JP4533574B2

JP4533574B2 - Video camera device with auto iris signal detection function

Info

Publication number: JP4533574B2
Application number: JP2002045668A
Authority: JP
Inventors: 孝美長谷川
Original assignee: JAI Corp
Current assignee: JAI Corp
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003250084A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部からのランダムトリガ信号によって撮像デバイスが駆動されるビデオカメラに係わり、該ビデオカメラに装着された撮像用対物レンズのアイリスを自動制御する手段を有するオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラにおいては、適正レベルの出力映像信号が得られるよう、撮像した画像の中心部又は複数部の映像信号を、又は特開平１−９４６５３号公報では同一イメージセンサチップ内の撮像に有効な領域以外の場所に連続するフォトダイオード列を配置して得られる測光用信号を、常時検出・出力し、これらの信号により対物レンズのアイリスを制御したり、あるいは、カメラ外部に受光素子又は測光装置を配置して被写体の反射光を検出し、その検出信号により対物レンズのアイリスを制御したり、撮像デバイスの電荷蓄積時間の制御又は映像利得の制御を行ったりしている。
しかし、撮像デバイスの撮像した映像信号や、前記測光用信号又はカメラ外部に受光素子又は測光装置を配置して被写体の反射光を検出して対物レンズのアイリスを制御したり、撮像デバイスの電荷蓄積時間の制御又は映像利得の制御をしているのでは、カメラ出力映像信号が適正レベルになるまでに３フレーム以上の時間が必要となる。
【０００３】
ところが、外部からのランダムなトリガ信号によって撮像デバイスを駆動するビデオカメラでは、トリガ信号が入力するまで映像信号出力がなく、直前の映像信号により対物レンズのアイリスを制御するという方法は使用できない。
また、カメラ外部に受光素子又は測光装置を配置する方法は、装置が複雑になりコストが増大するのみならず配置上の制約も生じ、かつ、例えば対物レンズにズームレンズ又は望遠レンズを使用する場合などではビデオカメラ装置が撮像しようとしている被写体以外からの光も受光するので、被写体に対する適正露光が得られない恐れがある。
さらに、同一イメージセンサチップ内の撮像に有効な領域以外の場所に連続するフォトダイオード列を配置するといった特殊な撮像デバイスを製作して使用するのも、装置が複雑になりコストが増大する難点がある。
したがって、外部からのランダムなトリガ信号によって撮像デバイスを駆動するビデオカメラでは、オートアイリス付対物レンズの使用が不可能とされ、外部からのトリガ信号によってビデオカメラと同期して発光するストロボ光源や投光器などにより予め一定光量で被写体を照射する方法が主に採用されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記技術の現状に鑑み、外部からのランダムなトリガ信号によって撮像デバイスを駆動するビデオカメラに、簡便な方法でオートアイリス対物レンズの使用を可能にするオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記に鑑み鋭意研究の結果、次の手段によりこの課題を解決した。
（１）外部からのランダムトリガ信号によって撮像デバイスが駆動されるビデオカメラ装置において、被写体を撮像するためのオートアイリス付対物レンズと、該対物レンズの入射光像を光電変換する撮像デバイスと、該撮像デバイスを外部から入力されるランダムトリガ信号によって駆動するための駆動回路と、前記撮像デバイス出力信号を増幅・制御する信号処理回路と、前記対物レンズのイメージサークル内で前記撮像デバイスの上下に近接して配置され被写体の反射光を光電変換し前記対物レンズのアイリスを駆動制御する１又は複数個の受光素子と、該受光素子の光電変換出力信号とビデオカメラ装置のブランキング信号とを混合するブランキング信号混合回路と、ブランキング信号混合回路からの出力信号に基づいて前記対物レンズのアイリスを駆動制御するオートアイリス制御回路とを備えて構成され、前記受光素子が、常時対物レンズのイメージサークル内に入射する光量を検知するとともに、その変化に対応して前記対物レンズのアイリスを制御することによって前記撮像デバイスに常に適正露光が与えられ、外部からランダムトリガが入力された際に、適正レベルのビデオ出力が得られることを特徴とするオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置。
【０００６】
（２）前記受光素子が、ビデオカメラの撮像用対物レンズのイメージサークル内でビデオカメラの撮像デバイスに近接して配設され、、かつ前記撮像用対物レンズの結像面に配設されてなることを特徴とする前項（１）に記載のオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置。
【０００７】
（３）前記受光素子が複数個配設される場合には、それぞれの受光素子の出力を加算し平均化する回路を備えてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置。
【０００８】
（４）さらに、好ましい態様として、前記オートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置の映像出力が、該オートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置に入力される外部センサーからのトリガによって起動する録画装置によって記録されることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項に記載のオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置が提案される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置の実施例の構成と作用について、図に基いて説明する。
図１は本発明のオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置のブロック図、図２は同ビデオカメラ装置に２個の受光素子を用いた実施例のオートアイリス信号検出に係わる回路のブロック図、図３は２個の受光素子を用いた本発明実施例の受光素子配置模式図である。
図１、図２及び図３において、１はビデオカメラ装置、２はオートアイリス付対物レンズ、３は撮像デバイス（以後ＣＣＤと記す）、４はＣＣＤ駆動回路、５はトリガ入力端子、６、６’は受光素子（以後ＰＤと記す）、７、７’はＰＤ信号増幅器、８はブランキング信号混合回路、９はオートアイリス用信号増幅器、１０はアイリス駆動装置、１１はビデオ信号処理回路、１２はビデオ信号出力端子、１３は加算・平均化回路、１４はイメージサークルである。
【００１０】
図３に示すように、ＰＤ６，６’は対物レンズ（（２）図１）の結像面に形成されるイメージサークル１４内で、かつ前記対物レンズ２の結像面にＣＣＤ３と近接して配設されており、イメージサークル１４内に入力した光量に対応したレベルの電気信号を、光電変換により常時出力している。
【００１１】
図１において、ビデオカメラ装置１のオートアイリス付対物レンズ２のイメージサークル（１４）内に配設されたＰＤ６は、上記のように対物レンズ２から入射する光量に対応したレベルの電気信号が光電変換出力信号として常時出力されており、その出力はＰＤ信号増幅器７によって増幅されブランキング信号混合回路８に加えられる。
ブランキング信号混合回路８は、ＰＤ信号増幅器７からの電気信号にビデオカメラ装置からのブランキング信号を混合することによってオートアイリス用信号増幅器９に加えるオートアイリス用信号の黒レベルを固定する作用を行い、オートアイリス用信号増幅器９によりオートアイリス用信号を増幅した後、アイリス駆動装置１０に加えられる。
アイリス駆動装置１０では、予め設定された基準値と前記オートアイリス用信号とを比較し、その差によってオートアイリス付対物レンズ２のアイリスを制御して、ビデオ信号出力端子１２に適正なレベルの映像出力が得られるよう入射光量を調整する。
【００１２】
一方ビデオカメラ装置１のトリガ入力端子５に外部装置（図示せず）又はセンサー（図示せず）からのランダムトリガ信号が入力すると、ＣＣＤ駆動回路４が動作し、ＣＣＤ３からビデオ信号が取り出され、ビデオ信号処理回路１１で増幅・同期信号付加などの信号処理が行われ、ビデオ信号出力端子１２に、ビデオ信号が出力されるが、上記のように、イメージサークル（１４）内の光量をＰＤ６によって常時測光し、被写体の明度に変化が生じた場合、予め設定された基準値になるよう対物レンズ２のアイリスが調整されているので、ＣＣＤ３には常に適正露光が与えられている状態にあるのでビデオ信号出力端子１２には、適正レベルのビデオ出力が得られることになる。
【００１３】
図２、図３は、２つのＰＤ６、６’をＣＣＤ３の上下に近接して配設した場合のオートアイリス用信号検出に係わる回路のブロック図と配置の模式図である。
２つのＰＤ６、６’の出力はそれぞれＰＤ信号増幅器７、７’によって増幅された後、加算・平均化回路１３に加えられ、両者の平均値が求められる。これにより１つのＰＤの場合に存在するＰＤ配設位置への入射光量の片寄りに基づく不適切なアイリス駆動の恐れを防御できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果が発揮される。
１．本願請求項１の発明によれば、
外部からのランダムトリガによって駆動するビデオカメラ装置にオートアイリス付対物レンズが使用できるので、常に適正なビデオレベルが得られ、かつ装置の簡素化及び消費電力の低減化が図れる。
２．本願請求項２の発明によれば、
さらに、光電変換素子が、ビデオカメラ装置の撮像デバイスに近接して配設され、かつビデオカメラ装置の対物レンズのイメージサークル内で結像面に配設されるので、小型でかつ低コストの監視用ビデオカメラ装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオートアイリス信号検出機能付ビデオカメラ装置のブロック図。
【図２】本発明のビデオカメラ装置に２個の受光素子を用いた実施例のオートアイリス信号検出に係わる回路のブロック図。
【図３】２個の受光素子を用いた本発明実施例の受光素子配置模式図。
【符号の説明】
１：ビデオカメラ装置２：オートアイリス付対物レンズ
３：撮像デバイス（ＣＣＤ）４：ＣＣＤ駆動回路
５：トリガ入力端子６、６’：受光素子（ＰＤ）
７、７’：ＰＤ信号増幅器８：ブランキング信号混合回路
９：オートアイリス用信号増幅器１０：アイリス駆動装置
１１：ビデオ信号処理回路１２：ビデオ信号出力端子
１３：加算・平均化回路１４：イメージサークル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video camera in which an imaging device is driven by a random trigger signal from the outside, and a video camera device with an auto iris signal detection function having means for automatically controlling the iris of an imaging objective lens attached to the video camera About.
[0002]
[Prior art]
In a video camera, in order to obtain an output video signal at an appropriate level, a video signal at the center or a plurality of parts of a captured image or an area effective for imaging within the same image sensor chip in Japanese Patent Laid-Open No. 1-94653 Photometric signals obtained by arranging continuous photodiode arrays in other locations are always detected and output, and the iris of the objective lens is controlled by these signals, or a light receiving element or photometric device is installed outside the camera. The reflected light of the object is detected and the iris of the objective lens is controlled by the detection signal, the charge accumulation time of the imaging device or the video gain is controlled.
However, the image signal picked up by the image pickup device, the photometry signal, or a light receiving element or photometer outside the camera is detected to detect the reflected light of the subject and control the iris of the objective lens, or the charge accumulation of the image pickup device When time control or video gain control is performed, it takes 3 frames or more before the camera output video signal reaches an appropriate level.
[0003]
However, in a video camera that drives the imaging device with a random trigger signal from the outside, there is no video signal output until the trigger signal is input, and the method of controlling the iris of the objective lens with the immediately preceding video signal cannot be used.
Further, the method of arranging the light receiving element or the photometric device outside the camera not only increases the cost and increases the cost, but also places restrictions on the arrangement, and when, for example, a zoom lens or a telephoto lens is used as the objective lens In such a case, the video camera device also receives light from other than the subject to be imaged, so there is a risk that proper exposure to the subject cannot be obtained.
Furthermore, it is difficult to manufacture and use a special imaging device such as arranging a continuous photodiode array in a place other than the effective area for imaging in the same image sensor chip, which increases the complexity and cost of the apparatus. is there.
Therefore, in a video camera that drives the imaging device with a random trigger signal from the outside, it is impossible to use an objective lens with auto iris, and a strobe light source or a projector that emits light in synchronization with the video camera by a trigger signal from the outside Therefore, a method of irradiating a subject with a predetermined amount of light in advance has been mainly adopted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the present state of the art, the present invention provides a video camera device with an auto iris signal detection function that enables the use of an auto iris objective lens in a simple method for a video camera that drives an imaging device by a random trigger signal from the outside. provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in view of the above, the present inventor has solved this problem by the following means.
(1) In a video camera device in which an imaging device is driven by a random trigger signal from the outside, an objective lens with an auto iris for imaging a subject, an imaging device that photoelectrically converts an incident light image of the objective lens, and the imaging A drive circuit for driving the device by a random trigger signal input from the outside, a signal processing circuit for amplifying and controlling the output signal of the imaging device, and an image circle of the objective lens close to the top and bottom of the imaging device disposed Te blanking mixing the one or a plurality of light receiving elements for driving and controlling the iris of the photoelectric conversion the objective lens reflected light, and a blanking signal of the photoelectric conversion output signal and the video camera apparatus the light receiving element of the subject The objective signal based on the output signal from the ranking signal mixing circuit and the blanking signal mixing circuit. And an auto iris control circuit that drives and controls the iris of the lens, and the light receiving element detects the amount of light that always enters the image circle of the objective lens, and controls the iris of the objective lens in response to the change. A video camera apparatus with an auto iris signal detection function, wherein appropriate imaging is always given to the imaging device by controlling and a video output of an appropriate level is obtained when a random trigger is input from the outside.
[0006]
(2) The light receiving element is disposed in the image circle of the imaging objective lens of the video camera in the vicinity of the imaging device of the video camera, and is disposed on the imaging surface of the imaging objective lens. The video camera device with an auto iris signal detection function according to item (1), wherein
[0007]
(3) When a plurality of the light receiving elements are provided, a circuit for adding and averaging the outputs of the respective light receiving elements is provided, according to (1) or (2), Video camera device with auto iris signal detection function.
[0008]
(4) Further, as a preferable aspect, the video output of the video camera device with an auto iris signal detection function is recorded by a recording device activated by a trigger from an external sensor input to the video camera device with an auto iris signal detection function. The video camera device with an auto iris signal detection function according to any one of the items (1) to (3) is proposed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration and operation of the embodiment of the video camera device with an auto iris signal detection function of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a video camera device with an auto iris signal detection function of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a circuit relating to auto iris signal detection of an embodiment using two light receiving elements in the video camera device, and FIG. It is a light receiving element arrangement schematic diagram of the example of the present invention using two light receiving elements.
1, 2, and 3, 1 is a video camera device, 2 is an objective lens with an auto iris, 3 is an imaging device (hereinafter referred to as CCD), 4 is a CCD drive circuit, 5 is a trigger input terminal, and 6, 6 ′. Is a light receiving element (hereinafter referred to as PD), 7 and 7 'are PD signal amplifiers, 8 is a blanking signal mixing circuit, 9 is an auto iris signal amplifier, 10 is an iris driving device, 11 is a video signal processing circuit, and 12 is video. A signal output terminal, 13 is an adding / averaging circuit, and 14 is an image circle.
[0010]
As shown in FIG. 3, the PDs 6 and 6 ′ are in the image circle 14 formed on the imaging surface of the objective lens ((2) FIG. 1) and close to the CCD 3 on the imaging surface of the objective lens 2. The electric signal of the level corresponding to the light quantity input into the image circle 14 is always output by photoelectric conversion.
[0011]
In FIG. 1, the PD 6 disposed in the image circle (14) of the objective lens 2 with auto iris of the video camera apparatus 1 photoelectrically converts an electric signal at a level corresponding to the amount of light incident from the objective lens 2 as described above. The output signal is always output, and the output is amplified by the PD signal amplifier 7 and applied to the blanking signal mixing circuit 8.
The blanking signal mixing circuit 8 performs the operation of fixing the black level of the auto iris signal applied to the auto iris signal amplifier 9 by mixing the blanking signal from the video camera device with the electric signal from the PD signal amplifier 7, After the auto iris signal is amplified by the auto iris signal amplifier 9, it is added to the iris driving device 10.
In the iris driving device 10, a reference value set in advance is compared with the auto iris signal, and the iris of the objective lens 2 with auto iris is controlled based on the difference, so that an appropriate level of video output is output to the video signal output terminal 12. The amount of incident light is adjusted so that it is obtained.
[0012]
On the other hand, when a random trigger signal from an external device (not shown) or a sensor (not shown) is input to the trigger input terminal 5 of the video camera device 1, the CCD drive circuit 4 operates and a video signal is taken out from the CCD 3. The video signal processing circuit 11 performs signal processing such as amplification and synchronization signal addition, and a video signal is output to the video signal output terminal 12. As described above, the amount of light in the image circle (14) is changed by the PD6. When the light is constantly measured and the brightness of the subject changes, the iris of the objective lens 2 is adjusted so that the reference value is set in advance, so that the CCD 3 is always in proper exposure. An appropriate level of video output is obtained at the video signal output terminal 12.
[0013]
FIGS. 2 and 3 are a block diagram and a schematic diagram of an arrangement relating to auto iris signal detection when two PDs 6 and 6 ′ are arranged close to the top and bottom of the CCD 3.
The outputs of the two PDs 6 and 6 ′ are amplified by the PD signal amplifiers 7 and 7 ′, respectively, and then added to the adding / averaging circuit 13 to obtain an average value of both. As a result, it is possible to prevent the risk of inappropriate iris driving based on the deviation of the amount of incident light at the PD arrangement position existing in the case of one PD.
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects are exhibited.
1. According to the invention of claim 1 of the present application,
Since an objective lens with an auto iris can be used in a video camera device driven by an external random trigger, an appropriate video level can always be obtained, and the device can be simplified and the power consumption can be reduced.
2. According to the invention of claim 2 of the present application,
Furthermore, since the photoelectric conversion element is disposed in the vicinity of the imaging device of the video camera apparatus and is disposed on the imaging surface within the image circle of the objective lens of the video camera apparatus, it is small and low-cost monitoring. Video camera device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a video camera device with an auto iris signal detection function of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a circuit related to auto iris signal detection in an embodiment in which two light receiving elements are used in the video camera device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of the arrangement of light receiving elements of an embodiment of the present invention using two light receiving elements.
[Explanation of symbols]
1: Video camera device 2: Objective lens with auto iris 3: Imaging device (CCD) 4: CCD drive circuit 5: Trigger input terminal 6, 6 ′: Light receiving element (PD)
7, 7 ′: PD signal amplifier 8: Blanking signal mixing circuit 9: Signal amplifier for auto iris 10: Iris driving device 11: Video signal processing circuit 12: Video signal output terminal 13: Adder / averaging circuit 14: Image circle

Claims

In a video camera device in which an imaging device is driven by an external random trigger signal, an objective lens with an auto iris for imaging a subject, an imaging device that photoelectrically converts an incident light image of the objective lens, and the imaging device externally A drive circuit for driving by a random trigger signal inputted from the signal processing circuit, a signal processing circuit for amplifying and controlling the output signal of the imaging device, and an image circle of the objective lens, which are arranged close to the top and bottom of the imaging device One or a plurality of light receiving elements that photoelectrically convert reflected light of an object to drive and control the iris of the objective lens, and a blanking signal mixture that mixes a photoelectric conversion output signal of the light receiving element and a blanking signal of the video camera device Circuit and an output signal from the blanking signal mixing circuit. And an auto iris control circuit that drives and controls the iris, and the light receiving element detects the amount of light that always enters the image circle of the objective lens and controls the iris of the objective lens in response to the change. Accordingly, the video camera apparatus with an auto iris signal detection function is characterized in that proper exposure is always given to the imaging device, and a video output of a proper level is obtained when a random trigger is input from the outside.

The light receiving element is disposed in the image circle of the imaging objective lens of the video camera in the vicinity of the imaging device of the video camera, and is disposed on the imaging surface of the imaging objective lens. The video camera device with an auto iris signal detection function according to claim 1.

3. A video with an auto iris signal detection function according to claim 1, further comprising a circuit for adding and averaging the outputs of the respective light receiving elements when a plurality of the light receiving elements are provided. Camera device.