JP2000299822A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JP2000299822A
JP2000299822A JP11106489A JP10648999A JP2000299822A JP 2000299822 A JP2000299822 A JP 2000299822A JP 11106489 A JP11106489 A JP 11106489A JP 10648999 A JP10648999 A JP 10648999A JP 2000299822 A JP2000299822 A JP 2000299822A
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JP
Japan
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shutter speed
gain
switching
sec
illuminance
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Application number
JP11106489A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Yasuda
靖 安田
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically switch a shutter speed in response to illuminance of an object while keeping stability of the lightness of an image in a fluorescent light flicker prevention mode. SOLUTION: A CPU 18 of this image pickup device sets an AGC gain variable GC so as to make photometry data DT constant on the basis of photometry data DT from a photometry circuit 17 to control an automatic gain control circuit 14. Furthermore, when a combination between a shutter speed variable ST and the AGC gain variable GC satisfies a switching condition, the dynamic range of the illuminance of the object to activate automatic gain control for stabilizing the lightness of the image is extended by selecting the shutter speed variable ST from a 1st shutter speed (1/50 sec) to a 2nd shutter speed (1/100 sec) or vice versa.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置にかかわ
り、特に蛍光灯フリッカー防止に関して撮像素子におけ
る電子シャッターのシャッター速度切り換えの技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to a technique for switching the shutter speed of an electronic shutter in an image pickup device for preventing flicker of fluorescent light.

【0002】[0002]

【従来の技術】撮像装置のフィールド周波数と商用電源
の周波数が異なる状況において、蛍光灯のもとで撮像を
行うと、蛍光灯フリッカーが生じることはよく知られて
いる。例えば、フィールド周波数が60Hzの撮像装置
の場合、商用電源周波数が50Hzの地域で蛍光灯のも
とで撮像を行うと、蛍光灯フリッカーが生じる。商用電
源周波数が50Hzの場合、蛍光灯は100Hzで点滅
を繰り返す。この蛍光灯点滅周波数の100Hzがフィ
ールド周波数の60Hzの整数倍になっていないため
に、1フィールド周期の間に固体撮像素子に入射される
光量が変動してしまい、蛍光灯フリッカーが生じる。そ
こで、蛍光灯フリッカーが生じる場合には、電子シャッ
ター速度を1/100secに固定するという手法がと
られる。この電子シャッター速度を周波数で表すと10
0Hzである。これを、この明細書では、「周波数記述
の電子シャッター速度」と称することとする。周波数記
述の電子シャッター速度の100Hzが蛍光灯点滅周波
数の100Hzと同期するので、電子シャッター動作の
位相と蛍光灯点滅の位相がどのようにずれていても、固
定された電子シャッター速度である1/100secの
間に固体撮像素子に入射される光量が一定に保たれ、蛍
光灯フリッカーが生じないようになる。このような背景
技術については、例えば、特開平5−91373号公報
や特開平6−125495号公報を参照することができ
る。もっとも、これらの公報の技術は、本発明が解決し
ようとする課題に関してのものではない。
2. Description of the Related Art It is well known that in a situation where the field frequency of an image pickup apparatus is different from the frequency of a commercial power supply, an image is picked up under a fluorescent light and a fluorescent light flicker occurs. For example, in the case of an imaging device having a field frequency of 60 Hz, when imaging is performed under a fluorescent lamp in an area where the commercial power frequency is 50 Hz, fluorescent lamp flicker occurs. When the commercial power frequency is 50 Hz, the fluorescent lamp repeats blinking at 100 Hz. Since the fluorescent lamp blinking frequency of 100 Hz is not an integral multiple of the field frequency of 60 Hz, the amount of light incident on the solid-state imaging device fluctuates during one field period, and fluorescent lamp flicker occurs. Therefore, when fluorescent lamp flicker occurs, a method of fixing the electronic shutter speed to 1/100 sec is adopted. Expressing this electronic shutter speed in terms of frequency is 10
0 Hz. This is referred to as “frequency description electronic shutter speed” in this specification. Since the electronic shutter speed of 100 Hz described in the frequency description is synchronized with the fluorescent lamp blinking frequency of 100 Hz, no matter how the phase of the electronic shutter operation is shifted from the phase of the fluorescent lamp blinking, the fixed electronic shutter speed is 1/1/3. The amount of light incident on the solid-state imaging device during 100 seconds is kept constant, so that flicker of the fluorescent lamp does not occur. For such background art, for example, JP-A-5-91373 and JP-A-6-125495 can be referred to. However, the techniques disclosed in these publications are not related to the problem to be solved by the present invention.

【0003】ここで、電子シャッター速度の1/100
secについて考えてみる。商用電源周波数が50Hz
のときの蛍光灯フリッカーを防止するためには、蛍光灯
点滅周波数の100Hzに対応して、電子シャッター速
度を1/100secのほかに、1/200secとか
1/50secとかにすることも考えられる。しかし、
1/200secでは速すぎて、固体撮像素子への入射
光量が不足するので、採用がむずかしい。1/50se
cの場合は、フィールド周波数が60Hzであれば、物
理的に不可能となる。電子シャッター速度は1フィール
ド周期よりも大きく(遅く)することができないからで
ある。そこで、一般的には、商用電源周波数が50Hz
のときの蛍光灯フリッカーの防止のための電子シャッタ
ー速度として、1/100secを定めてある。
Here, 1/100 of the electronic shutter speed is used.
Consider sec. Commercial power frequency is 50Hz
In order to prevent the flicker of the fluorescent lamp at the time of (1), it is conceivable to set the electronic shutter speed to 1/200 sec or 1/50 sec in addition to 1/100 sec corresponding to the fluorescent lamp blinking frequency of 100 Hz. But,
1/200 sec is too fast, and the amount of light incident on the solid-state imaging device is insufficient, so that it is difficult to adopt. 1 / 50se
In the case of c, if the field frequency is 60 Hz, it becomes physically impossible. This is because the electronic shutter speed cannot be made larger (slower) than one field cycle. Therefore, generally, the commercial power frequency is 50 Hz.
In this case, 1/100 sec is set as the electronic shutter speed for preventing the flicker of the fluorescent lamp.

【0004】さて、ここから本発明について関係する従
来の技術の説明に入る。近年、パーソナルコンピュータ
などの情報処理装置に画像入力を行うために、30Hz
駆動の撮像装置が開発されている。それは、インターレ
ース方式で表示するNTSC方式とは違い、ノンインタ
ーレース方式であるパソコン等のモニターにおいては、
30Hzの動画表示が主流になっており、また30Hz
のノンインターレース駆動で動画として充分に認識する
ことができるからである。そこで、NTSC方式でのフ
レーム周波数に対応する30Hz駆動の撮像装置として
いるわけである。
[0004] Now, a description of the related art related to the present invention will be given. In recent years, in order to input an image to an information processing device such as a personal computer, 30 Hz
Driven imaging devices have been developed. It is different from the NTSC system that displays in the interlaced system.
30Hz moving image display has become mainstream, and 30Hz
This is because a non-interlaced drive can sufficiently recognize a moving image. Therefore, an imaging device driven at 30 Hz corresponding to the frame frequency in the NTSC system is used.

【0005】30Hz駆動の撮像装置においては、蛍光
灯点滅周波数が120Hzである商用電源周波数60H
zの地域での撮像においては蛍光灯フリッカーは生じな
い。120Hzがフィールド周波数30Hzの整数倍で
あるからである。しかし、商用電源周波数50Hzの地
域での蛍光灯点滅周波数は100Hzであり、これは撮
像装置のフィールド周波数の30Hzの整数倍にはなっ
ていないので、蛍光灯フリッカーが生じる。
[0005] In an imaging apparatus driven at 30 Hz, a commercial power supply frequency of 60 Hz at which a fluorescent lamp blinking frequency is 120 Hz is used.
No fluorescent lamp flicker occurs in imaging in the area z. This is because 120 Hz is an integral multiple of the field frequency of 30 Hz. However, the flickering frequency of the fluorescent lamp in a region where the commercial power supply frequency is 50 Hz is 100 Hz, which is not an integral multiple of 30 Hz of the field frequency of the image pickup device, so that fluorescent lamp flicker occurs.

【0006】そこで、30Hz駆動の撮像装置において
も、蛍光灯フリッカーを防止するために、電子シャッタ
ー速度を1/100secや1/50secに固定する
モードをもたせている。
In order to prevent the flicker of the fluorescent lamp, a mode in which the electronic shutter speed is fixed to 1/100 sec or 1/50 sec is provided even in an imaging apparatus driven at 30 Hz.

【0007】前述のとおり、周波数記述の電子シャッタ
ー速度は1フィールド周期よりも大きく(遅く)するこ
とができないという制約があるが、30Hz駆動の撮像
装置の場合には、その1フィールド周期が1/30Hz
であるから、蛍光灯フリッカーを防止するための電子シ
ャッター速度として、1/100secのほかに1/5
0secを採用することが可能となる。周波数記述の電
子シャッター速度の50Hzは、蛍光灯点滅周波数の1
00Hzの整数倍となっているから、蛍光灯フリッカー
を防止することができる。そして、電子シャッター速度
を1/50secにすると、1/100secの場合よ
りも入射光量が多くなって、S/N比が改善されるとい
う利点が生じる。
As described above, there is a restriction that the electronic shutter speed described in the frequency cannot be made larger (slower) than the one-field cycle. However, in the case of an imaging device driven at 30 Hz, the one-field cycle is 1/1. 30Hz
Therefore, as the electronic shutter speed for preventing the flicker of the fluorescent lamp, 1/5
0 sec can be adopted. The electronic shutter speed of 50 Hz in the frequency description is one of the fluorescent lamp blinking frequencies.
Since the frequency is an integral multiple of 00 Hz, it is possible to prevent fluorescent lamp flicker. When the electronic shutter speed is set to 1/50 sec, the amount of incident light is increased as compared with the case of 1/100 sec, and there is an advantage that the S / N ratio is improved.

【0008】ここで、撮像レンズのメカニカルな絞り機
構について説明する。ここで述べようとすることは、と
りあえずは蛍光灯フリッカーの防止とは無関係である。
被写体の動きが速いときには、電子シャッター速度を速
くする。この場合、固体撮像素子における露光時間が短
くなるので、画像のS/N比が低下する傾向がある。そ
のため、電子シャッター速度が速いときには、なるべく
絞り機構の開口量を大きくするのがよい。上記とは逆
に、被写体の動きが遅いか静止しているときには、電子
シャッター速度を遅くする。この場合、固体撮像素子に
おける露光時間が長くなるので、画像のS/N比が向上
する。ただし、被写体が明るすぎるときには、固体撮像
素子が電子的に飽和して画像が白っぽくつぶれてしまう
ことがある。そのようなときには、絞り機構の開口量を
小さくして、入射光量を制限するのがよい。
Here, the mechanical aperture mechanism of the imaging lens will be described. What is described here has nothing to do with flicker flicker prevention for the time being.
When the subject moves fast, the electronic shutter speed is increased. In this case, since the exposure time in the solid-state imaging device is shortened, the S / N ratio of the image tends to decrease. Therefore, when the electronic shutter speed is high, it is preferable to increase the aperture of the aperture mechanism as much as possible. Conversely, when the movement of the subject is slow or stationary, the electronic shutter speed is reduced. In this case, since the exposure time in the solid-state imaging device becomes longer, the S / N ratio of the image is improved. However, when the subject is too bright, the solid-state imaging device may be electronically saturated and the image may be whitish. In such a case, it is preferable to limit the amount of incident light by reducing the aperture of the aperture mechanism.

【0009】ここから、蛍光灯フリッカー防止とメカニ
カルな絞り機構との関係について説明する。30Hz駆
動の撮像装置において、蛍光灯フリッカーの防止のため
に電子シャッター速度を1/100secに固定したと
きには、入射光量が減少することに鑑みてメカニカルな
絞り機構の開口量を大きめにすることが好ましい。ま
た、電子シャッター速度を1/50secに固定したと
きには、被写体が明るいほど絞り機構の開口量を小さめ
にすることが好ましい。
The relationship between the prevention of flicker of fluorescent light and the mechanical diaphragm mechanism will now be described. In an imaging apparatus driven at 30 Hz, when the electronic shutter speed is fixed to 1/100 sec in order to prevent flicker of fluorescent light, it is preferable to increase the opening amount of the mechanical diaphragm mechanism in view of the decrease in the amount of incident light. . When the electronic shutter speed is fixed to 1/50 sec, it is preferable to make the aperture of the aperture mechanism smaller as the subject becomes brighter.

【0010】ところで、近時にあって、撮像装置本体の
ローコスト化のために、メカニカルな絞り機構をなくし
てしまい、固体撮像素子に内蔵された電子シャッターだ
けで露光制御を行うように構成された撮像装置の研究が
すすめられている。
In recent years, in order to reduce the cost of the main body of the image pickup apparatus, a mechanical diaphragm mechanism has been eliminated, and an image pickup apparatus configured to perform exposure control only with an electronic shutter built in a solid-state image pickup device. Equipment research is ongoing.

【0011】このようなメカニカルな絞り機構をもたな
い撮像装置にあっては、蛍光灯フリッカー防止のとき
に、被写体照度の変動にかかわりなく画像の明るさを一
定にするための対策として、固体撮像素子から出力され
た信号を自動利得制御(AGC:Auto Gain Control)
するように工夫することが考えられる。
In an image pickup apparatus without such a mechanical aperture mechanism, a solid-state image sensor is used as a measure for keeping the brightness of an image constant irrespective of a change in illuminance of a subject when preventing flicker of fluorescent light. Automatic gain control (AGC: Auto Gain Control) for the signal output from the image sensor
It is conceivable to devise it.

【0012】以下、自動利得制御における被写体照度と
AGCゲインと画像明るさの関係について考察してみ
る。なお、ここで、画像明るさとは、固体撮像素子の全
面における平均的な輝度の値とみなしてよい。
The relationship between the illuminance of the subject, the AGC gain, and the image brightness in the automatic gain control will be considered below. Here, the image brightness may be regarded as an average luminance value over the entire surface of the solid-state imaging device.

【0013】被写体照度が低いときは、AGCゲインを
高めに設定することにより固体撮像素子で得られた信号
を大きく増幅し、その結果として、画像明るさを所要レ
ベルに保つ。逆に、被写体照度が高いときは、AGCゲ
インを低めに設定することにより固体撮像素子で得られ
た信号の増幅の度合いを抑え、その結果として、画像明
るさを所要レベルに保つ。一般的な傾向として、被写体
照度のある範囲内では、被写体照度に反比例する状態で
AGCゲインを調整すれば、画像明るさを一定に保つこ
とができる。
When the illuminance of the object is low, the signal obtained by the solid-state imaging device is greatly amplified by setting the AGC gain to a high value, and as a result, the image brightness is maintained at a required level. Conversely, when the illuminance of the subject is high, the degree of amplification of the signal obtained by the solid-state imaging device is suppressed by setting the AGC gain low, and as a result, the image brightness is maintained at a required level. As a general tendency, in a certain range of the subject illuminance, the image brightness can be kept constant by adjusting the AGC gain in a state in inverse proportion to the subject illuminance.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記のメカニカルな絞
り機構をもたないゆえに蛍光灯フリッカー防止について
も自動利得制御を行うようにした撮像装置において、被
写体照度の変動にかかわりなく画像の明るさを一定にす
ることが可能であるのは、被写体照度がある範囲内にあ
る場合に限られ、適応できる被写体照度の範囲に限界が
ある。
In an image pickup apparatus which does not have the above-mentioned mechanical diaphragm mechanism and performs automatic gain control also for preventing flicker of fluorescent light, the brightness of an image is controlled irrespective of the fluctuation of the illuminance of the object. It can be made constant only when the subject illuminance is within a certain range, and there is a limit to the applicable subject illuminance range.

【0015】蛍光灯フリッカー防止のために電子シャッ
ター速度として1/50secを選択して固定したモー
ドでの被写体照度とAGCゲインの関係を図13(a)
に示し、被写体照度と画像明るさの関係を図13(b)
に示す。また、電子シャッター速度として1/100s
ecを選択して固定したモードでの被写体照度とAGC
ゲインの関係を図14(a)に示し、被写体照度と画像
明るさの関係を図14(b)に示す。
FIG. 13A shows the relationship between the illuminance of the subject and the AGC gain in a mode in which 1/50 sec is selected and fixed as the electronic shutter speed in order to prevent flicker of the fluorescent lamp.
FIG. 13B shows the relationship between the subject illuminance and the image brightness.
Shown in Also, 1 / 100s as the electronic shutter speed
ec and illuminance and AGC in fixed mode by selecting ec
FIG. 14A shows a relationship between gains, and FIG. 14B shows a relationship between subject illuminance and image brightness.

【0016】電子シャッター速度が1/50secのモ
ードのときは、撮像素子の露光時間が長く、入射光量が
相対的に多くなるので、1/100secのモードのと
きに比べて、被写体照度を同じとすると、AGCゲイン
はより低くてよい。電子シャッター速度1/50sec
のときの図13(a)のAGCゲインの特性線CL11が
電子シャッター速度1/100secのときの図14
(a)のAGCゲインの特性線CL12より低照度側に寄
っているのは、そのためである。
In the mode in which the electronic shutter speed is 1/50 sec, the exposure time of the image sensor is long and the amount of incident light is relatively large, so that the illuminance of the subject is the same as in the mode in 1/100 sec. Then, the AGC gain may be lower. Electronic shutter speed 1/50 sec
13A when the characteristic line CL11 of the AGC gain of FIG. 13A is the electronic shutter speed of 1/100 sec.
(A) is closer to the lower illuminance side than the AGC gain characteristic line CL12.

【0017】自動利得制御におけるAGCゲインには自
ずと限界がある。その上限をゲイン上限値AGCMAX
とする。下限はゼロである。
There is naturally a limit to the AGC gain in automatic gain control. The upper limit is the gain upper limit value AGCMAX
And The lower limit is zero.

【0018】まず、電子シャッター速度が1/50se
cのモードのときの状態を図13(a),(b)に基づ
いて検討する。このモードでは、被写体照度Hが、H11
≦H≦H13の範囲に対して自動利得制御を働かせるよう
に設定してある。撮像素子における実質的な露光時間が
1/50secと長いので、入射光量は相対的に多くな
る。そのため、自動利得制御が働く被写体照度範囲を相
対的に低照度範囲〔H11〜H13〕に設定してある。H11
より低い被写体照度ではAGCゲインがゲイン上限値A
GCMAXで固定となってしまうため、照度低下に伴っ
て画像明るさが低下する。ただし、被写体照度があまり
低い範囲では問題にしなくてもよい。
First, the electronic shutter speed is 1/50 sec.
The state in the mode c will be discussed based on FIGS. 13 (a) and 13 (b). In this mode, the subject illuminance H is H11
The automatic gain control is set to operate in the range of ≤H≤H13. Since the substantial exposure time of the image sensor is as long as 1/50 sec, the amount of incident light is relatively large. Therefore, the subject illuminance range in which the automatic gain control operates is set to a relatively low illuminance range [H11 to H13]. H11
At lower subject illuminance, the AGC gain is
Since the image is fixed at the GCMAX, the image brightness decreases as the illuminance decreases. However, this does not have to be a problem in a range where the subject illuminance is too low.

【0019】問題となるのは、被写体照度が高い側であ
る。H13より高い被写体照度ではAGCゲインがゲイン
下限値のゼロで固定となってしまうため、照度上昇に伴
って画像明るさが増大してしまう。メカニカルな絞り機
構があれば、入射光量を絞って画像明るさを一定レベル
に保つことが可能であるが、ここではメカニカルな絞り
機構がないので、画像明るさが増大してしまう。Hs1は
画像明るさが飽和レベルに達した段階での被写体照度で
ある。蛍光灯フリッカーは防止できても、このレベルで
は、固体撮像素子が電子的に飽和してしまい画像が白っ
ぽくつぶれてしまう。
The problem is on the side where the illuminance of the subject is high. When the subject illuminance is higher than H13, the AGC gain is fixed at the gain lower limit value of zero, and the image brightness increases with the increase in the illuminance. If a mechanical aperture mechanism is provided, it is possible to reduce the amount of incident light to maintain the image brightness at a constant level. However, since there is no mechanical aperture mechanism, the image brightness increases. Hs1 is the illuminance of the subject when the image brightness reaches the saturation level. Even if the fluorescent lamp flicker can be prevented, at this level, the solid-state imaging device is electronically saturated and the image becomes whitish.

【0020】次に、電子シャッター速度が1/100s
ecのモードのときの状態を図14(a),(b)に基
づいて検討する。このモードでは、被写体照度Hが、H
12≦H≦H14の範囲に対して自動利得制御を働かせるよ
うに設定してある。撮像素子における実質的な露光時間
が1/100secと短いので、入射光量は相対的に少
なくなる。そのため、自動利得制御が働く被写体照度範
囲を相対的に高照度範囲〔H12〜H14〕に設定してあ
る。H14は図13の場合のH13より高い。図14で、H
14より高い被写体照度ではAGCゲインがゲイン下限値
のゼロで固定となってしまうため、メカニカルな絞り機
構がないので、照度上昇に伴って画像明るさが増大して
しまう。Hs2は画像明るさが飽和レベルに達した段階で
の被写体照度である。このレベルでは、固体撮像素子が
電子的に飽和してしまい画像が白っぽくつぶれてしま
う。
Next, the electronic shutter speed is reduced to 1 / 100s.
The state in the ec mode will be discussed with reference to FIGS. 14 (a) and 14 (b). In this mode, the subject illuminance H is H
The automatic gain control is set to operate in the range of 12 ≦ H ≦ H14. Since the substantial exposure time of the image sensor is as short as 1/100 sec, the amount of incident light is relatively small. Therefore, the subject illuminance range in which the automatic gain control operates is set to a relatively high illuminance range [H12 to H14]. H14 is higher than H13 in the case of FIG. In FIG. 14, H
When the subject illuminance is higher than 14, the AGC gain is fixed at the gain lower limit value of zero, and there is no mechanical aperture mechanism. Therefore, the image brightness increases as the illuminance increases. Hs2 is the illuminance of the subject when the image brightness reaches the saturation level. At this level, the solid-state imaging device is electronically saturated and the image is whitish.

【0021】また、H12は図13の場合のH11よりも高
い。図14で、H12より低い被写体照度ではAGCゲイ
ンがゲイン上限値AGCMAXで固定となってしまうた
め、照度低下に伴って画像明るさが低下する。Hd は画
像明るさがゼロになったときの被写体照度である。この
被写体照度Hd は、図13に投影すると、自動利得制御
が機能している〔H11〜H13〕の範囲内に位置してい
る。被写体照度が〔Hd〜H12〕の範囲では画像の明る
さが落ちてしまう。被写体の動きが速いために、電子シ
ャッター速度を1/100secに固定した場合に、蛍
光灯フリッカーは防止できても、被写体照度が低いと、
良好な画質の画像が得られなくなってしまう。
H12 is higher than H11 in FIG. In FIG. 14, when the illuminance of the subject is lower than H12, the AGC gain is fixed at the gain upper limit value AGCMAX, so that the image brightness decreases with the decrease in the illuminance. Hd is the illuminance of the subject when the image brightness becomes zero. The subject illuminance Hd, when projected on FIG. 13, is located within the range of [H11 to H13] in which the automatic gain control functions. When the subject illuminance is in the range [Hd to H12], the brightness of the image is reduced. When the electronic shutter speed is fixed at 1/100 sec because of the fast movement of the subject, fluorescent light flicker can be prevented, but if the subject illuminance is low,
Good quality images cannot be obtained.

【0022】また、従来の技術の場合にあっては、シャ
ッター速度として1/100secで動作するモードと
1/50secで動作するモードの両方を有していて
も、その両モードを自動的に切り換えるようにはなって
おらず、使用者が画像の品質に不具合が発生したことを
認めたときに、手動にてシャッター速度を切り換えるこ
とを予定しているため、操作性が悪い。さらに、その切
り換えの条件は人間の勘や経験に頼るものであるため、
画像品質が必ずしも良好になるとは限らないという問題
がある。
In the case of the prior art, even if the shutter speed has both a mode operating at 1/100 sec and a mode operating at 1/50 sec, both modes are automatically switched. This is not the case, and the operability is poor because it is planned to manually switch the shutter speed when the user recognizes that a defect has occurred in the image quality. In addition, the conditions for switching depend on human intuition and experience,
There is a problem that the image quality is not always good.

【0023】本発明は上記した課題の解決を図るべく創
作したものであって、良質な画像を撮像し得る被写体照
度の範囲を拡張することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has as its object to extend the range of subject illuminance in which a high-quality image can be captured.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の撮像
装置は、撮像素子の出力から得た測光データに基づいて
その測光データをほぼ一定に保つ自動利得制御手段と、
撮像素子の電子シャッターのシャッター速度を第1のシ
ャッター速度と第2のシャッター速度に切り換えるシャ
ッター速度切り換え手段と、前記自動利得制御手段に対
するゲインとシャッター速度との組み合わせが切り換え
要件を満たすか否かを判定してその切り換え要件を満た
すときに切り換え指示を前記シャッター速度切り換え手
段に与えるとともに前記自動利得制御手段に対して所定
のゲインを指示する切り換え判定指示手段とを備えてい
ることを特徴としている。この構成による作用は次のよ
うになる。第1のシャッター速度は第2のシャッター速
度よりも遅いとする。第1のシャッター速度で動作して
いる状態で被写体照度が上昇してゲインが低下し、切り
換え要件を満たすようになると、シャッター速度を第2
のシャッター速度に切り換えるとともに、ゲインをより
高めに持ち上げる。その結果、さらに被写体照度が高い
範囲でも自動利得制御が働くことになる。第1のシャッ
ター速度と第2のシャッター速度との間の相互の切り換
えは自動的に行われる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus, comprising: an automatic gain control means for maintaining photometric data substantially constant based on photometric data obtained from an output of an image sensor;
Shutter speed switching means for switching the shutter speed of the electronic shutter of the image sensor between a first shutter speed and a second shutter speed; and determining whether a combination of a gain and a shutter speed for the automatic gain control means satisfies a switching requirement. When the switching requirement is satisfied, a switching instruction is given to the shutter speed switching means, and the automatic gain control means is provided with a switching determination instruction means for giving a predetermined gain. The operation of this configuration is as follows. It is assumed that the first shutter speed is lower than the second shutter speed. When the subject illuminance increases and the gain decreases while operating at the first shutter speed and the switching requirement is satisfied, the shutter speed is increased to the second shutter speed.
At the same time as the shutter speed, and raise the gain higher. As a result, automatic gain control operates even in a range where the illuminance of the subject is higher. Switching between the first and second shutter speeds is automatic.

【0025】本発明の請求項2の撮像装置は、上記請求
項1において、前記の第1のシャッター速度から第2の
シャッター速度に切り換えるときに与える所定のゲイン
(これは後述する実施の形態での立ち上げゲインAGC
LHに対応する)と前記の第2のシャッター速度から第
1のシャッター速度に切り換えるときに与える所定のゲ
イン(これは後述する実施の形態での立ち下げゲインA
GCHLに対応する)とを異ならせて、前記電子シャッ
ターのシャッター速度切り換えにヒステリシスをもたせ
てあることを特徴とする。このことは、次のことを意味
している。すなわち、第1のシャッター速度から第2の
シャッター速度に切り換わるときの被写体照度と、第2
のシャッター速度から第1のシャッター速度に切り換わ
るときの被写体照度とがずれている。したがって、シャ
ッター速度が頻繁に切り換わることがない。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus according to the first aspect, wherein a predetermined gain to be provided when switching from the first shutter speed to the second shutter speed (this is described in an embodiment to be described later). Startup gain AGC
LH) and a predetermined gain given when switching from the second shutter speed to the first shutter speed (this is a fall gain A in an embodiment described later).
(Corresponding to GCHL), and the shutter speed switching of the electronic shutter is provided with hysteresis. This means the following. That is, the illuminance of the subject when switching from the first shutter speed to the second shutter speed, and the second
The subject illuminance at the time of switching from the shutter speed to the first shutter speed is shifted. Therefore, the shutter speed does not change frequently.

【0026】本発明の請求項3の撮像装置は、上記請求
項1,2において、現在のシャッター速度を記憶する不
揮発性の記憶手段と、電源投入時にその記憶手段に記憶
されている前回最終のシャッター速度を読み出してシャ
ッター速度の初期値として前記シャッター速度切り換え
手段に指示する手段とを備えていることを特徴とする。
この構成による作用は次のようになる。撮像装置の前回
使用の条件と今回使用の条件とが同じまたは似ている場
合には、周辺の照度も似かよっていると考えられ、電源
投入時に改めて測光データに基づいてシャッター速度を
演算しなくてもよくなる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus according to the first and second aspects, wherein a nonvolatile storage means for storing a current shutter speed, and a last storage means stored in the storage means when the power is turned on. Means for reading the shutter speed and instructing the shutter speed switching means as an initial value of the shutter speed.
The operation of this configuration is as follows. If the conditions of the previous use of the imaging device and the conditions of the current use are the same or similar, it is considered that the illuminance of the surroundings is also similar, and it is not necessary to calculate the shutter speed based on the photometry data again when the power is turned on. Also gets better.

【0027】本発明の請求項4の撮像装置は、上記請求
項1〜3において、電源投入時に前記撮像素子の出力か
ら得た測光データに基づいてシャッター速度を第1のシ
ャッター速度と第2のシャッター速度のいずれかに初期
設定する手段を備えていることを特徴とする。前回使用
条件のいかんにかかわりなく、今回の使用条件に合わせ
て的確なシャッター速度が初期設定される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the shutter speed is set to the first shutter speed and the second shutter speed based on photometric data obtained from the output of the imaging device when the power is turned on. It is characterized in that a means for initial setting to one of the shutter speeds is provided. An accurate shutter speed is initially set according to the current use conditions, regardless of the previous use conditions.

【0028】本発明の請求項5の撮像装置は、上記請求
項1〜4において、前記第1のシャッター速度をほぼ1
/50secに設定するとともに、前記第2のシャッタ
ー速度がほぼ1/100secに設定してある。これは
一例であるが、商用電源周波数が50Hzの地域におけ
る蛍光灯のもとでの撮像において、蛍光灯フリッカーが
防止される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the imaging apparatus according to the first to fourth aspects, wherein the first shutter speed is set to approximately 1 unit.
/ 50 sec, and the second shutter speed is set to approximately 1/100 sec. Although this is an example, flickering of the fluorescent light is prevented in imaging under the fluorescent light in a region where the commercial power frequency is 50 Hz.

【0029】本発明の請求項6の撮像装置は、上記請求
項1〜5において、前記所定のゲインとして、シャッタ
ー速度の切り換えの前後で画像明るさを一定に保つよう
な値のゲインを設定してある。シャッター速度の切り換
えの前後で画像明るさが若干変化するようにすることが
考えられるが、それでも、いずれのシャッター速度でも
画像明るさを安定させることが好ましい。この構成によ
ると、シャッター速度の切り換えの前後で画像明るさが
変化せず、自動利得制御が働く被写体照度の全範囲で画
像明るさが安定する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects, the predetermined gain is set to a value that keeps the image brightness constant before and after switching the shutter speed. It is. Although it is conceivable to slightly change the image brightness before and after the switching of the shutter speed, it is still preferable to stabilize the image brightness at any shutter speed. According to this configuration, the image brightness does not change before and after the switching of the shutter speed, and the image brightness is stabilized in the entire range of the subject illuminance where the automatic gain control operates.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかわる撮像装置
の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下で
説明する各実施の形態においては、30Hz駆動の固体
撮像素子を用いたCCDカメラを例にあげる。この30
Hz駆動のCCDカメラは、パーソナルコンピュータな
どに画像データを取り込むためのものである。それは、
例えば、ネットワークを介して行われるテレビ会議など
に有効なものである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image pickup apparatus according to the present invention. In the embodiments described below, a CCD camera using a solid-state imaging device driven at 30 Hz will be described as an example. This 30
The Hz driven CCD camera is for taking image data into a personal computer or the like. that is,
For example, it is effective for a video conference held via a network.

【0031】この30Hz駆動のCCDカメラは、商用
電源周波数が60Hzの関西地域で用いるときには、電
子シャッター速度を任意の値に設定しても蛍光灯フリッ
カーは起こらないが、商用電源周波数が50Hzの関東
地域で用いても、常に蛍光灯フリッカーが起こらないよ
うにするために、電子シャッター速度を1/50sec
と1/100secの2モードのみに固定してある。ま
た、ローコスト化を考えて、メカニカルな絞り機構は備
えないものとしている。
When the 30 Hz driven CCD camera is used in the Kansai region where the commercial power supply frequency is 60 Hz, flicker does not occur even if the electronic shutter speed is set to an arbitrary value, but the commercial power supply frequency is 50 Hz. The electronic shutter speed is set to 1/50 sec in order to prevent flickering of fluorescent lamps even when used locally.
And two modes of 1/100 sec. Further, in consideration of cost reduction, no mechanical aperture mechanism is provided.

【0032】〔実施の形態1〕図1は実施の形態1の撮
像装置の電気的構成を示すブロック図である。図1にお
いて、符号の11は図示しない光学系を介して被写体の
光学像が結像される固体撮像素子(CCD)、12は電
子シャッター制御信号STに応答して固体撮像素子11
を駆動するタイミング信号Tを発生するタイミングジェ
ネレータ(TG)とも称されるタイミング信号発生回
路、13は固体撮像素子11からの不連続的なアナログ
映像信号を連続的なアナログ映像信号に変換するCDS
(Correlated Double Sampling)とも称される相関二重
サンプリング回路、14はアナログ映像信号を増幅する
ものでその増幅のゲインがゲイン制御信号GCに応答し
て制御される自動利得制御回路(AGC回路:Auto Gai
n Control)、15はアナログ映像信号をデジタル撮像
信号PDに変換するA/D変換器、16はデジタル撮像
信号PDに輝度処理あるいは色処理等の各種の処理を施
して映像信号VSを生成する映像信号処理回路、17は
映像信号処理回路16から輝度成分信号YLを入力し積
算して被写体照度に対応する測光データDTを出力する
測光回路、18は撮像装置の全体の制御を司り、特には
入力した測光データDTに基づいてこの測光データDT
の値が常に一定になるように自動利得制御回路14に対
してゲイン制御信号GCを出力するとともに、タイミン
グ信号発生回路12に対して電子シャッター制御信号S
Tを出力するCPU(中央演算処理装置)、19はCP
U18による演算・制御等のためのプログラムを格納し
ているROM(リードオンリーメモリ)と演算・制御等
を補助するとともにデータを格納するワーキングエリア
としてのRAM(ランダムアクセスメモリ)とからなる
主メモリ、20は各種の映像処理データを記憶するとと
もに最終の電子シャッター速度STlastや電子シャ
ッター速度の切り換え時のAGCゲイン等の各データを
記憶するEEPROM等からなる不揮発性メモリであ
る。不揮発性メモリ20が請求項にいう「不揮発性の記
憶手段」に相当している。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a solid-state imaging device (CCD) on which an optical image of a subject is formed via an optical system (not shown), and reference numeral 12 denotes a solid-state imaging device 11 in response to an electronic shutter control signal ST.
A timing signal generating circuit also referred to as a timing generator (TG) for generating a timing signal T for driving the semiconductor device; a CDS 13 for converting a discontinuous analog video signal from the solid-state imaging device 11 into a continuous analog video signal
(Correlated Double Sampling) A correlated double sampling circuit 14 amplifies an analog video signal, and the gain of the amplification is controlled in response to a gain control signal GC (AGC circuit: Auto). Gai
n), 15 is an A / D converter for converting an analog video signal into a digital image signal PD, and 16 is an image which performs various processes such as luminance processing or color processing on the digital image signal PD to generate a video signal VS. A signal processing circuit 17 receives a luminance component signal YL from the video signal processing circuit 16 and integrates the signal to output photometric data DT corresponding to the illuminance of the subject. Based on the measured photometric data DT,
The gain control signal GC is output to the automatic gain control circuit 14 so that the value is always constant, and the electronic shutter control signal S is output to the timing signal generation circuit 12.
CPU (Central Processing Unit) that outputs T, 19 is CP
A main memory including a ROM (read only memory) storing a program for calculation and control by U18 and a RAM (random access memory) as a working area for assisting calculation and control and storing data; Reference numeral 20 denotes a non-volatile memory such as an EEPROM that stores various video processing data and stores various data such as the final electronic shutter speed STlast and the AGC gain when the electronic shutter speed is switched. The non-volatile memory 20 corresponds to “non-volatile storage means” in the claims.

【0033】固体撮像素子11には光学系を介して入射
された被写体の光学像が結像される。固体撮像素子11
は、タイミング信号発生回路12からのタイミング信号
Tに応答して駆動されて前記の結像した光学像に対応す
るアナログ映像信号を生成出力する。固体撮像素子11
から出力されるアナログ映像信号は不連続となっている
が、相関二重サンプリング回路13により連続的なアナ
ログ映像信号に変換される。この連続的なアナログ映像
信号は、自動利得制御回路14により増幅される。この
場合、自動利得制御回路14は、CPU18からのゲイ
ン制御信号GCに対応してアナログ映像信号を増幅す
る。こうして増幅されたアナログ映像信号はA/D変換
器15でデジタル撮像信号PDに変換され、次いで映像
信号処理回路16に入力される。映像信号処理回路16
においてデジタル撮像信号PDは輝度成分と色成分に対
して所要の各処理が施される。映像信号処理回路16で
処理されて得られた映像信号VSは撮像装置内の他の回
路に出力される。一方、映像信号処理回路16は輝度成
分信号YLを測光回路17に送出する。測光回路17に
おいて入力した輝度成分信号YLの積算を行い、被写体
照度の測定値としての測光データDTをCPU18に送
出する。CPU18は、測光データDTの値が一定とな
るようにゲイン制御信号GCを生成して自動利得制御回
路14に送出する。また、必要に応じて電子シャッター
制御信号STをタイミング信号発生回路12に送出す
る。さらに、CPU18は不揮発性メモリ20に対して
映像処理データ、シャッター速度データ、シャッター切
り換え時のAGCゲインデータ(立ち上げゲインAGC
LH、立ち下げゲインAGCHL、限界ゲインAGCl
mt、最終シャッター速度STlastなど)を記憶さ
せる。
The solid-state image pickup device 11 forms an optical image of a subject incident through an optical system. Solid-state imaging device 11
Is driven in response to the timing signal T from the timing signal generation circuit 12 to generate and output an analog video signal corresponding to the optical image formed. Solid-state imaging device 11
Although the analog video signal output from is discontinuous, the correlated double sampling circuit 13 converts the analog video signal into a continuous analog video signal. This continuous analog video signal is amplified by the automatic gain control circuit 14. In this case, the automatic gain control circuit 14 amplifies the analog video signal according to the gain control signal GC from the CPU 18. The analog video signal thus amplified is converted into a digital image signal PD by the A / D converter 15 and then input to the video signal processing circuit 16. Video signal processing circuit 16
In the digital imaging signal PD, required processes are performed on a luminance component and a color component. The video signal VS obtained by processing by the video signal processing circuit 16 is output to another circuit in the imaging device. On the other hand, the video signal processing circuit 16 sends out the luminance component signal YL to the photometry circuit 17. The luminance component signal YL input in the photometric circuit 17 is integrated, and photometric data DT as a measured value of the subject illuminance is sent to the CPU 18. The CPU 18 generates a gain control signal GC so that the value of the photometric data DT becomes constant and sends it to the automatic gain control circuit 14. Further, it sends out an electronic shutter control signal ST to the timing signal generation circuit 12 as needed. Further, the CPU 18 stores image processing data, shutter speed data, and AGC gain data (switching gain AGC
LH, falling gain AGCHL, marginal gain AGCl
mt, final shutter speed STlast, etc.).

【0034】フローチャートによる動作説明を行う前
に、図7(a)に示すAGCゲインの特性線についてあ
らかじめ説明しておく。この特性線は、後述するCPU
18の動作によって実現されるものである。横軸に被写
体照度をとり、縦軸にAGCゲインをとってあり、横軸
の被写体照度に対応させてシャッター速度も併せて示し
てある。被写体照度H2 以下が第1のシャッター速度で
ある1/50secに対応し、被写体照度H2 以上が第
2のシャッター速度である1/100secに対応して
いる。つまり、被写体照度H2 がシャッター速度の切り
換えポイントに相当している。被写体照度がH1 以下の
ときは、AGCゲインはゲイン上限値AGCMAXとな
っている。被写体照度が〔H1 〜H2 〕の範囲では、A
GCゲインが上限値AGCMAXから0まで直線的に減
少する第1の負性特性線CL1 となっている。被写体照
度が丁度にH2 のときに、シャッター速度の切り換えに
伴って、AGCゲインは0と立ち上げゲインAGCLH
との間で切り換えられる。これがAGCゲイン切り換え
特性線CLch1 である。このAGCゲイン切り換え特性
線CLch1 は横軸に対して垂直になっている。被写体照
度が〔H2 〜H3 〕の範囲では、AGCゲインが立ち上
げゲインAGCLHから0まで直線的に減少する第2の
負性特性線CL2 となっている。
Before describing the operation according to the flowchart, the characteristic line of the AGC gain shown in FIG. 7A will be described in advance. This characteristic line corresponds to a CPU
18 is realized. The horizontal axis represents the subject illuminance, the vertical axis represents the AGC gain, and the shutter speed is also shown in correspondence with the subject illuminance on the horizontal axis. The object illuminance H2 or less corresponds to 1/50 sec, which is the first shutter speed, and the object illuminance H2 or more corresponds to 1/100 sec, which is the second shutter speed. That is, the subject illuminance H2 corresponds to a switching point of the shutter speed. When the illuminance of the object is equal to or less than H1, the AGC gain is the gain upper limit value AGCMAX. When the subject illuminance is in the range of [H1 to H2], A
This is a first negative characteristic line CL1 in which the GC gain linearly decreases from the upper limit value AGCMAX to 0. When the illuminance of the subject is just H2, the AGC gain is set to 0 and the start-up gain
Can be switched between This is the AGC gain switching characteristic line CLch1. The AGC gain switching characteristic line CLch1 is perpendicular to the horizontal axis. When the subject illuminance is in the range of [H2 to H3], the second negative characteristic line CL2 in which the AGC gain linearly decreases from the rising gain AGCLH to 0 is formed.

【0035】AGCゲイン切り換え特性線CLch1 の頂
点に相当するAGCゲイン立ち上げゲインAGCLHの
値は次のように定められる。すなわち、A点つまりシャ
ッター速度が1/50secかつAGCゲインが0のと
きの測光データDTの値と、B点つまりシャッター速度
が1/100secかつAGCゲインが当該の立ち上げ
ゲインAGCLHのときの測光データDTの値とを同じ
にするような値に立ち上げゲインAGCLHを定めてあ
る。この立ち上げゲインAGCLHの値は、あらかじめ
の調整等によって求められており、撮像装置の製品出荷
前には不揮発性メモリ20に格納されるようになってい
る。
The value of the AGC gain rising gain AGCLH corresponding to the top of the AGC gain switching characteristic line CLch1 is determined as follows. That is, the value of the photometric data DT when the point A, that is, the shutter speed is 1/50 sec and the AGC gain is 0, and the value of the photometric data DT when the point B, that is, the shutter speed is 1/100 sec and the AGC gain is the rising gain AGCLH. The startup gain AGCLH is set to a value that makes the value of DT the same. The value of the start-up gain AGCLH is obtained by adjustment or the like in advance, and is stored in the non-volatile memory 20 before the product shipment of the imaging device.

【0036】以下、上記のように構成された撮像装置の
動作を図2〜図6のフローチャートに従って説明する。
Hereinafter, the operation of the imaging apparatus configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

【0037】図2はCPU18によるメイン処理ルーチ
ンを示すフローチャートである。メイン処理ルーチン
は、大きく分けて、初期設定ルーチンR1、AGC制御
ルーチンR2、シャッター速度切り換え判定ルーチンR
3およびシャッター速度・ゲイン切り換えルーチンR4
から構成されている。
FIG. 2 is a flowchart showing a main processing routine by the CPU 18. The main processing routine is roughly divided into an initial setting routine R1, an AGC control routine R2, a shutter speed switching determination routine R
3 and shutter speed / gain switching routine R4
It is composed of

【0038】初期設定ルーチンR1では、電源の投入に
伴って初期のシャッター速度が決定される。AGC制御
ルーチンR2では、測光回路19からの測光データDT
が収束範囲に入るようにゲイン制御信号GCが制御され
る。シャッター速度切り換え判定ルーチンR3では、シ
ャッター速度とAGCゲインとの関係がシャッター速度
切り換えの要件を満たすようになったか否かを判定す
る。シャッター速度・ゲイン切り換えルーチンR4で
は、シャッター速度を1/50secから1/100s
ecに、あるいは1/100secから1/50sec
に切り換える。
In the initial setting routine R1, an initial shutter speed is determined when the power is turned on. In the AGC control routine R2, the photometric data DT from the photometric circuit 19 is
Is controlled so as to fall within the convergence range. In the shutter speed switching determination routine R3, it is determined whether or not the relationship between the shutter speed and the AGC gain satisfies the shutter speed switching requirement. In the shutter speed / gain switching routine R4, the shutter speed is increased from 1/50 sec to 1/100 s.
ec or 1/100 sec to 1/50 sec
Switch to.

【0039】実施の形態1の場合の初期設定ルーチンR
1の具体例を図3に示す。ステップSP11において、
不揮発性メモリ20より立ち上げゲインAGCLHを読
み込んで主メモリ19のRAMの所定のアドレスに格納
し、ステップSP12において、不揮発性メモリ20よ
り電源投入前の前回使用時の最終的なシャッター速度S
Tlastを読み込み、ステップSP13において、主
メモリ19のRAMに設定されるシャッター速度変数S
Tにその前回の最終のシャッター速度STlastをセ
ットする。これがシャッター速度の初期データとなる。
次いで、AGC制御ルーチンR2の先頭ステップに進
む。
Initial setting routine R in the first embodiment
FIG. 3 shows a specific example of No. 1. In step SP11,
The startup gain AGCLH is read from the non-volatile memory 20 and stored at a predetermined address in the RAM of the main memory 19, and in step SP12, the final shutter speed S at the time of the previous use before the power was turned on from the non-volatile memory 20
Tlast is read, and in step SP13, the shutter speed variable S set in the RAM of the main memory 19 is set.
The last final shutter speed STlast is set to T. This is the initial data of the shutter speed.
Next, the process proceeds to the first step of the AGC control routine R2.

【0040】この初期設定ルーチンR1を用いると、撮
像装置の設置場所が固定されているなどしていて、前回
使用の条件と今回使用の条件とが似ており、撮像装置周
辺の照度がそれほど変化しないときに有効とされる。す
なわち、電源投入のたびに、周辺の照度を測定して、そ
の照度に応じて適切なシャッター速度を演算する必要が
なく、シャッター速度の初期値の設定の処理が迅速に行
える。この図3の初期設定ルーチンR1が請求項にいう
「シャッター速度の初期値を指示する手段」に相当して
いる。
When this initial setting routine R1 is used, the installation location of the imaging device is fixed, and the conditions of the previous use and the conditions of the current use are similar, and the illuminance around the imaging device changes so much. Valid when not. That is, each time the power is turned on, there is no need to measure the surrounding illuminance and calculate an appropriate shutter speed according to the illuminance, and the process of setting the initial value of the shutter speed can be performed quickly. The initial setting routine R1 in FIG. 3 corresponds to “means for instructing an initial value of the shutter speed”.

【0041】実施の形態1の場合のAGC制御ルーチン
R2の具体例を図4に示す。CPU18は、ステップS
P21において測光回路17より測光データDTを読み
込む。ステップSP22において測光データDTの値が
収束範囲の最大値DTmaxより大きいか否かを判断す
る。測光データDTの値が最大値DTmax以下であっ
て、前記の判断が否定的となるときはステップSP24
にスキップするが、測光データDTの値が最大値DTm
axよりも大きくて、前記の判断が肯定的となるときは
ステップSP23に進んで、主メモリ19のRAMに設
定されるAGCゲイン変数GCを一定量αだけデクリメ
ントし、次いでステップSP24に進む。
FIG. 4 shows a specific example of the AGC control routine R2 in the first embodiment. The CPU 18 determines in step S
At P21, the photometric data DT is read from the photometric circuit 17. In step SP22, it is determined whether or not the value of the photometric data DT is larger than the maximum value DTmax of the convergence range. If the value of the photometric data DT is equal to or less than the maximum value DTmax and the above determination is negative, the process proceeds to step SP24.
, But the value of the photometric data DT is the maximum value DTm
If it is larger than ax and the above determination is affirmative, the process proceeds to step SP23, in which the AGC gain variable GC set in the RAM of the main memory 19 is decremented by a certain amount α, and then proceeds to step SP24.

【0042】ステップSP24において測光データDT
の値が収束範囲の最小値DTminより小さいか否かを
判断する。測光データDTの値が最小値DTmin以上
であって、前記の判断が否定的となるときはこのAGC
制御ルーチンR2を終了してシャッター速度切り換え判
定ルーチンR3の先頭ステップに進むが、測光データD
Tの値が最小値DTminよりも小さくて、前記の判断
が肯定的となるときにはステップSP25に進んで、A
GCゲイン変数GCを一定量αだけインクリメントし、
次いでシャッター速度切り換え判定ルーチンR3の先頭
ステップに進む。
In step SP24, the photometric data DT
Is smaller than the minimum value DTmin of the convergence range. If the value of the photometric data DT is equal to or greater than the minimum value DTmin and the above determination is negative, the AGC
The control routine R2 ends and the process proceeds to the first step of the shutter speed switching determination routine R3.
When the value of T is smaller than the minimum value DTmin and the above judgment is affirmative, the routine proceeds to step SP25, where A
The GC gain variable GC is incremented by a certain amount α,
Next, the process proceeds to the first step of the shutter speed switching determination routine R3.

【0043】このAGC制御ルーチンR2を繰り返すこ
とにより、測光データDTの値は、最小値DTminと
最大値DTmaxとで規定される収束範囲内に収束する
ことになる。
By repeating the AGC control routine R2, the value of the photometric data DT converges within a convergence range defined by the minimum value DTmin and the maximum value DTmax.

【0044】以上のことは、図7(a)において、第1
の負性特性線CL1 または第2の負性特性線CL2 に沿
ってAGCゲインが制御されていることを意味し、ま
た、図7(b)において、画像明るさが一定値に保たれ
ていることを意味する。
The above is described with reference to FIG.
Means that the AGC gain is controlled along the negative characteristic line CL1 or the second negative characteristic line CL2. In FIG. 7B, the image brightness is maintained at a constant value. Means that.

【0045】このCPU18によるAGC制御ルーチン
R2の機能および自動利得制御回路14と測光回路17
が請求項にいう「自動利得制御手段」に相当している。
The function of the AGC control routine R2 by the CPU 18, the automatic gain control circuit 14 and the photometric circuit 17
Corresponds to “automatic gain control means” in the claims.

【0046】実施の形態1の場合のシャッター速度切り
換え判定ルーチンR3の具体例を図5に示す。CPU1
8は、ステップSP31においてシャッター速度変数S
Tにセットされている値が1/50secになっている
か否かを判断し、その判断が肯定的となるときはステッ
プSP32に進んでAGCゲイン変数GCにセットされ
ている値が0になっているか否かを判断し、その判断が
肯定的となるときはシャッター速度・ゲイン切り換えル
ーチンR4の先頭ステップに進む。また、ステップSP
31またはステップSP32において判断が否定的とな
るときはステップSP33に進み、シャッター速度変数
STにセットされている値が1/100secになって
いるか否かを判断し、その判断が肯定的となるときはス
テップSP34に進んでAGCゲイン変数GCにセット
されている値が立ち上げゲインAGCLHになっている
か否かを判断し、その判断が肯定的となるときはシャッ
ター速度・ゲイン切り換えルーチンR4の先頭ステップ
に進む。ステップSP33またはステップSP34にお
いて判断が否定的となるときはAGC制御ルーチンR2
の先頭ステップに戻る。この図5のシャッター速度切り
換え判定ルーチンR3が請求項にいう「切り換え判定指
示手段」の一部に相当している。
FIG. 5 shows a specific example of the shutter speed switching determination routine R3 in the first embodiment. CPU1
8 is the shutter speed variable S in step SP31.
It is determined whether or not the value set in T is 1/50 sec. If the determination is affirmative, the process proceeds to step SP32, where the value set in the AGC gain variable GC becomes 0. It is determined whether or not the shutter speed / gain switching routine R4 is affirmative. Step SP
If the determination in step 31 or step SP32 is negative, the process proceeds to step SP33, in which it is determined whether the value set in the shutter speed variable ST is 1/100 sec. Proceeds to step SP34, determines whether or not the value set in the AGC gain variable GC is the start-up gain AGCLH. If the determination is affirmative, the first step of the shutter speed / gain switching routine R4 Proceed to. If the determination is negative in step SP33 or SP34, the AGC control routine R2
Return to the first step of. The shutter speed switching determination routine R3 in FIG. 5 corresponds to a part of “switching determination instructing means”.

【0047】上記の動作の意義を説明する。ステップS
P31およびステップSP32がともに肯定的となると
きは、シャッター速度変数STが1/50secかつA
GCゲイン変数GCが0であるということであり、これ
は、図7(a)において第1の負性特性線CL1 を降下
して点Aに達したということに対応している。そして、
このときは、シャッター速度を1/50secから1/
100secに切り換えるために、シャッター速度・ゲ
イン切り換えルーチンR4の先頭ステップに進むのであ
る。また、ステップSP33およびステップSP34が
ともに肯定的となるときは、シャッター速度変数STが
1/100secかつAGCゲイン変数GCが立ち上げ
ゲインAGCLHであるということであり、これは、図
7(a)において第2の負性特性線CL2 を上昇して点
Bに達したということに対応している。そして、このと
きは、シャッター速度を1/100secから1/50
secに切り換えるために、シャッター速度・ゲイン切
り換えルーチンR4の先頭ステップに進むのである。そ
して、この2つのケース以外では、シャッター速度の切
り換えは行わないのである。なお、シャッター速度変数
STが1/100secにセットされているか否かの判
断のステップSP33は、実際上はなくてもよく、省略
することができる。すなわち、ステップSP31の判断
が否定的であるときは、シャッター速度変数STは1/
100secになっているからである。
The significance of the above operation will be described. Step S
If both P31 and step SP32 are positive, the shutter speed variable ST is 1/50 sec and A
This means that the GC gain variable GC is 0, which corresponds to the fact that the first negative characteristic line CL1 has been lowered to the point A in FIG. And
In this case, the shutter speed is increased from 1/50 sec to 1/50 sec.
In order to switch to 100 sec, the process proceeds to the first step of the shutter speed / gain switching routine R4. Further, when both step SP33 and step SP34 are affirmative, it means that the shutter speed variable ST is 1/100 sec and the AGC gain variable GC is the start-up gain AGCLH, which is shown in FIG. This corresponds to the fact that the second negative characteristic line CL2 has risen to the point B. In this case, the shutter speed is increased from 1/100 sec to 1/50
In order to switch to sec, the process proceeds to the first step of the shutter speed / gain switching routine R4. In other than the two cases, the switching of the shutter speed is not performed. Step SP33 of determining whether or not the shutter speed variable ST is set to 1/100 sec may be omitted in practice and may be omitted. That is, when the determination in step SP31 is negative, the shutter speed variable ST becomes 1 /
This is because it is 100 sec.

【0048】実施の形態1の場合のシャッター速度・ゲ
イン切り換えルーチンR4の具体例を図6に示す。CP
U18は、ステップSP41においてシャッター速度変
数STの値が1/50secにセットされているか否か
を判断し、その判断が肯定的となるときはステップSP
42に進んでシャッター速度変数STを1/50sec
から切り換えて1/100secにセットし、さらにス
テップSP43においてAGCゲイン変数GCの値を0
から切り換えて立ち上げゲインAGCLHにセットし、
次いでステップSP46に進む。また、ステップSP4
1の判断が否定的であってシャッター速度変数STの値
が1/100secにセットされているときにはステッ
プSP44に進んでシャッター速度変数STを1/10
0secから切り換えて1/50secにセットし、さ
らにステップSP45においてAGCゲイン変数GCを
立ち上げゲインAGCLHから切り換えて0にセットす
る。そして、ステップSP46において、現在設定され
ているシャッター速度変数STの値を不揮発性メモリ2
0の所定のアドレスに格納し、AGC制御ルーチンR2
の先頭ステップに戻る。
FIG. 6 shows a specific example of the shutter speed / gain switching routine R4 in the first embodiment. CP
U18 determines whether or not the value of the shutter speed variable ST is set to 1/50 sec in step SP41, and if the determination is affirmative, the process proceeds to step SP41.
Proceed to 42 and set the shutter speed variable ST to 1/50 sec.
And sets it to 1/100 sec, and further sets the value of the AGC gain variable GC to 0 in step SP43.
And set it to the startup gain AGCLH,
Next, the routine proceeds to step SP46. Step SP4
If the determination of 1 is negative and the value of the shutter speed variable ST is set to 1/100 sec, the process proceeds to step SP44, where the shutter speed variable ST is set to 1/10.
Switching is performed from 0 sec and set to 1/50 sec, and in step SP45, the AGC gain variable GC is switched from the gain AGCLH and set to 0. In step SP46, the value of the currently set shutter speed variable ST is stored in the non-volatile memory 2.
0 at a predetermined address, and the AGC control routine R2
Return to the first step of.

【0049】ステップSP42,SP43は、図7
(a)においてAGCゲイン切り換え特性線CLch1 上
でAGCゲインをA点からB点へと切り換えることに対
応している。また、ステップSP44,SP45は、A
GCゲイン切り換え特性線CLch1 上でAGCゲインを
B点からA点へと切り換えることに対応している。この
図6のシャッター速度・ゲイン切り換えルーチンR4が
請求項にいう「切り換え判定指示手段」の一部に相当し
ている。
Steps SP42 and SP43 are the same as those in FIG.
(A) corresponds to switching the AGC gain from point A to point B on the AGC gain switching characteristic line CLch1. In addition, steps SP44 and SP45
This corresponds to switching the AGC gain from point B to point A on the GC gain switching characteristic line CLch1. The shutter speed / gain switching routine R4 in FIG. 6 corresponds to a part of the "switching determination instructing means".

【0050】CPU18は、切り換え後のシャッター速
度変数STの値をタイミング信号発生回路12に対して
電子シャッター制御信号STとして送出する。タイミン
グ信号発生回路12は、受け取った電子シャッター制御
信号STに基づいて固体撮像素子(CCD)11におけ
る電子シャッターのシャッター速度を制御する。このC
PU18の機能とタイミング信号発生回路12の機能と
が請求項にいう「シャッター速度切り換え手段」に相当
している。
The CPU 18 sends the value of the shutter speed variable ST after switching to the timing signal generation circuit 12 as an electronic shutter control signal ST. The timing signal generation circuit 12 controls a shutter speed of an electronic shutter in the solid-state imaging device (CCD) 11 based on the received electronic shutter control signal ST. This C
The function of the PU 18 and the function of the timing signal generation circuit 12 correspond to “shutter speed switching means” in the claims.

【0051】立ち上げゲインAGCLHは前述のとおり
にあらかじめ定められており、シャッター速度を切り換
えても画像明るさの変化を抑制することができる。
The rising gain AGCLH is determined in advance as described above, and the change in image brightness can be suppressed even when the shutter speed is switched.

【0052】以上で説明したAGC制御ルーチンR2と
シャッター速度切り換え判定ルーチンR3とシャッター
速度・ゲイン切り換えルーチンR4を繰り返すことによ
り、画像明るさを一定に保つように露光制御する。
By repeating the AGC control routine R2, the shutter speed switching determination routine R3, and the shutter speed / gain switching routine R4 described above, exposure control is performed to keep the image brightness constant.

【0053】図7(a)はシャッター速度を1/50s
ecと1/100secとの間で切り換えることに対応
しての被写体照度とAGCゲインの関係を示す。図7
(b)は被写体照度と画像明るさの関係を示す。撮像装
置は、被写体照度がH2 以下の状態では、シャッター速
度1/50secで動作し、被写体照度がH2 以上の状
態では、シャッター速度1/100secで動作する。
被写体照度の〔H1 〜H2 〕の範囲では、被写体照度と
AGCゲインとの関係は第1の負性特性線CL1とな
り、この間での自動利得制御により画像明るさは一定値
を保っている。第1の負性特性線CL1 において被写体
照度が増加するにつれてAGCゲインは直線的に減少
し、被写体照度H2 つまりA点のときにAGCゲインは
0となる。
FIG. 7A shows a shutter speed of 1/50 s.
The relationship between the illuminance of the subject and the AGC gain corresponding to switching between ec and 1/100 sec is shown. FIG.
(B) shows the relationship between subject illuminance and image brightness. The imaging device operates at a shutter speed of 1/50 sec when the illuminance of the subject is equal to or lower than H2, and operates at a shutter speed of 1/100 sec when the illuminance of the subject is higher than H2.
In the range of the subject illuminance [H1 to H2], the relationship between the subject illuminance and the AGC gain is a first negative characteristic line CL1, and the image brightness is kept constant by automatic gain control during this period. In the first negative characteristic line CL1, the AGC gain decreases linearly as the illuminance of the subject increases, and the AGC gain becomes 0 when the illuminance of the subject is H2, that is, at the point A.

【0054】第1の負性特性線CL1 に沿って被写体照
度がH2 よりもわずかでも高くなると、従来技術の場合
にはAGCゲインは0に固定化されてしまう結果、画像
明るさは破線イで示すように増加し始める。しかし、本
実施の形態1にあっては、AGCゲインが第1の負性特
性線CL1 を降下して0になった段階で、AGCゲイン
の切り換えを行う。つまり、AGCゲイン切り換え特性
線CLch1 に沿って一気にAGCゲインを立ち上げゲイ
ンAGCLHすなわちB点まで立ち上げる。
If the illuminance of the subject becomes slightly higher than H2 along the first negative characteristic line CL1, the AGC gain is fixed to 0 in the case of the prior art. Start to increase as shown. However, in the first embodiment, the AGC gain is switched when the AGC gain drops to the first negative characteristic line CL1 and becomes zero. That is, the AGC gain is raised at a stretch along the AGC gain switching characteristic line CLch1 to the gain AGCLH, that is, the point B.

【0055】そして、被写体照度がH2 よりさらに増加
すると、AGCゲインは立ち上げゲインAGCLHから
0に向けて第2の負性特性線CL2 に沿って降下するよ
うになる。つまり、自動利得制御が効いている状態がよ
り高照度側に向けて続くのである。また、被写体照度が
〔H2 〜H3 〕の範囲でAGCゲインが第2の負性特性
線CL2 を上昇して立ち上げゲインAGCLHつまりB
点になった段階で、AGCゲインの切り換えを行う。す
なわち、AGCゲイン切り換え特性線CLch1に沿って
一気にAGCゲインを0つまりA点まで立ち下げる。
When the illuminance of the subject further increases than H2, the AGC gain falls from the rising gain AGCLH toward 0 along the second negative characteristic line CL2. That is, the state in which the automatic gain control is effective continues toward the higher illuminance side. When the illuminance of the object is in the range of [H2 to H3], the AGC gain rises along the second negative characteristic line CL2 and the rising gain AGCLH, that is, B
At this point, the AGC gain is switched. That is, the AGC gain is dropped to 0, that is, the point A at a stretch along the AGC gain switching characteristic line CLch1.

【0056】被写体照度が低照度側の〔H1 〜H2 〕の
範囲では、シャッター速度1/50secで動作してお
り、被写体照度が増加してAGCゲインが0のA点に達
すると、シャッター速度が自動的に1/100secに
切り換わり、かつAGCゲインが立ち上げゲインAGC
LHに切り換わるため、さらに高い被写体照度において
も対応することができる。従来技術の比較でいうと、図
13においてシャッター速度が1/50secのときに
被写体照度がH13(H2 相当)を上回ると、画像明るさ
の増加が始まってしまう。そうなると、手動にてシャッ
ター速度を1/100secに切り換える必要があっ
た。
When the illuminance of the subject is in the range [H1 to H2] on the low illuminance side, the shutter speed is 1/50 sec. When the illuminance of the subject increases and the AGC gain reaches point A, the shutter speed is reduced. Automatically switches to 1/100 sec and AGC gain rises to gain AGC
Since the mode is switched to LH, it is possible to cope with even higher subject illuminance. In comparison with the prior art, if the subject illuminance exceeds H13 (corresponding to H2) when the shutter speed is 1/50 sec in FIG. 13, the image brightness starts to increase. Then, it was necessary to manually switch the shutter speed to 1/100 sec.

【0057】また、図7において、被写体照度が低照度
側の〔H2 〜H3 〕の範囲では、シャッター速度1/1
00secで動作しており、被写体照度が減少してAG
Cゲインが立ち上げゲインAGCLHのB点に達する
と、シャッター速度が自動的に1/50secに切り換
わり、かつAGCゲインが0に切り換わるため、さらに
低い被写体照度においても対応することができる。従来
技術の比較でいうと、図14においてシャッター速度が
1/100secのときに被写体照度がH12を下回る
と、破線ロで示すように画像明るさの減少が始まってし
まう。そうなると、手動にてシャッター速度を1/50
secに切り換える必要があった。
In FIG. 7, when the illuminance of the object is in the range [H2 to H3] on the low illuminance side, the shutter speed is 1/1.
00 sec, the illuminance of the subject decreases and the AG
When the C gain reaches the point B of the start-up gain AGCLH, the shutter speed is automatically switched to 1/50 sec and the AGC gain is switched to 0, so that it is possible to cope with even lower object illuminance. In comparison with the prior art, if the subject illuminance falls below H12 when the shutter speed is 1/100 sec in FIG. 14, the image brightness starts to decrease as indicated by the broken line B. Then, manually set the shutter speed to 1/50
It was necessary to switch to sec.

【0058】本実施の形態1の撮像装置によれば、その
ような手動切り換えが不要であり、自動的に切り換える
ことができるので、操作性が良い。また、シャッター速
度の切り換えにかかわらず、画像明るさを一定に保つこ
とができるのである。
According to the imaging apparatus of the first embodiment, such manual switching is not required, and the switching can be performed automatically. Further, the image brightness can be kept constant regardless of the switching of the shutter speed.

【0059】以上を総合すると、被写体照度が増加して
も画像明るさが一定に保たれる被写体照度の範囲が〔H
1 〜H3 〕となる。このことは、1/50secを基準
とすると、従来技術の場合の図13における〔H11〜H
13〕よりも高照度側に拡張されたことに相当する。ある
いは、1/100secを基準とすると、図14におけ
る〔H12〜H14〕よりも低照度側に拡張されたことに相
当している。
In summary, the range of the subject illuminance in which the image brightness is kept constant even if the subject illuminance increases is [H
1 to H3]. This means that, based on 1/50 sec, [H11 to H11 in FIG.
13] is equivalent to being extended to the higher illuminance side. Alternatively, on the basis of 1/100 sec, this corresponds to expansion to a lower illuminance side than [H12 to H14] in FIG.

【0060】このようにして、画像明るさを安定化させ
るための自動利得制御を働かせることができる被写体照
度のダイナミックレンジを拡張することができる。拡張
された高照度側では、被写体照度の増加に伴う画像明る
さの増加を抑制する効果があり、また拡張された低照度
側では、被写体照度の減少に伴うS/N比の低下を抑制
する効果がある。
In this manner, the dynamic range of the illuminance of the subject in which the automatic gain control for stabilizing the image brightness can be performed can be extended. On the extended high illuminance side, there is an effect of suppressing an increase in image brightness due to an increase in the subject illuminance, and on the extended low illuminance side, a decrease in the S / N ratio due to a decrease in the subject illuminance is suppressed. effective.

【0061】〔実施の形態2〕実施の形態2は、シャッ
ター速度の切り換えにヒステリシスをもたせるものであ
る。本実施の形態2の撮像装置の基本的な構成は、実施
の形態1の場合の図1で示されたものと同様となってい
る。本実施の形態2においては、主メモリ19に格納さ
れているプログラムおよびCPU18の制御動作が、実
施の形態1とは異なっている。それは、シャッター速度
の切り換えにヒステリシスをもたせるものである。
[Second Embodiment] In the second embodiment, the switching of the shutter speed has hysteresis. The basic configuration of the imaging device according to the second embodiment is the same as that shown in FIG. 1 in the case of the first embodiment. In the second embodiment, the programs stored in the main memory 19 and the control operation of the CPU 18 are different from those in the first embodiment. That is, the switching of the shutter speed has hysteresis.

【0062】フローチャートによる動作説明を行う前
に、図11(a)に示すAGCゲインの特性線について
あらかじめ説明しておく。この特性線は、後述するCP
U18の動作によって実現されるものである。1/50
secで動作するときの第1の負性特性線CL1 および
1/50secから1/100secへの切り換えのた
めのAGCゲイン切り換え特性線CLch1 については、
実施の形態1の場合の図7(a)と同様である。CLch
1 を第1のAGCゲイン切り換え特性線と呼ぶことにす
る。
Before describing the operation according to the flowchart, the characteristic line of the AGC gain shown in FIG. 11A will be described in advance. This characteristic line corresponds to CP
This is realized by the operation of U18. 1/50
For the first negative characteristic line CL1 when operating in sec and the AGC gain switching characteristic line CLch1 for switching from 1/50 sec to 1/100 sec,
This is the same as FIG. 7A in the case of the first embodiment. CLch
1 is referred to as a first AGC gain switching characteristic line.

【0063】1/100secで動作するときの第2の
負性特性線を符号CL3 で示すが、この第2の負性特性
線CL3 は、実施の形態1の図7(a)における第2の
負性特性線CL2 を低照度側・高ゲイン側にそのまま直
線的に延長したものに相当している。
A second negative characteristic line when operating at 1/100 sec is indicated by a symbol CL3, and the second negative characteristic line CL3 is the second negative characteristic line CL3 in the first embodiment shown in FIG. This corresponds to a line obtained by linearly extending the negative characteristic line CL2 straight to the low illuminance side and the high gain side.

【0064】被写体照度H4 はH2 よりも低い値である
が、被写体照度が〔H4 〜H2 〕の範囲では、C点に対
応する被写体照度H4 のときの限界ゲインAGClmt
から被写体照度H3 のときの0まで直線的に減少する第
2の負性特性線CL3 となっている。被写体照度が丁度
にH4 のときに、シャッター速度の1/100secか
ら1/50secへの切り換えに伴って、AGCゲイン
はC点の限界ゲインAGClmtからD点の立ち下げゲ
インAGCHLへと切り換えられる。C点からD点への
切り換えが第2のAGCゲイン切り換え特性線CLch2
である。第2のAGCゲイン切り換え特性線CLch2 は
第1のAGCゲイン切り換え特性線CLch1 と同様に横
軸に対して垂直となっている。D点は第1の負性特性線
CL1 と第2のAGCゲイン切り換え特性線CLch2 と
の交点であり、B点は第2の負性特性線CL3 と第1の
AGCゲイン切り換え特性線CLch1 との交点である。
一般的に、第2の負性特性線CL3 の勾配は第1の負性
特性線CL1 の勾配と等しくなる。点A,B,C,Dで
囲まれた形状から、この特性がヒステリシスをもってい
ることがわかる。
Although the subject illuminance H4 is lower than H2, when the subject illuminance is in the range [H4 to H2], the limit gain AGClmt at the subject illuminance H4 corresponding to the point C is obtained.
, A second negative characteristic line CL3 that decreases linearly to 0 when the subject illuminance is H3. When the illuminance of the subject is just H4, the AGC gain is switched from the limit gain AGClmt at the point C to the falling gain AGCHL at the point D with the switching of the shutter speed from 1/100 sec to 1/50 sec. Switching from point C to point D is performed by the second AGC gain switching characteristic line CLch2.
It is. The second AGC gain switching characteristic line CLch2 is perpendicular to the horizontal axis similarly to the first AGC gain switching characteristic line CLch1. Point D is the intersection of the first negative characteristic line CL1 and the second AGC gain switching characteristic line CLch2, and point B is the intersection of the second negative characteristic line CL3 and the first AGC gain switching characteristic line CLch1. It is an intersection.
In general, the slope of the second negative characteristic line CL3 will be equal to the slope of the first negative characteristic line CL1. The shape surrounded by points A, B, C, and D indicates that this characteristic has hysteresis.

【0065】横軸の被写体照度に対応させてシャッター
速度を2つの状態で併せ示してある。1つは、A点・B
点対応のH2 を境界として、低照度側を1/50sec
とし、高照度側を1/100secとするものである。
これは、第1の負性特性線CL1 をE点からA点まで降
下し、第1のAGCゲイン切り換え特性線CLch1 を上
昇し、第2の負性特性線CL2 をB点からF点まで降下
する推移に対応している。もう1つは、C点・D点対応
のH4 を境界として、低照度側を1/50secとし、
高照度側を1/100secとするものである。これ
は、第2の負性特性線CL3 をF点からC点まで上昇
し、第2のAGCゲイン切り換え特性線CLch2 を降下
し、第1の負性特性線CL1 をD点からE点まで上昇す
る推移に対応している。
The shutter speed is shown in two states in accordance with the illuminance of the object on the horizontal axis. One is point A / B
1/50 sec on low illuminance side with H2 corresponding to point as boundary
And the high illuminance side is set to 1/100 sec.
This means that the first negative characteristic line CL1 drops from point E to point A, the first AGC gain switching characteristic line CLch1 rises, and the second negative characteristic line CL2 drops from point B to point F. Corresponding to the transition. The other is to set the low illuminance side to 1/50 sec with H4 corresponding to point C and point D as the boundary,
The high illuminance side is set to 1/100 sec. This means that the second negative characteristic line CL3 rises from point F to point C, the second AGC gain switching characteristic line CLch2 falls, and the first negative characteristic line CL1 rises from point D to point E. Corresponding to the transition.

【0066】C点に相当するAGCゲイン限界ゲインA
GClmtの値は次のように定められる。すなわち、ヒ
ステリシスの低い側の被写体照度の端点H4 をH2 より
低い任意の値に定める。図7(a)における第2の負性
特性線CL2 を低照度側に直線的に延長して、被写体照
度H4 となる点をCとし、点Fから点Cまでを本実施の
形態2の第2の負性特性線CL3 とするが、C点におけ
るAGCゲインが限界ゲインAGClmtである。D点
に相当するAGCゲイン立ち下げゲインAGCHLの値
は次のように定められる。すなわち、C点つまりシャッ
ター速度が1/100secかつAGCゲインが限界ゲ
インAGClmtのときの測光データDTの値と、D点
つまりシャッター速度が1/50secかつAGCゲイ
ンが当該の立ち下げゲインAGCHLのときの測光デー
タDTの値とを同じにするような値に立ち下げゲインA
GCHLを定めてある。立ち上げゲインAGCLHの定
め方は実施の形態1の場合と同じである。これらの立ち
上げゲインAGCLH、限界ゲインAGClmt、立ち
下げゲインAGCHLの値は、あらかじめの調整等によ
って求められており、撮像装置の製品出荷前に不揮発性
メモリ20に格納されるようになっている。
AGC gain limit gain A corresponding to point C
The value of GClmt is determined as follows. That is, the end point H4 of the subject illuminance on the low hysteresis side is set to an arbitrary value lower than H2. The second negative characteristic line CL2 in FIG. 7A is linearly extended to the low illuminance side, the point at which the object illuminance H4 is set to C, and the point from point F to point C is the second point in the second embodiment. 2, the AGC gain at the point C is the limit gain AGClmt. The value of the AGC gain fall gain AGCHL corresponding to the point D is determined as follows. That is, the value of the photometric data DT when the point C, that is, the shutter speed is 1/100 sec, and the AGC gain is the limit gain AGClmt, and the value at the point D, that is, when the shutter speed is 1/50 sec and the AGC gain is the falling gain AGCHL. Falling gain A to a value that makes the value of photometric data DT the same
GCHL is defined. How to determine the start-up gain AGCLH is the same as in the first embodiment. The values of the rising gain AGCLH, the limit gain AGClmt, and the falling gain AGCHL are obtained by adjustment or the like in advance, and are stored in the nonvolatile memory 20 before shipment of the imaging device from a product.

【0067】以下、上記のように構成された撮像装置の
動作を図8〜図10のフローチャートに従って説明す
る。メイン処理ルーチンの形態は、実施の形態1の場合
の図2と同じであり、初期設定ルーチンR1、AGC制
御ルーチンR2、シャッター速度切り換え判定ルーチン
R3およびシャッター速度・ゲイン切り換えルーチンR
4を有している。ただし、AGC制御ルーチンR2を除
く各ルーチンの内容が実施の形態1とは相違しており、
それぞれが図8〜図10に示されている。
Hereinafter, the operation of the imaging apparatus configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. The form of the main processing routine is the same as that of FIG. 2 in the case of the first embodiment, and an initial setting routine R1, an AGC control routine R2, a shutter speed switching determination routine R3, and a shutter speed / gain switching routine R
Four. However, the contents of each routine except the AGC control routine R2 are different from those of the first embodiment.
Each is shown in FIGS.

【0068】実施の形態2の場合の初期設定ルーチンR
1の具体例を図8に示す。ステップSP51において、
不揮発性メモリ20より立ち上げゲインAGCLH、立
ち下げゲインAGCHLおよび限界ゲインAGClmt
を読み込んで主メモリ19のRAMの所定のアドレスに
格納し、ステップSP52において、不揮発性メモリ2
0より電源投入前の前回使用時の最終的なシャッター速
度STlastを読み込み、ステップSP53におい
て、主メモリ19のRAMに設定されるシャッター速度
変数STにその前回の最終のシャッター速度STlas
tをセットする。これがシャッター速度の初期データと
なる。次いで、AGC制御ルーチンR2の先頭ステップ
に進む。
Initial setting routine R in the second embodiment
FIG. 8 shows a specific example of No. 1. In step SP51,
The rising gain AGCLH, the falling gain AGCHL, and the limit gain AGClmt from the nonvolatile memory 20
Is read and stored at a predetermined address in the RAM of the main memory 19, and in step SP52, the nonvolatile memory 2
From 0, the final shutter speed STlast at the time of the previous use before the power is turned on is read, and in step SP53, the shutter speed variable ST set in the RAM of the main memory 19 is set to the last shutter speed STlas of the previous time.
Set t. This is the initial data of the shutter speed. Next, the process proceeds to the first step of the AGC control routine R2.

【0069】AGC制御ルーチンR2については、実施
の形態1の場合の図4と同様であり、説明を省略する。
The AGC control routine R2 is the same as in FIG. 4 in the case of the first embodiment, and the description is omitted.

【0070】実施の形態2の場合のシャッター速度切り
換え判定ルーチンR3の具体例を図9に示す。CPU1
8は、ステップSP61においてシャッター速度変数S
Tにセットされている値が1/50secになっている
か否かを判断し、その判断が肯定的となるときはステッ
プSP62に進んでAGCゲイン変数GCにセットされ
ている値が0になっているか否かを判断し、その判断が
肯定的となるときはシャッター速度・ゲイン切り換えル
ーチンR4の先頭ステップに進む。また、ステップSP
61またはステップSP62において判断が否定的とな
るときはステップSP63に進み、シャッター速度変数
STにセットされている値が1/100secになって
いるか否かを判断し、その判断が肯定的となるときはス
テップSP64に進んでAGCゲイン変数GCにセット
されている値が限界ゲインAGClmtになっているか
否かを判断し、その判断が肯定的となるときはシャッタ
ー速度・ゲイン切り換えルーチンR4の先頭ステップに
進む。ステップSP63またはステップSP64におい
て判断が否定的となるときはAGC制御ルーチンR2の
先頭ステップに戻る。図9が図5と相違するのは、ステ
ップSP64の値が立ち上げゲインAGCLHに代えて
限界ゲインAGClmtとなっていることである。この
図9のシャッター速度切り換え判定ルーチンR3が請求
項にいう「切り換え判定指示手段」の一部に相当してい
る。
FIG. 9 shows a specific example of the shutter speed switching determination routine R3 in the case of the second embodiment. CPU1
8 is the shutter speed variable S in step SP61.
It is determined whether or not the value set in T is 1/50 sec. If the determination is affirmative, the process proceeds to step SP62 where the value set in the AGC gain variable GC becomes 0. It is determined whether or not the shutter speed / gain switching routine R4 is affirmative. Step SP
If the determination in step SP62 or step SP62 is negative, the process proceeds to step SP63, in which it is determined whether the value set in the shutter speed variable ST is 1/100 sec. If the determination is positive. Proceeds to step SP64, determines whether or not the value set in the AGC gain variable GC has reached the limit gain AGClmt. If the determination is affirmative, the routine proceeds to the first step of the shutter speed / gain switching routine R4. move on. If the determination is negative in step SP63 or step SP64, the process returns to the first step of the AGC control routine R2. FIG. 9 differs from FIG. 5 in that the value of step SP64 is a limit gain AGClmt instead of the start-up gain AGCLH. The shutter speed switching determination routine R3 in FIG. 9 corresponds to a part of "switching determination instructing means" in claims.

【0071】上記の動作の意義を説明する。ステップS
P61およびステップSP62がともに肯定的となると
きは、シャッター速度変数STが1/50secかつA
GCゲイン変数GCが0であるということであり、これ
は、図11(a)において第1の負性特性線CL1 を降
下して点Aに達したということに対応している。そし
て、このときは、シャッター速度を1/50secから
1/100secに切り換えるために、シャッター速度
・ゲイン切り換えルーチンR4の先頭ステップに進むの
である。また、ステップSP63およびステップSP6
4がともに肯定的となるときは、シャッター速度変数S
Tが1/100secかつAGCゲイン変数GCが限界
ゲインAGClmtであるということであり、これは、
図11(a)において第2の負性特性線CL3 を上昇し
て点Cに達したということに対応している。そして、こ
のときは、シャッター速度を1/100secから1/
50secに切り換えるために、シャッター速度・ゲイ
ン切り換えルーチンR4の先頭ステップに進むのであ
る。そして、この2つのケース以外では、シャッター速
度の切り換えは行わないのである。なお、シャッター速
度変数STが1/100secにセットされているか否
かの判断のステップSP63は、前述と同様の理由によ
り、実際上はなくてもよく、省略することができる。
The significance of the above operation will be described. Step S
If both P61 and step SP62 are affirmative, the shutter speed variable ST is 1/50 sec and A
This means that the GC gain variable GC is 0, which corresponds to the fact that the first negative characteristic line CL1 has been lowered to the point A in FIG. Then, at this time, in order to switch the shutter speed from 1/50 sec to 1/100 sec, the process proceeds to the first step of the shutter speed / gain switching routine R4. Step SP63 and step SP6
4 is affirmative, the shutter speed variable S
T is 1/100 sec and the AGC gain variable GC is the limit gain AGClmt, which means that
This corresponds to the fact that the second negative characteristic line CL3 has risen to the point C in FIG. In this case, the shutter speed is increased from 1/100 sec to 1/100 sec.
In order to switch to 50 sec, the process proceeds to the first step of the shutter speed / gain switching routine R4. In other than the two cases, the switching of the shutter speed is not performed. Step SP63 of determining whether or not the shutter speed variable ST is set to 1/100 sec may not be actually present and may be omitted for the same reason as described above.

【0072】実施の形態2の場合のシャッター速度・ゲ
イン切り換えルーチンR4の具体例を図10に示す。C
PU18は、ステップSP71においてシャッター速度
変数STの値が1/50secにセットされているか否
かを判断し、その判断が肯定的となるときはステップS
P72に進んでシャッター速度変数STを1/50se
cから切り換えて1/100secにセットし、さらに
ステップSP73においてAGCゲイン変数GCの値を
0から切り換えて立ち上げゲインAGCLHにセットす
る。以上は、実施の形態1の場合のステップSP41,
SP42,SP43と同じである。また、ステップSP
71の判断が否定的であってシャッター速度変数STの
値が1/100secにセットされているときにはステ
ップSP74に進んでシャッター速度変数STを1/1
00secから切り換えて1/50secにセットし、
さらにステップSP75においてAGCゲイン変数GC
を限界ゲインAGClmtから切り換えて立ち下げゲイ
ンAGCHLにセットする。実施の形態1の場合は、ス
テップSP45でAGCゲイン変数GCを0にセットし
たが、ステップSP75では立ち下げゲインAGCHL
にセットする点が異なっている。そして、ステップSP
76において、現在設定されているシャッター速度変数
STの値を不揮発性メモリ20の所定のアドレスに格納
し、AGC制御ルーチンR2の先頭ステップに戻る。
FIG. 10 shows a specific example of the shutter speed / gain switching routine R4 in the second embodiment. C
The PU 18 determines whether or not the value of the shutter speed variable ST is set to 1/50 sec in step SP71, and if the determination is affirmative, the process proceeds to step S71.
Proceed to P72 to set the shutter speed variable ST to 1/50 sec
The value of the AGC gain variable GC is switched from 0 in step SP73 to be set to the start-up gain AGCLH. The above is step SP41 in the case of the first embodiment,
This is the same as SP42 and SP43. Step SP
If the determination at 71 is negative and the value of the shutter speed variable ST is set to 1/100 sec, the process proceeds to step SP74, where the shutter speed variable ST is set to 1/1.
Switch from 00 sec, set to 1/50 sec,
Further, in step SP75, the AGC gain variable GC
Is switched from the limit gain AGClmt to the fall gain AGCHL. In the case of the first embodiment, the AGC gain variable GC is set to 0 in step SP45, but the fall gain AGCHL is set in step SP75.
The difference is that it is set to And step SP
At 76, the value of the currently set shutter speed variable ST is stored at a predetermined address of the nonvolatile memory 20, and the process returns to the first step of the AGC control routine R2.

【0073】ステップSP72,SP73は、図11
(a)において第1のAGCゲイン切り換え特性線CL
ch1 上でAGCゲインをA点からB点へと切り換えるこ
とに対応している。また、ステップSP74,SP75
は、第2のAGCゲイン切り換え特性線CLch2 上でA
GCゲインをC点からD点へと切り換えることに対応し
ている。この図10のシャッター速度・ゲイン切り換え
ルーチンR4が請求項にいう「切り換え判定指示手段」
の一部に相当している。
Steps SP72 and SP73 are the same as those in FIG.
In (a), the first AGC gain switching characteristic line CL
This corresponds to switching the AGC gain from point A to point B on ch1. Steps SP74 and SP75
Is A on the second AGC gain switching characteristic line CLch2.
This corresponds to switching the GC gain from point C to point D. The shutter speed / gain switching routine R4 shown in FIG.
Is equivalent to a part of

【0074】立ち上げゲインAGCLH、立ち下げゲイ
ンAGCHLは前述のとおりにあらかじめ定められてお
り、シャッター速度を切り換えても画像明るさの変化を
抑制することができる。
The rise gain AGCLH and the fall gain AGCHL are predetermined as described above, and the change in image brightness can be suppressed even when the shutter speed is switched.

【0075】以上で説明したAGC制御ルーチンR2と
シャッター速度切り換え判定ルーチンR3とシャッター
速度・ゲイン切り換えルーチンR4を繰り返すことによ
り、画像明るさを一定に保つように露光制御する。
By repeating the AGC control routine R2, the shutter speed switching determination routine R3, and the shutter speed / gain switching routine R4 described above, exposure control is performed so as to keep the image brightness constant.

【0076】図11(a)はシャッター速度を1/50
secと1/100secとの間で切り換えることに対
応しての被写体照度とAGCゲインの関係を示す。図1
1(b)は被写体照度と画像明るさの関係を示す。
FIG. 11A shows that the shutter speed is 1/50.
The relationship between the subject illuminance and the AGC gain corresponding to switching between sec and 1/100 sec is shown. FIG.
1 (b) shows the relationship between the subject illuminance and the image brightness.

【0077】まず、シャッター速度が1/50secの
状態から1/100secに切り換えられるときの状況
について説明する。第1の負性特性線CL1 に沿って動
作しているときは、シャッター速度は1/50secと
なっている。第1の負性特性線CL1 において被写体照
度が増加するにつれてAGCゲインは直線的に減少し、
被写体照度H2 つまりA点のときにAGCゲインは0と
なる。被写体照度がH2 よりもわずかでも高くなると、
AGCゲインの切り換えを行う。すなわち、第1のAG
Cゲイン切り換え特性線CLch1 に沿って一気にAGC
ゲインを立ち上げゲインAGCLHすなわちB点まで立
ち上げる。
First, the situation when the shutter speed is switched from 1/50 sec to 1/100 sec will be described. When operating along the first negative characteristic line CL1, the shutter speed is 1/50 sec. The AGC gain decreases linearly as the illuminance of the subject increases on the first negative characteristic line CL1,
The AGC gain is 0 when the subject illuminance is H2, that is, at the point A. When the subject illumination is slightly higher than H2,
The AGC gain is switched. That is, the first AG
AGC at once along C gain switching characteristic line CLch1
The gain is raised to the gain AGCLH, that is, the point B.

【0078】そして、被写体照度がH2 よりさらに増加
すると、AGCゲインは立ち上げゲインAGCLHから
0に向けて第2の負性特性線CL3 に沿って降下するよ
うになる。つまり、自動利得制御が効いている状態が高
照度側に向けて続くのである。
When the illuminance of the subject further increases than H2, the AGC gain falls from the rising gain AGCLH toward 0 along the second negative characteristic line CL3. That is, the state where the automatic gain control is effective continues toward the high illuminance side.

【0079】次に、シャッター速度が1/100sec
の状態から1/50secに切り換えられるときの状況
について説明する。第2の負性特性線CL3 に沿って動
作しているときは、シャッター速度は1/100sec
となっている。第2の負性特性線CL3 において被写体
照度が減少するにつれてAGCゲインは直線的に増加
し、被写体照度H4 つまりC点のときにAGCゲインは
限界ゲインAGClmtとなる。被写体照度がH4 より
もわずかでも低くなると、AGCゲインの切り換えを行
う。すなわち、第2のAGCゲイン切り換え特性線CL
ch2 に沿って一気にAGCゲインを立ち下げゲインAG
CHLすなわちD点まで立ち下げる。
Next, when the shutter speed is 1/100 sec.
The situation when switching from the state of FIG. 1 to 1/50 sec will be described. When operating along the second negative characteristic line CL3, the shutter speed is 1/100 sec.
It has become. In the second negative characteristic line CL3, the AGC gain linearly increases as the subject illuminance decreases, and the AGC gain becomes the limit gain AGClmt when the subject illuminance is H4, that is, at the point C. When the illuminance of the subject becomes slightly lower than H4, the AGC gain is switched. That is, the second AGC gain switching characteristic line CL
AGC gain drops at a stretch along ch2 and gain AG
It falls to CHL, that is, point D.

【0080】このようなヒステリシスを伴った動作によ
り、実施の形態1の場合に比べて、次のような効果が発
揮される。実施の形態1の場合は、その図7において、
被写体照度がH2 付近で微妙に変動すると、ハンチング
を起こすおそれがある。すなわち、H2 以下からH2 を
少しでも上回ると、シャッター速度が1/50secか
ら1/100secに切り換わってしまい、また、H2
以上からH2 を少しでも下回ると、シャッター速度が1
/100secから1/50secに切り換わってしま
い、このような状況が交互に繰り返されてシャッター速
度が頻繁に切り換わるために、画像明るさがチカチカと
変動するハンチングが生じる。
The operation with such hysteresis produces the following effects as compared with the first embodiment. In the case of Embodiment 1, in FIG.
If the illuminance of the subject slightly fluctuates near H2, hunting may occur. That is, if H2 is slightly exceeded from H2 or less, the shutter speed is switched from 1/50 sec to 1/100 sec.
From the above, if the shutter speed falls slightly below H2, the shutter speed becomes 1
Since the switching from / 100 sec to 1/50 sec, such a situation is repeated alternately and the shutter speed is frequently switched, hunting occurs in which the image brightness fluctuates slightly.

【0081】これに対して、本実施の形態2において
は、ヒステリシスを伴った動作であるから、H2 で一旦
第2の負性特性線CL3 に切り換わったあとは、被写体
照度がH2 付近で変動しても、H4 まで下がらない限
り、シャッター速度は1/100secに保たれたまま
である。また、H4 で一旦第1の負性特性線CL1 に切
り換わったあとは、被写体照度がH4 付近で変動して
も、H2 まで上がらない限り、シャッター速度は1/5
0secに保たれたままである。したがって、シャッタ
ー速度が頻繁に切り換わることに起因した画像明るさが
チカチカと変動するハンチングは防止される。
On the other hand, in the second embodiment, since the operation is accompanied by hysteresis, the illuminance of the subject fluctuates around H2 after the switching to the second negative characteristic line CL3 at H2. However, as long as the shutter speed does not drop to H4, the shutter speed is kept at 1/100 sec. Also, once the line is switched to the first negative characteristic line CL1 at H4, even if the illuminance of the object fluctuates near H4, the shutter speed is reduced to 1/5 unless it rises to H2.
It is kept at 0 sec. Therefore, hunting in which the image brightness fluctuates rapidly due to frequent switching of the shutter speed is prevented.

【0082】このヒステリシスをもたせた実施の形態2
においても、実施の形態1の場合と同様に、被写体照度
の変化に応じてシャッター速度を1/50secと1/
100secとの間で自動的に切り換えることができ、
従来技術の場合のような手動による切り換えは不要とな
っている。そして、その切り換えにもかかわらず、画像
明るさを一定に保つことができる。
Embodiment 2 with this hysteresis
In the same manner as in the first embodiment, the shutter speed is set to 1/50 sec and 1/50 according to the change in the illuminance of the subject.
It can be switched automatically between 100 sec.
There is no need for manual switching as in the prior art. Then, despite the switching, the image brightness can be kept constant.

【0083】〔実施の形態3〕実施の形態3は、初期設
定ルーチンR1の別の態様に関するものである。本実施
の形態3の撮像装置の基本的な構成は、実施の形態1の
場合の図1で示されたものと同様となっている。実施の
形態3の場合の初期設定ルーチンR1の具体例を図12
に示す。
[Third Embodiment] A third embodiment relates to another mode of the initial setting routine R1. The basic configuration of the imaging device according to the third embodiment is the same as that shown in FIG. 1 in the case of the first embodiment. FIG. 12 shows a specific example of the initialization routine R1 in the third embodiment.
Shown in

【0084】CPU18は、電源投入に伴って、ステッ
プSP81において不揮発性メモリ20より立ち上げゲ
インAGCLH、固定ゲインAGCfixおよび判定基
準値DTHLを読み込んで主メモリ19のRAMの所定
のアドレスに格納し、ステップSP82においてAGC
ゲイン変数GCにAGCfixをセットし、ステップS
P83においてシャッター速度変数STに1/100s
ecをセットする。すなわち、電源投入時のAGCゲイ
ンの初期値とシャッター速度の初期値とを、一旦は所定
の値に固定する。
When the power is turned on, the CPU 18 reads the rising gain AGCLH, the fixed gain AGCfix, and the criterion value DTHL from the non-volatile memory 20 in step SP81 and stores them in a predetermined address of the RAM of the main memory 19, AGC at SP82
AGCfix is set to the gain variable GC, and step S
1 / 100s for shutter speed variable ST in P83
Set ec. That is, the initial value of the AGC gain and the initial value of the shutter speed when the power is turned on are temporarily fixed to predetermined values.

【0085】次いで、ステップSP84において、測光
回路17から測光データDTを読み込み、ステップSP
85において読み込んだ測光データDTが基準値DTH
Lよりも小さいか否かを判断し、基準値DTHLよりも
小さいときはステップSP86に進んでシャッター速度
変数STに1/100secから切り換えて1/50s
ecをセットし、次いでAGC制御ルーチンR2の先頭
ステップに進む。つまり、固体撮像素子11に対する入
射光量に不足が生じるので、シャッター速度を遅くす
る。測光データDTが基準値DTHL以上であるとき
は、シャッター速度の切り換えを行わずに、AGC制御
ルーチンR2の先頭ステップに進む。この図12の初期
設定ルーチンR1が請求項にいう「測光データに基づい
てシャッター速度の初期値を指示する手段」に相当して
いる。
Next, in step SP84, the photometric data DT is read from the photometric circuit 17, and
85 is the reference value DTH
It is determined whether or not the shutter speed variable ST is smaller than the reference value DTHL.
ec is set, and then the process proceeds to the first step of the AGC control routine R2. That is, since the amount of light incident on the solid-state imaging device 11 becomes insufficient, the shutter speed is reduced. When the photometric data DT is equal to or greater than the reference value DTHL, the process proceeds to the first step of the AGC control routine R2 without switching the shutter speed. The initial setting routine R1 in FIG. 12 corresponds to "means for instructing an initial value of the shutter speed based on photometric data".

【0086】本実施の形態3は、実施の形態1に適用し
てもよいし、実施の形態2に適用してもよい。
The third embodiment may be applied to the first embodiment or the second embodiment.

【0087】日本、アメリカのテレビジョン放送方式で
あるNTSC(National Television System Committe
e)の場合には、フィールド周波数が60Hzである。
この場合、商用電源周波数が50Hzであると、蛍光灯
フリッカーが生じる。そこで、上記の各実施の形態にお
いては、例えば、30Hz駆動の撮像装置を構成すると
きに、蛍光灯フリッカー防止のための第1のシャッター
速度を1/50sec、第2のシャッター速度を1/1
00secにした。
A television broadcasting system in Japan and the United States, NTSC (National Television System Committe)
In the case of e), the field frequency is 60 Hz.
In this case, if the commercial power frequency is 50 Hz, fluorescent lamp flicker occurs. Therefore, in each of the above embodiments, for example, when configuring an imaging device driven at 30 Hz, the first shutter speed for preventing flicker of fluorescent light is 1/50 sec, and the second shutter speed is 1/1.
00 sec.

【0088】ドイツ、イギリスのテレビジョン放送方式
であるPAL(Phase Alteration by Line)の場合に
は、フィールド周波数が50Hzである。この場合、商
用電源周波数が60Hzであると、蛍光灯フリッカーが
生じる。例えば、25Hz駆動の撮像装置を構成すると
きに、蛍光灯フリッカー防止のための第1のシャッター
速度を1/30sec、第2のシャッター速度を1/6
0secにしたり、第1のシャッター速度を1/60s
ec、第2のシャッター速度を1/120secにする
のでもよい。
In the case of PAL (Phase Alteration by Line), which is a television broadcasting system in Germany and the United Kingdom, the field frequency is 50 Hz. In this case, if the commercial power frequency is 60 Hz, fluorescent lamp flicker occurs. For example, when configuring an imaging device driven at 25 Hz, the first shutter speed for preventing flicker of fluorescent light is 1/30 sec, and the second shutter speed is 1/6.
0sec or 1st shutter speed 1 / 60s
ec, the second shutter speed may be set to 1/120 sec.

【0089】上記の実施の形態では、ローコスト化に配
慮してメカニカルな絞り機構をもたない撮像装置につい
て説明したが、そのような絞り機構を有する撮像装置に
本発明を適用することも考えられる。
In the above-described embodiment, an imaging apparatus having no mechanical aperture mechanism has been described in consideration of cost reduction. However, it is also possible to apply the present invention to an imaging apparatus having such an aperture mechanism. .

【0090】[0090]

【発明の効果】蛍光灯フリッカーを防止するように第1
のシャッター速度と第2のシャッター速度とを固定した
撮像装置についての請求項1の発明によれば、画像明る
さを安定化させるための自動利得制御を働かせることが
できる被写体照度のダイナミックレンジを拡張すること
ができる。また、シャッター速度の切り換えを自動的に
行うので、人為操作する場合に比べて操作性を改善する
ことができる。また、切り換えによっても画像品質を安
定させることができる。
The first aspect of the present invention is to prevent fluorescent lamp flicker.
According to the first aspect of the present invention, the dynamic range of the illuminance of the subject in which the automatic gain control for stabilizing the image brightness can be operated is fixed. can do. In addition, since the switching of the shutter speed is performed automatically, the operability can be improved as compared with the case where manual operation is performed. Also, the image quality can be stabilized by switching.

【0091】請求項2の発明によれば、被写体照度に対
する自動利得制御のゲインの特性にヒステリシスをもた
せたので、シャッター速度が頻繁に切り換わることがな
く、画像明るさがチカチカするハンチングを防止して、
画像品質を向上できる。
According to the second aspect of the present invention, the gain characteristic of the automatic gain control with respect to the illuminance of the subject has a hysteresis, so that the shutter speed does not change frequently and the hunting in which the image brightness flickers is prevented. hand,
Image quality can be improved.

【0092】請求項3の発明によれば、撮像装置の前回
使用の条件と今回使用の条件とが同じまたは似ていて、
周辺の照度も似かよっている場合には、電源投入時に改
めて測光データに基づいてシャッター速度を演算しなく
てもよく、シャッター速度の初期値として前回最終のも
のをそのまま利用することができ、不必要なシャッター
速度の切り換え動作をなくし、画像明るさが安定するま
での収束時間を短くすることができる。
According to the third aspect of the present invention, the condition of the previous use of the imaging device and the condition of the present use are the same or similar,
If the surrounding illuminance is similar, it is not necessary to calculate the shutter speed again based on the photometric data when the power is turned on, and the last shutter speed can be used as the initial value of the shutter speed, which is unnecessary. The convergence time until image brightness becomes stable can be shortened by eliminating a switching operation of the shutter speed.

【0093】請求項4の発明によれば、撮像装置の今回
の使用条件が前回と異なっていても、今回の使用条件に
合わせた的確なシャッター速度を初期設定することがで
きる。
According to the fourth aspect of the present invention, even if the current use condition of the imaging apparatus is different from the previous use condition, it is possible to initialize an accurate shutter speed according to the current use condition.

【0094】請求項5の発明によれば、商用電源周波数
が50Hzの地域における蛍光灯のもとでの撮像におい
て、蛍光灯フリッカーを防止することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the flicker of the fluorescent lamp in the imaging under the fluorescent lamp in the area where the commercial power supply frequency is 50 Hz.

【0095】請求項6の発明によれば、シャッター速度
の切り換えの前後で画像明るさが変化せず、自動利得制
御が働く被写体照度の全範囲で画像明るさを安定させる
ことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the image brightness does not change before and after the switching of the shutter speed, and the image brightness can be stabilized in the entire range of the illuminance of the subject on which the automatic gain control operates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1〜3の電気的構成を示
すブロック図
FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrical configuration according to first to third embodiments of the present invention.

【図2】 実施の形態1〜3のメイン処理ルーチンのフ
ローチャート
FIG. 2 is a flowchart of a main processing routine according to the first to third embodiments;

【図3】 実施の形態1における初期設定ルーチンのフ
ローチャート
FIG. 3 is a flowchart of an initial setting routine according to the first embodiment;

【図4】 実施の形態1〜3におけるAGC制御ルーチ
ンのフローチャート
FIG. 4 is a flowchart of an AGC control routine according to the first to third embodiments.

【図5】 実施の形態1におけるシャッター速度切り換
え判定ルーチンのフローチャート
FIG. 5 is a flowchart of a shutter speed switching determination routine according to the first embodiment;

【図6】 実施の形態1におけるシャッター速度・ゲイ
ン切り換えルーチンのフローチャート
FIG. 6 is a flowchart of a shutter speed / gain switching routine according to the first embodiment;

【図7】 実施の形態1の撮像装置における被写体照度
とAGCゲインおよび画像明るさとの関係を示す特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between the subject illuminance, the AGC gain, and the image brightness in the imaging device according to the first embodiment;

【図8】 実施の形態2における初期設定ルーチンのフ
ローチャート
FIG. 8 is a flowchart of an initialization routine in the second embodiment.

【図9】 実施の形態2におけるシャッター速度切り換
え判定ルーチンのフローチャート
FIG. 9 is a flowchart of a shutter speed switching determination routine according to the second embodiment.

【図10】 実施の形態2におけるシャッター速度・ゲ
イン切り換えルーチンのフローチャート
FIG. 10 is a flowchart of a shutter speed / gain switching routine according to the second embodiment.

【図11】 実施の形態2の撮像装置における被写体照
度とAGCゲインおよび画像明るさとの関係を示す特性
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between subject illuminance, AGC gain, and image brightness in the imaging device according to the second embodiment;

【図12】 実施の形態3における初期設定ルーチンの
フローチャート
FIG. 12 is a flowchart of an initialization routine according to the third embodiment.

【図13】 従来の技術の撮像装置におけるシャッター
速度が1/50secのときの被写体照度とAGCゲイ
ンおよび画像明るさとの関係を示す特性図
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the subject illuminance, the AGC gain, and the image brightness when the shutter speed is 1/50 sec in the conventional imaging apparatus.

【図14】 従来の技術の撮像装置におけるシャッター
速度が1/100secのときの被写体照度とAGCゲ
インおよび画像明るさとの関係を示す特性図
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the subject illuminance, the AGC gain, and the image brightness when the shutter speed is 1/100 sec in the conventional imaging apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…固体撮像素子(CCD)、12…タイミング信号
発生回路、13…相関二重サンプリング回路、14…自
動利得制御回路、15…A/D変換器、16…映像信号
処理回路、17…測光回路、18…CPU、19…主メ
モリ、20…不揮発性メモリ(EEPROM)、PD…
デジタル撮像信号、VS…映像信号、YL…輝度成分信
号、DT…測光データ、GC…ゲイン制御信号(AGC
ゲイン変数)、ST…電子シャッター制御信号(シャッ
ター速度変数)、T…タイミング信号、AGCLH…立
ち上げゲイン、AGCHL…立ち下げゲイン、AGCl
mt…限界ゲイン、STlast…前回最終のシャッタ
ー速度、AGCfix…固定ゲイン、DTHL…基準
値、DTmax…最大値、DTmin…最小値、CL1
…第1の負性特性線、CL2…第2の負性特性線、CL
3…第2の負性特性線、CLch1 …第1のAGCゲイン
切り換え特性線、CLch2 …第2のAGCゲイン切り換
え特性線
11: solid-state imaging device (CCD), 12: timing signal generation circuit, 13: correlated double sampling circuit, 14: automatic gain control circuit, 15: A / D converter, 16: video signal processing circuit, 17: photometric circuit , 18 CPU, 19 main memory, 20 non-volatile memory (EEPROM), PD
Digital imaging signal, VS: video signal, YL: luminance component signal, DT: photometric data, GC: gain control signal (AGC)
Gain variable), ST: electronic shutter control signal (shutter speed variable), T: timing signal, AGCLH: rising gain, AGCHL: falling gain, AGCl
mt: limit gain, STlast: last shutter speed, AGCfix: fixed gain, DTHL: reference value, DTmax: maximum value, DTmin: minimum value, CL1
... first negative characteristic line, CL2 ... second negative characteristic line, CL
3 ... second negative characteristic line, CLch1 ... first AGC gain switching characteristic line, CLch2 ... second AGC gain switching characteristic line

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像素子の出力から得た測光データに基
づいてその測光データをほぼ一定に保つ自動利得制御手
段と、撮像素子の電子シャッターのシャッター速度を第
1のシャッター速度と第2のシャッター速度に切り換え
るシャッター速度切り換え手段と、前記自動利得制御手
段に対するゲインとシャッター速度との組み合わせが切
り換え要件を満たすか否かを判定してその切り換え要件
を満たすときに切り換え指示を前記シャッター速度切り
換え手段に与えるとともに前記自動利得制御手段に対し
て所定のゲインを指示する切り換え判定指示手段とを備
えていることを特徴とする撮像装置。
1. An automatic gain control means for keeping photometric data substantially constant based on photometric data obtained from an output of an image sensor, and a first shutter speed and a second shutter for controlling a shutter speed of an electronic shutter of the image sensor. Shutter speed switching means for switching to a speed, and determining whether or not a combination of a gain and a shutter speed for the automatic gain control means satisfies a switching requirement, and when the switching requirement is satisfied, issues a switching instruction to the shutter speed switching means. And a switching determination instructing means for giving a predetermined gain to the automatic gain control means.
【請求項2】 前記の第1のシャッター速度から第2の
シャッター速度に切り換えるときに与える所定のゲイン
と前記の第2のシャッター速度から第1のシャッター速
度に切り換えるときに与える所定のゲインとを異ならせ
て、前記電子シャッターのシャッター速度切り換えにヒ
ステリシスをもたせてあることを特徴とする請求項1に
記載の撮像装置。
A predetermined gain provided when switching from the first shutter speed to the second shutter speed and a predetermined gain provided when switching from the second shutter speed to the first shutter speed. 2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein a hysteresis is provided for switching the shutter speed of the electronic shutter differently.
【請求項3】 現在のシャッター速度を記憶する不揮発
性の記憶手段と、電源投入時にその記憶手段に記憶され
ている前回最終のシャッター速度を読み出してシャッタ
ー速度の初期値として前記シャッター速度切り換え手段
に指示する手段とを備えていることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の撮像装置。
3. A non-volatile storage means for storing a current shutter speed, and a last shutter speed stored in the storage means when power is turned on, and the shutter speed switching means as an initial value of the shutter speed. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: an instruction unit.
【請求項4】 電源投入時に前記撮像素子の出力から得
た測光データに基づいてシャッター速度を第1のシャッ
ター速度と第2のシャッター速度のいずれかに初期設定
する手段を備えていることを特徴とする請求項1から請
求項3までのいずれかに記載の撮像装置。
4. A power supply system comprising: means for initially setting a shutter speed to one of a first shutter speed and a second shutter speed based on photometric data obtained from an output of the image sensor at power-on. The imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項5】 前記第1のシャッター速度がほぼ1/5
0secであり、前記第2のシャッター速度がほぼ1/
100secである請求項1から請求項4までのいずれ
かに記載の撮像装置。
5. The method according to claim 1, wherein the first shutter speed is approximately 1/5.
0 sec, and the second shutter speed is almost 1 /
The imaging device according to claim 1, wherein the imaging time is 100 seconds.
【請求項6】 前記所定のゲインがシャッター速度の切
り換えの前後で画像明るさを一定に保つような値のゲイ
ンである請求項1から請求項5までのいずれかに記載の
撮像装置。
6. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the predetermined gain is a value that keeps image brightness constant before and after switching of a shutter speed.
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