JPS6213170A - テレビカメラ用レンズの自動絞り制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビカメラ用レンズの自動絞り制御装置に関
する。

従来の技術 従来、テレビカメラ用レンズの自動絞り制御装置として
は、片側スプリング駆動方式のものが知られているが、
駆動電圧範囲が狭く信頼性がないものであったため、絞
りを開閉両方向に駆動制御するものが信頼性が高く、消
費電流も少ないので賞用されてきた。

発明が解決しようとする問題点 最近、テレビカメラ用レンズにあっては、特に小型のも
のが望まれるため、従来の両方向駆動方式のものでは構
造が複雑で不具合なため、本発明は片側スプリング方式
で駆動機構を簡素化し小型化を計るとともに、信頼性が
高く消費電流を少なくしたテレビカメラ用レンズの絞り
制御装置を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 そこで、本発明は、テレビカメラの画像信号を利用して
絞り制御を行う絞り制御装置において、ローコントラス
ト時の画像信号の調整を主目的とする第一の手段と、ハ
イコントラスト時の画像信号の調整を主目的とすると共
に、ローコントラスト設定された画像出力信号が著しく
変化しないように構成した第二の手段と、前述した第一
及び第二の手段で予め設定された画像出力信号の変動、
又は電流の増加を抑制するため電源電圧を安定化する第
三の手段と、前述した第一及び第二の手段によって得ら
れた整流信号の増幅と絞り駆動用サーボメータの検出コ
イルからの帰還信号による制動を可能にし、且つ得られ
た制御信号に基づいて電圧ゲインを持つ一方向駆動回路
で大きく増幅した安定化駆動電圧を供給してサーボメー
タを駆動ずるように構成した第四の手段と、前述した第
一、第二及び第四の各手段に使用している演算増幅回路
を一電源で作動させる第五の手段とからなり、測光方式
を可変にする機能を有する信頼性の高い、且つ消費電流
の少ない小型化に適したテレビカメラ用レンズの自動絞
り制御装置を提供するものである。

作用 テレビカメラからの画像信号は、被写体の全体的な明る
さによって、その大きさが大きく変わる一方、テレビカ
メラの機種によっても変わってくるが、本発明の第一の
手段は、先ずテレビカメラからの画像信号をその全体的
明るさ、即ち、被写体の明るい部分と暗い部分とを総合
した平均的なローコントラスト時の明るさ、に対応して
テレビカメラからの画像出力信号を調整する。具体的に
は、テレビカメラからの画像信号のレベルが小さい時は
大きく増幅し、大きい時は小さく増幅することによって
、一定の出力変化量を得ることができる。第二の手段は
、被写体の明るい部分と暗い部分とのコントラスト 部分の画像信号部分をカットして、ローコン１〜ラスト
部分を中心とする画像信号を得ることができるようにす
るものである。従って、この第二の手段は、被写体がロ
ーコントラストの時には、特に明るい部分に係る画像信
号部分も小さいから、この部分をカントしても画像信号
全体への影響がなく、ローコントラスト時には調整した
としても第一の手段で調整し設定した画像信号を変化さ
せないこととなる。次に第三の手段は電源電圧の安定化
を計る。第一、第二の手段により得られる画像信号は、
電源電圧を基準として得られるものであり、また、この
画像信号から得られた絞り制御信号も電源電圧を基準に
得られるものであり、更に、絞り制御信号に基づく絞り
駆動電圧も電源電圧に基づくものであるから、装置電気
回路の電源電圧はこの第三の手段により常に一定に安定
化されており、信頼性の高いものとなる。第四の手段は
第一、第二の手段により得られた整流信号を、絞り駆動
サーボメータの動きを検出コイル等の検出信号で帰還し
て増幅し、得られた絞り制御信号を電圧ゲインを有する
一方向駆動回路に供給して大きく増大した安定化電源電
圧でサーボメータを駆動し、適正な絞り制御を可能にす
る。また、第五の手段は、第一、第二、及び第四の手段
における基準電圧を電源電圧の中点電圧として供給し、
−電源電圧で前記各手段が作動することを可能にするも
のである。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ｉ実施例 以下図示する実施例により本発明の詳細な説明すると、
第１図において、１はテレビカメラからの画像信号Ｖｉ
ｎを入力する入力端子で、反転増幅整流回路■に接続し
である。回路■において、入力端子１は抵抗Ｒ２を介し
てグランド側４に接続すると共に、コンデンサＣ２及び
抵抗Ｒ３を介して本発明の第一、第二の手段に係る演算
増幅器Ａ１の反転入力端子１１に接続しである。演算増
幅器Ａ１の非反転入力端子１２は後述する中点電圧端子
２に抵抗Ｒ４を介して接続してあり、反転入力端子１１
と出力端子１３との間には帰還抵抗としての可変抵抗Ｖ
ＲＩが設けである。この回路Ｉは、前記コンデンサＣ２
で直流成分を除いた画像信号Ｖｉｎを反転増幅し、その
出力端子１３に反転増幅信号Ｖａｃを得る構成であるが
、前記可変抵抗ＶＲＩを調整することにより、演算増幅
器ＡＩのゲイン（増幅率）を連続的に変えることができ
る構成になっており、本発明の第一の手段を構成してい
る。即ち、可変抵抗ＶＲＩの抵抗値を大きくするとゲイ
ンは増大し、逆に抵抗値を小さくするとゲインが減少す
るから、第２図において、例えば、カメラの最適画像信
号レベルが高く、入力画像信号Ｖｉｎが高い場合は入力
変化量γが大きくなるが、このような場合は抵抗値を小
さくしてゲインが小さくなるように調整し、逆に画像信
号Ｖｉｎの入力変化量Ｔが小さいときは抵抗値を大きく
してゲインを大きくなるように調整して常に一定出力の
反転増幅信号Ｖａｃがｆｌられるように構成しである。

この場合、入力画像信号Ｖｉｎの大小は被写体の全体的
な明るさに対応した幅を持たせるのであるから、被写体
のローコントラスト時の画像出力信号の調整が主目的と
なる。

■ば、前記演算増幅器Ａ１で反転増幅する画像信号のマ
イナス側の出力（画面全体の明るい部分に対応する画像
信号出力）を連続的に制限するリミッタ回路で、本発明
の第二の手段を構成している。リミッタ回路■は前記可
変抵抗ＶＲＩと並列に設けてあり、ダイオードＤ２と該
ダイオードＤ２にながれる電流を制御する可変抵抗ＶＲ
２とからなり、演算増幅器ＡＩの反転出力端子１１とダ
イオードＤ２のアノードを接続すると共に、カソードと
出力端子１３とを可変抵抗Ｒ２を介して接続しである。

このリミッタ回路■は、第３図の実線（２）に示すよう
に、演算増幅器Ａ１の出力電圧のマイナス側をダイオー
ドＤ１で強制的に抑えた入出力特性を得るように構成し
である。即ち、第３図において、横軸は演算増幅器Ａ１
の反転入力端子１１での入力電圧Ｖｌｌを、縦軸は出力
端子１３の出力電圧Ｖ１３を示し、入力電圧Ｖｌｌがα
より大きいとき出力電圧Ｖ１３がβで一定するリミッタ
のかかった特性となるように構成しである。

尚、破線（１）はリミッタのかからない場合の本来の特
性を示しである。

上記の反転増幅回路で得られた反転信号Ｖａｃは引き続
く倍電圧整流回路で整流される。倍電圧整流回路は、前
記出力端子１３に倍電圧コンデンサＣ３を接続し、該コ
ンデンサＣ３の出力端子１４と中点電圧端子２とをダイ
オードＤ３を介して接続し、反転信号Ｖａｃのプラス側
にマイナス側の加わった倍電圧信号Ｖ１４を得、更に前
記出力端子１４にダイオードＤ４を順方向に接続し、整
流信号Ｖｄｃを得るように構成しである。コンデンサＣ
４及び抵抗Ｒ５は、整流信号Ｖｄｃを平滑化するため夫
々グランド側４との間に設けである。

前記整流信号Ｖｄｃは、抵抗Ｒ６を介して、自動絞り用
サーボメータの制御信号を得るための本発明の第四の手
段を構成する演算増幅器Ａ２の反転入力端子２１に接続
しである。演算増幅器Ａ２の反転入力端子２１と出力端
２３との間には前記抵抗Ｒ６との関係で増幅率を決める
帰還抵抗として抵抗Ｒ７が設けである。Ｃ５は抵抗Ｒ５
と並列に設けた積分用コンデンサである。また、入力端
子２１には、絞り制御用のサーボメータＭの作動検出用
コイル５の出力端が抵抗Ｒ９を介して接続してあり、サ
ーボメータＭの制動する帰還信号が得られるように構成
しである。前記検出用コイル５の他の出力端は中点電圧
端子に接続しである。

また、更に、非反転入力端子２２は中点電圧端子２に抵
抗Ｒ８を介して接続してあり、前記整流信号Ｖｄｃ及び
検出コイル５の制動信号を基準となる中点電圧Ｖｏと比
較し、反転入力端子２１の信号が大きい場合は非反転入
力端子２２の中点電圧■０との差が小さくなり、その出
力端２３の制御信号は小さく、逆に反転入力端子２１の
信号が小さい場合は非反転入力端子２２の中点電圧との
差が大きくなり、その出力端２３に大きな制御信号Ｖｏ
ｕｔを得られるように構成しである。

前記制御信号は、引き続く電圧ゲインを持つ一方向駆動
回路に供給され、前記絞り制御用のサーボメータＭを大
きく増大した駆動電圧で駆動するように構成しである。

即ち、前記演算増幅器Ａ２の出力端２３にはグランド側
４との間に抵抗Ｒ１０が接続しであると共に、抵抗Ｒ１
１を介してトランジスタＴＲ２のベースに接続しである
。前記トランジスタＴＲ２のコレクタ側すよ電源のプラ
ス側端子３に抵抗Ｒ］２を介して接続すると共に、対を
なすトランジスタＴＲ３のベースに接続している。トラ
ンジスタＴＲ２のエミッタ側端子は抵抗Ｒ１４を介して
グランド側２に接続する一方、前記トランジスタＴＲ３
のコレクタ側端子と帰還抵抗Ｒ１３を介して接続しであ
る。また、トランジスタＴＲ３のエミッタ側端子は電源
のプラス側端子３に接続している。６はサーボメータＭ
の一方向駆動回路の駆動コイルで、前記トランジスタＴ
Ｒ３のコレクタ側と一方の端子が接続すると共に、他方
の端子は電源回路のグランド側４に接続しである。前記
トランジスタＴＲ２及びトランジスタＴＲ３はダーリン
トン接続となっており、１−ランジスタＴＲ２のベース
に加わる制御信号ｖＯｕｔに比例して非常に大きい増幅
率の電圧を駆動コイル６に供給するように構成しである
。

絞り駆動用のサーボメータＭは、実施例の場合常に絞り
閉じ方向にスプリング７により回転力を附勢してあり、
駆動コイル６は該スプリング７に抗してサーボメータＭ
を絞り開き方向に駆動し、スプリング７とのバランスの
上で絞り制御を行うように構成しである。

■は、本発明装置の電源電圧を一定に保つ電源電圧を安
定化する第三の手段となる電源供給回路で、トランジス
タＴＲＩのコレクタ側に電源のプラス側端子８を接続す
ると共に、グランド側端子４とは間に抵抗Ｒ１及びコン
デンサＣＩを介して直列に接続し、抵抗Ｒ１とコンデン
サＣ１との中間をトランジスタＴＲＩのベースに接続す
ると共に、該ベースはグランド側端子４とツェナーダイ
オードＤ１を介して接続してあり、ベースの電圧をプラ
ス側端子８の電圧変化にかかわらず一定に保持すること
によって、トランジスタＴＲＩのエミッタ端子である供
給電源のプラス側端子３に一定の電圧、電流を供給する
ように構成しである。

■は、前記電源供給回路■に接続した本発明の第五の手
段を構成する中点電圧供給回路で、安定化された電源電
圧の中間（好ましくは１／２）の電圧を中点電圧端子２
に出力するように構成しである。実施例の場合、プラス
側端子３とグランド側４との間に、平滑用コンデンサＣ
７と、抵抗値の等しい直列抵抗Ｒ１５，Ｒ１６とを並列
に設け、該抵抗Ｒ１５，Ｒ１６間の接点５１を中点電圧
端子２に接続して設け、中点電圧端子２に電源電圧の１
／２の電圧を出力するように設けである。

Ｃ６は中点電圧端子２とグランド側４との間に接続した
平滑用コンデンサである。

上記の構成からなる実施例により本発明の作動態様を説
明すると、テレビカメラからの画像信号Ｖｉｎが、第４
図の（ａ）のテストチャートに対応して（ｂ）のような
波形で、入力端子１に入ってきたとする。この波形は、
プラス側の矩形部分が画像の明るい部分に対応し、Ｖｄ
は画像レベル、■Ｓは同期レベル、Ｖｐ−ｐは振幅を示
す。この画像信号Ｖｉｎは、コンデンサＣ２によって直
流成分が取り除かれ、第５図示のように、基準電圧■０
を中心にプラス側とマイナス側の面積が等しくなるよう
にバランスする。この信号が演算増幅器Ａ１によって、
中点電圧端子２から供給される中点電圧ｖＯを基準とし
て、第６図（ａ）に示すように反転増幅され、その出力
端１３におけるＶａｃとなる。この演算増幅器Ａ１のゲ
イン（増幅率）は抵抗Ｒ３に対する可変抵抗ＶＲＩの抵
抗値の比で決まるから、可変抵抗ＶＲＩを調整し、抵抗
値の大小でゲインも大小可変にでき、反転信号Ｖａｃの
振幅を拡大縮小することができる。従って、ローコント
ラスト時の画像信号の調整に適した本発明の第一の手段
となる。

次に、リミッタ回路■において、可変抵抗ＶＲ２を調整
することによって、画像信号の明るい部分に対応する部
分を制限し、ハイコントラスト時に暗いところを主要被
写体とする調整ができることとなる。まず、可変抵抗Ｖ
Ｒ２を調整して抵抗値を無限大にすると、リミッタ回路
は作用せず、反転信号Ｖａｃは第６図示と同様の波形と
なる。

この反転信号Ｖａｃを倍電圧整流回路のコンデンサＣ３
に入力すると、マイナス側の信号でダイオードＤ３が導
通してコンデンサＣ３が充電され、引き続くプラス側の
信号が加わり、倍電圧信号は第７図（ｂ）のように振幅
そのままに直流整流されることとなり、第４図（ｂ）の
画像レベルＶｄを検出する明るい部分を主要被写体とす
るのに適した制御信号が得られることとなる。次に、可
変抵抗ＶＲ２の抵抗値を０にすると、ダイオードＤ２が
導通し、第３図示の（２）のごとくリミッタがかかり、
第７図（ａ）で示すように画像信号Ｖｉｎの明るい部分
がカットされ、破線部分のない反転信号Ｖａｃとなり、
この反転信号は倍電圧信号で整流されると、先のときと
同様に第７図（ｂ）に示すように直流再生されることと
なる。従って、この場合、画像信号Ｖｉｎの明るい部分
のカントされた暗い部分を主要被写体とするのに適した
制御信号が得られることとなる。また、この場合、画像
信号Ｖｉｎの明るい部分の振幅が小さいローコントラス
ト時では、リミッタが作用してもその影響は小さいから
、この第二の手段を調整しても第一の手段により設定さ
れた画像出力信号に大きな変化を与えないこととなる。

整流信号Ｖｄｃは、演算増幅器Ａ２の反転入力端子２１
に入力され、非反転入力端子２２の中点電圧端子２の中
点電圧と比較されて、出力端２３に制御信号Ｖｏｕｔが
得られる。このとき、反転入力端子２１にはサーボメー
タＭの検出コイル５の帰還信号も入力されるから、制御
信号ＶｏｕｔはサーボメータＭの制動信号も含むものと
なる。

制御信号Ｖｏｕｔは、二個のトランジスタＴＲ２、ＴＲ
３からなるダーリントン接続の電圧ゲインを有する一方
向駆動回路に入力され、小さい制御信号により極めて大
きい駆動電圧をサーボメータＭの駆動コイル６に供給す
ることができる。即ち、トランジスタＴＲ２のベースに
加わる制御信号Ｖ　Ｏｕ　ｔの変化に比例して、トラン
ジスタＴＲ３のコレクタ側に電源端子３からの電圧が大
きく増幅されて供給されることとなり、例えば、所定の
被写体で最適画像信号のときの制御信号Ｖｏｕｔにより
、常時閉じ方向の所定のばね弾力をスプリング７により
附勢されているサーボメータＭに対して、駆動コイル６
が絞りを所定の開き角度に保っているとき、被写体の状
態が変化しなければ制御信号’ｔ／　ｏ　ｓｓ　ｔも変
化せず、駆動コイル６の電源からの供給電圧も保持され
るが、被写体の状態が変化して、例えば、明るくなれば
、整流信号Ｖｄｃは高くなり、演算増幅器Ａ２で中点電
圧と比較されて出力端子２３の電圧（制御信号Ｖｏｕｔ
）は小さくなり、一方向駆動回路のトランジスタＴＲ２
のベース電圧が下がり、駆動コイル６の電圧は減少し、
絞りはスプリング７により閉じ方向に駆動され、次の最
適画像信号状態に保たれることとなる。また、逆に被写
体の状態が暗くなれば、整流信号Ｖｄｃは低（なり、演
算増幅器Ａ２の出力信号（制御信号Ｖｏｕｔ）は大きく
なり、駆動コイル６の電圧は増大し、サーボメータＭは
スプリング７に抗して絞り開き方向に駆動され、次の最
適画像信号状態に保たれることとなる。

ここで、本発明の第三の手段である電源安定化回路■は
、トランジスタＴＲＩのベース電圧を、抵抗Ｒ１、コン
デンサＣ１及びツェナーダイオードＤＩによって一定に
保持することにより、コレクタ側に電源供給端子８から
供給される電圧を、エミッタ側の電源端子３に一定にし
て供給し、前記第一、第二の本発明手段の中点電圧を一
定に保持し、第四の手段の電源電圧を一定に保ち、その
信頼性を高めている。

また、本発明の第五の手段である中点電圧供給回路は、
前記安定化された電源電圧の中間の中点電圧を、前記第
一、第二及び第四の手段の演算増幅器Ａｌ、Ａ２に供給
することにより、−電源で、この中点電圧に基づいた制
御信号Ｖｏｕｔを得ると同時にこれを増幅して絞り制御
用のサーボメータの駆動を行わせることを可能にしてい
る。

効果 以上の通り、本発明に係るテレビカメラ用レンズの自動
絞り制御装置によれば、テレビカメラの画像信号を利用
して絞り制御を行う絞り制御装置において、ローコント
ラスト時の画像信号の調整を主目的とする第一の手段と
、ハイコントラスト（１Ｂ） 時の画像信号の調整を主目的とすると共に、ローコント
ラスト時に調整をしても先に第一の手段により調整し設
定された画像出力信号が著しく変化しないように構成し
た第二の手段と、前述した第一及び第二の手段で予め設
定された画像出力信号の変動、又は電流の増加を抑制す
るため電源電圧を安定化する第三の手段と、前述した第
一及び第二の手段によって得られた整流信号の増幅とサ
ーボメータの検出コイルからの帰還信号による制動を可
能にし、且つ得られた制御信号に基づいて電圧ゲインを
持つ一方向駆動回路で大きく増幅した安定化電源電圧を
供給してサーボメータを駆動するように構成した第四の
手段と、前述した第一、第二及び第四の各手段に使用し
ている演算増幅回路を一電源で作動させる第五の手段と
からなるテレビカメラ用レンズの自動絞り制御装置の構
成を有するから、テレビカメラからの画像信号を、その
全体的な明るさに対して調整することができ、また、ハ
イコントラスト時に特に明るい部分の信号をカットした
最適画像信号を得ることができる等の測光方式を可変に
する機能を有すると共に、電源電圧を安定化し、更にこ
の安定化した電源電圧の中間の中点電圧を基準にして制
御信号を得ることにより、−電源で絞り駆動と制御とを
行うことを可能にし、且つ制御信号に基づき電源電圧を
極めて大きく増幅して一方向駆動回路でサーボメータに
供給して絞り駆動を行うことができ、信頼性の高い、且
つ消費電流の少ない小型化に適したテレビカメラ用レン
ズの自動絞り制御装置を提供する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例における回路図を示し、
第２図はその第一の手段の作用を説明する説明図、第３
図はその第二の手段の作用を示す説明図、第４図は被写
体と画像信号の関係を示す説明図、第５図は本発明手段
による制御前の入力波形の概略説明図、第６図及び第７
図は本発明手段による制御波形を説明する概略説明図で
ある。 ■・・・画像信号入力端子 ２・・・中点電圧端子 ３・・・電源電圧プラス側端子 ４・・・電源電圧マイナス側端子 ５・・・検出コイル ６・・・駆動コイル ７・・・スプリング ８・・・電源入力端子 ■・・・反転増幅倍電圧整流回路 ■・・・リミッタ回路 ■・・・電源電圧安定化回路 ■・・・絞り制御回路 ■・・・中点電圧供給回路 ＡＩ、Ａ２・・・演算増幅器 Ｍ・・・サーボメータ 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）テレビカメラの画像信号を利用してカメラレンズ
   の絞り制御を行う絞り制御装置において、ローコントラ
   スト時の画像信号の調整を主目的とする第一の手段と、
   ハイコントラスト時の画像信号の調整を主目的とすると
   共に、ローコントラスト時に調整をしても先に第一の手
   段により調整し設定された画像出力信号が著しく変化し
   ないように構成した第二の手段と、前述した第一及び第
   二の手段で予め設定された画像出力信号の変動、又は電
   流の増加を抑制するため電源電圧を安定化する第三の手
   段と、前述した第一及び第二の手段によって得られた整
   流信号の増幅とサーボメータの検出コイルからの帰還信
   号による制動を可能にし、且つ得られた制御信号に基づ
   いて電圧ゲインを持つ一方向駆動回路で大きく増幅した
   絞り駆動電圧を供給してサーボメータを駆動するように
   構成した第四の手段と、前述した第一、第二及び第四の
   各手段に使用している演算増幅回路を一電源で作動させ
   る第五の手段とからなるテレビカメラ用レンズの自動絞
   り制御装置