JPH0946580A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＣＤの駆動モードをフィールド蓄積モード
からフレーム蓄積モードへ切り替えた際の高輝度側のダ
イナミックレンジの飽和により白つぶれが生ずることを
防止する。 【解決手段】 フィールド蓄積モードではＣＣＤ１０５
からの電気信号と基準レベル（ＲＥＦ）１３とを比較
し、この比較結果に基づいてアイリス１０２の開閉度を
制御する。フレーム蓄積モードではＳ／Ｈ１２にホール
ドされたフィールド蓄積モードでの電気信号と基準レベ
ル（ＲＥＦ／２）１４とを比較し、この比較結果に基づ
いてアイリス１０２の開閉度をフィールド蓄積モードの
半分に制御する。この結果、駆動モード変更の前後でＣ
ＣＤ１０５の撮像面における露光量が一定に保たれるの
で、フレーム蓄積モードでのダイナミックレンジが不足
することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィールド蓄積モ
ード（動画モード）およびフレーム蓄積モード（静止画
モード）の２駆動モードを有する固体撮像素子を適正露
光するための撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤなどの固体撮像素子は、フィール
ド蓄積モードおよびフレーム蓄積モードの２駆動モード
のいずれかで使用される。これら２つの駆動モードにつ
いて、図４を参照して説明する。図４は、フィールド蓄
積モードおよびフレーム蓄積モードにおけるＣＣＤの電
荷蓄積量を示すタイムチャートである。図４（ａ）のフ
ィールド蓄積モードにおいては、ＮＴＳＣ放送方式の飛
び越し（インターレース）走査に合わせて、隣り合うＯ
ＤＤフィールドおよびＥＶＥＮフィールドの上下２ライ
ンの信号電荷が１フィールド期間（１／６０秒）毎に加
算されて読み出される。このフィールド蓄積モードで
は、全ラインの画素が１フィールド期間に読み出される
ために、各画素信号間が時間的にずれない。従って、フ
ィールド蓄積モードは通常動画の入力に使用される。し
かし、その一方でフィールド蓄積モードでは、隣り合う
上下２ラインの信号電荷を加算するために、全ライン数
の約半分の２５０〜３５０本の垂直解像度しか得られな
い。

【０００３】一方、図４（ｂ）のフレーム蓄積モードに
おいては、隣接する２ラインの信号電荷がそれぞれ２フ
ィールド期間の露光時間で１フィールド期間ずらして独
立に読み出される。このフレーム蓄積モードでは、上下
２ラインの信号電荷が加算混合されないために水平解像
度とほぼ同等の４８０本程度の垂直解像度が得られる。
しかし、フレーム蓄積モードでは、ＯＤＤフィールドと
ＥＶＥＮフィールドとの読み出しが１フィールド期間ず
れて露光時間が２フィールド期間となる。このためフレ
ーム蓄積モードにおけるＣＣＤ出力のダイナミックレン
ジは同じ光量に対してはフィールド蓄積モード時のほぼ
１／２になる。また、フレーム蓄積モードは露光時間が
長いので、動画などの被写体が動く画像を撮像するとぶ
れが生ずる。従って、フレーム蓄積モードは、主に静止
画の入力に使用される。

【０００４】図５に、フィールド蓄積モードとフレーム
蓄積モードとの２駆動モードを有する従来の撮像装置を
示す。この撮像装置では、動画像を撮像する場合にはフ
ィールド蓄積モードを用い、静止画像を撮像する場合に
は解像度を確保するためにフレーム蓄積モードを用い
る。そして、シーンや被写体の動作に応じて適時に両駆
動モードを瞬時に切り替えて入力された画像を出力す
る。

【０００５】図５において、被写体からの光は、レンズ
１０１を通り、アイリス１０２の開孔部を通過してＣＣ
Ｄ１０５に入射し、電気信号に変換される。タイミング
ジェネレータ（ＴＧ）１１２によって駆動制御されるＣ
ＣＤ１０５の出力は、アイリス制御部１１５および自動
利得制御（ＡＧＣ）部１０６に入力される。ＣＣＤ１０
５の信号レベルはアイリス制御部１１５のサンプルホー
ルド回路（Ｓ／Ｈ）１２で検出され、比較器１１にて基
準レベル（ＲＥＦ）１３と比較される。比較器１１の出
力は基準レベル１３とサンプルホールド回路１２の出力
とが同じレベルになるような信号をアイリス駆動部１０
に出力し、この信号に基づいてアイリス駆動部１０はア
イリス１０２を開閉駆動する。従って、ＣＣＤ１０５の
出力は常に基準レベル１３に一致するように制御されて
いる。

【０００６】また、自動利得制御（ＡＧＣ）回路２０、
基準レベル（ＲＥＦ）２３との比較を行う比較器２１お
よびサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２２からなるＡＧ
Ｃ部１０６に供給されたＣＣＤ１０５の出力は、そのレ
ベルが基準レベル２３になるようにＡＧＣ部１０６で調
節されてからＡＤ変換器（ＡＤＣ）１０７に出力され、
ＡＤＣ１０７においてディジタル値に変換される。ディ
ジタル値に変換されたＣＣＤ１０５の出力信号は、画像
メモリ１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ接続されたフィー
ルド蓄積モード用画像処理回路１０８およびフレーム蓄
積モード用画像処理回路１１０に供給され、これらの回
路１０８、１１０において画像処理された後、切り替え
器１０９からいずれか一方が出力される。画像メモリ１
１１ａは、フィールド蓄積モードからフレーム蓄積モー
ドへの切り替え時に用いられる。また、画像メモリ１１
１ｂは、フレーム蓄積モードにおいて動きのある被写体
を撮像したときのぶれをなくすために用いられ、フレー
ム蓄積モードでは画像メモリ１１１ｂでフリーズされた
画像が出力される。

【０００７】制御部１１３は、モード切り替え入力部１
１４からのモード切り替え信号に基づいて、切り替え器
１０９、サンプルホールド回路１２、２２、およびタイ
ミングジェネレータ１１２を制御する制御信号ＦＲを出
力する。

【０００８】次に、図５の装置の動作について、図６の
フローチャートを参照して説明する。まず、図５の装置
において、モード切り替え入力部１１４でフィールド蓄
積モードが選択された場合には（ステップＳ１）、制御
部１１３は、タイミングジェネレータ１１２によってＣ
ＣＤ１０５をフィールド蓄積モードで駆動するととも
に、サンプルホールド回路１２、２２をサンプルモード
にし、さらに切り替え器１０９をフィールド蓄積モード
用画像処理回路１０８側に切り替え、シャッタ（図示せ
ず）をフィールド蓄積モード用のシャッタスピードに設
定する。これによって、アイリス１０２の開閉度、シャ
ッタスピードおよびＡＧＣ部１０６のゲインがフィール
ド蓄積モード時の値に制御される（ステップＳ２）。

【０００９】そして、ＣＣＤ１０５から取り込まれた信
号はＡＧＣ部１０６およびＡＤＣ１０７を経てフィール
ド蓄積モード用画像処理回路１０８に入力され、ここで
信号処理が行われる（ステップＳ３）。この信号処理さ
れた動画像の画像信号が切り替え器１０９を介して出力
される（ステップＳ４）。

【００１０】この状態でＣＣＤ１０５がフレーム蓄積モ
ードに切り替えられたか否かを判断する（ステップＳ
５）。もし、切り替えられていなければステップＳ１に
戻り、引き続きフィールド蓄積モードでの処理を行う。
切り替えられていれば、フィールド蓄積モード用画像処
理回路１０８から画像メモリ１１１ａに取り込まれてフ
リーズされた画像信号を出力する（ステップＳ６）。そ
して、制御部１１３は、タイミングジェネレータ１１２
によってＣＣＤ１０５をフレーム蓄積モードで駆動する
とともに（ステップＳ７）、サンプルホールド回路１
２、２２をホールドモードにする。この結果、サンプル
ホールド回路１２、２２は切り替えられる直前のフィー
ルド蓄積モードでの信号を比較器１１、２１にそれぞれ
送るので、アイリス１０２の開閉度およびＡＧＣ部１０
６のゲインは切り替え直前のフィールド蓄積モード時の
値に固定制御され、光量はモード切り替え前の光量に等
しくなる。また、シャッタスピードはフィールド蓄積モ
ード用の所定値に固定制御される（ステップＳ８、Ｓ
９、Ｓ１０）。制御部１１３は、さらに切り替え器１０
９をフレーム蓄積モード用画像処理回路１１０側に切り
替える。

【００１１】フレーム蓄積モードで取り込まれた信号
は、ＡＧＣ部１０６およびＡＤＣ１０７を経てフレーム
蓄積モード用画像処理回路１１０に入力され、ここで信
号処理が行われてから画像メモリ１１１ｂに入力される
（ステップＳ１１）。そして、画像メモリ１１１ｂでフ
リーズした静止画像の画像信号が切り替え器１０９を介
して出力される（ステップＳ１２）。

【００１２】次に、この状態でＣＣＤ１０５がフィール
ド蓄積モードに切り替えられたか否かを判断する（ステ
ップＳ１３）。切り替えられていればステップＳ１に戻
り、切り替えられていなければステップＳ１３を繰り返
し、引き続いてフレーム蓄積モードの処理を実行する。

【００１３】以上説明したように、ＣＣＤのフィールド
蓄積モードとフレーム蓄積モードとを適宜切り替えるこ
とによって、動画像および静止画像をそれぞれに適した
条件で入力することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の撮像装置には、以下のような問題があった。

【００１５】一般に、ＣＣＤ１０５の撮像面における露
光量は、ＣＣＤ１０５の撮像面における照度を規定する
アイリス１０２の開閉度（またはＦ値）と、ＣＣＤ１０
５の露光時間を規定するシャッタスピードとによって決
定される。

【００１６】上述の撮像装置においては、フィールド蓄
積モードからフレーム蓄積モードへの切り替えの際、基
準レベル１３、２３としてフィールド蓄積モードに関連
したものだけしか設けられていないために、アイリス１
０２の開閉度やシャッタスピードが切り替え直前のフィ
ールド蓄積モード時の値に固定される。そのため、フィ
ールド蓄積モードからフレーム蓄積モードへ瞬時にモー
ド切り替えを行うと、フレーム蓄積モードでのＣＣＤ１
０５の各画素の露光時間がフィールド蓄積モードの２倍
であるので、ＣＣＤ１０５の撮像面における露光量が２
倍となり、フレーム蓄積モードでのＣＣＤ１０５のダイ
ナミックレンジがフィールド蓄積モードに比べると同じ
光量に対して半分になってしまう。この結果、フレーム
蓄積モードにおいては、特に高輝度の被写体を撮像した
場合にダイナミックレンジが飽和して、いわゆる白つぶ
れ（ブルーミング）が発生するという問題があった。

【００１７】そこで、本発明の目的は、ＣＣＤなどの撮
像手段の駆動モードをフィールド蓄積モードとフレーム
蓄積モードとの間で切り替えることに起因し、例えば高
輝度側のダイナミックレンジが飽和して白つぶれなどが
生ずることを防止し、高画質の画像を入力することので
きる撮像装置を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１の撮像装置は、１フィールド期間ごとに全
ラインの画素を走査して読み出すフィールド蓄積モード
と、１フィールド期間ごとに１ラインおきの画素をイン
ターレース走査して読み出すフレーム蓄積モードとが切
り替え可能に成され、これらの２つの駆動モードのいず
れかで光信号を電気信号に変換する撮像手段と、前記フ
ィールド蓄積モードと前記フレーム蓄積モードとのモー
ド切り替えの前後での前記撮像手段の撮像面における露
光量が一定になるように制御を行う露光量制御手段とを
備えている。

【００１９】請求項２の撮像装置は、前記露光量制御手
段が、前記２つの駆動モードのいずれか一方の駆動モー
ドで得られる前記電気信号と、前記２つの駆動モードに
関連して設けられた２つの基準値のうちの前記撮像手段
の駆動モードに対応する基準値とを比較する比較手段を
備え、この比較結果に応じて前記露光量の制御を行うこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項３の撮像装置は、前記露光量制御手
段が、前記撮像手段の前段に設けられた絞り手段の開閉
度および前記撮像手段の前段に設けられたシャッタ手段
のシャッタスピードの少なくともいずれか一方を変化さ
せることによって、前記撮像手段の撮像面における露光
量を制御することを特徴とする。

【００２１】

【作用】撮像手段の撮像面における露光量が、フィール
ド蓄積モードとフレーム蓄積モードとのモード切り替え
の前後で一定になるように制御されるので、撮像手段の
ダイナミックレンジがフィールド蓄積モードとフレーム
蓄積モードとで変わることがない。従って、例えばフィ
ールド蓄積モードからフレーム蓄積モードへ駆動モード
切り替えを行っても高輝度側においてダイナミックレン
ジが飽和して白つぶれなどが生ずることがない。

【００２２】また、フィールド蓄積モードとフレーム蓄
積モードとに関連して２つの基準値を設け、２つの駆動
モードのいずれか一方の駆動モードで得られる電気信号
と撮像手段の駆動モードに対応する基準値とを比較する
場合、駆動モード切り替えに際してフィードバック制御
を行うよりも迅速に電気信号のレベルを一定にすること
ができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態につき図
面を参照して説明する。

【００２４】図１は本発明の第１実施形態の撮像装置の
ブロック図である。この撮像装置は、フィールド蓄積モ
ードとフレーム蓄積モードとの２駆動モードを有し、動
画像を撮像する場合にはフィールド蓄積モードを用い、
静止画像を撮像する場合には解像度を確保するためにフ
レーム蓄積モードを用いる。そして、シーンや被写体の
動作に応じて適時に両駆動モードを瞬時に切り替えて入
力された画像を出力する。なお、図１において、図５と
実質的に同一または対応する部分には同一符号を付し
た。

【００２５】図１において、被写体からの光は、レンズ
１０１を通り、絞り手段であるアイリス１０２の開孔部
を通過して撮像手段であるＣＣＤ１０５に入射し、電気
信号に変換される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）１
１２によって駆動制御されるＣＣＤ１０５の出力は、ア
イリス制御部１１５および自動利得制御（ＡＧＣ）部１
０６に入力される。ＣＣＤ１０５の信号レベルは、アイ
リス制御部１１５のサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１
２で検出され、切り替え器１５で選択された基準レベル
（ＲＥＦ）１３および基準レベル（ＲＥＦ／２）１４の
いずれかと、比較手段である比較器１１にて比較され
る。比較器１１の出力は基準レベルとサンプルホールド
回路１２の出力とが同じレベルになるような信号をアイ
リス駆動部１０に出力し、この信号に基づいてアイリス
駆動部１０はアイリス１０２を開閉駆動する。従って、
ＣＣＤ１０５の出力は常に基準レベル（ＲＥＦ）１３ま
たは基準レベル（ＲＥＦ／２）１４のいずれかに一致す
るように制御されている。なお、本実施形態において、
アイリス制御部１１５およびアイリス１０２が露光量制
御手段を構成している。

【００２６】また、自動利得制御（ＡＧＣ）回路２０、
基準レベル（ＲＥＦ）２３との比較を行う比較器２１お
よびサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２２からなるＡＧ
Ｃ部１０６に供給されたＣＣＤ１０５の出力は、そのレ
ベルが基準レベル２３になるようにＡＧＣ部１０６で調
節されてからＡＤ変換器（ＡＤＣ）１０７に出力され、
ＡＤＣ１０７においてディジタル値に変換される。ディ
ジタル値に変換されたＣＣＤ１０５の出力信号は、画像
メモリ１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ接続されたフィー
ルド蓄積モード用画像処理回路１０８およびフレーム蓄
積モード用画像処理回路１１０に供給され、これらの回
路１０８、１１０において画像処理された後、切り替え
器１０９からいずれか一方が出力される。画像メモリ１
１１ａは、フィールド蓄積モードからフレーム蓄積モー
ドへの切り替え時に用いられる。また、画像メモリ１１
１ｂは、フレーム蓄積モードにおいて動きのある被写体
を撮像したときのぶれをなくすために用いられ、フレー
ム蓄積モードでは画像メモリ１１１ｂでフリーズされた
画像が出力される。

【００２７】制御部１１３は、モード切り替え入力部１
１４からのモード切り替え信号に基づいて、切り替え器
１５、１０９、サンプルホールド回路１２、２２、およ
びタイミングジェネレータ１１２を制御する制御信号Ｆ
Ｒを出力する。

【００２８】次に、図１の装置の動作について、図２の
フローチャートを参照して説明する。まず、図１の装置
において、モード切り替え入力部１１４でフィールド蓄
積モードが選択された場合には（ステップＳ１）、制御
部１１３は、タイミングジェネレータ１１２によってＣ
ＣＤ１０５をフィールド蓄積モードで駆動するととも
に、サンプルホールド回路１２、２２をサンプルモード
にし、切り替え器１５を基準レベル（ＲＥＦ）１３側に
切り替え、さらに切り替え器１０９をフィールド蓄積モ
ード用画像処理回路１０８側に切り替え、シャッタ（図
示せず）をフィールド蓄積モード用のシャッタスピード
に設定する。これによって、アイリス１０２の開閉度、
シャッタスピードおよびＡＧＣ部１０６のゲインがフィ
ールド蓄積モード用の所定値にフィードバック制御され
る（ステップＳ２）。

【００２９】そして、ＣＣＤ１０５から取り込まれた信
号はＡＧＣ部１０６およびＡＤＣ１０７を経てフィール
ド蓄積モード用画像処理回路１０８に入力され、ここで
信号処理が行われる（ステップＳ３）。この信号処理さ
れた動画像の画像信号が切り替え器１０９を介して出力
される（ステップＳ４）。

【００３０】この状態において、ＣＣＤ１０５がフレー
ム蓄積モードに切り替えられたか否かを判断する（ステ
ップＳ５）。切り替えられていなけれはステップＳ１に
戻り、引き続きフィールド蓄積モードでの処理を行う。
切り替えられた場合ば、フィールド蓄積モード用画像処
理回路１０８から画像メモリ１１１ａに取り込まれてフ
リーズされた画像信号を出力する（ステップＳ６）。そ
して、制御部１１３は、タイミングジェネレータ１１２
によってＣＣＤ１０５をフレーム蓄積モードで駆動する
とともに（ステップＳ７）、サンプルホールド回路１
２、２２をホールドモードにし、さらに切り替え器１５
を基準レベル（ＲＥＦ／２）１４側に切り替える。

【００３１】この結果、サンプルホールド回路１２、２
２は切り替え直前のフィールド蓄積モードでの信号を比
較器１１、２１にそれぞれ送り、比較器１１ではホール
ドされたフィールド蓄積モードでの信号と基準レベル１
３の１／２の基準レベル（ＲＥＦ／２）１４とが比較さ
れ、その差電圧がアイリス駆動部１０に送られるので、
アイリス１０２の開閉度がフィールド蓄積モードのとき
よりも２段階分絞られ（ステップＳ８ａ）、アイリス１
０２を通過する光量が半分に減少し、Ｆ値が大きくなっ
てＣＣＤ１０５の撮像面における照度が減少する。ま
た、シャッタスピードおよびＡＧＣ部１０６のゲインは
切り替え直前のフィールド蓄積モード時の値に固定制御
される（ステップＳ９、Ｓ１０）。制御部１１３は、さ
らに切り替え器１０９をフレーム蓄積モード用画像処理
回路１１０側に切り替える。

【００３２】フレーム蓄積モードで取り込まれた信号
は、ＡＧＣ部１０６およびＡＤＣ１０７を経てフレーム
蓄積モード用画像処理回路１１０に入力され、ここで信
号処理が行われてから画像メモリ１１１ｂに入力される
（ステップＳ１１）。そして、画像メモリ１１１ｂでフ
リーズした静止画像の画像信号が切り替え器１０９を介
して出力される（ステップＳ１２）。

【００３３】次に、この状態においてＣＣＤ１０５がフ
ィールド蓄積モードに切り替えられたか否かを判断する
（ステップＳ１３）。切り替えられたならばステップＳ
１に戻り、切り替えられなければステップＳ１３を繰り
返し、引き続いてフレーム蓄積モードの処理を実行す
る。

【００３４】以上説明したように、本実施形態の撮像装
置においては、フレーム蓄積モードに対応した基準レベ
ル（ＲＥＦ／２）１４との比較に基づいてアイリス１０
２の開閉度を適切な補正係数で調節することによって、
ＣＣＤ１０５の撮像面での露光量が一定に保たれ、この
結果、フレーム蓄積モードのダイナミックレンジはフィ
ールド蓄積モードのダイナミックレンジと等しくなる。
従って、フレーム蓄積モードで高輝度側のダイナミック
レンジが飽和して白つぶれが生ずることがない。また、
常にフィールド蓄積モードでのＣＣＤ１０５からの電気
信号を基準レベル１３または１４との比較対象として用
いてフレーム蓄積モードでの露光量を制御するため、フ
レーム蓄積モードでのＣＣＤ１０５からの電気信号を用
いたフィードバック制御を行う場合に比べて、高速に適
切な制御を行うことができる。

【００３５】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。

【００３６】図３は本発明の第２実施形態の撮像装置の
ブロック図である。この撮像装置も、第１実施形態のも
のと同様にフィールド蓄積モードとフレーム蓄積モード
との２モードを有する。上述の第１実施形態ではアイリ
スの開閉度を変えて露光量の制御を行ったが、本実施形
態の撮像装置は、シャッタスピードを変えて露光量の制
御を行うようにしたものである。なお、図３において、
図１および図５と実質的に同一または対応する部分には
同一符号を付した。

【００３７】図３において、被写体からの光は、シャッ
タ１０４を経てレンズ１０１を通り、アイリス（図示せ
ず）の開孔部を通過して撮像手段であるＣＣＤ１０５に
入射し、電気信号に変換される。タイミングジェネレー
タ（ＴＧ）１１２によって駆動制御されるＣＣＤ１０５
の出力は、シャッタスピード制御部１１６および自動利
得制御（ＡＧＣ）部１０６に入力される。ＣＣＤ１０５
の信号レベルは、シャッタスピード制御部１１６のサン
プルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１２で検出され、切り替え
器１５で選択された基準レベル（ＲＥＦ）１３および基
準レベル（ＲＥＦ／２）１４のいずれかと、比較手段で
ある比較器１１にて比較される。比較器１１の出力は基
準レベル１３、１４とサンプルホールド回路１２の出力
とが同じレベルになるような信号をシャッタ駆動部１６
に出力し、この信号に基づいてシャッタ駆動部１６はシ
ャッタモータ１０３で機械式のシャッタ１０４を開閉駆
動する。

【００３８】シャッタ１０４は、円盤状の形状を有し、
その一部が可変のスピードで開閉することによりＣＣＤ
１０５の露光時間を制御するものであり、電子式や液晶
式のものであってもよい。この結果、ＣＣＤ１０５の出
力は常に基準レベル（ＲＥＦ）１３および基準レベル
（ＲＥＦ／２）１４のいずれかに一致するように制御さ
れている。なお、本実施形態において、シャッタスピー
ド制御部１１６、シャッタモータ１０３およびシャッタ
１０４が露光量制御手段を構成している。

【００３９】また、自動利得制御（ＡＧＣ）回路２０、
基準レベル（ＲＥＦ）２３との比較を行う比較器２１お
よびサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２２からなるＡＧ
Ｃ部１０６に供給されたＣＣＤ１０５の出力は、そのレ
ベルが基準レベル２３になるようにＡＧＣ部１０６で調
節されてからＡＤ変換器（ＡＤＣ）１０７に出力され、
ＡＤＣ１０７においてディジタル値に変換される。ディ
ジタル値に変換されたＣＣＤ１０５の出力信号は、画像
メモリ１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ接続されたフィー
ルド蓄積モード用画像処理回路１０８およびフレーム蓄
積モード用画像処理回路１１０に供給され、これらの回
路１０８、１１０において画像処理された後、切り替え
器１０９からいずれか一方が出力される。画像メモリ１
１１ａは、フィールド蓄積モードからフレーム蓄積モー
ドへの切り替え時に用いられる。また、画像メモリ１１
１ｂは、フレーム蓄積モードにおいて動きのある被写体
を撮像したときのぶれをなくすために用いられ、フレー
ム蓄積モードでは画像メモリ１１１ｂでフリーズされた
画像が出力される。

【００４０】制御部１１３は、モード切り替え入力部１
１４からのモード切り替え信号に基づいて、切り替え器
１５、１０９、サンプルホールド回路１２、２２、およ
びタイミングジェネレータ１１２を制御する制御信号Ｆ
Ｒを出力する。

【００４１】次に、図３の装置の動作について説明す
る。まず、図３の装置において、モード切り替え入力部
１１４でフィールド蓄積モードが選択された場合には、
制御部１１３は、タイミングジェネレータ１１２によっ
てＣＣＤ１０５をフィールド蓄積モードで駆動するとと
もに、サンプルホールド回路１２、２２をサンプルモー
ドにし、切り替え器１５を基準レベル（ＲＥＦ）１３側
に切り替え、さらに切り替え器１０９をフィールド蓄積
モード用画像処理回路１０８側に切り替え、アイリスを
フィールド蓄積モード用の開閉度に設定する。これによ
って、アイリスの開閉度、シャッタスピードおよびＡＧ
Ｃ部１０６のゲインがフィールド蓄積モード用の所定値
にフィードバック制御される。

【００４２】そして、ＣＣＤ１０５から取り込まれた信
号はＡＧＣ部１０６およびＡＤＣ１０７を経てフィール
ド蓄積モード用画像処理回路１０８に入力され、ここで
信号処理が行われる。この信号処理された動画像の画像
信号が切り替え器１０９を介して出力される。

【００４３】この状態において、ＣＣＤ１０５がフレー
ム蓄積モードに切り替えられたか否かを判断する。も
し、切り替えられなければ引き続きフィールド蓄積モー
ドでの処理を行う。切り替えられたならば、フィールド
蓄積モード用画像処理回路１０８から画像メモリ１１１
ａに取り込まれてフリーズされた画像信号を出力する。
そして、制御部１１３は、タイミングジェネレータ１１
２によってＣＣＤ１０５をフレーム蓄積モードで駆動す
るとともに、サンプルホールド回路１２、２２をホール
ドモードにし、さらに切り替え器１５を基準レベル（Ｒ
ＥＦ／２）１４側に切り替える。

【００４４】この結果、サンプルホールド回路１２、２
２は切り替え直前のフィールド蓄積モードでの信号を比
較器１１、２１にそれぞれ送り、比較器１１ではホール
ドされたフィールド蓄積モードでの信号と基準レベル１
３の１／２の基準レベル（ＲＥＦ／２）１４とが比較さ
れ、その差電圧がシャッタ駆動部１６に送られるので、
シャッタモータ１０３はシャッタ１０４のシャッタスピ
ードをフィールド蓄積モードのときよりも約２倍速くす
る。従って、ＣＣＤ１０５の露光時間が半分に減少す
る。また、アイリスの開閉度およびＡＧＣ部１０６のゲ
インはフィールド蓄積モード時の値に固定制御される。
制御部１１３は、さらに切り替え器１０９をフレーム蓄
積モード用画像処理回路１１０側に切り替える。

【００４５】フレーム蓄積モードで取り込まれた信号
は、ＡＧＣ部１０６およびＡＤＣ１０７を経てフレーム
蓄積モード用画像処理回路１１０に入力され、ここで信
号処理が行われてから画像メモリ１１１ｂに入力され
る。そして、画像メモリ１１１ｂでフリーズした静止画
像の画像信号が切り替え器１０９を介して出力される。

【００４６】次に、この状態においてＣＣＤ１０５がフ
ィールド蓄積モードに切り替えられたか否かを判断し、
切り替えられたならばフィールド蓄積モードでの処理を
行い、切り替えられなければ引き続きフレーム蓄積モー
ドでの処理を繰り返す。

【００４７】以上説明したように、本実施形態の撮像装
置においては、フレーム蓄積モードに対応した基準レベ
ル（ＲＥＦ／２）１４との比較に基づいてシャッタ１０
４のシャッタスピード、すなわち露光時間を適切な補正
係数で調節することによって、ＣＣＤ１０５の撮像面で
の露光量が一定に保たれ、この結果、フレーム蓄積モー
ドのダイナミックレンジはフィールド蓄積モードのダイ
ナミックレンジと等しくなり、フレーム蓄積モードで高
輝度側のダイナミックレンジが飽和して白つぶれが生ず
ることがない。また、常にフィールド蓄積モードでのＣ
ＣＤ１０５からの電気信号を基準レベル１３または１４
との比較対象として用いてフレーム蓄積モードでの露光
量を制御するため、フレーム蓄積モードでのＣＣＤ１０
５からの電気信号を用いたフィードバック制御を行う場
合に比べて、高速に適切な制御を行うことができる。

【００４８】なお、ＣＣＤ１０５の撮像面での露光量を
一定に保つ制御として、上述の第１および第２実施形態
を組み合わせることによってＣＣＤ１０５の出力レベル
が一定になるような制御を行ってもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
撮像手段の撮像面での露光量が、フィールド蓄積モード
とフレーム蓄積モードとのモード切り替えの前後で一定
になるように制御されるので、撮像手段のダイナミック
レンジがフィールド蓄積モードとフレーム蓄積モードと
で変わることがない。従って、例えばフィールド蓄積モ
ードからフレーム蓄積モードへモード切り替えを行って
も高輝度側においてダイナミックレンジが飽和して白つ
ぶれなどが生ずることがない。よって、高画質の画像を
入力することのできる撮像装置を提供することが可能に
なる。

【００５０】また、フィールド蓄積モードとフレーム蓄
積モードとに関連して２つの基準値を設け、２つの駆動
モードのいずれか一方の固定された駆動モードにおける
電気信号と撮像手段の駆動モードに対応する基準値とを
比較する場合、モード切り替えに際してフィードバック
制御を行うよりも迅速に電気信号のレベルを一定にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の撮像装置の概略構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施形態の撮像装置の動作を示す
フローチャートである。

【図３】本発明の第２実施形態の撮像装置の概略構成を
示すブロック図である。

【図４】フィールド蓄積モードおよびフレーム蓄積モー
ドについて説明するための図である。

【図５】従来の撮像装置の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図６】従来の撮像装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０ アイリス駆動部 １１、２１ 比較器 １２、２２ サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ） １３、２３ 基準レベル（ＲＥＦ） １４ 基準レベル（ＲＥＦ／２） １５ 切り替え器 ２０ 自動利得制御（ＡＧＣ）回路 １０１ レンズ １０２ アイリス １０５ ＣＣＤ １０６ 自動利得制御（ＡＧＣ）部 １０７ ＡＤ変換器（ＡＤＣ） １０８ フィールド蓄積モード用画像処理回路 １０９ 切り替え器 １１０ フレーム蓄積モード用画像処理回路 １１１ａ、１１１ｂ 画像メモリ １１２ タイミングジェネレータ（ＴＧ） １１３ 制御部 １１４ モード切り替え入力部 １１５ アイリス制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １フィールド期間ごとに全ラインの画素
   を走査して読み出すフィールド蓄積モードと、１フィー
   ルド期間ごとに１ラインおきの画素をインターレース走
   査して読み出すフレーム蓄積モードとが切り替え可能に
   成され、これらの２つの駆動モードのいずれかで光信号
   を電気信号に変換する撮像手段と、 前記フィールド蓄積モードと前記フレーム蓄積モードと
   のモード切り替えの前後での前記撮像手段の撮像面にお
   ける露光量が一定になるように制御を行う露光量制御手
   段とを備えている撮像装置。
2. 【請求項２】 前記露光量制御手段が、前記２つの駆動
   モードのいずれか一方の駆動モードで得られる前記電気
   信号と、前記２つの駆動モードに関連して設けられた２
   つの基準値のうちの前記撮像手段の駆動モードに対応す
   る基準値とを比較する比較手段を備え、この比較結果に
   応じて前記露光量の制御を行うことを特徴とする請求項
   １に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記露光量制御手段が、前記撮像手段の
   前段に設けられた絞り手段の開閉度および前記撮像手段
   の前段に設けられたシャッタ手段のシャッタスピードの
   少なくともいずれか一方を変化させることによって、前
   記撮像手段の撮像面における露光量を制御することを特
   徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。