JPH07505275A - ディジタル電子露光制御 - 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】 ディジタル電子露光制御 技術分野 本発明は、イメージングシステムまたはカメラシステム（例えば、写真カメラお よびビデオカメラ）に関し、特に、イメージングシステム／カメラシステムの露 光制御に関する。

背景技術 カメライメージヤ（ｃａｍｅｒａ　ｉｍａｇｅｒ）のＣＣＤ　（ｃｈａｒｇｅｃ ｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）により、より小さく、より耐用性の高いカメライ メージヤな製造することができる。カメライメージヤ（すなわち、フィールド蓄 積期間に、ＣＣＤ蓄積した電荷量を制御するためのカメライメージヤ）上に入射 した光に対するイメージヤの感度を効率的に制御する露光制御システムの開発に 多大な努力が傾注されてきた。ＣＯＤ露光感度を調整し、ピクチャ品質が外光条 件の変化により影響を受けないようにする露光制御システムが望ましい。このよ うな露光制御システムはＣＣＤベースのイメージヤのパフォーマンスのダイナミ ックレンジを大幅に拡大することができる。ここにいう光は可視光であって不可 視光ではない。

慣用のＣＣＤベースカメライメージヤでは、多くの場合、露光制御システムが機 械的なデバイスを用いてインプリメントされている。このような機械的なデバイ スはメカニカルアイリスおよび／またはメカニカルシャッタリングホイールを含 む。最も普通のインプリメンテーション、すなわち、メカニカルアイリスは、Ｃ ＣＤが受けるフォトン（ｐｈｏｔｏｎ）のレートを変化させる。メカニカルシャ ッタリングＣＣＤがフォトンを受ける時間を変化させる。

しかし、このような露光制御システムには欠陥がないわけではない。というのは 、機械的なデバイスは信頼性が比較的低く、レスポンス時間が短く、レンズのサ イズが太き（なり、レンズのコストが高くなるからである。さらに、このような 露光制御システムには欠陥がないわけではない。というのは、機械的なデバイス を用いると、ループ安定性（ｌｏｏｐ　５ｔａｂｉｌｉｔｙ）の領域と、異なる レンズ間の設計移行がますます技術的に困難であるからである。

撮像管ベースのカメラ、例えば、“ＶＩＤＩＣＯＮ”カメラのなかには、露光制 御システムを全く非機械的にすることができるものもある。このような露光制御 システムは、撮像管のターゲット電極の電圧を制御して、イメージヤの感度を自 動的に制御する。

真空管タイプのイメージヤは、固体イメージヤよりサイズは大きいが頑丈でない ので、固体イメージヤベースのカメラ、例えば、ＣＣＤカメラは、古い撮像管技 術をベースにしたカメラに取って代りつつある。撮像管ベースのカメラのパフォ ーマンスアスペクトをＣＣＤベースカメラと完全に一致させるため、ＣＣＤ感度 を制御する非機械的な露光制御システムが必要になる。固体イメージヤの性質が 撮像管イメージヤと異なるので、撮像管ベースのイメージヤと同一の電子露光制 御技術を、固体イメージヤに利用することはできない。固体イメージヤには、撮 像管のように、ターゲット電極電圧により感度を変化させる類似の技術はない。

そのため、固体イメージヤに対しては、同様の電子光制御であるが、異なる技術 が必要である。

幾つかの大手ＣＣＵ供給者は、オンチップのシャッタリングオプションを供給し ている。オンチップのシャッタリングオプションは電子プロセスであり、電荷ス トリッジウェルに蓄積された電荷を通常の蓄積タイムが終る前に、その電子プロ セスによりダンプすることができる。よって、イメージングサイクル当たりの露 光期間を変化させることができ、高速停止動作を行うことができる。この露光期 間の変化に対応して、センサ感度も変化する。現在、オンチップのシャッタリン グのみをベースにした光制御システムは存在しない。これは、ＣＣＤタイミング に制限があるとともに、電子的に変化する露光設定の応用に対して不要なイメー ジング副作用があるため、制限が多いからである。

従って、ＣＣＤ感度を効率的に制御する高能率露光制御システムが必要である。

発明の開示 本発明は、ＣＣＤ感光度を電子的に制御するとともに自動的に制御し、光条件が 変化する中で、適正なイメージヤパフォーマンスを行うシステムおよび方法に関 する。本発明は、カラーおよびモノクロ応用に適用することができ、同様に、不 可視光応用に適用することができる。

本発明はＣＣＤに入射するフォトンの量を調整することにより、ＣＣＤ光電感度 性を制御しない。また、本発明は電子機械的なデバイスを用いてＣＣＤ光電感度 性を制御するものでもない。

これに対して、本発明は、ＣＯＤが入射光による電荷をフィールド蓄積期間の一 部で放出するように、ＣＣＤ電子的に制御し、ＣＣＤ光電感度性を制御する。言 い換えると、本発明は、ＣＣＤ露光時間を電子的に変化させる。

本発明は次のように動作する。すなわち、第１に、本発明によれば、現在のビデ オ出力レベルに基づき、次のフィールド蓄積期間に対して、適正な新館光時間（ ＣＣＤに入力される現在の光の光量と、現在の露光期間との積である）を計算す る。第２に、本発明によれば、ＣＣＤは、フィールド蓄積期間（ただし、新館光 時間により定義されたフィールド蓄積期間の一部を除く）にＣＯＤにより蓄積さ れた電荷を電気的に放出させる。

本発明は新館光時間を次のようにして計算する。すなわち、第１に、本発明は、 イメージヤのビデオ出力から、測定されたビデオ信号レベル（ＣＣＤ内に蓄積さ れた電荷を表す）を決定する。第２に、本発明は、測定されたビデオ信号レベル と、所望のビデオ信号レベルとを比較して、補正係数を計算する。第３に、本発 明は、その補正係数を用いて旧館光時間を補正し、新館光時間を計算する。第４ に、本発明は、ヒステリシスを導入して、電子露光「ハンティング」を防止する 。ヒステリシスを導入しない場合は、ビデオフリッカが現れることになる。第５ に、本発明は、ダンプパルスを印加しても、ＣＣＤイメージヤが不要なビデオ副 作用を起こさない期間の間のみに、ダンプパルスを印加する。

本発明は、ＣＣＤにより蓄積された電荷をＣＣＤにより次のようにして電気的に 放出させる。すなわち、第１に、本発明は、新しい露光時間を得るため、離散モ ードで、必要なダンプパルスの数を決定する。第２に、本発明は、新館光時間を 得るため、連続モードで、必要なダンプ期間を決定する。第３に、本発明は、決 定されたダンプパルスとダンプ期間を有する波形を生成する。

さらに、本発明の効果を図面を参照して詳細に説明し、同様に、本発明の種々の 態様の構成および動作を図面を参照して詳細に説明する。図面において、同一参 照番号は同一または機能的に同様の要素を示す。さらに、参照番号の左端の数字 はその参照番号が最初に現れた図面の番号を示す。

図面の簡単な説明 本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る露光制御システムの動作を示すフローチャートである。

第２図は本発明に係るビデオカメラを示す。

第３図は同期信号波形を示す。

第４Ａ図はフィールド蓄積期間を示すタイムラインを示す。

第４Ｂ図および第４Ｃ図は本発明に係る補正された電荷ダンプ信号の例を示す。

第５図は本発明の露光制御システムの構成を示すブロック図である。

第６図はＥＰＬＤの構成を示す。

第７図はＥＰＬＤのロジックブロック６１２の構成を示す。

第８図はＥＰＬＤのロジックブロック６１４の構成を示す。

第９図は補正係数−Ａ／Ｄ出力を示す。

発明を実施するための最良の形態 １、ｌ肌皿見盈土 最初に第３図に示す同期信号波形３０１を考察することにより、本発明を容易に 理解することができるであろう。同期信号波形３０１は、電子イメージングシス テムの種々のスキャニング期間を参照するために用いる。固体イメージヤ、例え ば、ビデオカメラは、同期信号波形３０１に従って動作する。電子イメージディ スプレイ、例えば、ＣＲＴ　、同期信号波形３０１に同期して、イメージをトレ ースする。

同期信号波形３０１はフィールド蓄積期間３０２という周期的な期間を備えてい る。単一のフィールドは各フィールド蓄積期間３０２の間にトレースされる。

各フィールド蓄積期間３０２は、ピクチャ期間３０４と、垂直ブランキング期間 ３１０を含む。ピクチャ期間３０４はアクティブビデオ期間３０６と、水平ブラ ンクキング期間３０８を含む。

アクティブビデオ期間３０６の間に、フィールドのうインはビデオディスプレイ に関連する電子ビームによりトレースされる。水平ブランキング期間３０８の間 は、電子ビーム強度がブランキングされ、電子ビームはそのフィールドの次のラ インの初めに位置される。

垂直ブランキング期間３１０の間は、電子ビーム強度がブランキングされ、電子 ビームは次のフィールドの初めに位置される。

本発明の好ましい実施態様では、ＣＣＤに対するフィールド蓄積期間３０２は１ ７６０秒（約１６．７　ｍ５ｅｃ）である。ピクチャ期間３０４は約１５．６　 ｍ５ｅｃである。垂直ブランキング期間３１０は約１．１　ｍ５ｅｃである。各 アクティブビデオ期間３０６は約５３μｓｅｃである。

同期信号波形３０１の普通のタイプは、公開されているドキュメント、例えば、 ＥＩＡ−ＲＳ−１７０とＥＩＡ−ＲＳ−３４３に記述されている。ＥＩＡ−Ｒ３ −１７０とＥＩＡ−ＲＳ−３４３はＥＩＡ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　１ｎｄｕｓ ｔｒｉｅｓ　ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）による標準である。

２、日の　５日 このセクションでは本発明の構成と作用を概説する。

第２図は本発明に係るビデオカメラ２０２を示す。ビデオカメラ２０２は、ＣＣ Ｄ　２０４と、ビデオ信号処理回路２１６と、カメラ同期／制御回路２２４と、 露光制御システム２２０を含む。ＣＣＤ　２０４は、光電領域２０６と、垂直シ フトレジスタ領域２０８と、水平シフトレジスタ２１２と、ビデオ出力段２１４ と、サブストレート領域２１ｇと、サブストレートビン２１９を含む。

光電領域２０６と、垂直転送レジスタ２０８は行をなす。光電領域２０６に蓄積 された電荷は、各フィールド蓄積期間の終りに、垂直シフトレジスタ領域２０８ に転送される。次のフィールド蓄積期間の間、垂直シフトレジスタ２０８に転送 された電荷は、逐次、１行２１０下に同時に転送される。一番下の行２１０Ｇの 電荷は水平シフトレジスタ２１２に移動される。この転送は、ＴＶラインレート 、すなわち、ＥＩＡ−ＲＳ−１７０の５２５ラインの例では、約６３．５　μｓ ｅｃに１回行われる。各６３．５μｓｅｃライン期間の間、水平シフトレジスタ ２１２は、次の垂直ダンプの前に、すなわち、６３．５μｓｅＣ後に、前部の電 荷を移動させるのに充分なりロックレートで、同様にして、右にシフトされる。

その電荷はビデオ出力回路２１４にシフトされ、ビデオ出力回路２１４により、 その電荷が電圧に変換される。水平シフトレジスタ２１２をクロッキングするこ とにより、それぞれ各感光部（ｐｈｏｔｏｓｉｔｅ）の電荷を表す電圧のシリア ルストリームが、順次、出力され、標準のフォーマットで、例えば、ＥＩＡ−Ｒ Ｓ−１７０でビデオ信号を形成する。

ビデオカメラ２０２は一般的に次のように動作する。

光電領域２０６は、フィールド蓄積期間３０２の間、ビデオカメラ２０２外から 生成されたフォトンを受け取る。受は取られたフォトンは現在記録されているイ メージを表す。

光電領域２０６では、フォトンは電荷に変換される。

この電荷はＩＴＶフィールドに１回だけ、近接した垂直シフトレジスタ領域２０ ８に転送される。

光電領域２０６はフィールド蓄積期間の間に電荷をストア（または、蓄積、また は、積分）する。

慣用のビデオカメラでは、光電領域は、全フィールド蓄積期間３０２の間に電荷 を蓄積する。言い換えると、露光時間（すなわち、電荷ストリッジ領域が電荷を 蓄積するフィールド蓄積期間３０２の一部）は一定である。慣用のビデオカメラ は、ＣＣＤに入射されたフォトンの量を調整する光制御システムを用いることに より光を感知する。

しかし、本発明によれば、ＣＣＤに入射された光の量は調整されない。従って、 光電領域２０６はフィールド蓄積期間３０２の一部に対してのみ電荷を蓄積する （すなわち、露光時間は一定ではない）。本発明に係るビデオカメラ２２０は、 露光制御システム２２０を用いて露光時間を変化させることにより充電感度性を 得る。言い換えると、露光制御システム２２０は、光電領域２０６が電荷を蓄積 するピクチャ期間３０４の一部を決定する。

特に、露光制御システム２２０は補正された電荷ダンプ信号（ＭＣＤＳ）　４０ ６を生成し、ＭＣＤＳ　４０６がＣＣＤ　２０４のサブストレートビン２１９に 印加される０本発明の好ましい実施態様では、補正された電荷ダンプ信号４０６ が低電圧値になると、光電領域２０６に蓄積された電荷は、（サブストレート領 域２１８により表される）ドレインオフ領域に放出（すなわち、ダンプ）される 。そして、光電領域２０６は電荷の蓄積を再開する。このような電荷蓄積は、補 正された電荷ダンピング信号４０６が再び低電圧になるまでか、あるいは、フィ ールド蓄積期間３０２が満了するまで、連続して行われる。従って、補正された 電荷ダンピング信号４０６のデユーティサイクル（露光制御システム２２０によ り制御される）は、光電領域２０６が電荷を蓄積するフィールド蓄積期間３０２ の一部を決定する。

フィールド蓄積期間３０２が満了した後、光電領域２０６にストアされた電荷は 、垂直シフトレジスタ２０８に転送される。その後のフィールド蓄積期間３０２ の間に、垂直シフトレジスタに転送されたばかりの電荷は、１行１行、順次下方 にシフトされ、水平シフトレジスタ２１２にストアされる０例えば、行２１０Ａ の電荷は行２１０Ｂ、　２０１Ｂに移動され、行２１０Ｇ、等々、行２１０Ｇに 移動され、水平シフトレジスタ２１２にストアされる。

水平シフトレジスタ２１２の電荷は、１列１列、順次シフトされ、ビデオ出力回 路２１４に出力される０例えば、列２１２Ｄの電荷はシフトされビデオ出力回路 ２１４に出力される。同時に、列２１２Ｇの電荷は列２１２０にシフトされる。

この動作は、列２１２Ａの電荷がレジスタ２１２を介してシフトされ、ビデオ出 力回路２１４に出力される。

シフトレジスタ２１２からの電荷を、各ビクセルに対して、比例する電圧に変換 することにより、ビデオ出力回路２１４はビデオ出力信号２２２を生成する。従 って、ビデオ出力信号２２２は、各ビクセルに蓄積された電荷に相当する一連の 電圧になる。

そのビデオ出力信号２２２はビデオ信号処理回路２１６に送られ、さらに処理さ れる。ビデオ信号処理回路２１６の構成および動作は周知である。

このビデオ出力信号２２２も露光制御システム２２０に送られる。そのビデオ出 力信号２２２に基づき、露光制御システム２２０は、次のフィールド蓄積期間３ ０２に対して、補正された電荷ダンピング信号４０６を生成する。従って、本発 明は、ＣＣＤ　２２４の光電感度性を制御する（露光制御システム２０４を含む ）フィードバックループを含む。

カメラ同期／制御回路２２４は、上述した電荷蓄積と電荷転送を組み合わせ、全 機能を同期させて、ビデオ標準、例えば、ＥＩＡ−Ｒ５−１７０に則ったビデオ ストリームを順次を生成する。カメラ同期／制御回路２２４は、ＣＣＤ転送りロ ック２２６を生成し、同様に、ビデオ同期信号波形３０１を生成する。

現フイールド蓄積期間の間に蓄積された電荷を用いて、次のフィールド蓄積期間 に蓄積することができる電荷の量を制御することにより、本発明に係る露光制御 システム２２０は、外光の条件の変化に起因するピクチャ品質の変化を最小限に する。

次に、露光制御システム２２０による、補正された電荷ダンピング信号４０６の 生成法を説明する。

３、舌：とインプリメンテーションの このセクションは、本発明に係る露光制御システム２２０の設計とインプリメン テーションに影響する考慮事項を説明する。

３．１１股至二上 アクティブビデオ期間３０６の間の電荷ダンピングにより、信号ペデスタルが増 加し、好ましくないピクチャ副作用、例えば、ピクチャ上に濃い領域ができる。

このような信号ペデスタルの増加により、ピクチャ品質が低下する。従って、ア クティブビデオ期間３０６の間は、蓄積された電荷は露光制御システム２２０に よりダンプされない。しかし、ピクチャ期間３０４には、蓄積された電荷は水平 ブランキング期間３０８の間にのみダンピングされる。

露光制御システム２２０はピクチャ期間３０４にある間は、「離散モード」とい われる。というのは、水平ブランクキング期間３０８のみでダンピングが制限さ れるので、露光時間が離散的なステップになる。これら離散的なステップはアク ティブビデオ期間３０６のそれぞれの継続期間（すなわち、ＥＩＡ−Ｒ３−１７ ０の５２５ラインの例では、約６３．５μ５ｅｃ）に等しい。

露光制御システム２２０が離散モードでのみ動作する場合は、露光制御システム ２２０は６３．５μｓｅｃ　（すなわち、単一のステップ、または、単一のライ ン）から１７６０　ｓｅｃ　（すなわち、全フィールド蓄積期間３０２）の間の 露光時間範囲を、６３．５μＳｅＣのインクリメントで得る。

しかし、離散モードでのみで動作するには問題がある。この問題は、露光時間の 一部の変化を表す式（１）で示される。式（１）では、０はＲｎ光時間に等しく 、Ｎは新館光時間に等しい、０およびＮは両者とも、６３．５μｓｅｃの整数倍 である。

露光時間のパーセント変化＝　１００＊（（Ｎ−０）１０）Ｏは、フィールド蓄 積期間が終わる前の３ライン（すなわち、１９０．５μ５ｅｃ）に等しい（すな わち、フィールド蓄積期間が終わる前の３つの離散ステップの間でのみ、電荷が 蓄積される。−一フイールド蓄積期間の間の他の電荷は全てダンピングされる） ものとする。また、Ｎは４ライン（すなわち、２５４μ５ｅｃ）に等しいものと する。このシナリオにより、露光時間のパーセント変化は３３％である。露光時 間のパーセント変化が大きくなると、観測できる程度のビデオ出力レベル（ブラ イトネス）ステップが、表示されたイメージ上に現れる。

実験によれば、３％ないし４％を超える露光時間のパーセント変化を観測するこ とができるが、観測者が観測できないこともある。従って、離散モードだけで動 作させるのも問題がある。

３．２１五至二上 垂直ブランキング期間３１０の間に電荷をダンピングしても、信号ペデスタルは 増加しない。というのは、ビデオはこの期間ではブランキングされるからである 。従って、露光制御システム２２０により、蓄積された電荷を、垂直ブランキン グ期間３１０の間に、離散モードでの６３．５μｓｅｃより非常に高い精度で、 連続的にダンピングすることができる。その結果、露光制御システム２２０は垂 直ブランキング期間３１０の間、「連続モード」にあると言われる。というのは 、蓄積された電荷が連続的にダンピングされるからである。

連続モードの間に電荷を連続的にダンピングする能力は、離散モードでの問題を 相殺する。特に、連続モードでない場合は、離散モードの間での最後の電荷をダ ンピングすることにより、露光時間のパーセント変化は５０％になる。しかし、 連続モードの場合には、離散モードの間の最後の電荷のダンピングにより、露光 時間のパーセント変化は非常に小さくなる。

本発明によれば、蓄積された電荷は、離散時間の期間の一部と、全離散時間の期 間と、連続時間期間の離散および一部の全てか、あるいは、連続時間期間の全離 散および全てのいずれかを含む期間の間に、露光制御システム２２０によりダン ピングされる。露光制御システム２２０は補正された電荷ダンピング信号４０６ を生成し、蓄積された電荷を何時ダンピングするかを制御し、どの程度ダンピン グするかを制御する。

第４Ａ図、第４Ｂ図、および第４Ｃ図は、補正された電荷ダンピング信号４０６ の例を示す。特に、第４Ａ図はフィールド蓄積期間３０２を示すタイムラインを 示す。

第４Ｂ図および第４Ｃ図は、第４Ａ図に示すタイムラインを参照して比較するこ とができる、補正された電荷ダンピング信号４０６の例を示す。

第４Ｂ図では、露光制御システム２２０は、蓄積された電荷が離散モードの一部 の間でのみダンピングされるように、補正された電荷ダンピング信号４０６を生 成した。第４Ｂ図に示すように、補正された電荷ダンピング信号４０６は、離散 モードの間に、４つのロー（ｌｏｗ）パルスを含む。従って、４ラインの間（す なわち、２５４μ５ｅｃ）に蓄積された電荷はダンピングされる。その結果、全 露光時間は約１６．４　ｍ５ｅｃになる。

第４Ｃ図では、露光制御システム２２０は、蓄積された電荷が全離散モードの間 と、連続モードの初めにダンピングされるように、補正された電荷ダンピング信 号４０６を生成した。第４Ｃ図に明示されているわけではないが、第４Ｃ図に示 す、補正された電荷ダンピング信号４０６は、離散モードの間に２４９個のロー パルスを含み、連続モードの間に４４２個のローインクリメントを含む（言い換 えると、補正された電荷ダンピング信号４０６は、連続モードの間の約４８６μ ｓｅｃに対してローである）。従って、総計露光時間は３６９μ８ｅｅである。

４、゛匍′システム 本発明に係る好ましい実施例によれば、露光制御システム２２０はディジタルア プローチを用いてインプリメントされる。ディジタルインプリメンテーションを 用いることは、多くの理由により有利である。

第１には、動作の２つのモード（すなわち、離散モードおよび連続モード）での 露光制御システム２２０のハイブリッドな性質は、レスポンスタイムと、他のル ープ安定基準とに対して厳しい制限が課せられる。

ディジタルインプリメンテーションは、アナログインプリメンテーションと異な り、良く適合し、このような制限を満足するものである。

第２には、ヒステリシスがない場合、露光制御システム２２０は、光レベルの間 を連続的にハンティングしようとする。というのは、露光時間の離散モードによ り、全（適正な露光時間を得ることができない。このため、瞬間的な露光エラー を生じる。この小さい露光エラーは直接ピクチャ品質に影響を与えるわけではな いが、副次的な影響として、適正な値のいずれかで、露光ループは露光時間を離 散的な値に変更する。この「ハンティング」アクションにより、出力ビデオイメ ージに、目に見えるフリッカとして現れ、時には、目に見えないフリッカとして 現れる。

本発明によれば、露光制御システム２２０はこの問題を回避するためのヒステリ シスを含む。この制御ループに対してヒステリシスをアナログ的にインプリメン トするには、膨大な回路を必要とし、倉入すな調整が必要である。ディジタル的 にインプリメントすることにより、このヒステリシスを容易に導入することがで きる。また、ディジタル的にインプリメントすることにより、選別試験（ｓｅｌ ｅｃｔ−ａｔ−ｔｅｓｔ）された抵抗か、あるいはポテンショメータ（アナログ 的にアプローチする場合には必要になるかもしれない）を用いずに、このヒステ リシスをインプリメントすることができる。

従って、ディジタルインプリメントは大量生産を容易にする。というのは、チュ ーニングおよび選別試験要件は必要ではない（逆に言えば、選別試験された抵抗 か、あるいはポテンショメータを必要とするアナログ的なアプローチは大量生産 には向かない）。

第５図は露光制御システム２２０の構成を示すブロック図である。露光制御シス テム２２０はＡＣカップル／　ＦＥＴブラックレベルクランプ５０２と、ＲＣフ ィルタ５０４と、増幅器（ＡＭＰ）　５０６と、ＡＤ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄ ｉｇｉｔａｌ）変換器５０８と、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒｍｍａｂｌｅ　ｒｅａｄ 　ｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）　５１０と、ラッチ５１２と、ＥＰＬＤ（ｅｒａｓａ ｂｌｅｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｌｏｇｉｃ　ｄｅｖｉｃｅ）５１４とを含む 。

本発明の好ましい実施例では、ＡＭＰ　５０Ｇは汎用のオペアンプでよく、ゲイ ン−バンド幅積がビデオ信号（本例では、１５ＭＨｚ）と互換性がある。ＡＤ変 換器５０８は６ビツトの最小精度を有し、変換時間が９０μｓｅｃ未満でなけれ ばならない。

ＰＲＯＭ　５３４は、３２Ｋ　Ｘ　８　ＥＰＲＯＭか％ＦＲＯＭか、ＲＯＭか、 ＯＴＰのいずれでも良い。ＡＤ変換時間と、ＥＦＲＯＭアクセス時間の総計は９ ０μｓｅｃでなければならない。

ＥＰＬＤ　５１４の内部回路は回路プリミティブのブロックによりなる階層アプ ローチを用いた略式な設計である。従って、この設計は、種々のプログラマブル なデバイスと、ゲートアレイのいずれかに容易に変更することができる。ＥＰＬ Ｄ　５１４はＡｌｔｅｒａ　ａｎｄ　Ｃｙｐｒｅｓｓ社から得ることができる。

第１図は露光制御システム２２０の動作を示すフローチャートである。第５図に 示すディジタル回路を参照して第１図を説明する。しかし、第１図に示す露光制 御システム２２０の動作は、異なる回路を用いてインプリメントすることができ る。

ステップ１０４では、ビデオ出力信号２２２を測定す特に、ＡＣカップル／　Ｆ ＥＴクランプ５０２はＡＣ結合し、ビデオ出力信号２２２をグランドレベルにク ランプする。クランプ機能により、ブリクランプされたビデオ対温度の電圧変動 に起因するビデオ入力レベルの一致度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）が保証される 。このクランプにより、ディジタル化の後に、比較を較正することができる。反 転された水平駆動パルス（／ＨＤ）は、クランプパルスを供給するために用いら れる。

ＲＣフィルタ５０４はローパスフィルタであり、３または４フレーム（すなわち 、約１５０　ｍ５ｅｃ）に対する平均ＣＣＤビデオ出力レベルを表すＤＣ電圧を 生成する。ＲＣフィルタ５０４のカットオフ周波数は、イメージのより高周波成 分の重要度を決定する。ＲＣフィルタ５０４の時定数も、露光制御システム２２ ０の応答時間を決定する。本発明に係る好ましい実施態様では、ＲＣフィルタ５ ０４の時定数は２４　ｍ５ｅｃである。他の実施態様では、ビデオ出力信号２２ ２は平均ではなく、ピーク検知することができる。

ＣＣＤデータシートから取り出されたＣＣＤ　２０４の最大出力が、ＡＤコンバ ータ５０８の入力範囲を超えないように、Ａ　Ｍ　Ｐ　５０６の増幅レベルが選 択される。従って、ポテンショメータ、または選別試験された抵抗を用いないで 、露光制御システム２２０をインプリメントすることができる。

ステップ１０６にて、Ａ　Ｍ　Ｐ　５０６の出力端子のＤＣ電圧がＡＤ変換器５ ０８により５ビツトに量子化される。言い換えると、平均シーンのイルミナンス は０ないし３１の値として表される。

ＣＣＤ　２０４が飽和すると最大ビデオ出力が生じる。この最大ビデオ出力を３ １で表す。平均ビデオ出力は、通常、飽和レベルの１７２のレベルにセットされ る。従って、本発明の好ましい実施態様では、所望のディジタル光レベルとして 、レベル１６が選択される。この選択されたレベルを変更して、カメラ設計の個 々のニーズに適応させる。

第１図の残りのステップは、ＰＲＯＭ　５１０とＥＰＬＤ　５１４によりパフオ ームされる。一般的には、ＰＲＯＭ　５１０とＥＰＬＤ　５１４はＡＤ変換器５ ０８からの出力を利用して、（ＡＤ変換器５０８からの）　１６の出力を生成す るのにどの程度の露光変化が必要かを決定する。新しい露光設定（新館光時間と もいう）が各フィールドの終りで選択される。新しい露光設定はＡＤ変換器から の現５ビツト値と、前のフィールド露光設定（Ｒｎ光時間ともいう）とに基づき 計算される。

露光時間は、１０ビツト制御コードとして表されており、離散モードで存在する ダンプパルスの数と、連続モードでの１．１μｓｅｃインクリメントの数を表す 。注意すべきことであるが、第５図に示す、露光制御システム２２０の好ましい ディジタルインプリメンテーションは、蓄積された電荷がダンピングされる１、 Ｉ　ＬＬｓｅｃインクリメントを用いて連続モードをインプリメントする。小さ いステップが連続モードの間にインプリメントされ、回路が非常に複雑になるが 、より良い露光精度を得ることができる。

第１図を説明する。ステップ１０８にて、ＰＲＯＭ　５１０はＡＤ変換器５０８ からの出力を受ける。ＦＲＯＭ　５１０は旧館光番号も受ける。旧館光番号はＲ ｎ光時間に対応するｌＯビット制御コードである。旧館光番号はラッチ５１２に ストアされる。

ＰＲＯＭ　５１０は式（２）および式（３）に従って補正係数（ＣＦ）を計算す る。ただし、ＮはＡＤ変換器５０８がらの出力を表し、Ｋはダンピング係数を表 す。

好ましい実施態様では、例２および例３に示す数学的および論理的なオペレーシ ョンが、ＦＲＯＭ　５１０に対するプログラミングルーチンの一部としてパフオ ームされる。特に、式（２）、（３）が予め計算され、その結果がＦＲＯＭ　５ １０にストアされる。そして、ＦＲＯＭ　５１０がルックアップテーブルとして 用いられる。ＦＲＯＭ　５１０への入力アドレスは、ＡＤ変換器の５ビツトと、 前の露光番号５３４の１０ビツトとを連結することにより生成される。

Ｎ≧１６に対して、ＣＦ＝　１−に傘（（Ｎ／１６）−１）Ｎ＜１６に対して、 ＣＦ＝　１＋Ｋ　＊　（１−（Ｎ／１６））ダンピング係数は、ループがＲＣフ ィルタ５０４の時定数により安定化するのに必要である。ＲＣ時定数は第５図に 示す露光制御システム２２０で主に用いられるタイミング係数である。本発明の 好ましい実施態様では、ダンピング係数は０．４に設定されている。

式（２）、　（３）は初期計算と経験的な微調整に基づき決定される。初期計算 は周知の値、例えば、露光制御システム２２０の所望のレスポンスレートと、Ｒ Ｃフィルタ５０４の時定数とに基づいている。この情報に基づき、露光制御シス テム２２０の変化の最大レートを計算することができる。第９図は式（２）　、 　（３）を示すグラフであり、ＡＤ変換出力５３２と補正係数（ＣＦ）の間の関 係を示す。

ステップ１１０にて、ＦＲＯＭ　５１０は、ラッチ５１２からの旧館光番号を、 対応するＲｎ光時間に変換する。既に注意したように、旧館光番号は離散モード で現れるダンプパルスの数（６３，５μｓｅｃインクリメント）と、連続モード での１．１μｓｅｃインクリメントの数を表し、Ｒｎ光時間を得る。ＰＲＯＭは 旧館光番号５３４とＡＤ変換出力５３２の可能な値に対してアルゴリズム計算の 結果をストアする。好ましい実施態様では、その計算はパーソナルコンピュータ で行われる。

ＦＲＯＭ　５１０は、露光時間と露光番号をリンクするテーブルをアクセスする ことによりステップ１１０を行う。

このテーブルはＦＲＯＭ　５１０にストアされている。このテーブルを次に示す 。

（以下余白） 第１表 ２５１の露光コードに対して、離散モードでのダンプパルス（それぞれ、６３． ５μｓｅｃインクリメントに対応する）を２４９個にし、連続モードで３インク リメント（それぞれ、１．　ｌ　ｕｓｅｅに対応する）することにより、例えば 、０．７９４　ｍ５ｅｃの露光時間が得られる。

ステップ１１２にて、ＦＲＯＭ　５１０の出力は、Ｒｎ光時間と補正係数を乗算 することにより、新館光時間の計算を表す。

ステップ１１４にて、ＰＲＯＭ　５１０は第１表を参照して、新館光時間を新露 光番号に変換する。既に示したように、新露光番号は１０ビツト制御コードであ る。この制御コードは、離散モードで現れるダンプパルスの数を表し、新館光時 間を得るのに必要な連続モードでの１．１μｓｅｃインクリメントを表す。

ステップ１１６にて、ＦＲＯＭ　５１０は、フィールド間の蓄積時間のハンティ ングを防止するため、ヒステリシスを導入する。言い換えると、ＡＤ変換器５０ ８は連続平均ビデオレベル（ＤＣ電圧の形式でＡＭＰ　５０６から）を量子化し て、３２個の可能な値を有するディジタル平均ビデオレベルにするので、適正な 値は２つの離散的な値の間に存在することになる。ヒステリシスがない場合は、 露光制御システム２２０は２つの量子化された連続する値（例えば、Ｘと、Ｘ＋ １）の間を行ったり来りすることができる。このため、より短い蓄積時間で、フ ィールド間フリッカを生じる。

本発明のヒステリシス基準は次のようにオペレートする。新露光番号が旧露光番 号−１に等しい場合は、新露光番号は旧露光番号に設定される。新露光番号が旧 露光番号−２に等しい場合は、新露光番号は旧露光番号−１に設定される。光レ ベルが大きく変化した場合にのみ、このヒステリシス基準により、新露光番号は 旧露光番号と異ならせることができる。

ステップ１１６の後、新露光番号はラッチ５１２にストアされる。

本発明によれば、ヒステリシスは連続モードの最後の部分でディセーブルされる 。これは、最も短時間の露光間隔の間のイメージフリッカを低減するのに必要で ある。本発明の好ましい実施態様では、連続モードの最後のＩＯステップの間に 、ヒステリシスがディセーブルされる。

ステップ１１８にて、ＥＰＬＤ　５１４はラッチ５１２からの新露光番号を、適 正に補正された電荷ダンピング信号４０６に変換する。補正された電荷ダンピン グ信号４０６は、ビデオカメラ２０２の（図示しない）カメラタイミングジェネ レータで生成された元の静的な電荷ダンピング信号（ＳＣＤＳ）の遷移タイミン グと一致しなければならない。次に、ＥＰＬＤ　５１４をさらに説明する。

５、」づ」 第６図はＥＰＬＤ　５１４の構成を示す。既に注意したように、ＥＰＬＤ　５１ ４は、例えば、Ａｌｔｅｒａ　ａｎｄ　Ｃｙｐｒｅｓｓ社から得ることができる 。本発明によれば、ＥＰＬＤ　５１４は、分周器６０２と、マルチプレクサ６０ ４と、カウンタ６０６と、比較器６０８．６１６と、ラッチ６１０．６１８を含 む。これらのデバイスは周知のものである。

ＥＰＬＤ　５１４はロジックブロック６１２および６１４も含む。次に、露光制 御システム２２０に関して、ＥＰＬＤ　５１４の動作を説明し、特に、ロジック ブロック６１２および６１４のプログラミングを説明する。

第５図および第６図にともに示すように、ＥＰＬＤ　５１４は多（の入力を受信 し、多くの出力を生成する。

特に、ＥＰＬＤ　５１４はシステムイネーブル（ＳＹＳＥＮ）　５１５と、１４ ．３　ＭＨｚ信号５１６と、水平駆動（ＨＤ）信号５１８と、フィールド信号５ ２０と、静的電荷ダンピング信号（ＳＣＤＳ）　５２２と、イメージ電荷転送パ ルス（ＩＣＴＰ）　５２４を受信する。これらの信号は、ビデオカメラ２０２内 の（第２図には示さない）回路により生成される。

ＥＰＬＤ　５１４はラッチ５１２からの露光番号５３６も受信する。

分周器６０２は１４．３　ＭＨｚ信号５１６を１６分周し、分周器６０２からの 信号を用いて、連続モードで連続ステップを生成する。この信号を用いて、ＥＰ ＬＤ　５１４の他の機能をクロックする。

この静的電荷ダンピング信号５２２は、各水平ブランキング期間３０８の間にパ ルスを生成する。従って、ＥＰＬＤ　５１４は静的電荷ダンピング信号５２２を 用いて、水平ブランキング期間３０８が何時生じるかを決定する。

このイメージ電荷転送パルス５２４は、それぞれ、新しいフィールドの開始点を マークする。ＥＰＬＤ　５１４はイメージ電荷転送パルス５２４を用いて、離散 および連続モードを何時開始するかを決定する。

ＥＰＬＤ　５１４は、２つのインクリーブされたフィールドに対する露光時間が 同一になるように、ＨＤ信号５１８を用いて、ラインをカウントダウンする。

ＥＰＬＤ　５１４は、補正された電荷ダンピング信号（ＭＣＤＳ−パルス出力イ ネーブル６７０とも言う）４０６と、／ＨＤ信号５２６と、反転信号５２８と、 リセット信号６６２と、ＰＲＯＭイネーブル信号５３０とを生成する。

／ＨＤ信号５２６（第６図には示さない）は、ＨＤ信号５１ｇを反転したもので ある。この信号により、クランプパルスをＡＣカップル／ＦＥＴクランプ５０２ に供給する。

反転信号５２８とＰＲＯＭイネーブル信号５３０は、制御信号であり、それぞれ 、ＡＤ変換器５０８に入力され、ＰＲＯＭ　５１０／ラツチ５１２に入力される 。これらの信号は次のフィールド蓄積期間に対してオペレーションを開始する。

既に注意したように、ＥＰＬＤ　５１４はラッチ５１２がらの露光番号を適正に 補正された電荷ダンピング信号４０６に変換する。ＥＰＬＤ　５１４はこの変換 を、ロジックブロック６１２．６１４内にインベッドされたプログラミングに従 って行う。これらのロジックブロック６１２．６１４を説明する。

第７図はロジックブロック６１２のブロック図である。ロジックブロック６１２ は出力イネーブルを離散および連続パルスに供給する。電荷ダンピングパルスは 、離散または連続のいずれがであり、カウンタイネーブル６５４が否定されたと きに禁止される。１０ビツトカウンタ６０６が最終カウント値になったとき（す なわち、比較器６１６により決定された露光番号５３６に等しくなったとき）、 カウンタイネーブル６５４は否定される。

第８図はロジックブロック６１４のブロック図である。ロジックブロック６１４ はＰＲＯＭ出力イネーブルパルス５３０と、１０ビツトカウンタイネーブルパル ス６５４と、リセットパルス６６２と、Ａ／Ｄ変換器の”ｃｏｎｖｅｒｔ”パル ス５２８を生成する。これらのパルスは、イメージ電荷転送パルス５２４を遅延 させ、イメージ電荷転送パルス５２４をＨＤ　５１８に同期させることにより、 光電部（ｐｈｏｔｏｓｉｔｅ）電荷転送パルスから取り出される。

６、システムパフォーマンス ディジタル露光制御システム２００の供給する露光範囲は１６．７　ｍ５ｅｃか ら３．５４ｓｅｃである。これは、約４８００：１光範囲制御に対応する。高い 光レベル／低い露光時間範囲に近付くと、３．５μｓｅｃ範囲に近い総計露光時 間の大部分を表す１．１μｓｅｃ離散ステツプにより、フリッカが生じるかもし れない。このことは、本発明による限定ではない。１．１μｓｅｃを超える精度 は、ＰＲＯＭ　５１０と、ＥＰＬＤ　５１４と、ＡＤ変換器５０８を複雑にする ことなく、１０個を超える出力ビツト数を増加させ、しかも、５ビツトを超える ＡＤ変換器の精度を高（させることにより、既に生成することができた。回路を 複雑にすることと、次に説明するが、イメージスミアを制限する点では、開示し た設計は最も進んだ好ましい実施態様である。

高い光レベル／短時間の蓄積により生じる別のアーティファクトは、イメージス ミアを増加させる。

１０．０００　ｆｔ、−Ｌ光源を用いた実験では、５−１Ｏ％のスミアが生じた 。このスミアは、現在最も進んだインクライン転送型ＣＣＤを用いることにより 回避することができる。技術が進むに従って、ここ数年で、イメージスミアが低 減された。現在では、これは、本発明のダイナミックレンジを拡大する際の主な 関心事である。

露光制御システム２２０により、ビデオの品質を大幅に落とすことなく、さらに 、コストの高いシャッタ機構を新たに設けることなく、広範囲の光レベルに亘っ て、カメラを用いることができる。そのレスポンスタイムは、一般的に、メカニ カルアイリスシステムより良い。そのカメラは可動部分がないので、信頼性が高 く、サイズが小さく、コストが安い。

７、エンハンスメント 露光制御システム２２０はマイクロコントローラを用いてインプリメントするこ とができる。マイクロコントローラは、ＡＤ変換器５０８（マイクロコントロー ラ内に含まれる場合は）と、ＦＲＯＭ　５３４と、ラッチ５１２とを除去するこ とにより、サイズを小さくし、消費電力を軽減することになる。マイクロコント ローラによるアプローチは、マイクロコントローラが既に存在するシステムか、 新たに制御が必要なシステムか、あるいは、プリント基板（ＰＣＢ）の大きさに 制限があるシステムのいずれかで、用いることができる。

露光制御システム２２０は多くの応用、例えば、宇宙、商用、または軍用での応 用に用いることができる。軍用での応用では、次のコンポーネントを用いること ができる。

軍仕様ＡＤ変換器、例えば、ＡＤ７５７６を用いて、ＡＤ変換器５０８をインプ リメントすることができる。

ＰＲＯＭ　５１０は、Ｉｎｔｅｌ製の軍仕様２７Ｃ２５６を用いてインプリメン トすることができる。その他の幾つかのベンダも代替の３２Ｋ　ｘ８ＦＲＯＭを 提供している。

以上、本発明の種々の実施態様を説明したが、これらは例に過ぎず、これらに制 限されるものではないことは当然である。従って、本発明の範囲は上述した実施 態様に制限されるものではなく、請求の範囲および均等物に従ってのみ定義され るべきである。

ロジックブロック６１２ ＦＩＧ、　７ マ　ｌｖ′）Ｎ！　−ロ　ｅ１＋ｃｑ　；　＜！−＋′　＋−２−ｏ　ロ　ロ　 ０ （」〕）騙卦王叫 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成６年　９月１９日

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．電荷ストリッジ領域を有する電荷結合素子の光電感度性を制御する方法にお いて、 次のフィールド蓄積期間に対する新露光時間を計算するステップと、 前記新露光時間により定義された次のフィールド蓄積期間の一部以外の期間に前 記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を、前記電荷結合素子により電気的に放 出するステップと を備えたことを特徴とする方法。
2. ２．請求の範囲第１項において、次のフィールド蓄積期間に対する新露光時間を 計算する前記ステップは、 測定されたビデオレベルを生成するステップと、前記測定されたビデオレベルを 所望の光レベルと比較することにより補正係数を計算するステップと、前記補正 係数を用いて旧露光時間を補正することにより新露光時間を計算するステップと を備えたことを特徴とする方法。
3. ３．請求の範囲第２項において、測定されたビデオレベルを生成する前記ステッ プは、 前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を表すビデオ信号を受けるステップと 、 前記ビデオ信号をグランドレベルにクランプするステップと、 前記クランプされたビデオ信号を測定するステップと を備えたことを特徴とする方法。
4. ４．請求の範囲第３項において、補正係数を計算する前記ステップは、 前記測定されたビデオレベルをディジタル化するステップと、 前記ディジタル化されたビデオレベルが所望の値Ｘを超えるか、あるいは等しい 場合に、次の式、すなわち、 補正係数＝１−Ｋ＊（（Ｎ／Ｘ）−１）に従って前記補正係数を計算するステッ プと、前記ディジタル化されたビデオレベルが前記所望の値Ｘ未満である場合に 、次の式、すなわち、補正係数＝１＋Ｋ＊（１−（Ｎ／Ｘ））に従って前記補正 係数を計算するステップとを備え、 Ｎは前記ディジタル化されたビデオレベルを表し、Ｋはダンビング係数を表すこ とを特徴とする方法。
5. ５．請求の範囲第４項において、前記測定されたビデオレベルをディジタル化す る前記ステップは、前記測定されたビデオレベルを０から３１までの範囲でディ ジタル化するステップを備え、前記所望の値Ｘが１６であることを特徴とする方 法。
6. ６．請求の範囲第２項において、前記新露光時間を計算する前記ステップは、前 記補正係数と前記旧露光時間を乗算するステップを備えたことを特徴とする方法 。
7. ７．請求の範囲第１項において、前記新露光時間により定義された次のフィール ド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を、前 記電荷結合素子により電気的に放出するステップは、 前記新露光時間を得るのに離散モードで必要なダンプパルスを決定するステップ と、 前記ダンプパルスを有する波形を生成するステップと を備えたことを特徴とする方法。
8. ８．請求の範囲第１項において、前記新露光時間により定義された次のフィール ド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を、前 記電荷結合素子により電気的に放出するステップは、 前記新露光時間を得るのに離散モードで必要なダンプパルスを決定するステップ と、 前記新露光時間を得るのに連続モードで必要なダンプパルスを決定するステップ と、 前記ダンプパルスとダンプ期間を有する波形を生成するステップと を備えたことを特徴とする方法。
9. ９．請求の範囲第１項において、前記新露光時間により定義された次のフィール ド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を、前 記電荷結合素子により電気的に放出するステップは、 前記新露光時間を制御コードに変換するステップと、 前記制御コードを用いて、前記新露光時間を得るため離散モードで必要なダンプ パルスを決定するステップと、 前記ダンプパルスを有する波形を生成するステップと を備えたことを特徴とする方法。
10. １０．請求の範囲第１項において、前記新露光時間により定義された次のフィー ルド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を、 前記電荷結合素子により電気的に放出するステップは、 前記新露光時間を制御コードに変換するステップと、 前記制御コードを用いて、前記新露光時間を得るため離散モードで必要なダンプ パルスを決定するステップと、 前記制御コードを用いて、前記新露光時間を得るため連続モードで必要なダンプ パルスを決定するステップと、 ダンプパルスとダンプ期間を有する波形を生成するステップと を備えたことを特徴とする方法。
11. １１．請求の範囲第１０項において、前記新露光時間により定義された次のフィ ールド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を 、前記電荷結合素子により電気的に放出するステップは、 前記新露光時間が旧露光時間と大幅に異なるときのみ、前記新露光時間を変更す ることができるステップをさらに備えたことを特徴とする方法。
12. １２．請求の範囲第１１項において、前記新露光時間が旧露光時間と大幅に異な るときのみ、前記新露光時間を変更することができるステップは、 前記制御コードが旧露光番号−１である場合に、前記制御コードを前記旧露光番 号に設定するステップと、 前記制御コードが旧露光番号−２に等しい場合に、前記制御コードを前記旧露光 番号−１に設定するステップと を備えたことを特徴とする方法。
13. １３．電荷ストリッジ領域を有する電荷結合素子に対する露光感度を制御するシ ステムにおいて、アナログビデオ信号レベルを生成する手段と、前記測定された アナログビデオ信号レベルをディジタル化する手段と、 前記測定されたディジタルビデオ信号レベルと、所望のビデオ信号レベルを比較 することにより補正係数を生成する手段と、 旧露光時間を前記補正係数で補正することにより、新補正時間を生成する手段と 、 前記新露光時間により定義された次のフィールド蓄積期間の一部以外の期間に前 記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を、前記電荷結合素子により電気的に放 出する手段と を備えたことを特徴とするシステム。
14. １４．請求の範囲第１３項において、アナログビデオ信号レベルを生成する前記 手段は、 ビデオ信号をグランドレベルにクランプするクランプであって、前記ビデオ信号 が前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を表すクランプと、該クランプに結 合された手段であって、前記クランプされたビデオ信号を測定する手段と を備えたことを特徴とするシステム。
15. １５．請求の範囲第１３項において、前記測定されたアナログビデオ信号をディ ジタル化する前記手段は、所望の値Ｘを有する範囲で、前記測定されたアナログ ビデオ信号をディジタル化する手段を備えたことを特徴とするシステム。
16. １６．請求の範囲第１５項において、前記範囲は０ないし３１であり、しかも、 前記所望の値Ｘは１６であることを特徴とするシステム。
17. １７．請求の範囲第１５項において、前記測定されたディジタルビデオ信号レベ ルと、所望のビデオ信号レベルを比較することにより、補正係数を生成する前記 手段は、 前記ディジタル化されたビデオレベルが所望の値Ｘを超えるか、あるいは等しい 場合に、次式、すなわち、 補正係数＝１−Ｋ＊（（Ｎ／Ｘ）−１）に従って前記補正係数を計算する手段と 、前記ディジタル化されたビデオレベルが前記所望の値Ｘ未満である場合に、次 式、すなわち、補正係数＝１＋Ｋ＊（１−（Ｎ／Ｘ））に従って前記補正係数を 計算する手段とを備え、 Ｎは前記ディジタル化されたビデオレベルを表し、Ｋはダンビング係数を表すこ とを特徴とするシステム。
18. １８．請求の範囲第１３項において、旧露光時間を前記補正係数で補正すること により新補正時間を生成する前記手段は、 前記旧露光時間と前記補正係数を乗算する手段を備えたことを特徴とするシステ ム。
19. １９．請求の範囲第１３項において、前記新露光時間により定義された次のフィ ールド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を 、前記電荷結合素子により電気的に放出する前記手段は、 前記新露光時間を制御コードに変換する手段と、前記制御コードを用いて、前記 新露光時間を得るのに離散モードで必要なダンプパルスを決定する手段と、 前記ダンプパルスを有する波形を生成する手段とを備えたことを特徴とするシス テム。
20. ２０．請求の範囲第１３項において、前記新露光時間により定義された次のフィ ールド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を 、前記電荷結合素子により電気的に放出する前記手段は、 前記新露光時間を制御コードに変換する手段と、前記制御コードを用いて、前記 新露光時間を得るのに離散モードで必要なダンプパルスを決定する手段と、 前記制御コードを用いて、前記新露光時間を得るのに連続モードで必要なダンプ 期間を決定する手段と、 前記ダンプパルスと前記ダンプ期間を有する波形を生成する手段と を備えたことを特徴とするシステム。
21. ２１．請求の範囲第２０項において、前記新露光時間により定義された次のフィ ールド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を 、前記電荷結合素子により電気的に放出する前記手段は、 前記新露光時間が旧露光時間と大幅に異なるときにのみ、前記新露光時間を変更 することができる手段をさらに備えたことを特徴とするシステム。
22. ２２．請求の範囲第２１項において、前記新露光時間が旧露光時間と大幅に異な るときにのみ、前記新露光時間を変更することができる前記手段は、 前記制御コードが前記旧露光番号−１に等しいとき、前記制御コードを旧露光番 号に設定する手段と、 前記制御コードが前記旧露光番号−２に等しいとき、前記制御コードを前記旧露 光番号−１に設定する手段と を備えたことを特徴とするシステム。
23. ２３．電荷ストリッジ領域とドレインオフ領域を有する電荷結合素子であって、 前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を表すビデオ信号を生成する電荷結合 素子と、 該電荷結合素子に結合された露光制御システムと、 次のフィールド蓄積期間に対して新露光時間を計算する手段と、 前記新露光時間により定義された次のフィールド蓄積期間の一部以外の期間に前 記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を、前記電荷結合素子により電気的に放 出する手段と を備えたことを特徴とするカメライメージャ。
24. ２４．請求の範囲第２３項において、次のフィールド蓄積期間に対して新露光時 間を計算する前記手段は、測定されたアナログビデオ信号レベルを生成する手段 と、 前記測定されたアナログビデオ信号レベルを、所望の値Ｘを有する範囲でディジ タル化する手段と、前記ディジタル化されたビデオレベルが所望の値Ｘを超える か、あるいは等しい場合に、次式、すなわち、 補正係数＝１−Ｋ＊（（Ｎ／Ｘ）−１）に従って前記補正係数を計算する手段と 、前記ディジタル化されたビデオレベルが前記所望の値Ｘ未満である場合に、次 式、すなわち、補正係数＝１＋Ｋ＊（１−（Ｎ／Ｘ））に従って前記補正係数を 計算する手段と、前記補正係数と旧露光時間とを乗算することにより前記新座光 時間を計算する手段と を備え、 Ｎは前記ディジタル化されたビデオレベルを表し、Ｋはダンビング係数を表すこ とを特徴とするカメライメージャ。
25. ２５．請求の範囲第２４項において、前記範囲は０ないし３１であり、前記所望 の値Ｘは１６であることを特徴とするシステム。
26. ２６．請求の範囲第２３項において、前記新露光時間により定義された次のフィ ールド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を 、前記電荷結合素子により電気的に放出する手段は、前記新露光時間を得るため 、離散モードで、必要なダンプパルスを決定する手段と、 前記ダンプパルスを有する波形を生成する手段とを備えたことを特徴とするカメ ライメージャ。
27. ２７．請求の範囲第２３項において、前記新露光時間により定義された次のフィ ールド蓄積期間の一部以外の期間に前記電荷ストリッジ領域に蓄積された電荷を 、前記電荷結合素子により電気的に放出する手段は、前記新露光時間を得るため 、離散モードで、必要なダンプパルスを決定する手段と、 前記新露光時間を得るため、連続モードで、必要なダンプパルスを決定する手段 と、 前記ダンプパルスとダンプ期間を有する波形を生成する手段と を備えたことを特徴とするカメライメージャ。