JP2668144B2

JP2668144B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP2668144B2
Application number: JP2024670A
Authority: JP
Inventors: 美則高木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JPH03229578A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は撮像装置に関し、特に、低照度下の撮影のた
めに専用の照明装置（ムービーライト）を用いることが
できる撮像装置に関する。

［従来の技術］一体型ビデオカメラ（ビデオムービー）等の撮像装置
は、暗い場所での撮影を可能にするために、一般に次の
ように構成される。

撮像装置において、被写体を撮像して得られた映像信
号は、信号処理回路に含まれるAGC（自動利得制御）回
路によって、所定のレベルに増幅される。AGC回路の利
得は、入力信号のレベルが或る範囲内にあるときに入力
信号のレベルに逆比例して変化する。これによって、撮
像装置への入射光量が少なく、前記映像信号のレベルが
前記所定のレベルに達していない場合には、映像信号は
AGC回路によって自動的に前記所定のレベルに増幅され
る。また、逆に、撮像装置への入射光量が多く、前記映
像信号のレベルが前記所定のレベルを越えた場合には、
前記映像信号はAGC回路によって自動的に前記所定のレ
ベルまで減衰される。このように、AGC回路の利得が入
力信号のレベルに応じて変化することにより、映像信号
のレベルは撮像装置の入射光量にかかわらず一定とな
る。この結果、被写体照度にかかわらず、一定の明るさ
の再生画像を得ることが可能となる。

しかしながら、被写体照度が極めて低下し、AGC回路
の利得が最大となると、それ以上被写体照度が低下して
も、AGC回路の利得は変化しない。したがって、このよ
うな低照度下では、AGC回路の利得が被写体照度に追従
しないために映像信号はもはや所定のレベルまでは増幅
されない。

第８図は、被写体照度とAGC回路の出力信号のレベル
との関係を示すグラフである。図を参照して、被写体照
度が図中Ａの範囲にあるときには、AGC回路の利得が被
写体照度に追従して変化する。このため、図中Ａの範囲
においては、AGC回路によって増幅された映像信号（AGC
回路の出力）は一定レベルとなる。しかし、被写体照度
が範囲Ａにおける最低値以下（図中Ｂの範囲）となる
と、AGC回路の出力レベルは、被写体照度の低下に伴っ
て低下する。これは、範囲ＡおよびＢの境界となる被写
体照度L_minにおいてAGC回路の利得が最大となり、前記
照度L_min以下の範囲において映像信号はAGC回路の最大
利得値に対応する増幅率で増幅されるだけで前記一定レ
ベルとはならないためである。したがって、範囲Ｂにお
いては、被写体照度が低下するにつれて再生画像も暗く
なり、やがて撮像が不可能となる。

そこで、より暗い場所での撮影を可能にする方法の１
つとして、範囲ＢにおけるAGC回路の出力信号レベルを
上げるべくAGC回路の最大利得値を上げることが考えら
れる。しかし、AGC回路の利得が大きくなると、AGC回路
において、映像信号に含まれる暗電流ノイズや、撮像素
子の光感度のむらによるノイズも高い増幅率で増幅され
る。この結果、AGC回路から出力される映像信号のS/N比
が劣化する。このため、AGC回路の利得を無制限に上げ
ることができない。暗電流ノイズは、撮像素子に光の入
射がないときに撮像素子から出力される低レベルの信号
によって、映像信号に発生するノイズである。したがっ
て、被写体照度が低くなり撮像素子の出力信号レベルが
低下するほど映像信号への暗電流のノイズの影響が大き
くなる。

撮像素子において各画素を構成する光電変換素子の光
感度には製造上ばらつきが生じる。このため、入射光量
が同一である画素の出力信号レベルは必ずしも一致しな
い。したがって、撮像素子の出力信号には、画素間の光
感度の相違によるノイズも発生する。このノイズは、撮
像素子の光感度むらによるノイズとして、映像信号に伝
搬される。

AGC回路の利得を大幅に上げることなくより暗い場所
での撮影を可能にするため、現在、撮像素子の感度およ
び撮像レンズの開口率（いわゆるＦ値）を大幅に上げる
ことによって、あるいは、低照度下での撮影においてム
ービーライトを点灯させて被写体照度を上げることによ
って、低照度下における映像信号のレベルを上げるとい
う方法がとられる。

近年、撮像素子の光感度は著しく向上されつつあるが
まだ十分ではない。一方、開口率の良いレンズは高価で
あるため、撮像レンズの開口率を上げることは、撮像装
置のコスト高を招来し好ましくない。そこで、現在一般
的には、より暗い場所での撮影を可能にするためにムー
ビーライトが用いられる。

なお、一般には映像信号のレベルを被写体照度にかか
わらず一定に保持するために、AGC回路だけではなく、
アイリス（絞り）も同時に用いられる。アイリスは、開
口径を連続的に変化させることができる絞りであり、被
写体照度に応じて開閉して撮像素子への入射光量を調節
する。つまり、撮像素子への入射光量が少ないときには
撮像素子への入射光量を増加させるべく、アイリスの開
口径が大きくなり、撮像素子への入射光量が多すぎると
きには撮像素子への入射光量を減少させるべく、アイリ
スの開口径は小さくなる。一般に、アイリスの開口径
は、被写体照度を表わす、撮像素子の出力信号レベル
（映像信号のレベル）に基づいて自動的に制御される。
しかし、被写体照度の低下に伴いアイリスの開口径が大
きくなり、やがて最大径に達すると、それ以上被写体照
度が低下しても、アイリスの開口径は前記最大径に固定
されたままである。アイリスがこのような開放状態とな
る被写体照度の範囲は、一般に、AGC回路の利得が最大
となる範囲内（たとえば第８図におけるＣの範囲）にあ
る。

［発明が解決しようとする課題］上記のように、従来のビデオムービー等においては、
より暗い所での撮影を可能にするためにムービーライト
が多く用いられる。一般に、このムービーライトは撮像
装置本体に着脱可能または内蔵されており、点灯／消灯
が自動的に行なわれるものと、ユーザによって手動で行
なわれるものとがある。

前者のムービーライトは一般に撮像装置に着脱自在で
ある。そして、ユーザは必要に応じてムービーライトを
撮像装置本体に取付け、ムービーライトに備え付けの所
定のスイッチを用いて手動で点灯／消灯を行なう。

後者のムービーライトは、一般に、撮像装置本体に内
蔵されて撮像装置と電気的に接続される。特に、このよ
うなムービーライトの電源にバッテリが用いられる場合
には、バッテリの消耗を抑えるために撮像装置は、被写
体を撮像して得た電気信号のレベルに基づいて被写体照
度を検出し、この検出結果に応じてムービーライトを点
灯または消灯させる。つまり、被写体照度が十分であ
り、十分なレベルの映像信号を得られる範囲にあれば、
ムービーライトは自動的に消灯となり、逆に、被写体照
度は不十分であり、AGC回路およびアイリス調整によっ
ても十分なレベルの映像信号が得られない範囲にあれば
ムービーライトは自動的に点灯される。一般に、ムービ
ーライトはアイリスが開放状態となる照度範囲に設定さ
れる。

第７図はムービーライトが点灯状態および消灯状態と
なる、被写体照度範囲の設定例を示す図である。図中、
横軸は被写体照度を示す。図を参照して、ムービーライ
トは、被写体照度が予め定められた比較的高い照度ａ以
上になると消灯され、被写体照度が前記照度ａよりも低
い予め定められた低照度ｂ以下になると点灯される。し
たがって、たとえば、被写体照度が図中ｃであった場合
には、自動的にムービーライトが点灯し、被写体照度が
図中ｃからｃ′に上昇される。

ここで、照度ｂ以上照度ａ以下の範囲Ｌにおいては、
ムービーライトはそれまでと同じ状態をとる。したがっ
て、ムービーライトの点灯によって被写体照度が変化し
ても、ムービーライト点灯時の被写体照度が範囲Ｌ内に
あれば、ムービーライトは点灯し続ける。つまり、この
範囲Ｌは、ムービーライトの点灯による被写体照度の上
昇に応答して、ムービーライトが消灯状態にならないよ
うにするために設けられる。しかし、たとえば、被写体
照度が、ムービーライトが点灯される範囲の高照度端ｂ
に近い照度ｄであると、ムービーライトが点灯されるこ
とによって被写体照度は、ムービーライトが消灯される
範囲内の照度ｄ′になる。このため、ムービーライトは
点灯後自動的に消灯され、被写体照度はムービーライト
が点灯されるべき照度ｄに戻り、ムービーライトが再び
点灯される。つまり、被写体照度がムービーライトの光
による照度上昇によって、ムービーライトが消灯状態と
なる範囲に入る場合には、ムービーライトは自分自身の
光によって点灯／消灯を繰返す。このような現象をハン
チング現象という。

上記のことからわかるように、ハンチング現象が発生
するのは、ムービーライト消灯下での被写体照度が前記
照度ａよりも、ムービーライトの光による照度変化分
（ｃ′−c,d′−ｄ）だけ低い照度ｅ以上のときであ
る。このため、ムービーライトの光の強さが一定であれ
ば、ハンチング現象が発生する最低照度ｅは、照度ａお
よびｂの差が大きいほど高照度側にシフトし、ハンチン
グ現象の発生する被写体照度範囲が小さくなる。したが
って、ハンチング現象を抑制するには、ムービーライト
が消灯状態となる照度範囲の低照度端ａと、ムービーラ
イトが点灯状態となる照度範囲の高照度端ｂとの差を大
きくする必要がある。しかし、ムービーライトを点灯さ
せる必要がある照度範囲は変わらないため、前記高照度
端ｂを低照度側にシフトさせるわけにはいかない。この
ため、低照度端ａと高照度端ｂとの差を拡げるには、低
照度端Ａを高照度側にシフトさせる必要がある。しか
し、低照度端ａが高照度側にシフトすると、次のような
問題が生じる。

ムービーライトの点灯下で撮影を行なっていた状態か
ら、被写体の変更等の撮影条件の変化によって、被写体
照度がムービーライトを点灯させる必要のない高い照度
となった場合を考える。この場合に、低照度端ａが高照
度側に設定されすぎていると、撮影条件変化後の被写体
照度が低照度端ａを越えることができない（範囲Ｌ内に
ある）ためにムービーライトは消灯されず点灯状態のま
まとなる。したがって、ムービーライトが消灯状態とな
る最低照度ａが高照度側にシフトすることは、ムービー
ライトが点灯状態となる照度範囲が拡がることを意味す
る。この結果、ムービーライトを点灯させる必要のない
高い照度下においてもムービーライトは点灯され、ムー
ビーライトのバッテリが無駄に消耗される。また、ムー
ビーライトがそれまでと同じ状態に保持される範囲Ｌ
を、高照度側に無制限に拡張することはできないため、
このような方法でハンチング現象を完全に回避すること
は不可能である。

本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、バッ
テリの消耗およびハンチング現象をもとに十分に抑制で
きる撮像装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］上記のような目的を達成するために本発明に係る撮像
装置は、低照度下において照明装置を点灯させて被写体
を撮像することができ、撮像装置への入射光量を調節す
るための開口径可変の絞り手段と、この絞り手段を介し
て撮像装置に入射した光を電気信号に変換する手段と、
レベル制御手段とを備える。レベル制御手段は、被写体
の照度が比較的高い第１の範囲にあるときに、予め定め
られた一定レベルの、変換手段によって変換された電気
信号を与え、かつ、被写体の照度が第１の範囲よりも低
い第２の範囲にあるときに、被写体の照度の変化に追従
したレベルの、変換手段によって変換された電気信号を
出力する。本発明に係る撮像装置は、さらに、絞り手段
の開口径が最大となったことを検出する手段と、この検
出手段の検出出力に応答して、レベル制御手段からの出
力の関数として、レベル制御手段からの出力が下がるに
従って照度が大きくなるように照明装置の明るさを変化
させる手段とを備える。

［作用］本発明に係る撮像装置は上記のように構成されている
ため、絞り手段の開口径が最大となる低照度下において
は、被写体の照度変化に追従したレベルの、レベル制御
手段の出力によって照明装置の明るさが制御される。し
たがって、照明装置は、従来のように点灯状態および消
灯状態という２つの状態しかとれないのではなく、レベ
ル制御手段の出力レベルに追従した種々の状態をとるこ
とが可能となる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例の一体型ビデオカメラの概
略ブロック図である。

第１図を参照して、この一体型ビデオカメラへの入射
光は、カメラ部100においてアイリス１およびレンズ２
を通過して、撮像素子であるCCD（電荷結合素子）３上
に被写体の光学像を結ぶ。CCD3は、前記光学像を色信号
成分および輝度信号成分を含む電気信号に変換し出力す
る。サンプルホールド回路４は、CCD3から出力される電
気信号を、１画素ごとに２回連続してサンプリングを行
なう相関ダブルサンプル回路であり、CCD3から出力され
た電気信号から低減ノイズを除去する機能を果たす。

サンプルホールド回路４によって低減ノイズを除去さ
れた電気信号は、クランプ回路６によって直流再生され
た後、ガンマ回路７によって、ガンマ補正を施されて、
AGC回路８に入力される。AGC回路８は、ガンマ補正後の
電気信号を増幅または減衰させて、そのレベルを所定値
に揃える。なお、AGC回路８は、従来と同様に最大利得
値を有する。

AGC回路８によって所定レベルとなった電気信号は、
輝度信号Y_H用アンプ，ガンマ回路，色分離回路，および
ホワイトバランス回路を含む処理回路ブロック９に入力
される。

前記輝度信号Y_H用アンプおよびガンマ回路は、各々、
AGC回路８からの電気信号の輝度信号成分に対し、増幅
処理およびガンマ処理を施す。一方、前記色分離回路
は、AGC回路８から出力される電気信号から、色信号成
分を分離抽出する。色分離回路によって抽出された色信
号成分には、前記ホワイトバランス回路によって通常の
ホワイトバランス処理が施される。

このようにして処理回路ブロック９において所定の処
理を施された色信号成分および輝度信号成分は、エンコ
ーダ回路10によって合成されて、被写体に対応した映像
信号となり、カメラ部100の出力としてVTR（ビデオテー
プレコーダ）本体12に入力される。

VTR本体12は、録画トリガスイッチ11がON状態となる
ことに応答して、カメラ部100から出力される映像信号
を、VTR本体12内の磁気テープ（図示せず）に記録す
る。録画トリガスイッチ11は、ユーザがカメラ部100か
らの映像信号の磁気テープへの記録を所望のタイミング
で開始できるように、装置外部に設けられるスイッチで
ある。

さて、カメラ部100において、サンプルホールド回路
４によって低減ノイズを除去された電気信号は、アイリ
ス制御部５にも入力される。アイリス制御部５は、入力
された電気信号に基づいてCCD3への入射光量が所定の一
定量に保持されるようにアイリス１の開口径を制御す
る。

本実施例ではカメラ部100は、さらに、アイリス１の
開口径が最大に達したこと（アイリス開放状態）を検出
するアイリス開放検出回路16を含む。

アイリス制御部５は、アイリス１の開口径を制御する
とともに、アイリス開放検出回路16におけるアイリス開
放検出のための電気情報をアイリス開放検出回路16に出
力する。アイリス開放検出回路16は、この電気情報に基
づいて前記検出を行なう。

アイリス開放検出回路16の検出出力は、ライトコント
ロール回路14に入力される。同時に、ライトコントロー
ル回路14には、AGC回路８の出力信号も入力される。

ライトコントロール回路14は、AGC回路８の出力およ
びアイリス開放検出回路16の検出出力に基づいて、バッ
テリ15の出力電圧を、アイリス１が開放状態となる入射
光量範囲（アイリス開放領域）において、ムービーライ
ト13に供給される電圧E₀が入射光量の変化に追従して変
化するように調整してムービーライト13に供給する。

なお、VTR本体12およびムービーライト14は共通のバ
ッテリ15によって駆動される。

第２図は、ムービーライト13に供給される電圧E₀と、
被写体照度との関係を示すグラフであり、第３図は、カ
メラ部100におけるAGC回路８の出力特性を示すグラフで
ある。第２図において、横軸は被写体照度、縦軸はムー
ビーライト13に供給される電圧（ムービーライト点灯電
圧）E₀を示す。第３図において、横軸は被写体照度、縦
軸はAGC回路８の出力レベルを示す。

なお、第３図において破線で示される部分は、ムービ
ーライトが点灯されない場合のアイリス開放領域におけ
る従来の撮像装置のAGC回路の出力特性である。

第２図を参照して、ライトコントロール回路14は、被
写体照度がアイリス開放領域Ｃ以上の範囲にあるときに
はムービーライト13にバッテリ15の出力電圧を一切供給
せずムービーライト13を消灯状態とするように動作す
る。このため、アイリス開放領域Ｃ以上の被写体照度範
囲において、ムービーライト13に、これを点灯させるべ
く供給される電圧E₀は、0Vとなる。そして、被写体照度
がアイリス開放領域Ｃに入ると、ライトコントロール回
路14は、被写体照度の低下に応じて、ムービーライト点
灯電圧E₀を0Vから最大値maxまで所定の割合で増大させ
る。したがって、ムービーライト点灯電圧E₀は、アイリ
ス開放領域Ｃにおいては被写体照度の変化にほぼ反比例
した変化をする。つまり、ムービーライト13は、アイリ
ス開放領域Ｃにおいて被写体照度に応じた明るさで点灯
され、前記アイリス開放領域Ｃ以上の被写体照度範囲に
おいて完全に消灯される。

第３図を参照して、本実施例のAGC回路８の出力は、
クランプ回路６およびガンマ回路７通過後の信号が、AG
C回路８によって所定レベルに増幅され得るレベルを有
する高照度範囲Ａにおいて、被写体照度にかかわらず一
定値となる。しかし、前記CCD3の出力信号がAGC回路８
によって所定レベルに増幅され得ないような低レベルを
有する低照度範囲Ｂにおいては、AGC回路８の出力は、
アイリス１が開放状態となる極低照度範囲（アイリス開
放領域）Ｃにおいて、被写体照度に応じた割合で、ムー
ビーライトが点灯されない場合よりも高くなる。これ
は、前述のように、アイリス開放領域Ｃにおいてムービ
ーライト13への供給電圧E₀が被写体照度に反比例した変
化をするためである。すなわち、被写体照度が低くアイ
リス１が開放状態となると、ライトコントロール回路14
がムービーライト13に被写体照度に応じた大きさの電圧
E₀を供給するため、アイリス開放領域においてもCCD3へ
の入射光量はムービーライト13の光によって増加し、AG
C回路８への入力信号の直流レベル（輝度信号レベル）
が高くなる。

以下、アイリス制御部5,ライトコントロール回路14,
およびアイリス開放検出回路16の具体的な構成およびそ
の動作について詳細に説明する。第４図は、アイリス制
御部5,ライトコンロール回路14,およびアイリス開放検
出回路16の内部構成の一例を示す回路図である。

第４図を参照して、第１図におけるサンプルホールド
回路４の出力信号は、アイリス制御部５において、ま
ず、クランプ回路51によって所定の部分のレベルをクラ
ンプされた後アイリス回路53に入力される。

クランプ回路51によってクランプされた信号は、アイ
リス回路53において抵抗R25およびコンデンサC5による
積分回路によって平滑化された後、抵抗R15およびR16を
介して演算増幅器IC3の非反転入力端子に与えられる。
演算増幅器IC3は、その出力端子および反転入力端子間
にコンデンサC4および抵抗R13の並列回路を接続され
て、アイリスメータ部52を駆動するためのドライブ回路
を構成しており、前記積分回路によって平滑化された信
号を受けてアイリスメータ部52を駆動する。

アイリスメータ部52は、駆動コイルL1,制動コイルL2,
およびアイリスメータＭによって構成される。なお、駆
動コイルL1の一端は基準電圧＋Ｂに固定される。演算増
幅器IC3の出力電圧は、この駆動コイルL1の他端に供給
される。このため、アイリスメータ部52において、駆動
コイルL1に演算増幅器IC3の出力電圧と、基準電圧＋Ｂ
との電位差に応じた大きさの電流が流れる。アイリスメ
ータＭは、この電流の発生に応答して回転し、制動コイ
ルL2に起電力を誘起させる。この結果、制動コイルL2に
も電流が生じる。

制動コイルL2の両端の電位は各々、アイリス回路53内
の演算増幅器IC4の反転入力端子および非反転入力端子
に入力される。ここで、反転入力端子に付与される制動
コイルL2の一端の電位は、基準電圧VRefに固定される。
この基準電圧VRefは、電源55から供給され、クランプ回
路51にも供給される。そして、制動コイルL2の前記一端
の電位は、抵抗R21を介して、前記反転入力端子に与え
られており、前記反転入力端子の電位を抵抗R19〜R21お
よび可変抵抗R18の抵抗値によって決定される所定の一
定電圧とする。演算増幅器IC4は、出力端子と反子との
間に抵抗R17を有し、前記一定電圧を基準に制動コイルL
2の他端の電位を増幅する。つまり、演算増幅器IC4は、
制動コイルL2の両端間の電圧を直流増幅する。演算増幅
器IC4によって増幅された電圧は抵抗R14を介して演算増
幅器IC3の反転入力端子にフィードバックされるととも
に、アイリス開放検出回路16にも入力される。

演算増幅器IC4の出力が演算増幅器IC3の反転入力端子
にフィードバックされることによって、演算増幅器IC3
の出力は、クランプ回路51の出力が常に一定レベルに保
持されるようにアイリスメータＭの回転を制御する。

たとえば、第１図においてCCD3への入射光量が減少し
てサンプルホールド回路４の出力レベルが低下すると、
クランプ回路51の出力レベルが低下し演算増幅器IC3の
出力電圧が基準電圧＋Ｂ以下となると制動コイルL2に電
圧が生じる。この電圧は、演算増幅器IC4によって増幅
された後、演算増幅器IC3の反転入力端子に与えられ
る。したがって、演算増幅器IC3の反転入力端子の電位
は、クランプ回路51の出力レベルの低下によって逆に上
昇する。この結果、演算増幅器IC3の入力端子間の電圧
が上昇して演算増幅器IC3の出力電圧が基準電圧＋Ｂ方
向に上昇する。これによって、アイリスメータ部52にお
いて、駆動コイルL1に流れる電流が減少してアイリスメ
ータＭが停止する。

アイリスメータＭは第１図におけるアイリス１の開口
径の変化を表示するための指示計であるとともに、アイ
リス１の開口径を変化させるためのモータでもある。し
たがって、演算増幅器IC3の出力電圧降下に応答してア
イリスメータＭはアイリス１の開口径を拡げる。これに
よって、第１図においてCCD3への入射光量が増加しサン
プルホールド回路４の出力レベルも上昇する。つまり、
アイリス１の開口径がCCD3への入射光量の変化を妨げる
方向に変化する。

さて、本実施例では、演算増幅器IC4の出力電圧およ
び、抵抗R15およびR16の接続点の電位がアイリス開放検
出回路16に入力される。アイリス開放検出回路16は、演
算増幅器IC4の出力電圧をバッファするための演算増幅
器IC5と、抵抗R15およびR16の接続点の電位変化を積分
するための演算増幅器IC6とを含む。

演算増幅器IC4の出力電圧は、演算増幅器IC5によって
バッファされた後、抵抗R22,R26,およびコンデンサC6に
よる時定数回路によって平滑化され、抵抗R21を介して
演算増幅器IC6の非反転入力端子に入力される。一方、
演算増幅器IC6の反転入力端子には、抵抗R15およびR16
の接続点の電位が抵抗R28を介して付与される。

ここで、抵抗R15およびR16の接続点の電位は、クラン
プ回路51の出力が平滑化されたものであるので、第１図
におけるCCD3への入射光量にほぼ比例したレベルを有
し、アイリス１の開口径の変化を示す。そこで、演算増
幅器IC6の反転入力端子に抵抗R28を介して入力される電
圧をアイリス検波電圧E₃と呼ぶ。一方、演算増幅器IC6
の非反転入力端子に入力される電圧は、アイリスメータ
Ｍの回転を制御する制動コイルL2に誘起された電圧を追
従して変化するため、これをアイリス制御電圧E₁と呼
ぶ。

演算増幅器IC6は、出力端子と反転入力端子との間に
コンデンサC7を接続されて積分回路を構成しており、前
記アイリス検波電圧E₃と、前記アイリス制御電圧E₁との
差を積分し、アイリス開放検出電圧E₂としてライトコン
トロール回路14に出力する。すなわち、演算増幅器IC6
は、アイリス検波電圧E₃とアイリス制動電圧E₁とを比較
して、その比較結果に応じたレベルの電圧を出力する。

第５図（ａ）は、前記アイリス検波電圧E₃およびアイ
リス制動電圧E₁の各々と、被写体照度との関係を示すグ
ラフである。第５図（ａ）において、横軸は被写体照度
を示し、縦軸はアイリス検波電圧E₃およびアイリス制動
電圧E₁を示す。また、第５図（ｂ）は、アイリス開放検
出電圧E₂と被写体照度との関係を示すグラフである。第
５図（ｂ）において、横軸は被写体照度を示し、縦軸は
アイリス開放電圧E₂を示す。

第５図（ａ）を参照して、被写体照度が高くなるほ
ど、第１図におけるサンプルホールド回路４の出力レベ
ルが上昇するため、アイリス検波電圧E₃は、曲線で示
されるように被写体照度が高いほど高い値を示す。逆
に、アイリス制動電圧E₁は、曲線に示されるように被
写体照度が高いほど低い値を示す。これは、被写体照度
が高いほど、演算増幅器IC3の非反転入力端子に与えら
れる電圧が上昇して基準電圧＋Ｂに近くなって駆動コイ
ルL1に流れる電流が減少し、アイリスメータＭの回転に
よって制動コイルL2に誘起される電圧は小さくなるため
である。

したがって、たとえば被写体照度を高照度側から徐々
に低下させていくと、被写体照度が比較的高い間は、ア
イリス検波電圧E₃がアイリス制動電圧E₁よりも高いが、
被写体照度が第５図（ａ）における照度Ｐ以下になると
検波電圧E₃がアイリス制動電圧E₁よりも低くなる。第４
図において演算増幅器IC6は、具体的には、反転入力端
子に付与されるアイリス検波電圧E₃が非反転入力端子に
与えられるアイリス制動電圧E₁よりも高いと0Vを出力
し、逆に、アイリス制動電圧E₁がアイリス検波電圧E₃よ
りも高いと正の一定電圧を出力する。このため、演算増
幅器IC6の出力電圧であるアイリス開放検出電圧E₂は、
被写体照度が前記照度Ｐ以上であるときは0Vを出力し、
被写体照度が前記照度Ｐ以下になると正の一定電圧を出
力する。

本実施例では、前記照度Ｐ以下の被写体照度範囲がア
イリス開放領域に一致するように、演算増幅器IC6の特
性およびその周辺の回路素子の諸元値等が選ばれる。し
たがって、アイリス開放検出電圧E₂が前記正の一定電圧
であることは、アイリス１の開口径が最大に達したこと
を意味する。

アイリス開放検出回路16から出力されるアイリス開放
検出電圧E₂は、ライトコントロール回路14において抵抗
R24およびコンデンサC3によって構成された時定数回路
によって平滑化された後、抵抗R12を介してエミッタ接
地されたNPN型トランジスタQ3のベースに付与される。
アイリス開放検出電圧E₂が前記正の一定電圧になると、
トランジスタQ3のベース・エミッタ間に設けられた抵抗
R11の両端間の電圧が上昇してトランジスタQ3は導通す
る。

一方、第１図におけるAGC回路８の出力がライトコン
トロール回路14において、抵抗R1およびコンデンサC1に
よって平滑化された後、抵抗R6を介して、基準電圧＋Ｂ
に出力端を接続された演算増幅器IC1の反転入力端子に
付与される。演算増幅器IC1は、抵抗R2およびR3の接続
点から得られる、基準電圧＋Ｂが抵抗R2およびR3によっ
て分圧された定電圧を基準に抵抗R1およびコンデンサC1
によって平滑化されたAGC回路８の出力電圧を、反転増
幅して出力する。演算増幅器IC1の出力電圧は、抵抗R8,
R9およびコンデンサC2によって平滑化された後NPN型ト
ランジスタQ2のベースに入力される。

トランジスタQ2は、抵抗R10を介してトランジスタQ3
のコレクタと、PNP型トランジスタQ1のベースとの間に
直列に接続される。トランジスタQ1のエミッタには第１
図におけるバッテリ15の出力電圧が供給される。そし
て、トランジスタQ1のコレクタと、トランジスタQ3のエ
ミッタとの間にはムービーライト13が接続される。

トランジスタQ3が導通するアイリス開放領域におい
て、AGC回路８の出力電圧が低下するほど演算増幅器IC1
の出力電圧は上昇してトランジスタQ2はより深い導通状
態となる。これによって、トランジスタQ1のベースから
抵抗R10,トランジスタQ2およびQ3,および抵抗R12を介し
て接地に流れる電流が増加し、トランジスタQ1のベース
電圧は低下する。

一方、トランジスタQ1は、ベース電圧の低下によって
導通してムービーライト13にバッテリ15の出力電圧を供
給する。そして、トランジスタQ1は、ベース電圧が低下
するほど深い導通状態となる。したがって、アイリス開
放領域においてAGC回路８の出力電圧が低下するほど、
トランジスタQ1は深い導通状態となる。したがって、AG
C回路８の出力電圧が低いほど、ムービーライト13にト
ランジスタQ1を介して供給される電圧E₀が大きくなる。
なお、アイリス開放検出電圧E₂が、0Vのときにはトラン
ジスタQ3は非導通状態であるため、トランジスタQ1のベ
ース電圧は低下しない。したがって、このような場合に
はバッテリ15からムービーライト13に電圧は供給され
ず、ムービーライト13は消灯状態となる。

第６図（ａ），（ｂ），および（ｃ）は、各々、第１
図におけるアイリス制御部5,アイリス開放検出回路16,
およびライトコントロール回路14を第４図に示されるよ
うな構成とした場合の、AGC回路８と被写体照度との関
係，アイリス開放検出電圧E₂と被写体照度との関係，お
よびムービーライト点灯電圧E₀と被写体照度との関係を
示すグラフである。第６図（ａ）において縦軸はAGC回
路８の出力レベルを示し、第６図（ｂ）において縦軸は
アイリス開放検出電圧E₂を示し、第６図（ｃ）において
縦軸はムービーライト点灯電圧E₀を示す。第６図
（ａ），（ｂ）および（ｃ）において横軸はすべて被写
体照度を示す。

第６図（ａ）を参照して、被写体照度を徐々に低くし
ていくと、AGC回路８の出力レベルは実線で示されるよ
うに高照度範囲Ａにおいては一定値であるが低照度範囲
Ｂに入ると徐々に低下し始める。これに応答して、第４
図におけるアイリスメータＭがアイリス１の開口径を徐
々に拡げる。そして、被写体照度がさらに低下してアイ
リス開放領域Ｃに入ると、第６図（ｂ）に示されるよう
に、アイリス開放検出電圧E₂が0Vから、正の一定電圧に
立上がる。これによって、第４図におけるトランジスタ
Q2およびQ3がともに導通して、ムービーライト13には、
バッテリ15からトランジスタQ1を介して点灯電圧E₀が供
給され始める。そして、さらに被写体照度を低下させる
と、トランジスタQ1のベース電圧はさらに低下するた
め、ムービーライト13に供給される電圧E₀は第６図
（ｃ）の実線で示されるように、被写体照度の低下に追
従してバッテリ15の出力電圧によって決まる最大値まで
増大する。つまり、ムービーライト13は、アイリス開放
領域において、被写体照度が低いほど明るく点灯され
る。この結果、被写体はムービーライト13の光によって
周囲の暗さに応じた明るさで照らされ、見かけの被写体
照度は一定の割合で高くなる。このため、第１図におい
てCCD3への入射光量が増加し、アイリス開放領域のAGC
回路８の出力レベルは、ムービーライト13が点灯されな
い場合（第６図（ａ）において点線で示される）に比べ
ほぼ一定の割合で増大する。

但し、第４図のライトコントロール回路14において
は、アイリス開放検出電圧E₂が抵抗R24およびコンデン
サC3による時定数回路を介してトランジスタQ3に供給さ
れるため、被写体照度が高い状態から低い状態に変化し
た場合と、逆に低い状態から高い状態に変化した場合と
では、AGC回路８の出力特性が若干異なる。次に、この
現象について具体的に説明する。

被写体照度を徐々に高くしていくと、初め被写体照度
はアイリス開放領域Ｃにあるためアイリス開放検出電圧
E₂は、前記正の一定電圧となる。そして、被写体照度が
アイリス開放領域Ｃから脱すると、第４図において演算
増幅器IC6の出力電圧が0Vに低下するため、ライトコン
トロール回路14においてトランジスタQ3のベース電圧は
コンデンサC3の容量値および抵抗R24の抵抗値によって
決定される時定数に従って低下する。このため、第６図
（ｂ）の破線で示されるように、被写体照度がアイリス
開放領域Ｃを脱しても、ライトコントロール回路14にお
いてコンデンサQ3のベースの電圧、すなわち、アイリス
開放検出電圧E₂はすぐには0Vとはならず、前記時定数応
じた時間だけ遅れて0Vとなる。したがって、被写体照度
がアイリス開放領域Ｃ以上に高くなっても暫時、ムービ
ーライト13には点灯電圧E₀が供給される。つまり、被写
体照度を徐々に高くしていった場合、ムービーライト点
灯電圧E₀は第６図（ｃ）において破線で示されるよう
に、アイリス開放領域Ｃよりも若干広い被写体照度範囲
において、被写体照度の上昇に従って、バッテリ15の出
力電圧によって決まる最大値から、0Vに向かって低下す
る。したがって、前記広い被写体照度範囲において、ム
ービーライト13は実際の被写体照度に追従した動作で点
灯する。この結果、CCD3への入射光量はアイリス開放領
域Ｃよりも若干広い低照度範囲において、ムービーライ
ト13の光によって高められ、AGC回路８の出力レベル
は、前記広い照度範囲において、第６図（ａ）における
破線で示されるように、ムービーライト13が点灯されな
い場合よりも高くなる。

このように、第１図におけるアイリス制御部5,ライト
コントロール回路14,およびアイリス開放検出回路16
を、たとえば第４図に示されるように構成すれば、ムー
ビーライト13は被写体照度が極めて低いアイリス開放領
域において自動的に点灯し、かつ、点灯したムービーラ
イト13の明るさは必要に応じた無駄のないものとなる。

つまり、被写体照度が高いほど、すなわち、ムービー
ライトによって被写体をそれほど強く照らす必要がない
ほど、ムービーライト13の明るさが抑えられるように、
ムービーライト13の点灯電圧E₀が自動的に制御される。
このため、ムービーライト13のためのバッテリ15の消耗
は必要最小限に抑えられる。そして、アイリス開放領域
内の高照度側では、ムービーライト13の明るさが被写体
照度に追従して変化するため、被写体照度がムービーラ
イト13の点灯によって必要以上に高くなることはない。
この結果、ムービーライトの点灯／消灯によって従来生
じたハンチング現象は回避される。

なお、ムービーライトは撮像装置本体に内蔵されても
よいし、脱着自在であってもよい。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、照明装置の明るさを被
写体照度の変化に追従させて変化させることができるた
め、絞り手段が開放となり輝度信号が低下する低照度範
囲において、照明装置を自動的に、被写体照度に適した
明るさで点灯させることが可能となる。この結果、照明
装置の点灯から消灯、および消灯から点灯への乗り継ぎ
がスムーズになり、それゆえハンチング現象が回避され
る。さらに、照明装置を必要以上の明るさで点灯させな
いようにすることが可能となるため、照明装置のための
バッテリの消耗時間を必要最小限に抑えることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一体型ビデオカメラの概略
ブロック図、第２図は第１図におけるAGC回路８の出力
特性を示す図、第３図は第１図におけるムービーライト
に供給される電圧E₀と被写体照度との関係を示す図、第
４図は第１図におけるアイリス制御部5,ライトコントロ
ール回路14,アイリス開放検出回路16の具体的構成の一
例を示す回路図、第５図は第４図の回路の動作を説明す
るための図、第６図は第１図におけるアイリス制御部5,
ライトコントロール回路14,およびアイリス開放検出回
路16を第４図に示されるような構成とした場合の、第１
図の一体型ビデオカメラの動作を説明するための図、第
７図はムービーライトを使用できる従来の撮像装置の、
ムービーライトに対する制御動作を説明するための図、
第８図はムービーライトを使用できる従来の撮像装置に
おけるAGC回路の出力特性を示す図である。図において、１はアイリス、２はレンズ、３はCCD、４
はサンプルホールド回路、５はアイリス制御部、８はAG
C回路、13はムービーライト、14はライトコントロール
回路、15はアイリス制御部、16はアイリス開放検出回路
である。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】低照度下において、照明装置を点灯させて
被写体を撮像することができる撮像装置であって、前記撮像装置への入射光量を調節するための、開口径可
変の絞り手段と、前記絞り手段を介して、前記撮像装置に入射した光を電
気信号に変換する手段と、前記被写体の照度が比較的高い第１の範囲にあるとき
に、予め定められた一定レベルの、前記変換手段によっ
て変換された電気信号を与え、かつ、前記被写体の照度
が前記第１の範囲よりも低い第２の範囲にあるときに、
前記被写体の照度の変化に追従したレベルの、前記変換
手段によって変換された電気信号を与えるレベル制御手
段と、前記絞り手段の開口径が最大となったことを検出する手
段と、前記検出手段の検出出力に応答して、前記レベル制御手
段からの出力の関数として、前記レベル制御手段からの
出力が下がるに従って前記照明装置の光度が大きくなる
ように前記照明装置の明るさを変化させる手段とを備え
た、撮像装置。