JPH08275053A - 画像入力装置用露出制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像画質を劣化させることなく適正露出で画
像を入力する。 【構成】 ＣＣＤ３３から出力された撮像信号の輝度信
号は積分回路４２により積分されてマイクロコンピュー
タ４３に送られる。マイクロコンピュータ４３は輝度信
号積分値から測光値を算出して目標値との測光偏差を算
出し、この測光偏差が零になるようにアイリス３２を制
御する。アイリス３２が制限開口径に達しても偏差が零
にならず、露出不足になる場合には、アイリス制御のフ
ィードバックの対象が測光値からホールアンプ５１の出
力値に切り換えられ、ズームレンズ３１の変倍位置から
目標ホールアンプ出力値が算出される。マイクロコンピ
ュータ４３は、ホールアンプ５１の出力値と目標ホール
アンプ出力値とのホールアンプ偏差を算出し、これが零
になるようにアイリス制御を行なうとともに、測光偏差
が零にならない分をゲイン調節信号としてＡＧＣ３４に
出力し、撮像信号の増幅率を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像入力装置に用いら
れる露出制御回路に関し、更に詳しくは撮像画質の劣化
を伴うことなく適正露出が得られるようにした画像入力
装置用露出制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】写真フイルムやプリント写真に記録され
た画像等を撮像してビデオ信号をビデオデッキやテレビ
等に入力する画像入力装置が知られている。このような
画像入力装置では、撮影レンズを介して被写体像が固体
撮像素子（ＣＣＤ）に結像されると、光学画像が光電変
換されてアナログの電気信号（撮像信号）に変換され
る。この撮像信号はＡ／Ｄ変換器によりデジタル撮像信
号に変換され、デジタル信号処理回路にて各種の信号処
理が施された後、更にＤ／Ａ変換器によりアナログのビ
デオ信号に変換されてビデオデッキやテレビ等に出力さ
れる。

【０００３】画像入力装置に用いられる露出制御回路と
しては、撮像信号の輝度信号を積分して輝度積分値を求
め、この輝度積分値から測光値を求め（複数のエリアに
分割された撮像画面ではエリア面積で正規化する）、更
にこのＡＥ測光値と目標値（この値は予め設定されてお
り、ＡＥ測光値が目標値と等しくなると最適な露出とな
る）との偏差を求め、この偏差が零となるようにアイリ
スの開口径を制御して露出制御を行なうものが知られて
いる。

【０００４】一方、画像入力装置の撮影レンズとして
は、各種サイズの写真フイルムやプリント写真が容易に
撮像できるように、ズームレンズが採用されている。こ
のズームレンズには、主に被写体と撮影レンズとの距離
が数ミリから数センチの近接撮影に有利なように、一般
的なビデオカメラに採用されているインナーフォーカス
方式ではなく、前玉駆動フォーカス方式が採用されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記前玉駆動フォーカ
ス方式のズームレンズでは、アイリスの開口径が同じで
あってもズームレンズの変倍位置によってＦ値が大きく
変化するという特徴がある。すなわち、一般に、（望遠
側のＦ値）＞（広角側のＦ値）となる。これによって、
望遠側でのＦ値を明るくしようとすると、広角側でのＦ
値が必要以上に小さく（明るく）なる。このようなズー
ムレンズを備えた画像入力装置においては、被写体輝度
に応じてアイリスの開口径を開いてゆくという従来のＡ
Ｅ制御を行なうと、被写体輝度が低い場合には、望遠側
のＦ値が大きくてもズーミングして広角側にすると、ア
イリスが開放付近まで開いているため、Ｆ値としては小
さく（明るく）なるという現象が起きる。このような場
合には、近接撮影であるため被写界深度が極めて浅くな
るとともに、ズームレンズのＭＴＦ（Modulation Trans
fer Function）が低下するから、広角側で所望の撮像画
質が得られないという欠点があった。

【０００６】本発明は、撮像画像の画質が劣化すること
なく適正露出が得られるようにした画像入力装置用露出
制御回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の画像入力装置用露出制御回路は、イ
メージセンサからの光電信号を積分して測光値を検出す
る測光手段と、この測光手段で得られた測光値と目標値
との偏差を求める偏差検出手段と、偏差に基づき、予め
設定した制限開口径よりも大きくならない範囲でアイリ
スの開口径を調節するアイリス調節手段と、アイリスが
制限開口径に達しても偏差があることに応答して作動
し、この偏差を減らすようにイメージセンサからの光電
信号を増幅するゲイン調節手段とを備えたものである。

【０００８】また、請求項２記載の画像入力装置用露出
制御回路は、請求項１記載の画像入力装置用露出制御回
路において、前記対物レンズはズームレンズで構成さ
れ、前記制限開口径はズームレンズの変倍位置に応じて
変更されるようにしたものである。

【０００９】

【作用】アイリスの開放側の開口径を制限し、この制限
開口径よりも大きくならない範囲でアイリスの開口径を
調節する。被写体輝度が低く、アイリスの開口径が制限
開口径にセットされた状態でも露出不足になって、測光
値と予め設定した目標値との偏差が零にならない場合に
は、この偏差を減らすようにイメージセンサからの撮像
信号を増幅する増幅率が変更されるゲイン調節が行なわ
れる。これにより、アイリスＦ値が必要以上に小さい
（明るい）ことによるＭＴＦの劣化を防ぐとともに、ア
イリスの開口径を制限したことに起因する露出不足が解
消され、撮像画質を低下させることなく、適正露出で被
写体を撮像することができる。

【００１０】

【実施例】本発明を実施した画像入力装置を示す図２に
おいて、画像入力装置１０は、縦型に設置される本体部
１１と、本体部１１の両側面に軸着され、本体部１１に
対して起伏自在に設けられた一対のアームスタンド１
４，１５と、本体部１１の上部に回動自在に取り付けら
れたヘッド部１６とから構成されている。

【００１１】本体部１１には、後述するようにズームレ
ンズの光学系とＣＣＤや各種電気回路等からなる撮像装
置が組み込まれており、側面には各種操作スイッチやビ
デオ信号をテレビ等に出力する出力端子１８等が露呈さ
れている。撮像装置は、ズームレンズがヘッド部１６に
向けて配置されており、図示してないが、ヘッド部１６
の中央部には撮像用の開口が設けられている。そして、
ヘッド部１６のスロット２１にフイルムキャリア２２を
差し込み、これに写真フイルム２３を挿入することによ
り写真フイルム２３に記録された画像を撮像できる。ま
た、ヘッド部１６の上部に開閉自在に設けられたランプ
ハウス２４，２５を左右に開くとともに、本体部１１を
倒立させてヘッド部１６の撮像用開口を下方に向け、ヘ
ッド部１６の下方にプリント写真や小型の立体物等を置
けば、これらを撮像することもできる。

【００１２】画像入力装置１０の露出制御回路を示す図
１において、近接撮影に有利な前玉駆動フォーカス方式
のズームレンズ３１により形成された光学画像がアイリ
ス３２を介してＣＣＤ３３の受光面に結像され、光電変
換されてアナログの撮像信号が出力される。この撮像信
号は、オートゲインコントロールアンプ（以下ＡＧＣと
いう）３４に入力されて増幅される。このＡＧＣ３４に
おける撮像信号の増幅率は、通常は標準の増幅率になっ
ているが、後述するゲイン調節信号により必要に応じて
変更される。ＡＧＣ３４で増幅された撮像信号は、Ａ／
Ｄ変換器３６によりデジタル撮像信号に変換された後、
デジタル信号処理回路３８で補間処理や自動ホワイトバ
ランス等の処理が施されてビデオ信号になる。このビデ
オ信号はＤ／Ａ変換器３９にてＤ／Ａ変換され、外部の
テレビ受像機等に出力される。

【００１３】デジタル信号処理回路３８は、同期信号発
生回路（ＳＧ）４１，積分回路４２を備えている。積分
回路４２は、撮像信号の輝度信号を積分演算し、得られ
た輝度積分値をマイクロコンピュータ４３に送出する。
マイクロコンピュータ４３は、例えば撮像画面を複数の
エリアに分けてある場合に、各エリア毎の輝度積分値を
平均して全画面平均測光値を算出する。そして、これを
予め設定された目標値（測光値と目標値とが等しくなる
と適正露出となるように決められた値）と比較し、この
測光偏差を算出した後、この測光偏差が零になるように
アイリス制御信号をＤ／Ａ変換器４６，アイリスドライ
バ４７を介してアイリスメータ４８に出力する。アイリ
スメータ４８はアイリス制御信号に従ってアイリス３２
を開閉する。測光値は逐次演算され、アイリス３２は測
光偏差が零になるようにフィードバック制御される。

【００１４】アイリス３２の近傍には、アイリス３２の
開口度を計測するホール素子５０が設けられ、この出力
はホールアンプ５１で増幅されてからマイクロコンピュ
ータ４３に入力される。アイリス３２の開口径がズーム
レンズ３１の変倍位置によって決まる所定の制限開口径
に達してもなお、前記測光偏差が零にならない場合に
は、アイリス制御を行なうためのフィードバックの対象
を測光値からホールアンプ５１の出力値に変更する。

【００１５】マイクロコンピュータ４３は、ズームレン
ズ３１の変倍位置に基づいて目標ホールアンプ出力値
（これが零となるときのアイリス開口径がその変倍位置
における制限開口径）を算出し、これとホールアンプ５
１の出力値とを比較してホールアンプ偏差を算出する。
そして、このホールアンプ偏差が零になるようにアイリ
ス制御信号を出力し、アイリス３２の開口径を制限開口
径にセットする。このアイリス３２の開口径を制限開口
径にセットした状態でも測光偏差が零にならない分をゲ
イン調節信号としてＡＧＣ３４に出力する。ＡＧＣ３４
はこのゲイン調節信号に基づいて撮像信号の増幅率を変
更する。なお、マイクロコンピュータ４３からのゲイン
調節信号はＤ／Ａ変換器５３でアナログ信号に変換され
てからＡＧＣ３４に入力される。

【００１６】前記制限開口径は、前述したように、ズー
ムレンズ３１の各変倍位置に応じて決められるが、ズー
ムレンズ３１のＦ値が最も小さく（明るく）なる広角端
を基準とする。すなわち、変倍位置が広角端であるズー
ムレンズ３１のＭＴＦ曲線を示す図３において、制限開
口径はＭＴＦが一定レベル以下にならないように決めら
れる。この実施例では、ズームレンズ３１の変倍位置と
アイリス３２の開口径から決まるＦ値が例えばＦ３．２
であるときのアイリス３２の開口径をズームレンズ３１
の各変倍位置が広角端における制限開口径とする。ズー
ムレンズ３１を望遠側にズーミングしていくと、アイリ
ス３２の開口径が一定であればＦ値は大きくなっていく
ので、前記制限開口径は、ズームレンズ３１を広角側か
ら望遠側に変倍するにつれてアイリス３２の開口径を開
ける方向に変更される。

【００１７】マイクロコンピュータ４３からは、フォー
カスドライバ５５，ズームドライバ５６にそれぞれフォ
ーカス操作信号，ズーム操作信号を送る。また、ズーム
レンズ３１に設けられた図示しないフォーカスレンズ位
置センサ，変倍レンズ位置センサからは、マイクロコン
ピュータ４３に向けて、フォーカスレンズ位置信号，変
倍位置信号を送る。また、マイクロコンピュータ４３か
らタイミング回路（ＴＧ）５９に電子シャッタ制御信号
を送ると、ドライバ６１によりＣＣＤ３３の電子シャッ
タの動作制御が行なわれる。なお、本実施例では、ＣＣ
Ｄ３３の露出時間は一定とする。また、ランプハウス２
４，２５に内蔵されたランプ２４ａ，２５ａは、画像入
力動作の開始に先立って図示しない電源回路から電源が
供給されて点灯される。

【００１８】このように構成された画像入力装置１０の
作用を図４を参照しながら説明する。スロット２１に差
し込まれたフイルムキャリア２２に写真フイルム２３を
挿入してからランプ２４ａ，２５ａを点灯させる。ラン
プハウス２４，２５により照明された写真フイルム２３
の画像は、ズームレンズ３１によりアイリス３２を介し
てＣＣＤ３３の結像面に結像される。ＣＣＤ３３から出
力された撮像信号は、ＡＧＣ３４により所定の増幅率で
増幅されてからＡ／Ｄ変換器３６を介してデジタル信号
処理回路３８に入力される。ここで、デジタル撮像信号
は、各種の処理が施されてビデオ信号になり、Ｄ／Ａ変
換器３９を介してテレビ受像機等に出力される。

【００１９】デジタル信号処理回路３８の積分回路４２
では、デジタル撮像信号の輝度信号を積分して輝度積分
値を算出する。この算出結果はマイクロコンピュータ４
３に入力され、ここで全輝度信号による平均測光値が算
出されてから、この測光値と目標値との測光偏差が算出
され、この測光偏差に基づいたアイリス制御信号がアイ
リスドライバ４７を介してアイリスメータ４８に送ら
れ、測光偏差が零になるようにアイリス３２の開閉が行
なわれる。アイリス３２が変化すると、これが直ちに測
光値の算出結果に反映され、測光偏差が零になるまでア
イリス３２のフィードバック制御が行なわれる。

【００２０】アイリス３２の開口径が制限開口径より大
きくならない範囲で測光偏差が零になる場合には、アイ
リス３２の開口径を調整するだけで適正露出の撮像が行
なわれる。画像が暗く、アイリス３２の開口径が制限開
口径に達しても測光偏差が零とならない場合には、マイ
クロコンピュータ４３は、アイリス制御のフィードバッ
ク制御を、測光値ではなく、ホールアンプ５１からの出
力値によって行なうように切り換える。そして、このと
きのズームレンズ３１の変倍位置に基づいて目標ホール
アンプ出力値を算出し、ホールアンプ５１からの出力値
とのホールアンプ偏差を算出する。

【００２１】マイクロコンピュータ４３は、このホール
アンプ偏差が零となるようにアイリス制御を行ない、ア
イリス３２の開口径を制限開口径にセットするととも
に、前記測光偏差が零にならない分をゲイン調節信号と
してＡＧＣ３４に出力する。ＡＧＣ３４はこのゲイン調
節信号によりＣＣＤ３３から出力された撮像信号の増幅
率を変更する。以下、同様のシーケンスが繰り返され、
アイリス３２の開口径はフィードバック制御されるか
ら、写真フイルム２３の画像は常に安定した適正露出で
テレビ受像機に映し出される。

【００２２】以上説明した実施例では、ズームレンズの
変倍位置に基づいて逐次目標ホールアンプ出力値を算出
するようにしたが、例えば変倍位置と制限開口径との関
係をルックアップテーブルあるいはマイクロコンピュー
タのメモリに記憶させておき、変倍位置を変更する度に
これを参照してその変倍位置におけるアイリスの制限開
口径を読み出すようにしてもよい。

【００２３】また、ズームレンズの広角端におけるアイ
リスの制限開口径を決める際に用いたＦ値をＦ３．２と
したが、本発明はこれに限定されず、例えばＦ４．６と
してもよい。また、測光値を全画面平均測光値とした
が、例えば各エリア毎の輝度積分値に重み付けして中央
部重点測光値としてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明の画像入力装置用
露出制御回路によれば、アイリスを制限開口径より大き
くならない範囲で制御するとともに、アイリスが制限開
口径に達しても露出不足になる場合には、撮像信号の増
幅率を変更するゲイン調節を行なうようにしたので、撮
像画質を劣化させることなく適正露出の画像をビデオや
テレビ受像機に入力することできる。また、制限開口径
をズームレンズの変倍位置に応じて変更するようにする
と、各変倍位置で良好な画質の画像入力を行なうことが
できる。特に、広角側で必要以上にＦ値が小さく（明る
く）なることによりＭＴＦが劣化して画像劣化が引き起
こされることがない露出制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露出制御回路を示すブロック図であ
る。

【図２】画像入力装置の使用状態を示す外観斜視図であ
る。

【図３】ズームレンズの広角端におけるＭＴＦ曲線を示
すグラフである。

【図４】露出制御のシーケンスを示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０ 画像入力装置 ３１ ズームレンズ ３２ アイリス ３３ ＣＣＤ ３４ オートゲインコントロールアンプ ３８ デジタル信号処理回路 ４２ 積分回路 ４３ マイクロコンピュータ ４８ アイリスメータ ５０ ホール素子 ５１ ホールアンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズに接近して配置された被写体
   を開口径が調節自在なアイリスを通してイメージセンサ
   で撮像し、ビデオ信号として出力する画像入力装置に用
   いられる露出制御回路において、 前記イメージセンサからの光電信号を積分して測光値を
   検出する測光手段と、この測光手段で得られた測光値と
   目標値との偏差を求める偏差検出手段と、前記偏差に基
   づき、予め設定した制限開口径よりも大きくならない範
   囲でアイリスの開口径を調節するアイリス調節手段と、
   アイリスが前記制限開口径に達しても前記偏差があるこ
   とに応答して作動し、この偏差を減らすように前記イメ
   ージセンサからの光電信号を増幅するゲイン調節手段と
   を備えたことを特徴とする画像入力装置用露出制御回
   路。
2. 【請求項２】 前記対物レンズはズームレンズで構成さ
   れ、前記制限開口径はズームレンズの変倍位置に応じて
   変更されることを特徴とする請求項１記載の画像入力装
   置用露出制御回路。