WO2005027510A1 - 画像処理装置 - Google Patents

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WO2005027510A1
WO2005027510A1 PCT/JP2004/012886 JP2004012886W WO2005027510A1 WO 2005027510 A1 WO2005027510 A1 WO 2005027510A1 JP 2004012886 W JP2004012886 W JP 2004012886W WO 2005027510 A1 WO2005027510 A1 WO 2005027510A1
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WO
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value
iris
signal
control
control means
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/012886
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English (en)
French (fr)
Inventor
Osafumi Moriya
Aya Yanase
Mineo Mino
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
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Priority to EP04772835A priority patent/EP1672916A1/en
Priority to US10/571,280 priority patent/US20070024741A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/72—Combination of two or more compensation controls
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/12—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with one sensor only

Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus such as a video camera capable of capturing a clear image corresponding to the illuminance in a dark environment without relying on illumination or the like.
  • CCD imaging devices which are solid-state imaging devices, are mostly used.
  • CMOS image sensor is also used, the process of obtaining an image signal is the same as the above except that the photoelectric conversion unit is different.
  • a CCD image sensor will be described as an example of the solid-state image sensor.
  • a camera using a solid-state imaging device is an example of a digital still camera, which is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-287570.
  • This document uses a CCD image sensor, and uses a CCD S / AGC circuit to amplify the sensitivity and electronic shutdown of the image sensor, the signal output of the image sensor, and the aperture value of the iris. Adjust the value of the control parameter overnight A method for automatically controlling exposure is described.
  • the present invention adjusts the control parameters described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-287570 in a video camera for shooting moving images and sets exposure in a dark environment.
  • Conventionally, fixed control parameters have been set to increase the sensitivity in a dark environment in the brightness environment at that time. In particular, it is set to a long time for the above-mentioned electronic shirt, ie, the exposure time. As a result, there is a problem that the movement of the captured image is not smooth.
  • Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2001-2855707 discloses an electronic shirt in a CCD image sensor, that is, an exposure time, which is described in the following system.
  • the light-receiving surface of a CCD image sensor has a photoelectric conversion element such as a photodiode array (PD) that converts light into electric charge, an accumulator that accumulates the generated electric charge, and a charge transfer element (CCD) that transfers the electric charge in the accumulator to the vertical direction. And transfer in the horizontal direction to obtain an image signal.
  • a photoelectric conversion element such as a photodiode array (PD) that converts light into electric charge
  • an accumulator that accumulates the generated electric charge
  • CCD charge transfer element
  • the amount of input light that is captured by the image sensor is determined by the length of time for accumulating the charge generated by the PD. If the time for accumulation is controlled, the image sensor can be used without using a mechanical shirt. This allows temporal control of the amount of light taken into the camera, that is, control of the exposure time. This is what is called an electrical or electronic shutdown.
  • the exposure time is set to 0.5 seconds, this length corresponds to 30 fields (15 frames), so the charge from the PD during the 30-field period is stored in the storage section.
  • the last one field of this storage period is the stored image signal.
  • the image signal of the last one field of the accumulation period is converted into a video signal by performing signal processing, and it is stored for 30 fields to obtain a continuous video signal.
  • This exposure time can be any value as long as it is a multiple of the frame period (approximately 33 ms) up to about 0.5 seconds, but it can be set to about 0.5 seconds so that you can shoot even in very dark conditions. Many.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and automatically sets the accumulation time (exposure time) according to the illuminance at that time even in a dark environment so that the movement of the subject can be followed as smoothly as possible. It is another object of the present invention to provide an image processing device that optimizes the image quality at that time.
  • an image processing apparatus is an image processing apparatus including a first shooting mode used when the surroundings are bright and a second shooting mode used when the surroundings are dark, An iris for controlling the amount of an optical signal incident from the outside, an image sensor for outputting an optical signal from the iris as a video signal, a gain control unit for performing gain control of a video signal from the image sensor, and the gain control A signal processing means for performing signal processing on an output signal of the means; an imaging control means for controlling an opening degree of the iris, an exposure time of the imaging device, and a gain amount of the gain control means based on a video signal from the signal processing means; Wherein the imaging control means determines the surrounding brightness based on the video signal from the signal processing means in the second shooting mode, and according to the brightness, Serial characterized by being configured to vary the exposure time in the imaging device.
  • the electronic shirt evening ON time which is the exposure time of the image sensor, is set to m ⁇ T f within a period M ⁇ T f (M: an even number of 1 and 2 or more, T f: 1 field period).
  • f m: positive number
  • the child shirt evening off time is n ⁇ T ⁇ ( ⁇ : a positive number from 0 to 2)
  • the imaging surface consisting of photoelectric conversion elements that convert light into electric charges and the charges generated from the above photoelectric conversion elements are accumulated.
  • An image pickup device comprising a charge transfer device (Charge-Coupled Devices) or the like for obtaining an image signal by transferring the accumulated charges in the vertical and horizontal directions, and forming a subject image on an image pickup surface of the image pickup device.
  • a charge transfer device Charge-Coupled Devices
  • a lens unit composed of a lens and a iris for the electronic shutter, an electronic shutter drive control for accumulating the electric charge from the photoelectric conversion element in the accumulator at the electronic shirt on-time m ⁇ T f, During the shut-off time n
  • An image sensor driver for performing drive control for taking out an image; an amplifier for amplifying an image signal obtained from the image sensor by driving the image sensor driver; a luminance signal and a color signal obtained by performing signal processing on the image signal obtained from the amplifier.
  • a signal processing circuit for obtaining a video signal composed of a signal, and a luminance signal indicating a light amount value entering the imaging surface during the electronic shutdown time m ⁇ T f, and integrating the luminance signal for the last one field period of the exposure period.
  • Brightness detection means for detecting an input light amount value corresponding to body brightness
  • brightness reference setting means for setting a reference value of a brightness signal component corresponding to brightness
  • the brightness detection means A comparison means for comparing the luminance signal component value obtained from the above with the reference value of the luminance signal component from the luminance reference setting means to obtain an error signal of both signals for each cycle MTf, and an image sensor control means.
  • a control signal generating means for generating a first control signal indicating a shirt-on time and an electronic shut-off time and a second control signal for extracting a one-field image signal obtained by accumulation;
  • the M / Tf cycle is obtained.
  • a feedback control loop is formed to change the electronic shirt evening on time m ⁇ T f, and the electronic shut down evening time (exposure time) m ⁇ T f at the time when the error signal is close to zero or near zero. It is characterized in that the video signal under the optimum exposure condition is obtained by holding the video signal.
  • the present invention provides the amplifier and the iris so as to be able to cope with a bright environment outside the brightness range covered by the control of the exposure time and a dark environment outside the range so as to be able to shoot in all brightness environments. Also It is designed to be able to shoot in any brightness environment.
  • the video camera is a high-sensitivity image processing system that can set the optimal automatic exposure time by using the function of accumulating the amount of light input to the image sensor, but also controls the iris and AGC amplifier.
  • a video signal output corresponding to the exposure time is obtained. That is, a video signal output corresponding to the brightness is obtained.
  • FIG. 1 is an overall circuit block diagram according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a time chart for explaining an electronic shutter operation of the image sensor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a time chart for explaining an electronic shutdown operation in the case of a specific exposure time of the imaging device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a detailed circuit block diagram of the image sensor control means according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a detailed circuit block diagram of the iris control means according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a detailed circuit block diagram of the AGC gain control means according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a detailed circuit block diagram of the selection signal generating means according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a time chart of input / output signals in the selection signal generating means according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the brightness of a subject and an exposure time, the relationship between brightness and an iris value, and the brightness and an AGC gain value, and a control area according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining the relationship between the brightness of a subject and a luminance signal component value Y and a basic signal reference value Y s according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of an embodiment of the present invention.
  • 1 is a lens unit for forming a subject image
  • 2 is an iris unit including an iris for mechanically adjusting the amount of incident light, an iris drive motor (not shown) for changing the aperture of the iris, and the like.
  • Reference numeral 0 denotes a lens unit including a lens unit 1 and an iris unit 2.
  • Reference numeral 20 denotes an iris mechanism driver for driving the iris drive mode of the iris unit 2.
  • Reference numeral 19 denotes iris control means for setting the iris diameter value.
  • Reference numeral 3 is a photoelectric array such as a photodiode array that converts light into electric charges. This is a conversion element (referred to as PD). The light quantity is adjusted by the lens unit 100, and the formed optical image is photoelectrically converted.
  • Reference numeral 4 denotes an array-like storage section for storing charges from the PD 3 during the period when the electronic shirt is open, that is, during the exposure time (exposure period).
  • Reference numeral 5 denotes a charge transfer element (hereinafter, referred to as a CCD) that transfers the charge accumulated in the accumulation unit 4 in the vertical and horizontal directions to obtain an image signal.
  • Reference numeral 6 denotes an imaging device including a PD 3, a storage unit 4, and a CCD 5.
  • Reference numeral 21 denotes an image sensor driver for controlling and driving the image sensor 6 for extracting an image signal from the image sensor 6.
  • Reference numeral 18 denotes an image sensor control means for setting the electronic shirt evening ON time (exposure time) to the image sensor driver 21 and generating a evening signal for extracting the stored image signal.
  • the amplifier 7 is an amplifier composed of an AGC circuit, and amplifies an image signal and a CDS circuit for reducing noise of an image signal obtained from the image sensor 6.
  • Reference numeral 16 denotes AGC gain control means for setting the gain of the AGC circuit of the amplifier 7.
  • the AZD converter 8 converts the image signal obtained from the amplifier 7 into a digital signal.
  • the signal processing circuit 9 converts the digital image signal obtained from the AZD converter 8 into a digital standard video signal including a luminance signal and a chrominance signal.
  • the normal shooting mode (first shooting mode) and the high-sensitivity shooting mode (second shooting mode) of the present invention will be described.
  • the normal shooting mode referred to here is a normal shooting state in which the surroundings are bright, no special lighting is required, and the shot image can be distinguished normally.
  • the electronic shutter time exposure time
  • It is set to 1 ⁇ V second (approximately 160 seconds), which is one cycle of wave number fv. Therefore, in the normal shooting mode, since the field period (T f) matches the evening time of the electronic shirt (exposure time), normal moving image shooting can be performed.
  • the high-sensitivity shooting mode of the present invention even in a situation where a good shot image cannot be obtained without lighting in the shooting in the above-described normal shooting mode, shooting can be effectively performed without lighting, and in this mode, the surroundings can be effectively shot. This is a device that can obtain a clear image signal even when the situation changes and it becomes bright.
  • the mode switching is performed as follows.
  • the mode switching button 12 in FIG. 1 is a switching button for generating a command signal for switching between the two modes.
  • the mode signal generating means 13 generates a control signal for switching the setting conditions of each of the control means and some of the means from the one mode to the other mode in response to a command signal from the mode switching button 12.
  • the mode switch button 12 When the power of this device is turned on, it is set to the normal shooting mode.
  • press the mode switch button 12 to switch to that mode by the above command signal. Press the button again to return to the normal shooting mode. This is a so-called toggle operation.
  • the memory means 11 is used to store the periodically obtained one-field video signal accumulated during the exposure time from the signal processing circuit 9 in the high-sensitivity shooting mode into a continuous video signal for one period of memory. Memory.
  • the switch means 22 switches the video signal obtained in each of the two modes by a switching control signal from the mode signal generating means 13.
  • a normal moving image signal is obtained from the image sensor 6 as described above, and is amplified and digitally processed by the amplifier 7, the A / D converter 8 and the signal processing circuit 9, and is continuously output from the signal processing circuit 9.
  • Digital video signals for moving images can be obtained.
  • the obtained digital video signal is output via the terminal A of the switch means 22.
  • 23 is an output terminal, and if it is a camera only specification, this is the output terminal.
  • Reference numeral 24 denotes a recorder such as a digital video tape recorder or a disc recorder which can record and reproduce video signals. In the case of a video integrated camera, the video signal of the switch means 22 is recorded by the recorder 24.
  • the exposure time from the mode signal generator 13 to the image sensor controller 18 is set to 1 fV second, but the gain of the AGC circuit of the amplifier 7 is set.
  • the control signal for setting is also supplied from the mode signal generating means 13 to the iris control means 19 for setting the iris value 6 and the iris value.
  • the AGC gain is the minimum value (Odb), and the iris is set to a steady value. However, when the input light amount increases, the iris value is set by iris control described later.
  • Tf 1Z
  • fv seconds This is a device that tries to obtain a good image signal by making it longer.
  • an image is formed in frame units composed of odd and even fields of a video signal. Since the electronic shirt evening ON time (hereinafter also referred to as the exposure time) corresponds to the period during which the charge from the PD 3 is stored in the storage unit 4, the exposure time should be set to a time exceeding one field period. It is necessary to perform periodic signal processing in units of several frames including the exposure time.
  • an image sensor driver 21 for driving and controlling the storage unit 4 of the image sensor 6 and the CCD 5 is transmitted from the image sensor control means 18 via the signal lines 47, 46, and 44 to the image sensor driver 21 shown in FIG. (a)
  • the control signals shown in (b) and (c) are supplied.
  • Figs. 2 (a), (b), and (c) correspond to (a), (b), and (c) shown on signal lines 47, 46, and 44 in Fig. 1.
  • the first control signal in Fig. 2 (A) is a signal for designating the exposure time (charge accumulation period) and the charge discharge period.
  • T exp m * T f and the period during which the charge from the PD 3 is accumulated in the accumulation unit 4
  • This is a control signal indicating the electronic shutdown time T dis ⁇ ⁇ ⁇ , which is a period during which the charge from the PD 3 is discharged and the charge is not stored in the storage unit 4.
  • T e X ⁇ and T d i s have the following relationship, and the electronic shutdown operation is performed periodically.
  • ⁇ ⁇ 1 field period
  • m positive number of ⁇ 34
  • N A positive number from 0 to 2
  • M 1 or an even number from about 2 to 34
  • This pulse period corresponds to the vertical synchronizing signal flyback period, during which charge transfer from the storage unit 4 to the CCD 5 is performed.
  • the gate signal shown in FIG. 2 (c) or FIG. 3 (c) allows one filter per M'Tf period. If the charge transferred to the CCD 5 in one field is transferred by the CCD 5 itself in the vertical and horizontal directions, the CCD 5 of the image sensor 6 exposes the exposure time m ⁇ T every M ⁇ Tf period. f The accumulated image signal is obtained.
  • This signal passes through the amplifier 7, the A / D converter 8, and the signal processing circuit 9 to generate an m * Tf period (exposure time) for each M ⁇ Tf period shown in FIG. 2 (d) or FIG. 3 (d). Time) A one-field video signal in which the optical image from the subject is accumulated as a charge is obtained from the signal processing circuit 9 (Fig. 2 (d) or Fig. 3 (d). Signal line 48 (d).)
  • the video signal from the signal processing circuit 9 is an intermittent signal of one field every M ⁇ Tf period as described above, an image cannot be viewed unless this is converted into a continuous video signal.
  • Can not. 11 is a memory means for this.
  • the gate signal shown in FIG. 2 (c) or FIG. 3 (c) is supplied from the image sensor control means 18 to the memory unit 11 via the signal line 44, and the video signal of one field is stored in the memory. Is done. Then, by replacing the period during which there is no signal with the signal stored in the memory means 11, a continuous video signal shown in FIG. 2 (e) or FIG. 3 (e) can be obtained from the memory means 11 (FIG. 2 ( e) or FIG.
  • 3 (e) corresponds to the signal line 49 (e) in FIG. 1.
  • a control signal is supplied from the mode signal generating means 13 to the switch means 22 as described above, and the common terminal of the switch means 22 is connected to the terminal B.
  • the output terminal 23 connected to 22 receives the video signal shown in FIG. 2 (e) or 3 (e) from the memory means 11 and this signal is output to the integrated video camera. Recorded by recorder 24 described above. Less than The upper part shows the electronic shutter operation and video signal processing in the high-sensitivity shooting mode.
  • the intermittent video signal of one field every M ⁇ Tf period shown in FIG. 2 (d) or FIG. 3 (d) is obtained.
  • the object light is converted into electric charges by the PD 3, accumulated in the accumulation unit 4, and the image signal obtained by scanning by the CCD 5 is signal-processed by the signal processing circuit 9, and the luminance signal is outputted. It becomes a video signal composed of a color component and a color signal component. That is, since the luminance signal component is proportional to the amount of light from the subject, the integral value of this luminance signal component over one field indicates the amount of light input to the image sensor 6 during the electronic shirt evening ON period.
  • the luminance detection means 10 detects the luminance signal component value Y by integrating the luminance signal for obtaining the amount of incident light during the electronic shutter ON period mTf for one field (the integration period is shown in Fig. 2 (c)). This is section 1 13 shown below.
  • the luminance reference setting means 14 has a data table or the like in which a predetermined value of the reference value of the luminance signal component value with respect to the subject illuminance is stored. ⁇ Specified by T f value.
  • the error signal obtained by the comparison means 15 is transferred to the imaging element control means 18, the gain control means 16 and the iris control means 19 via a signal line 39. Supplied to
  • the image sensor 6 amplifier 7 ⁇ AZD converter 8—signal processing circuit 9 ⁇ luminance detection means 10 ⁇ comparison means 15 ⁇ image sensor control means 18 ⁇ image sensor driver 21 ⁇ image sensor 6
  • a control loop is configured. With this control loop, the above-mentioned luminance signal component value equivalent to the charge accumulated in the exposure time mTf in the period of MTf is compared with the reference value of the luminance signal component in each period, and the error signal Yd is obtained. Based on this, feedback control that determines the exposure time for the next cycle is established.
  • the reference value Y s of the luminance signal component corresponding to the subject illuminance and the luminance signal component at M ⁇ ⁇ ⁇ period. It suffices if the exposure time m ⁇ T f can be automatically adjusted so that ⁇ becomes equal. Therefore, in order to calculate the exposure time when Y Y s (a range with a certain width rather than the perfect match condition), when Y> Y s, the input light quantity is larger than the reference value. (The illuminance is bright.) In other words, since the current exposure time is long, control may be performed to shorten this.
  • FIG. 4 is a specific block diagram of the image sensor control means 18.
  • the error signal Yd is supplied to the image sensor control means 18 from the comparison means 15 via the signal line 39.
  • Equation (4) is a constant. Since light quantity is energy, equation (4) can be expressed as a function of several orders of Yd, but because it is complicated, it is shown in first order.
  • Reference numeral 30 denotes first discrimination means for discriminating the sign of the error signal Yd and discriminating that the value is 0 (zero) and generating a control signal.
  • the error signal Yd the luminance signal component value Y — the luminance signal Y s
  • the first switching means 32 switches the supply destination of the exposure time correction value ⁇ ⁇ Tf according to a control signal from the first determination means 30 as shown in FIG. 33 is a first subtraction means, and 34 is a first addition means.
  • Exposure time (Electronic shirt evening ON time)
  • the arithmetic processing means 45 comprises erroneous first discriminating means 30, first switching means 32, adding means 34, and subtracting means 33.
  • the exposure memory means 35 is based on the value of the exposure time m ⁇ T f obtained by the calculation by the exposure time calculating means 45 and the exposure time m ⁇ T f based on (1), (2) and (3). ) Store the value of the cycle M ⁇ T f calculated from the formula until the next cycle. As shown in Fig. 2, in the current cycle (MO'T f cycle), the exposure time ml ⁇ T f of the next cycle is calculated by the exposure time calculation means 45, and the exposure time ml ⁇ T f (n Exposure time m-1 ⁇ Tf Soil exposure time Correction value ⁇ -1 'Tf) is obtained. (The calculation period is performed in the section 114 shown in FIG.
  • a positive control signal is supplied from the first discriminating means 30 to the first switching means 32, so that the exposure time correction value ⁇ Tf is applied to the terminal b (+ ) Via the subtraction means 33 to the subtraction means 3 (1) Supplied to the input.
  • the addition (+) of the subtraction means 33 is input to the exposure memory.
  • the value of T f is supplied, and the exposure time for the next cycle represented by the following equation is obtained from the subtraction means 33.
  • the exposure time ml ⁇ T f of the next cycle calculated by equation (5) is the exposure time correction value of the previous cycle calculated from equation (4) above from the exposure time m-1 of the previous cycle. 1 ⁇ T f shorter.
  • the first switching means is switched to the terminal a (—), so that Am′T f is supplied to the addition input of the addition means.
  • the value of the exposure time m-1 ⁇ Tf in the previous cycle M-1 ⁇ Tf is supplied to the other addition input, and the exposure time for the next cycle represented by the following equation is supplied from the addition means 34. can get.
  • the exposure time ml ⁇ T f of the next cycle calculated by equation (6) is the exposure time correction value of the previous cycle calculated by equation (4) above from the exposure time m-1 ⁇ ⁇ of the previous cycle ⁇ - 1 ⁇ T f longer.
  • FIG. 9 is a graph showing the above control method in relation to the brightness of the subject and the exposure time.
  • the horizontal axis is the brightness (illuminance) of the subject.
  • the detection of the brightness is the amount of incident light, and indicates the maximum iris, that is, from the brightest state (the position of the dotted line 130) to the dark state (the position of the dotted line 142).
  • the vertical axis shows the exposure time m'Tf and period M'Tf to be set according to the brightness of the subject, and also shows the iris value I and the AGC gain value G in iris control. ing. There are four control areas depending on the brightness as shown in the figure.
  • AL C 120 is the same as the range of the normal shooting mode described above, and the exposure time is constant with one field period length 1 T f (1 / fv) as shown in 124 a. Only the iris is controlled. The iris value I is indicated by the aperture diameter. If this is indicated by the F value, the aperture is narrowed at the brightest time (the aperture diameter is the minimum value), so the F value is max. The aperture is then opened as the brightness of the subject decreases (the aperture diameter increases and the F value decreases.) Brightness until the iris value I reaches I st (F r. S for F value) Control is performed to set the iris value corresponding to this. The control of the range of ALC 120 is performed by the iris control means 19.
  • the STC 121 is a control area for setting the optimal exposure time m ⁇ T f according to the brightness of the subject by the image sensor control means 18 described above.
  • the relationship between brightness and exposure time m ⁇ Tf is as shown by the curve shown in 124b.
  • the period M ⁇ Tf is 2 Tf as shown in 16a at the exposure time m ⁇ Tf force 1 Tf to 2 Tf from the relation of the equation (3), and mT i is 2 Tf to 4 T At f, it becomes 4 T f as shown in 16 Ob.
  • M ⁇ T f changes in steps of 2 T f as shown in the figure depending on the value of m ⁇ T f.
  • the iris value I is fixed to the standard I st (F r. S for F value).
  • the IRIS 122 is a control area by the iris, and is controlled by the iris control means 19.
  • the AGC 123 is the control area of the largest range, and is controlled by the gain control means 16.
  • the exposure time is constant at the maximum value (34 Tf shown in the figure).
  • the relationship between the brightness of the subject and the e-shirt evening ON time (exposure time) is 1 field period length 1 T in the ALC120 area. It is constant at f (1 / fv).
  • mTf changes depending on the brightness as shown by a curve of 124b, and the exposure is controlled by the image sensor control means 18 as described above in accordance with the brightness.
  • the time is set.
  • the relationship between the brightness and the iris value in the area of AL C 120 is from I min (F value is F max) to 1 st (F r .s) as shown by the solid line of 125 a. It changes linearly and is set to the I value corresponding to the brightness.
  • the area of STC 122 is constant at the standard 1 st (F r. S) as shown by the solid line of 125 b. Under such conditions, it can be said that the exposure time m ⁇ T f corresponding to the brightness is set as described above. In the region of IRIS 122, the F value changes linearly up to the 1st (Fr.s) force, as shown by the solid line of 125c, up to ImaxFmin) (open), The iris value is set according to the brightness.
  • the area of AGC123 is constant at Imax (Fmin) as indicated by the solid line of 125d.
  • the curves 1 25 a, 125 b, 125 c, and 125 d showing the relationship between the brightness and the iris value I are shown by the relationship between the brightness and the iris aperture, and are the inverse of the F value. Is in a relationship. As shown in the figure, the brighter the aperture, the smaller the aperture diameter. In the brightest situation, the aperture diameter becomes the minimum value I min, and the F value becomes the maximum F max. Conversely, in the darkest condition, the aperture diameter becomes the maximum value Imax and the F value becomes the minimum value Fmin.
  • the range of AGC 1 23 is a fairly large range where the output cannot be obtained unless the AGC gain is increased.It changes as indicated by the dotted line 1 26 and the AGC gain value corresponding to the brightness in that range is set. Is performed.
  • the above-described luminance signal component value Y, the luminance signal component reference value Ys, and their difference signal (error signal) Yd will be described with reference to FIG. The numbers and lines in FIG.
  • the horizontal axis in FIG. 10 is an axis representing brightness as in FIG.
  • the vertical axis represents the luminance component value Y and the reference value Ys of the luminance signal component.
  • the abscissa indicates each region from ALC 120 to AGC 123.
  • the reference value Ys of the luminance signal component in each area is stored in the luminance reference setting means 14 in a data table such as a nonvolatile memory as a predetermined value.
  • the reference value Y s of the luminance signal component is set to a value corresponding to the brightness as shown in 127 b since the brightness of the subject is gradually reduced.
  • the exposure time corresponding to the brightness is set, so that there is a one-to-one relationship between the exposure time and the brightness.
  • the positions shown from 131 to 140 in FIG. 9 indicate typical exposure times.
  • FIG. 10 also shows representative values of the exposure time with respect to brightness (from the dotted line 1331 to the dotted line 140). From these facts, the luminance signal component in the STC 121 area
  • the minute reference value Y s may be defined as a function of the exposure time m ⁇ T f.
  • the reference value Ys of the luminance signal component is set to Y1 such that noise does not increase.
  • the reference value Ys of the luminance signal component is determined by the exposure time in all regions. That is,
  • the point shown in 129b becomes Ys for the exposure time of 26.5Tf.
  • the error signal Yd is the difference between Y and Y s and is indicated by a solid line 144 between the arrows.
  • FIG. 5 is a detailed block diagram of the iris control means 19.
  • the iris value calculation means 66 calculates the iris value of the next cycle during the current cycle based on the error signal Yd of the previous cycle.
  • Reference numeral 55 denotes iris value memory means for storing the iris values of the previous cycle, the current cycle, and the next cycle and supplying the iris value to the iris mechanism driver 120 to generate a control signal for setting the iris 2.
  • Reference numeral 50 denotes an iris correction value calculating means for performing a calculation as in the following equation based on the error signal Yd in the previous cycle.
  • ⁇ I Y d ⁇ k i ⁇ ⁇ ⁇ (9) where ⁇ I is an iris correction value, and k i is an iris correction coefficient (constant).
  • the second discriminating means 52 discriminates the sign of the error signal Yd and discriminates that the value is 0 (zero), and generates a control signal.
  • Reference numeral 51 denotes second switching means for switching the supply destination of the iris correction value ⁇ I, which is switched by a control signal from the second determination means 52 as shown in FIG. 53 is a second subtraction means, and 54 is a second addition means.
  • the iris correction means 50 obtains the iris correction value ⁇ I-1 of the previous period (field) represented by the equation (9).
  • Second addition of the iris value I — 1 of the previous period (field) obtained from the iris value memory means 55 in the current period (field) and the iris correction value ⁇ 1-1 by the sign of Y d Means 54 or second subtraction means 53 performs addition or subtraction to obtain an iris value I 1 for the next cycle.
  • the control signal is supplied from the second determination means 52 to the iris value memory means 55, and the iris value at that time is stored in the memory and held, so that the brightness is increased.
  • the optimal iris value will be set to the corresponding value, and optimal shooting will be possible.
  • the above is the control method of the area of ALC 120. Next, the control of the IRIS 122 area where the subject illuminance is darker than the STC 122 area will be described.
  • This area is controlled by the iris control means 19 similarly to the area of the ALC 120.
  • the cycle of the exposure time is one field (lTf) cycle.
  • the actual control cycle is controlled in 2 ⁇ cycles as described in the control of the ALC area.
  • the period is 34 ⁇ ⁇ cycles, which is about 0.56 second cycle.
  • the control cycle is 68 ⁇ ⁇ , twice that of this cycle. Therefore, the cycle is 1.1 seconds.
  • This area is used to enable shooting in extremely dark conditions, so to maximize the exposure time and further increase sensitivity, increase the iris aperture and set the iris to match the illuminance of the subject. I do.
  • the control method of the iris control means 19 is the same as that of the ALC region only in the difference between the above-mentioned cycle and Ys, and the description is omitted.
  • Reference numeral 78 denotes gain calculation means for calculating the gain value of the next cycle during the current cycle based on the error signal Yd of the previous cycle.
  • 75 is an AG that stores the gain values of the previous cycle, the current cycle and the next cycle, and supplies the gain value to an amplifier including an AGC circuit to generate a control signal for setting the gain of the AGC circuit. It is a C gain value memory.
  • Reference numeral 70 denotes an AGC gain correction value calculating means for performing the following calculation based on the error signal Yd of the previous cycle.
  • a G Y d ⁇ kg ⁇ ⁇ ⁇ (10) where A G: gain correction value kg: gain correction coefficient (constant).
  • Reference numeral 71 denotes third switching means for switching the supply destination of the gain correction value ⁇ G, which is switched by a control signal from the third determination means 72 as shown in FIG.
  • Reference numeral 73 denotes third subtraction means, and reference numeral 74 denotes third addition means.
  • the gain correction value calculating means 70 for the AGC calculates the gain correction value ⁇ G-1 of the previous cycle represented by the equation (10).
  • the gain value G-1 of the previous cycle obtained from the AGC gain value memory means 75 and the above-mentioned gain correction value are transferred to the third adding means 74 or the third subtracting means 73 depending on the sign of Yd. Addition or subtraction to find the gain value G1 for the next cycle.
  • the control signal is supplied from the third discriminating means A2 to the AGC gain value memory means 75, and the gain value at that time is stored and retained, so that it corresponds to the brightness.
  • the optimal gain value will be set, and optimal shooting will be possible.
  • the above is the control method in the AGC area.
  • the purpose of the present invention is to set the optimal exposure time, iris value and AGC gain value according to the brightness of the subject in order to perform effective shooting in a dark environment. It is to set.
  • the purpose is to determine the AG C gain value (hereinafter referred to as 3 optimum setting values) and keep that value. For this reason, a method for automatically sweeping the above four regions and obtaining three optimal setting values that match the brightness will be described.
  • the selection signal generator 17 in Fig. 1 automatically sweeps the above four areas. For this purpose, a control signal for switching between the image sensor control means 18, the iris control means 19, and the AGC gain control means is generated.
  • FIG. 7 is a block diagram, and FIG. 8 shows a time chart of signals on each signal line.
  • 93, 95, and 96 are OR gates, 94 and 97 are flip-flops, and 98 is a NOR gate.
  • the operation of the selection signal generating means 17 having these circuits will be described below.
  • the mode signal generating means 13 shown in FIG. The start signal shown in a) is supplied to the selection signal generation means 17 via the signal line 99.
  • the exposure memory one means 35 in the image sensor control means 18, the iris value memory means 55 in the iris control means 19, and the AG gain control means 16 The initial value of the control start is supplied to the AG C gain value memory means 75 respectively.
  • This initial value is stored in the mode signal generating means 13 in advance by a data table or the like.
  • the maximum value (34 Tf) is set as the initial value of the exposure time in the exposure memory means 35, and the maximum value (34 Tf) is stored in the iris value memory means 55.
  • the maximum value (Gmax) is supplied to the AG C gain value memory means 75 and stored in each memory. This is because it is not clear where the brightness of the subject is in the above four areas, so when switching to the high-sensitivity shooting mode, the control start point starts from the darkest state. is there.
  • This start signal passes through the OR gate 93 and is supplied to the S (set input) of the flip-flop 94. Therefore, a control signal G as shown in FIG.
  • the control signal G is supplied to the AGC gain control means 16 via the signal line 92.
  • the control signal G is supplied to the AGC gain value memory means 75 and the AGC gain correction value calculation means 70 in the AGC gain control means 16.
  • these means operate.
  • the AGC gain correction value calculating means 70 sets the gain correction value as an output to a 0 (zero) value.
  • the AGC gain value memory means 75 holds the final memory value (minimum value) at the end of the operation. That is, the memory value at the time when the control signal G changes from H to L is held.
  • the control is started assuming a dark state as shown in FIGS. 9 and 10, and first, the AGC gain control means 16 in the AGC region corresponds to the above-mentioned brightness corresponding to the brightness described above. Find the optimal set value. If the brightness of the object is somewhere in the AGC area, there is a point in time when the value of the error signal Y d becomes 0 (zero), and the AGC gain value GX at that time is stored in the AGC gain value memory means 7. Stored at 5 and held. In other words, the three optimal setting values at this point are the maximum exposure time (34 Tf), the iris is the maximum value Imax (OPEN), the AG C gain is Gx, and with these values, The image sensor 6, iris 2, and amplifier 7 operate.
  • the above-mentioned control signal G (see FIG. 8 (h)) is held at the H level. This means that the AGC gain control means 16 is operating (the evening shown in FIG. 8).
  • the set value is determined somewhere in section A of the time chart. ).
  • the control starts by pressing the mode switch button 12 and the start signal and initial value are set as described above, but in the AGC area
  • reference numeral 76 denotes a minimum gain discriminating means, which generates a control signal for moving beyond the AGC area to the control area of the IRIS area.
  • the minimum gain discriminating means 76 detects the time point when the minimum value is reached, and generates a signal reaching the minimum gain value as shown in FIG. 8 (b). This signal is supplied to the reset input R of the flip-flop 94 of the selection signal generating means 17 and the OR gate 95 shown in FIG. Therefore, the flip-flop 94 is reset, and the control signal G shown in FIG. 8 (h) is obtained at the output Q.
  • the control by the AGC gain control means 16 stops.
  • the minimum gain value stored in the AGC gain value memory means 75 includes the AGC circuit after this point. Supplied to the amplifier 7. Then, the minimum gain reaching signal is also supplied to the set input S of the flip-flop 97 through the OR gate 95, so that the output Q of the flip-flop 97 has the control signal I shown in FIG. Is obtained.
  • This control signal I is supplied to the iris value memory means 55 and the iris correction value calculation means 50 in the iris control means 19. During the period when the control signal I is at the H level, these means are operated. During the period when the control signal I is at the L level, the iris correction value calculating means 50 holds the gain correction value as an output at the zero value and the AGC gain value.
  • the memory means 55 holds the final memory value (minimum value) at the end of the operation. That is, the memory value at the time when the control signal I changes from the H level to the L level is held. Thus, when the control signal I is at the H level, it is a period during which the iris control means 19 is operating.
  • the iris value IX at that point is stored in the iris value memory means 55.
  • the three optimal setting values at this point are that the exposure time is the maximum value (34 Tf), the iris is IX, and the AGC gain is the minimum value (0 dB).
  • Element 6, iris 2, and amplifier 7 operate.
  • control signal I (see FIG. 8 (i)) is held at the H level, and the iris control means 19 is operating (the time chart shown in FIG. 8).
  • the set value is determined somewhere in section B of the bird.
  • the control for obtaining the optimum value of the iris value is performed in the cycle of the maximum exposure time (34 Tf), so that the iris value is reduced. Since Y> Ys even if the iris value is lowered, after several control cycles, the iris value becomes I st (F r .s) from the second subtraction means 53 in the iris control means 19. The time comes.
  • the first iris value discriminating means 57 detects a point in time at which the iris value becomes I st (F r .s), and outputs a signal reaching the iris value I st (point b) as shown in FIG. appear.
  • This arrival signal is supplied to the OR gate 96 of the selection signal generation means 17 shown in FIG. Further, this arrival signal is supplied to the reset input R of the flip-flop 97 through the OR gate 96, so that the flip-flop 97 is reset, and the output Q is applied to the control signal shown in FIG. 8 (i).
  • the signal I is obtained.
  • the control by the iris control means 19 stops, and the iris value I st (F r. s) is supplied to the iris mechanism driver 20 after this point.
  • the NOR gate 98 in the selection signal generating means 17 has a control signal G which is the output Q of the flip-flop 94 and a control signal which is the output Q of the flip-flop 97 shown in FIGS.
  • control signal P shown in FIG. 8 (j) is obtained at the output of the NOR gate 98.
  • This control signal P is supplied to the exposure memory means 35 and the exposure correction value calculating means 31 in the image sensor control means 18 via the signal line 90.
  • these means operate.
  • the exposure time correction value as output is held at the zero value by the exposure correction value calculating means 31 and the exposure memory means 3 5 holds the last memory value (minimum value) at the end of operation. That is, the memory value at the time when the control signal P changes from the H level to the L level is held.
  • the control signal P is at the H level, it is a period during which the image sensor control means 18 is operating.
  • the exposure time is mxTf
  • the iris value is 1 st (Fr.s)
  • the AGC gain is the minimum value (0 clB).
  • the control starts by pressing the mode switch button 12.
  • 80 region 12 3, beyond the IRIS region 122, the transition point from the STC region 121 to the ALC region 120 is at the minimum exposure time (1 T f) as shown in Figure 9
  • the control method in the STC area 121 is to change the exposure time from the maximum value (34 Tf) to the minimum value (lTf) as described above.
  • the exposure time is shortened in the bright direction because the control to find the optimal value of is performed.
  • the control of the STC area 121 that is, In the control state by the image sensor control means 18, since Y> Ys, after several control cycles, the image sensor control means 18
  • the minimum exposure determination means 36 detects the time when the exposure time becomes the minimum value (lTf). 8 (d), and generates an arrival time minimum value (l Tf) arrival signal as shown in Fig. 8 (d), which is shown in Fig. 7 via a signal line 42 (control means selection control signal generation means).
  • the signal is supplied to the OR gate 95 of the selection signal generating means 17. Further, this arrival signal is supplied to the set input S of the flip-flop 97 through the OR gate 95, so The flip-flop 97 is set, and the output Q obtains the control signal I shown in FIG. 8 (i) which becomes H level when this arrival signal is supplied.
  • the control signal G which is the output Q of the flip-flop 94 and the control signal I which is the output Q of the flip-flop 97 shown in FIGS. 8 (h) and (i) are supplied to the NOR gate 98 of the selection signal generating means 17. Supplied.
  • a control signal P shown in FIG. 8 (j) is obtained at the output of the NOR gate 98.
  • This control signal P is supplied to the exposure memory means 35 and the exposure correction value calculation means 31 in the image sensor control means 18 via the signal line 90.
  • the control signal P is at the H level, these means operate.
  • the exposure compensation value calculating means 31 holds the exposure time compensation value as an output at zero value, and the exposure memory means 3 5 holds the final memory value (minimum value) at the end of the operation, and stops the control of the image sensor control means 18.
  • the exposure time becomes the minimum value (1 Tf) when it enters the ALC area 120.
  • the control signal I becomes the H level again at this point as described above, so that the iris control means 19 operates.
  • the operation starts and the brightness of the subject is somewhere in the ALC area 120, there is a point in time when the value of the error signal Yd becomes zero, and the iris value Iy at that time is stored in the iris value memory means 3 5 Stored and held in.
  • the three optimal setting values at this point are that the exposure time is the minimum value (1 Tf), the iris is Iy, and the AGC gain is the minimum value (0 dB).
  • the element 6, the iris 2, and the amplifier 7 operate. While these values are held, the above-mentioned control signal I (see FIG. 8 (i)) is held at the H level.
  • the iris control means 19 is operating (the set value is determined somewhere in section D of the time chart shown in FIG.
  • Reference numeral 56 in the iris control means 19 in FIG. 5 is a minimum iris value discriminating means for detecting that the iris value has reached Imin.
  • the iris value obtained from the second subtraction means 53 in the iris control means 19 becomes smaller and finally reaches the time point at which it becomes Imin.
  • This time point is detected by the minimum iris value discriminating means 56, and the obtained control signal is supplied to the iris value memory means 55, and this Imin is stored and held in the iris value memory means 55.
  • the brightness (illuminance) of the subject is in ALC, STC, IRIS, and AGC, switch to the high-sensitivity shooting mode. Calculate the exposure time, iris value and AGC gain value, store them in memory, and shoot under optimal conditions.
  • control is performed from the dark state to the bright state, that is, the subtraction means in each control means in each control area.
  • Optimum shooting in a new environment can be achieved by storing the set values and operating the image sensor 6, the iris 2, and the amplifier 7 under the new shooting conditions.
  • the current state is somewhere in the ALC area 120 in FIG. 9 and the optimum conditions in that state are set.
  • the setting is made somewhere in the D section on the time chart shown in FIG.
  • the iris value is small, so that the luminance signal component value Y decreases and becomes smaller than the reference value Ys of the luminance signal component.
  • the current value of the iris value I is Ir
  • the value of Y becomes Y s / 4 when the situation becomes ⁇ ⁇ in this state Y becomes the same as Y s in this dark situation. To do this, set the iris value to 4 Ir.
  • the second addition means 54 calculates the iris correction value from the iris correction value calculation means 50 in the control means 19 and the previous cycle iris value from the iris value memory means.
  • the above is the control and the optimal value setting method when the brightness becomes dark in the ALC area.
  • the current state is somewhere in the ALC area 120 in FIG. It is assumed that the optimal conditions are set.
  • the iris value I increases, and finally the boundary between the ALC region 120 and the STC region 121 shown in FIG. 3 We reach I st (point a) in 1).
  • the second iris value discriminating means 59 in the iris control means 19 in FIG. 5 detects the time when the iris value reaches the above I st (point a).
  • a signal reaching the iris value I st (point a) shown in FIG. This signal is supplied to the OR gate 96 of the selection signal generation means 17 via the signal line 63 (control means selection control signal generation means). Since this signal is supplied to the reset input R of the flip-flop 97 through the ⁇ R gate 96, the flip-flop 97 is reset, and the control signal I shown in FIG. can get.
  • the arrival signal of the iris value I st (point a) shown in FIG. 8 (e) is supplied to the selection signal generation means 17, the operation of the iris control means 19 stops and the section D in FIG. 8 ends.
  • the iris value memory means 55 holds the iris value I st.
  • control signal P shown in FIG. 8 (j) is obtained from the NOR gate 98 of the selection signal generating means 17 and this signal Is supplied to the image sensor control means 18. Therefore, from the time when the arrival signal is issued, the control is started in the STC area, that is, the control by the image sensor control means 18 (section E in FIG. 8). If the brightness is somewhere in the STC area, control is performed to increase the exposure time m ⁇ Tf until the exposure time matches the brightness. When the control enters the STC region 121 as described above, the exposure time starts from 1 Tf as shown in FIG. 9 (the position indicated by the dotted line 131).
  • the luminance signal component value Y becomes the value of Y b at 1 48 at the position of the dotted line 1 31.
  • the exposure time correction value ⁇ ⁇ Tf of the previous cycle obtained from the exposure correction value calculation means 31 in the means 18 passes through the terminal a (—) of the first switching means, and the first addition means 3 4 Supplied to The first addition means 34 is also supplied with the exposure time m ⁇ T f of the previous cycle from the exposure memory means 35.
  • the exposure time m ⁇ Tf + Am ⁇ Tf in the next cycle obtained by adding both values is obtained.
  • the above is a method of obtaining a setting value that is suitable for a new situation where the brightness of the subject has changed from the situation that was at the optimal setting value in the area 122 to the dark situation in the STC area 121.
  • the case where the situation changes to a longer area will be described.
  • the dotted line 140 in FIG. 9 is the brightness position at the maximum exposure time, and indicates the boundary position from the STC area 121 to the IRIS area 122.
  • the maximum exposure discriminating means 37 in the image sensor control means 18 of FIG. 4 detects a point in time at which the exposure time obtained in each cycle from the first adding means 34 reaches the maximum value (34Tf), At that point, a control signal is generated.
  • the exposure time maximum value signal shown in FIG. 8 (f) is obtained from the maximum exposure discriminating means 37 and supplied to the OR gate 95 of the selection signal generating means 17 shown in FIG. 7 via the signal line 43. You. Since this signal is applied to the set input S of the flip-flop 97 through the OR gate 95, the control signal I shown in FIG. 8 (i) is obtained at the output Q. Since this signal is added to the iris control means 19 as described above, The control by the iris control means 19 starts from the time when the arrival signal is generated. This is the control for the F section in FIG. The method of obtaining the optimum set value by the iris control means 19 is the same as described above.
  • the point at which the iris value reaches the maximum value (the position indicated by the dotted line 141 in FIG. 9) is detected, and from that point on, the AGC gain control is performed. Means 16 should be operated.
  • the maximum iris value discriminating means 58 in the iris control means 19 in FIG. 5 detects the point in time when the iris value obtained from the second adding means 54 reaches the maximum value. From the maximum iris value determining means 58, an iris maximum value reaching signal shown in FIG. 8 (g) is obtained. This signal is supplied to the OR gate 93 of the selection signal generating means 17 shown in FIG.
  • the control signal G shown in FIG. 8 (h) is obtained at the output Q. Since the control signal G is supplied to the AGC gain control means 16, the control area is thereafter controlled by the AGC gain control means 16.
  • the maximum gain determination means 7 When the AGC gain value reaches the maximum value, the maximum gain determination means 7 generates a control signal that reaches the maximum value at that time. Most The maximum value reaching control signal from the large gain discriminating means 77 is applied to the AGC gain value memory means 75, and the AGC gain maximum value is stored and held. The setting value in this state is the same as the initial setting value of the control point when the mode is switched to the high-sensitivity shooting mode.
  • an optimum set value can be obtained by performing control in the above-described bright direction.
  • the optimum setting value is obtained in any brightness condition, and the shooting can be performed while maintaining the setting value.
  • the components are shown as hardware using circuit blocks.
  • the imaging control means 25 in FIG. 1 can be configured with a single microphone computer. In this case, the operation of each block is represented by a program.
  • the initial setting value, the luminance signal reference value, and the like are set in advance in the internal ROM (R OM).
  • the same effect as the present invention can be obtained by using the present invention not only for a video camera but also for a device provided with an image pickup device such as a digital still camera.

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Abstract

本発明は、暗い環境においてもその時の照度に応じた上記蓄積時間（露出時間）を自動的に設定し、被写体の動きに対してできるだけスムーズに追従させる画像処理装置を提供することを目的とし、外部から入射した光学信号の光量を制御するアイリス２からの信号を結像し映像信号を出力する撮像素子６からの映像信号のゲイン制御を行うゲイン制御手段７と、ゲイン制御手段７の出力信号を信号処理する信号処理手段９と、信号処理手段９からの映像信号に基づきアイリス２の開度と撮像素子６の露光時間とゲイン制御手段のゲイン量を制御する撮像制御手段２５とを備え、撮像制御手段２５は、周囲が暗い時に信号処理手段９からの映像信号に基づき周囲の明るさを判別し、撮像素子６の露光時間を可変する。

Description

明 細 書 画像処理装置 技術分野
本発明は暗い環境において、 照明等に頼ることなく、 その照度に 応じた明瞭な画像を撮像することが可能なビデオ力メラなどの画像 処理装置に関するものである。
背景の技術
小型ビデオ力メラ、 あるいは小型ビデオ一体型力メラにおいて撮 像素子は殆ど固体撮像素子である C CD型撮像素子が使われている。 CMO S型撮像素子も使用されているが光電変換部の素子が異なる だけで画像信号を得る過程は同じようなものである。 以下は上記固 体撮像素子として C CD型撮像素子を例に挙げて説明する。
暗い環境において明瞭な撮影画像をえるため、 通常は照明によつ て被写体の照度を高め撮影が行われているが、 照明器具は持ち運び が不便な点や、 電力消費も大きいので、 小型ビデオカメラ等におい てはそのようなものがなくても暗い環境で撮影ができることが望ま れる。
固体撮像素子を用いたカメラに関してはデジ夕ルスチルカメラの 例であるが特開 2 0 0 1— 2 8 5 7 0 7公報に記載されている。 こ の文献には C CD型撮像素子を用い、 その撮像の感度及び電子シャ ッ夕、 撮像素子の信号出力の増幅等を行う CD S /AG C回路のゲ イン、 さらにアイリスの絞り値等の制御パラメ一夕の値を調整して 露出を自動制御する方式が記載されている。 本発明は動画を撮影するビデオ力メラにおいて特開 2 0 0 1— 2 8 5 7 0 7公報に示されている制御パラメ一夕を調整し暗い環境に おいて露出を設定するものであるが、 従来はその時の明るさの環境 において暗い環境であれば感度を高く した固定の制御パラメ一夕の 設定がなされていた。 特に、 上記した電子シャツ夕、 すなわち露出 時間に対しては長い時間に設定される。 そのため撮影された画像の 動きがスムーズでなくなる問題がある。
C CD型撮像素子における電子シャツ夕、 所謂、 露出時間につい ては特開 2 0 0 1— 2 8 57 0 7公報に記されているが以下のよう なシステムになっている。
C C D型撮像素子は受光面はフォ トダイオードアレイ （P D) 等 の光を電荷に変換する光電変換素子、 発生する電荷を蓄積する蓄積 部及び蓄積部の電荷を電荷転送素子 （CCD) によって垂直方向へ の転送と水平方向への転送を行い画像信号を得るものである。
そこで P Dから発生する電荷を蓄積する時間長によって撮像素子 に取りこまれる入力光量が決まってくるので、 この蓄積のための時 間長を制御すれば、 機械的なシャツ夕を用いることなく撮像素子に 取り込まれる光量の時間的コントロールすなわち露出時間のコント ロールができることになる。 これが電気的なシャッ夕または電子シ ャッ夕と呼ばれるものである。
C CD型撮像素子を用いたビデオカメラにおいては、 通常撮影に おいては映像信号のフィールド周期 （T f ) に合わせた 1 /6 0秒 の電子シャツ夕時間 （露出時間） で撮影される。 これは 1 Z 6 0秒 間に取り込まれる単位時間の入力光量が十分で高い信号出力が撮像 素子から得られる明るい環境下の撮影の場合である。 暗い環境にお いては単位時間当たりの入力光量が少ないので、 信号出力を大きく するには露出時間を長く して入力光量を蓄積させることによって高 い信号出力を得ることが行われる。
このように電子シャツ夕時間 （露出時間） に相当する撮像素子の P Dから発生する電荷を蓄積部に蓄積させる期間を長くすることに よって暗い環境での高感度撮影が可能となる。
例えば露出時間を 0 . 5秒に設定した場合は、 この長さは 3 0フ ィ一ルド （ 1 5フレーム） に相当するので 3 0フィールドの期間の 上記 P Dからの電荷が蓄積部に蓄積される。そしてこの蓄積期間（露 出時間） の最後の 1 フィールドが蓄積画像信号となる。 さらにこの 蓄積期間の最終 1 フィ一ルドの画像信号を信号処理して映像信号に 変換し、 それを 3 0フィールド間メモリーして連続の映像信号を得 ることが行われる。 この露出時間はフレーム期間 （約 3 3 m s ) の 倍数で最大 0 . 5秒程度までであればどんな値でも良いがかなり暗 い状態でも撮影できるように 0 . 5秒近くに設定されることが多い。
しかしながら、 この場合当然のことながら 3 0フィールド間 （約 0 . 5秒） 蓄積した最後の 1 フィールドを C C Dから取りだすこと になるので 3 0フィールド毎の静止画になり、 画像の動きがスムー ズでなくなる。 被写体の動きが速い場合は、 その動きが撮影できな くなる場合が生ずる。 そして、 被写体の照度に応じた映像信号レべ ルが得られない問題がある。 本発明は上記問題点を改善するものであり、 暗い環境においても その時の照度に応じた上記蓄積時間（露出時間）を自動的に設定し、 被写体の動きに対してできるだけスムーズに追従させるようにした ものであり、 さらに、 その時の画質も最適にする画像処理装置を提 供することを目的とする。
発明の開示
この課題を解決するため、 本発明の画像処理装置は、 周囲が明る い時に用いる第 1の撮影モードと、 周囲が暗い時に用いる第 2の撮 影モードとを備えた画像処理装置であって、 外部から入射した光学 信号の光量を制御するアイリスと、 前記アイリスからの光学信号を 映像信号として出力する撮像素子と、 前記撮像素子からの映像信号 のゲイン制御を行うゲイン制御手段と、 前記ゲイン制御手段の出力 信号を信号処理する信号処理手段と、 前記信号処理手段からの映像 信号に基づき前記アイリスの開度と前記撮像素子の露出時間と前記 ゲイン制御手段のゲイン量を制御する撮像制御手段とを備え、 前記 撮像制御手段は、 第 2の撮影モードの時に前記信号処理手段からの 映像信号に基づき周囲の明るさを判別し、 その明るさに応じて前記 撮像素子における露出時間を可変するよう構成したことを特徴とす る。
また、 本発明の画像処理装置は、 撮像素子の露出時間である電子 シャツ夕オン時間を周期 M · T f ( M ： 1および 2以上の偶数、 T f ： 1 フィールド期間） 内の m · T f (m ： 正数） 期間にすること によって暗い環境での撮影を可能にする画像処理装置であって、 電 子シャツ夕オフ時間を n · T ί ( η ： 0〜 2の正数） とした時に Μ · T f = m · T f + n · T f の関係を持たせながら周期 Μ · T f で上記電子シャツ夕オン時間 m · T f を連続的に変化させ自動的に 最適露出時間に設定させるため、 光を電荷に変換する光電変換素子 からなる撮像面と上記光電変換素子から発生する電荷を蓄積する蓄 積部と蓄積された電荷を垂直及び水平方向に転送し画像信号を得る 電荷転送素子（Charge- Coupled Devices )等からなる撮像素子と、 上記撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのレンズ及びァ ィリス等から構成されるレンズュニッ トと、 上記電子シャツ夕オン 時間 m · T f に上記光電変換素子からの電荷を上記蓄積部に蓄積さ せる電子シャッ夕駆動制御と、 上記電子シャッ夕オフ時間 n · T f に上記蓄積部から電荷を排出する電荷排出駆動制御と、 上記電荷転 送素子の垂直及び水平転送によって上記周期 M · T f 毎に得られる 最終 1 フィールドの上記 m · T f 時間だけ蓄積して得られた画像信 号を取り出す駆動制御とを行う撮像素子ドライバーと、 上記撮像素 子ドライバーの駆動により上記撮像素子から得られる画像信号を増 幅する増幅器と、 上記増幅器より得られる画像信号を信号処理して 輝度信号及び色信号からなる映像信号を得る信号処理回路と、 上記 電子シャッ夕オン時間 m · T f に上記撮像面に入り込む光量値を示 す上記輝度信号を上記露出期間の最終 1 フィールド期間積分して被 写体の明るさに対応する入力光量値を検出する輝度検出手段と、 明 るさに対応した輝度信号成分の基準値を設定する輝度基準設定手段 と、 上記輝度検出手段から得られる輝度信号成分値と上記輝度基準 設定手段からの輝度信号成分の基準値とを比較して周期 M · T f 毎 の両信号の誤差信号を得る比較手段と、撮像素子制御手段とを有し、 上記撮像素子制御手段は周期 M · Τ ί毎に設定される電子シャッ夕 オン時間 m · T f をメモリ一する露出メモリ一手段と、 現周期 （M 0 · T f 周期） の 1周期前 （M - 1 · T f 周期） に、 露出メモリ一手段 にメモリーされている電子シャッタオン時間 m - 1 · T f に、 現周期 ( M 0 · T f 周期） において 1周期前 （M - 1 · T f 周期） に得られた 上記誤差信号を基に演算して得られる露出時間補正量 Δ πι- 1 · T f を上記誤差信号の符号により加算または減算演算処理し、次周期（M 1 · T f 周期） の電子シャッ夕オン時間 m l · T f ( = m -l · T f 土 A m - l · T f ) を求める露出時間演算手段と、 上記電子シャツ夕ォ ン時間 m l · T f を上記露出メモリ一手段にメモリーすると共に上 記電子シャツ夕オン時間 m l · T f を基に上記撮像素子ドライバー に供給する電子シャツ夕オン時間と電子シャッ夕オフ期間を示す第 1の制御信号と蓄積して得られた 1 フィールドの画像信号を取り出 す第 2の制御信号を発生する制御信号発生手段を有し、 上記制御信 号発生手段からの上記電子シャッ夕オン時間 m · T f を基に発生さ れた第 1 , 第 2の制御信号を上記撮像素子ドライバーに供給するこ とによって M · T f 周期でのフィードバック制御ループを形成し、 上記電子シャツ夕オン時間 m · T f を変化させ、 上記誤差信号がゼ 口またはゼロ付近になった時点の上記電子シャッ夕オン時間 （露出 時間） m · T f を保持することによって最適露出条件での映像信号 を得るよう構成したことを特徴とする。 さらに本発明は全ての明るさ環境での撮影ができるように上記露 出時間の制御でカバーされる明るさ範囲外の明るい環境そして範囲 外の暗い環境にも対応できるように上記増幅器及びアイリスをも制 御し、 いかなる明るさの環境でも撮影ができるようにも構成したも のである。 この構成によると、 ビデオカメラにおいて撮像素子に入力した光 量を蓄積できる機能を利用して、 最適自動露出時間の設定ができる 高感度画像処理方式であるが、 加えてアイ リス及び A G C増幅器を 制御することにより、
( 1 ) 照度に応じた最適の露出時間に設定されるので、 露出時間 が長くなることによる出力画像の動きの応答性の劣化が少なくなる。
( 2 ) 露出時間に応じた映像信号出力が得られる。 すなわち明る さに応じた映像信号出力が得られる。
( 3 ) 殆ど喑閽からかなり明るい範囲の環境下での撮影が可能で ある。
等の効果が得られる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施の形態 1における全体回路ブロック図
図 2は本発明の実施の形態に係わる撮像素子の電子シャッタ動作 を説明するためのタイムチャート
図 3は本発明の実施の形態に係わる撮像素子の特定露出時間の場 合の電子シャッ夕動作を説明するためのタイムチヤ一ト
図 4は本発明の実施の形態に係わる撮像素子制御手段の詳細回路 ブロック図
図 5は本発明の実施の形態に係わるアイリス制御手段の詳細回路 ブロック図 図 6は本発明の実施の形態に係わる A G Cゲイン制御手段の詳細 回路ブロック図
図 7は本発明の実施の形態に係わる選択信号発生手段の詳細回路 ブロック図
図 8は本発明の実施の形態に係わる選択信号発生手段における入 出力信号のタイムチヤ一卜
図 9は本発明の実施の形態に係わる被写体の明るさと'露出時間、 明るさとアイリス値及び明るさと A G Cゲイン値との関係並びに制 御領域を説明するための図
図 1 0は本発明の実施の形態に係わる被写体の明るさと輝度信号 成分値 Y及び基礎信号基準値 Y s との関係を説明する図
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 図 1から図 1 0を用いて説 明する。
(実施の形態 1 )
図 1は本発明の実施の形態の全体構成を示す。
図 1において、 1は被写体像を結像させるためのレンズ部、 2は 機械的に入射光量を調節するアイリス及びアイリスの口径を変える アイリス駆動モータ （図示せず） 等からなるアイリス部であり、 1
0 0はレンズ部 1及びアイリス部 2からなるレンズュニッ トである。
2 0はアイリス部 2のァイリス駆動モー夕を駆動するアイリス機構 ドライバーである。 1 9はアイリスの口径値を設定するアイリス制 御手段である。
3は、 光を電荷に変換するフォ トダイオードアレイのような光電 変換素子 （P Dと称す） であり、 レンズユニッ ト 1 0 0により光量 を調整され、 結像された光学画像を光電変換する。 4は電子シャツ 夕が開いている期間、 すなわち露出時間 （露出期間） に P D 3から の電荷を蓄積するアレイ状の蓄積部である。 5は蓄積部 4で蓄積さ れた電荷を垂直及び水平方向に転送し画像信号を得る電荷転送素子 (以下、 C C Dと称す） である。 6は P D 3、 蓄積部 4並びに C C D 5からなる撮像素子である。 2 1は撮像素子 6から画像信号を取 り出すための撮像素子 6の制御駆動を行う撮像素子ドライバーであ る。 1 8は撮像素子ドライバー 2 1 に対して上記電子シャツ夕オン 時間 （露出時間） の設定や蓄積された画像信号を取り出すための夕 ィミング信号を発生する撮像素子制御手段である。
増幅器 7は A G C回路からなる増幅器で、 撮像素子 6から得られ る画像信号のノィズを低減する C D S回路と画像信号を増幅する。 1 6は増幅器 7の A G C回路のゲインを設定する A G Cゲイン制御 手段である。
A Z D変換器 8は、 増幅器 7より得られる画像信号をデジタル信 号に変換する。 信号処理回路 9は、 A Z D変換器 8から得られるデ ジ夕ル画像信号を輝度信号と色信号からなるデジタル標準映像信号 に変換する。
ここで通常撮影モード （第 1の撮影モード） と本発明における高 感度撮影モード （第 2の撮影モード） について説明する。
ここで言う通常撮影モードとは、 周囲が明るく、 特別な照明を必 要としないで、 撮影画像が普通に判別できる範囲の通常の撮影状態 である。このモードにおいては上記したように電子シャッ夕時間（露 出時間） は撮像素子制御手段 1 8によって映像信号のフィールド周 波数 f vの 1周期である 1 ί V秒 （約 1 6 0秒） に設定されて いる。 よって、 通常撮影モ一ドではフィールド期間 （T f ) と電子 シャツ夕時間 （露出時間） とが一致しているので通常の動画撮影が できることになる。 そして本発明における高感度撮影モードでは上 記した通常撮影モードでの撮影では照明しないと良好な撮影画像が 得られない状況でも、 照明なしで効果的に撮影ができ、 さらにこの モードにおいては周囲の状況が変わり明るくなっても明瞭な画像信 号が得ることができる装置である。 そして、 モード切換は以下のよ うにして行われる。
図 1のモード切換釦 1 2は上記両モードを切り換える指令信号を 発生する切換釦である。 モード信号発生手段 1 3はモード切換釦 1 2からの指令信号により上記一方のモードから他方のモードに上記 各制御手段及び一部の手段の設定条件を切り換えるための制御信号 を発生する。 本装置の電源をオンにした時は通常撮影モードに設定 される。 高感度撮影モードにしたいときはモード切換釦 1 2をおせ ば上記指令信号によりそのモードに切り換わる。 再度釦を押せば元 の通常撮影モードに戻る。 いわゆる トグル動作になる。 メモリー手 段 1 1は高感度撮影モードにおいて信号処理回路 9からの露出時間 に蓄積された周期的に得られる 1 フィールドの映像信号をその 1周 期間メモリ一して連続な映像信号にするためのメモリーである。 ス ィツチ手段 2 2は上記両モードにおいてそれぞれ得られる映像信号 をモード信号発生手段 1 3からの切換え制御信号によって切り換え る。
まず、 通常撮影モードの状態では、 上記したように撮像素子制御 手段 1 8が撮像素子ドライバー 2 1 に与える電子シャツ夕時間、 す なわち露出時間が上記した 1 Z f v秒 （= T f ) になるように、 制 御信号がモード信号発生手段 1 3から撮像素子制御手段 1 8に信号 線 4 0を介して供給される。 信号線についてはどの信号線かをわか るように番号を付す。
よって、 撮像素子 6からは上記したように通常の動画画像信号が 得られ、 増幅器 7、 Aノ D変換器 8並びに信号処理回路 9により、 増幅、 及びデジタル信号処理され、 信号処理回路 9から連続動画の デジタル映像信号が得られる。 得られたデジタル映像信号はスィッ チ手段 2 2の端子 Aを介して出力される。 2 3は出力端子であり、 カメラだけの仕様であればこれが出力端子となる。 2 4はデジタル ビデオテープレコーダまたはディスクレコーダ等の映像信号を記録 再生できるレコーダである。 ビデオ一体型カメラの場合は、 スイツ チ手段 2 2の映像信号がレコーダ 2 4によって記録される。
通常撮影モードの場合、 モード信号発生手段 1 3から撮像素子制 御手段 1 8への露出時間の設定は 1ノ f V秒であるが増幅器 7の A G C回路のゲインを設定する A G Cゲイン制御手段 1 6及びアイリ ス値の設定を行うアイリス制御手段 1 9においてもモード信号発生 手段 1 3から設定のための制御信号が供給されている。 A G Cゲイ ンは最小値 （ O d B ) であり、 アイリスは定常値に設定されるが入 力光量が多くなると後述するアイリス制御によりアイリス値が設定 される。
以上が通常撮影モード時の動作説明である。 本発明における高感度撮影モードは、 暗い環境においても電子シ ャッ夕時間、 すなわち露出時間を、 1 フィールド期間 （T f = 1 Z f v秒） より長くして良好な画像信号を得ようとする装置である。 この場合の電子シャッ夕の動作を図 2， 図 3を用いて説明する。
ビデオカメラにおいては映像信号の奇数偶数フィ一ルドからなる フレーム単位で画像が成り立つている。 電子シャツ夕オン時間 （以 下、 露出時間とも言う。 ） は PD 3からの電荷を蓄積部 4に蓄積し ている期間に相当するので、 露出時間を 1フィールド期間を越えた 時間に設定するには露出時間を包含する数フレーム単位での周期的 な信号処理を行う必要がある。
高感度撮影モードの場合には、 撮像素子 6の蓄積部 4、 C CD 5 を駆動制御する撮像素子ドライバー 2 1に撮像素子制御手段 1 8か ら信号線 47, 46, 44を介して図 2 (a) (b) ( c ) に示す 制御信号が供給される。 （図 2 (a) (b) (c) が図 1の信号線 4 7， 46， 44に示す （a) (b) ( c ) に対応している。 ) 図 2の第 1の制御信号 （a) は、 露出時間 （電荷蓄積期間） 及び 電荷排出期間を指定する信号で、 PD 3からの電荷が蓄積部 4に蓄 積されている期間である露出時間 T e x p =m * T f 及び PD 3か らの電荷を排出し、 蓄積部 4に電荷を蓄積しない期間である電子シ ャッ夕オフ時間 T d i s = η · Τ ίを示す制御信号である。 そして T e X ρと T d i sには次式の関係を持たせ、 周期的に電子シャッ 夕動作を行うようにする。
T a l l = T e x p + Td i s
= m · T f + η · Τ f
= (m+ η) Τ f =Μ · Τ f · · · ( 1 ) m + η = Μ · . · ( 2 ) ここで Τ ί = 1フィ一ルド期間、 m： ：!〜 34程度の正数、 n ： 0〜 2の正数、 M : 1または 2〜 3 4程度の偶数 そして mと Mと の関係は次式で示される。
m = 1の時は M = 1
1 < m ≤ 2 の時は M = 2
2 <m の時は M— 2 く m ^ M · · · ( 3 ) すなわち、 m · Τ ίを露出時間 （電子シャツ夕オン時間） 、 η · T f を電荷排出期間 （電子シャツ夕オフ時間） とを合計した Μ · Τ f を 1周期とした電子シャツ夕オンオフ動作が行われることになる。 m = 1の時は M = 1である。 これは通常撮影モードの時の露 出時間 （T f = 1 / f V ) と同じである。 図 3 ( a) は m= 2. 5すなわち露出時間 T e X p = 2. 5 T f の場合の制御信号を示 している。 この場合は上記の関係から 2 < 2. 5 ≤ 4である ので M= 4となり、 n = M-m 一 4— 2. 5 = 1. 5、 すな わち、 T d i s = l . 5 T f となる。 よって 4 T f を 1周期とした 露出時間 2. 5 T f の電子シャッ夕で撮影が行われることになる。 次に露出時間 m · T f 中に蓄積部 4に蓄積された電荷は C CD 5 の垂直及び水平方向への転送によって画像信号として取り出される。 そのため、 まず、 撮像素子制御手段 1 8から、 図 2 (b) に示す蓄 積電荷を C CD 5に移送する期間を指示する信号、 または図 3 (b) に示す C CD 5の垂直 ·水平転送期間および画像取り込み期間を指 示する電荷移送パルスが、 撮像素子ドライバー 2 1に供給される。 このパルス期間は垂直同期信号帰線期間に相当し、 この間に蓄積部 4から C CD 5への電荷の移送が行われる。 さらに図 2 ( c ) また は図 3 ( c ) に示すゲート信号によって、 M ' T f 周期毎の 1フィ 一ルド区間において C CD 5に移送された電荷を垂直方向及び水平 方向に C CD 5自身により蓄積電荷を転送すれば撮像素子 6の C C D 5からは M · T f 周期毎の露出時間 m · T f 蓄積された画像信号 が得られる。 この信号は、 増幅器 7， A/D変換器 8， 信号処理回 路 9を通ることによって図 2 ( d ) または図 3 ( d ) に示す M · T f 周期毎の m * T f 期間 （露出時間） 被写体からの光学像が電荷と して蓄積された 1 フィールドの映像信号が信号処理回路 9から得ら れる （図 2 (d) または図 3 (d) が、 図 1の信号処理回路 9の信 号線 4 8 ( d ) に対応している。 ） 。
この場合、信号処理回路 9からの映像信号は、上記したように M · T f 周期毎に 1 フィールドの間欠的な信号になるので、 これを連続 の映像信号に直さなければ画像を見ることができない。 1 1はこの ためのメモリー手段である。 メモリ一手段 1 1には、 上記した図 2 ( c ) または図 3 ( c ) に示すゲート信号が撮像素子制御手段 1 8 から信号線 44を介して供給され、 上記 1フィールドの映像信号が メモリーされる。 そして信号のない期間をメモリー手段 1 1にメモ リーされた信号に置き換えれば、 図 2 ( e ) または図 3 ( e ) に示 す連続な映像信号がメモリー手段 1 1から得られる （図 2 ( e ) ま たは図 3 ( e ) が図 1の信号線 4 9 ( e ) に対応している。 ） 。 高感度撮影モードの時は上記したようにスィツチ手段 2 2にはモ —ド信号発生手段 1 3から制御信号が供給され、 スィッチ手段 2 2 のコモン端子は端子 Bに接続されているのでスィツチ手段 2 2に繋 がる出力端子 2 3にはメモリー手段 1 1からの上記した図 2 ( e ) または図 3 ( e ) に示す映像信号が得られ、 ビデオ一体型カメラに おいてはこの信号が上記したレコーダ 2 4によって記録される。 以 上が高感度撮影モードの場合の電子シャッ夕動作と映像信号処理で ある。 次にこの電子シャッ夕動作を利用して本発明からなる自動的に最 適の露出時間を設定できる制御方法を以下に述べる。
信号処理回路 9からは上記した図 2 ( d ) または図 3 ( d ) に示 す M · T f 周期毎の 1 フィールドの間欠的な映像信号が得られる。 上記したように被写体光を P D 3にて電荷に変換し、 蓄積部 4にて 蓄積され、 C C D 5にて走査されて得られた画像信号は、 信号処理 回路 9にて信号処理され、 輝度信号成分と色信号成分とからなる映 像信号になる。 すなわち、 輝度信号成分は被写体からの光量に比例 しているので、 この輝度信号成分の 1 フィールド間の積分値は電子 シャツ夕オン期間中の撮像素子 6への入力光量を示す。 輝度検出手 段 1 0は、 電子シャッタオン期間 m · T f 中の入射光量を得るため の輝度信号を 1 フィールド間積分して輝度信号成分値 Yを検出する (積分期間は図 2 ( c ) に示す区間 1 1 3である。 ） 。
輝度基準設定手段 1 4は、 被写体照度に対する輝度信号成分値の 基準値の予め定められた値がメモリーされたデータテーブル等を有 しており、 後述のようにこのデ一夕テーブルは露出時間 m · T f 値 によって定められている。
比較手段 1 5は、 輝度検出手段 1 0からの輝度信号成分値 Yと輝 度基準設定手段 1 4からの輝度信号成分の基準値 Y s とを比較し、 その誤差信号 Y d ( = Y - Y s ) を出力する。
比較手段 1 5で得られた誤差信号は、 信号線 3 9を介して撮像素 子制御手段 1 8、 ゲイン制御手段 1 6並びにアイリス制御手段 1 9 に供給される。
以上のことから、 撮像素子 6—増幅器 7→ A Z D変換器 8—信号 処理回路 9→輝度検出手段 1 0→比較手段 1 5→撮像素子制御手段 1 8→撮像素子ドライバー 2 1→撮像素子 6の制御ループが構成さ れる。 この制御ループによって、 M · T f 周期で露出時間 m · T f 蓄積された電荷と等価な上記輝度信号成分値を周期毎に輝度信号成 分の基準値と比較し、 その誤差信号 Y dを基に次の周期の露出時間 を決めるようなフィードバック制御が確立される。
上記したように
誤差信号 Y d = 輝度信号成分 Y — 輝度信号成分の基準値 Y s であるので、 これらの関係から M · Τ ί周期で被写体照度に対応し た輝度信号成分の基準値 Y s と輝度信号成分 Υとが等しくなるよう 露出時間 m · T f が自動調整できればよい。 そこで、 Y = Y s にな る時 （完全に一致の条件ではなくある幅を持った範囲） の露出時間 を求めるため、 Y > Y sの時は入力光量が基準値より大きい （被写 体照度が明るい） 、 つまり現在の露出時間が長いので、 これを短く するような制御を行えばよい。 逆に、 Y < Y sの時は入力光量が基 準値より小さい （被写体照度が暗い） 、 つまり現在の露出時間が短 いので、 これを長くするような制御を上記制御ループを用いて行え ばよい。 この露出時間の算出と制御信号の発生を行う手段が撮像素 子制御手段 1 8である。 図 4は撮像素子制御手段 1 8の具体的なプロック図である。
撮像素子制御手段 1 8には、 比較手段 1 5より信号線 3 9を介し て誤差信号 Y dが供給されている。 露出補正値演算手段 3 1は、 誤 差信号 Y dを基に次の周期の露出時間を決めるための露出時間補正 値 Am * T f を求めるもので、 次式で示されるような演算を行う。 露出時間補正値 Διη · Τ ί =
誤差信号 Y d X 露出時間補正係数 k s · · · (4) k sは定数である。 光量はエネルギーであるので （4) 式は Ydの 数次の関数で表せるが、 複雑であるので 1次で示した。
3 0は誤差信号 Ydの符号の判別と値が 0 (ゼロ） の判別を行い 制御信号を発生する第 1の判別手段である。 これを言いかえれば、 誤差信号 Yd = 輝度信号成分値 Y — 輝度信号 Y s であるので、
Y > Y s の時は正 （+ )
Y = Y s の時は 0 (ゼロ）
Y < Y s の時は負 （―）
の判別を行いそれぞれの制御信号を発生する手段である。
第 1の切換手段 3 2は、 図 4に示すように第 1の判別手段 3 0か らの制御信号によって上記露出時間補正値 Δηι · T f の供給先を切 り換える。 3 3は第 1の減算手段、 34が第 1の加算手段である。 露出時間 （電子シャツ夕オン時間） 演算処理手段 45は、 誤第 1 の判別手段 3 0、 第 1の切換手段 3 2、 加算手段 34並びに減算手 段 3 3からなる。
露出メモリ一手段 3 5は、 露出時間演算手段 4 5により演算して 得られる露出時間 m · T f の値と、 この露出時間 m · T f を基に上 記 （ 1 ) ( 2 ) ( 3) 式から計算される周期 M · T f の値とを次周 期までメモリーする。 図 2に示したように現周期 （MO ' T f 周期） において次周期の 露出時間 ml · T f が露出時間演算手段 4 5により演算され、 次周 期の露出時間 ml · T f (二前周期の露出時間 m-1 · T f 土露出時間 補正値 Δπι-1 ' T f ) が得られる。 （演算期間は図 2 ( c ) に示す 1 1 4の区間において行われる。 ） このようにして前周期 （M-1 · T f ) の露出時間 m-1 · T f の値を現周期 （M0 · T f ) まで露出メ モリー手段 3 5にて遅延し、 現周期 （MO ' T f ) において計算さ れた次周期の露出時間 ml · T f と周期 Ml · T f が 2周期毎にが得 られメモリ一される。 3 8は露出メモリー手段 3 5から得られる上 記 2周期ごとの露出時間 m · T f と周期 M · T f の値から撮像素子 ドライバー 2 1に与える図 2 ( a) ( b) (c ) に示す制御信号を 発生する制御信号発生手段である。 上記したように Y 〉 Y s の時は第 1の判別手段 3 0より第 1の切換手段 3 2より正の制御信号が供給されるので上記露出時間 補正値 ΔΠΊ · T f は端子 b ( + ) を介して減算手段 3 3に減算 （一） 入力に供給される。 減算手段 3 3の加算 （+ ) 入力には露出メモリ 一手段 3 5からの図 2 ( a ) に示す現在の周期 M0 · T f の前周期 M-1 · T f における露出時間 m-1 · T f の値が供給され、 減算手段 3 3からは次式で示される次周期に対する露出時間が得られる。
ml · T f = m-1' T f — Am-l - T f · · · ( 5 )
Y > Y s と言うことは、 前周期 M-1 · Τ ίにおける露出時間 m-1 · T f によって得られる輝度信号成分値が基準値より大きい、 すなわち前周期は露出時間が長いということであるので次の周期は 短くすれば Y = Y s に近くなる。 ( 5 ) 式で計算される次周期の露出時間 ml · T f は前周期の露 出時間 m-1 · Τ ίより上記 （4) 式より計算される前周期の露出時 間補正値 ΔΙΏ-1 · T f だけ短くなる。 これらの関係は図 4にも示さ れている。
また、 Y < Y s の時は第 1の切換手段が端子 a (—） に切り 換わるので上記 Am'T f は加算手段 34の加算入力に供給される。 そしてもう一方の加算入力には上記した前周期 M-1 · T f における 露出時間 m-1 · T f の値が供給され、 加算手段 34からは次式で示 される次周期に対する露出時間が得られる。
ml- T f = m-1- T f + Δπι-1- T f · · · ( 6 )
Y < Y s と言うことは、 前周期 M-1 · T f における露出時間 m-1 · T f によって得られる輝度信号成分値が基準値より小さい、 すなわち前周期は露出時間が短いということであるので次の周期は 長くすれば Y = Y s に近くなる。
( 6) 式で計算される次周期の露出時間 ml · T f は前周期の露 出時間 m-1 · Τ ίより上記 （4) 式より計算される前周期の露出時 間補正値 Δπι-1 · T f だけ長くなる。 これらの関係は図 4にも示さ れている。
図 9は以上の制御方式を、 被写体の明るさと露出時間との関係で 示したグラフである。 横軸は被写体の明るさ （照度） である。 この 明るさの検出は入射光量であり、 アイリスが最大、 すなわち絞りき つた最も明るい状態 （点線 1 3 0の位置） から暗闇状態 （点線 1 4 2の位置） までを示している。 縦軸は被写体の明るさに対応した設 定されるべき露出時間 m ' T f 及び周期 M ' T f を示し、 そしてま たアイリス制御におけるアイリス値 I及び AG Cゲイン値 Gを示し ている。 明るさにより図に示すように 4個の制御領域がある。 AL C 1 2 0は上記した通常撮影モードの範囲と同じであり、 露出時間 は 1 2 4 aに示すように 1フィールド期間長 1 T f ( 1 / f v) で 一定である。 アイリスだけが制御される。 アイリス値 I は開口径で 示されている。 これを F値で示すならば最も明るい時は絞りは絞ら れている （開口径は最小値） ので F値は m a xである。 それから被 写体の明るさが暗くなるにつれ絞りが開かれ、 （開口径は大きくな り、 F値が小さくなる。 ） アイリス値 Iが I s t (F値では F r . s ) になるまで明るさに対応したアイリス値を設定する制御が行わ れる。 この AL C 1 2 0の範囲の制御はアイリス制御手段 1 9によ つて行われる。 1 2 1の S T Cは上記した撮像素子制御手段 1 8に よる被写体の明るさに対応する最適な露出時間 m · T f を設定する 制御領域である。 明るさと露出時間 m · T f の関係は 1 2 4 bに示 す曲線のようになる。 周期 M · T f は （ 3 ) 式の関係から露出時間 m · T f 力 1 T f 〜 2 T f では 1 6 0 aに示すように 2 T f となり、 m-T iが 2 T f 〜 4 T f では 1 6 O bに示すように 4 T f となる。 このように M · T f は m · T f の値により 2 T f 単位で図のように ステツプ状になる。 この S T C領域ではアイ リス値 I は標準の I s t (F値では F r . s ) に固定されている。 1 2 2の I R I Sはァ ィリスによる制御領域であり、 アイ リス制御手段 1 9によって制御 が行われる。 1 2 3の AG Cは最も喑ぃ範囲の制御領域であり、 ゲ ィン制御手段 1 6によって制御が行われる。 I R I S 1 2 2及び A G C 1 2 3の領域では露出時間は最大値 （図に示す 3 4 T f ) で一 定である。 すなわち被写体の明るさと電子シャツ夕オン時間 （露出 時間） との関係は AL C 1 2 0の領域では 1 フィールド期間長 1 T f ( 1 / f v) で一定である。 それ以降の S T C 1 2 1の領域は明 るさによって m · T f は 1 24 bの曲線で示すように変化し、 明る さに対応し上記したような撮像素子制御手段 1 8の制御により露出 時間が設定される。 I R I S 1 2 2及び AG C 1 2 3の領域では 1 24 cに示すように m* T f は最大値（= 34 T f )で一定である。 明るさとアイリス値との関係は AL C 1 2 0の領域は上記したよ うに 1 2 5 aの実線に示すように I m i n ( F値が F m a x ) 力 ら 1 s t (F r . s ) まで直線的に変わり、 明るさに対応する I値に 設定される。 S T C 1 2 1の領域は 1 2 5 bの実線に示すように標 準の 1 s t (F r . s ) で一定である。 その条件で上記したように 明るさに対応じた露出時間 m · T f を設定する領域と言うことがで きる。 I R I S 1 2 2の領域は F値は 1 2 5 cの実線に示すように 1 s t ( F r . s ) 力、ら I ma x Fm i n) (o p e n) まで直 線的に変わり、 その範囲の明るさに対応したアイリス値に設定され る。 AGC 1 2 3の領域は 1 2 5 dの実線に示すように I m a x (F m i n) 一定である。 この明るさとアイリス値 Iの関係を示す曲線 1 2 5 a, 1 2 5 b, 1 2 5 c , 1 2 5 dは、 明るさとアイリス開 口径との関係で示したもので F値とは逆の関係になっている。 図に 示すように明るければ開口径を小さく し、 最も明るい状況では開口 径は最小値 I m i nになり、 F値では最大 F m a xである。 逆に最 も暗い状況では開口径は最大値 I m a Xとなり、 F値は最小値 Fm i nとなる。
もう 1つの制御パラメ一夕である明るさと AG Cゲインとの関係 は AL C 1 2 0、 S TC 1 2 1及び I R I S 1 2 2の領域では m i n値 （= 0 d B) で一定である。 これらの範囲では A G C回路のゲ インが 0 d Bでも増幅器 7には出力が得られることを意味する。 A G C 1 2 3の範囲はかなり喑ぃ範囲で A G Cゲインを上げないと出 力が得られない範囲であり、 点線 1 2 6のように変わり、 その範囲 の明るさに対応した A G Cゲイン値に設定される制御が行われる。 次に上記した輝度信号成分値 Y、 輝度信号成分の基準値 Y s及び これらの差信号（誤差信号） Y dについて図 1 0を用いて説明する。 図 1 0に付す番号は同じ線及び範囲は図 9 と同じ番号になっている。 図 1 0における横軸は図 9と同様に明るさを現す軸である。 縦軸は 輝度成分値 Y、 輝度信号成分の基準値 Y sである。 横軸には図 9と 同様に A L C 1 2 0から始まり A G C 1 2 3までの各領域を示して いる。 それぞれの領域において輝度信号成分の基準値 Y sは予め決 められた値として輝度基準設定手段 1 4において不揮発性メモリ一 等のデータテーブルにメモリーされている。 A L C 1 2 0の領域で は輝度信号出力が最大値を取れるだけの入射光量がえられるので Υ が 1 2 7 aに示す最大値 Y h ( = Y s ) になるように明るさに対応 したアイリス値が設定できれば最適条件での撮影ができる。 S T C 1 2 1の領域では輝度信号成分の基準値 Y s は被写体の明るさが次 第に暗くなるので、 1 2 7 bに示すようにその明るさに合わせた値 に設定されている。 図 9で説明したように S T C 1 2 1の領域にお いてはその明るさに対応した露出時間が設定されるので露出時間と 明るさとは 1対 1の関係になる。 図 9における 1 3 1から 1 4 0に 示す位置は、 代表的な露出時間を示している。 図 1 0にも同様に明 るさに対する露出時間の代表値 （点線 1 3 1から点線 1 4 0 ) を示 している。 これらのことから、 S T C 1 2 1の領域では輝度信号成 分の基準値 Y sは露出時間 m · T f の関数と定義してもよい。
Y s = F (m · T f ) · · ( 7 ) となる。 そして I R I S I 2 2及び A G C 1 2 3の領域においては 輝度信号成分の基準値 Y sはノイズが多くならないような Y 1 に設 定されている。 いずれにせよ全領域で露出時間によって輝度信号成 分の基準値 Y sが決定される。 すなわち、
AL Cの領域 Y s = F ( l T f ) = Yh
S TCの領域 Y s = F (m · T f )
I R I S及び A G Cの領域 Y s = F (34 T i) = Y 1 である。 全領域で輝度信号成分の基準値 Y sを点線 1 2 8のように Y s =Yhにも設定できるが全領域で明るい画面が得られ実際的で はなくなる。
上記した Y s、 Y及び Y dと露出時間演算処理 45により演算し て得られる上記した （5) 式に基づく露出時間との関係を図 1 0を 用いて説明する。 前周期 M-1 · T f (図 2 (a) 参照） における露 出時間が点線 1 43で示す 26. 5 T f であるとする。 その時の M -1 · Τ ίは （ 1 ) ( 2) (3) 式より 2 8 T f となる。 この前周期 において露出時間 2 6. 5 T f 中に蓄積された電荷は現周期 M0 · T f (図 2 (a) 参照） において 1フィールドの映像信号に変換さ れるので、この信号の輝度信号成分のみを積分したものが Yである。 1 2 9 aに示すボイントがこの Yの値である。 これを Y aとする。 そして 1 2 9 bに示すボイントが露出時間 2 6. 5 T f 対する Y s となる。 この時の Y sを Y s bとすると、 誤差信号 Ydは Yと Y s の差であるので矢印間の実線 144で示され、 次式となる。
Y d 二 Y— Y s = Y a — Y s b そして露出補正値演算手段 3 1 により （4) 式で示す露出時間補正 値 Am · T f が得られる。
△ m ' T f = Y d - k s = (Y a -Y s b) - k s
= Am-l - T f · · · ( 8 ) この値は図 1 0から凡そわかる。 Y aと同じ値の Y s は点線 1 4 5 で示される （この点線は 1 2 7 bの実線を上下反転したもので 1 2 9 aのポイントを通る。 ） と 1 2 7 bで示される曲線との交点であ る。 1 2 9 cで示すポイントである。 このポイントの Y s を Y s c とする。 このポイントを通る点線 1 4 6は露出時間が 1 4. 5 T f (点線 1 3 6で示す 1 4 T f に近い。 ） である。 これらのことから Am-l - T f = 2 6. 5 T f - 1 4. 5 T f = 1 2
である。 実際は （ 8 ) 式で計算する。 Yと Y s との差に補正係数 k s を掛ければ相関関係から Δπι-1 · T f が求まる。 次周期 Ml · T f の露出時間 ml · T f は （ 5 ) 式より、
ml · T f - m-1 · T f - Διτι-1 - Τ f
= 2 6. 5 Τ f - 1 2 Τ f
= 1 4. 5 Τ f
となり、 次周期では Yと Y sは略一致するのでその露出時間この場 合は 1 4. 5 T f を露出メモリ一手段 3 5で保持しすれば被写体の 明るさにマッチした露出条件での撮影ができる。 Yと Y s との一致 を検出すことは Y dが 0であることを検出することと同じである。 これは第 1の判別手段 3 0によって行われる。 Y ci = 0 すなわ ち Y = Y s = Y s cになれば第 1の判別手段 3 0から制御信 号が露出メモリ一手段 3 5に供給され、 それ以降の周期ではその時 点でメモリ一された露出時間が保持される。 S T C 1 2 1の領域の 制御は以上である。 次に S T C 1 2 1の領域より被写体照度が明る い A L C 1 2 0の領域における制御について説明する。
この領域の制御は図 1のアイリス制御手段 1 9によって行う。 こ の領域での露出時間は上記したように 1フィールド周期 1 Τ ί ( = 1 / f ν ) である。 図 5はアイリス制御手段 1 9の詳細ブロック図 である。 比較手段 1 5からの誤差信号 Y d ( = Y— Y s ) は信号線 3 9を介してアイ リス制御手段 1 9に供給される。 アイリス値演算 手段 6 6は、 前周期の誤差信号 Y dを基に現周期中に次周期のアイ リス値を演算する。 5 5は前周期、 現周期並びに次周期のアイリス 値をメモリーすると共にそのアイリス値をアイリス機構ドライバ一 2 0に供給してアイリス 2を設定する制御信号を発生するアイリス 値メモリー手段である。
アイリス値演算手段 6 6における演算処理は次のようにして行わ れる。 5 0は前周期の誤差信号 Y dに基づき次式のような演算を行 うアイリス補正値演算手段である。
Δ I = Y d · k i · · · ( 9 ) ここで Δ I ： アイ リス補正値、 k i ： アイリス補正係数 （定数） で ある。
第 2の判別手段 5 2は、 誤差信号 Y dの符号の判別と値が 0 (ゼ 口） の判別を行い制御信号を発生する。
誤差信号 Y d = 輝度信号成分値 Y - 輝度信号成分の基準値 Y s であるので、
Y > Y s の時は正 （+ )
Y = Y s の時はゼロ
Y < Y S の時は負 （―） の判別を行いそれぞれの制御信号を発生する手段である。
5 1は上記アイリス補正値△ I の供給先を切り換えるための第 2 の切換手段であり、 図 5に示すように第 2の判別手段 5 2からの制 御信号によって切り換えられる。 5 3は第 2の減算手段であり、 5 4が第 2の加算手段である。
この場合、 前周期 （フィールド） の輝度信号成分値 Yを検出し、 輝度信号成分の基準値 Y s (この領域では図 1 0に示すように Y s = Y h (一定） ） と比較する。 その誤差信号 Y dを基にアイリス補 正手段 5 0にて （ 9 ) 式で示す前周期 （フィールド） のアイリス補 正値△ I - 1 を求める。 現周期 （フィールド） においてアイリス値メ モリ一手段 5 5から得られる前周期 （フィールド） のアイリス値 I — 1 と上記アイ リス補正値 Δ 1 - 1 とを Y dの正負により第 2の加 算手段 5 4または第 2の減算手段 5 3にて加算または減算を行い次 周期のためのアイリス値 I 1 を求める。 得られたアイリス値 I I を 次周期で実施するような 2 フィールドサイクルの制御を行い、 Y 二 Y s ( Y h ) すなわち Y d = 0になった時点のアイ リス値 I を保持する。 Y d = 0の判別は第 2の判別手段 5 2で行われる。 Y d = 0になった時点で第 2の判別手段 5 2から制御信号がアイ リ ス値メモリ一手段 5 5に供給され、 その時点のアイリス値がメモリ 一され、 保持されるので明るさに対応した最適のアイ リス値に設定 されることになり、 最適な撮影が可能になる。 以上が A L C 1 2 0 の領域の制御方法である。 次に S T C 1 2 1の領域より被写体照度 が暗い I R I S 1 2 2の領域の制御について説明する。
この領域は A L C 1 2 0の領域と同じくアイリス制御手段 1 9に よって制御される。 この領域におけるアイリス制御手段 1 9の動作 は基本的には上記した A L C 1 2 0の領域と同じであるが制御のサ ィクルすなわち露出時間 m · T f (=周期 M * T f ) と輝度信号成 分の基準値 Y sが異なる。 対比して示す （図 9及び図 1 0参照） 。
Figure imgf000029_0001
AL C領域では露出時間の周期が 1フィールド （ l T f ) サイク ルである。 実際の制御サイクルは AL C領域の制御で述べたように 2 Τ ίサイクルで制御される。 I R I S領域では周期が 34 Τ ίサ ィクルであり、 これは約 0. 5 6秒サイクルとなる。 制御のサイク ルはこのサイクルの 2倍の 6 8 Τ ίである。 したがって 1. 1秒サ ィクルとなる。 この領域はかなり暗い状況の撮影を可能にするため にあるので、 露出時間を最大値にした上さらに感度を上げるため、 アイリスの開口径を大きく して、 被写体照度に対応したアイリスに 設定する制御を行う。 アイリス制御手段 1 9の制御方法は上記サイ クルと Y sの違いだけで回路動作は A L C領域と同じであるので説 明は省略する。 以上が I R I S領域の制御方式である。 次に I R I S 1 2 2の領域よりさらに喑い領域の制御を行う AG C 1 2 3の領域を説明する。 図 9及び図 1 0に示すように、 この領 域は露出時間も最大で、 さらにアイリスも開口径最大 （F値最小） すなわちオープン （OP EN) の状態でさらに感度を上げ、 喑闇状 態まで撮影を可能にするための制御を行う。 この領域の制御は AG Cゲイン制御手段 1 6によって行う。 この領域での露出時間は上記 したように周期が 34 T f サイクルである。 図 6は AG Cゲイン制 御手段 1 6の詳細回路ブロック図である。 比較手段 1 5からの誤差 信号 Y d ( = Y— Y s ) は信号線 3 9を介して AG Cゲイン制御手 段 1 6に供給される。 7 8は前周期の誤差信号 Y dを基に現周期中 に次周期のゲイン値を演算するゲイン演算手段である。 7 5は前周 期、 現周期並びに次周期のゲイン値をメモリ一すると共にそのゲイ ン値を AG C回路を含む増幅器に供給して AG C回路のゲインを設 定する制御信号を発生する AG Cゲイン値メモリ一手段である。
ゲイン演算手段 7 8における演算処理は次のようにして行われる。 7 0は前周期の誤差信号 Y dに基づき次式のような演算を行う AG Cゲイン補正値演算手段である。
A G = Y d · k g · · · ( 1 0 ) ここで A G : ゲイン補正値 k g ： ゲイン補正係数 （定数） であ る。
第 3の判別手段 7 2は、 誤差信号 Y dの符号の判別と値が 0 (ゼ 口） の判別を行い制御信号を発生する。 誤差信号 Y d =輝度信号成 分値 Y—輝度信号成分の基準値 Y sであるので、
Y > Y s の時は正 （+ )
Y = Y s の時はゼロ
Y < Y s の時は負 （一）
の判別を行いそれぞれの制御信号を発生する手段である。
7 1は上記ゲイン補正値△ Gの供給先を切り換えるための第 3の 切換手段であり、 図 6に示すように第 3の判別手段 7 2からの制御 信号によって切り換えられる。 7 3は第 3の減算手段であり、 7 4 が第 3の加算手段である。
この場合前周期において蓄積された入力光量に相当する輝度信号 成分値 Yを検出し、 輝度信号成分の基準値 Y s (この領域では図 1 0に示すように Y s =Y l (—定） ） と比較する。 その誤差信号 Y dを基に AG Cゲイン補正値演算手段 7 0にて （ 1 0 ) 式で示す前 周期のゲイン補正値△ G-1を求める。 現フィールドにおいて AG C ゲイン値メモリー手段 7 5から得られる前周期のゲイン値 G-1 と 上記ゲイン補正値 とを Y dの正負により第 3の加算手段 7 4または第 3の減算手段 7 3にて加算または減算を行い次周期のた めのゲイン値 G1 を求める。 得られたゲイン値 G1 を次周期で実施 するような 2フィールドサイクルの制御を行い、 Y = Y s ( Y 1 ) すなわち Y d = 0になった時点のゲイン値 Gを保持する。 Y d = 0 の判別は第 3の判別手段 7 2で行われる。 Y d = 0になった時点で 第 3の判別手段 Ί 2から制御信号が A G Cゲイン値メモリ一手段 7 5に供給され、 その時点のゲイン値がメモリーされ、 保持されるの で明るさに対応した最適のゲイン値に設定されることになり、 最適 な撮影が可能になる。 以上が AG C領域での制御方法である。
これで 4つの領域の制御について個々に説明したが本発明の目的 は暗い環境での効果的な撮影を行うため、 被写体の明るさに合わせ た最適な露出時間、 アイリス値ならびに AG Cゲイン値を設定する ことにある。 つまり、 通常撮影モードで撮影していた状態から暗い 環境の中に入った時、 上記した高感度撮影モードに切り換え、 上記 4領域においてその明るさに合致した最適条件の露出時間、 ァイリ ス値、 AG Cゲイン値 （以下、 3最適設定値） を求め、 その値を保 持することを行うことにある。 そのため上記 4領域を自動的にスィ ープするようにして明るさに合致した 3最適設定値を得る方法を述 ベる。
図 1の選択信号発生手段 1 7は、 上記 4領域を自動的にスイープ するため、 撮像素子制御手段 1 8、 アイリス制御手段 1 9、 及び A G Cゲイン制御手段を切り換える制御信号を発生する。 図 7がその ブロック図であり、 各信号線における信号のタイムチヤ一トを図 8 に示す。
図 7における 9 3， 9 5, 9 6は ORゲート、 94， 9 7はフリ ップフ口ップ、 9 8は N O Rゲートである。 これらの回路を有する 選択信号発生手段 1 7の動作を以下に述べる。 まず、 通常撮影モ一ドから高感度撮影モードへ撮影状態を切り換 えると （この切り換えには上記したようにモード切換釦 1 2を押 す。 ） 、 モード信号発生手段 1 3より図 8 (a) に示すスタート信 号が、 信号線 9 9を介して選択信号発生手段 1 7に供給される。 同 時にモード信号発生手段 1 3からは、 撮像素子制御手段 1 8にある 露出メモリ一手段 3 5， アイリス制御手段 1 9にあるアイリス値メ モリー手段 5 5, AG Cゲイン制御手段 1 6にある AG Cゲイン値 メモリ一手段 7 5に、それぞれ制御スタートの初期値が供給される。 この初期値は、 データテーブル等によりモード信号発生手段 1 3に 予めメモリーされている。
図 9の制御のスタートポイントに示すように露出メモリ一手段 3 5には露出時間の初期値として、 最大値 （34 T f ) が、 アイリス 値メモリー手段 5 5には I ma X ( F m i n ) が、 そして AG Cゲ イン値メモリー手段 7 5には最大値 （Gma x) が供給され、 各メ モリーにメモリーされる。 このようにするのは被写体の明るさが上 記した 4領域の何処にあるのか、 わからないので高感度撮影モード に切り換えた時制御のスタート点を最も暗い状態から始めることに ある。 このスタート信号は O Rゲート 9 3を通り、 フリ ップフロッ プ 9 4の S (セッ ト入力） に供給される。 よってフリップフロップ 9 4の出力 Qにはスタート信号が入ると同時に立ちあがる図 8 (h) に示すような制御信号 Gが得られる。 この制御信号 Gは信号線 9 2 を介して AG Cゲイン制御手段 1 6に供給される。 そしてこの制御 信号 Gは AG Cゲイン制御手段 1 6における AG Cゲイン値メモリ 一手段 7 5及び AG Cゲイン補正値演算手段 7 0に供給される。 こ の制御信号 Gの Hレベルにある期間これらの手段が動作し、 Lレべ ルにある期間は AG Cゲイン補正値演算手段 7 0は出力としてのゲ イン補正値は 0 (ゼロ） 値にホールドされ、 AG Cゲイン値メモリ 一手段 7 5は動作終了時点の最終メモリ一値（最小値）を保持する。 すなわち制御信号 Gにおいて Hから Lに変わる時点のメモリー値を 保持する。
このようにして、図 9、図 1 0に示すように暗闇状態を想定して、 制御をスタートし、 まず、 AG C領域での AGCゲイン制御手段 1 6による上記した明るさに対応した上記 3最適設定値を求める。 被 写体の明るさが AG C領域の何処かにあれば上記した誤差信号 Y d の値が 0 (ゼロ） になる時点があり、 その時点の A G Cゲイン値 G Xが AG Cゲイン値メモリー手段 7 5にてメモリーされ、 ホールド される。 つまり、 この時点の 3最適設定値は露出時間が最大値 （ 3 4 T f ) であり、 アイリスは最大値 I m a x (O P E N) であり、 AG Cゲインは G xと成り、 これらの値で、 撮像素子 6、 アイリス 2、 増幅器 7が動作する。 これらの値が保持されている間、 上記し た制御信号 G (図 8 (h) 参照） は Hレベルに保持されている。 A G Cゲイン制御手段 1 6が動作していることになる （図 8に示す夕 ィムチャートの A区間の何処かで設定値が決まる。 ） 。 次に被写体の明るさが I R I Sの領域にある場合は制御のスター トはモード切換釦 1 2を押すことから始まり、 スタート信号、 初期 値の設定等は上記したように行うが AG Cの領域では比較手段 1 5 から得られる誤差信号 Yd ( = Y- Y s ) は Y d>0つまり Y〉Y sであるのでこの制御領域を越え次の I R I Sの制御領域に移さな ければならない。 AG Cの領域から I R I Sの領域へ移行する分岐 点は図 9に示すように AG Cゲイン値が最小値 （O d B) になる時 点を検出すればよい。 図 6における 7 6は最小ゲイン判別手段で、 AG Cの領域を越え、 I R I Sの領域の制御領域に移行させるため の制御信号を発生する。 AG C領域での制御方法は上記したように 露出時間最大値 （ 34 T f ) の周期で AGCゲイン値の最適値を求 める制御がなされるので、 ゲイン値を低くする方向になる。 ゲイン を下げても Y〉Y sであるので、 何周期の制御サイクルの後、 AG Cゲイン制御手段 1 6における第 3の減算手段 7 3から AG Cゲイ ン値が最小値になる時点が来る。 最小ゲイン判別手段 7 6は、 その 最小値になった時点を検出し、 図 8 (b) に示すようなゲイン最小 値到達信号を発生する。 この信号は信号線 8 0を介して図 7に示す 選択信号発生手段 1 7のフリップフロップ 94のリセッ ト入力 R及 び O Rゲート 9 5に供給される。 よってフリップフロップ 94はリ セッ トされ、 出力 Qには図 8 (h) に示す制御信号 Gが得られるの で、 この信号が Lレベルになった時点で AGCゲイン制御手段 1 6 による制御は停止し、 上記したように A G Cゲイン値メモリ一手段 7 5にメモリーされたゲイン最小値がこの時点以降 AG C回路を含 む増幅器 7に供給される。 そしてこのゲイン最小値到達信号は O R ゲート 9 5を通ってフリップフロップ 9 7のセッ ト入力 Sにも供給 されるので、 フリ ップフロップ 9 7の出力 Qには図 8 ( h ) に示す 制御信号 Iが得られる。 この制御信号 I は、 アイリス制御手段 1 9 におけるアイリス値メモリー手段 5 5及びアイリス補正値演算手段 5 0に供給される。 この制御信号 I の Hレベルにある期間にこれら の手段が動作し、 Lレベルにある期間はアイリス補正値演算手段 5 0は出力としてのゲイン補正値はゼロ値にホールドされ、 A G Cゲ ィン値メモリ一手段 5 5は動作終了時点の最終メモリー値（最小値） を保持する。 すなわち、 制御信号 I において Hレベルから Lレベル に変わる時点のメモリー値を保持する。 このようにして制御信号 I が Hレベルにある時はアイリス制御手段 1 9が動作している期間で ある。
この動作期間中、 被写体の明るさが I R I S領域の何処かにあれ ば、 上記した誤差信号 Y dの値がゼロになる時点があり、 その時点 のアイリス値 I Xがアイリス値メモリー手段 5 5にて記憶し保持さ れる。 つまり、 この時点の 3最適設定値は、 露出時間が最大値 （ 3 4 T f ) であり、 アイリスは I Xであり、 A G Cゲインは最小値 （ 0 d B ) と成り、 これらの値で、 撮像素子 6， アイリス 2 , 増幅器 7 が動作する。
これらの値が保持されている間、 上記した制御信号 I (図 8 ( i ) 参照） は Hレベルに保持され、 アイリス制御手段 1 9が動作してい ることになる （図 8に示すタイムチヤ一卜の B区間の何処かで設定 値が決まる。 ） 。
次に、 被写体の明るさが S T C領域 （図 9及び図 1 0参照） 1 2 1にある場合は、 制御のスタートはモード切換釦 1 2を押すことか ら始まり、 スタート信号， 初期値の設定等は、 上記したと同じよう に行うが AG C領域 1 2 3及び I R I S領域 1 2 2では、 比較手段 1 5から得られる誤差信号 Y d (二 Y— Y s ) は Yd〉 0つまり Y 〉Y sであるので、 これらの領域を通過していくことになる。 AG C領域 1 2 3を越え、 I R I S領域 1 2 2から S T C領域 1 2 1へ 移行する分岐点は、 図 9に示すようにアイリス値が I s t (F r . s ) (b点） になる点を検出すればよい。 図 5における第 1のアイ リス値判別手段 5 7は、 アイリス値が 1 s t (F r . s ) (b点） になる点を検出するものである。
I R I S領域 1 2 2での制御方法は上記したように露出時間最大 値 （34 T f ) の周期でアイリス値の最適値を求める制御がなされ るので、 アイリス値を低くする方向になる。 アイリス値を下げても Y〉Y sであるので、 何周期かの制御サイクルの後、 アイ リス制御 手段 1 9における第 2の減算手段 5 3からアイリス値が I s t (F r . s ) になる時点が来る。 第 1のアイリス値判別手段 5 7は、 ァ ィリス値が I s t (F r . s ) になる時点を検出し、 図 8 ( c ) に 示すようなアイリス値 I s t (b点） 到達信号を発生する。 この到 達信号は信号線 64を介して図 7に示す選択信号発生手段 1 7の 0 Rゲート 9 6に供給される。 さらにこの到達信号は、 ORゲート 9 6を通ってフリップフロップ 9 7のリセッ ト入力 Rに供給されるの で、 フリップフロップ 9 7はリセッ トされ、 出力 Qには図 8 ( i ) に示す制御信号 Iが得られる。 この信号が Lレベルになった時点で アイリス制御手段 1 9による制御は停止し、 上記したようにアイリ ス値メモリ一手段 5 5にメモリ一されたアイリス値 I s t (F r . s ) がこの時点以降、 アイリス機構ドライバー 2 0に供給される。 一方、 選択信号発生手段 1 7における N O Rゲート 9 8には、 図 8 ( h ) ( i ) に示すフリップフロップ 9 4の出力 Qである制御信号 G及びフリップフロップ 9 7の出力 Qである制御信号 Iが供給され ている。 よって、 N O Rゲート 9 8の出力には図 8 ( j ) に示す制 御信号 Pが得られる。 この制御信号 Pは、 信号線 9 0を介して撮像 素子制御手段 1 8における露出メモリー手段 3 5及び露出補正値演 算手段 3 1 に供給される。 この制御信号 Pの Hレベルにある期間に これらの手段が動作し、 Lレベルにある期間は露出補正値演算手段 3 1は出力としての露出時間補正値はゼロ値にホールドされ、 露出 メモリー手段 3 5は動作終了時点の最終メモリ一値 （最小値） を保 持する。 すなわち、 制御信号 Pにおいて Hレベルから Lレベルに変 わる時点のメモリ一値を保持する。 制御信号 Pが Hレベルにある時 は撮像素子制御手段 1 8が動作している期間である。
この動作期間中、 被写体の明るさが S T C領域の何処かにあれば 上記した誤差信号 Y dの値がゼロになる時点があり、 その時点の露 出時間 m x T f が露出メモリー手段 3 5にて記憶と保持される。 つ まり、 この時点の 3最適設定値は、 露出時間が m x T f であり、 ァ ィリス値が 1 s t ( F r . s ) であり、 A G Cゲインが最小値 （ 0 cl B ) と成り、 これらの値で、 撮像素子 6， アイリス 2， 増幅器 7 が動作する。 これらの値が保持されている間、 上記した制御信号 P (図 8 ( j ) 参照） は Hレベルに保持されている。 撮像素子制御手 段 1 8が動作していることになる （図 8に示すタイムチャートの C 区間の何処かで設定値が決まる。 ） 。
次に、 被写体の明るさが A L C領域 （図 9及び図 1 0参照） 1 2 0にある場合は、 制御のスタートはモード切換釦 1 2を押すことか ら始まり、 スタート信号， 初期値の設定等は上記したと同じように 行うが、 A GC領域 1 2 3、 I R I S領域 1 2 2並びに S TC領域 1 2 1では、 比較手段 1 5から得られる誤差信号 Y d ( = Y- Y s ) は Yd〉0つまり Y〉Y sであるので、 上記した各制御領域の制御 により、 これらの領域を通過することになる。 八0( 領域1 2 3 , I R I S領域 1 2 2を越え、 S T C領域 1 2 1から A L C領域 1 2 0へ移行する分岐点は、 図 9に示すように露出時間が最小値 （ 1 T f ) になる時点を検出すればよい。 図 4における最小露出判別手段 3 6は、 S T C領域 1 2 1を越え、 AL C領域 1 2 0の制御領域に 移行させるための制御信号を発生する露出時間最小値 （ l T f ) 判 別手段である。 S T C領域 1 2 1での制御方法は、 上記したように 露出時間最大値 （34 T f ) から最小値 （ l T f ) までを変化させ 露出時間の最適値を求める制御がなされていくので、 露出時間は明 るい方向に対しては短くなつていく。 明るさが A L C領域 1 2 0に ある場合は、 S TC領域 1 2 1の制御、 すなわち撮像素子制御手段 1 8による制御状態においては、 Y>Y sであるので、 何周期かの 制御サイクルの後、 撮像素子制御手段 1 8における第 1の減算手段 3 3から得られる露出時間が最小値 （ Ι Τ ί) になる時点が来る。 最小露出判別手段 3 6は、 露出時間が最小値 （ l T f ) になる時点 を検出し、 図 8 (d) に示すような露出時間最小値 （ l T f ) 到達 信号を発生する。この到達信号は信号線 42を介して図 7に示す（制 御手段選択制御信号発生手段） 選択信号発生手段 1 7の ORゲート 9 5に供給される。 さらに、 この到達信号は ORゲート 9 5を通つ てフリ ップフロップ 9 7のセッ ト入力 Sに供給されるので、 フリツ プフロップ 9 7はセッ 卜され、 出力 Qにはこの到達信号が供給され た時点で Hレベルとなる図 8 ( i ) に示す制御信号 I が得られる。 そして選択信号発生手段 1 7における N O Rゲート 9 8 には図 8 ( h ) ( i ) に示すフリップフロップ 9 4の出力 Qである制御信号 G及びフリップフロップ 9 7の出力 Qである制御信号 Iが供給され ている。
よって、 N O Rゲート 9 8の出力には図 8 ( j ) に示す制御信号 Pが得られる。 この制御信号 Pは、 信号線 9 0を介して撮像素子制 御手段 1 8における露出メモリー手段 3 5及び露出補正値演算手段 3 1に供給される。 この制御信号 Pの Hレベルにある期間にこれら の手段が動作し、 Lレベルにあると露出補正値演算手段 3 1は出力 としての露出時間補正値はゼロ値にホールドされ、 露出メモリー手 段 3 5は動作終了時点の最終メモリ一値 （最小値） を保持し、 撮像 素子制御手段 1 8の制御は停止する。
すなわち、 A L C領域 1 2 0に入ると露出時間は最小値 （ 1 T f ) となる。 一方、 制御信号 I は上記したようにこの時点で再び Hレべ ルになるのでアイリス制御手段 1 9が動作するようになる。
動作が始まり被写体の明るさが A L C領域 1 2 0の何処かにあれ ば上記した誤差信号 Y dの値がゼロになる時点があり、 その時点の アイリス値 I yがアイ リス値メモリー手段 3 5にて記憶され保持さ れる。 つまり、 この時点の 3最適設定値は、 露出時間が最小値 （ 1 T f ) であり、 アイリスは I yであり、 A G Cゲインは最小値 （ 0 d B ) と成り、 これらの値で、 撮像素子 6 , アイリス 2 , 増幅器 7 が動作する。 これらの値が保持されている間、 上記した制御信号 I (図 8 ( i ) 参照） は Hレベルに保持されている。 Hレベルにある 間は、 アイリス制御手段 1 9が動作していることになる （図 8に示 すタイムチャートの D区間の何処かで設定値が決まる。 ） 。 次に、 被写体の明るさが非常に明るくアイリスすなわち絞りが最 大に絞りこまれた状態 （開口径が最小の状態） になると、 それ以上 いく ら明るくてもアイリス値は I m i n (開口径が最小） となる。 図 5のアイリス制御手段 1 9における 5 6は、 このアイリス値が I m i nに成ったことを検出する最小アイリス値判別手段である。 被 写体の明るさが非常に明るい場合は開口径、 すなわち、 アイリス値 Iが小さくなるように制御がなされる。
よって、 アイリス制御手段 1 9における第 2の減算手段 5 3から 得られるアイリス値は小さい値になって行き、 最終的には I m i n になる時点がくる。 最小アイリス値判別手段 5 6によってこの時点 を検出し、 得られた制御信号をアイリス値メモリー手段 5 5に供給 し、 この I m i nをアイリス値メモリー手段 5 5にて記憶し保持す る。 以上は、 被写体の明るさ （照度） が A L C , S T C , I R I S , A G Cにわた何処の領域にあっても、高感度撮影モードに切り換え、 その撮影モードにした場合、 その明るさに合った最適な露出時間、 アイリス値そして A G Cゲイン値を求め、 その値をメモリ一するこ とによって保持して、 最適条件で撮影する。
ところが、 高感度撮影モードにしたまま、 ある最適条件で撮影し ていた状態において、 急に周囲の明るさが変化した場合や室内から 屋外の撮影に変えた場合や、 この逆の場合等には、 被写体の明るさ が変化する。
現在メモリーされ設定されている 3最適設定値での明るさよりも、 周囲の明るさが明るくなる場合は、 上記した暗い状態から明るい状 態への制御、 すなわち各制御領域において各制御手段における減算 手段による 1周期前の値から補正値を減算する演算を行えば、 変化 した明るい条件の基での 3最適設定値が求まる。
逆に、 明るい状態から暗い状態への制御すなわち各制御領域にお いて各制御手段における加算手段による 1周期前の値から補正値を 加算する演算を行えば、 変化した暗い条件の基での 3最適設定値が 求まる。
その設定値をメモリーし、 その新撮影条件で撮像素子 6， ァイリ ス 2， 増幅器 7を動作させれば新環境での最適撮影ができる。
この明るい状況から暗い状況に変わる場合の制御を、 実際の動作 図面を用いて説明する。
現在の状態が図 9における A L C領域 1 2 0の何処かにあって、 その状況での最適条件に設定されているとする。 その場合、 上記し たようにアイリス制御手段 1 9が動作しているので図 8に示すタイ ムチヤ一卜上では D区間の何処かで設定がなされている。 この領域 内で現在より暗くなれば、 アイリス値が小さいので輝度信号成分値 Yが低下し輝度信号成分の基準値 Y sより小さくなる。 例えば現在 のアイ リス値 I の値を I r とし、 この状態で喑ぃ状況になった時 Y の値が Y s / 4になったとすればこの暗い状況で Yが Y s と同じく なるようにするためにはアイリス値を 4 I rにすればよい。 開口径 でいえば 2倍にすれば入射光量は同じになるのでその値が暗くなつ た状況での設定値となる。 この設定値は上記したようにアイリス制 御手段 1 9におけるアイリス補正値演算手段 5 0からのアイリス補 正値及びアイリス値メモリー手段からの前周期アイリス値とを第 2 の加算手段 5 4にて演算することによって得られる。
以上が A L Cの領域内で明るさが暗くなつた場合の制御及び最適 値設定方法であるが、 次に、 現在の状態が図 9における A L C領域 1 2 0の何処かにあって、 その状況での最適条件に設定されている とする。 その状態から急に S T C領域 1 2 1の何処かの明るさ （暗 くなる。 ） になったとする。 この場合は A L C領域 1 2 0では、 Y < Y sであるので、 アイリス値 I は大きくなつていくので、 ついに は図 9に示す A L C領域 1 2 0と S T C領域 1 2 1の境界 （点線 1 3 1 ) の I s t ( a点） に到達する。 図 5のアイリス制御手段 1 9 における第 2のアイリス値判別手段 5 9は、 アイリス値が上記 I s t ( a点） に到達する時点を検出する。 第 2のアイリス値判別手段 5 9には、 第 2の加算手段 5 4から得られるアイリス値が I s t に なると図 8 ( e ) に示すアイリス値 I s t ( a点） 到達信号が得ら れる。 この信号は信号線 6 3を介して （制御手段選択制御信号発生 手段）選択信号発生手段 1 7における O Rゲート 9 6に供給される。 この信号は〇 Rゲート 9 6を通ってフリップフロップ 9 7のリセッ ト入力 Rに供給されるので、フリップフロップ 9 7はリセッ 卜され、 出力 Qには図 8 ( i ) に示す制御信号 Iが得られる。 図 8 ( e ) に 示すアイ リス値 I s t ( a点） 到達信号が選択信号発生手段 1 7に 供給された時点で、 アイリス制御手段 1 9の動作は停止し （図 8の D区間が終わる） 、 アイリス値メモリー手段 5 5においては上記ァ イリス値 I s t を保持する。 一方、 選択信号発生手段 1 7の N O R ゲート 9 8からは図 8 ( j ) に示す制御信号 Pが得られ、 この信号 は撮像素子制御手段 1 8に供給される。 よって、 上記到達信号が発 せられた時点から S T C領域すなわち撮像素子制御手段 1 8による 制御に入る （図 8の E区間） 。 明るさが S T Cの領域の何処かにあ るとすれば、 その明るさに適合する露出時間になるまで露出時間 m · T f を長く していく制御が行われる。 上記したように制御が S T C領域 1 2 1に入ると図 9に示すように露出時間は 1 T f から始 まる （点線 1 3 1 の位置） 。 例えば、 今の被写体の明るさが点線 1 4 6の位置にあるとすれば、 点線 1 3 1の位置では輝度信号成分値 Yは 1 4 8に示す Y bの値になる。 また、 1 4 7はこの位置の輝度 信号成分の基準値 Y s oを示し、 Y s o = Y hである。 この位置で の誤差信号 Y dは Y = Y b く Y s ― Y s o = Y hであ るので Y d (二 Y— Y s ) く 0 であるので Μ · Τ ί周期毎の撮像 素子制御手段 1 8における露出補正値演算手段 3 1から得られる前 周期の露出時間補正値 Δ ΙΉ · T f が第 1の切換手段の a (—） の端 子を通り、 第 1の加算手段 3 4に供給される。 第 1の加算手段 3 4 には露出メモリー手段 3 5からの前周期の露出時間 m · T f も供給 されている。 よって、 両値が加算された次周期の露出時間 m · T f + Am · T f が得られる。 このようにして制御周期が何回か回るに つれ、 Yは図 1 0に示す曲線 1 4 5に沿って増加していく。 （連続 的に示しているが周期毎に飛び飛びに曲線に沿って増加していく。） 最終的には Y 二 Y s = Y s c、 つまり誤差信号 Y dがゼロに 近くなれば、 第 1の判別手段 3 0にて Y d = 0を検出し、 その時の 露出時間の値を露出メモリー手段 3 5にて記憶して保持する。 この ように被写体の明るさに対応した設定値が決まり、 最適な撮影がで きる。 以上が、 八 （：領域 1 2 0で最適設定値にあった状況から被写体 の明るさが S T C領域 1 2 1の暗い状況に変わった塲合の新しい状 況に適合した設定値を求める方法である。 さらに喑い領域の状況に変わる場合を説明する。
各領域での最適設定値を求める方法は今まで説明したことから容 易に分かるので、 領域から領域に移行させる方法をだけ述べる。
被写体の明るさ力 八 （：領域 1 2 0から急に I R I S領域 1 2 2に変わった場合には、 制御は、 A L C領域 1 2 0， 3丁（ 領域 1 2 1 を通過して I R I Sの領域 1 2 2まで移行しなければならなレ ^。 AL C領域 1 2 0から S T C領域 1 2 1 に移行させる方法について は上記した。 そして S T C領域 1 2 1の制御についても述べた。
この場合、 S T C領域 1 2 1においては Y く Y s であるので、 露出時間は長くなり、 最大値に到達する。 図 9における点線 1 4 0 は露出時間最大値の明るさ位置であり、 S T C領域 1 2 1から I R I S領域 1 2 2に移る境界位置を示している。
図 4の撮像素子制御手段 1 8における最大露出判別手段 3 7は、 第 1の加算手段 3 4から周期毎に得られる露出時間が最大値 （ 3 4 T f ) に到達する時点を検出し、 その時点で制御信号を発生する。 最大露出判別手段 3 7からは図 8 ( f ) に示す露出時間最大値到達 信号が得られ、 信号線 4 3を介して図 7に示す選択信号発生手段 1 7における ORゲート 9 5に供給される。 この信号は ORゲート 9 5を通ってフリップフロップ 9 7のセッ ト入力 Sに加えられるので、 出力 Qには図 8 ( i ) に示すような制御信号 I が得られる。 この信 号は前記したようにアイリス制御手段 1 9に加えられているので、 上記到達信号が発生した時点からアイリス制御手段 1 9による制御 が始まる。 図 8における F区間の制御になる。 アイリス制御手段 1 9による最適設定値を求める方法については、 以上までに説明した ことと同様である。
さらに、 暗い AG C領域 1 23に被写体が置かれた場合には、 ァ ィリス値が最大値 （図 9における点線 1 4 1の位置） に到達する時 点を検出し、 その時点から AGCゲイン制御手段 1 6を動作させれ ばよい。 図 5のアイリス制御手段 1 9における最大アイリス値判別 手段 5 8は、 第 2の加算手段 54から得られるアイリス値が最大値 に到達した時点を検出する。 最大アイリス値判別手段 5 8からは図 8 (g) に示すアイリス最大値到達信号が得られる。 この信号は信 号線 6 2を介して図 7に示す選択信号発生手段 1 7における ORゲ —ト 9 3に供給される。 この信号は ORゲート 9 3を通ってフリツ プフロップ 94のセッ ト入力 Sに加えられるので、 出力 Qには図 8 (h) に示すような制御信号 Gが得られる。 制御信号 Gは AGCゲ イン制御手段 1 6に供給されているので、 これ以降 AG Cゲイン制 御手段 1 6による制御領域となる。 AG Cゲイン制御手段 1 6の制 御は Y = Y s = Υ 1 になる最適設定値を求める制御であり、 前記し たと同様である。 最後に、 全くの喑閽になった状態では、 輝度信号成分値 Υはない ので、 Y<Y sであり、 図 6の AGCゲイン制御手段 1 6において 第 3の加算手段 7 2から得られる AG Cゲイン値は最大値になるま で増加する。 最大ゲイン判別手段 7 7は AG Cゲイン値が最大値に なった時、 その時点において最大値到達の制御信号を発生する。 最 大ゲイン判別手段 7 7からの最大値到達制御信号は A G Cゲイン値 メモリー手段 7 5に加えられ、 A G Cゲイン最大値を記憶して保持 する。 この状態の設定値は高感度撮影モードに切り換えた制御ス夕 ートポイン卜の初期設定値と同じである。
この状態から、 また明るい状態に本装置を持っていくと、 前記し た明るい方向での制御を行えば最適設定値が求められる。 要するに 本装置が通常撮影モードから高感度撮影モードに切り換えると如何 なる明るさの状況でも最適設定値を求め、 その設定値を保持し撮影 ができる。 さらにその設定状態から明るさの異なる状況に移動した り、 撮影場所が変わらなくても明るさだけが変化した場合でも、 そ の明るさに適合した設定値に自動的に移行できる。 なお、 上記の実施の形態では、 構成要素を回路ブロックを用いた ハードウエアで示したが、 図 1の撮像制御手段 2 5は 1個のマイク 口コンピュータでも構成できる。 この場合、 各ブロックの動作はプ ログラムで表される。 また初期設定値及び輝度信号基準値等は内部 のロム （R O M ) に予め設定されることになる。
なお、 本発明はビデオカメラの他、 デジ夕ルスチルカメラなどよ うに撮像手段を備えたものに用いることで、 本発明と同等の効果が 得られる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 周囲が明るい時に用いる第 1の撮影モードと、 周囲が暗い時に 用いる第 2の撮影モードとを備えた画像処理装置であって、
外部から入射した光学信号の光量を制御するアイリスと、 前記アイリスからの光学信号を映像信号として出力する撮像素子 と、
前記撮像素子からの映像信号のゲイン制御を行うゲイン制御手段 と、
前記ゲイン制御手段の出力信号を信号処理する信号処理手段と、 前記信号処理手段からの映像信号に基づき前記アイ リスの開度と 前記撮像素子の露出時間と前記ゲイン制御手段のゲイン量を制御す る撮像制御手段と
を備え、 前記撮像制御手段は、 第 2の撮影モードの時に前記信号処 理手段からの映像信号に基づき周囲の明るさを判別し、 その明るさ に応じて前記撮像素子における露出時間を可変するよう構成した 画像処理装置。
2 . 撮像制御手段は、 周囲の明るさが所定値よりも明るい時および 所定値より暗い時にアイリスの開度制御を行うよう構成した 請求項 1記載の画像処理装置。
3 . 撮像制御手段は、 周囲の明るさが所定値よりも暗い時にゲイン 制御手段のゲイン量を制御するよう構成した
請求項 1記載の画像処理装置。
4. 電子シャッ夕のオン時間 m · T f (m： 正数、 T f ： 1フィ一 ルド期間） とオフ時間 n · T f (n ： 0〜2の正数） とを合わせた M · T f (二 m ' T f +n ' T f 、 M : l及び 2以上の偶数） を周 期とした自動検索制御ループを構成し、 被写体の明るさに適合した 撮像素子に対する露出時間、 アイリスに対するアイリス値及び増幅 器に対する AG Cゲイン値を求め保持して最適撮影条件に設定する よう構成した
画像処理装置。
5. 撮像素子の露出時間である電子シャツ夕オン時間を周期 M · T f (M： 1および 2以上の偶数、 T f ： 1フィールド期間） 内の m · T f (m： 正数） 期間にすることによって暗い環境での撮影を可能 にする画像処理装置であって、
電子シャッ夕オフ時間を n · T f (n ： 0〜 2の正数） とした時 に M， T f = m * T f + n * T f
の関係を持たせながら周期 M · T f で上記露出時間 m · T f を連続 的に変化させ自動的に最適露出時間に設定させるため、 光を電荷に 変換する光電変換素子からなる撮像面と上記光電変換素子から発生 する電荷を蓄積する蓄積部と蓄積された電荷を垂直及び水平方向に 転送し画像信号を得る電荷転送素子等からなる撮像素子と、
上記撮像素子の撮像面に被写体像を結像させるためのレンズ及び アイリス等から構成されるレンズュニッ 卜と、
上記電子シャツ夕オン時間 m · T f に上記電荷転送素子からの電 荷を上記蓄積部に蓄積させる電子シャツ夕オン駆動制御と、 上記電 子シャツ夕オフ時間 n · T f に上記蓄積部から電荷を排出する電荷 排出駆動制御と、 上記電荷転送素子の垂直及び水平転送によって上 記周期 M · T f 毎に得られる最終 1 フィールドの上記 m · T f 時間 だけ蓄積して得られた画像信号を取り出す駆動制御とを行う撮像素 子ドライバーと、
上記撮像素子ドライバーの駆動により上記撮像素子から得られる 画像信号を増幅する増幅器と、
上記増幅器より得られる画像信号を信号処理して輝度信号及び色 信号からなる映像信号を得る信号処理回路と、
上記電子シャッ夕オン時間 m · T f に上記撮像面に入り込む光量 値を示す上記輝度信号を上記露出期間の最終 1フィールド期間積分 して被写体の明るさに対応する入力光量値を検出する輝度検出手段 と、
明るさに対応した輝度信号成分の基準値を設定する輝度基準設定 手段と、
上記輝度検出手段から得られる輝度信号成分値と上記輝度基準設 定手段からの輝度信号成分の基準値とを比較して周期 M · Τ ί毎の 両信号の誤差信号を得る比較手段と、
撮像素子制御手段と
を有し、 上記撮像素子制御手段は周期 Μ · T f 毎に設定される電子 シャッ夕オン時間 m · T f をメモリーする露出メモリー手段と、 現周期 （M 0 · T f 周期） の 1周期前 （M - 1 · T f 周期） に、 露出 メモリー手段にメモリーされている電子シャッ夕オン時間 m - 1 · T f に、 現周期 （M 0 · T f 周期） において 1周期前 （M -1 · T f 周期） に得られた上記誤差信号を基に演算して得られる露出時間補正量△ m - l - T f を上記誤差信号の符号により加算または減算演算処理し、 次周期 （M l * T f 周期） の電子シャツ夕オン時間 m l · Τ ί ( = m -1 · T f 土 Δ ηι - 1 · T f ) を求める露出時間演算手段と、
上記電子シャッ夕オン時間 m l · T f を上記露出メモリー手段に メモリ一すると共に上記電子シャツ夕オン時間 m l · T f を基に上 記撮像素子ドライバーに供給する電子シャツ夕オン時間と電子シャ ッタオフ期間を示す第 1の制御信号と蓄積して得られた 1 フィール ドの画像信号を取り出す第 2の制御信号を発生する制御信号発生手 段と
を有し、 上記制御信号発生手段からの上記電子シャツ夕オン時間 m · T f を基に発生された第 1 , 第 2の制御信号を上記撮像素子ド ライバーに供給することによって Μ · T f 周期でのフィードバック 制御ループを形成し、 上記電子シャツ夕オン時間 m · T f を変化さ せ、 上記誤差信号がゼロまたはゼロ付近になった時点の上記電子シ ャッ夕オン時間 （露出時間） m · T f を保持することによって最適 露出条件での映像信号を得るよう構成した
画像処理装置。
6 . 通常撮影モードでは撮像素子制御手段からの電子シャッ夕オン 時間を周期 1 T f に固定することによって上記信号処理回路からは 連続的な映像信号を得、 上記高感度撮影モードの時は上記信号処理 回路から周期 M · T f 毎に周期的に得られる 1 フィールドの映像信 号を連続の映像信号にするためのメモリ一手段と、
上記信号処理回路回路からの通常撮影モード時の動画映像信号と 上記メモリ一手段からの高感度撮影モード時の映像信号を選択する ためのスィツチ手段と、
上記モードを切り換える指令信号を発生するモード切換釦と、 上記モード切換釦からの指令信号を受け上記スィツチ手段の切換 を行う制御信号と上記撮像素子制御手段の設定をモードによって切 り換える制御信号とを発生するモード信号発生手段と
を設けた
請求項 5記載の画像処理装置。
7 . 上記輝度基準設定手段は露出時間 m · T f に対応する明るさの 基準を示す上記輝度信号成分の基準値のデータテーブルを有し、 上 記露出メモリー手段によりメモリーされた電子シャツ夕オン時間 m · T f が上記輝度基準設定手段に供給され、 上記露出時間 m · T f に対応する輝度信号成分の基準値を上記データテーブルから選択 し、 選択された輝度信号成分の基準値と上記輝度検出手段より得ら れる上記輝度信号成分値とを上記比較手段に供給し、 両信号の誤差 信号を得るようにした
請求項 5または請求項 6に記載の画像処理装置。
8 . 上記撮像素子制御手段は、 上記露出メモリ一手段にメモリ一さ れる電子シャツ夕オン時間 （露出時間） m * T f が最大値及び最小 値になった時に制御信号を発生する最大露出判別手段及び最小露出 判別手段を有し、
上記増幅器は A G C回路等で構成され、 上記 A G C回路のゲイン 値を上記周期 M * T f ( Mは最大値） 毎にメモリーする A G Cゲイ ン値メモリ一手段と上記比較手段より得られる上記誤差信号を基に 演算処理して得られる A G Cゲイン補正値 Δ Gに上記補正値が得ら れる時点 （現周期） の前周期に上記メモリ一手段にメモリ一された A G Cゲイン値 G-1 とを上記誤差信号の符号により減算または加 算することによって次周期の AG Cゲイン値 Gl ( = G-1土 AG) を 得るゲイン演算手段と、 上記 AGCゲイン値 G1 を上記メモリ一手 段にメモリーし、 周期 M · T f (Mは最大値） 毎の AG Cゲイン値 をメモリ一すると共に上記メモリ一手段にメモリーされる AGCゲ ィン値 Gが最小値になった時に制御信号を発生する最小ゲイン判別 手段とを有する AG Cゲイン制御手段と、
入力光量を機械的にコントロールする上記アイリス機構を駆動す るためのアイリス機構ドライバ一と、
上記アイリス機構に与えるアイリス値を上記周期 M - T f (Mは 最大値） 毎にメモリーするアイリス値メモリー手段と上記比較手段 より得られる上記誤差信号を基に演算処理して得られるアイリス補 正値 Δ I に上記補正値が得られる時点 （現周期） の前周期の上記ァ イ リス値メモリ一手段から得られるアイ リス値 I -1 とを上記誤差 信号の符号により減算または加算することによって次周期のアイリ ス値 I 1 (= I -1±Δ I ) を得るアイリス値演算手段と、 上記アイリ ス値 I 1 を上記アイリス値メモリ一手段に加え、 Μ♦ T f (Mは最 大値） 周期毎のアイリス値をメモリーすると共に上記アイ リス値メ モリ一手段 （ I ) にメモリーされるアイリス値 Iが最小値か、 特定 値になった時その値を判別し、 制御信号を発生するアイリス値最小 値の判別手段及びアイリス値特定値の判別手段とを有する明るさが 上記ゲイン制御手段で制御される範囲を越え上記撮像素子制御手段 で制御される範囲までと上記撮像素子制御手段の制御範囲外の明る い範囲 （周期 Ι Τ ίでの制御） の制御を行うアイ リス値判別手段と を有するアイリス制御手段と、
上記各制御手段において入力光量に応じて各メモリ一手段にメモ リーされる最大値、 最小値及び特定値になった時に発生される制御 信号によって上記撮像素子制御手段または、 上記 A G Cゲイン制御 手段または、 上記アイリス制御手段を作動させる期間をきめる制御 信号を発生する選択信号発生手段と
を設け、 上記ゲイン制御手段の上記 A G Cゲイン値メモリー手段に メモリーされた A G Cゲイン値 Gを上記増幅器の A G Cアンプに供 給することにより制御ループを形成し、 上記アイリス値メモリー手 段にメモリ一されるアイリス値 I を上記アイリス機構ドライバーに 供給し、 アイリス値を設定することにより制御ループを形成し、 明 るさに応じて上記選択信号発生手段により、 上記 A G Cゲイン制御 手段， 上記アイリス制御手段並びに上記撮像素子制御手段の動作期 間を切り換え、 動作中のどれかの制御手段において上記誤差信号が ゼ口値付近になればその制御手段にあるメモリ一手段によりその値 を保持し、 最適撮影条件に設定し、 明るさの全領域で明瞭な映像信 号を得るよう構成した
請求項 5または請求項 6に記載の画像処理装置。
9 . 上記輝度基準設定手段は露出時間 m · T f に対応する明るさの 基準を示す上記輝度信号成分の基準値のデータテーブルを有し、 上 記露出メモリ一手段によりメモリーされた露出時間 m · T f が上記 輝度基準設定手段に供給され、 上記露出時間 m · T f に対応する輝 度信号成分の基準値を上記データテーブルから選択し、 選択された 輝度信号成分の基準値と上記輝度検出手段より得られる上記輝度信 号成分値とを上記比較手段に供給し、 両信号の誤差信号を得るよう に構成し、
上記撮像素子制御手段は、 上記露出メモリ一手段にメモリーされ る電子シャツ夕オン時間 （露出時間） m · T f が最大値及び最小値 になった時に制御信号を発生する最大露出判別手段及び最小露出判 別手段を有し、
上記増幅器は AG C回路等で構成され、 上記 AG C回路のゲイン 値を上記周期 M · T f (Mは最大値） 毎にメモリーする AGCゲイ ン値メモリ一手段と上記比較手段より得られる上記誤差信号を基に 演算処理して得られる AG Cゲイン補正値 Δ Gに上記補正値が得ら れる時点 （現周期） の前周期に上記メモリー手段にメモリーされた AGCゲイン値 G-1 とを上記誤差信号の符号により減算または加 算することによって次周期の AG Cゲイン値 Gl (=G-1土 AG) を 得るゲイン演算手段と、 上記 AGCゲイン値 G1 を上記メモリー手 段にメモリーし、 周期 M · T f (Mは最大値） 毎の AG Cゲイン値 をメモリ一すると共に上記メモリ一手段にメモリーされる AG Cゲ ィン値 Gが最小値になった時に制御信号を発生する最小ゲイン判別 手段とを有する AGCゲイン制御手段と、
入力光量を機械的にコントロールする上記アイリス機構を駆動す るためのアイリス機構ドライバ一と、
上記アイ リス機構に与えるアイリス値を上記周期 M · T f (Mは 最大値） 毎にメモリーするアイリス値メモリー手段と上記比較手段 より得られる上記誤差信号を基に演算処理して得られるアイリス補 正値 Δ I に上記補正値が得られる時点 （現周期） の前周期の上記ァ イ リス値メモリー手段から得られるアイ リス値 I -1 とを上記誤差 信号の符号により減算または加算することによって次周期のアイ リ ス値 I 1 ( = I -1 ± Δ I ) を得るアイリス値演算手段と、 上記アイ リ ス値 I 1 を上記アイリス値メモリ一手段に加え、 Μ · Τ ί ( Μは最 大値） 周期毎のアイリス値をメモリ一すると共に上記アイリス値メ モリ一手段 （ I ) にメモリ一されるアイリス値 Iが最小値か、 特定 値になった時その値を判別し、 制御信号を発生するアイリス値最小 値の判別手段及びアイリス値特定値の判別手段とを有する明るさが 上記ゲイン制御手段で制御される範囲を越え上記撮像素子制御手段 で制御される範囲までと上記撮像素子制御手段の制御範囲外の明る い範囲 （周期 l T f での制御） の制御を行うアイリス値判別手段を 有するアイリス制御手段と、
上記各制御手段において入力光量に応じて各メモリ一手段にメモ リ一される最大値、 最小値及び特定値になった時に発生される制御 信号によって上記撮像素子制御手段または、 上記 A G Cゲイン制御 手段または、 上記アイリス制御手段を作動させる期間をきめる制御 信号を発生する選択信号発生手段と
を設け、 上記ゲイン制御手段の上記 A G Cゲイン値メモリー手段に メモリ一された A G Cゲイン値 Gを上記増幅器の A G Cアンプに供 給することにより制御ループを形成し、 上記アイリス値メモリー手 段にメモリーされるアイリス値 I を上記アイリス機構ドライバーに 供給し、 アイリス値を設定することにより制御ループを形成し、 明 るさに応じて上記選択信号発生手段により、 上記 A G Cゲイン制御 手段、 上記アイリス制御手段並びに上記撮像素子制御手段の動作期 間を切り換え、 動作中のどれかの制御手段において上記誤差信号が ゼロ値付近になればその制御手段にあるメモリ一手段によりその値 を保持し、 最適撮影条件に設定し、 明るさの全領域で明瞭な映像信 号を得るよう構成した
請求項 5または請求項 6に記載の画像処理装置。
1 0. 上記撮像素子制御手段は、 上記露出メモリー手段にメモリー される露出時間 m · Τ ίが最大値及び最小値になった時に制御信号 を発生する最大露出判別手段及び最小露出判別手段を有し、
上記増幅器は AG C回路等で構成され、 上記 AG C回路のゲイン 値を上記周期 M ' T f (Mは最大値） 毎にメモリ一する AGCゲイ ン値メモリー手段と上記比較手段より得られる上記誤差信号を基に 演算処理して得られる A G Cゲイン補正値 Δ Gに上記補正値が得ら れる時点 （現周期） の前周期に上記メモリー手段にメモリーされた AG Cゲイン値 G-1 とを上記誤差信号の符号により減算または加 算することによって次周期の A G Cゲイン値 Gl (= G-1土△ G) を 得るゲイン演算手段と、 上記 AGCゲイン値 G1 を上記メモリ一手 段にメモリーし、 周期 M ' T f (Mは最大値） 毎の AG Cゲイン値 をメモリ一すると共に上記メモリ一手段にメモリーされる AG Cゲ イン値 Gが最小値になつた時に制御信号を発生する最小ゲイン判別 手段とを有する AGCゲイン制御手段と、
入力光量を機械的にコントロールする上記アイリス機構を駆動す るためのアイリス機構ドライバーと、
上記アイリス機構に与えるアイリス値を上記周期 M · T f (Mは 最大値） 毎にメモリ一するアイリス値メモリー手段と上記比較手段 より得られる上記誤差信号を基に演算処理して得られるアイリス補 正値 Δ I に上記補正値が得られる時点 （現周期） の前周期の上記ァ ィ リス値メモリー手段から得られるアイ リス値 I -1 とを上記誤差 信号の符号により減算または加算することによって次周期のアイリ ス値 I 1 ( = I - 1 ± Δ I ) を得るアイリス値演算手段と、 上記アイ リ ス値 I 1 を上記アイリス値メモリー手段に加え、 Μ · T f ( Mは最 大値） 周期毎のアイリス値をメモリ一すると共に上記アイリス値メ モリ一手段 （ I ) にメモリーされるアイリス値 Iが最小値か、 特定 値になった時その値を判別し、 制御信号を発生するアイリス値最小 値の判別手段及びアイリス値特定値の判別手段とを有する明るさが 上記ゲイン制御手段で制御される範囲を越え上記撮像素子制御手段 で制御される範囲までと上記撮像素子制御手段の制御範囲外の明る い範囲 （周期 I T f での制御） の制御を行うアイリス値判別手段と を有するアイリス制御手段と、
上記各制御手段において入力光量に応じて各メモリ一手段にメモ リ一される最大値、 最小値及び特定値になった時に発生される制御 信号によって上記撮像素子制御手段または、 上記 A G Cゲイン制御 手段または、 上記アイリス制御手段を作動させる期間をきめる制御 信号を発生する選択信号発生手段と
を設け、 上記ゲイン制御手段の上記 A G Cゲイン値メモリー手段に メモリーされた A G Cゲイン値 Gを上記増幅器の A G Cアンプに供 給することにより制御ループを形成し、 上記アイリス値メモリー手 段にメモリ一されるアイリス値 I を上記アイリス機構ドライバーに 供給し、 アイリス値を設定することにより制御ループを形成し、 明 るさに応じて上記選択信号発生手段により、 上記 A G Cゲイン制御 手段、 上記アイリス制御手段並びに上記撮像素子制御手段の動作期 間を切り換え、 動作中のどれかの制御手段において上記誤差信号が ゼロ値付近になればその制御手段にあるメモリ一手段によりその値 を保持し、 最適撮影条件に設定し、 明るさの全領域で明瞭な映像信 号を得るよう構成し、
上記モード信号発生手段は、
上記撮像素子制御手段に対して電子シャツ夕オン時間を最大値に、 上記ゲイン制御手段に対して A G Cゲインを最大値に、 そして上記 アイリス制御手段に対してアイリス値を最小値に設定するためのデ 一夕テーブルと、
上記選択信号発生手段に対して制御手段選択のスタート信号を発 生する発生手段と
を有し、 上記モード切換釦の指令信号を受け、 通常撮影モードから · 高感度撮影モ一ドに切り換えられた時、 上記各制御手段に上記デー 夕テーブルの値を供給すると共に上記選択信号発生手段にはスター ト信号を供給して上記ゲイン制御手段から制御をスタートし、 最適 露出条件に収束させるよう構成した
請求項 5または請求項 6に記載の画像処理装置。
1 1 . 上記輝度基準設定手段は露出時間 m · T f に対応する明るさ の基準を示す上記輝度信号成分の基準値のデータテーブルを有し、 上記露出メモリー手段によりメモリーされた露出時間 m · T f が上 記輝度基準設定手段に供給され、 上記露出時間 m♦ T f に対応する 輝度信号成分の基準値を上記データテーブルから選択し、 選択され た輝度信号成分の基準値と上記輝度検出手段より得られる上記輝度 信号成分値とを上記比較手段に供給し、 両信号の誤差信号を得るよ うに構成し、
上記撮像素子制御手段は、 上記露出メモリー手段にメモリーされ る露出時間 m · T f が最大値及び最小値になった時に制御信号を発 生する最大露出判別手段及び最小露出判別手段を有し、
上記増幅器は AG C回路等で構成され、 上記 AGC回路のゲイン 値を上記周期 M · T f (Mは最大値） 毎にメモリーする AG Cゲイ ン値メモリ一手段と上記比較手段より得られる上記誤差信号を基に 演算処理して得られる AG Cゲイン補正値 Δ Gに上記補正値が得ら れる時点 （現周期） の前周期に上記メモリー手段にメモリーされた AGCゲイン値 G-1 とを上記誤差信号の符号により減算または加 算することによって次周期の AGCゲイン値 Gl (=G-1土 AG) を 得るゲイン演算手段と、 上記 AGCゲイン値 G1 を上記メモリー手 段にメモリーし、 周期 M · T f (Mは最大値） 毎の AG Cゲイン値 をメモリ一すると共に上記メモリ一手段にメモリーされる AG Cゲ ィン値 Gが最小値になった時に制御信号を発生する最小ゲイン判別 手段とを有する AGCゲイン制御手段と、
入力光量を機械的にコントロールする上記アイリス機構を駆動す るためのアイリス機構ドライバーと、
上記アイリス機構に与えるアイリス値を上記周期 M · T f (Mは 最大値） 毎にメモリーするアイリス値メモリー手段と上記比較手段 より得られる上記誤差信号を基に演算処理して得られるアイリス補 正値 Δ Iに上記補正値が得られる時点 （現周期） の前周期の上記ァ イ リス値メモリー手段から得られるアイ リス値 I -1 とを上記誤差 信号の符号により減算または加算することによって次周期のアイリ ス値 I 1 I ·1±Δ I ) を得るアイリス値演算手段と、 上記アイリ ス値 I 1 を上記アイリス値メモリ一手段に加え、 M · T f ( Mは最 大値） 周期毎のアイリス値をメモリ一すると共に上記アイリス値メ モリ一手段 （ I ) にメモリーされるアイリス値 Iが最小値か、 特定 値になった時その値を判別し、 制御信号を発生するアイリス値最小 値の判別手段及びアイ リス値特定値の判別手段とを有する明るさが 上記ゲイン制御手段で制御される範囲を越え上記撮像素子制御手段 で制御される範囲までと上記撮像素子制御手段の制御範囲外の明る い範囲 （周期 l T f での制御） の制御を行うアイリス値判別手段と を有するアイリス制御手段と、
上記各制御手段において入力光量に応じて各メモリ一手段にメモ リーされる最大値、 最小値及び特定値になった時に発生される制御 信号によって上記撮像素子制御手段または、 上記 A G Cゲイン制御 手段または、 上記アイ リス制御手段を作動させる期間をきめる制御 信号を発生する選択信号発生手段と
を設け、 上記ゲイン制御手段の上記 A G Cゲイン値メモリー手段に メモリ一された A G Cゲイン値 Gを上記増幅器の A G Cアンプに供 給することにより制御ループを形成し、 上記アイリス値メモリ一手 段にメモリーされるアイリス値 I を上記アイリス機構ドライバーに 供給し、 アイリス値を設定することにより制御ループを形成し、 明 るさに応じて上記選択信号発生手段により、 上記 A G Cゲイン制御 手段、 上記アイリス制御手段並びに上記撮像素子制御手段の動作期 間を切り換え、 動作中のどれかの制御手段において上記誤差信号が ゼロ値付近になればその制御手段にあるメモリ一手段によりその値 を保持し、 最適撮影条件に設定し、 明るさの全領域で明瞭な映像信 号を得るよう構成し、 上記モード信号発生手段は、
上記撮像素子制御手段に対して露出時間を最大値に、 上記ゲイン 制御手段に対して A G Cゲインを最大値に、 そして上記アイリス制 御手段に対してアイリス値を最小値に設定するためのデータテープ ルと、
上記選択信号発生手段に対して制御手段選択のスタート信号を発 生する発生手段と
を有し、 上記モード切換釦の指令信号を受け、 通常撮影モードから 高感度撮影モードに切り換えられた時、 上記各制御手段に上記デ一 夕テ一ブルの値を供給すると共に上記選択信号発生手段にはスター ト信号を供給して上記ゲイン制御手段から制御をスター卜し、 最適 露出条件に収束させるよう構成した
請求項 5または請求項 6に記載の画像処理装置。
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