JP2987454B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2987454B2
JP2987454B2 JP3264073A JP26407391A JP2987454B2 JP 2987454 B2 JP2987454 B2 JP 2987454B2 JP 3264073 A JP3264073 A JP 3264073A JP 26407391 A JP26407391 A JP 26407391A JP 2987454 B2 JP2987454 B2 JP 2987454B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置、詳しくは高輝
度光照射下におけるスミア成分の有効信号成分に対する
比率を低減した撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CCD等の撮像素子を使用した撮像装置
で高輝度被写体を撮像すると、目障りなスミアが発生す
ることが広く知られている。これはCCDに高輝度光が
照射されると、その下を垂直転送されている露光電荷に
スミア成分が漏れ込むために起る現象で、発生するスミ
ア量は、CCD面上に照射される高輝度光の板面照度
と、高輝度光照射下の垂直転送路中を信号電荷が横切る
時間とに比例する。これをモニタ上の画面イメージとし
て説明すると、高輝度の丸い被写体の縦方向に薄い帯を
引いたような形になり、非常に目障りなものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこでこのような目障
りなスミア成分を低減するため、光電変換後の映像信号
の処理段階でスミア成分を低減しようとする技術手段が
提案されてはいるが、このような手段では、複雑な演算
処理やメモリ等が必要になるので、回路規模が大きくな
ってしまう。
【0004】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、スミア現象が問題になる高輝度光照射下で簡単な手
段によりスミア成分を低減できる撮像装置を提供するに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の撮像
装置は、撮像素子への入射光照度に係る信号がスミア発
生の虞がある照度に対応するレベルを越えたときには撮
像プロセス系のゲインを低減すると共に上記撮像素子で
の信号電荷蓄積時間を延長するための手段を具備してな
ることを特徴とする。
【0006】
【実施例】以下、図示の実施例により本発明を説明す
る。まず本発明の実施例を説明するのに先立って本発明
の基本概念を説明する。先に、CCD固体撮像素子で高
輝度被写体を撮像するとスミアが発生し、その発生量は
CCD受光面上における板面照度と、該高輝度光照射下
の垂直転送路中を転送される信号電荷の転送スピードと
に依存することを、前記従来例で説明した。この場合、
垂直転送路中の転送スピードは一定なので、絞りを固定
すればスミア成分はCCD受光面上の板面照度つまり被
写体輝度に比例する。
【0007】ところで、素子シャッタを用いたCCD固
体撮像素子では、そのCCD受光面上に常時被写体光が
照射されている。一方、素子シャッタ開時間は、CCD
光電変換部の不要電荷が排出されてから、その光電変換
部から垂直転送路に有効信号電荷が読み出されるまでの
時間であり、垂直転送路にもれ込むスミア成分には影響
しない。
【0008】従って、CCD固体撮像素子出力における
スミア成分は、機械式シャッタが用いられた場合にはシ
ャッタ速に依存するが、素子シャッタが用いられた場合
にはその電子シャッタスピードに依存しない。一方、C
CD固体撮像素子出力における有効信号成分は、機械式
シャッタの場合も素子シャッタの場合もシャッタ速に反
比例する。
【0009】そこで、素子シャッタを用いたCCD固体
撮像素子を高輝度光照射下で使用する場合、電子シャッ
タスピードを遅くして有効信号成分を多くすると共に、
CCD出力の映像信号ゲインをその分低減すれば、有効
信号成分としては同じになる。一方、スミア成分はシャ
ッタ速に関係なく一定なので、上記映像信号ゲインの低
減分に対応して減少する。従って、スミア成分の有効信
号成分に対する比率を下げることができる。
【0010】一方、高輝度光照射下でなければ、スミア
発生量自体がネグリジブルスモールなので、通常の電子
シャッタスピードで撮像しても何等問題が起らない。そ
して、上記切換えを測光情報がある特定レベルを上廻る
か否かで行う。
【0011】以上を図2(A)〜(F)により具体的数
値を入れて説明する。図2において、(A)と(D)が
CCD出力つまり映像信号入力中の各信号成分比を、
(B)と(E)が映像信号ゲインを、また(C)と
(F)が映像信号出力中の各信号成分比を、それぞれ示
している。そして、(A),(B),(C)の場合も、
(D),(E),(F)の場合も何れも同じ被写体から
の光がCCDに照射されるとしている。
【0012】先づ図2(A)に示すように、素子シャッ
タスピードが1/2000秒に設定されたときのCCD
出力11中に、スミア成分11bが全CCD出力中の1
0%含まれている、つまり有効信号成分11aは残りの
90%であったと仮定する。このときの映像信号ゲイン
を図2(B)に示すように0dB(×1倍)と仮定すれ
ば、映像信号出力12中の有効信号成分12aとスミア
成分12bとの成分比は、図2(C)に示すように上記
(A)の場合と全く同じ比率になる。
【0013】次に、素子シャッタスピードを遅く例えば
倍の1/1000秒に設定して同じ被写体を撮像する
と、図2(D)に示すように、CCD出力21は倍の2
00%が得られる。この場合、スミア成分21bは電子
シャッタスピードに関係しないから、図2(A)と同じ
10%のままである。従って、有効信号成分21aは残
りの190%になる。
【0014】このCCD出力を図2(E)に示す映像信
号ゲイン −6dB(×1/2倍)のアンプを通すと、映
像信号出力22中の有効信号成分22aとスミア成分2
2bとの信号比は、図2(F)に示すようにスミア成分
が半減されて5%の比率になる。
【0015】換言すれば、電子シャッタスピードを1/
2000秒から1/1000秒に2倍にし、映像信号ゲ
インを0dBから −6dBに半分にしたので、全映像信号
出力としては変化はないが、出力中のスミア成分の有効
信号成分に対する比を半減できたことになる。但し、簡
単化のため、カメラプロセス処理部4におけるガンマ処
理等は一切省略している。
【0016】以上が本発明の基本概念である。次に実施
例を説明する。図1は本発明の第1実施例を示す撮像装
置の要部のブロック構成図で、ここでは絞り固定式の撮
像光学系を想定している。
【0017】即ち、この撮像装置は、被写体光を透過す
る撮像レンズ1と、この透過光を電気信号に光電変換す
る撮像素子としてのCCD2と、この電気信号に所要の
信号処理を施して映像信号を映像信号出力端子5から出
力する撮像プロセス系としてのカメラプロセス処理部4
と、被写体輝度を測光し、撮像素子への入射光照度に係
る信号としての測光情報を出力する測光素子7と、同素
子7からの測光情報に基づきこの撮像装置の露光条件を
所定のプログラム線図に則って制御し、CCD駆動回路
3を介し上記CCD2にその素子シャッタスピードを決
定する電子シャッタ制御信号を、上記カメラプロセス処
理部4に同処理部4の信号ゲインを適正値に設定する映
像信号のゲイン制御信号を、それぞれ送出する露出制御
部6とから構成されている。
【0018】このように構成されたこの第1実施例にお
いて、測光素子7から出力される測光情報が、スミア発
生の虞がある照度に対応するレベル(以下、特定レベル
と呼称する)以下なら、露出制御部6から出力される電
子シャッタ制御信号を例えば上記図2(A)に示す1/
2000秒に、また映像信号のゲイン制御信号を上記図
2(B)に示す0dBに、つまり通常状態にそれぞれ設定
する。この場合、カメラプロセス処理部4からの映像信
号出力中のスミア成分の有効信号成分に対する比率は、
映像信号入力におけるそれと変わらないが、もともとス
ミア成分がネグリジブルスモールなので何等問題ない。
【0019】一方、測光情報が上記特定レベルを越えた
ときには、撮像プロセス系としてのカメラプロセス処理
部4のゲインを低減すると共に、上記撮像素子での信号
電荷蓄積時間を延長するための手段を講じる。即ち、電
子シャッタ制御信号を例えば上記図2(D)に示す1/
1000秒に、また映像信号のゲイン制御信号を上記図
2(E)に示す −6dBに、それぞれ設定する。これに
よりカメラプロセス処理部4からの映像信号出力中のス
ミア成分の有効信号成分に対する比率を、上記図2
(F)に示すように、映像信号入力中のそれに比し低減
することができる。従って、スミアを低減した良好な画
像情報が得られる。
【0020】なお、上記実施例における測光素子7から
の測光情報が上記特定レベルを越えているか否かを判定
する際、撮像面の全領域の平均測光レベルを検出する平
均測光方式によっても、あるいは撮像面の例えば中央部
等の一部領域を重点測光するスポット測光方式によって
も何れでもよい。
【0021】図3は、本発明の第2実施例を示す撮像装
置の要部のブロック構成図で、この第2実施例が上記第
1実施例と異なる点は、測光情報を得るのに独立の測光
素子7に代え、カメラプロセス処理部4からの露出制御
用映像信号によったこと、つまりイメージャ測光によっ
たことで、この点を除けば、上記第1実施例と異なると
ころがないので、同じ構成部材には同じ符号を付してそ
の説明を省略する。
【0022】この第2実施例によれば、測光情報として
の露出制御用映像信号が上記特定レベルを超え、これに
より露出制御部6からの電子シャッタ制御信号が所定シ
ャッタ速を超えるまでは通常の撮像で、一方所定シャッ
タ速を超えたら撮像プロセス系のゲインを低減すると共
に上記撮像素子での信号電荷の蓄積時間を延長する高輝
度光照射下での本発明による撮像に切換えるようにして
いる。従って、高輝度光照射下におけるスミア成分の有
効信号成分に対する比率を低減して良好な画像情報が得
られるようにした点は上記第1実施例と同じてあるが、
独立の測光素子が不要になる。
【0023】上記各実施例では、絞りを固定した撮像装
置を前提に説明したが、本発明はこれに限定されること
なく、例えば、一般的なオートアイリスカメラをマニュ
アル操作で所定の絞り値に設定するような、あるいはオ
ート操作で絞り制御するようなカメラにも適用可能であ
る。
【0024】即ち、上記オートアイリス制御の場合で
も、測光情報が特定レベルを越えたら撮像プロセス系の
ゲインを低減すると共に、上記撮像素子での信号電荷の
蓄積時間を延長することにより、スミアを低減して良好
な画像情報を得ることができる。
【0025】ところで、オートアイリス機構で絞り込む
ことによってもスミア成分を低減できる。そこで、この
絞り込みと本発明を併用すれば、より大きなスミア低減
効果が得られる。また、光電変換後の映像信号の処理段
階でスミア成分を減小させる方式に比し、上記各実施例
では非常に簡単に、且つ回路規模の増大を伴わずにスミ
ア成分を低減することができる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、撮像
素子への入射光照度に係る信号がスミア発生の虞がある
照度に対応するレベルを越えたときには、撮像プロセス
系のゲインを低減すると共に上記撮像素子での信号電荷
蓄積時間を延長するようにしたので、スミア現象が問題
になる高輝度光照射下でも簡単な手段によりスミア成分
を低減できるという顕著な効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す撮像装置の要部のブ
ロック構成図。
【図2】本発明の基本概念を説明する図。
【図3】本発明の第2実施例を示す撮像装置の要部のブ
ロック構成図。
【符号の説明】
2…CCD(撮像素子) 4…カメラプロセス処理部(撮像プロセス系) 6…露出制御部(撮像プロセス系のゲインを低減すると
共に撮像素子での信号電荷蓄積時間を延長するための手
段)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子への入射光照度に係る信号がス
    ミア発生の虞がある照度に対応するレベルを越えたとき
    には撮像プロセス系のゲインを低減すると共に上記撮像
    素子での信号電荷蓄積時間を延長するための手段を具備
    してなることを特徴とする撮像装置。
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