JP2751126B2 - Imaging device having gradation control function - Google Patents

Imaging device having gradation control function

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JP2751126B2 JP2293671A JP29367190A JP2751126B2 JP 2751126 B2 JP2751126 B2 JP 2751126B2 JP 2293671 A JP2293671 A JP 2293671A JP 29367190 A JP29367190 A JP 29367190A JP 2751126 B2 JP2751126 B2 JP 2751126B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば、映像信号を撮像するもので、特に
逆光補正などに用いて好適な階調制御機能を有する撮像
装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to, for example, an image pickup device for picking up an image signal, and particularly to an image pickup device having a gradation control function suitable for backlight correction and the like.

[従来の技術] ビデオカメラ等で、被写体を撮像するに当たり、照度
が強い逆光撮影の場合など、一画面中の階調は極めて広
いものとなる。
[Prior Art] When capturing an image of a subject with a video camera or the like, the gradation in one screen becomes extremely wide, such as in the case of backlit shooting with high illuminance.

ビデオカメラ等で用いられる、固体撮像素子等を用い
た撮像装置は、このように広い階調をすべて映像信号に
変換できるほどのダイナミツクレンジ幅を有していない
ため、明るさのレベルの上下で各々クリツプを発生して
しまう。これが、「白飛び」、「黒つぶれ」と呼ばれる
現象で、一画面中で、極端に明るい部分や暗い部分の階
調が表現できないものである。
An imaging device using a solid-state imaging device or the like used in a video camera or the like does not have a dynamic range width enough to convert all of such wide gradations into a video signal, and thus the brightness level may be increased or decreased. Causes clipping. This is a phenomenon called “overexposure” or “underexposure”, in which the gradation of extremely bright or dark portions cannot be expressed in one screen.

特に、逆光撮影の場合などは、背景の明るさに比較し
て、主たる被写体が陰になって極端に暗くなるため、
「黒つぶれ」を起こしてしまう。
Especially in backlit shooting, the main subject is shaded and extremely dark compared to the brightness of the background,
"Black crush" will occur.

この対策として、従来、BLC(バツク・ライト・コン
トロール)という露光量を増加して逆光補正を行う手法
が用いられていた。以下、図面を参照して、従来の手法
による逆光補正について詳しく説明する。
As a countermeasure against this, conventionally, there has been used a method called BLC (Backlight Control) for performing backlight correction by increasing the exposure amount. Hereinafter, with reference to the drawings, backlight correction by a conventional method will be described in detail.

まず、アイリスを用いた露光量調節機構におけるBLC
の動作について、第17図に示した逆光補正回路構成図を
用いて説明する。
First, the BLC in the exposure adjustment mechanism using iris
The operation will be described with reference to the configuration diagram of the backlight correction circuit shown in FIG.

光学系10より入射した被写体よりの光線はアイリス11
により、光量制限されて、撮像素子12上に結像する。結
像状態に応じた光電変換信号が、撮像素子12より出力さ
れ、信号処理回路13にて、映像信号化され、映像信号と
して出力される。
The light rays from the object incident from the optical system 10 are iris 11
As a result, the light amount is limited, and an image is formed on the image sensor 12. A photoelectric conversion signal corresponding to the imaging state is output from the image sensor 12, converted into a video signal by the signal processing circuit 13, and output as a video signal.

一方、AE回路14にも上述の映像信号は供給されてお
り、AE回路14は、映像信号に応じたアイリス制御信号を
発生する。ドライバー16は、加算器15経由でAE回路14か
らのアイリス制御信号を受けてigメータ17を駆動する駆
動信号を発生させ、アイリスによる光量の自動調節を実
現している。
On the other hand, the above-described video signal is also supplied to the AE circuit 14, and the AE circuit 14 generates an iris control signal according to the video signal. The driver 16 receives an iris control signal from the AE circuit 14 via the adder 15, generates a drive signal for driving the ig meter 17, and realizes automatic adjustment of the light amount by the iris.

上述した光量の自動調節の考え方においては、一般
に、映像信号の輝度レベルの一画面分の積分値に応じて
光量を調節するようにしているので、一画面全体の平均
的な明るさだけに着目していることになる。そのため、
逆光撮影の場合などは、非常に明るい背景に合わせて撮
像素子12への入射光量の調節が行われるため、主たる被
写体が極端に暗くなつて「黒つぶれ」を起こしてしま
う。
In the concept of the automatic adjustment of the light amount described above, the light amount is generally adjusted in accordance with the integral value of one screen of the luminance level of the video signal, so that attention is paid only to the average brightness of the entire screen. You are doing. for that reason,
In the case of backlight photography, for example, the amount of light incident on the image sensor 12 is adjusted in accordance with a very bright background, so that the main subject becomes extremely dark and “blackout” occurs.

このような場合には、BLCをONにして、撮影者が逆光
補正指示を出す必要がある。第17図の回路構成図では、
BLCスイツチ19をONにすることにより、補正信号発生器1
8から、アイリスを「開」側へ向ける信号が、加算器15
を経てドライバー16に供給される。ドライバー16は、ig
メータ17を開く方向に駆動し、撮像素子12への入射光量
が増加されて、逆光補正が行なわれる。
In such a case, the photographer needs to turn on the BLC and issue a backlight correction instruction. In the circuit diagram of FIG. 17,
By turning on the BLC switch 19, the correction signal generator 1
From (8), the signal for turning the iris to the “open” side is
Is supplied to the driver 16. Driver 16
The meter 17 is driven in the opening direction, the amount of light incident on the image sensor 12 is increased, and backlight correction is performed.

このようにBLCスイツチ19をONにして従来の手法によ
る逆光補正を行なうことにより、画像は、第18図(a)
に示したBLC−OFF(逆光補正前)の状態から、(b)に
示したBLC−ON(逆光補正後)の状態に変化する。図を
見て分かる通り、BLC−OFFでは、背景は良く写つている
が、主たる被写体は「黒つぶれ」を起こして、うまく写
つていない。これに対し、BLC−ONでは、主たる被写体
の階調が表現され良く写つている。
By turning on the BLC switch 19 and performing the backlight correction according to the conventional method, the image becomes as shown in FIG. 18 (a).
The state changes from BLC-OFF (before backlight correction) shown in (b) to BLC-ON (after backlight correction) shown in (b). As can be seen from the figure, with BLC-OFF, the background is well captured, but the main subject is "black out" and not well captured. On the other hand, in the BLC-ON, the gradation of the main subject is expressed and well captured.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記の従来例の撮像装置においては、
第18図(b)を見れば分かる通り、逆光補正を行なうこ
とにより、撮像素子の受光量が多くなるため、主たる被
写体は良く写る様になるものの、背景は、「白飛び」を
起こしてうまく写すことができない。
[Problem to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional imaging apparatus,
As can be seen from FIG. 18 (b), by performing the backlight correction, the amount of light received by the image sensor is increased, so that the main subject is well photographed, but the background is overexposed. I can't copy it.

つまり、従来の手法による逆光補正では、撮像素子の
ダイナミツクレンジの制約から、上下どちらか一方のレ
ベルで、クリツプしてしまい、主たる被写体と背景の双
方を良好に撮像することができないという問題点があつ
た。
That is, in the backlight correction by the conventional method, clipping occurs at one of the upper and lower levels due to the restriction of the dynamic range of the image sensor, and both the main subject and the background cannot be imaged well. There was.

従つて、本発明の撮像装置は、上述の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、主たる
被写体と背景の双方に良好な露光を実現でき、見かけ
上、広い階調表現の可能な階調制御機能を有する撮像装
置を提供することにある。
Therefore, the imaging apparatus of the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to realize good exposure to both the main subject and the background, and to have an apparently wide gradation. An object of the present invention is to provide an imaging device having a tone control function capable of expression.

[課題を解決するための手段] 上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明
の階調制御機能を有する撮像装置は、光信号を受けて光
電変換を行い、情報の蓄積を行うセンシング手段と、該
センシング手段の蓄積可能電荷量を変化させる制御手段
とを有し、1画面を構成するための単位光蓄積期間中に
前記蓄積可能電荷量を前記制御手段により、複数の段階
に変化させ、かつ、該複数の段階のレベルを、画像情報
における輝度の分布特性に応じて設定する様に制御する
ことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems and achieve the object, an imaging device having a gradation control function of the present invention receives an optical signal, performs photoelectric conversion, and accumulates information. Sensing means, and control means for changing the storable charge amount of the sensing means. The control means controls the storable charge amount in a plurality of steps during a unit light accumulation period for forming one screen. And the levels of the plurality of levels are controlled so as to be set in accordance with the luminance distribution characteristics of the image information.

[作用] 上記の構成において、本発明の階調制御機能を有する
撮像装置は、単位光蓄積期間中に、蓄積可能電荷量を少
く設定して低輝度の被写体に適した露光を行わせる動作
と、蓄積可能電荷量を多く設定して高輝度の被写体に適
した露光を行わせる動作を、各々行わせ、それぞれの動
作における蓄積可能電荷量のレベルを、画像情報におけ
る輝度の分布特性に応じて設定することにより、1画面
内の低輝度の被写体と高輝度の被写体の双方に良好な露
光を実現する様に働く。
[Operation] In the above configuration, the imaging apparatus having the gradation control function according to the present invention sets the amount of storable electric charge to be small during the unit light accumulation period to perform exposure suitable for a low-luminance subject. An operation of setting a large amount of storable charge and performing exposure suitable for a high-brightness subject is performed, and the level of the storable charge in each operation is determined according to the luminance distribution characteristics in the image information. The setting works so as to realize good exposure for both the low-luminance subject and the high-luminance subject in one screen.

[実施例] 以下、本発明の好適な一実施例について図面を参照し
て、詳細に説明する。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、一実施例の構成を示したブロツク図であ
る。図中、中心より下側半分は、第17図に示した従来例
の回路構成と同様である。第1図をもとに、本実施例の
動作の概念を説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment. In the figure, the lower half from the center is the same as the circuit configuration of the conventional example shown in FIG. The concept of the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.

光学系10より入射した被写体よりの光線は、アイリス
11により光量を調節され、撮像素子1上に被写体像を結
像する。撮像素子1にて光電変換され出力された信号
は、信号処理回路13にて映像信号に変換処理され、映像
信号として外部へ出力される一方で、AE回路14及び、画
像分析回路2へ供給される。
Light rays from the subject incident from the optical system 10 are
The light amount is adjusted by 11 to form a subject image on the image sensor 1. The signal photoelectrically converted and output by the image sensor 1 is converted into a video signal by the signal processing circuit 13 and output to the outside as a video signal, while being supplied to the AE circuit 14 and the image analysis circuit 2. You.

画像分析回路2は、映像信号の輝度情報等の分析を行
い、例えば輝度ヒストグラム等をコントローラ3に供給
する。被写体の条件に応じて、モード切り替えスイツチ
5を切り替えることにより、NORMAL−MODE(通常撮影モ
ード)とBLC−ON−MODE(逆光補正モード)のうち一方
の撮影モードが選択される。コントローラ3は、モード
切り替えスイツチ5からの撮影モード選択信号と、画像
分析回路2からの輝度ヒストグラム等の情報を受けて、
それらの情報に応じて、撮像素子1の駆動制御を行う。
The image analysis circuit 2 analyzes the luminance information and the like of the video signal, and supplies, for example, a luminance histogram and the like to the controller 3. By switching the mode switching switch 5 in accordance with the condition of the subject, one of the shooting modes, NORMAL-MODE (normal shooting mode) and BLC-ON-MODE (backlight correction mode), is selected. The controller 3 receives a photographing mode selection signal from the mode switching switch 5 and information such as a luminance histogram from the image analysis circuit 2,
The drive control of the image sensor 1 is performed according to the information.

一方、AE回路14からは、映像信号に応じたアイリス制
御信号が発生され、加算器15経由で、ドライバー16に加
えられる。ドライバー16は、アイリス制御信号を受け
て、igメータ17を駆動する駆動信号を発生させ、アイリ
スによる光量自動調節を行う。
On the other hand, an iris control signal corresponding to the video signal is generated from the AE circuit 14 and is applied to the driver 16 via the adder 15. The driver 16 receives the iris control signal, generates a drive signal for driving the ig meter 17, and performs automatic light amount adjustment by the iris.

逆光等の状態で使用される補正信号は、補正信号発生
器4にて生成される。BLCスイツチ19は、前述したモー
ド切り替えスイツチ5と連動しており、被写体が逆光状
態のとき、つまりモード切り替えスイツチ5により、BL
C−ON−MODE(逆光補正モード)が選択されたとき、ON
状態となる。BLCスイツチ19がONになると、従来の逆光
補正の場合と同様に、補正信号発生器4からの補正信号
が加算器15に加えられ、アイリス11が開く方向にAE回路
14の出力をシフトさせる。
A correction signal used in a state such as backlight is generated by the correction signal generator 4. The BLC switch 19 is interlocked with the mode switching switch 5 described above. When the subject is in a backlight state, that is, when the mode switching switch 5
ON when C-ON-MODE (backlight compensation mode) is selected
State. When the BLC switch 19 is turned on, the correction signal from the correction signal generator 4 is applied to the adder 15 as in the case of the conventional backlight correction, and the AE circuit is opened in the direction in which the iris 11 opens.
Shift the output of 14.

従つて、本実施例は、逆光状態のときに従来の逆光補
正と同様のアイリス制御を行い、撮像素子1への入射光
量を増加させた状態(BLCスイツチ19がONの状態)で、
コントローラ3により、撮像素子1に所定の駆動制御を
加えて、第2図(b)に示したような、主たる被写体と
背景の双方に良好な露光状態を得ようとするものであ
る。
Therefore, in the present embodiment, in the backlight state, the iris control similar to the conventional backlight correction is performed, and the amount of light incident on the image sensor 1 is increased (the BLC switch 19 is ON).
The controller 3 applies a predetermined drive control to the image pickup device 1 so as to obtain a good exposure state for both the main subject and the background as shown in FIG. 2B.

ちなみに、BLC−OFFの場合には、従来技術で説明した
BLC−OFFの場合と同様に、第2図(a)に示す、「黒つ
ぶれ」が発生している。
By the way, in the case of BLC-OFF, it was explained in the prior art.
As in the case of the BLC-OFF, the “blackout” shown in FIG. 2A has occurred.

次に、コントローラ3により制御される撮像素子1に
ついて、以下説明する。
Next, the imaging device 1 controlled by the controller 3 will be described below.

撮像素子としては、CCD,MOS,BASIS等、光電変換の原
理により、多くの方式がある。現在ビデオカメラ用とし
てもっとも一般的に用いられているCCDを例にとり説明
を進める。
There are many types of imaging devices based on the principle of photoelectric conversion, such as CCD, MOS, and BASIS. The explanation is given with the example of a CCD that is currently most commonly used for video cameras.

CCDの中でもFT型(フレームトランスフアー型),IT型
(インターライントランスフアー型),FIT型(フレーム
インターライントランスフアー型)等の電荷読み出し方
式の違いや、VOD型等の不要電荷処理の違いによる半導
体デバイス構造での分類がなされている。ここでVODと
は、縦形オーバーフロードレイン(Vertical Overflow
Drain)の略称である。
Among CCDs, differences in charge readout method such as FT type (frame transfer type), IT type (interline transfer type), FIT type (frame interline transfer type), and difference in unnecessary charge processing such as VOD type According to the semiconductor device structure. Here, VOD stands for Vertical Overflow Drain
Drain).

まず、インターライントランスフア型(IT型)CCDの
基本構造について説明すると同時に、CCDの基本動作の
ひとつである高速シヤツター動作について説明する。
First, a basic structure of an interline transfer type (IT type) CCD will be described, and a high-speed shutter operation which is one of the basic operations of the CCD will be described.

第4図(a)はインターライントランスフア型(IT
型)CCDの概念図で、41は光電変換をするセンサ部(セ
ンシング手段)、42は垂直転送レジスタ、44は水平転送
レジスタ、45は出力アンプである。図中のA−A′線に
沿つた断面図及びポテンシヤル図が第4図(b)であ
る。
Fig. 4 (a) shows an interline transfer type (IT
(Type) Conceptual diagram of CCD, 41 is a sensor unit (sensing means) for performing photoelectric conversion, 42 is a vertical transfer register, 44 is a horizontal transfer register, and 45 is an output amplifier. FIG. 4B is a cross-sectional view and a potential diagram along the line AA ′ in the figure.

第4図(b)中、46は画素分離用のチヤネルストツプ
(CS)、47はセンサ部41に蓄積された電荷を垂直転送レ
ジスタ42に移すためのリードアウトゲート(ROG)、48
はサブストレート、49は酸化膜である。
In FIG. 4 (b), reference numeral 46 denotes a channel stop (CS) for separating pixels, 47 denotes a readout gate (ROG) for transferring the electric charge accumulated in the sensor section 41 to the vertical transfer register 42, 48
Denotes a substrate, and 49 denotes an oxide film.

高速シヤツター時の動作を第4図及び第5図を用いて
説明する。第5図は、標準テレビジヨン信号の1フイー
ルド分(例えばNTSCでは約1/60秒)における図であり、
φROGはリードアウトゲート47に印加されるパルスで、
論理レベル“H"のときに、リードアウトゲート47のポテ
ンシヤルが下がり、センサ部41の電荷を垂直転送レジス
タ42に移す。除去パルスφSUBは、サブストレート48に
印加されるパルスであり、“H"のときにセンサ部41に蓄
積された電荷を、φSUB端子を通して外部に掃き出す
(除去する)。
The operation at the time of the high-speed shutter will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram of one field (for example, about 1/60 second in NTSC) of a standard television signal,
φROG is a pulse applied to the readout gate 47,
When the logic level is “H”, the potential of the readout gate 47 decreases, and the electric charge of the sensor unit 41 is transferred to the vertical transfer register 42. The removal pulse φSUB is a pulse applied to the substrate 48, and sweeps out (removes) the electric charge accumulated in the sensor unit 41 at the time of “H” through the φSUB terminal.

この例では第5図において、φROGが垂直帰線期間中
にあり、φSUBは、水平帰線期間中にある。時刻t0でセ
ンサ部41の電荷を読み出した後、次の期間が始まるが、
時刻t1での水平帰線期間中に、φSUB=“H"となるの
で、t0からt1までの電荷はセンサ部41には残つていな
い。時刻t1からt2までの間はφSUB=“L"なので、この
期間の電荷はセンサ部41に蓄積され、時刻t2のφROG=
“H"パルスで、垂直転送レジスタ2に移される。結局、
この場合の露光時間は(t2−t1)となる。
In this example, in FIG. 5, φROG is during the vertical retrace interval, and φSUB is during the horizontal retrace interval. After reading the charge of the sensor unit 41 at time t0, the next period starts,
During the horizontal flyback period at time t1, φSUB = “H”, so that the charge from t0 to t1 does not remain in the sensor unit 41. Since φSUB = “L” during the period from time t1 to t2, the electric charge during this period is accumulated in the sensor unit 41, and φROG = at time t2.
The signal is transferred to the vertical transfer register 2 by the “H” pulse. After all,
The exposure time in this case is (t2−t1).

このようにして、IT型CCDの高速シヤツター動作が実
現される。
In this way, a high-speed shutter operation of the IT type CCD is realized.

次に、フレームインターライントランスフア型(FIT
型)CCDの動作について説明する。
Next, the frame interline transfer type (FIT
Type) The operation of the CCD will be described.

第6図が、フレームインターライントランスフア型
(FIT型)CCDの概念図である。第4図(a)に示したイ
ンターライントランスフア型CCDとの相違点は記憶部63
があることである。記憶部63の記憶セルの数は、センサ
部(センシング手段)61のセルの数と同じである。セン
サ部61からの電荷は垂直転送レジスタ62に移された後、
垂直帰線期間中に記憶部63に転送され、その後、所定の
タイミングで水平転送レジスタ64に移され、出力アンプ
65を通して読み出されて行く。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a frame interline transfer type (FIT type) CCD. The difference from the interline transfer type CCD shown in FIG.
There is that. The number of storage cells in the storage unit 63 is the same as the number of cells in the sensor unit (sensing means) 61. After the charge from the sensor unit 61 is transferred to the vertical transfer register 62,
The data is transferred to the storage unit 63 during the vertical retrace period, and then transferred to the horizontal transfer register 64 at a predetermined timing.
It is read out through 65.

また、第6図のA−A′線に沿う断面図及びポテンシ
ヤル図は、第4図(b)と同様であり、前述の電荷掃き
出しの機構及びセンサ部61から垂直転送レジスタ62への
電荷読出しの機構も同様である。
The cross-sectional view and the potential diagram along the line AA 'in FIG. 6 are the same as those in FIG. 4B, and the mechanism for discharging the electric charge and reading out the electric charge from the sensor unit 61 to the vertical transfer register 62. Is the same.

以下がFIT型CCDの動作である。 The following is the operation of the FIT type CCD.

次に、第3図に示すVOD型CCDイメージセンサーの動作
について説明する。上部矢印で示す被写体光を酸化層
(SiO2)32及び暗電流低減のためのホール蓄積層経由で
センサー部33のフオトダイオード(PD)で受け取る。セ
ンサー部以外へは不要光が入射しないようアルミ層(A
1)36にて遮光している。この遮光により、CCDとしての
受光面積が有効活用されず、開口率が低下する。本実施
例では、開口率低下を補うための集光レンズ31を、各画
素ごとに設けてある。
Next, the operation of the VOD type CCD image sensor shown in FIG. 3 will be described. The subject light indicated by the upper arrow is received by the photodiode (PD) of the sensor unit 33 via the oxide layer (SiO 2 ) 32 and the hole accumulation layer for dark current reduction. The aluminum layer (A
1) Light is shielded at 36. Due to this shading, the light receiving area as the CCD is not effectively utilized, and the aperture ratio is reduced. In this embodiment, a condenser lens 31 for compensating for a decrease in the aperture ratio is provided for each pixel.

光電変換により発生した電荷は、垂直転送用V−CCD
(垂直転送レジスタ)38に移され、二次元平面で、順次
転送され、読み出しアンプより、電圧値として出力され
る。
The charge generated by the photoelectric conversion is V-CCD for vertical transfer.
(Vertical transfer register) 38, sequentially transferred on a two-dimensional plane, and output as a voltage value from the read amplifier.

各画素ごとにチヤネルストツプ部39が設けられてお
り、各画素で発生された電荷が混入しないように分離さ
れる。センサー部33の下方にP層34、N−SUB層35があ
り、この両層にかけるサブストレート・バイアス電位Vs
ub 30により、不要電荷の処理を行う。
A channel stop portion 39 is provided for each pixel, and is separated so that charges generated in each pixel are not mixed. A P layer 34 and an N-SUB layer 35 are provided below the sensor unit 33, and a substrate bias potential Vs applied to both layers.
Unnecessary charges are processed by the ub 30.

第7図は、VOD型CCDの電荷排出動作をポテンシヤル電
位で示した概念図である。「CHARGE」と示した線が光電
荷の蓄積状態におけるポテンシヤル電位図で、「DISCHA
RGE」と示した線が不要電荷排出状態におけるポテンシ
ヤル電位図である。「CHARGE」状態で電位図上部の凹部
に電荷を蓄積する。「DISCHARGE」状態で、ΔVsubをサ
ブストレート電圧Vsubに更に印加し、Vsub+ΔVsubとし
て、前述の凹部を消滅させ、蓄積された電荷を下部へ排
出する。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a charge discharging operation of a VOD type CCD by a potential potential. The line indicated by “CHARGE” is a potential potential diagram in the state of accumulation of photocharge, and “DISCHA
A line indicated by “RGE” is a potential potential diagram in an unnecessary charge discharging state. In the "CHARGE" state, charges are accumulated in the concave portion above the electrogram. In the “DISCHARGE” state, ΔVsub is further applied to the substrate voltage Vsub to make Vsub + ΔVsub, so that the above-mentioned concave portion disappears and the accumulated electric charge is discharged to the lower part.

ちなみに、不要電荷排出時に、再結合時間の長い不要
電荷が下部より回り込んで垂直転送レジスタ38へノイズ
として混入するのを防ぐためにP層をN型V−CCD下層
に配してある。
Incidentally, the P layer is disposed below the N-type V-CCD in order to prevent unnecessary charges having a long recombination time from escaping from below and entering the vertical transfer register 38 as noise when unnecessary charges are discharged.

第8図は、前述の高速シヤツター動作時のVsub電位の
変化をタイミングチヤートに示したものである。まず、
標準テレビジヨン信号の1フイールド期間内において、
(c)に示すように、所定の時間間隔でVsub電位をパル
ス的に変化させ、センサ部61に蓄積された不要電荷の排
出を所定の時間までくり返す。その後、1フイールド期
間(1画面)の後半において光電荷蓄積を時間tだけ行
い、(b)に示し読み出しパルスにて、「HIGH」と示さ
れた蓄積電荷を画像情報として読み出す。このようにし
て、時間tの蓄積を行う高速シヤツター効果が得られ
る。また、通常蓄積時を「NORMAL」、高速シヤツター動
作時を「HIGH」として、電荷の蓄積の様子の違いを
(a)に示した。
FIG. 8 is a timing chart showing changes in the Vsub potential during the high-speed shutter operation described above. First,
Within one field period of the standard television signal,
As shown in (c), the Vsub potential is changed in a pulsed manner at predetermined time intervals, and the discharge of the unnecessary charges accumulated in the sensor unit 61 is repeated until a predetermined time. Thereafter, in the latter half of one field period (one screen), photocharge accumulation is performed for the time t, and the accumulated charge indicated as “HIGH” is read out as image information by the read pulse shown in FIG. In this way, a high-speed shutter effect for accumulating the time t is obtained. The difference in the state of charge accumulation is shown in (a), with "NORMAL" during normal accumulation and "HIGH" during high-speed shutter operation.

以上説明したCCDの基本動作を元に、本実施例の特徴
的動作について以下に述べる。
The characteristic operation of this embodiment will be described below based on the basic operation of the CCD described above.

VOD型CCDにおいてサブストレート電圧Vsubを変化させ
ることで、ポテンシヤル電位の凹部の形状を可変できる
ことをすでに述べたが、パルス的にΔVsubを大幅に変化
させるでけでなく、微小な電位変化を与えることで、凹
部の光電荷の蓄積可能量を制御することができる。第10
図に、Vsub電位のレベルを複数設定し、選択的に制御す
る様子を示す。LEVEL1に比べてLEVEL2ではポテンシヤル
電位の凹部を深く設定し、LEVEL1よりも多くの電荷を蓄
積可能としている。
It has already been described that the shape of the concave portion of the potential potential can be changed by changing the substrate voltage Vsub in the VOD type CCD. Thus, the amount of photocharges that can be accumulated in the concave portions can be controlled. Tenth
The figure shows how a plurality of levels of the Vsub potential are set and selectively controlled. The concave portion of the potential potential is set deeper in LEVEL2 than in LEVEL1, so that more charges can be stored than in LEVEL1.

概念的には、Vsub電位を制御することで電荷のあふれ
やすさを制御し、図の黒丸がLEVEL1とLEVEL2の差とな
り、あふれ出している様子がわかる。蓄積可能量は、LE
VEL1では白丸で示す電荷で、LEVEL2では白丸で示す電荷
に加え黒丸で示す電荷の合計となる。このように、Vsub
電位を制御することで、意図的に飽和電荷レベル(蓄積
可能電荷量)を可変とすることができる。
Conceptually, the ease of charge overflow is controlled by controlling the Vsub potential, and the black circle in the figure becomes the difference between LEVEL1 and LEVEL2, indicating that overflow is occurring. The storable amount is LE
In VEL1, the charge is indicated by a white circle, and in LEVEL2, the sum of the charge indicated by a white circle and the charge indicated by a black circle is used. Thus, Vsub
By controlling the potential, the saturation charge level (the amount of storable charge) can be intentionally made variable.

上述のVsub電位の制御を行い、1画面内の所定のタイ
ミングで、LEVEL1の状態とLEVEL2の状態を切り替えた例
を第11図のタイミングチヤートで示す。
An example in which the above-described Vsub potential is controlled and the state of LEVEL1 and the state of LEVEL2 are switched at a predetermined timing within one screen is shown in a timing chart of FIG.

不要電荷排出後、LEVEL1状態にて、時間t1だけ光電荷
蓄積をMAXの飽和電荷レベルまで行い、次にLEVEL2状
態にて、時間t2だけMAXのレベル引き上げ状態の飽和
電荷レベルまで光電荷蓄積を行い、読み出す。ここで、
は、Vsubの電位がLEVEL1の状態のときの飽和電荷レベ
ル(蓄積可能電荷量)であり、は、LEVEL2の状態のと
きの飽和電荷レベルである。
After discharging unnecessary charges, in the LEVEL1 state, photocharge accumulation is performed for the time t1 up to the saturation charge level of MAX, and then in the LEVEL2 state, photocharge accumulation is performed for the time t2 up to the saturation charge level of the MAX level raised state. ,read out. here,
Is the saturated charge level (the amount of storable charge) when the Vsub potential is in the LEVEL1 state, and is the saturated charge level when the Vsub potential is in the LEVEL2 state.

上述の動作によれば、1画面内の初めのt1の時間内で
は、飽和電荷レベルを上回る電荷は、あふれ出し、第
11図(a)の実線で示すフラツト部分の特性のように、
高輝度部分で、クリツプが発生する。例えば飽和電荷レ
ベルを100%とすると、これ以上の輝度を持つ被写体
光は、すべてクリツプされる。次に1画面内の後半で制
御を切り替え、Vsub電位をLEVEL2状態とし、飽和電荷レ
ベルもまで引き上げ、蓄積余裕をもたせた状態でt2の
時間だけ、光電荷の蓄積を継続して行う。
According to the above-described operation, the charge exceeding the saturation charge level overflows during the first time t1 in one screen, and the charge exceeds the saturation charge level.
11 Like the characteristics of the flat part indicated by the solid line in FIG.
Clipping occurs in the high luminance area. For example, assuming that the saturation charge level is 100%, all object light having a luminance higher than this is clipped. Next, the control is switched in the latter half of one screen, the Vsub potential is set to the LEVEL2 state, the saturation charge level is also raised, and the accumulation of the photocharge is continued for the time t2 with the accumulation margin.

ここで、例えばNTSC方式のテレビジヨン信号として、
t1+t2=1/60秒とすると、t2=1/500秒の場合、t1=1/6
0−1/500≒1/60秒とみなせる。
Here, for example, as an NTSC television signal,
If t1 + t2 = 1/60 second, t1 = 1/6 if t2 = 1/500 second
It can be regarded as 0−1 / 500 ≒ 1/60 seconds.

これは、カメラの露光では、通常、1/60秒,1/125秒,1
/250秒,1/500秒という段階が、絞り換算で各々1ステツ
プ(一絞り)に対応していることから考えると、t1で適
正露光の被写体に対して、3絞り分だけ高輝度の被写体
に対して適正な露光がt2により与えられることを示して
いる。
This is usually 1/60 second, 1/125 second, 1
Considering that the steps of / 250 sec. And 1/500 sec. Correspond to one step (one stop) in terms of aperture, respectively, the subject with the proper exposure at t1 and the subject with high brightness by 3 stops Indicates that the proper exposure is given by t2.

ここで仮に、逆光状態において主たる被写体と背景部
の間に、3絞り分の輝度差があるとする。t1時間中で
は、従来例のBLC−ONの状態(逆光補正状態)に相当す
る画面が撮像され、主たる被写体は適正露光となり、背
景部は、高輝度のためクリツプしてしまう。t2時間中の
露光では、従来例のBLC−OFFの状態(逆光補正されてい
ない状態)に相当する画面が撮像され、主たる被写体よ
りも3絞り分明るい背景部が適正露光となり、主たる被
写体はほとんど撮像されない。このt1時間中に蓄積され
る電荷とt2時間中に蓄積される電荷が、各画素の光電荷
蓄積部にて加算され、結果として、第2図(b)に示す
ような画面が得られる。
Here, it is assumed that there is a luminance difference of three stops between the main subject and the background in the backlight state. During time t1, a screen corresponding to the BLC-ON state (backlight correction state) of the conventional example is captured, the main subject is properly exposed, and the background portion is clipped due to high luminance. In the exposure during t2 hours, an image corresponding to the BLC-OFF state (state in which backlight is not corrected) of the conventional example is imaged, and the background portion brighter by three stops than the main subject is properly exposed, and almost all main subjects are not exposed. No image is captured. The charge stored during the time t1 and the charge stored during the time t2 are added in the photocharge storage unit of each pixel, and as a result, a screen as shown in FIG. 2B is obtained.

次に、第1図において説明したコントローラ3の構成
例を第9図に示す。前述したように、コントローラ3
は、画像分析回路2より、例えば輝度ヒストグラム情報
などを供給され、これに加えて、モード切り替えスイツ
チ5により選択されたモード状態に応じて撮像素子1の
駆動制御を行う。
Next, FIG. 9 shows a configuration example of the controller 3 described in FIG. As described above, the controller 3
Is supplied with, for example, luminance histogram information from the image analysis circuit 2, and in addition, controls the driving of the image sensor 1 in accordance with the mode state selected by the mode switching switch 5.

モード切り替えスイツチ5の選択信号を受けて、制御
モード切り替え器301はコントローラ3の駆動モードをN
ORMAL−MODE(通常撮影モード)とBLC−ON−MODE(逆光
補正モード)のうちの一方に設定する。
In response to the selection signal of the mode switching switch 5, the control mode switch 301 changes the drive mode of the controller 3 to N.
Set to one of ORMAL-MODE (normal shooting mode) and BLC-ON-MODE (backlight correction mode).

NORMAL−MODE(通常撮影モード)の場合には、Vsub電
位(サブストレート電圧値)を撮像素子1自身の性能で
決まる飽和電荷レベルの最大値となるよう、第10図のLE
VEL2で示した状態に設定する。
In the case of NORMAL-MODE (normal shooting mode), the LE potential in FIG. 10 is set so that the Vsub potential (substrate voltage value) becomes the maximum value of the saturation charge level determined by the performance of the image sensor 1 itself.
Set to the state shown in VEL2.

BLC−ON−MODE(逆光補正モード)の場合には、Vsub
を第10図のLEVEL1とLEVEL2の間で、1画面撮影途中で切
り替える。ここで、切り替えのタイミング(t1とt2)の
設定及びLEVEL1の飽和電荷レベルの設定は、前述の輝度
ヒストグラム等の画像分析結果に基づき、それぞれ、タ
イミング制御回路303と、レベル制御回路302にて行われ
る。レベルとタイミングの設定により変化する総合の光
電変換特性は、第12図に示すごとく、非線形特性とな
る。レベル設定により変化する様子を白矢印で、タイミ
ング設定により変化する様子を黒矢印でそれぞれ示す。
In the case of BLC-ON-MODE (backlight compensation mode), Vsub
Is switched between LEVEL1 and LEVEL2 in FIG. 10 during shooting of one screen. Here, the setting of the switching timing (t1 and t2) and the setting of the saturated charge level of LEVEL1 are performed by the timing control circuit 303 and the level control circuit 302, respectively, based on the image analysis result such as the above-mentioned luminance histogram. Will be As shown in FIG. 12, the overall photoelectric conversion characteristic that changes according to the setting of the level and the timing is a non-linear characteristic. The state changed by the level setting is indicated by a white arrow, and the state changed by the timing setting is indicated by a black arrow.

次に、輝度ヒストグラムの例を示した第13図を用い
て、本実施例による逆光補正効果と画像分析の関連につ
いて説明する。
Next, the relationship between the backlight correction effect and the image analysis according to the present embodiment will be described using FIG. 13 showing an example of a luminance histogram.

ビデオカメラ等の自動露光調節機構は、通常、映像信
号1画面分の輝度信号の積分値を、所定の値に近づける
ようにアイリス等を制御している。そのため、第13図
(a)に示す輝度ヒストグラムの曲線イとロのように1
画面内での明るさの分布が違つていても、1画面分の輝
度信号の積分値が同じになる場合には、アイリス11は同
じ様に制御される。曲線イは、逆光撮影時に発生しやす
い輝度発生頻度分布パターンで、曲線ロは、順光撮影時
に発生しやすい輝度発生頻度分布パターンである。
An automatic exposure adjusting mechanism of a video camera or the like usually controls an iris or the like so that an integrated value of a luminance signal for one screen of a video signal approaches a predetermined value. Therefore, as shown in curves a and b of the luminance histogram shown in FIG.
Even when the brightness distribution in the screen is different, if the integrated value of the luminance signal for one screen is the same, the iris 11 is controlled in the same manner. Curve A is a luminance occurrence frequency distribution pattern that tends to occur during backlit shooting, and curve B is a luminance occurrence frequency distribution pattern that tends to occur during forward light shooting.

逆光補正のためにモード切替スイツチ5により、BLC
−ON−MODE(逆光補正モード)が選択されると、BLCス
イツチ19がONになり、曲線イから、(b)に示すような
曲線ハへと変化する。「黒つぶれ」していた撮像信号の
底上げをして全体に適正露光の目安である前述の所定の
値(一点鎖線で示す)に近づけたため、明部の撮像信号
は高輝度クリツプを起こし、発生頻度としては、明部へ
偏ったパターンになっている。
The BLC is switched by the mode switch 5 for backlight compensation.
When -ON-MODE (backlight correction mode) is selected, the BLC switch 19 is turned on, and the curve A changes to a curve C as shown in (b). Since the imaging signal that has been “blackened” has been raised to a value close to the above-mentioned predetermined value (indicated by a dashed line), which is a guideline for proper exposure, the imaging signal in the bright part causes high-brightness clipping. The frequency is a pattern biased toward the bright part.

次に、曲線ハの白飛び部分を第12図の非線形処理によ
り、適正露光状態へ変換する。その結果、(b)の斜線
部は不感帯のごとく、(a)の曲線ロにおける明部の斜
線部へと変換され、結果として、順光状態に近い画像が
得られることとなる。
Next, the overexposed portion of the curve C is converted to an appropriate exposure state by the non-linear processing of FIG. As a result, the shaded portion in (b) is converted into a shaded portion of the bright portion in the curve (b) as in the dead zone, and as a result, an image close to a normal light state is obtained.

したがって、上述のような画像分析の特徴を利用し、
タイミング制御回路303及びレベル制御回路302内で、所
定の演算処理を適宜行えば、前述のLEVEL1とLEVEL2の切
替のタイミング、及びLEVEL1の飽和電荷レベルの設定が
可能となる。
Therefore, utilizing the features of image analysis as described above,
By appropriately performing predetermined arithmetic processing in the timing control circuit 303 and the level control circuit 302, it is possible to set the timing of switching between LEVEL1 and LEVEL2 and the saturation charge level of LEVEL1.

逆光補正後、輝度レベルの不連続あるいはレベル反転
が一部で発生する可能性もあるが、逆光時には、極めて
発生確率が低いので問題にならない。
After the backlight correction, discontinuity of the luminance level or level inversion may possibly occur partially, but this does not pose a problem at the time of backlight because the probability of occurrence is extremely low.

次に、LEVEL1のポテンシヤル電位の設定(電荷の飽和
レベルの設定)の仕方について説明する。
Next, how to set the potential level of LEVEL1 (setting of the saturation level of the electric charge) will be described.

第14図に、ポテンシヤル電位を変化させて、光電荷の
あふれやすさを示す電荷の飽和レベルを3通り設定した
場合の、入射光の強度(25%,50%,100%)毎の蓄積時
間t(横軸)対、蓄積電荷量(縦軸)の関係を示す。
Fig. 14 shows the accumulation time for each intensity of incident light (25%, 50%, 100%) when the potential potential is changed and the saturation level of the charge, which indicates the likelihood of photocharge overflow, is set in three different ways. The relationship between t (horizontal axis) and the accumulated charge amount (vertical axis) is shown.

飽和レベルを出力信号の中間クリツプ点となるよう
にポテンシヤル電位を設定したときに、入射光強度25%
の光がちょうど、t=t1で飽和レベルに達するとし、
t2期間では、入射光強度800%の光が、ちょうど、t=t
2で最大飽和レベルに達すると仮定してみた。同様に
レベル′では、50%と400%の光の組み合わせ、がそ
れぞれt1とt2で飽和し、レベル″では、100%と200%
の光が、それぞれt1とt2で飽和することになるが、この
時の光電変換特性を第15図に示す。
When the potential is set so that the saturation level is the middle clip point of the output signal, the incident light intensity is 25%
Light reaches the saturation level at t = t1,
In the period t2, the light with the incident light intensity of 800% is just t = t
It was assumed that the maximum saturation level was reached at 2. Similarly, at level ', 50% and 400% light combinations saturate at t1 and t2, respectively, and at level', 100% and 200%
Are saturated at t1 and t2, respectively, and the photoelectric conversion characteristics at this time are shown in FIG.

第15図において、一点鎖線−aが入射光強度25%の
ときの特性で、点線−bが入射光強度800%の時の特
性である。この2つを合成して得られる特性が実線で
ある。
In FIG. 15, the one-dot chain line -a shows the characteristics when the incident light intensity is 25%, and the dotted line -b shows the characteristics when the incident light intensity is 800%. The solid line shows the characteristic obtained by combining the two.

このように、ポテンシヤル電位を変化させることで、
さまざまな光電変換特性が得られるのが分かる。
Thus, by changing the potential,
It can be seen that various photoelectric conversion characteristics can be obtained.

前述のポテンシヤル電位の設定を、撮像した映像信号
により制御することで適切な光電変換を行うことが可能
である。
Appropriate photoelectric conversion can be performed by controlling the above-described setting of the potential potential using a captured video signal.

映像信号を画像分析回路2にて、ヒストグラム分析し
た1例の概念図を第16図(a),(b)に示す。輝度レ
ベルYの出現頻度分布を示したものが(a)で、その累
積度数グラフを示したものが(b)である。前述のポテ
ンシヤル電位設定と、撮像画面との対応付けは、さまざ
まな方法が考案可能で、各々が、それなりの利点を有し
ていると思われるが、以下に、その一例を紹介する。
FIGS. 16 (a) and 16 (b) are conceptual diagrams of an example in which a video signal is subjected to histogram analysis by the image analysis circuit 2. FIG. (A) shows the appearance frequency distribution of the luminance level Y, and (b) shows the cumulative frequency graph. Various methods can be conceived for associating the above-described potential potential setting with the imaging screen, and it is thought that each method has a certain advantage, and an example thereof will be described below.

第16図の(a)及び(b)の点線(イ)は、暗い部分
に出現頻度が集中しており、かつ、明るい部分、特にク
リツプしていると思われるMAXレベルに集中している。
このような場合には、ポテンシヤル電位を第14図のレベ
ルに設定して、1画面中の輝度差の圧縮効果を大きく
出すのが適当である。
The dotted lines (a) in (a) and (b) of FIG. 16 show that the appearance frequency is concentrated on the dark part, and is concentrated on the bright part, especially the MAX level which seems to be clipping.
In such a case, it is appropriate to set the potential potential to the level shown in FIG. 14 and to exert a large effect of compressing the luminance difference in one screen.

第16図の実線(ロ)は、中間輝度レベルに集中し、大
きなクリツプも発生していないような、明部の出現頻度
である。このような場合には、逆に、ポテンシヤル電位
を第14図のレベル′に設定して、輝度差の圧縮を比較
的低めにして、中間調を再現しやすくするのが適当であ
る。
The solid line (b) in FIG. 16 indicates the frequency of appearance of bright portions that concentrate on the intermediate luminance level and do not cause large clipping. In such a case, on the contrary, it is appropriate to set the potential potential to the level 'in FIG. 14 so that the compression of the luminance difference is made relatively low and the halftone is easily reproduced.

このような判断は、第16図(b)に示す、累積度数に
閾値(実線ハ)を設け、例えば、累積度数が50%に達し
た時の輝度レベルで分類(一点鎖線で示した,′,
″の3領域)することで実現できる。つまり、輝度レ
ベルが閾値に達した点がの範囲内であれば、ポテンシ
ヤル電位をレベルに設定し、′の範囲内であればレ
ベル′、″の範囲であればレベル″という様にポ
テンシヤル電位を設定すれば良い。もっと複雑な判断ル
ールを用いた、コンピユータ判断でも、もちろん可能で
ある。
Such a determination is made by setting a threshold (solid line c) for the cumulative frequency shown in FIG. 16 (b), for example, by classifying the luminance level when the cumulative frequency reaches 50% (shown by a dash-dot line, ' ,
In other words, when the point where the luminance level reaches the threshold value is within the range, the potential potential is set to the level, and when the point is within the range, the level is set to the level. In this case, it is sufficient to set the potential as "level". Of course, computer determination using a more complicated determination rule is also possible.

以上説明したように、現在主流になりつつあるVOD型C
CDに簡単な制御処理回路を付加することで、ビデオカメ
ラ撮影時の大きな問題点とされている逆光補正を効果的
に行うことが可能となる。
As explained above, the VOD type C that is currently becoming mainstream
By adding a simple control processing circuit to a CD, it is possible to effectively perform backlight correction, which is a major problem when shooting a video camera.

従来の補正時に白く飛んでしまい再現のできなかった
背景部分までも主たる被写体と同時に撮像可能となるも
ので、この効果は絶大なものである。
The background portion, which flew white during conventional correction and could not be reproduced, can be imaged simultaneously with the main subject, and this effect is enormous.

また、広い階調の中で、高輝度領域において、より細
かな階調表現を望む場合には、LEVEL1のポテンシヤル電
位を、より、あふれやすく設定する等で、自動あるい
は、手動を問わず、対応可能である。
Also, if a finer gradation expression is desired in a high luminance area in a wide range of gradations, the potential level of LEVEL1 can be set to be more easily overflown by automatic or manual operation. It is possible.

画像情報に応じて、自動的に最適な光電変換特性が設
定されるので、逆光時にカメラマンが判断し、逆光ボタ
ンを押したり、逆光補正の設定を小さな電子ビユーフア
インダーEVFを見ながら行う必要がなくなった。このた
め、広い階調表現を持ちながら、操作の簡単な、撮影ミ
スの少ない、ビデオカメラが実現できるという効果を有
する。
Optimal photoelectric conversion characteristics are automatically set according to image information, so there is no need for the photographer to judge when backlighting is required, and it is not necessary to press the backlight button or set backlight compensation while looking at the small electronic viewfinder EVF. Was. Therefore, there is an effect that a video camera which has a wide gradation expression, is easy to operate, has few shooting errors, and can be realized.

また、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で上記実
施例を修正もしくは変形したものに適用可能である。
In addition, the present invention can be applied to a modification or a modification of the above embodiment without departing from the gist thereof.

[発明の効果] 以上述べた様に、本発明の階調制御機能を有する撮像
装置においては、単位光蓄積期間中に、蓄積可能電荷量
を少く設定して低輝度の被写体に適した露光を行わせる
動作と、蓄積可能電荷量を多く設定して高輝度の被写体
に適した露光を行わせる動作を、各々行わせ、それぞれ
の動作における蓄積可能電荷量のレベルを、画像情報に
おける輝度の分布特性に応じて設定することにより、1
画面内の低輝度の被写体と高輝度の被写体の双方に良好
な露光を実現することができるという効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, in the imaging apparatus having the gradation control function of the present invention, during the unit light accumulation period, the amount of storable charge is set to a small value to perform exposure suitable for a low-luminance subject. The operation to be performed and the operation to set a large amount of storable charge to perform exposure suitable for a high-brightness subject are respectively performed. By setting according to the characteristics,
There is an effect that good exposure can be realized for both a low-luminance subject and a high-luminance subject in the screen.

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

第1図は本発明の実施例の構成を示したブロツク図、 第2図(a),(b)は逆光状態での撮像例を示した
図、 第3図はVOD型CCDの構成例を示した図、 第4図はインターライントランスフア型CCDの概念図、 第5図は高速シヤツター動作を示した図、 第6図はフレームインターライントランスフア型CCDの
概念図、 第7図はVOD型CCDの縦抜きリセット動作概念図、 第8図はVOD型CCDの縦抜きリセット動作のタイミングチ
ヤート、 第9図はコントローラの詳細構成図、 第10図はポテンシヤル・レベル制御の概念図、 第11図はボテンシヤル・レベル制御のタイングチヤート
を示した図、 第12図は光電変換の非線形特性図、 第13図(a),(b)は輝度ヒストグラムの例を示した
図、 第14図は蓄積時間と蓄積電荷量の関係を示した図、 第15図は入射光強度と出力レベルの関係を示した図、 第16図(a),(b)は映像信号をヒストグラム分析し
た1例の概念図、 第17図は従来の逆光補正回路の構成図、 第18図は従来の逆光補正の効果を示した概念図である。 図中、5……モード切り替えスイツチ、10……光学系、
11……アイリス、15……加算器、17……igメータ、19…
…BLCスイツチである。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing an example of imaging in a backlight state, and FIG. 3 is a configuration example of a VOD type CCD. Fig. 4 is a conceptual diagram of an interline transfer type CCD, Fig. 5 is a diagram showing a high-speed shutter operation, Fig. 6 is a conceptual diagram of a frame interline transfer type CCD, and Fig. 7 is a VOD. FIG. 8 is a timing chart of the vertical reset operation of the VOD type CCD, FIG. 9 is a detailed configuration diagram of the controller, FIG. 10 is a conceptual diagram of the potential level control, FIG. The figure shows the timing chart of the potential level control, FIG. 12 shows the non-linear characteristics of the photoelectric conversion, FIGS. 13 (a) and (b) show examples of the luminance histogram, and FIG. 14 shows the accumulation. Figure 15 shows the relationship between time and the amount of accumulated charge. 16 (a) and 16 (b) are conceptual diagrams of an example of a histogram analysis of a video signal, FIG. 17 is a configuration diagram of a conventional backlight correction circuit, and FIG. It is a conceptual diagram showing the effect of the conventional backlight correction. In the figure, 5: mode switching switch, 10: optical system,
11 ... Iris, 15 ... Adder, 17 ... ig meter, 19 ...
… It is a BLC switch.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光信号を受けて光電変換を行い、情報の蓄
積を行うセンシング手段と、該センシング手段の蓄積可
能電荷量を変化させる制御手段とを有し、 1画面を構成するための単位光蓄積期間中に前記蓄積可
能電荷量を前記制御手段により、複数の段階に変化さ
せ、かつ、該複数の段階のレベルを、画像情報における
輝度の分布特性に応じて設定する様に制御することを特
徴とする階調制御機能を有する撮像装置。
1. A unit for forming one screen, comprising: sensing means for receiving a light signal, performing photoelectric conversion and accumulating information, and control means for changing a storable charge amount of the sensing means. The control means changes the storable charge amount into a plurality of stages during a light accumulation period, and controls the levels of the plurality of stages to be set in accordance with the distribution characteristics of luminance in image information. An imaging device having a gradation control function characterized by the following.
【請求項2】前記蓄積可能電荷量を、前記単位光蓄積期
間中の前部で少く、後部で多くなる様に変化させること
を特徴とする請求項第1項に記載の階調制御機能を有す
る撮像装置。
2. The gradation control function according to claim 1, wherein the storable charge amount is changed so as to be smaller at the front part and larger at the rear part during the unit light accumulation period. Imaging device having the same.
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