JP2002354347A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、撮影対象や目的に応じた映像調整を
行う複数の自動調整モードを有する固体撮像装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】撮像条件に応じた測定時間を含む各種パラ
メータをメモリ６より読み出し、設定された測定時間に
応じて、Ａ／Ｄ変換器９から与えられる固体撮像素子１
からの映像信号の最低測定輝度及び最高測定輝度を検出
する。そして、この最低測定輝度及び最高測定輝度よ
り、固体撮像素子１の出力ダイナミックレンジを最適に
するための基準電圧を決定するための信号をＤ／Ａ変換
器４，５に与えることにより、Ａ／Ｄ変換器２からの出
力ダイナミックレンジを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
するもので、特に、受光量に対してその出力電圧が自然
対数的に変化する特性を有する固体撮像素子を備えた固
体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されている固体撮像素子に
は、光電変換素子で発生した光電荷を読み出す手段によ
ってＣＣＤ型とＭＯＳ型に大きく分けられる。ＣＣＤ型
は光電荷をポテンシャルの井戸に蓄積しつつ、転送する
ようになっており、又、ＭＯＳ型はフォトダイオードの
ｐｎ接合容量に蓄積した電荷をＭＯＳトランジスタを通
して読み出すようになっている。しかしながら、このよ
うな従来の固体撮像素子は、発生した光電荷の電荷量に
比例した出力が出力されるため、ダイナミックレンジが
狭いという欠点がある。

【０００３】一方、本出願人は、ダイナミックレンジを
広くするために、入射した光量に応じた光電流を発生し
うる感光手段と、光電流を入力するＭＯＳトランジスタ
と、このＭＯＳトランジスタをサブスレッショルド電流
が流れうる状態にバイアスするバイアス手段とが備えら
れることによって、入射光量に対して自然対数的に変換
された電気信号を出力することができる固体撮像素子を
提案した（特開平３−１９２７６４号公報参照）。しか
しながら、この対数変換型の固体撮像素子は、ダイナミ
ックレンジが非常に広いため、この固体撮像素子の出力
をそのまま画像として再生すると、被写体によってはコ
ントラストがかなり低い画像になる場合がある。

【０００４】そこで、例えば、固体撮像素子からの１フ
ィールド分の出力の最大値と最小値を検出し、検出した
出力の最大値と最小値に応じて、ＡＧＣ（Auto Gain Co
ntrol）処理を行うことで、被写体の輝度範囲に応じた
出力ダイナミックレンジとするような自動調節が行われ
る。即ち、撮像している被写体の最高輝度が出力ダイナ
ミックレンジの最大値に、撮像している被写体の最低輝
度が出力ダイナミックレンジの最小値に、それぞれなる
ように、固体撮像素子からの出力のゲインを調整する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにＡＧＣ処理して出力ダイナミックレンジの自動調節
を行う場合、従来の固体撮像装置では、その調整パター
ンは１つに限られていた。又、その調節パターンを撮影
対象の輝度変化を敏感に反映させるような設定にしてあ
ったとすると、撮影対象の輝度分布範囲が激しく変動す
る場合には、映像の明るさも同様に激しく変動して、見
づらくなることがあった。又、手動にて出力ダイナミッ
クレンジを調節することも可能であるが、各条件下で複
数のパラメータを最適なものに設定するのは、ユーザー
にとって煩雑な操作である上、設定操作と確認動作を繰
り返す必要があり、その設定に時間を要する。

【０００６】このような問題を鑑みて、本発明は、撮影
対象や目的に応じた映像調節を行う複数の自動調節モー
ドを有する固体撮像装置を提供することを目的とする。
又、本発明の他の目的は、手動にて調節を行う際、容易
に調節を行うことのできる固体撮像装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の固体撮像装置は、入射光量に対し
て自然対数的に変換した電気信号を出力する複数の画素
を有する固体撮像素子と、所定期間毎に、前記固体撮像
素子より出力された電気信号に基づいて被写体の輝度範
囲を検出するとともに、検出した輝度範囲に基づいて前
記固体撮像素子の出力ダイナミックレンジを調節する調
節部と、該調節部で出力ダイナミックレンジを調節する
ためのパラメータが複数の撮像条件毎に格納されるメモ
リと、を有し、前記調節部において、選択された撮像条
件に応じたパラメータが前記メモリより読み出されて、
前記固体撮像素子の出力ダイナミックレンジが調節され
ることを特徴とする。

【０００８】このような固体撮像装置において、ユーザ
ーによって、撮像条件が選択されて指示されると、選択
された撮像条件に応じたパラメータが、調節部によって
読み出される。調節部では、固体撮像素子より出力され
る電気信号に基づいて、被写体の輝度範囲を検出する
と、メモリより読み出したパラメータと検出した輝度範
囲に基づいて、固体撮像素子の出力ダイナミックレンジ
を設定する。

【０００９】このような固体撮像装置において、請求項
２に記載するように、前記パラメータが、前記複数の撮
像条件毎に設定された、前記輝度範囲の最低輝度に対す
る前記電気信号の第１信号レベルと、前記輝度範囲の最
高輝度に対する前記電気信号の第２信号レベルと、であ
り、前記調節部において、検出した前記輝度範囲の最低
輝度及び最高輝度と、選択された撮像条件に応じた前記
第１及び第２信号レベルとに基づいて、前記固体撮像素
子の出力ダイナミックレンジが調節されるようにしても
構わない。

【００１０】このとき、固体撮像素子からの出力される
電気信号が、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号であると
き、被写体の輝度範囲の最低輝度及び最高輝度が検出さ
れると、それぞれを、第１信号レベルと第２信号レベル
に対応させて、Ａ／Ｄ変換に用いるための低電圧側及び
高電圧側の基準電圧が設定されることによって、固体撮
像素子の出力ダイナミックレンジが調節される。

【００１１】又、請求項３に記載するように、前記パラ
メータに、前記複数の撮像条件毎に設定された、前記輝
度範囲を測定するための測定時間及び決定条件が含ま
れ、前記調節部において、選択された撮像条件に応じた
前記測定時間及び前記決定条件に従って前記輝度範囲の
最低輝度及び最高輝度が検出され、前記固体撮像素子の
出力ダイナミックレンジが調節されるようにして、自動
設定が行われるようにしても構わない。

【００１２】このとき、決定条件として、（１）最低輝
度及び最高輝度の変化量が所定値以上の時のみ反映させ
る、（２）最低輝度及び最高輝度の変化量が所定値以上
で、且つ、所定時間以上継続した時に反映させる、
（３）最低輝度及び最高輝度の実際の変化量に対して一
定の割合分のみ反映させる、（４）最低輝度及び最高輝
度の過去の複数の値との平均値を算出し、この平均値を
反映させる、などの測定するための各種方法が挙げられ
る。

【００１３】又、請求項４に記載するように、前記輝度
範囲を測定するための測定時間を入力するための入力部
を有し、前記調節部において、前記入力部より入力され
た前記測定時間に従って前記輝度範囲の最低輝度及び最
高輝度が検出され、前記固体撮像素子の出力ダイナミッ
クレンジが調節されるようにして、手動設定が行われる
ようにしても構わない。

【００１４】請求項２に記載の固体撮像装置において、
請求項５に記載するように、前記輝度範囲を測定するた
めの測定時間を入力するための入力部を有し、前記調節
部において、前記入力部より入力された前記測定時間に
従って前記輝度範囲の最低輝度及び最高輝度が検出さ
れ、前記固体撮像素子の出力ダイナミックレンジが調節
されるようにして、手動設定が行われるようにしても構
わない。

【００１５】又、請求項６に記載するように、前記パラ
メータに、前記複数の撮像条件毎に設定された、前記輝
度範囲を測定するための決定条件が含まれ、前記調節部
において、前記入力部より入力された前記測定時間と選
択された撮像条件に応じた前記決定条件とに従って前記
輝度範囲の最低輝度及び最高輝度が検出され、前記固体
撮像素子の出力ダイナミックレンジが調節されるように
しても構わない。

【００１６】このとき、決定条件として、（１）最低輝
度及び最高輝度の変化量が所定値以上の時のみ反映させ
る、（２）最低輝度及び最高輝度の変化量が所定値以上
で、且つ、所定時間以上継続した時に反映させる、
（３）最低輝度及び最高輝度の実際の変化量に対して一
定の割合分のみ反映させる、（４）最低輝度及び最高輝
度の過去の複数の値との平均値を算出し、この平均値を
反映させる、などといった測定するための各種方法が挙
げられる。

【００１７】又、請求項７に記載するように、前記パラ
メータに、一つ以上の前記撮像条件毎に設定された、前
記輝度範囲を測定するための測定時間及び決定条件が含
まれ、前記調節部において、選択された撮像条件に応じ
た前記測定時間及び前記決定条件に従って前記輝度範囲
の最低輝度及び最高輝度が検出され、前記固体撮像素子
の出力ダイナミックレンジが調節されるようにして、自
動設定が行われるようにしても構わない。

【００１８】請求項８に記載の固体撮像装置は、請求項
２〜請求項７のいずれかに記載の固体撮像装置におい
て、前記第１及び第２信号レベルの値を調節するために
入力可能な信号レベル入力部を有することを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下に説明する。

【００２０】＜固体撮像装置の構成＞まず、各実施形態
で共通する固体撮像装置の構成について、説明する。図
１は、本実施形態の固体撮像装置の内部構成を示すブロ
ック図である。

【００２１】図１に示す固体撮像装置は、入射光量に対
して自然対数的に変換した電気信号を出力する固体撮像
素子１と、固体撮像素子１からの出力をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器２，９と、Ａ／Ｄ変換器９で変換
されたデジタル信号が与えられて入力部７が操作されて
指示された調節モードに基づいてＡ／Ｄ変換器２の基準
値の設定を行う演算回路３と、演算回路３で設定された
基準値に基づいた電圧を発生するＤ／Ａ変換器４，５
と、各種調節モード時のパラメータが格納されるメモリ
６と、ユーザーに操作される入力部７と、演算回路３を
通じて出力されたデジタル信号によって映像を再生する
表示部８とを有する。尚、固体撮像素子１から与えら
れ、Ａ／Ｄ変換器２及び演算回路３を通じて表示装置８
に送出される信号を再生用映像信号と呼ぶ。又、固体撮
像素子１から与えられ、Ａ／Ｄ変換器９を通じて演算回
路３に送出される信号を測定用映像信号と呼ぶ。

【００２２】このような固体撮像装置において、被写体
を撮像した固体撮像素子１より対数変換された映像信号
が出力されると、Ａ／Ｄ変換器２において、Ｄ／Ａ変換
器４によって設定された低輝度側の基準電圧及びＤ／Ａ
変換器５によって設定された高輝度側の基準電圧と、そ
れぞれ比較されて、デジタル信号に変換される。このデ
ジタル信号に変換された再生用映像信号は、演算回路３
に与えられた後、表示装置８に出力され、表示装置８に
おいて映像が再生される。

【００２３】又、入力部７が操作されることによって、
複数の調節モードより、ユーザーの所望するコントラス
トや明るさに調節するための自動調節モード又は手動調
節モードが設定される。このとき、自動調節の場合は、
メモリ６より設定された調節モードに用いられる各種パ
ラメータが演算回路３に読み出される。そして、Ａ／Ｄ
変換器９でデジタル信号に変換された測定用映像信号よ
り、各種設定モード毎に予め設定された所定の期間毎
に、最低輝度及び最高輝度を検出する。この最低輝度及
び最高輝度となる測定用映像信号とメモリ６より読み出
された各種パラメータとに基づいて、低輝度側及び高輝
度側の基準電圧のデジタル値を設定し、Ｄ／Ａ変換器
４，５に送出する。

【００２４】又、手動調節の場合は、メモリ６より設定
された調節モードに用いられる各種パラメータが演算回
路３に読み出される。そして、ユーザーによって、入力
部７が操作されて、最低輝度及び最高輝度の測定期間が
指定される。この指定された期間の最低輝度及び最高輝
度が、Ａ／Ｄ変換器９でデジタル信号に変換された測定
用映像信号より、演算回路３で検出される。そして、こ
の最低輝度及び最高輝度となる測定用映像信号とメモリ
６より読み出された各種パラメータとに基づいて、低輝
度側及び高輝度側の基準電圧のデジタル値を設定し、Ｄ
／Ａ変換器４，５に送出する。

【００２５】このように、各調節モードにおいて、演算
回路３で低輝度側及び高輝度側の基準電圧のデジタル値
が設定されると、Ｄ／Ａ変換器４，５では、アナログ変
換することによって、それぞれ、低輝度側及び高輝度側
の基準電圧をＡ／Ｄ変換器２に送出する。よって、Ａ／
Ｄ変換器２では、Ｄ／Ａ変換器４，５によって新たに設
定された低輝度側及び高輝度側の基準電圧に基づいて、
固体撮像素子１より出力される再生用映像信号をデジタ
ル変換する。このようにして、Ａ／Ｄ変換器２における
固体撮像素子１からの出力のダイナミックレンジが調節
され、コントラストや明るさが調節される。

【００２６】１．固体撮像素子の構成例 このような固体撮像装置における固体撮像素子の構成例
を、以下に示す。図２は、固体撮像素子の構成を示す回
路ブロック図である。図３は、図２の固体撮像素子の一
部を示す回路図である。

【００２７】図２において、Ｇ11〜Ｇｍｎは行列配置
（マトリクス配置）された画素を示している。１１は垂
直走査回路であり、行（ライン）１３−１、１３−２、
・・・、１３−ｎを順次走査していく。１２は水平走査
回路であり、画素から出力信号線１５−１、１５−２、
・・・、１５−ｍに導出された光電変換信号を画素ごと
に水平方向に順次読み出す。１４は電源ラインである。
各画素に対し、上記ライン１３−１、１３−２・・・、
１３−ｎや出力信号線１５−１、１５−２・・・、１５
−ｍ、電源ライン１４だけでなく、他のライン（例え
ば、クロックラインやバイアス供給ライン等）も接続さ
れるが、図２ではこれらについて省略する。

【００２８】出力信号線１５−１、１５−２、・・・、
１５−ｍごとにＮチャネルのＭＯＳトランジスタＱ１、
Ｑ２が図示の如く１組ずつ設けられている。出力信号線
１５−１を例にとって説明すると、ＭＯＳトランジスタ
Ｑ１のゲートは直流電圧線１６に接続され、ドレインは
出力信号線１５−１に接続され、ソースは直流電圧ＶP
S’のライン１７に接続されている。一方、ＭＯＳトラ
ンジスタＱ２のドレインは出力信号線１５−１に接続さ
れ、ソースは最終的な信号線１８に接続され、ゲートは
水平走査回路１２に接続されている。

【００２９】画素Ｇ11〜Ｇｍｎには、後述するように、
それらの画素で発生した光電荷に基づく信号を出力する
ＮチャネルのＭＯＳトランジスタＴ２が設けられてい
る。ＭＯＳトランジスタＴ２と上記ＭＯＳトランジスタ
Ｑ１との接続関係は図３（ａ）のようになる。ここで、
ＭＯＳトランジスタＱ１のソースに接続される直流電圧
ＶPS’と、ＭＯＳトランジスタＴ２のドレインに接続さ
れる直流電圧ＶPD’との関係はＶPD’＞ＶPS’であり、
直流電圧ＶPS’は例えばグランド電圧（接地）である。
この回路構成は上段のＭＯＳトランジスタＴ２のゲート
に信号が入力され、下段のＭＯＳトランジスタＱ１のゲ
ートには直流電圧ＤＣが常時印加される。このため下段
のＭＯＳトランジスタＱ１は抵抗又は定電流源と等価で
あり、図３（ａ）の回路はソースフォロワ型の増幅回路
となっている。この場合、ＭＯＳトランジスタＴ２から
増幅出力されるのは電流であると考えてよい。

【００３０】ＭＯＳトランジスタＱ２は水平走査回路１
２によって制御され、スイッチ素子として動作する。
尚、後述するように図４の画素内にはスイッチ用のＮチ
ャネルのＭＯＳトランジスタＴ３も設けられている。こ
のＭＯＳトランジスタＴ３も含めて表わすと、図３
（ａ）の回路は正確には図３（ｂ）のようになる。即
ち、ＭＯＳトランジスタＴ３がＭＯＳトランジスタＱ１
とＭＯＳトランジスタＴ２との間に挿入されている。こ
こで、ＭＯＳトランジスタＴ３は行の選択を行うもので
あり、トランジスタＱ２は列の選択を行うものである。

【００３１】１−ａ 画素の第１例 このような構成の固体撮像素子における画素Ｇ11〜Ｇmn
の構成の一例について、図４を参照して以下に説明す
る。図４において、ｐｎフォトダイオードＰＤが感光部
（光電変換器）を形成している。そのフォトダイオード
ＰＤのアノードはＭＯＳトランジスタＴ１のドレイン及
びゲート、ＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに接続され
ている。ＭＯＳトランジスタＴ２のソースは行選択用の
ＭＯＳトランジスタＴ３のドレインに接続されている。
ＭＯＳトランジスタＴ３のソースは出力信号線１５（こ
の出力信号線１５は図３の１５−１、１５−２、・・
・、１５−ｍに対応する）へ接続されている。尚、ＭＯ
ＳトランジスタＴ１〜Ｔ３は、それぞれ、Ｎチャネルの
ＭＯＳトランジスタでバックゲートが接地されている。

【００３２】又、フォトダイオードＰＤのカソード及び
ＭＯＳトランジスタＴ２のドレインには直流電圧ＶPDが
印加されるようになっている。一方、ＭＯＳトランジス
タＴ１のソースには直流電圧ＶPSが印加され、ＭＯＳト
ランジスタＴ１がサブスレッショルド領域で動作するよ
うにバイアスされている。又、ＭＯＳトランジスタＴ３
のゲートには信号φＶが入力される。

【００３３】このような構成の画素において、フォトダ
イオードＰＤに光が入射されると、光電流が発生し、Ｍ
ＯＳトランジスタのサブスレッショルド特性により、Ｍ
ＯＳトランジスタＴ１，Ｔ２のゲートに光電流を自然対
数的に変換した値の電圧が発生する。そして、ＭＯＳト
ランジスタＴ３にパルス信号φＶを与えることによっ
て、ＭＯＳトランジスタＴ２は、そのゲート電圧に応じ
てソース電流を、ＭＯＳトランジスタＴ３を介して信号
線１５に出力電流として出力する。

【００３４】このとき、ＭＯＳトランジスタＴ２がソー
スフォロワ型のＭＯＳトランジスタとして動作するた
め、信号線１５には出力信号が電圧信号として現れる。
その後、信号φＶをローレベルにしてＭＯＳトランジス
タＴ３をＯＦＦにする。このように、ＭＯＳトランジス
タＴ２，Ｔ３を介して出力される出力信号は、ＭＯＳト
ランジスタＴ２のゲート電圧に比例した値となるため、
フォトダイオードＰＤへの入射光量が自然対数的に変換
された信号となる。

【００３５】１−ｂ 画素の第２例 図２のような構成の固体撮像素子における画素Ｇ11〜Ｇ
mnの構成の別例について、図５を参照して以下に説明す
る。図５は、本実施形態に使用する固体撮像素子に設け
られた画素の構成を示す回路図である。

【００３６】図５に示すように、本例では、画素の出力
側を構成するＭＯＳトランジスタＴ２，Ｔ３が、図４の
画素と同様の構成をしている。このような図４の画素に
おいて、フォトダイオードＰＤのアノードに直流電圧Ｖ
PSが印加される。そして、ＭＯＳトランジスタＴ４のド
レインに直流電圧ＶPDが印加されるとともに、そのソー
スがＭＯＳトランジスタＴ２のゲート及びフォトダイオ
ードＰＤのカソードに接続される。又、ＭＯＳトランジ
スタＴ４のゲートには直流電圧ＶPGが印加される。

【００３７】このような構成の画素において、フォトダ
イオードＰＤに光が入射すると光電流が発生し、ＭＯＳ
トランジスタのサブスレッショルド特性により、光電流
を自然対数的に変換した値の電圧がＭＯＳトランジスタ
Ｔ１のソース及びＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに発
生する。尚、このとき、フォトダイオードＰＤで発生し
た負の光電荷がＭＯＳトランジスタＴ１のソースに流れ
込むため、強い光が入射されるほどＭＯＳトランジスタ
Ｔ１のソース電圧が低くなる。

【００３８】このようにして光電流に対して自然対数的
に変化した電圧がＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに現
れると、パルス信号φＶが与えられてＭＯＳトランジス
タＴ３をＯＮとして、前記光電流を自然対数的に変換し
た値となる電流が、ＭＯＳトランジスタＴ２，Ｔ３を介
して出力信号線１５に導出される。このようにして入射
光量の対数値に比例した信号（出力電流）を読み出す
と、ＭＯＳトランジスタＴ３をＯＦＦにする。

【００３９】尚、固体撮像素子の構成は図２に限定され
るものでなく、画素からの出力を一旦サンプルホールド
するホールド回路を有するものでも構わない。又、画素
の構成についても、図４及び図５の回路構成に限定され
るものでなく、対数変換動作が行える画素であればよ
い。例えば、積分回路や増幅回路を備えたような回路構
成の画素でも構わないし、その設けられたＭＯＳトラン
ジスタの閾値特性が原因となる各画素の感度バラツキを
検出することができるような回路構成としても構わな
い。

【００４０】２．出力ダイナミックレンジの調節動作 以下に、簡単に、調節動作の動作原理について、図面を
参照して説明する。図６は、動作原理を説明するため
の、被写体の輝度とデジタル信号に変換されたときの映
像信号の信号レベルとの関係を示すグラフである。尚、
図６のグラフは、輝度を対数値とした片対数グラフであ
る。

【００４１】今、Ａ／Ｄ変換器９によって、固体撮像素
子１から出力される映像信号が、０〜Ｄの信号レベルと
なるデジタル信号に変換される。このとき、図６（ａ）
のように、信号レベル０の映像信号に相当する最低輝度
Ｂｍより低い輝度値の映像信号が全て信号レベル０のデ
ジタル信号に変換されるとともに、信号レベルＤの映像
信号に相当する最高輝度ＢＭより高い輝度値の映像信号
が全て信号レベルＤのデジタル信号に変換される。又、
Ａ／Ｄ変換器２では、固体撮像素子１から出力される映
像信号が、図６（ｂ）のように、０〜ＤＭの信号レベル
となるデジタル信号に変換される。このとき、Ａ／Ｄ変
換器９では、Ａ／Ｄ変換器２に比べて、そのダイナミッ
クレンジが十分広くなるように、設定されている。

【００４２】このように、Ａ／Ｄ変換器９において、図
６（ａ）のグラフの関係に基づいて、固体撮像素子１か
ら出力される映像信号がデジタル信号に変換されると
き、自動調節でメモリ６より読み出されるように設定さ
れた測定期間又は手動調節でユーザーに指定された測定
期間の間、演算回路３において、Ａ／Ｄ変換器９より与
えられるデジタル信号の最小値Ｄａ及び最大値Ｄｂが検
出される。この検出されたデジタル信号の最小値Ｄａ及
び最大値Ｄｂから、演算回路３において、図６（ａ）の
グラフの関係に基づいて、測定期間中の最低測定輝度Ｂ
ａ及び最高測定輝度Ｂｂが算出される。

【００４３】そして、検出した最低測定輝度Ｂａ及び最
高測定輝度Ｂｂとなる被写体の輝度範囲が、Ａ／Ｄ変換
器２によって変換されたデジタル信号のダイナミックレ
ンジ０〜ＤＭにおいて、メモリ６によって各種調節モー
ドで設定された範囲に収まるように、設定される。例え
ば、デジタル信号のダイナミックレンジにおいて、被写
体の輝度範囲が図６（ｂ）のような範囲に収まるように
設定されるとき、検出した最低測定輝度Ｂａ及び最高測
定輝度Ｂｂがそれぞれ、信号レベルＤｍ１，ＤＭ１に対
応するように、信号レベル０の映像信号に相当する最低
輝度Ｂｍ１及び信号レベルＤＭの映像信号に相当する最
低輝度ＢＭ１が設定される。

【００４４】即ち、最低輝度Ｂｍ１が（１）式のように
して求められるとともに、最高輝度ＢＭ１が（２）式の
ようにして求められる。 Bm1=(Dm1×Bb-Ba×DM1)/(Dm1-DM1) …（１） BM1=[DM×(Ba-Bb)+(Dm1×Bb-Ba×DM1)]/(Dm1-DM1) …（２）

【００４５】このようにして求められた最低輝度Ｂｍ１
及び最高輝度ＢＭ１に相当する値がそれぞれ、Ｄ／Ａ変
換器４，５に与えられる。そして、Ｄ／Ａ変換器４，５
それぞれでアナログ変換され、Ａ／Ｄ変換器２でデジタ
ル信号に変換するための最低輝度及び最高輝度それぞれ
を示す基準電圧Ｖｍ１，ＶＭ１が設定される。この基準
電圧Ｖｍ１，ＶＭ１が与えられたＡ／Ｄ変換器２では、
固体撮像素子１から出力される映像信号の電圧値が基準
電圧Ｖｍ１以下となるとき、信号レベル０のデジタル信
号に、又は、固体撮像素子１から出力される映像信号の
電圧値が基準電圧ＶＭ１以下となるとき、信号レベルＤ
Ｍのデジタル信号に、それぞれ変換されるように、固体
撮像素子１から出力される映像信号をデジタル変換す
る。

【００４６】このように、Ａ／Ｄ変換器９からの測定用
映像信号を用いて検出した被写体の輝度範囲が、Ａ／Ｄ
変換器２で変換されたデジタル信号のダイナミックレン
ジより狭い範囲となるようにすることで、検出した輝度
範囲より広い範囲での輝度変化にも対応することができ
る。即ち、図７（ａ）のように、Ａ／Ｄ変換器９からの
測定用映像信号を用いて検出した被写体の輝度範囲が、
Ａ／Ｄ変換器２で変換されたデジタル信号のダイナミッ
クレンジの低輝度側に位置するとき、撮像時に輝度範囲
より高い輝度の部分を撮像したとしても、高輝度側にお
ける変換可能な信号レベルに余裕があるので、デジタル
信号に変換することができる。又、図７（ｂ）のよう
に、Ａ／Ｄ変換器９からの測定用映像信号を用いて検出
した被写体の輝度範囲が、Ａ／Ｄ変換器２で変換された
デジタル信号のダイナミックレンジの高輝度側に位置す
るとき、撮像時に輝度範囲より低い輝度の部分を撮像し
たとしても、低輝度側における変換可能な信号レベルに
余裕があるので、デジタル信号に変換することができ
る。

【００４７】又、検出した最低測定輝度Ｂａ及び最高測
定輝度Ｂｂのそれぞれを対応させる信号レベルＤｍ１，
ＤＭ１の間隔の広さを切り換えることによって、再生さ
れる映像のコントラストを変化させることができる。即
ち、図８（ａ）のように、信号レベルＤｍ１，ＤＭ１の
間隔を広くした場合は、コントラストが高くなるが、前
述した輝度変化に対する余裕が小さくなる。又、図８
（ｂ）のように、信号レベルＤｍ１，ＤＭ１の間隔を狭
くした場合は、コントラストが低くなるが、前述した輝
度変化に対する余裕が大きくなる。

【００４８】尚、このように調節動作を行うとき、最低
測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの値の設定について
は、以下の（１）〜（４）の条件のうち、１つ以上の条
件が組み合わされた条件を満たす値に設定されるように
することで、安定させることができる。 （１）最低測定輝度Ｂａや最高測定輝度Ｂｂの変化量が
所定値以上となるときに検出された最低測定輝度Ｂａや
最高測定輝度Ｂｂの値を反映。 （２）最低測定輝度Ｂａや最高測定輝度Ｂｂの変化量が
所定時間以上継続して所定値以上となるときに検出され
た最低測定輝度Ｂａや最高測定輝度Ｂｂの値を反映。 （３）最低測定輝度Ｂａや最高測定輝度Ｂｂの実際の変
化量に対して一定の割合分（例えば１／２）のみを反
映。 （４）検出した最低測定輝度Ｂａや最高測定輝度Ｂｂと
過去の複数回に設定された最低測定輝度Ｂａや最高測定
輝度Ｂｂとの平均値を反映。

【００４９】＜第１の実施形態＞本発明の第１の実施形
態について、図面を参照して、説明する。図９は、入力
部の操作釦の配置を示す図である。

【００５０】図９に示すように、本実施形態の固体撮像
装置において、入力部７ａ（図１の入力部７に相当す
る）には、手動調節モードに設定するための手動設定釦
７１と、各種自動調節モードに設定するための自動設定
釦７２ａ〜７２ｃと、手動調節モード時にゲイン調整を
行うためのゲイン調整釦７３と、手動調節モード時にオ
フセット調整を行うためのオフセット調整釦７４と、自
動調節モード時にコントラスト調整を行うためのコント
ラスト調整釦７５とが設けられる。そして、メモリ６に
は、各自動調節モードにおける信号レベルＤｍ１，ＤＭ
１の値と最低測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの測定
期間と決定条件とが格納されるとともに、手動調節モー
ドにおける信号レベルＤｍ１，ＤＭ１と決定条件とが格
納される。

【００５１】図９のような入力部７ａを備える固体撮像
装置の動作について、以下に説明する。尚、説明を簡単
にするために、Ａ／Ｄ変換器２において、１２ビットの
デジタル信号に変換されるものとする。

【００５２】１．自動調節モード 自動設定釦７２ａを操作することによって、一般用途向
けの自動調節モードに、自動設定釦７２ｂを操作するこ
とによって、溶接部分観察向けの自動調節モードに、自
動設定釦７２ｃを操作することによって、監視カメラ向
けの自動調節モードに、それぞれ設定される。各自動調
節モードにおける動作について、以下に説明する。

【００５３】１−ａ 一般用途向け Ａ／Ｄ変換器２において信号レベル０〜４０９５（上述
のＤＭに相当）のデジタル信号に変換されるとき、図１
０のように、上述した検出動作により検出された最低測
定輝度Ｂａに対応させる信号レベルＤｍ１を８００、最
高測定輝度Ｂｂに対応させる信号レベルＤＭ１を３２０
０とされる。即ち、高輝度側と低輝度側に、同程度の余
裕を持たせる。

【００５４】図１０のように、検出された輝度範囲が対
応付けされるとき、演算回路３でＡ／Ｄ変換器９から与
えられる測定用映像信号に基づいて検出される最低測定
輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂはそれぞれ、５フレーム
毎に、各フレームで検出される最低輝度と最高輝度の平
均値とする。即ち、１秒に３０フレームが撮像されるの
で、０．２秒間、各フレーム毎に、撮像した被写体の最
低輝度及び最高輝度の検出が行われる。そして、各フレ
ーム毎に検出された５つの最低輝度及び最高輝度をそれ
ぞれ平均することによって、最低測定輝度Ｂａ及び最高
測定輝度Ｂｂを得る。

【００５５】そして、このようにして得た最低測定輝度
Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂより、図１０の関係を用い
て、信号レベル０の映像信号に相当する最低輝度Ｂｍ１
及び信号レベル４０９５の映像信号に相当する最低輝度
ＢＭ１が設定される。この設定された最低輝度Ｂｍ１及
び最高輝度ＢＭ１に相当する値がそれぞれ、Ｄ／Ａ変換
器４，５に与えられると、Ｄ／Ａ変換器４，５でアナロ
グ変換され、Ａ／Ｄ変換器２に基準電圧Ｖｍ１，ＶＭ１
が与えられる。

【００５６】１−ｂ 溶接部分観察向け Ａ／Ｄ変換器２において信号レベル０〜４０９５のデジ
タル信号に変換されるとき、図１１のように、上述した
検出動作により検出された最低測定輝度Ｂａに対応させ
る信号レベルＤｍ１を７００、最高測定輝度Ｂｂに対応
させる信号レベルＤＭ１を２５００とされる。即ち、高
輝度側に、低輝度側と比べて大きめの余裕を持たせる。

【００５７】図１１のように、検出された輝度範囲が対
応付けされるとき、演算回路３でＡ／Ｄ変換器９から与
えられる測定用映像信号に基づいて検出される最低測定
輝度Ｂａを、一般用途向けのものと同様、５フレーム毎
に、各フレームで検出される最低輝度の平均値とする。
又、最高測定輝度Ｂｂが、各フレーム毎に演算回路３で
Ａ／Ｄ変換器９から与えられる測定用映像信号に基づい
て検出され、現在のＡ／Ｄ変換器２への基準電圧Ｖｍ
１，ＶＭ１を設定する最高測定輝度Ｂｂよりもその値が
高くなったことが検出されたとき、検出した値を最高測
定輝度Ｂｂとして置き換える。逆に、現在のＡ／Ｄ変換
器２への基準電圧Ｖｍ１，ＶＭ１を設定する最高測定輝
度Ｂｂよりもその値が低くなったことが検出されたとき
は、例えば３秒間というように所定時間以上継続してそ
の値が検出されるか確認された後、継続した場合にの
み、検出した値を最高測定輝度Ｂｂとして置き換える。

【００５８】このようにすることで、溶接開始時に、ア
ーク光が点滅する場合には、アーク光の部分が長時間に
わたって飽和状態のままにならないように、そのアーク
光における最高輝度が最高測定輝度Ｂｂとして速やかに
検出される。又、アーク光が瞬間的に消えたとき、その
ときの最高輝度を最高測定輝度Ｂｂとしてすぐには検出
しないようにする。これにより、アーク光の点滅で最高
輝度自体は激しく変動したときでも、最高測定輝度Ｂｂ
はあまり変動しないようにして、映像の明るさを安定し
たものとする。又、溶接が完全に終了してアーク光が消
えたときは、数秒間、被写体の最高輝度が低くなったこ
とが検知されるため、この低くなった最高輝度が最高測
定輝度Ｂｂとして検出される。

【００５９】そして、このようにして得た最低測定輝度
Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂより、図１１の関係を用い
て、信号レベル０の映像信号に相当する最低輝度Ｂｍ１
及び信号レベル４０９５の映像信号に相当する最低輝度
ＢＭ１が設定される。この設定された最低輝度Ｂｍ１及
び最高輝度ＢＭ１に相当する値がそれぞれ、Ｄ／Ａ変換
器４，５に与えられると、Ｄ／Ａ変換器４，５でアナロ
グ変換され、Ａ／Ｄ変換器２に基準電圧Ｖｍ１，ＶＭ１
が与えられる。

【００６０】１−ｃ 監視カメラ向け Ａ／Ｄ変換器２において信号レベル０〜４０９５のデジ
タル信号に変換されるとき、図１２のように、上述した
検出動作により検出された最低測定輝度Ｂａに対応させ
る信号レベルＤｍ１を１０２４、最高測定輝度Ｂｂに対
応させる信号レベルＤＭ１を３０７２とされる。即ち、
高輝度側と低輝度側に、同程度の余裕を持たせるととも
に、一般向けの場合と比べて、その余裕を広めにする。

【００６１】図１２のように、検出された輝度範囲が対
応付けされるとき、演算回路３でＡ／Ｄ変換器９から与
えられる測定用映像信号に基づいて検出される最低測定
輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂはそれぞれ、３０フレー
ム分毎に、各フレームで検出される最低輝度と最高輝度
の平均値とする。即ち、１秒に３０フレームが撮像され
るので、１秒間、各フレーム毎に、撮像した被写体の最
低輝度及び最高輝度の検出が行われる。そして、各フレ
ーム毎に検出された３０個の最低輝度及び最高輝度をそ
れぞれ平均することによって、最低測定輝度Ｂａ及び最
高測定輝度Ｂｂを得る。

【００６２】このように、一般用途向けと比べて、長い
時間に検出された最低輝度及び最高輝度の平均値を、最
低測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂとすることによっ
て、映像調節の変化が緩やかになるようにして、一時的
な外乱光などに応答して映像の明るさが急激に変動する
ことを防ぐ。

【００６３】そして、このようにして得た最低測定輝度
Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂより、図１２の関係を用い
て、信号レベル０の映像信号に相当する最低輝度Ｂｍ１
及び信号レベル４０９５の映像信号に相当する最高輝度
ＢＭ１が設定される。この設定された最低輝度Ｂｍ１及
び最高輝度ＢＭ１に相当する値がそれぞれ、Ｄ／Ａ変換
器４，５に与えられると、Ｄ／Ａ変換器４，５でアナロ
グ変換され、Ａ／Ｄ変換器２に基準電圧Ｖｍ１，ＶＭ１
が与えられる。

【００６４】１−ｄ コントラスト調整 このように、１−ａ〜１−ｃで説明した各自動調節モー
ドが設定されたとき、コントラスト調整釦７５を操作す
ることによって、各自動調節モードで設定された信号レ
ベルＤｍ１，ＤＭ１の値を変化させることによって、コ
ントラスト調整を行うことができる。即ち、図８を参照
して説明したように、コントラスト調整釦７５を操作し
て、信号レベルＤｍ１，ＤＭ１の間隔を変化させること
で、コントラストの調整を行う。

【００６５】２．手動調節モード 手動設定釦７１を１秒以上押し続けることによって、手
動調節モードに設定され、演算回路３において、Ａ／Ｄ
変換器９から与えられる測定用映像信号に基づいて、最
低測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの検出が開始され
る。そして、再び、手動設定釦７１を押すことによっ
て、最低測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの検出が終
了し、最低測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂが決定さ
れる。即ち、図１３のように、手動調節モードが設定さ
れて、最低測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの検出が
開始されてから終了されるまでの期間を通じて、最低と
なるものを最低測定輝度Ｂａとし、最高となるものを最
高測定輝度Ｂｂとする。この決定された最低測定輝度Ｂ
ａ及び最高測定輝度Ｂｂが、演算回路３によってメモリ
６に格納される。

【００６６】今、１−ａと同様、Ａ／Ｄ変換器２におい
て信号レベル０〜４０９５のデジタル信号に変換される
とき、図１０のように、上述した検出動作により検出さ
れた最低測定輝度Ｂａに対応させる信号レベルＤｍ１を
８００、最高測定輝度Ｂｂに対応させる信号レベルＤＭ
１を３２００とされるものとする。

【００６７】よって、上述したように最低測定輝度Ｂａ
及び最高測定輝度Ｂｂが決定されると、この最低測定輝
度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂより、図１０の関係を用い
て、信号レベル０の映像信号に相当する最低輝度Ｂｍ１
及び信号レベル４０９５の映像信号に相当する最高輝度
ＢＭ１が設定される。この設定された最低輝度Ｂｍ１及
び最高輝度ＢＭ１に相当する値がそれぞれ、Ｄ／Ａ変換
器４，５に与えられると、Ｄ／Ａ変換器４，５でアナロ
グ変換され、Ａ／Ｄ変換器２に基準電圧Ｖｍ１，ＶＭ１
が与えられる。

【００６８】更に、このようにして、基準電圧Ｖｍ１，
ＶＭ１が設定された後、ゲイン調整釦７３やオフセット
調整釦７４が操作されることによって、明るさやコント
ラストの微調整を行うことができる。

【００６９】ゲイン調整釦７３が操作されると、図１４
のように、輝度の対数値とデジタル信号の信号レベルと
の関係を表す直線の傾きが切り換えられる。このとき、
所定の基準輝度Ｂ０のデジタル信号の信号レベルが一定
とされる。図１４の場合、５つの傾きを選択することが
可能である。又、オフセット釦７４が操作されると、図
１５のように、輝度の対数値とデジタル信号の信号レベ
ルとの関係を表す直線の傾きを一定とし、所定の基準輝
度Ｂ０のデジタル信号の信号レベルが切り換えられる。
このとき、オフセット釦７４が操作される直前での信号
レベルが基準値とされ、その相対値が設定される。図１
５の場合、５つの相対値を選択することが可能である。

【００７０】＜第２の実施形態＞本発明の第２の実施形
態について、図面を参照して、説明する。図１６は、入
力部の操作釦の配置を示す図である。尚、図１６におい
て、図９と同一の部分については、同一の符号を付す。

【００７１】図１６に示すように、本実施形態の固体撮
像装置において、入力部７ｂ（図１の入力部７に相当す
る）には、手動調節モードに設定するための手動設定釦
７１ａ〜７１ｃと、各種自動調節モードに設定するため
の自動設定釦７２と、ゲイン調整釦７３と、オフセット
調整釦７４と、コントラスト調整釦７５とを有する。こ
のような入力部７ｂが操作されたとき、固体撮像装置
は、基本的には、第１の実施形態と同様の動作を行う。

【００７２】即ち、自動設定釦７２が操作されたとき、
例えば、第１の実施形態で説明した一般用途向けの自動
調節モードが設定され、自動的に、Ａ／Ｄ変換器９及び
演算回路３及びＤ／Ａ変換器４，５によって、図１０の
ような関係を用いて、Ａ／Ｄ変換器２に与える基準電圧
Ｖｍ１，ＶＭ１が設定される。このように自動調節モー
ドが行われるとき、コントラスト調整釦７５が操作され
ることによって、第１の実施形態と同様、信号レベルＤ
ｍ１，ＤＭ１の間隔を変化させることで、コントラスト
の調整が行われる。

【００７３】又、手動設定釦７１ａを１秒以上押し続け
て手動調節モードに設定した後、再び、手動設定釦７１
ａを押すことによって、演算回路３において、Ａ／Ｄ変
換器９から与えられる測定用映像信号に基づいて、最低
測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの検出が行われる
と、図１０のような関係となるように、メモリ６より最
低測定輝度Ｂａに対応させる信号レベルＤｍ１を８０
０、最高測定輝度Ｂｂに対応させる信号レベルＤＭ１を
３２００が読み出される。そして、検出された最低測定
輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂより、図１０の関係を用
いて、最低輝度Ｂｍ１及び最高輝度ＢＭ１を設定する
と、Ｄ／Ａ変換器４，５により、Ａ／Ｄ変換器２に基準
電圧Ｖｍ１，ＶＭ１が与えられる。

【００７４】又、手動設定釦７１ｂを１秒以上押し続け
て手動調節モードに設定した後、再び、手動設定釦７１
ｂを押すことによって、演算回路３において、Ａ／Ｄ変
換器９から与えられる測定用映像信号に基づいて、最低
測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの検出が行われる
と、図１１のような関係となるように、メモリ６より最
低測定輝度Ｂａに対応させる信号レベルＤｍ１を７０
０、最高測定輝度Ｂｂに対応させる信号レベルＤＭ１を
２５００が読み出される。そして、検出された最低測定
輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂより、図１１の関係を用
いて、最低輝度Ｂｍ１及び最高輝度ＢＭ１を設定する
と、Ｄ／Ａ変換器４，５により、Ａ／Ｄ変換器２に基準
電圧Ｖｍ１，ＶＭ１が与えられる。

【００７５】又、手動設定釦７１ｃを１秒以上押し続け
て手動調節モードに設定した後、再び、手動設定釦７１
ｃを押すことによって、演算回路３において、Ａ／Ｄ変
換器９から与えられる測定用映像信号に基づいて、最低
測定輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂの検出が行われる
と、図１２のような関係となるように、メモリ６より最
低測定輝度Ｂａに対応させる信号レベルＤｍ１を１０２
４、最高測定輝度Ｂｂに対応させる信号レベルＤＭ１を
３０７２が読み出される。そして、検出された最低測定
輝度Ｂａ及び最高測定輝度Ｂｂより、図１２の関係を用
いて、最低輝度Ｂｍ１及び最高輝度ＢＭ１を設定する
と、Ｄ／Ａ変換器４，５により、Ａ／Ｄ変換器２に基準
電圧Ｖｍ１，ＶＭ１が与えられる。

【００７６】このように手動調節モードによって、基準
電圧Ｖｍ１，ＶＭ１が設定されると、ゲイン調整釦７３
及びオフセット釦７４がそれぞれ操作されることによっ
て、第１の実施形態と同様、輝度の対数値とデジタル信
号の信号レベルとの関係を表す直線の傾き及び所定の基
準輝度Ｂ０のデジタル信号の信号レベルを変化させるこ
とで、コントラストや明るさの微調整が行われる。

【００７７】＜第３の実施形態＞本発明の第３の実施形
態について、図面を参照して、説明する。図１７は、入
力部の操作釦の配置を示す図である。尚、図１７におい
て、図９及び図１６と同一の部分については、同一の符
号を付す。

【００７８】図１７に示すように、本実施形態の固体撮
像装置において、入力部７ｃ（図１の入力部７に相当す
る）には、手動調節モードに設定するための手動設定釦
７１ａ〜７１ｃと、各種自動調節モードに設定するため
の自動設定釦７２ａ〜７２ｃと、ゲイン調整釦７３と、
オフセット調整釦７４と、コントラスト調整釦７５とを
有する。このような入力部７ｃが操作されたとき、固体
撮像装置は、基本的には、第１及び第２の実施形態と同
様の動作を行う。

【００７９】更に、ユーザーによって指示されて実行さ
れている各種調節モードを示すための表示用ＬＥＤ（Li
ght Emitting Diode）７６と、ゲイン調整釦７３及びコ
ントラスト調整釦７５がそれぞれ操作されたときのゲイ
ン及びコントラストそれぞれの変化量を示すための表示
用ＬＥＤ７７と、オフセット調整釦７４が操作されたと
きのオフセットの変化量を示すための表示用セグメント
ＬＥＤ７８とを有する。

【００８０】このように入力部７ｃが構成されるとき、
手動設定釦７１ａ〜７１ｃ又は自動設定釦７２ａ〜７２
ｃのいずれかが操作されると、指示された調節モードが
いずれであるか示すために、表示用ＬＥＤ７６の一つが
点滅する。尚、手動設定釦７１〜７１ｃのいずれかが操
作されたときは、第２の実施形態と同様の動作が行わ
れ、又、自動設定釦７２ａ〜７２ｃのいずれかが操作さ
れたときは、第１の実施形態と同様の動作が行われる。

【００８１】又、ゲイン調整釦７３が操作されることに
よって、輝度の対数値とデジタル信号の信号レベルとの
関係を表す直線の傾きの大きさが、表示用ＬＥＤ７７が
表示されることによって示される。又、コントラスト調
整釦７５が操作されることによって、信号レベルＤｍ
１，ＤＭ１の間隔の広さが、表示用ＬＥＤ７７が表示さ
れることによって示される。更に、オフセット調整釦７
４が操作されることによって、変化される所定の基準輝
度Ｂ０のデジタル信号の信号レベルの相対値が表示用セ
グメントＬＥＤ７８に表示される。

【００８２】尚、上述の実施形態において、演算回路で
検出される最低測定輝度Ｂａが、輝度分布の最低輝度か
ら度数を輝度で積分した値が輝度分布全体のｘパーセン
トとなる輝度とされるとともに、演算回路で検出される
最高測定輝度Ｂｂが、輝度分布の最高輝度から度数を輝
度で積分した値が実効面積のｘパーセントとなる輝度と
されるようにしても構わない。

【００８３】

【発明の効果】本発明によると、様々な撮像条件とな
る、様々な撮像対象や目的に応じて、各種パラメータを
格納し、このパラメータを読み出すことによって、固体
撮像素子の出力ダイナミックレンジを調節することがで
きるので、その撮像条件に最適な出力ダイナミックレン
ジを容易に調節することができる。よって、各撮像条件
に対して、より効果的な映像調節を行うことができる。
又、出力ダイナミックレンジの広い固体撮像素子からの
出力を、十分、生かすことができ、その撮像条件に応じ
た見やすい映像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置の内部構成を示すブロッ
ク図。

【図２】固体撮像素子の構成を示すブロック回路図。

【図３】図２の固体撮像素子の一部を示す回路図。

【図４】図２の固体撮像素子内に設けられた画素の構成
を示す回路図。

【図５】図２の固体撮像素子内に設けられた画素の構成
を示す回路図。

【図６】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関係
を示すグラフ。

【図７】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関係
を示すグラフ。

【図８】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関係
を示すグラフ。

【図９】入力部の操作釦の配置を示す図。

【図１０】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関
係を示すグラフ。

【図１１】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関
係を示すグラフ。

【図１２】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関
係を示すグラフ。

【図１３】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関
係を示すグラフ。

【図１４】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関
係を示すグラフ。

【図１５】被写体の輝度と映像信号の信号レベルとの関
係を示すグラフ。

【図１６】入力部の操作釦の配置を示す図。

【図１７】入力部の操作釦の配置を示す図。

【符号の説明】

１ 固体撮像素子 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ 演算回路 ４，５ Ｄ／Ａ変換器 ６ メモリ ７ 入力部 ８ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 里之 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 4M118 AA02 AA10 AB01 BA14 CA03 DD09 FA06 5C024 CX43 GY31 HX18 HX20 HX23 HX55

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光量に対して自然対数的に変換した
   電気信号を出力する複数の画素を有する固体撮像素子
   と、 所定期間毎に、前記固体撮像素子より出力された電気信
   号に基づいて被写体の輝度範囲を検出するとともに、検
   出した輝度範囲に基づいて前記固体撮像素子の出力ダイ
   ナミックレンジを調節する調節部と、 該調節部で出力ダイナミックレンジを調節するためのパ
   ラメータが複数の撮像条件毎に格納されるメモリと、 を有し、 前記調節部において、選択された撮像条件に応じたパラ
   メータが前記メモリより読み出されて、前記固体撮像素
   子の出力ダイナミックレンジが調節されることを特徴と
   する固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記パラメータが、前記複数の撮像条件
   毎に設定された、前記輝度範囲の最低輝度に対する前記
   電気信号の第１信号レベルと、前記輝度範囲の最高輝度
   に対する前記電気信号の第２信号レベルと、であり、 前記調節部において、検出した前記輝度範囲の最低輝度
   及び最高輝度と、選択された撮像条件に応じた前記第１
   及び第２信号レベルとに基づいて、前記固体撮像素子の
   出力ダイナミックレンジが調節されることを特徴とする
   請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記パラメータに、前記複数の撮像条件
   毎に設定された、前記輝度範囲を測定するための測定時
   間及び決定条件が含まれ、 前記調節部において、選択された撮像条件に応じた前記
   測定時間及び前記決定条件に従って前記輝度範囲の最低
   輝度及び最高輝度が検出され、前記固体撮像素子の出力
   ダイナミックレンジが調節されることを特徴とする請求
   項２に記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記輝度範囲を測定するための測定時間
   を入力するための入力部を有し、 前記調節部において、前記入力部より入力された前記測
   定時間に従って前記輝度範囲の最低輝度及び最高輝度が
   検出され、前記固体撮像素子の出力ダイナミックレンジ
   が調節されることを特徴とする請求項３に記載の固体撮
   像装置。
5. 【請求項５】 前記輝度範囲を測定するための測定時間
   を入力するための入力部を有し、 前記調節部において、前記入力部より入力された前記測
   定時間に従って前記輝度範囲の最低輝度及び最高輝度が
   検出され、前記固体撮像素子の出力ダイナミックレンジ
   が調節されることを特徴とする請求項２に記載の固体撮
   像装置。
6. 【請求項６】 前記パラメータに、前記複数の撮像条件
   毎に設定された、前記輝度範囲を測定するための決定条
   件が含まれ、 前記調節部において、前記入力部より入力された前記測
   定時間と選択された撮像条件に応じた前記決定条件とに
   従って前記輝度範囲の最低輝度及び最高輝度が検出さ
   れ、前記固体撮像素子の出力ダイナミックレンジが調節
   されることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装
   置。
7. 【請求項７】 前記パラメータに、一つ以上の前記撮像
   条件毎に設定された、前記輝度範囲を測定するための測
   定時間及び決定条件が含まれ、 前記調節部において、選択された撮像条件に応じた前記
   測定時間及び前記決定条件に従って前記輝度範囲の最低
   輝度及び最高輝度が検出され、前記固体撮像素子の出力
   ダイナミックレンジが調節されることを特徴とする請求
   項５又は請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２信号レベルの値を調節
   するために入力可能な信号レベル入力部を有することを
   特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の固体
   撮像装置。