JP3432705B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP3432705B2 JP3432705B2 JP16582597A JP16582597A JP3432705B2 JP 3432705 B2 JP3432705 B2 JP 3432705B2 JP 16582597 A JP16582597 A JP 16582597A JP 16582597 A JP16582597 A JP 16582597A JP 3432705 B2 JP3432705 B2 JP 3432705B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/72—Combination of two or more compensation controls
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子スチルカメ
ラなどの撮像装置における自動露出制御および自動利得
調整に関するものである。また、シャッター時における
カメラ動作に関するものである。
ラなどの撮像装置における自動露出制御および自動利得
調整に関するものである。また、シャッター時における
カメラ動作に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２１は特公平５−３７５９５号公報に
示された撮像装置における自動露出調整の構成図であ
る。同図において、２０はレンズ、２１は絞り機構、２
２は駆動回路、２３は撮像デバイス、２４はプリアン
プ、２５は可変利得アンプ、２６はＡ／Ｄコンバータ、
２７は同期分離回路、２８は切り替え回路、２９は切り
替え制御回路、３０は積算回路、３１は異常判別回路、
３２は平均値算出回路、３３は比較回路、３４は目標値
メモリ、３５は基準値メモリである。
示された撮像装置における自動露出調整の構成図であ
る。同図において、２０はレンズ、２１は絞り機構、２
２は駆動回路、２３は撮像デバイス、２４はプリアン
プ、２５は可変利得アンプ、２６はＡ／Ｄコンバータ、
２７は同期分離回路、２８は切り替え回路、２９は切り
替え制御回路、３０は積算回路、３１は異常判別回路、
３２は平均値算出回路、３３は比較回路、３４は目標値
メモリ、３５は基準値メモリである。
【０００３】次に動作について説明する。レンズ２０に
入射される被写体からの入射光は、絞り機構２１にてレ
ンズ２０の絞りが調整されて、その光量が調整された後
に撮像デバイス２３にて光電変換されて撮像映像信号と
して出力される。Ａ／Ｄコンバータ２６は、撮像映像信
号中の輝度信号をディジタル信号に変換し、切り替え回
路２８にて選択された積算回路３０に入力される。
入射される被写体からの入射光は、絞り機構２１にてレ
ンズ２０の絞りが調整されて、その光量が調整された後
に撮像デバイス２３にて光電変換されて撮像映像信号と
して出力される。Ａ／Ｄコンバータ２６は、撮像映像信
号中の輝度信号をディジタル信号に変換し、切り替え回
路２８にて選択された積算回路３０に入力される。
【０００４】同期分離回路２７は、撮像映像信号より垂
直および水平同期信号を分離し、後段の切り替え制御回
路２９は、この両同期信号および撮像デバイス２３の制
御に用いられたクロック信号に基づいて切り替え回路２
８の切り替え制御を行い、図２２に示すように、分割さ
れたそれぞれのサンプリングエリアに対応して切り替え
る。すなわち、エリアＡ内の撮像映像信号のＡ／Ｄ変換
値が積算回路３０Ａに、同様に各エリアＢ，Ｃ，Ｃ，
Ｅ，Ｆ内のＡ／Ｄ変換値が、それぞれ積算回路３０Ｂ，
３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆに入力される。
直および水平同期信号を分離し、後段の切り替え制御回
路２９は、この両同期信号および撮像デバイス２３の制
御に用いられたクロック信号に基づいて切り替え回路２
８の切り替え制御を行い、図２２に示すように、分割さ
れたそれぞれのサンプリングエリアに対応して切り替え
る。すなわち、エリアＡ内の撮像映像信号のＡ／Ｄ変換
値が積算回路３０Ａに、同様に各エリアＢ，Ｃ，Ｃ，
Ｅ，Ｆ内のＡ／Ｄ変換値が、それぞれ積算回路３０Ｂ，
３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆに入力される。
【０００５】各積算回路３０Ａ〜３０Ｆは、それぞれ入
力された映像信号の１フィールド分を積算し、異常判別
回路３１へ出力する。異常判別回路３１Ａ〜３１Ｆは、
入力された積算値から基準値メモリ３５で定められた一
定以下の低輝度、および一定以上の高輝度を含むエリア
の積算値を削除して平均値算出回路３２に出力し、平均
値算出回路３２は輝度平均値を算出する。
力された映像信号の１フィールド分を積算し、異常判別
回路３１へ出力する。異常判別回路３１Ａ〜３１Ｆは、
入力された積算値から基準値メモリ３５で定められた一
定以下の低輝度、および一定以上の高輝度を含むエリア
の積算値を削除して平均値算出回路３２に出力し、平均
値算出回路３２は輝度平均値を算出する。
【０００６】比較回路３３は、目標値メモリ３４に予め
記憶されている予め定めておいた輝度レベルと比較し、
前記輝度平均値が目標値メモリ３４に定められている輝
度レベルに近づくように絞り機構２１および可変利得ア
ンプ２５を制御する。
記憶されている予め定めておいた輝度レベルと比較し、
前記輝度平均値が目標値メモリ３４に定められている輝
度レベルに近づくように絞り機構２１および可変利得ア
ンプ２５を制御する。
【０００７】上記のように、従来の撮像装置は、映像信
号の積算値を一定レベルに近づくように比較回路を用い
て比較回路の比較結果により露出調整を行うＴＴＬ測光
が主であった。また、この従来例では、露光調整に機構
的な絞りを用いていたが、電荷蓄積期間を可変できる撮
像デバイスを用いても同様である。
号の積算値を一定レベルに近づくように比較回路を用い
て比較回路の比較結果により露出調整を行うＴＴＬ測光
が主であった。また、この従来例では、露光調整に機構
的な絞りを用いていたが、電荷蓄積期間を可変できる撮
像デバイスを用いても同様である。
【０００８】また、上記ＴＴＬ測光の他に、図２３に示
すように、銀塩カメラにおける測光と同様に、撮像した
被写体の明るさを測光する測光センサを用いた外部測光
方式のものもある。図２３において、図２１と同一符号
はそれぞれ同一または相当部分を示しており、４２はＡ
／Ｄコンバータ、４３はマイクロコンピュータ（以下、
「マイコン」という）である。
すように、銀塩カメラにおける測光と同様に、撮像した
被写体の明るさを測光する測光センサを用いた外部測光
方式のものもある。図２３において、図２１と同一符号
はそれぞれ同一または相当部分を示しており、４２はＡ
／Ｄコンバータ、４３はマイクロコンピュータ（以下、
「マイコン」という）である。
【０００９】次に、動作を説明する。レンズ２０によっ
て集光された入射光量は絞り機構２１によって調整され
て撮像デバイス２３上にその像を結像する。可変利得ア
ンプ２５は、撮像デバイス２３から出力された信号を増
幅して映像信号を出力する。測光センサ用レンズ４０
は、測光センサ４１上に撮像デバイス２３上に結像した
像と同一の画角で結像するように設けられている。測光
センサ４１は、入射光量に応じて出力する電圧値が異な
り、出力された電圧値はＡ／Ｄコンバータ４２によって
ディジタル信号に変換された後、マイコン４３へ入力さ
れる。マイコン４３は、入力された測光センサ４１の電
圧値から、入射光量すなわち撮像している被写体の明る
さを知ることができる。マイコン４３は、測光センサ４
１から得られた値から一定の映像信号が得られるよう
に、予め設けておいた絞り機構２１の開口度と、可変利
得アンプ２５の利得を出力し、可変利得アンプ２５から
出力される映像信号レベルが一定になるように、露出の
制御を行う。
て集光された入射光量は絞り機構２１によって調整され
て撮像デバイス２３上にその像を結像する。可変利得ア
ンプ２５は、撮像デバイス２３から出力された信号を増
幅して映像信号を出力する。測光センサ用レンズ４０
は、測光センサ４１上に撮像デバイス２３上に結像した
像と同一の画角で結像するように設けられている。測光
センサ４１は、入射光量に応じて出力する電圧値が異な
り、出力された電圧値はＡ／Ｄコンバータ４２によって
ディジタル信号に変換された後、マイコン４３へ入力さ
れる。マイコン４３は、入力された測光センサ４１の電
圧値から、入射光量すなわち撮像している被写体の明る
さを知ることができる。マイコン４３は、測光センサ４
１から得られた値から一定の映像信号が得られるよう
に、予め設けておいた絞り機構２１の開口度と、可変利
得アンプ２５の利得を出力し、可変利得アンプ２５から
出力される映像信号レベルが一定になるように、露出の
制御を行う。
【００１０】以上、従来の撮像装置の露出制御方式の例
を２つ示したが、ビデオカメラや電子スチルカメラにお
いては、図２１に示したＴＴＬ測光方式か、図２３に示
した外部測光方式により露出制御を行うものがほとんど
である。
を２つ示したが、ビデオカメラや電子スチルカメラにお
いては、図２１に示したＴＴＬ測光方式か、図２３に示
した外部測光方式により露出制御を行うものがほとんど
である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の撮像装置のＴＴ
Ｌ測光方式による露出制御においては、１フィールド毎
に積算した積算値を比較回路によって毎回比較し、一定
の輝度レベルになるようにその値を収束させていくた
め、一定の輝度レベルになるためには絞りの開口度の刻
み値に応じただけの比較を行わなければならない。その
ため、一定の映像信号レベルになるまで時間がかかって
しまい、前記時間を短縮するために前記開口度の刻み値
を大きく設定すれば、絞りがハンチングしてしまうとい
う問題点があった。
Ｌ測光方式による露出制御においては、１フィールド毎
に積算した積算値を比較回路によって毎回比較し、一定
の輝度レベルになるようにその値を収束させていくた
め、一定の輝度レベルになるためには絞りの開口度の刻
み値に応じただけの比較を行わなければならない。その
ため、一定の映像信号レベルになるまで時間がかかって
しまい、前記時間を短縮するために前記開口度の刻み値
を大きく設定すれば、絞りがハンチングしてしまうとい
う問題点があった。
【００１２】また、外部測光方式による露出制御におい
ては、測光センサに撮像デバイスと同様の像を結蔵させ
るため、高精度の測光センサ用レンズが必要であり、さ
らに撮像デバイスは銀塩カメラに比べて入力ダイナミッ
クレンジが狭いため、高精度の露出制御が必要であり、
絞り機構の精度や、測光センサの温度特性などの環境依
存性を考慮しなければならないため、構成が複雑になる
という問題点があった。
ては、測光センサに撮像デバイスと同様の像を結蔵させ
るため、高精度の測光センサ用レンズが必要であり、さ
らに撮像デバイスは銀塩カメラに比べて入力ダイナミッ
クレンジが狭いため、高精度の露出制御が必要であり、
絞り機構の精度や、測光センサの温度特性などの環境依
存性を考慮しなければならないため、構成が複雑になる
という問題点があった。
【００１３】さらにまた、上記ＴＴＬ測光方式による露
出制御も、外部測光方式による露出制御も、必要とする
画像を撮像するまですべての回路を動作させ続けなけれ
ばならないので、電池による電源供給などの場合、電池
が早く消耗し易いという問題点があった。
出制御も、外部測光方式による露出制御も、必要とする
画像を撮像するまですべての回路を動作させ続けなけれ
ばならないので、電池による電源供給などの場合、電池
が早く消耗し易いという問題点があった。
【００１４】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、簡単な回路構成で精度の高い露出制
御を行うことができるとともに、消費電力の少ない撮像
装置を得ることを目的としている。
になされたもので、簡単な回路構成で精度の高い露出制
御を行うことができるとともに、消費電力の少ない撮像
装置を得ることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る撮像装置
は、電荷蓄積時間を変えることができる固体撮像素子
と、前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を調整するタイミ
ングジェネレータと、前記固体撮像素子より得られた映
像信号中の一画面またはその一部の積算値を算出する積
算手段と、前記積算手段より得られる積算値に基づいて
前記タイミングジェネレータを制御する演算手段とを具
備し、前記演算手段は、アドレス第０番から第Ｎ−１番
（Ｎは所定の正の整数）までに被写体の明るさを示すテ
ーブル値を格納しており、かつ、αを定数とし、Ｋ２を
定数とし、Ｌ（ｎ）をアドレス第ｎ番（０≦ｎ≦Ｎ−
１）に格納された被写体の明るさを示すテーブル値とし
たときに、Ｌ（ｎ）＝α ｎ・Ｋ２ （ただし、Ｌ（０）の
値はαである。）を満たす第１のＬＵＴと、アドレス第
０番から第Ｎ−１番までに電荷蓄積時間を示すテーブル
値を格納しており、かつ、βを定数とし、Ｓ（ｎ）をア
ドレス第ｎ番に格納された電荷蓄積時間を示すテーブル
値としたときに、Ｓ（ｎ）＝１／β ｎ・Ｋ２ （ただし、
Ｓ（０）の値は１／βである。）を満たす第２のＬＵＴ
とを具備し、Σｐを前記積算手段より得られる積算値の
目標値とし、Ｋ９を定数としたときに、前記第１のＬＵ
Ｔ及び前記第２のＬＵＴのそれぞれのテーブル値は、Σ
ｐ＝Ｋ９×Ｌ（ｎ）×Ｓ（ｎ）が成立するように定めら
れており、前記固体撮像素子の電荷蓄積時間をＳｍとし
て撮像したときに前記積算手段より得られた積算値がΣ
ｍである場合に、前記演算手段は、前記第１のＬＵＴか
ら被写体の明るさを示すテーブル値がΣｍ／（Ｋ９×Ｓ
ｍ）になるアドレス番号ｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を求め、
前記第２のＬＵＴからアドレス第ｉ番の電荷蓄積時間Ｓ
（ｉ）を求め、次の撮像における電荷蓄積時間がＳ
（ｉ）になるように前記タイミングジェネレータを制御
することを特徴としている。
は、電荷蓄積時間を変えることができる固体撮像素子
と、前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を調整するタイミ
ングジェネレータと、前記固体撮像素子より得られた映
像信号中の一画面またはその一部の積算値を算出する積
算手段と、前記積算手段より得られる積算値に基づいて
前記タイミングジェネレータを制御する演算手段とを具
備し、前記演算手段は、アドレス第０番から第Ｎ−１番
（Ｎは所定の正の整数）までに被写体の明るさを示すテ
ーブル値を格納しており、かつ、αを定数とし、Ｋ２を
定数とし、Ｌ（ｎ）をアドレス第ｎ番（０≦ｎ≦Ｎ−
１）に格納された被写体の明るさを示すテーブル値とし
たときに、Ｌ（ｎ）＝α ｎ・Ｋ２ （ただし、Ｌ（０）の
値はαである。）を満たす第１のＬＵＴと、アドレス第
０番から第Ｎ−１番までに電荷蓄積時間を示すテーブル
値を格納しており、かつ、βを定数とし、Ｓ（ｎ）をア
ドレス第ｎ番に格納された電荷蓄積時間を示すテーブル
値としたときに、Ｓ（ｎ）＝１／β ｎ・Ｋ２ （ただし、
Ｓ（０）の値は１／βである。）を満たす第２のＬＵＴ
とを具備し、Σｐを前記積算手段より得られる積算値の
目標値とし、Ｋ９を定数としたときに、前記第１のＬＵ
Ｔ及び前記第２のＬＵＴのそれぞれのテーブル値は、Σ
ｐ＝Ｋ９×Ｌ（ｎ）×Ｓ（ｎ）が成立するように定めら
れており、前記固体撮像素子の電荷蓄積時間をＳｍとし
て撮像したときに前記積算手段より得られた積算値がΣ
ｍである場合に、前記演算手段は、前記第１のＬＵＴか
ら被写体の明るさを示すテーブル値がΣｍ／（Ｋ９×Ｓ
ｍ）になるアドレス番号ｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を求め、
前記第２のＬＵＴからアドレス第ｉ番の電荷蓄積時間Ｓ
（ｉ）を求め、次の撮像における電荷蓄積時間がＳ
（ｉ）になるように前記タイミングジェネレータを制御
することを特徴としている。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて具体的に説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１である
撮像装置を示した図である。図において、１は固体撮像
素子、２はプリアンプ、３はＡ／Ｄコンバータ、４はタ
イミングジェネレータ、５は積算手段、６は演算手段で
ある。
を示す図面に基づいて具体的に説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１である
撮像装置を示した図である。図において、１は固体撮像
素子、２はプリアンプ、３はＡ／Ｄコンバータ、４はタ
イミングジェネレータ、５は積算手段、６は演算手段で
ある。
【００２１】次に動作を説明する。固体撮像素子１から
出力された信号はプリアンプ２によって増幅され、Ａ／
Ｄコンバータ３を介してディジタル信号に変換される。
タイミングジェネレータ４は固体撮像素子１の駆動パル
スを生成する回路であり、前記駆動パルスのパルス間隔
を変えることによって固体撮像素子１の電荷蓄積時間Ｓ
を変えることができ、電荷蓄積時間Ｓを変えることによ
り固体撮像素子１の露出制御を行うことができる。積算
手段５はＡ／Ｄコンバータ３から入力されたディジタル
映像信号を１フィールド分積算し、その積算値を演算手
段へ出力する。積算手段５は映像信号中すべてのエリア
を積算しても良いし、その一部（例えば中央重点測光に
おいては中央部のみ）を積算しても良い。演算手段６は
積算手段５によって算出された積算値を入力し、積算値
に応じて前記固体撮像素子１の電荷蓄積時間Ｓを変える
ようにタイミングジェネレータ４へ駆動パルス間隔を変
えるように制御信号を出力する。
出力された信号はプリアンプ２によって増幅され、Ａ／
Ｄコンバータ３を介してディジタル信号に変換される。
タイミングジェネレータ４は固体撮像素子１の駆動パル
スを生成する回路であり、前記駆動パルスのパルス間隔
を変えることによって固体撮像素子１の電荷蓄積時間Ｓ
を変えることができ、電荷蓄積時間Ｓを変えることによ
り固体撮像素子１の露出制御を行うことができる。積算
手段５はＡ／Ｄコンバータ３から入力されたディジタル
映像信号を１フィールド分積算し、その積算値を演算手
段へ出力する。積算手段５は映像信号中すべてのエリア
を積算しても良いし、その一部（例えば中央重点測光に
おいては中央部のみ）を積算しても良い。演算手段６は
積算手段５によって算出された積算値を入力し、積算値
に応じて前記固体撮像素子１の電荷蓄積時間Ｓを変える
ようにタイミングジェネレータ４へ駆動パルス間隔を変
えるように制御信号を出力する。
【００２２】次に、演算手段６の演算方法を説明する。
演算手段６は図２に示すように、予め定めた定数Ｋ１に
定数Ｋ２とアドレス値ｎとをべき乗した指数関数で表す
ことができるＮ個の被写体の明るさＬを示す第１のルッ
クアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」という）を具備し
ている。図１に示したＬＵＴのテーブル値は被写体の明
るさＬの一例であり、０番アドレスにおけるテーブル値
が１００[lx]（＝Ｋ１）のとき１番アドレスにおけるテ
ーブル値は１００K2〔lx〕となり、被写体の明るさＬは
指数関数的に増えていくように設定している。例えば第
１のＬＵＴにおいて、１００〔lx〕から１０００００
〔lx〕までの明るさを包括したいときは Ｋ２＝（１０００００／１００）1/(N-1) となる。
演算手段６は図２に示すように、予め定めた定数Ｋ１に
定数Ｋ２とアドレス値ｎとをべき乗した指数関数で表す
ことができるＮ個の被写体の明るさＬを示す第１のルッ
クアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」という）を具備し
ている。図１に示したＬＵＴのテーブル値は被写体の明
るさＬの一例であり、０番アドレスにおけるテーブル値
が１００[lx]（＝Ｋ１）のとき１番アドレスにおけるテ
ーブル値は１００K2〔lx〕となり、被写体の明るさＬは
指数関数的に増えていくように設定している。例えば第
１のＬＵＴにおいて、１００〔lx〕から１０００００
〔lx〕までの明るさを包括したいときは Ｋ２＝（１０００００／１００）1/(N-1) となる。
【００２３】また、演算手段６は、図３に示すように電
荷蓄積時間Ｓをテーブルとする第２のＬＵＴを具備して
いる。第２のＬＵＴには、第１のＬＵＴで示した被写体
の明るさＬに対応して、同じアドレス値には第１のＬＵ
Ｔの明るさに対して積算手段５における積算値が一定と
なるように電荷蓄積時間Ｓが設けられている。すなわ
ち、ｎ番アドレスにおける被写体の明るさをＬｎとし、
ｎ番アドレスにおける電荷蓄積時間をＳｎとすると、被
写体の明るさＬｎにおいて固体撮像素子１の電荷蓄積時
間Ｓｎで撮像したとき得られる映像信号のレベルは一定
となり、目標とする映像信号レベルになるように第２の
ＬＵＴの各テーブル値が定められている。そのときの積
算値をΣｐとすると次式が成り立つ。 Σｐ＝Ｋ９×Ｌｎ×Ｓｎ ‥‥‥（１） ただしＫ９は定数
荷蓄積時間Ｓをテーブルとする第２のＬＵＴを具備して
いる。第２のＬＵＴには、第１のＬＵＴで示した被写体
の明るさＬに対応して、同じアドレス値には第１のＬＵ
Ｔの明るさに対して積算手段５における積算値が一定と
なるように電荷蓄積時間Ｓが設けられている。すなわ
ち、ｎ番アドレスにおける被写体の明るさをＬｎとし、
ｎ番アドレスにおける電荷蓄積時間をＳｎとすると、被
写体の明るさＬｎにおいて固体撮像素子１の電荷蓄積時
間Ｓｎで撮像したとき得られる映像信号のレベルは一定
となり、目標とする映像信号レベルになるように第２の
ＬＵＴの各テーブル値が定められている。そのときの積
算値をΣｐとすると次式が成り立つ。 Σｐ＝Ｋ９×Ｌｎ×Ｓｎ ‥‥‥（１） ただしＫ９は定数
【００２４】式（１）より、ある電荷蓄積時間Ｓｍで撮
像したとき得られた積算値がΣｍであれば、そのときの
被写体の明るさＬｍ’は次式で求めることができる。 Ｌｍ’＝Σｍ／（Ｋ９×Ｓｍ） ‥‥‥（２） よって算出したＬｍ’において、第１のＬＵＴのＬｍ’
と同アドレスである電荷蓄積時間Ｓｍ’で撮像すれば、
積算値Σｐすなわち目標とする映像信号レベルを得るこ
とができる。
像したとき得られた積算値がΣｍであれば、そのときの
被写体の明るさＬｍ’は次式で求めることができる。 Ｌｍ’＝Σｍ／（Ｋ９×Ｓｍ） ‥‥‥（２） よって算出したＬｍ’において、第１のＬＵＴのＬｍ’
と同アドレスである電荷蓄積時間Ｓｍ’で撮像すれば、
積算値Σｐすなわち目標とする映像信号レベルを得るこ
とができる。
【００２５】演算手段６における演算手順のフローチャ
ートを図４に示す。まず、演算手段６はステップ１（以
下、「Ｓ１」のように略記する）において、タイミング
ジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値Ｓ0 を出力し、
固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 で被写体を撮像する。
次にＳ２において、上記電荷蓄積時間Ｓ0 にて撮像した
映像信号の積算値Σを入力する。次にＳ３にて得られた
積算値Σを撮像した時の電荷蓄積時間（初めはＳ0 であ
る）とＫ９で除算して、被写体の明るさＬを算出する。
ートを図４に示す。まず、演算手段６はステップ１（以
下、「Ｓ１」のように略記する）において、タイミング
ジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値Ｓ0 を出力し、
固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 で被写体を撮像する。
次にＳ２において、上記電荷蓄積時間Ｓ0 にて撮像した
映像信号の積算値Σを入力する。次にＳ３にて得られた
積算値Σを撮像した時の電荷蓄積時間（初めはＳ0 であ
る）とＫ９で除算して、被写体の明るさＬを算出する。
【００２６】次に、演算手段６はＳ４において算出した
被写体の明るさＬおよび第１のＬＵＴから、前記Ｌにお
けるアドレス値を用いて第２のＬＵＴから被写体の明る
さＬに対応する電荷蓄積時間Ｓを選択し、Ｓ５で選択し
た電荷蓄積時間Ｓで固体撮像素子１が撮像するようにタ
イミングジェネレータ４へ制御信号を出力する。その
後、Ｓ２に戻り、前記電荷蓄積時間Ｓで撮像した映像信
号における積算値を入力し上記Ｓ２〜Ｓ５の動作を繰り
返す。これにより撮像装置は露出調整を行うことができ
る。
被写体の明るさＬおよび第１のＬＵＴから、前記Ｌにお
けるアドレス値を用いて第２のＬＵＴから被写体の明る
さＬに対応する電荷蓄積時間Ｓを選択し、Ｓ５で選択し
た電荷蓄積時間Ｓで固体撮像素子１が撮像するようにタ
イミングジェネレータ４へ制御信号を出力する。その
後、Ｓ２に戻り、前記電荷蓄積時間Ｓで撮像した映像信
号における積算値を入力し上記Ｓ２〜Ｓ５の動作を繰り
返す。これにより撮像装置は露出調整を行うことができ
る。
【００２７】また、前記の露出制御方法は、理論的には
被写体の明るさＬを算出する一度の算出のみで適正電荷
蓄積時間Ｓを選択することができるが、得られた積算値
が極端に小さい場合などでは、式（２）の演算に、演算
誤差が生じてしまうため、幅広い被写体の照度すべてに
対して、一度の算出のみで演算誤差なしで適正電荷蓄積
時間Ｓを求めることは困難である。しかし、上記動作を
繰り返し行うことにより、すなわち適正電荷蓄積時間Ｓ
に近づくにつれ演算誤差は限りなく小さくなる。
被写体の明るさＬを算出する一度の算出のみで適正電荷
蓄積時間Ｓを選択することができるが、得られた積算値
が極端に小さい場合などでは、式（２）の演算に、演算
誤差が生じてしまうため、幅広い被写体の照度すべてに
対して、一度の算出のみで演算誤差なしで適正電荷蓄積
時間Ｓを求めることは困難である。しかし、上記動作を
繰り返し行うことにより、すなわち適正電荷蓄積時間Ｓ
に近づくにつれ演算誤差は限りなく小さくなる。
【００２８】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２である撮像装置を示した図である。図において、
図１と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示して
おり、７はＡＧＣ回路、８はＤ／Ａコンバータである。
形態２である撮像装置を示した図である。図において、
図１と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示して
おり、７はＡＧＣ回路、８はＤ／Ａコンバータである。
【００２９】次に、動作を説明する。固体撮像素子１か
ら出力された信号は、プリアンプ２およびＡＧＣ回路７
によって増幅され、Ａ／Ｄコンバータ３を介してディジ
タル信号に変換される。ＡＧＣ回路７は、Ｄ／Ａコンバ
ータ８から入力される電圧値によって増幅利得が変化す
る。タイミングジェネレータ４は、固体撮像素子１の駆
動パルスを生成する回路であり、前記駆動パルスのパル
ス間隔を変えることによって、固体撮像素子１の電荷蓄
積時間Ｓを変えることができ、電荷蓄積時間Ｓを変える
ことで固体撮像素子１の露出制御を行う。積算手段５
は、Ａ／Ｄコンバータ３から入力されたディジタル映像
信号を１フィールド分積算し、その積算値を演算手段６
へ出力する。積算手段５は映像信号中すべてのエリアを
積算しても良いし、その一部（例えば中央重点測光にお
いては中央部のみ）を積算しても良い。演算手段６は、
入力された積算値に応じて前記固体撮像素子１の電荷蓄
積時間Ｓを変えるように、タイミングジェネレータ４へ
駆動パルス間隔を変える制御信号を出力する。また、演
算手段６は、前記積算値に応じてＡＧＣ回路７の利得を
変える制御信号をＤ／Ａコンバータ８へ出力し、Ｄ／Ａ
コンバータ８は演算手段６から入力された信号をアナロ
グ信号に変換した制御電圧をＡＧＣ回路７へ入力する。
ら出力された信号は、プリアンプ２およびＡＧＣ回路７
によって増幅され、Ａ／Ｄコンバータ３を介してディジ
タル信号に変換される。ＡＧＣ回路７は、Ｄ／Ａコンバ
ータ８から入力される電圧値によって増幅利得が変化す
る。タイミングジェネレータ４は、固体撮像素子１の駆
動パルスを生成する回路であり、前記駆動パルスのパル
ス間隔を変えることによって、固体撮像素子１の電荷蓄
積時間Ｓを変えることができ、電荷蓄積時間Ｓを変える
ことで固体撮像素子１の露出制御を行う。積算手段５
は、Ａ／Ｄコンバータ３から入力されたディジタル映像
信号を１フィールド分積算し、その積算値を演算手段６
へ出力する。積算手段５は映像信号中すべてのエリアを
積算しても良いし、その一部（例えば中央重点測光にお
いては中央部のみ）を積算しても良い。演算手段６は、
入力された積算値に応じて前記固体撮像素子１の電荷蓄
積時間Ｓを変えるように、タイミングジェネレータ４へ
駆動パルス間隔を変える制御信号を出力する。また、演
算手段６は、前記積算値に応じてＡＧＣ回路７の利得を
変える制御信号をＤ／Ａコンバータ８へ出力し、Ｄ／Ａ
コンバータ８は演算手段６から入力された信号をアナロ
グ信号に変換した制御電圧をＡＧＣ回路７へ入力する。
【００３０】次に、演算手段６における演算方法を説明
する。演算手段６は、図６に示すように、アドレス０番
からＮ−１番まで、予め定めた定数Ｋ３に定数Ｋ４とア
ドレス値ｎとをべき乗した指数関数で表すことができる
Ｎ個の被写体の明るさを示す第３のＬＵＴを具備してい
る。図６に示した第３のＬＵＴのテーブル値は、被写体
の明るさの一例であり、０番アドレスにおけるテーブル
値が１０〔lx〕（＝Ｋ３）のとき１番アドレスにおける
テーブル値は１０K4〔lx〕となり、被写体の明るさは指
数関数的に増えていくように設定している。例えば、第
３のＬＵＴにおいて１０〔lx〕から１０００００〔lx〕
までの明るさを包括したいときは Ｋ４＝（１０００００／１０）1/(N-1) となる。
する。演算手段６は、図６に示すように、アドレス０番
からＮ−１番まで、予め定めた定数Ｋ３に定数Ｋ４とア
ドレス値ｎとをべき乗した指数関数で表すことができる
Ｎ個の被写体の明るさを示す第３のＬＵＴを具備してい
る。図６に示した第３のＬＵＴのテーブル値は、被写体
の明るさの一例であり、０番アドレスにおけるテーブル
値が１０〔lx〕（＝Ｋ３）のとき１番アドレスにおける
テーブル値は１０K4〔lx〕となり、被写体の明るさは指
数関数的に増えていくように設定している。例えば、第
３のＬＵＴにおいて１０〔lx〕から１０００００〔lx〕
までの明るさを包括したいときは Ｋ４＝（１０００００／１０）1/(N-1) となる。
【００３１】また、演算手段６は、図７に示すように、
電荷蓄積時間Ｓをテーブルとする第４のＬＵＴと、図８
に示すように、ＡＧＣ回路７の利得Ｇをテーブルとする
第５のＬＵＴを具備している。第４および第５のＬＵＴ
のテーブル値は一例であり、第４のＬＵＴには、第３の
ＬＵＴで示した被写体の明るさに対応して、同じアドレ
ス値には、第３のＬＵＴの明るさに対して積算手段５に
おける積算値が一定となるように電荷蓄積時間Ｓが設け
られており、第５のＬＵＴには、前記積算値が一定とな
るようにＡＧＣ回路７の利得Ｇが設けられている。すな
わち、ｎ番アドレスにおける被写体の明るさをＬｎと
し、ｎ番アドレスにおける電荷蓄積時間をＳｎ、利得を
Ｇｎとすると、被写体の明るさＬｎにおいて固体撮像素
子１の電荷蓄積時間Ｓｎ、ＡＧＣ回路７の利得Ｇｎで撮
像したとき得られる映像信号のレベルは一定となり、目
標とする映像信号レベルになるように、それぞれ電荷蓄
積時間Ｓおよび利得Ｇが定められている。そのときの積
算値をΣｐとすると、次式が成り立つ。 Σｐ＝Ｋ１０×Ｌｎ×Ｓｎ×Ｇｎ ‥‥‥ （３） ただしＫ１０は定数
電荷蓄積時間Ｓをテーブルとする第４のＬＵＴと、図８
に示すように、ＡＧＣ回路７の利得Ｇをテーブルとする
第５のＬＵＴを具備している。第４および第５のＬＵＴ
のテーブル値は一例であり、第４のＬＵＴには、第３の
ＬＵＴで示した被写体の明るさに対応して、同じアドレ
ス値には、第３のＬＵＴの明るさに対して積算手段５に
おける積算値が一定となるように電荷蓄積時間Ｓが設け
られており、第５のＬＵＴには、前記積算値が一定とな
るようにＡＧＣ回路７の利得Ｇが設けられている。すな
わち、ｎ番アドレスにおける被写体の明るさをＬｎと
し、ｎ番アドレスにおける電荷蓄積時間をＳｎ、利得を
Ｇｎとすると、被写体の明るさＬｎにおいて固体撮像素
子１の電荷蓄積時間Ｓｎ、ＡＧＣ回路７の利得Ｇｎで撮
像したとき得られる映像信号のレベルは一定となり、目
標とする映像信号レベルになるように、それぞれ電荷蓄
積時間Ｓおよび利得Ｇが定められている。そのときの積
算値をΣｐとすると、次式が成り立つ。 Σｐ＝Ｋ１０×Ｌｎ×Ｓｎ×Ｇｎ ‥‥‥ （３） ただしＫ１０は定数
【００３２】式（３）より、ある電荷蓄積時間Ｓｍ、利
得Ｇｍで撮像したとき得られた積算値がΣｍであれば、
そのときの被写体の明るさＬｍ’は、次式で求めること
ができる。 Ｌｍ’＝Σｍ／（Ｋ１０×Ｓｍ×Ｇｍ） ‥‥‥ （４） よって算出したＬｍ’において、第１のＬＵＴのＬｍ’
と同アドレスである電荷蓄積時間Ｓｍ’および利得Ｇ
ｍ’で撮像すれば積算値Σｐすなわち目標とする映像信
号レベルを得ることができる。
得Ｇｍで撮像したとき得られた積算値がΣｍであれば、
そのときの被写体の明るさＬｍ’は、次式で求めること
ができる。 Ｌｍ’＝Σｍ／（Ｋ１０×Ｓｍ×Ｇｍ） ‥‥‥ （４） よって算出したＬｍ’において、第１のＬＵＴのＬｍ’
と同アドレスである電荷蓄積時間Ｓｍ’および利得Ｇ
ｍ’で撮像すれば積算値Σｐすなわち目標とする映像信
号レベルを得ることができる。
【００３３】通常、電荷蓄積時間ＳとＡＧＣ回路７利得
Ｇとの関係は、図９に示すように被写体の照度が小さく
なるにつれて電荷蓄積時間Ｓが長くなり、固体撮像素子
１に設けられている最長の電荷蓄積時間Ｓについての適
正照度よりも被写体の照度が小さくなるとＡＧＣ回路７
の利得Ｇが上がるように設定されている。そのため、電
荷蓄積時間Ｓの調整で露出調整が可能な照度の範囲にお
いては、ＡＧＣ回路７の利得Ｇは一定である。
Ｇとの関係は、図９に示すように被写体の照度が小さく
なるにつれて電荷蓄積時間Ｓが長くなり、固体撮像素子
１に設けられている最長の電荷蓄積時間Ｓについての適
正照度よりも被写体の照度が小さくなるとＡＧＣ回路７
の利得Ｇが上がるように設定されている。そのため、電
荷蓄積時間Ｓの調整で露出調整が可能な照度の範囲にお
いては、ＡＧＣ回路７の利得Ｇは一定である。
【００３４】演算手段６における演算手順のフローチャ
ートを図１０に示す。まず、演算手段６はＳ６におい
て、タイミングジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値
Ｓ0 およびＡＧＣ回路７の利得Ｇ0 を出力する。ただ
し、前記初期値Ｓ0 およびＧ0 は同アドレスのテーブル
値である。固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 およびＡＧ
Ｃ回路７の利得Ｇ0 で被写体を撮像する。次にＳ７にお
いて、上記電荷蓄積時間Ｓおよび利得Ｇにて撮像した映
像信号の積算値Σを入力する。次にＳ８において、得ら
れた積算値Σを撮像した時の電荷蓄積時間と利得（よっ
て初めはＳ0 およびＧ0 である）とＫ１０で除算して、
被写体の明るさＬを算出する。
ートを図１０に示す。まず、演算手段６はＳ６におい
て、タイミングジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値
Ｓ0 およびＡＧＣ回路７の利得Ｇ0 を出力する。ただ
し、前記初期値Ｓ0 およびＧ0 は同アドレスのテーブル
値である。固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 およびＡＧ
Ｃ回路７の利得Ｇ0 で被写体を撮像する。次にＳ７にお
いて、上記電荷蓄積時間Ｓおよび利得Ｇにて撮像した映
像信号の積算値Σを入力する。次にＳ８において、得ら
れた積算値Σを撮像した時の電荷蓄積時間と利得（よっ
て初めはＳ0 およびＧ0 である）とＫ１０で除算して、
被写体の明るさＬを算出する。
【００３５】次に、Ｓ９において、演算手段６は算出し
た被写体の明るさＬおよび第３のＬＵＴから前記Ｌにお
けるアドレス値を用いて第４のＬＵＴから被写体の明る
さＬに対応する電荷蓄積時間Ｓを、第５のＬＵＴから利
得Ｇを選択し、Ｓ１０でこの選択した電荷蓄積時間Ｓで
固体撮像素子１が撮像するようにタイミングジェネレー
タ４へ制御信号を出力し、さらにＡＧＣ回路７の利得が
ＧになるようにＤ／Ａコンバータ８へ制御信号を出力し
て撮像する。その後、Ｓ７に戻り、前記電荷蓄積時間Ｓ
および利得Ｇで撮像した映像信号における積算値Σを入
力して上記Ｓ７〜Ｓ１０の動作を繰り返す。これによ
り、撮像装置は露出調整を行うことができる。
た被写体の明るさＬおよび第３のＬＵＴから前記Ｌにお
けるアドレス値を用いて第４のＬＵＴから被写体の明る
さＬに対応する電荷蓄積時間Ｓを、第５のＬＵＴから利
得Ｇを選択し、Ｓ１０でこの選択した電荷蓄積時間Ｓで
固体撮像素子１が撮像するようにタイミングジェネレー
タ４へ制御信号を出力し、さらにＡＧＣ回路７の利得が
ＧになるようにＤ／Ａコンバータ８へ制御信号を出力し
て撮像する。その後、Ｓ７に戻り、前記電荷蓄積時間Ｓ
および利得Ｇで撮像した映像信号における積算値Σを入
力して上記Ｓ７〜Ｓ１０の動作を繰り返す。これによ
り、撮像装置は露出調整を行うことができる。
【００３６】実施の形態３．この発明の実施の形態３で
ある撮像装置は、図１と同様であり、演算手段６による
制御手段が異なる。
ある撮像装置は、図１と同様であり、演算手段６による
制御手段が異なる。
【００３７】演算手段６は、実施の形態１で示した第２
のＬＵＴ（図３）と、図１２に示した第６のＬＵＴと、
図１３に示した第７のＬＵＴとを具備している。
のＬＵＴ（図３）と、図１２に示した第６のＬＵＴと、
図１３に示した第７のＬＵＴとを具備している。
【００３８】次に、演算手段６における演算方法を説明
する。まず、実施の形態１で述べたように、積算値Σと
被写体の明るさＬと電荷蓄積時間Ｓとの関係は、次式で
示される。 Σ＝Ｋ９×Ｌ×Ｓ ‥‥‥（５−１） ただしＫ９は定数よって被写体の明るさＬは、得られた
積算値Σと撮像時の電荷蓄積時間Ｓから、次式にて算出
することができる。 Ｌ＝Σ／（Ｋ９×Ｓ） ‥‥‥（５−２） 式（５−２）の両辺の対数をとると次式となる。 log Ｌ＝log Σ−log Ｓ−log Ｋ９ ‥‥‥（５−３） 第１のＬＵＴおよび第２のＬＵＴは、指数関数的に変化
していることから、式（５−３）においてlog Ｌおよび
log Ｓは線形関数となる。よって第１のＬＵＴにおい
て、各テーブル値の対数log Ｌのｎ番目のアドレスとｎ
＋１番目のアドレスのテーブル値の差（ logＬn+1 − l
ogＬn ）で、各テーブル値の対数log Ｌを割れば、新た
に算出されるテーブル値のアドレス毎の差は１となる。
例えば、新たに算出された第１のＬＵＴの０番アドレス
の値がＭとすると、ｎ番目ではＭ＋ｎ、Ｎ−１番目では
Ｍ＋Ｎ−１となる。
する。まず、実施の形態１で述べたように、積算値Σと
被写体の明るさＬと電荷蓄積時間Ｓとの関係は、次式で
示される。 Σ＝Ｋ９×Ｌ×Ｓ ‥‥‥（５−１） ただしＫ９は定数よって被写体の明るさＬは、得られた
積算値Σと撮像時の電荷蓄積時間Ｓから、次式にて算出
することができる。 Ｌ＝Σ／（Ｋ９×Ｓ） ‥‥‥（５−２） 式（５−２）の両辺の対数をとると次式となる。 log Ｌ＝log Σ−log Ｓ−log Ｋ９ ‥‥‥（５−３） 第１のＬＵＴおよび第２のＬＵＴは、指数関数的に変化
していることから、式（５−３）においてlog Ｌおよび
log Ｓは線形関数となる。よって第１のＬＵＴにおい
て、各テーブル値の対数log Ｌのｎ番目のアドレスとｎ
＋１番目のアドレスのテーブル値の差（ logＬn+1 − l
ogＬn ）で、各テーブル値の対数log Ｌを割れば、新た
に算出されるテーブル値のアドレス毎の差は１となる。
例えば、新たに算出された第１のＬＵＴの０番アドレス
の値がＭとすると、ｎ番目ではＭ＋ｎ、Ｎ−１番目では
Ｍ＋Ｎ−１となる。
【００３９】前記第１のＬＵＴにおいて、各テーブル値
の対数log Ｌのｎ番目のアドレスとｎ＋１番目のアドレ
スのテーブル値の差の逆数をＣとすると、テーブル値Ｃ
logＬのアドレス毎の差は１となる線形関数であり、定
数Ｋ５で引いてアドレスの値とテーブルの値を同値とす
ることができる。前記に示した例ではＫ５＝Ｍとなる。
の対数log Ｌのｎ番目のアドレスとｎ＋１番目のアドレ
スのテーブル値の差の逆数をＣとすると、テーブル値Ｃ
logＬのアドレス毎の差は１となる線形関数であり、定
数Ｋ５で引いてアドレスの値とテーブルの値を同値とす
ることができる。前記に示した例ではＫ５＝Ｍとなる。
【００４０】そのため、前記演算を式（５−３）の両辺
に施せば、被写体の明るさを示すテーブルは、他のＬＵ
Ｔのアドレス値と同値となり、被写体の明るさを示すテ
ーブルを具備する必要はなくなる。まず、式（５−３）
は次式で示される。 Ｃlog Ｌ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｋ９ ‥‥‥（５−４） ここで示すＣは、前記１／（ logＬn+1 − logＬn ）で
あり、すなわちテーブル数をテーブル内の最小値と最大
値との差で割った値Ｎ／（log Ｌmax −log Ｌmin ）で
も、同様に求められる。また、Ｃlog Ｋ９は定数であ
り、請求項３内のＫ６を示す。
に施せば、被写体の明るさを示すテーブルは、他のＬＵ
Ｔのアドレス値と同値となり、被写体の明るさを示すテ
ーブルを具備する必要はなくなる。まず、式（５−３）
は次式で示される。 Ｃlog Ｌ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｋ９ ‥‥‥（５−４） ここで示すＣは、前記１／（ logＬn+1 − logＬn ）で
あり、すなわちテーブル数をテーブル内の最小値と最大
値との差で割った値Ｎ／（log Ｌmax −log Ｌmin ）で
も、同様に求められる。また、Ｃlog Ｋ９は定数であ
り、請求項３内のＫ６を示す。
【００４１】つぎに、両辺を前記のＫ５で引くと、左辺
は０からＮ−１のアドレス値となる。 アドレス値(0,1,2,・・・N-1)＝Ｃlog Ｌ−Ｋ５ ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−（Ｃlog Ｋ９＋Ｋ５） ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−（Ｋ６＋Ｋ５）‥‥‥（５−５）
は０からＮ−１のアドレス値となる。 アドレス値(0,1,2,・・・N-1)＝Ｃlog Ｌ−Ｋ５ ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−（Ｃlog Ｋ９＋Ｋ５） ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−（Ｋ６＋Ｋ５）‥‥‥（５−５）
【００４２】式（５−５）が成り立つことをふまえ、さ
らに、演算処理手段６は、図１２に示すＣlog Ｓをテー
ブルとする第６のＬＵＴと、図１３に示す積算値Σをア
ドレスとしてＣlog Σをテーブルとする第７のＬＵＴを
具備する。
らに、演算処理手段６は、図１２に示すＣlog Ｓをテー
ブルとする第６のＬＵＴと、図１３に示す積算値Σをア
ドレスとしてＣlog Σをテーブルとする第７のＬＵＴを
具備する。
【００４３】演算手段６における演算手順のフローチャ
ートを図１４に示す。まず、Ｓ１１において、演算手段
６はタイミングジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値
Ｓ0 を出力し、固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 で被写
体を撮像する。次にＳ１２において、上記電荷蓄積時間
にて撮像した映像信号の積算値Σを入力する。次にＳ１
３において、得られた前記積算値Σを第７のＬＵＴのア
ドレス値としてＣlog Σを選択する。また同様にＳ１４
において、撮像に用いた電荷蓄積時間Ｓの第２のＬＵＴ
のアドレス値を第６のＬＵＴのアドレス値として用いて
Ｃlog Ｓを選択する。次にＳ１５において、式（５−
５）に示したようにＣlogΣからＣlog Ｓ、Ｋ５、Ｋ６
を引くことによって被写体の明るさを算出する。
ートを図１４に示す。まず、Ｓ１１において、演算手段
６はタイミングジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値
Ｓ0 を出力し、固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 で被写
体を撮像する。次にＳ１２において、上記電荷蓄積時間
にて撮像した映像信号の積算値Σを入力する。次にＳ１
３において、得られた前記積算値Σを第７のＬＵＴのア
ドレス値としてＣlog Σを選択する。また同様にＳ１４
において、撮像に用いた電荷蓄積時間Ｓの第２のＬＵＴ
のアドレス値を第６のＬＵＴのアドレス値として用いて
Ｃlog Ｓを選択する。次にＳ１５において、式（５−
５）に示したようにＣlogΣからＣlog Ｓ、Ｋ５、Ｋ６
を引くことによって被写体の明るさを算出する。
【００４４】次に、Ｓ１６において、前記算出された被
写体の明るさは第２および第６のＬＵＴのアドレス値と
同値のため、算出した被写体の明るさを示す値ｎをその
まま第２および第６のＬＵＴのアドレスとして用い、第
２のＬＵＴから電荷蓄積時間Ｓを選択する。次にＳ１７
において、選択した電荷蓄積時間Ｓで固体撮像素子１が
撮像するようにタイミングジェネレータ４へ制御信号を
出力する。その後、Ｓ１２に戻り、電荷蓄積時間Ｓで撮
像した映像信号における積算値Σを入力して上記動作を
繰り返す。これにより撮像装置は露出調整を行うことが
できる。
写体の明るさは第２および第６のＬＵＴのアドレス値と
同値のため、算出した被写体の明るさを示す値ｎをその
まま第２および第６のＬＵＴのアドレスとして用い、第
２のＬＵＴから電荷蓄積時間Ｓを選択する。次にＳ１７
において、選択した電荷蓄積時間Ｓで固体撮像素子１が
撮像するようにタイミングジェネレータ４へ制御信号を
出力する。その後、Ｓ１２に戻り、電荷蓄積時間Ｓで撮
像した映像信号における積算値Σを入力して上記動作を
繰り返す。これにより撮像装置は露出調整を行うことが
できる。
【００４５】以上、説明したように、この実施の形態に
よれば、式（５−５）を用いて露出制御を行うことによ
り、被写体の明るさをテーブルとするＬＵＴを具備する
必要はなく、かつ演算手段６において除算や乗算を行う
必要が無いので、演算処理が容易となる。
よれば、式（５−５）を用いて露出制御を行うことによ
り、被写体の明るさをテーブルとするＬＵＴを具備する
必要はなく、かつ演算手段６において除算や乗算を行う
必要が無いので、演算処理が容易となる。
【００４６】実施の形態４．この発明の実施の形態４で
ある撮像装置の構成は、図５と同様であり、演算手段６
における制御動作が異なる。
ある撮像装置の構成は、図５と同様であり、演算手段６
における制御動作が異なる。
【００４７】演算手段６は実施の形態２で示した第４の
ＬＵＴ（図７）、および第５のＬＵＴ（図８）と、図１
３に示した第７のＬＵＴと、図１６に示した第８のＬＵ
Ｔと、図１７に示した第９のＬＵＴとを具備している。
ＬＵＴ（図７）、および第５のＬＵＴ（図８）と、図１
３に示した第７のＬＵＴと、図１６に示した第８のＬＵ
Ｔと、図１７に示した第９のＬＵＴとを具備している。
【００４８】次に、演算手段６の演算方法を説明する。
まず、実施の形態２で述べたように、積算値Σと被写体
の明るさＬと電荷蓄積時間ＳとＡＧＣ回路７利得Ｇの関
係は、次式で示される。 Σ＝Ｋ１０×Ｌ×Ｓ×Ｇ ‥‥‥（６−１） ただしＫ１０は定数よって被写体の明るさＬは、得られ
た積算値Σと撮像時の電荷蓄積時間Ｓおよび利得Ｇか
ら、次式にて算出することができる。 Ｌ＝Σ／（Ｋ１０×Ｓ×Ｇ） ‥‥‥（６−２） 式（６−２）の両辺の対数をとると次式となる。 log Ｌ＝log Σ−log Ｓ−log Ｇ−log Ｋ１０ ‥‥‥（６−３） 第３のＬＵＴおよび第４のＬＵＴおよび第５のＬＵＴ
は、指数関数的に変化していることから、式（６−３）
においてlog Ｌ、log Ｓ、log Ｇは線形関数となる。よ
って第３のＬＵＴにおいて、各テーブル値の対数log Ｌ
のｎ番目のアドレスとｎ＋１番目のアドレスのテーブル
値の差（ logＬn+1 − logＬn ）で、各テーブル値の対
数log Ｌを割れば、新たに算出されるテーブル値のアド
レス毎の差は１となる。例えば、新たに算出された第３
のＬＵＴの０番アドレスの値がＭとすると、ｎ番目では
Ｍ＋ｎ、Ｎ−１番目ではＭ＋Ｎ−１となる。
まず、実施の形態２で述べたように、積算値Σと被写体
の明るさＬと電荷蓄積時間ＳとＡＧＣ回路７利得Ｇの関
係は、次式で示される。 Σ＝Ｋ１０×Ｌ×Ｓ×Ｇ ‥‥‥（６−１） ただしＫ１０は定数よって被写体の明るさＬは、得られ
た積算値Σと撮像時の電荷蓄積時間Ｓおよび利得Ｇか
ら、次式にて算出することができる。 Ｌ＝Σ／（Ｋ１０×Ｓ×Ｇ） ‥‥‥（６−２） 式（６−２）の両辺の対数をとると次式となる。 log Ｌ＝log Σ−log Ｓ−log Ｇ−log Ｋ１０ ‥‥‥（６−３） 第３のＬＵＴおよび第４のＬＵＴおよび第５のＬＵＴ
は、指数関数的に変化していることから、式（６−３）
においてlog Ｌ、log Ｓ、log Ｇは線形関数となる。よ
って第３のＬＵＴにおいて、各テーブル値の対数log Ｌ
のｎ番目のアドレスとｎ＋１番目のアドレスのテーブル
値の差（ logＬn+1 − logＬn ）で、各テーブル値の対
数log Ｌを割れば、新たに算出されるテーブル値のアド
レス毎の差は１となる。例えば、新たに算出された第３
のＬＵＴの０番アドレスの値がＭとすると、ｎ番目では
Ｍ＋ｎ、Ｎ−１番目ではＭ＋Ｎ−１となる。
【００４９】前記第３のＬＵＴにおいて、各テーブル値
の対数log Ｌのｎ番目のアドレスとｎ＋１番目のアドレ
スのテーブル値の差の逆数をＣとすると、テーブル値Ｃ
logＬのアドレス毎の差は１となる線形関数であり、定
数Ｋ７で引いてアドレスの値とテーブルの値を同値とす
ることができる。前記に示した例では、Ｋ７＝Ｍとな
る。
の対数log Ｌのｎ番目のアドレスとｎ＋１番目のアドレ
スのテーブル値の差の逆数をＣとすると、テーブル値Ｃ
logＬのアドレス毎の差は１となる線形関数であり、定
数Ｋ７で引いてアドレスの値とテーブルの値を同値とす
ることができる。前記に示した例では、Ｋ７＝Ｍとな
る。
【００５０】そのため、前記演算を式（６−３）の両辺
に施せば、被写体の明るさＬを示すテーブルは他のＬＵ
Ｔのアドレス値と同値となり、被写体の明るさＬを示す
テーブルを具備する必要はなくなる。まず、式（６−
３）は次式で示される。 Ｃlog Ｌ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｇ−Ｃlog Ｋ１０‥‥（６−４） ここで示すＣは、前記１／（ logＬn+1 − logＬn ）で
あり、すなわちテーブル数をテーブル内の最小値と最大
値との差で割った値Ｎ／（log Ｌmax −log Ｌmin ）で
も、同様に求められる。また、Ｃlog Ｋ１０は定数であ
り、請求項４内のＫ８を示す。
に施せば、被写体の明るさＬを示すテーブルは他のＬＵ
Ｔのアドレス値と同値となり、被写体の明るさＬを示す
テーブルを具備する必要はなくなる。まず、式（６−
３）は次式で示される。 Ｃlog Ｌ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｇ−Ｃlog Ｋ１０‥‥（６−４） ここで示すＣは、前記１／（ logＬn+1 − logＬn ）で
あり、すなわちテーブル数をテーブル内の最小値と最大
値との差で割った値Ｎ／（log Ｌmax −log Ｌmin ）で
も、同様に求められる。また、Ｃlog Ｋ１０は定数であ
り、請求項４内のＫ８を示す。
【００５１】つぎに、両辺を前記のＫ３で引くと、左辺
は０からＮ−１のアドレス値となる。 アドレス値(0,1,2,・・・N-1)＝ Ｃlog Ｌ−Ｋ７ ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｇ−（Ｃlog Ｋ１０＋Ｋ７） ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｇ−（Ｋ８＋Ｋ７） ‥‥（６−５）
は０からＮ−１のアドレス値となる。 アドレス値(0,1,2,・・・N-1)＝ Ｃlog Ｌ−Ｋ７ ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｇ−（Ｃlog Ｋ１０＋Ｋ７） ＝Ｃlog Σ−Ｃlog Ｓ−Ｃlog Ｇ−（Ｋ８＋Ｋ７） ‥‥（６−５）
【００５２】式（６−５）が成り立つことをふまえ、さ
らに、演算処理手段６は、図１６に示すＣlog Ｓをテー
ブルとする第８のＬＵＴと、図１３に示す積算値Σをア
ドレスとしてＣlog Σをテーブルとする、第７のＬＵＴ
を具備する。
らに、演算処理手段６は、図１６に示すＣlog Ｓをテー
ブルとする第８のＬＵＴと、図１３に示す積算値Σをア
ドレスとしてＣlog Σをテーブルとする、第７のＬＵＴ
を具備する。
【００５３】演算手段６における演算手順のフローチャ
ートを図１８に示す。まず、Ｓ１８において、演算手段
６はタイミングジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値
Ｓ0 を出力し、Ｄ／Ａコンバータ８へ初期値Ｇ0 を出力
する。前記初期値Ｓ0 とＧ0 は同アドレスのテーブル値
である。固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 、ＡＧＣ回路
７は利得Ｇ0 で被写体を撮像する。次にＳ１９で前記電
荷蓄積時間Ｓ0 および利得Ｇ0 にて撮像した映像信号の
積算値Σを入力する。次に、演算手段６はＳ２０で得ら
れた前記積算値Σを図７のＬＵＴのアドレス値としてＣ
log Σを選択する。次にＳ２１において、同様に撮像に
用いた電荷蓄積時間Ｓの第４のＬＵＴのアドレス値を第
８のＬＵＴのアドレス値として用いて、Ｃlog Ｓを選択
し、撮像に用いた利得Ｇの第５のＬＵＴのアドレス値を
第９のＬＵＴのアドレス値として用いてＣlog Ｇを選択
する。次にＳ２２において、式（６−５）に示したよう
にＣlog ΣからＣlog Ｓ、Ｃlog Ｇ、Ｋ７、Ｋ８を引く
ことによって被写体の明るさを示す値ｎを算出する。
ートを図１８に示す。まず、Ｓ１８において、演算手段
６はタイミングジェネレータ４へ電荷蓄積時間の初期値
Ｓ0 を出力し、Ｄ／Ａコンバータ８へ初期値Ｇ0 を出力
する。前記初期値Ｓ0 とＧ0 は同アドレスのテーブル値
である。固体撮像素子１は前記初期値Ｓ0 、ＡＧＣ回路
７は利得Ｇ0 で被写体を撮像する。次にＳ１９で前記電
荷蓄積時間Ｓ0 および利得Ｇ0 にて撮像した映像信号の
積算値Σを入力する。次に、演算手段６はＳ２０で得ら
れた前記積算値Σを図７のＬＵＴのアドレス値としてＣ
log Σを選択する。次にＳ２１において、同様に撮像に
用いた電荷蓄積時間Ｓの第４のＬＵＴのアドレス値を第
８のＬＵＴのアドレス値として用いて、Ｃlog Ｓを選択
し、撮像に用いた利得Ｇの第５のＬＵＴのアドレス値を
第９のＬＵＴのアドレス値として用いてＣlog Ｇを選択
する。次にＳ２２において、式（６−５）に示したよう
にＣlog ΣからＣlog Ｓ、Ｃlog Ｇ、Ｋ７、Ｋ８を引く
ことによって被写体の明るさを示す値ｎを算出する。
【００５４】前記算出された被写体の明るさを示す値ｎ
は第４、第５、第８、第９のＬＵＴのアドレス値と同値
のため、この算出した被写体の明るさを示す値ｎをその
まま第４および第５のＬＵＴのアドレスとして用い、Ｓ
２３で第４のＬＵＴから電荷蓄積時間Ｓを選択し、第５
のＬＵＴから利得Ｇを選択する。次に、演算手段６は、
Ｓ２４で選択した電荷蓄積時間Ｓで固体撮像素子１が撮
像するようにタイミングジェネレータ４へ制御信号を出
力し、さらにＡＧＣ回路７の利得がＧになるようにＤ／
Ａコンバータ８へ制御信号を出力する。その後、Ｓ１９
に戻り、電荷蓄積時間Ｓで撮像した映像信号における積
算値Σを入力してＳ１９〜Ｓ２４の動作を繰り返す。こ
れにより撮像装置は露出調整を行うことができる。
は第４、第５、第８、第９のＬＵＴのアドレス値と同値
のため、この算出した被写体の明るさを示す値ｎをその
まま第４および第５のＬＵＴのアドレスとして用い、Ｓ
２３で第４のＬＵＴから電荷蓄積時間Ｓを選択し、第５
のＬＵＴから利得Ｇを選択する。次に、演算手段６は、
Ｓ２４で選択した電荷蓄積時間Ｓで固体撮像素子１が撮
像するようにタイミングジェネレータ４へ制御信号を出
力し、さらにＡＧＣ回路７の利得がＧになるようにＤ／
Ａコンバータ８へ制御信号を出力する。その後、Ｓ１９
に戻り、電荷蓄積時間Ｓで撮像した映像信号における積
算値Σを入力してＳ１９〜Ｓ２４の動作を繰り返す。こ
れにより撮像装置は露出調整を行うことができる。
【００５５】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、式（６−５）を用いて露出制御を行うことによ
り、被写体の明るさをテーブルとするＬＵＴを具備する
必要はなく、カつ演算手段６において除算や乗算を行う
必要が無いので演算処理が容易となる。
れば、式（６−５）を用いて露出制御を行うことによ
り、被写体の明るさをテーブルとするＬＵＴを具備する
必要はなく、カつ演算手段６において除算や乗算を行う
必要が無いので演算処理が容易となる。
【００５６】実施の形態５．図１９はこの発明の実施の
形態５である撮像装置を示した図で、図１と同一符号は
それぞれ同一または相当部分を示している。図におい
て、１０は撮像した映像信号を記録媒体へ記録するため
の記録手段、１１は外部から使用者が撮像もしくは撮像
し、かつ映像信号を記録する意図で押すシャッターボタ
ンで、１１−１は第１のスイッチ、１１−２は第２のス
イッチ、１２は固体撮像素子１、プリアンプ２、Ａ／Ｄ
コンバータ３、タイミングジェネレータ４、積算手段５
の撮像系の各回路に電源を供給する第１の電源回路、１
３は演算手段６および記録手段１０に電源を供給する第
２の電源回路である。図２０に示した構成は実施の形態
２または４で示した図５の回路構成に記録手段１０、シ
ャッターボタン１１、第１の電源回路１２、第２の電源
回路１３を付加したものである。
形態５である撮像装置を示した図で、図１と同一符号は
それぞれ同一または相当部分を示している。図におい
て、１０は撮像した映像信号を記録媒体へ記録するため
の記録手段、１１は外部から使用者が撮像もしくは撮像
し、かつ映像信号を記録する意図で押すシャッターボタ
ンで、１１−１は第１のスイッチ、１１−２は第２のス
イッチ、１２は固体撮像素子１、プリアンプ２、Ａ／Ｄ
コンバータ３、タイミングジェネレータ４、積算手段５
の撮像系の各回路に電源を供給する第１の電源回路、１
３は演算手段６および記録手段１０に電源を供給する第
２の電源回路である。図２０に示した構成は実施の形態
２または４で示した図５の回路構成に記録手段１０、シ
ャッターボタン１１、第１の電源回路１２、第２の電源
回路１３を付加したものである。
【００５７】次に、実施の形態１と異なる部分の動作を
説明する。第２の電源回路１３は撮像装置使用時には常
に演算手段６と記録手段１０に電源を供給している。ま
た、第１の電源回路１２は撮像系の各回路、すなわち固
体撮像素子１、プリアンプ２、Ａ／Ｄコンバータ３、タ
イミングジェネレータ４、積算手段５に電源を供給し、
演算手段６からの制御によって電源供給を行ったり止め
たりすることができるように構成されている。シャッタ
ーボタン１１は第１のスイッチ１１−１と第２のスイッ
チ１１−２から構成されており、シャッターボタン１１
を押すと第１のスイッチ１１−１がＯＮになってから第
２のスイッチ１１−２がＯＮになるように２段階の押し
込みスイッチとなっている。前記第１および第２のスイ
ッチのＯＮ／ＯＦＦ信号は演算手段６に入力される。
説明する。第２の電源回路１３は撮像装置使用時には常
に演算手段６と記録手段１０に電源を供給している。ま
た、第１の電源回路１２は撮像系の各回路、すなわち固
体撮像素子１、プリアンプ２、Ａ／Ｄコンバータ３、タ
イミングジェネレータ４、積算手段５に電源を供給し、
演算手段６からの制御によって電源供給を行ったり止め
たりすることができるように構成されている。シャッタ
ーボタン１１は第１のスイッチ１１−１と第２のスイッ
チ１１−２から構成されており、シャッターボタン１１
を押すと第１のスイッチ１１−１がＯＮになってから第
２のスイッチ１１−２がＯＮになるように２段階の押し
込みスイッチとなっている。前記第１および第２のスイ
ッチのＯＮ／ＯＦＦ信号は演算手段６に入力される。
【００５８】シャッターボタン１１の第１のスイッチ１
１−１がＯＮになったとき、演算手段６は第１の電源回
路１２へ各回路へ電源を供給するように制御信号を出力
する。第１の電源回路１２は、演算手段６からの制御信
号によって前記撮像系の各回路へ電源を供給する。撮像
系の各回路が電源供給された後、演算手段６は実施の形
態１から４に示した露出制御をｍ回行う。演算手段６は
前記露出制御をｍ回行う間に、第２のスイッチ１１−２
のＯＮ信号が入力されたときは、前記露出制御をｍ回行
った時点での電荷蓄積時間Ｓｍ、および利得Ｇｍで撮像
を行った映像信号を記録媒体へ記録するように、記録手
段１０へ制御信号を出力し、記録手段１０は前記映像信
号を記録媒体へ記録する。
１−１がＯＮになったとき、演算手段６は第１の電源回
路１２へ各回路へ電源を供給するように制御信号を出力
する。第１の電源回路１２は、演算手段６からの制御信
号によって前記撮像系の各回路へ電源を供給する。撮像
系の各回路が電源供給された後、演算手段６は実施の形
態１から４に示した露出制御をｍ回行う。演算手段６は
前記露出制御をｍ回行う間に、第２のスイッチ１１−２
のＯＮ信号が入力されたときは、前記露出制御をｍ回行
った時点での電荷蓄積時間Ｓｍ、および利得Ｇｍで撮像
を行った映像信号を記録媒体へ記録するように、記録手
段１０へ制御信号を出力し、記録手段１０は前記映像信
号を記録媒体へ記録する。
【００５９】また、演算手段６は、前記露出制御をｍ回
行う間に、第２のスイッチ１１−２のＯＮ信号が入力さ
れなかったときは、前記露出制御をｍ回行った時点での
電荷蓄積時間Ｓｍおよび利得Ｇｍを記憶保持し、第１の
電源回路１２に電源供給を止めるように制御信号を出力
する。第１の電源回路１２は演算手段６からの制御信号
により前記撮像系の各回路への電源供給を止める。その
後、演算手段６に第２のスイッチ１１−２のＯＮ信号が
入力されたときは、再び第１の電源回路１２へ各回路へ
電源供給を行うように制御信号を出力し、各回路へ電源
が供給された後、先ほど記録保持していた電荷蓄積時間
Ｓｍおよび利得Ｇｍで撮像を行い、前記電荷蓄積時間Ｓ
ｍおよび利得Ｇｍで撮像を行った映像信号を記録媒体へ
記録するように記録手段１０へ制御信号を出力し、記録
手段１０は前記映像信号を記録媒体へ記録する。
行う間に、第２のスイッチ１１−２のＯＮ信号が入力さ
れなかったときは、前記露出制御をｍ回行った時点での
電荷蓄積時間Ｓｍおよび利得Ｇｍを記憶保持し、第１の
電源回路１２に電源供給を止めるように制御信号を出力
する。第１の電源回路１２は演算手段６からの制御信号
により前記撮像系の各回路への電源供給を止める。その
後、演算手段６に第２のスイッチ１１−２のＯＮ信号が
入力されたときは、再び第１の電源回路１２へ各回路へ
電源供給を行うように制御信号を出力し、各回路へ電源
が供給された後、先ほど記録保持していた電荷蓄積時間
Ｓｍおよび利得Ｇｍで撮像を行い、前記電荷蓄積時間Ｓ
ｍおよび利得Ｇｍで撮像を行った映像信号を記録媒体へ
記録するように記録手段１０へ制御信号を出力し、記録
手段１０は前記映像信号を記録媒体へ記録する。
【００６０】上記のように構成することにより、ＴＴＬ
測光方式による露出固定という機能を実現することがで
き、かつ、撮像時のみ撮像回路系へ電源を供給するため
消費電力を軽減することができる。また、第１のスイッ
チ１１−１だけをずっと押されたままでも、ｍ回撮像し
たのち撮像系への電源供給を止めるので、消費電力を軽
減することができる。
測光方式による露出固定という機能を実現することがで
き、かつ、撮像時のみ撮像回路系へ電源を供給するため
消費電力を軽減することができる。また、第１のスイッ
チ１１−１だけをずっと押されたままでも、ｍ回撮像し
たのち撮像系への電源供給を止めるので、消費電力を軽
減することができる。
【００６１】実施の形態６．図２０はこの発明の実施の
形態６である撮像装置を示した図で、図５および図１９
と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示してお
り、第１の電源１２は、ＡＧＣ回路７、Ｄ／Ａコンバー
タ８にも電源を供給している。この実施の形態６の演算
手段６の動作は実施の形態２と同様であり、記録手段１
０、シャッターボタン１１、第１の電源１２、および第
２の電源１３の動作は実施の形態５と同様であって、実
施の形態５と同様に、幅広い被写体の照度範囲で、ＴＴ
Ｌ測光方式による露出固定という機能を実現することが
できるとともに、消費電力を軽減することができる。
形態６である撮像装置を示した図で、図５および図１９
と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示してお
り、第１の電源１２は、ＡＧＣ回路７、Ｄ／Ａコンバー
タ８にも電源を供給している。この実施の形態６の演算
手段６の動作は実施の形態２と同様であり、記録手段１
０、シャッターボタン１１、第１の電源１２、および第
２の電源１３の動作は実施の形態５と同様であって、実
施の形態５と同様に、幅広い被写体の照度範囲で、ＴＴ
Ｌ測光方式による露出固定という機能を実現することが
できるとともに、消費電力を軽減することができる。
【００６２】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。この発
明は、以上説明したように構成されているので、以下に
示すような効果を奏する。
れているので、以下に示すような効果を奏する。この発
明は、以上説明したように構成されているので、以下に
示すような効果を奏する。
【００６３】ＴＴＬ測光方式による露出制御において数
回の繰り返し動作だけで精度の高い露出調整が行える撮
像装置を得ることができる。
回の繰り返し動作だけで精度の高い露出調整が行える撮
像装置を得ることができる。
【００６４】また、ＴＴＬ測光方式による露出制御にお
いて、より幅広い被写体の照度範囲で、数回の繰り返し
動作だけで精度の高い露出調整が行える撮像装置を得る
ことができる。
いて、より幅広い被写体の照度範囲で、数回の繰り返し
動作だけで精度の高い露出調整が行える撮像装置を得る
ことができる。
【００６５】また、ＴＴＬ測光方式による露出制御にお
いて、乗算および除算の演算処理を行うことなく精度の
高い露出調整が行える撮像装置を得ることができる。
いて、乗算および除算の演算処理を行うことなく精度の
高い露出調整が行える撮像装置を得ることができる。
【００６６】また、幅広い被写体の照度範囲で、ＴＴＬ
測光方式による露出制御において、乗算および除算の演
算処理を行うことなく精度の高い露出調整が行える撮像
装置を得ることができる。
測光方式による露出制御において、乗算および除算の演
算処理を行うことなく精度の高い露出調整が行える撮像
装置を得ることができる。
【００６７】また、露出固定という機能を実現すること
ができ、消費電力を軽減することができる撮像装置を得
ることができる。
ができ、消費電力を軽減することができる撮像装置を得
ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１による撮像装置を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】 第１のＬＵＴを示す図である。
【図３】 第２のＬＵＴを示す図である。
【図４】 実施の形態１の演算手順を示したフローチャ
ートである。
ートである。
【図５】 この発明の実施の形態２による撮像装置を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図６】 第３のＬＵＴを示す図である。
【図７】 第４のＬＵＴを示す図である。
【図８】 第５のＬＵＴを示す図である。
【図９】 実施の形態２による被写体の明るさと電荷蓄
積時間とＡＧＣ回路の利得との関係を示す図である。
積時間とＡＧＣ回路の利得との関係を示す図である。
【図１０】 実施の形態２の演算手順を示したフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１１】 この発明の実施の形態３による撮像装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１２】 第６のＬＵＴを示す図である。
【図１３】 第７のＬＵＴを示す図である。
【図１４】 実施の形態３の演算手順を示したフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１５】 この発明の実施の形態４による撮像装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１６】 第８のＬＵＴを示す図である。
【図１７】 第９のＬＵＴを示す図である。
【図１８】 実施の形態４の演算手順を示したフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１９】 この発明の実施の形態５による撮像装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２０】 この発明の実施の形態６による撮像装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２１】 従来例の撮像装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図２２】 従来例の撮像装置の測光エリアを示す図で
ある。
ある。
【図２３】 他の従来例の撮像装置を示すブロック図で
ある。
ある。
１ 固体撮像素子、２ プリアンプ、３ Ａ／Ｄコンバ
ータ、４ タイミングジェネレータ、５ 積算手段、６
演算手段、７ ＡＧＣ回路、８ Ｄ／Ａコンバータ、
１０ 記録手段、１１ シャッターボタン、１１−１
第１のスイッチ、１１−２ 第２のスイッチ、１２ 第
１の電源回路、１３ 第２の電源回路、２０ レンズ、
２１ 絞り機構、２２ 駆動回路、２３ 撮像デバイ
ス、２４プリアンプ、２５ 可変利得アンプ、２６ Ａ
／Ｄコンバータ、２７ 同期分離回路、２８ 切り替え
回路、２９ 切り替え制御回路、３０ 積算回路、３１
異常判別回路、３２ 平均値算出回路、３３ 比較回
路、３４ 目標値メモリ、３５ 基準値メモリ、４０
測光センサ用レンズ、４１ 測光センサ、４２ Ａ／Ｄ
コンバータ、４３ レンズ、４４ 絞り機構、４５ 撮
像デバイス、４６可変利得アンプ、４７ 駆動回路、４
８ マイクロコンピュータ。
ータ、４ タイミングジェネレータ、５ 積算手段、６
演算手段、７ ＡＧＣ回路、８ Ｄ／Ａコンバータ、
１０ 記録手段、１１ シャッターボタン、１１−１
第１のスイッチ、１１−２ 第２のスイッチ、１２ 第
１の電源回路、１３ 第２の電源回路、２０ レンズ、
２１ 絞り機構、２２ 駆動回路、２３ 撮像デバイ
ス、２４プリアンプ、２５ 可変利得アンプ、２６ Ａ
／Ｄコンバータ、２７ 同期分離回路、２８ 切り替え
回路、２９ 切り替え制御回路、３０ 積算回路、３１
異常判別回路、３２ 平均値算出回路、３３ 比較回
路、３４ 目標値メモリ、３５ 基準値メモリ、４０
測光センサ用レンズ、４１ 測光センサ、４２ Ａ／Ｄ
コンバータ、４３ レンズ、４４ 絞り機構、４５ 撮
像デバイス、４６可変利得アンプ、４７ 駆動回路、４
８ マイクロコンピュータ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 的場 成浩
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−98250（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−98251（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−287143（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−288679（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 5/222 - 5/257
H04N 5/30 - 5/335
Claims (5)
- 【請求項１】 電荷蓄積時間を変えることができる固体
撮像素子と、 前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を調整するタイミング
ジェネレータと、 前記固体撮像素子より得られた映像信号中の一画面また
はその一部の積算値を算出する積算手段と、 前記積算手段より得られる積算値に基づいて前記タイミ
ングジェネレータを制御する演算手段とを具備する撮像
装置において、 前記演算手段は、 アドレス第０番から第Ｎ−１番（Ｎは所定の正の整数）
までに被写体の明るさを示すテーブル値を格納してお
り、かつ、αを定数とし、Ｋ２を定数とし、Ｌ（ｎ）を
アドレス第ｎ番（０≦ｎ≦Ｎ−１）に格納された被写体
の明るさを示すテーブル値としたときに、Ｌ（ｎ）＝α
ｎ・Ｋ２ （ただし、Ｌ（０）の値はαである。）を満た
す第１のＬＵＴと、 アドレス第０番から第Ｎ−１番までに電荷蓄積時間を示
すテーブル値を格納しており、かつ、βを定数とし、Ｓ
（ｎ）をアドレス第ｎ番に格納された電荷蓄積時間を示
すテーブル値としたときに、Ｓ（ｎ）＝１／βｎ・Ｋ２
（ただし、Ｓ（０）の値は１／βである。）を満たす第
２のＬＵＴとを具備し、 Σｐを前記積算手段より得られる積算値の目標値とし、
Ｋ９を定数としたときに、前記第１のＬＵＴ及び前記第
２のＬＵＴのそれぞれのテーブル値は、Σｐ＝Ｋ９×Ｌ
（ｎ）×Ｓ（ｎ）が成立するように定められており、 前記固体撮像素子の電荷蓄積時間をＳｍとして撮像した
ときに前記積算手段より得られた積算値がΣｍである場
合に、前記演算手段は、 前記第１のＬＵＴから被写体の明るさを示すテーブル値
がΣｍ／（Ｋ９×Ｓｍ）になるアドレス番号ｉ（０≦ｉ
≦Ｎ−１）を求め、 前記第２のＬＵＴからアドレス第ｉ番の電荷蓄積時間Ｓ
（ｉ）を求め、 次の撮像における電荷蓄積時間がＳ（ｉ）になるように
前記タイミングジェネレータを制御することを特徴とす
る撮像装置。 - 【請求項２】 電荷蓄積時間を変えることができる固体
撮像素子と、 前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を調整するタイミング
ジェネレータと、 前記固体撮像素子より得られた映像信号の利得を調整す
る利得調整手段と、 前記利得調整手段により利得を調整された映像信号中の
一画面またはその一部の積算値を算出する積算手段と、 前記積算手段より得られる積算値に基づいて前記タイミ
ングジェネレータ及び前記利得調整手段を制御する演算
手段とを具備する撮像装置において、 前記演算手段は、 アドレス第０番から第Ｎ−１番（Ｎは所定の正の整数）
までに被写体の明るさを示すテーブル値を格納してお
り、かつ、αを定数とし、Ｋ４を定数とし、Ｌ（ｎ）を
アドレス第ｎ番（０≦ｎ≦Ｎ−１）に格納された被写体
の明るさを示すテーブル値としたときに、Ｌ（ｎ）＝α
ｎ・Ｋ４ （ただし、Ｌ（０）の値はαである。）を満た
す第３のＬＵＴと、 アドレス第０番から第Ｎ−１番までに電荷蓄積時間を示
すテーブル値を格納しており、かつ、βを定数とし、Ｓ
（ｎ）をアドレス第ｎ番に格納された電荷蓄積時間を示
すテーブル値としたときに、Ｓ（ｎ）＝１／β
（ｎ−ｊ）・Ｋ４（ここで、ｊは１以上の整数であり、
Ｓ（０）からＳ（ｊ）までのそれぞれの値は１／βであ
る。）を満たす第４のＬＵＴと、 アドレス第０番から第Ｎ−１番までに前記利得調整手段
の利得を示すテーブル値を格納しており、かつ、γを定
数とし、Ｇ（ｎ）をアドレス第ｎ番に格納された利得を
示すテーブル値としたときに、Ｇ（ｎ）＝γ
（ｊ＋１−ｎ）・Ｋ４（ただし、Ｓ（ｊ＋１）からＳ
（Ｎ−１）までのそれぞれの値はγである。）を満たす
第５のＬＵＴとを具備し、 Σｐを前記積算手段より得られる積算値の目標値とし、
Ｋ１０を定数としたときに、前記第３のＬＵＴ、前記第
４のＬＵＴ、及び前記第５のＬＵＴのそれぞれのテーブ
ル値は、Σｐ＝Ｋ１０×Ｌ（ｎ）×Ｓ（ｎ）×Ｇ（ｎ）
が成立するように定められており、 前記固体撮像素子の電荷蓄積時間をＳｍとし且つ前記利
得調整手段の利得をＧｍとして撮像したときに前記積算
手段より得られた積算値がΣｍである場合に、前記演算
手段は、 前記第３のＬＵＴから被写体の明るさを示すテーブル値
がΣｍ／（Ｋ１０×Ｓｍ×Ｇｍ）になるアドレス番号ｉ
（０≦ｉ≦Ｎ−１）を求め、 前記第４のＬＵＴからアドレス第ｉ番の電荷蓄積時間Ｓ
（ｉ）を求め、 前記第５のＬＵＴからアドレス第ｉ番の利得Ｇ（ｉ）を
求め、 次の撮像において、電荷蓄積時間がＳ（ｉ）になりるよ
うに前記タイミングジェネレータを制御し且つ利得がＧ
（ｉ）になるように前記利得調整手段を制御することを
特徴とする撮像装置。 - 【請求項３】 電荷蓄積時間を変えることができる固体
撮像素子と、 前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を調整するタイミング
ジェネレータと、 前記固体撮像素子により得られた映像信号中の一画面ま
たはその一部の積算値を算出する積算手段と、 前記積算手段により得られる積算値に基づいて前記タイ
ミングジェネレータを制御する演算手段とを具備する撮
像装置において、 前記演算手段は、 アドレス第０番から第Ｎ−１番（Ｎは所定の正の整数）
までに電荷蓄積時間を示すテーブル値を格納しており、
かつ、βを定数とし、Ｋ２を定数とし、Ｓ（ｎ）をアド
レス第ｎ番（０≦ｎ≦Ｎ−１）に格納された電荷蓄積時
間を示すテーブル値としたときに、Ｓ（ｎ）＝１／β
ｎ・Ｋ２ （ただし、Ｓ（０）の値は１／βである。）を
満たす第２のＬＵＴと、 Ｃを定数としたときに、アドレス第０番から第Ｎ−１番
までにＣ・ｌｏｇＳ（ｎ）をテーブル値として格納した
第６のＬＵＴと、 Σを前記積算手段により得られる積算値の最小値０から
前記積算手段により得られる前記積算値の最大値Σｍａ
ｘまでの値をとる整数とし、アドレス第Σ番にＣ・ｌｏ
ｇΣをテーブル値として格納（ただし、アドレス第０番
にはテーブル値として０を格納）した第７のＬＵＴとを
具備し、 αを定数とし、Ｋ２を定数とし、Ｌ（ｎ）をアドレス第
ｎ番のテーブル値としたときに、Ｌ（ｎ）＝αｎ・Ｋ２
（ただし、Ｌ（０）の値はαである。）を満たすテーブ
ルを用い、Σｐを前記積算手段より得られる積算値の目
標値とし、Ｋ９を定数としたときに、前記第２のＬＵＴ
のそれぞれのテーブル値は、Σｐ＝Ｋ９×Ｌ（ｎ）×Ｓ
（ｎ）が成立するように定められており、 Ｃ＝ｌｏｇＬ（ｎ＋１）−ｌｏｇＬ（ｎ）とし、 Ｋ５＝Ｃ・ｌｏｇＬ（０）とし、 Ｋ６＝Ｃ・ｌｏｇＫ９とし、 電荷蓄積時間Ｓｍで撮像したときに前記積算手段より得
られた積算値がΣｍである場合に、前記演算手段は、 前記第７のＬＵＴからアドレス番号がΣｍであるテーブ
ル値Ｃ・ｌｏｇΣｍを選択し、 前記第２のＬＵＴから、電荷蓄積時間がＳｍであるアド
レス番号ｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を求め、 前記第６のＬＵＴからアドレス第ｉ番のテーブル値Ｃ・
ｌｏｇＳ（ｉ）を求め、 ｋ＝Ｃ・ｌｏｇΣｍ−Ｃ・ｌｏｇＳ（ｉ）−（Ｋ６＋Ｋ
５）により得られる値ｋ（ここで、ｋは、０≦ｋ≦Ｎ−
１を満たす整数である。）を用いて、次の撮像における
電荷蓄積時間が前記第２のＬＵＴのアドレス第ｋ番の電
荷露出時間Ｓ（ｋ）になるように前記タイミングジェネ
レータを制御することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項４】 電荷蓄積時間を変えることができる固体
撮像素子と、 前記固体撮像素子の電荷蓄積時間を調整するタイミング
ジェネレータと、 前記固体撮像素子から出力された映像信号の利得を調整
する利得調整手段と、 前記利得調整手段により利得を調整された映像信号中の
一画面またはその一部の積算値を算出する積算手段と、 前記積算手段により得られる積算値に基づいて前記タイ
ミングジェネレータ及び前記利得調整手段を制御する演
算手段とを具備する撮像装置において、 前記演算手段は、 アドレス第０番から第Ｎ−１番までに電荷蓄積時間を示
すテーブル値を格納しており、かつ、βを定数とし、Ｓ
（ｎ）（０≦ｎ≦Ｎ−１）をアドレス第ｎ番に格納され
た電荷蓄積時間を示すテーブル値としたときに、Ｓ
（ｎ）＝１／β（ｎ−ｊ）・Ｋ４（ここで、ｊは１以上
の整数であり、Ｓ（０）からＳ（ｊ）までのそれぞれの
値は１／βである。）を満たす第４のＬＵＴと、 アドレス第０番から第Ｎ−１番までに前記利得調整手段
の利得を示すテーブル値を格納しており、かつ、γを定
数とし、Ｇ（ｎ）をアドレス第ｎ番に格納された利得を
示すテーブル値としたときに、Ｇ（ｎ）＝γ
（ｊ＋１−ｎ）・Ｋ４（ただし、Ｓ（ｊ＋１）からＳ
（Ｎ−１）までのそれぞれの値はγである。）を満たす
第５のＬＵＴと、 Σを前記積算手段より得られる積算値の最小値０から前
記積算手段より得られる積算値の最大値Σｍａｘまでの
値をとる整数とし、アドレス第Σ番にＣ・ｌｏｇΣをテ
ーブル値として格納した第７のＬＵＴと、 Ｃを定数としたときに、アドレス第０番から第Ｎ−１番
までにＣ・ｌｏｇＳ（ｎ）をテーブル値として格納した
第８のＬＵＴと、 アドレス第０番から第Ｎ−１番までにＣ・ｌｏｇＧ
（ｎ）をテーブル値として格納した第９のＬＵＴとを具
備し、 αを定数とし、Ｋ４を定数とし、Ｌ（ｎ）をアドレス第
ｎ番のテーブル値としたときに、Ｌ（ｎ）＝αｎ・Ｋ４
（ただし、Ｌ（０）の値はαである。）を満たすテーブ
ルを用い、Σｐを前記積算手段より得られる積算値の目
標値とし、Ｋ１０を定数としたときに、前記第４のＬＵ
Ｔ及び前記第５のＬＵＴのそれぞれのテーブル値は、Σ
ｐ＝Ｋ１０×Ｌ（ｎ）×Ｓ（ｎ）×Ｇ（ｎ）が成立する
ように定められており、 Ｃ＝ｌｏｇＬ（ｎ＋１）−ｌｏｇＬ（ｎ）とし、 Ｋ７＝Ｃ・ｌｏｇＬ（０）とし、 Ｋ８＝Ｃ・ｌｏｇＫ１０とし、 電荷蓄積時間Ｓｍで撮像したときに前記積算手段より得
られた積算値がΣｍである場合に、前記演算手段は、 前記第７のＬＵＴからアドレス番号がΣｍであるテーブ
ル値Ｃ・ｌｏｇΣｍを選択し、 前記第４のＬＵＴから、電荷蓄積時間がＳｍであるアド
レス番号ｉ（０≦ｉ≦Ｎ−１）を求め、 前記第８のＬＵＴからアドレス第ｉ番のテーブル値Ｃ・
ｌｏｇＳ（ｉ）を求め、 前記第９のＬＵＴからアドレス第ｉ番のテーブル値Ｃ・
ｌｏｇＧ（ｉ）を求め、 ｋ＝Ｃ・ｌｏｇΣｍ−Ｃ・ｌｏｇＳ（ｉ）−Ｃ・ｌｏｇ
Ｇ（ｉ）−（Ｋ８＋Ｋ７）により得られる値ｋ（ここ
で、ｋは、０≦ｋ≦Ｎ−１を満たす整数である。）を用
いて、次の撮像における電荷蓄積時間が前記第４のＬＵ
Ｔのアドレス第ｋ番の電荷露出時間Ｓ（ｋ）になるよう
に前記タイミングジェネレータを制御し且つ利得がＧ
（ｋ）になるように前記利得調整手段を制御することを
特徴とする撮像装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
おいて、 撮像した画像を記録媒体に記録する記録手段と、 前記固体撮像素子、タイミングジェネレータ、利得調整
手段、および積算手段に電源を供給する第１の電源回路
と、 前記演算手段および記録手段に電源を供給する第２の電
源回路と、 シャッターを押すと第１のスイッチ機構がＯＮになり、
さらに押すと第２のスイッチ機構もＯＮになる第１およ
び第２のスイッチ機構を有するシャッターボタンとを具
備し、 前記演算手段は、 前記第２の電源回路から演算手段および記録手段に電源
が供給されている状態において、前記第１のスイッチ機
構からＯＮ信号が入力されたとき、第１の電源から電源
を供給させて前記露出調整および利得調整動作をｍ回行
わせ、この露出調整および利得調整動作をｍ回行ってい
る間に前記第２のスイッチ機構からＯＮ信号が入力され
たときは、前記動作をｍ回行った後、ｍ回目の電荷蓄積
時間および利得によって撮像をした画像を記録媒体へ記
録するよう記録手段へ制御信号を出力し、 前記露出調整および利得調整動作をｍ回行なう間に前記
第２のスイッチ機構からＯＮ信号が入力されなかったと
きは、前記ｍ回目の電荷蓄積時間および利得を記録保持
して第１の電源からの電源供給を止め、その後、第２の
スイッチ機構からＯＮ信号が入力されたときは再び前記
第１の電源から前記撮像回路に電源を供給して前記記録
保持しているｍ回目の電荷蓄積時間および利得によって
撮像し、この撮像した画像を記録媒体へ記録するよう記
録手段を制御することを特徴とする撮像装置。
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|---|---|---|---|
| JP16582597A JP3432705B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 撮像装置 |
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