JP3123884B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP3123884B2 JP3123884B2 JP06149868A JP14986894A JP3123884B2 JP 3123884 B2 JP3123884 B2 JP 3123884B2 JP 06149868 A JP06149868 A JP 06149868A JP 14986894 A JP14986894 A JP 14986894A JP 3123884 B2 JP3123884 B2 JP 3123884B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的な露出制御機能
を有する固体撮像装置に関する。
を有する固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＣＣＤイメージセンサを用い
た固体撮像装置においては、ＣＣＤイメージセンサの動
作原理を活用して電気的に露出制御を行うことが考えら
れている。例えば、本出願人による特願平１−１５７３
６９号では、ＣＣＤイメージセンサの垂直走査期間の途
中で受光部に蓄積されている情報電荷を一旦排出し、残
りの垂直走査期間で蓄積した情報電荷を読み出して映像
信号を得るようにしている。このような露出制御を行う
ためには、ＣＣＤイメージセンサの露出状態を検出する
ことが必要であり、一般には、ＣＣＤイメージセンサか
ら出力される映像信号を１画面単位で積分し、その積分
値に基づいて露出状態を判定するように構成される。
た固体撮像装置においては、ＣＣＤイメージセンサの動
作原理を活用して電気的に露出制御を行うことが考えら
れている。例えば、本出願人による特願平１−１５７３
６９号では、ＣＣＤイメージセンサの垂直走査期間の途
中で受光部に蓄積されている情報電荷を一旦排出し、残
りの垂直走査期間で蓄積した情報電荷を読み出して映像
信号を得るようにしている。このような露出制御を行う
ためには、ＣＣＤイメージセンサの露出状態を検出する
ことが必要であり、一般には、ＣＣＤイメージセンサか
ら出力される映像信号を１画面単位で積分し、その積分
値に基づいて露出状態を判定するように構成される。
【０００３】図７は、露出制御機能を備えた固体撮像装
置のブロック図であり、図９は、その動作タイミングを
説明するタイミング図である。ＣＣＤイメージセンサ１
は、複数の受光画素が行列配置された受光部を有してお
り、照射される光に応答して発生する情報電荷を各受光
画素に蓄積する。ＣＣＤドライバ２は、後述するタイミ
ング制御回路７から供給される各種タイミング信号Ｆ
Ｔ、ＲＴに応答して多相のクロックパルスφF、φRを発
生し、ＣＣＤイメージセンサ１をパルス駆動する。この
ＣＣＤドライバ２から供給されるクロックパルスφF、
φRにより、ＣＣＤイメージセンサ１に所定の期間蓄積
される情報電荷が転送出力され、映像信号Ｙ１として出
力される。信号処理回路３は、ＣＣＤイメージセンサ１
から得られる映像信号Ｙ１に対してサンプルホールド、
増幅、ガンマ補正等の処理を施し、映像信号Ｙ２として
次段の回路へ出力する。これと同時に、信号処理回路３
は、映像信号Ｙ１の輝度レベルを表す輝度信号Ｙ３を取
り出して積分回路４へ供給する。通常、この輝度信号Ｙ
３は、映像信号Ｙ１をそのまま取り出して得るようにし
ても差し支えない。積分回路４は、輝度信号Ｙ３を１画
面単位、即ち、１垂直走査期間単位で積分し、各垂直走
査期間に積分値Ｉ１を発生する。比較回路５は、ＣＣＤ
イメージセンサ１の露出状態の適正範囲に対応した上限
値ＶH及び下限値ＶLが比較電圧として設定されており、
これらの比較電圧と積分回路４の積分値Ｉ１とを比較
し、その比較結果Ｃ１をデコーダ６に入力する。デコー
ダ６は、比較回路５の比較結果Ｃ１から、ＣＣＤイメー
ジセンサ１が適正な露出状態にあるか否かを判定し、そ
の判定結果に応じて露出抑制信号CLOSEあるいは露出促
進信号OPENを発生する。即ち、図８の破線Ａに示すよう
に所定の積分時間を経過したときに積分値Ｉ１が上限値
ＶHを越えていれば露出過剰であると判定され、露出抑
制信号CLOSEが出力される。逆に、図８の破線Ｂに示す
ように積分値Ｉ１が下限値ＶLに満たなければ露出不足
であると判定され、露出促進信号OPENが出力される。そ
して、積分値Ｉ１が下限値ＶLと上限値ＶHとの間にあれ
ば、適正露出であるとして何れの信号も出力されない。
タイミング制御回路７は、デコーダ６から供給される露
出抑制信号CLOSE及び露出促進信号OPENに応答すると共
に、垂直走査信号ＶＤ及び水平走査信号ＨＤに基づいて
ＣＣＤドライバ２の動作タイミングを決定するタイミン
グ信号ＦＴ、ＲＴを発生する。
置のブロック図であり、図９は、その動作タイミングを
説明するタイミング図である。ＣＣＤイメージセンサ１
は、複数の受光画素が行列配置された受光部を有してお
り、照射される光に応答して発生する情報電荷を各受光
画素に蓄積する。ＣＣＤドライバ２は、後述するタイミ
ング制御回路７から供給される各種タイミング信号Ｆ
Ｔ、ＲＴに応答して多相のクロックパルスφF、φRを発
生し、ＣＣＤイメージセンサ１をパルス駆動する。この
ＣＣＤドライバ２から供給されるクロックパルスφF、
φRにより、ＣＣＤイメージセンサ１に所定の期間蓄積
される情報電荷が転送出力され、映像信号Ｙ１として出
力される。信号処理回路３は、ＣＣＤイメージセンサ１
から得られる映像信号Ｙ１に対してサンプルホールド、
増幅、ガンマ補正等の処理を施し、映像信号Ｙ２として
次段の回路へ出力する。これと同時に、信号処理回路３
は、映像信号Ｙ１の輝度レベルを表す輝度信号Ｙ３を取
り出して積分回路４へ供給する。通常、この輝度信号Ｙ
３は、映像信号Ｙ１をそのまま取り出して得るようにし
ても差し支えない。積分回路４は、輝度信号Ｙ３を１画
面単位、即ち、１垂直走査期間単位で積分し、各垂直走
査期間に積分値Ｉ１を発生する。比較回路５は、ＣＣＤ
イメージセンサ１の露出状態の適正範囲に対応した上限
値ＶH及び下限値ＶLが比較電圧として設定されており、
これらの比較電圧と積分回路４の積分値Ｉ１とを比較
し、その比較結果Ｃ１をデコーダ６に入力する。デコー
ダ６は、比較回路５の比較結果Ｃ１から、ＣＣＤイメー
ジセンサ１が適正な露出状態にあるか否かを判定し、そ
の判定結果に応じて露出抑制信号CLOSEあるいは露出促
進信号OPENを発生する。即ち、図８の破線Ａに示すよう
に所定の積分時間を経過したときに積分値Ｉ１が上限値
ＶHを越えていれば露出過剰であると判定され、露出抑
制信号CLOSEが出力される。逆に、図８の破線Ｂに示す
ように積分値Ｉ１が下限値ＶLに満たなければ露出不足
であると判定され、露出促進信号OPENが出力される。そ
して、積分値Ｉ１が下限値ＶLと上限値ＶHとの間にあれ
ば、適正露出であるとして何れの信号も出力されない。
タイミング制御回路７は、デコーダ６から供給される露
出抑制信号CLOSE及び露出促進信号OPENに応答すると共
に、垂直走査信号ＶＤ及び水平走査信号ＨＤに基づいて
ＣＣＤドライバ２の動作タイミングを決定するタイミン
グ信号ＦＴ、ＲＴを発生する。
【０００４】ＣＣＤイメージセンサ１の各受光画素に蓄
積される情報電荷は、垂直走査の帰線消去期間内に転送
出力され、その電荷量が電圧値に変換されることにより
映像信号Ｙ１として出力される。ここで、各受光画素に
蓄積される情報電荷は、デコーダ６の露出抑制信号CLOS
E及び露出促進信号OPENに応答して可変設定される排出
タイミングから、垂直走査の帰線消去期間内に設定され
る読み出しタイミングまでの間に蓄積されるものであ
る。即ち、露出抑制信号CLOSEを受けてタイミングが遅
れ、露出促進信号OPENを受けてタイミングが早まるタイ
ミング信号ＲＴに応答してＣＣＤイメージセンサ１の情
報電荷が排出されてから、垂直走査の帰線消去期間に設
定されるタイミング信号ＦＴに応答して情報電荷が読み
出されるまでの期間Ｌに蓄積される情報電荷が映像信号
Ｙ１となるべく転送出力される。従って、情報電荷の排
出タイミングが露出抑制信号CLOSEによって遅れると情
報電荷の蓄積期間Ｌが短縮され、露出促進信号OPENによ
って早くなると情報電荷の蓄積期間Ｌが伸長されること
になる。
積される情報電荷は、垂直走査の帰線消去期間内に転送
出力され、その電荷量が電圧値に変換されることにより
映像信号Ｙ１として出力される。ここで、各受光画素に
蓄積される情報電荷は、デコーダ６の露出抑制信号CLOS
E及び露出促進信号OPENに応答して可変設定される排出
タイミングから、垂直走査の帰線消去期間内に設定され
る読み出しタイミングまでの間に蓄積されるものであ
る。即ち、露出抑制信号CLOSEを受けてタイミングが遅
れ、露出促進信号OPENを受けてタイミングが早まるタイ
ミング信号ＲＴに応答してＣＣＤイメージセンサ１の情
報電荷が排出されてから、垂直走査の帰線消去期間に設
定されるタイミング信号ＦＴに応答して情報電荷が読み
出されるまでの期間Ｌに蓄積される情報電荷が映像信号
Ｙ１となるべく転送出力される。従って、情報電荷の排
出タイミングが露出抑制信号CLOSEによって遅れると情
報電荷の蓄積期間Ｌが短縮され、露出促進信号OPENによ
って早くなると情報電荷の蓄積期間Ｌが伸長されること
になる。
【０００５】以上の構成によると、ＣＣＤイメージセン
サ１の露出状態に応じて情報電荷の蓄積期間が伸縮制御
されるため、ＣＣＤイメージセンサ１は常に適正な露出
状態に維持されることになる。
サ１の露出状態に応じて情報電荷の蓄積期間が伸縮制御
されるため、ＣＣＤイメージセンサ１は常に適正な露出
状態に維持されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＣＣＤイメージセンサ
１の露出状態を映像信号Ｙ３の１画面単位の積分値から
判定する場合、背景が明るすぎるといった特殊な状況下
においては、被写体を十分な照度で撮すことができない
といった不具合が生じることが考えられる。例えば、被
写体が背後から明るい光を受けている場合、被写体自体
の照度が不足しているにも拘わらず背景が明るいために
映像信号Ｙ３の積分値Ｉ１が大きくなり、露出過剰であ
ると判定されてしまい、情報電荷の蓄積期間Ｌが短縮さ
れて露出が抑制されるという問題がある。
１の露出状態を映像信号Ｙ３の１画面単位の積分値から
判定する場合、背景が明るすぎるといった特殊な状況下
においては、被写体を十分な照度で撮すことができない
といった不具合が生じることが考えられる。例えば、被
写体が背後から明るい光を受けている場合、被写体自体
の照度が不足しているにも拘わらず背景が明るいために
映像信号Ｙ３の積分値Ｉ１が大きくなり、露出過剰であ
ると判定されてしまい、情報電荷の蓄積期間Ｌが短縮さ
れて露出が抑制されるという問題がある。
【０００７】このような不具合を解消するため、通常の
ビデオカメラ等では、画面の中央部分の映像信号を選択
的に取り出して露出状態を検出し、その情報に基づいて
イメージセンサの露出制御を行うようにしている。これ
は、ビデオカメラを操作する者が目標とする被写体を画
面の中央部で捕らえることが多く、画面の中央部の露出
状態が適正に保たれていれば問題がないためである。
ビデオカメラ等では、画面の中央部分の映像信号を選択
的に取り出して露出状態を検出し、その情報に基づいて
イメージセンサの露出制御を行うようにしている。これ
は、ビデオカメラを操作する者が目標とする被写体を画
面の中央部で捕らえることが多く、画面の中央部の露出
状態が適正に保たれていれば問題がないためである。
【０００８】しかしながら、監視カメラやドアカメラ等
のように撮像範囲が固定された撮像装置では、目標とな
る被写体が画面の中央部に位置するとは限らず、画面の
中央部の露出状態に応じてイメージセンサの露出制御を
行うことは適切ではない。そこで本発明は、被写体の位
置が決められていない場合でも、被写体に対するイメー
ジセンサの露出状態を正確に把握し、常に適正な露出状
態を保つようにすることを目的とする。
のように撮像範囲が固定された撮像装置では、目標とな
る被写体が画面の中央部に位置するとは限らず、画面の
中央部の露出状態に応じてイメージセンサの露出制御を
行うことは適切ではない。そこで本発明は、被写体の位
置が決められていない場合でも、被写体に対するイメー
ジセンサの露出状態を正確に把握し、常に適正な露出状
態を保つようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、請求項１の特徴とする
ところは、受光面に照射される光に応答して情報電荷を
発生する固体撮像素子と、この固体撮像素子で発生した
情報電荷を所定のタイミングで転送出力して１画面単位
で連続する映像信号を取り出す駆動回路と、上記映像信
号を特定の期間毎に積分し、１画面が分割された複数の
分割領域にそれぞれ対応する複数の積分値を得る積分回
路と、上記複数の積分値をそれぞれ基準値と対比して各
分割領域の露出状態を表す複数の比較結果を発生する比
較回路と、上記複数の比較結果に基づいて上記固体撮像
素子の露出状態を制御する制御手段と、を備え、上記制
御手段は、主として上記複数の分割領域の一領域に対応
する積分値の比較結果に支配的となることにある。
解決するために成されたもので、請求項１の特徴とする
ところは、受光面に照射される光に応答して情報電荷を
発生する固体撮像素子と、この固体撮像素子で発生した
情報電荷を所定のタイミングで転送出力して１画面単位
で連続する映像信号を取り出す駆動回路と、上記映像信
号を特定の期間毎に積分し、１画面が分割された複数の
分割領域にそれぞれ対応する複数の積分値を得る積分回
路と、上記複数の積分値をそれぞれ基準値と対比して各
分割領域の露出状態を表す複数の比較結果を発生する比
較回路と、上記複数の比較結果に基づいて上記固体撮像
素子の露出状態を制御する制御手段と、を備え、上記制
御手段は、主として上記複数の分割領域の一領域に対応
する積分値の比較結果に支配的となることにある。
【００１０】そして、請求項２の特徴とするところは、
受光面に照射される光に応答して情報電荷を発生する固
体撮像素子と、この固体撮像素子で発生した情報電荷を
所定のタイミングで転送出力して１画面単位で連続する
映像信号を取り出す駆動回路と、上記映像信号を所定の
水平走査期間単位で区切って積分し、１画面が垂直方向
に分割された複数の分割領域にそれぞれ対応する複数の
積分値を得る積分回路と、上記複数の積分値をそれぞれ
基準値と対比して各分割領域の露出状態を表す複数の比
較結果を発生する比較回路と、上記複数の比較結果に基
づいて上記固体撮像素子の露出状態を制御する制御手段
と、を備え、上記制御手段は、主として画面の中央部分
あるいは下方部分に位置する上記分割領域に対応する積
分値の比較結果に支配的となることにある。
受光面に照射される光に応答して情報電荷を発生する固
体撮像素子と、この固体撮像素子で発生した情報電荷を
所定のタイミングで転送出力して１画面単位で連続する
映像信号を取り出す駆動回路と、上記映像信号を所定の
水平走査期間単位で区切って積分し、１画面が垂直方向
に分割された複数の分割領域にそれぞれ対応する複数の
積分値を得る積分回路と、上記複数の積分値をそれぞれ
基準値と対比して各分割領域の露出状態を表す複数の比
較結果を発生する比較回路と、上記複数の比較結果に基
づいて上記固体撮像素子の露出状態を制御する制御手段
と、を備え、上記制御手段は、主として画面の中央部分
あるいは下方部分に位置する上記分割領域に対応する積
分値の比較結果に支配的となることにある。
【００１１】
【作用】本発明の請求項１によれば、１つの画面を分割
した分割領域でそれぞれ映像信号を積分してその積分値
を判定するようにしたことで、１画面内の所望の領域つ
いて選択的に露出状態を把握することができる。そし
て、特定の分割領域の露出状態について重み付けをした
上で全体的な露出状態の判定をすることにより、常に適
正な露出状態に保つことができる。
した分割領域でそれぞれ映像信号を積分してその積分値
を判定するようにしたことで、１画面内の所望の領域つ
いて選択的に露出状態を把握することができる。そし
て、特定の分割領域の露出状態について重み付けをした
上で全体的な露出状態の判定をすることにより、常に適
正な露出状態に保つことができる。
【００１２】請求項２によれば、１つの画面を水平方向
に区切って複数の分割領域とすることにより、映像信号
を水平走査線単位で積分できるようになり、積分回路を
時分割で動作させれば複数の積分回路を設ける必要がな
くなる。
に区切って複数の分割領域とすることにより、映像信号
を水平走査線単位で積分できるようになり、積分回路を
時分割で動作させれば複数の積分回路を設ける必要がな
くなる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の固体撮像装置の構成を示す
ブロック図で、図３は、その動作を説明するタイミング
図である。ＣＣＤイメージセンサ１、ＣＣＤドライバ２
及び信号処理回路３は、図７と同一であり、ＣＣＤドラ
イバ２によってパルス駆動されるＣＣＤイメージセンサ
１から出力される映像信号Ｙ１が信号処理回路３に入力
され、信号処理回路３から輝度信号Ｙ３が得られるよう
に構成される。
ブロック図で、図３は、その動作を説明するタイミング
図である。ＣＣＤイメージセンサ１、ＣＣＤドライバ２
及び信号処理回路３は、図７と同一であり、ＣＣＤドラ
イバ２によってパルス駆動されるＣＣＤイメージセンサ
１から出力される映像信号Ｙ１が信号処理回路３に入力
され、信号処理回路３から輝度信号Ｙ３が得られるよう
に構成される。
【００１４】積分回路１１は、エリア指定信号ＩＡ及び
リセット信号ＲＳに応答し、信号処理回路３から供給さ
れる輝度信号Ｙ３を所定の期間で積分し、各期間で積分
値Ｉｎを発生する。例えば、図２に示すように、両端部
を除いて画面を水平方向に３分割した領域Ａ１〜Ａ３に
対応して輝度信号Ｙ３を積分し、各領域Ａ１〜Ａ３に対
応する積分値Ｉ１〜Ｉ３を発生する。このように画面を
３分割する場合には、図３(ａ)に示すように、垂直走査
の有効映像期間を３つの期間Ｌ１〜Ｌ３に分割するよう
にリセット信号ＲＳを設定し、各期間Ｌ１〜Ｌ３に対応
して積分値Ｉ１〜Ｉ３を得るように構成する。また、画
面の両端部を除いて積分する場合には、図３(ｂ)に示す
ように、垂直走査期間の中間部分を積分期間として指定
するようにエリア指定信号ＩＡを設定する。比較回路１
２は、積分回路１１から供給される積分値Ｉｎを、適正
露出範囲に対応して設定される上限値ＶH及び下限値ＶL
とそれぞれ比較し、各積分値Ｉｎが適正露出範囲に対し
て過剰、適正、不足の何れの状態にあるかを示す比較結
果Ｃｎを出力する。判定回路１３は、比較回路１２から
供給される１画面分の比較結果Ｃｎを取り込み、その比
較結果Ｃｎを総合的に判断することで露出抑制信号CLOS
Eあるいは露出促進信号OPNEを発生する。この比較結果
Ｃｎの判定については、後に説明する。
リセット信号ＲＳに応答し、信号処理回路３から供給さ
れる輝度信号Ｙ３を所定の期間で積分し、各期間で積分
値Ｉｎを発生する。例えば、図２に示すように、両端部
を除いて画面を水平方向に３分割した領域Ａ１〜Ａ３に
対応して輝度信号Ｙ３を積分し、各領域Ａ１〜Ａ３に対
応する積分値Ｉ１〜Ｉ３を発生する。このように画面を
３分割する場合には、図３(ａ)に示すように、垂直走査
の有効映像期間を３つの期間Ｌ１〜Ｌ３に分割するよう
にリセット信号ＲＳを設定し、各期間Ｌ１〜Ｌ３に対応
して積分値Ｉ１〜Ｉ３を得るように構成する。また、画
面の両端部を除いて積分する場合には、図３(ｂ)に示す
ように、垂直走査期間の中間部分を積分期間として指定
するようにエリア指定信号ＩＡを設定する。比較回路１
２は、積分回路１１から供給される積分値Ｉｎを、適正
露出範囲に対応して設定される上限値ＶH及び下限値ＶL
とそれぞれ比較し、各積分値Ｉｎが適正露出範囲に対し
て過剰、適正、不足の何れの状態にあるかを示す比較結
果Ｃｎを出力する。判定回路１３は、比較回路１２から
供給される１画面分の比較結果Ｃｎを取り込み、その比
較結果Ｃｎを総合的に判断することで露出抑制信号CLOS
Eあるいは露出促進信号OPNEを発生する。この比較結果
Ｃｎの判定については、後に説明する。
【００１５】タイミング制御回路１０は、図７のタイミ
ング制御回路７と同様に、判定回路１３から供給される
露出抑制信号CLOSE及び露出促進信号OPENに応答してＣ
ＣＤドライバ２の動作タイミングを決定するタイミング
信号ＦＴ、ＲＴを発生する。例えば、タイミング信号Ｆ
Ｔについては、垂直走査の帰線消去期間内の特定タイミ
ングに固定され、タイミング信号ＲＴについては、露出
抑制信号CLOSEに応答してタイミングが遅れ、露出促進
信号OPENに応答してタイミングが早くなるように設定さ
れる。これと同時に、垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信
号ＨＤに基づいてエリア指定信号ＩＡ及びリセット信号
ＲＳを生成し、積分回路１１及び比較回路１２へ供給す
る。これにより、積分回路１１が輝度信号Ｙ３を所定の
分割領域に対応して積分し、比較回路１２が各積分値Ｉ
ｎを取り込んで比較結果Ｃｎを発生するように構成され
る。このタイミング制御回路１０については、垂直走査
周期及び水平走査周期で動作するＶカウンタ及びＨカウ
ンタと、これらカウンタの出力をデコードするデコーダ
により構成される。従って、タイミング信号ＦＴ、ＲＴ
に加えてエリア指定信号ＩＡ及びリセット信号ＲＳを生
成することは、デコーダの設定変更によって容易に実現
できる。
ング制御回路７と同様に、判定回路１３から供給される
露出抑制信号CLOSE及び露出促進信号OPENに応答してＣ
ＣＤドライバ２の動作タイミングを決定するタイミング
信号ＦＴ、ＲＴを発生する。例えば、タイミング信号Ｆ
Ｔについては、垂直走査の帰線消去期間内の特定タイミ
ングに固定され、タイミング信号ＲＴについては、露出
抑制信号CLOSEに応答してタイミングが遅れ、露出促進
信号OPENに応答してタイミングが早くなるように設定さ
れる。これと同時に、垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信
号ＨＤに基づいてエリア指定信号ＩＡ及びリセット信号
ＲＳを生成し、積分回路１１及び比較回路１２へ供給す
る。これにより、積分回路１１が輝度信号Ｙ３を所定の
分割領域に対応して積分し、比較回路１２が各積分値Ｉ
ｎを取り込んで比較結果Ｃｎを発生するように構成され
る。このタイミング制御回路１０については、垂直走査
周期及び水平走査周期で動作するＶカウンタ及びＨカウ
ンタと、これらカウンタの出力をデコードするデコーダ
により構成される。従って、タイミング信号ＦＴ、ＲＴ
に加えてエリア指定信号ＩＡ及びリセット信号ＲＳを生
成することは、デコーダの設定変更によって容易に実現
できる。
【００１６】図４は、積分回路１１及び比較回路１２の
構成例を示す回路図である。積分回路１１は、アナログ
スイッチ２１、抵抗２２、２３、トランジスタ２４、２
５及びコンデンサ２６により構成される。アナログスイ
ッチ２１は、エリア指定信号ＩＡに従って輝度信号Ｙ３
を選択的に取り込み、取り込んだ輝度信号Ｙ３を抵抗２
２を介してコンデンサ２６に印加する。コンデンサ２２
は、印加される輝度信号Ｙ３を積分し、その積分値を電
圧値として蓄える。トランジスタ２５は、コンデンサ２
６に並列に接続され、リセット信号ＲＳに応答してコン
デンサ２６を放電する。そして、トランジスタ２４及び
抵抗２３からなるエミッタフォロワ回路は、コンデンサ
２６に蓄えられる電圧値を取り出し、積分値Ｉｎとして
出力する。この積分回路１２では、リセット信号ＲＳに
よって輝度信号Ｙ３を時分割で処理しており、１系統の
積分回路であっても複数の積分値Ｉｎを得ることができ
る。
構成例を示す回路図である。積分回路１１は、アナログ
スイッチ２１、抵抗２２、２３、トランジスタ２４、２
５及びコンデンサ２６により構成される。アナログスイ
ッチ２１は、エリア指定信号ＩＡに従って輝度信号Ｙ３
を選択的に取り込み、取り込んだ輝度信号Ｙ３を抵抗２
２を介してコンデンサ２６に印加する。コンデンサ２２
は、印加される輝度信号Ｙ３を積分し、その積分値を電
圧値として蓄える。トランジスタ２５は、コンデンサ２
６に並列に接続され、リセット信号ＲＳに応答してコン
デンサ２６を放電する。そして、トランジスタ２４及び
抵抗２３からなるエミッタフォロワ回路は、コンデンサ
２６に蓄えられる電圧値を取り出し、積分値Ｉｎとして
出力する。この積分回路１２では、リセット信号ＲＳに
よって輝度信号Ｙ３を時分割で処理しており、１系統の
積分回路であっても複数の積分値Ｉｎを得ることができ
る。
【００１７】比較回路１２は、一対のコンパレータ３
１、３２及び一対のフリップフロップ３３、３４により
構成される。一対のコンパレータ３１、３２は、積分回
路１１から入力される積分値Ｉｎを適正露出範囲に対応
する上限値ＶH及び下限値ＶLとそれぞれ比較し、それぞ
れの比較結果をフリップフロップ３３、３４のデータ入
力端子Ｄに与える。フリップフロップ３３、３４は、リ
セット信号ＲＳが立ち上がる直前のタイミングで各コン
パレータ３１、３２の出力を取り込み、比較結果Ｃｎと
して出力する。この比較結果Ｃｎは、２ビットのデータ
により表され、例えば、積分値Ｉｎが上限値ＶH 越えて
いれば「１、１」、上限値ＶHと下限値ＶLとの間にあれ
ば「０、１」、下限値ＶLに満たなければ「０、０」と
なる。これにより、各分割領域での露出状態が検出され
る。
１、３２及び一対のフリップフロップ３３、３４により
構成される。一対のコンパレータ３１、３２は、積分回
路１１から入力される積分値Ｉｎを適正露出範囲に対応
する上限値ＶH及び下限値ＶLとそれぞれ比較し、それぞ
れの比較結果をフリップフロップ３３、３４のデータ入
力端子Ｄに与える。フリップフロップ３３、３４は、リ
セット信号ＲＳが立ち上がる直前のタイミングで各コン
パレータ３１、３２の出力を取り込み、比較結果Ｃｎと
して出力する。この比較結果Ｃｎは、２ビットのデータ
により表され、例えば、積分値Ｉｎが上限値ＶH 越えて
いれば「１、１」、上限値ＶHと下限値ＶLとの間にあれ
ば「０、１」、下限値ＶLに満たなければ「０、０」と
なる。これにより、各分割領域での露出状態が検出され
る。
【００１８】続いて、判定回路１３の判定動作について
説明する。図２のように画面を３分割して露出状態を検
出するとき、各分割領域がそれぞれ露出過剰、適正及び
露出不足の３つの状態を取り得るため、画面全体として
は２７種類の露出状態を取り得ることになる。そこで、
露出過剰状態を「＋１」、適正状態を「±０」、露出不
足状態を「−１」として比較結果Ｃ１〜Ｃ３をそれぞれ
ｚ軸、ｙ軸、ｘ軸上に表すと、図５及び図６のようにな
る。判定回路１３では、図５及び図６に示すような３次
元の座標が設定されており、３つの比較結果Ｃ１〜Ｃ３
が示す画面の露出状態がどの点に一致するかが検出され
る。そこで、この３次元の座標の各点を露出抑制、露出
固定、露出促進の何れかに対応付けておくことにより、
３つの比較結果Ｃ１〜Ｃ３に応答して露出抑制信号CLOS
E、露出促進信号OPENを発生させるようにしている。
説明する。図２のように画面を３分割して露出状態を検
出するとき、各分割領域がそれぞれ露出過剰、適正及び
露出不足の３つの状態を取り得るため、画面全体として
は２７種類の露出状態を取り得ることになる。そこで、
露出過剰状態を「＋１」、適正状態を「±０」、露出不
足状態を「−１」として比較結果Ｃ１〜Ｃ３をそれぞれ
ｚ軸、ｙ軸、ｘ軸上に表すと、図５及び図６のようにな
る。判定回路１３では、図５及び図６に示すような３次
元の座標が設定されており、３つの比較結果Ｃ１〜Ｃ３
が示す画面の露出状態がどの点に一致するかが検出され
る。そこで、この３次元の座標の各点を露出抑制、露出
固定、露出促進の何れかに対応付けておくことにより、
３つの比較結果Ｃ１〜Ｃ３に応答して露出抑制信号CLOS
E、露出促進信号OPENを発生させるようにしている。
【００１９】第１に、画面の中央部に重点を置いて画面
全体の露出状態を制御する場合について考える。まず、
比較結果Ｃ２が「±０」であれば比較結果Ｃ１、Ｃ３に
関係なく適正な露出状態であるとして露出状態を固定す
る。このとき、露出抑制信号CLOSE及び露出促進信号OPE
Nは、何れも発生されない。そして、比較結果Ｃ２が
「＋１」であれば露出過剰であるとして露出抑制信号CL
OSEを発生し、比較結果Ｃ２が「−１」であれば露出不
足であるとして露出促進信号OPENを発生する。ここで、
比較結果Ｃ２が「＋１」であっても、比較結果Ｃ３が
「±０」であり、比較結果Ｃ１が「＋１」または「±
０」であれば適正状態であるとして露出抑制信号CLOSE
を発生させないように設定している。従って、図５にお
いて、比較結果Ｃ１〜Ｃ３が指定する座標が黒点上に位
置する場合には、露出状態が固定され、白点上で比較結
果Ｃ２が＋側であれば露出抑制信号CLOSEにより露出が
絞られ、−側であれば露出促進信号OPENにより露出が開
かれる。
全体の露出状態を制御する場合について考える。まず、
比較結果Ｃ２が「±０」であれば比較結果Ｃ１、Ｃ３に
関係なく適正な露出状態であるとして露出状態を固定す
る。このとき、露出抑制信号CLOSE及び露出促進信号OPE
Nは、何れも発生されない。そして、比較結果Ｃ２が
「＋１」であれば露出過剰であるとして露出抑制信号CL
OSEを発生し、比較結果Ｃ２が「−１」であれば露出不
足であるとして露出促進信号OPENを発生する。ここで、
比較結果Ｃ２が「＋１」であっても、比較結果Ｃ３が
「±０」であり、比較結果Ｃ１が「＋１」または「±
０」であれば適正状態であるとして露出抑制信号CLOSE
を発生させないように設定している。従って、図５にお
いて、比較結果Ｃ１〜Ｃ３が指定する座標が黒点上に位
置する場合には、露出状態が固定され、白点上で比較結
果Ｃ２が＋側であれば露出抑制信号CLOSEにより露出が
絞られ、−側であれば露出促進信号OPENにより露出が開
かれる。
【００２０】第２に、画面の下方に重点を置いて画面全
体の露出状態を制御する場合について考える。まず、比
較結果Ｃ３が「±０」であれば比較結果Ｃ１、Ｃ２に関
係なく適正な露出状態であるとして露出状態を固定す
る。そして、比較結果Ｃ３が「＋１」であれば露出過剰
であるとして露出抑制信号CLOSEを発生し、比較結果Ｃ
３が「−１」であれば露出不足であるとして露出促進信
号OPENを発生する。ここで、比較結果Ｃ３が「＋１」で
あっても、比較結果Ｃ２が「±０」であり、比較結果Ｃ
１が「＋１」または「±０」であれば適正状態であると
して露出抑制信号CLOSEを発生させないように設定して
いる。従って、図６において、比較結果Ｃ１〜Ｃ３が指
定する座標が黒点上に位置する場合には、露出状態が固
定され、白点上で比較結果Ｃ３が＋側であれば露出抑制
信号CLOSEにより露出が絞られ、−側であれば露出促進
信号OPENにより露出が開かれる。
体の露出状態を制御する場合について考える。まず、比
較結果Ｃ３が「±０」であれば比較結果Ｃ１、Ｃ２に関
係なく適正な露出状態であるとして露出状態を固定す
る。そして、比較結果Ｃ３が「＋１」であれば露出過剰
であるとして露出抑制信号CLOSEを発生し、比較結果Ｃ
３が「−１」であれば露出不足であるとして露出促進信
号OPENを発生する。ここで、比較結果Ｃ３が「＋１」で
あっても、比較結果Ｃ２が「±０」であり、比較結果Ｃ
１が「＋１」または「±０」であれば適正状態であると
して露出抑制信号CLOSEを発生させないように設定して
いる。従って、図６において、比較結果Ｃ１〜Ｃ３が指
定する座標が黒点上に位置する場合には、露出状態が固
定され、白点上で比較結果Ｃ３が＋側であれば露出抑制
信号CLOSEにより露出が絞られ、−側であれば露出促進
信号OPENにより露出が開かれる。
【００２１】これらの図５及び図６において、露出状態
を固定すると判定される黒点の位置については、任意に
設定可能であり、所望の露出制御特性を得られるように
設定すればよい。尚、以上の実施例においては、画面を
３分割して露出状態を検出する場合を例示したが、画面
を２分割、あるいは４つ以上に分割して露出状態を検出
するようにしてもよい。
を固定すると判定される黒点の位置については、任意に
設定可能であり、所望の露出制御特性を得られるように
設定すればよい。尚、以上の実施例においては、画面を
３分割して露出状態を検出する場合を例示したが、画面
を２分割、あるいは４つ以上に分割して露出状態を検出
するようにしてもよい。
【００２２】また、積分回路１１を２系統以上設けるこ
とにより、輝度信号Ｙ３を並列的に処理できるようにす
れば、画面を垂直方向に分割する各分割領域に対応して
積分値を取り出すようにすることも可能である。
とにより、輝度信号Ｙ３を並列的に処理できるようにす
れば、画面を垂直方向に分割する各分割領域に対応して
積分値を取り出すようにすることも可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、画面を複数の領域に分
割して各分割領域毎に露出状態を判定するようにしたこ
とで、目標とする被写体が画面の中央部に位置していな
い場合でも、被写体に対する露出状態を常に適正に保つ
ことができる。そして、判定回路の判定基準を容易に変
更できることから、撮像装置の設置場所の環境が変わっ
た場合でも、柔軟に対応させることができる。
割して各分割領域毎に露出状態を判定するようにしたこ
とで、目標とする被写体が画面の中央部に位置していな
い場合でも、被写体に対する露出状態を常に適正に保つ
ことができる。そして、判定回路の判定基準を容易に変
更できることから、撮像装置の設置場所の環境が変わっ
た場合でも、柔軟に対応させることができる。
【００２４】また、画面の分割を水平方向とする場合に
は、各分割領域毎の積分値を１系統の積分回路を時分割
で動作させて得ることができる。このため、複数の積分
回路を設ける必要がなく、回路規模を増大させることな
く露出制御回路を構成することができる。
は、各分割領域毎の積分値を１系統の積分回路を時分割
で動作させて得ることができる。このため、複数の積分
回路を設ける必要がなく、回路規模を増大させることな
く露出制御回路を構成することができる。
【図１】本発明の固体撮像装置の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】画面の分割状態を示す摸式図である。
【図３】本発明の固体撮像装置の動作を説明するタイミ
ング図である。
ング図である。
【図４】積分回路及び比較回路の回路図である。
【図５】３分割した画面の露出状態が取り得る状態を座
標で表した図である。
標で表した図である。
【図６】３分割した画面の露出状態が取り得る状態を座
標で表した図である。
標で表した図である。
【図７】従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図８】映像信号の積分値の変化を示す図である。
【図９】従来の固体撮像装置の動作を説明するタイミン
グ図である。
グ図である。
１ ＣＣＤイメージセンサ ２ ＣＣＤドライバ ３ 信号処理回路 ４、１１ 積分回路 ５、１２ 比較回路 ６ デコーダ ７、１０ タイミング制御回路 １３ 判定回路
Claims (3)
- 【請求項１】 受光面に照射される光に応答して情報電
荷を発生する固体撮像素子と、この固体撮像素子で発生
した情報電荷を所定のタイミングで転送出力して１画面
単位で連続する映像信号を取り出す駆動回路と、上記映
像信号を特定の期間毎に積分し、１画面が分割された複
数の分割領域にそれぞれ対応する複数の積分値を得る積
分回路と、上記複数の積分値をそれぞれ基準値と対比し
て各分割領域の露出状態を表す複数の比較結果を発生す
る比較回路と、上記複数の比較結果に基づいて上記固体
撮像素子の露出状態を制御する制御手段と、を備え、上
記制御手段は、主として上記複数の分割領域の一領域に
対応する積分値の比較結果に支配的となることを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項２】 受光面に照射される光に応答して情報電
荷を発生する固体撮像素子と、この固体撮像素子で発生
した情報電荷を所定のタイミングで転送出力して１画面
単位で連続する映像信号を取り出す駆動回路と、上記映
像信号を水平走査期間単位で区切って積分し、１画面が
垂直方向に分割された複数の分割領域にそれぞれ対応す
る複数の積分値を得る積分回路と、上記複数の積分値を
それぞれ基準値と対比して各分割領域の露出状態を表す
複数の比較結果を発生する比較回路と、上記複数の比較
結果に基づいて上記固体撮像素子の露出状態を制御する
制御手段と、を備え、上記制御手段は、主として画面の
中央部分あるいは下方部分に位置する上記分割領域に対
応する積分値の比較結果に支配的となることを特徴とす
る固体撮像装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の固体撮像装置におい
て、上記積分回路が各水平走査期間の始まり及び終わり
の一定期間を除いて上記映像信号を積分して積分値を得
ることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06149868A JP3123884B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06149868A JP3123884B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818850A JPH0818850A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3123884B2 true JP3123884B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=15484415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06149868A Expired - Fee Related JP3123884B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123884B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013047675A1 (ja) | 2011-09-29 | 2013-04-04 | セントラル硝子株式会社 | 化学強化ガラス及びその製造方法 |
| WO2013047676A1 (ja) | 2011-09-29 | 2013-04-04 | セントラル硝子株式会社 | 表示装置用カバーガラス及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP06149868A patent/JP3123884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818850A (ja) | 1996-01-19 |
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Legal Events
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