JPH053191B2 - - Google Patents

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JPH053191B2
JPH053191B2 JP63095254A JP9525488A JPH053191B2 JP H053191 B2 JPH053191 B2 JP H053191B2 JP 63095254 A JP63095254 A JP 63095254A JP 9525488 A JP9525488 A JP 9525488A JP H053191 B2 JPH053191 B2 JP H053191B2
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JP
Japan
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photoelectric conversion
exposure amount
range
conversion period
appropriate exposure
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JP63095254A
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JPH01265790A (ja
Inventor
Tooru Watanabe
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は撮像装置の露光制御方法に関する。
(ロ) 従来の技術 撮像装置、例えばテレビカメラの露光制御は、
通常アイリス制御回路によりレンズ筒内の機械的
な絞り機構を制御しており、コストアツプの要因
となつていた。
その為、従来から固体撮像素子を用いたテレビ
カメラの如き固体撮像装置では、固体撮像素子の
駆動原理を活用して電子的に自動露光制御(オー
トアイリス)しようとする試みがなされている。
例えば、実願昭61−139527号ではフレームトラ
ンスフア型のCCD固体撮像素子に於て、垂直走
査線期間毎の光電変換期間の途中でこの素子の受
光エリアにそれまで光電変換して蓄積された画像
電荷を画像信号読出しの為の転送方向とは逆方向
に転送排出し、その後の1画面分の残りの光電変
換期間(実効光電変換期間)だけで光電変換した
画像電荷の蓄積を行う露光制御手段を設ける事が
提案されている。従つて、この様な露光制御手段
によれば、電荷の逆転送タイミングを被写体の明
るさに応じて変化させる事により最適の露光状態
が得られる。
この様なオートアイリス機能を備えた本出願人
既提案(特願昭63−35663号)の固体撮像装置の
基本構成を第2図に示す。
同図に於て、Sは受光エリア1と蓄積エリア2
と水平レジスタ3からなるフレームトランスフア
型のCCD固体撮像素子であつて、受光エリア1
で垂直ブランキング期間毎に一画面単位(フイー
ルド単位)で光電変換して得た画像電荷を蓄積エ
リア2に一旦転送蓄積した後、水平走査線期間毎
に一走査ライン単位で水平レジスタ3を介し画像
信号として出力するものである。そして、このフ
イールド単位で連続した画像信号は信号処理回路
4によりサンプルホールド、増幅、ガンマ補正等
の信号処理が施されてビデオ信号Y,tとして外
部機器に出力される。
上記CCD固体撮像素子Sは駆動回路Dでパル
ス駆動されるものであつて、受光エリア1には電
荷読出の為の順方向転送パルスφF又は電荷排出
の為の逆方向転送パルスφBがそれぞれ読出転送
パルス発生回路12又は排出転送パルス発生回路
13から供給される。又、蓄積エリア2には蓄積
転送パルス発生回路12からの蓄積転送パルスφS
が供給され、さらに水平レジスタ3には出力転送
パルス発生回路15からの出力転送パルスφH
供給される。
尚、これら各クロツク発生回路12,13,1
4,15は同一の発振源からの基本クロツクに基
づいてクロツク作成され、同じくこの基本クロツ
クに基づき水平ブランキングパルスHD、垂直ブ
ランキングパルスVDが得られる。
そして、この垂直ブランキングパルスVDの帰
線期間の特定タイミングで読出パルスを持つ読出
駆動タイミング信号FTが読出転送パルス発生回
路13に入力され、また上記水平ブランキングパ
ルスHDは後述する様に、排出駆動タイミング
BT決定の為のクロツクとして用いられる。
続いて、この排出駆動タイミングBT決定の為
の回路構成を説明する。
上記信号処理回路5から得られるビデオ信号
Y,tはフイールド単位で積分され、露光量信号
としてそのレベルLが第1及び第2の比較器6
1,62でそれぞれ比較される。これら第1の比
較器61の比較基準は適正露光範囲の上限値に対
応する第1の基準レベルLmaxであり、第2の比
較器62の比較基準は適正露光範囲の下限値に対
応する第2の基準レベルLmin(Lmaxより小さ
い)となる。
そして、これ等の比較器61,62での大小比
較の結果は、垂直走査線期間Vに相当するフイー
ルド毎の読出駆動タイミングFTでそれぞれフリ
ツプフロツプ71,72に記憶される。
従つて、この両フリツプフロツプ71,72の
出力は、計2ビツトのデータ[x1,x2]となる
ので、例えば具体的には、 [0,0]は L ≧ Lmax [1,0]は Lmax> L ≧Lmin [1,1]は Lmin> L を示す事になる。
この様な3種類の2ビツトデータ[0,0]、
[1,0]及び[1,1]をデコーダ8がそれぞ
れ「露光制限信号」、「露光固定信号」及び「露光
促進信号」として解読し、この解読結果に従いカ
ウンタ構成のタイミングBT発生手段を動作させ
る。即ち、タイミングBT発生手段は0〜8をカ
ウントする3ビツトのアツプダウンカウンタ9、
0〜256を32単位のステツプで上位3ビツトが0
〜8までカウントアツプできるステツプカウンタ
10、これら両カウンタ9,10の出力値の一致
検出を行う比較器11で構成される。
従つて、タイミングBT発生手段によれば、上
記デコーダ8は「露光制限信号」を解読した時
に、アツプダウンカウンタ9にアツプ信号Uを入
力するので、この値は1だけカウントアツプす
る。逆に、「露光促進信号」を解読した時には、
アツプダウンカウンタ10にダウン信号Dを入力
するので、この値を1だけカウントダウンする。
さらに「露光固定信号」の時は信号出力は行わず
にアツプダウンカウンタ9の値を継続して保持す
る。この様にしてアツプダウンカウンタ9には垂
直走査線期間V中の光電変換期間を8ステツプに
分割したときのステツプ番号(露光量に応じて増
減する)が格納される。一方、ステツプカウンタ
9は垂直ブランキングパルスVDでリセツトさ
れ、その後の光電変換期間Eに亘つて水平ブラン
キングパルスHDを32毎に0から8までカウント
して行く間に、この値がアツプダウンカウンタ9
のセツト値に達する。この時、比較器11は両カ
ウンタ9,10の一致を検出して排出駆動タイミ
ングBTを駆動回路Dの排出転送パルス発生回路
12に出力する。
従つて、排出転送パルス発生回路12はタイミ
ングBTでCCD固体撮像素子Sの受光エリア1に
逆方向転送パルスφBを供給し、この逆転送駆動
の終了後から垂直ブランキングパルスVDと同期
した読出タイミングFTでの順転送駆動の開始時
点までが受光エリア1の実効光電変換期間Eとな
る。
第3図に排出駆動タイミングBTと実効光電変
換期間Eとの関係を示し、第4図に排出駆動タイ
ミングBTに於る露光量信号レベルLと照度との
関係を示す。
上述の構成の撮像装置に於ては、第3図に示す
如く、その実効光電変換期間Eは1垂直走査線期
間V中に均等ステツプ[約V/8]で割り当てら
れたE1からE8までの8状態が存在する。この
場合第4図の如く、上記比較回路61,62の比
較基準Lmax、Lminが8個の各排出駆動タイミ
ングBT1〜BT8に関係無く一定の値に設定さ
れていたので、例えば第4図の如く、照度が高く
実効光電変換期間Eが短くなつてくると、
Lmax,Lmin間の適正露光量範囲中に排出駆動
タイミングBTで規定された露光量信号レベルL
が存在できない照度領域(図中ハツチングで示
す)が生ずる。この様な領域に該当する照度Q
[lux]で撮像を行う場合、タイミングBT7対応
線上の点イの露光量信号レベルLでは、L≧
Lmaxであるので、約2/Vの実効光電変換期間
E7を約1/Vの実効光電変換期間E8に変更し
タイミングBT8対応線上の点ロの露光量信号レ
ベルLに移行する。しかし点ロでは逆にLmin≧
Lとなるので、E8からまたE7になる点イの状
態に戻る。
この様な点イ,ロ間の振動は、実効光電変換期
間Eの期間長変動を伴うので、被写体の照度に変
化が無いにもかかわらず、再生画像に明暗のちら
つき(フリツカ)を招く原因となる。
この様なフリツカを解消するには、例えば適正
露光範囲を広げる為にLminを1点鎖線のL*min
に引き下げることが考えられるが、この場合は照
度が低くて長い実効光電変換期間Eを要するタイ
ミングBT1,2,3状態での適正露光量信号レ
ベルLが冗長になる不都合があつた。
(ハ) 発明が解決しようとする課題 本発明は撮像装置の適正露光量範囲中に露光量
信号レベルが存在するように適正露光量範囲を設
定してフリツカの無い露光制御方法を実現するも
のである。
(ニ) 課題を解決するための手段 本発明の撮像装置の露光制御方法は、撮像素子
から得られる画像情報の輝度成分に対応する露光
量信号に基づき撮像素子の光電変換期間Eを伸縮
制御する撮像装置に於て、 上記露光量信号レベルLが比較される適正露光
量範囲を可変設定する適正露光量範囲可変設定手
段と、露光量信号レベルLが適正露光量範囲の上
限レベルLmaxより高いとき上記光電変換期間E
の短縮を指示し、該露光量信号レベルLが適正露
光量範囲の下限レベルLminより低いとき上記光
電変換期間Eの伸長を指示し、更に該露光量信号
レベルLが適正露光量範囲にあるとき光電変換期
間Eの維持を指示する比較手段を備え、上記適正
露光量範囲設定手段は光電変換期間Eの伸長に逆
対応して適正露光量範囲を縮小し、光電変換期間
Eの短縮に逆対応して適正露光量範囲を拡大する
ものである。
(ホ) 作用 本発明の撮像装置の露光制御方法によれば、適
正露光量範囲設定手段が光電変換期間Eの伸長に
逆対応して適正露光量範囲を縮小し、光電変換期
間Eの短縮に逆対応して適正露光量範囲を拡大す
るものであるので、第5図及び第6図に示すよう
に、オートアイリスが可能な範囲では露光量信号
レベルLが必ず適正露光量範囲内に存在できるよ
うにこの範囲の上限レベルLmax、あるいは下限
レベルLminが実効光電変換期間Eの関数として
設定される。
(ヘ) 実施例 本発明の撮像装置の露光制御方法を、第2図の
撮像装置に採用する場合につき、露光量信号レベ
ルLの適正露光量範囲の下限レベルLminを実効
光電変換期間Eの関数Lmin(E)として作成出力
する場合のLmin(E)発生回路の具体例を第1図
に示す。同図の回路構成は、第2図の装置の第2
の比較器62の比較基準Lmin(E)を得るもので
あり、フリツプフロツプ16、検波回路17、及
び出力回路18を基本構成としている。
即ち、フリツプフロツプ16は、第7図図示の
排出駆動タイミングBT(n)[n=1,2,〜
8]でセツトされ垂直ブランキングパルスVDで
リセツトされるので、その反転出力は同図の信号
αで示す様に期間V中の実効光電変換期間Enが
ロー(0ボルト)でその他がハイ(例えば5ボル
ト)のパルス信号となる。
この信号αを検波する検波回路17はダイオー
ドD、抵抗R1、容量C1構成の積分回路、及び
放電抵抗R2からなり、同図の信号βで示す検波
信号が得られる。
従つて、実効光電変換期間Enが短縮されると
図に於て破線で示す様に検波信号βは例えば5ボ
ルトを限度に上昇し、逆にEnが伸長されると図
に於て一点鎖線で示すように検波信号βは0ボル
トを限界に降下することになる。
このような検波信号βは出力回路で増幅された
上で上限電位が制限され、比較基準Lmin(E)が
得られる。即ち、抵抗R3とトランジスタQ1の
電源回路で電流補償し、トランジスタQ2と容量
C2と可変抵抗R4とからなるリミツト回路で上
限電位が決定される。尚、この上限電位は可変抵
抗R4で調整でき、他方の基準電位である適正露
光量範囲の上限レベルLmaxの設定値(この場合
定数)よりLmin(E)が高くなるのを阻止すべく
設定される。
第8図は第1図のLmin(E)発生回路からの出
力の適応変化の様子を示しており、実効光電変換
期間Eが短縮される方向に、即ちこの期間がE1
からE8に向かつて変化するに従いLmin(E)の
レベルが低下している。このLmin(E)は、排出
駆動タイミングBT(r)に対応する露光量信号
レベルLのLmin(Er)が隣接するLmin(Er±1)
と照度軸に対して重複するように、レベル調整さ
れている。
この様にLmin(Er)が隣接するLmin(Er±1)
と重複することは、オートアイリス範囲におい
て、固定Lmaxと関数LminEとで設定される適正
露光量範囲中に露光量信号レベルLのとり得る値
が必ず存在する事になり、実効光電変換期間Eの
振動は無い。しかも、この適正値が1または2程
度に限定されているので、特に照度の低いところ
での冗長がなく、より適した範囲での適正露光量
範囲の設定が可能である。
上述の実施例に於ては、実効光電変換期間Eが
短縮するに従い低下する関数Lmin(E)について
説明したが、期間Eが短縮するに従い上昇する関
数Lmax(E)を採用する場合も同様に適正露光
量範囲を拡大できる。このLmax(E)発生回路
としては第1図のLmin(E)発生回路のフリツプ
フロツプ16の反転出力の代わりに正出力を検波
する構成にしたものを採用できる。
(ト) 発明の効果 本発明の撮像装置の露光制御方法は、以上の説
明から明らかな如く、光電変換期間Eの伸長に逆
対応して適正露光量範囲を縮小し、光電変換期間
Eの短縮に逆対応して適正露光量範囲を拡大する
ものであるので、適正露光量範囲と比較される露
光量信号レベルLが照度に関係なく適正露光量範
囲内の値を採り得ることができる。従つて、照度
に変化がないのにフリツカ現象が発生すると言う
従来の欠点を解消したオートアイリス動作を実現
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の撮像装置の露光制御方法を実
現するための要部回路図、第2図は既に提案の撮
像装置の構成図、第3図は第2図装置の排出駆動
タイミングを示すタイミング図、第4図は従来方
法を説明するための露光量信号レベルLと照度と
の関係図、第5図、及び第6図は本発明方法を説
明するための露光量信号レベルLと照度との関係
図、第7図は本発明方法の要部の信号波形図、第
8図は本発明方法のLmin(E)の変化特性を示す
露光量信号レベルLと照度との関係図。 S……固体撮像素子、D……駆動回路、1……
受光エリア、2……蓄積エリア、3……水平レジ
スタ、4……信号処理回路、5……積分回路、6
1,62……比較器、71……フリツプフロツ
プ、8……デコーダ、9,10……カウンタ、1
6……フリツプフロツプ、17……検波回路、1
8……出力回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 撮像素子から得られる画像情報の輝度成分に
    対応する露光量信号に基づき撮像素子の光電変換
    期間Eを伸縮制御する撮像装置に於て、 上記露光量信号レベルLが比較される適正露光
    量範囲を可変設定する適正露光量範囲可変設定手
    段と、露光量信号レベルLが適正露光量範囲の上
    限レベルLmaxより高いとき上記光電変換期間E
    の短縮を指示し、該露光量信号レベルLが適正露
    光量範囲の下限レベルLminより低いとき上記光
    電変換期間Eの伸長を指示し、更に該露光量信号
    レベルLが適正露光量範囲にあるとき光電変換期
    間Eの維持を指示する比較手段を備え、上記適正
    露光量範囲設定手段は光電変換期間Eの伸長に逆
    対応して適正露光量範囲を縮小し、光電変換期間
    Eの短縮に逆対応して適正露光量範囲を拡大する
    ことを特徴とした撮像装置の露光制御方法。
JP63095254A 1988-04-18 1988-04-18 撮像装置の露光制御方法 Granted JPH01265790A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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