(57)【要約】【課題】ホール素子等を用いずに絞り機構のオープン状態、クローズ状態を判別できるようにする。【解決手段】露出調整のために絞り機構の開閉制御を実行している際に、輝度積分値及び輝度積分値のエラー値に基づいて、絞り機構が最も開いた状態（オープン状態）或いは最も閉じた状態（クローズ状態）となったことを判定する。露出制御のための絞り（アイリス）調整時には、輝度積分値のエラー値が小さくなるように絞り機構を開閉駆動することになるため、輝度積分値及び輝度積分値のエラー値を所定の条件によって判定検査すれば、オープン状態又はクローズ状態（つまり絞り機構の露出制御限界）に達したことが判別できることを利用する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出調整のための絞り機構を有する撮像手段と、
上記撮像手段によって得られた撮像映像信号について、輝度積分値を算出する積分値算出手段と、
上記輝度積分値に基づいて上記絞り機構の開閉制御を行うことで露出調整を行う露出調整手段と、
上記露出調整手段による上記開閉制御の実行中に、上記輝度積分値に基づいて、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態となったことを判定する絞り開閉判定手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記露出調整手段は、上記絞り機構の開閉制御のみならず、上記撮像手段での撮像映像信号の取込タイミング制御と、上記撮像映像信号についてのゲイン制御とを行うとともに、上記絞り機構の開閉制御による露出調整中に、上記絞り開閉判定手段により最も開いた状態或いは最も閉じた状態となったことが判定されたことに応じて、上記取込タイミング制御による露出調整もしくは上記ゲイン制御による露出調整に移行することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
上記絞り開閉判定手段は、
上記輝度積分値を所定の基準値と比較することにより、露出調整を収束させるためのエラー値を算出するエラー値算出手段と、
所定の事象が生じた回数をカウントするカウント手段と、
上記輝度積分値と上記エラー値に基づいて上記カウント手段の制御を行うカウント制御手段と、
上記カウント手段の値により、上記絞り機構が最も開いた状態であるか否か、或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する判定情報を生成する判定情報生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
露出調整のための絞り機構を有する撮像装置において、上記絞り機構を開閉させて露出調整を実行している際に、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態となることを検出する絞り開閉判定方法であって、
撮像された映像信号について、輝度積分値を算出する積分値算出ステップと、
上記輝度積分値を所定の基準値と比較することにより、露出調整を収束させるためのエラー値を算出するエラー値算出ステップと、
上記エラー値及び上記輝度積分値が第１の条件を満たすか否かを判定する第１の条件判定ステップと、
上記第１の条件判定ステップでの判定結果に応じて、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する開閉判定ステップと、
を有することを特徴とする絞り開閉判定方法。
【請求項５】
上記第１の条件判定ステップでの判定結果に応じてカウンタのカウントアップ又はクリアを行うカウンタ制御ステップをさらに有し、
上記開閉判定ステップでは、上記カウンタのカウント値に応じて、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の絞り開閉判定方法。
【請求項６】
さらに、上記エラー値が第２の条件を満たすか否かを判定する第２の条件判定ステップと、
上記第２の条件判定ステップでの判定結果に応じて、サブカウンタのカウントアップ又はクリアを行うサブカウンタ制御ステップと、
を有し、
上記開閉判定ステップでは、上記カウンタのカウント値と上記サブカウンタのカウント値により、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の絞り開閉判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置及びその絞り機構の開閉判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平８−２８０１８８
例えばＣＣＤ等の撮像素子を用いて被写体映像を撮像するビデオカメラなどの撮像装置では、撮像素子に至る撮像光の入射経路にメカニカルな絞り機構（アイリス機構）を備えたものが知られている。この絞り機構は、例えば複数の羽根により口径を大小させることで入射光量を調整するようにされている。
上記特許文献１には、絞り機構の構成及びその駆動制御のための技術が開示されている。
【０００３】
また撮像装置の分野では、被写体の輝度に関わらず安定した映像が撮像できるように自動露出調整が行われるものが知られている。公知の通り、露出を調整するには主に３つの手法があり、絞り調整、シャッタースピード調整、ゲイン調整である。
上記の絞り調整によっては、被写体の輝度に応じて入射光量を調整することができ、適切な露出状態を得ることができる。
また、シャッタースピード（ＣＣＤの場合は露光情報の転送タイミングによる電子シャッタで制御される露光時間）を調整することも露出調整となる。
さらに、ＣＣＤ等の撮像素子によって得られた撮像映像信号のゲインを可変することでも、信号上で輝度調整ができ、即ち露出調整が可能である。
ビデオカメラにおいては、このような３つの手法が組み合わされて、適切な自動露出調整が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、絞り機構に対しては、上記特許文献１の記載からもわかるように、駆動信号を供給することで口径が開く方向、或いは閉じる方向に駆動する。例えば或る電圧Ｖ１を与えると開く方向に駆動され、或る電圧Ｖ２を与えると閉じる方向に駆動される。
そしてこのような駆動方式であるため、例えばマイクロコンピュータ等の制御部は、調整したい口径を数値で指示し、制御することはできない。このために、例えばホール素子などを利用して、現在どの程度の口径が開かれている状態であるかを検出し、駆動回路内でフィードバックループを形成することで、所望の口径状態にまで絞り状態を駆動制御できるようにしている。
【０００５】
ところが、逆に言えば、ホール素子等のセンサ手段を備えない限り、絞り機構の口径状態を検知することができない。さらにいえば、ホール素子等を備えなければ、絞り機構が最も開いた状態（口径が最大の状態：以下、オープン状態という）に達したり、或いは最も閉じた状態（口径が最小の状態：以下、クローズ状態という）に達したことを検知することができない。
【０００６】
例えば適切な露出状態に収束するように絞り機構を開閉駆動している際には、その開閉駆動過程において或る時点で適切な露出状態になればよく、その際に口径状態は必ずしも検知できなくてもよい。
ところが、絞り機構がオープン状態に達したり、或いはクローズ状態に達しても、まだ露出調整が適切でない場合もある。これらの場合、絞りによる露出調整はそれ以上できないため、シャッタースピードやゲイン調整の手法に移行して、最適な露出状態にまでもっていかなければならない。この場合、オープン状態又はクローズ状態に達したことが検知できなければ、スムースな露出調整処理が実行できないことが理解される。
【０００７】
つまり、ホール素子等のセンサ手段によって絞り機構のオープン状態、クローズ状態を検出することが必要である。しかしながら、センサ手段の搭載は装置構成上の負担になる。このため、ホール素子等を搭載せずに、絞り機構がオープン状態或いはクローズ状態となったことを判別できる手法が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような事情に鑑みて、撮像装置においてホール素子等を用いることなく、絞り機構のオープン状態、クローズ状態を判定できるようにすることを目的とする。
【０００９】
本発明の撮像装置は、露出調整のための絞り機構を有する撮像手段と、上記撮像手段によって得られた撮像映像信号について、輝度積分値を算出する積分値算出手段と、上記輝度積分値に基づいて上記絞り機構の開閉制御を行うことで露出調整を行う露出調整手段と、上記露出調整手段による上記開閉制御の実行中に、上記輝度積分値に基づいて、上記絞り機構が最も開いた状態（オープン状態）或いは最も閉じた状態（クローズ状態）となったことを判定する絞り開閉判定手段とを備える。
この場合、上記露出調整手段は、上記絞り機構の開閉制御のみならず、上記撮像手段での撮像映像信号の取込タイミング制御と、上記撮像映像信号についてのゲイン制御とを行うとともに、上記絞り機構の開閉制御による露出調整中に、上記絞り開閉判定手段により最も開いた状態或いは最も閉じた状態となったことが判定されたことに応じて、上記取込タイミング制御（シャッタースピード制御）による露出調整もしくは上記ゲイン制御による露出調整に移行する。
また、上記絞り開閉判定手段は、上記輝度積分値を所定の基準値と比較することにより、露出調整を収束させるためのエラー値を算出するエラー値算出手段と、所定の事象が生じた回数をカウントするカウント手段と、上記輝度積分値と上記エラー値に基づいて上記カウント手段の制御を行うカウント制御手段と、上記カウント手段の値により、上記絞り機構が最も開いた状態であるか否か、或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する判定情報を生成する判定情報生成手段とを備える。
【００１０】
本発明の絞り開閉判定方法は、露出調整のための絞り機構を有する撮像装置において、上記絞り機構を開閉させて露出調整を実行している際に、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態となることを検出する絞り開閉判定方法である。そして撮像された映像信号について、輝度積分値を算出する積分値算出ステップと、上記輝度積分値を所定の基準値と比較することにより、露出調整を収束させるためのエラー値を算出するエラー値算出ステップと、上記エラー値及び上記輝度積分値が第１の条件を満たすか否かを判定する第１の条件判定ステップと、上記第１の条件判定ステップでの判定結果に応じて、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する開閉判定ステップとを有する。
また、上記第１の条件判定ステップでの判定結果に応じてカウンタのカウントアップ又はクリアを行うカウンタ制御ステップをさらに有し、上記開閉判定ステップでは、上記カウンタのカウント値に応じて、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する。
さらに、上記エラー値が第２の条件を満たすか否かを判定する第２の条件判定ステップと、上記第２の条件判定ステップでの判定結果に応じて、サブカウンタのカウントアップ又はクリアを行うサブカウンタ制御ステップとを有し、上記開閉判定ステップでは、上記カウンタのカウント値と上記サブカウンタのカウント値により、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する。
【００１１】
このように本発明では、例えば撮像映像信号のフィールド毎に輝度積分値を算出していき、また輝度積分値に基づいて露出制御を収束させるためのエラー値を算出する。そして輝度積分値とエラー値からオープン状態又はクローズ状態を判定する。
露出制御のための絞り（アイリス）調整時には、エラー値が小さくなるように絞り機構を開閉駆動することになるが、その際の輝度積分値の変化状態やエラー値の値などは、最適な露出制御に達する過程を表すものと言える。一方、絞り機構がオープン状態（又はクローズ状態）に達した場合は、絞り機構による露出調整の限界に達したものであるため、それ以上駆動を続けても、最適な露出制御状態へは近づかない。このことは、輝度積分値の変化状態やエラー値の値を所定の条件によって判定検査すれば、オープン状態又はクローズ状態に達したことが判別できることを意味する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を用いて説明する。
図１は実施の形態の撮像装置の要部のブロック図である。この撮像装置は、例えば動画としての撮像映像信号を得るビデオカメラとされる。
【００１３】
被写体からの撮像光は撮像レンズ１を介して入射される。この撮像光１はメカアイリス部２を介してＣＣＤ３に結像される。メカアイリス部２は、例えば複数の羽根により口径を大小させることで入射光量を調整するようにされた絞り機構である。このメカアイリス部２においては、口径を形成する複数の羽根と、その羽根を駆動し口径を可変させるための駆動機構を有する。駆動機構は、駆動用モータ及びモータコイルに駆動信号を与える回路系から成る。そしてこのメカアイリス部２に対しては、駆動制御電圧ＶＣＮＴが与えられることで、複数の羽根がオープン方向又はクローズ方向に駆動される。
【００１４】
ＣＣＤ３に結像された撮像光は電気信号に変換される。即ち各画素の電荷として蓄積され、転送クロックによって画素電荷が転送されていくことで電気信号としての撮像映像信号に変換され、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４に供給される。ＣＣＤ３においては、タイミングジェネレータ１３からの転送タイミング信号ＴＭが供給されるが、この転送タイミング信号ＴＭの周波数は、電子シャッタとしてのシャッタースピードを規定するものとなる。
【００１５】
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４においては、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）処理により撮像映像信号としてのデータをサンプルホールドし、さらにＡＧＣ（オートゲインコントロール）処理によるゲイン調整を行なう。ＡＧＣ処理については、ゲイン制御信号Ｃｇにより、その調整ゲインが制御される。
【００１６】
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４から出力される撮像映像信号は、ＤＳＰ５に入力される。ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５は、当該撮像装置において撮像映像信号処理のために搭載されている。ＤＳＰ５においては、まずＡ／Ｄ変換器６で撮像映像信号がデジタルデータに変換される。
そのデジタルデータは、輝度（Ｙ）信号と色（Ｃ）信号に分けられて、それぞれＹプロセス部７，Ｃプロセス部８で処理される。
Ｙプロセス部７，Ｃプロセス部８で処理された信号は、それぞれＤ／Ａ変換器９，１０においてアナログ信号に変換されて（或いはデジタルデータのままの場合もあるが）、ＤＳＰ５から図示しない次段の回路系に供給される。例えばモニタ出力映像としての処理回路系に供給される。また例えば当該撮像装置が、ディスクやテープメディアに映像信号を記録する記録装置部を備えているのであれば、ＤＳＰ５で処理された撮像映像信号は、所定の記録用エンコード処理や圧縮処理などを経て、メディアに記録される。
【００１７】
ＤＳＰ５には、オプティカルディテクタ１１が設けられる。オプティカルディテクタ１１は積分器であり、Ｙプロセス部７，Ｃプロセス部８で処理される映像信号のフィールド単位で輝度信号、色信号の積分処理を行う。そしてフィールド単位の積分値（以下、ＯＰＤ値）をコントローラ１２に供給する。特に本実施の形態では、コントローラ１２による自動露出制御に関して述べていくが、この自動露出制御に関して輝度信号のＯＰＤ値を用いることになる。
【００１８】
コントローラ１２は、ＤＳＰ５内の信号処理、例えばＹプロセス部７，Ｃプロセス部８での処理の制御を行うが、自動露出調整のための制御機能を有する。
自動露出制御のために、コントローラ１２にはオープン／クローズ判定部２０と、露出調整部３０が形成される。このオープン／クローズ判定部２０及び露出調整部３０は、実際にはコントローラ１２の動作プログラムによる、ソフトウエア構成として実現される。
【００１９】
オープン／クローズ判定部２０は、オプティカルディテクタ１１からの輝度積分値としてのＯＰＤ値に基づいて、メカアイリス部２がオープン状態になったこと、或いはクローズ状態になったことを検出するソフトウエアとされる。
また露出調整部３０は、ＯＰＤ値に基づいて現在の露出状態を適正な露出状態に収束させる制御を行うソフトウエアとされる。露出調整部３０は、ＯＰＤ値を、基準のＯＰＤ値と比較する演算によって得られるエラー値に基づいて、露出調整処理を実行する。上述したように露出調整のためには、絞り調整、シャッタスピード調整、ゲイン調整の３つの手法が用いられる。
【００２０】
露出調整部３０は、露出調整のためにシャッタースピード調整を実行させる際にはシャッタースピード制御信号Ｃｓをタイミングジェネレータ１３に対して出力する。シャッタースピード制御信号Ｃｓは、タイミングジェネレータ１３からＣＣＤ３に供給する露光時間を規定する信号であり、これによってコントローラ１２がシャッタースピードを可変指示できる。例えばシャッタースピードとして１／６０秒〜１／１０００秒などの間で可変指示される。
また露出調整部３０は、露出調整のためにゲイン調整を実行させる際にはゲイン制御信号ＣｇをＣＤＳ／ＡＧＣ回路４に対して出力する。ゲイン制御信号Ｃｇは、ＡＧＣ処理でのゲイン値を指定する信号であり、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４では、ゲイン制御信号Ｃｇで指定されたゲインを基準としてゲイン調整処理が行われる。これによってコントローラ１２が撮像映像信号に与えるゲインを可変指示できる。
さらに露出調整部３０は、絞り調整を実行させるためには、アイリス制御信号Ｃｉを出力する。アイリス制御信号ＣｉはＥＶＲ（電子ボリューム）１４により所要の電圧調整が行われ、駆動制御電圧ＶＣＮＴとしてメカアイリス部２に供給される。アイリス制御信号Ｃｉは、メカアイリス部２をオープン方向又はクローズ方向に駆動させるように指示する信号である。従って、コントローラ１２がアイリス制御信号Ｃｉとしてオープン方向の値を出力することで、メカアイリス部２においては口径が開くオープン方向に駆動され、またコントローラ１２がアイリス制御信号Ｃｉとしてクローズ方向の値を出力することで、メカアイリス部２においては口径が閉じるクローズ方向に駆動される。さらにコントローラ１２がアイリス制御信号Ｃｉとして駆動停止の値を出力することで、メカアイリス部２においてはその時点の口径状態を維持する。
【００２１】
ここで、露出調整部３０による露出制御方式を図５で説明する。
自動露出調整とは、被写体輝度に関わらず、安定した輝度レベルの撮像映像信号が得られるようにすることである。そしてそのために、上記のように絞り、シャッタースピード、ゲインを調整する。
図５には横軸に被写体輝度をとって、被写体輝度に応じて露出調整動作の一例を示している。例えばこの図５のように、被写体輝度レベルがＡ〜Ｂの範囲にあるときが、絞り調整によって露出制御が行われる領域（アイリス調整領域）とされる。
例えば被写体輝度レベルＡとは、アイリスを全開とするオープン状態で適正な露出が得られるポイントであり、また被写体輝度レベルＢとはアイリスを絞りきるクローズ状態において適正な露出が得られるポイントである。
一方、被写体輝度レベルＢよりさらに高輝度の領域は、アイリスがクローズ状態となっても、まだ露出レベルが高いとされる領域であり、この場合、例えばシャッタースピードを、より速くしていくことで露出調整を行う領域とされる。
また被写体輝度レベルＡよりさらに低輝度の領域は、アイリスがオープン状態となっても、まだ露出レベルが低いとされる領域であり、例えばゲイン調整や、シャッタースピードをより遅くしていくことで露出調整を行う領域とされる。
【００２２】
このような露出制御を行う場合、アイリス調整領域においてメカアイリス部２を駆動している際に、露出状態が収束（収束とは最適な露出状態になること）していない時点でクローズ状態に達してしまったら、引き続きシャッタースピード調整による露出調整に移行しなければならない。
またアイリス調整領域においてメカアイリス部２を駆動している際に、露出状態が収束していない時点でオープン状態に達してしまったら、引き続きゲイン調整或いはシャッタースピード調整による露出調整に移行しなければならない。
このためコントローラ１２における露出調整部３０は、アイリス調整領域においてメカアイリス部２がオープン状態又はクローズ状態に達したことを検知する必要がある。
【００２３】
そして本例では、そのオープン状態又はクローズ状態の検知のためにホール素子等のセンサを利用することは行わず、ＯＰＤ値に基づいてオープン／クローズ判定部２０が、メカアイリス部２のオープン状態又はクローズ状態を判定するようにしている。
【００２４】
コントローラ１２において、このような判定を行うためのオープン／クローズ判定部２０の機能構成例を図２に示す。
図示するようにエラー値算出部２１、ＯＰＤ値レジスタ２２、エラー値レジスタ２３、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４、メインカウンタ２５、サブカウンタ２６、判定情報生成部２７が設けられる。
【００２５】
オプティカルディテクタ１１で１フィールド毎の輝度積分値として供給されるＯＰＤ値は、ＯＰＤ値レジスタ２２及びエラー値算出部２１に取り込まれる。
ＯＰＤ値レジスタ２２は、例えば現在のフィールドのＯＰＤ値から２フィールド前のＯＰＤ値までを記憶可能な構成、例えばシフトレジスタ構成やリングメモリ構成とされる。ＯＰＤ値レジスタ２２に記憶されたＯＰＤ値は、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４によって参照可能とされる。
【００２６】
エラー値算出部２１は、入力されたＯＰＤ値と、予め設定された基準ＯＰＤ値を用いてエラー値ＥＲＲを算出する。このエラー値ＥＲＲとは露出調整のための誤差値であり、エラー値ＥＲＲがゼロとなることが、最適な露出調整状態に収束したことを意味する。
例えばエラー値ＥＲＲは、
ＥＲＲ＝１０２４×ｌｏｇ２（ＯＰＤ／ＲＥＦ）
として計算される。ＯＰＤとは、供給されたＯＰＤ値、ＲＥＦは基準とされるＯＰＤ値である。
このようなエラー値ＥＲＲとしては、入力されたＯＰＤ値が基準ＯＰＤ値に等しければ、エラー値ＥＲＲ＝０となる。つまり撮像映像信号の輝度レベルが適正露出状態での輝度レベルとなっている際に、エラー値ＥＲＲ＝０となる。
また、撮像映像信号の輝度が高い、つまり露出を低く制御しなければならない場合は、エラー値ＥＲＲは正の値を示すものとなり、逆に撮像映像信号の輝度が低い、つまり露出を高く制御しなければならない場合は、エラー値ＥＲＲは負の値を示すものとなる。
【００２７】
このように算出されたエラー値ＥＲＲは、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４に供給され、その判定処理に用いられる。
またエラー値ＥＲＲはエラー値レジスタ２３に供給される。エラー値レジスタ２３は、例えば現在のフィールドのＯＰＤ値から算出されたエラー値２から、３フィールド前のＯＰＤ値から算出されたエラー値までを記憶可能な構成、例えばシフトレジスタ構成やリングメモリ構成とされる。エラー値レジスタ２３に記憶されたエラー値は、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４によって参照可能とされる。
【００２８】
なお、エラー値算出部２１で算出されたエラー値ＥＲＲは、露出調整部３０にも供給される。露出調整部３０は、エラー値ＥＲＲに基づいて、その値がゼロになる方向に、上述した各制御信号Ｃｇ、Ｃｓ、Ｃｉを出力し、露出調整処理を実行することになる。
【００２９】
エラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、ＯＰＤ値レジスタ２２に記憶されたＯＰＤ値や、現在のエラー値ＥＲＲ、或いはエラー値レジスタ２３に記憶されたエラー値について、所定の条件による判定処理を行い、その結果に応じて、メインカウンタ２５及びサブカウンタ２６のカウントアップ制御又はクリア制御を行う。
判定情報生成部２７は、メインカウンタ２５とサブカウンタ２６のカウント値を参照して、メカアイリス部２がオープン状態又はクローズ状態となったか否かを判定し、その判定結果を示す判定情報を出力する。判定情報とはオープン判定信号、又はクローズ判定信号、又は現在はオープン状態又はクローズ状態のいずれにも達していないことを示すメカアイリス制御中信号のいずれかとなる。
【００３０】
この判定情報は露出調整部３０に供給され、上記図５で説明したような露出制御の移行処理に用いられる。
即ち露出調整部３０は、メカアイリス部２に対する絞り制御信号Ｃｉを出力して露出調整を実行している際に、判定情報としてオープン判定信号が供給された場合は、メカアイリス部２がオープン状態となったと認識し、その時点で露出制御が収束していなければ、引き続いてはゲイン制御又はシャッタースピード制御による露出制御に移行する。
また露出調整部３０は、メカアイリス部２に対する絞り制御信号Ｃｉを出力して露出調整を実行している際に、判定情報としてクローズ判定信号が供給された場合は、メカアイリス部２がクローズ状態となったと認識し、その時点で露出制御が収束していなければ、引き続いてはシャッタースピード制御による露出制御に移行する。
【００３１】
上記のようなオープン／クローズ判定部２０によって実行されるオープン判定処理及びクローズ判定処理を図３，図４で説明する。
図３のオープン判定処理及び図４のクローズ判定処理は、コントローラ１２において、例えば１フィールドのＯＰＤ値が入力される毎に、並列的に行われる。即ち図３，図４の各処理が、撮像映像信号の１フィールド期間に１回づつ行われる。図２の構成に対応させれば、図３，図４の処理は、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４及び判定情報生成部２７によって実行される処理となる。
【００３２】
まず図３のオープン判定処理を説明する。
ＯＰＤ値が入力されることに応じては、上述のようにエラー値算出部２１でエラー値ＥＲＲが算出され、またＯＰＤ値がＯＰＤ値レジスタ２２に、エラー値ＥＲＲがエラー値レジスタ２３に記憶されていく。
図３の処理が開始されると、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、まずステップＦ１０１〜Ｆ１０４として、以下のように４つの条件（条件▲１▼〜▲４▼）の判定処理を行い、その結果ステップＦ１０５又はＦ１０６でメインカウンタ２５を制御することになる。
【００３３】
ステップＦ１０１：条件▲１▼判定
メカアイリス部２の動作方向を判定する。オープン判定処理は、メカアイリス部２をオープン方向に駆動していって、口径が開ききったことを判別する処理である。従って露出調整処理により、オープン方向に駆動されていることが条件▲１▼となる。
この判定のためにはエラー値ＥＲＲの極性を確認すればよい。即ちオープン方向に駆動するのは露出を大きくする際の処理であり、その場合エラー値ＥＲＲは露出状態が足りないことを示す負極性の値になっている。従って、ステップＦ１０１では、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４が、エラー値算出部２１で算出されたエラー値ＥＲＲの符号が“−”であるか否かを確認する処理となる。
【００３４】
ステップＦ１０２：条件▲２▼判定
メカアイリス調整領域（図５参照）内で制御可能か否かを判定する。つまりメカアイリス調整領域内で露出がとれる被写体であるか否かを判定している。
これはエラー値ＥＲＲの絶対値が所定の判定基準値Ｅ１より大きいか否かを判定すればよい。即ちエラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、エラー値算出部２１で算出されたエラー値ＥＲＲの絶対値を判定基準値Ｅ１と比較する処理となる。
露出が足りない場合、露出調整部３０がメカアイリス部２を駆動していくことでエラー値ＥＲＲはゼロに近づいていくが、そのエラー値ＥＲＲの収束は、オープン状態が限度である。エラー値ＥＲＲの絶対値が判定基準値Ｅ１より大きいとは、メカアイリス部２がオープン状態となっても露出が足りない状態を推定させる条件である。そして後述するように、ステップＦ１０１〜Ｆ１０４の条件判定結果がメインカウンタ２５のカウント値に反映されるが、エラー値ＥＲＲの絶対値が判定基準値Ｅ１より大きい場合が継続すること（カウントアップされること）は、メカアイリス部２がオープン状態となっていることを推定する条件の１つとなる。
【００３５】
ステップＦ１０３：条件▲３▼判定
メカアイリス動作により露出調整が収束しているか否かを判定する。露出調整が適正な露出状態に収束している場合、ＯＰＤ値の変動は小さい。例えば現在のフィールドのＯＰＤ値と、２フィールド前のＯＰＤ値は、近い値が推定される。そこでエラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、ＯＰＤ値レジスタ２２に記憶された現在のＯＰＤ値と２フィールド前のＯＰＤ値を読み出し、その差分の絶対値が所定の判定基準値以内であるか否かを確認する。なお、２フィールド前とするのは、インターレース方式のフィールドを考慮した場合であり、映像フレームを構成する同じフィールドを比較処理するためである。
【００３６】
ステップＦ１０４：条件▲４▼判定
メカアイリス部２の方向傾向を判定する。露出調整が最終的に収束していく際には、エラー値ＥＲＲはゼロ近辺で、その極性は正負の変動を繰り返す。このときメカアイリス部２の動作としてはオープン方向及びクローズ方向にばたつく。ばたついている時点は収束していないが、逆に言えば収束ポイントがアイリス調整領域内にある場合となる。一方、オープン状態に達する場合においては、アイリス調整領域においてこのようなばたつきは発生しない。従って、メカアイリス部２の方向傾向がオープン方向であると判定されることがオープン状態を推定させる条件の１つとなる。
この場合、例えばエラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、エラー値レジスタ２３に記憶されている３フィールド前のエラー値ＥＲＲの極性を確認し、そのエラー値ＥＲＲの符号が“−”である場合、オープン方向の方向性であるとする。
【００３７】
エラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、ステップＦ１０１〜Ｆ１０４の条件判定結果に応じてステップＦ１０５でメインカウンタ２５をカウントアップするか、又はステップＦ１０６でメインカウンタ２５のカウント値をクリアする。
具体的には、条件▲１▼としてエラー値ＥＲＲの符号が”−”であること、条件▲２▼としてエラー値ＥＲＲの絶対値が判定基準値Ｅ１より大きいこと、条件▲３▼としてＯＰＤ値の変化が小さいこと、条件▲４▼としてメカアイリス部２がオープン方向の動作過程にあること、の全てが満たされた場合にステップＦ１０５でメインカウンタ２５をインクリメントする。一方、これら条件が１つでも満たされていなければ、ステップＦ１０６でメインカウンタ２５のカウント値をクリアする。
【００３８】
従って、各フィールド毎にＯＰＤ値が入力されて図３の処理が行われていく場合に、条件▲１▼〜▲４▼が全て満たされるフィールドが連続することで、メインカウンタ２５のカウント値はそのフィールド数だけカウントアップされていくことになる。
そして後述するステップＦ１１０では、メインカウンタ２５のカウント値が或る設定値Ｃｔｈ１以上となっていたら、判定情報生成部２７は、オープン状態と判定する。
【００３９】
但し、このようなステップＦ１０１〜Ｆ１０６の条件判定（第１の条件判定処理）のみでは、輝度のばたつきのある被写体など、外乱に影響をうけ、誤判定をしてしまう可能性が皆無とは言えない。例えば撮像装置が常に特定の被写体を継続して撮像しているとは限らず、撮像方向を変化させるなどにより被写体が刻々と変わっている場合も考えられる。そこでステップＦ１０７〜Ｆ１０９としてサブ判定処理（第２の条件判定処理）を実行する。
即ちステップＦ１０７では、エラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、エラー値ＥＲＲの絶対値が基準判定値Ｅ２以上であるか否かを判定し、その結果に応じてステップＦ１０８又はＦ１０９でサブカウンタ２６を制御する。即ちエラー値算出部２１で得られたエラー値ＥＲＲの絶対値が基準判定値Ｅ２以上であればサブカウンタ２６をインクリメントし、基準判定値Ｅ２未満であればサブカウンタ２６のカウント値をクリアする。
なお、この場合、基準判定値Ｅ２は、上記ステップＦ１０２での基準判定値Ｅ１よりも大きい値とし、オープン状態の条件としては厳しくする必要がある。これは被写体輝度の変化による露出制御のばたつきでメインカウンタ２５がクリアされることの救済措置であるためである。
【００４０】
ステップＦ１１０〜Ｆ１１２は判定情報生成部２７の処理となる。ステップＦ１１０において、判定情報生成部２７はメインカウンタ２５及びサブカウンタ２６のカウント値を確認する。そしてメインカウンタ２５のカウント値が設定値Ｃｔｈ１以上となっているか、もしくはサブカウンタ２６のカウント値が設定値Ｃｔｈ２以上となっているか、といういずれかの条件が満たされたら、メカアイリス部２がオープン状態であると判定し、ステップＦ１１１に進んで判定情報としてオープン判定信号を出力する。
一方、メインカウンタ２５のカウント値が設定値Ｃｔｈ１未満で、かつサブカウンタ２６のカウント値が設定値Ｃｔｈ２未満であれば、メカアイリス部２はオープン状態に至っていないと判定し、ステップＦ１１２に進んで判定情報としてメカアイリス制御中を示す信号を出力する。
【００４１】
以上のように、オープン判定処理としてはステップＦ１０１〜Ｆ１０４の第１の判定処理（条件▲１▼〜▲４▼判定）によってメインカウンタ２５を制御し、またステップＦ１０７の第２の判定処理によってサブカウンタ２６を制御する。そしてメインカウンタ２５のカウント値が設定値Ｃｔｈ１に達した場合、或いはサブカウンタ２６のカウント値が設定値Ｃｔｈ２に達した場合に、オープン状態と判定する。
オープン／クローズ判定部２０がこのようなオープン判定を行うことで、露出調整部３０はオープン状態になったことが検知でき、その場合はメカアイリス部２の制御だけでは対応できない暗い被写体であるとして、シャッタースピードを遅くする制御或いはゲインを上げる制御に移行して露出調整を継続できる。
【００４２】
オープン／クローズ判定部２０によるクローズ判定処理は図４のようになる。なお、図４のステップＦ２０１〜Ｆ２１２で行われる処理は、基本的には図３のステップＦ１０１〜Ｆ１１２の処理と同様である。
【００４３】
但し、クローズ判定の場合は、ステップＦ１０１ではエラー値ＥＲＲの符号が”＋”であることが条件▲１▼となる。即ち、クローズ判定処理では、メカアイリス部２をクローズ方向に駆動していって、口径が絞りきられたことを判別する処理であるため、エラー値ＥＲＲの符号が”＋”であり、露出調整処理により、クローズ方向に駆動されていることが条件となる。
また、同様にステップＦ２０４では、メカアイリス部２の方向傾向がクローズ方向であることが条件▲４▼となる。
この場合、例えばエラー値／ＯＰＤ値判定部２４は、エラー値レジスタ２３に記憶されている３フィールド前のエラー値ＥＲＲの極性を確認し、そのエラー値ＥＲＲの符号が“＋”である場合、クローズ方向の方向性であるとする。
【００４４】
そしてステップＦ２０１〜Ｆ２０４の第１の判定処理（条件▲１▼〜▲４▼判定）によってメインカウンタ２５を制御（Ｆ２０５，Ｆ２０６）し、またステップＦ２０７の第２の判定処理によってサブカウンタ２６を制御する。
そしてメインカウンタ２５のカウント値が設定値Ｃｔｈ１に達した場合、或いはサブカウンタ２６のカウント値が設定値Ｃｔｈ２に達した場合には、判定情報生成部２７はステップＦ２１０からＦ２１１に進み、判定情報としてクローズ判定信号を出力する。またメインカウンタ２５のカウント値が設定値Ｃｔｈ１未満で、かつサブカウンタ２６のカウント値が設定値Ｃｔｈ２未満であれば、メカアイリス部２はクローズ状態に至っていないと判定し、ステップＦ２１２に進んで判定情報としてメカアイリス制御中を示す信号を出力する。
【００４５】
オープン／クローズ判定部２０がこのようなクローズ判定を行うことで、露出調整部３０はクローズ状態になったことが検知でき、その場合はメカアイリス部２の制御だけでは対応できない明るい被写体であるとして、例えばシャッタースピードを速くする制御に移行して露出調整を継続できる。
【００４６】
なお、図２の構成は、図３，図４の処理を実行できる機能ブロックとして示したが、オープン判定処理とクローズ判定処理が並列して行われるものであるため、メインカウンタ２５及びサブカウンタ２６は、ハードウェア的に考えれば、それぞれオープン判定処理用とクローズ判定処理用に設けられる必要がある。
また、図３，図４の処理例ではステップＦ１０７〜Ｆ１０９（Ｆ２０７〜Ｆ２０９）としてサブカウンタ２６を用いる第２の判定処理を行うようにしたが、この第２の判定処理を実行しない処理例も考えられる。
また本発明は動画映像を撮像し出力するビデオカメラだけでなく、静止画映像をメディアに記録する撮像装置（いわゆるデジタルカメラ等）にも適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように本発明では、露出調整のために絞り機構の開閉制御を実行している際に、輝度積分値に基づいて、絞り機構が最も開いた状態（オープン状態）或いは最も閉じた状態（クローズ状態）となったことを判定するようにしている。露出制御のための絞り（アイリス）調整時には、輝度積分値のエラー値が小さくなるように絞り機構を開閉駆動することになるため、輝度積分値及び輝度積分値のエラー値を所定の条件によって判定検査すれば、オープン状態又はクローズ状態（つまり絞り機構の露出制御限界）に達したことが判別できるためである。
このような手法でオープン状態又はクローズ状態が判定できるため、ホール素子等のセンサを用いてオープン状態又はクローズ状態を検出することは不要となり、装置構成の負担を軽減できるという効果がある。
また、本発明によるオープン状態又はクローズ状態の判定は、実際にはソフトウエア処理により実現可能であり、装置構成上の負担とはならない。
【００４８】
さらに、オープン状態又はクローズ状態の判定が適切になされることからシームレスな自動露出制御が可能となる。即ち絞り機構のみでは最適な露出調整ができないことがオープン状態又はクローズ状態の判定によりわかるため、その判定に応じて即座にシャッタースピード制御或いはゲイン制御による露出調整に移行することができ、最適な露出状態へ迅速に収束できる。
【００４９】
また本発明では、輝度積分値とエラー値についての第１の条件判定を行い、その結果に応じて、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する。特には、第１の条件判定を行い、その結果に応じてカウンタのカウントアップ又はクリアを行う。そして、カウンタのカウント値により、上記絞り機構が最も開いた状態或いは最も閉じた状態であるか否かを判定する。これにより適切な判定が可能となる。
さらに、上記エラー値についての第２の条件判定を行ってサブカウンタのカウントアップ又はクリアを行い、サブカウンタのカウント値も判定に使用することで、例えば被写体輝度の変化などの状況も鑑みた、より正確な判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の撮像装置の要部のブロック図である。
【図２】実施の形態のコントローラの機能ブロックの説明図である。
【図３】実施の形態のオープン判定処理のフローチャートである。
【図４】実施の形態のクローズ判定処理のフローチャートである。
【図５】実施の形態の露出制御の説明図である。
【符号の説明】
１  撮像レンズ、２  メカアイリス部、３  ＣＣＤ、４  ＣＤＳ／ＡＧＣ回路、５  ＤＳＰ、６  Ａ／Ｄ変換器、７  Ｙプロセス部、８  Ｃプロセス部、９，１０  Ｄ／Ａ変換器、１１  オプティカルディテクタ、１２  コントローラ、２０  オープン／クローズ判定部、３０  露出調整部、２１  エラー値算出部、２２  ＯＰＤ値レジスタ、２３  エラー値レジスタ、２４  エラー値／ＯＰＤ値判定部、２５  メインカウンタ、２６  サブカウンタ、２７  判定情報生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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