JP2625688B2 - Aperture control device - Google Patents
Aperture control deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は撮像素子の出力を信号処理することにより撮
像映像信号を得る撮像装置の絞り制御装置に関するもの
である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aperture control device of an imaging apparatus that obtains an image signal by processing an output of an image sensor.
従来の技術 従来の絞り制御装置としては、例えば第５図に示すよ
うなものがあり、１はレンズ、２は絞り、３は撮像素
子、４は映像信号処理装置、５は絞り駆動装置、６は制
動増幅装置、７は演算装置Ａである。異常のように構成
された従来の絞り制御装置において、入射光が大きくな
ると、撮像映像信号が大きくなり、参照信号refと撮像
映像信号との偏差である演算装置A7の出力が平衡状態よ
り低くなる。これに従って絞り駆動装置５が絞り２を閉
じる。また、同様に、入射光が小さくなると絞り２を開
く。このように常に撮像映像信号と参照信号refの偏差
を利用して撮像映像信号が一定になる様に絞りを制御す
る。ここで制動増幅装置６は絞りが振動的な動作をする
のを補正している。2. Description of the Related Art As a conventional aperture control device, for example, as shown in FIG. 5, 1 is a lens, 2 is an aperture, 3 is an image sensor, 4 is a video signal processing device, 5 is an aperture drive device, 6 Denotes a braking amplifying device, and 7 denotes a computing device A. In the conventional aperture control device configured as abnormal, when the incident light increases, the imaging video signal increases, and the output of the arithmetic unit A7, which is the deviation between the reference signal ref and the imaging video signal, becomes lower than the equilibrium state. . According to this, the aperture driving device 5 closes the aperture 2. Similarly, when the incident light becomes small, the aperture 2 is opened. As described above, the aperture is controlled so that the captured video signal is kept constant using the deviation between the captured video signal and the reference signal ref. Here, the braking amplifying device 6 corrects that the diaphragm performs an oscillating operation.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、入射光の大きさ
によって、系の利得が変化してしまう。第６図は、絞り
の動作をモデル化したものであり、Ｉは入射光の強度、
Ｋは絞りの光透過率、Ｙは絞り通過後の光強度である。
第６図において、式（１）が成立する。Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the gain of the system changes depending on the magnitude of the incident light. FIG. 6 is a model of the operation of the stop, where I is the intensity of the incident light,
K is the light transmittance of the stop, and Y is the light intensity after passing through the stop.
In FIG. 6, equation (1) holds.
Ｙ＝Ｉ×Ｋ ……（１） ここで、絞りの光透過率ＫをΔＫ変化させた時、絞り
通過後の光強度がΔＹ変化したとすると、式2,式３が成
立する。Y = I × K (1) Here, when the light transmittance K of the stop is changed by ΔK, if the light intensity after passing through the stop is changed by ΔY, Expressions 2 and 3 are established.
Ｙ＋ΔＹ＝Ｉ×（Ｋ＋ΔＫ）＝Ｉ×Ｋ＋Ｉ×ΔＫ ……
（２） ∴ΔＹ＝Ｉ×ΔＫ ……（３） このように、絞り通過後の光強度の変化は、入射光の
大きさに依存し、入射光が大きいほど、変化が大きい。
このことは、入射光が大きい時は、絞り制御系の利得が
大きくなっていることを示している。このため、入射光
が大きい時の絞り制御系の利得を、系が発振しない程度
におさえると、入射光の小さい時の絞り制御系の利得が
低下してしまい、絞りのスピードが低下してしまう、と
いう問題点を有していた。また、絞り２の駆動方法が、
コイルの磁界による力と、バネの収縮力を利用した民生
用カメラに普及しているタイプの絞り駆動装置において
は、絞りを任意の位置に固定することが困難であるとい
う問題も有していた。Y + ΔY = I × (K + ΔK) = I × K + I × ΔK
(2) ∴ΔY = I × ΔK (3) As described above, the change in the light intensity after passing through the aperture depends on the magnitude of the incident light, and the larger the incident light, the larger the change.
This indicates that when the incident light is large, the gain of the aperture control system is large. For this reason, if the gain of the aperture control system when the incident light is large is suppressed to such a level that the system does not oscillate, the gain of the aperture control system when the incident light is small decreases, and the speed of the aperture decreases. , Had the problem. Also, the driving method of the diaphragm 2 is as follows.
A diaphragm driving device of a type widely used in consumer cameras that utilizes the force of the coil magnetic field and the contraction force of a spring also has a problem that it is difficult to fix the diaphragm at an arbitrary position. .
問題点を解決するための手段 本発明は、撮像素子の出力を信号処理することにより
撮像映像信号を得る撮像装置の自動絞り制御装置におい
て、現在の絞り位置を示す絞り位置検出装置と、前記撮
像映像信号と撮像映像信号の目標値の偏差を出力する第
１の演算装置と、前記絞り位置検出装置の出力と第１の
演算装置の出力から絞り位置の目標値を計算し、絞り位
置の目標値と前記絞り位置検出装置の出力との偏差を出
力する第２の演算装置を備え、前記絞り位置の目標値と
絞り位置検出装置の出力が一定の関係になるように絞り
を制御するようにした構成である。Means for Solving the Problems The present invention relates to an automatic aperture control device of an imaging device that obtains an image signal by processing an output of an image sensor. A first arithmetic unit for outputting a deviation between a target value of the video signal and the imaged video signal; a target value of the aperture position calculated from an output of the aperture position detection device and an output of the first arithmetic unit; A second arithmetic unit that outputs a deviation between the aperture value and the output of the aperture position detection device, and controls the aperture so that the target value of the aperture position and the output of the aperture position detection device have a fixed relationship. This is the configuration.
作用 本発明は、前記した構成により、絞り位置検出装置の
出力と、撮像映像信号と撮像映像信号の目標値を用いて
決定される絞り位置の目標値が、制御系の利得を最適に
保ちつつ、ある一定の関係になるように絞りを制御する
絞り制御装置である。Operation According to the present invention, the output of the aperture position detection device and the target value of the aperture position determined using the target value of the imaged video signal and the imaged video signal, while maintaining the optimal gain of the control system, can be obtained. This is a diaphragm control device that controls the diaphragm so as to have a certain relationship.
実 施 例 第１図は本発明の第１の実施例における絞り制御装置
のブロック図を示すものであり、絞り駆動装置5,制動増
幅装置6,演算装置A7は、従来の絞り制御装置の構成と同
じである。第１図において、１はレンズ、２は絞り、３
は撮像素子、４は映像信号処理装置、8,11は演算装置、
９は非線形処理装置、10は加算装置、12は絞り位置検出
装置である。以上のように構成された絞り駆動装置につ
いて、以下その動作を説明する。入射光はレンズ1,絞り
2,撮像素子3,映像信号処理装置４により、撮像映像信号
に変換される。これと撮像映像信号の目標値との偏差を
演算装置C11で求める。次に、絞り位置検出装置12によ
り得られる、現在の絞り位置を示す値と、演算装置C11
の出力を加算装置10で加算する。これにより、絞りが動
くべき位置の目標値が得られるが、これを非線形処理装
置９により、制御系の利得が一定になる様に変換する。
ここで、非線形処理装置の特性は、第２図のようになっ
ており、絞りを絞り込んでいる領域、即ち入射光量が多
く、制御系の利得が大きい領域では利得を下げ、逆に絞
りを開いている領域、即ち、入射光量が少なく制御系の
利得が小さい領域では利得を上げている。これにより、
全ての光量の領域において、制御系が発振しない範囲
で、制御系の利得を最適になる様に設定可能となる。FIG. 1 is a block diagram of an aperture control device according to a first embodiment of the present invention. The aperture drive device 5, the brake amplifying device 6, and the arithmetic unit A7 have the configuration of a conventional aperture control device. Is the same as In FIG. 1, 1 is a lens, 2 is a stop, 3
Is an image sensor, 4 is a video signal processing device, 8 and 11 are arithmetic devices,
9 is a non-linear processing device, 10 is an adding device, and 12 is an aperture position detecting device. The operation of the aperture driving device configured as described above will be described below. Incident light is lens 1, aperture
2, the image sensor 3 and the image signal processing device 4 convert the image signal into an image signal. The arithmetic device C11 obtains a deviation between this and the target value of the captured video signal. Next, a value indicating the current aperture position obtained by the aperture position detection device 12 and an arithmetic device C11
Are added by the adder 10. As a result, a target value of the position where the diaphragm should move can be obtained.
Here, the characteristics of the non-linear processing device are as shown in FIG. 2, and the gain is lowered in the area where the aperture is narrowed, that is, the area where the amount of incident light is large and the gain of the control system is large, and conversely, the aperture is opened. The gain is increased in the region where the amount of incident light is small and the gain of the control system is small. This allows
In all light quantity regions, the gain of the control system can be set to be optimal within a range where the control system does not oscillate.
このようにして、非線形処理装置９により処理された
絞り位置の目標値を得る。Thus, the target value of the aperture position processed by the nonlinear processing device 9 is obtained.
次に、演算装置B8により、絞り位置の目標値と現在の
絞り位置との偏差を求め、これを破線で囲んだ部分、即
ち絞り駆動装置5,演算装置A7,制動増幅装置６により構
成される従来の絞り制御装置に入力する。従来の絞り制
御装置は、参照信号ref1と、演算装置B8の出力との偏差
に従い、偏差が小さくなる様に絞りを駆動する。更に破
線で示した従来の絞り制御装置と、演算装置B8、絞り位
置検出装置12は閉ループを構成しており、絞り位置の目
標値と、絞り位置検出装置の出力が一致する様に、絞り
２を駆動する。これにより、絞りは目標の位置にくる様
に制御されることになる。Next, the deviation between the target value of the aperture position and the current aperture position is determined by the arithmetic unit B8, and the deviation is surrounded by a broken line, that is, the aperture drive unit 5, the arithmetic unit A7, and the brake amplifying device 6. Input to a conventional aperture control device. The conventional aperture control device drives the aperture according to the deviation between the reference signal ref1 and the output of the arithmetic unit B8 so that the deviation becomes smaller. Further, the conventional aperture control device shown by the broken line, the arithmetic unit B8, and the aperture position detection device 12 form a closed loop, and the aperture 2 is adjusted so that the target value of the aperture position matches the output of the aperture position detection device. Drive. Thus, the aperture is controlled so as to come to the target position.
このように、本実施例によれば、絞り位置情報を絞り
制御に用いることにより、入射光量が変化しても、常に
最適な系の利得で絞り制御系が動作するようになるた
め、制御系のスピードを、入射光量によらず最適に設定
できる。As described above, according to the present embodiment, by using the aperture position information for aperture control, the aperture control system always operates with the optimal system gain even when the amount of incident light changes. Can be set optimally regardless of the amount of incident light.
第３図は、本発明の第２の実施例における絞り制御装
置のブロック図を示すものである。同図において、１は
レンズ、２は絞り、３は撮像素子、４は映像信号処理装
置、５は絞り駆動装置、６は制動増幅装置、7,8,11は演
算装置、９は非線形処理装置であり、以上は第１の実施
例と同じ構成である。第１図の構成と異なるのは、加算
装置10,低域ろ波装置13により現在の絞りの位置を予測
している点である。前記のように構成された第２の実施
例の絞り制御装置について以下、その動作を説明する。FIG. 3 is a block diagram of an aperture control device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a lens, 2 is an aperture, 3 is an image sensor, 4 is a video signal processing device, 5 is an aperture driving device, 6 is a braking amplifier, 7, 8, and 11 are arithmetic devices, and 9 is a non-linear processing device. The above is the same configuration as the first embodiment. The difference from the configuration of FIG. 1 is that the current aperture position is predicted by the adder 10 and the low-pass filter 13. The operation of the aperture control device of the second embodiment configured as described above will be described below.
レンズ1,絞り2,撮像素子3,映像信号処理装置４により
得られた撮像映像信号と、撮像映像信号の目標値との偏
差を演算装置11により求め、これを低域ろ波装置13,加
算装置10により構成される積分装置に入力する。偏差を
積分することにより低域ろ波装置13にはは、現在の絞り
の位置を予測した値が出力され、これと、演算装置11の
出力を加算することにより、絞り位置の目標値を得る。
これを非線形処理装置９により、制御系の利得が一定に
なる様に処理し、演算装置８に入力する。演算装置８
は、絞り位置の目標値と、絞り位置検出装置の出力との
偏差を出力し、これは絞り駆動装置5,演算装置A7,制動
増幅装置６により構成される従来の絞り制御装置に入力
される。従来の絞り制御装置は、参照信号ref1と演算装
置B8の出力との偏差に従い、偏差が小さくなる様に絞り
を駆動する。ここで、演算装置A8に絞り位置検出装置の
出力がフィードバックされているので、これにより、絞
りは絞り位置の目標値の示す位置になるように制御され
る。The deviation between the image signal obtained by the lens 1, the aperture 2, the image sensor 3, and the image signal processor 4 and the target value of the image signal is obtained by the arithmetic unit 11, and this is calculated by the low-pass filter 13. The data is input to the integrating device constituted by the device 10. By integrating the deviation, a value that predicts the current aperture position is output to the low-pass filter 13, and by adding this to the output of the arithmetic unit 11, a target value of the aperture position is obtained. .
This is processed by the nonlinear processing device 9 so that the gain of the control system becomes constant, and is input to the arithmetic device 8. Arithmetic unit 8
Outputs the deviation between the target value of the aperture position and the output of the aperture position detection device, which is input to a conventional aperture control device composed of the aperture drive device 5, the arithmetic unit A7, and the brake amplifying device 6. . The conventional aperture control device drives the aperture according to the deviation between the reference signal ref1 and the output of the arithmetic unit B8 so that the deviation becomes smaller. Here, since the output of the aperture position detection device is fed back to the arithmetic unit A8, the aperture is controlled to be at the position indicated by the target value of the aperture position.
以上のように、本実施例によれば、加算装置10と、低
域ろ波装置13により、現在の絞りの位置を予測して絞り
を制御することができる。これにより、例えば、絞り位
置検出装置12,絞り駆動装置5,制動増幅装置6,演算装置
7,8で構成される絞り駆動部分は、アナログ回路であ
り、非線形処理装置9,加算装置10,演算装置11,低域ろ波
装置13で構成される部分は、マイクロコンピュータ等の
ソフトウェアで実現した場合、絞り位置のアナログ情報
を、マイクロコンピュータに伝達する際のA/D変換装置
が不用となる。第４図は、本発明の第３の実施例を示す
絞り制御装置のブロック図である。同図において１はレ
ンズ、２は絞り、３は撮像素子、４は映像信号処理装
置、５は絞り駆動装置、６は制動増幅装置、7,8,11は演
算装置、９は非線形処理装置、10は加算装置、12は絞り
位置検出装置、13は低域ろ波装置であり、以上は第２の
実施例と同じ構成である。第３図の構成と異なるのは、
切換SW14、手動で値を変化できる固定値発生装置15、サ
ンプル・ホールド装置16により、通常の自動絞りの動作
と、固定（手動）絞りの動作と切換えることができる点
にある。As described above, according to this embodiment, the adder 10 and the low-pass filter 13 can control the aperture by predicting the current aperture position. Thereby, for example, the diaphragm position detecting device 12, the diaphragm driving device 5, the braking amplifying device 6, the arithmetic device
The aperture driving part composed of 7, 8 is an analog circuit, and the part composed of the nonlinear processing device 9, the adding device 10, the arithmetic device 11, and the low-pass filtering device 13 is realized by software such as a microcomputer. In this case, the A / D converter for transmitting the analog information of the aperture position to the microcomputer becomes unnecessary. FIG. 4 is a block diagram of an aperture control device showing a third embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a lens, 2 is an aperture, 3 is an image sensor, 4 is a video signal processing device, 5 is an aperture driving device, 6 is a braking amplifier, 7, 8, and 11 are arithmetic devices, 9 is a non-linear processing device, Reference numeral 10 denotes an adder, reference numeral 12 denotes an aperture position detector, and reference numeral 13 denotes a low-pass filter, which has the same configuration as that of the second embodiment. The difference from the configuration in FIG.
The switch SW14, the fixed value generator 15 capable of manually changing the value, and the sample-and-hold device 16 can switch between the normal automatic aperture operation and the fixed (manual) aperture operation.
切換SW14により、非線形処理装置９の出力を演算装置
B8に接続すると、前記第２の実施例と同じ動作をする。
次に、切換SW14により、固定値発生装置15の出力を演算
装置B8に接続すると、絞りは固定値発生装置15の出力に
応じた位置で固定される。これにより、固定値発生装置
15の出力を手動で可変にすると、手動絞りが実現でき
る。また、切換SW14により、サンプル・ホールド装置16
の出力を演算装置B8に入力し、手動でホールド可能にす
ることにより、カメラ撮影中、必要な状況において、即
座に絞りを固定することができる。The output of the non-linear processor 9 is operated by the switching SW 14 by an arithmetic unit.
When connected to B8, the same operation as in the second embodiment is performed.
Next, when the output of the fixed value generator 15 is connected to the arithmetic unit B8 by the switching SW 14, the aperture is fixed at a position corresponding to the output of the fixed value generator 15. This allows the fixed value generator
By manually varying the output of the fifteen, a manual aperture can be realized. In addition, the sample and hold device 16 is controlled by the switch SW14.
Is input to the arithmetic unit B8 and can be manually held, so that the aperture can be fixed immediately in a necessary situation during camera shooting.
以上のように、本実施例によれば固定値発生装置15の
出力を手動で可変することにより、また、サンプル・ホ
ールド装置16により非線形処理装置９の出力をホールド
することにより、手動（固定）絞りを容易に現実でき
る。As described above, according to the present embodiment, the output of the fixed value generator 15 is manually changed, and the output of the non-linear processing device 9 is held by the sample-and-hold device 16 to be manually (fixed). Aperture can be easily realized.
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、制御系の利得
を入射光量と無関係に、最適な値に設定でき、また、手
動絞りを容易に実現でき、更に必要な状態において絞り
を固定できるため、その実用的効果は大きい。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the gain of the control system can be set to an optimum value regardless of the amount of incident light, and a manual aperture can be easily realized. Because it can be fixed, its practical effect is great.
第１図は本発明における第１の実施例の絞り制御装置の
ブロック図、第２図は本発明における非線形処理装置の
特性を示す特性図、第３図は本発明における第２の実施
例の絞り制御装置のブロック図、第４図は本発明におけ
る第３の実施例の絞り制御装置のブロック図、第５図は
従来の技術における絞り制御装置のブロック図、第６図
は絞りの動作のモデル図である。 １……レンズ、２……絞り、３……撮像素子、４……映
像信号処理装置、５……絞り駆動装置、６……制動増幅
装置、7,8,11……演算装置、９……非線形処理装置、10
……加算装置、12……絞り位置検出装置、13……低域ろ
波装置、14……切換SW、15……固定値発生装置、16……
サンプル・ホールド装置。FIG. 1 is a block diagram of a diaphragm control device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing characteristics of a nonlinear processing device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram of a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of an aperture control device according to a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram of an aperture control device according to a conventional technique, and FIG. It is a model figure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens 2 ... Aperture 3 ... Imaging device 4 ... Video signal processing device 5 ... Aperture drive device 6 ... Brake amplifying device 7,8,11 ... Computing device 9 ... Nonlinear processing unit, 10
... Addition device, 12 ... Aperture position detection device, 13 ... Low-pass filter device, 14 ... Switch SW, 15 ... Fixed value generation device, 16 ...
Sample and hold device.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−219074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−114662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−38075（ＪＰ，Ａ)Continuation of front page (56) References JP-A-59-219074 (JP, A) JP-A-61-114662 (JP, A) JP-A-58-38075 (JP, A)
Claims (4)
撮像映像信号を得る撮像装置の自動絞り制御装置におい
て、 現在の絞り位置を示す絞り位置検出装置と、 前記撮像映像信号と撮像映像信号の目標値の偏差を出力
する第１の演算装置と、 前記絞り位置検出装置の出力と第１の演算装置の出力か
ら絞り位置の目標値を計算し、絞り位置の目標値と前記
絞り位置検出装置の出力との偏差を出力する第２の演算
装置を備え、 前記絞り位置の目標値と絞り位置検出装置の出力が一定
の関係になるように絞りを制御するようにしたことを特
徴とする絞り制御装置。An automatic aperture control device for an image pickup apparatus for obtaining an image signal by processing an output of an image sensor, comprising: an aperture position detection device that indicates a current aperture position; A first arithmetic unit that outputs a deviation of a target value, a target value of an aperture position is calculated from an output of the aperture position detection device and an output of the first arithmetic unit, and a target value of the aperture position and the aperture position detection device A second arithmetic unit for outputting a deviation from the output of the diaphragm, wherein the diaphragm is controlled such that the target value of the diaphragm position and the output of the diaphragm position detecting device have a fixed relationship. Control device.
と、前記第１の演算装置の出力と前記絞り位置検出回路
の出力を加算する加算装置と、前記加算装置の出力に、
制御系が安定になる様に非線形処理を行う非線形処理装
置を備え、前記非線形処理装置の出力を用いるようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の絞り制
御装置。2. A target value of the aperture position is obtained by adding the first arithmetic unit, an adder for adding an output of the first arithmetic unit and an output of the aperture position detection circuit, and an output of the adder to:
2. The aperture control device according to claim 1, further comprising a non-linear processing device for performing non-linear processing so as to stabilize a control system, and using an output of said non-linear processing device.
の出力は、前記第１の演算装置の出力を積分する積分装
置の出力と置き換えたことを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の絞り制御装置。3. The apparatus according to claim 2, wherein an output of said aperture position detecting device input to said adding device is replaced with an output of an integrating device for integrating an output of said first arithmetic device. Aperture control device.
とにより絞りの位置を固定化能とし、また、前記固定値
を変化させることにより絞りの手動操作を可能としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載
の絞り制御装置。4. The aperture position target value is set to a fixed value so that the aperture position can be fixed, and the aperture value can be manually operated by changing the fixed value. 4. The aperture control device according to claim 2 or 3, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61266954A JP2625688B2 (en) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | Aperture control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61266954A JP2625688B2 (en) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | Aperture control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121028A JPS63121028A (en) | 1988-05-25 |
| JP2625688B2 true JP2625688B2 (en) | 1997-07-02 |
Family
ID=17437998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61266954A Expired - Lifetime JP2625688B2 (en) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | Aperture control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625688B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59219074A (en) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Asahi Optical Co Ltd | Aperture device of video camera |
-
1986
- 1986-11-10 JP JP61266954A patent/JP2625688B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63121028A (en) | 1988-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |