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JP2002238000A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

撮像装置及び撮像方法

Info

Publication number
JP2002238000A
JP2002238000A JP2001034595A JP2001034595A JP2002238000A JP 2002238000 A JP2002238000 A JP 2002238000A JP 2001034595 A JP2001034595 A JP 2001034595A JP 2001034595 A JP2001034595 A JP 2001034595A JP 2002238000 A JP2002238000 A JP 2002238000A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
exposure control
illuminance
gain adjustment
gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001034595A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Okawa
淳 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001034595A priority Critical patent/JP2002238000A/ja
Publication of JP2002238000A publication Critical patent/JP2002238000A/ja
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  • Cameras In General (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低照度条件下の撮影において、良好なS/N
比を確保しつつ被写体の照度変化に対して滑らかに露出
制御する。 【解決手段】 撮像装置1は、被写体を撮像するレンズ
部11と、レンズ部からの入射光を光電変換するCCD
12と、光電変換されて得られた信号のサンプリング及
びホールドを行うS/H回路13と、信号のレベルを調
整するゲインアンプAGC14と、映像信号を得るため
の信号処理回路15と、CCD12の電荷の蓄積時間を
調整するシャッタ駆動回路18を備え、制御部16は、
振り分けパターンに基づいて利得調整による露光制御と
蓄積時間制御による露光制御との振り分けを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置及び撮像
方法に関し、特に、低照度条件下の撮影においても良好
なS/N比を確保しつつ、被写体の照度変化に対して滑
らかに露出制御する撮像装置及び撮像方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の撮像装置は、被写体の照度が低い
場合、被写体の像を光電変換した際の信号により多くの
利得調整が必要となるため信号に対するノイズの割合
(S/N比)が悪くなる。このような低照度時には、光
電変換素子の電荷蓄積時間を映像の撮像周期以上にする
ことで、利得調整を抑えS/N比を改善できることが一
般に知られている。ここで、電荷蓄積時間とはシャッタ
の開放時間に対応し、映像の撮像周期以上にするとは、
例えば30分の1秒周期で撮像されるビデオ画像であれ
ば、シャッタの開放時間30分の1秒よりも遅くして露
光時間を長くすることに相当する。また、撮像周期より
も長時間シャッタを開放して露光することをスローシャ
ッタにすると表現し、撮像周期以内の露光時間の場合、
ノーマルシャッタと表現する。
【0003】図8(a)には、従来の撮像装置が被写体
の照度に応じて利得を調整する様子が示されている。ま
た、図8(b)には、従来の撮像装置が被写体の照度に
応じて露光時間を制御する様子が示されている。図8
(a)及び図8(b)における横軸は、被写体の照度
(AE_LEVEL)を示し、横軸は、照度が低い方から順番に
利得調整によって露光制御する領域と、スローシャッタ
によって露光制御する領域と、ノーマルシャッタによっ
て露光制御する領域とに区分されている。つまり、撮像
装置は、照度に応じて、利得調整制御、スローシャッタ
制御、ノーマルシャッタ制御のうちの何れかで露光制御
することが予め定められている。
【0004】図8(a)及び図8(b)に示されるよう
に、従来の撮像装置は、照度が低いときには利得の調整
値を変化させて露光制御し、照度が高いときにはシャッ
タ開放時間によって露光制御している。
【0005】このように従来の撮像装置は、被写体の照
度に応じて撮像周期以内の蓄積時間制御、スローシャッ
タ制御、及び利得調整を組み合わせることによって、低
照度時であってもS/N比を保持し適切な露光制御を実
現している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の撮像
装置は、特に、スローシャッタ制御によって露光制御を
行う領域では、通常の撮像周期よりも長時間露光するた
め、照度が低下するにつれてフレームレートが下がるこ
ととなり、映像にぶれが生じ映像の滑らかさ等が損なわ
れるといった問題点がある。
【0007】具体的に、図9(a)には照度と露光時間
の関係が示され、図9(b)には照度とフレームレート
の関係が示されている。すなわち、従来の撮像装置は、
被写体の照度が低下すると露光時間を長くして露光制御
を行っていた。しかし、このときのフレームレートは、
露光時間が長くなるにつれて低下する。特に、被写体の
照度がノーマルシャッタ領域とスローシャッタ領域との
境界位置を頻繁に行き来するような場合、フレームレー
トの変化が大きくなるため得られる映像がぎこちなく粗
雑になるという問題点があった。
【0008】そこで本発明は、このような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、低照度条件下の撮影にお
いて、良好なS/N比を確保しつつ被写体の照度変化に
対して滑らかに露出制御することを可能とする撮像装置
及び撮像方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係る撮像装置は、被写体の像を光電変
換する変換手段と、変換手段に蓄積される電荷の蓄積時
間を制御する蓄積時間制御手段と、変換手段において変
換された信号の利得を調整する利得調整手段と、被写体
の照度を検出する照度検出手段とを備え、被写体の像の
撮像周期を超えて変換手段に電荷を蓄積する期間を設定
するモードを有する撮像装置において、該モードにおい
て照度検出手段で照度値の低下を検出した際、利得調整
手段によって優先的に露光制御し、利得調整手段におい
て調整された利得の調整値が零よりも大である期間の持
続期間に応じて利得調整手段による露光制御から蓄積時
間制御手段における電荷の蓄積時間による露光制御へ切
り換える制御手段を備える。
【0010】このような撮像装置は、該モードにおいて
照度検出手段で照度値の低下を検出した際、優先的に利
得調整を実行することで露光制御し、利得の調整値が零
よりも大である期間の持続期間に応じて利得調整による
露光制御から電荷の蓄積時間による露光制御へ切り換え
る。特に、制御手段は、利得調整による露光制御と蓄積
時間制御による露光制御との振り分けを振り分けパター
ンに基づいて行う。
【0011】上述した目的を達成するために本発明に係
る撮像方法は、被写体の像を光電変換する変換工程と、
変換工程で蓄積される電荷の蓄積時間を制御する蓄積時
間制御工程と、変換工程において変換された信号の利得
を調整する利得調整工程と、被写体の照度を検出する照
度検出工程とを備え、被写体の像の撮像周期を超えて電
荷を蓄積する期間を設定するモードを有する撮像方法に
おいて、該モードにおいて照度検出工程で照度値の低下
を検出した際、利得調整工程によって優先的に露光制御
し、利得調整工程において調整された利得の調整値が零
よりも大である期間の持続期間に応じて利得調整工程に
おける利得調整による露光制御から蓄積時間制御工程に
おける電荷の蓄積時間による露光制御へ切り換える制御
工程を備える。
【0012】このような撮像方法は、該モードにおいて
照度検出工程で照度値の低下を検出した際、優先的に利
得調整を実行することで露光制御し、利得の調整値が零
よりも大である期間の持続期間に応じて利得調整による
露光制御から電荷の蓄積時間による露光制御へ切り換え
る。特に、制御工程では、利得調整による露光制御と蓄
積時間制御による露光制御との振り分けを振り分けパタ
ーンに基づいて行う。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の一構成例として示す撮像
装置は、被写体の像を光電変換する光電変換素子と、光
電変換素子に蓄積される電荷の蓄積時間を制御する蓄積
時間制御手段としてのシャッタと、光電変換素子におい
て変換された信号の利得を調整する利得調整部と、被写
体の照度を検出する照度検出部とを備える撮像装置であ
る。
【0014】この撮像装置は、特に、被写体の像の撮像
周期を超えてシャッタを開放し露光するモードにおいて
照度検出部で照度値の低下を検出した際、優先的に利得
調整を実行することで露光制御し、利得の調整値が零よ
りも大である期間の持続期間に応じて利得調整による露
光制御からシャッタ速度による露光制御へ切り換えるこ
とにより、被写体の照度条件が変動する場合であっても
良好なS/N比を確保しつつ、被写体の照度変化に対し
て滑らかな露出制御ができる。
【0015】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して詳細に説明する。撮像装置1は、30分の1
秒間隔でフレーム(画像)を撮像する撮像装置である。
撮像装置1は、図1に示すように、被写体を撮像するレ
ンズ部11と、レンズ部からの入射光を光電変換する光
電変換素子(Charge Coupled Device)(以下、CCD
と記す。)12と、光電変換されて得られた信号のサン
プリング及びホールドを行うサンプリング/ホールド回
路(以下、S/H回路と記す。)13と、信号の利得を
調整するゲインアンプAGC14と、映像信号を得るた
めの信号処理回路15とを備えている。これらの各部・
各回路は、制御部16により統括制御されている。撮像
装置1は、更に、CCD12の電荷の蓄積時間を調整す
るシャッタ駆動回路18を備えている。なお、図1にお
いて実線は、被写体からの入射光及び光電変換された入
射光の信号を示し、破線は制御線を示している。
【0016】被写体からの入射光は、レンズ11を介し
て、CCD12において電気的に蓄積される。CCD1
2で光電変換された被写体の像を示す信号は、S/H回
路13において、CCD12の蓄積電荷のノイズを低減
する二重層間相関サンプリング処理が施される。続い
て、ゲインアンプAGC14に送られて、信号のレベル
が調整される。続いて、CCD12で光電変換された被
写体の像を示す信号は、信号処理回路15においてカメ
ラ信号処理が施され、被写体の映像信号17となる。ま
た、信号処理回路15は、被写体の照度を検出する照度
検出手段としての機能を有している。
【0017】制御部16は、信号処理回路15において
検出された照度の検波値19を得、この検波値19に応
じてゲインアンプAGC14における信号の利得調整及
びCCD12における蓄積時間を調整するためにシャッ
タ駆動回路18を制御することによって露光を適切に制
御している。制御部16は、特に、被写体の像の撮像周
期を超えてCCD12への電荷蓄積期間を設定するモー
ドにおいて、信号検出回路15において被写体の照度の
低下を検出した際、まずゲインアンプAGC14によっ
て優先的に露光制御し、利得の調整値が零よりも大であ
る期間に応じて、ゲインアンプAGC14による露光制
御からCCD12における電荷の蓄積時間の調整による
露光制御へ切り換えている。ここで、CCD12におけ
る電荷の蓄積時間の調整により露光制御とは、シャッタ
の開放時間の制御として考えることができる。
【0018】制御部16における露光制御(AE制御)
について、図2を用いて説明する。制御部16は、具体
的には図2に示すような構成を有しているとみなすこと
ができる。すなわち、制御部16は、露光(AE)の基
準となるレベルを記憶した基準AE記憶部21と、照度
の検波値19に所定の利得を乗算するアンプ22と、更
に係数を乗算した検波値を積分して被写体の照度(AE_L
EVEL)を算出する積分器23と、利得調整による露光制
御と電荷の蓄積時間制御による露光制御との振り分けを
表す振り分けパターンを記憶する振り分けパターン記憶
部24とを有している。これらの各部は、CPU25に
よって統括制御されている。
【0019】制御部16は、基準AE記憶部21からの
露光の基準レベルに対する検波値19のエラー量に対し
て、アンプ22において利得を乗算してフレーム単位の
制御量を得る。続いて、制御部16は、このフレーム単
位の制御量を積分し、被写体の照度を算出する。制御部
16は、この照度に応じてゲインアンプAGC14にお
ける利得の調整値及びシャッタ駆動回路18における露
光時間を決定し露光制御する。また、ここで制御部16
は、利得調整による露光制御と蓄積時間制御による露光
制御との振り分けを与える振り分けパターンに基づいて
行う。
【0020】例えば、照度に応じた利得調整による露光
制御と蓄積時間制御による露光制御、すなわち、ゲイン
アンプAGC14における露光制御とシャッタの開放時
間による露光制御との振り分けパターンの1つを図3に
示す。なお、ノーマルシャッタとは、シャッタの開放時
間が撮像周期以内であることを意味し、スローシャッタ
とは、シャッタの開放時間が撮像周期を超えていること
を意味している。
【0021】パターン1(以下、初期パターンと記
す。)として示すゲインアンプAGC14と照度との関
係が図3(a)に示され、シャッタの開放時間と照度と
の関係が図3(b)に示されている。図3に示す初期パ
ターンは、照度が大きい場合は、シャッタの開放時間に
よって露光制御し、所定の照度以下はシャッタの開放時
間は30分の1秒として、ゲインアンプAGC14にお
ける利得調整により露光制御するパターンである。
【0022】また、図4には、初期パターンとは異なる
第2の振り分けパターンが示されている。図4(a)に
は、第2の振り分けパターンにおけるゲインアンプAG
C14と照度との関係が示され、図4(b)には、第2
の振り分けパターンにおけるシャッタの開放時間と照度
との関係が示されている。第2の振り分けパターンは、
照度が大きい場合は、シャッタの開放時間によって露光
制御し、所定の照度以下はシャッタの開放時間をスロー
シャッタの所定値として、ゲインアンプAGC14にお
ける利得調整により露光制御するパターンである。
【0023】また、図5には、初期パターン及び第2の
振り分けパターンとは異なる第3の振り分けパターンが
示されている。図5(a)には、第3の振り分けパター
ンにおけるゲインアンプAGC14と照度との関係が示
され、図5(b)には、第3の振り分けパターンにおけ
るシャッタの開放時間と照度との関係が示されている。
第3の振り分けパターンは、照度が大きい場合は、シャ
ッタの開放時間によって露光制御し、所定の照度以下は
シャッタの開放時間を更に長くしたスローシャッタの所
定値として、ゲインアンプAGC14における利得調整
により露光制御するパターンである。
【0024】制御部16が振り分けパターンに基づいて
利得調整による露光制御と蓄積時間制御による露光制御
とを振り分ける処理について、図6を用いて説明する。
【0025】制御部16は、ステップS1において、シ
ャッタの開放時間がスローシャッタ領域であるか否かの
判別を行う。制御部16は、ステップS1においてシャ
ッタの開放時間がスローシャッタ領域ではない場合、ス
テップS2において、ゲインアンプAGC14により利
得の調整値が0dBであるか否かの判別を行う。利得の
調整値が0dBであった場合、制御部16は、ステップ
S3において、振り分けパターンを初期パターンへと戻
し、初期パターンの挙動にしたがって照度に応じたシャ
ッタの開放時間を設定し、この設定信号をシャッタ駆動
回路18へと送る。
【0026】制御部16は、シャッタの開放時間がスロ
ーシャッタ領域ではなく、かつ、利得の調整値が0dB
ではない場合、ステップS4において、利得の調整値が
0dBよりも大きい値になっている期間を計時するため
のタイマをスタートさせる。ステップS5において、予
め設定された所定の時間に達した場合、ステップS6に
おいて振り分けパターンを変更し、変更したパターンの
挙動にしたがって照度に応じたシャッタの開放時間及び
照度に応じた利得の調整値を設定し、この設定信号をシ
ャッタ駆動回路18及びゲインアンプAGC14へと送
る。
【0027】また、制御部16は、ステップS1におい
てシャッタの開放時間がスローシャッタ領域であった場
合、ステップS7において、ゲインアンプAGC14に
おける利得の調整値が0dBであるか否かの判別を行
う。利得の調整値が0dBであった場合、制御部16
は、振り分けパターンを変更することなく処理を終了す
る。
【0028】一方、制御部16は、ステップS1におい
てシャッタの開放時間がスローシャッタ領域であり、か
つ、ゲインアンプAGC14における利得の調整値が0
dBでなかった場合、ステップS6の処理を行う。
【0029】図6に示す処理は定期的に実行されるた
め、露光制御の処理パターンは、照度、その照度におけ
る利得の調整値、及びシャッタの開放時間に応じて、常
に切り換えられている。
【0030】ここでは、上記3パターンについて説明し
たが、制御部16は、更に詳細に照度と利得調整による
露光制御とシャッタの開放時間の調整による露光制御と
の関係を示した上述のような振り分けパターンを複数個
記憶している。制御部16は、露光制御の応答時間に影
響のない程度の速さでこれら複数の振り分けパターンを
段階的に切り換えることによって安定した露光制御を可
能としている。
【0031】続いて、実際に被写体の照度が時系列で変
化するときの撮像装置1における露光制御の挙動を図7
を用いて説明する。図7(a)には、被写体の照度の時
系列変化が、図7(b)には、シャッタの開放時間の時
系列変化が、また図7(c)には、ゲインアンプAGC
14における利得の調整値の時系列変化がそれぞれ示さ
れている。
【0032】撮像装置1は、検出される被写体の照度が
低下すると、シャッタの開放時間を長くして露光制御す
る(期間A)。シャッタの開放時間が1フレームに対応
する30分の1秒になるとシャッタの開放時間が一旦一
定となり、利得調整に切り換わるとともにタイマがカウ
ントを開始する(期間B)。このとき制御部16は、図
6のステップS3に対応した処理を行う。すなわち、ゲ
インアンプAGC14は、制御部16の制御のもと、振
り分けパターンに基づいて照度の低下に応じた利得調整
を実行する。期間Bでは、bにおいて照度の変化がな
いため、それに伴って利得調整値も一定値となっている
が、bにおいて照度が低下する場合も勿論考えられ
る。その場合は、bにおいて引き続き利得の調整値が
上昇するような挙動が得られる。
【0033】タイマが所定期間Tをカウントすると、シ
ャッタの開放時間の制御が開始される(期間C)。振り
分けパターンに基づいてゲインアンプAGC14におけ
る利得の調整値が減少し、0dBになるまでシャッタの
開放時間の調整が行われる。これは、図6に示したステ
ップS4乃至ステップS6の処理に対応している。
【0034】期間Dにおいて、検出された被写体の照度
が再び低下すると、ゲインアンプAGC14が利得調整
して露光制御を実行するとともに、タイマがカウントを
開始する。このとき制御部16は、図6のステップS7
からステップS6に対応した処理を行う。すなわち、ゲ
インアンプAGC14は、制御部16の制御のもと、振
り分けパターンに基づいて照度の低下に応じた利得調整
を実行する。
【0035】タイマが所定期間Tをカウントすると、シ
ャッタの開放時間の制御が開始される(期間E)。振り
分けパターンに基づいて、ゲインアンプAGC14にお
ける利得の調整値が減少し、0dBになるまでシャッタ
の開放時間の調整が行われる。ここでは、利得の調整値
が0dBになる前にシャッタ速度の最小値に達するた
め、低減されない分の利得が残ることとなる。
【0036】検出される被写体の照度が回復し始める
と、撮像装置1は、利得の調整値を0dBに戻すように
制御し、続いて、シャッタの開放時間を短くすることに
よって露光制御を実行する。
【0037】以上、図6及び図7を用いて説明したよう
に、撮像装置1は、ゲインアンプAGC14によって利
得調整が実行されて所定時間経過した後、スローシャッ
タに切り換え、徐々にシャッタを低速にする。すなわち
露光時間を長くする。撮像装置1は、ゲインアンプAG
C14における利得調整が0dBになるまでの間、振り
分けパターンに基づいて、利得調整による露光制御と蓄
積時間制御による露光制御とを同時に行う。撮像装置1
は、利得調整によって露光制御する期間の長さに応じ
て、利得調整による露光制御から蓄積時間制御による露
光制御へ切り換えている。つまり、撮像装置1は、被写
体の瞬間的な照度の変化には、CCD12からの信号に
対して利得調整することによって対応し、利得調整を行
う期間の長さに応じて、電荷の蓄積時間制御によって対
応している。
【0038】従来の撮像装置は、特に、スローシャッタ
制御によって露光制御を行う領域では照度が低下するに
つれてフレームレートが下がるため、映像にぶれが生じ
映像の滑らかさ等が損なわれるといった問題点があっ
た。特に、被写体の照度がノーマルシャッタ領域とスロ
ーシャッタ領域との境界位置を頻繁に行き来するような
場合、フレームレートの変化が大きくなるため得られる
映像の滑らかさが失われていた。これに対して撮像装置
1は、上述の処理によって、利得調整による露光制御と
蓄積時間制御による露光制御とを照度に応じた振り分け
パターンに基づいて行うことによって、被写体の照度変
化に対して安定した露光制御を可能としている。また、
撮像装置1によれば、被写体の照度変化に応じてフレー
ムレートを急激に変化させることなく低照度下において
良好なS/N比が確保される。したがって、被写体の照
度変化に対して滑らかな露光制御ができる。
【0039】また、撮像装置1によれば、アイリス(絞
り)等の機構を使用することなく照度変化に応じた露出
制御が可能となるため、部品点数が減少されることによ
って製造コストが削減されるだけでなく、撮像装置自体
の小型化・軽量化が実現される。
【0040】なお、本発明は上述した実施の形態のみに
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【0041】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る撮像装置は、被写体の像を光電変換する変換手段と、
変換手段に蓄積される電荷の蓄積時間を制御する蓄積時
間制御手段と、変換手段において変換された信号の利得
を調整する利得調整手段と、被写体の照度を検出する照
度検出手段とを備え、被写体の像の撮像周期を超えて変
換手段に電荷を蓄積する期間を設定するモードを有する
撮像装置において、該モードにおいて照度検出手段で照
度値の低下を検出した際、利得調整手段によって優先的
に露光制御し、利得調整手段において調整された利得の
調整値が零よりも大である期間の持続期間に応じて利得
調整手段による露光制御から蓄積時間制御手段における
電荷の蓄積時間による露光制御へ切り換える制御手段を
備える。
【0042】このような撮像装置は、該モードにおいて
照度検出手段で照度値の低下を検出した際、優先的に利
得調整を実行することで露光制御し、利得の調整値が零
よりも大である期間の持続期間に応じて利得調整による
露光制御から電荷の蓄積時間による露光制御へ切り換え
る。特に、制御手段は、利得調整による露光制御と蓄積
時間制御による露光制御との振り分けを振り分けパター
ンに基づいて行う。
【0043】したがって、本発明に係る撮像装置は、低
照度条件下の撮影時おいても良好なS/N比を確保しつ
つ、被写体の照度変化に対して滑らかに露出制御するこ
とが可能となる。また、本発明に係る撮像装置によれ
ば、アイリス(絞り)等機構を使用することなく照度変
化に応じた露出制御が可能となるため、製造コストが削
減されるだけでなく、撮像装置自体の小型化・軽量化が
実現される。
【0044】また、本発明に係る撮像方法は、被写体の
像を光電変換する変換工程と、変換工程で蓄積される電
荷の蓄積時間を制御する蓄積時間制御工程と、変換工程
において変換された信号の利得を調整する利得調整工程
と、被写体の照度を検出する照度検出工程とを備え、被
写体の像の撮像周期を超えて電荷を蓄積する期間を設定
するモードを有する撮像方法において、該モードにおい
て照度検出工程で照度値の低下を検出した際、利得調整
工程によって優先的に露光制御し、利得調整工程におい
て調整された利得の調整値が零よりも大である期間の持
続期間に応じて利得調整工程における利得調整による露
光制御から蓄積時間制御工程における電荷の蓄積時間に
よる露光制御へ切り換える制御工程を備える。
【0045】このような撮像方法は、該モードにおいて
照度検出工程で照度値の低下を検出した際、優先的に利
得調整を実行することで露光制御し、利得の調整値が零
よりも大である期間の持続期間に応じて利得調整による
露光制御から電荷の蓄積時間による露光制御へ切り換え
る。特に、制御工程では、利得調整による露光制御と蓄
積時間制御による露光制御との振り分けを振り分けパタ
ーンに基づいて行う。
【0046】したがって、本発明に係る撮像方法によれ
ば、低照度条件下の撮影時おいても良好なS/N比を確
保しつつ、被写体の照度変化に対して滑らかに露出制御
することが可能となる。また、本発明に係る撮像方法に
よれば、アイリス(絞り)等機構を使用することなく照
度変化に応じた露出制御が可能となるため、本発明に係
る撮像方法を適用した撮像装置を製造する際の製造コス
トが削減される。また、撮像装置自体の小型化・軽量化
が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る撮像装置の構成を説明するブロッ
ク図である。
【図2】本発明に係る撮像装置の制御部の構成を説明す
るブロック図である。
【図3】ゲインアンプによる露光制御とシャッタによる
露光制御とを振り分ける振り分けパターンを示す図であ
る。
【図4】ゲインアンプによる露光制御とシャッタによる
露光制御とを振り分ける振り分けパターンを示す図であ
る。
【図5】ゲインアンプによる露光制御とシャッタによる
露光制御とを振り分ける振り分けパターンを示す図であ
る。
【図6】本発明に係る撮像装置が照度に応じてゲインア
ンプによる露光制御とシャッタによる露光制御とを切り
換える処理を示すフローチャートである。
【図7】図7(a)は、被写体の照度の時系列変化を示
す図であり、図7(b)は、被写体の照度が時系列で変
化するときのシャッタの開放時間の変化を示す図であ
り、図7(c)は、被写体の照度が時系列で変化すると
きの利得の調整値の変化を示す図である。
【図8】図8(a)は、従来の撮像装置におけるAGC
と被写体の照度との関係を示す図であり、図8(b)
は、従来の撮像装置における露光時間と被写体の照度と
の関係を示す図である。
【図9】図9(a)は、従来の撮像装置における露光時
間と被写体との照度の関係を示す図であり、図9(b)
は、従来の撮像装置におけるフレームレートと被写体の
照度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 撮像装置、11 レンズ部、12 CCD、13
S/H回路、14 ゲインアンプAGC、15 信号処
理回路、16 制御部、17 映像信号、18シャッタ
駆動回路、19 検波値、21 基準AE記憶部、22
アンプ、23 積分器、24 振り分けパターン記憶
部、25 CPU
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/235 H04N 5/235

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体の像を光電変換する変換手段と、
    上記変換手段に蓄積される電荷の蓄積時間を制御する蓄
    積時間制御手段と、上記変換手段において変換された信
    号の利得を調整する利得調整手段と、上記被写体の照度
    を検出する照度検出手段とを備え、上記被写体の像の撮
    像周期を超えて上記変換手段に電荷を蓄積する期間を設
    定するモードを有する撮像装置において、 当該モードにおいて上記照度検出手段で照度値の低下を
    検出した際、上記利得調整手段によって優先的に露光制
    御し、上記利得調整手段において調整された利得の調整
    値が零よりも大である期間の持続期間に応じて上記利得
    調整手段による露光制御から上記蓄積時間制御手段にお
    ける電荷の蓄積時間による露光制御へ切り換える制御手
    段を備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段は、上記利得調整手段によ
    る露光制御と上記蓄積時間制御手段による露光制御との
    振り分けを表す振り分けパターンに基づいて露光制御す
    ることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 上記制御手段は、上記利得調整手段によ
    る露光制御と上記蓄積時間制御手段による露光制御との
    振り分けが上記照度検出手段における照度値に応じて段
    階的になされた複数の振り分けパターンを連続的に切り
    換えて露光制御することを特徴とする請求項2記載の撮
    像装置。
  4. 【請求項4】 被写体の像を光電変換する変換工程と、
    上記変換工程で蓄積される電荷の蓄積時間を制御する蓄
    積時間制御工程と、上記変換工程において変換された信
    号の利得を調整する利得調整工程と、上記被写体の照度
    を検出する照度検出工程とを備え、上記被写体の像の撮
    像周期を超えて電荷を蓄積する期間を設定するモードを
    有する撮像方法において、 当該モードにおいて上記照度検出工程で照度値の低下を
    検出した際、上記利得調整工程によって優先的に露光制
    御し、上記利得調整工程において調整された利得の調整
    値が零よりも大である期間の持続期間に応じて上記利得
    調整工程における利得調整による露光制御から上記蓄積
    時間制御工程における電荷の蓄積時間による露光制御へ
    切り換える制御工程を備えることを特徴とする撮像方
    法。
  5. 【請求項5】 上記制御工程では、上記利得調整工程に
    おける露光制御と上記蓄積時間制御工程における露光制
    御との振り分けを表す振り分けパターンに基づいて露光
    制御されることを特徴とする請求項4記載の撮像方法。
  6. 【請求項6】 上記制御工程は、上記利得調整工程にお
    ける露光制御と上記蓄積時間制御工程における露光制御
    との振り分けが上記照度検出工程における照度値に応じ
    て段階的になされた複数の振り分けパターンを連続的に
    切り換えて露光制御する工程であることを特徴とする請
    求項5記載の撮像方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100361020C (zh) * 2003-12-05 2008-01-09 北京中星微电子有限公司 一种数字亮度增益与曝光时间协同工作的自动曝光方法
US7626616B2 (en) 2004-03-17 2009-12-01 Fujitsu Microelectronics Limited Automatic gain control circuit with exposure control circuit
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US9185310B2 (en) 2012-03-05 2015-11-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device, illuminance measuring method performed by solid-state imaging device, and camera module
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WO2017122394A1 (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 ソニー株式会社 撮像制御装置、および撮像装置

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