JPH0738812A

JPH0738812A - 複数チャネル出力の撮像素子を備えた撮像装置

Info

Publication number: JPH0738812A
Application number: JP5155683A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Jiyuen; 正博壽圓
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1995-02-07
Also published as: US5737015A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】複数チャネル出力を持つ撮像手段を用いて撮
影する際、各チャネルの出力値を比較して自動的に直流
電圧レベルとゲインを調整する。【構成】ＣＣＤ１と、ＣＣＤ駆動回路２と、ノイズリ
ダクション＆サンプルホールド回路３ａ，３ｂ，３ｃ
と、オフセット調整回路４ａ，４ｂ，４ｃと、増幅器５
ａ，５ｂ，５ｃと、マルチプレクス回路６と、Ａ／Ｄ変
換器７と、サンプリング回路８と、バッファメモリ９
と、ＣＰＵ１０と、Ｄ／Ａユニット１１とを備える撮像
装置において、ＣＰＵ１０はサンプリング回路８でサン
プリングされたｂチャネルのデータを基準としてａ，ｃ
チャネルデータとの差分を取ってオフセット誤差とゲイ
ン誤差を算出し、Ｄ／Ａユニット１１に送る。Ｄ／Ａユ
ニット１１はオフセット調整回路４ａ，４ｃと増幅器５
ａ，５ｃに制御電圧を送る。これにより、各チャネルの
オフセットとゲインが等しくなるように調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のチャネル出力を
持つ撮像素子を利用した撮像装置に関し、特にチャネル
間のオフセット調整とゲイン調整を改良したものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】カメラの撮影等には撮像素子が従来から
使用されているが、撮影画像の解像度を上げるために
は、撮影に用いる撮像素子の画素数を増やす必要があ
る。しかし、撮像素子の画素数を増やすと、すべての画
素情報を出力するのに時間がかかるという欠点がある。
一方、この時間を短縮するために各画素情報を出力する
時間を早くすると、ノイズが発生しやすくなり、画素情
報を忠実に記録再生できないおそれがある。そこで、複
数の出力端子を設けた撮像素子（以下、多チャネル出力
の撮像素子と呼ぶ）を使用し、同時に出力された画素情
報をマルチプレクス回路等を用いて一本の映像信号にす
る撮像装置が従来から使用されている。このような撮像
装置では、撮像素子から同時に複数チャネルの画素情報
が出力されるため、各画素情報の出力速度を早くする必
要がなく、ノイズの影響を受けにくい一方で転送効率に
優れるという長所を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この多チャネル出力の
撮像素子を用いた撮像装置では、撮像素子から出力され
る画素情報に対して、各チャネルごとに別個にオフセッ
ト調整（画素情報の直流電圧レベルの調整）やゲイン調
整（画素情報の振幅値の調整）を行なうため、各チャネ
ル間で直流電圧レベルや振幅値にばらつきが生じるおそ
れがある。そこで、このような撮像素子を用いた撮像装
置では、その組立時、出荷時等に上記ばらつきの調整を
行なっている。しかしながら、撮像装置の出荷時等にば
らつきの調整を行なっても、温度変化や経時変化等によ
り、直流電圧レベルや振幅値が各チャネルごとにばらつ
く場合があり、かかる場合に事後的に調整するのは、基
準値が決めにくいことや微妙な調整を要する等の理由に
より一般に容易ではない。

【０００４】本発明の目的は、複数チャネル出力を持つ
撮像手段を用いて撮影する場合に、各チャネルの出力値
を比較することにより、直流電圧レベルの調整量とゲイ
ンの調整量とを演算し、自動的に直流電圧レベルとゲイ
ンを調整することのできる撮像装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】実施例を示す図１に対応
づけて本発明を説明すると、本発明は、複数チャネル出
力を有する撮像手段１と、撮像手段１からの各チャネル
出力の直流電圧レベルを調整する直流電圧調整手段４
ａ，４ｂ，４ｃと、撮像手段１からの各チャネル出力に
ゲインをかける増幅手段５ａ，５ｂ，５ｃとを有する撮
像装置に適用され、撮像手段１からの各チャネル出力を
それぞれ抽出する抽出手段８と、抽出手段８で抽出され
た各チャネルごとの抽出データを比較することにより、
直流電圧レベル調整量およびゲイン調整量を演算する演
算手段１０とを備え、直流電圧調整手段４ａ，４ｂ，４
ｃを演算手段１０の結果に基づいて直流電圧レベルを調
整するように構成し、増幅手段５ａ，５ｂ，５ｃを演算
手段１０の結果に基づいてゲインを調整するように構成
することにより上記目的が達成される。請求項２に記載
の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、演算手
段１０を、所定のチャネルの抽出データと他のチャネル
の抽出データとの差分を求め、この差分に応じて直流電
圧レベル調整量およびゲイン調整量を演算するように構
成するものである。請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の撮像装置において、抽出手段８で抽出された抽
出データが、演算手段１０で差分を求めるのに適してい
るか否かを判定する第１の評価手段１０と、この第１の
評価手段１０で適していると判定されて求めた差分が、
直流電圧レベル調整量およびゲイン調整量を演算するの
に適しているか否かを判定する第２の評価手段１０とを
備え、演算手段１０を、第２の評価手段１０で適してい
ると判定されると直流電圧レベル調整量とゲイン調整量
を演算するように構成するものである。

【０００６】

【作用】請求項１に記載の発明では、演算手段１０は抽
出手段８によって抽出された各チャネルごとの抽出デー
タを比較して直流電圧レベル調整量とゲイン調整量を演
算し、その演算結果に基づいて直流電圧調整手段４ａ，
４ｂ，４ｃは直流電圧レベルを調整し、増幅手段５ａ，
５ｂ，５ｃはゲインを調整する。請求項２に記載の発明
では、演算手段１０は所定のチャネルの抽出データと他
のチャネルの抽出データとの差分に応じて直流電圧レベ
ル調整量とゲイン調整量を演算する。請求項３に記載の
発明では、第１の評価手段１０は抽出手段８で抽出され
た抽出データが演算手段１０で差分を求めるのに適して
いるか否かを判定し、第１の評価手段１０で適している
と判定されると差分を求め、第２の評価手段１０はその
差分が直流電圧レベル調整量とゲイン調整量を演算する
のに適しているか否かを判定し、第２の評価手段１０で
適していると判定されると各調整量を演算する。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】−第１の実施例− 図１は本発明による撮像装置の一実施例のブロック図で
ある。この実施例では撮像素子として３チャネル出力を
有するＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉ
ｓｅ）を用いる場合について説明する。１は３チャネル
出力を有するＣＣＤであり、撮像した画素情報をａ，
ｂ，ｃの３つの出力端子（以下、それぞれをａチャネ
ル、ｂチャネル、ｃチャネルと呼ぶ）から出力する。こ
の実施例では、ｂチャネルの出力信号を基準信号とし
て、ａおよびｃチャネルの直流電圧レベルとゲインを調
整する。２はＣＣＤ駆動回路であり、撮像した画素情報
の転送を指示するクロック等をＣＣＤ１に供給するとと
もに、画素情報の転送速度に同期した各種クロックを撮
像装置の各部に供給する。３ａ，３ｂ，３ｃはノイズリ
ダクション＆サンプルホールド回路であり、ＣＣＤ１か
ら出力されるａ，ｂ，ｃチャネルそれぞれの画素情報の
ノイズを除去した後に、相関２重サンプリング等の公知
の手法により、各チャネルごとにサンプリングする。４
ａ，４ｂ，４ｃは各チャネルごとに直流電圧を調整する
オフセット調整回路であり、各チャネルの画素情報の基
準直流電圧レベルがすべて等しくなるように調整する。
オフセット調整回路４ｂの基準電圧レベルは、予め設定
された制御電圧によって調整され、オフセット調整回路
４ａ，４ｃの基準電圧レベルは、後述するＤ／Ａユニッ
ト１１から入力される制御電圧Ｏａ，Ｏｃによって調整
される。

【０００９】５ａ，５ｂ，５ｃはＣＣＤ１の出力を増幅
する増幅器であり、増幅器５ｂは予め設定されたゲイン
で増幅する固定型増幅器であり、増幅器５ａ，５ｃは、
後述するＤ／Ａユニット１１からの制御電圧Ｖａ，Ｖｃ
の大きさによって増幅度が変化する電圧制御型増幅器で
ある。これにより各チャネルの最大最小信号振幅はすべ
て等しくなるように調整される。６はマルチプレクス回
路であり、各増幅器５ａ，５ｂ，５ｃの出力を順次切り
換えて一つの映像信号に変換して出力する。７はＡ／Ｄ
変換器であり、このＡ／Ｄ変換器７にはＣＣＤ駆動回路
２から画素情報の転送速度に同期したクロックが入力さ
れ、このクロックに同期させて映像信号をデジタル信号
に変換する。８はサンプリング回路であり、Ａ／Ｄ変換
器７でデジタル信号に変換した画素情報の一部をサンプ
リングする。サンプリングされた画素情報（以下、サン
プリングデータと呼ぶ）はバッファメモリ９に格納さ
れ、このサンプリングデータはチャネル間のゲイン誤差
とオフセット誤差を算出するのに用いられる。

【００１０】１０はＣＰＵであり、バッファメモリ９に
格納されているサンプリングデータを用いてゲイン誤差
とオフセット誤差とを算出する。１１はＤ／Ａユニット
であり、ＣＰＵ１０によって算出されたゲイン誤差とオ
フセット誤差を用いて、それぞれの誤差が０になるよう
に、制御電圧Ｏａ，Ｏｃ，Ｖａ，Ｖｃをオフセット調整
回路４ａ，４ｃと増幅器５ａ，５ｃに送出する。１２は
信号処理回路であり、マルチプレクス回路６から出力さ
れる映像信号に対して、γ補正、輪郭補正、白黒のクリ
ップ等の処理を行なう。１３はＤ／Ａ変換器であり、信
号処理回路１２の出力をアナログ映像信号に変換する。
このアナログ映像信号はモニター等に入力され撮影画像
が再生記録される。１４は電気的に消去可能なプログラ
マブルのＲＯＭ（以下、ＥＥＰＲＯＭと呼ぶ）であり、
予め各チャネルごとのオフセット誤差とゲイン誤差が格
納されており、電源投入時には、それらの値に応じた制
御電圧Ｏａ，Ｏｃ，Ｖａ，Ｖｃが、各オフセット調整回
路４ａ，４ｃと増幅器５ａ，５ｃにそれぞれ設定され
る。

【００１１】以下に、図１に基づいて第１の実施例の動
作を説明する。撮像装置の不図示の電源が投入される
と、ＣＰＵ１０はＥＥＰＲＯＭ１４に格納されているオ
フセット誤差とゲイン誤差とを読み出し、Ｄ／Ａユニッ
ト１１に送出する。Ｄ／Ａユニット１１では、それらの
誤差値を制御電圧Ｏａ，Ｏｃ，Ｖａ，Ｖｃに変換し、各
オフセット調整回路４ａ，４ｃと増幅回路５ａ，５ｃに
送出する。ＣＣＤ１は被写体像を撮像すると、その輝度
に応じた電荷を各画素ごとに蓄積し、ＣＣＤ駆動回路２
からのクロックに同期させて、その蓄積している画素情
報を出力する。出力された画素情報は、ノイズリダクシ
ョン＆サンプルホールド回路３ａ，３ｂ，３ｃを経て、
オフセット調整回路４ａ，４ｂ，４ｃに入力され、各チ
ャネルの基準直流電圧レベルがすべて等しくなるように
各チャネルごとに調整され、次に増幅回路５ａ，５ｂ，
５ｃにおいて、各チャネルの信号振幅が等しくなるよう
に各チャネルごとにゲイン調整される。このオフセット
調整方法とゲイン調整方法については後述する。

【００１２】増幅回路５ａ，５ｂ，５ｃでゲイン調整さ
れた各チャネル信号は、マルチプレクス回路６で１本の
映像信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器７でデジタル信
号に変換され、信号処理回路１２とサンプリング回路８
に送られる。サンプリング回路８では、デジタル信号に
変換された画素情報の一部をサンプリングする。ただ
し、サンプリングする数があまりに少ないと、例えば、
たまたまサンプリングした箇所の画素情報にノイズが乗
っている場合、それによってサンプリング結果全体の誤
差が大きくなるため、ノイズ等による影響を吸収できる
程度のサンプリング数、例えば各チャネルについて１０
２４個程度サンプリングする。また、サンプリングする
場合は、すべてのチャネルを同時に行なうようにし、ま
たその際には、隣接する箇所にあるものを選択するよう
にする。これは、隣接する箇所ではデータの相関性が強
いため、その相関性を確保した状態でサンプリングを行
なう方が、より正確なゲイン調整とオフセット調整がで
きるからである。

【００１３】なお、一般の撮影状況では、撮影画面の中
央部分に主要被写体が存在する場合が多いため、撮影画
面の中央部分を重点的にサンプリングするようにしても
よい。一方、風景撮影のように、被写体が中央部分に限
定されない場合は、撮影画面全体を分散的にサンプリン
グするようにしてもよい。また、スイッチ等を設けて、
撮影状況によってサンプリング範囲を選択できるように
してもよい。このようにしてサンプリングされた画素信
号はバッファメモリ９に格納される。次に、ＣＰＵ１０
は以下の手法によって、バッファメモリ９に格納されて
いるサンプリングデータを用いてオフセット誤差とゲイ
ン誤差を算出する。

【００１４】以下に示すＣＰＵ１０の動作説明では、出
力がｎチャネルで、各チャネルごとに互いに隣接するｍ
個の画素をサンプリングして使用する場合について説明
する。ＣＣＤのｉ番目チャネルのｋ番目のサンプル点の
画素に入力される入力光量をＸｉｋとし、ｉ番目チャネ
ルのｋ番目のサンプル点の画素から出力される出力信号
をＹｉｋ、光電変換特性を考慮に入れたｉ番目チャネル
のゲインをＧｉ、ｉ番目チャネルのオフセット電圧をＤ
ｉとすると、出力信号Ｙｉｋは次式で表される。

【数１】Ｙｉｋ＝Ｇｉ・Ｘｉｋ＋Ｄｉ・・・（１）ここで、基準となる信号出力を１番目のチャネルとする
と、その出力信号Ｙ１ｋは次式で表される。

【数２】Ｙ１ｋ＝Ｇ１・Ｘ１ｋ＋Ｄ１・・・（２）

【００１５】撮影画像は一般に、各画素の近傍では互い
にデータの相関性が強いため、

【数３】Ｘｉｋ＝Ｘ１ｋ・・・（３）と仮定することができ、この場合、ＹｉｋとＹ１ｋの差
は次式で表される。

【数４】（Ｙｉｋ−Ｙ１ｋ）＝（Ｇｉ−Ｇ１）・Ｘ１ｋ＋（Ｄｉ−Ｄ１）・・・（４）（２）と（４）式より、

【数５】（Ｙｉｋ−Ｙ１ｋ）＝｛（Ｇｉ／Ｇ１）−１｝・Ｙ１ｋ＋Ｄｉ−（Ｇｉ／Ｇ１）・Ｄ１・・・（５）となる。（５）式において、ｋを１〜ｍまで変化させて
それぞれのｋについてＹ１ｋとＹｉｋ−Ｙ１ｋを求め、
最小二乗法で係数を求めれば、（Ｇｉ／Ｇ１）−１とＤ
ｉ−（Ｇｉ／Ｇ１）・Ｄ１が求まる。ここでＤ１の値が
予め既知とすると、Ｇｉ／Ｇ１（ゲイン誤差）とＤｉ
（オフセット）が求まる。

【００１６】なお、チャネル数が多い場合、（３）式の
仮定が成り立たなくなるおそれがあるため、（４），
（５）式で差分を取る際は、なるべく近傍のチャネルと
の間で取るようにした方が、より正確な誤差を算出でき
る。例えば、チャネル数がｎの場合、基準チャネルをチ
ャネル列の中央に位置するｎ／２番目のチャネルにすれ
ば、最も誤差を少なくすることができる。また、ＣＣＤ
１の画素すべてについて、（４），（５）式に従って差
分を取る必要はなく、輝度分布が均一になるようにサン
プリング点を選択すれば、撮影画面の一部のみについて
サンプリングしても正確な誤差が算出できる。

【００１７】図１に示す第１の実施例では、ａ，ｂ，ｃ
の３チャネルのうち、ｂチャネルを基準信号とし、ＣＰ
Ｕ１０は、ａ，ｃチャネルのサンプリングデータを、そ
れぞれｂチャネルのサンプリングデータと比較すること
によって、（４），（５）式に従ってゲイン誤差とオフ
セット誤差を算出し、その結果をＤ／Ａユニット１１に
送る。Ｄ／Ａユニット１１では、ＣＰＵ１０からのオフ
セット誤差とゲイン誤差を用いて、ａ，ｃチャネルのオ
フセット誤差とゲイン誤差がともに０になるように、制
御電圧Ｏａ，Ｏｃ，Ｖａ，Ｖｃをそれぞれオフセット調
整回路４ａ，４ｃと増幅器５ａ，５ｃに送出する。上記
処理により、撮影を継続しながらオフセット調整とゲイ
ン調整をすることが可能となる。

【００１８】図２はＣＰＵ１０の動作を示すフローチャ
ートである。このフローチャートはＣＣＤ１が被写体像
を撮像した後に動作を開始する。ステップＳ１では、サ
ンプリング回路８に対して画素信号のサンプリングの開
始を指示する。ステップＳ２では、サンプリング回路８
でサンプリングされたデータ（以下、単にデータと呼ぶ
こともある）をバッファメモリ９に格納する制御を行な
う。ステップＳ３では、必要数のサンプリングが終了し
たか否かを判定し、まだ終了していなければステップＳ
２に戻る。一方、終了したと判定されると、ステップＳ
４に移行する。ステップＳ４では、ｂチャネルデータの
ヒストグラム（それぞれの画素位置での画素出力値の分
布）を作成してステップＳ５に移行する。ステップＳ５
では、作成したヒストグラムが有効か否かを判定する。
ヒストグラムの画素出力値、すなわち、撮影画像の輝度
分布が、例えば、黒一色や白一色等の特定の輝度周辺に
のみ集中している場合、そのデータでチャネル間誤差を
算出しても信頼性の高い調整はできないため、その場合
のデータは無効と判定する。一方、輝度分布が均一、す
なわち、色々な輝度のデータが平均的に存在していれば
有効なデータと判定し、ステップＳ６に移行する。

【００１９】ステップＳ６では、ｉ，ｋを変化させてＹ
ｉｋ−Ｙ１ｋを求め、横軸をＹ１ｋ、縦軸をＹｉｋ−Ｙ
１ｋとしてデータをプロットした場合に、そのプロット
箇所のほぼ中央を通るような直線（以下、予測誤差直線
と呼ぶ）の傾きと切片とを求める。ステップＳ７では、
予測誤差直線上の点と各プロット箇所との差分をそれぞ
れ算出する。ステップＳ８では、ステップＳ７で算出し
た各差分の分散を求めてステップＳ９に移行する。ステ
ップＳ９では、分散が所定値を越えているか否かを判定
する。所定値を越えていないと判定されるとステップＳ
１０に移行し、ステップＳ７で算出した各差分が所定値
を越えているか否かを判定する。各差分が所定値を越え
ていればステップＳ１１に移行し、ステップＳ６で求め
た予測誤差直線からゲイン誤差とオフセット誤差を算出
し、その値をＤ／Ａユニット１１に送出して処理を終了
する。ステップＳ１０で各差分が所定値を越えていない
と判定されると処理を終了する。ステップＳ９で分散が
所定値を越えていると判定されるとステップＳ１２に移
行し、エラー処理、例えば、適正な誤差調整ができない
旨の警告等を行なって処理を終了する。ステップＳ５で
ヒストグラムの結果からデータが有効でないと判定され
るとステップＳ１３に移行し、サンプリング点を変更し
てステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、サ
ンプリング点の変更を規定回数だけ行なったか否かを判
定し、まだ規定回数に達していなければステップＳ１に
戻り、再度データのヒストグラムを作成し直す。一方、
規定回数に達するとステップＳ１２を経て処理を終了す
る。

【００２０】図２の処理では、ＣＰＵ１０はサンプリン
グデータがオフセット調整とゲイン調整を行なうのに適
しているか否かを判定し、適していると判定された場合
のみ、そのサンプリングデータを使用して調整を行なう
ため、調整精度の向上が図れる。そして、サンプリング
データが調整に適していない場合、その旨を撮影者に警
告するため、調整のやり直しが容易になる。また、予測
誤差直線と各データとの差分の大小および差分の分散値
を検討してから調整を行なうため、信頼性の高い調整が
可能となる。さらに、差分が小さい場合や分散値が大き
い場合には調整を行なわない旨を撮影者に警告するた
め、不要な調整を回避できるとともに、調整のやり直し
が容易となり、調整時間の短縮が図れる。なお、ＣＰＵ
１０は、図２の処理をタイマ等を設けることにより撮影
時に一定時間ごとに自動的に行なうようにしてもよく、
あるいは、撮影者の指示があったときに行なうようにし
てもよい。一定時間ごとに自動的に行なう場合は、タイ
マを設けて、オフセット調整とゲイン調整を行なった時
点でタイマを作動させ、タイマでの計測時間が一定時間
を経過した後に、タイマをリセットするとともに、図２
の処理を繰り返し行なうようにすればよい。または、カ
メラのメインスイッチがオンしている間は、一定時間ご
とに調整するようにしてもよい。これにより、常に最適
な調整値で撮影を行なうことができる。

【００２１】このように第１の実施例では、ａ，ｂ，ｃ
の３チャネル出力を有するＣＣＤを用いて撮影を行なう
場合に、ｂチャネルを基準として他のチャネルのオフセ
ット誤差とゲイン誤差を求め、その誤差の大きさに応じ
てオフセット調整とゲイン調整を行なうため、経時変化
等で各チャネルのオフセットやゲインが変化しても、ｂ
チャネルと一致するように自動的に調整することができ
る。また、撮影しながらゲインやオフセットを調整する
ため、調整のために特別の手間をかける必要がなくなる
他、常に最適なオフセットとゲインで撮影することが可
能となる。

【００２２】上記実施例では、ｂチャネルを基準として
他のチャネルとの誤差を検出するようにしているが、基
準となる信号出力はｂチャネル以外のａ，ｃチャネルで
あってもよい。

【００２３】−第２の実施例− 第１の実施例では、アナログ信号のままでオフセット調
整とゲイン調整を行なっている。それに対し、以下に説
明する第２の実施例では、デジタル信号に変換してから
オフセット調整とゲイン調整を行なうものである。図３
は第２の実施例のブロック図であり、図１に示す第１の
実施例と共通する部分には同一符号を付しており、その
説明は省略する。２１ａ，２１ｂ，２１ｃはＡ／Ｄ変換
器であり、ＣＣＤ駆動回路２から入力される画素情報の
転送速度に同期したクロックに従って、ノイズリダクシ
ョン＆サンプリング回路３ａ，３ｂ，３ｃからの出力を
各チャネルごとにそれぞれデジタル信号に変換する。２
２ａ，２２ｂ，２２ｃは、各チャネルの基準直流電圧に
対応するデジタルデータがそれぞれ等しくなるように調
整するオフセット調整回路である。オフセット調整回路
２２ｂの基準電圧レベルは、予め設定された制御デジタ
ル信号によって調整され、オフセット調整回路２２ａ，
２２ｃの基準電圧レベルは、後述する調整制御回路２５
から入力される制御デジタル信号ＯＤａ，ＯＤｃによっ
て調整される。２３ａ，２３ｂ，２３ｃは各チャネルの
デジタルデータを増幅する増幅器であり、増幅器２３ｂ
は予め設定されたゲインでｂチャネルのデジタルデータ
を増幅する固定型増幅器であり、増幅器２３ａ，２３ｃ
は、調整制御回路２５から入力される制御デジタル信号
ＶＤａ，ＶＤｃによって増幅度が変化する可変型増幅器
である。これにより、各チャネルの最大最小信号振幅に
対応するデジタルデータは等しくなるように調整され
る。２４はサンプリング回路であり、増幅器２３ａ，２
３ｂ，２３ｃからの各チャネルのデジタルデータをサン
プリングし、そのサンプリングデータをバッファメモリ
９に格納する。２５は調整制御回路であり、ＣＰＵ１０
によって算出されたゲイン誤差とオフセット誤差を用い
て、それぞれの誤差が０になるように、制御デジタル信
号ＯＤａ，ＯＤｂ，ＶＤａ，ＶＤｃをオフセット調整回
路２２ａ，２２ｃと増幅器２３ａ，２３ｃに送出する。

【００２４】図３に基づいて第２の実施例の動作を説明
すると、ＣＣＤ１が撮像した画素情報は、ノイズリダク
ション＆サンプルホールド回路３ａ，３ｂ，３ｃでノイ
ズの除去とサンプリングが行なわれた後、Ａ／Ｄ変換器
２１ａ，２１ｂ，２１ｃでデジタル信号に変換される。
デジタル信号に変換された画素情報は、オフセット調整
回路２２ａ，２２ｂ，２２ｃでオフセット調整された
後、増幅器２３ａ，２３ｂ，２３ｃでゲイン調整され
る。増幅器２３ａ，２３ｂ，２３ｃでゲイン調整された
信号は、マルチプレクス回路６に送られるとともに、サ
ンプリング回路２４に送られる。サンプリング回路２４
では、各チャネルの画素信号の一部をサンプリグし、そ
の結果をバッファメモリ９に格納する。ＣＰＵ１０はバ
ッファメモリ９に格納されたデジタル信号を使用して、
第１の実施例と同様にゲイン誤差とオフセット誤差を算
出する。算出されたゲイン誤差とオフセット誤差は調整
制御回路２５に送られる。調整制御回路２５では、ＣＰ
Ｕ１０からのゲイン誤差とオフセット誤差を用いて、
ａ，ｃチャネルのオフセット誤差とゲイン誤差がともに
０になるように、制御デジタル信号ＯＤａ，ＯＤｃ，Ｖ
Ｄａ，ＶＤｃを、それぞれオフセット調整回路２２ａ，
２２ｃと増幅器２３ａ，２３ｃに送出する。

【００２５】このように第２の実施例では、デジタル信
号に変換してからオフセット調整とゲイン調整を行なう
ため、その調整の際にノイズ等の影響を受けにくくな
る。また、制御デジタル信号ＯＤａ，ＯＤｃ，ＶＤａ，
ＶＤｃによってデジタル的にオフセット調整とゲイン調
整を行なうため、調整時の誤差が少なくなる。

【００２６】上記第２の実施例では、サンプリング回路
２４は各増幅回路２３ａ，２３ｂ，２３ｃの出力を用い
てサンプリングしているが、第１の実施例と同様に、マ
ルチプレクス回路６の出力をサンプリングし、そのサン
プリングした結果から各チャネルごとにデータを振り分
けるようにしてもよい。

【００２７】−第３の実施例− 第１，２の実施例は、いずれも撮像装置内部にＣＰＵを
備え、このＣＰＵによってオフセット誤差とゲイン誤差
を算出しているため、撮影しながらオフセット調整とゲ
イン調整ができるという利点を有するが、一般に、オフ
セット調整とゲイン調整は一度行なえば、その後頻繁に
行なわなくても、オフセットやゲインに誤差が生じるこ
とはない。そこで第３の実施例では、サンプリング回
路、バッファメモリ、およびＣＰＵを撮像装置の外部に
設けたものである。

【００２８】図４は第３の実施例のブロック図であり、
第１，２の実施例と共通する部分には同一符号を付して
おり、その説明は省略する。３１はインタフェース回路
であり、外部に設けられた調整器３２と撮像装置１００
との情報伝送を行なう。この調整器３２は、サンプリン
グ回路３２１、バッファメモリ３２２、およびＣＰＵ３
２３から構成される。すなわち、第３の実施例では、撮
像装置１００の内部にサンプリング回路、バッファメモ
リ、およびＣＰＵを持たずに、インタフェース回路３１
を介して調整器３２を接続することで、第１，２の実施
例と同様にオフセット調整とゲイン調整を行なうもので
ある。

【００２９】図４に基づいて第３の実施例の動作を説明
すると、撮像装置１００の初期設定時には、撮像装置１
００に調整器３２を接続した後に撮影を開始し、ＣＣＤ
１によって被写体像を撮像する。撮像された画素信号
は、ノイズリダクション＆サンプルホールド回路３ａ，
３ｂ，３ｃ、オフセット調整回路４ａ，４ｂ，４ｃ、増
幅回路５ａ，５ｂ，５ｃ、マルチプレクス回路６、およ
びＡ／Ｄ変換器７を経てデジタル信号に変換される。Ａ
／Ｄ変換器７からのデジタル信号は、インタフェース回
路３１を介して調整器３２に送られる。調整器３２で
は、ＣＰＵ３２３の指示に従って、サンプリング回路３
２１で撮影画像の一部をサンプリングしてバッファメモ
リ３２２に格納し、その格納されたサンプリングデータ
を用いて、第１，２の実施例と同様にオフセット誤差と
ゲイン誤差を算出する。算出されたオフセット誤差とゲ
イン誤差はインタフェース回路３１を介してＥＥＰＲＯ
Ｍ１４に格納される。上記処理の後、調整器３２を撮像
装置１００から取り外す。

【００３０】撮像装置１００の通常の使用状態では、撮
像装置１００の不図示の電源が投入されると、ＥＥＰＲ
ＯＭ１４に格納されているオフセット誤差とゲイン誤差
が自動的にＤ／Ａユニット１１に送られ、Ｄ／Ａユニッ
ト１１で制御電圧Ｏａ，Ｏｖ，Ｖａ，Ｖｃに変換された
後、各オフセット調整回路４ａ，４ｃと増幅回路５ａ，
５ｃに送られ、オフセット調整とゲイン調整が行なわれ
る。

【００３１】このように、第３の実施例では、調整器３
２を撮像装置１００の外部に設けたため、撮像装置１０
０の構成を簡易化することができ、コスト低減が図れ
る。また、調整器３２を撮像装置１００に容易に着脱で
き、調整器３２を取り付けた状態では第１，２の実施例
と同様に調整できるため、調整の不都合もない。したが
って、撮像装置１００の初期調整のみ行なう場合等に、
第３の実施例を用いることができる。

【００３２】上記第３の実施例では、第１の実施例と同
様にアナログデータのままでオフセット調整等を行なっ
ているが、第２の実施例と同様に、デジタルデータに変
換した後でオフセット調整等を行なうようにしてもよ
い。なお、上記第１〜３の実施例では、オフセット調整
を行なった後にゲイン調整を行なっているが、ゲイン調
整を行なった後にオフセット調整を行なうようにしても
よい。また、上記第１〜３の実施例では、撮像素子とし
て３チャネル出力を有するＣＣＤを用いた場合について
説明したが、撮像素子はＣＣＤに限らず、ＭＯＳ型の撮
像素子やＣＣＤとＭＯＳの混合型の撮像素子等の各種の
撮像素子を用いてもよい。さらに、出力チャネル数も２
チャネル以上であればよく、３チャネルには限定されな
い。ただし、チャネル数が多い場合、前述したように、
基準となるチャネルとの距離は離れるため、誤差が大き
くなる。したがって、このような場合には、基準となる
チャネルを順次変化させて誤差検出するようにしてもよ
い。

【００３３】このように構成した実施例にあっては、Ｃ
ＣＤ１が撮像手段に、オフセット調整回路４ａ，４ｂ，
４ｃが直流電圧調整手段に、増幅器５ａ，５ｂ，５ｃが
増幅手段に、サンプリング回路８が抽出手段に、ＣＰＵ
１０が演算手段、第１の評価手段、および第２の評価手
段に、それぞれ対応する。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ＣＣＤ等の撮像手段からの各チャネル出力をそれ
ぞれ抽出し、この抽出データを相互に比較して各チャネ
ルの直流電圧レベル調整量とゲイン調整量を演算するた
め、調整の精度が向上するとともに、調整の自動化が図
れる。また、撮影を継続しながら調整を行なうことがで
きるため、調整のために特別な手間がいらない他、温度
変化等の撮影条件が変わっても即座に調整されるため、
常に最適な状態で撮影を行なうことができる。特に、請
求項２に記載の発明では、所定のチャネルの抽出データ
と他のチャネルの抽出データとの差分に応じて直流電圧
レベル調整とゲイン調整を行なうため、調整の処理が簡
易化する。また、請求項３に記載の発明では、第１の評
価手段を設けて、抽出データが差分を求めるのに適して
いるか否かを判定し、適していると判定された場合のみ
演算手段で差分を求めるようにしたため、調整精度の向
上が図れる。さらに、第２の評価手段を設けて、求めら
れた差分が直流電圧レベル調整量とゲイン調整量の演算
をするのに適しているか否かを判定し、適していると判
定された場合のみそれらの演算をするようにしたため、
信頼性の高い調整が可能となるとともに、不要な調整を
回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による撮像装置の第１の実施例のブロッ
ク図である。

【図２】図１のＣＰＵの動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明による撮像装置の第２の実施例のブロッ
ク図である。

【図４】本発明による撮像装置の第３の実施例のブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ＣＣＤ２ＣＣＤ駆動回路３ａ，３ｂ，３ｃノイズリダクション＆サンプルホー
ルド回路４ａ，４ｂ，４ｃオフセット調整回路５ａ，５ｂ，５ｃ増幅器６マルチプレクス回路７Ａ／Ｄ変換器８サンプリング回路９バッファメモリ１０ＣＰＵ１１Ｄ／Ａユニット１２信号処理回路１３Ｄ／Ａ変換器１４ＥＥＰＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数チャネル出力を有する撮像手段と、
撮像手段からの各チャネル出力の直流電圧レベルを調整
する直流電圧調整手段と、撮像手段からの各チャネル出
力にゲインをかける増幅手段とを有する撮像装置におい
て、前記撮像手段からの各チャネル出力をそれぞれ抽出する
抽出手段と、前記抽出手段で抽出された各チャネルごとの抽出データ
を比較することにより、直流電圧レベル調整量およびゲ
イン調整量を演算する演算手段とを備え、前記直流電圧調整手段は前記演算手段の結果に基づいて
直流電圧レベルを調整し、前記増幅手段は前記演算手段
の結果に基づいてゲインを調整することを特徴とする撮
像装置。
【請求項２】請求項１に記載の撮像装置において、前記演算手段は、所定のチャネルの抽出データと他のチ
ャネルの抽出データとの差分を求め、この差分に応じて
前記直流電圧レベル調整量および前記ゲイン調整量を演
算することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】請求項２に記載の撮像装置において、前記抽出手段で抽出された抽出データが、前記演算手段
で前記差分を求めるのに適しているか否かを判定する第
１の評価手段と、この第１の評価手段で適していると判定されて求めた前
記差分が、前記直流電圧レベル調整量および前記ゲイン
調整量を演算するのに適しているか否かを判定する第２
の評価手段とを備え、前記演算手段は、前記第２の評価手段で適していると判
定されると前記直流電圧レベル調整量と前記ゲイン調整
量を演算することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装
置において、時間を計測する時間計測手段を備え、この時間計測手段によって計測される時間が所定時間を
経過するたびに、直流電圧レベル調整とゲイン調整を行
なうことを特徴とする撮像装置。