(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ及び絞りを有しており、該絞りを構成する絞り羽に、該絞りの開口部分に突出させて光学フィルタが取り付けられた光学系と、
前記絞りの絞り位置を変化させるための駆動手段と、
前記絞りの絞り位置を検出する検出手段と、
前記絞りを通った光を電気信号に変換する撮像手段と、
目標の絞り位置を算出する算出手段と、
前記検出手段の検出結果を参照しつつ前記駆動手段で前記絞りの絞り位置を変化させる制御手段であって、前記目標の絞り位置が、前記開口部分において前記光学フィルタに塞がれていない部分を通る光に回折が生じる範囲内にあるとき、前記駆動手段で前記絞りの絞り位置を前記目標の絞り位置に向けて変化させ、前記絞りの絞り位置が前記回折が生じる範囲の直前に達すると、前記絞りの絞り位置を固定させるとともに、前記撮像手段の出力レベルを増幅する利得可変な増幅器の利得および前記撮像手段の電子シャッタのシャッタ速度を変化させることにより前記出力レベルを補正する制御手段と
を備えたことを特徴とする露出制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露出制御装置において、上記制御手段は、前記回折が生じる範囲の直前に前記絞りの絞り位置を固定した後、前記算出した目標の絞り位置が前記回折が生じる範囲内で変化する場合に、前記絞りの絞り位置を固定させたまま、前記撮像手段の出力レベルを増幅する利得可変な増幅器の利得および前記撮像手段の電子シャッタのシャッタ速度を変化させることにより前記出力レベルを補正することを特徴とする露出制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の露出制御装置において、上記制御手段は、前記目標の絞り位置が、前記開口部分において前記光学フィルタに塞がれていない部分を通る光に回折が生じる範囲内にあるとき、前記駆動手段で前記絞りの絞り位置を前記目標の絞り位置に向けて変化させ、前記絞りの絞り位置が前記回折が生じる範囲の直前に達すると、前記絞りの絞り位置を固定させるとともに、その後前記目標の絞り位置が前記範囲外に変化したときには前記絞りの絞り位置を前記目標の絞り位置に固定することを特徴とする露出制御装置。
【請求項４】
レンズ及び絞りを有しており、該絞りを構成する絞り羽に、該絞りの開口部分に突出させて光学フィルタが取り付けられた光学系と、
前記絞りの絞り位置を変化させるための駆動手段と、
前記絞りの絞り位置を検出する検出手段と、
前記絞りを通った光を電気信号に変換する撮像手段と、
目標の絞り位置を算出する算出手段とを備えた撮像装置の露出制御方法であって、
目標の絞り位置を算出する手順と、
算出した目標の絞り位置が前記回折が生じる範囲内にあるか否かを判断する手順と、
前記算出した目標の絞り位置が前記範囲外にある場合、前記絞りの絞り位置を目標の絞り位置まで変化させた後に固定するとともに、前記算出した目標の絞り位置が前記範囲内にある場合、前記駆動手段で前記絞りの絞り位置を前記目標の絞り位置に向けて変化させ、前記絞りの絞り位置が前記回折が生じる範囲の直前に達すると、前記絞りの絞り位置を固定させる手順と、
前記算出した目標の絞り位置が前記範囲内にある場合、前記撮像手段の出力レベルを増幅する利得可変な増幅器の利得および前記撮像手段の電子シャッタのシャッタ速度を変化させることにより前記出力レベルを補正する手順とからなる露出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞りの開閉によって入射光量を制御する露出制御装置に関し、特に、絞り羽に光学フィルタを取り付けた露出制御装置において回折の発生を防止できるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラや電子スチルカメラ等において、固体撮像素子（例えばＣＣＤ等）への入射光量を制御するために用いられている露出制御装置の従来の構成の一例を示すと、図３の通りである。被写体からの光は、各種レンズと絞り（開口絞り）１とを含んだレンズブロック２に入射される。絞り１は、例えば図４に示すように、厚さ方向上の位置を略厚さ分だけずらして向き合って配置された２枚の平板状の絞り羽１ａ，１ｂを有しており、この絞り羽１ａと１ｂとが板面方向上で互いに近づく向きまたは遠ざかる向きに変位することにより、それらの間の開口部分１ｃの大きさが変化する（即ち絞り位置が変化する）ようになっている。
【０００３】
レンズブロック２を通った光は、ＣＣＤ３に結像されて電気信号に変換される。この電気信号は、映像信号を生成するための信号処理部４に供給されるとともに、検波回路５に送られて振幅レベルが検出される。
【０００４】
マイクロコンピュータ６は、露出制御装置の各部を制御するものであり、検波回路５の検出出力に基づき（即ちＣＣＤ３への入射光量に基づき）、信号処理部４への入力レベルを一定に保つための目標の絞り位置を算出する。そして、絞り１の絞り位置を、絞り駆動装置７でこの目標位置にまで変化させた後、絞り駆動装置７を停止させて絞り位置を固定する。このようにして、ＣＣＤ３への入射光量が制御される。
【０００５】
ところで、近年はＣＣＤ３の撮像面の小面積化に伴ってレンズブロック２のレンズの口径が小さくなっているので、入射光量が非常に増加した場合にそれに応じて絞り１を閉じていくと（以下、こうした絞り位置を「小絞り」と呼ぶ）、絞り１の開口部分の面積が極めて狭い状態で絞り位置が固定されることにより、絞り１を通過する光に回折が生じてしまう。こうした回折が生じると、レンズの結像性能が低下して画質の劣化を招いてしまう。
【０００６】
こうした小絞りにおける回折の発生を防止するために、従来は、例えば図４にも示しているように、絞り羽１ａ，１ｂのうちの一方の絞り羽１ａに、一定濃度のＮＤフィルタ（中性フィルタ）８を、絞り１の開口部分１ｃに突出させて取り付けるようにしていた。これにより、入射光量が非常に増加した場合、回折が生じる位置にまで絞り１を閉じなくても、光がＮＤフィルタ８を透過するようになってＣＣＤ３への入射光量が減少するようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように絞りにＮＤフィルタを取り付けた場合には、小絞りにおける回折の発生を防止できるかわりに、ＮＤフィルタを取り付けない絞りでは回折が生じなかった別の絞り位置において、新たに回折が生じるという問題が生じていた。
【０００８】
その絞り位置とは、図５に示すように開口部分１ｃの大半をＮＤフィルタ８が塞ぐようになった絞り位置（以下、こうした絞り位置を「中間絞り」と呼ぶ）であり、この中間絞りにおいて、ＮＤフィルタ８に塞がれていない部分（ＮＤフィルタ８と絞り羽１ｂとの隙間）の面積が極めて狭い状態で絞り位置が固定されたとき、この部分を通過する光に回折が生じてしまう。その結果、この中間絞りにおいて、やはりレンズの結像性能が低下して画質の劣化を招いてしまう。図６は、絞り位置と、レンズの結像性能の指標であるＭＴＦ（Modulation Transfer Function）の値との関係の一例を示しており、中間絞りにおいて回折が生じる位置の範囲Ａでは、ＭＴＦの値が画質の劣化を招かないための許容レベルＬを下回っている様子が表れている。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、絞りにＮＤフィルタのような光学フィルタを取り付けた露出制御装置において、中間絞りにおける回折の発生を防止できるようにしたものを提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る露出制御装置は、レンズ及び絞りを有しており、絞りを構成する絞り羽に、絞りの開口部分に突出させて光学フィルタが取り付けられた光学系と、絞りの絞り位置を調整する駆動手段と、絞りの絞り位置を検出する検出手段と、この絞りを通った光を電気信号に変換する撮像手段と、目標の絞り位置を算出する算出手段と、この検出手段の検出結果を参照しつつこの駆動手段で絞りの絞り位置を変化させる制御手段であって、この目標の絞り位置がこの回折が生じる範囲内にあるとき、駆動手段で絞りの絞り位置をこの目標の絞り位置に向けて変化させ、絞りの絞り位置がこの回折が生じる範囲の直前に達すると、絞り位置を固定させるとともに、この撮像手段の出力レベルを増幅する利得可変な増幅器の利得およびこの撮像手段の電子シャッタのシャッタ速度を変化させることによりこの出力レベルを補正する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
この露出制御装置によれば、算出した目標位置が、中間絞りにおいて回折が生じる範囲内にある場合には、検出手段の検出結果を参照しつつ、駆動手段で絞りの絞り位置を目標位置に向けて変化させ、この回折が生じる範囲の直前に達すると、絞り位置を固定させるとともに、増幅器の利得および電子シャッタのシャッタ速度を変化させることによって撮像手段の出力レベルを補正する。このようにして、中間絞りにおいて回折が生じる範囲内では、絞りの絞り位置を固定させない制御が行われる。換言すれば、中間絞りにおいて回折が生じる範囲は、絞り位置を固定することを禁止された禁止領域となる。これにより、中間絞りにおける回折の発生が防止されるようになる。また、算出した目標位置がこの禁止領域にあるとき、増幅器および電子シャッタで信号レベルを電気的に補正することによって露出の制御が行われる。これにより、中間絞りにおける回折の発生が防止されるとともに、露出制御の連続的な実行が確保されるようになる。
【００１２】
次に、本発明に係る露出制御方法は、レンズ及び絞りを有しており、絞りを構成する絞り羽に、絞りの開口部分に突出させて光学フィルタが取り付けられた光学系と、絞りの絞り位置を調整する駆動手段と、絞りの絞り位置を検出する検出手段と、この絞りを通った光を電気信号に変換する撮像手段と、目標の絞り位置を算出する算出手段とを備えた撮像装置の露出制御方法であって、目標の絞り位置を算出する手順と、算出した目標の絞り位置がこの回折が生じる範囲内にあるか否かを判断する手順と、算出した目標の絞り位置がこの範囲外にある場合、絞りの絞り位置を目標の絞り位置まで変化させた後に固定するとともに、算出した目標の絞り位置がこの範囲内にある場合、駆動手段で絞りの絞り位置をこの目標の絞り位置に向けて変化させ、絞りの絞り位置がこの回折が生じる範囲の直前に達すると、絞りの絞り位置を固定させる手順と、算出した目標の絞り位置がこの範囲内にある場合、この撮像手段の出力レベルを増幅する利得可変な増幅器の利得およびこの撮像手段の電子シャッタのシャッタ速度を変化させることによりこの出力レベルを補正する手順とからなることを特徴としている。
【００１３】
この露出制御方法によれば、算出した目標位置が、中間絞りにおいて回折が生じる範囲内にある場合には、検出手段の検出結果を参照しつつ、駆動手段で絞りの絞り位置を目標位置に向けて変化させ、この回折が生じる範囲の直前に達すると、絞り位置を固定させる。また、算出した目標の絞り位置がこの範囲内にある場合、増幅器の利得および電子シャッタのシャッタ速度を変化させることによって撮像手段の出力レベルを補正する。このようにして、中間絞りにおいて回折が生じる範囲内では、絞りの絞り位置を固定させない制御が行われる。換言すれば、中間絞りにおいて回折が生じる範囲は、絞り位置を固定することを禁止された禁止領域となる。これにより、中間絞りにおける回折の発生が防止されるようになる。また、算出した目標位置がこの禁止領域にあるとき、増幅器および電子シャッタで信号レベルを電気的に補正することによって露出の制御が行われる。これにより、中間絞りにおける回折の発生が防止されるとともに、露出制御の連続的な実行が確保されるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る露出制御装置の構成の一例を示すものであり、図３と同一の部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。この露出制御装置の絞り１にも、図３に示したのと同様にして、ＮＤフィルタが取り付けられている。
【００１５】
図３の露出制御装置に対する相違点として、この露出制御装置には、絞り１の絞り位置を検出する絞り位置検出装置９が設けられている。また、この装置の各部を制御するマイクロコンピュータ１０のＲＯＭには、絞り１の絞り位置のうち、中間絞りにおいて回折が生じる位置の範囲（図６における範囲Ａ）のデータ（例えばこの範囲を実測して得たデータ等）が、禁止領域を示すデータとして予め記憶されている。
【００１６】
この露出制御装置の動作例を説明すると、次の通りである。
マイクロコンピュータ１０は、図３のマイクロコンピュータ６と同様に、検波回路５の検出出力に基づき、信号処理部４への入力レベルを一定に保つための目標の絞り位置を算出する。そして、算出した目標位置が、ＲＯＭに記憶した禁止領域外にある場合には、やはり図３のマイクロコンピュータ６と同様に、絞り１の絞り位置を、絞り駆動装置７でこの目標位置にまで変化させた後、絞り駆動装置７を停止させて絞り位置を目標位置に固定する。
【００１７】
これに対し、算出した目標位置が、ＲＯＭに記憶した禁止領域内にある場合には、絞り位置検出装置９の検出結果を参照しつつ、絞り駆動装置７で絞り１の絞り位置を目標位置に向けて変化させ、禁止領域の直前に達すると、絞り駆動装置７を停止させて絞り位置を固定する。このように、中間絞りにおいて回折が生じる位置の範囲内では、絞り１の絞り位置を固定させない制御が行われるので、中間絞りにおける回折の発生が防止されるようになる。
【００１８】
尚、このように禁止領域の直前で絞り位置を固定する代わりに、禁止領域に入って目標位置に達しても絞り位置を変化させ続け、禁止領域を越えた直後に絞り駆動装置７を停止させて絞り位置を固定するようにしてもよい。特に、目標位置が禁止領域の直前の絞り位置よりも禁止領域を越えた直後の絞り位置のほうに近い場合には、このほうが望ましいといえる。
【００１９】
次に、図２は本発明に係る露出制御装置の構成の別の一例を示すものであり、図１及び図３と同一の部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。この露出制御装置の絞り１にもやはりＮＤフィルタが取り付けられており、装置の各部を制御するマイクロコンピュータ１１のＲＯＭにはやはり禁止領域を示すデータが記憶されている。
【００２０】
この露出制御装置には、電子シャッタ機能が備わったＣＣＤ１２と、ＣＣＤ１２から信号処理部４に供給される信号を増幅する利得可変な増幅器１３とが設けられている。（但し、図１の露出制御装置でも、ＣＣＤ３に電子シャッタ機能が備わっていたり、ＣＣＤ３から信号処理部４に供給される信号を増幅する増幅器が設けられていたりしてもよい。）
【００２１】
この露出制御装置の動作例を説明すると、次の通りである。
マイクロコンピュータ１１は、図３のマイクロコンピュータ６と同様に、検波回路５の検出出力に基づき、信号処理部４への入力レベルを一定に保つための目標の絞り位置を算出する。そして、算出した目標位置が、ＲＯＭに記憶した禁止領域外にある場合には、やはり図３のマイクロコンピュータ６と同様に、絞り１の絞り位置を、絞り駆動装置７でこの目標位置にまで変化させた後、絞り駆動装置７を停止させて絞り位置を目標位置に固定する。
【００２２】
これに対し、算出した目標位置が、ＲＯＭに記憶した禁止領域内にある場合には、マイクロコンピュータ１１は、絞り位置検出装置９の検出結果を参照しつつ、絞り駆動装置７で絞り１の絞り位置を目標位置に向けて変化させ、禁止領域の直前に達すると、絞り駆動装置７を停止させて絞り位置を固定する。
【００２３】
そして、その固定した絞り位置における検波回路５の検出出力に応じて増幅器１３の利得またはＣＣＤ３の電子シャッタのシャッタ速度のいずれか一方（または両方）を変化させることにより、信号処理部４への入力レベルを一定に保つようにする。
【００２４】
即ち、その固定した絞り位置における検波回路５の検出出力が、信号処理部４への入力レベルが上記一定の入力レベルよりも高いことを示すものであるときには、増幅器１３の利得を下げること、または電子シャッタのシャッタ速度を速くすること、のいずれか一方（または両方）により、信号処理部４への入力レベルを上記一定の入力レベルにまで下げる。他方、検波回路５の検出出力が、信号処理部４への入力レベルが上記一定の入力レベルよりも低いことを示すものであるときには、絞り１を開く代わりに、増幅器１３の利得を上げること、または電子シャッタのシャッタ速度を遅くすること、のいずれか一方（または両方）により、信号処理部４への入力レベルを上記一定の入力レベルにまで上げる。
【００２５】
次に、このように絞り位置を禁止領域の直前に固定した場合において、その後検波回路５の検出出力が変動する（ＣＣＤ３への入射光量が変動する）ことに基づいて算出し直した目標位置が禁止領域外にあるときには、マイクロコンピュータ１１は、絞り１の絞り位置を、絞り駆動装置７でこの目標位置にまで変化させた後、絞り駆動装置７を停止させて絞り位置を目標位置に固定する。
【００２６】
これに対し、絞り位置を禁止領域の直前に固定した場合において、その後検波回路５の検出出力が変動することに基づいて算出し直した目標位置がやはり禁止領域内にあるときには、マイクロコンピュータ１１は、絞り１の絞り位置を固定させた状態のままで、前述したのと同様にして増幅器１３の利得またはＣＣＤ３の電子シャッタのシャッタ速度のいずれか一方（または両方）を変化させることにより、信号処理部４への入力レベルを一定に保つようにする。
【００２７】
このように、中間絞りにおいて回折が生じる位置の範囲内では絞り１の絞り位置を固定させない制御が行われるとともに、目標位置がこの範囲内にある場合には絞り１を開閉する代わりに信号レベルを増幅器１３の利得や電子シャッタのシャッタ速度を変化させて電気的に補正して信号処理部４への入力レベルを一定に保つ制御が行われることにより、中間絞りにおける回折の発生が防止されるとともに、露出制御の連続的な実行が確保される。
【００２８】
尚、以上の例では２枚の絞り羽を有する絞りにＮＤフィルタを取り付けた光学系を有する露出制御装置に本発明を適用しているが、２枚以外の適宜の枚数の絞り羽を有する絞りにＮＤフィルタを取り付けた光学系を有する露出制御装置に本発明を適用するようにしてよい。また、ＮＤフィルタ以外の光学フィルタを絞りに取り付けた露出制御装置にも本発明を適用してよい。
【００２９】
また、以上の例ではＣＣＤを用いた撮像装置の露出制御装置に本発明を適用しているが、ＣＣＤ以外の固体撮像素子や撮像管を撮像手段として用いた撮像装置の露出制御装置に本発明を適用するようにしてもよい。また、図１の例のように禁止領域内では絞り位置を固定させない制御を行うが信号レベルを電気的に補正する制御は行わない露出制御装置は、ビデオカメラや電子スチルカメラ等だけでなく、一般の写真機（スチルカメラ）の露出制御装置にも適用してよい。
【００３０】
また、本発明は、以上の実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、中間絞りにおける回折の発生を、簡単な制御により防止できるようになる。
【００３２】
また、中間絞りにおける回折の発生を防止できるとともに、露出制御の連続的な実行をも確保できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る露出制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る露出制御装置の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図３】従来の露出制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】絞りの構造の一例を示す図であり、Ａは側面図、Ｂは正面図である。
【図５】図４の絞りの絞り位置が中間絞りである状態を示す図であり、Ａは側面図、Ｂは正面図である。
【図６】レンズの結像性能と絞り位置との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…絞り、  １ａ，１ｂ…絞り羽、  １ｃ…絞りの開口部分、  ２…レンズブロック、  ３，１２…ＣＣＤ、  ４…信号処理部、  ５…検波回路、  ６，１０，１１…マイクロコンピュータ、  ７…絞り駆動装置、  ８…ＮＤフィルタ、  ９…絞り位置検出装置、  １３…増幅器
【図１】
0003663850.tif 000002
【図２】
0003663850.tif 000003
【図３】
0003663850.tif 000004
【図４】
0003663850.tif 000005
【図５】
0003663850.tif 000006
【図６】
0003663850.tif 000007