JPH0530424A - 画像入力装置 - Google Patents
画像入力装置Info
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- JPH0530424A JPH0530424A JP20453391A JP20453391A JPH0530424A JP H0530424 A JPH0530424 A JP H0530424A JP 20453391 A JP20453391 A JP 20453391A JP 20453391 A JP20453391 A JP 20453391A JP H0530424 A JPH0530424 A JP H0530424A
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- area sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイナミックレンジの大きい画像入力装置を
得る。 【構成】 CCDエリアセンサ1で電子シャッタ機能を
用いてシャッタ時間を変えて撮像し、増幅器2で増幅し
た後、A/D変換器3でディジタル信号に変換し、分配
器4を介してそれぞれフレームメモリ51と52に蓄積
する。次いで、フレームメモリ51と52の画像信号を
信号合成器6で合成して、1枚の画像信号を合成するこ
とを特徴としている。
得る。 【構成】 CCDエリアセンサ1で電子シャッタ機能を
用いてシャッタ時間を変えて撮像し、増幅器2で増幅し
た後、A/D変換器3でディジタル信号に変換し、分配
器4を介してそれぞれフレームメモリ51と52に蓄積
する。次いで、フレームメモリ51と52の画像信号を
信号合成器6で合成して、1枚の画像信号を合成するこ
とを特徴としている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エリアセンサを用いた
画像入力装置に関するものであり、さらに詳しくは広い
ダイナミックレンジにより高品質の画像を入力する技術
に関するものである。
画像入力装置に関するものであり、さらに詳しくは広い
ダイナミックレンジにより高品質の画像を入力する技術
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エリアセンサは、レンズ等により結像さ
せた被写体像を適当な走査手段を具備した2次元受光素
子アレーにより時系列の電気信号に変換するデバイスで
ある。このようなエリアセンサを用いる画像入力装置に
おいて、高品質の画像を入力するための重要な条件の1
つは、信号として取り出せる被写体照度の最低レベルと
最高レベル間の範囲を大きくすること、すなわちダイナ
ミックレンジを大きくすることである。図6はダイナミ
ックレンジの説明図である。図6において示される特性
は、被写体照度(またはセンサ面照度)とエリアセンサ
の出力信号レベルの関係である。種類を問わずエリアセ
ンサの出力信号には信号成分とともに、走査手段に用い
られているスイッチング素子や初段の増幅器で発生する
ノイズ、あるいは受光素子内で発生する暗電流ノイズな
どのノイズ成分が含まれている。被写体照度の低下に伴
ない信号成分がこれらのノイズ成分より小さくなると信
号が取り出せなくなる。これが入力可能な被写体照度の
最低レベル(図6においてLMIN で示す)を決める要因
である。一方、被写体照度が大きくなると信号も比例し
て大きくなるが、あるところからは被写体照度が増加し
ても信号は増加しなくなる。すなわち、出力信号は飽和
特性を示す。この飽和が始まる照度(図6においてL
MAX で示す)が信号として取り出せる最高レベルとな
る。したがって、被写体照度におけるダイナミックレン
ジはLMAX とLMIN の差で表されることになる。
せた被写体像を適当な走査手段を具備した2次元受光素
子アレーにより時系列の電気信号に変換するデバイスで
ある。このようなエリアセンサを用いる画像入力装置に
おいて、高品質の画像を入力するための重要な条件の1
つは、信号として取り出せる被写体照度の最低レベルと
最高レベル間の範囲を大きくすること、すなわちダイナ
ミックレンジを大きくすることである。図6はダイナミ
ックレンジの説明図である。図6において示される特性
は、被写体照度(またはセンサ面照度)とエリアセンサ
の出力信号レベルの関係である。種類を問わずエリアセ
ンサの出力信号には信号成分とともに、走査手段に用い
られているスイッチング素子や初段の増幅器で発生する
ノイズ、あるいは受光素子内で発生する暗電流ノイズな
どのノイズ成分が含まれている。被写体照度の低下に伴
ない信号成分がこれらのノイズ成分より小さくなると信
号が取り出せなくなる。これが入力可能な被写体照度の
最低レベル(図6においてLMIN で示す)を決める要因
である。一方、被写体照度が大きくなると信号も比例し
て大きくなるが、あるところからは被写体照度が増加し
ても信号は増加しなくなる。すなわち、出力信号は飽和
特性を示す。この飽和が始まる照度(図6においてL
MAX で示す)が信号として取り出せる最高レベルとな
る。したがって、被写体照度におけるダイナミックレン
ジはLMAX とLMIN の差で表されることになる。
【0003】通常のエリアセンサにおけるダイナミック
レンジは3桁程度となっている。被写体の暗部と明部で
の照度差がダイナミックレンジを越える場合は、全照度
範囲で画像の階調再現ができなくなる。例えば、背景が
明るい場所で陰にいる人物像を撮像する場合、レンズの
絞り具合を背景の明るさに合わせると人物の顔などが真
っ黒になり、顔の形等がよく認識できなくなるような不
都合が生じる。また、陰の人物の明るさに合わせると背
景が真っ白になる。
レンジは3桁程度となっている。被写体の暗部と明部で
の照度差がダイナミックレンジを越える場合は、全照度
範囲で画像の階調再現ができなくなる。例えば、背景が
明るい場所で陰にいる人物像を撮像する場合、レンズの
絞り具合を背景の明るさに合わせると人物の顔などが真
っ黒になり、顔の形等がよく認識できなくなるような不
都合が生じる。また、陰の人物の明るさに合わせると背
景が真っ白になる。
【0004】上記問題の解決にはダイナミックレンジの
拡大が必要である。上述のようにダイナミックレンジは
ノイズレベルと飽和特性で決まる。このうち、飽和特性
は受光素子の構造に起因するところが多く、飽和値を高
めることは容易でない。そこで、従来法においては初段
の増幅器の後に設けた専用の回路によりノイズ成分を低
減させ、これにより最低レベル(LMIN )を引き下げる
ことによりダイナミックレンジの拡大が図られている。
拡大が必要である。上述のようにダイナミックレンジは
ノイズレベルと飽和特性で決まる。このうち、飽和特性
は受光素子の構造に起因するところが多く、飽和値を高
めることは容易でない。そこで、従来法においては初段
の増幅器の後に設けた専用の回路によりノイズ成分を低
減させ、これにより最低レベル(LMIN )を引き下げる
ことによりダイナミックレンジの拡大が図られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
回路的にノイズを低減させることによりダイナミックレ
ンジの拡大を図っているが、回路的手段で実現できるノ
イズ低減は高々1桁程度である。したがって、ダイナミ
ックレンジの拡大も1桁程度にとどまっており、高品質
画像の入力用としてはダイナミックレンジがまだ不十分
であるという問題点があった。
回路的にノイズを低減させることによりダイナミックレ
ンジの拡大を図っているが、回路的手段で実現できるノ
イズ低減は高々1桁程度である。したがって、ダイナミ
ックレンジの拡大も1桁程度にとどまっており、高品質
画像の入力用としてはダイナミックレンジがまだ不十分
であるという問題点があった。
【0006】本発明は、上記問題点を解決し、ダイナミ
ックレンジの大きい画像入力装置を提供することを目的
とする。
ックレンジの大きい画像入力装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる画像入力
装置は、エリアセンサでの光電変換における光生成電荷
の蓄積期間を異ならして撮像した複数の画像信号から1
枚の画像信号を合成するようにしたものである。
装置は、エリアセンサでの光電変換における光生成電荷
の蓄積期間を異ならして撮像した複数の画像信号から1
枚の画像信号を合成するようにしたものである。
【0008】光生成電荷の蓄積期間を異ならす方法とし
て、電子シャッタ機能付きのエリアセンサを用いる。通
常のエリアセンサでは光生成電荷を1フレーム期間画素
内で蓄積し、これをフレーム終了時に外部に信号電荷と
して取り出すが、これに対し電子シャッタ機能付きのエ
リアセンサでは、フレーム期間内の一定期間に蓄積した
電荷のみを信号電荷として外部に取り出すことが可能で
あり、さらにこの蓄積期間(以下、シャッタ時間と呼
ぶ)は自由に設定することができる。
て、電子シャッタ機能付きのエリアセンサを用いる。通
常のエリアセンサでは光生成電荷を1フレーム期間画素
内で蓄積し、これをフレーム終了時に外部に信号電荷と
して取り出すが、これに対し電子シャッタ機能付きのエ
リアセンサでは、フレーム期間内の一定期間に蓄積した
電荷のみを信号電荷として外部に取り出すことが可能で
あり、さらにこの蓄積期間(以下、シャッタ時間と呼
ぶ)は自由に設定することができる。
【0009】シャッタ時間を異なる時間に設定して入力
を行うことは光生成電荷の蓄積期間を異ならして撮像す
ることに相当する。そこで、本発明では上記電子シャッ
タ機能を利用して、異なる光生成電荷蓄積時間で入力し
た複数の画像から1枚のフレーム(画像)を合成する。
以下では、簡単のためシャッタ時間を異ならして入力し
た2枚の画像よりダイナミックレンジの広い画像を合成
する方法について説明する。ここで、2枚の画像の入力
において、第1の画像の入力ではシャッタ時間を第2の
画像の入力に比べ十分短い時間に設定する。
を行うことは光生成電荷の蓄積期間を異ならして撮像す
ることに相当する。そこで、本発明では上記電子シャッ
タ機能を利用して、異なる光生成電荷蓄積時間で入力し
た複数の画像から1枚のフレーム(画像)を合成する。
以下では、簡単のためシャッタ時間を異ならして入力し
た2枚の画像よりダイナミックレンジの広い画像を合成
する方法について説明する。ここで、2枚の画像の入力
において、第1の画像の入力ではシャッタ時間を第2の
画像の入力に比べ十分短い時間に設定する。
【0010】
【作用】図5は本発明により入力画像のダイナミックレ
ンジが拡大できる原理を示す図である。図5(a)はシ
ャッタ時間が異なる2つの入力における被写体照度と出
力信号レベルの関係を示す。図5(a)においてC1は
シャッタ時間を長くした場合の特性であり、C2はシャ
ッタを短くした場合の特性である。また、L1MAX ,L
1MIN およびL2MAX ,L2MIN はそれぞれシャッタ時
間が長い場合および短い場合における入力可能な最高被
写体照度および最低被写体照度である。ここでは、L1
MAX とL2MIN が同じになるようそれぞれの入力でのシ
ャッタ時間を設定するとする。
ンジが拡大できる原理を示す図である。図5(a)はシ
ャッタ時間が異なる2つの入力における被写体照度と出
力信号レベルの関係を示す。図5(a)においてC1は
シャッタ時間を長くした場合の特性であり、C2はシャ
ッタを短くした場合の特性である。また、L1MAX ,L
1MIN およびL2MAX ,L2MIN はそれぞれシャッタ時
間が長い場合および短い場合における入力可能な最高被
写体照度および最低被写体照度である。ここでは、L1
MAX とL2MIN が同じになるようそれぞれの入力でのシ
ャッタ時間を設定するとする。
【0011】上述のようにシャッタ時間は各画素におけ
る光生成電荷の蓄積時間に比例する。すなわち、シャッ
タ時間が長いと露光時間が長くなり、高感度での入力が
可能となって図5(a)に示すように被写体の低照度領
域の入力が可能となる。しかし、L1MAX 以上の高照度
領域では信号電荷が飽和して、その入力画像は一様に白
くなってしまう。一方、シャッタ時間が短いと露光時間
が短くなるため感度が低くなり、その特性は図5(a)
に示すようにシャッタ時間が長い場合に比べて右側(高
照度側)にシフトした形となる。この結果、被写体の暗
い部分では階調の再現ができなくなり、真っ黒く塗りつ
ぶされてしまうが、高照度領域で飽和が生じず再現性の
よい階調表現が可能となる。
る光生成電荷の蓄積時間に比例する。すなわち、シャッ
タ時間が長いと露光時間が長くなり、高感度での入力が
可能となって図5(a)に示すように被写体の低照度領
域の入力が可能となる。しかし、L1MAX 以上の高照度
領域では信号電荷が飽和して、その入力画像は一様に白
くなってしまう。一方、シャッタ時間が短いと露光時間
が短くなるため感度が低くなり、その特性は図5(a)
に示すようにシャッタ時間が長い場合に比べて右側(高
照度側)にシフトした形となる。この結果、被写体の暗
い部分では階調の再現ができなくなり、真っ黒く塗りつ
ぶされてしまうが、高照度領域で飽和が生じず再現性の
よい階調表現が可能となる。
【0012】そこで、本発明では低照度領域ではシャッ
タ時間を長くした第1の入力における信号を用い、一
方、高照度領域ではシャッタ時間を短くした第2の入力
における信号を用いる。図5(b)は上述のようにシャ
ッタ時間を異ならして入力した2つの信号からダイナミ
ックレンジの広い1枚の画像信号が合成できる原理図を
示す。ここでは、第2の入力信号を2つの入力における
シャッタ時間の比だけ増幅する。この増幅によって第2
の入力における特性C2はC2点にシフトし2つの特性
を図5(b)に示すP点で連続的に接続でき、1本の特
性と見なすことができる。そして、合成された特性のダ
イナミックレンジは等価的にL2MAX −L1MIN とな
る。この結果、例えば従来の方法でのダイナミックレン
ジを3桁とすると本発明では6桁となり、飛躍的な向上
が可能である。したがって、被写体の明るい部分から暗
い部分にわたる全ての輝度領域において良好な階調再現
が可能となり、従来の方法に比べ、高品質な入力装置が
実現できる。
タ時間を長くした第1の入力における信号を用い、一
方、高照度領域ではシャッタ時間を短くした第2の入力
における信号を用いる。図5(b)は上述のようにシャ
ッタ時間を異ならして入力した2つの信号からダイナミ
ックレンジの広い1枚の画像信号が合成できる原理図を
示す。ここでは、第2の入力信号を2つの入力における
シャッタ時間の比だけ増幅する。この増幅によって第2
の入力における特性C2はC2点にシフトし2つの特性
を図5(b)に示すP点で連続的に接続でき、1本の特
性と見なすことができる。そして、合成された特性のダ
イナミックレンジは等価的にL2MAX −L1MIN とな
る。この結果、例えば従来の方法でのダイナミックレン
ジを3桁とすると本発明では6桁となり、飛躍的な向上
が可能である。したがって、被写体の明るい部分から暗
い部分にわたる全ての輝度領域において良好な階調再現
が可能となり、従来の方法に比べ、高品質な入力装置が
実現できる。
【0013】
【実施例】本発明の第1の実施例を図1に示す。図1に
おいて、1はCCDエリアセンサ、2は増幅器、3はA
/D変換器、4は分配器、51および52はフレームメ
モリ、6は信号合成器、7は制御信号発生器、8はレン
ズである。本実施例では合成画像の最低被写体照度をで
きるだけ小さくするため、第1の入力では電子シャッタ
機能を用いず入力する。したがって、信号電荷の蓄積時
間はフレーム周期と等しい。一方、第2の入力ではシャ
ッタ時間をフレーム周期の1/1000に設定して入力
を行う。本実施例では約6桁におよぶ広範囲な照度を階
調再現するため第1および第2の入力におけるCCDエ
リアセンサ1のアナログ出力信号はともに増幅した後、
LOG変換し、これを8ビットでA/D変換してフレー
ムメモリ51および52にそれぞれ蓄積する。
おいて、1はCCDエリアセンサ、2は増幅器、3はA
/D変換器、4は分配器、51および52はフレームメ
モリ、6は信号合成器、7は制御信号発生器、8はレン
ズである。本実施例では合成画像の最低被写体照度をで
きるだけ小さくするため、第1の入力では電子シャッタ
機能を用いず入力する。したがって、信号電荷の蓄積時
間はフレーム周期と等しい。一方、第2の入力ではシャ
ッタ時間をフレーム周期の1/1000に設定して入力
を行う。本実施例では約6桁におよぶ広範囲な照度を階
調再現するため第1および第2の入力におけるCCDエ
リアセンサ1のアナログ出力信号はともに増幅した後、
LOG変換し、これを8ビットでA/D変換してフレー
ムメモリ51および52にそれぞれ蓄積する。
【0014】以上の方法で2つのフレームメモリ51,
52に入力した2枚の画像信号を、以下の方法で1枚の
画像信号に合成する。まず、フレームメモリ51に蓄積
した画像信号の大きさをアドレス順に調べ、信号の大き
さが最高階調の255未満であればフレームメモリ51
からの信号をそのまま出力信号とする。もし、フレーム
メモリ51からの信号が最高階調の255であれば、フ
レームメモリ52における同一アドレスの信号に255
を加えた信号を出力信号とする。ここで、255を加え
ることは前記原理で述べた第2の入力の増幅に相当する
処理である。この出力信号はLOG変換されているが表
示や記録など、画像の出力機器の種類または色変換等の
処理の種類に合わせて適当なγ変換を施せばよい。
52に入力した2枚の画像信号を、以下の方法で1枚の
画像信号に合成する。まず、フレームメモリ51に蓄積
した画像信号の大きさをアドレス順に調べ、信号の大き
さが最高階調の255未満であればフレームメモリ51
からの信号をそのまま出力信号とする。もし、フレーム
メモリ51からの信号が最高階調の255であれば、フ
レームメモリ52における同一アドレスの信号に255
を加えた信号を出力信号とする。ここで、255を加え
ることは前記原理で述べた第2の入力の増幅に相当する
処理である。この出力信号はLOG変換されているが表
示や記録など、画像の出力機器の種類または色変換等の
処理の種類に合わせて適当なγ変換を施せばよい。
【0015】上記エリアセンサのフレーム毎の電子シャ
ッタ機能のON/OFFは制御信号発生器7からの制御
信号により行い、さらに、この制御信号を用いて第1の
入力と第2の入力における画像信号を分配器4において
2つのフレームメモリ51および52に振り分ける。上
記構成と信号処理により本実施例では、従来の方法によ
る画像入力装置に比べ桁数において2倍のダイナミック
レンジでの入力が可能になる。
ッタ機能のON/OFFは制御信号発生器7からの制御
信号により行い、さらに、この制御信号を用いて第1の
入力と第2の入力における画像信号を分配器4において
2つのフレームメモリ51および52に振り分ける。上
記構成と信号処理により本実施例では、従来の方法によ
る画像入力装置に比べ桁数において2倍のダイナミック
レンジでの入力が可能になる。
【0016】本発明の第2の実施例を図2に示す。図2
において、21および22は増幅器、31および32は
A/D変換器である。その他は図1と同じである。本実
施例で使用するCCDエリアセンサ1を図3に示す。図
3において、100は感光部、110および120は信
号蓄積部、130,140は水平転送路、150,16
0は出力端である。本実施例では、FT型のCCDエリ
アセンサを使用する。
において、21および22は増幅器、31および32は
A/D変換器である。その他は図1と同じである。本実
施例で使用するCCDエリアセンサ1を図3に示す。図
3において、100は感光部、110および120は信
号蓄積部、130,140は水平転送路、150,16
0は出力端である。本実施例では、FT型のCCDエリ
アセンサを使用する。
【0017】通常のFT型CCDエリアセンサは図7に
示すような構成となっており、電子シャッタ機能は以下
の方法で実現されている。すなわち、フレーム(または
フィールド)開始後T0 秒間に感光部100で蓄積した
電荷を一旦蓄積部とは反対側にある吐き出し口に吐き出
した後、再びそのフレーム(またはフィールド)の終り
まで感光部100で信号電荷を蓄積し、この電荷を信号
電荷として信号蓄積部110に送る。したがって、フレ
ーム周期をTとすれば、実効的な信号蓄積時間(シャッ
タ時間)は(T−T0 )となり、T0 を変えることによ
りシャッタ時間を制御している。
示すような構成となっており、電子シャッタ機能は以下
の方法で実現されている。すなわち、フレーム(または
フィールド)開始後T0 秒間に感光部100で蓄積した
電荷を一旦蓄積部とは反対側にある吐き出し口に吐き出
した後、再びそのフレーム(またはフィールド)の終り
まで感光部100で信号電荷を蓄積し、この電荷を信号
電荷として信号蓄積部110に送る。したがって、フレ
ーム周期をTとすれば、実効的な信号蓄積時間(シャッ
タ時間)は(T−T0 )となり、T0 を変えることによ
りシャッタ時間を制御している。
【0018】これに対し本実施例では感光部100の両
側に信号蓄積部110と120を備えたFT型CCDエ
リアセンサを用いる。そして、フレーム開始後からT0
までの期間に感光部100で蓄積した信号電荷は信号蓄
積部110に蓄積し、残りの(T−T0 )で蓄積した信
号電荷は信号蓄積部120に蓄積する。
側に信号蓄積部110と120を備えたFT型CCDエ
リアセンサを用いる。そして、フレーム開始後からT0
までの期間に感光部100で蓄積した信号電荷は信号蓄
積部110に蓄積し、残りの(T−T0 )で蓄積した信
号電荷は信号蓄積部120に蓄積する。
【0019】上記FT型CCDエリアセンサの2つの信
号蓄積部110,120に備えた信号電荷は2つの出力
端150および160から図2に示すように並列に読み
出し、さらに増幅器21,22でそれぞれ増幅L、A/
D変換器31,32でA/D変換してフレームメモリ5
1および52にそれぞれ蓄積する。2つのフレームメモ
リ51,52に蓄積された画像はシャッタ時間比(T−
T0)/T0 で入力した2枚の画像であり、例えば上記
比を1:1000等を大きくすれば実施例1と同じ方法
でダイナミックレンジの広い画像に合成することが可能
である。
号蓄積部110,120に備えた信号電荷は2つの出力
端150および160から図2に示すように並列に読み
出し、さらに増幅器21,22でそれぞれ増幅L、A/
D変換器31,32でA/D変換してフレームメモリ5
1および52にそれぞれ蓄積する。2つのフレームメモ
リ51,52に蓄積された画像はシャッタ時間比(T−
T0)/T0 で入力した2枚の画像であり、例えば上記
比を1:1000等を大きくすれば実施例1と同じ方法
でダイナミックレンジの広い画像に合成することが可能
である。
【0020】本実施例ではシャッタ時間の異なる2つの
入力を1フレーム内で行え、従来法と同一速度でダイナ
ミックレンジの広い画像入力が可能となる。しかも2枚
の画像信号を並列に読み出して処理するため、駆動周波
数を高めることなく実施可能である。
入力を1フレーム内で行え、従来法と同一速度でダイナ
ミックレンジの広い画像入力が可能となる。しかも2枚
の画像信号を並列に読み出して処理するため、駆動周波
数を高めることなく実施可能である。
【0021】本発明の第3の実施例を図4に示す。図4
において、11および12はCCDエリアセンサ、9は
透過率と反射率が等しいハーフミラーである。本実施例
では同一のCCDエリアセンサ11,12を2個使用す
る。2つのCCDエリアセンサ11,12はともに電子
シャッタ機能を有するが、シャッタ時間はCCDエリア
センサ12がCCDエリアセンサ11に比べ1/100
0に設定する。2つのCCDエリアセンサ11,12に
同一の被写体像を入力させるため、ハーフミラー9によ
りレンズ8通過後の光路を2つに分割し、それぞれのC
CDエリアセンサ11,12上に同一の被写体像を結像
させる。CCDエリアセンサ11および12からのアナ
ログ信号は増幅され、さらにLOG変換された8ビット
ディジタル信号に変換した後、フレームメモリ51およ
び52にそれぞれ送る。
において、11および12はCCDエリアセンサ、9は
透過率と反射率が等しいハーフミラーである。本実施例
では同一のCCDエリアセンサ11,12を2個使用す
る。2つのCCDエリアセンサ11,12はともに電子
シャッタ機能を有するが、シャッタ時間はCCDエリア
センサ12がCCDエリアセンサ11に比べ1/100
0に設定する。2つのCCDエリアセンサ11,12に
同一の被写体像を入力させるため、ハーフミラー9によ
りレンズ8通過後の光路を2つに分割し、それぞれのC
CDエリアセンサ11,12上に同一の被写体像を結像
させる。CCDエリアセンサ11および12からのアナ
ログ信号は増幅され、さらにLOG変換された8ビット
ディジタル信号に変換した後、フレームメモリ51およ
び52にそれぞれ送る。
【0022】以上の方法で2つのフレームメモリ51,
52に入力した2枚の画像信号を1枚の画像信号に合成
する方法は上記実施例1と同様である。本実施例では2
つのCCDエリアセンサ11,12を用いることによ
り、従来法と同一速度でダイナミックレンジの広い画像
入力が可能とする。
52に入力した2枚の画像信号を1枚の画像信号に合成
する方法は上記実施例1と同様である。本実施例では2
つのCCDエリアセンサ11,12を用いることによ
り、従来法と同一速度でダイナミックレンジの広い画像
入力が可能とする。
【0023】以上3つの実施例を示したが、このうち実
施例2および実施例3は高速入力が可能であるため動画
撮像用に適している。ただし、静止画入力用としてもも
ちろん適用可能である。また、実施例1は電子スチルカ
メラ等の静止画用に適しているが、CCDエリアセンサ
1の駆動周波数を高めることにより同画用にも使用可能
である。
施例2および実施例3は高速入力が可能であるため動画
撮像用に適している。ただし、静止画入力用としてもも
ちろん適用可能である。また、実施例1は電子スチルカ
メラ等の静止画用に適しているが、CCDエリアセンサ
1の駆動周波数を高めることにより同画用にも使用可能
である。
【0024】なお、以上においては本発明の3つの実施
例を述べたにとどまり、本発明の精神を脱することなく
種々の変更が可能であることは言うまでもない。例え
ば、上記実施例ではエリアセンサとしてCCD型を用い
たが、電子シャッタ機能付きのMOS型エリアセンサを
用いても本発明を実施できることは本発明の原理からし
て明らかである。また、実施例1ではシャッタ時間を異
ならして入力した2つの画像信号から1枚の画像を合成
したが、シャッタ時間が異なる3枚あるいはそれ以上の
画像信号から合成すればさらにダイナミックレンジの広
い画像が入力可能となる。同じ原理で実施例3では使用
するエリアセンサの数を増やせばさらにダイナミックレ
ンジが広くなる。また、上記実施例では2枚の画像入力
におけるシャッタ時間の比率を1:1000と選んだ
が、この比は使用する1つのエリアセンサのダイナミッ
クレンジ以下であれば任意に選ぶことができる。さら
に、上記実施例ではA/D変換前にLOG変換をする
が、この処理を必要に応じて省略することも可能であ
る。
例を述べたにとどまり、本発明の精神を脱することなく
種々の変更が可能であることは言うまでもない。例え
ば、上記実施例ではエリアセンサとしてCCD型を用い
たが、電子シャッタ機能付きのMOS型エリアセンサを
用いても本発明を実施できることは本発明の原理からし
て明らかである。また、実施例1ではシャッタ時間を異
ならして入力した2つの画像信号から1枚の画像を合成
したが、シャッタ時間が異なる3枚あるいはそれ以上の
画像信号から合成すればさらにダイナミックレンジの広
い画像が入力可能となる。同じ原理で実施例3では使用
するエリアセンサの数を増やせばさらにダイナミックレ
ンジが広くなる。また、上記実施例では2枚の画像入力
におけるシャッタ時間の比率を1:1000と選んだ
が、この比は使用する1つのエリアセンサのダイナミッ
クレンジ以下であれば任意に選ぶことができる。さら
に、上記実施例ではA/D変換前にLOG変換をする
が、この処理を必要に応じて省略することも可能であ
る。
【0025】また、上記実施例では、蓄積時間の異なる
2つの画像信号が、時分割に発生するなどの理由から、
いずれもフレームメモリ51,52を使用したが、適当
な信号遅延回路と比較器を使用することにより、フレー
ムメモリ51,52を省略して本発明を実施することも
可能である。なお、この場合、実施例3では、上記2つ
の画像信号が並列に発生するため、信号遅延回路も不要
となる。
2つの画像信号が、時分割に発生するなどの理由から、
いずれもフレームメモリ51,52を使用したが、適当
な信号遅延回路と比較器を使用することにより、フレー
ムメモリ51,52を省略して本発明を実施することも
可能である。なお、この場合、実施例3では、上記2つ
の画像信号が並列に発生するため、信号遅延回路も不要
となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エリア
センサを用いる画像入力装置において、光電変換におい
て発生する光生成電荷の蓄積期間が可変なエリアセンサ
と、このエリアセンサで光生成電荷の蓄積間を異ならし
て撮像した複数の画像信号から1枚の画像信号を合成す
る信号合成器とを備えたので、入力の回数または使用す
るエリアセンサの数の倍数だけダイナミックレンジを拡
大でき、被写体照度の広い範囲にわたって階調の再現が
可能となって高品質の画像入力装置が実現できる。ま
た、電子シャッタ機能を用いて光電変換において発生す
る光生成電荷の蓄積時間を異ならせることができるの
で、シャッタ時間の制御によりダイナミックレンジを必
要に応じて自由に変えることも可能である。また、電子
シャッタ機能によりシャッタ時間の異なる画像を高速
に、かつ連続的に取り込めるので動画用として用いるこ
とも可能である。
センサを用いる画像入力装置において、光電変換におい
て発生する光生成電荷の蓄積期間が可変なエリアセンサ
と、このエリアセンサで光生成電荷の蓄積間を異ならし
て撮像した複数の画像信号から1枚の画像信号を合成す
る信号合成器とを備えたので、入力の回数または使用す
るエリアセンサの数の倍数だけダイナミックレンジを拡
大でき、被写体照度の広い範囲にわたって階調の再現が
可能となって高品質の画像入力装置が実現できる。ま
た、電子シャッタ機能を用いて光電変換において発生す
る光生成電荷の蓄積時間を異ならせることができるの
で、シャッタ時間の制御によりダイナミックレンジを必
要に応じて自由に変えることも可能である。また、電子
シャッタ機能によりシャッタ時間の異なる画像を高速
に、かつ連続的に取り込めるので動画用として用いるこ
とも可能である。
【図1】本発明の第1の実施例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】本発明の第2の実施例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図3】第2の実施例で使用するCCDエリアセンサの
概略構成図である。
概略構成図である。
【図4】本発明の第3の実施例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図5】本発明の原理を説明するための図である。
【図6】従来の画像入力装置のダイナミックレンジの説
明図である。
明図である。
【図7】通常のFT型CCDエリアセンサの概略構成図
である。
である。
1 CCDエリアセンサ 2 増幅器 3 A/D変換器 4 分配器 6 信号合成器 7 制御信号発生器 8 レンズ 9 ハーフミラー 11 CCDエリアセンサ 12 CCDエリアセンサ 21 増幅器 22 増幅器 31 A/D変換器 32 A/D変換器 51 フレームメモリ 52 フレームメモリ 100 CCDエリアセンサの感光部 110 CCDエリアセンサの信号蓄積部 120 CCDエリアセンサの信号蓄積部 130 CCDエリアセンサの水平転送路 140 CCDエリアセンサの水平転送路 150 CCDエリアセンサの出力端 160 CCDエリアセンサの出力端
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】エリアセンサを用いる画像入力装置におい
て、光電変換において発生する光生成電荷の蓄積期間が
可変なエリアセンサと、このエリアセンサで光生成電荷
の蓄積期間を異ならして撮像した複数の画像信号から1
枚の画像信号を合成する信号合成器とを備えたことを特
徴とする画像入力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20453391A JPH0530424A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20453391A JPH0530424A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 画像入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0530424A true JPH0530424A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16492120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20453391A Pending JPH0530424A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 画像入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0530424A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000023183A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Olympus Optical Co Ltd | 電子内視鏡装置 |
US6677992B1 (en) | 1997-10-23 | 2004-01-13 | Olympus Corporation | Imaging apparatus offering dynamic range that is expandable by weighting two image signals produced during different exposure times with two coefficients whose sum is 1 and adding them up |
JP2008263345A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Seiko Epson Corp | 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理用プログラム |
US7983867B2 (en) | 2004-06-15 | 2011-07-19 | Varian Medical Systems, Inc. | Multi-gain data processing |
US9420223B2 (en) | 2011-09-26 | 2016-08-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image recording device that records moving image, method of controlling the same, and storage medium |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP20453391A patent/JPH0530424A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6677992B1 (en) | 1997-10-23 | 2004-01-13 | Olympus Corporation | Imaging apparatus offering dynamic range that is expandable by weighting two image signals produced during different exposure times with two coefficients whose sum is 1 and adding them up |
JP2000023183A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Olympus Optical Co Ltd | 電子内視鏡装置 |
US7983867B2 (en) | 2004-06-15 | 2011-07-19 | Varian Medical Systems, Inc. | Multi-gain data processing |
JP2008263345A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Seiko Epson Corp | 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理用プログラム |
US9420223B2 (en) | 2011-09-26 | 2016-08-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image recording device that records moving image, method of controlling the same, and storage medium |
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