JPH0256181A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ産業上の利用分野 本発明は撮像装置に関し、例えばカラーテレビジョンカ
メラに適用して好適なものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、撮像装置において、可変利得増幅回路の入力
信号又は出力信号の信号レベルに基づいて、当該可変利
得増幅回路の利得及び絞りを制御することにより、全体
として簡易な構成を得ることができる。

Ｃ従来の技術 従来、この種の撮像装置においては、絞り及び可変利得
増幅回路の利得を制御することにより、撮像信号を所定
の信号レベルに保持するようになされている。

すなわち第４図において、１は全体としてｔ静像装置を
示し、レンズ３で、絞り２を介して固体撮像素子４の受
光面上に所望の被写体の像を結像させる。

固体撮像素子４は、受光面に補色系の色フィルタを有し
、各画素から得られる出力信号を、サンプルホールド回
路５を介してラスク走査のタイミングで出力する。

検波回路６は、サンプルホールド回路５の出力信号（以
下撮像信号と呼ぶ）を受け、これにより当該撮像信号の
信号レベルに基づいて、固体撮像素子４の入射光量を検
出する。

比較回路７は、検波回路６及び基準電源８の出力信号を
受け、その比較結果に基づいて絞り２を制御する。

これにより、固体撮像素子４の入射光量を所定値以下に
制限し、サンプルホールド回路５から出力される撮像信
号が所定の信号レベル以上に立ち上がらないようにする
。

これに対して可変利得増幅回路ｌＯは、サンプルホール
ド回路５から出力される撮像信号を受け、その結果得ら
れる出力信号を検波回路１１に出力する。

比較回路１２は、検波回路１１及び基準電ｔＸ１３の出
力信号を受け、その比較結果に基づいて可変利得増幅回
路１０の利得を可変制御する。

これにより、絞り２をいっばいに開いても、被写体の明
るさが暗く光量が不足している場合には、当該可変利得
増幅回路１０の利得が大きくなるように制御される。

かくして、絞り２が可変利得増幅回路１０の利得に優先
して制御されると共に、当該絞り２で補正し得ない範囲
で可変利得増幅回路１０の利得が制御され、これにより
当該可変利得増幅回路１０を介して、所定の信号レベル
に保持された撮像信号Ｓ、が得られるようになされてい
る。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところが、この種の撮像装置においては、絞り２及び可
変利得増幅回路１０の利得を制御するために、それぞれ
検波回路６及び１１、基準電源６及び１３と比較回路７
及び１２とで構成された２系統の制御手段が必要になり
、その分合体の構成が複雑になる問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、全体とし
て簡易な構成の撮像装置を提案しようとするものである
。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、撮像信
号を出力する撮像手段４．５と、撮像手段４．５の受光
面上に入射する入射光線の光量を制限する絞り２と、撮
像信号の信号レベルを補正する可変利得増幅回路２１と
、可変利得増幅回路２１の出力信号Ｓ、又は入力信号の
信号レベルに基づいて、絞り２及び可変利得増幅回路２
１の利得を制御する制御手段２２．２３．２５とを備え
るようにする。

Ｆ作用 可変利得増幅回路２１の出力信号Ｓ、又は入力信号の信
号レベルに基づいて、絞り２及び可変利得増幅回路２１
の利得を制御すれば、全体として簡易な構成で絞り２及
び可変利得増幅回路２１の利得を制御することができる
。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述す机 （Ｇ１）第１の実施例 第４図との対応部分に同一符号を付して示す第１図にお
いて、２０は全体として撮像装置を示し、可変利得増幅
回路２１にサンプルホールド回路５から出力される撮像
信号Ｓ、を受ける、可変利得増幅回路２１は、制御信号
ＳＣＩに応動して、利得が約±２０　（ｄＢ）の範囲で
変化するようになされ、サンプルホールド回路５から出
力される撮像信号を、増幅するだけでなく、減衰させて
も出力し得るようになされている。

アナログディジタル変換回路２２は、ビデオ信号の量子
化に適用し得るような動作速度の速いアナログディジタ
ル変換回路でなり、可変利得増幅回路２１の出力信号を
ディジタル信号に変換して出力する。

積分回路２３は、アナログディジタル変換回路２２の出
力信号を受け、所定の積分動作を操り返す。

すなわち第２図に示すように、積分回路２３は、固体撮
像素子４の受光面Ｍを９つの領域（以下撮像頭載と呼ぶ
）ＡＲＩ〜ＡＲ９に等分に分割し、アナログディジタル
変換回路２２を介して得られる可変利得増幅回路２１の
出力信号を、各撮像領域ＡＲＩ〜ＡＲ９毎に積分する。

これにより積分回路２３を介して、撮像信号Ｓ、の信号
レベルを、各撮像領域ＡＲＩ〜ＡＲ９ごとに検出するこ
とができる。

制御回路２５は、マイクロコンピュータ回路で構成され
、当該撮像袋Ｗ２０の操作パネル上に設けられた操作子
２６Ａ又は２６Ｂがオン操作されると、それぞれ自動調
整モード又は絞り優先モードに入り、積分回路２３の積
分結果に基づいて、絞り２及び可変利得増幅回路２１の
利得を制御する。

すなわち制御回路２５は、中央の撮像領域ＡＲ５及び当
該撮像領域ＡＲ５の周囲の撮像領域ＡＲ１〜ＡＲ４及び
ＡＲ６〜ＡＲ９の積分結果に、それぞれ値２及び値１の
重み付けをして加算した後、その平均値を得る。

さらに自動調整モードにおいて、当該平均値が所定値に
なるように、制御信号ＳＣ２を出力して絞り２を制御す
ることにより、可変利得増幅回路２１を介して所定の信
号レベルに補正された撮像信号Ｓ、を得る。

さらに、絞り２をいっばいに開いても、撮像信号Ｓ、の
信号レベルが所定値に立ち上がらない場合は、可変利得
増幅回路２１の利得が大きくなるように制御信号ＳＣＩ
を出力し、これにより撮像信号Ｓ、の信号レベルを所定
値に持ち上げる。

従って、可変利得増幅回路２１の出力信号に基づいて、
絞り２及び可変利得増幅回路２１の利得を制御すること
により、従来２系統必要だった制御手段を１系統に単純
化することができ、その分会体として簡易な構成を得る
ことができる。

さらに、中央の撮像領域ＡＲ５を周囲の撮像領域ＡＲＩ
〜ＡＲ４及びＡＲ６〜ＡＲ９に比して、大きな値で重み
付けして平均値を得ることにより、撮像画像全体から得
られる撮像信号の信号レベルを所定の範囲内に保持した
状態で、中央の撮像領域ＡＲ５から得られる撮像信号の
信号レベルを優先的に所定の範囲内に保持することがで
きる。

実際上、この種の撮像装置２０においては、通常被写体
が撮像画像の中央に位置するように撮像されることから
、このように中央の撮像領域ＡＲ５から得られる撮像信
号の信号レベルを、優先的に所定の範囲内に保持するよ
うにすれば、背景の明るさが明るい場合、これとは逆に
暗い場合でも、゛被写体を明瞭に撮像することができる
。

ちなみに、制御回路２５は、重み付けして平均値を得る
場合、積分値が所定値以下の領域について、平均値を得
るようになされている。

このようにすれば、例えば逆光のように、１部の撮像領
域で入射光量が著しく増加した場合でも、当該撮像領域
以外の撮像領域が不自然に暗くなることを未然に防止す
ることができる。

かくして、従来の撮像装置に設けられていた逆光補正の
操作子を省略することができ、その分会体の構成を簡略
化することができる。

かくしてこの実施例において、固体撮像素子４及びサン
プルホールド回路５は、撮像信号を出力する撮像手段を
構成するのに対し、アナログディジタル変換回路２２、
積分回路２３及び制御回路２５は、可変利得増幅回路２
１から出力される出力信号の信号レベルに基づいて、絞
り２及び可変利得増幅回路２１の利得を制御する制御手
段を構成する。

これに対して絞り優先モードにおいて、制御回路２５は
、ユーザが設定した開口比になるように絞り２を制御す
ると共に、平均値が所定値になるよう可変利得増幅回路
２１の利得を制御する。

このようにすれば、開口比を一定値に保持した状態で、
可変利得増幅回路２１から出力される撮像信号Ｓ、の信
号レベルを所定値に保持することができる。

従って、ユーザの所望する被写界深度の撮像画像を得る
ことができ、当該撮像信号２０の使い勝手を一段と向上
することができる。

以上の構成において、サンプルホールド回路５から得ら
れる撮像信号は、可変利得増幅回路２１を介してアナロ
グディジタル変換回路２２でデジタル信号に変換された
後、積分回路２３で各撮像領域ＡＰＩ−ＡＲ９ごとに積
分され、その積分結果が制御回路２５に出力される。

これにより各撮像領域ＡＲＩ〜ＡＲ９ごとに、可変利得
増幅回路２１から出力される撮像信号Ｓ、の信号レベル
が検出され、当該信号レベルが所定値になるように、絞
り２及び可変利得増幅回路２１の利得が制御される。

以上の構成によれば、可変利得増幅回路２１の出力信号
に基づいて、絞り２及び可変利得増幅回路２１の利得を
制御することにより、絞り２及び可変利得増幅回路２１
の制御手段を１系統に単純化することができ、その分合
体として簡易な構成の撮像装置２０を得ることができる
。

（Ｇ２）第２の実施例 第３図において、３０は撮像装置を示し、アナログディ
ジタル変換回路３１を内蔵した制御回路３２を用いて、
絞り２及び可変利得増幅回路２１の利得を制御する。

すなわち、検波回路３３は、可変利得増幅回路２１から
出力される撮像信号Ｓ、を包絡線検波し、これにより当
該撮像信号Ｓ、の信号レベルに比例して信号レベルが変
化する検波信号Ｓ　Ｉｌｌ！Ｔを得るようになされてい
る。

これに対して制御回路３２は、アナログディジタル変換
回路３１を介して、ディジタル信号に変換した検波信号
Ｓ　ＤＥＴを受け、検波信号Ｓ。！ｉの信号レベルに基
づいて絞り２及び可変利得増幅回路２１の利得を制御す
る。

実際上、この種のアナログディジタル変換回路３工を内
蔵したマイクロコンピュータ構成の制御図８３２におい
ては、当誹亥アナログディジタル変換回路３１の動作速
度を高速化することが困難な問題がある。

ところがこの実施例のように、撮像信号Ｓ３の検波信号
ＳＯＵアを得るようにすれば、当該撮像信号Ｓ、の信号
レベルに比例して信号レベルが変化する周波数の低い検
波信号Ｓ□７を得ることができ、動作速度の遅いアナロ
グディジタル変換回路３１においても、確実に撮像信号
Ｓの信号レベルを検出することができる。

第３図の構成によれば、撮像信号Ｓ、の検波信号Ｓ。ｔ
７に基づいて、絞り２及び可変利得増幅回路２１の利得
を制御するようにしても、第１の実施例と同様の効果を
得ることができる。

（Ｇ３）他の実施例 なお上述の実施例においては、固体撮像素子を用いる場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、撮像管等
の撮像手段を用いるようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、描像画像を等分に９つ
の撮像領域に分割する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、例えば中央の撮像領域の面積を大きく分
割する場合、さらには９分割以外の分割数に分割する場
合等、広く適用することができる。

さらに上述の実施例においては、中央及び周囲の撮像領
域から得られた積分結果を、それぞれ値２及び値１で重
み付けする場合について述べたが、重み付は係数はこれ
に限らず、必要に応じて種々の値に選定することができ
る。

さらに上述の実施例においては、各撮像領域から得られ
る撮像信号の積分値を重み付けして平均値を得、当該平
均値に基づいて絞り２及び可変利得増幅回路の利得を制
御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
撮像画像全体について信号レベルの平均値を検出し、当
該検出結果に基づいて絞り２及び可変利得増幅回路２１
の利得を制御する場合、これとは逆に撮像画像の一部に
ついて、信号レベルを検出し、当該検出結果に基づいて
絞り２及び可変利得増幅回路２１の利得を制御する場合
等広（適用することができる。

さらに上述の実施例においては、逆光補正の操作子を省
略した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
必要に応じて逆光補正の操作子を設けるようにしてもよ
い。

さらに上述の実施例においては、自動調整モードの他に
絞り優先モードを有する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、自動調整モードだけを有する場合、自
動調整モードの他に手動調整モードを有する場合等広（
適用することができる。

さらに上述の実施例においては、可変゛利得増幅回路の
出力信号に基づいて、絞り及び可変利得増幅回路の利得
を制御する場合について述べたが、絞り及び可変利得増
幅回路の利得だけに限らず、例えば固体逼像素子のシャ
ッタ速度、ホワイトバランス調整、フォーカス調整等を
併せて行うようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、可変利得増幅回路の出
力信号に基づいて、可変利得増幅回路の利得及び絞りを
制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず
、可変利得増幅回路の入力信号に基づいて制御するよう
にしても同様の効果を得ることができる。

さらに上述の実施例においては、本発明を補色系の色フ
ィルタを用いたカラーテレビジョンカメラにＡ用した場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、原色系の
色フィルタを用いたカラーテレビジョンカメラ、さらに
は白黒テレビジョンカメラ等に広く適用することができ
る。

Ｈ発明の効果 以上のように本発明によれば、可変利得増幅回路の出力
信号又は入力信号に基づいて、絞り及び可変利得増幅回
路の利得を制御することにより、絞り及び可変利得増幅
回路の利得を１系統で制御することができ、その分従来
に比して簡易な構成の撮像装置を得ることができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による撮像装置を示すブロッ
ク図、第２図はその動作の説明に供する路線図、第３図
は第２の実施例を示すブロック図、第４図は従来の撮像
装置を示すブロック図である。 １．２０．３０・・・・・・↑層像装置、２・・・・・
・絞り、４・・・・・・固体逼像素子、１０．２１・・
・・・・可変利得増幅回路、２２．３１・・・・・・ア
ナログディジタル変換回路、２３・・・・・・積分回路
、２５．３２・・・・・・制御回路、３３・・・・・・
検波回路。 撮像装置 第　／　図 撮像画像の分割 第　２　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像信号を出力する撮像手段と、 上記撮像手段の受光面上に入射する入射光線の光量を制
   限する絞りと、 上記撮像信号の信号レベルを補正する可変利得増幅回路
   と、 上記可変利得増幅回路の出力信号又は入力信号の信号レ
   ベルに基づいて、上記絞り及び上記可変利得増幅回路の
   利得を制御する制御手段と を具えることを特徴とする撮像装置。
2. （２）上記制御手段は、 上記可変利得増幅回路の出力信号又は入力信号をディジ
   タル信号に変換するアナログディジタル変換回路と、 上記ディジタル信号を積分する積分回路と、上記積分回
   路の積分結果に基づいて、上記絞り及び上記可変利得増
   幅回路の利得を制御する制御回路とでなる特許請求の範
   囲第１項に記載の撮像装置。
3. （３）上記制御手段は、 上記可変利得増幅回路の出力信号又は入力信号を検波す
   る検波回路と、 上記検波回路の出力信号に基づいて、上記絞り及び上記
   可変利得増幅回路の利得を制御する制御回路とでなる特
   許請求の範囲第１項に記載の撮像装置。