JP3706006B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は露出制御処理を行う撮像装置及び撮像方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電荷蓄積時間を変更できる固体撮像素子において、ルックアップテーブル(以下、LUT)を用いて電荷蓄積時間及びゲインを調節し、一定の映像レベルが得られるまでの露出制御時間を短く、かつ精度の良い露出制御を行うための手段が特開平11−18002号公報に記載されている。この方式では、LUTを使用して画素積算値や電荷蓄積時間を対数値に変換することにより、本来、乗除算の必要な演算を加減算のみで実現して、従来よりも処理を高速化、高精度化している。
【0003】
図11は上記公報に開示されている従来の撮像装置の構成を示すブロック図であり、図において、1は入射する光画像を光電変換して電気信号の映像信号を出力する、電荷蓄積時間Sを変更できる固体撮像素子、2は固体撮像素子1の電荷蓄積時間Sを制御するための駆動パルスを供給するタイミングジェネレータ、3は固体撮像素子1からの映像信号を増幅するプリアンプである。
【0004】
6はプリアンプ3からの映像信号をデジタルの映像信号に変換するA/Dコンバータ、7はA/Dコンバータ6からの1フレーム分のデジタルの映像信号の画素値を積算し画素積算値を出力する積算手段、38は積算手段7からの画素積算値を入力し、具備しているLUT121,122を用いて演算を行い、タイミングジェネレータ2が出力する駆動パルスのパルス間隔を変更するための制御信号を出力する演算手段である。121はテーブルアドレスnの値に対して被写体の明るさLを設定したLUT,122はLUT121のテーブルアドレスnの値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間Sを示すLUTである。
【0005】
次に動作について説明する。
入射する光画像は固体撮像素子1により電気信号の映像信号に変換され、固体撮像素子1から出力された映像信号はプリアンプ3により増幅され、A/Dコンバータ6によりデジタルの映像信号に変換される。タイミングジェネレータ2は固体撮像素子1の駆動パルスのパルス間隔を変えることによって固体撮像素子1の電荷蓄積時間Sを変えることができ、電荷蓄積時間Sを変えることにより固体撮像素子1の露出制御を行うことができる。
【0006】
積算手段7はA/Dコンバータ6から入力されたデジタルの映像信号の1フィールド分の画素値を積算し、その画素積算値を演算手段38へ出力する。積算手段7は映像信号中の全てのエリアを積算しても良いし、その一部、例えば中央重点測光においては中央部のみを積算しても良い。演算手段38は積算手段7により算出された画素積算値を入力し、LUT121,122を使用して演算を行い、画素積算値に応じて固体撮像素子1の電荷蓄積時間Sを変えるように、タイミングジェネレータ2へ駆動パルスのパルス間隔を変更するための制御信号を出力する。
【0007】
図12はテーブルアドレスnの値に対して被写体の明るさLを設定したLUT121の例を示す図である。演算手段38は、図12に示すように、予め定めた定数K1(=100)に定数K2とテーブルアドレスnの値とをべき乗した指数関数で表すことのできる、テーブルアドレスnの値に対応したN個の被写体の明るさLを示すLUT121を具備する。図12では、テーブルアドレスが0番における被写体の明るさLが100[lx](=K1)のとき、テーブルアドレスが1番における被写体の明るさLは100K2[lx]となり、被写体の明るさLが指数関数的に増加するように設定されている。例えば100[lx]から100000[lx]までの明るさを包括したいときは、
K2=(100000/100)1/(N-1) (1)
となる。
【0008】
図13はLUT121のテーブルアドレスnの値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間Sを示すLUT122の例を示す図である。演算手段38は、図13に示すように、テーブルアドレスnの値に対してN個の電荷蓄積時間Sを示すLUT122を具備する。LUT122の各テーブルアドレスnには、同じテーブルアドレスのLUT121の明るさで撮像した際の積算手段7における1フィールド分の画素積算値が一定となるように、電荷蓄積時間Sが設けられている。すなわち、テーブルアドレスn番における被写体の明るさをLnとし、テーブルアドレスn番における電荷蓄積時間をSnとすると、被写体の明るさLnにおいて固体撮像素子1の電荷蓄積時間Snで撮像したとき得られる映像信号レベル(1フィールド分の画素積算値)は一定となり、目標とする映像信号レベルになるようにLUT122の各電荷蓄積時間Sが定められている。そのときの目標の画素積算値をΣpとすると、次の(2)式が成り立つ。
Σp=K9×Ln×Sn (2)
ただし、K9は定数である。
【0009】
ここで、目標の画素積算値Σpは、撮像された画面の明るさを示すパラメータであり、例えば、より明るい画像が必要であれば、高くするといったように、希望する露出を示すための指標となる。希望する露出が変わると、目標の画素積算値Σpが変わることになるため、LUT122の電荷蓄積時間Sを補正する必要がある。
【0010】
上記(2)式より、ある電荷蓄積時間Smで撮像したとき得られた画素積算値がΣmであれば、そのときの被写体の明るさLm’は次式で求めることができる。
Lm’=Σm/(K9×Sm) (3)
よって、演算手段38が算出したLm’に対して、LUT121のLm’と同じテーブルアドレスである電荷蓄積時間Sm’で撮像すれば、目標の画素積算値Σp,すなわち目標とする信号レベルを得ることができる。
【0011】
この方法では、理論的には被写体の明るさLを算出する一度の演算のみで、適正な電荷蓄積時間Sを選択することができるが、得られた画素積算値が極端に小さい場合等では、上記(2)式の演算結果に誤差が生じる。しかし、上記演算を繰り返し行うことにより電荷蓄積時間Sの設定値は適正値に近づくため、演算誤差を限りなく小さくすることができる。
【0012】
このように、演算手段38が画素積算値より被写体の明るさLを算出し、それに合った電荷蓄積時間SをLUT122から参照することにより、数回の繰り返し動作だけで精度の高い露出制御が行える。
【0013】
また、上記公報には、電荷蓄積時間Sだけでなく、Automatic Gain Control(以下、AGC)回路を併用して露出制御を行う場合の制御方式に関しても記述されている。図14は上記公報に開示された従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。図において、4はプリアンプ3からの映像信号を増幅する、ゲインGを変更できるAGC回路、5はAGC回路4のゲインGを制御するアナログの制御信号を出力するD/Aコンバータ、48は積算手段7からの画素積算値を入力し、具備しているLUT123〜128を使用して演算を行い、タイミングジェネレータ2が出力する駆動パルスのパルス間隔を変更するための制御信号を出力すると共に、AGC回路4のゲインGを変更するためにD/Aコンバータ5に制御信号を出力する演算手段である。その他の図11と同一符号の構成は、それぞれ同一又は相当部分を示しいる。
【0014】
演算手段48はAGC回路4のゲインGを変えるための制御信号をD/Aコンバータ5へ出力し、D/Aコンバータ5は演算手段48から入力された制御信号を、電圧値で示されるアナログの制御信号に変換しAGC回路4に出力する。AGC回路4はD/Aコンバータ5からのアナログの制御信号によりゲインGが変更される。
【0015】
また、演算手段48による制御については、演算をそのまま乗除算で行うのではなく、対数を用いて加減算に変換することが可能である。まず、画素積算値Σと被写体の明るさLと電荷蓄積時間SとAGC回路4のゲインGの関係は、次の(4)式で示される。
Σ=K10×L×S×G (4)
ただし、K10は定数である。よって被写体の明るさLは、得られた画素積算値Σと撮像時の電荷蓄積時間S及びゲインGから、次の(5)式にて算出することができる。
L=Σ/(K10×S×G) (5)
上記(5)式の両辺の対数を取ると次の(6)式となる。
logL=logΣ−logS−logG−logK10 (6)
【0016】
この方式においても、演算手段48の実際の演算にはLUTが必要となる。演算手段48は、テーブルアドレスnの値に対して被写体の明るさLの対数値を設定した、すなわち、図12に示したLUT121の被写体明るさLの部分を対数値logLに置き換えたLUT123と、LUT123のテーブルアドレスnの値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間Sを示すLUT124と、LUT123のテーブルアドレスnの値に対して、目標の画素積算値を得るためのゲインGを示すLUT125と、LUT124のテーブルアドレスnの値に対して、電荷蓄積時間Sを対数値に置き換えるLUT126と、LUT125のテーブルアドレスnの値に対して、ゲインGを対数値に置き換えるLUT127と、画素積算値を対数値に置き換えるLUT128を具備している。
【0017】
上記(6)式より、ある電荷蓄積時間Sm及びゲインGmで撮像したとき得られた画素積算値がΣmであれば、そのときの被写体の明るさ対数値logLm’は、次の(7)式で求めることができる。
logLm’=logΣm−logSm−logGm−logK10(7)
ここで、logSm及びlogGmは、これらを求める際に用いたlogLmの値からLUT126とLUT127を参照することにより容易に求められ、LUT128によってlogΣmも求まるため、加減算のみによってlogLm’の値が求まる。算出したlogLm’においてLUT124とLUT125を参照し、LUT123のLm’と同じテーブルアドレスである電荷蓄積時間Sm’及びゲインGで撮像すれば、目標の画素積算値Σp,すなわち目標とする信号レベルを得ることができる。
【0018】
このように、電荷蓄積時間SとゲインGという2つのパラメータを制御する必要がある場合でも、被写体の明るさLを基準として対応した電荷蓄積時間S,及びゲインGを設定することにより最適な制御を実現でき、また、演算に用いる各係数を対数化することによって演算を加減算のみとして、計算量を増大させることなく精度の高い露出制御が行える。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
従来の撮像装置は以上のように構成されているので、複数のLUTが必要となり、大容量のデータをLUTの設定値として記録しておく領域が必要になるという課題があった。また、システムの演算精度を上げようとする場合、値を対数化するLUTの入力値の幅が広くなり、LUTに必要なデータ記録領域がさらに増大するという課題があった。
【0020】
さらに、電荷蓄積時間SとゲインGという複数のパラメータを制御する場合には、同じ明るさLに対しても一意にパラメータが決定されるわけではなく、電荷蓄積時間SとゲインGの組み合わせに一定の条件が課せられるだけで、いずれか一方の値に関しては自由に選択できる。その場合に具体的なパラメータの値は、各パラメータの設定可能範囲や撮像装置の使用目的によって決定方法を変更する必要がある。このように制御タイプの異なる複数の露出制御方式を用意し、必要に応じていずれかを選択するような仕組みを導入する場合にも、タイプの数に合わせてそれぞれ一連のLUTを作成する必要があり、LUTに必要なデータ記録領域が増大するという課題があった。
【0021】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、露出制御に必要なデータ容量を低減すると共に、様々なタイプの露出制御方式に対しても柔軟に対応可能な撮像装置及び撮像方法を得ることを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る撮像装置は、光画像を光電変換して映像信号を出力する、電荷蓄積時間を変更できる固体撮像素子と、上記固体撮像素子からの映像信号を増幅する、ゲインを変更できるAGC回路と、上記AGC回路からの映像信号をデジタルの映像信号に変換するA/Dコンバータと、上記A/Dコンバータからのデジタルの映像信号の画素値を、所定領域単位に積算して画素積算値を求める積算手段と、設定可能最小単位である単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間を対数値に置き換える第1のLUTと、設定可能最小単位である単位設定ゲインにより設定可能なゲインを対数値に置き換える第2のLUTに基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインを求めると共に、上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するテーブル生成手段と、上記積算手段からの画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTを有し、上記第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第3のLUTから上記固体撮像素子の電荷蓄積時間と上記AGC回路のゲインを決定する演算手段とを備えたものである。
【0023】
この発明に係る撮像装置は、光画像を光電変換して映像信号を出力する、電荷蓄積時間を変更できる固体撮像素子と、上記固体撮像素子からの映像信号を増幅する、ゲインを変更できるAGC回路と、上記AGC回路からの映像信号をデジタルの映像信号に変換するA/Dコンバータと、上記A/Dコンバータからのデジタルの映像信号の画素値を、所定領域単位に積算して画素積算値を求める積算手段と、設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の対数値、設定可能最小単位値である単位設定ゲインの対数値、及び上記積算手段からの画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにおける対数値に基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインを求めると共に、上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するテーブル生成手段と、上記第4のLUTを有し、上記第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第3のLUTから上記固体撮像素子の電荷蓄積時間と上記AGC回路のゲインを決定する演算手段とを備えたものである。
【0024】
この発明に係る撮像装置は、第3のLUTが、求められた被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間を示す第5のLUTと、求められた被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るためのゲインを示す第6のLUTと、上記第5のLUTの指標値に対して、電荷蓄積時間を対数値に置き換える第7のLUTと、上記第6のLUTの指標値に対して、ゲインを対数値に置き換える第8のLUTとにより構成されるものである。
【0026】
この発明に係る撮像方法は、光画像を光電変換して映像信号を出力する第1のステップと、上記映像信号を増幅する第2のステップと、上記増幅された映像信号をデジタルの映像信号に変換する第3のステップと、上記デジタルの映像信号の画素値を所定領域単位に積算して画素積算値を求める第4のステップと、設定可能最小単位である単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間を対数値に置き換える第1のLUTと、設定可能最小単位である単位設定ゲインにより設定可能なゲインを対数値に置き換える第2のLUTに基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインを求めると共に、上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成する第5のステップと、上記第4のステップで求めた画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第3のLUTから上記第1のステップにおける電荷蓄積時間と上記第2のステップにおけるゲインを決定する第6のステップとを備えたものである。
【0027】
この発明に係る撮像方法は、光画像を光電変換して映像信号を出力する第1のステップと、上記映像信号を増幅する第2のステップと、上記増幅された映像信号をデジタルの映像信号に変換する第3のステップと、上記デジタルの映像信号の画素値を所定領域単位に積算して画素積算値を求める第4のステップと、設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の対数値、設定可能最小単位値である単位設定ゲインの対数値、及び上記第4のステップにおける画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにおける対数値に基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインを求めると共に、上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成する第5のステップと、上記第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第5のステップで生成した上記第3のLUTから、上記第1のステップにおける電荷蓄積時間と上記第2のステップにおけるゲインを決定する第6のステップとを備えたものである。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による撮像装置の構成を示すブロック図であり、図において、1は入射する光画像を光電変換して電気信号の映像信号を出力する、電荷蓄積時間Sを変更できる固体撮像素子、2は固体撮像素子1の電荷蓄積時間Sを制御するための駆動パルスを供給するタイミングジェネレータである。
【0030】
3は固体撮像素子1からの映像信号を増幅するプリアンプ、4はプリアンプ3からの映像信号を増幅する、ゲインを変更できるAGC回路、5はAGC回路4のゲインGを制御するアナログの制御信号を出力するD/Aコンバータ、6はAGC回路4からの映像信号をデジタルの映像信号に変換するA/Dコンバータ、7はA/Dコンバータ6からの1フレーム分のデジタルの映像信号の画素値を積算し画素積算値を出力する積算手段である。
【0031】
8は積算手段7からの画素積算値を入力し、具備しているLUT101〜LUT105を使用して固体撮像素子1の電荷蓄積時間SとAGC回路4のゲインを決定する演算手段であり、9は具備しているLUT111,LUT112に基づき、演算手段8が演算に使用するLUT102〜105を生成するテーブル生成手段である。
【0032】
演算手段8において、101は画素積算値を対数値に置き換えるLUT(第4のLUT)、102は求められた被写体の明るさLに対応したテーブルアドレス(指標値)nの値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間Sを示すLUT(第5のLUT)、103は求められた被写体の明るさLに対応したテーブルアドレス(指標値)nの値に対して、目標の画素積算値を得るためのゲインGを示すLUT(第6のLUT)、104はLUT102のテーブルアドレスnの値に対して、電荷蓄積時間Sを対数値に置き換えるLUT(第7のLUT)、105はLUT103のテーブルアドレスnの値に対して、ゲインGを対数値に置き換えるLUT(第8のLUT)である。上記LUTのうち、LUT102〜LUT105は、被写体の明るさLから電荷蓄積時間SとゲインG、並びにそれぞれの対数値を求めるLUT(第3のLUT)である。
【0033】
演算手段8は、積算手段7からの画素積算値及び画素積算値を対数値に置き換えるLUT101と、撮影時の電荷蓄積時間Sの対数値と、撮影時のゲインGの対数値を使用した演算により被写体の明るさLの指標値nを求め、求めた被写体の明るさLの指標値nをテーブルアドレスとして参照することにより、被写体の明るさLから電荷蓄積時間SとゲインG、並びにそれぞれの対数値を求めるLUT102〜LUT105から固体撮像素子1の電荷蓄積時間SとAGC回路4のゲインを決定し、タイミングジェネレータ2が出力する駆動パルスのパルス間隔を変更するための制御信号を出力すると共に、AGC回路4のゲインGを変更するためにD/Aコンバータ5に制御信号を出力する。
【0034】
テーブル生成手段9において、111は固体撮像素子1の特性により設定可能な電荷蓄積時間Sを対数値に置き換えるLUT(第1のLUT)、112はAGC回路4の特性により設定可能なゲインGを対数値に置き換えるLUT(第2のLUT)である。テーブル生成手段9は、固体撮像素子1の特性により設定可能な電荷蓄積時間Sを対数値に置き換えるLUT111と、AGC回路4の特性により設定可能なゲインGを対数値に置き換えるLUT112に基づき、被写体の明るさLから電荷蓄積時間SとゲインG、並びにそれぞれの対数値を求めるLUT102〜105を生成する。
【0035】
次に動作について説明する。
撮像装置に入射する光画像は、固体撮像素子1によって電気信号の映像信号に変換された後、プリアンプ3及びAGC回路4によって増幅され、A/Dコンバータ6によってデジタルの映像信号に変換される。このデジタルの映像信号は、積算手段7によって1フィールド分の画素値が積算され、その画素積算値が演算手段8へ出力される。この際、積算手段7は映像信号中の全てのエリアを積算しても良いし、映像信号中の一部、例えば中央重点測光においては中央部のみを積算したり、あるいは画素の位置に応じて重み付けを行って積算しても良い。
【0036】
演算手段8は積算手段7によって得られた画素積算値を入力し、具備しているLUT101〜105に基づき演算を行い、固体撮像素子1の電荷蓄積時間Sを変えるように、タイミングジェネレータ2が出力する駆動パルスのパルス間隔を変更するための制御信号を、タイミングジェネレータ2に出力すると共に、AGC回路4のゲインGを変更するために、D/Aコンバータ5に制御信号を出力する。演算手段8はLUT101〜105を使用して演算を行い、出力する電荷蓄積時間Sの制御信号及びゲインGの制御信号を決定するが、このうち、LUT101はあらかじめ作成されているが、LUT102〜105はテーブル生成手段9によって、この撮像装置の動作開始時に自動的に生成される。
【0037】
次に各LUT101〜105の値の定め方を以下に示す。まず、画素積算値Σと被写体の明るさLと電荷蓄積時間SとゲインGの関係は、次の(8)式で示される。
Σ=K×L×S×G (8)
ただし、Kは定数である。
【0038】
よって被写体の明るさLは、得られた画素積算値Σと撮像時の電荷蓄積時間S及びゲインGから、次の(9)式にて算出することができる。
L=Σ/(K×S×G) (9)
これを両辺対数化すると、
logL=logΣ−logK−logS−logG (10)
となる。さらに両辺に定数Cを掛けると、
C・logL=C・logΣ−C・logK−C・logS−C・logG(11)
となる。
【0039】
ここで、Lを定数K1及びK2を用いて表すと、
L=K1・10n・K2 (12)
となる。ただし、nは0以上N未満の整数で指標値である。これを両辺対数化して両辺に定数Cを掛けると、
C・logL=C・logK1+n・C・K2 (13)
となり、これを(11)式に代入すると、
となる。そして、上記(14)式より次の(15)式が得られる。
n・C・K2=C・logΣ−K3−C・logS−C・logG(15)
ただし、K3は定数であり、
K3=−C・logK−C・logK1
である。
【0040】
ここで、Cが
C・K2=1
を満たすものとすれば、上記(15)式より次の(16)式が成り立つ。
n=C・logΣ−K3−C・logS−C・logG (16)
よって、K1及びK2の値に関わらずCを適切な値に取ることで、左辺を整数値にすることができ、上記(16)式における画素積算値Σ,電荷蓄積時間S,ゲインGのそれぞれの対数値をLUT101〜105により求めることで、被写体の明るさLに対応するテーブルアドレス(指標値)nの値を、加減算のみを用いて算出することができる。また、nは0以上N未満の整数であるので、求められたnの値をテーブルアドレスとするLUTを参照することにより、適切な電荷蓄積時間S及びゲインGの値を求めることができる。
【0041】
上記(15)式を利用した露出制御を行うためには、画素積算値を対数値に置き換えるLUT101と、求められた被写体の明るさLに対応したテーブルアドレスnの値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間Sを示すLUT102と、求められた被写体の明るさLに対応したテーブルアドレスnの値に対して、目標の画素積算値を得るためのゲインGを示すLUT103と、LUT102のテーブルアドレスnの値に対して、電荷蓄積時間Sを対数値に置き換えるLUT104と、LUT103のテーブルアドレスnの値に対して、ゲインGを対数値に置き換えるLUT105が必要となる。
【0042】
上記(16)式より、あるテーブルアドレスnm の値に基づいて定めた電荷蓄積時間Sm及びゲインGmで撮像したとき得られた画素積算値がΣmであれば、そのときの被写体の明るさLm’に対応したテーブルアドレスnm ’の値は、次の(17)式で求めることができる。
nm ’=ClogΣm−K3−ClogSm−ClogGm (17)
ここで、ClogSm及びClogGmは、これらを求める際に用いたnm の値からLUT104とLUT105を参照することにより容易に求められ、LUT101によってClogΣmも求まるため、加減算のみによってnm ’の値を求めることができる。算出したnm ’において、LUT102とLUT103を参照し、対応する電荷蓄積時間Sm’及びゲインGで撮像すれば、目標の画素積算値Σp,すなわち目標とする信号レベルを得ることができる。
【0043】
この方法では、理論的には被写体の明るさLに対応するテーブルアドレスnの値を算出する一度の演算のみで、適正電荷蓄積時間S及びゲインGを選択することができるが、得られた画素積算値が極端に小さい場合等では、上記(16)式の演算結果に誤差が生じる。しかし、上記演算を繰り返し行うことにより、電荷蓄積時間Sの設定値は適正値に近づくため、演算誤差を限りなく小さくすることができる。
【0044】
次にLUTを生成する方法について述べる。
図2は画素積算値を対数値に置き換えるLUT101の例を示す図である。演算手段8が使用する5つのLUT101〜105のうち、LUT101は、図2に示すように、画素積算値Σに応じた対数値をあらかじめ算出して作成する。その他のLUT102〜105は、いずれも被写体の明るさLに対応する整数値nがテーブルアドレスとなるLUTだが、これらを作成する際には、電荷蓄積時間SとゲインGのいずれを優先的に変化させるか、また各パラメータの上限値等の制約条件をどのように定めるか等によって、同じ照度条件に対応するものであっても様々なパターンのLUTを作成可能である。この実施の形態では、これらをテーブル生成手段9によって自動的に生成する。
【0045】
図3は設定可能最小単位である単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間Sを対数値に置き換えるLUT111の例を示す図である。ここでは、電荷蓄積時間Sが設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間Suの整数倍の値として設定可能な場合の例を示している。図4は設定可能最小単位値である単位設定ゲインにより設定可能なゲインGを対数値に置き換えるLUT112の例を示す図であり、ゲインGが設定可能最小単位値である単位設定ゲインGuのべき乗値として設定可能な場合について示している。テーブル生成手段9は、LUT111及びLUT112から、あらかじめ定めた方針に従って、演算手段8が使用するLUT102〜105を自動的に生成する。
【0046】
図3及び図4において、単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間S,及び単位設定ゲインにより設定可能なゲインGを使用しているが、これに限るものでなく、固体撮像素子1の光電変換特性により設定可能な電荷蓄積時間S,及びAGC回路4の増幅特性により設定可能なゲインGを使用しても良い。
【0047】
以下、LUT102〜105の生成の具体例について述べる。
上記(16)式を変形すると、次の(18)式になる。
ClogS+ClogG=C・logΣ−K3−n (18)
ここでK3は定数であり、画素積算値Σを露出制御の目標の画素積算値Σpとすれば、logΣpも一定値となる。よって各テーブルアドレスnの値に対し、ClogS+ClogGの値が一意に定まり、これを満たすように電荷蓄積時間SとゲインGを決めることにより、LUT102〜105の自動生成が可能となる。
【0048】
図5はテーブル生成手段9によるLUT102〜105の自動生成の処理を示すフローチャートである。ここでは、電荷蓄積時間Sの設定を優先して行い、ゲインGの設定は、微調整や電荷蓄積時間Sの設定のみでは追従できない場合に補助的に使うケースを想定している。ステップST11において、求めようとするテーブルアドレスnの値に対応するClogS+ClogGの値を上記(18)式から算出する。
【0049】
ステップST12において、LUT111を値の小さい方から順に調べ、ClogS+ClogGの値を超えない最大値を電荷蓄積時間Sの設定値とし、その際のClogSの値とテーブルアドレスnの値をLUT104に設定し、電荷蓄積時間Sの値とテーブルアドレスnの値をLUT102に設定する。ここで、電荷蓄積時間Sの設定値を、ClogS+ClogGの値を超えない最大値としているのは、ゲインGの設定値が1以上、すなわちClogGの値が正数しか取り得ないことを前提としているためで、ClogSの値がClogS+ClogGの目標より大きくなると、ClogGが負の値を取れず、適切なゲインGの設定ができなくなるからである。
【0050】
ステップST13において、ClogSの値が確定し、ClogGの目標値が決まるので、LUT112からClogGの目標値に最も近い値を選択してゲインGの設定値とし、その際のClogGの値とテーブルアドレスnの値をLUT105に設定し、ゲインGの値とテーブルアドレスnの値をLUT103に設定する。ステップST14において、上記ステップST11〜ST13の処理を、生成するLUT102〜105の全てのテーブルアドレスnについて繰り返し行う。
【0051】
図6は被写体の明るさLに対する露光制御特性を示す図である。図5に示すようなLUT生成手法を用いると、図6(a)に示すように、被写体の明るさLが暗くなるに従って、まず電荷蓄積時間Sの値が上昇し、電荷蓄積時間Sの設定が上限に達したところからゲインGを上昇させるような露光制御を実現するためのLUTが生成される。これに対して、電荷蓄積時間Sの設定可能上限値を、より低い値に抑えると図6(b)に示すような制御特性となり、より離散的な値のみ使用するという制限をつけた場合、例えば、あらかじめ決められた3つの値から選択しなければならない場合には、図6(c)のような制御特性となる。これらの制御特性の変更は、テーブル生成手段9が参照するLUT111及びLUT112において使用可能なテーブルアドレスnに制限を加えることにより容易に実現可能である。
【0052】
以上のように、この実施の形態1によれば、露出制御に必要となるLUT102〜105を予め保持しておく必要がないため、初期値として保存しておくデータ容量を低減することができ、より少ないデータ容量で露出制御処理を実行することができるという効果が得られる。
【0053】
また、この実施の形態1によれば、露出制御方式のパターンを複数用意する必要がある場合でも、パターン毎に逐一対応するLUT群を用意する必要がないため、初期値として保存しておくデータ容量を増加させることなく、様々なバリエーションを持った露出制御処理を、その都度切り替えて行うことができるという効果が得られる。
【0054】
実施の形態2.
図7はこの発明の実施の形態2による撮像装置の構成を示すブロック図であり、図において、19は演算手段8が使用するLUT102〜105を自動生成するテーブル生成手段であり、実施の形態1の図1と同じ符号は同じ構成要素を示している。この実施の形態では、LUT102〜105を自動生成する方法が異なり、テーブル生成手段19は、実施の形態1で使用したLUT111,112を必要としない。テーブル生成手段19は、設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の対数値、及び設定可能最小単位値である単位設定ゲインの対数値に基づき、画素積算値を対数値に置き換えるLUT101を使用して、被写体の明るさLから固体撮像素子1の電荷蓄積時間及びAGC回路のゲイン、並びにそれぞれの対数値を求めるLUT102〜105を生成する。
【0055】
実施の形態1では、LUT102〜105を自動生成するにあたり、LUT111,LUT112を使用しているが、電荷蓄積時間Sの設定値が、設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の整数倍として表される場合には、次の(19)式のように対数値を分解することができる。
S=Sn・Su
とすると、
ここで、Snは整数、Suは単位設定電荷蓄積時間である。
【0056】
すなわち、単位設定電荷蓄積時間Suに対応する対数値ClogSuさえあらかじめ与えられていれば、倍率となる整数の対数値と加算することにより、任意の電荷蓄積時間Sの設定値に対応する対数値が求められる。また、画素積算値を対数値に置き換えるLUT101は、各整数値に対する対数値を参照するものなので、整数Snを変換するLUTはLUT101を流用することが可能である。
【0057】
ゲインGの設定値については、設定可能値が定数のべき乗値で表される場合もある。その際の対数値への変換は以下のようになる。
G=GuGnとすると、
ClogG=Gn・ClogGu (20)
ただし、Gnは整数、Guは設定可能最小単位値である単位設定ゲインである。すなわち、単位設定ゲインに対応する対数値に対して整数値を乗算することにより、電荷蓄積時間Sの設定値と同様に、任意のゲインGの設定値に対して対応する対数値を求めることが可能である。
【0058】
図8はテーブル生成手段19によるLUT102〜105の自動生成の処理を示すフローチャートである。ここでは、電荷蓄積時間Sの設定を優先して行い、ゲインGの設定は、微調整や電荷蓄積時間Sの設定のみでは追従できない場合に補助的に使うケースを想定している。ステップST21において、求めようとするテーブルアドレスnに対応するClogS+ClogGの値を上記(18)式から算出する。
【0059】
ステップST22において、LUT101を用いて、整数値Snに対応する対数値ClogSnを求め、ClogSn+ClogSuの値がClogS+ClogGの値を超えない最大値を電荷蓄積時間Sの設定値とし、その際のClogS,すなわちClogSn+ClogSuの値とテーブルアドレス(指標値)nの値をLUT104に設定し、電荷蓄積時間S,すなわちSn・Suの値とテーブルアドレスnの値をLUT102に設定する。
【0060】
ステップST23において、ClogSの値が確定し、ClogGの目標値が決まるので、ClogGの目標値をClogGuの値で割って最も近い整数値Gnを求め、その際のClogG,すなわちGn・ClogGuの値とテーブルアドレス(指標値)nの値をLUT105に設定し、ゲインG,すなわちGuGnの値とアドレスnの値をLUT103に設定する。ステップST24において、上記ステップST21〜ST23の処理を、生成するLUT102〜105の全てのテーブルアドレス(指標値)nについて繰り返し行う。
【0061】
この方法を用いる場合でも、設定可能な整数値SnやGnの値に加える制限を変化させることにより、実施の形態1と同様に、図6に示すような露出制御特性の変更を容易に実現できる。
【0062】
以上のように、この実施の形態2によれば、実施の形態1で必要であったLUT111やLUT112を、画素積算値を対数値に置き換えるLUT101と設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間Suの対数値ClogSu,設定可能最小単位値である単位設定ゲインGuの対数値ClogGuを用いた演算で代用するため、初期値として保存しておくデータ容量をさらに低減することができ、より少ないデータ容量で露出制御処理を実行することができるという効果が得られる。
【0063】
また、この実施の形態2によれば、露出制御方式のパターンを複数用意する必要がある場合でも、パターン毎に逐一対応するLUT群を用意する必要がないため、初期値として保存しておくデータ容量を増加させることなく、様々なバリエーションを持った露出制御処理を、その都度切り替えて行うことができるという効果が得られる。
【0064】
実施の形態3.
図9はこの発明の実施の形態3による撮像装置の構成を示すブロック図であり、図において、18は演算手段であり、実施の形態1の図1における演算手段8と同等の機能を有しているが、被写体の明るさLから電荷蓄積時間S及びゲインG並びにそれぞれの対数値を求めるLUT102〜105を必要としない。10は演算手段18が求めた被写体の明るさLに応じて、電荷蓄積時間S及びゲインGを算出するための制御値決定手段である。また、実施の形態1の図1と同じ符号は同じ構成要素を示している。
【0065】
演算手段18は、積算手段7からの画素積算値及び画素積算値を対数値に置き換えるLUT101と、撮影時の電荷蓄積時間Sの対数値と、撮影時のゲインGの対数値を使用した演算により被写体の明るさLの指標値nを求め、求めた被写体の明るさLの指標値nと目標とする画素積算値に基づいて、次フレームにおける固体撮像素子1の電荷蓄積時間Sの対数値とAGC回路4のゲインGの対数値との和を求める。制御値決定手段19は演算手段18が求めた電荷蓄積時間Sの対数値とゲインGの対数値との和から、LUT101を使用して演算を行い、撮像素子1の電荷蓄積時間SとAGC回路4のゲインGを決定する。
【0066】
上記実施の形態1,実施の形態2では、露出制御に使用する5つのLUT101〜105のうち、4つのLUT102〜105については、LUTの初期値をあらかじめデータとして保存しておく必要はないが、依然として露出制御処理の動作中には、LUT102〜105のデータ値を保持しておく必要があった。しかし、被写体の明るさLに対応する露出制御用LUT102〜105を実際には生成せず、必要となったテーブルアドレスの項目のみをその都度作成することにより、LUT102〜105自体を不要とすることが可能である。
【0067】
図10は演算手段18と制御値決定手段10の処理を示すフローチャートである。ステップST31において、演算手段18は上記(16)式から現在の被写体の明るさLに対応するテーブルアドレス(指標値)nを算出する。ステップST32において、演算手段18は、求めたテーブルアドレスnと、目標とする画素積算値Σpから上記(18)式を用いて、次フレームにおけるClogS+ClogGの値を求めて制御値決定手段10に出力する。
【0068】
ステップST33において、制御値決定手段10は、あらかじめ定めた方針(電荷蓄積時間の変更を優先、設定可能値の指定等)に基づき、LUT101を用いて整数値Snに対応する対数値ClogSnを求め、ClogSn+ClogSuの値がClogS+ClogGの値を越えない最大値を電荷蓄積時間の設定値とし、その際のSすなわちSn・Suの値を次フレームの電荷蓄積時間の設定値として演算手段18に出力する。
【0069】
ステップST34において、制御値決定手段10は、ClogSすなわちClogSn+ClogSuの値をClogS+ClogGの値から減算し、ClogGの目標値を求め、ClogGの目標値をClogGuの値で割り最も近い整数を求め、その際のGすなわちGuGnの値を次フレームのゲインの設定値として演算手段18に出力する。
【0070】
ステップST35において、演算手段18は、ClogS,ClogGの値を次フレームの被写体明るさLの算出に使用するため保存し、次フレームの撮像と画素積算値Σの算出を行う。ステップST36において、上記ステップST31からST35を撮像終了まで繰り返す。
【0071】
以上のように、この実施の形態3によれば、電荷蓄積時間SとゲインGの設定方針を変更しても、露出制御用のLUT全体を書き換える必要がないため、演算量の増大や処理の遅延を起こすことなく、自由に動的に設定方針を変更することができるという効果が得られる。
【0072】
また、この実施の形態3によれば、LUTの初期値、設定値を記録する領域が不要となり、H/W資源の少ない環境下でも露出制御を行うことができるという効果が得られる。
【0073】
上記各実施の形態では、電荷蓄積時間Sの設定値が単位設定電荷蓄積時間の整数倍で、ゲインGの設定可能値が単位設定ゲインのべき乗値で示される場合について述べているが、ゲインGの設定が単位設定ゲインの整数倍になる場合や、電荷蓄積時間Sの設定値が単位設定電荷蓄積時間のべき乗値となる場合についても、上記ゲインGの計算に用いる方法を電荷蓄積時間Sの計算に使用したり、上記電荷蓄積時間Sの計算に用いる方法をゲインGの計算に使用することで、同様の露出制御処理を容易に実現することが可能である。
【0074】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、設定可能最小単位である単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間を対数値に置き換える第1のLUTと、設定可能最小単位である単位設定ゲインにより設定可能なゲインを対数値に置き換える第2のLUTに基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための固体撮像素子の電荷蓄積時間及びAGC回路のゲインを求めると共に、固体撮像素子の電荷蓄積時間及びAGC回路のゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するテーブル生成手段と、積算手段からの画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTを有し、第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により第3のLUTから固体撮像素子の電荷蓄積時間とAGC回路のゲインを決定する演算手段とを備えたことにより、初期値として保存しておくデータ容量を低減することができ、より少ないデータ容量で露出制御処理を実行することができると共に、露出制御方式のパターンを複数用意する必要がある場合でも、パターン毎に逐一対応するLUT群を用意する必要がないため、初期値として保存しておくデータ容量を増加させることなく、様々なバリエーションを持った露出制御処理を、その都度切り替えて行うことができるという効果がある。
【0075】
この発明によれば、設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の対数値、設定可能最小単位値である単位設定ゲインの対数値、及び積算手段からの画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにおける対数値に基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための固体撮像素子の電荷蓄積時間及びAGC回路のゲインを求めると共に、固体撮像素子の電荷蓄積時間及びAGC回路のゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するテーブル生成手段と、第4のLUTを有し、第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により第3のLUTから固体撮像素子の電荷蓄積時間とAGC回路のゲインを決定する演算手段とを備えたことにより、初期値として保存しておくデータ容量をさらに低減することができ、より少ないデータ容量で露出制御処理を実行することができると共に、露出制御方式のパターンを複数用意する必要がある場合でも、パターン毎に逐一対応するLUT群を用意する必要がないため、初期値として保存しておくデータ容量を増加させることなく、様々なバリエーションを持った露出制御処理を、その都度切り替えて行うことができるという効果がある。
【0077】
この発明によれば、設定可能最小単位である単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間を対数値に置き換える第1のLUTと、設定可能最小単位である単位設定ゲインにより設定可能なゲインを対数値に置き換える第2のLUTに基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間及びゲインを求めると共に、電荷蓄積時間及びゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するステップと、求めた画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により第3のLUTから電荷蓄積時間とゲインを決定するステップとを備えたことにより、初期値として保存しておくデータ容量を低減することができ、より少ないデータ容量で露出制御処理を実行することができると共に、露出制御方式のパターンを複数用意する必要がある場合でも、パターン毎に逐一対応するLUT群を用意する必要がないため、初期値として保存しておくデータ容量を増加させることなく、様々なバリエーションを持った露出制御処理を、その都度切り替えて行うことができるという効果がある。
【0078】
この発明によれば、設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の対数値、設定可能最小単位値である単位設定ゲインの対数値、及び画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにおける対数値に基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間及びゲインを求めると共に、電荷蓄積時間及びゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するステップと、第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により第3のLUTから、電荷蓄積時間とゲインを決定するステップとを備えたことにより、初期値として保存しておくデータ容量をさらに低減することができ、より少ないデータ容量で露出制御処理を実行することができると共に、露出制御方式のパターンを複数用意する必要がある場合でも、パターン毎に逐一対応するLUT群を用意する必要がないため、初期値として保存しておくデータ容量を増加させることなく、様々なバリエーションを持った露出制御処理を、その都度切り替えて行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による画素積算値を対数値に置き換えるLUTの例を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1による単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間を対数値に置き換えるLUTの例を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による単位設定ゲインにより設定可能なゲインを対数値に置き換えるLUTの例を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態1によるテーブル生成手段のLUTの自動生成の処理を示すフローチャートである。
【図6】 この発明の実施の形態1による被写体の明るさLに対する露光制御特性を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態2による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図8】 この発明の実施の形態2によるテーブル生成手段のLUTの自動生成の処理を示すフローチャートである。
【図9】 この発明の実施の形態3による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図10】 この発明の実施の形態3による演算手段と制御値決定手段の処理を示すフローチャートである。
【図11】 従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図12】 従来のテーブルアドレスの値に対して被写体の明るさを設定したLUTの例を示す図である。
【図13】 従来の図12に示すLUTのテーブルアドレスの値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間を示すLUTの例を示す図である。
【図14】 従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 固体撮像装置、2 タイミングジェネレータ、3 プリアンプ、4 AGC回路、5 D/Aコンバータ、6 A/Dコンバータ、7 積算手段、8 演算手段、9 テーブル生成手段、10 制御値決定手段、18 演算手段、19テーブル生成手段、101〜105 LUT、111,112 LUT。
Claims (5)
- 光画像を光電変換して映像信号を出力する、電荷蓄積時間を変更できる固体撮像素子と、
上記固体撮像素子からの映像信号を増幅する、ゲインを変更できるAGC回路と、
上記AGC回路からの映像信号をデジタルの映像信号に変換するA/Dコンバータと、
上記A/Dコンバータからのデジタルの映像信号の画素値を、所定領域単位に積算して画素積算値を求める積算手段と、
設定可能最小単位である単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間を対数値に置き換える第1のLUT(ルックアップテーブル)と、設定可能最小単位である単位設定ゲインにより設定可能なゲインを対数値に置き換える第2のLUTに基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインを求めると共に、上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するテーブル生成手段と、
上記積算手段からの画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTを有し、
上記第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第3のLUTから上記固体撮像素子の電荷蓄積時間と上記AGC回路のゲインを決定する演算手段とを
備えたことを特徴とする撮像装置。 - 光画像を光電変換して映像信号を出力する、電荷蓄積時間を変更できる固体撮像素子と、
上記固体撮像素子からの映像信号を増幅する、ゲインを変更できるAGC回路と、
上記AGC回路からの映像信号をデジタルの映像信号に変換するA/Dコンバータと、
上記A/Dコンバータからのデジタルの映像信号の画素値を、所定領域単位に積算して画素積算値を求める積算手段と、
設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の対数値、設定可能最小単位値である単位設定ゲインの対数値、及び上記積算手段からの画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにおける対数値に基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインを求めると共に、上記固体撮像素子の電荷蓄積時間及び上記AGC回路のゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成するテーブル生成手段と、
上記第4のLUTを有し、上記第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第3のLUTから上記固体撮像素子の電荷蓄積時間と上記AGC回路のゲインを決定する演算手段とを
備えたことを特徴とする撮像装置。 - 第3のLUTは、
求められた被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための電荷蓄積時間を示す第5のLUTと、
求められた被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るためのゲインを示す第6のLUTと、
上記第5のLUTの指標値に対して、電荷蓄積時間を対数値に置き換える第7のLUTと、
上記第6のLUTの指標値に対して、ゲインを対数値に置き換える第8のLUTとにより構成される
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の撮像装置。 - 光画像を光電変換して映像信号を出力する第1のステップと、
上記映像信号を増幅する第2のステップと、
上記増幅された映像信号をデジタルの映像信号に変換する第3のステップと、
上記デジタルの映像信号の画素値を所定領域単位に積算して画素積算値を求める第4のステップと、
設定可能最小単位である単位設定電荷蓄積時間により設定可能な電荷蓄積時間を対数値に置き換える第1のLUTと、設定可能最小単位である単位設定ゲインにより設定可能なゲインを対数値に置き換える第2のLUTに基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインを求めると共に、上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成する第5のステップと、
上記第4のステップで求めた画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第3のLUTから上記第1のステップにおける電荷蓄積時間と上記第2のステップにおけるゲインを決定する第6のステップとを
備えたことを特徴とする撮像方法。 - 光画像を光電変換して映像信号を出力する第1のステップと、
上記映像信号を増幅する第2のステップと、
上記増幅された映像信号をデジタルの映像信号に変換する第3のステップと、
上記デジタルの映像信号の画素値を所定領域単位に積算して画素積算値を求める第4のステップと、
設定可能最小単位値である単位設定電荷蓄積時間の対数値、設定可能最小単位値である単位設定ゲインの対数値、及び上記第4のステップにおける画素積算値を対数値に置き換える第4のLUTにおける対数値に基づき、被写体の明るさの指標値に対して、目標の画素積算値を得るための上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインを求めると共に、上記第1のステップにおける電荷蓄積時間及び上記第2のステップにおけるゲインをそれぞれの対数値に置き換える第3のLUTを生成する第5のステップと、
上記第4のLUTにより置き換えられた画素積算値の対数値、上記第3のLUTにより置き換えられた撮影時の電荷蓄積時間の対数値及び撮影時のゲインの対数値により被写体の明るさの指標値を求め、求めた被写体の明るさの指標値により上記第5のステップで生成した上記第3のLUTから、上記第1のステップにおける電荷蓄積時間と上記第2のステップにおけるゲインを決定する第6のステップとを
備えたことを特徴とする撮像方法。
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