JPS6013597B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサを用い
た撮像装置に関する。

従来、撮像装置の影像信号出力を略一定に保つ方法とし
ては自動利得調整付の増幅器を用いる方法と、光学的絞
りを用いる方法が一般的である。

前者の自動利得調整付増幅器を用いる場合、低照度時に
出力レベルの増大を計ることになりＳ／Ｎの悪化を生じ
る。後者の場合、光学系の絞りの値を出力レベルに応じ
て調整する必要があり、手動調整時のわずらわしさある
いは自動絞り装置の付加された特殊な光学系を必要とす
る欠点がある。ＣＣＤイメージセンサを用いた装置の場
合、走査方式が他のセンサと異なることによって従来困
難であった走査周波数を制御し映像信号出力を略一定に
保つことが可能となる。しかしながらこの方法において
は、光量の変化に応じ走査周波数が変化し、空間の物体
位置に対応した出力信号の時間軸が変化する欠点がある
。また走査周波数を一定としたまま光電変換に必要な電
圧の印加時間を制御し映像信号の出力を略一定に保つ方
法もある。この方法の場合ＣＣＤの光電変換された電荷
を貯える電極同志および電荷を転送する電極との間にお
ける電荷の漏れのため大きな光量変化に対して一定に保
つことが困難である。本発明は映像信号の連続取り出し
回数のみ制御することによって上記欠点を除去し、走査
周波数を一定としたまま入射光量の変化時にも映像信号
出力を一定範囲内に保つようにした装置を提供するもの
である。本発明によれば、入射光量に比例した信号を出
力する電荷結合素子を用いた光電変換手段と、該光電変
換手段の平均値を検出する平均値検出回路と、該平均検
出回路の出力を時間幅に変換するパルス発生回路とを具
備し、前記パルス発生回路の出力に対応して前記光電変
換手段の出力信号の蓮続取り出し回数を制御し、前記光
電変換手段の電荷蓄積時間を変化せしめて映像信号の出
力を一定範囲内に保つことを特徴とする糠像装置が得ら
れる。

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の撮像装置の概略を示すブロックダイヤ
グラムであり、同図に示された７〜サは第２図の各部に
おける波形図の記号に対応するものである。第１図にお
いて１は結像用光学系であり、センサ２の受光面に像を
作る。センサ２には走査信号発生器７によって作られた
水平および垂直の走査信号が走査信号ゲート１０を通じ
て印加され、センサ内部の複数個のイメージ・センシン
グ・ェレメントで光電変換された電荷が走査信号に同期
した映像信号として取り出される。この映像信号は映像
増幅器３によって必要なしベルに増幅され第２図７に示
す出力となり２分岐される。４は映像信号ゲートＡであ
り、走査信号発生器７の垂直走査信号に同期して働くゲ
ート制御器９の出力によって映像信号の中から信号レベ
ルを一定範囲内に保つ動作に必要な一画面分の信号を選
別し、５の平均値検出器に導く。

４の映像信号ゲートＡによって選ばれた信号を第２図イ
に示す。

平均値検出器５は入力された映像信号の平均値を第２図
ウの過程を経てェに示すＶとして求めることによりセン
サ２に照射された光量に比例した出力を得る。平均値検
出器５の出力は６のパルス発生器に導びかれ、同期信号
発生器８からの垂直同期信号に同期した第２図オに示す
鎖歯状波信号と平均値出力の比較が行なわれ第２図力に
示すパルス波形を得た後、７の走査信号発生器の垂直走
査信号によって走査が途中の場合第２図キに示すように
走査が一画面を完了するまでパルスが延長されたパルス
波形を得る。６のパルス発生器の出力は走査信号ゲート
１川こ導びかれ、第２図クに示す走査信号の供給回数を
第２図ケのように制御する。

走査信号の供孫浩回数を制御した場合、光量急増に対し
てセンサに貯えられる電荷が一定範囲内に保されること
を第３図の波形で示す（図中、Ａで光量が急増している
。）１１は映像信号ゲートＢであり走査信号ゲート１０
が走査信号を中断した後再び供給を始めた時最初に得ら
れる一画面分の映像信号を１２の映像メモ川こ導く。

１１の映像信号ゲートＢによって選ばれた映像信号を第
２図コに示す。

１２の映像メモリは７の走査信号発生器の走査信号によ
ってセンサ２の走査速度で映像信号を記憶し、８の同期
信号発生器の信号によって通常のテレビジョンの走査速
度で読み出しを行ない走査周波数を変換する。

１２の映像メモリから読み出された映像信号は１３の混
合器に導びかれ水平および垂直の同期信号が混入され第
２図サに示す撮像装置出力となる。

第１図おいて破線で示した１４はピーク値検出器、１５
はサンプルホールド回路である。

１４あるいは１５を５の平均値検出器と入れ替ることに
よってセンサに投影された像のピーク光量あるにはある
一点の像光量に対応した映像信号出力を一定範囲内に保
つことを可能にするものである。

また走査信号発生器７を外部から供給された信号によっ
て同期をとることによって外部機器に合う走査周波数の
走査信号をセンサ２に印加した場合でも同じ働きを行な
わせることが可能である。本発明はじ久上に説明したよ
うにセンサの走査周波数および撮像装置としての映像信
号フレームレートに影響を与えることなく、また入射光
量が多くなる程映像信号の取り出し回数を多くし、不要
電荷を逃がすことによって電極間の電荷の漏れを防止し
映像信号の出力を一定範囲内に保つように構成すること
により、従来の一定走査周波数の映像信号を扱うテレビ
ジョンあるいはビデオテープレコーダなどの機器と粗合
せた場合、あるにはコンピュータなどの一定速度でデー
タの入出力を行なう画像処理機器と同期を必要とする場
合の光量変化時に特に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロックダイヤグラム、
第２図フ〜サは第１図の実施例における各部の信号波形
を示す図、第３図は光量変化時におけるセンサ内の電荷
量の時間的変化を波形的に示す図である。 １・・・・・・光学系、２・・・・・・イメージセンサ
、３・・・・・・映像増幅器、４・・・・・・映像信号
ゲートＡ、５・・・・・・平均値検出器、６…・・・パ
ルス発生器、７…・・・走査信号発生器、８・・・・・
・同期信号発生器、９・・・・・・ゲート制御器、１０
・・・・・・走査信号ゲート、１１・・・・・・映像信
号ゲートＢ、１２・・…・映像メモリ、１３・・・・・
・混合器、１４・・・・・・ピーク値検出器、１５・・
・・・・サンプルホールド回路。 劣１勘 鈴Ｊ図 豹２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入射光量に比例した信号を出力する電荷結合素子を
   光電変換手段とする撮像装置において、撮像装置から撮
   像信号を出力する１撮像周期に対して該光電変換手段の
   １回の全電荷読み出しに要する時間を少なくとも２分の
   １以下になし、該光電変換素子に一定の電荷畜積時間を
   与えて取り出される出力信号の平均値を検出する平均値
   検出回路と、該平均値検出回路の出力平均値に対応して
   電圧−時間幅変換された時間幅に近く前記光電変換手段
   の１回の全素子電荷読み出し時間の整数倍の時間に対応
   した幅のパルスを発生するパルス発生回路を具備し、該
   パルス発生回路の出力パルス幅に対応した回数前記光電
   変換手段から蓄積電荷を読み出し放電させることで、入
   射光量に応じ１撮像周期中の放電と電荷畜積の時間比を
   変え前記光電変換手段から略一定の出力信号を得ること
   を特徴とする撮像装置。