JP2523864B2 - 固体撮像装置の自動感度制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置の自動感度制御方法に関する
ものである。

従来の技術 近年、固体撮像素子を用いた撮像装置、すなわち、固
体撮像装置はその小型，軽量，長寿命の特徴を生かし固
体カメラとして家庭用ビデオカメラ等に利用するように
なってきたが、ビデオカメラの普及につれてビデオカメ
ラに対する多機能化の要望が強まってきている。その中
の１つに固体撮像装置の自動感度制御が挙げられる。通
常、ビデオカメラの感度制御は機械的なレンズ絞りの開
閉の操作により行われてきたが、最近では、電気的に固
体撮像素子の電荷蓄積時間をコントロールする自動感度
制御が使われるようになってきた。

以下、図面を参照しながら、上述したような従来の固
体撮像装置の自動感度制御方法について説明する。

第２図は、固体撮像装置の自動感度制御回路の構成を
示すものである。第２図において、４は固体撮像素子、
５は信号処理回路、６は積分回路、７は振幅比較回路、
８は駆動パルス発生回路である。

第３図は、固体撮像装置の自動感度制御の信号の各波
形図である。第３図において、９は垂直ブランキングパ
ルス、10は信号電荷読出パルス、11は固体撮像素子出力
信号である。

固体撮像素子４が受光した光信号は、光電変換により
電気信号（以下、固体撮像素子出力信号と呼ぶ）に変換
され、信号処理回路５に入力され、ビデオ信号に変換さ
れる一方、積分回路６にも入力され、第３図に示される
フィールド１の時刻t₁₁〜t₁₂期間（１フィールド期間）
の固体撮像素子出力信号量に応じた直流電圧レベルに変
換される。次に、直流電圧レベルに変換された光信号
は、適正感度を決定するスレッショルド値と振幅比較回
路７により比較され、その出力が時刻t₁₂に駆動パルス
発生回路８に取り込まれる。駆動パルス発生回路８は振
幅比較回路７の出力に応じて、フィールド２の時刻t₁₃
に信号電荷読出パルスを発生させることにより、固体撮
像素子の電荷蓄積時間を変化させて、固体撮像素子出力
信号量をコントロールする。つまり、スレッショルド値
よりも高い固体撮像素子出力信号を検出したときは、電
荷蓄積時間を短く、スレッショルド値よりも低い固体撮
像素子出力信号を検出したときは、電荷蓄積時間を長く
することにより感度制御が行われる。この動作を１フィ
ールド毎に繰り返し行い、感度制御を行う。

以上のように固体撮像素子出力信号を駆動パルス発生
回路にフィールドバックし、１フィールド毎（1/60秒）
に固体撮像素子の電荷蓄積時間をコントロールすること
により、一定の適正感度が保たれる自動感度制御を電気
的に行うことができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような自動感度制御方法では、
固体撮像素子出力信号を直流電圧レベル信号に変換する
積分回路の周波数特性により、映像出力信号レベルの適
正感度レベルに対する誤差が大きくなってしまうという
欠点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み、ちらつき，制御誤差を抑制
することのできる自動感度制御方法を提供するものであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は、固体撮像素子の光電変換信号を１フィール
ド毎に積分回路で積分し、前記積分回路の出力と、適正
感度を決定するスレッショルド電圧とを振幅比較回路で
比較し、前記振幅比較回路の出力を入力する駆動パルス
発生回路で前記固体撮像素子の駆動パルスを発生させる
とともに、複数フィールド毎に、１フィールド分の前記
振幅比較回路の出力を、前記駆動パルス発生回路に取り
込み、固体撮像素子の前記複数フィールド毎に電荷蓄積
時間を変化させ、感度制御するように構成されている。

作用 この構成によって、積分回路の周波数特性に関係な
く、ちらつき，制御誤差を抑制し、明暗の周期的に繰り
返される画像を抑えることが可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。

本発明の自動感度制御方法を実施する固体撮像装置の
自動感度制御回路の構成は、従来の固体撮像装置の自動
感度制御回路の構成と同じく、第２図に示されるよう
に、固体撮像素子４、信号処理回路５、積分回路６、振
幅比較回路７、駆動パルス発生回路８より構成されてい
る。

第１図は本発明の実施例を説明する固体撮像装置の自
動感度制御方法の信号の各波形図である。第１図におい
て、１は垂直ブランキングパルス、２は信号電荷読出パ
ルス、３は固体撮像素子出力信号である。

以上のように構成された固体撮像装置の自動感度制御
回路を用いて本発明の方法を説明する。

フィールド１の時刻t₁₁から時刻t₁₂の期間（１フィー
ルド期間）、固体撮像素子４の出力信号を入力とする積
分回路６の出力と適正感度を設定するスレッショルド値
とを、振幅比較回路７で比較する。そして、時刻t₁₂に
おいて、振幅比較回路７の出力を取り込む。駆動パルス
発生回路８は、取り込まれた結果より、固体撮像素子の
電荷蓄積時間を設定するための不要電荷読出パルスを時
刻t₁₃に発生させて、次のフィールド（フィールド２）
の電荷蓄積時間を設定する。ここで、いったん感度制御
によって、電荷蓄積時間が設定されると、複数フィール
ド間は感度制御は行わず、不要電荷読出パルスの位置を
変えていないため、電荷蓄積時間が固定される。そし
て、複数フィールド後（図中では、ｎフィールド目）、
上記と同様に再び感度制御が行われる。時刻t_n2におい
て、振幅比較回路７の出力が取り込まれ、駆動パルス発
生回路８により、不要電荷読出パルスを時刻t_n3に、発
生させ、次のフィールド（フィールドｎ＋１）の電荷蓄
積時間を設定する。以上のように、複数フィールド毎
に、不要電荷読出パルスを決め直し、電荷蓄積時間を設
定し、感度制御を行う。

以上のように、本実施例によれば、固体撮像装置の自
動感度制御方法において、固体撮像素子の電荷蓄積時間
を複数フィールド毎に変化させて感度制御を行うことに
より、積分回路において周波数特性に依存しない安定し
た直流電圧が得られ、映像出力信号のちらつきや、感度
制御誤差を抑えることができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、固体撮像装置の自動感
度制御における、固体撮像素子の電荷蓄積時間を複数フ
ィールド毎に変化させて感度制御を行うことにより、映
像出力信号のちらつきや、感度制御誤差を抑えることが
でき、その実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の自動感
度制御方法を説明するための信号の各波形図、第２図は
本発明と従来の固体撮像装置の自動感度制御方法を説明
する回路図、第３図は従来の固体撮像装置の自動感度制
御方法を説明するための信号の各波形図である。 1,9……垂直ブランキングパルス、2,10……信号電荷読
出パルス、3,11……固体撮像素子出力信号、４……固体
撮像素子、５……信号処理回路、６……積分回路、７…
…振幅比較回路、８……駆動パルス発生回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像素子の光電変換信号を１フィールド毎
   に積分回路で積分し、前記積分回路の出力と、適正感度
   を決定するスレッショルド電圧とを振幅比較回路で比較
   し、前記振幅比較回路の出力を入力とする駆動パルス発
   生回路で前記撮像素子の駆動パルスを発生させるととも
   に、複数フィールド毎に、１フィールド分の前記振幅比
   較回路の出力を、前記駆動パルス発生回路に取り込み、
   前記撮像素子の前記複数フィールド毎に電荷蓄積時間を
   変化させることを特徴とする固体撮像装置の自動感度制
   御方法。