JP3154484B2 - 撮像装置 - Google Patents
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- JP3154484B2 JP3154484B2 JP31597290A JP31597290A JP3154484B2 JP 3154484 B2 JP3154484 B2 JP 3154484B2 JP 31597290 A JP31597290 A JP 31597290A JP 31597290 A JP31597290 A JP 31597290A JP 3154484 B2 JP3154484 B2 JP 3154484B2
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Description
【０００１】
本発明は撮像装置に係り、特に実質的にダイナミック
レンジの広い撮像装置に関する。
レンジの広い撮像装置に関する。
【０００２】
撮像装置は、カメラ一体形VTRやスチル・ビデオ・カ
メラなどのビデオ・カメラ部として広く使用されている
撮像管や固体撮像素子を用いるビデオ・カメラは旧来の
銀塩写真システムに比べダイナミックレンジが狭く、従
って、逆光時などには白とびや黒つぶれ（輝度レベルが
著しく高い又は低い部分の俗称）などが発生する。従来
のビデオ・カメラではこのような場合、手動又は逆光補
正ボタンの操作により絞りを２絞り分程度開放し、光量
を調整していた。
メラなどのビデオ・カメラ部として広く使用されている
撮像管や固体撮像素子を用いるビデオ・カメラは旧来の
銀塩写真システムに比べダイナミックレンジが狭く、従
って、逆光時などには白とびや黒つぶれ（輝度レベルが
著しく高い又は低い部分の俗称）などが発生する。従来
のビデオ・カメラではこのような場合、手動又は逆光補
正ボタンの操作により絞りを２絞り分程度開放し、光量
を調整していた。
【０００３】 しかし、このような逆光補正を適切に行った場合にお
いて、主たる被写体が適正露光量であっても背景で白と
びが発生してしまい、背景が白いだけの画面になってし
まう場合がある。つまり、従来装置のように主被写体の
露光量が適正になるように光量調整するだけでは、撮像
装置のダイナミックレンジの狭さは解決されない。
いて、主たる被写体が適正露光量であっても背景で白と
びが発生してしまい、背景が白いだけの画面になってし
まう場合がある。つまり、従来装置のように主被写体の
露光量が適正になるように光量調整するだけでは、撮像
装置のダイナミックレンジの狭さは解決されない。
【０００４】 かかる問題を解決するものとして、例えば２回の露光
を行いダイナミックレンジの拡大を行う方法がある。こ
の方法は通常の露光時間1/60秒で撮像した画面の飽和し
た画素信号を高速シャッタ動作（例えば、1/1000秒）で
撮像した画素信号で置換するものである。この方法では
露光時間が約16倍違うので、ダイナミックレンジも約16
倍拡大できる。
を行いダイナミックレンジの拡大を行う方法がある。こ
の方法は通常の露光時間1/60秒で撮像した画面の飽和し
た画素信号を高速シャッタ動作（例えば、1/1000秒）で
撮像した画素信号で置換するものである。この方法では
露光時間が約16倍違うので、ダイナミックレンジも約16
倍拡大できる。
【０００５】 このような複数回露光によってダイナミックレンジの
拡大を行う公知例としては、例えば、特開平１−176173
号公報、特開平１−204579号公報等がある。
拡大を行う公知例としては、例えば、特開平１−176173
号公報、特開平１−204579号公報等がある。
【０００６】 前者の公報には、従来の信号処理方法が述べられてお
り、図８に示すように、最初の露光信号をメモリ装置に
一時記憶させ、次の露光信号を読み出す時に、上記メモ
リ装置の信号を同時に読み出し、信号処理回路でダイナ
ミックレンジを拡大した合成信号を形成している。
り、図８に示すように、最初の露光信号をメモリ装置に
一時記憶させ、次の露光信号を読み出す時に、上記メモ
リ装置の信号を同時に読み出し、信号処理回路でダイナ
ミックレンジを拡大した合成信号を形成している。
【０００７】 後者の公報では、図９に示すように、露光時間の異な
る二つの撮像信号をそれぞれの信号処理回路を通して、
1:1で加算することにより合成信号を形成している。
る二つの撮像信号をそれぞれの信号処理回路を通して、
1:1で加算することにより合成信号を形成している。
【０００８】
しかし、従来のような二つの撮像信号の単純な信号の
置換処理方法あるいは加算方法では、撮影した被写体像
を高画質に再生することは困難である。高階調な自然の
被写体に対し、ディスプレイ装置或はプリント用紙は低
階調であり、かかる低階調の再生手段に対し、最適な信
号処理を行うことによって高品位な画像を得ることがで
きる。
置換処理方法あるいは加算方法では、撮影した被写体像
を高画質に再生することは困難である。高階調な自然の
被写体に対し、ディスプレイ装置或はプリント用紙は低
階調であり、かかる低階調の再生手段に対し、最適な信
号処理を行うことによって高品位な画像を得ることがで
きる。
【０００９】
本願第１の発明の撮像装置は、受光素子における第１
の信号蓄積量による第１の撮像信号と、前記第１の信号
蓄積量よりも少ない第２の信号蓄積量による第２の撮像
信号との合成により合成撮像信号を形成する撮像装置に
おいて、 前記第２の撮像信号の振幅を、前記第２の撮像信号の
信号レベルに基いて制御する振幅制御手段と、 前記振幅制御手段から出力される前記第２の撮像信号
と、前記第１の撮像信号とを合成する信号合成手段と、 を有することを特徴とする。
の信号蓄積量による第１の撮像信号と、前記第１の信号
蓄積量よりも少ない第２の信号蓄積量による第２の撮像
信号との合成により合成撮像信号を形成する撮像装置に
おいて、 前記第２の撮像信号の振幅を、前記第２の撮像信号の
信号レベルに基いて制御する振幅制御手段と、 前記振幅制御手段から出力される前記第２の撮像信号
と、前記第１の撮像信号とを合成する信号合成手段と、 を有することを特徴とする。
【００１０】 本願第２の発明の撮像装置は、受光素子における第１
の信号蓄積量による第１の撮像信号と、前記第１の信号
蓄積量よりも少ない第２の信号蓄積量による第２の撮像
信号との合成により合成撮像信号を形成する信号合成手
段と、 前記信号合成手段により出力される信号の高振幅部を
圧縮するニー手段と、 前記第２の撮像信号の信号レベルに基いて、前記ニー
手段のニー特性を制御するニー特性制御手段と、 を有することを特徴とする。
の信号蓄積量による第１の撮像信号と、前記第１の信号
蓄積量よりも少ない第２の信号蓄積量による第２の撮像
信号との合成により合成撮像信号を形成する信号合成手
段と、 前記信号合成手段により出力される信号の高振幅部を
圧縮するニー手段と、 前記第２の撮像信号の信号レベルに基いて、前記ニー
手段のニー特性を制御するニー特性制御手段と、 を有することを特徴とする。
【００１１】 ［作用］ 本願第１の発明は、信号蓄積量の少ない第２の撮像信
号の振幅を、この第２の撮像信号の信号レベルに基いて
制御し、振幅制御された第２の撮像信号と信号蓄積量の
大きい第１の撮像信号とを合成することで、入射光の強
さに応じて、より適切なダイナミックレンジの拡大を行
うものである。
号の振幅を、この第２の撮像信号の信号レベルに基いて
制御し、振幅制御された第２の撮像信号と信号蓄積量の
大きい第１の撮像信号とを合成することで、入射光の強
さに応じて、より適切なダイナミックレンジの拡大を行
うものである。
【００１２】 本願第２の発明は、信号蓄積量の少ない第２の撮像信
号の信号レベルに基いて、第１及び第２の撮像信号の合
成信号の高振幅部を圧縮するニー手段のニー特性を制御
することにより、入射光の強さに応じて、より適切なダ
イナミックレンジの拡大を行うものである。
号の信号レベルに基いて、第１及び第２の撮像信号の合
成信号の高振幅部を圧縮するニー手段のニー特性を制御
することにより、入射光の強さに応じて、より適切なダ
イナミックレンジの拡大を行うものである。
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
【００１４】 まず、本発明の撮像装置に用いる撮像素子について説
明する。
明する。
【００１５】 図６は、本発明に用い撮像素子の一構成例の概略的構
成図である。
成図である。
【００１６】 図６において、10はイメージエリア、20はストレージ
エリア、30はドレイン、40及び50は水平転送CCDであ
る。
エリア、30はドレイン、40及び50は水平転送CCDであ
る。
【００１７】 イメージエリア10は、受光素子であるフォトダイオー
ド11と、フォトダイオード11で光電変換された電荷を光
電変換終了後に一時的に保持するための垂直転送CCD
（垂直レジスタ）12とが複数列交互に配列された構成と
なっている。垂直転送CCD12は遮光されており、そこに
保持された光電荷は垂直転送パルスφI(n)によりストレ
ージエリア20にCCD転送される。イメージエリア10の上
部に設けられたドレイン30はイメージエリア10で発生し
た不要な電荷を高速に排除するための電極である。
ド11と、フォトダイオード11で光電変換された電荷を光
電変換終了後に一時的に保持するための垂直転送CCD
（垂直レジスタ）12とが複数列交互に配列された構成と
なっている。垂直転送CCD12は遮光されており、そこに
保持された光電荷は垂直転送パルスφI(n)によりストレ
ージエリア20にCCD転送される。イメージエリア10の上
部に設けられたドレイン30はイメージエリア10で発生し
た不要な電荷を高速に排除するための電極である。
【００１８】 ストレージエリア20は全体が遮光されており、イメー
ジエリア10からの光電荷をストレージする垂直転送CCD
（垂直レジスタ）21が配列された構成となっている。イ
メージエリア10とストレージエリア20との間には水平転
送CCD40が設けられ、ストレージエリア20の下部には水
平転送CCD50が設けられており、それぞれ垂直転送CCD1
2,21からの光電荷を出力アンプへ高速転送する。
ジエリア10からの光電荷をストレージする垂直転送CCD
（垂直レジスタ）21が配列された構成となっている。イ
メージエリア10とストレージエリア20との間には水平転
送CCD40が設けられ、ストレージエリア20の下部には水
平転送CCD50が設けられており、それぞれ垂直転送CCD1
2,21からの光電荷を出力アンプへ高速転送する。
【００１９】 以下、上記撮像素子の動作について図７を用いて説明
する。
する。
【００２０】 図７は、上記撮像素子の動作を説明するための駆動タ
イミング図である。
イミング図である。
【００２１】 フォトダイオード11は、１フィールド期間に２度の露
光（光電変換）が行われる。すなわち、図７において、
T1は第一の露光期間、T2は第二の露光期間である。な
お、第一の露光期間T1は第二の露光期間T2よりも長くな
っている。
光（光電変換）が行われる。すなわち、図７において、
T1は第一の露光期間、T2は第二の露光期間である。な
お、第一の露光期間T1は第二の露光期間T2よりも長くな
っている。
【００２２】 まず、図７に示すように、第一の露光期間T1の露光が
終了に近づくと、垂直転送CCD12に発生したスメア電荷
をドレイン30に掃き出すために、垂直転送CCD12に通常
の電荷転送と逆方向の転送パルスφI(n)（図中、パルス
Ａ）が印加される。
終了に近づくと、垂直転送CCD12に発生したスメア電荷
をドレイン30に掃き出すために、垂直転送CCD12に通常
の電荷転送と逆方向の転送パルスφI(n)（図中、パルス
Ａ）が印加される。
【００２３】 次に、転送パルスφI(n)（図中、パルスＢ）を印加し
てフォトダイオード11上の光電荷を垂直転送CCD12に移
し、その後、転送パルスφI(n)（図中、パルスＣ）及び
転送パルスφS(n)（図中、パルスＣ′）を印加して垂直
転送CCD12の光電荷をストレージエリア20に高速に転送
する。なお、フォトダイオード11では、光電荷が移され
ると第二の露光期間T2に入る。
てフォトダイオード11上の光電荷を垂直転送CCD12に移
し、その後、転送パルスφI(n)（図中、パルスＣ）及び
転送パルスφS(n)（図中、パルスＣ′）を印加して垂直
転送CCD12の光電荷をストレージエリア20に高速に転送
する。なお、フォトダイオード11では、光電荷が移され
ると第二の露光期間T2に入る。
【００２４】 次に、転送パルスφI(n)（図中、パルスＤ）を印加し
て第二の露光期間T2に光電変換された光電荷を垂直転送
CCD12に移す。
て第二の露光期間T2に光電変換された光電荷を垂直転送
CCD12に移す。
【００２５】 この時点で垂直転送CCD21には、第一の露光（第一の
露光期間T1の露光）による信号が蓄積されており、また
垂直転送CCD12には第二の露光（第二の露光期間T2の露
光）による信号が蓄積されていることになる。
露光期間T1の露光）による信号が蓄積されており、また
垂直転送CCD12には第二の露光（第二の露光期間T2の露
光）による信号が蓄積されていることになる。
【００２６】 垂直ブランキング期間が終了すると、映像期間内の１
水平期間（Tn）毎の水平ブランキング期間に、転送パル
スφI(n)（図中、パルスＥ）及び転送パルスφS(n)（図
中、パルスＥ′）が印刷されて、垂直転送CCD12、垂直
転送CCD21の光電荷は、水平転送CCD40、水平転送CCD50
に移される。
水平期間（Tn）毎の水平ブランキング期間に、転送パル
スφI(n)（図中、パルスＥ）及び転送パルスφS(n)（図
中、パルスＥ′）が印刷されて、垂直転送CCD12、垂直
転送CCD21の光電荷は、水平転送CCD40、水平転送CCD50
に移される。
【００２７】 そして、この光電荷は水平走査の有効期間内に、水平
転送パルスφH(n)により、出力アンプを経て外部に信号
S1（第一の露光による信号）、信号S2（第二の露光によ
る信号）として出力される。
転送パルスφH(n)により、出力アンプを経て外部に信号
S1（第一の露光による信号）、信号S2（第二の露光によ
る信号）として出力される。
【００２８】 以上説明した撮像素子においては、第一の露光による
信号S1と第二の露光による信号S2とを同時に出力するこ
とが可能となる。
信号S1と第二の露光による信号S2とを同時に出力するこ
とが可能となる。
【００２９】 以下、前述した撮像素子を用いた本発明の撮像装置に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３０】 図１は、上記撮像素子を用いた本発明の撮像装置の第
一実施例となるビデオ装置の全体構成ブロック図であ
る。
一実施例となるビデオ装置の全体構成ブロック図であ
る。
【００３１】 図２は、第一の露光時と第二の露光時に得られた信号
S1,S2の合成に用いられるサンプルホールドパルスのタ
イミング図である。
S1,S2の合成に用いられるサンプルホールドパルスのタ
イミング図である。
【００３２】 図３は、前記ビデオ装置のカメラ信号処理系の各回路
構成部の信号レベルを示す特性図である。
構成部の信号レベルを示す特性図である。
【００３３】 ビデオ装置の構成は、図１に示すように、光学系10
0、カメラ信号処理系200、記録系300から構成される。
0、カメラ信号処理系200、記録系300から構成される。
【００３４】 光学系100において、レンズ101から入射した被写体光
は、アイリス102により光量が制限され、センサ103に結
像される。センサ103はセンサ駆動回路105により、また
アイリス102はアイリス駆動回路106により駆動される。
は、アイリス102により光量が制限され、センサ103に結
像される。センサ103はセンサ駆動回路105により、また
アイリス102はアイリス駆動回路106により駆動される。
【００３５】 センサ103からの信号S1,S2は、カメラ信号処理系200
において、ダイナミックレンジ拡大のための信号処理
と、一般のカメラ信号処理等がなされる。ここで、セン
サ103は図６で示した撮像素子、信号S1は第一の露光
（長時間露光）による信号、信号S2は第二の露光（短時
間露光）による信号を示す。
において、ダイナミックレンジ拡大のための信号処理
と、一般のカメラ信号処理等がなされる。ここで、セン
サ103は図６で示した撮像素子、信号S1は第一の露光
（長時間露光）による信号、信号S2は第二の露光（短時
間露光）による信号を示す。
【００３６】 またここでは、露光量の制御は露光期間の長さによっ
て行っているが、本発明において露光量の制御は、アイ
リスによる制御、フラッシュの使用等によっても可能で
ある。
て行っているが、本発明において露光量の制御は、アイ
リスによる制御、フラッシュの使用等によっても可能で
ある。
【００３７】 以下、図２及び図３を用いてカメラ信号処理系200の
信号処理動作について説明する。
信号処理動作について説明する。
【００３８】 なお、図１中、a,bはそれぞれセンサ103の出力信号
（信号S1,S2）、ａ′はクランプ回路221によりクランプ
された出力信号、ａ″はホワイトクリップ回路（Ｗ・Ｃ
回路）222の出力信号、b,b′は増幅器213の出力信号
（この出力信号ｂはセンサ103の出力信号ｂと同じ）、
c,c′はホールドコンデンサCHの出力信号、d,d′はニー
（KNEE）回路231の出力信号である。図３中、a,a′,
a″,b,b′,c,c′,d,d′は各出力信号の光量−信号レベ
ル特性を示す曲線または直線である。
（信号S1,S2）、ａ′はクランプ回路221によりクランプ
された出力信号、ａ″はホワイトクリップ回路（Ｗ・Ｃ
回路）222の出力信号、b,b′は増幅器213の出力信号
（この出力信号ｂはセンサ103の出力信号ｂと同じ）、
c,c′はホールドコンデンサCHの出力信号、d,d′はニー
（KNEE）回路231の出力信号である。図３中、a,a′,
a″,b,b′,c,c′,d,d′は各出力信号の光量−信号レベ
ル特性を示す曲線または直線である。
【００３９】 まず、センサ103からの信号S1の信号処理について説
明する。
明する。
【００４０】 センサ103からの信号S1（出力信号ａ）はセンサ103へ
の光量が強いと、ある信号レベル（図３中、Vsat）で飽
和し、図３の曲線ａのような特性となる。信号S1（出力
信号ａ）は黒基準部をクランプ回路221でクランプされ
る。図３中のVCはクランプ電圧を示す。
の光量が強いと、ある信号レベル（図３中、Vsat）で飽
和し、図３の曲線ａのような特性となる。信号S1（出力
信号ａ）は黒基準部をクランプ回路221でクランプされ
る。図３中のVCはクランプ電圧を示す。
【００４１】 電圧VCにクランプされた信号S1（出力信号ａ′）の信
号レベルVth1＋VC以上の部分は、ホワイトクリップ回路
222でクリップされて、図６の曲線ａ″のような特性と
なる。ホワイトクリップは、センサが飽和するとき、セ
ンサの製造プロセスに起因するバラツキが大きくなるた
めに行う ものである。
号レベルVth1＋VC以上の部分は、ホワイトクリップ回路
222でクリップされて、図６の曲線ａ″のような特性と
なる。ホワイトクリップは、センサが飽和するとき、セ
ンサの製造プロセスに起因するバラツキが大きくなるた
めに行う ものである。
【００４２】 また、センサ103からの信号S1（出力信号ａ）は、そ
の飽和の有無を検出するため、レベル検出器223に入力
される。本実施例での飽和検出レベルはホワイトクリッ
プレベルVth1＋VCより電位VCだけ小さい電位Vth1に設定
する。
の飽和の有無を検出するため、レベル検出器223に入力
される。本実施例での飽和検出レベルはホワイトクリッ
プレベルVth1＋VCより電位VCだけ小さい電位Vth1に設定
する。
【００４３】 レベル検出器223は制御回路225に接続され、制御回路
225はレベル検出器223の出力信号により、後述するサン
プルホールドスイッチ216,226を制御するためのサンプ
ルホールドパルスSH1,SH2を出力する（図２図示）。ま
た制御回路225は、レベル検出器223,224によって調べら
れた信号S1のレベル分布（レベル検出器223の検出レベ
ルは電位Vth1、レベル検出器224の検出レベルは電位V
th2とする）を調べ、アイリス102を最適に設定するよ
う、アイリス駆動回路106を制御する。
225はレベル検出器223の出力信号により、後述するサン
プルホールドスイッチ216,226を制御するためのサンプ
ルホールドパルスSH1,SH2を出力する（図２図示）。ま
た制御回路225は、レベル検出器223,224によって調べら
れた信号S1のレベル分布（レベル検出器223の検出レベ
ルは電位Vth1、レベル検出器224の検出レベルは電位V
th2とする）を調べ、アイリス102を最適に設定するよ
う、アイリス駆動回路106を制御する。
【００４４】 次に、センサ103からの信号S2の信号処理について説
明する。
明する。
【００４５】 信号S2は信号S1に比較して約1/16の信号レベルであ
る。
る。
【００４６】 ここで増幅器213のゲインを１とすると、信号S2（出
力信号ｂ）は増幅器213を経て信号レベルはそのままで
クランプ回路214に出力信号ｂとして入力される。
力信号ｂ）は増幅器213を経て信号レベルはそのままで
クランプ回路214に出力信号ｂとして入力される。
【００４７】 この時のクランプ電位VC′は以下のように設定され
る。
る。
【００４８】 長露光時の信号S1（図３中、曲線ａ）は前述したレベ
ル検出器223により信号レベルVth1以上で飽和であると
判断され、クランプ後にホワイトクリップがなされる
（図３中、曲線ａ″）。従って、信号S1（出力信号
ａ″）の信号レベルVth1＋VC以上において、短露光時の
信号S2に置換する必要がある。
ル検出器223により信号レベルVth1以上で飽和であると
判断され、クランプ後にホワイトクリップがなされる
（図３中、曲線ａ″）。従って、信号S1（出力信号
ａ″）の信号レベルVth1＋VC以上において、短露光時の
信号S2に置換する必要がある。
【００４９】 信号S1（出力信号ａ）の信号レベルVth1に相当する信
号S2（出力信号ｂ）の信号レベルVLS1は、
号S2（出力信号ｂ）の信号レベルVLS1は、
【００５０】
【数１】 である。
【００５１】 ここで、信号S2（図３中、直線ｂ）のVLS1以上の信号
を信号S1（図３中、曲線ａ″）の信号レベルVth1＋VC以
上の部分に加算する必要がある。そこでクランプ回路21
4のクランプ電位VC′をクランプ回路221のクランプ電位
VCよりVth1−VLS1だけ大きい電圧にすれば良い。クラン
プ回路214を経た信号はサンプルホールドスイッチ216に
入力される。
を信号S1（図３中、曲線ａ″）の信号レベルVth1＋VC以
上の部分に加算する必要がある。そこでクランプ回路21
4のクランプ電位VC′をクランプ回路221のクランプ電位
VCよりVth1−VLS1だけ大きい電圧にすれば良い。クラン
プ回路214を経た信号はサンプルホールドスイッチ216に
入力される。
【００５２】 サンプルホールドスイッチ216は制御回路225のサンプ
ルホールドSH1により、信号S1が飽和した時に、サンプ
ルホールド動作が行われる。
ルホールドSH1により、信号S1が飽和した時に、サンプ
ルホールド動作が行われる。
【００５３】 従ってホールドコンデンサCHには信号S1が飽和しない
時は信号S1（Ｗ・Ｃ回路222の出力、図３中の曲線
ａ″）がサンプルアンドホールドされ、信号S1が飽和し
た時は信号S2（クランプ回路214の出力）がサンプルア
ンドホールドされ、二つの画像信号の合成が行われる
（図３中、曲線ｃ）。この信号はニー（KNEE）回路231
で高信号レベルが抑圧される。
時は信号S1（Ｗ・Ｃ回路222の出力、図３中の曲線
ａ″）がサンプルアンドホールドされ、信号S1が飽和し
た時は信号S2（クランプ回路214の出力）がサンプルア
ンドホールドされ、二つの画像信号の合成が行われる
（図３中、曲線ｃ）。この信号はニー（KNEE）回路231
で高信号レベルが抑圧される。
【００５４】 本実施例では高信号レベルにおいて、1/4倍の信号レ
ベルの抑圧を行っている。ニー処理が行われた信号ｄは
後段のカメラプロセス回路232において、γ処理等、通
常のカメラ信号処理がなされる。
ベルの抑圧を行っている。ニー処理が行われた信号ｄは
後段のカメラプロセス回路232において、γ処理等、通
常のカメラ信号処理がなされる。
【００５５】 カメラプロセス回路232の出力信号は記録装置301に導
かれ、ビデオテープあるいはフロッピイディスクに記録
される。
かれ、ビデオテープあるいはフロッピイディスクに記録
される。
【００５６】 次にレベル検出器210,211、制御回路212、増幅回路21
3、クランプ電位制御回路215について説明する。
3、クランプ電位制御回路215について説明する。
【００５７】 センサ103への入射光があまり強くなく、ダイナミッ
クレンジの拡大が先に説明した実施例のように16倍も必
要でなく、例えば８倍で良い場合について説明する。
クレンジの拡大が先に説明した実施例のように16倍も必
要でなく、例えば８倍で良い場合について説明する。
【００５８】 レベル検出器210では信号レベルVth1′（≒Vth1/16）
で信号S2の信号分布を調べ、レベル検出器211では信号
レベルVth2′（≒vth2/16）で信号分布を調べている。
で信号S2の信号分布を調べ、レベル検出器211では信号
レベルVth2′（≒vth2/16）で信号分布を調べている。
【００５９】 レベル検出器210の検出度数が多い場合は、露光時間T
2を小さく、即ち1/1000秒よりさらに小さくする。レベ
ル検出器210の検出度数が小さい場合は、ダイナミック
レンジを少し狭くしても良いので、制御回路212によ
り、増幅器213のゲインが２倍に設定される。
2を小さく、即ち1/1000秒よりさらに小さくする。レベ
ル検出器210の検出度数が小さい場合は、ダイナミック
レンジを少し狭くしても良いので、制御回路212によ
り、増幅器213のゲインが２倍に設定される。
【００６０】 ２倍に増幅された信号ｂ′はクランプ回路214に入力
されるが、クランプ電位VC′は、
されるが、クランプ電位VC′は、
【００６１】
【数２】 に設定されるので、クランプ出力は信号ｃ′になる。こ
の信号ｃ′をニー回路231に通すと信号ｄ′の信号を得
ることができる。従って入射光の強さに応じてニー特性
を最適に抑圧し、カメラプロセス回路232への信号入力
を最適に設定することができる。
の信号ｃ′をニー回路231に通すと信号ｄ′の信号を得
ることができる。従って入射光の強さに応じてニー特性
を最適に抑圧し、カメラプロセス回路232への信号入力
を最適に設定することができる。
【００６２】 図４は本発明の撮像装置の第二実施例の構成を示す部
分ブロック図である。
分ブロック図である。
【００６３】 本実施例はカメラプロセス回路232への信号レベルの
調整を増幅器213ではなく、ニー回路231で行う場合であ
る。
調整を増幅器213ではなく、ニー回路231で行う場合であ
る。
【００６４】 制御回路212よりニー回路231のニー特性を1/4倍、あ
るいは1/2倍と制御する。
るいは1/2倍と制御する。
【００６５】 図５は本発明の撮像装置の第三実施例の構成を示す部
分ブロック図である。
分ブロック図である。
【００６６】 本実施例はセンサ信号S1をクランプ回路221でクラン
プした後、ホワイトクリップ回路（Ｗ・Ｃ回路）222で
ホワイトクリップし、ニー（KNEE）回路222′により高
振幅成分を圧縮している。その後第一実施例と同様に信
号処理されたセンサ信号S2と合成して合成信号を得てい
る。
プした後、ホワイトクリップ回路（Ｗ・Ｃ回路）222で
ホワイトクリップし、ニー（KNEE）回路222′により高
振幅成分を圧縮している。その後第一実施例と同様に信
号処理されたセンサ信号S2と合成して合成信号を得てい
る。
【００６７】
以上詳細に説明したように、本願第１の発明によれ
ば、信号蓄積量の少ない第２の撮像信号の振幅を、この
第２の撮像信号の信号レベルに基いて制御し、振幅制御
された第２の撮像信号と信号蓄積量の大きい第１の撮像
信号とを合成することで、入射光の強さに応じて、より
適切なダイナミックレンジの拡大を行うことができる。
ば、信号蓄積量の少ない第２の撮像信号の振幅を、この
第２の撮像信号の信号レベルに基いて制御し、振幅制御
された第２の撮像信号と信号蓄積量の大きい第１の撮像
信号とを合成することで、入射光の強さに応じて、より
適切なダイナミックレンジの拡大を行うことができる。
【００６８】 本願第２の発明によれば、信号蓄積量の少ない第２の
撮像信号の信号レベルに基いて、第１及び第２の撮像信
号の合成信号の高級幅部を圧縮するニー手段のニー特性
を制御することにより、入射光の強さに応じて、より適
切なダイナミックレンジの拡大を行うことができる。
撮像信号の信号レベルに基いて、第１及び第２の撮像信
号の合成信号の高級幅部を圧縮するニー手段のニー特性
を制御することにより、入射光の強さに応じて、より適
切なダイナミックレンジの拡大を行うことができる。
【図１】 本発明の撮像装置の第一実施例となるビデオ装置の全体
構成ブロック図である。
構成ブロック図である。
【図２】 第一の露光時と第二の露光時に得られた信号S1,S2の合
成に用いられるサンプルホールドパルスのタイミング図
である。
成に用いられるサンプルホールドパルスのタイミング図
である。
【図３】 前記ビデオ装置のカメラ信号処理系の各回路構成部の信
号レベルを示す特性図である。
号レベルを示す特性図である。
【図４】 本発明の撮像装置の第二実施例の構成を示す部分ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】 本発明の撮像装置の第三実施例の構成を示す部分ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】 本発明に用いる撮像素子の一構成例の概略的構成図であ
る。
る。
【図７】 上記撮像素子の動作を説明するための駆動タイミング図
である。
である。
【図８】 従来の撮像装置の信号処理方法の説明図である。
【図９】 従来の撮像装置の信号処理方法の説明図である。
10……イメージエリア 11……フォトダイオード 12……垂直転送CCD（垂直レジスタ） 20……ストレージエリア 21……垂直転送CCD（垂直レジスタ） 30……ドレイン 40,50……水平転送CCD 100……光学系 101……レンズ 102……アイリス 103……センサ 105……センサ駆動回路 106……アイリス駆動回路 200……カメラ信号処理系 210,211……レベル検出器 212……制御回路 213……増幅器 214……クランプ回路 215……クランプ電位制御回路 216……サンプルホールドスイッチ 221……クランプ回路 222……ホワイトクリップ回路（Ｗ・Ｃ回路） 223,224……レベル検出器 225……制御回路 226……サンプルホールドスイッチ 222′……ニー（KNEE）回路 231……ニー（KNEE）回路 232……カメラプロセス回路 300……記録系 301……記録装置 CH……ホールドコンデンサ SH1,SH2……サンプルホールドパルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257 H04N 5/205
Claims (2)
- 【請求項１】受光素子における第１の信号蓄積量による
第１の撮像信号と、前記第１の信号蓄積量よりも少ない
第２の信号蓄積量による第２の撮像信号との合成により
合成撮像信号を形成する撮像装置において、 前記第２の撮像信号の振幅を、前記第２の撮像信号の信
号レベルに基いて制御する振幅制御手段と、 前記振幅制御手段から出力される前記第２の撮像信号
と、前記第１の撮像信号とを合成する信号合成手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】受光素子における第１の信号蓄積量による
第１の撮像信号と、前記第１の信号蓄積量よりも少ない
第２の信号蓄積量による第２の撮像信号との合成により
合成撮像信号を形成する信号合成手段と、 前記信号合成手段により出力される信号の高振幅部を圧
縮するニー手段と、 前記第２の撮像信号の信号レベルに基いて、前記ニー手
段のニー特性を制御するニー特性制御手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31597290A JP3154484B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31597290A JP3154484B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04189078A JPH04189078A (ja) | 1992-07-07 |
| JP3154484B2 true JP3154484B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=18071798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31597290A Expired - Fee Related JP3154484B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154484B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3645502B2 (ja) | 2001-06-29 | 2005-05-11 | 株式会社東芝 | 撮像装置及び映像信号処理方法 |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP31597290A patent/JP3154484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04189078A (ja) | 1992-07-07 |
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Legal Events
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