JPH05506971A - カメラのダイナミックレンジを増加するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 カメラのダイナミックレンジを増加するための装置技術の分野 この発明は、撮影する画像を含む景観の位置による輝度の大きな差を許容するた めにカメラのダイナミックレンジを増加させる装置に関するものである。

この装置の用途は、主に光の状態を制御しない屋外での撮影、内視鏡、溶接ロボ ット等である。

従来技術 周知のチューブ型またはＣＣＤ型カメラは、シミやにじみに対して非常に過敏で あり、そのダイナミックレンジ（正確にかつ同時に検出することができる最大輝 度と最小輝度の比）は、１００程度と非常に小さくなっている。　また、これら のカメラは、夜間の撮影を行うための十分な感度を備えていない。

他の装置は、画像センサ、および光学的に画像センサの前方に配置され、この画 像センサによって制御される受動スクリーンを備えており、この装置は、より大 きなダイナミックレンジを有しているが、その画像は非常に不安定なものとなる 。受動センサは、閉ループマトリックスによる光学制御を行い、出力信号や転送 画像の振動あるいは画像センサに比べて著しく大きな応答時間によって性能が損 なわれる。

本発明は、安定した画像を生成するとともに、おそら＜　１００．０００を超え る広いダイナミックレンジを形成することによって、上記の欠点を解消すること を意図するものである。また、生成される画像は、非常に高い感度を実現するこ とができる。

発明の開示 この目的を達成するために、本発明による装置は、所定のスペクトル域で動作し て第一のダイナミックレンジで書き写される輝度値の範囲に対する画像データを 供給し、前記ダイナミックレンジがこの範囲における最大輝度値と最小輝度値と の比を示す電子主画像センサと、前記主画像センサ上に被写体の画像を形成する レンズとを有するカメラにおいて、前記主画像センサと同一のスペクトル域で前 記レンズを介して撮影される被写体の少なくとも一つの画像から生成される画像 データを発生する第二の画像データ発生源と、主画像センサからのデータと第二 の画像データ発生源からのデータを組み合わせて、主画像センサのダイナミック レンジよりも大きな、出力画像データによって示された被写体の領域の最大輝度 値と最小輝度値の比で検出された被写体を示す画像データを供給する画像処理電 子回路とを設けたことを特徴とするカメラのダイナミックレンジを増加する装置 である。

第二の画像データ発生源は、主画像センサと同一の画像を、主画像センサと異な る感度でかつ主画像センナと同時に検出する第二の画像センサで構成することが できる。

第二の画像データ発生源は、画像記憶装置で構成することができる。画像記憶装 置に格納された画像データは、主画像センサが先に検出した画像を示すことがで き、主画像センサによって先に検出された画像の処理による画像または主画像セ ンサによって先に検出された複数の画像から得られる画像は、相互に組み合わさ れまたは加算される。

他の電子回路および付加的機能が説明される。特に、種々の画像データ処理装置 が、これらの種々の実施例に適合することができる。それらは、特に、光学的に 主画像センサの前方に配置されたマトリックス平面スクリーンによる、主画像セ ンサの全領域または一部の領域の感度の制御に関している。他の付加的な装置は 、主画像センサによって検出される被写体の点の輝度に応じた単純な応答（数学 的な意味において）を持つ画像を示す信号の出力に関するものである。

以下に、非限定的で、本発明の利点、目的および特徴をよりよく理解するためだ けに添付された図面に関して説明する。

光線が照射される画像センサのダイナミックレンジは、正確にかつ同時に検出さ れる最大輝度と最小輝度の比である。これら二つの値の間で、センナは、輝度を 示す画像データを出力する。最小値は、感度に等しい。上記の最大値において、 センサは飽和して、画像データは一定となる。

この説明は、ＣＣＤ型の画像センサおよび偏向型平面スクリーンのみを示してい る。しかしながら、いかなる形式の画像センサ（例えば半導体、チューブ型）お よびいかなる形式の平面スクリーンも本発明の範囲に属するものである。

センサは、感光面およびその感光面の各点の操作を制御する回路で構成される。

説明を明瞭にするために、制御回路は図面に示されておらず、また、それ自体公 知であるので詳細には説明されない。

本明細書において、「画像」の語は、二つのフレームが一つの画像を構成するあ る画像センサによって出力される「フレーム」をも示すものである。

説明を明瞭にするために、種々の実施例において必要となるクロック信号および 電源供給は示されていない。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の好適な第一実施例の装置を示す模式図である。

第２図は、単一の画像センサで構成される本発明の好適な第一実施例の装置を示 す模式図である。

第３図は、それぞれ異なる感度の二つの画像センサで構成される本発明の好適な 第二実施例の装置の模式図である、 第４図は、第２図および第３図に示す本発明による装置の二つの実施例に使用さ れるＣＣＤ画像センサのグリッド制御電圧を示す図である。

発明を実施するための最良の態様 第１図は、被写体１と、光学軸線Ａ上でかつ一部のみを示すカメラケーシングＢ 内に配置された平面スクリーン１３と、電子主画像センサ３上に被写体１の画像 を形成するレンズ２と、光学的に主画像センサ３の前方に配置されたマトリック ス平面スクリーン１１とを示している。主画像センサ３は、電子シャッター４７ を備えている。光学軸線外のカメラケーシングＢには、第二の画像データ発生源 ４、主画像センサに電気的に接続（７）された画像処理電子回路５、第二の画像 データ発生源４と接続された電気接続８、および出力電気接続１４を有する変換 テーブル１２に接続された出力電気接続９とが設けられている。主画像センサ３ の感度を制御する回路１０は、電気接続１６によって画像処理回路５に接続され 、電気接続１８によって平面スクリーン１３に接続され、電気接続１５によって マトリックス平面スクリーン１１に接続される。

電気接続は、−ないし複数のシリアル形式またはパラレル形式でデータを転送す る電気的ラインによって構成される。

レンズ２は周知の形式のものであり、特にビデオカメラの製造業者において周知 のもので、カメラケーシングＢに対して交換可能なもの、または一体化されたも のである。

主画像センサ３は周知の形式のものであり、特に電子カメラおよびビデオカメラ 製造業者において周知のものである。主画像センサは、限られた範囲の所定のス ペクトル帯域の輝度を正確に、かつ同時に検出する。その感度は、この範囲の最 低値を規定し、被写体１との間に介在する光学部品の透明度に応じて変化する（ この値は、またアパチャと呼ばれる）。主画像センサ３に照射される光線に対す るダイナミックレンジは、同時にかつ正確に検出される最大輝度と最小輝度との 比として規定される。これら二つの限界値の間において、主画像センサは、輝度 を示す画像データを出力する。最大値を越える輝度においては、センサは飽和し 、画像データは一定となる。以下の説明において、「応答範囲」の表現は、主画 像センサ３の輝度の値がこれら二つの限界値の間となるような被写体の部分の輝 度値の範囲を表す。

主画像センサ３は、感光面とその感光面の各点の動作を制御する回路とで構成さ れる。

主画像センサ３は、被写体１の部分から感光面の各点が受ける輝度を示すデータ を、電気接続７に供給して、感光面に画像６を形成する。この画像データは、シ リアル形式で供給され、主画像センサ３の各連続した点に照射される輝度を示す 。

第二の画像データ発生源４は、主画像センサ３と同時に、レンズ２を介して撮影 された被写体１を示す画像データを電気接続８に供給する。換言すれば、レンズ ２が主画像センサ３の各点に画像を形成する被写体１の各点について、被写体１ のこの点に関するデータは、主画像センサ３および第二の画像データ発生源４に より同時に転送される。

第二の画像データ発生源４は、主画像センサ３と同一の画像を異なる感度で検出 する二次画像センサ（第３図）または主画像センサ３からの画像データを記憶す る画像記憶装置（第２図）で構成される。

後者の場合、電気接続８に画像記憶装置から与えられる画像データは、同時に主 画像センサ３から与えられる画像に対して、異なる感度で主画像センサ３によっ て先に検出された画像、または主画像センサ３によって先に送出された画像の処 理によって得られた画像、もしくは主画像センサ３によって先に検出され、組み 合わせられまたは加算された複数の画像から得られた画像を示す。

主画像センサ３および第二の画像データ発生源４からのデータは、一般に異なる 感度で検出された被写体１の画像を示し、したがって、被写体の各点における異 なる輝度範囲を示す。

画像処理回路５は、電気接続７上の主画像センサ３からのデータを、電気接続８ 上の第二の画像データ発生源４からのデータと組み合わせ、この画像処理回路か ら電気接続５を介して与えられる被写体を示すデータについては、この画像デー タによって示される被写体１の各点の最大輝度および最小輝度の比が、主画像セ ンサのダイナミックレンジよりも大きなものとなる。

画像処理回路５は、画像の輝度の値が異なる範囲からの画像データを組み合わせ 、これらを完全に使用する。

組み合わせ方法は、単純な加算とすることができる。画像処理回路５の他の動作 モードについて、以下に第１図および第２図を参照して説明する。

本発明による装置は、ケーシングＢが主画像センサ３およびこの主画像センサ３ に被写体１の画像６を形成するレンズ２で構成されるカメラのダイナミックレン ジを増大させる。この目的のため、本発明の装置は、そのデータが前記被写体１ の少なくとも一つの画像から来る第二の画像データ発生源４と、主画像センサ３ からのデータと第二の画像データ発生源４からのデータとを組み合わせ、主画像 センサ３のダイナミックレンジよりも大きな最大輝度と最小輝度との比で被写体 １を示す画像データを供給する画像処理電子回路５とを有している。

変換テーブル１２は、一方が電気接続９に与えられ、他方が電気接続１４に与え られる二組の信号値に基づいて（数学的な意味での）アプリケーション動作を行 う。この目的のため、変換テーブルは、例えば、接続９でアドレスバスに接続さ れ、接続１４でデータバスに接続された記憶装置で構成される。この記憶装置に は、図示しない装置によって、あらかじめ入力が与えられる。この記憶装置は、 ダイナミックまたはスタティックランダムアクセスメモリ、またはリードオンリ メモリであり、プログラム可能なものとすることができる。変換テーブルの利点 は、モニタへの表示を容易にするために、装置から与えられる画像データをフォ ーマットすることである。

電気接続１８を介して主画像センサ３の感度を制御するために、回路１０によっ て制御される平面スクリーン１３は、光学動作の信号域にわたって制御される伝 達関数を有している。この目的のため、平面スクリーン１３は、例えば、二つの 偏光子に挟まれたネマチック型または強誘電型の平板液晶スクリーンで構成する ことができる。

平面スクリーン１３は、その伝達関数の変化に応じて、主画像センサ３の感度を 変化させる。

マトリックス平面スクリーン１１は、電気的手段によって伝達関数が独立に制御 される点の配列を有している。この目的のため、マトリックス平面スクリーン１ １は、例えばポケットテレビで使用されているような液晶スクリーンで構成され る。マトリックス平面スクリーン１１の各点の伝達関数を制御する電気信号は、 主画像センサ３の感度を制御する回路１０によって電気接続１５を介して供給さ れる。マトリックス平面スクリーン１１の各点の伝達関数は、光学的にその出力 側にある主画像センサ３の点の感度を制御する。　画像処理回路５によって電気 接続１５に転送されたデータに応じて、主画像センサ３の感度を制御する回路１ ０は、マトリックス平面スクリーン１１の点の光学的に出力側にある主画像セン サの点で受ける輝度の減少関数にしたがってマトリックス平面スクリーン１１の 各点の透過度を制御する。

この結果、主画像センサ３の点の感度は、照射される光の輝度の減少関数となる 。

最後に、主画像センサ３の各点の光電動作は、制御回路１０によって制御され制 御回路１０は、主画像センサ３の電子シャッター４７を制御することによって光 電動作の期間を制御する。この目的のために、制御回路は、使用する主画像セン サ３の形式に応じて、電気接続１７を介して、この光電動作の期間に等しい期間 のパルスまたはこの期間を示すコードを送出する。電子シャッター４７によって 制御される主画像センサ３の光電動作の期間の変化は、主画像センサ３の感度の 変化を表す。

回路１０は、さらに、主画像センサ３の各点の制御電圧を制御する。最後に、こ の回路１０は、主画像センサ３の各点の光電動作をそれぞれ独立に制御する。

後者の二つの機能に関して、主画像センサ３は、その機能にしたがって適合する ものとされなければならないとともに、主画像センサ３の各点とマトリックスと の接続部は制御回路１０によって電気的にアクセス可能でなければならない。

なお、本発明によれば、主画像センサ３の各点の電位領域またはグリッドは、個 別に制御されて、各感光点における電荷の光電的な発生が、この点に到達する光 の輝度の減少関数となる。グリッドの電位は、マトリックス平面スクリーン１１ が制御される方法（マトリックス制御）と同様に、感度制御手段１０によって制 御される、 第一実施例において、主画像センサ３は、感度制御回路１０の制御のもとに交互 に高感度、低感度で画像を検出する。第二の画像データ発生１１ｉｉｊ４は、上 述した画像データを格納しまたそのデータを出力する記憶装置で構成され、画像 処理電子回路５は、記憶装置および主画像センサ３より供給されるデータを組み 合わせる。

第二実施例においては、主画像センサ３は、一定の感度で画像を検出する。第二 の画像データ発生源４は、画像処理回路５から与えられるデータが格納される記 憶装置で構成され、画像処理回路５は、主画像センサ３からの画像データと、画 像データによって示される光の強度に応じて変化するとともに、主画像センサ３ と同じ頻度で画像を生成する重み付は係数を持った記憶値との重み付けされた平 均値を発生する。この第二の動作モードにおいて、画像記憶装置に格納されたデ ータは、主画像センサ３のデータよりも大きな感度およびダイナミックレンジを 示す。

第三の動作モードにおいて、主画像センサ３は高周波数で動作する。第二の画像 データ発生源４は、画像処理回路から同一の高周波数で与えられるデータが格納 される記憶装置で構成される。画像処理回路は、主画像センサ３から連続的に到 来するデータと、記憶装置に格納され主画像センサの動作周波数よりも低い周波 数で読み出される格納データとを記憶装置内で組み合わせて、この低い周波数で 出力画像データを発生する画像処理回路で構成される。

第四の動作モードにおいて、第二の画像データ発生源４は、主画像センナ構成部 材３上の記憶素子配列、すなわち感光面の各点で構成され、画像処理回路５は、 感光面の各点からの画像データの、当該点に入射される光の輝度にしたがって近 接した記憶装置への転送を制御し、記憶内容を読み出して出力被写体画像データ を生成する。この第四の動作モードの一例は、第４図を参照して説明する。

第五の動作モードにおいて、第二の画像データ発生源は、平面スクリーン１１の 状態データおよび／またはマトリックス平面スクリーン１１の各点の効果を反映 するデータを保持する記憶装置で構成され、画像処理回路は、主画像センサ３の 各点について、光学系の入力側における透過度と、そこから主画像センナ３の対 応する点に光が到達する被写体１の部分の輝度とを演算する。

これらの五つの動作モードは、好適実施例を示す第２図を参照［７て説明する。

第３図を参照して説明する他の実施例において、二つの画像センサは、異なる感 度で同時に同一の被写体を検出して、これらのデータを組み合わせる画像処理回 路に画像データを供給する。

これら二つの実施例において、種々の光学的または電子的画像データ処理装置を 使用することが可能であり、特に主画像センサのすべての領域またはマトリック ス平面スクリーン１１を使用する部分の感度を制御し、モノクロカメラを高解像 度カラーカメラに変換するために使用される。

第３図は、被写体１と、光学軸線Ａ上でかつ部分的に示されているカメラケーシ ングＢ内に設けられた三原色平面スクリーン２５と、平面スクリーン１３と、電 子主画像センサ３上に被写体１の画像６を形成するレンズ２と、電気的に操作さ れるダイアフラム４６と、主画像センサ３の入力側に光学的に配置されたマトリ ックス平面スクリーン１１とを示している。

主画像センサは、電子シャッター４７で構成される。

光学軸線外で、かつカメラケーシングＢ内において、第二の画像データ発生源４ は、画像記憶装置１９と、マトリックス平面スクリーン１１状態記憶装置２６と 、ジオメトリ−データ記憶装置２７と、主画像センサ３との間に二つの電気接続 ７Ａおよび７Ｂを持つ画像処理電子回路５と、第二の画像データ発生＋１ｉＸ４ に接続された八つの電気接続８Ａ、８Ｂ、８Ｃ，８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ、８Ｇ、およ び８Ｈで構成される。電気接続８Ａ、８Ｂ、および８Ｇは画像記憶装置１９に接 続され、電気接続８Ｃ，８Ｄ、および８Ｅはマトリックス平面スクリーン１１状 態記憶装！２６に接続され、電気接続８Ｆおよび８Ｇはジオメトリ−データ記憶 装置に接続され、出力電気接続２８は、出力電気接続１４を有する変換テーブル １２に間接的に接続される。主画像センサ３の感度を制御する回路１０は、電気 接続１６によって画像処理回路５に接続され、電気接続３２によって状態記憶装 置２６に接続された入力と、電気接続１７によって主画像センサ３に接続され、 電気接続１８によって平面スクリーン１３に接続され、電気接続１５によってマ トリックス平面スクリーン１１および電気的ダイアフラム４６に接続された出力 とを有する。状態記憶装置２６の出力は、それぞれジオメトリ−データ記憶装置 ２７の入力および制御回路１０の入力に接続される。

変換テーブル１２は、データ入力接続９を有し、その出力は出力接続３０を有す るディジタル−アナログ変換器２９に電気的に接続されている。

画像処理回路５は、主画像センサ３の出力に接続された画像開始検出器３１と、 画像開始検出器３１に入力が接続され、主画像センサ３の電気接続７Ｂに接続さ れた出力を有するグリッド電位を制御するンーケンサ３３とを有している。画像 処理回路５は、順次接続されたアナログ機能回路３４、アナログ−ディジタル変 換器３５、乗算器３６、および加算器３７で構成される。加算器３７は、接続７ Ｂに接続された出力と、その第二の入力が接続８Ａに接続され、その単一の出力 が変換テーブル１２の接続９に接続されたスイッチ４０に接続された入力とを有 している。スイッチ３９は、その二つの入力のうちの一方が変換テーブル３８に 、一方が接続８Ａに接続されている。変換テーブル３８は、スイッチ４ｏの出力 に接続された入力を有している。コントラスト測定手段４１は、接続１４に接続 された入力と、変換テーブル１２と主画像センサ３の感度を制御する回路１ｏと に接続された出力とを有している。ブルーミング検出器４８は、接続８Ａおよび ８Ｂに接続された入力と、制御回路１０に接続された出力とを有している。可変 閾値回路４２は、主画像センサ３の出力とマトリックス平面スクリーン状態記憶 装置２６とに接続された入力と、前記状態記憶装置２６に接続された出力とを有 している。コンピュータ４３は、状態記憶装置２６とジオメトリ−データ記憶装 置２７とに接続された入力と、乗算器３６に接続された出力とを有している。二 分割の除算器４４は、主画像センサ３の出力接続７Ａに接続された入力と、制御 回路１０とスイッチ３９および４０の位置制御手段と三原色平面スクリーン２５ に接続された三分割の除算器４５とに接続された出力とを有し一〇いる。　電気 接続は、データをシリアル形式またはパラレル形式で転送するーないし複数の電 気ラインによって構成することができる。

回路りは、スイッチ４０と、変換テーブル１２と、ディジタル−アナログ変換器 ２９とで構成される。回路Ｃは、回路りと、アナログ機能回路３４と、アナログ −ディジタル変換器３５、乗算器３６、加算器３７、スイッチ３９、および変換 テーブル３８の回路で構成される。

電子主画像センサ３は周知の形式のものであり、特にビデオカメラの製造業者に おいて周知のものである。主画像センナは、限られた範囲の所定のスペクトル帯 域の輝度を正確に、かつ同時に検出する。その感度は、この範囲の最低値を規定 し、被写体１との間に介在する光学部品の透明度に応じて変化する。このパラメ ータは、またアパチャと呼ばれる。主画像センサ３に照射される光線に対するダ イナミックレンジは、同時にかつ正確に検出される最大輝度と最小輝度との比に よって規定される。これら二つの限界値の間において、主画像センナは、輝度を 示す画像データを出力する。最大値を越える輝度においては、センナは飽和し、 画像データは一定となる。以下の説明において、「応答範囲」の表現は、主画像 センサ３の輝度の値がこれら二つの限界値の間となるような、被写体１の部分の 輝度値の範囲を表す。

主画像センサ３は、感光面と感光面の各点の動作を制御する回路とで構成される 。

主画像センサ３は、被写体１の部分から感光面の各点が受ける輝度を示すデータ を、電気接続７Ａに供給して、感光面に画像６を形成する。この画像データは、 シリアル形式で供給され、主画像センサ３の各連続した点に照射される輝度を時 系列に示す。

第二の画像データ発生源４に設けられる画像記憶装置Ｅ１９は、主画像センサ３ と同時に、電気接続８Ａにレンズ２を通して検出される被写体１を示す画像デー タを供給する。これは、レンズ２が主画像センサ３の点に画像を形成する被写体 １の各点に関して、被写体のこの点に関するデータが、主画像センサ３および第 二の画像データ発生源４から同時に送出されることを意味する。

画像記憶装置９は、画像処理回路５による処理に続いて主画像センサ３から接続 ８Ｂを介して与えられる画像データを格納する。アナログ機能回路３４は、主画 像センサ３から与えられる強い信号は増幅せず、弱い信号を増幅する機能を有す る。アナログ機能回路３４は、例えば主画像センサ３から与えられる画像データ の限界値を保持する対数演算機能を行う。アナログ−ディジタル変換器３５は、 アナログ機能回路３４から与えられる信号をパラレル形式のディジタル信号に変 換する。乗算器３６は、アナログ−ディジタル変換器３５によって生成される数 値をコンピュータ４３によって生成される数値と乗算する。コンピュータ４３が 主画像センサ３の各点に対応するマトリックス平面スクリーン１１の透過度を示 す数値を供給する要領は、以下に説明する。加算器３７は、乗算器３６によって 生成された数値データとスイッチ３９によって生成された数値データとを加算す る。

二分割の除算器４４は、主画像センサ３によって転送される画像の数のパリティ を制御回路１−０に通知し、スイッチ３９．４０を並列に切り替える。　説明を 明瞭にするために、ここから後に説明される動作モードは、第２図を参照して説 明した各構成部材の機能を説明する。

第一の動作モードにおいて、主画像センサの感度を制御する回路１０は、主画像 センサ３の感度を、平面スクリーン１，３と、電気的に操作されるダイアフラム ４６と、主画像センサ４３の電子ンヤッター４７とを制御することによって、コ ントラストｍ＋定手段４１によって与えられる二つの値の間で切り替える。

制御回路１０が主画像センサ３のより高い感度を選択している間、スイッチ３９ は、画像記憶装置１９の出力８Ａを加算器３７の入力に接続し、スイッチ４０は 、加算器４７を変換テーブル１２に接続する。スイッチ３９．４０は、制御回路 １０が主画像センサ３のより低い感度を選択している場合には、これと逆の位置 となる。この方法により、本装置の出力１４．３０におけるデータは、主画像セ ンサ３の二つの異なる応答範囲からのデータの和を示す。したがって、カメラの ダイナミックレンジは、主画像センナのダイナミックレンジと、ルックス単位で 表される最小感度の最大感度に対する比との積である。

制御回路１０は、主画像センサ３の電子シャッター４７の制御によって光電動作 の期間を制御する。制御回路は、電気接続１７を介して、光電動作の期間に等し い期間のパルスまたはこの期間を示すコードを、使用する主画像センサ３の形式 に応じて送出する。

なお、制御回路１０によって選択可能な異なる感度の数は、二よりも大きくする ことができ、この場合スイッチ３９．４０はこの数に対応するスイッチ位置を持 ち、除算器４４はこの数を除数として除算を行う。

第二の動作モードにおいて、主画像センサ３の感度を制御する回路１０は、前記 センサの感度を変化させない。スイッチ３９．４０は、変換テーブル３８を加算 器３７に接続して、スイッチ４０の設定を無効とすることによってロックされる 。変換テーブル３８は、その入力に到来する数値″Ｘ”にしたがって増減する関 数を規定する。例えば、この関数は、（Ｘよりも小なる（Ｘのｎ乗根））／　（ ｘの最大値）で与えられる。したがって、Ｘの値に反比例する値が画像記憶装置 １９に蓄積される。この方法によって、カメラの感度およびダイナミックレンジ が増加し、残留磁気効果は、知覚できない程度の最小値に制限される。ダイナミ ックレンジの増加は、よりノイズが大きい小さい値のＸを多く蓄積することによ り信号／ノイズ比が増大することによってもたらされる。

第三のモードの動作において、本装置は、スイッチ４０か固定値に設定され、変 換テーブル１２が常時画像記憶袋Ｍ１９に接続されていることを除いて、第二の モードの動作と同じ動作を行う。画像センサは、高周波数で動作し、変換テーブ ル１２は画像記憶装置１９のデータを低い周波数で読み出す。これにより、第二 のモードに関して説明したのと同様にカメラのダイナミックレンジが増加し、残 留磁気は減衰される。

第四のモードの動作において、本装置は、スイッチ３９の設定が変化し、このス イッチが、変換テーブル１２による画像記憶装置１９のデータの各読み取り期間 の後に主画像センサ３が画像を生成している期間の間、いずれの入力も出力に接 続しないことを除いて、第三のモードの動作で動作する。これにより、画像記憶 装置１９のデータは読み出し毎に更新されるので、装置の出力には残留磁気が含 まれないものとなる。

第五および第六のモードの動作は、マトリックス平面スクリーン１１の制御を利 用して、主画像センサ３の感度をマトリックス状に変化させる。

マトリックス平面スクリーン１１は、電気的手段によって、個別に伝達関数が制 御される点の配列を有している。このため、マトリックス平面スクリーン１１は 、例えばポケットテレビで使用されているような液晶スクリーンで構成すること ができる。マトリックス平面スクリーン１１の各点の伝達関数を制御する電気信 号は、主画像センサ３の感度を制御する回路１０から電気接続１２を介して供給 される。この信号は、以下に説明するように、状態記憶装置によって制御回路１ ０に与えられる。マトリックス平面スクリーン１１の各点の伝達関数は、光学的 にその出力側にある主画像センサ３の各点の感度を制御する。

画像処理回路５により電気接続１６を介して伝達されるデータに応じて、主画像 センサ３の感度を制御する回路１０は、マトリックス平面スクリーン１１の各点 の光学的に出力側に位置する主画像センサ３の点で受ける輝度の減少関数にした がって、マトリックス平面スクリーン１１の各点の透過度を制御する。

これにより、主画像センサ３の各点の感度は、照射される光の輝度の減少関数と なる。

マトリックス平面スクリーン１１のすべての点に関して、ジオメトリ−データ記 憶装置２７は、光学的に出力側に位置する主画像センサ３の各点の光学効果を規 定する値を保持する。これらの値は、マトリックス平面スクリーン１１と主画像 センサ３との距離、その点の位置、電気的ダイアフラム４６のアパチャ、および 前記のある点を包囲するマトリックス平面スクリーン１１の点の暗くされた状態 に応じて変化する。この効果によって、マトリックス平面スクリーン１１の点が 、電気ダイアフラム４６を介した被写体１からの光線によって主画像センサ３の 感光面に投影される。電気ダイアフラム４６は、マトリックス平面スクリーン１ １の状態記憶装置とともにジオメトリ−データ記憶装置２７の入力に接続され、 ジオメトリ−データ記憶装置２７は、コンピュータ４３に光学効果値を供給する 。

コンピュータ４３は、主画像センサ３の各点に照射される光線の光学的減衰要因 の逆数を演算する。この逆数は、乗算器３６によって上記の点の輝度の値と乗算 され、乗算器の出力値は、主画像センサ３の感光面全体の一定の感度を示す。こ の値は、実際の被写体１に応じて変化するので、マトリックス平面スクリーン１ １の制御が安定したものとなる。これは、第五のモードの動作を示す。

本発明の装置の第六のモードの動作において、マトリックス平面スクリーン状態 記憶装置２６は、閉ループ制御による画像の振動を防止する。このため、可変閾 値回路４２は、主画像センサ３の各感光点に関して、主画像センサ３から接続７ Ａを介して与えられるこの点に照射される光の輝度と、マトリックス平面スクリ ーン状態記憶装置２６によって示されたセンサのこの点の光学的に入力側に位置 するマトリックス平面スクリーン１１の点の透過度に応じた閾値とを比較する。

この透過度に応じて、閾値が決定される。マトリックス平面スクリーン１１の前 記の点の出力側に位置する主画像センサ３の少なくとも一つの点において閾値を 越える輝度が存在する場合には、可変閾値回路４２は、マトリックス平面スクリ ーン状態記憶装置２６にデータを送出することによって、マトリックス平面スク リーン１１のこの点を最も暗くすることを指令する。マトリックス平面スクリー ン１１の前記点の出力側に位置する主画像センサ３のすべての点における輝度が 閾値を越えない場合、可変閾値回路は、マトリックス平面スクリーン状態記憶装 置２６に異なるデータを送出することによって、マトリックス平面スクリーン１ １のこの点の伝達関数を最大とすることを指令する。この方法によって、固定さ れた被写体１に関してマトリックス平面スクリーン１１の指令は一定となり、最 大の閾値変化がマトリックス平面スクリーン１１の最大コントラストを示す。マ トリックス平面スクリーン１１あるいは主画像センサ３より与えられるデータの 点の状態の振動は発生しない。

なお、マトリックス平面スクリーンの各点に関して、光学的にその出力側に位置 する主画像センサ３の点の光学的減衰と最小の光学的減衰との比は、使用される 閾値と最小閾値との比よりも常に小さくなる。これがマトリックス平面スクリー ン１１の点の電気ダイアフラム４６を通過する光線の主画像センサ３への投影の ジオメトリ−的な光学効果であり、この効果により制御が安定したものとなる。

また、このモードの動作は、各点において、一方が透明で他方が不透明な二つの 状態のみを持つ平面スクリーンに関して説明される。当業者において、この説明 を中間レベルの透過度を持つ平面スクリーンに適用することは容易であり、これ らのレベルの透過度を示す閾値は、上記に説明した制御の安定性の規則にしたが って使用される。

さらに、第五および第六のモードの動作に関して、状態記憶装置３６に格納され たデータは、レンズ２を通して検出される被写体１の少なくとも一つの画像を示 す。画像処理回路５は、このデータを主画像センサ３からのデータと組み合わせ て、主画像センサ３のダイナミックレンジよりも大きなダイナミックレンジを示 す被写体１の画像データを出力する。

第七の動作モードは、画像開始検出器３１とグリッド電位制御シーケンサ３３と を使用する。

画像開始検出器３１は、主画像センサ３から与えられる画像の開始をグリッド電 位制御シーケンサ３３に画像データの形で通知する。

シーケンサ３３は、電位信号を主画像センサ３のグリッドに、ＣＣＤ主画像セン サ構造に関して後述するように、その表面から出カフＡへの部分的な電荷の転送 を生じる要領で送出する。この例において、各感光領域の点の隣接する四つの電 位領域で構成される主画像センサ３に関しては、前記の電位領域がシーケンサ３ ３によって指令された電位を持ち、これらの点のすべての同一の領域電位を規定 する四つのグリッドのそれぞれがシーケンサ３３によってアクセス可能である。

したがって、主画像センサ３のすべての感光点は、同時に、各々の四つの電位領 域に同一の電位形状を持つ。説明のために、シーケンサ３３により制御され、最 初のものが各感光点の感光領域を示し、次の二つが電荷の転送領域を示し、最後 のものが二つの隣接する点の領域間の電気接続を防止する電位バリアまたはドレ インとされる四つのグリッドを有する主画像センサ３の動作を説明する。後者の 三つのグリッドは、したがって、非感光性であり、光電機能を有しない主画像セ ンサ３の点の領域を示す。

以下に説明する動作の間、四番目のグリッド（すなわち、電位バリアまたはドレ イン）は、電子がこれを通過することができない状態に保持される。　第一の期 間において、シーケンサ３３は、感光領域、すなわち第一のグリッドに、長い期 間の光電動作を指令する。このとき、第二および第三のグリッドは、いかなる電 荷も有していない。第二の期間において、シーケンサは、最初の三つのグリッド を同一の電位とすることを指令する。この方法によって、最初に第一の領域に与 えられた電荷は、一部が第二および第三の領域に転送される。第三の期間におい て、第二のグリッドの電位は、電荷の第一の領域から第三の領域への通過を阻止 するように変更される。第四の期間において、第一のグリッドの電位は、第一の 領域に保持された電荷が消失されまたは基盤もしくはドレインに転送されるよう に変更される。このとき、第三の領域のみが電荷を保持し、これらの電荷の和は 、第一の領域の第一の期間に発生された電荷の和の一部となる。したがって、第 三の領域が飽和することはない。第五の期間において、第一のグリッドの電位は 第一の期間よりも短い期間内に第一の領域の光電動作を再始動するように変化さ れる。第六の期間において、第一の領域の電荷は、その全部が第三の領域に、第 二の領域を経て通常の方法で転送される。最後に、第七の期間において、電荷は 第三の領域から、通常の要領で主画像センサ３の画像データ出力に転送される。

この方法によって、これらの電荷は、第一の期間の光電動作によって発生された 電荷および第五の期間の光電動作によって発生された電荷のいくつかを示す。

本装置のこの第七のモードの動作は、主画像センサ３の記憶装置が、第一のモー ドの動作と同じ動作を行うことを可能とし、記憶装置は、主画像センサ３の第三 の感光領域によって形成される。換言すれば、前記の主画像センサ３の記憶装置 から与えられる画像データは、主画像センサ３の異なる感度による二つの画像を 示すデータを含んでいる。このデータは、主画像センサ３のダイナミックレンジ よりも大きなダイナミックレンジを示す。

なお、上述した第二および第三の期間は、以下に説明する第八および第九の期間 に代えることができる。第への期間は、第三のグリッドの電位がこの第三のグリ ッドへの電荷の転送を不能とすることを除いて、第二の期間の動作と同一である 。第九の期間の動作は、第三の期間の動作と同一であり、第二および第三の領域 の電位は漸進的に交換される。第四の期間における電荷の状態は、前述のものと 同様である。

主画像センサに送られる他のグリッドまたは電位制御シーケンスは、本発明の範 囲に属するものであり、特に主画像センサの点における領域の数または使用する グリッド数は、上記において使用される数と異なる数で使用することも可能であ る。シーケンサ３３によって行われるグリッド電位制御の他の例は、第４図に示 されている。この第七のモードの動作をよりよく理解するために、半導体活性構 成部材に関する著作、特にパリのデュノーによりフランス語で、ビイ、ルツルー ク（Ｐ、Ｌｅｊｕｒｃｑ）およびシイ、レイ（Ｇ、　Ｒｅｙ）により刊行された これに関する著作を参照することが有用であり、特に１４５頁ないし１５０頁の 記載は、ここに開示の一部として援用する。

上記のダイナミックレンジの改良効果を付与するために組み合わせられた七つの モードの動作に加えて、本発明は、画像データの品質、特にブルーミングやスミ アが発生する場合の画像品質を向上するための種々のシステムを提案する。

主画像センサ３からの画像のスミア効果は、主画像センサ３の感度が低い場合、 換言すれば、光電動作が必要とされない場合や電子シャッターが閉じられている 場合には、平面スクリーン１３を暗くすることで減少することができる。第２図 に示す本発明の装置においては、主画像センサ３の感度を制御する回路１０は、 クロック（図示せず）によって平面スクリーン１３の暗さを制御する。

コントラスト測定手段４１は、装置から発生される数値の変化を測定する。この コントラスト測定手段４１は、平均数値と比較されるｑｕａｄ＋ｒｔｉｃ誤差を 測定することができる。また、コントラスドルｊ定手段４１は、限界数値を検出 することができる。コントラストの測定値は、感度制御回路１ｏおよび変換テー ブル１２に供給される。感度制御回路１０は、このデータを主画像センサ３の感 度の変化制御に使用する。変換テーブルは、装置から与えられる画像データのデ ィスプレイを最適化するためにコントラストの異なる値について設定された複数 の転送関数で構成される。

ブルーミング検出器４８は、入力される値と画像記憶装置１９より与えられる値 とを比較する。最も感度の高い画像においてブルーミングの発生を防止するため に、ブルーミング検出器４８は、最高感度で検出された画像からのデータの飽和 値に関して、最も低い感度で検出された画像からのデータの無効値がないことを 確認する。ブルーミングの検出は、感度制御回路１ｏに通知され、感度制御回路 は平面スクリーン１３、電気ダイアフラム、および電子シャッター４７による連 続する画像間に感度の差を小さくするよう指令する。

変換テーブル１２を本装置の画像を向上するために用いることができる。特に、 増減を行う変換機能は、画像の知覚性を向上する偏向効果を生起する。　モノク ロの主画像センサ３を用いる場合、装置には三つの回路りを設けることが必要と なり、これらの回路はそれぞれ三原色の内の一色を示す。三分割の除算器４５と 画像記憶装置１９とを接続する電気接続８Ｈは、以下に説明する平面三原色スク リーン２５によって送出される色を示す画像記憶装置１９のメモリ面を選択する 。

平面三原色スクリーン２５は、主画像センサ３の感度を制御する回路１ｏによっ て制御され、各三原色のための単一の協働する領域内において電気的に制御され た伝達関数を有している。このため、平面三原色スクリーン２５は、例えばネマ チックまたは強誘電型スクリーンで構成される三つの液晶スクリーンと、三つの ダイクロイック偏向器を有しており、液晶平面スクリーンはダイクロイック偏向 器と周知の偏向器との間に配置される。ダイクロイック偏向器は、一つの偏向軸 線上の一つの色を濾波するとともに、第一の偏向軸線に対して直交する偏向軸線 に対しては透明である。周知の偏向器は、偏向軸線の一つに対しては透明であり 、この第一の偏向軸線と直交する他の偏向軸線に対しては不透明である。赤色透 過性ダイクロイック偏向器、液晶スクリーン、緑色透過性ダイクロイック偏向器 、液晶スクリーン、青色透過性グイクロイック偏向器、液晶スクリーン、および 周知の偏向器を交互に配置することによって、平面シャッター１３によって伝達 される色を選択する。

平面三原色スクリーン２５の伝達関数は、各原色に関して主画像センサ３の感度 を変化させる。

カラー主画像センサ３を使用する場合、それぞれが三原色の内の一色を示す三つ の回路Ｃを装置内に設けることを必要とする。各回路Ｃの入力のスイッチ（図示 せず）は各色のデータを選択する。平面三原色スクリーンおよび三分割の除算器 ４５は不要となる。

主画像センサ３の各点の光電動作は、制御回路１０によって制御される。　制御 回路１０は、主画像センサ３の各点の動作電圧を制御する。制御回路は、主画像 センサ３の各点の光電動作の期間を各独立に制御する。主画像センサ３は、これ らの機能に適合されていな【プればならず、主画像センサ３の各点のマトリック ス接続は、制御回路１０によって電気的にアクセス可能でなければならない。

本発明による装置が第１図および第２図を参照して説明したすべての装置に比べ てより少ない機能で構成されていることは明らかであり、かつ本発明は、主画像 センサのダイナミックレンジを増加させる。

各動作モードにおいて、第二の画像データ発生源に保持された画像データは、主 画像センサ３の輝度の変化範囲とは異なる輝度範囲の画像を示し、この変化範囲 がダイナミックレンジと呼ばれる。

第３図は、被写体１と、光学軸線Ａ上でかつ一部のみを示すカメラケーシング内 に配置された平面スクリーン１３と、主画像センサ３上に被写体１の画像６を形 成するレンズ２と、分光器２１および光学的に主画像センサ３の入力側に配置さ れたマトリックス平面スクリーン１１とを示している。光学軸線外のカメラケー シングＢ内には、画像６と同様の画像２４がレンズ２によって形成される第二の 画像センナ２３を有する第二の画像データ発生源４と、主画像センサ３に接続さ れた電気接続７と、第二の画像データ発生源４に接続された電気接続８および出 力接続１４を持つ変換テーブル１２に接続された出力電気接続９を有する画像処 理電子回路５が設けられている。主画像センサ３の感度を制御する回路１０は、 電気接続〕６によって、画像処理回路５に接続され、電気接続１７によって主画 像センサ３に接続され、電気接続１８によって平面スクリーン１３に接続され、 電気接続１５によってマトリックス平面スクリーン１１に接続されている。

この第二実施例による装置の構成部材および機能は、第二の画像データ発生源４ および分光器２１を除いて、第１図および第２図に関して説明した実施例と同一 である。

分光器２１の機能は、照射される光線を二つの光線に分割し、一方を主画像セン サ３に伝搬させ、他方を第二の画像センサ２３に伝搬させるものである。このた め、分光器は、部分的に反射する鏡と、付加的に表面処理された透明板と、各色 を検出する三つの画像センサとともにカメラに用いられるような光学プリズムま たは画像転送レンズで構成される。

第二の画像データ発生源４は、第２図に関して説明したものと同一の記憶装置で 構成される。また、第二の画像データ発生源は、主画像センサと異なる感度で画 像６と同様の画像を検出する第二の画像センサ２３を有している。このため、第 二の画像センサ２３の前側の光学系の透過度またはアパチャは、主画像センサ３ の前側の光学系のものと異なるものとなっている。

画像センサ３．２３は、したがって、被写体１の点の輝度の異なる範囲の値を示 すデータを発生する。画像処理回路５は、このデータを組み合わせて、被写体１ の点のこれら二つの範囲の輝度値の組み合わせを示すデータを電気出力接続９に 発生する。

第４図は、上側に電子画像センサの電荷転送装置のグリッドとその下側に各グリ ッドと縦方向に整列して、連続した時間におけるグリッド電位を示しており、こ れらのグリッド電位は第２図に示すグリッド電位シーケンサによって印加される 。

上側には、基盤５０上のグリッドＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４と基盤５１上のグリッ ドＧ５、Ｇ６、Ｇ７および基盤５２上のグリッドＧ８、Ｇ９が示されている。

基盤５０．５１．５２は、感光面の各感光点に四、三、二のグリッドを持つ画像 センサを示している。

マスク５３は、グリッドＧ１、Ｇ５およびＧ８で光電的に生成された電荷を転送 するためのグリッドＧ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ６、Ｇ７およびＧ９を遮蔽する。

第一の曲線Ｌ１は、検出状態の電位、すなわちグリッドＧ１、Ｇ５、Ｇ８に電荷 を生成している期間の電位を示している。これに続く曲線は、これに続く時間の 経過を上から下に示すもので、この間の電荷の転送状態を示している。これらの 曲線の軸線よりも上の部分は正の電位を示し、下側の部分は負の電位を示す。

正の電位の点は電荷転送装置内で転送される電荷のキャリアである正孔に対する バリアを構成する。負の電位点は、正孔の電荷を保持する電位ウェルを示す。チ ャージ状態は、「＋」の記号で示されている。

曲線Ｌ１において、グリッドＧ１、Ｇ５、Ｇ８は負の電位を持ち、他のグリッド は、無効電位を持っている。このとき、正の電荷が発生し、グリッドＧｌ、Ｇ５ 、Ｇ８に保持される。曲線Ｌ２において、グリッドＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ ６は、負の電位を持ち、他のグリッドは非常に小さい負の電位を持つグリッドＧ ８を除いて無効電位を持っている。このとき、グリッドＧ１およびＧ２からの電 荷は、それぞれグリッドＧ２、Ｇ３に分配される一方、グリッドＧ６、Ｇ７に分 配される。グリッドＧ８下に生成された電荷は、一部がグリッドＧ８に拡散され る。曲線Ｌ３において、グリッドＧ１、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７およびＧ９は、負の電 位となり、他のグリッドは無効電位となる。このとき、初期にグリッドＧ１、Ｇ ５．６８下に発生された電荷のうちの一部のみがグリッドＧ３、Ｇ７、Ｇ９に保 持される。曲線Ｌ４において、グリッドＧ３、Ｇ７およびＧ９は負の電位を持ち 、中間の負電位を持つグリッドＧ８を除くすべての他のグリッドは無効電位を持 つ。グリッドＧ１およびＧ５下に存在する電荷は、グリッドＧ１およびＧ５に吸 収される。第二の検出を示す新たな電荷は、グリッドＧ８下に発生する。曲線Ｌ ５において、グリッドＧ１、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７、Ｇ９は負の電位であり、他のグ リッドは無効電位である。このとき、グリッドＧ１、Ｇ５下には第二の検出を示 す新たな電位が発生する。第二の検出（曲線Ｌ４）の間にグリッドＧ８に発生し た電荷は、グリッドＧ９下に転送される。曲線Ｌ５の後に、グリッドＧ８、Ｇ９ の動作サイクルが完了し、グリッドの電位の状態は図示しない。曲線Ｌ６におい て、グリッドＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５およびＧ６は、負の電位であり、グ リッドＧ４は無効電位である。曲線Ｌ７において、グリッドＧ２、Ｇ３、Ｇ６、 Ｇ７は負の電位であり、グリッドＧ１、Ｇ４、Ｇ５は無効電位である。曲線Ｌ８ において、グリッドＧ３およびＧ７は、負の電位であり、グリッドＧｌ、Ｇ２、 Ｇ４、Ｇ５およびＧ６は無効電位である。最後の三つの曲線は、第二の検出期間 （曲線Ｌ５）においてグリッドＧｌ、Ｇ５下およびグリッドＧ３、Ｇ７下に発生 された電荷の転送を示している。

このシーケンスの終端において、グリッドＧ３、Ｇ７およびＧ９は、第二の検出 において生成された電荷と、第一の検出（曲線ＬＬ）において発生された電荷の 和の数の電荷を保持する。

第二の検出は、好ましくは、第一の検出に比べて、短い期間でかつ低い感度で行 われる。これにより、飽和が発生しないものとなる。

グリッドＧ３、Ｇ７およびＧ９は、主画像センサ内に配置され、本発明によって 、第二の画像データ発生源を構成する記憶装置の配列を構成する。

当業者が、他のシーケンス、特に、他の形式のＣＣＤ画像センサに適合されたシ ーケンスを使用することも本発明の範囲に属するものである。なお、本発明によ れば、主画像センサの各点のグリッドの電位領域は個別に制御可能であり、電荷 の光電的な発生は、この点に照査される光の輝度の減少関数である。グリッドの 転移は、感度制御手段１０によってマトリックス平面スクリーン１１が制御され た要領（マトリックス制御）で制御される。

本発明の装置は、既存のすべての電子カメラに付加することができ、もしくはカ メラケーシング内に内蔵することができる。

モノクロカメラからはじめて、本発明の装置は、ダイナミックレンジを増加させ 、感度を増加させて、カメラを高密度カラーカメラに転用することができる。

本発明の装置の主な用途は、例えば、屋外の制御されない光のもとての撮影、内 視鏡、溶接ロボット等である。

ム１」 ムＬ」 要約書 第−のダイナミックレンジを持つ主電子画像センサ（３）に被写体（１）の画像 （６）を形成するレンズ（２）と、前記被写体（１）の一つの画像に対応する第 二の画像データ発生源（４）と、電子画像処理回路（５）で構成され、画像処理 回路は主画像センサからのデータと第二の画像データ発生源からのデータを組み 合わせて主画像センサのダイナミックレンジよりも大きな被写体の明るい領域と 暗い領域の比の画像データで示された被写体を示す画像データを発生する。種々 の実施例において、第二の画像データ発生源（４）は第二の画像センサまたは主 画像センサによって先に検出された画像を格納するメモリで構成される。前記の 装置は、好ましくは、主画像センサの感度を制御する装置（１０）と、透過する 光線の輝度を低下させるために主画像センサ（３）の光学的に前側に配置される 伝達性で受動型の平面マトリックススクリーン（１１）を有する。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成４年８月１７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所定のスペクトル域で動作して第一のダイナミックレンジで書き写される輝 度値の範囲に対する画像データを供給し、前記ダイナミックレンジがこの範囲に おける最大輝度値と最小輝度値との比を示す電子主画像センサ（３）と、前記主 画像センサ（３）上に被写体（１）の画像（６）を形成するレンズ（２）とを有 するカメラにおいて、主画像センサ（３）と同一のスペクトル域でレンズ（２） を介して撮影される被写体（１）の少なくとも一つの画像（６、２４）から生成 される画像データを発生する第二の画像データ発生源（４、１９、２３）と、主 画像センサ（３）からのデータと第二の画像データ発生源（４、１９、２３）か らのデータとを組み合わせて、主画像センサのダイナミックレンジよりも大きな 、出力画像データによって示された被写体（１）の領域の最大輝度値と最小輝度 値との比で検出された被写体を示す画像データを供給する画像処理電子回路（５ ）とを設けたことを特徴とするカメラのダイナミックレンジを増加する装置。 ２．第二の画像データ発生源は、主画像センサ（３）と同一の画像を、主面像セ ンサと異なる感度でかつ主画像センサと同時に検出し、主画像センサ（３）に同 期して画像データを供給する第二の画像センサ（２３）で構成され、主画像セン サ（３）からの信号と第二の画像センサ（２３）からの信号を異なるものとする ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．第二の画像データ発生源は、主画像センサ（３）からのデータを受け、主画 像センサが完全な画像のデータを送出するために要する時間に等しい遅延時間を もって、主画像センサからのデータに同期して出力する画像記憶装置（１９）に よって構成したことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。 ４．第二の画像データ発生源は、画像処理回路（５）に内蔵された変換テーブル （３８）からデータを受け、主画像センサ（３）からのデータに同期して出力す る画像記憶装置で構成され、前記変換テーブルは、非線形の伝達関数を持ち、主 画像データ（３）から連続的に与えられる画像データが画像記憶装置（１９）に 蓄積されるように構成したことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記 載の装置。 ５．主画像センサ（３）は高周波数で動作し、画像処理回路（５）は主画像セン サよりも低い周波数で画像記憶装置（１９）を読み出す手段を含んでいる請求の 範囲第３項または第４項に記載の装置。 ６．記憶装置（１９）は主画像センサ（３）内に設けられる請求の範囲第３項な いし第５項のいずれかに記載の装置。 ７．主画像センサの感度を制御する手段（２０）を有し、前記制御手段は主画像 センサの検出感度を変化させ、画像処理回路（５）から与えられる被写体を示す 画像データが、二つの異なる範囲の輝度値のデータの組み合わせによって生成さ れることを特徴とする請求の範囲第３項ないし第６項のいずれかに記載の装置。 ８．主画像センサ（３）の感度を制御する手段（２０）は、電子シャッター（２ ５）を制御して、主画像センサ（３）の露光時間を変化させることを特徴とする 請求の範囲第７項に記載の装置。 ９．主画像センサ（３）の感度を制御する手段（２４）は、単一の電気的に制御 される伝達領域を持つ受動平面スクリーン（１３）の伝達関数を制御することを 特徴とする請求の範囲第７項または第８項に記載の装置。 １０．主画像センサ（３）の感度を制御する手段（２０）は、マトリックス状に 動作して、主画像センサ（３）の点の感度を個別に変化させることを特徴とする 請求の範囲第７項ないし第９項のいずれかに記載の装置。 １１．主画像センサ（３）の感度を制御する手段（２０）は、主画像センサ（３ ）の各点の光電動作の期間を個別に制御することを特徴とする請求の範囲第１０ 項に記載の装置。 １２．主画像センサ（３）の感度を制御する手段（２０）は、主画像センサ（３ ）の各点における光子の電子への変換率を独立に制御することを特徴とする請求 の範囲第１０項または第１１項に記載の装置。 １３．各点の透過度が電気信号によって制御される受動マトリックス平面スクリ ーン（１１）を有し、前記マトリックス平面スクリーン（１１）は主画像センサ の前側に配置され、主画像センサ（３）の感度を制御する手段（２０）は受動平 面スクリーン（１１）の各点の伝達関数を独立に制御して、平面スクリーンの各 点における透過度が、光学的にマトリックス平面スクリーン（１１）の出力側に 配置された主画像センサ（３）の点に関して画像処理回路（５）から与えられる 画像データによって示された輝度の減少関数となることを特徴とする請求の範囲 第１０項ないし第１２項のいずれかに記載の装置。 １４．第二の画像データ発生源は、マトリックス平面スクリーン（１１）の各点 の透過度のデータを持つ画像記憶装置（２６）で構成されることを特徴とする請 求の範囲第１３項に記載の装置。 １５．第二の画像データ発生源（４）は、主画像センサの各点の少なくとも一つ の感度を格納したジオメトリーデータ記憶装置（２７）で構成されることを特徴 とする請求の範囲第１３項に記載の装置。 １６．画像処理回路（５）は、可変閾値回路（４２）で構成され、閾値は第二の 画像データ発生源（４）からのデータの関数であることを特徴とする請求の範囲 第１４項または第１５項に記載の装置。 １７．画像処理回路（５）は、主画像センサの各点に関して、第二の画像データ 発生源（４）に含まれるデータと主画像センサからのデータとに応じてレンズ（ ２）によって光学的に結合された被写体（１）の領域の輝度を演算することを特 徴とする請求の範囲第１４項または第１５項に記載の装置。１８．平面スクリー ン（１３）を有し、該平面スクリーンの透過度は、感度制御手段（１０）によっ て制御されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１７項のいずれかに記 載の装置。 １９．感度制御手段（１０）は、主画像センサ（３）の画像検出間隔における平 面スクリーン（１３）の透過度を最小に制御することを特徴とする請求の範囲第 １８項に記載の装置。 ２０．色を交互に濾波して原色のみを交互に透過させる三原色平面スクリーン（ ２５）を有し、該三原色平面スクリーン（２５）は、光学通路の主画像センサ（ ３）入力側に配置されており、各画像検出における三原色平面スクリーン（２５ ）の色の変更を制御する三分割の除算器（４５）が設けられていることを特徴と する請求の範囲第１項ないし第１９項のいずれかに記載の装置。 ２１．主画像センサ（３）と第二の画像データ発生源（４）からの画像データを 比較して、ブルーミングを検出して、この検出結果を感度制御手段（１０）に送 出する比較器（４８）を存し、前記感度制御手段はこれに応じて画像データの感 度の差を減少させる請求の範囲第１項ないし第２０項のいずれかに記載の装置。 ２２．主画像センサはグリッドによって制御されるＣＣＤセンサであり、前記グ リッドの電位を変化させるグリッド電位シーケンサ（３３）が設けられ、画像検 出が二回連続して行われ、第一の検出で発生された電荷は部分的に転送され、第 二の検出で発生された電荷に加算されることを特徴とする請求の範囲第１項ない し第２１項のいずれかに記載の装置。