JPH0833567B2 - 自動絞り調整回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カメラの自動絞り調整回路の改善に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の自動絞り調節回路と出力レベルを一定
にする可変利得増幅部の構成を示すブロック図である。

この第４図において、１はレンズであり、このレンズ
１を透過した光は絞り機構２を経由して、撮像素子３で
受光されるようになっている。

受光素子３の出力は前置増幅回路４で増幅された後、
第１の検波回路５で検波されるようになっているととも
に、可変利得増幅回路９に入力されるようになってい
る。

第１の検波回路５の出力は第１の誤差増幅回路６で第
１の基準電圧端子７から印加される基準電圧との偏差を
とり、絞り駆動回路８に出力するようになっている。こ
の絞り駆動回路８は第１の誤差増幅回路６の出力に基づ
き、絞り機構２を駆動して絞りを調節するようになって
いる。

かくして、絞り機構２、受光素子３、前置増幅回路
４、第１の検波回路５、第１の誤差増幅回路６、絞り駆
動回路８により、自動絞り調整回路を構成している。

一方、上記可変利得増幅回路９、第２の検波回路10、
第２の誤差増幅回路11により、可変利得増幅部を構成し
ている。

この可変利得増幅部において、可変利得増幅回路９の
出力は出力端子13および第２の検波回路10に送出するよ
うになっており、第２の検波回路10の出力は第２の誤差
増幅回路11に送られ、そこで、第２の基準電圧端子12か
ら印加される基準電圧との偏差をとって、第２の誤差増
幅回路11から可変利得調整回路９に出力するようになっ
ている。

次に動作について説明する。被写体よりの反射光はレ
ンズ１を通り、絞り機構２により光量調節されて、撮像
素子３へ結像する。

撮像素子３にて光電変換された電気信号は前置増幅回
路４により増幅される。この前置増幅回路４の出力は自
動光量調節回路の第１の検波回路５で検波する。この第
１の検波回路５は主に平均値検波が用いられる。

この第１の検波回路５の出力は第１の誤差増幅回路６
に入力される。第１の誤差増幅回路６には、第１の基準
電圧端子７から第１の基準電圧が印加されており、第１
の誤差増幅回路６は常に第１の検波回路５の出力と第１
の基準電圧の差を検出している。

第１の誤差増幅回路６は第１の基準電圧と第１の検波
回路５の出力との偏差をとると、その出力を絞り駆動回
路８に出力する。

絞り駆動回路８は第１の誤差増幅回路６の出力に応じ
て、すなわち、光量が不足の場合は開く方向に、過多の
場合は閉じる方向に動作する。

これらの絞り機構２、撮像素子３、前置増幅回路４、
第１の検波回路５、第１の誤差増幅回路６、絞り駆動回
路８は閉ループを構成しており、前置増幅回路４の出力
レベルが一定となるように動作する。

次に可変利得増幅部の動作について説明する。この可
変利得増幅部は、光量が不足となり、絞り機構２が開放
となった場合に利得を大きくし感度の改善を図ってい
る。

すなわち、光量が弱い場合、絞り機構２が開放とな
り、それにともなって、前置増幅回路４および可変利得
増幅回路９の出力レベルが上がる。

この可変利得増幅回路９の出力は第２の検波回路10で
検波され、第２の誤差増幅回路11で、第２の基準電圧端
子12から印加される第２の基準電圧との偏差をとり、そ
の偏差に応じて可変利得増幅回路９に出力し、この可変
利得増幅回路９の出力、すなわち、出力端子13のレベル
を一定となるように作動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の自動絞り調節回路と可変利得増幅部は以上のよ
うに構成されているので、撮像素子３の受光面が常に一
定の明るさになるように絞り機構２が追従する。

一般の被写体においては、おおむね問題なく撮影でき
るが、夜間のように周囲が暗く特定部のみネオンサイン
などの照明がある場合は、画面を平均レベルに追い込む
ため、明るい部分が過大レベルとなり、撮像素子３が飽
和したり、回路が飽和し、撮影画像を正しく再現するこ
とができない。

第２図にその例を示す。第２図（ａ）はネオンサイン
が撮影画像に正しく再現されている場合であり、第２図
（ｂ）は前記従来例で撮影した場合で、撮影画像にネオ
ンサインが正しく再現されていない場合である。

この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、自動的に補正を加え、撮影画像の再現性
を向上できる自動絞り調整回路を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る絞り調整回路は、絞り機構の絞り値を
検出するホール素子と、被写体からの反射光を受光し、
光電変換して撮像出力を得る撮像素子の出力に応じて利
得を可変する可変利得増幅部と、撮像素子の出力から被
写体の中間輝度レベル部の面積が所定値以上か否かに応
じてホール素子の出力と所定の設定値との偏差または撮
像素子の出力とを選択し、かつ可変利得増幅部の利得制
御を行うレベル検出選択手段と、このレベル検出選択手
段で選択された偏差または撮像素子の出力と所定値との
偏差に応じて絞り機構の絞り値を一定値にする自動絞り
調節回路とを設けたものである。

〔作用〕

この発明におけるレベル検出選択手段により撮像素子
の出力から被写体の中間輝度レベル部の面積が所定値以
下であることを検出したときは、ホール素子の出力を選
択して自動絞り調節回路により、この出力と所定の設定
値との偏差をとり、その偏差に応じて絞り機構の絞り値
を一定値になるようにするとともに、可変利得増幅部の
利得を制御して利得がある値以上にならないように作用
する。

〔実施例〕

以下、この発明の自動絞り調整回路の実施例について
図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の構成を
示すブロック図であり、この第１図において、構成の説
明に際し、第４図と同一部分には同一符号を付してその
重複説明を避け、第４図とは異なる部分を主体に述べ
る。

この第１図を第４図と比較しても明らかなように、第
１図では、第４図の構成に新たに以下に述べる部分が追
加されている。

すなわち、符号１〜13で示す部分は第４図と同様であ
り、符号21以降で示す部分が第４図で示した構成に追加
されているものであり、符号21はホール素子である。

このホール素子21は絞り機構２の絞りの値を検出する
もので、この絞り機構２の所定個所に取り付けられ、そ
の出力は増幅回路22に出力するようになっている。

増幅回路22の出力は第３の誤差増幅回路23に出力する
ようになっている。第３の誤差増幅回路23には、第３の
基準電圧端子24から第３の基準電圧が印加されており、
したがって、第３の誤差増幅回路23は増幅回路22の出力
電圧と第３の基準電圧との偏差をとって、切換回路25に
出力するようになっている。

一方、26はウインドコンパレータであり、ウインドコ
ンパレータ26には上記前置増幅回路４の出力が入力され
るようになっている。ウインドコンパレータ26は特定レ
ベル内に信号がある場合に出力するものであり、この出
力は第３の検波回路27に送出するようになっている。

第３の検波回路27の出力は電圧比較回路28に送出する
ようになっている。電圧比較回路28には、第４の基準電
圧端子29から第４の基準電圧が印加されており、電圧比
較回路28は第３の検波回路27の出力と第４の基準電圧と
を比較して、第３の検波回路27の出力が第４の基準電圧
以下になると、出力するものである。

この電圧比較回路28の出力は制御出力30として可変利
得増幅回路９と切換回路25に加えるようになっている。
切換回路25はこの制御出力30により、端子ａに加えられ
る第３の誤差増幅回路23の出力と、端子ｂに加えられる
第１の検波回路５の出力とを切り換えて、第１の誤差増
幅回路６に出力するようになっている。

かくして、ウインドコンパレータ26、第３の検波回路
27、電圧比較回路28、第４の基準電圧端子29、切換回路
25とにより、レベル検出選択手段が構成されている。

このレベル検出選択手段は、前置増幅回路４の出力レ
ベルの検出と、第３の誤差増幅回路23の出力と、第１の
検波回路５の出力との選択を行うものである。その他の
構成は第４図と同様である。

次に動作について説明する。まず、レンズ１〜絞り駆
動回路８の閉ループによる自動絞り調節回路の構成と動
作は第４図の場合と同様である。

通常の被写体の場合はこの閉ループにより、前置増幅
回路４の出力が一定となるように絞り機構２の絞りが絞
り駆動回路８により調整されている。

また、可変利得増幅回路９〜第２の誤差増幅回路11に
よる可変利得増幅部のループについても第４図の場合と
同様であり、出力端子13のレベルが一定となるように動
作する。

第２図の特定１水平期間を抜き出した波形を第３図に
示す。第２図において斜線部分は暗部であり、ネオンサ
インおよび車のライトを写した例である。画面全体に暗
部が多く、絞りは開き、可変利得増幅部の利得は大きく
なっている。

撮像素子３の出力を第３図（ｂ）とした場合、ネオン
サイン、および車のライトは飽和レベルをオーバして、
画面上では白く写っている。

第３図に示す斜線部分はこの発明の検出しようとする
部分を示している。このように、夜間にて中間レベルが
ないため、この部分の面積を求め、ある値より少ない場
合、自動絞り調整回路のループ構成を切り換えることに
より、実現することができる。

第１図におけるホール素子21は絞り機構２の絞り値を
検出しており、このホール素子21の出力は増幅回路22で
増幅される。すなわち、絞りの情報はホール素子21と増
幅回路22で得ることができる。

次に中間輝度レベル部の面積を検出する方法について
述べる。撮像素子３の出力は前置増幅回路４で増幅され
た後、ウインドコンパレータ26に入力される。このウイ
ンドコンパレータ26は特定レベル内に信号がある場合に
出力する。

一般の被写体においては、中間輝度レベルの被写体は
多くあり、常にこのウインドコンパレータ26は出力して
いる。

ところが、第２図（ｂ）に示すような場合は、第３図
（ａ）に示すように、中間輝度レベル部はほとんどな
く、ウインドコンパレータ26の出力はごく少ない。

ウインドコンパレータ26の出力は第３の検波回路27で
検波され、この第３の検波回路27の出力は電圧比較回路
28に送出される。

電圧比較回路28は第３の検波回路27の出力と、第４の
基準電圧と比較し、第３の検波回路27の出力が第４の基
準電圧より低下した場合、制御出力30を切換回路25に出
力して、この切換回路25を制御する。

電圧比較回路より制御出力30が出された場合、切換回
路25は端子ｂより端子ａの位置に切り換わる。

切換回路25が端子ａに切り換わった場合は絞り機構
２、ホール素子21、増幅回路22、第３の誤差増幅回路2
3、切換回路25、第１の誤差増幅回路６、絞り駆動回路
８の閉ループを構成することにより、第３の基準電圧端
子24の第３の基準電圧と、第１の基準電圧端子７の第１
の基準電圧により設定される一定の絞り位置に固定され
る。

このようにすることにより、自動的に絞り位置が固定
され、夜間のネオンサインなどの再現性が改善される。
第３図（ａ）に１水平期間の波形を示すが、この波形に
より、第２図（ａ）のように再現することができる。

ただし、車のライトのような場合は輝度が高く、飽和
レベル以下に入れることは全体をさらに暗くしてしまう
ため、得策ではない。また、ライト自身を再現する必要
もない。

次に、可変利得増幅部については、従来のままであれ
ば、画面全体に暗部が多いため、利得が大きくなり、こ
の部分で飽和してしまうことになる。

このため、電圧比較回路28から出力される制御出力30
を可変利得増幅回路９に加え、ある値以上利得が上がら
ないようにする。このようにすれば、第２図（ａ）のよ
うな画面とすることが可能である。

なお上記実施例では、機械的な絞り機構にて説明した
が、液晶などにより光量調節を行ってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、被写体の中間輝度レ
ベル部分の面積が所定以下になると、レベル検出選択手
段により、撮像素子の出力と所定の基準値と比較して、
その偏差に応じて絞り機構の絞り値を一定の絞り位置に
固定するようにするとともに、可変利得増幅回路の利得
がある一定以上上がらないように構成したので、中間輝
度レベル部が少ない場合にあらかじめ設定した特定絞り
値に収束させることができ、夜間照明のあざやかさが再
現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る自動絞り調整回路の
ブロック図、第２図（ａ）は同上実施例を説明するため
の被写体の中間輝度レベル部の面積が所定以上の場合の
画面の特定の１水平期間を抜き出した画面図、第２図
（ｂ）は同上実施例を説明するための被写体の中間輝度
レベル部の面積が所定以下の場合の画面の特定の１水平
期間を抜き出した画面図、第３図（ａ）および第３図
（ｂ）はそれぞれ第２図（ａ）、第２図（ｂ）の画面図
に対応する画面の１水平期間の波形図、第４図は従来の
自動絞り調節回路および可変利得増幅部の構成を示すブ
ロック図である。 １……レンズ、２……絞り機構、３……撮像素子、５…
…第１の検波回路、６……第１の誤差増幅回路、８……
絞り駆動回路、９……可変利得増幅回路、10……第２の
検波回路、11……第２の誤差増幅回路、21……ホール素
子、23……第３の誤差増幅回路、25……切換回路、26…
…ウインドコンパレータ、27……第３の検波回路、28…
…電圧比較回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズおよび絞り機構を透過した被写体か
   らの反射光を結像して電気信号に変換する撮像素子と、
   上記被写体の輝度レベルに応じて上記撮像素子の出力の
   利得を可変する可変利得増幅部と、上記絞り機構の絞り
   値を検出するホール素子と、上記撮像素子の出力レベル
   から上記被写体の中間輝度レベルが所定以上であること
   を検出したときは上記撮像素子の出力を選択し、かつ上
   記中間輝度レベルが所定以下のときには上記ホール素子
   の出力と所定の基準電圧との偏差を選択するとともに上
   記可変利得増幅部の利得が所定以上上がらないようにす
   るレベル検出選択手段と、このレベル検出選択手段によ
   り上記偏差あるいは上記撮像素子の出力のいずれかを選
   択したときこの選択された上記偏差あるいは上記撮像素
   子の出力と設定値との偏差をとって上記絞り機構の絞り
   値を一定にする自動絞り調節回路とを備えた自動絞り調
   整回路。