(57)【要約】【課題】  被写体の輝度情報に応じて撮像素子の加算方法を変え、加算読み出しをすることにより低照度時の感度を増し、ノイズの少ない画像を得る。【解決手段】  撮影レンズと、該撮影レンズより投影される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の蓄積方法を制御する蓄積モード制御回路と、該撮像素子の出力信号を増幅し、増幅出力信号を得る増幅回路と、該増幅出力信号から規格化された映像信号を得るプロセス回路と、該プロセス回路の映像信号レベルの情報を得、その映像信号レベルを制御するための演算を行う論理演算部と、該論理演算部からの信号に基づいて、該蓄積モード制御回路及び、該増幅回路の増幅度を制御する増幅制御回路、とを有する、撮像装置の増幅制御及び蓄積モード制御装置であって、該増幅回路の増幅度に応じて、該蓄積モード制御 を行う。【選択図】  図１
2006129009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと、
該撮影レンズより投影される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
該撮像素子の蓄積方法を制御する蓄積モード制御回路と、
該撮像素子の出力信号を増幅し、増幅出力信号を得る増幅回路と、
該増幅出力信号から規格化された映像信号を得るプロセス回路と、
該プロセス回路の映像信号レベルの情報を得、その映像信号レベルを制御するための演算を行う論理演算部と、
該論理演算部からの信号に基づいて、該蓄積モード制御回路及び、該増幅回路の増幅度を制御する増幅制御回路、とを有する、撮像装置の増幅制御及び蓄積モード制御装置であって、
該増幅回路の増幅度に応じて、該蓄積モード制御回路を制御することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
被写体の輝度情報に応じて撮像素子の加算方法を変え、加算読み出しをすることにより低照度時の感度を増し、ノイズの少ない画像を得る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の撮像装置の一例を図４、及び図６を用いて説明する。図４に於いて１は撮影レンズ、２は絞り羽根、３は撮像素子（以下ＣＣＤ）、４はサンプルホールド及び信号増幅を行うＣＤＳ／ＡＧＣ回路、５はＡ／Ｄ変換器、６はディジタル信号処理回路、７はＤ／Ａ変換器、８はＣＣＤの駆動及び駆動のタイミングを制御するＴＧ、９はＡＧＣの増幅度を制御するＡＧＣコントロール部、１０は論理演算部（以下「マイコン」と称す。）である。
【０００３】
撮影レンズ三により投影された被写体像は、撮像素子３により光電変換されて電気信号に変換される。この信号はＣＤＳＩＡＧＣ回路４により相関二重サンプリングされ適当なレベルに増幅される。ＡＩＤ変換器５でディジタル信号に変換されて、ディジタル信号処理回路６によりＮＴＳＣ等の規格化された映像信号に変換されて、Ｄ／Ａ変換器７によりアナログ信号に変換され、出力される。
【０００４】
最近のＣＣＤ等の駆動方式は、全画素読み出し、静止画等解像度を重視するために、フレーム蓄積モードで駆動される場合が多くなって来ている。フレーム読み出しにおいては、図６に示すように、その動作はまず第１フィールドで奇数ラインのフォトダイオードに蓄積した光電荷を垂直ＣＣＤレジスタに読み出す。続いて偶数ラインのフォトダイオードに残った光電荷を電子シャッターで基板に排出する。次のフィールドでは偶奇を変えて同様の走査を行う。
【０００５】
ここで被写体が暗くなっていった場合、ディジタル信号処理回路６において信号レベルが検出され、その検出結果はマィコン８にてデータとして取り込まれる。マイコン８はディジタル信号処理回路７より映像信号レベルｅの情報を読み取り、映像信号レベルが目標値ａｖになるように制御信号を得て、ＡＧＣコントロール部９を経て、ＡＧＣゲインを上げ、適正レベルに制御される。
【０００６】
さらに被写体が暗くなると、ＡＧＣの最大ゲインまでゲインが上がり、その後は被写体の暗さに応じて、出力信号レベルは下がる。
（特許文献１，２参照）
【特許文献１】特開平５−１３０４９７号公報
【特許文献２】特開平５−２７６４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来例では、被写体の明るさが極端に暗くなった場合は、ＡＧＣが最大ゲインとなっても暗い画像しか得られなくなる不都合があった。
【０００８】
また、さらにゲインを上げるには別途増幅器が必要になり、また得られる画像はノイズが多い画像となる不都合が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、撮影レンズと、該撮影レンズより投影される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と該撮像素子の蓄積方法を制御する蓄積モード制御回路と、該撮像素子の出力信号を増幅し、増幅出力信号を得る増幅回路と、該増幅出力信号から規格化された映像信号を得るプロセス回路と、該プロセス回路の映像信号レベルの情報を得、その映像信号レベルを制御するための演算を行う論理演算部と、該論理演算部からの信号に基づいて、該蓄積モード制御回路及び、該増幅回路の増幅度を制御する増幅制御回路、とを有する、撮像装置の増幅制御及び蓄積モード制御装置であって、該増幅回路の増幅度に応じて、該蓄積モード制御回路を制御することを特徴とする撮像装置とすることにより、被写体が暗くなってもノイズ少ない画像を得ることが可能となった。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によればＣＣＤの蓄積モードを変えることにより暗い被写体でも明るく撮影するが可能となり、被写体の明るさの条件に対し制御に余格をもたせることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施例１）
本発明を用いた撮像装置の第１の実施例を図１及び図２、図３、をもとに説明する。図１において１は撮影レンズ、２は絞り羽根、３はＣＣＤ、４はサンプルホールド及び信号増幅を行うＣＤＳ／ＡＧＣ回路、５はＡ／Ｄ変換器、６はディジタル信号処理回路、７はＤＩＡ変換器、８はＣＣＤの駆動及び駆動のタイミングを制御するＴＧ、９はＡＧＣの増幅度を制御するＡＧＣコントロール部、１０マイコンである。
【００１２】
撮影レンズ１により投影された被写体像は、撮像素子３により光電変換され
て電気信号に変換される。この信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路４により相関二重サンプリングされ適当なレベルに増幅される。Ａ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換されて、ディジタル信号処理回路６によりＮＴＳＣ等の規格化された映像信号に変換されて、Ｄ／Ａ変換器７によりアナログ信号に変換され、出力される。
【００１３】
ここで、被写体が暗くなっていった場合、ディジタル信号処理回路６において信号レベルが検出され、その検出結果はマイコン１０にてデータとして取り込まれる。マイコン８はディジタル信号処理回路６より映像信号レベルｅの情報を読み取り、映像信号レベルが目標値ａｖになるように制御信号を得て・ＡＧＣコントロール部９を経て、ＡＧＣゲインを上げ、適正レベルに制御される。
【００１４】
さらに被写体が暗くなると、ＡＧＣの最大ゲインまでゲインが上がる。その最大ゲインフラグを受け、マイコンからＴＧ８の中の蓄積モード切替回路１３へ、蓄積モード切替信号が送られ、ＣＣＤ３の蓄積モードをフレーム読み出しからフィールド読み出しに切り替える。
【００１５】
フィールド読み出しは図５に示すように、垂直方向に隣接した２つのラインの光電荷をフォトダイオードからともに読み出し、その２ラインの光電荷を垂直ＣＣＤレジスタ内で加算する。ここで加算する画素の組み合わせを第１フィールドと第２フィールドで変えることで飛び越し走査を実現する。各フォトダイオードの読み出し周期（すなわち蓄積時間）は１フィールド期間となり、２が素の電荷を加算するので感度は約２倍となる。
【００１６】
従って、ＣＣＤの出力信号は６ｄＢアップされ、明るい画像が得られる。
【００１７】
次に図２、及び図３を用いて本発明の詳しい動作及び、マイコン１０の動作を説明する。マイコン１０においては、被写体の明るさが目標値よりも明るいか暗いかの判断がされる（図示せず）。図２においては被写体の明るさが目標値よりも明るい場合の制御とし、図３においては被写体の明るさが、目標値よりも暗い場合の制御とする。図２において、映像レベルｅが目標値ａｖよりも明るい場合は、ＡＧＣ４のゲインが下げられ、最小ゲインまで制御される。ゲインが最小値となったところでＡＧＣ制御は止められ、絞りが絞られる。
【００１８】
絞り開員径Ｆ１１となったところでその制御は止められる。次に図３において被写体が暗く、映像レベルｅが目標値ａｖよりも暗い場合は、先ず絞り２が開かれていき、絞り開口径Ｆ１．６となったところでその庸報はマイコン１０に入力される。この信号を受けて、マイコンは絞りの制御を停止させ、ＣＤＳ／ＡＧＣ４に対しゲインを上げる制御信号を出し、ＡＧＣのゲインは上がる。ＡＧＣのゲインが最大となったところで、ＴＧ８に対し蓄積モード切替信号が出力される。蓄積モード切替信号を受けて、ＴＧ８内の蓄積モード切替部三３によって、ＣＣＤの蓄積をフレーム読み出しモードから、フィールド読み出しモードに切り替えられる。その後は最初の明るさ判断ブロックにもどり、再度同じルーチンを通る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を説明する実施例のブロック図。
【図２】本発明を説明する実施例のフローチャート。
【図３】本発明を説明する実施例のフローチャート。
【図４】従来例を説明するブロック図。
【図５】撮像素子の蓄積モードの説明図。
【図６】撮像素子の蓄積モードの説明図。
【図１】
2006129009.tif 000003
【図２】
2006129009.tif 000004
【図３】
2006129009.tif 000005
【図４】
2006129009.tif 000006
【図５】
2006129009.tif 000007
【図６】
2006129009.tif 000008