JPS59122182A - イメ−ジセンサの利得制御方法 - Google Patents

イメ−ジセンサの利得制御方法

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JPS59122182A
JPS59122182A JP57228035A JP22803582A JPS59122182A JP S59122182 A JPS59122182 A JP S59122182A JP 57228035 A JP57228035 A JP 57228035A JP 22803582 A JP22803582 A JP 22803582A JP S59122182 A JPS59122182 A JP S59122182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
accumulation time
image sensor
output signal
updated
Prior art date
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Pending
Application number
JP57228035A
Other languages
English (en)
Inventor
Achio Shiyudou
首藤 阿千雄
Hiroshige Goto
浩成 後藤
Tetsuo Yamada
哲生 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57228035A priority Critical patent/JPS59122182A/ja
Publication of JPS59122182A publication Critical patent/JPS59122182A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/51Control of the gain

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は入射光量に応じて利得制御し、一定の出力信号
を得るイメージセンサの利得制御方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
入射する光量と発生する信号電荷の蓄積時間に依存する
電気信号を出力するイメージセンサでは、入射光量が変
化しても蓄積時間をかえればイメージセンサの出力信号
を一定範囲内にすることができる。すなわち蓄積時間を
変化させることによりイメージセンサの利得制御が可能
である。第1図、第2図にこのようなイメージセンサの
従来の利得制御方法を示す。従来の利得制御方法では第
1図にt工から19で示すように複数の蓄積時間を予め
設定する。この設定方法は、出力信号の最適範囲の最大
値と最小値でカッ々−できる蓄積時間ごとの入射光量の
範囲が切れ目なく連続するようにする。
前回に適正であった蓄積時間でイメージセンサを動作さ
せ、その出力信号が最大値より太きければ、蓄積時間が
長すぎたわけであるから隣りのより短い蓄積時間に更新
してイメージセンサを動作させる。そしてその時の出力
信号がまだ最大値より大きければ更により短い蓄積時間
に更新して、出力信号が適正な範囲となるまで繰り返す
。逆に出力信号が最小値より小さければ蓄積時間を順々
に長い時間に更新する。
このような利得制御方法では入射光量の変化が少ない場
合は問題がないが、入射光量が大きく変化した場合に制
御時間が長くかかるという問題がある。例えば入射光量
がAからBに大きく変化した場合、入射光量がAの場合
に適正であった蓄積時間t2でまずイメージセンサを動
作させ、出力信号が最大値より大きくなるので次の蓄積
時間t3で同様に動作させる。以下これらの動作を繰り
返して蓄積時間をt3→t4→t5→t6→t7→t8
→t9と変化させてはじめて入射光量Bに対して適正な
蓄積時間t9となる。すなわち第2図に示すように蓄:
潰時間の更新を7回行なう必要があり、制御時間が非常
に長くなる。
この制御時間を短くするためKは設定できる蓄積時間の
数を少なくすればよいが、すると今度は広い範囲の入射
光量に対応できなくなってしまう。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、入射光骨
が大きく変化した場合でも速やかに適正な出力信号を得
ることができるイメージセンサの利得制御方法を提供す
ることを目的とする。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために本発明による利得制御方法は
、イメージセンサを所定の蓄積時間で動作させる動作ス
テップと、前記動作ステップにより得られたイメージセ
ンサの出力信号が許容範囲内におるか否か全判断する判
断ステップと、前記判断ステップにより前記出力信号が
前記許容範囲の最大値より大きいと判断された場合は、
更新されるごとに半減する所定時間を現在の蓄積時間か
ら引いた時間を新たに蓄積時間として更新した後、前記
動作ステップにもどる第1の蓄積時間更新ステップと、
前記判断ステップにより前記出力信号が前記許容範囲の
最小値より小さいと判断された場合は、更新されるごと
に半減する所定時間を現在の蓄積時間に加えた時間を新
たな蓄積時間として更新した後、前記動作ステップにも
どる第2の蓄積時間更新ステップと、前記判断ステップ
によシ前記出力信号が前記許容範囲内であると判断され
た場合は前記出力信号を利得制御された出力信号とする
最終ステップとを有し、イメージセンサに入射する入射
光量に応じて蓄積時間を更新して出力信号を利得制御す
ることを特徴とする。
〔発明の実施例〕 本発明の一実施例によるイメージセンサの利得制御方法
を第3図に示す。まず、蓄積時開−の更新回数を示すカ
ウントNに0をセットしくプロツク101)、前回最適
な蓄積時間tXでイメージセンサを動作する(ブロック
102)。こノトキ、センサ出力■工が許容範囲である
最小値vM1Nと最大値VPvfAX内にあるか否かを
判断する(ブロック103)。
vMIN≦叛≦VMAXの場合、すなわちセンサ出力叛
が許容範囲内にある場合は現在の蓄積時間数は最適であ
り利得制御は終了する。
■え〈vMlNの場合、すなわち現在の蓄積時間tXで
は短かすぎる場合はブロック104に処理が移る。ブロ
ック104では最適時間tXを更新するときの基準とな
る所定時間t。を次式で求める。
tO°’MAX−tX ここでtXは現在の蓄積時間であり、tMAXは蓄積時
間のうち最大のものである。次にカウントNに1を加え
(ブロック105)蓄積時間tXを次式で示す時間に更
新する(ブロック106)。
したがって、今は更新回数が1回目であるから、t  
+−9−に蓄積時間を更新する。次のこの更新さ  2 れた蓄積時間tXでイメージセンサを動作させ(ブロッ
ク107 ) 、センサ出力叛が許容範囲内にあるか否
か判断する(ブロック108)。−1、≦V  <V 
  の場合、すなわちセンサ出力叛がX−−MAX 許容範囲内にある場合は利得制御は終了する。
vX<vMlNの場合、すなわちまだ現在の蓄積時間t
Xでは短かすぎる場合はブロック105に処理が移り蓄
積時間t はt本立に更新されるovMAX   X4 〈V の場合、すなわち蓄積時間tXを短くしすぎた場
合は、カウントNに1を加え(ブロック109)、蓄積
時間tXを次式で示す時間に更新する(ブロック110
)。
t。
今、カラン)Nは2であるから輸−一に蓄積時間が更新
される。次にこの更新された蓄積時間txでイメージセ
ンサを動作するためにブロック107に処理を移す。以
上の処理をセンサ出力vxが許容範囲内に入るまで繰り
返す。
次にブロック103で判断した結果vMAX<叛の場合
、すられち現在の蓄積時間tXでは長すぎる場合はブロ
ック111に処理が移る。ブロック111カらブロック
117は、ブロック104からブロック110に対応す
るもので、所定時間t。のとり方、蓄積時間数の更新が
異なる。まずブロック111では所定時間t。を次式で
求めるto:′:tX−tMIN ここでtMINは蓄積時間のうち最小のものである。
次にカラン)Hに1を加え(ブロック112)蓄積時間
txを次式で示す時間に更新する(ブロック113)。
間は更新される。次にこの更新された蓄積時間tXでイ
メージセンサを動作させ(ブロック114)、センサ出
力叛が許容範囲内にあるか否か判断する(ブロック11
5 ) 。VMIN≦vx≦vMAXの場合、すなわち
センサ出力叛が許容範囲内にあるときは利得制御は終了
する。vMAX<叛の場合、すなわち依然として現在の
蓄積時間tXでは長すぎる場合はブロック112に処理
が移り、蓄積時間tXt。
はt −一に更新される。vX<vMINの場合、4 すなわち蓄積時間tXを短かくしすぎた場合は、カラン
)Nに1を加え(ブロック116)、蓄積時間txを次
式で示す時間に更新して長くする(グロック117)。
t。
1x+。
開−が更新される。次にこの更新された蓄積時間tXで
イメージセンサを動作するためにグロック114に処理
を移す。以上の処理をセンサ出力叛が許容範囲に入るま
で繰り返す。
以上の利得制御方法を具体例により説明する。
第4図に示すようにtlからt50に”ltgecごと
に蓄積時間を設定したイメージセンサで、入射光量がA
からBへ、そしてBからCへ変化した場合の利得制御方
法を説明する。ここでは’MINをt501’MAXを
tlとする。
入射光量がAのときの蓄積時間tXは、第4図かられか
るようにt2である。ここで入射光量がBに変化すると
、イメージセンサのセンサ出力へは最大値vMAxを超
えて飽和する。したがって所定時間t。はブロック11
1から tO”’X ’MIN=’2 t50=48μSeCと
なり、更新された蓄積時間tXは 8 tX=t2−7=t2−24= t26となる。入射光
量はBであるからこれでもセンサ出力vxは飽和し、カ
ウントNが2となり蓄積時間txは となる。まだセンサ出力vxは飽和しているので、カウ
ントNは3となり蓄積時間tXは となる。まだセンサ出力vxは飽和しているので、カウ
ントNは4とな9蓄積時間tXは となり、センサ出力VXは許容値内に入り利得制御され
る。このように従来の方法ではt2→t3→t4→・・
・・・・→t46→t4□と45回の更新が必要々のに
対し第5図に示すようにt2→t26→t38→t44
→t4□と4回の更新で利得制御できる。
次に入射光量がBからCへ変化したとすると、イメージ
センサのセンサ出力vXは最小値vMINより小さくな
る。このため所定時間t。はブロック104から tO” tMAX  ”X ” tl  t 47= 
46 μsecとなり、蓄積時間tXは 6 tX=t47+7= t47+23 = t24に更新
される。入射光量はCであるから蓄積時間tXが’24
では長くしすぎでありセ/す出力゛へは飽和してしまう
。したがってカウントNが2となう蓄積時間tXは 6 X  24  。=t24−11.’25#t35どな
る。今度は逆に短くしすぎであるからカウントNが3と
なり蓄積時間txは となり、センサ出力vXは許容値内に入υ利得制御され
る。従来の方法ではt4□→t46→・・・→t3o−
+t29  と18回の更新が必要なのに対し第6図に
示すようにたった3回の更新で利得制御できる。
このように本実施例によれば入射光量が大きく変化して
も速やかに利得制御できる。
第1の実施例では、あらかじめデ、フタル的に蓄積時間
を設定しておいて、最適な□蓄積時間を選択することと
していたが、蓄積時間をあらかじめ設定せず求められた
通りアナログ的に蓄積時間を更新してもよい。
また入射光量が非常に強すぎて最小蓄積時間でもセンサ
出力が許容範囲外となる場合は、利得制御を終了し警告
信号を出力するようにしてもよい。
逆に入射光量か弱すぎて最大蓄積時間でもセンサ出力が
許容範囲外となる場合も同様である。
なお、イメージセンサとしては信号電荷を蓄積するタイ
プであればどのようなものでもよい。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば入射光量が大きく変化した
場合でも速やかに適正な出力信号を得ることができる。
また、最小蓄積時間と最大蓄積時間が大きくとれ、広い
入射光量の範囲にイメージセンサが対応できることにな
る。特にこのようなイメージセンサは、カメラのオート
フォーカスシステムのセンサとして最適である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はそれぞれ従来のイメージセンサの利得
制御方法を説明するためのグラフ、第3図は本発明の一
実施例によるイメージセンサの利得制御方法を示すフロ
ーチャート、第4図、第5図、第6図はそれぞれ同方法
による利得制御の一具体例を説明するためのグラフであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、イメージセンサを所定の蓄積時間で動作させる動作
    ステップと 前記動作ステップにより得られたイメージセンサの出力
    信号が許容範囲内にあるか否かを判断する判断ステップ
    と、 前記判断ステップにより前記出力信号が前記許容範囲の
    最大値よシ大きいと判断された場合は、更新されるごと
    に半減する所定時間を現在の蓄積時間から引いた時間を
    新たな蓄積時間として更新した後、前記動作ステップに
    もどる第1の蓄積時間更新ステップと、 前記判断ステップにより前記出力信号が前記許容範囲の
    最小値より小さいと判断された場合は、更新されるごと
    に半減する所定時間を現在の蓄積時間に加えた時間を新
    たな蓄積時間として更新した後、前記動作ステップにも
    どる第2の蓄積時間更新ステップと、 前記判断ステップにより前記出力信号が前記許容範囲内
    であると判断された場合は前記出力信号を利得制御され
    た出力信号とする最終ステップとを有し、 イメージセンサに入射する入射光量に応じて蓄積時間を
    更新して出力信号を利得制御するイメージセンサの利得
    制御方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記イ
    メージセンサの蓄積時間に最小蓄積時間と最大蓄積時間
    を設定し、前記第1の蓄積時間更新ステップま庭は前第
    2の蓄積時間更新ステップで更新する新たな蓄積時間が
    前記最小蓄積時間より小さいか前記最大蓄積時間よシ大
    きいときは、利得制御を中止することを特徴とするイメ
    ージセンサの利得制御方法。 3、特許請求の範囲第2項記載の方法において、更新す
    る前記新たな蓄積時間が前記最小蓄積時間より小さいと
    きは「入射光量が強すぎる」旨の信号を出力し、更新す
    る前記新たな蓄積時間が前記最大蓄積時間よゲ大きいと
    きは「入射光量か弱すぎる」旨の信号を出力することを
    特徴とするイメージセンサの利得制御方法。
JP57228035A 1982-12-28 1982-12-28 イメ−ジセンサの利得制御方法 Pending JPS59122182A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01318366A (ja) * 1988-06-17 1989-12-22 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像装置
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JPH06166413A (ja) * 1991-03-05 1994-06-14 Honda Motor Co Ltd コンベアチェーン

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