JPH11261921A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH11261921A JPH11261921A JP10058162A JP5816298A JPH11261921A JP H11261921 A JPH11261921 A JP H11261921A JP 10058162 A JP10058162 A JP 10058162A JP 5816298 A JP5816298 A JP 5816298A JP H11261921 A JPH11261921 A JP H11261921A
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Abstract
号レベルの差および折り返し歪みをなくし、演算精度や
LSIのゲート規模およびパワーを増大させないような
AGC変調回路を提供する。 【解決手段】 CCD素子1から読出した信号をAGC
アンプ3で増幅した後、A/D変換器4によりディジタ
ル信号に変換し、感度の高いYeCyラインの信号電荷
を第1フィールド期間に読出し、感度の低いGrMgラ
インの信号電荷を第2フィールド期間に読出し、第1フ
ィールド期間でAGCアンプ3のゲインを第2フィール
ド期間のそれに対してある比率だけ露出制御部10によ
って設定するようにしたものである。
Description
関し、特に、イエロー(Ye),シアン(Cy),グリ
ーン(Gr),マゼンタ(Mg)の4種類の補色フィル
タが配列されたインターレース・スキャン型CCD素子
を用いたようなスチルカメラに関する。
プログレッシブ・スキャン型CCDと区別され、後者は
垂直画素数対垂直CCDビット数が1:1であるのに対
して、前者は2:1となっているため、前者から垂直解
像度の高い画像を得るには、たとえば「フルフレームス
チルカメラの露光制御方法」1994年テレビジョン学
会年次大会p115〜116に記載されているように、
メカニカルシャッタを使用して奇数ラインと偶数ライン
とを別々のフィールドで読出すことが知られている。こ
の一方で、両CCDが同一画素数の場合、インターレー
ス・スキャン型の方が垂直CCDのビット数が少ないた
め、開口率を大きくできるなどの利点がある。
り、図5は従来のインターレース・スキャン型CCD撮
像素子を用いたスチルカメラの輝度信号を作成するまで
の信号処理ブロック図である。なお、図5においては、
レンズおよびメカニカルシャッタを省略している。
リング回路(以下、CDS回路と称する)2でノイズが
低減され、AGCアンプ3に与えられる。AGCアンプ
3は露出制御部6からの制御信号によりその利得が制御
される。AGCアンプ3で増幅されたCCD素子1から
の信号はA/D変換器4によってディジタルデータに変
換された後、Y作成回路5に入力される。Y作成回路5
においては、アドレス(x,y)におけるディジタルデ
ータをD(x,y)と表わすと、アドレス(x,y)に
おける輝度信号は、 Y(x,y)=D(x,y)+D(x+1,y)+D
(x,y+1)+D(x+1,y+1) のように隣接する4データの加算により作成される。こ
のとき、Yに占める4つの色フィルタの重みは等しく、
次式で示される。
出制御部6はたとえばマイクロコンピュータなどによっ
て構成され、画面内のY信号平均値が所定値になるよう
にフレーム露光に適用する絞り値およびシャッタスピー
ドを制御する。
得られる場合にはCCD素子1の飽和レベルの最小値が
A/D変換器4のフルスケールに一致するように露出制
御部6によって設定される。露出が不十分となるような
低照度では、不足している分だけAGCアンプ3のゲイ
ンが高く設定される。いずれにおいても、ゲインはフレ
ーム露光前の数回のプリ露光により得られた結果に基づ
いて露出制御部6が設定する。
ルに達している場合、第1フィールドと第2フィールド
の飽和レベルに段差が生じ、第2フィールドに読出され
る信号の飽和レベルは第1フィールドのそれよりも通常
20%程度低下する。
生するものであり、露光時にセンサに蓄えられた電荷が
飽和信号量に達している場合、センサから垂直CCDに
転送するまでの期間に電荷が基板に放出されるためであ
る。
は、第2フィールドでのCCD素子1の飽和レベルがA
/D変換器4のフルスケールに一致するように設定され
るため、第1フィールドの飽和点付近の信号はA/D変
換時にクリップされてしまう第1の問題点がある。
を参照して説明する。図6および図7は垂直傾斜波形が
得られる場合のフレーム露光終了後のCCD素子1の出
力信号を実線で示す図であり、図6では第1フィールド
にMgGrラインを、第2フィールドにYeCyライン
をそれぞれ読出すものとする。図7では反対に第1フィ
ールドにYeCyラインを、第2フィールドにMgGr
ラインをそれぞれ読出すものとする。
号の飽和レベルをVS1,VS2とすると、前述の飽和
レベルの段差により、 VS1≒1.2VS2 となる。前述のAGCアンプ3のゲイン設定により、A
/D変換器4のフルスケール=VS2とされるので、第
1フィールドに読出す信号は図6に示す一点鎖線の位置
でクリップされる。すなわち図6の場合はMgGrの、
図7の場合はYeCyの、ダイナミックレンジが約20
%失われる。
分光特性図から各ラインにおける水平加算信号Ye+C
y,Mg+Grは図9に示す分光特性になる。2つの特
性曲線の全可視光域400〜700nmに対する積分値
の比mは概ね次式で表わされる。
r)dλ≒1.2 したがって、Y信号が2ライン周期で約20%変調され
ることになり、折返し歪みが発生するため、垂直解像度
は劣化し、実際の撮影画像では斜線にギザが現われる。
である。この図10に示した例はオーム社発行「エレク
トロニクス」1998年1月号p29で発表された例で
ある。すなわち、前述の図5に示したA/D変換器4と
Y作成回路5との間に乗算回路8が配置され、セレクタ
7によってラインごとにYeCyゲインと、GrMgゲ
インの異なる係数が切換えられ、その係数とA/D変換
器4の出力とが乗算器8によって乗算される。
は、乗算器8としてディジタル乗算器を用いる必要があ
り、その演算精度またはLSIのゲート規模やパワーが
増大してしまうというトレードオフ関係にある問題が残
る。また、この例でも前述の第1フィールドの飽和点付
近の信号がA/D変換器4によってA/D変換するとき
にクリップされてしまうという問題点が残る。
の2つの問題点を解消し、演算精度やLSIのゲート規
模およびパワーを増大させないようなAGC変調回路を
提供することである。
各画素に対してYe,Cy,Gr,Mgの4種類の補色
の色フィルタが配列されたインターレース・スキャン型
CCD撮像素子から、メカニカルシャッタを用いて全画
素を独立して読出し、読出した信号をAGCアンプによ
って増幅した後、A/D変換器によりディジタル信号に
変換するスチルカメラにおいて、メカニカルシャッタを
閉じた後、感度の高いラインの信号電荷を第1フィール
ド期間に読出し、感度の低いラインの信号電荷を第2フ
ィールド期間に読出し、第1のフィールド期間のAGC
アンプゲインを第2のフィールド期間のそれに対してあ
る比率だけ低く設定するように制御する制御手段を備え
て構成される。
手段は、第1および第2のフィールドごとにA/D変換
器から出力されたディジタル信号を積分し、それぞれの
フィールドごとの積分値の比を求めて比率を設定する。
ド期間でYe,Cyラインの信号電荷を読出し、第2の
フィールド期間でGr,Mgラインの信号電荷を読出
す。
ロック図である。図1において、CCD素子1〜Y作成
回路5の構成は前述の図5と同じであり、AGCアンプ
3を制御する露出制御部10のみが異なっている。ま
た、図10に示した従来例では、A/D変換器4の後段
の乗算器8にY信号作成用としてYeCyラインと、M
gGrラインに異なる係数を掛けるようにしたが、この
例では、たとえばマイクロコンピュータによって構成さ
れた露出制御部10によってAGCアンプ3に異なる係
数を掛けるようにしている。
フレーム露光後のCCD素子1の出力信号を示す図であ
り、図7と同様に垂直傾斜波形を想定したうえで、第1
フィールドにYeCyラインを、第2フィールドにMg
Grラインをそれぞれ読出すものとする。ここでCCD
素子1の出力信号を実線で示す。
(=VS1/VS2)と感度比mとが S=m=1.2 という前提で考える。
パルスに同期してフィールドによってAGCアンプ3の
ゲインを切換える。つまり、同ゲインを第1フィールド
に1/1.2倍、第2フィールドに1倍に設定する。こ
の結果、AGCアンプ3の出力信号は図2の一点鎖線で
示すように、第1フィールドの傾斜および飽和レベルを
第2フィールドのそれらに完全に一致させることができ
るので、従来例で述べたダイナミックレンジの損失およ
び折り返し歪みという2つの問題とも100%解決でき
る。
れぞればらつきを生じるため、ばらつきに左右されず、
過不足なく正確に補正するためにSまたはmをスチルカ
メラ製造時に実測する方法もある。たとえば、mについ
てはライトボックスを適正露出で撮像した非飽和出力デ
ータをもとに計算する。Sについてはライトボックスを
最大露出で撮像して得られる全画面飽和したデータをも
とに計算する。実測したS、mからのAGCアンプ3の
フィールド間ゲイン比、つまりAGC変調度を設定する
場合の方法は、ダイナミックレンジと折り返し歪み除去
との優先度などを考慮して設定すればよい。
ク図である。この実施の形態は、図10に示したように
設計段階でライン間の感度比mを計算するのではなく、
ユーザが実際に使用するときにライン間の感度比mと飽
和レベル比SをAGCアンプ3に設定するようにしたも
のである。このために、A/D変換器4の出力にはAE
積分回路11が設けられる。AE積分回路11は、A/
D変換器4の出力に基づいて輝度信号を生成するととも
に、第1フィールドおよび第2フィールドのそれぞれに
対応した信号が入力されると、各フィールドごとに積分
演算を行ない、ライン間の感度比mと飽和レベル比Sを
演算し、露出制御部6がその感度比mと飽和レベル比S
をAGCアンプ3に設定する。この設定動作は、電源ス
イッチをオンしたときあるいはキャリブレーションキー
を設けてそのキーが操作されたときに設定するようにす
ればよい。
の高いラインの信号電荷を第1フィールド期間に読出
し、感度の低いラインの信号電荷を第2フィールド期間
に読出すとき、第1のフィールド期間のAGCアンプの
ゲインを第2フィールド期間のそれに対してある比率だ
け低く設定するようにしたので、演算精度やLSIのゲ
ート規模およびパワーを増大させることはなく、ダイナ
ミックレンジ増加と折り返し歪み除去とを実現できる。
ある。
のCCD素子1の出力信号を示す図である。
素子を用いたスチールカメラの輝度信号を作成するまで
の信号処理ブロック図である。
終了後の第1フィールドにMgGrラインを、第2フィ
ールドにYeCyラインを読出したときのCCD素子1
の出力信号を示す図である。
を、第2フィールドにMgGrラインを読出したときの
CCD素子1の出力信号を示す図である。
る。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 各画素に対してYe,Cy,Gr,Mg
の4種類の補色の色フィルタが配列されたインターレー
ススキャン型CCD撮像素子から、メカニカルシャッタ
を用いて全画素を独立して読出し、読出した信号をAG
Cアンプによって増幅した後、A/D変換器によりディ
ジタル信号に変換するスチルカメラにおいて、 前記メカニカルシャッタを閉じた後、感度の高いライン
の信号電荷を第1フィールド期間に読出し、感度の低い
ラインの信号電荷を第2フィールド期間に読出し、前記
第1のフィールド期間の前記AGCアンプのゲインを前
記第2のフィールド期間のそれに対してある比率だけ低
く設定するように制御する制御手段を備えたことを特徴
とする、AGC変調回路。 - 【請求項2】 前記制御手段は、前記第1および第2の
フィールドごとに、前記A/D変換器から出力されたデ
ィジタル信号を積分し、それぞれのフィールドごとの積
分値の比を求めて前記比率を設定することを特徴とす
る、請求項1に記載のAGC変調回路。 - 【請求項3】 前記第1のフィールド期間でYe,Cy
ラインの信号電荷を読出し、 前記第2のフィールド期間でGr,Mgラインの信号電
荷を読出すことを特徴とする、請求項1または2に記載
のAGC変調回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05816298A JP3540593B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05816298A JP3540593B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11261921A true JPH11261921A (ja) | 1999-09-24 |
JP3540593B2 JP3540593B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=13076307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05816298A Expired - Fee Related JP3540593B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3540593B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8045059B2 (en) | 2006-02-08 | 2011-10-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Gain control circuit and method of controlling gain |
JP2016158940A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | オリンパス株式会社 | 撮像装置及びその作動方法 |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP05816298A patent/JP3540593B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8045059B2 (en) | 2006-02-08 | 2011-10-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Gain control circuit and method of controlling gain |
JP2016158940A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | オリンパス株式会社 | 撮像装置及びその作動方法 |
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---|---|
JP3540593B2 (ja) | 2004-07-07 |
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