JPH11127384A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像レンズに光学的絞り機構を備えていない
撮像装置において、映像信号処理系に入力される映像信
号のレベルを自動調整すること。 【解決手段】 映像信号のレベルを調整する時の調整ス
テップ用テーブルを複数設け、映像信号のレベルが理想
値から離れているときは、粗い調整ステップのテーブル
を使用し、映像信号のレベルが理想値に近づいた時点で
細かい調整ステップのテーブルに切換えることにより、
素早く且つ正確に調整を行うことを可能とした。また、
蛍光灯等による被写体の照度の細かい変化に対応して、
映像信号のレベルを変化させることがないよう映像信号
のレベルが所定の範囲内である場合は調整を停止させ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像レンズに光学
的絞り機構を備えなくとも、映像信号処理系に入力され
る映像信号のレベルを自動的に調整することのできる撮
像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、撮像レンズに光学的絞り機構を
もたない従来の撮像装置における映像信号系を説明する
為のブロック図である。撮像装置の映像信号系は図３に
示す如く、図示せぬ被写体からの入射光が撮像レンズ１
に入射し、図示せぬ画角調整用のズーム系レンズ、焦点
距離調整用のフォーカス系レンズを経て、撮像素子（以
下、「ＣＣＤ」と記す）２の撮像面に導かれる。

【０００３】ＣＣＤ２は、前記撮像面に導かれた被写体
像を映像信号に変換し、前記ＣＣＤ２より出力される映
像信号は、増幅回路３において適切な信号レベルまで増
幅された後に、信号処理回路４によりテレビジョン信号
に変換され、出力される。ここで、ＣＣＤ２はシャッタ
の機能を内蔵しており、後述する制御回路６からのシャ
ッタ制御信号によりシャッタ速度が変更される。更に、
増幅回路３もまた後述する制御回路６からのゲイン制御
信号により入力される映像信号の増幅率が変更される。

【０００４】前記増幅回路３により増幅された映像信号
は、また、レベル検出回路５にも入力され、前記レベル
検出回路５は、入力される映像信号のレベルが予め設定
した理想値に対する所定の範囲内であるか否かを検出
し、所定の範囲内ではないと検出した場合には、更に所
定の範囲内の映像信号のレベルと比較して高いのか、そ
れとも低いのかを検出する。

【０００５】そして、所定の範囲内の映像信号のレベル
と比較して低いと検出した場合は、映像信号のレベルが
低いということを示す検出信号を出力し、所定の範囲内
の映像信号のレベルと比較して高いと検出した場合は、
映像信号のレベルが高いということを示す検出信号を出
力する。また、入力される映像信号のレベルが予め設定
した理想値に対する所定の範囲内であると検出した場合
は、検出信号を出力しない。

【０００６】制御回路６は、前記レベル検出回路５から
の検出信号に応じて、前記ＣＣＤ２及び前記増幅回路３
に対しシャッタ制御信号及びゲイン制御信号を夫々出力
するものであるが、その内部に表１に示す如くテーブル
を有する。

【０００７】

【表１】

【０００８】前記制御回路６は、前記レベル検出回路５
から映像信号のレベルが低いという検出信号が出力され
る毎に、トータルゲインを０．２５ｄＢずつ上げるよう
前記ＣＣＤ２及び前記増幅回路３を制御し、また、前記
映像信号のレベルが高いという検出信号が出力される毎
に、トータルゲインを０．２５ｄＢずつ下げるよう前記
ＣＣＤ２及び前記増幅回路３を制御する。

【０００９】なお、信号処理回路４に入力される前記映
像信号のレベルの理想値をｉ、トータルゲインの１ステ
ップ（ここでは、０．２５ｄＢ）をｄとした場合に、映
像信号の理想値に対する所定の範囲は、以下の通り設定
されるのが一般的である。 映像信号の理想値に対する所定の範囲 ＝ ｉ±ｄ／２

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の撮
像装置においては、以下のような問題点があった。ま
ず、表１に示す如く、前記制御回路６におけるトータル
ゲインの１ステップを０．２５ｄＢずつに設定すると、
映像信号のレベルが映像信号の理想値に対する所定の範
囲内に達するまでに長い時間を要してしまい、被写体の
照度が大きく変化した場合に映像信号のレベル調整が遅
れてしまう。

【００１１】一方、前記制御回路６におけるトータルゲ
インの１ステップは、０．２５ｄＢより大きくすること
も可能であるが、トータルゲインの１ステップを大きく
すると、映像信号の理想値に対する所定の範囲も同時に
広く設定する必要があり、入力される映像信号のレベル
を理想値に近づけることが困難となる。

【００１２】また、蛍光灯等の光により被写体の照度が
素早く変化した場合には、レベル検出回路５は、被写体
の照度の素早い変化を検出し、入力信号のレベルを理想
値に近づけるべく、制御回路６に対して映像信号のレベ
ルが高いということを示す検出信号又は映像信号のレベ
ルが低いということを示す検出信号を不必要に切換えて
出力することになる。従って、前記信号処理回路４に入
力される映像信号のレベルが細かく変動し、結果として
画面上でちらつきが生じるという問題があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決する為
に、本発明に係る撮像装置は、レンズ系を介して得られ
た光学像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から
出力される映像信号を適切な信号レベルまで増幅する増
幅手段と、前記増幅手段にて増幅された映像信号の信号
レベルを検出し、検出された信号レベルに応じて前記増
幅手段における映像信号の増幅率を制御する制御手段と
を備えた撮像装置であり、前記映像信号の増幅率を変化
させる第１の制御量ステップ及び第２の制御量ステップ
が与えられ、前記映像信号が所定の信号レベルの範囲内
である時は、前記第１の制御量ステップ毎に前記映像信
号の増幅率が変更され、前記映像信号が所定の信号レベ
ルの範囲内でない時は、前記第２の制御量ステップ毎に
前記映像信号の増幅率が変更されることを特徴とする。

【００１４】また、本発明に係る撮像装置は、前記制御
手段の動作を停止させる条件と前記制御手段の動作を再
開させる条件とが与えられ、前記制御手段の動作を停止
させる条件は、前記映像信号のレベルが第１の範囲内と
なることで満たされ、前記制御手段の動作を再開させる
条件は、前記映像信号が前記第１の範囲を含み第１の範
囲と比較して広範囲に設定された第２の範囲外となるこ
とで満たされることを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】まず、本発明の第１の実施例に係
る撮像装置について説明する。図１は、本発明の第１の
実施例に係る撮像装置における映像信号系を説明する為
のブロック図である。図１において、１は撮像レンズ、
２は前記撮像レンズ１を介して導かれる被写体像を映像
信号に変換するＣＣＤ（撮像素子）、３は前記ＣＣＤ２
からの映像信号を適切な信号レベルまで増幅する増幅回
路、４は前記増幅回路３にて増幅された映像信号をテレ
ビジョン信号に変換する信号処理回路であり、これら
は、図３に示す従来の撮像装置における映像信号系と同
一の構成である。

【００１６】また、５に示す第１のレベル検出回路及び
６に示す第１の制御回路は、夫々図３に示す従来の撮像
装置における信号処理系のレベル検出回路５及び制御回
路６と同様に動作するものである。

【００１７】前記第１のレベル検出回路５は、前記増幅
回路３にて増幅された映像信号が入力され、映像信号の
レベルが予め設定した理想値に対し第１の範囲内である
か否かを検出し、更に、第１の範囲内の映像信号のレベ
ルと比較して高いのか、それとも低いのかを検出して、
映像信号のレベルが低いことを示す検出信号又は映像信
号のレベルが高いことを示す検出信号を出力する。

【００１８】また、前記第１の制御回路６は、前記第１
のレベル検出回路５から出力される検出信号に基づき、
前記ＣＣＤ２を制御する為のシャッタ制御信号及び前記
増幅回路３を制御する為のゲイン制御信号を出力する。

【００１９】一方、１０は前記増幅回路３にて増幅され
た映像信号が入力され、映像信号のレベルが前記理想値
に対し第２の範囲内であるか否かに応じて後述する第１
の切換器１２及び第２の切換器１３を切換える切換信号
を出力し、且つ前記第２の範囲内でないと検出した場合
には、第２の範囲内の映像信号のレベルと比較して高い
のか、それとも低いのかを検出すると共に、映像信号の
レベルが低いことを示す検出信号又は映像信号のレベル
が高いことを示す検出信号を出力する第２のレベル検出
回路である。

【００２０】そして、１１は前記第２のレベル検出回路
１０から出力される検出信号に基づき、前記ＣＣＤ２を
制御する為のシャッタ制御信号及び前記増幅回路３を制
御する為のゲイン制御信号を出力する第２の制御回路で
ある。

【００２１】また、１２は一端に前記第１の制御回路６
からのシャッタ制御信号が入力され、他端に前記第２の
制御回路１１からのシャッタ制御信号が入力され、前記
第２のレベル検出回路１０からの切換信号により前記Ｃ
ＣＤ２に出力するシャッタ制御信号を切換える第１の切
換器、１３は一端に前記第１の制御回路６からのゲイン
制御信号が入力され、他端に前記第２の制御回路１１か
らのゲイン制御信号が入力され、前記第２のレベル検出
回路１０からの切換信号により前記増幅回路３に出力す
るゲイン制御信号を切換える第２の切換器である。

【００２２】次に本発明の第１の実施例に係る撮像装置
の動作について説明する。前記ＣＣＤ２から出力される
映像信号は、前記増幅回路３にて増幅されると、前記第
１のレベル検出回路５及び前記第２のレベル検出回路１
０に入力される。そして、前記第１のレベル検出回路５
は、入力される映像信号のレベルが予め設定した理想値
に対して第１の範囲内であるか否かを検出し、また、前
記第２のレベル検出回路１０は、入力される映像信号の
レベルが前記理想値に対して第２の範囲内であるか否か
を検出する。なお、ここで前記予め設定した理想値に対
する前記第２の範囲は、前記第１の範囲と比較して広範
囲に設定されている。

【００２３】また、前記第１の制御回路６は表１に示す
如く、トータルゲインの１ステップが０．２５ｄＢずつ
に設定されているのに対し、前記第２の制御回路１１
は、表２に示す如く、トータルゲインの１ステップが１
ｄＢずつに設定されている点が異なる。

【００２４】

【表２】

【００２５】ここで、前記第１のレベル検出回路５及び
前記第２のレベル検出回路１０からの検出信号に基づ
き、前記第１の制御回路６及び前記第２の制御回路１１
は、夫々前記ＣＣＤ２及び前記増幅回路３を制御する為
の制御信号を出力するが、前記増幅回路３から出力され
る映像信号のレベルが、前記第２のレベル検出回路１０
において、予め設定した理想値に対して前記第２の範囲
内でないと検出された場合は、前記第２のレベル検出回
路１０からの切換信号に基づき、前記第１の切換器１２
及び第２の切換器１３は、前記第２の制御回路１１側に
切換えられる。

【００２６】また、前記増幅回路３から出力される映像
信号のレベルが、前記第２のレベル検出回路１０におい
て、予め設定した理想値に対して前記第２の範囲内であ
ると検出された場合は、前記第２のレベル検出回路１０
からの切換信号に基づき、前記第１の切換器１２及び第
２の切換器１３は、前記第１の制御回路６側に切換えら
れる。

【００２７】従って、前記増幅回路３から出力される映
像信号のレベルが、予め設定した理想値に対して前記第
２の範囲内でない時は、前記第１の切換器１２及び第２
の切換器１３は、前記第２のレベル検出回路１０から映
像信号のレベルが低いという検出信号が出力される毎
に、トータルゲインを１ｄＢずつ上げるよう前記ＣＣＤ
２及び前記増幅回路３を制御し、また、前記映像信号の
レベルが高いという検出信号が出力される毎に、トータ
ルゲインを１ｄＢずつ下げるよう前記ＣＣＤ２及び前記
増幅回路３を制御する。

【００２８】また、前記増幅回路３から出力される映像
信号のレベルが、予め設定した理想値に対して前記第２
の範囲内である時は、前記第１の切換器１２及び第２の
切換器１３は、前記第１のレベル検出回路５から映像信
号のレベルが低いという検出信号が出力される毎に、ト
ータルゲインを０．２５ｄＢずつ上げるよう前記ＣＣＤ
２及び前記増幅回路３を制御し、また、前記映像信号の
レベルが高いという検出信号が出力される毎に、トータ
ルゲインを０．２５ｄＢずつ下げるよう前記ＣＣＤ２及
び前記増幅回路３を制御する。

【００２９】そして、前記第１のレベル検出回路５に
て、映像信号のレベルが予め設定された理想値に対して
前記第１の範囲内であると検出された時は、前記第１の
切換器１２及び第２の切換器１３は、前記第１の制御回
路６側に切換えられているものの、前記第１のレベル検
出回路５が検出信号を出力しない為、前記ＣＣＤ２及び
前記増幅回路３に対する制御は行われない。

【００３０】即ち、前記増幅回路３から出力される映像
信号のレベルが映像信号のレベルの理想値に対して前記
第２の範囲内でない場合は、表２に示す１ｄＢのステッ
プでトータルゲインが調整され、前記増幅回路３から出
力される映像信号のレベルが映像信号のレベルの理想値
に対して前記第２の範囲内である場合は、表１に示す
０．２５ｄＢのステップでトータルゲインが調整され、
更に、映像信号のレベルが前記理想値に対して第１の範
囲となった時点でトータルゲインの調整が完了する。

【００３１】なお、ここでは、第１の制御回路６及び第
２の制御回路１１により、トータルゲインの調整ステッ
プを２段階に変更することができる例を示したが、レベ
ル検出回路の数を更に増やすことにより、トータルゲイ
ンの調整ステップを３段階以上設けることも可能であ
る。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例に係る撮像装
置について説明する。図２は、本発明の第２の実施例に
係る撮像装置における映像信号系を説明する為のブロッ
ク図である。ここで、撮像レンズ１、ＣＣＤ２、増幅回
路３、信号処理回路４及び制御回路６に関しては図３に
示す従来の撮像装置と同一の構成である為、詳しい説明
は省略する。

【００３３】２０は、前記増幅回路３にて増幅された映
像信号が入力され、映像信号のレベルが予め設定した理
想値に対して第３の範囲内であるか否かを検出し、第３
の範囲内であると検出した場合は、後述するラッチ２２
にステータス信号を出力し、また、第３の範囲内でない
と検出した場合には、第３の範囲内の映像信号のレベル
と比較して高いのか、それとも低いのかを検出すると共
に、映像信号のレベルが低いことを示す検出信号又は映
像信号のレベルが高いことを示す検出信号を出力する第
３のレベル検出回路である。

【００３４】そして２１は、前記増幅回路３にて増幅さ
れた映像信号が入力され、映像信号のレベルが予め設定
した理想値に対して第４の範囲内であるか否かを検出
し、第４の範囲内でないと検出した場合には、後述する
ラッチ２２にリセット信号を出力する第４のレベル検出
回路である。

【００３５】また、２２は前記第４のレベル検出回路２
１からのリセット信号によりリセットされ、後述する第
３の切換器２３のスイッチをオン・オフする為のステー
タス信号を出力するラッチ、２３は前記ラッチ２２が前
記ステータス信号を出力している間はスイッチを開放し
て前記第３のレベル検出回路２０からの検出信号を遮断
し、前記ラッチ２２が前記ステータス信号を出力してい
ない間は、前記第３のレベル検出回路２０からの検出信
号を前記制御回路６に出力する第３の切換器である。

【００３６】次に本発明の第２の実施例に係る撮像装置
の動作について説明する。前記ＣＣＤ２から出力される
映像信号は、前記増幅回路３にて増幅されると前記第３
のレベル検出回路２０及び前記第４のレベル検出回路２
１に入力される。

【００３７】そして、前記第３のレベル検出回路２０
は、入力される映像信号のレベルが予め設定した理想値
に対して第３の範囲内であるか否かを検出し、また、前
記第４のレベル検出回路２１は、入力される映像信号の
レベルが前記理想値に対して第４の範囲内であるか否か
を検出する。なお、ここで前記理想値に対する前記第４
の範囲は、前記第３の範囲と比較して広範囲に設定され
ている。

【００３８】また、前記制御回路６は表１に示す如く、
トータルゲインの１ステップが０．２５ｄＢずつに設定
されている。ここで、前記第３のレベル検出回路２０か
らの検出信号に基づき、前記制御回路６は、前記ＣＣＤ
２及び前記増幅回路３を制御する為のシャッタ制御信号
及びゲイン制御信号を出力するが、前記増幅回路３から
出力される映像信号のレベルが、前記第３のレベル検出
回路２０において、予め設定した理想値に対して前記第
３の範囲内であると検出された時点で、前記第３のレベ
ル検出回路２０はステータス信号を出力し、前記ステー
タス信号により前記第３の切換器２３のスイッチが開放
される。よって、前記制御回路６は、前記ＣＣＤ２及び
増幅回路３に対する制御信号の出力を停止する。

【００３９】その後、前記増幅回路３から出力される映
像信号のレベルが変動し、前記第４のレベル検出回路２
１において、前記理想値に対して前記第４の範囲内では
ないと検出された時点で、前記第４のレベル検出回路２
１から出力されるリセット信号に基づき、前記ラッチ２
２におけるステータス信号がリセットされ、前記第３の
切換器２３のスイッチが接続される。よって、前記制御
回路６は、前記ＣＣＤ２及び前記増幅回路３に対する制
御信号の出力を再開する。

【００４０】即ち、前記増幅回路３から出力される映像
信号のレベルが予め設定した理想値に対して前記第３の
範囲内となった時点で、前記ＣＣＤ２及び増幅回路３に
対するシャッタ制御及びゲイン制御が停止され、前記増
幅回路３から出力される映像信号のレベルが前記理想値
に対して前記第４の範囲を越えた時点で前記ＣＣＤ２及
び増幅回路３に対するシャッタ制御及びゲイン制御が再
開される。

【００４１】従って、蛍光灯等の光による被写体の照度
の変化に対して前記制御回路６が制御信号を出力するこ
とのないよう前記理想値に対する第４の範囲を設定する
ことにより、画面上でちらつきが発生することを防止で
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上の如く、本発明に係る撮像装置は、
絞り機構を備えていないにも拘わらず、被写体の照度が
大きく変化した場合でも映像信号のレベルを調整する為
のテーブルを切換えることにより、映像信号のレベル調
整が素早く、且つ正確に行われ、安定した撮影を行うこ
とができる。

【００４３】また、被写体の照度が蛍光灯等の光により
細かく変動した場合においても、映像信号レベルの調整
を停止させることにより、画面上でちらつきが発生せ
ず、室内でも安心して使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る撮像装置における
映像信号系を説明する為のブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る撮像装置における
映像信号系を説明する為のブロック図である。

【図３】従来の撮像装置における映像信号系を説明する
為のブロック図である。

【符号の説明】

１…撮像レンズ ２…ＣＣＤ ３…増幅回路 ４…信号処理回路 ５…レベル検出回路、第１のレベル検出回路 ６…制御回路、第１の制御回路 １０…第２のレベル検出回路 １１…第２の制御回路 １２…第１の切換器 １３…第２の切換器 ２０…第３のレベル検出回路 ２１…第４のレベル検出回路 ２２…ラッチ ２３…第３の切換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズ系を介して得られた光学像を光電変
   換する撮像素子と、 前記撮像素子から出力される映像信号を適切な信号レベ
   ルまで増幅する増幅手段と、 前記増幅手段にて増幅された映像信号の信号レベルを検
   出し、検出された信号レベルに応じて前記増幅手段にお
   ける映像信号の増幅率を制御する制御手段とを備えた撮
   像装置であり、 前記映像信号の増幅率を変化させる第１の制御量ステッ
   プ及び第２の制御量ステップが与えられ、前記映像信号
   が所定の信号レベルの範囲内である時は、前記第１の制
   御量ステップ毎に前記映像信号の増幅率が変更され、前
   記映像信号が所定の信号レベルの範囲内でない時は、前
   記第２の制御量ステップ毎に前記映像信号の増幅率が変
   更されることを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】レンズ系を介して得られた光学像を光電変
   換する撮像素子と、 前記撮像素子から出力される映像信号を適切な信号レベ
   ルまで増幅する増幅手段と、 前記増幅手段にて増幅された映像信号の信号レベルを検
   出し、検出された信号レベルに応じて前記増幅手段にお
   ける映像信号の増幅率を制御する制御手段とを備えた撮
   像装置であり、 前記制御手段の動作を停止させる条件と前記制御手段の
   動作を再開させる条件とが与えられ、 前記制御手段の動作を停止させる条件は、前記映像信号
   のレベルが第１の範囲内となることで満たされ、前記制
   御手段の動作を再開させる条件は、前記映像信号が前記
   第１の範囲を含み第１の範囲と比較して広範囲に設定さ
   れた第２の範囲外となることで満たされることを特徴と
   する撮像装置。