JP3376034B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被写体の像倍率を電子
的に拡大する電子式像倍率拡大手段を備えた撮像装置の
露出制御に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to exposure control of an image pickup apparatus having electronic image magnification magnifying means for electronically magnifying an image magnification of a subject.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ビデオカメラ等を初めとする映像
機器の発展は目覚ましく、自動露出制御機能,自動焦点
制御機能,高倍率ズーム機能等の各種機能を標準的に備
えている。2. Description of the Related Art In recent years, video equipment such as a video camera has been remarkably developed, and various functions such as an automatic exposure control function, an automatic focus control function, and a high-magnification zoom function are standardly provided.
【0003】また最近では、撮像素子から間欠に信号を
読み出して内挿・補間することによって電子的に被写体
の像倍率を拡大する所謂電子ズームと称される機能が導
入され、さらに高倍率ズームが可能となり、さらに機
能,操作性が向上されている。Further, recently, a function called so-called electronic zoom has been introduced in which a signal is intermittently read out from an image pickup element and interpolated / interpolated to electronically increase an image magnification of a subject, and a high-magnification zoom is further achieved. It has become possible and the functionality and operability have been improved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、一
般にビデオカメラ等に用いられている露出制御方式は、
撮像素子より出力された映像信号の輝度レベルが所定の
レベルに一定となるように絞りを制御するものであり、
このような自動露出制御機能と電子ズーム機能を搭載し
た場合を考えると、従来の光学ズームであれば、ズーミ
ングによつて設定された画角と撮像素子の撮像面上にお
ける読み出し範囲が常に同一であるため何等問題は生じ
ないが、上述のような電子ズーム機能を動作させた場合
には、実際に撮像面に入射される光学像の画角と撮像素
子の読み出し範囲とが異なるため、撮像素子より出力さ
れる撮像信号をそのまま用いれば、電子ズームを動作さ
せて画像を拡大したとき、その拡大された画角と露出制
御に用いられている撮像素子上の画角とが異なり(画面
に表示されていない部分の撮像信号も露出制御に用いら
れている)、拡大された画角に対する露出制御が最適で
なくなる場合が生じるだけでなく、電子ズーム動作に応
じて露出が変動したり不安定になつたりする危険があ
り、撮影を行う上で問題である。However, the exposure control method generally used for video cameras and the like is as follows.
The aperture is controlled so that the brightness level of the video signal output from the image sensor is constant at a predetermined level.
Considering the case where such an automatic exposure control function and electronic zoom function are installed, with the conventional optical zoom, the angle of view set by zooming and the readout range on the imaging surface of the image sensor are always the same. However, when the electronic zoom function as described above is operated, the angle of view of the optical image actually incident on the image pickup surface and the read range of the image pickup element are different. If the image signal output from the device is used as it is, when the image is magnified by operating the electronic zoom, the magnified angle of view differs from the angle of view on the image sensor used for exposure control (displayed on the screen. The image signal of the part that is not displayed is also used for exposure control.) Not only may the exposure control for the enlarged angle of view not be optimal, but the exposure may fluctuate depending on the electronic zoom operation. Ri instability there is a danger to or summer, is a problem in carrying out the shooting.
【0005】そこで本発明の課題は、電子式の像倍率拡
大手段を動作させても、またいかなる被写体条件に対し
ても最適な露出制御可能な撮像装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus capable of optimal exposure control under any subject condition even when the electronic image magnification enlarging means is operated.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を達
成するためになされたもので、その特徴とするところ
は、撮像手段より出力される撮像信号を電子ズーム倍率
に応じて間欠的に読み出し制御することにより、撮像手
段によって撮像される被写体像を電子的に拡大する拡大
手段と、前記拡大手段の電子ズーム倍率に応じて間欠的
に読み出された撮像信号を所定期間積分する積分手段
と、前記積分手段の積分出力に基づいて露出制御を行な
う露出制御手段と、前記拡大手段の電子ズーム倍率に応
じて、前記撮像手段より出力される撮像信号が間欠的に
読出されることによって生じる前記積分手段の積分出力
の減衰分を補正する補正手段とを有することを特徴とす
る撮像装置にある。The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and is characterized in that an image pickup signal output from the image pickup means is intermittently changed according to the electronic zoom magnification. Enlarging means for electronically enlarging a subject image imaged by the image pickup means by read-out control, and integrating means for integrating the image pickup signal read out intermittently in accordance with the electronic zoom magnification of the enlarging means for a predetermined period. And an exposure control means for performing exposure control based on the integrated output of the integrating means, and an image pickup signal output from the image pickup means being intermittently read out in accordance with the electronic zoom magnification of the enlarging means. An image pickup apparatus comprising: a correction unit that corrects an attenuation amount of the integrated output of the integration unit.
【0007】[0007]
【作用】これによつて、常に実際に画面に表示される像
倍率に応じた露出制御を行うことができ、電子ズーム動
作を行つて画像の間欠読み出し,補間処理等を行つた場
合でも、その無信号部分によつて誤差を生じることな
く、常に適正露出を得ることができる。As a result, the exposure control according to the image magnification actually displayed on the screen can be always performed, and even when the electronic zoom operation is performed to intermittently read out the image or perform the interpolation process, etc. A proper exposure can always be obtained without causing an error due to the non-signal portion.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明における撮像装置を各図を参照
しながらその実施例について詳述する。Embodiments of the image pickup apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0009】まず本発明の第1の実施例について図面を
用いて説明する。図1は本発明の第1の実施例の電子式
像倍率拡大手段である電子ズーム及び自動露出制御手段
を備えた撮像装置の露出制御方式の一例を示すものであ
る。なお説明の便宜上、電子ズーム倍率は2倍であると
して説明する。First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an exposure control system of an image pickup apparatus equipped with an electronic zoom and automatic exposure control means which are electronic image magnification enlarging means of the first embodiment of the present invention. For convenience of explanation, it is assumed that the electronic zoom magnification is 2 times.
【0010】図1は本発明の第1の実施例を示すブロツ
ク図であり、電子式像倍率拡大手段である電子ズーム及
び自動露出制御手段を備えたビデオカメラを示す。同図
において、1はフォーカスレンズ、2は撮像素子に対す
る入射光量を調節する絞り機構(以下アイリスと称
す)、3はアイリスを駆動するアイリス駆動モータ、4
は例えばCCD等の撮像素子、5は撮像素子4を駆動す
る走査タイミングパルス発生器、6は相関二重サンプリ
ング回路、7は撮像素子の出力信号レベルを前記のアイ
リスとともに一定に制御するオートゲインコントロール
回路(以下AGC回路と略称する)、8はアナログ画像
信号をデジタル画像像信号に変換するA/D変換器、9
はA/D変換器8より出力されたデジタル画像信号にガ
ンマ補正,ニー補正,ホワイトクリツプ処理等の所定の
信号処理を行う信号処理回路、10は画像メモリ回路、
11は画像メモリ10より読み出されたデジタル画像信
号をアナログ画像信号に変換するD/A変換器である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, showing a video camera provided with an electronic zoom and automatic exposure control means which are electronic image magnification enlarging means. In the figure, 1 is a focus lens, 2 is a diaphragm mechanism (hereinafter referred to as an iris) for adjusting the amount of incident light to the image sensor, 3 is an iris drive motor for driving the iris, 4
Is an image pickup device such as CCD, 5 is a scanning timing pulse generator for driving the image pickup device 4, 6 is a correlated double sampling circuit, and 7 is an automatic gain control for controlling the output signal level of the image pickup device together with the iris. A circuit (hereinafter abbreviated as AGC circuit), 8 is an A / D converter for converting an analog image signal into a digital image image signal, 9
Is a signal processing circuit for performing predetermined signal processing such as gamma correction, knee correction and white clip processing on the digital image signal output from the A / D converter 8, 10 is an image memory circuit,
Reference numeral 11 is a D / A converter that converts a digital image signal read from the image memory 10 into an analog image signal.
【0011】12はAGC回路7より出力された画像信
号を所定の期間で積分して平滑する積分回路、13は積
分回路12の積分出力を所定の基準電圧と比較してその
比較結果に応じた出力を発生する比較回路である。Reference numeral 12 is an integrating circuit for integrating and smoothing the image signal output from the AGC circuit 7 for a predetermined period. Reference numeral 13 is for comparing the integrated output of the integrating circuit 12 with a predetermined reference voltage and responding to the comparison result. It is a comparison circuit that generates an output.
【0012】そして積分回路13で平滑された画像信号
は、比較回路14で基準電圧と比較されてその誤差に応
じた誤差信号が後述するシステム制御回路16内へと供
給され、露出補正量が演算される。これによつてアイリ
ス2,撮像素子4の光電変換時間を調整する電子シヤツ
タ,AGC回路7等の露出制御パラメータの中から被写
体状況に応じて1つまたは複数の最適な制御パラメータ
を選択し、演算した露出補正量より各露出制御データに
変換後、それぞれアイリス駆動モータ3を駆動するため
のアイリス駆動回路17、走査タイミングパルス発生回
路5に出力して露出制御を行い、前記積分回路13の出
力と基準電圧が等しくなるように、すなわち最終的にD
/A変換器11の出力映像信号のレベルが一定となるよ
うに制御される。The image signal smoothed by the integration circuit 13 is compared with a reference voltage by a comparison circuit 14, and an error signal corresponding to the error is supplied to a system control circuit 16 described later to calculate an exposure correction amount. To be done. Thereby, one or more optimum control parameters are selected from the exposure control parameters of the iris 2, the electronic shutter for adjusting the photoelectric conversion time of the image pickup device 4, the AGC circuit 7, etc. according to the subject situation, and the calculation is performed. After converting the exposure correction amount into each exposure control data, the exposure control data is output to the iris drive circuit 17 and the scanning timing pulse generation circuit 5 for driving the iris drive motor 3, respectively, to perform the exposure control, and the output of the integration circuit 13 So that the reference voltages are equal, that is, finally D
The level of the output video signal of the / A converter 11 is controlled to be constant.
【0013】またAGC回路7より出力された電子像倍
率拡大による内挿補間等を施されていない映像信号は、
画面の詳細な輝度情報を得るためにゲート回路14で図
4に示すような画像領域を分割するゲート信号(図4の
場合は画面を等分に64分割する例)でゲートされ積分
回路15で平滑後、前記システム制御回路16で検出さ
れる。該検出信号を基に画面の高輝度部分の信号を検出
し、該高輝度信号が最適な露出になるように動作させる
ピーク測光制御など前記ゲート信号の各部分の検出デー
タに重み付けを行うことにより様々な測光パターンを可
能とし、該測光パターンと前述アイリス、AGC、電子
シャッタなどの露出制御パラメータとの組み合わせをプ
ログラム化し、撮影状況に応じて切り換えて効果的な露
出制御を行ういわゆるプログラムAEを可能としてい
る。The video signal output from the AGC circuit 7 which has not been subjected to interpolation or the like by enlarging the electronic image magnification is
In order to obtain the detailed luminance information of the screen, the gate circuit 14 is gated by the gate signal for dividing the image area as shown in FIG. 4 (in the case of FIG. 4, the screen is divided into 64 equal parts), and the integration circuit 15 is used. After smoothing, it is detected by the system control circuit 16. By detecting the signal of the high brightness part of the screen based on the detection signal and performing weighting on the detection data of each part of the gate signal such as peak photometric control to operate so that the high brightness signal has an optimum exposure. Various so-called photometric patterns are possible, and a combination of the photometric patterns and the exposure control parameters such as the iris, AGC, and electronic shutter is programmed, and so-called program AE is possible to perform effective exposure control by switching according to shooting conditions. I am trying.
【0014】16はシステム全体を制御するマイクロコ
ンピユータによつて構成されたシステム制御回路であ
り、露出制御系では、前記の比較回路13,積分回路1
5の出力に基づいてアイリス,電子シヤツタ(撮像素子
の蓄積時間制御),AGC回路を適宜制御して露出制御
を行うための露出制御データを演算する露出制御データ
演算回路16a、露出制御データ演算回路16aの出力
に応じてアイリス駆動回路17を制御するアイリス制御
回路16c、露出制御データ演算回路16aの出力に応
じて走査タイミングパルス発生器5を制御して撮像素子
の蓄積時間すなわちシヤツタ速度を制御するシヤツタ制
御回路16d、露出制御データ演算回路16aの出力に
応じてAGC回路のゲインを制御(低照度でアイリス2
が開放になつても適正露出が得られない場合ゲインアツ
プする)するAGC制御回路16eを備えている。Reference numeral 16 is a system control circuit composed of a microcomputer for controlling the entire system. In the exposure control system, the comparison circuit 13 and the integration circuit 1 are used.
An exposure control data arithmetic circuit 16a, which controls the iris, the electronic shutter (accumulation time control of the image sensor), and the AGC circuit to perform exposure control data for exposure control based on the output of FIG. The iris control circuit 16c that controls the iris drive circuit 17 according to the output of 16a and the scanning timing pulse generator 5 according to the output of the exposure control data calculation circuit 16a to control the storage time of the image sensor, that is, the shutter speed. The gain of the AGC circuit is controlled according to the outputs of the shutter control circuit 16d and the exposure control data calculation circuit 16a (the iris
AGC control circuit 16e is provided for performing gain-up when proper exposure cannot be obtained even when is opened.
【0015】また外部からの図示しないズームキーの走
査に応じて走査タイミングパルス発生器5を制御して撮
像素子からの読み出しを間欠的に行うことにより画面の
読み出し範囲を可変する電子ズーム倍率制御回路16b
を備えている。Further, the electronic zoom magnification control circuit 16b for varying the screen reading range by controlling the scanning timing pulse generator 5 in response to the scanning of a zoom key (not shown) from the outside to intermittently read from the image pickup device.
Is equipped with.
【0016】またゲート回路14を制御して図4に示す
ような画面分割を行って高輝度部分の信号等を検出する
ためのゲートパルスを発生するためのゲートパルス発生
回路16fを備えている。Further, there is provided a gate pulse generation circuit 16f for controlling the gate circuit 14 to perform a screen division as shown in FIG. 4 to generate a gate pulse for detecting a signal or the like in a high brightness portion.
【0017】また電子ズーム倍率制御回路16bで設定
された像倍率情報は、ゲートパルス発生回路16fへと
供給され、これに基づいてゲートパルス発生回路16f
は、その像倍率すなわち撮像素子の画面の読み出し範囲
に応じた測光領域の補正動作が行われる。The image magnification information set by the electronic zoom magnification control circuit 16b is supplied to the gate pulse generation circuit 16f, and based on this, the gate pulse generation circuit 16f.
Corrects the photometric area according to the image magnification, that is, the read range of the screen of the image sensor.
【0018】また比較回路13,積分回路15の出力を
それぞれ電子ズーム倍率制御回路16bによつて設定さ
れた像倍率に応じて、画像情報のある部分とない部分と
の混在に起因する露出制御誤差を補正するための間欠デ
ータ補正回路16g,16hを備えている。Further, the outputs of the comparison circuit 13 and the integration circuit 15 are controlled by the electronic zoom magnification control circuit 16b according to the image magnification, respectively, and an exposure control error caused by a mixture of a portion with image information and a portion without image information. It is provided with intermittent data correction circuits 16g and 16h for correcting.
【0019】ここで電子ズームの動作について図2を用
いて説明する。同図は撮像素子の走査タイミングを示す
タイミングチヤートであり、同図(A)は垂直転送パル
ス、同図(B)は水平転送パルス、同図(C)は水平走
査パルス、(D)は撮像素子の出力信号を示す。またこ
れらの垂直転送パルス(A)、水平転送パルス(B)は
走査タイミングパルス発生器5によって作られている。The operation of the electronic zoom will be described with reference to FIG. The same figure is a timing chart showing the scanning timing of the image sensor. The figure (A) is a vertical transfer pulse, the figure (B) is a horizontal transfer pulse, the figure (C) is a horizontal scan pulse, and the figure (D) is an image pickup. The output signal of the element is shown. The vertical transfer pulse (A) and horizontal transfer pulse (B) are generated by the scanning timing pulse generator 5.
【0020】また、図3は、被写体のイメージを示す概
念図であり、撮像素子受光面51、撮像素子出力画像5
2、モニタ画面に表示される画像53の様子を示す。な
お、撮像素子受光面51の拡大しようとする領域を枠で
囲み、それ以外の不用な領域を斜線で示している。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an image of a subject, that is, the image sensing element light receiving surface 51 and the image sensing element output image 5.
2 shows a state of the image 53 displayed on the monitor screen. The area of the image sensor light receiving surface 51 to be enlarged is surrounded by a frame, and the other unnecessary areas are indicated by diagonal lines.
【0021】いま2倍の電子ズームを考えると、撮像素
子受光面51の拡大しようとする領域のみを走査領域と
するために、垂直帰線期間内だけ撮像素子内の不図示の
垂直CCDを駆動する図2(A)の垂直転送パルスを高
速にして撮像素子受光面51上下方向の斜線部領域の不
要電荷を掃き出し、拡大しようとする領域では図2
(C)の水平走査パルス2回につき図2(A)垂直転送
パルスを1回発生させて図2(D)の撮像素子出力信号
を読み出している。その時、拡大する倍率に合わせて水
平走査方向の信号を垂直方向に間欠読み出しするため
に、撮像素子出力画像52のように、走査タイミングパ
ルス発生器5からの制御信号に従って撮像素子4から走
査線2本に1本の割合で図2(D)の撮像素子出力信号
が間引かれて読み出される。Considering the double electronic zoom, the vertical CCD (not shown) in the image pickup device is driven only within the vertical blanking period in order to set only the region of the image pickup device light receiving surface 51 to be enlarged as the scanning region. 2A is performed at high speed to sweep out unnecessary charges in the shaded area in the vertical direction of the light receiving surface 51 of the image pickup device 51, and in FIG.
The vertical transfer pulse shown in FIG. 2A is generated once for every two horizontal scanning pulses shown in FIG. 2C, and the image sensor output signal shown in FIG. At that time, in order to intermittently read out the signal in the horizontal scanning direction in the vertical direction in accordance with the magnification to be enlarged, as in the image sensor output image 52, according to the control signal from the scan timing pulse generator 5, the image sensor 4 scans the scanning line 2 The image sensor output signals in FIG. 2D are thinned out and read out at a rate of one for each book.
【0022】読み出された撮像素子出力信号(D)は相
関二重サンプリング回路6で雑音成分を除去され、AG
C回路7で振幅を制御された後、A/D変換器8へ送ら
れてデジタル信号に変換される。そしてA/D変換器8
より出力されたデジタル信号は信号処理回路9へ供給さ
れて色信号処理などが施された後、メモリー回路10に
供給され記憶されるが、この際メモリー回路10で隣り
合う2本の走査線の平均値を算出してこの2本の走査線
間に平均値を内挿することによって垂直方向の補間が行
われる。また撮像素子出力画像52の左右方向の不要な
領域52aに相当する撮像信号のデジタルデータの読み
出しあるいは書き込みを禁止することによってメモリー
回路10内部で捨てられ、拡大しようとする有効な領域
に相当する撮像信号の各画素の隣り合ったデジタルデー
タ間にこの2個のデジタルデータの平均値を内挿するこ
とによって水平方向の補間が行われる。そして補間後の
デジタル信号がD/A変換器11に入力されてアナログ
の撮像信号に戻され、モニター画像53のイメージの画
像が得られる。A noise component is removed from the read image sensor output signal (D) by the correlated double sampling circuit 6, and AG
After the amplitude is controlled by the C circuit 7, it is sent to the A / D converter 8 and converted into a digital signal. And A / D converter 8
The output digital signal is supplied to the signal processing circuit 9 and subjected to color signal processing and the like, and then supplied to the memory circuit 10 and stored therein. Vertical interpolation is performed by calculating an average value and interpolating the average value between the two scanning lines. Further, by prohibiting reading or writing of digital data of an image pickup signal corresponding to an unnecessary area 52a in the left-right direction of the image pickup device output image 52, the image pickup operation is discarded inside the memory circuit 10 and corresponds to an effective area to be enlarged. Horizontal interpolation is performed by interpolating the average value of the two digital data between the adjacent digital data of each pixel of the signal. Then, the interpolated digital signal is input to the D / A converter 11 and converted back into an analog image pickup signal, and an image of the monitor image 53 is obtained.
【0023】次に本願の特徴であるところの、上述のよ
うな電子ズームを行った際の露出制御について説明す
る。Next, the exposure control when performing the electronic zoom as described above, which is a feature of the present invention, will be described.
【0024】前述の説明からも明らかなように、本発明
の露出制御は映像信号レベルが一定となるようにアイリ
ス,AGC,撮像素子の蓄積時間等を制御するものであ
るが、上述のように電子的に画角を変更する場合、露出
制御を行う画面の範囲を電子的に変更された画角に合わ
せ、拡大処理,補間処理を行った後の信号を用いて露出
制御が行われているとすると、以下のような問題を生じ
る。As is apparent from the above description, the exposure control of the present invention controls the iris, the AGC, the storage time of the image sensor, etc. so that the video signal level becomes constant. When electronically changing the angle of view, the range of the screen for which the exposure control is performed is adjusted to the angle of view that is electronically changed, and the exposure control is performed using the signal after the enlarging process and the interpolation process. Then, the following problems occur.
【0025】すなわち電子ズームによる最終的な画角と
測光を行う領域とが異なると、電子ズーム後の画像が最
適露出にならない場合があるため、電子ズーム後の画角
と測光を行う画角とを合わせるために、電子ズーム後の
映像信号すなわちD/A変換器11の出力をそのまま積
分回路12,ゲート回路14に供給すると、前述のよう
に電子ズーム動作において行われる補間・拡大処理を行
った後の映像信号は、A/D変換器,D/A変換器,信
号処理回路等のダイナミックレンジの広さが十分ではな
いことや信号処理回路におけるガンマー補正、ニー補
正、ホワイトクリップ回路の影響によって高輝度近傍の
信号が圧縮、クリップされ情報が忠実に得られないため
に、高輝度被写体やコントラスト比が大きい被写体を撮
影した場合に適正な露出レベルに制御できない問題があ
る。That is, if the final angle of view by electronic zoom and the area for photometry differ, the image after electronic zoom may not be optimally exposed. Therefore, the angle of view after electronic zoom and the angle of view for photometry are different. In order to adjust the values, the video signal after electronic zooming, that is, the output of the D / A converter 11 is directly supplied to the integrating circuit 12 and the gate circuit 14, and the interpolation / enlargement processing performed in the electronic zooming operation is performed as described above. The video signal after that is due to the fact that the dynamic range of the A / D converter, D / A converter, signal processing circuit, etc. is not sufficient, and the gamma correction, knee correction, and white clip circuit in the signal processing circuit have an effect. Signals near high brightness are compressed and clipped, and information cannot be obtained faithfully, so it is suitable for shooting high brightness subjects or subjects with a large contrast ratio. There is a problem that can not be controlled to level out.
【0026】そこで本発明は、ガンマー補正等の信号処
理を施す前の撮像素子の出力信号を露出制御に用い、電
子式像倍率拡大動作を行った際、間欠的に読み出し補間
されていない無信号ラインが発生する場合においても無
信号ラインが露出制御に与える影響を補正するように
し、露出制御の映像検出信号としてガンマー補正等の信
号処理を行う前のダイナミックレンジが確保された信号
を用いることにより、高輝度被写体に対しても適正な露
出制御が可能となり、通常撮影動作時と同様に最適な露
出制御が行える。Therefore, according to the present invention, the output signal of the image pickup device before the signal processing such as gamma correction is used for the exposure control, and when the electronic image magnification enlarging operation is performed, no signal is intermittently read out and not interpolated. Even when a line is generated, the effect of a no-signal line on exposure control is corrected, and by using a signal that has a dynamic range before performing signal processing such as gamma correction as the image detection signal for exposure control. Also, appropriate exposure control can be performed on a high-brightness subject, and optimal exposure control can be performed as in the normal shooting operation.
【0027】すなわち具体的には、図1において、AG
C回路7の出力信号を用いる。このAGC出力信号は、
積分回路12を介して比較回路13に供給される一方、
ゲート回路14、積分回路15に接続され各々の出力信
号がシステム制御回路16に接続されている。システム
制御回路16では電子像倍率拡大動作を行わない場合は
通常の露出制御処理が行われるが、AGC回路7の出力
信号はガンマー補正、ニー補正等の信号処理が施される
前の信号でありダイナミックレンジが十分に確保されて
いるため高輝度被写体に対しても輝度情報が正確であ
り、システム制御回路16での露出制御は従来と同様で
あっても高輝度被写体やコントラスト比が大きい被写体
に対しても適正な露出制御が行える。That is, specifically, in FIG.
The output signal of the C circuit 7 is used. This AGC output signal is
While being supplied to the comparison circuit 13 via the integration circuit 12,
The output signals of the gate circuit 14 and the integration circuit 15 are connected to the system control circuit 16. The system control circuit 16 performs normal exposure control processing when the electronic image magnification enlarging operation is not performed, but the output signal of the AGC circuit 7 is a signal before signal processing such as gamma correction and knee correction is performed. Since the dynamic range is sufficiently secured, the brightness information is accurate even for a high-brightness subject. Even if the exposure control by the system control circuit 16 is the same as the conventional one, a high-brightness subject or a subject with a large contrast ratio is used. Proper exposure control can be performed.
【0028】ところで上述のように露出制御のための映
像信号として、水平方向に間引かれ内挿補間されていな
い信号を用いることにより、適正な露出制御を行うこと
ができるが、これだけでは正確な露出制御を行うことは
できない。By the way, as described above, a proper exposure control can be performed by using a signal which is thinned out in the horizontal direction and which is not interpolated as the image signal for the exposure control, but it is accurate only by this. Exposure control is not possible.
【0029】そのためシステム制御回路16は、電子像
倍率拡大時に次のような処理動作を行う。Therefore, the system control circuit 16 performs the following processing operation when enlarging the electronic image magnification.
【0030】電子像倍率拡大動作時のAGC回路7の出
力信号は、水平方向に間引かれ内挿補間されていない状
態で、無信号ラインが存在する。例えば前述したように
2倍の拡大動作を行った場合、撮像素子4からは走査線
2本に1本の割合で間引かれて読み出されるために半分
のラインは無信号状態である。この場合、同一の明るさ
の被写体を電子式像倍率拡大動作しない状態で撮影した
時と比べ、比較回路21の出力信号は1/2倍になる。The output signal of the AGC circuit 7 during the electronic image magnification enlarging operation has a non-signal line in a state where it is thinned out in the horizontal direction and is not interpolated. For example, when the magnifying operation of 2 times is performed as described above, half of the lines are in a non-signal state because they are thinned out and read from the image sensor 4 at a ratio of one scanning line to two scanning lines. In this case, the output signal of the comparison circuit 21 is 1/2 times as large as that when a subject having the same brightness is photographed without the electronic image magnification enlarging operation.
【0031】同様に電子像倍率拡大動作の像倍率がn倍
の場合の減衰率は1/n倍となり像倍率に応じて変化す
ることより、システム制御回路16内部の間欠データ補
正部16gにおいて電子ズーム制御部16bからの像倍
率情報を基に無信号ラインによる検出信号の減衰分を像
倍率に応じて補正する。該間欠データ補正部16gで補
正されたデータより露出補正データ演算部16aにおい
て、標準ビデオ信号として出力されるD/A変換器11
の出力が適正なレベルに常に一定になるような補正量を
演算する。Similarly, when the image magnification of the electronic image magnification enlarging operation is n times, the attenuation rate becomes 1 / n times and changes according to the image magnification. Based on the image magnification information from the zoom controller 16b, the attenuation of the detection signal due to the non-signal line is corrected according to the image magnification. The D / A converter 11 which is output as a standard video signal in the exposure correction data calculation unit 16a from the data corrected by the intermittent data correction unit 16g
A correction amount is calculated so that the output of is always constant at an appropriate level.
【0032】さらに最適な露出制御パラメータを選択
し、アイリスデータ演算部16c,電子シヤツターデー
タ演算部16d,AGCデータ演算部16eの各パラメ
ータの演算部で各パラメータに応じた制御データに変換
された後、各制御部に出力され最適な露出制御動作がな
される。Further, optimum exposure control parameters were selected and converted into control data corresponding to each parameter by the iris data calculation unit 16c, the electronic shutter data calculation unit 16d, and the AGC data calculation unit 16e. After that, it is output to each control unit and an optimum exposure control operation is performed.
【0033】同様に画面分割された映像信号の積分回路
15の出力信号も電子像倍率拡大動作は像倍率の応じて
変化するために間欠データ補正部16hで無信号ライン
の影響による減衰分を補正した後、露出補正データ演算
部16aでプログラムAE制御用信号として用いられ、
効果的な露出制御動作がなされる。Similarly, the output signal of the integration circuit 15 for the video signal divided into screens also changes the electronic image magnification enlarging operation according to the image magnification. Therefore, the intermittent data correction unit 16h corrects the attenuation due to the influence of the non-signal line. After that, it is used as a program AE control signal in the exposure correction data calculation unit 16a,
Effective exposure control operation is performed.
【0034】さらに上記したように像倍率が2倍の電子
式像倍率拡大動作を行った場合は、撮像素子出力は走査
線1本毎に間引かれて読みだされ、無信号ラインと有信
号ラインが均一に存在するが、像倍率が2倍より低い場
合はたとえば走査線数十本に1本の割合で無信号ライン
が発生することになり、逆に高い場合は有信号ラインの
走査線の本数が無信号ラインの本数より少なくなる。こ
のような中途半端な像倍率の場合、ゲート位置によって
無信号ラインの存在する本数が異なり、全面同じ明るさ
の被写体を撮影しても各ゲート領域から得られる画面分
割信号のデータが異なる。Further, when the electronic image magnification enlarging operation with the image magnification of 2 is performed as described above, the output of the image pickup device is thinned out and read out for each scanning line, and the non-signal line and the presence signal are detected. Although the lines are uniformly present, when the image magnification is lower than 2 times, for example, one signal line is generated every tens of scanning lines, and when the image magnification is high, when the image magnification is high, the scanning line of the signal line is detected. Is less than the number of non-signal lines. In the case of such a halfway image magnification, the number of non-signal lines existing differs depending on the gate position, and the data of the screen division signal obtained from each gate area is different even if a subject having the same brightness on the entire surface is photographed.
【0035】したがつて像倍率とゲート位置によつて無
信号ラインによりう減衰量が異なり、それぞれのゲート
位置によつて必要な補正量も異なるため、間欠データ補
正部16hでゲート位置と像倍率からそれぞれのゲート
位置における補正量を求め、補正することでさらに正確
な露出制御動作が可能となる。Therefore, the amount of attenuation depends on the non-signal line depending on the image magnification and the gate position, and the necessary correction amount also differs depending on each gate position. Therefore, in the intermittent data correction unit 16h, the gate position and the image magnification are changed. A more accurate exposure control operation can be performed by obtaining a correction amount at each gate position from the above and performing the correction.
【0036】(他の実施例)次に本発明の第2の実施例
について説明する。図5は本発明の第2の実施例の電子
像倍率拡大手段を備えた撮像装置の一例を示すブロック
図であり、フォーカスレンズ1から積分回路15及びア
イリス駆動回路17の回路構成,動作は図1の第1の実
施例と同様であり、システム制御回路16と内部処理が
異なるシステム制御回路20、積分回路18及び比較回
路19が追加されている。(Other Embodiments) Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing an example of an image pickup apparatus equipped with an electronic image magnification enlarging means according to the second embodiment of the present invention. The circuit configuration and operation of the focus lens 1 to the integrating circuit 15 and the iris driving circuit 17 are shown in FIG. Similar to the first embodiment of the first embodiment, a system control circuit 20 having an internal process different from that of the system control circuit 16, an integration circuit 18, and a comparison circuit 19 are added.
【0037】第1の実施例で示したような撮像素子の出
力信号に電子像倍率拡大動作による無信号ラインの影響
を補正した信号を直接露出制御に用いる構成とした場
合、電子像倍率拡大動作時の撮像素子出力信号には撮像
素子出力画像52の不要領域52aで示す部分の信号も
含まれているため、標準ビデオ信号として出力されるモ
ニタ画像53で映し出されない被写体の明るさの影響を
受けることになり、モニタ画像53に対して最適な露出
動作が行われない場合がある。In the case where the signal obtained by correcting the influence of the non-signal line due to the electronic image magnification enlarging operation on the output signal of the image pickup element as shown in the first embodiment is used for the direct exposure control, the electronic image magnification enlarging operation is performed. Since the image sensor output signal at this time also includes the signal of the portion indicated by the unnecessary area 52a of the image sensor output image 52, the influence of the brightness of the subject that is not displayed in the monitor image 53 output as the standard video signal is affected. As a result, the optimum exposure operation may not be performed on the monitor image 53.
【0038】そこで本発明の第2の実施例では従来例と
同様にD/A変換器11の出力信号を積分回路18、比
較回路19に順次供給して前述の積分回路12、比較回
路13と同様に平滑、比較処理を施した後システム制御
回路20に供給するとともに、ガンマー補正等の信号処
理を施す前のダイナミックレンジが十分に確保されたA
GC回路7の出力信号も積分回路12、比較回路13で
上述したような平滑、比較処理を行われた後システム制
御回路20に供給される。Therefore, in the second embodiment of the present invention, similarly to the conventional example, the output signal of the D / A converter 11 is sequentially supplied to the integrating circuit 18 and the comparing circuit 19 so that the integrating circuit 12 and the comparing circuit 13 are connected to each other. Similarly, after smoothing and comparison processing, it is supplied to the system control circuit 20 and a sufficient dynamic range before signal processing such as gamma correction is ensured.
The output signal of the GC circuit 7 is also supplied to the system control circuit 20 after being subjected to the smoothing and comparison processing as described above in the integrating circuit 12 and the comparing circuit 13.
【0039】システム制御回路20内部では、比較回路
13の信号に対して電子像倍率拡大動作時の無信号ライ
ンの影響による減衰分を電子ズーム倍率制御部20bに
よつて設定された像倍率に応じて間欠データ補正部20
gで補正し、この間欠データ補正部20gの出力と、内
挿補間されたD/A変換器11からの信号である比較回
路19の信号とを比較部20hで比較する。In the system control circuit 20, the amount of attenuation of the signal of the comparison circuit 13 due to the influence of the non-signal line during the electronic image magnification enlargement operation is adjusted according to the image magnification set by the electronic zoom magnification control unit 20b. Intermittent data correction unit 20
The output from the intermittent data correction unit 20g is compared with the signal from the comparison circuit 19 which is the interpolated signal from the D / A converter 11 in the comparison unit 20h.
【0040】比較部20hでは高輝度被写体やコントラ
スト比が大きい被写体を撮影した場合、D/A変換器8
の出力である比較回路13の信号は高輝度部分の信号が
圧縮、クリップされているのに対して、ガンマー補正等
の信号処理を施す前のAGC回路7の出力である比較回
路13の信号はダイナミックレンジが十分に確保されて
いるために高輝度部分の信号が正確であるため、夫々の
信号を比較することで高輝度検出を行うことができる。
この比較部20hで得られたデータすなわち高輝度検出
情報を基にそれぞれ比較回路19,及び画面分割信号で
ある積分回路15の信号にデータ補正部20i、データ
補正部20jにおいて重み付けを行い、信号処理回路9
で圧縮、クリップされた高輝度信号部分のデータを補
う。In the comparison section 20h, when a high-brightness subject or a subject having a large contrast ratio is photographed, the D / A converter 8
While the signal of the comparison circuit 13 which is the output of the above is the signal of the high luminance part is compressed and clipped, the signal of the comparison circuit 13 which is the output of the AGC circuit 7 before the signal processing such as gamma correction is performed is Since the signal in the high-luminance portion is accurate because the dynamic range is sufficiently secured, high-luminance detection can be performed by comparing the respective signals.
Based on the data obtained by the comparison unit 20h, that is, the high-brightness detection information, the data correction unit 20i and the data correction unit 20j weight the signals of the comparison circuit 19 and the integration circuit 15, which is a screen division signal, respectively, and perform signal processing. Circuit 9
The data of the high-intensity signal part compressed and clipped by is supplemented.
【0041】これによりデータ補正部20i、データ補
正部20jのデータを基に露出補正データ演算部20a
で最適な露出データが求められ、各制御回路に出力され
ることで電子的に像倍率拡大動作を行った場合でも、そ
の像倍率や被写体の状況にかかわらず常に最適な露出制
御動作を行うことができる。Thus, the exposure correction data calculation unit 20a is based on the data of the data correction unit 20i and the data correction unit 20j.
Optimum exposure data is obtained in step S1 and is output to each control circuit, so even if electronically magnifying the image magnification, the optimum exposure control operation is always performed regardless of the image magnification and the condition of the subject. You can
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明における撮
像装置によれば、ガンマー補正等の信号処理を施す前の
ダイナミックレンジが確保されていて高輝度信号部分の
情報が正確であり、且つ電子像倍率拡大手段の動作によ
つて撮像素子から間欠的に読みだされて内挿及び補間処
理される前の撮像信号に対し、その間欠読み出しに起因
する無信号部分による影響を補正した後、露出制御の映
像検出信号として用いるようにしたので、電子像倍率拡
大動作を行った場合の様々な被写体に対しても、電子像
倍率拡大動作を行わない場合と同様に、常に安定した最
適な露出制御動作が可能となる。As described above, according to the image pickup apparatus of the present invention, the dynamic range before the signal processing such as gamma correction is ensured, the information of the high luminance signal portion is accurate, and The image signal before being intermittently read out from the image sensor by the operation of the image magnification enlarging means and before being subjected to interpolation and interpolation is corrected for the influence of a no-signal portion caused by the intermittent reading, and then exposed. Since it is used as a control image detection signal, stable and optimal exposure control is always performed on various subjects when the electronic image magnification operation is performed, as is the case when the electronic image magnification operation is not performed. It becomes possible to operate.
【図1】本発明の撮像装置の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image pickup apparatus of the present invention.
【図2】撮像素子の走査タイミングを示すタイミングチ
ャートである。FIG. 2 is a timing chart showing scanning timing of the image sensor.
【図3】被写体のイメージを示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an image of a subject.
【図4】画面分割の一例を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of screen division.
【図5】本発明の撮像装置の第2の実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the image pickup apparatus of the present invention.
1 フォーカスレンズ 2 絞り機構(アイリス) 3 アイリス駆動モーター 4 撮像素子 5 走査タイミングパルス発生器 6 相関二重サンプリング回路 7 オートゲインコントロール回路 8 A/D変換器 9 信号処理回路 10 メモリー回路 11 D/A変換器 12 積分回路 13 比較回路 14 ゲート回路 15 積分回路 16 システム制御回路 17 アイリス駆動回路 18 本発明の第2の実施例における積分回路 19 本発明の第2の実施例における比較回路 20 本発明の第2の実施例におけるシステム制御回路 1 Focus lens 2 Aperture mechanism (iris) 3 Iris drive motor 4 image sensor 5 Scanning timing pulse generator 6 Correlated double sampling circuit 7 Auto gain control circuit 8 A / D converter 9 Signal processing circuit 10 Memory circuit 11 D / A converter 12 Integrator circuit 13 Comparison circuit 14 gate circuit 15 Integrator circuit 16 System control circuit 17 Iris drive circuit 18 Integrating circuit in the second embodiment of the present invention 19 Comparison Circuit in Second Embodiment of the Present Invention 20. System control circuit in the second embodiment of the present invention
Claims (3)
ズーム倍率に応じて間欠的に読み出し制御することによ
り、撮像手段によって撮像される被写体像を電子的に拡
大する拡大手段と、 前記拡大手段の電子ズーム倍率に応じて間欠的に読み出
された撮像信号を所定期間積分する積分手段と、 前記積分手段の積分出力に基づいて露出制御を行なう露
出制御手段と、 前記拡大手段の電子ズーム倍率に応じて、前記撮像手段
より出力される撮像信号が間欠的に読出されることによ
って生じる前記積分手段の積分出力の減衰分を補正する
補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。1. An enlarging unit for electronically enlarging a subject image imaged by the image pickup unit by intermittently reading and controlling an image pickup signal output from the image pickup unit according to an electronic zoom magnification, and the enlarging unit. Integrating means for integrating the image pickup signal read out intermittently in accordance with the electronic zoom magnification of a predetermined period, exposure control means for performing exposure control based on the integrated output of the integrating means, and electronic zoom magnification of the enlarging means. In accordance with the above, the image pickup apparatus further comprises a correction unit that corrects an attenuation amount of the integrated output of the integration unit caused by intermittently reading the image pickup signal output from the image pickup unit.
域に分割するゲート手段と、 前記ゲート手段によって得られる各領域の撮像信号をそ
れぞれ積分するゲート積分手段とを有し、 前記露出制御手段は、複数の測光モードにおいてその測
光モードに応じて、前記積分手段によって得られる各領
域の積分データの重み付けを行なうことにより露出制御
を行なうことを特徴とする撮像装置。2. The exposure control means according to claim 1, further comprising gate means for dividing an image area into a plurality of areas, and gate integration means for respectively integrating an image pickup signal of each area obtained by the gate means. Is an exposure apparatus, wherein the exposure control is performed by weighting the integrated data of each region obtained by the integrating means in a plurality of photometric modes according to the photometric modes.
は、少なくともアイリス、AGC、電子シャッターのう
ち少なくとも1つを制御することを特徴とする撮像装
置。3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the exposure control unit controls at least one of an iris, an AGC, and an electronic shutter.
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