JP2001352486A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイナミックレンジの広い映像信号を得る撮
像装置において、電荷蓄積量が小の画像と電荷蓄積量が
大の画像を合成するため電荷蓄積量が小の画像に多く含
まれるノイズ成分により合成後の画像のＳ／Ｎが劣化す
る。ノイズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優れた状態の広
ダイナミックレンジの画像を得る。 【解決手段】 電荷蓄積量の多い画像信号であるlong信
号と電荷蓄積量の少ない画像信号であるshort信号とを
合成することにより、ダイナミックレンジ拡大を行うの
であるが、Long信号周波数強調手段８とShort信号周波
数強調手段９とを設け、あるいはMix信号周波数強調手
段１６を設け、合成の前または後において、short信号
に対する周波数強調処理でおいてノイズを抑える設定を
施すことで、ノイズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優れた
ダイナミックレンジの広い画像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷蓄積量の少な
い画像信号と電荷蓄積量の多い画像信号とを合成するこ
とによりダイナミックレンジ拡大を行うように構成され
た撮像装置にかかわり、特には、電荷蓄積量の少ない画
像信号に多く含まれるノイズ成分の影響をなるべく排除
して画質の向上を図る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、露光量が異なる２つの画像信
号を合成することにより、ダイナミックレンジの広い映
像信号を得るように構成された固体撮像装置として、例
えば特開平９−２１４８２９号公報や特開平９−２７５
５２７号公報に開示されているものが知られている。

【０００３】特開平９−２１４８２９号公報において
は、露光時間を変えて撮影した連続する２枚のフィール
ド画像をそれぞれレベルシフトさせた後、１フレームの
画像に合成することでダイナミックレンジの広い画像を
得ることが可能なデジタルスチルカメラが開示されてい
る。

【０００４】また、特開平９−２７５５２７号公報にお
いては、複数のＣＣＤ（電荷結合デバイス）から得られ
る露光時間の異なった複数のフレーム画像をそれぞれレ
ベルシフトさせた後、１フレームの画像に合成すること
でダイナミックレンジの広い画像を得ることが可能なデ
ジタルスチルカメラが開示されている。

【０００５】他にも、１フィールド期間内に長時間露光
信号と短時間露光信号を読み出し可能な特殊なＣＣＤを
用いてダイナミックレンジを拡大したビデオカメラの例
が知られている（映像メディア学会技術報告Vol.22,No.
3,pp1〜6（1998）“単板Hyper-Dカラーカメラ信号処理
方式の開発”）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ダイナミックレンジの広い映像信号を得るための撮像装
置においては、露光時間を変えて撮影した電荷蓄積量の
少ない画像信号と電荷蓄積量の多い画像信号とを合成す
るのであるが、電荷蓄積量の少ない画像信号に多く含ま
れるノイズ成分のために、合成後の画像信号のＳ／Ｎが
劣化し、画質を損ねるという問題を有していた。

【０００７】本発明は上記課題を解決するものであっ
て、ダイナミックレンジの広い映像信号を得るための撮
像装置において、ノイズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優
れた状態の広ダイナミックレンジの画像を得ることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】電荷蓄積量の少ない画像
信号と電荷蓄積量の多い画像信号とを合成することによ
りダイナミックレンジ拡大を行うように構成された撮像
装置において、本発明は、前記電荷蓄積量の少ない画像
信号に対する周波数強調処理と前記電荷蓄積量の多い画
像信号に対する周波数強調処理とを互いに異にすること
により、上記の課題を解決するものである。

【０００９】すなわち、周波数強調処理において電荷蓄
積量の少ない画像信号に対してはノイズ成分を抑えるよ
うな設定とすることにより、ダイナミックレンジが広
く、しかもノイズ成分の少ないＳ／Ｎ性能の優れた画像
を得ることができる。

【００１０】なお、電荷蓄積量を異にする画像信号とし
て、上記では２種類の画像信号で説明しているが、それ
は説明の便宜上のことであって、必ずしもそれにとらわ
れる必要性はなく、３種類以上の任意種類数の画像信号
を対象としてよきものとする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を総括
的に説明する。

【００１２】本願第１の発明の撮像装置は、電荷蓄積量
の少ない画像信号と電荷蓄積量の多い画像信号とを合成
することによりダイナミックレンジ拡大を行う撮像装置
であって、前記電荷蓄積量の少ない画像信号と前記電荷
蓄積量の多い画像信号とに対する周波数強調処理を互い
に異にすることを特徴としている。

【００１３】この第１の発明による作用は次のとおりで
ある。電荷蓄積量の少ない画像信号に対する周波数強調
処理と電荷蓄積量の多い画像信号に対する周波数強調処
理とにおいて、電荷蓄積量の少ない画像信号に対しては
ノイズ成分を抑えるような設定をすることにより、ノイ
ズ成分の少ないＳ／Ｎ性能に優れた合成画像信号を生成
する状態でダイナミックレンジの広い画像を得ることが
可能となる。

【００１４】本願第２の発明の撮像装置は、上記の第１
の発明において、前記電荷蓄積量の少ない画像信号の設
定周波数成分の強調を弱め、前記電荷蓄積量の多い画像
信号の設定周波数成分の強調を強めるというものであ
る。

【００１５】この第２の発明は上記の第１の発明をより
具体的レベルで記述したものに相当し、電荷蓄積量が少
ないためにノイズ成分をより多く含む傾向の画像信号に
対する周波数強調処理として、例えば周波数帯域を低く
したり乗算ゲインを低くすることによって強調を弱める
ことにより、上記第１の発明と同様に、ノイズ成分が少
なくてＳ／Ｎ性能に優れたダイナミックレンジの広い画
像を得ることが可能となる。

【００１６】本願第３の発明の撮像装置は、上記の第１
・第２の発明において、前記電荷蓄積量の少ない画像信
号と前記電荷蓄積量の多い画像信号との合成を前記周波
数強調処理の後に行うことを特徴としている。これは、
電荷蓄積量を異にする複数種類の画像信号の合成と周波
数強調処理との時間的順序について記述するものであ
り、この第３の発明では、周波数強調処理を先に実行
し、その周波数強調処理が行われた後の画像信号につい
て合成を行うこととするものである。

【００１７】本願第４の発明の撮像装置は、上記の第１
・第２の発明において、前記電荷蓄積量の少ない画像信
号と前記電荷蓄積量の多い画像信号との合成を前記周波
数強調処理の前に行うことを特徴としている。これは、
電荷蓄積量を異にする複数種類の画像信号の合成と周波
数強調処理との時間的順序について記述するものであ
り、この第４の発明では、複数種類の画像信号の合成を
先に実行し、その合成画像信号に対して周波数強調処理
を行うこととするものである。

【００１８】合成するときに好適な方法は、電荷蓄積量
の少ない画像信号に１を超える係数を乗算し、その結果
と電荷蓄積量の多い画像信号とを合成することである
が、１を超える係数を乗算する方の電荷蓄積量の少ない
画像信号はノイズ成分をより多く含むものであるので、
合成前に、ノイズ成分を抑制するための周波数強調処理
を施しておく方が、合成画像信号においてＳ／Ｎ性能を
より良いものとすることが可能となる。第３の発明は、
このことを主張するものであり、第４の発明は、そうで
なくてもよいことを表明している。

【００１９】本願第５の発明の撮像装置は、上記の第１
〜第４の発明において、前記電荷蓄積量の少ない画像信
号を取得するための駆動方式と前記電荷蓄積量の多い画
像信号を取得するための駆動方式とが互いに異なってい
ることを特徴としている。

【００２０】この第５の発明による作用は次のとおりで
ある。例えば、電荷蓄積量の少ない画像信号をフィール
ド読み出し駆動方式で生成し、電荷蓄積量の多い画像信
号をフレーム読み出し駆動方式で生成することが考えら
れるが、このような場合においても、前述同様に、ノイ
ズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優れたダイナミックレン
ジの広い画像を得ることが可能となる。

【００２１】本願第６の発明の撮像装置は、上記の第５
の発明において、前記駆動方式が互いに異なる前記電荷
蓄積量の互いに異なる画像信号について、その合成の前
に信号形式を統一することを特徴としている。

【００２２】この第６の発明による作用は次のとおりで
ある。例えば、上記の場合のフィールド読み出し駆動方
式による電荷蓄積量の少ない画像信号とフレーム読み出
し駆動方式による電荷蓄積量の多い画像信号とでは、信
号形式が異なるので、そのままでは合成する上で不具合
が生じる。そこで、合成する前に、例えば、フィールド
読み出し駆動方式の電荷蓄積量の少ない画像信号につい
て補間を行うなどして、フレーム読み出し駆動方式の電
荷蓄積量の多い画像信号に対して信号形式を統一してお
くと、両画像信号の合成を不具合なく良好に実現するこ
とが可能となる。

【００２３】本願第７の発明の撮像装置は、撮像素子
と、前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制
御手段と、前記電荷蓄積量制御手段により電荷蓄積量の
異なる複数の画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段
の出力画像信号の設定周波数成分を強調する周波数強調
手段と、前記周波数強調手段の出力画像信号を合成し合
成画像信号を生成する画像合成手段とを備えているとと
もに、前記周波数強調手段は、電荷蓄積量の少ない画像
信号に対する周波数強調処理と電荷蓄積量の多い画像信
号に対する周波数強調処理とを互いに異にするものとし
て構成されているというものである。

【００２４】この第７の発明は、上記第１の発明をより
具体的レベルで記述したものに相当している。この第７
の発明による作用は次のとおりである。電荷蓄積量の少
ない画像信号に対する周波数強調処理と電荷蓄積量の少
ない画像信号に対する周波数強調処理とにおいて、周波
数強調手段は、電荷蓄積量の少ない画像信号に対しては
ノイズ成分を抑えるような設定をすることにより、ノイ
ズ成分の少ないＳ／Ｎ性能に優れた合成画像信号を生成
する状態でダイナミックレンジの広い画像を得ることが
可能となる。加えて、電荷蓄積量の少ない画像信号に対
してノイズ成分を抑える設定を行うのに、２つの画像信
号を合成した後ではなく、合成する前においてノイズ成
分を抑える設定を行うので、合成画像信号においてＳ／
Ｎ性能をより良いものにすることが可能となる。

【００２５】本願第８の発明の撮像装置は、撮像素子
と、前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制
御手段と、前記電荷蓄積量制御手段により電荷蓄積量の
異なる複数の画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段
の出力画像信号を合成し合成画像信号を生成する画像合
成手段と、前記合成画像信号の設定周波数成分を強調す
る周波数強調手段とを備えているとともに、前記周波数
強調手段は、前記合成画像信号内の電荷蓄積量の少ない
画像信号部分に対する周波数強調処理と電荷蓄積量の多
い画像信号部分に対する周波数強調処理とを互いに異に
するものとして構成されているというものである。

【００２６】この第８の発明も、上記第１の発明をより
具体的レベルで記述したものに相当している。この第８
の発明による作用は次のとおりである。電荷蓄積量の少
ない画像信号に対する周波数強調処理と電荷蓄積量の多
い画像信号に対する周波数強調処理とにおいて、電荷蓄
積量の少ない画像信号に対してはノイズ成分を抑えるよ
うな設定をすることにより、ノイズ成分の少ないＳ／Ｎ
性能に優れた合成画像信号を生成する状態でダイナミッ
クレンジの広い画像を得ることが可能となる。なお、電
荷蓄積量の少ない画像信号に対してノイズ成分を抑える
設定を行うのに、２つの画像信号を合成した後において
ノイズ成分を抑える設定を行うのであるが、この発明
は、それでも構わないことを表明している。

【００２７】本願第９の発明の撮像装置は、撮像素子
と、前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制
御手段と、互いに異なる少なくとも２つの駆動方式を有
する前記撮像素子の撮像素子駆動制御手段と、前記電荷
蓄積量制御手段により電荷蓄積量を異にするとともに前
記撮像素子駆動制御手段により駆動方式を異にする複数
の画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段の出力画像
信号の設定周波数成分を強調する周波数強調手段と、前
記周波数強調手段の出力画像信号を合成し合成画像信号
を生成する画像合成手段とを備えているとともに、前記
周波数強調手段は、電荷蓄積量の少ない画像信号に対す
る周波数強調処理と電荷蓄積量の多い画像信号に対する
周波数強調処理とを互いに異にするものとして構成され
ているというものである。

【００２８】この第９の発明は、上記第５の発明をより
具体的レベルで記述したものに相当している。この第９
の発明による作用は次のとおりである。例えば、電荷蓄
積量の少ない画像信号をフィールド読み出し駆動方式で
生成し、電荷蓄積量の多い画像信号をフレーム読み出し
駆動方式で生成することが考えられるが、このような場
合においても、前述同様に、ノイズ成分が少なくてＳ／
Ｎ性能に優れたダイナミックレンジの広い画像を得るこ
とが可能となる。

【００２９】本願第１０の発明の撮像装置は、撮像素子
と、前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制
御手段と、互いに異なる少なくとも２つの駆動方式を有
する前記撮像素子の撮像素子駆動制御手段と、前記電荷
蓄積量制御手段により電荷蓄積量を異にするとともに前
記撮像素子駆動制御手段により駆動方式を異にする複数
の画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段の出力画像
信号を合成し合成画像信号を生成する画像合成手段と、
前記合成画像信号の設定周波数成分を強調する周波数強
調手段とを備えているとともに、前記周波数強調手段
は、前記合成画像信号内の電荷蓄積量の少ない画像信号
部分に対する周波数強調処理と電荷蓄積量の多い画像信
号部分に対する周波数強調処理とを互いに異にするもの
として構成されているというものである。

【００３０】この第１０の発明も、上記第５の発明をよ
り具体的レベルで記述したものに相当している。この第
１０の発明による作用は次のとおりである。例えば、電
荷蓄積量の少ない画像信号をフィールド読み出し駆動方
式で生成し、電荷蓄積量の多い画像信号をフレーム読み
出し駆動方式で生成することが考えられるが、このよう
な場合においても、前述同様に、ノイズ成分が少なくて
Ｓ／Ｎ性能に優れたダイナミックレンジの広い画像を得
ることが可能となる。加えて、電荷蓄積量の少ない画像
信号に対してノイズ成分を抑える設定を行うのに、２つ
の画像信号を合成した後ではなく、合成する前において
ノイズ成分を抑える設定を行うので、合成画像信号にお
いてＳ／Ｎ性能をより良いものにすることが可能とな
る。

【００３１】本願第１１の発明の撮像装置は、上記の第
７・第９の発明において、前記周波数強調手段は、電荷
蓄積量の少ない画像信号の設定周波数成分の強調を弱
め、電荷蓄積量の多い画像信号の設定周波数成分の強調
を強めるように構成されているというものである。

【００３２】この第１１の発明による作用は次のとおり
である。電荷蓄積量が少ないためにノイズ成分をより多
く含む傾向の画像信号に対する周波数強調処理として、
例えば周波数帯域を低くしたり乗算ゲインを低くするこ
とによって強調を弱めることにより、ノイズ成分が少な
くてＳ／Ｎ性能に優れたダイナミックレンジの広い画像
を得ることが可能となる。

【００３３】本願第１２の発明の撮像装置は、上記の第
８・第１０の発明において、前記周波数強調手段は、前
記合成画像信号内の電荷蓄積量の少ない画像信号部分の
設定周波数成分の強調を弱め、電荷蓄積量の多い画像信
号部分の設定周波数成分の強調を強めるように構成され
ているというものである。

【００３４】この第１２の発明による作用は次のとおり
である。電荷蓄積量が少ないためにノイズ成分をより多
く含む傾向の画像信号に対する周波数強調処理として、
例えば周波数帯域を低くしたり乗算ゲインを低くするこ
とにより強調を弱めることにより、ノイズ成分が少なく
てＳ／Ｎ性能に優れたダイナミックレンジの広い画像を
得ることが可能となる。

【００３５】本願第１３の発明の撮像装置は、上記の第
８・第１０の発明において、前記周波数強調手段は、前
記画像合成手段における電荷蓄積量の異なる複数の画像
信号の画像合成比率情報を用いて前記合成画像信号内の
電荷蓄積量の少ない画像信号部分の設定周波数成分の強
調を弱め、電荷蓄積量の多い画像信号部分の設定周波数
成分の強調を強めるように構成されているというもので
ある。

【００３６】この第１３の発明による作用は次のとおり
である。画像合成比率情報によって、電荷蓄積量の少な
い画像信号の信号範囲と電荷蓄積量の多い画像信号の信
号範囲とを滑らかに連続する状態での画像合成を行うこ
とが可能になるとともに、最適な周波数強調処理を行う
ことが可能となり、ノイズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能に
優れたダイナミックレンジの広い十分に高品質な画像を
得ることが可能となる。

【００３７】本願第１４の発明の撮像装置は、上記の第
９・第１０の発明において、前記撮像素子駆動制御手段
は、前記の互いに異なる駆動方式としてフィールド信号
を生成する駆動方式とフレーム信号を生成する駆動方式
とを備えたものとして構成されているというものであ
る。

【００３８】この第１４の発明による作用は次のとおり
である。例えば、電荷蓄積量の少ない画像信号をフィー
ルド読み出し駆動方式で生成し、電荷蓄積量の多い画像
信号をフレーム読み出し駆動方式で生成する場合におい
て、ノイズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優れたダイナミ
ックレンジの広い画像を得ることが可能となる。

【００３９】本願第１５の発明の撮像装置は、上記の第
９・第１０の発明において、前記撮像素子駆動制御手段
は、前記の互いに異なる駆動方式としてインタレース駆
動方式と遮光手段を有するフレーム読み出し制御駆動方
式とを備えたものとして構成されているというものであ
る。

【００４０】本願第１６の発明の撮像装置は、上記の第
９・第１０の発明において、前記撮像手段は、電荷蓄積
量の少ないインタレース駆動方式による画像信号と電荷
蓄積量の多い遮光手段を有するフレーム読み出し制御駆
動方式による画像信号を得るものとして構成されている
というものである。

【００４１】この第１５、第１６の発明による作用は次
のとおりである。露光時間が長いために電荷蓄積量の多
い画像の画像信号について、これを読み出すときには遮
光しておくことにより、読み出し中の余分て露光を回避
することができ、信号の信頼性ひいては画像の高品質性
を確保することが可能となる。

【００４２】本願第１７の発明の撮像装置は、上記の第
９の発明において、前記撮像手段は、異なる２つの駆動
方式の一方のフレーム読み出し制御駆動方式によるフレ
ーム画像信号と、もう一方のインタレース駆動方式によ
るフィールド画像信号を生成し、前記フィールド画像信
号を補間フレーム画像信号に変換する補間手段を備えた
ものとして構成されているというものである。

【００４３】この第１７の発明による作用は次のとおり
である。フレーム画像信号とフィールド画像信号とは互
いに信号形式を異にしており、そのまま合成すると不具
合を生じる。そこで、合成する前に、補間手段により、
フィールド画像信号について補間を行ってフレーム画像
信号に対して信号形式を統一しておくと、両画像信号の
合成を不具合なく良好に合成することが可能となる。

【００４４】本願第１８の発明の撮像装置は、上記の第
１７の発明において、前記周波数強調手段は、前記補間
フレーム画像信号の設定周波数成分の強調を弱め、前記
フレーム画像信号の設定周波数成分の強調を強めるよう
に構成されているというものである。

【００４５】この第１８の発明による作用は次のとおり
である。補間フレーム画像信号は、補間がなされていな
い純粋なフレーム画像信号に比べて高周波帯域に補間に
伴う偽信号が混入している可能性が高い。そこで、電荷
蓄積量の少ない画像信号に対する周波数強調処理におい
て、偽信号を抑えるような設定をすることにより、ノイ
ズ成分だけでなく偽信号成分も少ない、Ｓ／Ｎ性能に優
れたダイナミックレンジの広い画像を得ることが可能と
なる。

【００４６】本願第１９の発明の撮像装置は、上記の第
１０の発明において、前記撮像手段は、異なる２つの駆
動方式の一方のフレーム読み出し制御駆動方式によるフ
レーム画像信号と、もう一方のインタレース駆動方式に
よるフィールド画像信号を生成し、前記フィールド画像
信号を補間フレーム画像信号に変換する補間手段を備え
たものとして構成されているというものである。

【００４７】この第１９の発明による作用は次のとおり
である。フレーム画像信号とフィールド画像信号とは互
いに信号形式を異にしており、そのまま合成すると不具
合を生じる。そこで、合成する前に、補間手段により、
フィールド画像信号について補間を行ってフレーム画像
信号に対して信号形式を統一しておくと、両画像信号の
合成を不具合なく良好に合成することが可能となる。

【００４８】本願第２０の発明の撮像装置は、上記の第
１９の発明において、前記周波数強調手段は、前記合成
画像信号内の補間フレーム画像信号部分の設定周波数成
分の強調を弱め、前記フレーム画像信号部分の設定周波
数成分の強調を強めるように構成されているというもの
である。

【００４９】この第２０の発明による作用は次のとおり
である。補間フレーム画像信号は、補間がなされていな
い純粋なフレーム画像信号に比べて高周波帯域に補間に
伴う偽信号が混入している可能性が高い。そこで、電荷
蓄積量の少ない画像信号に対する周波数強調処理におい
て、偽信号を抑えるような設定をすることにより、ノイ
ズ成分だけでなく偽信号成分も少ない、Ｓ／Ｎ性能に優
れたダイナミックレンジの広い画像を得ることが可能と
なる。

【００５０】（具体的な実施の形態）以下、本発明にか
かわるダイナミックレンジ拡大方式の撮像装置の具体的
な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００５１】（実施の形態１）‥‥〔請求項７相当〕 図１は本発明の実施の形態１におけ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、１は光学レン
ズ、２は光学絞り用の機械シャッター、３はＣＣＤ（電
荷結合デバイス）を利用した固体撮像素子であり、本実
施の形態１においては民生用固体撮像装置で一般に用い
られているインタライン転送ＣＣＤ（ＩＴ−ＣＣＤ）で
あるとする。４は相関二重サンプリング回路と自動利得
制御（ＡＧＣ）回路から構成されるアナログ信号処理手
段、５はＡ／Ｄ変換手段、６はＡ／Ｄ変換手段５により
デジタル信号に変換された画像信号を記憶する画像メモ
リである。７は画像メモリ６から読み出される２系統の
画像信号（図中 long信号とshort信号）に対して輝度信
号と色差信号の分離等の処理を行う第１のデジタル信号
処理手段（Ｉ）、８は第１のデジタル信号処理手段
（Ｉ）７からのlong信号に対して所定の周波数成分を強
調するLong信号周波数強調手段、９は第１のデジタル信
号処理手段（Ｉ）７からのshort信号に対して所定の周
波数成分を強調するShort信号周波数強調手段、１０はL
ong信号周波数強調手段８からのlong信号とShort信号周
波数強調手段９からのshort信号との２系統の画像信号
を合成する画像合成手段である。

【００５２】画像合成手段１０で得られたmix信号は第
２のデジタル信号処理手段（II）１１において、マトリ
クス演算、特定のフォーマットへのエンコード等の処理
が施される。また、絞り駆動制御手段１２は機械シャッ
ター２の開閉の制御を行う手段であり、固体撮像素子駆
動制御手段１３は固体撮像素子３の露光制御を行ったり
信号読み出しのモード、タイミング等を制御したりする
手段である。また、電荷蓄積量制御手段１４は固体撮像
素子駆動制御手段１３から構成され、固体撮像素子３の
電荷蓄積量を制御する。なお、これらを含め上記すべて
の構成要素の動作モードや動作タイミングはシステム制
御手段１５により統合的に制御されるものとする。

【００５３】〔固体撮像素子３の構成、動作の第１のケ
ース〕次に、図２、図３を用いて固体撮像素子３の構
成、動作の第１のケースについて説明する。

【００５４】図２は、固体撮像素子３の動作、構成を説
明するための模式図である。図２において固体撮像素子
３は、全画素読み出しモード、言い換えれば垂直方向の
ホトダイオードの蓄積電荷を独立に読み出すことが可能
なモードで信号を読み出すことが可能なインタライン転
送ＣＣＤ（ＩＴ−ＣＣＤ）であり、説明の便宜上、垂直
４画素、水平２画素のいわゆる４×２画素の構成で説明
する。図２において、ホトダイオードは光電変換により
光の強さに応じた信号電荷が蓄積される部分であり、一
定時間の後、印加される読み出し制御パルスによって、
この蓄積された電荷は垂直転送ＣＣＤに移動する。この
とき隣接する上下２つのホトダイオードの電荷が垂直転
送ＣＣＤ上で混合されている。その後、水平転送ＣＣＤ
を介して外部に出力される（short信号とlong信号との
差については後述する）。

【００５５】図３は、図２に示した固体撮像素子３にお
ける被写体像の露光および露光した信号の読み出しに関
する動作タイミング図である。図３において（ａ）は垂
直方向の同期信号、（ｂ）は固体撮像素子３のホトダイ
オードからの信号電荷読み出しを制御する読み出し制御
パルス、（ｃ）は固体撮像素子３のホトダイオード上の
露光信号、（ｄ）は固体撮像素子３から出力される信号
を示す。

【００５６】このような構成の固体撮像素子３において
は、まず、図２（ａ）に示すようにホトダイオードに蓄
積された電荷蓄積量が小の信号が図３（ｂ）に示すshor
t読み出し制御パルスによって、垂直転送ＣＣＤに移動
する（図中のＳに相当：以下short信号と記す）。次
に、まず、図２（ｂ）に示すようにホトダイオードに蓄
積された電荷蓄積量が大の信号が図３（ｂ）に示すlong
読み出し制御パルスによって、垂直転送ＣＣＤに移動す
る（図中のＬに相当：以下long信号と記す）。ここで、
ホトダイオードの電荷蓄積量は読み出し制御パルスの時
間間隔で決定する。例えばshort信号は直前のlong読み
出し制御パルスと現在読み出しのshort読み出し制御パ
ルスの時間間隔で決定し、long信号は直前のshort読み
出し制御パルスと現在読み出しのlong読み出し制御パル
スの時間間隔で決定する。このようにshort信号とlong
信号は、垂直転送ＣＣＤ上に交互に移動されており、そ
の後、水平転送ＣＣＤを介してフィールド期間内にlong
信号とshort信号が１ライン毎に出力される。

【００５７】このフィールド期間内にlong信号とshort
信号が１ライン毎に出力する固体撮像素子出力信号は、
図１の画像メモリ６においてlong信号とshort信号に分
離され画像メモリ６からはlong信号とshort信号の２系
統の信号が読み出される。言い換えれば、毎フィールド
においてlong信号とshort信号とが得られ、各信号のラ
イン数は固体撮像素子３の垂直方向の画素数の１／２と
なっている。

【００５８】〔固体撮像素子３の構成、動作の第２のケ
ース〕次に、図４、図５を用いて固体撮像素子３の構
成、動作の第２のケースについて説明する。

【００５９】図４は、固体撮像素子３の動作、構成を説
明するための模式図であり前記図２の構成と対応する部
分には同一の符号を付す。図４において固体撮像素子３
は、全画素読み出しモードで信号を読み出すことが可能
なインタライン転送ＣＣＤ（ＩＴ−ＣＣＤ）である。図
４において、ホトダイオードは光電変換により光の強さ
に応じた信号電荷が蓄積される部分であり、一定時間の
後、印加される制御パルスによって、この蓄積された電
荷は垂直転送ＣＣＤに移動する。このとき隣接するホト
ダイオードの電荷は独立に垂直転送ＣＣＤ上に移動され
ている。その後、水平転送ＣＣＤを介して外部に出力さ
れる。

【００６０】また、図５は、図４に示した固体撮像素子
３における被写体像の露光および露光した信号の読み出
しに関する動作タイミング図であり、図３の構成と対応
する部分には同一の符号を付す。

【００６１】このような構成の固体撮像素子３において
は、まず、図４（ａ）に示すようにホトダイオードに蓄
積された電荷蓄積量が小の信号が図５（ｂ）に示すshor
t読み出し制御パルスによって、垂直転送ＣＣＤに移動
する（図中のＳに相当：以下short信号と記す）。次
に、まず、図４（ｂ）に示すようにホトダイオードに蓄
積された電荷蓄積量が大の信号が図５（ｂ）に示すlong
読み出し制御パルスによって、垂直転送ＣＣＤに移動す
る（図中のＬに相当：以下long信号と記す）。ここで、
ホトダイオードの電荷蓄積量は電子シャッターによる電
荷リセット期間と読み出し制御パルスの時間間隔で決定
する。例えばshort信号は電子シャッターによる電荷リ
セット終了時点からshort読み出し制御パルスまでの時
間間隔で決定し、long信号は直前のshort読み出し制御
パルスと現在読み出しのlong読み出し制御パルスの時間
間隔で決定する。このようにshort信号とlong信号は、
垂直転送ＣＣＤ上に時系列に移動されており、その後、
水平転送ＣＣＤを介してlong信号、short信号がフィー
ルド単位に交互に出力される。

【００６２】このlong信号とshort信号をフィールド単
位に交互に出力する固体撮像素子出力信号は、図１の画
像メモリ６においてlong信号とshort信号とが同時化さ
れ画像メモリ６からはlong信号とshort信号の２系統の
信号が読み出される。言い換えれば、１フィールド毎に
long信号とshort信号とが得られ、各信号のライン数は
固体撮像素子３の垂直方向の画素数と等しくなってい
る。

【００６３】次に、図１の画像メモリ６からのlong信号
とshort信号の２系統の信号に対する第１のデジタル信
号処理手段（Ｉ）７における信号処理を以下に説明す
る。図６は固体撮像素子３の色フィルターの一例であ
り、色差線順次方式の色フィルターが形成されていて、
Ｙｅはイエロー、Ｍｇはマゼンタ、Ｃｙはシアン、Ｇは
グリーンの各色を表し、１ホトダイオードに１色のカラ
ーフィルターが対応している。この色フィルターに対す
る図１の第１のデジタル信号処理手段（Ｉ）７の信号処
理の例を図６に併記する。

【００６４】Ｓｉｇ１ラインの処理では、水平２画素の
加算処理により輝度信号（Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙ）を
得、水平２画素の減算処理により色差信号（Ｍｇ＋Ｃｙ
−Ｇ−Ｙｅ＝２Ｂ−Ｇ＝Ｃｂ）を得る。同様にしてＳｉ
ｇ２ラインの処理では水平２画素の加算処理により輝度
信号（Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙ）を得、水平２画素の減算
処理により色差信号（Ｍｇ＋Ｙｅ−Ｇ−Ｃｙ＝２Ｒ−Ｇ
＝Ｃｒ）を得る。なお、ここでは、各色フィルタの分光
感度特性について、Ｍｇ＝Ｒ＋Ｂ，Ｃｙ＝Ｇ＋Ｂ，Ｙｅ
＝Ｒ＋Ｇとしている。

【００６５】このように第１のデジタル信号処理手段
（Ｉ）７において輝度信号と色差信号に分離されたlong
信号とshort信号の２系統の信号は、次に、それぞれLo
ng信号周波数強調手段８およびShort信号周波数強調手
段９に入力される。このLong信号周波数強調手段８およ
びShort信号周波数強調手段９では、エッジの強調やレ
スポンスの向上のために、例えば入力信号の所定の周波
数成分を抽出し、その抽出信号に対し乗算処理を行い、
元の信号に加算する処理が行われる。Long信号周波数強
調手段８およびShort信号周波数強調手段９において抽
出する周波数成分および乗算処理のゲインはシステム制
御手段１５によって独立に設定される。

【００６６】ここで、short信号は、ホトダイオードの
電荷蓄積量がlong信号に比べて少ないため、ノイズ成分
の多いＳ／Ｎの劣化した信号であることが多い。そこ
で、short信号に対するShort信号周波数強調手段９にお
ける設定は、long信号に対するLong信号周波数強調手段
８における設定に比べてノイズを強調することが無いよ
うな設定となる。具体的な設定例としては、long信号か
らの抽出信号の周波数帯域に対しshort信号からの抽出
信号の周波数帯域を低くする。あるいは、long信号から
の抽出信号に対する乗算ゲイン値に対してshort信号か
らの抽出信号に対する乗算ゲイン値を低くする。このこ
とによってshort信号のノイズを抑えることが可能であ
る。

【００６７】次に、このようにして最適な周波数強調処
理を施されたlong信号（長時間露光の信号に相当）とsh
ort信号（短時間露光の信号に相当）は、画像合成手段
１０によって一つの画像信号に合成される。この合成の
基本原理は、上記のようにshort信号とlong信号の２つ
の画像を撮影し、これを合成することでダイナミックレ
ンジを拡大した画像を撮影することである。このような
ダイナミックレンジ拡大の原理を図７を用いて説明す
る。

【００６８】図７（ａ），（ｂ）は露光時の被写体の明
るさ（固体撮像素子への入射光量）と固体撮像素子から
出力される信号量の関係を示すものである。図７（ａ）
に示すように長時間露光時は入射光により固体撮像素子
のホトダイオード上に発生する電荷量が大きく、当然の
ことながら出力される信号量も大きくなる。しかし、ホ
トダイオードに蓄積される電荷量には上限が存在し、こ
の上限を超えると飽和、つまり信号がつぶれてしまう現
象が発生し、被写体像を正確に再現することができな
い。逆に、図７（ｂ）に示すように露光時間を短く設定
すれば飽和を回避することは可能であるが、今度は被写
体内の低輝度部分が黒つぶれし、Ｓ／Ｎが劣化する。

【００６９】そこで、長時間露光により得られた信号
（long信号）と短時間露光で得られた信号（short信
号）を用いて、低輝度部はlong信号からなる画像を採用
し、高輝度部はshort信号からなる画像を採用して両者
を合成すれば、被写体の低輝度部から高輝度部までを再
現でき、撮像装置のダイナミックレンジを拡大すること
が可能となる。この際に、図７（ｃ）に示すようにshor
t信号にはlong信号との露光量の比（露光時間の比）に
相当するゲインを乗じた後に合成を行えば、図７（ｄ）
に示すように露光量の比に応じたダイナミックレンジの
拡大が実現できる。例えばshort信号とlong信号との露
光量比（露光時間比）が１：Ｄの場合、short信号をＤ
倍して合成することにより、ダイナミックレンジをＤ倍
に拡大することができる。

【００７０】以下、ダイナミックレンジが拡大した合成
画像信号（mix信号）は、第２のデジタル信号処理手段
（II）１１においてマトリクス演算、特定のフォーマッ
トへのエンコード等の処理が施される。

【００７１】以上のように、long信号（長時間露光の信
号）とshort信号（短時間露光の信号）を合成してダイ
ナミックレンジが拡大した合成画像信号を作成する撮像
装置において、Long信号周波数強調手段とShort信号周
波数強調手段を設け、short信号に対してノイズを抑え
る設定を施すことで、ノイズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能
に優れたダイナミックレンジの広い画像を得ることが可
能となっている。

【００７２】（実施の形態２）‥‥〔請求項８相当〕 図８は本発明の実施の形態２における撮像装置の構成を
示すブロック図である。図１に示す実施の形態１の構成
と対応する部分には同一の符号を付す。

【００７３】図８において図１と異なる点は、Long信号
周波数強調手段８およびShort信号周波数強調手段９の
代わりにMix信号周波数強調手段１６を備えたことであ
り、その他の構成は、実施の形態１の場合と同じであ
る。すなわち、同図において、１は光学レンズ、２は光
学絞り用の機械シャッター、３はインタライン転送方式
の固体撮像素子（ＩＴ−ＣＣＤ）、４は相関二重サンプ
リング回路と自動利得制御回路から構成されるアナログ
信号処理手段、５はＡ／Ｄ変換手段、６は画像メモリ、
７は輝度信号と色差信号の分離等の処理を行う第１のデ
ジタル信号処理手段（Ｉ）、１０は第１のデジタル信号
処理手段（Ｉ）７からのshort信号とlong信号との２系
統の画像信号を合成する画像合成手段、１６は画像合成
手段１０からのmix信号の所定の周波数成分を強調するM
ix信号周波数強調手段、１１はMix信号周波数強調手段
１６の出力信号に対してマトリクス演算、特定のフォー
マットへのエンコード等の処理を施す第２のデジタル信
号処理手段（II）である。１２は絞り駆動制御手段、１
３は固体撮像素子駆動制御手段、１４は電荷蓄積量制御
手段、１５はシステム制御手段である。

【００７４】このように構成された撮像装置について、
実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

【００７５】固体撮像素子３は、実施の形態１の場合の
図２、図３の態様のものでもよいし、あるいは図４、図
５の態様のものでもよく、それぞれ同様の動作を行うこ
とでlong信号とshort信号は画像メモリ６から２系統の
信号として読み出される。この読み出されたlong信号と
short信号は、第１のデジタル信号処理手段（Ｉ）７に
おいて、例えば図６で示したような色分離等の信号処理
を施される。この輝度信号と色差信号に分離されたlong
信号とshort信号の２系統の信号は、画像合成手段１０
によって図７で説明したのと同様にしてダイナミックレ
ンジが拡大したmix信号となる。この合成されたmix信号
は、Mix信号周波数強調手段１６において、エッジの強
調やレスポンスの向上のために、例えば入力信号の所定
の周波数成分を抽出し、その抽出信号に対し乗算処理を
行い、元の信号に加算する処理が行われる。このMix信
号周波数強調手段１６において抽出する周波数成分およ
び乗算処理のゲインはシステム制御手段１５によって設
定される。

【００７６】次に、このMix信号周波数強調手段１６の
第１の態様について図９を用いて説明する。

【００７７】図９に示すように、合成後のmix信号はホ
トダイオードの飽和レベルを境界にlong信号とshort信
号（厳密にはshort信号×露光量比Ｄの信号）が置き換
わっている。実施の形態１と同様に、long信号に比べて
short信号はホトダイオードの電荷蓄積量が少ないため
にノイズ成分の多いＳ／Ｎの劣化した信号であることが
多く、しかも、露光量比分ゲインアップしているので、
Mix信号周波数強調手段１６ではmix信号におけるshort
信号範囲に対する周波数強調設定は、long信号範囲に対
する周波数強調設定に比べてノイズを強調することが無
いような設定としている。具体的な設定例としては、lo
ng信号範囲からの抽出信号の周波数帯域に対しshort信
号範囲からの抽出信号の周波数帯域を低くする。あるい
は、long信号範囲からの抽出信号に対する乗算ゲイン値
に対してshort信号範囲からの抽出信号に対する乗算ゲ
イン値を低くする。このことによってshort信号範囲の
ノイズを抑えることが可能である。

【００７８】このように、mix信号に対してlong信号範
囲とshort信号範囲をmix信号のレベルで検出して、long
信号範囲とshort信号範囲に合致した最適な周波数強調
処理を行うことができる。

【００７９】次に、Mix信号周波数強調手段１６の第２
の態様について図１０を用いて説明する。この場合は、
画像合成手段１０の動作も工夫する。

【００８０】long信号レベルに対して２つの閾値Th min
とTh maxを設定し、long信号レベルが（１）式の場合、
つまりlong信号の信号レベルがTh min以下で飽和の可能
性がない場合は、合成係数ｋを０とし、longレベルが
（２）式の場合、つまりlong信号レベルがTh max以上で
固体撮像素子の出力が飽和レベルに近いような場合は、
合成係数ｋを１とする。なお、閾値Th max，Th minにつ
いては、使用する固体撮像素子の飽和特性やＳ／Ｎに応
じて適宜決定する。

【００８１】 ０≦long信号レベル≦Th min ………………………………（１） Th max≦long信号レベル ……………………………………（２） また、long信号レベルが（３）式の場合、つまりlong信
号レベルが中間である場合には、合成係数ｋは（４）式
の１次式で決定する。

【００８２】 Th min＜long信号レベル＜Th max ………………………（３） ｋ＝｛１／（Th max−Th min）｝×（long信号レベル） −｛Th min／（Th max−Th min）｝ ………………（４） 以上のように求められた合成係数ｋを用いて、long信号
とshort信号は画素毎に（５）式により合成される。lon
g信号とshort信号を合成した信号を合成画像信号（mix
信号）とする。

【００８３】 合成画像信号＝（１−ｋ）×long信号 ＋ ｋ×short信号×D ……………（５） また、例えば固体撮像素子３の色フィルターが図６に示
す色差線順次配列であり、固体撮像素子３の駆動方法が
図２に示す隣接する上下２つのホトダイオードの電荷が
垂直転送ＣＣＤ上で混合される場合においては、図１１
に示すように、例えば、long信号(Ye+Mg)L11と、この(Y
e+Mg)L11と空間的位置が同じであるshort信号(Ye+Mg)S1
1とから合成画像信号(Ye+Mg)M11を求めることとなり、l
ong信号から決定される合成係数をk11とすると、（６）
式により合成が行われる。

【００８４】 (Ye+Mg)M11＝（１−ｋ11）×(Ye+Mg)L11 ＋ ｋ11×(Ye+Mg)S11×D ……………（６） 合成画像信号の他の画素も（６）式と同様に、同じ空間
的位置に存在するlong信号とshort信号から求められ
る。

【００８５】なお、（５）式および（６）式においてsh
ort信号に乗算される定数Ｄは、long信号とshort信号の
露光量の比（露光時間の比）であり、例えばlong信号の
露光量（露光時間）をTL、short信号の露光量（露光時
間）をTSとすると、Ｄは（７）式で求められる。

【００８６】 D＝TL／TS ……………………………………………………（７） このようにlong信号とshort信号を用いて、long信号の
信号レベルが閾値Thmin以下の部分はlong信号、同信号
レベルが閾値Th max以上つまり固体撮像素子３の出力が
飽和するに近い部分（撮影画像の輝度が高く、普通なら
ば信号がつぶれるような部分）はshort信号、その中間
の明るさの部分はlong信号とshort信号を重み付け加算
した信号からなる合成画像信号を生成することで、撮影
した画像信号のダイナミックレンジを拡大することが可
能である。

【００８７】次に、このようにして求められた合成画像
信号（mix信号）に対するMix信号周波数強調手段１６の
動作を説明する。short信号範囲に適した設定周波数の
信号をSig S、その抽出信号に対するゲインをG S、ま
た、long信号範囲に適した設定周波数の信号をSig L、
その抽出信号に対するゲインをG Lとすると、合成画像
信号（mix信号）に対する周波数強調信号Sig Mは、図１
０に示す合成係数ｋを用いた（８）式の１次式で決定す
る。

【００８８】 Sig M＝（１−ｋ）×（G L×Sig L）＋ｋ×（G S×Sig S） ……………（８） このように、合成係数ｋによりlong信号範囲とshort信
号範囲を滑らかに連続して置き換える合成方法による合
成画像信号（mix信号）に対しても、long信号とshort信
号の合成比率に応じた最適な周波数強調処理を行うこと
ができる。

【００８９】以上のように、long信号（長時間露光の信
号）とshort信号（短時間露光の信号）を合成してダイ
ナミックレンジが拡大した合成画像信号を作成する撮像
装置において、Mix信号周波数強調手段を設け、short信
号範囲に対しノイズを抑える設定を施すことで、ノイズ
成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優れたダイナミックレンジ
の広い画像を得ることが可能となる。

【００９０】（実施の形態３）‥‥〔請求項９，１７相
当〕 図１２は本発明の実施の形態３における撮像装置の構成
を示すブロック図である。図１に示す実施の形態１の構
成と対応する部分には同一の符号を付す。

【００９１】図１２において図１と異なる点は、光学絞
りと兼用の機械シャッター１７と、補間手段１８と、機
械シャッター１７の開閉の制御を行うシャッター駆動制
御手段１９とを備えたことであり、また、電荷蓄積量制
御手段２０は固体撮像素子駆動制御手段１３とシャッタ
ー駆動制御手段１９とから構成され、固体撮像素子３の
電荷蓄積量を制御することであり、その他の構成は、実
施の形態１の場合と同じである。

【００９２】同図において、１は光学レンズ、１７は光
学絞りと兼用の機械シャッター、３はインタライン転送
方式の固体撮像素子（ＩＴ−ＣＣＤ）、４は相関二重サ
ンプリング回路と自動利得制御回路から構成されるアナ
ログ信号処理手段、５はＡ／Ｄ変換手段、６は画像メモ
リ、７は輝度信号と色差信号の分離等の処理を行う第１
のデジタル信号処理手段（Ｉ）、１８は第１のデジタル
信号処理手段（Ｉ）７の２系統の出力信号の一方の信号
であるshortフィールド信号に対して補間処理を行う補
間手段、８は第１のデジタル信号処理手段（Ｉ）からの
longフレーム信号に対して所定の周波数成分を強調する
Long信号周波数強調手段、９は補間手段１８からのshor
t補間信号に対して所定の周波数成分を強調するShort信
号周波数強調手段、１０はLong信号周波数強調手段８か
らのlongフレーム信号とShort信号周波数強調手段９か
らのshort補間信号との２系統の画像信号を合成する画
像合成手段、１１は画像合成手段１０で得られた信号に
対してマトリクス演算、特定のフォーマットへのエンコ
ード等の処理を施す第２のデジタル信号処理手段（I
I）、１９は機械シャッター１７の開閉の制御を行うシ
ャッター駆動制御手段、１３は固体撮像素子３の露光制
御を行ったり信号読み出しのモード、タイミング等を制
御したりする固体撮像素子駆動制御手段、２０は固体撮
像素子駆動制御手段１３とシャッター駆動制御手段１９
から構成され、固体撮像素子３の電荷蓄積量を制御する
電荷蓄積量制御手段、１５はシステム制御手段である。

【００９３】このように構成された撮像装置について、
実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

【００９４】図１３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
は、固体撮像素子３の構成、動作を説明するための模式
図である。本実施の形態３において固体撮像素子３は、
フィールド読み出しモードとフレーム読み出しモードの
２つの読み出しモードで信号を読み出すことが可能なイ
ンタライン転送ＣＣＤ（ＩＴ−ＣＣＤ）であり、説明の
便宜上、図１３のような垂直４画素、水平２画素のいわ
ゆる４×２画素の構成で説明する。

【００９５】図１３（ａ），（ｂ）は、ＩＴ−ＣＣＤに
おけるフィールド読み出しモードを説明するための図で
ある。図１３（ａ）において、ホトダイオードは光電変
換により光の強さに応じた信号電荷が蓄積される部分で
あり、一定時間の後、印加される読み出し制御パルスに
よって蓄積された電荷は垂直転送ＣＣＤに移動する。こ
のとき隣接する上下２つのホトダイオードの電荷が垂直
転送ＣＣＤ上で混合され、水平転送ＣＣＤを介して外部
に出力される。以上が第１フィールドの読み出し動作で
ある。

【００９６】第２フィールドは、図１３（ｂ）に示すよ
うに、垂直転送ＣＣＤ上で混合されるホトダイオードの
ペアが第１フィールドの場合に比べて垂直方向に１画素
ずれる。これにより２フィールド分の信号読み出しが行
われ、全体として、インタレース方式の１フレームに相
当する画像信号を読み出すことができる。

【００９７】次に、図１３（ｃ），（ｄ）を用いてフレ
ーム読み出しモードについて説明する。フレーム読み出
しモードでは、まず、図１３（ｃ）に示すように第１フ
ィールドにおいて、垂直方向に１画素飛ばしでホトダイ
オードに蓄積された電荷が垂直転送ＣＣＤに転送され、
これが水平転送ＣＣＤを介して外部に出力される。そし
て、図１３（ｄ）に示すように第２フィールドにおい
て、第１フィールドで垂直転送ＣＣＤに転送されなかっ
たホトダイオードの電荷が垂直転送ＣＣＤに転送され、
これが水平転送ＣＣＤを介して外部に出力される。この
ようにフレーム読み出しモードでは、ホトダイオード上
の電荷が垂直転送ＣＣＤで混合されることなく、外部に
出力される。これにより２フィールド分の信号読み出し
が行われ、全体として、インタレース方式の１フレーム
に相当する画像信号を読み出すことができる。

【００９８】次に、図１３に示した固体撮像素子３を用
いたshort信号とlong信号の撮影方法に関し、図１４を
用いて説明する。図１４は固体撮像素子３における被写
体像の露光および露光した信号の読み出しに関するタイ
ミングチャートである。同図において（ａ）は垂直方向
の同期信号、（ｂ）は固体撮像素子３のホトダイオード
からの信号電荷読み出しを制御する読み出し制御パル
ス、（ｃ）は機械シャッター１７の開閉状態、（ｄ）は
固体撮像素子３のホトダイオード上の露光信号、（ｅ）
は固体撮像素子３から出力される信号を示す。

【００９９】short信号の露光時は、機械シャッター１
７を開放状態にし、電子シャッター機能を用いて必要な
露光時間、例えば１／１０００秒間露光を行う。１／１
０００秒の露光が終了した後、読み出し制御パルスによ
りホトダイオード上の蓄積電荷は垂直転送ＣＣＤに移動
させる。このとき固体撮像素子３はフィールド読み出し
モードで駆動するものとし、図１３（ａ）で説明したよ
うにホトダイオード上の蓄積電荷を垂直転送ＣＣＤ上で
混合し、外部に読み出す。この際、読み出す画像信号は
第１フィールド分の信号のみとする。ただし、第２フィ
ールド分の信号のみとしてもよい。図１５にフィールド
読み出しモードで読み出されたshort信号を示す。な
お、固体撮像素子３の垂直方向のホトダイオードの数は
Ｎ個（説明の便宜上、Ｎは偶数とするがこれに限るもの
ではない）とする。

【０１００】また、固体撮像素子３の色フィルタを図６
に示した色差線順次配列とすると、図１５に示すように
読み出されたshort信号はＹｅ，Ｃｙ，Ｇ，Ｍｇの４色
の信号がそれぞれ加算されたＹｅ＋Ｍｇ，Ｃｙ＋Ｇ，Ｙ
ｅ＋Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇの４種類の信号となる。また、その
垂直方向のライン数はホトダイオードの垂直方向の個数
Ｎの１／２となる。

【０１０１】次に、short信号を読み出している間に、l
ong信号の露光を行う。long信号の露光期間は例えば１
／１００秒とする。long信号の露光時間は機械シャッタ
ー１７の開閉で制御するものとし、long信号の露光を開
始してから１／１００秒後に機械シャッター１７を閉
じ、露光を完了する。このように機械シャッター１７を
閉じることで、長時間露光した信号は、その読み出し中
に余分に露光されることがない。

【０１０２】long信号の露光が完了すると読み出し制御
パルスによりホトダイオード上の蓄積電荷は垂直転送Ｃ
ＣＤに転送される。このとき固体撮像素子３はフレーム
読み出しモードで駆動するものとし、図１３（ｃ）で説
明したように垂直方向の奇数ラインに相当するホトダイ
オードの電荷を第１フィールド分だけ読み出しを行う。
第１フィールドの信号読み出し終了後に、今度は垂直方
向の偶数ラインに相当するホトダイオードの電荷を読み
出し（第２フィールド）、これによってlong信号は１フ
レームに相当する信号を固体撮像素子３から読み出され
る。なお、図１４（ａ）に示した垂直同期信号の周期は
例えば１／１００秒とし、固体撮像素子３からの１フィ
ールド分の信号読み出しは、垂直同期信号の１周期内で
完了するものとする。

【０１０３】図１６にフレーム読み出しモードで読み出
されたlong信号を示す。図１６に示すように読み出され
たlong信号は第１フィールドはＹｅ，Ｃｙの２色の信号
となり、第２フィールドはＧ，Ｍｇの２色の信号とな
る。また、その垂直方向のライン数は各フィールドでホ
トダイオードの垂直方向の個数Ｎの１／２であり、２つ
のフィールドを合わせると１フレームに相当するＮライ
ンの信号となる。

【０１０４】以上のような露光および信号読み出しを行
うことで、露光時間の異なる２つの信号、つまり１フィ
ールド画像であるshort信号（shortフィールド信号）と
１フレーム画像であるlong信号（longフレーム信号）を
得ることができる。なお、ｓhort信号は水平ライン数が
long信号の１／２であるため、short信号はlong信号に
比べて画素数の少ない信号となっている。

【０１０５】次に、固体撮像素子３で得られた露光時間
の異なる２つの信号は、アナログ信号処理手段４を経て
Ａ／Ｄ変換手段５によりデジタル信号に変換され、画像
メモリ６に一旦記憶される。

【０１０６】画像メモリ６からはlongフレーム信号とsh
ortフィールド信号が読み出される。なお、画像メモリ
６からlongフレーム信号を読み出す際、第１フィールド
の１ライン目、第２フィールドの１ライン目、第１フィ
ールドの２ライン目、第２フィールドの２ライン目…と
いうように、１フレーム画像としてみた場合の先頭ライ
ンから順に読み出されることとする。

【０１０７】画像メモリ６から読み出されたlongフレー
ム信号は、第１のデジタル信号処理手段（Ｉ）７におい
て色分離等の信号処理を施される。この信号処理の一例
としては、フレーム信号としてみた場合に隣接する上下
２ラインのlong信号を加算混合される。これはlong信号
とshort信号を合成する際に、２つの信号の信号形式が
異なると合成ができないためであり、したがって、long
信号に対しては第１のデジタル信号処理手段（Ｉ）７内
の２水平ライン加算手段により、固体撮像素子３の垂直
転送ＣＣＤ上での画素混合と同一の処理を施し、加算処
理後に図６で示した色分離等の信号処理により輝度信号
と色差信号に分離される。一方、short信号に対して
も、図６で示した色分離等の信号処理により輝度信号と
色差信号に分離される。

【０１０８】このようにして、第１のデジタル信号処理
手段（Ｉ）７からは、輝度信号と色差信号に分離された
longフレーム信号とshortフィールド信号とが出力され
る。ここで、shortフィールド信号は補間手段１８によ
り１フレーム画像に補間される。この時点でのlongフレ
ーム信号とshort補間信号の関係を図１７に示す。図１
７（ａ）に色分離後のlong信号を、図１７（ｂ）に補間
処理前のshort信号を、図１７（ｃ）に補間処理後のsho
rt信号をそれぞれ示す。図１７（ａ）と（ｃ）に示すよ
うに、long信号に対する２水平ライン加算処理およびsh
ort信号に対する補間処理によって、long信号とshort信
号の信号形式が合致する。

【０１０９】このように補間手段１８では、図１７
（ｂ）に示すフィールド画像を補間処理により同図
（ｃ）に示すフレーム画像に変換するが、その方法につ
いて以下に説明する。

【０１１０】例えば図１７（ｂ）における第２ラインと
第３ラインの間の水平ライン信号を補間処理により求め
る場合、Ｙ＋Ｃｂの信号からなる水平ライン信号をつく
る必要がある。このとき最も近傍のＹ（輝度）信号は第
２ラインと第３ラインであるため、この両者から補間処
理により第２ラインと第３ラインの間のラインを求め
る。一方、近傍のＣｂ（色差）信号は第２ラインと第４
ラインであるため、この両者から補間処理により第２ラ
インと第３ラインの間のラインを求める。ただし、この
補間処理により水平ライン信号を求める位置と、第２ラ
イン、第４ラインとの空間的距離は等距離ではないた
め、その距離に応じて重み付けが必要となる。そこで補
間手段１８においては、Ｙ（輝度）信号は第２ラインと
第３ラインにそれぞれ１／２の重み付けをして加算し、
Ｃｂ（色差）信号は第２ライン、第４ラインにそれぞれ
３／４、１／４の重み付けをして加算する。

【０１１１】同様に、第３ラインと第４ラインの間の水
平ライン信号を補間処理により求める場合、Ｙ＋Ｃｒの
信号からなる水平ライン信号をつくる必要がある。この
とき最も近傍のＹ（輝度）信号は第３ラインと第４ライ
ンであるため、この両者から補間処理により第３ライン
と第４ラインの間のラインを求める。一方、近傍のＣｒ
（色差）信号は第３ラインと第５ラインであるため、こ
の両者から補間処理により第３ラインと第５ラインの間
のラインを求める。

【０１１２】以上の処理により、１フレーム分のlongフ
レーム信号と、１フィールド分のshort信号から補間処
理を経て得られた１フレームに相当するshort補間信号
が生成される。

【０１１３】次に、このlongフレーム信号とshort補間
信号は、それぞれLong信号周波数強調手段８およびShor
t信号周波数強調手段９に入力される。このLong信号周
波数強調手段８およびShort信号周波数強調手段９で
は、エッジの強調やレスポンスの向上のために、例えば
入力信号の所定の周波数成分を抽出し、その抽出信号に
対し乗算処理を行い、元の信号に加算する処理が行われ
る。Long信号周波数強調手段８およびShort信号周波数
強調手段９において抽出する周波数成分および乗算処理
のゲインはシステム制御手段１５によって独立に設定さ
れる。

【０１１４】ここで、short補間信号は、ホトダイオー
ドの電荷蓄積量がlongフレーム信号に比べて少ないため
にノイズ成分の多いＳ／Ｎの劣化した信号であることが
多い。また、short補間信号は補間処理を施されている
ため純粋なフレーム信号に比べて高周波数帯域に補間処
理に伴う偽信号を有していることが多い。そこで、shor
t補間信号に対するShort信号周波数強調手段９における
設定は、longフレーム信号に対するLong信号周波数強調
手段８における設定に比べてノイズおよび偽信号を強調
することが無いような設定となる。具体的な設定例とし
ては、longフレーム信号からの抽出信号の周波数帯域に
対しshort補間信号からの抽出信号の周波数帯域を低く
する。あるいは、longフレーム信号からの抽出信号に対
する乗算ゲイン値に対しshort補間信号からの抽出信号
に対する乗算ゲイン値を低くする。このことによってsh
ort補間信号のノイズおよび偽信号レベルを抑えること
が可能である。

【０１１５】次に、このようにして最適な周波数強調処
理を施されたlongフレーム信号（長時間露光の信号に相
当）とshort補間信号（短時間露光の信号に相当）は、
画像合成手段１０によって一つの画像信号に合成され、
ダイナミックレンジが拡大した合成画像信号（mix信
号）となり、第２のデジタル信号処理手段（II）１１に
おいてマトリクス演算、特定のフォーマットへのエンコ
ード等の処理が施される。

【０１１６】以上のように、long信号（長時間露光の信
号）とshort信号（短時間露光の信号）を合成してダイ
ナミックレンジが拡大した合成画像信号を作成する撮像
装置において、Long信号周波数強調手段とShort信号周
波数強調手段を設け、short信号に対しノイズおよび偽
信号レベルを抑える設定を施すことで、ノイズ成分およ
び偽信号成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優れたダイナミッ
クレンジの広い画像を得ることが可能となる。

【０１１７】（実施の形態４）‥‥〔請求項１０，１９
相当〕 図１８は本発明の実施の形態４における撮像装置の構成
を示すブロック図である。図１２に示す実施の形態３の
構成と対応する部分には同一の符号を付す。図１８にお
いて図１２と異なるのは、Long信号周波数強調手段８お
よびShort信号周波数強調手段９の代わりにMix信号周波
数強調手段１６を備えたことであり、その他の構成は、
実施の形態３の場合と同じである。

【０１１８】同図において、１は光学レンズ、１７は光
学絞りと兼用の機械シャッター、３はインタライン転送
方式の固体撮像素子（ＩＴ−ＣＣＤ）、４は相関二重サ
ンプリング回路と自動利得制御回路から構成されるアナ
ログ信号処理手段、５はＡ／Ｄ変換手段、６は画像メモ
リ、７は輝度信号と色差信号の分離等の処理を行う第１
のデジタル信号処理手段（Ｉ）、１８は第１のデジタル
信号処理手段（Ｉ）７の２系統の出力信号の一方の信号
であるshortフィールド信号に対して補間処理を行う補
間手段、１０は第１のデジタル信号処理手段（Ｉ）７か
らのlongフレーム信号と補間手段１８からのshort補間
信号との２系統の画像信号を合成する画像合成手段、１
６は画像合成手段１０からのmix信号の所定の周波数成
分を強調するMix信号周波数強調手段、１１は画像合成
手段１０で得られた信号に対してマトリクス演算、特定
のフォーマットへのエンコード等の処理を施す第２のデ
ジタル信号処理手段（II）、１９はシャッター駆動制御
手段、１３は固体撮像素子駆動制御手段、２０は固体撮
像素子駆動制御手段１３とシャッター駆動制御手段１９
から構成され、固体撮像素子３の電荷蓄積量を制御する
電荷蓄積量制御手段、１５はシステム制御手段である。

【０１１９】このように構成された撮像装置について、
実施の形態３と異なる点を中心に説明する。

【０１２０】実施の形態３と同様の露光および信号読み
出しを行うことで、露光時間の異なる２つの信号、つま
り１フィールド画像であるshort信号と１フレーム画像
であるlong信号を得ることが可能である。なお、short
信号は水平ライン数がlong信号の１／２であるため、sh
ort信号はlong信号に比べ画素数の少ない信号となって
いる。

【０１２１】次に、この固体撮像素子３で得られた露光
時間の異なる２つの信号は、アナログ信号処理手段４を
経てＡ／Ｄ変換手段５によりデジタル信号に変換され、
画像メモリ６に一旦記憶される。画像メモリ６からはlo
ngフレーム信号とshortフィールド信号が読み出され、
第１のデジタル信号処理手段（Ｉ）７からは、輝度信号
と色差信号に分離されたlongフレーム信号とshortフィ
ールド信号とが出力される。ここで、shortフィールド
信号は補間手段１８により１フレーム画像に補間され
る。このlongフレーム信号とshort補間信号は、画像合
成手段１０によってダイナミックレンジが拡大したmix
信号となる。この合成されたmix信号は、Mix信号周波数
強調手段１６において、エッジの強調やレスポンスの向
上のために、例えば入力信号の所定の周波数成分を抽出
し、その抽出信号に対し乗算処理を行い、元の信号に加
算する処理が行われる。このMix信号周波数強調手段１
６において抽出する周波数成分および乗算処理のゲイン
はシステム制御手段１５によって設定される。

【０１２２】ここで、short補間信号は、ホトダイオー
ドの電荷蓄積量がlongフレーム信号に比べて少ないため
にノイズ成分の多いＳ／Ｎの劣化した信号であることが
多い。また、short補間信号は補間処理を施されている
ため純粋なフレーム信号に比べて高周波数帯域に補間処
理に伴う偽信号を有していることが多い。そこで、Mix
信号周波数強調手段１６においては、mix信号におけるs
hort信号範囲に対する周波数強調設定は、long信号範囲
に対する周波数強調設定に比べてノイズおよび偽信号を
強調することが無いような設定となる。

【０１２３】このように、mix信号に対してlong信号範
囲とshort信号範囲をmix信号のレベルで検出して、long
信号範囲とshort信号範囲に合致した最適な周波数強調
処理を行うことができる。

【０１２４】以上のように、long信号（長時間露光の信
号）とshort信号（短時間露光の信号）を合成してダイ
ナミックレンジが拡大した合成画像信号を作成する撮像
装置において、Mix信号周波数強調手段を設け、short信
号範囲に対しノイズおよび偽信号レベルを抑える設定を
施すことで、ノイズ成分および偽信号成分が少なくてＳ
／Ｎ性能に優れたダイナミックレンジの広い画像を得る
ことが可能となる。

【０１２５】なお、実施の形態３および４においては、
long信号（長時間露光の信号）がフレーム信号で、shor
t信号（短時間露光の信号）がフィールド信号であり、
補間処理によりフレーム信号にする場合を説明した。こ
の場合は短時間露光によるノイズ成分およびフィールド
信号から補間処理によりフレーム信号にすることによる
偽信号は、共にshort信号に存在している。これに対
し、short信号（短時間露光の信号）がフレーム信号
で、long信号（長時間露光の信号）がフィールド信号で
あり、補間処理によりフレーム信号にするという構成も
可能である。そして、この場合は、short信号に対する
ノイズ成分を抑圧する周波数強調処理と、フィールド信
号から補間処理によりフレーム信号となったlong信号に
対する偽信号成分を抑圧する周波数強調処理を独立に行
うことになる。

【０１２６】また、実施の形態３および４においては第
１のデジタル信号処理手段で輝度信号と色差信号に分離
された後、補間手段でフィールド信号からフレーム信号
を作成する場合を説明したが、撮像素子の色フィルター
信号の状態において補間手段でフィールド信号からフレ
ーム信号を作成し、その後、色分離等の処理を行っても
よい。

【０１２７】また、補間手段として線形補間を説明した
が、これに限るものでなく、高次内挿補間を行ってもよ
い。

【０１２８】また、上記各実施の形態においては撮像素
子の色フィルター配列として色差線順次配列の場合を説
明したが、これに限るものでなく、各実施の形態におけ
る撮像素子に対する駆動方法（インタレース読み出し駆
動、フレーム読み出し駆動）で色分離が可能であればよ
い。

【０１２９】また、上記各実施の形態における画像合成
方法については基本動作のみを説明したが、それは、そ
の詳しい動作が直接には本発明に関係しないためであ
る。

【０１３０】

【発明の効果】本発明によれば、電荷蓄積量の少ない画
像信号と電荷蓄積量の多い画像信号とを合成することに
よりダイナミックレンジ拡大を行うように構成された撮
像装置において、前記電荷蓄積量の少ない画像信号に対
する周波数強調処理と前記電荷蓄積量の多い画像信号に
対する周波数強調処理とを互いに異にすることにより、
すなわち、周波数強調処理において電荷蓄積量の少ない
画像信号に対してはノイズ成分を抑えるような設定とす
ることにより、ノイズ成分が少なくてＳ／Ｎ性能に優れ
たダイナミックレンジの広い画像を得ることが可能とな
る。さらには、電荷蓄積量の少ない画像信号に対する補
間により、ノイズ成分および偽信号成分が少なくてＳ／
Ｎ性能に優れたダイナミックレンジの広い画像を得るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における撮像装置の構
成を示すブロック図

【図２】 本発明の実施の形態１における固体撮像素子
の構成、動作を説明する模式図

【図３】 本発明の実施の形態１における固体撮像素子
の被写体像の露光および露光した信号の読み出しに関す
る動作タイミング図

【図４】 本発明の実施の形態１における固体撮像素子
の他の構成、動作を説明する模式図

【図５】 本発明の実施の形態１における固体撮像素子
の被写体像の露光および露光した信号の読み出しに関す
る他の動作タイミング図

【図６】 本発明の実施の形態１における固体撮像素子
の色フィルターの一例を示す模式図

【図７】 本発明の実施の形態１におけるダイナミック
レンジ拡大の原理の説明図

【図８】 本発明の実施の形態２における撮像装置の構
成を示すブロック図

【図９】 本発明の実施の形態２におけるMix信号周波
数強調手段の説明図

【図１０】 本発明の実施の形態２におけるMix信号周
波数強調手段の他の説明図

【図１１】 本発明の実施の形態２における画像合成の
説明図

【図１２】 本発明の実施の形態３における撮像装置の
構成を示すブロック図

【図１３】 本発明の実施の形態３における固体撮像素
子の構成、動作を説明する模式図

【図１４】 本発明の実施の形態３における固体撮像素
子の被写体像の露光および露光した信号の読み出しに関
する動作タイミング図

【図１５】 本発明の実施の形態３におけるフィールド
読み出しモードで読み出されたshort信号の説明図

【図１６】 本発明の実施の形態３におけるフレーム読
み出しモードで読み出されたlong信号の説明図

【図１７】 本発明の実施の形態３における補間手段の
説明図

【図１８】 本発明の実施の形態４における撮像装置の
構成を示すブロック図

【符号の説明】

１……光学レンズ ２……光学絞り用の機械シャッター ３……固体撮像素子 ４……アナログ信号処理手段 ５……Ａ／Ｄ変換手段 ６……画像メモリ ７……第１のデジタル信号処理手段（Ｉ） ８……Long信号周波数強調手段 ９……Short信号周波数強調手段 １０……画像合成手段 １１……第２のデジタル信号処理手段（II） １２……絞り駆動制御手段 １３……固体撮像素子駆動制御手段 １４……電荷蓄積量制御手段 １５……システム制御手段 １７……光学絞りと兼用の機械シャッター １８……補間手段 １９……シャッター駆動制御手段 ２０……電荷蓄積量制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｐ Ｆターム(参考） 5B047 BB01 CA06 DA10 DC20 5C021 PA79 PA85 RB07 XA14 XB03 YA01 5C022 AB12 AB17 AB37 AC42 AC52 AC69 5C023 AA01 AA11 AA37 BA13 CA03 DA04 EA03 EA10 5C024 CX11 CX47 EX31 EX34 GY01 GY04 HX28

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電荷蓄積量の少ない画像信号と電荷蓄積
   量の多い画像信号とを合成することによりダイナミック
   レンジ拡大を行う撮像装置であって、前記電荷蓄積量の
   少ない画像信号と前記電荷蓄積量の多い画像信号とに対
   する周波数強調処理を互いに異にすることを特徴とする
   撮像装置。
2. 【請求項２】 前記電荷蓄積量の少ない画像信号の設定
   周波数成分の強調を弱め、前記電荷蓄積量の多い画像信
   号の設定周波数成分の強調を強めることを特徴とする請
   求項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記電荷蓄積量の少ない画像信号と前記
   電荷蓄積量の多い画像信号との合成を前記周波数強調処
   理の後に行うことを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記電荷蓄積量の少ない画像信号と前記
   電荷蓄積量の多い画像信号との合成を前記周波数強調処
   理の前に行うことを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 前記電荷蓄積量の少ない画像信号を取得
   するための駆動方式と前記電荷蓄積量の多い画像信号を
   取得するための駆動方式とが互いに異なっていることを
   特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載
   の撮像装置。
6. 【請求項６】 前記駆動方式が互いに異なる前記電荷蓄
   積量の互いに異なる画像信号について、その合成の前に
   信号形式を統一することを特徴とする請求項５に記載の
   撮像装置。
7. 【請求項７】 撮像素子と、 前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制御手
   段と、 前記電荷蓄積量制御手段により電荷蓄積量の異なる複数
   の画像信号を得る撮像手段と、 前記撮像手段の出力画像信号の設定周波数成分を強調す
   る周波数強調手段と、 前記周波数強調手段の出力画像信号を合成し合成画像信
   号を生成する画像合成手段とを備え、 前記周波数強調手段は、電荷蓄積量の少ない画像信号に
   対する周波数強調処理と電荷蓄積量の多い画像信号に対
   する周波数強調処理とを互いに異にすることを特徴とす
   る撮像装置。
8. 【請求項８】 撮像素子と、 前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制御手
   段と、 前記電荷蓄積量制御手段により電荷蓄積量の異なる複数
   の画像信号を得る撮像手段と、 前記撮像手段の出力画像信号を合成し合成画像信号を生
   成する画像合成手段と、 前記合成画像信号の設定周波数成分を強調する周波数強
   調手段とを備え、 前記周波数強調手段は、前記合成画像信号内の電荷蓄積
   量の少ない画像信号部分に対する周波数強調処理と電荷
   蓄積量の多い画像信号部分に対する周波数強調処理とを
   互いに異にすることを特徴とする撮像装置。
9. 【請求項９】 撮像素子と、 前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制御手
   段と、 互いに異なる少なくとも２つの駆動方式を有する前記撮
   像素子の撮像素子駆動制御手段と、 前記電荷蓄積量制御手段により電荷蓄積量を異にすると
   ともに前記撮像素子駆動制御手段により駆動方式を異に
   する複数の画像信号を得る撮像手段と、 前記撮像手段の出力画像信号の設定周波数成分を強調す
   る周波数強調手段と、 前記周波数強調手段の出力画像信号を合成し合成画像信
   号を生成する画像合成手段とを備え、 前記周波数強調手段は、電荷蓄積量の少ない画像信号に
   対する周波数強調処理と電荷蓄積量の多い画像信号に対
   する周波数強調処理とを互いに異にすることを特徴とす
   る撮像装置。
10. 【請求項１０】 撮像素子と、 前記撮像素子の電荷蓄積量を制御する電荷蓄積量制御手
    段と、 互いに異なる少なくとも２つの駆動方式を有する前記撮
    像素子の撮像素子駆動制御手段と、 前記電荷蓄積量制御手段により電荷蓄積量を異にすると
    ともに前記撮像素子駆動制御手段により駆動方式を異に
    する複数の画像信号を得る撮像手段と、 前記撮像手段の出力画像信号を合成し合成画像信号を生
    成する画像合成手段と、 前記合成画像信号の設定周波数成分を強調する周波数強
    調手段とを備え、 前記周波数強調手段は、前記合成画像信号内の電荷蓄積
    量の少ない画像信号部分に対する周波数強調処理と電荷
    蓄積量の多い画像信号部分に対する周波数強調処理とを
    互いに異にすることを特徴とする撮像装置。
11. 【請求項１１】 前記周波数強調手段は、電荷蓄積量の
    少ない画像信号の設定周波数成分の強調を弱め、電荷蓄
    積量の多い画像信号の設定周波数成分の強調を強めるよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項７または請
    求項９に記載の撮像装置。
12. 【請求項１２】 前記周波数強調手段は、前記合成画像
    信号内の電荷蓄積量の少ない画像信号部分の設定周波数
    成分の強調を弱め、電荷蓄積量の多い画像信号部分の設
    定周波数成分の強調を強めるように構成されていること
    を特徴とする請求項８または請求項１０に記載の撮像装
    置。
13. 【請求項１３】 前記周波数強調手段は、前記画像合成
    手段における電荷蓄積量の異なる複数の画像信号の画像
    合成比率情報を用いて前記合成画像信号内の電荷蓄積量
    の少ない画像信号部分の設定周波数成分の強調を弱め、
    電荷蓄積量の多い画像信号部分の設定周波数成分の強調
    を強めるように構成されていることを特徴とする請求項
    ８または請求項１０に記載の撮像装置。
14. 【請求項１４】 前記撮像素子駆動制御手段は、前記の
    互いに異なる駆動方式としてフィールド信号を生成する
    駆動方式とフレーム信号を生成する駆動方式とを備えた
    ものとして構成されていることを特徴とする請求項９ま
    たは請求項１０に記載の撮像装置。
15. 【請求項１５】 前記撮像素子駆動制御手段は、前記の
    互いに異なる駆動方式としてインタレース駆動方式と遮
    光手段を有するフレーム読み出し制御駆動方式とを備え
    たものとして構成されていることを特徴とする請求項９
    または請求項１０に記載の撮像装置。
16. 【請求項１６】 前記撮像手段は、電荷蓄積量の少ない
    インタレース駆動方式による画像信号と電荷蓄積量の多
    い遮光手段を有するフレーム読み出し制御駆動方式によ
    る画像信号を得るものとして構成されていることを特徴
    とする請求項９または請求項１０に記載の撮像装置。
17. 【請求項１７】 前記撮像手段は、異なる２つの駆動方
    式の一方のフレーム読み出し制御駆動方式によるフレー
    ム画像信号と、もう一方のインタレース駆動方式による
    フィールド画像信号を生成し、前記フィールド画像信号
    を補間フレーム画像信号に変換する補間手段を備えたも
    のとして構成されていることを特徴とする請求項９に記
    載の撮像装置。
18. 【請求項１８】 前記周波数強調手段は、前記補間フレ
    ーム画像信号の設定周波数成分の強調を弱め、前記フレ
    ーム画像信号の設定周波数成分の強調を強めるように構
    成されていることを特徴とする請求項１７に記載の撮像
    装置。
19. 【請求項１９】 前記撮像手段は、異なる２つの駆動方
    式の一方のフレーム読み出し制御駆動方式によるフレー
    ム画像信号と、もう一方のインタレース駆動方式による
    フィールド画像信号を生成し、前記フィールド画像信号
    を補間フレーム画像信号に変換する補間手段を備えたも
    のとして構成されていることを特徴とする請求項１０に
    記載の撮像装置。
20. 【請求項２０】 前記周波数強調手段は、前記合成画像
    信号内の補間フレーム画像信号部分の設定周波数成分の
    強調を弱め、前記フレーム画像信号部分の設定周波数成
    分の強調を強めるように構成されていることを特徴とす
    る請求項１９に記載の撮像装置。