JP2001045366A

JP2001045366A - 撮像方法及び装置並びに記憶媒体

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Publication number: JP2001045366A
Application number: JP11210689A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Kurobe; 正和黒部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ＡＧＣ回路のゲインが変化してＯＢ部に生じ
るノイズが増大した場合でも、映像信号の黒レベルが変
動することなく、安定した映像信号が得られる撮像方法
及び装置をを提供する。【解決手段】撮像素子３からの映像信号中のオプティ
カルブラック（ＯＢ）の信号成分レベルをＯＢレベル補
正回路１１で検出し、該検出値と黒レベル値とを一致さ
せるための補正データをＯＢレベル補正回路１１で演算
し、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路５のゲイ
ン変化による変動量をメモリ１６に保存し、該保存した
データに基づきＡＧＣ回路５のゲイン変化に応じて補正
信号をＯＢレベル補正回路１１で演算し、ＡＧＣ回路５
のゲイン変化時に補正信号によりＡ／Ｄ変換器７のボト
ム（ＢＯＴＴＯＭ）側の基準電圧をシステムコントロー
ル回路１２により補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、撮像素子で
得られた映像信号をデジタル化して信号処理する撮像方
法及び装置並びにこの撮像装置を制御するための制御プ
ログラムを格納した記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の撮像装置の構成を示すブ
ロック図である。同図において、１は撮像レンズ、２は
アイリスで、撮像レンズ１を通った被写体からの撮像光
の入射光量を制御する。３はＣＣＤ等の撮像素子で、ア
イリス２を通った撮像光（画像光）を光電変換して電気
的な映像信号に変換する。４はＳ／Ｈ（サンプル／ホー
ルド）回路で、撮像素子３から出力された映像信号に含
まれている蓄積電荷ノイズを低減するものである。５は
ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路で、映像信号
を一定レベルに保つものである。６はクランプ回路で、
ＡＧＣ回路５から出力された映像信号に対してクランプ
パルスにより所定の電圧値にオプティカルブラック部分
（ＯＢ部分）をクランプする。

【０００３】７はＡ／Ｄ変換器で、クランプ回路６で所
定電圧値にクランプされた映像信号をデジタル信号に変
換するものである。８はデジタル信号処理（ＤＳＰ）回
路で、Ａ／Ｄ変換器７から出力されたデジタル信号をビ
デオ信号に変換するために必要な様々な信号処理を施す
ものである。９はＴＧ回路で、前記クランプパルス等の
各種のタイミングパルスを発生するクランプパルス発生
回路９ａを含んでいる。１０はＤＣ電圧発生回路で、所
定のクランプ電圧を発生するものである。１１はＯＢレ
ベル補正回路で、Ａ／Ｄ変換器７によりデジタル信号に
変換された映像信号のＯＢレベルと予め設定した黒レベ
ルとを比較して、両者が一致するようなオフセット量を
演算し、その演算結果を映像信号のＯＢレベルに対し
て、加算若しくは減算の補正を行うものである。このＯ
Ｂレベル補正回路１１の詳細な構成については、図６を
用いて後述する。

【０００４】１２はシステムコントロール回路で、デジ
タル信号処理回路８を含むシステム全体を制御するマイ
クロコンピュータで構成されている。１３は画像メモリ
で、デジタル信号処理回路８から出力されたデジタル映
像信号を、システムコントロール回路１２からの制御信
号により記憶／出力するものである。１４は第１のＤ／
Ａ変換器で、撮像素子３若しくは画像メモリ１３からデ
ジタル信号処理回路８を介して出力されたデジタル映像
信号をアナログ信号に変換するものである。１５は第２
のＤ／Ａ変換器で、システムコントロール回路１２から
の制御信号に基づいて任意の電圧を出力するものであ
る。

【０００５】図６は、ＯＢレベル補正回路１１の詳細な
構成を示すブロック図である。同図において、１１ａは
ＯＢ積分値検出回路で、デジタル信号処理回路８から出
力されたデジタル映像信号を撮像素子３の映像信号出力
におけるＯＢ部分に相当する信号成分を１水平ラインま
たは予め設定された間隔毎に積分するものである。１１
ｂは補正データ演算回路で、ＯＢ積分値検出回路１１ａ
により検出されたＯＢ積分値と予め設定された黒レベル
とを比較して、そのＯＢ積分値と予め設定された黒レベ
ルとが互いに一致するような補正データを演算するもの
である。１１ｃは加減算回路で、ＯＢレベル補正回路１
１に入力された映像信号のＯＢレベルに対して、補正デ
ータ演算回路で演算した補正データを加算若しくは減算
するものである。

【０００６】次に、上記構成になる撮像装置の具体的な
動作について説明する。

【０００７】まず、撮像装置で撮像される光学像は、撮
像レンズ１を通ってアイリス２により光量を調整された
後、撮像素子３により電気信号に変換される。撮像素子
３から出力された映像信号は、Ｓ／Ｈ回路４でその撮像
素子３の映像信号出力中に含まれる電荷蓄積ノイズを除
去され、ＡＧＣ回路５により予め設定されたゲインで増
幅される。

【０００８】ＡＧＣ回路５から出力された映像信号は、
コンデンサを通すことにより交流てきに結合されて、ク
ランプ回路６に入力される。このクランプ回路６に入力
された映像信号は、ＴＧ回路９から出力されるクランプ
パルスのタイミングで、ＤＣ電圧発生回路１０から出力
された任意の電圧にクランプされる。

【０００９】図７は、クランプ回路６の動作タイミング
を示す図であり、同図（ａ）は映像信号、同図（ｂ）は
クランプパルスをそれぞれ示す。同図に示すように、映
像信号のブランキング期間中にクランプパルスが出力さ
れ、このタイミングでＯＢ部分の信号成分がクランプさ
れる。

【００１０】前記クランプされた映像信号は、Ａ／Ｄ変
換器７に入力されてデジタル信号に変換された後、デジ
タル信号処理回路８に入力される。そして、この中の一
部はデジタル信号処理回路８を通った後、ＯＢレベル補
正回路１１に入力される。このＯＢレベル補正回路１１
に入力されたデジタル信号は２方向に分かれ、そのうち
の一方は加減算回路１１ｃに入力され、もう一方はＯＢ
積分値検出回路１１ａに入力される。

【００１１】ＯＢ積分値検出回路１１ａでは、映像信号
の中の撮像素子３のオプティカルブラック部分に相当す
る信号成分を１水平ラインまたは予め設定された間隔毎
に積分してＯＢ積分値を検出する。次の補正データ演算
回路１１ｂでは、ＯＢ積分値検出回路１１ａで検出され
たＯＢ積分値を予め設定された黒レベルと比較し、この
ＯＢ積分値がその黒レベルと一致するような補正データ
を演算する。そして、次の加減算回路１１ｃにおいて、
ＯＢレベル補正回路１１に入力された映像信号のＯＢレ
ベルに、補正データ演算回路１１ｂで演算した補正デー
タを加算若しくは減算する。その後、このＯＢレベル補
正回路１１から出力された映像信号は、再びデジタル信
号処理回路８に入力される。

【００１２】これにより、結果的にデジタル信号処理回
路８に入力される映像信号のＯＢレベルは一定に保たれ
る。

【００１３】ＯＢレベル補正回路１１は、この演算結果
をデジタル信号処理回路８に出力し、更にデジタル信号
処理回路８からシステムコントロール回路１２に出力さ
れる。

【００１４】ここでＯＢレベル補正回路１１を含むＯＢ
レベル補正動作について更に詳細に説明する。

【００１５】例えば、Ａ／Ｄ変換器７に分解能に１０ｂ
ｉｔで、ＢＯＴＴＯＭ側基準電圧：１０００ｍＶ、ＴＯ
Ｐ側基準電圧：２０００ｍＶで動作しているＡ／Ｄ変換
器を使用し、補正データ演算回路１１ｂにＯＢレベルの
設定値として、３２ＬＳＢというデータが設定されてい
る場合、仮にクランプ回路６の温特等によりＯＢ積分値
検出回路１１ａの出力データ値（ＯＢレベル）が４２Ｌ
ＳＢに変動したとき、補正データ演算回路１１ｂにより
予め設定されているＯＢレベルとの差分（＋１０ＬＳ
Ｂ）を打ち消す補正データが演算されて加減算回路１１
ｃに出力される。この補正データに基づき、加減算回路
１１ｃで入力信号から変動量分を補正（この場合、１０
ＬＳＢを減算する）することにより、ＯＢ積分値の変動
を補正することが可能となる。

【００１６】その後、このＯＢレベル補正回路１１から
出力された映像信号は、再びデジタル信号処理回路８に
入力されてデジタル信号処理された後、第１のＤ／Ａ変
換器１４でアナログビデオ信号に変換されて出力され
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例にあっては、映像信号のレベル（被写体の明る
さ）が変化し、それに伴いＡＧＣ回路５のゲインが変化
すると、映像信号の黒レベルが変動し、安定した映像信
号を得ることができないという問題点があった。

【００１８】即ち、図５の構成で一般的に映像信号中
（ＯＢ部も含む）には、ＡＧＣ回路５内で発生するノイ
ズや周辺回路からの影響により、わずかながらでもノイ
ズが漏れ込んでしまう。このＯＢ部のノイズは、充分な
照度時等のＡＧＣ回路５のゲインが低い場合には殆ど問
題にならないが、低照度時等にＡＧＣ回路５のゲインが
上がった場合、このノイズも増幅されしまうため、ＯＢ
積分値検出回路１１ａによるＯＢレベルの積分値が前記
ノイズの影響によりシフトしてしまう。このため、補正
データ演算回路１１ｂの補正データも実際のＯＢレベル
に対してずれが生じてしまい、結果的に映像信号の黒レ
ベルがＯＢ部に生じるノイズレベルにより変動してしま
うという問題点があった。

【００１９】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の
目的とするところは、ＡＧＣ回路のゲインが変化してＯ
Ｂ部に生じるノイズが増大した場合でも、映像信号の黒
レベルが変動することなく、安定した映像信号が得られ
る撮像方法及び装置を提供することにある。

【００２０】また、本発明の第２の目的とするところ
は、上述した本発明の撮像装置を制御するための制御プ
ログラムを格納した記憶媒体を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１記載の撮像方法は、撮像光を映像信号
に光電変換する撮像素子を有し且つその撮像素子からの
アナログ映像信号をデジタル信号に変換してデジタル信
号処理を行う撮像装置により撮像する撮像方法であっ
て、前記撮像素子から出力された映像信号の中のオプテ
ィカルブラック部分に相当する信号成分のレベルを検出
する検出工程と、前記検出工程により検出された検出レ
ベル値を予め設定された黒レベル値と比較して両者を一
致させるための補正データを演算する第１の演算工程
と、予め前記撮像素子からの映像信号のレベルを一定に
保つためのオートゲインコントロール回路のゲインの変
化による前記補正データの変動量をデータとしてメモリ
に保存する保存工程と、前記保存工程により前記メモリ
に保存したデータに基づき前記オートゲインコントロー
ル回路のゲインの変化に応じて補正信号を演算する第２
の演算工程と、前記オートゲインコントロール回路のゲ
インが変化したときにその変化に応じて前記補正信号に
より前記アナログ映像信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器のボトム（ＢＯＴＴＯＭ）側の基準電圧を補
正する補正工程とを有することを特徴とする。

【００２２】また、上記第１の目的を達成するために請
求項２記載の撮像方法は、請求項１記載の撮像方法にお
いて、映像信号の中のオプティカルブラック部分に相当
する信号成分を任意の直流（ＤＣ）電圧によりクランプ
するクランプ工程を有し、前記検出工程は、前記クラン
プ工程によりクランプした信号成分を予め設定された間
隔毎に積分して、そのレベル値を検出することを特徴と
する。

【００２３】また、上記第１の目的を達成するために請
求項３記載の撮像方法は、請求項１または２記載の撮像
方法において、前記第１の演算工程により演算された補
正データの値を前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧に加算或い
は減算する加減算工程を有することを特徴とする。

【００２４】また、上記第１の目的を達成するために請
求項４記載の撮像方法は、請求項１，２または３記載の
撮像方法において、前記検出工程により検出されたレベ
ル値をメモリに格納する格納工程を有することを特徴と
する。

【００２５】また、上記第１の目的を達成するために請
求項５記載の撮像装置は、撮像光を映像信号に光電変換
する撮像素子を有し且つその撮像素子からのアナログ映
像信号をデジタル信号に変換してデジタル信号処理を行
う撮像装置であって、前記撮像素子から出力された映像
信号の中のオプティカルブラック部分に相当する信号成
分のレベルを検出する検出手段と、前記検出手段により
検出された検出レベル値を予め設定された黒レベル値と
比較して両者を一致させるための補正データを演算する
第１の演算手段と、予め前記撮像素子からの映像信号の
レベルを一定に保つためのオートゲインコントロール回
路のゲインの変化による前記補正データの変動量をデー
タとして保存するメモリと、前記メモリに保存したデー
タに基づき前記オートゲインコントロール回路のゲイン
の変化に応じて補正信号を演算する第２の演算手段と、
前記オートゲインコントロール回路のゲインが変化した
ときにその変化に応じて前記補正信号により前記アナロ
グ映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のボ
トム（ＢＯＴＴＯＭ）側の基準電圧を補正する補正手段
とを有することを特徴とする。

【００２６】また、上記第１の目的を達成するために請
求項６記載の撮像装置は、請求項５記載の撮像装置にお
いて、映像信号の中のオプティカルブラック部分に相当
する信号成分を任意の直流（ＤＣ）電圧によりクランプ
するクランプ手段を有し、前記検出手段は、前記クラン
プ手段によりクランプした信号成分を予め設定された間
隔毎に積分して、そのレベル値を検出することを特徴と
する。

【００２７】また、上記第１の目的を達成するために請
求項７記載の撮像装置は、請求項５または６記載の撮像
装置において、前記第１の演算手段により演算された補
正データの値を前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧に加算或い
は減算する加減算手段を有することを特徴とする。

【００２８】また、上記第１の目的を達成するために請
求項８記載の撮像装置は、請求項５，６または７記載の
撮像装置において、前記検出手段により検出されたレベ
ル値を格納するメモリを有することを特徴とする。

【００２９】また、上記第２の目的を達成するために請
求項９記載の記憶媒体は、撮像光を映像信号に光電変換
する撮像素子を有し且つその撮像素子からのアナログ映
像信号をデジタル信号に変換してデジタル信号処理を行
う撮像装置を制御するための制御プログラムを格納した
記憶媒体であって、前記制御プログラムは、前記撮像素
子から出力された映像信号の中のオプティカルブラック
部分に相当する信号成分のレベルを検出する検出モジュ
ールと、前記検出モジュールにより検出された検出レベ
ル値を予め設定された黒レベル値と比較して両者を一致
させるための補正データを演算する第１の演算モジュー
ルと、予め前記撮像素子からの映像信号のレベルを一定
に保つためのオートゲインコントロール回路のゲインの
変化による前記補正データの変動量をデータとしてメモ
リに保存する保存モジュールと、前記保存モジュールに
より前記メモリに保存したデータに基づき前記オートゲ
インコントロール回路のゲインの変化に応じて補正信号
を演算する第２の演算モジュールと、前記オートゲイン
コントロール回路のゲインが変化したときにその変化に
応じて前記補正信号により前記アナログ映像信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のボトム（ＢＯＴＴＯ
Ｍ）側の基準電圧を補正する補正モジュールとを有する
ことを特徴とする。

【００３０】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１０記載の記憶媒体は、請求項９記載の記憶媒体に
おいて、前記制御プログラムは、映像信号の中のオプテ
ィカルブラック部分に相当する信号成分を任意の直流
（ＤＣ）電圧によりクランプするクランプモジュールを
有し、前記検出モジュールは、前記クランプモジュール
によりクランプした信号成分を予め設定された間隔毎に
積分して、そのレベル値を検出することを特徴とする。

【００３１】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１１記載の記憶媒体は、請求項９または１０記載の
記憶媒体において、前記制御プログラムは、前記第１の
演算モジュールにより演算された補正データの値を前記
Ａ／Ｄ変換器の基準電圧に加算或いは減算する加減算モ
ジュールを有することを特徴とする。

【００３２】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１２記載の記憶媒体は、請求項９，１０または１１
記載の記憶媒体において、前記制御プログラムは、前記
検出モジュールにより検出されたレベル値をメモリに格
納する格納モジュールを有することを特徴とする。

【００３３】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１３記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、フロッピ
ーディスクであることを特徴とする。

【００３４】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１４記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、ハードデ
ィスクであることを特徴とする。

【００３５】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１５記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、光ディス
クであることを特徴とする。

【００３６】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１６記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、光磁気デ
ィスクであることを特徴とする。

【００３７】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１７記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋＲｅａｄＯｎｌｙ
Ｍｅｍｏｒｙ）であることを特徴とする。

【００３８】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１８記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、ＣＤ−Ｒ
（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋＲｅｃｏｒｄａｂｌｅ）
であることを特徴とする。

【００３９】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１９記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、磁気テー
プであることを特徴とする。

【００４０】また、上記第２の目的を達成するために請
求項２０記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、不揮発性
メモリカードであることを特徴とする。

【００４１】更に、上記第２の目的を達成するために請
求項２１記載の記憶媒体は、請求項９乃至１１または１
２記載の記憶媒体において、前記記憶媒体は、ＲＯＭ
（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）チップであるこ
とを特徴とする。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図４に基づき説明する。

【００４３】尚、本実施の形態に係る撮像装置における
ＯＢレベル補正回路の構成及びクランプ回路の動作タイ
ミングは、上述した従来例の図６及び図７と同一である
から、これら両図を流用して説明する。

【００４４】図１は、本実施の形態に係る撮像装置の構
成を示すブロック図である。同図において、上述した従
来例の図５と同一部分には同一符号が付してある。

【００４５】図１において図５と異なる点は、図５の構
成にメモリ１６を付加したことである。

【００４６】図１において、１は撮像レンズ、２はアイ
リスで、撮像レンズ１を通った被写体からの撮像光の入
射光量を制御する。３はＣＣＤ等の撮像素子で、アイリ
ス２を通った撮像光（画像光）を光電変換して電気的な
映像信号に変換する。４はＳ／Ｈ（サンプル／ホール
ド）回路で、撮像素子３から出力された映像信号に含ま
れている蓄積電荷ノイズを低減するものである。５はＡ
ＧＣ（オートゲインコントロール）回路で、映像信号を
一定レベルに保つものである。６はクランプ回路で、Ａ
ＧＣ回路５から出力された映像信号に対してクランプパ
ルスにより所定の電圧値にオプティカルブラック部分
（ＯＢ部分）をクランプする。

【００４７】７はＡ／Ｄ変換器で、クランプ回路６で所
定電圧値にクランプされた映像信号をデジタル信号に変
換するものである。８はデジタル信号処理回路（ＤＳＰ
回路）で、Ａ／Ｄ変換器７から出力されたデジタル信号
をビデオ信号に変換するために必要な様々な信号処理を
施すものである。９はＴＧ回路で、前記クランプパルス
等の各種のタイミングパルスを発生するクランプパルス
発生回路９ａを含んでいる。１０はＤＣ電圧発生回路
で、所定のクランプ電圧を発生するものである。１１は
ＯＢレベル補正回路で、Ａ／Ｄ変換器７によりデジタル
信号に変換された映像信号のＯＢレベルと予め設定した
黒レベルとを比較して、両者が一致するようなオフセッ
ト量を演算し、その演算結果を映像信号のＯＢレベルに
対して、加算若しくは減算の補正を行うものである。後
述するシステムコントロール回路１２を介して後述する
出力電圧を任意に制御可能な第２のＤ／Ａ変換器１５に
より、Ａ／Ｄ変換器７の基準電圧（ＢＯＴＴＯＭ側）の
電圧制御を行う。

【００４８】１２はシステムコントロール回路で、デジ
タル信号処理回路８を含むシステム全体を制御するマイ
クロコンピュータで構成されている。１３は画像メモリ
で、デジタル信号処理回路８から出力されたデジタル映
像信号を、システムコントロール回路１２からの制御信
号により記憶／出力するものである。１４は第１のＤ／
Ａ変換器で、撮像素子３若しくは画像メモリ１３からデ
ジタル信号処理回路８を介して出力されたデジタル映像
信号をアナログ信号に変換するものである。１５は第２
のＤ／Ａ変換器で、システムコントロール回路１２から
の制御信号に基づいて任意の電圧を出力するものであ
る。１６はメモリで、システムコントロール回路１２か
らの制御信号に基づいて、調整工程での調整値等を格納
するものである。

【００４９】尚、ＯＢレベル補正回路１１の構成は、上
述した従来例の図６と同一であるから、重複する詳細説
明は省略するが、ＯＢ積分値検出回路１１ａ、補正デー
タ演算回路１１ｂ及び加減算回路１１ｃを有している。

【００５０】また、クランプ回路６の動作タイミングも
図７に示す通りである。

【００５１】次に、上記構成の本実施の形態に係る撮像
装置の具体的な動作について説明する。

【００５２】尚、ここでは、上述した従来例と本実施の
形態との相違点に重点をおいて動作説明を行う。

【００５３】本実施の形態におけるＡＧＣ回路５のゲイ
ン設定は、システムコントロール回路１２によって制御
される（尚、このＡＧＣ回路５のゲイン設定制御方法に
ついては、システムコントロール回路１２によって制御
されていれば良く、例えば、更にＤ／Ａ変換器等を介し
て電圧制御を行っても良いし、デジタル信号処理（ＤＳ
Ｐ）回路８を介して制御を行っても良い。

【００５４】まず、撮像レンズ１から入射された光は、
従来と同様にアイリス２で光量調整された後撮像素子３
に入り、ここで光電変換されて電気的な信号となる。こ
の映像信号は、Ｓ／Ｈ回路４で蓄積電荷ノイズ成分を除
去され、ＡＧＣ回路５で適正な映像信号レベルに増幅さ
れる。ＡＧＣ回路５から出力された映像信号は、コンデ
ンサで容量結合されて、クランプ回路６に入力される。
そして、このクランプ回路６で任意の電圧にクランプさ
れ、Ａ／Ｄ変換器７でデジタル信号に変換された後、デ
ジタル信号処理回路８でビデオ信号になる。

【００５５】ここで、まず、本撮像装置の調整工程にお
いて、ＡＧＣ回路５のゲインが最大になる条件を設定し
（レンズキャップを撮像レンズ１に嵌める等）、そのと
きのＯＢ積分値検出回路１１ａの出力データをシステム
コントロール回路１２に取り込み、このシステムコント
ロール回路１２から調整データ格納用のメモリ１６に前
記出力データを格納する。

【００５６】また、システムコントロール回路１２で
は、通常時のＯＢ積分値（例えば、３２ＬＳＢ）とＡＧ
Ｃ回路５が最大ゲイン時のＯＢ積分値（メモリ１６に格
納したＯＢ積分値検出回路１１ａからのＯＢ積分値）か
らＡＧＣ回路５のゲイン変化に対応したＯＢレベルの変
動を補正するための補正信号（補正データ）を演算し、
第２Ｄ／Ａ変換器１５を制御する。

【００５７】例えば、本実施の形態の場合、Ａ／Ｄ変換
器７は、１０ｂｉｔＡ／Ｄ変換器を使用しており、補正
データ演算回路１１ｂにはＯＢレベル設定データ値（３
２ＬＳＢ）が設定されいる。補正データ演算回路１１ｂ
は、この設定されたデータ値とＯＢ積分値検出回路１１
ａからの出力値（実際のＯＢ積分値）とを比較し、ＯＢ
レベル補正回路１１の出力値が３２ＬＳＢになるように
動作している。

【００５８】また、Ａ／Ｄ変換器７は通常時には、ＴＯ
Ｐ側基準電圧２０００ｍＶ、ＢＯＴＴＯＭ側基準電圧１
０００ｍＶで動作しており、ＯＢ積分値が１ＬＳＢ変動
した場合には、前記ＢＯＴＴＯＭ側基準電圧を１ｍＶ補
正することでＯＢレベルの補正値として対応がとれる回
路設定になっている。

【００５９】そして、ＡＧＣ回路５のゲインが変化した
ときに、そのゲインに対応した補正データ（図２参照）
がシステムコントロール回路１２から第２のＤ／Ａ変換
器１５に出力され、この補正データに基づきＡ／Ｄ変換
器７の基準電圧を補正する。

【００６０】例えば、本実施の形態の場合、ＡＧＣ回路
５のゲインが最大時にＯＢ積分値検出回路１１ａの出力
値が５２ＬＳＢになる撮像装置であるとすると、通常時
（ＭＩＮゲイン時）との差分（２０ＬＳＢ分：２０ｍ
Ｖ）の電圧値をＡ／Ｄ変換器７のＢＯＴＴＯＭ側基準電
圧に加算した電圧（この場合、１．０２Ｖ）が、Ａ／Ｄ
変換器７のＢＯＴＴＯＭ側基準電圧として第２のＤ／Ａ
変換器１５から出力される。

【００６１】また、システムコントロール回路１２は、
第２のＤ／Ａ変換器１５を制御して、通常時（ＡＧＣ回
路５のゲインが最小時）には、常時ＴＯＰ側基準電圧２
０００ｍＶ、ＢＯＴＴＯＭ側基準電圧１０００ｍＶに制
御している。

【００６２】ここで、映像信号のレベルを一定に保つた
め等の理由により、システムコントロール回路１２がＡ
ＧＣ回路５のゲインを上げた場合、システムコントロー
ル回路１２は第２のＤ／Ａ変換器１５に与える制御デー
タを、ＡＧＣ回路５に送られるゲインコントロールデー
タに連動させて、前記演算結果に従った制御データに切
り換えて、第２のＤ／Ａ変換器１５から出力されるＡ／
Ｄ変換器７の基準電圧値を変化させる。

【００６３】本実施の形態では、図２に示すようにＡＧ
Ｃ回路５のゲイン変化に対して第２のＤ／Ａ変換器１５
の出力電圧値を補正している。

【００６４】図２は、本実施の形態におけるＡＧＣ回路
５のゲイン変化に対応した第２のＤ／Ａ変換器１５の出
力電圧制御の一例を示す図であり、同図において、縦軸
は第２のＤ／Ａ変換器１５から出力されるＡ／Ｄ変換器
７のＢＯＴＴＯＭ側基準電圧値を、横軸はＡＧＣ回路５
のゲイン設定データ（ＭＩＮ〜ＭＡＸ）をそれぞれ表わ
している。

【００６５】この制御データの変更によって、第２のＤ
／Ａ変換器１５は、通常時の１０００ｍＶから任意の電
圧に出力電圧を変化させ、Ａ／Ｄ変換器７のＢＯＴＴＯ
Ｍ側基準電圧値を、ＡＧＣ回路５のゲイン変化によるＯ
Ｂレベル変動分に対応して変化させることにより、ＯＢ
積分値検出回路１１ａの検出値は、ＡＧＣ回路５のゲイ
ン変化によるＯＢレベルの変動による積分値の変動を最
小限に抑えることが可能となる。

【００６６】従って、結果的にＯＢレベル補正回路１１
から見た場合、Ａ／Ｄ変換器７から出力されるデジタル
映像信号出力は、ＯＢ部が３２ＬＳＢのまま維持された
ことと等価になるため、常に適正な黒レベルを得ること
が可能となる。

【００６７】以上、本実施の形態について説明したが、
本実施の形態では、ＡＧＣ回路５のゲインが最小値の時
（通常時）と最大値の時（低照度時）とでＯＢ積分値の
差から、その変動量に対応したＡ／Ｄ変換器７の基準電
圧値を算出する算出手段と、これによって得られた補正
データによりＡ／Ｄ変換器７の基準電圧値を変化させる
ための第２のＤ／Ａ変換器１５を制御する制御手段とを
具備している。そして、まず予め、ＡＧＣ回路５からの
ゲインが最大の時のＯＢ積分値検出回路１１ａの出力値
（ＯＢ積分値）をシステムコントロール回路１２に取り
込み、このデータを調整データ格納用のメモリ１６に格
納する。この前記調整データ格納用のメモリ１６に保存
された前記ＯＢ積分値を基に、システムコントロール回
路１２でＡＧＣ回路５のゲイン変化によるＯＢ積分値の
変動量を演算し、ＡＧＣ回路５のゲイン変化に対応した
その変動量を補正するためのＡ／Ｄ変換器７のＢＯＴＴ
ＯＭ側基準電圧値を第２のＤ／Ａ変換器１５に出力す
る。

【００６８】これにより、前記ＯＢ積分値がＡＧＣ回路
５のゲインの変化により変動しても、常に映像信号の黒
レベルを一定に保つことができ、良好な映像信号を得る
ことが可能となる。

【００６９】また、本実施の形態に係る撮像装置は、記
憶媒体に格納された制御プログラムをコンピュータが読
み出して実行することにより、上述した本実施の形態の
機能が実現されるものであるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、前記制御プログラムの指示に基づき
コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティング
システム）等の実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって上述した本実施の形態の機能が実現され
る場合も含まれることは言うまでもない。

【００７０】また、制御プログラムを格納する記憶媒体
としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏ
ｍｐａｃｔＤｉｓｋＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏ
ｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋＲｅｃ
ｏｒｄａｂｌｅ）、磁気テープ、不揮発性メモリカー
ド、ＲＯＭチップ等を用いることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の撮像方法及
び装置によれば、従来に比べて、たとえＯＢ積分値がＡ
ＧＣ回路のゲインの変化により変動しても、常に映像信
号の黒レベルを一定に保つことができ、良好な映像信号
を得ることができるという効果を奏する。

【００７２】また、本発明の記憶媒体によれば、上述し
た本発明の撮像装置を円滑に制御することができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置にお
けるＯＢレベル変動によるＡ／Ｄ変換器の基準電圧の補
正電圧制御の一例を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置にお
けるＡＧＣ回路のゲイン変化時のＯＢ積分検出回路の出
力データの変動を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置にお
けるＡＧＣ回路のゲイン変化時のＯＢ積分検出回路の出
力データの変動を示す図である。

【図５】従来の撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】従来の撮像装置におけるＯＢレベル補正回路の
構成を示すブロック図である。

【図７】従来の撮像装置におけるクランプ回路の動作及
びタイミングを示す図である。

【符号の説明】

１撮像レンズ２アイリス３撮像素子４Ｓ／Ｈ（サンプル／ホールド）回路５ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路６クランプ回路７Ａ／Ｄ変換器８デジタル信号処理回路９ＴＧ（タイミングジェネレータ）回路９ａクランプパルス発生回路１０ＤＣ電圧発生回路１１ＯＢレベル補正回路１１ａＯＢ積分値検出回路１１ｂ補正データ演算回路１１ｃ加減算回路１２システムコントロール回路１３画像メモリ１４第１のＤ／Ａ変換器１５第２のＤ／Ａ変換器１６調整データ格納用のメモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像光を映像信号に光電変換する撮像素
子を有し且つその撮像素子からのアナログ映像信号をデ
ジタル信号に変換してデジタル信号処理を行う撮像装置
により撮像する撮像方法であって、前記撮像素子から出
力された映像信号の中のオプティカルブラック部分に相
当する信号成分のレベルを検出する検出工程と、前記検
出工程により検出された検出レベル値を予め設定された
黒レベル値と比較して両者を一致させるための補正デー
タを演算する第１の演算工程と、予め前記撮像素子から
の映像信号のレベルを一定に保つためのオートゲインコ
ントロール回路のゲインの変化による前記補正データの
変動量をデータとしてメモリに保存する保存工程と、前
記保存工程により前記メモリに保存したデータに基づき
前記オートゲインコントロール回路のゲインの変化に応
じて補正信号を演算する第２の演算工程と、前記オート
ゲインコントロール回路のゲインが変化したときにその
変化に応じて前記補正信号により前記アナログ映像信号
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のボトム（ＢＯ
ＴＴＯＭ）側の基準電圧を補正する補正工程とを有する
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項２】映像信号の中のオプティカルブラック部
分に相当する信号成分を任意の直流（ＤＣ）電圧により
クランプするクランプ工程を有し、前記検出工程は、前
記クランプ工程によりクランプした信号成分を予め設定
された間隔毎に積分して、そのレベル値を検出すること
を特徴とする請求項１記載の撮像方法。
【請求項３】前記第１の演算工程により演算された補
正データの値を前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧に加算或い
は減算する加減算工程を有することを特徴とする請求項
１または２記載の撮像方法。
【請求項４】前記検出工程により検出されたレベル値
をメモリに格納する格納工程を有することを特徴とする
請求項１，２または３記載の撮像方法。
【請求項５】撮像光を映像信号に光電変換する撮像素
子を有し且つその撮像素子からのアナログ映像信号をデ
ジタル信号に変換してデジタル信号処理を行う撮像装置
であって、前記撮像素子から出力された映像信号の中の
オプティカルブラック部分に相当する信号成分のレベル
を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された
検出レベル値を予め設定された黒レベル値と比較して両
者を一致させるための補正データを演算する第１の演算
手段と、予め前記撮像素子からの映像信号のレベルを一
定に保つためのオートゲインコントロール回路のゲイン
の変化による前記補正データの変動量をデータとして保
存するメモリと、前記メモリに保存したデータに基づき
前記オートゲインコントロール回路のゲインの変化に応
じて補正信号を演算する第２の演算手段と、前記オート
ゲインコントロール回路のゲインが変化したときにその
変化に応じて前記補正信号により前記アナログ映像信号
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器のボトム（ＢＯ
ＴＴＯＭ）側の基準電圧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。
【請求項６】映像信号の中のオプティカルブラック部
分に相当する信号成分を任意の直流（ＤＣ）電圧により
クランプするクランプ手段を有し、前記検出手段は、前
記クランプ手段によりクランプした信号成分を予め設定
された間隔毎に積分して、そのレベル値を検出すること
を特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】前記第１の演算手段により演算された補
正データの値を前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧に加算或い
は減算する加減算手段を有することを特徴とする請求項
５または６記載の撮像装置。
【請求項８】前記検出手段により検出されたレベル値
を格納するメモリを有することを特徴とする請求項５，
６または７記載の撮像装置。
【請求項９】撮像光を映像信号に光電変換する撮像素
子を有し且つその撮像素子からのアナログ映像信号をデ
ジタル信号に変換してデジタル信号処理を行う撮像装置
を制御するための制御プログラムを格納した記憶媒体で
あって、前記制御プログラムは、前記撮像素子から出力
された映像信号の中のオプティカルブラック部分に相当
する信号成分のレベルを検出する検出モジュールと、前
記検出モジュールにより検出された検出レベル値を予め
設定された黒レベル値と比較して両者を一致させるため
の補正データを演算する第１の演算モジュールと、予め
前記撮像素子からの映像信号のレベルを一定に保つため
のオートゲインコントロール回路のゲインの変化による
前記補正データの変動量をデータとしてメモリに保存す
る保存モジュールと、前記保存モジュールにより前記メ
モリに保存したデータに基づき前記オートゲインコント
ロール回路のゲインの変化に応じて補正信号を演算する
第２の演算モジュールと、前記オートゲインコントロー
ル回路のゲインが変化したときにその変化に応じて前記
補正信号により前記アナログ映像信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器のボトム（ＢＯＴＴＯＭ）側の基
準電圧を補正する補正モジュールとを有することを特徴
とする記憶媒体。
【請求項１０】前記制御プログラムは、映像信号の中
のオプティカルブラック部分に相当する信号成分を任意
の直流（ＤＣ）電圧によりクランプするクランプモジュ
ールを有し、前記検出モジュールは、前記クランプモジ
ュールによりクランプした信号成分を予め設定された間
隔毎に積分して、そのレベル値を検出することを特徴と
する請求項９記載の記憶媒体。
【請求項１１】前記制御プログラムは、前記第１の演
算モジュールにより演算された補正データの値を前記Ａ
／Ｄ変換器の基準電圧に加算或いは減算する加減算モジ
ュールを有することを特徴とする請求項９または１０記
載の記憶媒体。
【請求項１２】前記制御プログラムは、前記検出モジ
ュールにより検出されたレベル値をメモリに格納する格
納モジュールを有することを特徴とする請求項９，１０
または１１記載の記憶媒体。
【請求項１３】前記記憶媒体は、フロッピーディスク
であることを特徴とする請求項９乃至１１または１２記
載の記憶媒体。
【請求項１４】前記記憶媒体は、ハードディスクであ
ることを特徴とする請求項９乃至１１または１２記載の
記憶媒体。
【請求項１５】前記記憶媒体は、光ディスクであるこ
とを特徴とする請求項９乃至１１または１２記載の記憶
媒体。
【請求項１６】前記記憶媒体は、光磁気ディスクであ
ることを特徴とする請求項９乃至１１または１２記載の
記憶媒体。
【請求項１７】前記記憶媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏ
ｍｐａｃｔＤｉｓｋＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏ
ｒｙ）であることを特徴とする請求項９乃至１１または
１２記載の記憶媒体。
【請求項１８】前記記憶媒体は、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐ
ａｃｔＤｉｓｋＲｅｃｏｒｄａｂｌｅ）であることを
特徴とする請求項９乃至１１または１２記載の記憶媒
体。
【請求項１９】前記記憶媒体は、磁気テープであるこ
とを特徴とする請求項９乃至１１または１２記載の記憶
媒体。
【請求項２０】前記記憶媒体は、不揮発性メモリカー
ドであることを特徴とする請求項９乃至１１または１２
記載の記憶媒体。
【請求項２１】前記記憶媒体は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ
ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）チップであることを特徴とす
る請求項９乃至１１または１２記載の記憶媒体