JP3612097B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、固体撮像素子の読み出しモード切り換えを自動で行うことができる撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像装置はカメラ一体型ＶＴＲやスチルカメラなどのカメラ部として広く使用されている。固体撮像素子における読み出しモードには、ＰＤｍｉｘ （Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ Ｍｉｘ ）モードとＣＣ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ）モードとがある。ＰＤｍｉｘ モードは、ＣＣＤでフィールド毎の読み出し時に、飛び越し操作を行うために、撮像面で隣り合う電荷を加算して１本の走査線のデータとする読み出しモードをいう。また、ＣＣモードは、フィールド毎の読み出し時に、１ラインを１走査線として読み出し、読み出されないラインの電荷は捨てる読み出しモードをいう。
【０００３】
上記の２つのモードでは固体撮像素子の感度が約２倍異なる（ＰＤｍｉｘ モードの方がＣＣモードより感度が２倍高い）。したがって、このモードを切り換える機能を持った撮像装置では、モードを切り換えるときに撮像装置から出力される信号レベルが変化しないように制御する必要があった。この具体的な制御策には、
（１）増幅器の利得を切り換える方法
（２）固体撮像素子の電荷蓄積期間（写真機のシャッタースピードに対応する）を切り換える方法
（３）光学絞りの絞り値を制御する方法
の３つの方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の３つの方法にはそれぞれつぎのような欠点がある。
（１）増幅器の利得を切り換える方法では、ＣＣモード時にはいつも（増幅器の利得が大きいため）出力信号のＳＮ比が悪い。
（２）固体撮像素子の電荷蓄積期間を切り換える方法では、２つのモード間で動解像度が異なり、特に動画の連続撮影を行うビデオカメラにおいては違和感のある映像となる。例えば、一般にはＰＤｍｉｘ モード時には電荷蓄積期間を１フィールド期間とすることが多いが、このときにはＣＣモード時には電荷蓄積期間を２フィールド期間とする必要があり、極端に動解像度が劣化する。
（３）光学絞りの絞り値を制御する方法では、一般に光学絞りは機構部品で構成されているため制御遅れがあるため、動画の連続撮影を行うビデオカメラにおいて、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードとの切り換えと連動して絞りを切り換えても、絞りが所定値に落ち着くまでに時間を要する。したがって、絞りが所定値に落ち着くまでの期間は輝度信号等の出力信号レベルが変動してしまう。
【０００５】
この発明の目的は、光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な撮像装置において、第２の読み出しモードのときのＳ／Ｎ比の低下を抑えるとともに、読み出しモードの切り換えの際の信号レベルの変動を無くすことができる撮像装置を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、第２の読み出しモードのときの動解像度の低下を抑えるとともに、読み出しモードの切り換えの際の信号レベルの変動を無くすことができる撮像装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の撮像装置は、光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、固体撮像素子の駆動と読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、絞りを駆動する絞り駆動回路と、固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、撮像素子駆動回路の読み出しモードの切り換えと絞り駆動回路の絞り制御値と可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備えている。
【０００８】
この場合、システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の２倍に制御し、モード切り換え後絞り駆動回路の制御に連動して可変利得増幅器の出力信号レベルが略一定となるように可変利得増幅器の利得を徐々に元の利得に戻す制御を行う。
【０００９】
請求項２記載の撮像装置は、請求項１とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の１／２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行う。
【００１０】
請求項３記載の撮像装置は、請求項１とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行う。
【００１１】
請求項４記載の撮像装置は、請求項１とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の１／２倍に制御し、モード切り換え後絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々に元に戻す制御を行う。
【００１２】
請求項５記載の撮像装置は、光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、絞りを駆動する絞り駆動回路と、撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと絞り駆動回路の絞り制御値を制御するシステム制御回路とを備えている。
【００１３】
この場合、システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の１／２倍に制御し、その後モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元に戻す制御を行う。
【００１４】
請求項６記載の撮像装置は、請求項５とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の２倍に制御し、モード切り換え後絞り駆動回路の制御に連動して固体撮像素子の出力信号レベルが一定となるように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元に戻す制御を行う。
【００１５】
請求項７記載の撮像装置は、請求項５とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍に制御し、モード切り換え後絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元の電荷蓄積期間に戻す制御を行う。
【００１６】
請求項８記載の撮像装置は、請求項５とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の電荷蓄積期間の２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の電荷蓄積期間に戻す制御を行う。
【００１７】
請求項９記載の撮像装置は、請求項１とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、請求項１と同様の制御を行い、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、請求項３と同様の制御を行う。
【００１８】
請求項１０記載の撮像装置は、請求項５とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、請求項５と同様の制御を行い、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、請求項７と同様の制御を行う。
【００１９】
請求項１１記載の撮像装置は、光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、絞りを駆動する絞り駆動回路と、固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、撮像素子駆動回路の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと絞り駆動回路の絞り制御値と可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備えている。
【００２０】
この場合、システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、請求項１と同様の制御を行い、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、請求項７と同様の制御を行う。請求項１２記載の撮像装置は、請求項１１とはシステム制御回路のみが異なる。システム制御回路は、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときには、請求項５と同様の制御を行い、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときには、請求項３と同様の制御を行う。
【００２１】
【作用】
請求項１記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路の制御に連動して可変利得増幅器の出力信号レベルが略一定となるように可変利得増幅器の利得を徐々に元の利得に戻す制御を行うので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得を第１の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。
【００２２】
請求項２記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の１／２倍になるように制御するので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得を第１の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００２３】
請求項３記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の２倍になるように制御するので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得を第１の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００２４】
請求項４記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の１／２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を１／２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々に元に戻す制御を行うので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得を第１の読み出しモードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。
【００２５】
請求項５記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の１／２倍に制御するので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を第１の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおける動解像度の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００２６】
請求項６記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路の制御に連動して固体撮像素子の出力信号レベルが一定となるように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元に戻す制御を行うので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を第１の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおける動解像度の劣化を防止できる。
【００２７】
請求項７記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を１／２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を第１の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおける動解像度の劣化を防止できる。
請求項８記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の電荷蓄積期間の２倍になるように制御するので、第１の読み出しモードと第２の読み出しモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがって第２の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を第１の読み出しモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、第２の読み出しモードにおける動解像度の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００２８】
請求項９記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項１と同様であり、また第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項３と同様である。
請求項１０記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項５と同様であり、また第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項７と同様である。
【００２９】
請求項１１記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項１と同様であり、また第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項７と同様である。
請求項１２記載の構成によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードを第１の読み出しモードから第２の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項５と同様であり、また第２の読み出しモードから第１の読み出しモードに切り換えるときの作用は請求項３と同様である。
【００３０】
【実施例】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
〔第１の実施例〕
図１はこの発明の第１の実施例の撮像装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０１は被写体像を結像するための光学系（レンズ）、１０２は絞り、１０３は撮像素子、１０４は可変利得増幅器（ＡＧＣ回路）、１０５は信号処理回路、１０６はシステム制御回路、１０７は絞り駆動回路、１０８は撮像素子駆動回路である。
【００３１】
以上のように構成されたこの実施例の撮像装置について、以下その動作について説明する。光学系１０１から入射した光学像は絞り１０２によって入射光量が制御され撮像素子１０３に結像する。撮像素子１０３の映像信号出力は、可変利得増幅器１０４によって増幅され信号処理回路１０５に送られる。またこの信号はシステム制御回路１０６に送られ、ここで出力信号レベルより絞り値や電荷蓄積期間や利得を演算し、絞り駆動回路１０７、撮像素子駆動回路１０８、可変利得増幅器１０４を通じて絞り１０２、撮像素子１０３、映像信号の利得を制御する。
【００３２】
図２はこの発明の実施例で用いられるＣＣＤで構成された撮像素子１０３の基本構造を示すブロック図である。図２において、２０１はフォトダイオード、２０２は垂直転送ＣＣＤ、２０３は水平転送ＣＣＤ、２０４はドレイン部である。以上のように構成されたこの実施例のＣＣＤの撮像素子１０３について、以下その動作について説明する。各フォトダイオード２０１に蓄積された信号電荷は、垂直ブランキング期間内に外部から転送ゲートに与えられるパルスの有無に応じて、選択的に各垂直転送ＣＣＤ２０２に取り込まれ、その後、各水平帰線期間毎に１行分ずつ水平転送ＣＣＤ２０３に取り込まれる。そして、水平映像期間に水平転送ＣＣＤ２０３を通して順次外部に出力される。
【００３３】
ここで、光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードであるＰＤｍｉｘ モード時には、所定期間蓄積した後、第１フィールド期間の読出し開始直前の垂直ブランキング期間でまず奇数行Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・・・・と偶数行Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・・・の両方の行の信号電荷が同時に転送ゲートによって選択されて、各垂直転送ＣＣＤ２０２に取り込まれ、ついで転送時に一対の行ずつ加算され、水平帰線期間毎に水平転送ＣＣＤ２０３に１行分として転送される。以下、各水平走査期間毎にＡ３＋Ｂ３，Ａ２＋Ｂ２，Ａ１＋Ｂ１のように加算された信号が順次読み出される。また、この第１フィールド期間中に各フォトダイオード部に蓄積された信号は第２フィールド期間に読み出されるが、この際は加算する２行の組合せをＡ３＋Ｂ２，Ａ２＋Ｂ１のように変え、順次同様にして読み出される。
【００３４】
これに対して、フィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモード時であるＣＣモード時には、所定期間蓄積した後、第１フィールド期間の読出し開始直前の垂直ブランキング期間でまず奇数行Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・・・・における信号電荷が転送ゲートによって選択されて各垂直転送ＣＣＤ２０２に転送され、つぎに偶数行Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・・・における信号電荷がドレイン部に掃き出され、ついで水平帰線期間毎に水平転送ＣＣＤ２０３に１行ずつ順次転送される。そして、各水平走査期間毎にＡ３，Ａ２，Ａ１の信号が第１フィールドとして順次読み出される。この読み出し後の垂直ブランキング期間で、偶数行Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・・・における信号電荷が選択されて各垂直転送ＣＣＤ２０２に転送され、奇数行Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・・・・における信号電荷がドレイン部に掃き出された後、各水平走査期間毎にＢ３，Ｂ２，Ｂ１の信号が第２フィールドとして順次読み出される。
【００３５】
このように、ＣＣモードでは、ＰＤｍｉｘ モードのように、垂直方向の信号電荷加算を行っていない。したがって、ＣＣモード時にはＰＤｍｉｘ モード時と比較して、垂直の解像度は高くなるが、蓄積された電荷の半分を捨ててしまうため感度が半分に低下する。
図３、図４、図５は、システム制御回路１０６の動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【００３６】
図３、図４、図５を参照して、第１の実施例のシステム制御回路１０６の動作を説明する。この実施例は請求項９に対応し、さらに図４は請求項１に対応し、図５は請求項３に対応する。
電源投入後の起動により、まず、ステップ３０１では、システム制御回路１０６に入力された１フィールドの映像信号を積分し平均をとって輝度レベルを算出し、予め設定された基準輝度レベルとの差分をとり（ステップ３０２）、それが等しくなるように、絞り値や可変利得増幅器の利得を演算し制御する。また、輝度レベルが基準輝度レベルに等しい場合は、その時点における絞り値や利得を保持する。つぎにステップ３０３では、読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードかＣＣモードかを判定する。
【００３７】
読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ１と比較し、光量が充分であるか否かを判断する（ステップ４０１）。設定された値Ｆ１とは、絞り開放光量の１／２倍以下の光量を固体撮像素子に与える絞り値である。ここで光量が充分である場合は、撮像素子の読み出しモードをＣＣモードに切り換えると同時に可変利得増幅器をモード切り換え直前の利得Ｇの２倍の２Ｇとする（ステップ４０２）。つぎにステップ４０３において可変利得増幅器の利得を検出してＧ倍でない場合には、Ｇ倍に戻るまで、ステップ４０４で利得をフィールド毎に徐々に減少させ、ステップ４０５において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ４０６）、ステップ４０３における判断を行う。
【００３８】
また、ステップ３０３における読み出しモードがＣＣモードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ２と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ５０１）。設定された値Ｆ２とは、開放の絞り値である。ここで光量が不充分である場合は、ステップ５０２において可変利得増幅器の利得を検出して、利得がステップ５０１時の利得Ｇ’の２倍の２Ｇ’でない場合には、２Ｇ’倍となるまで、ステップ５０３で利得をフィールド毎に徐々に増加させ、ステップ５０４において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ５０５）、ステップ５０２における判断を行う。ステップ５０２において、利得が２Ｇ’であると判断されると、撮像素子の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードに切り換えると同時に映像信号の利得をＧ’倍に戻す（ステップ５０６）。
【００３９】
この実施例によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路の制御に連動して可変利得増幅器の出力信号レベルが略一定となるように可変利得増幅器の利得を徐々に元の利得に戻す制御を行うので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける可変利得増幅器の利得をＰＤｍｉｘ モードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、ＣＣモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。
【００４０】
また、ＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の２倍になるように制御するので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける可変利得増幅器の利得をＰＤｍｉｘ モードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、ＣＣモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００４１】
〔第２の実施例〕
図６、図７は、第２の実施例におけるシステム制御回路１０６の動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
図３、図６、図７を参照して、第２の実施例のシステム制御回路１０６の動作を説明する。この実施例においては、図６は請求項２に対応し、図７は請求項４に対応する。
【００４２】
ステップ３０１からステップ３０３のアルゴリズムは第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
ステップ３０３における読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ１と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ６０１）。設定された値Ｆ１とは、絞り開放光量の１／２倍以下の光量を固体撮像素子に与える絞り値である。ここで光量が充分である場合は、ステップ６０２において可変利得増幅器の利得を検出して、利得がステップ６０１時の利得Ａの１／２倍のＡ／２でない場合には、Ａ／２倍となるまで、ステップ６０３で利得をフィールド毎に徐々に減少させ、ステップ６０４において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ６０５）、ステップ６０２における判断を行う。ステップ６０２において、利得がＡ／２倍であると判断されると、撮像素子の読み出しモードをＣＣモードに切り換えると同時に利得を１倍に戻す（ステップ６０６）。
【００４３】
また、ステップ３０３における読み出しモードがＣＣモードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ２と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ７０１）。設定された値Ｆ２とは、開放の絞り値である。ここで光量が不充分である場合は、撮像素子の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードに切り換えると同時に可変利得増幅器をモード切り換え直前の利得Ａ’の１／２倍のＡ’／２とする（ステップ７０２）。つぎにステップ７０３において可変利得増幅器の利得を検出して、利得がＡ倍でない場合には、Ａ倍に戻るまで、ステップ７０４で利得をフィールド毎に徐々に増加させ、ステップ７０５において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ７０６）、ステップ７０２における判断を行う。
【００４４】
この実施例によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の１／２倍になるように制御するので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける可変利得増幅器の利得をＰＤｍｉｘ モードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、ＣＣモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００４５】
また、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の１／２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を１／２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々に元に戻す制御を行うので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける可変利得増幅器の利得をＰＤｍｉｘ モードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、ＣＣモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。
【００４６】
〔第３の実施例〕
図８、図９は、第３の実施例におけるシステム制御回路１０６の動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
図３、図８、図９を参照して、第３の実施例のシステム制御回路１０６の動作を説明する。この実施例においては、図８は請求項６に対応し、図９は請求項８に対応する。
【００４７】
ステップ３０１からステップ３０３のアルゴリズムは第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
ステップ３０３における読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ１と比較し、光量が充分であるか否かを判断する（ステップ８０１）。設定された値Ｆ１とは、絞り開放光量の１／２倍以下の光量を固体撮像素子に与える絞り値である。ここで光量が充分である場合は、撮像素子の読み出しモードをＣＣモードに切り換えると同時にモード切り換え直前の固体撮像素子の電荷蓄積期間（以下単に電荷蓄積期間という。この電荷蓄積期間の長さは、シャッタースピードに反比例する）Ｔの２倍の２Ｔとする（ステップ８０２）。つぎにステップ８０３において電荷蓄積期間を検出して、電荷蓄積期間がＴでない場合には、Ｔに戻るまで、ステップ８０４で電荷蓄積期間をフィールド毎に徐々に減少させ、ステップ８０５において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ８０６）、ステップ８０３における判断を行う。
【００４８】
また、ステップ３０３における読み出しモードがＣＣモードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ２と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ９０１）。設定された値Ｆ２とは、開放の絞り値である。ここで光量が不充分である場合は、ステップ９０２において電荷蓄積期間を検出して、ステップ９０１時の電荷蓄積期間Ｔの２倍の２Ｔでない場合には、２Ｔとなるまで、ステップ９０３で電荷蓄積期間をフィールド毎に徐々に増加させ、ステップ９０４において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ９０５）、ステップ９０２における判断を行う。ステップ９０２において、電荷蓄積期間が２Ｔであると判断されると、撮像素子の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードに切り換えると同時に電荷蓄積期間をＴに戻す（ステップ９０６）。
【００４９】
この実施例によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路の制御に連動して固体撮像素子の出力信号レベルが一定となるように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元に戻す制御を行うので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をＰＤｍｉｘ モードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、ＣＣモードにおける動解像度の劣化を防止できる。
【００５０】
また、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の電荷蓄積期間の２倍になるように制御するので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をＰＤｍｉｘ モードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、ＣＣモードにおける動解像度の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００５１】
〔第４の実施例〕
図１０、図１１は、第４の実施例におけるシステム制御回路１０６の動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
図３、図１０、図１１を参照して、第４の実施例のシステム制御回路１０６の動作を説明する。この実施例は請求項１０に対応し、さらに図１０は請求項５に対応し、図１１は請求項７に対応する。
【００５２】
ステップ３０１からステップ３０３のアルゴリズムは第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
ステップ３０３における読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ１と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ１００１）。設定された値Ｆ１とは、絞り開放光量の１／２倍以下の光量を固体撮像素子に与える絞り値である。ここで光量が充分である場合は、ステップ１００２において電荷蓄積期間を検出して、電荷蓄積期間がステップ１００１時の電荷蓄積期間ｔの１／２倍のｔ／２でない場合には、ｔ／２となるまで、ステップ１００３で電荷蓄積期間をフィールド毎に徐々に減少させ、ステップ１００４において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ１００５）、ステップ１００２における判断を行う。ステップ１００２において、電荷蓄積期間がｔ／２であると判断されると、撮像素子の読み出しモードをＣＣモードに切り換えると同時に電荷蓄積期間をｔに戻す（ステップ１００６）。
【００５３】
また、ステップ３０３における読み出しモードがＣＣモードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ２と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ１１０１）。設定された値Ｆ２とは、開放の絞り値である。ここで光量が不充分である場合は、撮像素子の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードに切り換えると同時にモード切り換え直前の電荷蓄積期間ｔの１／２倍のｔ／２とする（ステップ１１０２）。つぎにステップ１１０３において電荷蓄積期間を検出して、電荷蓄積期間がｔでない場合には、ｔに戻るまで、ステップ１１０４で電荷蓄積期間をフィールド毎に徐々に増加させ、ステップ１１０５において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ１１０６）、ステップ１１０２における判断を行う。
【００５４】
この実施例によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の１／２倍に制御するので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をＰＤｍｉｘ モードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、ＣＣモードにおける動解像度の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００５５】
また、ＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を１／２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をＰＤｍｉｘ モードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、ＣＣモードにおける動解像度の劣化を防止できる。
【００５６】
なお、読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換わる場合のアルゴリズムの例として、図４、図６，図８、図１０を示し、ＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換わる場合のアルゴリズムの例として、図５，図７，図９，図１１を示したが、これらの組合せは、上記の第１ないし第４の実施例に限らず、任意の組合せでもよいことはいうまでもない。上記の組合せの他に、図４と図７の組合せ、図４と図９の組合せ、図４と図１１の組合せ、図６と図５の組合せ、図６と図９の組合せ、図６と図１１の組合せ、図８と図５の組合せ、図８と図７の組合せ、図８と図１１の組合せ、図１０と図５の組合せ、図１０と図７の組合せ、図１０と図９の組合せが考えられる。
【００５７】
以下に、上記の各組合せの中で請求項１１、１３に対応するものについて以下に実施例として説明する。
〔第５の実施例〕
図３、図４、図１１を参照して、第５の実施例のシステム制御回路１０６の動作を説明する。この実施例は請求項１１に対応する。
【００５８】
ステップ３０１からステップ３０３のアルゴリズムは第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
ステップ３０３における読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ１と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ４０１）。設定された値Ｆ１とは、絞り開放光量の１／２倍以下の光量をもつ絞り値である。ここで光量が充分である場合は、撮像素子の読み出しモードをＣＣモードに切り換えると同時に可変利得増幅器をモード切り換え直前の利得の２倍とする（ステップ４０２）。つぎにステップ４０３において利得が１倍であるかを判断し、１倍に戻るまで、ステップ４０４で利得をフィールド毎に徐々に減少させ、ステップ４０５において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ４０６）、ステップ４０３における判断を行う。
【００５９】
また、ステップ３０３における読み出しモードがＣＣモードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ２と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ１１０１）。設定された値Ｆ２とは、開放の絞り値である。ここで光量が不充分である場合は、撮像素子の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードに切り換えると同時にモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍とする（ステップ１１０２）。つぎにステップ１１０３において電荷蓄積期間が１倍であるかを判断し、１倍に戻るまで、ステップ１１０４で電荷蓄積期間をフィールド毎に徐々に増加させ、ステップ１１０５において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ１１０６）、ステップ１１０２における判断を行う。
【００６０】
この実施例によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換えるときに、システム制御回路が撮像素子駆動回路の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路の制御に連動して可変利得増幅器の出力信号レベルが略一定となるように可変利得増幅器の利得を徐々に元の利得に戻す制御を行うので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける可変利得増幅器の利得をＰＤｍｉｘ モードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、ＣＣモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。
【００６１】
また、ＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換えるときに、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍に制御するので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を１／２倍に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。また、モード切り換え後絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をＰＤｍｉｘ モードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、ＣＣモードにおける動解像度の劣化を防止できる。
【００６２】
〔第６の実施例〕
図３、図１０、図５を参照して、第６の実施例のシステム制御回路１０６の動作を説明する。この実施例は請求項１２に対応する。
ステップ３０１からステップ３０３のアルゴリズムは第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００６３】
ステップ３０３における読み出しモードがＰＤｍｉｘ モードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ１と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ１００１）。設定された値Ｆ１とは、絞り開放光量の１／２倍以下の光量を固体撮像素子に与える絞り値である。ここで光量が充分である場合は、ステップ１００２において電荷蓄積期間を検出して、電荷蓄積期間がステップ１００１時の電荷蓄積期間Ｔ’の１／２倍のＴ’／２でない場合には、Ｔ’／２となるまで、ステップ１００３で電荷蓄積期間をフィールド毎に徐々に減少させ、ステップ１００４において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ１００５）、ステップ１００２における判断を行う。ステップ１００２において、電荷蓄積期間がＴ’／２であると判断されると、撮像素子の読み出しモードをＣＣモードに切り換えると同時に電荷蓄積期間をＴ’に戻す（ステップ１００６）。
【００６４】
また、ステップ３０３における読み出しモードがＣＣモードである場合、前段において保持された絞り値を予め設定された値Ｆ２と比較し、光量が充分であるか否かについて判断する（ステップ５０１）。設定された値Ｆ２とは、開放の絞り値である。ここで光量が不充分である場合は、ステップ５０２において可変利得増幅器の利得を検出して、利得がステップ５０１時の利得ｇの２倍の２ｇでない場合には、２ｇとなるまで、ステップ５０３で利得をフィールド毎に徐々に増加させ、ステップ５０４において映像信号の輝度レベルと基準輝度レベルの差分をとり、差分によって絞り値を制御し（ステップ５０５）、ステップ５０２における判断を行う。ステップ５０２において、利得が２ｇであると判断されると、撮像素子の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードに切り換えると同時に映像信号の利得をｇ倍に戻す（ステップ５０６）。
【００６５】
この実施例によれば、撮像素子駆動回路の読み出しモードをＰＤｍｉｘ モードからＣＣモードに切り換えるときに、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の１／２倍に制御するので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をＰＤｍｉｘ モードにおける撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間と同じにすることができ、ＣＣモードにおける動解像度の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００６６】
また、ＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換えるときに、システム制御回路が撮像素子駆動回路の読み出しモードをＣＣモードからＰＤｍｉｘ モードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち絞り駆動回路を固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の２倍になるように制御するので、ＰＤｍｉｘ モードとＣＣモードの感度の差を予め絞りで補正することができ、したがってＣＣモードにおける可変利得増幅器の利得をＰＤｍｉｘ モードにおける可変利得増幅器の利得と同じにすることができ、ＣＣモードにおけるＳ／Ｎ比の劣化を防止できる。また、モード切り換えと同時に可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うので、モードの切り換え動作に対して絞り制御の場合のような遅れを生じることなく可変利得増幅器の利得を元の状態に制御することができ、信号レベルの変動を生じることなくモード切り換えを行うことができる。
【００６７】
以上のように、各実施例によれば、読み出しモードの切り換え時における映像信号の輝度レベルを、固体撮像素子の電荷蓄積期間あるいは可変利得増幅器の利得を、応答速度の遅い絞り制御に応じて連動制御することによって、読み出しモードの切り換え時における映像信号の輝度レベルを調整するようにしたので、読み出しモードの切り換え前後において、安定した輝度レベルを保ち、画質劣化のない映像信号を得ることができる。
【００６８】
ここで、各実施例の効果の違いについて説明する。通常絞り動作範囲内における輝度レベルが基準値である時点（ステップ３０３）では、電荷蓄積期間、可変利得増幅器の信号振幅利得はそれぞれ、１／６０秒、１倍である。この場合、上記第２の実施例における動作は可変利得増幅器の利得が１／２倍と実動作ではない制御となり、また上記第３の実施例における動作は電荷蓄積期間が１／３０秒と動画像として不適当な制御となる問題がある。また、上記第１および第４の実施例における動作は、２つの読み出しモードの切り換え時における処理方法の動作順序が異なる。
【００６９】
そこで、上記第５および第６の実施例は、電荷蓄積期間と可変利得増幅器の利得の両方を制御してこの問題点を解決し、安定した画質のモード切り換えを行うことができる。
【００７０】
【発明の効果】
この発明の撮像装置によれば、可変利得増幅器の利得を応答速度の遅い絞り制御に応じて連動制御することによって、読み出しモードの切り換え時における映像信号の輝度レベルを調整するようにしたので、第２の読み出しモードのときのＳ／Ｎ比の低下を抑えるとともに、読み出しモードの切り換えの際の信号レベルの変動を無くして、画質劣化のない安定した輝度レベルの映像信号を得ることができる。
【００７１】
また、固体撮像素子の電荷蓄積期間を応答速度の遅い絞り制御に応じて連動制御することによって、第２の読み出しモードのときの動解像度の低下を抑えるとともに、読み出しモードの切り換えの際の信号レベルの変動を無くして、画質劣化のない安定した輝度レベルの映像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例で用いられるＣＣＤ撮像素子の基本構造を示すブロック図である。
【図３】この発明の第１から第６の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の第１および第５の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の第１および第６の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の第２の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の第２の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の第３の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の第３の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の第４および第６の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の第４および第５の実施例におけるシステム制御回路の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０２ 絞り
１０３ 撮像素子
１０４ 可変利得増幅器
１０６ システム制御回路
１０７ 絞り駆動回路
１０８ 撮像素子駆動回路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an imaging apparatus capable of automatically switching a reading mode of a solid-state imaging device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, imaging devices have been widely used as camera units such as camera-integrated VTRs and still cameras. There are a PDmix (Photo Diode Mix) mode and a CC (Charge Controlled) mode as readout modes in the solid-state imaging device. The PDmix mode is a reading mode in which adjacent charges on the imaging surface are added to obtain data of one scanning line in order to perform an interleaving operation at the time of reading for each field by the CCD. The CC mode is a read mode in which one line is read as one scanning line and charges on unread lines are discarded at the time of reading for each field.
[0003]
In the above two modes, the sensitivity of the solid-state imaging device is approximately twice different (the PDmix mode is twice as sensitive as the CC mode). Therefore, an imaging apparatus having a function for switching the mode needs to be controlled so that the signal level output from the imaging apparatus does not change when the mode is switched. This specific control strategy includes:
(1) Method of switching the gain of the amplifier
(2) Method of switching the charge accumulation period (corresponding to the shutter speed of a camera) of the solid-state image sensor
(3) Method for controlling aperture value of optical aperture
These three methods are known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the above three methods has the following drawbacks.
(1) In the method of switching the gain of the amplifier, the SN ratio of the output signal is always poor in the CC mode (because the gain of the amplifier is large).
(2) In the method of switching the charge accumulation period of the solid-state imaging device, the dynamic resolution is different between the two modes, and particularly in a video camera that continuously shoots moving images, the image becomes uncomfortable. For example, in general, the charge accumulation period is often set to one field period in the PDmix mode, but in this case, the charge accumulation period needs to be set to two field periods in the CC mode, and the dynamic resolution is extremely deteriorated.
(3) In the method of controlling the aperture value of the optical diaphragm, since the optical diaphragm is generally composed of mechanical parts, there is a control delay, so that switching between the PDmix mode and the CC mode is performed in a video camera that continuously shoots moving images. Even if the aperture is switched in conjunction with the control, it takes time for the aperture to settle to a predetermined value. Therefore, the output signal level such as the luminance signal fluctuates during the period until the diaphragm settles to the predetermined value.
[0005]
An object of the present invention is to convert the optical image into a video signal, change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field and add and read two lines of signals, and read two vertical lines for each field. In the imaging apparatus capable of switching to the second readout mode in which signals of one line are alternately read out and the remaining signals of one line are swept away, a reduction in the S / N ratio in the second readout mode is suppressed, and An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of eliminating fluctuations in signal level when switching readout modes.
[0006]
Another object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of suppressing a decrease in dynamic resolution during the second readout mode and eliminating signal level fluctuations when switching the readout mode.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The imaging apparatus according to claim 1 converts the optical image into a video signal, changes the combination of vertically adjacent vertical lines for each field, adds two lines of signals, and reads the first readout mode and vertical for each field. A solid-state imaging device capable of alternately reading a signal of one line out of two lines and switching to a second readout mode for sweeping out a signal of the remaining one line, and an imaging device for switching the driving and readout mode of the solid-state imaging device Drive circuit, diaphragm for controlling the amount of light incident on the solid-state image sensor, diaphragm drive circuit for driving the diaphragm, variable gain amplifier for amplifying the video signal output of the solid-state image sensor, and switching of the readout mode of the image sensor drive circuit And a system control circuit for controlling the aperture control value of the aperture drive circuit and the gain of the variable gain amplifier.
[0008]
In this case, when switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the system control circuit sets the gain of the variable gain amplifier to twice the gain immediately before the mode switching at the same time as the mode switching. After the mode is switched, the gain of the variable gain amplifier is gradually returned to the original gain so that the output signal level of the variable gain amplifier becomes substantially constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit.
[0009]
The imaging apparatus according to claim 2 is different from claim 1 only in the system control circuit. When switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the system control circuit is configured to double the amount of light incident on the solid-state imaging device before the mode switching. In conjunction with this aperture control, the gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually become 1/2 times the previous gain so as to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant, and then the mode is switched. At the same time, control is performed to return the gain of the variable gain amplifier to the original gain.
[0010]
The imaging apparatus according to claim 3 is different from claim 1 only in the system control circuit. When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the second readout mode to the first readout mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device is halved before the mode switching. In conjunction with this diaphragm control, the gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually become twice the previous gain so as to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant, and then the mode is switched. At the same time, control is performed to return the gain of the variable gain amplifier to the original gain.
[0011]
The imaging device according to claim 4 is different from claim 1 only in the system control circuit. When the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the second readout mode to the first readout mode, the system control circuit simultaneously sets the gain of the variable gain amplifier to ½ times the gain immediately before the mode switching. After the mode is switched, the aperture drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor is halved, and the variable gain amplifier is controlled so that the output signal level of the variable gain amplifier is kept constant in conjunction with the aperture control. Control is performed to gradually restore the gain of the amplifier to its original value.
[0012]
The image pickup apparatus according to claim 5 has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into a video signal so as to be adjacent vertically in each field. The first read mode in which the combination of the vertical lines is changed and the two lines of signals are added and read, and the second read out in which the signals of one line of the two vertical lines are alternately read for each field and the remaining one line of signals is swept away. A solid-state image sensor that can be switched between modes, an image sensor drive circuit that switches the solid-state image sensor and switches between charge accumulation period and readout mode, an aperture that controls the amount of light incident on the solid-state image sensor, and an aperture that drives the aperture A switch for controlling the charge accumulation period and readout mode of the aperture driving circuit and the image sensor driving circuit and the aperture control value of the aperture driving circuit. And a Temu control circuit.
[0013]
In this case, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the first reading mode to the second reading mode, the system control circuit doubles the amount of light incident on the solid-state imaging device before the mode switching. In conjunction with the aperture control, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually controlled to be ½ times before that so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant, and then the mode Simultaneously with the switching, control is performed to restore the charge accumulation period of the image sensor driving circuit.
[0014]
The imaging device according to claim 6 is different from claim 5 only in the system control circuit. When switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the system control circuit sets the charge accumulation period of the image sensor driving circuit to the charge accumulation period immediately before the mode switching simultaneously with the mode switching. Control is performed twice, and the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually returned to the original value so that the output signal level of the solid-state image sensor becomes constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit after mode switching.
[0015]
The imaging apparatus according to claim 7 is different from claim 5 only in the system control circuit. When switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the second readout mode to the first readout mode, the system control circuit sets the charge accumulation period of the image sensor drive circuit to the charge accumulation period immediately before the mode switching simultaneously with the mode switching. After controlling the mode, the aperture driving circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor becomes 1/2, and the output signal level of the solid-state image sensor is kept constant in conjunction with the aperture control. Control is performed so that the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually returned to the original charge accumulation period so as to maintain.
[0016]
The imaging device according to claim 8 is different from claim 5 only in the system control circuit. When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the second readout mode to the first readout mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device is halved before the mode switching. In conjunction with this aperture control, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is controlled to gradually double the previous charge accumulation period so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant. Then, simultaneously with the mode switching, control is performed to return the charge accumulation period of the image sensor driving circuit to the original charge accumulation period.
[0017]
The imaging device according to claim 9 is different from claim 1 only in the system control circuit. When switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the system control circuit performs the same control as in claim 1 and sets the readout mode of the image sensor driving circuit to the second readout mode. When switching from the mode to the first readout mode, the same control as in claim 3 is performed.
[0018]
The imaging apparatus according to claim 10 is different from claim 5 only in the system control circuit. When switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the system control circuit performs the same control as in claim 5 and sets the readout mode of the image sensor driving circuit to the second readout mode. When switching from the mode to the first readout mode, the same control as in the seventh aspect is performed.
[0019]
The imaging apparatus according to claim 11 has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into a video signal so as to be adjacent vertically in each field. The first read mode in which the combination of the vertical lines is changed and the two lines of signals are added and read, and the second read out in which the signals of one line of the two vertical lines are alternately read for each field and the remaining one line of signals is swept away. A solid-state image sensor that can be switched between modes, an image sensor drive circuit that switches the solid-state image sensor and switches between charge accumulation period and readout mode, an aperture that controls the amount of light incident on the solid-state image sensor, and an aperture that drives the aperture A diaphragm drive circuit, a variable gain amplifier that amplifies the video signal output of the solid-state image sensor, driving of the image sensor drive circuit, a charge accumulation period, and And a system control circuit for controlling a gain of the aperture control value and the variable gain amplifier switched diaphragm driving circuit of seeing out mode.
[0020]
In this case, when switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the system control circuit performs the same control as in claim 1 and sets the readout mode of the image sensor driving circuit to the first mode. When switching from the second read mode to the first read mode, the same control as in claim 7 is performed. The imaging device according to claim 12 is different from claim 11 only in the system control circuit. When switching the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the system control circuit performs the same control as in claim 5 and sets the readout mode of the image sensor driving circuit to the second readout mode. When switching from the mode to the first readout mode, the same control as in claim 3 is performed.
[0021]
[Action]
According to the configuration of the first aspect, when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the first readout mode to the second readout mode, the gain of the variable gain amplifier is set to the gain just before the mode switching at the same time as the mode switching. Since the control is performed twice, the gain of the variable gain amplifier can be controlled to be double without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation, and the mode without causing the signal level fluctuation. Switching can be performed. Further, since the gain of the variable gain amplifier is gradually returned to the original gain so that the output signal level of the variable gain amplifier becomes substantially constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit after the mode switching, the first reading is performed. The difference in sensitivity between the mode and the second readout mode can be corrected by a diaphragm, and therefore the gain of the variable gain amplifier in the second readout mode can be made the same as the gain of the variable gain amplifier in the first readout mode. It is possible to prevent the deterioration of the S / N ratio in the second readout mode.
[0022]
According to the configuration of the second aspect, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the first reading mode to the second reading mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device before the mode switching is changed. The gain of the variable gain amplifier is gradually reduced to 1/2 of the previous gain so that the output signal level of the variable gain amplifier is kept constant in conjunction with the aperture control. Therefore, the difference in sensitivity between the first readout mode and the second readout mode can be corrected in advance by the diaphragm, so that the gain of the variable gain amplifier in the second readout mode is changed to the variable gain in the first readout mode. It can be made the same as the gain of the amplifier, and the deterioration of the S / N ratio in the second read mode can be prevented. Also, since the gain of the variable gain amplifier is controlled to return to the original gain simultaneously with the mode switching, the gain of the variable gain amplifier is restored to the original state without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation. The mode can be switched without causing fluctuations in the signal level.
[0023]
According to the third aspect of the present invention, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the second reading mode to the first reading mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device before the mode switching is reduced. The gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually become twice the previous gain so as to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant in conjunction with the aperture control. Therefore, the difference in sensitivity between the first readout mode and the second readout mode can be corrected in advance by a diaphragm, and therefore the gain of the variable gain amplifier in the second readout mode is changed to the variable gain amplifier in the first readout mode. And the S / N ratio in the second read mode can be prevented from deteriorating. Also, since the gain of the variable gain amplifier is controlled to return to the original gain simultaneously with the mode switching, the gain of the variable gain amplifier is restored to the original state without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation. The mode can be switched without causing fluctuations in the signal level.
[0024]
According to the configuration of the fourth aspect, when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the second readout mode to the first readout mode, the gain of the variable gain amplifier is set to the gain just before the mode switching simultaneously with the mode switching. Since the control is performed by a factor of 1/2, the gain of the variable gain amplifier can be controlled by a factor of 1/2 without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation, and fluctuations in signal level can be controlled. Mode switching can be performed without occurrence. Further, the variable gain amplifier controls the diaphragm drive circuit after mode switching so that the amount of light incident on the solid-state imaging device is halved and keeps the output signal level of the variable gain amplifier constant in conjunction with the diaphragm control. Therefore, the difference in sensitivity between the first readout mode and the second readout mode can be corrected by the diaphragm, and therefore the gain of the variable gain amplifier in the second readout mode can be increased. It can be made the same as the gain of the variable gain amplifier in the first read mode, and the deterioration of the S / N ratio in the second read mode can be prevented.
[0025]
According to the fifth aspect of the present invention, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the first reading mode to the second reading mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device before the mode switching is reduced. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually controlled to ½ times before that so that the output signal level of the solid-state image sensor is kept constant in conjunction with the aperture control. Therefore, the difference in sensitivity between the first readout mode and the second readout mode can be corrected in advance by the diaphragm, so that the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the second readout mode is imaged in the first readout mode. This can be the same as the charge accumulation period of the element driving circuit, and deterioration of dynamic resolution in the second readout mode can be prevented. Since the charge accumulation period of the image sensor drive circuit is restored at the same time as the mode switching, the charge accumulation period of the image sensor drive circuit does not cause a delay as in aperture control with respect to the mode switching operation. Can be controlled to the original state, and the mode can be switched without causing a change in the signal level.
[0026]
According to the configuration of the sixth aspect, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the first reading mode to the second reading mode, the charge accumulation period of the imaging device driving circuit is immediately before the mode switching at the same time as the mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit can be controlled to be doubled without causing a delay as in the case of aperture control with respect to the mode switching operation. Mode switching can be performed without causing level fluctuations. In addition, since the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually returned to the original state so that the output signal level of the solid-state image sensor becomes constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit after the mode switching, the first reading is performed. The sensitivity difference between the mode and the second readout mode can be corrected in advance by the diaphragm, and therefore the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the second readout mode is the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the first readout mode. The period can be the same as that of the period, and degradation of dynamic resolution in the second readout mode can be prevented.
[0027]
According to the configuration of claim 7, when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the second readout mode to the first readout mode, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is immediately before the mode switching at the same time as the mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is controlled to ½ times without causing a delay as in the case of aperture control with respect to the mode switching operation. And mode switching can be performed without causing signal level fluctuations. In addition, after the mode is switched, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor is halved, and the output signal level of the solid-state image sensor is kept constant in conjunction with the diaphragm control. Since the control to gradually return the charge accumulation period of the circuit to the original charge accumulation period is performed, the difference in sensitivity between the first readout mode and the second readout mode can be corrected in advance by the diaphragm, and therefore the second readout is performed. The charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the mode can be made the same as the charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the first readout mode, and deterioration of dynamic resolution in the second readout mode can be prevented.
According to the configuration of the eighth aspect, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the second reading mode to the first reading mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device before the mode switching is reduced. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually doubled from the previous charge accumulation period so that the output signal level of the solid-state image sensor is kept constant in conjunction with the aperture control. Therefore, the difference in sensitivity between the first readout mode and the second readout mode can be corrected by the diaphragm in advance, and therefore the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the second readout mode is set to the first readout mode. It can be the same as the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the first readout mode, and can prevent deterioration of dynamic resolution in the second readout mode. . In addition, since the charge accumulation period of the image sensor drive circuit is returned to the original charge accumulation period simultaneously with the mode switching, the image sensor drive circuit does not cause a delay as in the case of aperture control with respect to the mode switching operation. The charge accumulation period can be controlled to the original state, and the mode can be switched without causing a change in signal level.
[0028]
According to the configuration of the ninth aspect, the operation when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the first readout mode to the second readout mode is the same as that of the first aspect, and from the second readout mode. The operation when switching to the first readout mode is the same as that of the third aspect.
According to the configuration of the tenth aspect, the operation when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the first readout mode to the second readout mode is the same as that of the fifth aspect, and from the second readout mode. The operation when switching to the first readout mode is the same as in the seventh aspect.
[0029]
According to the configuration of the eleventh aspect, the operation when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the first readout mode to the second readout mode is the same as that of the first aspect, and from the second readout mode. The operation when switching to the first readout mode is the same as in the seventh aspect.
According to the configuration of the twelfth aspect, the operation when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the first readout mode to the second readout mode is the same as that of the fifth aspect, and from the second readout mode. The operation when switching to the first readout mode is the same as that of the third aspect.
[0030]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 101 is an optical system (lens) for forming a subject image, 102 is a stop, 103 is an image sensor, 104 is a variable gain amplifier (AGC circuit), 105 is a signal processing circuit, and 106 is a system control circuit. 107 are aperture drive circuits, and 108 is an image sensor drive circuit.
[0031]
The operation of the imaging apparatus of this embodiment configured as described above will be described below. The optical image incident from the optical system 101 is imaged on the image sensor 103 with the amount of incident light controlled by the diaphragm 102. The video signal output of the image sensor 103 is amplified by the variable gain amplifier 104 and sent to the signal processing circuit 105. This signal is sent to the system control circuit 106, where the aperture value, charge accumulation period, and gain are calculated from the output signal level, and the aperture 102, the image pickup device drive circuit 108, and the variable gain amplifier 104 are used for imaging. The element 103 controls the gain of the video signal.
[0032]
FIG. 2 is a block diagram showing the basic structure of the image sensor 103 composed of a CCD used in the embodiment of the present invention. In FIG. 2, 201 is a photodiode, 202 is a vertical transfer CCD, 203 is a horizontal transfer CCD, and 204 is a drain. The operation of the CCD image sensor 103 of this embodiment configured as described above will be described below. The signal charges accumulated in each photodiode 201 are selectively taken into each vertical transfer CCD 202 in accordance with the presence or absence of a pulse applied to the transfer gate from the outside during the vertical blanking period, and thereafter, each horizontal blanking period. One line is taken into the horizontal transfer CCD 203 every time. Then, it is sequentially output to the outside through the horizontal transfer CCD 203 during the horizontal video period.
[0033]
Here, in the PDmix mode, which is a first read mode in which an optical image is converted into a video signal, the combination of vertical lines adjacent to each other in each field is changed, and two lines of signals are added and read out, the data is accumulated for a predetermined period. In the vertical blanking period immediately before the start of reading in the first field period, first, the signal charges in both the odd rows A1, A2, A3... And the even rows B1, B2, B3. Are simultaneously selected by the transfer gate, taken into each vertical transfer CCD 202, then added in pairs at the time of transfer, and transferred to the horizontal transfer CCD 203 as one row for each horizontal blanking period. Thereafter, the added signals such as A3 + B3, A2 + B2, and A1 + B1 are sequentially read for each horizontal scanning period. In addition, the signal accumulated in each photodiode portion during the first field period is read out during the second field period. At this time, the combination of the two rows to be added is changed to A3 + B2, A2 + B1, and the like in order. Read out.
[0034]
On the other hand, in the CC mode, which is the second read mode in which one line signal of two vertical lines is alternately read for each field, and the remaining one line signal is swept away, the first time is accumulated after a predetermined period of time. In the vertical blanking period immediately before the start of reading in the field period, the signal charges in the odd rows A1, A2, A3,... Are first selected by the transfer gate and transferred to the vertical transfer CCDs 202, and then the even rows B1, The signal charges in B2, B3,... Are swept out to the drain portion, and then sequentially transferred to the horizontal transfer CCD 203 row by row for each horizontal blanking period. The signals A3, A2, and A1 are sequentially read out as the first field for each horizontal scanning period. In the vertical blanking period after reading, the signal charges in the even rows B1, B2, B3,... Are selected and transferred to the vertical transfer CCDs 202, and the odd rows A1, A2, A3,. After the signal charges in (1) are swept out to the drain part, the signals B3, B2 and B1 are sequentially read out as the second field every horizontal scanning period.
[0035]
Thus, in the CC mode, signal charge addition in the vertical direction is not performed as in the PDmix mode. Therefore, although the vertical resolution is higher in the CC mode than in the PDmix mode, the sensitivity is reduced to half because half of the accumulated charge is discarded.
3, 4, and 5 are flowcharts showing the algorithm of the operation of the system control circuit 106.
[0036]
The operation of the system control circuit 106 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. This embodiment corresponds to claim 9, FIG. 4 corresponds to claim 1, and FIG. 5 corresponds to claim 3.
First, in step 301, the luminance level is calculated by integrating and averaging the video signals of one field input to the system control circuit 106, and the difference from the preset reference luminance level is obtained. (Step 302), the aperture value and the gain of the variable gain amplifier are calculated and controlled so that they are equal. When the luminance level is equal to the reference luminance level, the aperture value and gain at that time are held. Next, in step 303, it is determined whether the reading mode is the PDmix mode or the CC mode.
[0037]
When the reading mode is the PDmix mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F1, and it is determined whether or not the amount of light is sufficient (step 401). The set value F1 is an aperture value that gives the solid-state image sensor a light amount equal to or less than ½ times the aperture opening light amount. If the amount of light is sufficient, the variable gain amplifier is set to 2 G, which is twice the gain G immediately before the mode switching, at the same time as switching the reading mode of the image sensor to the CC mode (step 402). Next, when the gain of the variable gain amplifier is detected at step 403 and is not G times, the gain is gradually decreased for each field at step 404 until it returns to G times. At step 405, the luminance level of the video signal and the reference The difference in luminance level is taken, the aperture value is controlled by the difference (step 406), and the determination in step 403 is performed.
[0038]
If the readout mode in step 303 is the CC mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F2, and it is determined whether or not the amount of light is sufficient (step 501). The set value F2 is a full aperture value. If the amount of light is insufficient, the gain of the variable gain amplifier is detected in step 502. If the gain is not 2G 'which is twice the gain G' in step 501, the gain is increased to 2G '. In step 503, the gain is gradually increased for each field. In step 504, the difference between the luminance level of the video signal and the reference luminance level is obtained. The aperture value is controlled based on the difference (step 505), and the determination in step 502 is performed. If it is determined in step 502 that the gain is 2G ′, the readout mode of the image sensor is switched to the PDmix mode and at the same time the gain of the video signal is returned to G ′ times (step 506).
[0039]
According to this embodiment, when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the PDmix mode to the CC mode, the gain of the variable gain amplifier is controlled to twice the gain immediately before the mode switching simultaneously with the mode switching. The gain of the variable gain amplifier can be controlled to be double without causing a delay as in the case of aperture control with respect to the switching operation, and the mode can be switched without causing a change in signal level. In addition, since the gain of the variable gain amplifier is gradually returned to the original gain so that the output signal level of the variable gain amplifier becomes substantially constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit after the mode switching, the PDmix mode and CC The difference in mode sensitivity can be corrected by the diaphragm, so that the gain of the variable gain amplifier in the CC mode can be made the same as the gain of the variable gain amplifier in the PDmix mode, and the degradation of the S / N ratio in the CC mode can be reduced. Can be prevented.
[0040]
In addition, when switching from the CC mode to the PDmix mode, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor is halved prior to the mode switching, and the output of the variable gain amplifier is linked with this diaphragm control. Since the gain of the variable gain amplifier is controlled so as to gradually become twice the previous gain so as to keep the signal level constant, the difference in sensitivity between the PDmix mode and the CC mode can be corrected by a diaphragm in advance. Therefore, the gain of the variable gain amplifier in the CC mode can be made the same as the gain of the variable gain amplifier in the PDmix mode, and deterioration of the S / N ratio in the CC mode can be prevented. Also, since the gain of the variable gain amplifier is controlled to return to the original gain simultaneously with the mode switching, the gain of the variable gain amplifier is restored to the original state without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation. The mode can be switched without causing fluctuations in the signal level.
[0041]
[Second Embodiment]
6 and 7 are flowcharts showing an algorithm of the operation of the system control circuit 106 in the second embodiment.
The operation of the system control circuit 106 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, FIG. 6 corresponds to claim 2 and FIG. 7 corresponds to claim 4.
[0042]
Since the algorithm from step 301 to step 303 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
When the readout mode in step 303 is the PDmix mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F1, and it is determined whether or not the amount of light is sufficient (step 601). The set value F1 is an aperture value that gives the solid-state image sensor a light amount that is ½ times or less the amount of light that is open to the aperture. If the amount of light is sufficient, the gain of the variable gain amplifier is detected in step 602, and if the gain is not A / 2 which is ½ times the gain A in step 601, A / 2 times. In step 603, the gain is gradually decreased for each field. In step 604, the difference between the luminance level of the video signal and the reference luminance level is calculated, and the aperture value is controlled based on the difference (step 605). Do. When it is determined in step 602 that the gain is A / 2 times, the gain is returned to 1 at the same time when the reading mode of the image sensor is switched to the CC mode (step 606).
[0043]
If the readout mode in step 303 is the CC mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F2 to determine whether the amount of light is sufficient (step 701). The set value F2 is a full aperture value. If the amount of light is insufficient, the readout mode of the image sensor is switched to the PDmix mode, and at the same time, the variable gain amplifier is set to A ′ / 2 that is ½ times the gain A ′ immediately before the mode switching (step 702). . Next, in step 703, the gain of the variable gain amplifier is detected. If the gain is not A times, the gain is gradually increased for each field in step 704 until the gain returns to A times. In step 705, the luminance of the video signal is increased. The difference between the level and the reference luminance level is taken, the aperture value is controlled based on the difference (step 706), and the determination in step 702 is performed.
[0044]
According to this embodiment, when the readout mode of the image sensor drive circuit is switched from the PDmix mode to the CC mode, the diaphragm drive circuit is controlled to double the amount of light incident on the solid-state image sensor prior to the mode switching, and In conjunction with the aperture control, the gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually become 1/2 times the previous gain so as to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant, so that the PDmix mode and the CC mode are controlled. Therefore, the gain of the variable gain amplifier in the CC mode can be made the same as the gain of the variable gain amplifier in the PDmix mode, thereby reducing the S / N ratio in the CC mode. Can be prevented. Also, since the gain of the variable gain amplifier is controlled to return to the original gain simultaneously with the mode switching, the gain of the variable gain amplifier is restored to the original state without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation. The mode can be switched without causing fluctuations in the signal level.
[0045]
Further, when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the CC mode to the PDmix mode, the gain of the variable gain amplifier is controlled to ½ times the gain immediately before the mode switching at the same time as the mode switching. On the other hand, the gain of the variable gain amplifier can be controlled to ½ without causing a delay as in the case of aperture control, and the mode can be switched without causing a change in signal level. Further, the variable gain amplifier controls the diaphragm drive circuit after mode switching so that the amount of light incident on the solid-state imaging device is halved and keeps the output signal level of the variable gain amplifier constant in conjunction with the diaphragm control. Therefore, the difference between the sensitivity of the PDmix mode and the CC mode can be corrected by the aperture, so that the gain of the variable gain amplifier in the CC mode is set to the gain of the variable gain amplifier in the PDmix mode. It can be made the same, and the deterioration of the S / N ratio in the CC mode can be prevented.
[0046]
[Third embodiment]
8 and 9 are flowcharts showing an algorithm of the operation of the system control circuit 106 in the third embodiment.
With reference to FIGS. 3, 8, and 9, the operation of the system control circuit 106 of the third embodiment will be described. In this embodiment, FIG. 8 corresponds to claim 6 and FIG. 9 corresponds to claim 8.
[0047]
Since the algorithm from step 301 to step 303 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
When the readout mode in step 303 is the PDmix mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F1, and it is determined whether the amount of light is sufficient (step 801). The set value F1 is an aperture value that gives the solid-state image sensor a light amount that is ½ times or less the amount of light that is open to the aperture. Here, when the light quantity is sufficient, the readout mode of the image sensor is switched to the CC mode, and at the same time, the charge accumulation period of the solid-state image sensor immediately before the mode switching (hereinafter simply referred to as the charge accumulation period. The length of this charge accumulation period is 2T, which is twice T (inversely proportional to the shutter speed), is set (step 802). Next, in step 803, the charge accumulation period is detected. If the charge accumulation period is not T, the charge accumulation period is gradually decreased for each field in step 804 until it returns to T. In step 805, the luminance of the video signal is increased. The difference between the level and the reference luminance level is taken, the aperture value is controlled based on the difference (step 806), and the determination in step 803 is performed.
[0048]
If the readout mode in step 303 is the CC mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F2, and it is determined whether the light quantity is sufficient (step 901). The set value F2 is a full aperture value. If the amount of light is insufficient, the charge accumulation period is detected in step 902. If it is not 2T, which is twice the charge accumulation period T in step 901, charge accumulation is performed in step 903 until 2T is reached. The period is gradually increased for each field, the difference between the luminance level of the video signal and the reference luminance level is obtained in step 904, the aperture value is controlled based on the difference (step 905), and the determination in step 902 is performed. If it is determined in step 902 that the charge accumulation period is 2T, the readout mode of the image sensor is switched to the PDmix mode and the charge accumulation period is returned to T (step 906).
[0049]
According to this embodiment, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the PDmix mode to the CC mode, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is controlled to be twice the charge accumulation period immediately before the mode switching simultaneously with the mode switching. Therefore, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit can be controlled to be doubled without causing a delay as in the case of aperture control with respect to the mode switching operation, and the mode switching can be performed without causing a signal level fluctuation. It can be performed. In addition, since the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually returned to the original state so that the output signal level of the solid-state image sensor becomes constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit after the mode switching, the PDmix mode and CC The difference in sensitivity of the mode can be corrected in advance by the diaphragm, so that the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the CC mode can be made the same as the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the PDmix mode. Degradation of dynamic resolution can be prevented.
[0050]
Further, when the reading mode of the image sensor driving circuit is switched from the CC mode to the PDmix mode, the diaphragm driving circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state imaging device is halved prior to the mode switching. In conjunction with this, the charge storage period of the image sensor driving circuit is controlled to gradually double the previous charge storage period so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant. The difference in sensitivity can be corrected in advance by a diaphragm, so that the charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the CC mode can be made the same as the charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the PDmix mode. Can be prevented. In addition, since the charge accumulation period of the image sensor drive circuit is returned to the original charge accumulation period simultaneously with the mode switching, the image sensor drive circuit does not cause a delay as in the case of aperture control with respect to the mode switching operation. The charge accumulation period can be controlled to the original state, and the mode can be switched without causing a change in signal level.
[0051]
[Fourth embodiment]
10 and 11 are flowcharts showing an algorithm of the operation of the system control circuit 106 in the fourth embodiment.
The operation of the system control circuit 106 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to claim 10, FIG. 10 corresponds to claim 5, and FIG. 11 corresponds to claim 7.
[0052]
Since the algorithm from step 301 to step 303 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
When the readout mode in step 303 is the PDmix mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F1 to determine whether the light quantity is sufficient (step 1001). The set value F1 is an aperture value that gives the solid-state image sensor a light amount that is ½ times or less the amount of light that is open to the aperture. If the amount of light is sufficient, the charge accumulation period is detected in step 1002. If the charge accumulation period is not t / 2 which is ½ times the charge accumulation period t in step 1001, t / 2 In step 1003, the charge accumulation period is gradually decreased for each field until the difference is reached, the difference between the luminance level of the video signal and the reference luminance level is taken in step 1004, and the aperture value is controlled by the difference (step 1005). Make a judgment in If it is determined in step 1002 that the charge accumulation period is t / 2, the readout mode of the image sensor is switched to the CC mode, and at the same time, the charge accumulation period is returned to t (step 1006).
[0053]
If the readout mode in step 303 is the CC mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F2, and it is determined whether the light quantity is sufficient (step 1101). The set value F2 is a full aperture value. If the amount of light is insufficient, the reading mode of the image sensor is switched to the PDmix mode, and at the same time, t / 2 is set to 1/2 of the charge accumulation period t immediately before the mode switching (step 1102). Next, in step 1103, the charge accumulation period is detected. If the charge accumulation period is not t, the charge accumulation period is gradually increased for each field in step 1104 until it returns to t. In step 1105, the luminance of the video signal is increased. The difference between the level and the reference luminance level is taken, the aperture value is controlled based on the difference (step 1106), and the determination in step 1102 is performed.
[0054]
According to this embodiment, when the readout mode of the image sensor drive circuit is switched from the PDmix mode to the CC mode, the diaphragm drive circuit is controlled to double the amount of light incident on the solid-state image sensor prior to the mode switching, and In conjunction with the aperture control, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually controlled to be 1/2 times the previous value so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant. Therefore, the sensitivity of the PDmix mode and CC mode is controlled. Therefore, the charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the CC mode can be made the same as the charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the PDmix mode. Deterioration can be prevented. Since the charge accumulation period of the image sensor drive circuit is restored at the same time as the mode switching, the charge accumulation period of the image sensor drive circuit does not cause a delay as in aperture control with respect to the mode switching operation. Can be controlled to the original state, and the mode can be switched without causing a change in the signal level.
[0055]
Further, when switching from the CC mode to the PDmix mode, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is controlled to be ½ times the charge accumulation period immediately before the mode switching at the same time as the mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit can be controlled to ½ times without causing a delay as in the case of control, and the mode can be switched without causing a change in signal level. In addition, after the mode is switched, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor is halved, and the output signal level of the solid-state image sensor is kept constant in conjunction with the diaphragm control. Since the control to gradually return the charge accumulation period of the circuit to the original charge accumulation period is performed, the difference in sensitivity between the PDmix mode and the CC mode can be corrected in advance by the diaphragm, and therefore the charge accumulation of the image sensor driving circuit in the CC mode. The period can be made the same as the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the PDmix mode, and deterioration of dynamic resolution in the CC mode can be prevented.
[0056]
4, 6, 8, and 10 are shown as examples of algorithms when the read mode is switched from the PDmix mode to the CC mode, and as examples of algorithms when the read mode is switched from the CC mode to the PDmix mode, FIG. 5, FIG. 7, FIG. 9 and FIG. 11 are shown, but it goes without saying that these combinations are not limited to the first to fourth embodiments described above, and any combination may be used. In addition to the above combinations, combinations of FIGS. 4 and 7, combinations of FIGS. 4 and 9, combinations of FIGS. 4 and 11, combinations of FIGS. 6 and 5, combinations of FIGS. 6 and 9, and FIGS. 11, FIG. 8 and FIG. 5, FIG. 8 and FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 11, FIG. 10 and FIG. 5, FIG. 10 and FIG. Combinations of these are conceivable.
[0057]
In the following, examples corresponding to claims 11 and 13 among the above combinations will be described as examples.
[Fifth embodiment]
The operation of the system control circuit 106 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to claim 11.
[0058]
Since the algorithm from step 301 to step 303 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
When the reading mode in step 303 is the PDmix mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F1, and it is determined whether or not the amount of light is sufficient (step 401). The set value F1 is an aperture value having a light amount that is 1/2 times or less of the aperture opening light amount. If the light amount is sufficient, the readout mode of the image sensor is switched to the CC mode, and at the same time, the variable gain amplifier is set to double the gain just before the mode switching (step 402). Next, in step 403, it is determined whether or not the gain is 1. The gain is gradually decreased for each field in step 404 until it returns to 1. In step 405, the difference between the luminance level of the video signal and the reference luminance level is calculated. The aperture value is controlled by the difference (step 406), and the determination in step 403 is performed.
[0059]
If the readout mode in step 303 is the CC mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F2, and it is determined whether the light quantity is sufficient (step 1101). The set value F2 is a full aperture value. If the amount of light is insufficient, the readout mode of the image sensor is switched to the PDmix mode, and at the same time, the charge accumulation period immediately before the mode switching is set to ½ times (step 1102). Next, in step 1103, it is determined whether or not the charge accumulation period is 1 time. The charge accumulation period is gradually increased for each field in step 1104 until it returns to 1 time. In step 1105, the luminance level of the video signal and the reference luminance are increased. The level difference is taken, the aperture value is controlled by the difference (step 1106), and the determination in step 1102 is performed.
[0060]
According to this embodiment, when the readout mode of the image sensor driving circuit is switched from the PDmix mode to the CC mode, when the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the PDmix mode to the CC mode, this mode switching and At the same time, since the gain of the variable gain amplifier is controlled to be twice the gain immediately before the mode switching, the gain of the variable gain amplifier is controlled to be double without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation. Therefore, mode switching can be performed without causing signal level fluctuations. In addition, since the gain of the variable gain amplifier is gradually returned to the original gain so that the output signal level of the variable gain amplifier becomes substantially constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit after the mode switching, the PDmix mode and CC The difference in mode sensitivity can be corrected by the diaphragm, so that the gain of the variable gain amplifier in the CC mode can be made the same as the gain of the variable gain amplifier in the PDmix mode, and the degradation of the S / N ratio in the CC mode can be reduced. Can be prevented.
[0061]
Further, when switching from the CC mode to the PDmix mode, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is controlled to be ½ times the charge accumulation period immediately before the mode switching at the same time as the mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit can be controlled to ½ without causing a delay as in the case of control, and the mode can be switched without causing a change in signal level. Further, after the mode is switched, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor is halved, and the image sensor is driven so that the output signal level of the solid-state image sensor is kept constant in conjunction with the diaphragm control. Since the control to gradually return the charge accumulation period of the circuit to the original charge accumulation period is performed, the difference in sensitivity between the PDmix mode and the CC mode can be corrected in advance by the diaphragm, and therefore the charge accumulation of the image sensor driving circuit in the CC mode. The period can be made the same as the charge accumulation period of the image sensor driving circuit in the PDmix mode, and deterioration of dynamic resolution in the CC mode can be prevented.
[0062]
[Sixth embodiment]
The operation of the system control circuit 106 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 10, and 5. This embodiment corresponds to claim 12.
Since the algorithm from step 301 to step 303 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0063]
When the readout mode in step 303 is the PDmix mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F1 to determine whether the light quantity is sufficient (step 1001). The set value F1 is an aperture value that gives the solid-state image sensor a light amount equal to or less than ½ times the aperture opening light amount. If the amount of light is sufficient, the charge accumulation period is detected in step 1002, and if the charge accumulation period is not T ′ / 2 which is ½ times the charge accumulation period T ′ in step 1001, T In step 1003, the charge accumulation period is gradually decreased for each field until it becomes' / 2, and in step 1004, the difference between the luminance level of the video signal and the reference luminance level is taken, and the aperture value is controlled by the difference (step 1005) The determination in step 1002 is performed. If it is determined in step 1002 that the charge accumulation period is T ′ / 2, the readout mode of the image sensor is switched to the CC mode and the charge accumulation period is returned to T ′ (step 1006).
[0064]
If the readout mode in step 303 is the CC mode, the aperture value held in the previous stage is compared with a preset value F2, and it is determined whether or not the amount of light is sufficient (step 501). The set value F2 is a full aperture value. If the amount of light is insufficient, the gain of the variable gain amplifier is detected in step 502. If the gain is not 2 g, which is twice the gain g in step 501, step 503 is performed until 2 g is obtained. The gain is gradually increased for each field, the difference between the luminance level of the video signal and the reference luminance level is obtained in step 504, the aperture value is controlled based on the difference (step 505), and the determination in step 502 is performed. If it is determined in step 502 that the gain is 2 g, the readout mode of the image sensor is switched to the PDmix mode, and at the same time the gain of the video signal is returned to g times (step 506).
[0065]
According to this embodiment, when the readout mode of the image sensor drive circuit is switched from the PDmix mode to the CC mode, the diaphragm drive circuit is controlled to double the amount of light incident on the solid-state image sensor prior to the mode switching, and In conjunction with the aperture control, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually controlled to be 1/2 times the previous value so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant. Therefore, the sensitivity of the PDmix mode and CC mode is controlled. Therefore, the charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the CC mode can be made the same as the charge accumulation period of the image sensor drive circuit in the PDmix mode. Deterioration can be prevented. Since the charge accumulation period of the image sensor drive circuit is restored at the same time as the mode switching, the charge accumulation period of the image sensor drive circuit does not cause a delay as in aperture control with respect to the mode switching operation. Can be controlled to the original state, and the mode can be switched without causing a change in the signal level.
[0066]
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor drive circuit from the CC mode to the PDmix mode when switching from the CC mode to the PDmix mode, the amount of light incident on the solid-state image sensor is 1 before the mode switching. In order to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant in conjunction with the aperture control, the gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually double the previous gain. Therefore, the difference in sensitivity between the PDmix mode and the CC mode can be corrected in advance by the aperture, and therefore the gain of the variable gain amplifier in the CC mode can be made the same as the gain of the variable gain amplifier in the PDmix mode. Degradation of the S / N ratio can be prevented. Also, since the gain of the variable gain amplifier is controlled to return to the original gain simultaneously with the mode switching, the gain of the variable gain amplifier is restored to the original state without causing a delay as in the case of the aperture control with respect to the mode switching operation. The mode can be switched without causing fluctuations in the signal level.
[0067]
As described above, according to each embodiment, the luminance level of the video signal at the time of switching the readout mode is linked to the charge accumulation period of the solid-state imaging device or the gain of the variable gain amplifier according to the aperture control with a slow response speed. By controlling, the luminance level of the video signal at the time of switching the readout mode is adjusted, so that it is possible to obtain a video signal that maintains a stable luminance level and has no image quality deterioration before and after the switching of the readout mode.
[0068]
Here, the difference in the effect of each embodiment will be described. At the time when the luminance level in the normal aperture operation range is the reference value (step 303), the signal accumulation gain of the charge accumulation period and the variable gain amplifier is 1/60 second and 1 time, respectively. In this case, the operation in the second embodiment is a non-actual control with the gain of the variable gain amplifier being ½ times, and the operation in the third embodiment is a moving image with a charge accumulation period of 1/30 seconds. There is a problem of inappropriate control as an image. The operation in the first and fourth embodiments differs in the operation order of the processing method when switching between the two read modes.
[0069]
Therefore, the fifth and sixth embodiments can solve both of these problems by controlling both the charge accumulation period and the gain of the variable gain amplifier, and can perform stable image quality mode switching.
[0070]
【The invention's effect】
According to the imaging apparatus of the present invention, the brightness level of the video signal at the time of switching the readout mode is adjusted by interlocking control of the gain of the variable gain amplifier according to the aperture control having a slow response speed. In addition, it is possible to obtain a video signal having a stable luminance level without image quality deterioration by suppressing a decrease in the S / N ratio in the reading mode 2 and eliminating a change in signal level when switching the reading mode.
[0071]
In addition, by controlling the charge accumulation period of the solid-state imaging device according to the diaphragm control with a slow response speed, it is possible to suppress a decrease in dynamic resolution in the second readout mode, and to reduce the signal level when the readout mode is switched. Thus, it is possible to obtain a video signal having a stable luminance level without image quality deterioration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a basic structure of a CCD image pickup element used in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the first to sixth embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the first and fifth embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the first and sixth embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the third embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the fourth and sixth embodiments of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the system control circuit in the fourth and fifth embodiments of the present invention.
[Explanation of symbols]
102 Aperture
103 Image sensor
104 Variable gain amplifier
106 System control circuit
107 Aperture drive circuit
108 Image sensor driving circuit

Claims (12)

光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、前記撮像素子駆動回路の読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値と前記可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備え、前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路の制御に連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルが略一定となるように前記可変利得増幅器の利得を徐々に元の利得に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。A first readout mode in which an optical image is converted into a video signal, a combination of vertically adjacent vertical lines is changed for each field, and two lines of signals are added and read out. A solid-state imaging device that can be switched to a second readout mode that alternately sweeps out signals of the remaining one line, an imaging device driving circuit that drives the solid-state imaging device and switches between readout modes, and the solid-state imaging device A diaphragm for controlling the amount of light incident on the diaphragm, a diaphragm drive circuit for driving the diaphragm, a variable gain amplifier for amplifying the video signal output of the solid-state image sensor, switching of the readout mode of the image sensor drive circuit and the diaphragm drive A diaphragm control value for the circuit and a system control circuit for controlling the gain of the variable gain amplifier, and the system control circuit includes the imaging device driver. When switching the reading mode of the circuit from the first reading mode to the second reading mode, simultaneously with this mode switching, the gain of the variable gain amplifier is controlled to be twice the gain immediately before the mode switching, and after the mode switching, The imaging is characterized in that the gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually return to the original gain so that the output signal level of the variable gain amplifier becomes substantially constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit. apparatus. 光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、前記撮像素子駆動回路の読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値と前記可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備え、前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように前記可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の１／２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。A first readout mode in which an optical image is converted into a video signal, a combination of vertically adjacent vertical lines is changed for each field, and two lines of signals are added and read out. A solid-state imaging device that can be switched to a second readout mode that alternately sweeps out signals of the remaining one line, an imaging device driving circuit that drives the solid-state imaging device and switches between readout modes, and the solid-state imaging device A diaphragm for controlling the amount of light incident on the diaphragm, a diaphragm drive circuit for driving the diaphragm, a variable gain amplifier for amplifying the video signal output of the solid-state image sensor, switching of the readout mode of the image sensor drive circuit and the diaphragm drive A diaphragm control value for the circuit and a system control circuit for controlling the gain of the variable gain amplifier, and the system control circuit includes the imaging device driver. When switching the readout mode of the circuit from the first readout mode to the second readout mode, the diaphragm drive circuit is controlled to double the amount of light incident on the solid-state imaging device prior to mode switching, and this In conjunction with the aperture control, the gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually become 1/2 times the previous gain so as to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant. An imaging apparatus characterized in that control is performed to return the gain of the variable gain amplifier to the original gain. 光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、前記撮像素子駆動回路の読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値と前記可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備え、前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように前記可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。A first readout mode in which an optical image is converted into a video signal, a combination of vertically adjacent vertical lines is changed for each field, and two lines of signals are added and read out. A solid-state imaging device that can be switched to a second readout mode that alternately sweeps out signals of the remaining one line, an imaging device driving circuit that drives the solid-state imaging device and switches between readout modes, and the solid-state imaging device A diaphragm for controlling the amount of light incident on the diaphragm, a diaphragm drive circuit for driving the diaphragm, a variable gain amplifier for amplifying the video signal output of the solid-state image sensor, switching of the readout mode of the image sensor drive circuit and the diaphragm drive A diaphragm control value for the circuit and a system control circuit for controlling the gain of the variable gain amplifier, and the system control circuit includes the imaging device driver. When switching the readout mode of the circuit from the second readout mode to the first readout mode, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state imaging device is halved prior to the mode switching, and In conjunction with the aperture control, the gain of the variable gain amplifier is controlled to gradually become twice the previous gain so as to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant. An imaging apparatus characterized by performing control to return the gain of a variable gain amplifier to the original gain. 光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、前記撮像素子駆動回路の読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値と前記可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備え、前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の１／２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように前記可変利得増幅器の利得を徐々に元に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。A first readout mode in which an optical image is converted into a video signal, a combination of vertically adjacent vertical lines is changed for each field, and two lines of signals are added and read out. A solid-state imaging device that can be switched to a second readout mode that alternately sweeps out signals of the remaining one line, an imaging device driving circuit that drives the solid-state imaging device and switches between readout modes, and the solid-state imaging device A diaphragm for controlling the amount of light incident on the diaphragm, a diaphragm drive circuit for driving the diaphragm, a variable gain amplifier for amplifying the video signal output of the solid-state image sensor, switching of the readout mode of the image sensor drive circuit and the diaphragm drive A diaphragm control value for the circuit and a system control circuit for controlling the gain of the variable gain amplifier, and the system control circuit includes the imaging device driver. When switching the reading mode of the circuit from the second reading mode to the first reading mode, simultaneously with this mode switching, the gain of the variable gain amplifier is controlled to ½ times the gain immediately before the mode switching. Thereafter, the variable gain amplifier controls the diaphragm drive circuit so that the amount of light incident on the solid-state imaging device is halved and keeps the output signal level of the variable gain amplifier constant in conjunction with the diaphragm control. An image pickup apparatus characterized in that control for gradually returning the gain of the image is performed. 光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに前記光学像を前記映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値を制御するシステム制御回路とを備え、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の１／２倍に制御し、その後モード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。It has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into the video signal to change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field. A solid state that can be switched between a first read mode in which line signals are added and read out and a second read mode in which one line signal of two vertical lines is alternately read for each field and the remaining one line signal is swept away. An image pickup device, an image pickup device drive circuit for switching the solid-state image pickup device and switching a charge accumulation period and a readout mode, a diaphragm for controlling an amount of light incident on the solid-state image pickup device, and a diaphragm drive circuit for driving the stop , Switching the charge accumulation period and readout mode of the image sensor driving circuit and controlling the aperture control value of the aperture driving circuit And a stem control circuit,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device by the diaphragm drive circuit is 2 prior to mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually controlled to ½ times before that so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant in conjunction with the aperture control. Then, simultaneously with the mode switching, the image pickup apparatus is configured to perform control for returning the charge accumulation period of the image pickup element driving circuit. 光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに前記光学像を前記映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値を制御するシステム制御回路とを備え、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路の制御に連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルが一定となるように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。It has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into the video signal to change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field. A solid state that can be switched between a first read mode in which line signals are added and read out and a second read mode in which one line signal of two vertical lines is alternately read for each field and the remaining one line signal is swept away. An image pickup device, an image pickup device drive circuit for switching the solid-state image pickup device and switching a charge accumulation period and a readout mode, a diaphragm for controlling an amount of light incident on the solid-state image pickup device, and a diaphragm drive circuit for driving the stop , Switching the charge accumulation period and readout mode of the image sensor driving circuit and controlling the aperture control value of the aperture driving circuit And a stem control circuit,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the first readout mode to the second readout mode, simultaneously with this mode switching, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit immediately before the mode switching is changed. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually adjusted so that the output signal level of the solid-state image sensor becomes constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit after the mode switching. An image pickup apparatus characterized in that control to return to is performed. 光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに前記光学像を前記映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値を制御するシステム制御回路とを備え、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。It has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into the video signal to change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field. A solid state that can be switched between a first read mode in which line signals are added and read out, and a second read mode in which one line out of two vertical lines is alternately read for each field and the remaining one line signal is swept away. An image sensor, an image sensor drive circuit for driving the solid-state image sensor and switching a charge accumulation period and a readout mode, a diaphragm for controlling the amount of light incident on the solid-state image sensor, and a diaphragm drive circuit for driving the diaphragm , Switching the charge accumulation period and readout mode of the image sensor driving circuit and controlling the aperture control value of the aperture driving circuit And a stem control circuit,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the second readout mode to the first readout mode, the charge storage period of the image sensor driving circuit immediately before the mode switching is switched simultaneously with the mode switching. The charge storage period is controlled to ½ times, and after switching the mode, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor becomes 1/2, and the solid-state image sensor is interlocked with the aperture control. The image pickup apparatus is characterized in that the charge accumulation period of the image sensor driving circuit is controlled to gradually return to the original charge accumulation period so as to keep the output signal level constant. 光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに前記光学像を前記映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値を制御するシステム制御回路とを備え、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の電荷蓄積期間の２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。It has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into the video signal to change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field. A solid state that can be switched between a first read mode in which line signals are added and read out, and a second read mode in which one line out of two vertical lines is alternately read for each field and the remaining one line signal is swept away. An image sensor, an image sensor drive circuit for driving the solid-state image sensor and switching a charge accumulation period and a readout mode, a diaphragm for controlling the amount of light incident on the solid-state image sensor, and a diaphragm drive circuit for driving the diaphragm , Switching the charge accumulation period and readout mode of the image sensor driving circuit and controlling the aperture control value of the aperture driving circuit And a stem control circuit,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor drive circuit from the second readout mode to the first readout mode, the amount of light incident on the solid-state image sensor is 1 when the diaphragm drive circuit is input prior to mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually set to 2 of the previous charge accumulation period so that the output signal level of the solid-state image sensor is kept constant in conjunction with the aperture control. An image pickup apparatus, wherein control is performed so that the charge accumulation period is doubled, and then the charge accumulation period of the image pickup element driving circuit is returned to the original charge accumulation period simultaneously with mode switching. 光学像を映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、前記撮像素子駆動回路の読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値と前記可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備え、前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路の制御に連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルが略一定となるように前記可変利得増幅器の利得を徐々に元の利得に戻す制御を行い、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように前記可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。A first readout mode in which an optical image is converted into a video signal, a combination of vertically adjacent vertical lines is changed for each field, and two lines of signals are added and read out. A solid-state imaging device that can be switched to a second readout mode that alternately sweeps out signals of the remaining one line, an imaging device driving circuit that drives the solid-state imaging device and switches between readout modes, and the solid-state imaging device A diaphragm for controlling the amount of light incident on the diaphragm, a diaphragm drive circuit for driving the diaphragm, a variable gain amplifier for amplifying the video signal output of the solid-state image sensor, switching of the readout mode of the image sensor drive circuit and the diaphragm drive A diaphragm control value for the circuit and a system control circuit for controlling the gain of the variable gain amplifier, and the system control circuit includes the imaging device driver. When switching the reading mode of the circuit from the first reading mode to the second reading mode, simultaneously with this mode switching, the gain of the variable gain amplifier is controlled to be twice the gain immediately before the mode switching, and after the mode switching, In conjunction with the control of the aperture drive circuit, control is performed to gradually return the gain of the variable gain amplifier to the original gain so that the output signal level of the variable gain amplifier becomes substantially constant,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor drive circuit from the second readout mode to the first readout mode, the amount of light incident on the solid-state image sensor is 1 when the diaphragm drive circuit is switched prior to mode switching. In order to keep the output signal level of the variable gain amplifier constant in conjunction with the aperture control, the gain of the variable gain amplifier is gradually increased to twice the previous gain. An image pickup apparatus characterized in that control is performed, and thereafter control of returning the gain of the variable gain amplifier to the original gain is performed simultaneously with mode switching. 光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに前記光学像を前記映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値を制御するシステム制御回路とを備え、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の１／２倍に制御し、その後モード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元に戻す制御を行い、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。It has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into the video signal to change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field. A solid state that can be switched between a first read mode in which line signals are added and read out and a second read mode in which one line signal of two vertical lines is alternately read for each field and the remaining one line signal is swept away. An image pickup device, an image pickup device drive circuit for switching the solid-state image pickup device and switching a charge accumulation period and a readout mode, a diaphragm for controlling an amount of light incident on the solid-state image pickup device, and a diaphragm drive circuit for driving the stop , Switching the charge accumulation period and readout mode of the image sensor driving circuit and controlling the aperture control value of the aperture driving circuit And a stem control circuit,
When the system control circuit switches the reading mode of the image sensor driving circuit from the first reading mode to the second reading mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device by the diaphragm driving circuit is 2 prior to the mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually controlled to ½ times before that so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant in conjunction with the aperture control. Then, at the same time as switching the mode, control to restore the charge accumulation period of the image sensor driving circuit,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the second readout mode to the first readout mode, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit immediately before the mode switching is switched simultaneously with the mode switching. The charge storage period is controlled to ½ times, and after switching the mode, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor becomes 1/2, and the solid-state image sensor is interlocked with the aperture control. An image pickup apparatus, wherein the charge accumulation period of the image pickup element driving circuit is gradually returned to the original charge accumulation period so as to keep the output signal level constant. 光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに前記光学像を前記映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、前記撮像素子駆動回路の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値と前記可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備え、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得をモード切り換え直前の利得の２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路の制御に連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルが略一定となるように前記可変利得増幅器の利得を徐々に元の利得に戻す制御を行い、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、このモード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間をモード切り換え直前の電荷蓄積期間の１／２倍に制御し、モード切り換え後前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御に連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々に元の電荷蓄積期間に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。It has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into the video signal to change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field. A solid state that can be switched between a first read mode in which line signals are added and read out and a second read mode in which one line signal of two vertical lines is alternately read for each field and the remaining one line signal is swept away. An image pickup device, an image pickup device drive circuit for switching the solid-state image pickup device and switching a charge accumulation period and a readout mode, a diaphragm for controlling an amount of light incident on the solid-state image pickup device, and a diaphragm drive circuit for driving the stop A variable gain amplifier that amplifies the video signal output of the solid-state imaging device, driving of the imaging device driving circuit, a charge accumulation period, and A system control circuit for controlling a gain of the aperture control value and the variable gain amplifier of switching and the diaphragm driving circuit seen out mode,
When the system control circuit switches the reading mode of the image sensor driving circuit from the first reading mode to the second reading mode, simultaneously with this mode switching, the gain of the variable gain amplifier is set to 2 of the gain immediately before the mode switching. After the mode is switched, the gain of the variable gain amplifier is gradually returned to the original gain so that the output signal level of the variable gain amplifier becomes substantially constant in conjunction with the control of the aperture driving circuit. ,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the second readout mode to the first readout mode, the charge accumulation period of the image sensor driving circuit immediately before the mode switching is switched simultaneously with the mode switching. The charge storage period is controlled to ½ times, and after switching the mode, the diaphragm drive circuit is controlled so that the amount of light incident on the solid-state image sensor becomes 1/2, and the solid-state image sensor is interlocked with the aperture control. An image pickup apparatus, wherein the charge accumulation period of the image pickup element driving circuit is gradually returned to the original charge accumulation period so as to keep the output signal level constant. 光学像を映像信号に変換する１フィールド期間内の電荷蓄積期間を可変する電子シャッター機能を有するとともに前記光学像を前記映像信号に変換してフィールド毎に上下に隣接する垂直ラインの組合せを変え２ラインの信号を加算して読み出す第１の読み出しモードとフィールド毎に垂直２ラインの内１ラインの信号を交互に読み出し残りの１ラインの信号を掃き捨てる第２の読み出しモードとに切り換え可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えを行う撮像素子駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記固体撮像素子の映像信号出力を増幅する可変利得増幅器と、前記撮像素子駆動回路の駆動と電荷蓄積期間および読み出しモードの切り換えと前記絞り駆動回路の絞り制御値と前記可変利得増幅器の利得を制御するシステム制御回路とを備え、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第１の読み出しモードから前記第２の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が２倍になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記固体撮像素子の出力信号レベルを一定に保つように前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を徐々にそれ以前の１／２倍に制御し、その後モード切り換えと同時に前記撮像素子駆動回路の電荷蓄積期間を元に戻す制御を行い、
前記システム制御回路が前記撮像素子駆動回路の読み出しモードを前記第２の読み出しモードから前記第１の読み出しモードに切り換えるときには、モード切り換えに先立ち前記絞り駆動回路を前記固体撮像素子に入射する光量が１／２になるように制御しかつこの絞り制御と連動して前記可変利得増幅器の出力信号レベルを一定に保つように前記可変利得増幅器の利得を徐々にそれ以前の利得の２倍になるように制御し、その後モード切り換えと同時に前記可変利得増幅器の利得を元の利得に戻す制御を行うようにしたことを特徴とする撮像装置。It has an electronic shutter function for changing a charge accumulation period within one field period for converting an optical image into a video signal, and converts the optical image into the video signal to change the combination of vertically adjacent vertical lines for each field. A solid state that can be switched between a first read mode in which line signals are added and read out and a second read mode in which one line signal of two vertical lines is alternately read for each field and the remaining one line signal is swept away. An image pickup device, an image pickup device drive circuit for switching the solid-state image pickup device and switching a charge accumulation period and a readout mode, a diaphragm for controlling an amount of light incident on the solid-state image pickup device, and a diaphragm drive circuit for driving the stop A variable gain amplifier that amplifies the video signal output of the solid-state imaging device, driving of the imaging device driving circuit, a charge accumulation period, and A system control circuit for controlling a gain of the aperture control value and the variable gain amplifier of switching and the diaphragm driving circuit seen out mode,
When the system control circuit switches the reading mode of the image sensor driving circuit from the first reading mode to the second reading mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device by the diaphragm driving circuit is 2 prior to the mode switching. The charge accumulation period of the image sensor driving circuit is gradually controlled to ½ times before that so as to keep the output signal level of the solid-state image sensor constant in conjunction with the aperture control. Then, at the same time as switching the mode, control to restore the charge accumulation period of the image sensor driving circuit,
When the system control circuit switches the readout mode of the image sensor driving circuit from the second readout mode to the first readout mode, the amount of light incident on the solid-state imaging device by the diaphragm drive circuit is 1 prior to mode switching. The gain of the variable gain amplifier is gradually increased to twice the previous gain so that the output signal level of the variable gain amplifier is kept constant in conjunction with the aperture control. An image pickup apparatus characterized in that control is performed, and thereafter, the gain of the variable gain amplifier is returned to the original gain simultaneously with mode switching.
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