時間待機する。ここでこ
の待機時間は、レンズ絞り位置信号ＩＰが収束、安定す
る時間より短い時間に設定され、システム制御回路３１
は、続いてステップＳＰ２４に移り、レンズ２をＦナン
バーでＦ４に設定するレンズ絞り位置制御信号ＩＣを出
力する。

【００７０】続いてシステム制御回路３１は、ステップ
ＳＰ２５に移り、ここでステップＳＰ２３の待機時間と
同じ待機時間だけ待機した後、ステップＳＰ２６に移
り、レンズ絞り位置信号ＩＰについての処理手順（図
６）が終了したか否か判断する。ここでレンズ絞り位置
信号ＩＰについての処理手順が終了していない場合、シ
ステム制御回路３１は、ステップＳＰ２２に移り、上述
した処理手順を繰り返すのに対し、ステップＳＰ２６に
おいて肯定結果が得られると、ステップＳＰ２７に移
り、この処理手順を終了する。

【００７１】これによりシステム制御回路３１は、図６
に示すレンズ絞り位置信号ＩＰについての処理手順を実
行している期間の間、ステップＳＰ２２−ＳＰ２３−Ｓ
Ｐ２４−ＳＰ２５−ＳＰ２６−ＳＰ２２の処理時間で決
まる周波数で、かつテレビジョンカメラ３０として最も
使用頻度の高いＦ４〜Ｆ８の範囲で、絞りを連続的に開
閉する。

【００７２】これに対してレンズ絞り位置信号ＩＰにつ
いて、システム制御回路３１は、ステップＳＰ３１から
ステップＳＰ３２に移り（図６）、レンズ絞り位置信号
ＩＰの最大値と最小値とを検出する。ここでこの検出処
理は、一定時間、短い周期でレンズ絞り位置信号ＩＰの
信号レベルを連続して測定し、これら測定結果の中から
最大値及び最小値を検出することにより実行される。ま
たこの測定期間は、レンズ絞り位置制御信号ＩＣを切り
換えて絞りを可変する１周期より充分に長い期間に設定
されるようになされている。

【００７３】これによりシステム制御回路３１は、上述
した一定の周期でレンズ絞り位置制御信号ＩＣを可変し
た際に、このレンズ絞り位置制御信号ＩＣの変化に対応
して変化するレンズ絞り位置信号ＩＰの最大値及び最小
値を検出する。

【００７４】続いてシステム制御回路３１は、ステップ
ＳＰ３３において、この最大値及び最小値の間でレベル
差を検出し、この検出したレベル差をワークエリアに記
憶する。続いてシステム制御回路３１は、ステップＳＰ
３４に移り、この最大値及び最小値の検出回数が１６回
以下か否か判断する。ここで肯定結果が得られると、シ
ステム制御回路３１は、ステップＳＰ３２に戻り、再び
レンズ絞り位置信号ＩＰの最大値及び最小値を検出する
のに対し、１７回検出すると、ステップＳＰ３４におい
て肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ３５に
移る。

【００７５】ここでシステム制御回路３１は、ワークエ
リアに記録したレベル差の平均値を算出し、続くステッ
プＳＰ３６で、この平均値を基準にしてレンズ利得を算
出する。ここでこのテレビジョンカメラ３０では、予め
このレベル差とレンズ利得との関係が記録されてテーブ
ルが形成されるようになされており、システム制御回路
３１は、このテーブルを参照してレンズ利得を算出す
る。

【００７６】続いてシステム制御回路３１は、ステップ
ＳＰ３７に移り、ここで次式

【数４】 の演算処理を実行し、これにより乗算回路３１Ｄの利得
でなるカメラシステム利得Ａ２を検出する。ここでこの
総合利得は、このテレビジョンカメラ３０について予め
設定された調整基準の利得であり、この利得に設定した
とき、オートアイリス回路として最も制御特性が向上す
るようになされている。

【００７７】これによりシステム制御回路３１は、続く
ステップＳＰ３８において、この検出したカメラシステ
ム利得Ａ２を乗算回路３１Ｄの利得に設定した後、ステ
ップＳＰ３９においてこの処理手順を終了すると共に、
上述したレンズ絞り位置制御信号ＩＣについての処理を
停止する。

【００７８】これによりシステム制御回路３１は、実際
に設定されているレンズ利得に対して、総合利得が最適
値になるように、乗算回路３１Ｄ側の利得Ａ２を切り換
え、これによりオートアイリス回路として最適な特性で
絞りを制御する。

【００７９】従ってカメラマンが誤調整した場合等にお
いても、最適な条件で、すなわち定常偏差を充分に抑圧
し、かつ短い応答時間で絞りを制御することができる。
またレンズ交換時の煩雑な利得調整作業を省略しても、
最適な特性で絞りを制御できることにより、利得調整作
業自体をも省略することができ、その分テレビジョンカ
メラ３０の使い勝手を向上することができる。

【００８０】またこのレンズ利得の測定の際、テレビジ
ョンカメラ３０として最も使用頻度の高いＦ４〜Ｆ８の
範囲でレンズ絞り位置信号ＩＰの応答特性を検出したこ
とにより、実用上優先すべき範囲で総合利得が規定値に
なるように、利得Ａ２を設定することができ、その分テ
レビジョンカメラ３０の使い勝手を向上することができ
る。

【００８１】以上の構成において、レンズ２の入射光
は、レンズ２の絞りにより光量が制限された後、ＣＣＤ
固体撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの撮像面に集光され、こ
こで光電変換されて撮像信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢが生成さ
れる。この撮像信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢは、前処理回路４
Ｒ、４Ｇ、４Ｂにおいて、赤色、緑色、青色の色信号
Ｒ、Ｇ、Ｂに変換された後、クランプ等の処理を受け、
ディジタル色信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢに変換される。

【００８２】このディジタル色信号ＤＲ、ＤＧ、ＤＢ
は、ディジタル信号処理回路１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂに
おいて、リニアマトリックス処理等のディジタル信号処
理を受けた後、エンコーダ１６で輝度信号及び色差信号
に変換され、この輝度信号及び色差信号がディジタルア
ナログ変換されてビデオ信号ＳＶに変換される。

【００８３】さらにこのディジタル色信号ＤＲ、ＤＧ、
ＤＢは、ディテクター１３において、輝度信号に変換さ
れた後、カメラマンが設定した領域で信号レベルが積分
され、その積分結果が信号レベル検出結果Ｓ１としてこ
の領域の面積と共にシステム制御回路３１に出力され
る。

【００８４】このシステム制御回路３１において、この
信号レベル検出結果Ｓ１は、この面積で割り算され、こ
れによりカメラマンが設定した領域でなる被写体につい
て、明るさＳ２が検出される。この明るさＳ２は、シス
テム制御回路３１において、基準レベルＲＥＦ１が減算
され、これによりこの基準レベルＲＥＦ１で決まる明る
さからの偏差が検出される。

【００８５】これに対してレンズ２からは、絞りの位置
を表すレンズ絞り位置信号ＩＰが出力され、このレンズ
絞り位置信号ＩＰがシステム制御回路３１により補正さ
れて正しい値に校正される。この校正されたレンズ絞り
位置信号ＩＰ１は、システム制御回路３１において、変
化量が検出され、基準レベルＲＥＦ１で決まる明るさか
らの偏差より、この変化量が減算され、これにより時間
遅れを含んでなる必要な絞りの可変量から、既に変化し
た絞りの変化量が減算される。

【００８６】これにより時間遅れを補正し、かつ校正の
処理により正しい絞りの可変量が検出される。この検出
された絞りの可変量は、利得Ａ２で乗算された後、校正
されたレンズ絞り位置信号ＩＰ１に加算され、レンズ絞
り位置制御信号ＩＣが生成される。これにより正しい絞
りの位置から、時間遅れを補正し、かつ正しい絞りの可
変量により絞りが制御され、定常偏差を低減し、かつ応
答速度の速い絞りの制御が実現される。

【００８７】これに対してレンズ調整モードに設定され
ると、始めにＦ１６及びＦ２．８の状態に絞りが交互に
繰り返し設定され、この状態でそれぞれレンズ絞り位置
信号ＩＰの信号レベルが検出される。さらにこの検出し
た信号レベルより、Ｆ１６及びＦ２．８の状態につい
て、それぞれレンズ絞り位置信号ＩＰの平均値が検出さ
れる。さらにこの平均値間の信号レベル差とＦ１６及び
Ｆ２．８の状態に絞りをセットするレンズ絞り位置制御
信号ＩＣの信号レベル差とにより、レンズ絞り位置信号
ＩＰとレンズ絞り位置制御信号ＩＣとの関係を表す比例
係数ａが、レンズ２の特性として検出される。

【００８８】これにより絞りの制御において、このレン
ズ２の特性に従ってテーブルが参照され、レンズ絞り位
置信号ＩＰが校正される。

【００８９】さらにレンズ調整モードにおいて、規定の
周波数で、絞りが交互にＦ８及びＦ４の状態に繰り返し
設定され、このレンズ絞り位置制御信号ＩＣに対するレ
ンズ絞り位置信号ＩＰの応答特性が検出される。さらに
この応答からレンズ利得が検出され、このレンズ利得か
ら全体としての総合利得が規定の値になるように、乗算
回路３１Ｄの利得Ａ２が設定され、これにより絞り制御
の特性が最も良い特性になるように、テレビジョンカメ
ラ３０側の利得Ａ２が設定される。

【００９０】以上の構成によれば、レンズ調整モードで
レンズの特性を実測し、その実測結果によりレンズ絞り
位置信号を校正して絞りを制御することにより、レンズ
の内蔵回路が正しく調整されていない場合等、絞りに対
してレンズ絞り位置信号及びレンズ絞り位置制御信号の
関係が正しい関係に保持されていない場合でも、定常偏
差を低減し、かつ応答速度の速い絞りの制御を実行する
ことができる。

【００９１】さらにレンズ調整モードにおいて、併せて
実測によりレンズ側の利得を検出し、この検出結果から
テレビジョンカメラ側の利得を設定したことにより、レ
ンズ側の利得が正しく調整されていない場合、さらには
レンズ交換時に利得を調整しない場合でも、定常偏差を
低減し、かつ応答速度の速い絞り制御を実行することが
できる。

【００９２】なお上述の実施例においては、レンズ絞り
位置信号を校正すると共に、併せて実測結果により利得
をセットする場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、必要に応じて単にレンズ絞り位置信号を校正する
場合に広く適用することができる。

【００９３】また上述の実施例においては、総合利得が
規定値になるようにカメラシステム利得を設定する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じ
てレンズ利得を単独で、又は併せて切り換えるようにし
てもよい。

【００９４】さらに上述の実施例においては、レンズ絞
り位置信号を校正することにより、実際の絞りの位置と
レンズ絞り位置信号で表され絞りの位置との誤差分を補
正してレンズ絞り位置制御信号を出力する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、この誤差分で直接レ
ンズ絞り位置制御信号を補正する場合等に広く適用する
ことができる。なお直接レンズ絞り位置制御信号を補正
する場合、この誤差分を利得（Ａ２−１）で乗算した
後、従来のようにして得られるレンズ絞り位置制御信号
から減算することになる。

【００９５】さらに上述の実施例においては、システム
制御回路により一連の処理手順を実行して絞りを制御す
る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、専用
のアナログ回路でオートアイリス回路を形成する場合等
にも広く適用することができる。

【００９６】また上述の実施例においては、カメラマン
が設定した領域で輝度信号の平均値レベルを検出するこ
とにより、被写体の明るさを検出する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、撮像画面の全面について
輝度信号レベルを検出する場合等、撮像結果よりレンズ
の入射光量を検出して絞りを制御する場合に広く適用す
ることができる。

【００９７】さらに上述の実施例においては、信号処理
回路をディジタル信号処理回路で形成したテレビジョン
カメラに、本発明を適用した場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、信号処理回路をアナログ回路で構
成する場合にも広く適用することができる。

【００９８】また上述の実施例においては、本発明をカ
メラ一体型ビデオテープレコーダのテレビジョンカメラ
に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、ビデオ信号を出力する一般のテレビジョンカメラ
等、種々の撮像装置に広く適用することができる。

【００９９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、絞りの位
置を表す位置検出信号を参照して絞りを制御する際に、
実際の絞りの位置と位置検出信号で表される絞りの位置
との誤差分、制御信号を補正して絞りを制御することに
より、この絞りに対して、位置検出信号及び制御信号の
関係が正しい関係に保持されていない場合でも、規定の
特性で絞りを制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるテレビジョンカメラの
システム制御回路を示す機能ブロック図である。

【図２】図１のテレビジョンカメラの全体構成を示すブ
ロック図である。

【図３】レンズ絞り位置制御信号とレンズ絞り位置信号
との関係を示す特性曲線図である。

【図４】レンズ調整モードにおけるシステム制御回路の
動作の説明に供するフローチャートである。

【図５】レンズ絞り位置制御信号について、利得設定時
のシステム制御回路の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図６】レンズ絞り位置信号について、利得設定時のシ
ステム制御回路の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図７】従来のテレビジョンカメラを示すブロック図で
ある。

【図８】図７の前処理回路を示すブロック図である。

【図９】図７のテレビジョンカメラについて、絞り制御
の説明に供する機能ブロック図である。

【符号の説明】 １、３０ テレビジョンカメラ ２ レンズ ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ ＣＣＤ固体撮像素子 ４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ 前処理回路 ８、３１ システム制御回路 ８Ａ、３１Ａ 平均値計算処理回路 ８Ｆ、３１Ｆ 変化量検出回路 ９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ アナログ信号処理回路 １２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ アナログディジタル変換
回路 １３ ディテクター １４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ ディジタル信号処理回路 ３１Ｇ 校正回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像手段から出力される撮像結果の信号レ
   ベルを検出し、信号レベル検出結果を出力する信号レベ
   ル検出手段と、 前記信号レベル検出結果と基準レベルとの比較結果を出
   力する比較手段と、 前記撮像手段に光を導くレンズから、前記レンズの絞り
   の位置を表す位置検出信号を得、前記位置検出信号によ
   り前記比較結果を補正し、前記補正した比較結果に基づ
   いて前記絞りを制御する制御信号を出力する制御信号出
   力手段と、 前記位置検出信号で表される絞りの位置と実際の前記絞
   りの位置との誤差分、前記制御信号を補正する制御信号
   補正手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】前記制御信号補正手段は、 前記位置検出信号の信号レベルを補正することにより、
   前記位置検出信号で表される絞りの位置と実際の前記絞
   りの位置との誤差分、前記制御信号を補正することを特
   徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】前記制御信号補正手段及び前記制御信号出
   力手段は、 予め規定値で前記制御信号を出力し、対応する前記位置
   検出信号を検出することにより、前記制御信号を補正す
   る補正量を検出することを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の撮像装置。
4. 【請求項４】前記制御信号補正手段及び前記制御信号出
   力手段は、 予め規定の周波数で前記制御信号を可変し、この可変に
   応答する前記位置検出信号を検出し、 該検出結果に基づいて、前記絞り制御信号を生成する際
   の利得を設定することを特徴とする請求項１、請求項２
   又は請求項３に記載の撮像装置。