JPS6139381Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、安定な画像が得られる、テレビカ
メラもしくはシネカメラの自動絞り装置に関する
ものである。

従来におけるテレビカメラもしくはシネカメラ
の自動絞り装置は、第１図に示すごとくテレビカ
メラ等に入射する光１は、電気信号によつて開閉
度合が制御される絞り機構２を通過し、この絞り
機構を通過した光３は光電変換器４に入射して、
その強度に応じた電気信号に変換された後、増幅
器５で所定の増幅を受け、検波器６で平滑されて
絞り機構２の制御信号となるように構成されてい
る。なお、その検波器６で生成される制御信号
（制御電圧）は、光電変換器４に入射される光量
および絞り機構２の開度とは第２図の直線で示す
関係を持つものである。

このような負帰還ループの形成によつて、前記
光電変換器４からの出力信号が所期設定値よりも
大きくなれば、絞り機構を閉じて入射光量が減少
する方向へ、また反対に所期設定値よりも小さく
なれば、絞り機構を開けて入射光量を増大させる
方向へ、絞り機構の開閉度合が自動的に制御され
る。

このような構成の自動絞り機構においては、多
大な光量の光１が入射した時に問題が生じる。こ
こで、絞り機構２が遮蔽状態となるときの電圧を
Ａ、入射光１が入つたときの適正な制御電圧を
Ｂ、自動絞り機構の応答性による制御電圧の負方
向へ生じるオーバシユートの電圧をΔＢとすると
（第２図を参照）、自動制御理論からＡ＞Ｂ−ΔＢ
となつたときにハンチングが生じることが明らか
である。このときのの動作状態を以下、ステツプ
を追つて説明する。

ステツプ１：多大な入射光１が入ると光電変換
器４の出力信号が増大し、前記制御信号がＢ−Δ
Ｂとなる。

ステツプ２：絞り機構２が遮蔽状態となり、絞
り機構２を連通する光３の光量が零となる。

ステツプ３：光電変換器４の出力信号が零とな
り、制御信号は絞り機構２を全開させる電圧とな
る。

ステツプ４：絞り機構２が適正値以上に開か
れ、前記ステツプ１の状態となる。

このように、多量の光が一度入射するとステツ
プ１からステツプ４までのプロセスを繰り返し、
絞り機構２を通過する光３の光量が、零と適正な
光量以上の光量との間を繰り返し変化することと
なり、制御系がハンチング状態となる。このよう
な状態が生じるのは、絞り機構２が遮蔽状態と開
いた状態という一種のON−OFF状態となるため
に不連続点が生じ、この不連続点で制御ループの
利得が無限大となることによる。

このような問題は、負の方向へのオーバシユー
トの電圧ΔＢを小さくすることによつて或る程度
解消することができ、そのためには、自動絞り機
構のループ利得を小さくするか、応答特性を遅く
しなければならない。

しかし、このようにループ利得を下げたり、応
答速度を小さくすれば、応答特性が非常に悪くな
り、自動絞り装置としての実用性を失うという問
題がある。

この考案の目的は、上述したような問題を解決
するため、絞り機構を制御するループのループ利
得がいかなる場合にも無限大にならないようにし
てハンチングを防止した自動絞り装置を提供する
ことである。

この目的を達成するために本考案は、第３図に
示すように、光を電気に変換する光電変換器４
と、前記光電変換器４に入射する光量を電気的な
制御信号で制御できる絞り機構２と、前記光電変
換器４より得られる出力を平滑する検波器６と、
前記検波器６の出力が基準電圧Ｄ以上のときはそ
の検波器出力を制御信号として出力し、基準電圧
Ｄ以下のときその基準電圧Ｄにクリツプした電圧
を制御信号として出力し、前記絞り機構に与える
クリツプ回路７とを備え、前記検波器出力が前記
基準電圧Ｄより大きいとき、前記光電変換器４へ
の入射光量をほぼ一定に保つよう負帰還ループと
して動作し、前記検波器出力が前記基準電圧Ｄよ
り小さいとき、前記絞り機構２の絞り値が前記基
準電圧Ｄに対応する一定値になるよう構成したこ
とを特徴とするものである。

前記従来技術のようにクリツプ回路を用いず
に、検波器出力によつて直接絞り機構の絞り値を
制御して負帰還ループを動作させた場合、絞り機
構が遮蔽状態近傍において負帰還ループのループ
利得が無限大に近づき、絞り機構がハンチング現
象を起こすが、本考案によれば上記構成によりク
リツプ回路を設けることによつて絞り機構が遮蔽
状態になることを防止しているため、負帰還ルー
プが無限大になることを防止し、絞り機構のハン
チング現象を防止することができる。

次に、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。第３図は、この考案の一実施例であつて、
第１図における参照番号と同一の参照番号の要素
は、第１図におけるそれと同一であるので説明は
省略する。クリツプ回路７には、検波器６からの
信号と基準電圧発生器８からの基準電圧信号とが
入力され、常に電圧の高い方の信号だけを出力す
るように構成されている。そして、この基準電圧
発生器８の電圧Ｄは、絞り機構２が遮蔽状態とな
る電圧よりも微少量だけ高めに設定されている。

このような構成において自動絞り制御ループが
とる状態としては、 １：Ｂ−ΔＢ＞Ｄ ２：Ｂ＞Ｄ＞Ｂ−ΔＢ ３：Ｄ＞Ｂ （ただし、Ｂ：自動絞りの適正な制御電圧、Δ
Ｂ：自動絞りの負方向へ生じるオーバシユート電
圧） が考えられ、これらの各状態について、以下に
説明する。

〔Ｂ−ΔＢ＞の状態〕

この状態の場合には前述した従来例における場
合と同様に不連続点が生じないので、絞り機構２
に入力される制御信号は、適正な制御電圧Ｂに集
斂する。

〔Ｂ＞Ｄ＞Ｂ−ΔＢの状態〕

ステツプ１：絞り機構２を通過した入射光３が
適正値以上になると光電変換器４の出力も適正値
以上となり、検波器６からの平滑された信号はＢ
−ΔＢとなり、基準電圧Ｄよりも小さくなる。

ステツプ２：絞り機構２に入力する制御信号と
して基準電圧信号が入力するの、絞り機構２の絞
りの値はＤによつて決まる値となる。

ステツプ３：ステツプ２によつて決つた絞りの
値に対応する光量が入射する。但し、Ｂ＞Ｄであ
るため、この時に入射する光量は適正光量よりも
少ない。

ステツプ４：ステツプ３によつて得られた入射
光３に対応した信号を光電変換器４が出力し、こ
れに対応した平滑信号が検波器６から出力され
る。この平滑信号の電圧は、ＢとＤよりも高い。

ステツプ５：ステツプ４で得られた平滑信号が
クリツプ回路７から出力され、これが絞り機構２
に制御信号として入力され、これに対応する値に
絞り値がが得られる。

ステツプ６：ステツプ５によつて決められた絞
り値に対応した入射光３が得られる。この時の光
量は適正値以上なので、ステツプ１へ戻る。

この１から６までのステツプを繰り返すが、前
述した従来例のように絞り機構２が遮蔽状態に陥
ることがないので、電気信号としてON−OFFの
状態は存在せず、オーバシユートは時間とともに
減衰し、制御信号の電圧は、Ｂ電圧に安定する。

〔Ｄ＞Ｂの状態〕

検波器６の出力信号の電圧が基準電圧Ｄよりも
小さくなり、クリツプ回路７からは基準電圧Ｄが
出力され、絞り機構２はこの基準電圧Ｄに対応し
た絞り値に固定される。

このように、全ての状態においてもハンチング
を発生することがないので、安定した画像を得る
ことができる。

これらの実施例においては、絞り機構２が或る
一定値以下に絞れなくなるが、絞り機構自体の性
能として干渉、回析などの現象により使用可能な
最少絞り限界値が存在し、これ以下の絞り値では
実用に耐える正常な入射光が得られないので、こ
の考案における自動絞り装置においてもこの最少
絞り限界値に、その最低絞り値を設定すれば、何
ら絞り機構自体の性能を落すことはない。

また、光電変換器は、テレビカメラにおいては
撮像素子自体を使用すればよく、またシネカメラ
においてはレンズ、絞り機構２を通過してフイル
ムに入る光の一部をCdSなどの光電変換素子で検
出するようにすればよい。

以上、説明したように、この考案の自動絞り機
構は、非常に簡単な構成によつて制御ループにお
けるハンチングを防止できるので、実用上非常に
有用な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の自動絞り装置の一例を示す図
であり、第２図は、第１図に示したような自動絞
り装置における制御特性を示す図である。第３図
は、この考案の自動絞り装置の一実施例を示す図
である。 １……入射光、２……絞り機構、３……絞り機
構を通過した光、４……光電変換器、５……増幅
器、６……検波器、７……クリツプ回路、８……
基準電圧発生器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 前記光電変換器に入射する光量を電気的な制御
   信号で制御できる絞り機構と、 前記光電変換器より得られる出力を平滑する検
   波器と、 前記検波器出力が基準電圧以上のときはその検
   波器出力を制御信号として出力し、基準電圧以下
   のときはその基準電圧にクリツプした電圧を制御
   信号として出力し、前記絞り機構に与えるクリツ
   プ回路とを備え、 前記検波器出力が前記基準電圧より大きいと
   き、前記光電変換器への入射光量をほぼ一定に保
   つよう負帰還ループとして動作し、前記検波器出
   力が前記基準電圧より小さいとき、前記絞り機構
   の絞り値が前記基準電圧に対応する一定値になる
   よう構成したことを特徴とする動画像用カメラの
   自動絞り装置。