JPH07298144A - 静止画撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体撮像素子の出力に含まれるランダムノイ
ズを抑圧するとともに、固定パターンノイズも抑圧する
ことにより、Ｓ／Ｎの優れた静止画像を記憶し、出力で
きる静止画撮像装置を得ることを目的とする。 【構成】 レンズ１と、入射光を電気信号に光電変換す
る固体撮像素子４と、固体撮像素子４の入射光側に位置
し、入射光を光学的にＲ，Ｇ，Ｂ成分に分離する回転フ
ィルタ３と、回転フィルタ３で得た時系列のＲ，Ｇ，Ｂ
成分の電気信号をデジタル信号に変換するアナログ・デ
ジタル変換器７と、このデジタル信号を映像信号に変換
する信号処理回路８と、時系列のＲＧＢ信号を同時化し
て出力する同時化回路１０と、この同時化回路１０の映
像信号を加算平均する積算手段９を有し、積算手段９に
よって所定数のフレームの映像信号をフレーム間積分す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像素子と、記
憶手段を有する静止画撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２２は例えば特開平２−２０００８６
号公報に示された従来の撮像装置の構成を示すブロック
回路図であり、図において１はレンズ、６０は撮像すべ
き入射光の通過・遮断を制御するシャッタ、２は光量を
適正な量に調整する絞り、６１は少なくとも異なる３色
の光に相当する波長を選択する透過光波長選択手段、４
は固体撮像素子、５は増幅器、７はアナログ・デジタル
変換器、８は信号処理回路、６２は記憶装置、６４はタ
イミング制御回路、６３はタイミング制御回路６４より
出力されるタイミング信号に基づき、シャッタ６０およ
び透過光波長選択手段６１の可動部の動きを制御する機
構系駆動回路、６５は外部トリガー端子である。

【０００３】次に動作について説明する。図２４に示す
ようなトリガー信号２０１が外部トリガー端子６５に印
加されたとする。このとき、タイミング制御回路６４
は、被写体の光量、固体撮像素子の感度、外部から設定
された撮像条件などに基づいて、シャッタ速度および絞
り値を算出し、図２４のようにシャッタ６０を開く時間
ＴＳを示す信号２０２を機構系駆動装置６３に伝達す
る。機構系駆動装置６３はシャッタ制御信号２０２に基
づき、シャッタ６０の開閉を制御するとともに、適正な
光量となるように絞り２を制御する。したがって、被写
体からの光はレンズ１を透過し、シャッタ６０が開いて
いるときのみ絞り２で光量を制限され、透過光波長選択
手段６１に入射する。

【０００４】透過光波長選択手段６１は、例えば図２３
に示したようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色に
対応したカラーフィルタ６６，６７，６８で構成され、
矢印６９の方向に回転する。Ｒ，Ｇ，Ｂに相当するカラ
ーフィルタが動作する期間を示したのが図２４のＴｒ，
Ｔｇ，Ｔｂである。すなわち、タイミング制御回路６４
はシャッタ６０が開く期間Ｔｓを三分割してＴｒ，Ｔ
ｇ，Ｔｂとし、それらの情報を含んだ制御信号２０３，
２０４，２０５を機構系駆動装置６３へ伝送する。機構
系伝送装置６３は制御信号２０３，２０４，２０５に基
づいて透過光波長選択手段を制御し、期間ＴｒにＲの分
光特性を有する光、期間ＴｇにＧの分光特性を有する
光、期間ＴｂにＢの分光特性を有する光を透過させる。

【０００５】固体撮像素子４は、上述のＲ，Ｇ，Ｂそれ
ぞれの分光特性を有する入射光を受光し、それを順次電
気信号に変換し、増幅器５およびアナログ・デジタル変
換器７を介して前記電気信号を信号処理回路８に伝送す
る。信号処理回路８は、Ｒ，Ｇ，Ｂの分光成分を有した
それぞれの光に対応した電気信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂを受
け、所定の処理を施し合成しあと、カラー画像Ｓを生成
する。記憶装置６２は、該カラー画像Ｓを記憶する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の静止画撮像装置
は以上のように構成されているので、次のような問題点
があった。一般に固体撮像素子の出力には時間的に変化
するランダムノイズが発生する。静止画の場合は映像が
静止しているためにランダムノイズが目立ちやすく、高
精細な静止画では特に問題となる。

【０００７】一般に固体撮像素子の出力には先に述べた
ランダムノイズの他に時間的に変化しない固定パターン
ノイズが含まれている。固定パターンノイズは固体撮像
素子の暗電流むらや各画素の感度ばらつき等によって生
じ、粒状ノイズや縞状ノイズとなって現れる。このノイ
ズは時間的に相関があるので映像信号を積算してもノイ
ズを抑圧することはできない。

【０００８】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、固体撮像素子の出力に含まれるラ
ンダムノイズを抑圧するとともに、固定パターンノイズ
も抑圧することにより、Ｓ／Ｎの優れた静止画像を記憶
し、出力できる静止画撮像装置を得ることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る静
止画撮像装置は、同時化回路に記憶された映像信号を加
算平均する積算手段を有し、積算手段によって所定数の
フレームの映像信号をフレーム間積分する。

【００１０】請求項２の発明に係る静止画撮像装置は、
入射光を遮光する遮光手段と、映像信号から上記同時化
回路のデータを減算する減算手段を有し、入射光を遮光
した状態で上記固体撮像素子から得られる時間的に相関
のある固定パターンノイズを上記積算手段により加算平
均して記憶し、次に遮光手段を解除して入射光を固体撮
像素子にて撮像し、前記減算手段によって映像信号から
前記固定パターンノイズを減算する。

【００１１】請求項３の発明に係る静止画撮像装置は、
入射光を遮光する前記遮光手段が入射光量を調整するレ
ンズの絞りである。

【００１２】請求項４の発明に係る静止画撮像装置は、
入射光を電気信号に光電変換する固体撮像素子と、前記
固体撮像素子の入射光側に位置し、入射光を光学的に
Ｒ，Ｇ，Ｂ成分に分離する回転フィルタと、前記電気信
号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器
と、デジタル信号を映像信号に変換する映像信号処理回
路と、１フレームの映像信号を記憶する同時化回路と、
前記同時化回路の映像信号を加算平均する積算手段を有
する。

【００１３】請求項５の発明に係る静止画撮像装置は、
被写体が白黒画像の場合には上記回転フィルタを静止さ
せ、回転フィルタのうちのある１つのフィルタを通して
固体撮像素子に被写体像を撮像し、そのフィルタを透過
した成分のみの映像信号を得て、ＲＧＢのメモリのうち
一部に画像を記憶する。

【００１４】請求項６の発明に係る静止画撮像装置は、
白黒画像を出力する場合には上記回転フィルタを静止さ
せ、回転フィルタのうちの透明フィルタを通して固体撮
像素子に被写体像を撮像し、そのフィルタを透過した成
分のみの映像信号を得て、ＲＧＢのメモリのうち一部に
画像を記憶する。

【００１５】

【作用】請求項１の発明における静止画撮像装置は、入
射光を電気信号に光電変換する固体撮像素子と、前記固
体撮像素子の入射光側に位置し、入射光を光学的にＲ，
Ｇ，Ｂ成分に分離する回転フィルタと、前記電気信号を
デジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、
デジタル信号を映像信号に変換する映像信号処理回路
と、１フレームの映像信号を記憶する同時化回路と、前
記同時化回路の映像信号を加算平均する積算手段を有
し、前記積算手段によって所定の数フレームの映像信号
をフレーム間積分する。

【００１６】請求項２の発明における静止画撮像装置
は、入射光を遮光する遮光手段と、映像信号から上記同
時化回路のデータを減算する減算手段を有し、入射光を
遮光した状態で上記固体撮像素子から得られる時間的に
相関のある固定パターンノイズを上記積算手段により加
算平均して記憶し、次に遮光手段を解除して入射光を固
体撮像素子にて撮像し、前記減算手段によって映像信号
から前記固定パターンノイズを減算する。

【００１７】請求項３の発明における静止画撮像装置
は、入射光を遮光する遮光手段が入射光量を調整するレ
ンズの絞りである。

【００１８】請求項４の発明における静止画撮像装置
は、入射光を電気信号に光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の入射光側に位置し、入射光を光学的
にＲ，Ｇ，Ｂ成分に分離する回転フィルタと、前記電気
信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換
器と、デジタル信号を映像信号に変換する映像信号処理
回路と、１フレームの映像信号を記憶する同時化回路
と、前記同時化回路の映像信号を加算平均する積算手段
を有する。

【００１９】請求項５の発明における静止画撮像装置
は、上記同時化回路は通常のカラー画像ではＲＧＢ各メ
モリに映像信号を記憶し、被写体が白黒画像の場合には
上記回転フィルタを静止させ、回転フィルタのうちのＧ
フィルタを通してＧ成分のみの映像信号を得て、ＲＧＢ
のメモリのうち一部を使用することで白黒画像の場合に
は通常の３倍の静止画像を得る。

【００２０】請求項６の発明における静止画撮像装置
は、上記回転フィルタに透明フィルタを設け、白黒画像
を出力する場合は、上記回転フィルタを静止させ、前記
透明フィルタを通して固体撮像素子に被写体像を撮像
し、透明フィルタを透過した成分のみの映像信号を得
て、ＲＧＢのメモリのうち一部を使用することで白黒画
像を出力する場合には通常の場合の３倍の静止画像を得
る。

【００２１】

【実施例】

実施例１．以下、請求項１の発明の一実施例について、
図を用いて説明する。図１は実施例１の構成を示す図で
ある。図１において、１はレンズ、２は入射光量を調整
する絞り、３は入射光を分光特性の違いによりＲ，Ｇ，
Ｂ成分に分離する３種類の光学フィルタを円盤に配置
し、入射光軸に垂直方向に回転する回転フィルタ、４は
回転フィルタ３でＲ，Ｇ，Ｂ成分に時分割した入射光を
光電変換し電気信号を得る固体撮像素子、１５は回転フ
ィルタ３を固体撮像素子４の読み出す信号に同期するよ
うに回転させ、入射光をＲ，Ｇ，Ｂ成分に時分割する回
転制御回路である。

【００２２】５は撮像素子４の出力である電気信号を増
幅する増幅器、６は絞り２を制御する絞り制御装置、７
はアナログ・デジタル変換器であり、増幅された電気信
号をデジタル信号に変換する。８は前記デジタル信号を
映像信号として処理する信号処理回路で、映像の境界部
に微分信号を付加して先鋭度をあげる輪郭補正処理や、
映像を表示する表示機器の特性に合わせて非線形の入出
力特性を与えるガンマ補正などを行う。

【００２３】９は積算手段で入力信号の加算を行う。１
０は同時化回路で入力１系統、出力２系統の非同期の書
き込みと読み出しができる３ポートメモリと、スイッチ
回路で構成されている。１１は出力するビット数を調整
するビットシフト回路である。１２はＲ，Ｇ，Ｂの各同
時化回路出力信号を適当な比率で混合し、再びＲ，Ｇ，
Ｂで出力するか、または輝度信号と色差信号で出力する
マトリクス回路である。

【００２４】１３はマトリクス回路１２の出力をアナロ
グ信号に変換するデジタル・アナログ変換器で、１４は
システム全体のタイミングを統括し、前記固体撮像素子
４、回転制御回路１５、信号処理回路８、同時化回路１
０などを制御するタイミング制御回路、１６は同時化回
路１０の出力を積算手段９に伝達したり切り離すための
スイッチ回路、１７，１８，１９はＲ，Ｇ，Ｂ、また
は、輝度信号と色差信号を出力する各出力端子である。

【００２５】次に、動作について説明する。図２は回転
フィルタ３の構成を示す図、図３は回転フィルタ３の動
作を示すタイミング図である。レンズ１を通った被写体
の像は絞り２でその光量が調整され、回転フィルタ３に
入射し、分光特性の異なった３種類の光学フィルタによ
り、Ｒ，Ｇ，Ｂ各成分に分解される。図２で示す回転フ
ィルタ３は円盤に３つの開口部を設け、その開口部に分
光特性の違いで入射光を各成分に分離するＧフィルタ２
０，Ｂフィルタ２１，Ｒフィルタ２２が張り付けられて
いる。回転フィルタ３はレンズ１と固体撮像素子４を結
ぶ光軸と平行な軸の周りを２３で示す方向に回転し、光
軸上に各Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタが交互に現れるため、回転
フィルタ３を通った入射光は時系列でＲ，Ｇ，Ｂ成分に
分解され、固体撮像素子４に結像し、電気信号に光電変
換される。

【００２６】図３に示すように回転フィルタ３の回転速
度および位相は、回転制御回路１５によって制御され
る。図３の撮像素子駆動１００に同期して回転フィルタ
３が制御され、各フィールドにＧフィルタタイミング１
０１、Ｂフィルタタイミング１０２、Ｒフィルタタイミ
ング１０３が同期するように動作する。つまり３フレー
ム、６フィールド分の固体撮像素子駆動１００期間に回
転フィルタ３が矢印２３の方向に２回転する。

【００２７】固体撮像素子４の出力は増幅器５で適当な
レベルに増幅され、アナログ・デジタル変換器７でデジ
タル信号に変換される。デジタル信号は信号処理回路８
で以下のように処理される。まず、映像の黒レベルを基
準値に合わせるためにデジタルクランプ処理される。そ
の後、テレビモニタなどの出力機器の入出力特性に合わ
せて非線形処理がなされる。一般に、テレビのブラウン
管などではガンマ特性を持っているので、その特性を補
正するようなガンマ補正を行う。非線形処理のための構
成としては、ルックアップテーブルを用いた方法などが
あるが、ここでは詳しくは述べないことにする。非線形
処理された信号は視覚上の先鋭度を上げるために、輪郭
部分などに微分成分を付加する輪郭補正処理がなされ出
力される。

【００２８】信号処理回路８の出力はＲ，Ｇ，Ｂの時系
列信号であるので、カラー信号として出力するためにい
ったん同時化回路１０に蓄えて同時化して出力する。図
４は同時化回路の構成を示し、図５と図６は制御タイミ
ングを示している。図４において、入力デジタル信号を
スイッチ回路３０で各フィールド毎に切り替えて、各フ
ィールドメモリ３１〜３６に書き込む。図５のように撮
像素子出力１０４のＲＧＢ時系列信号に合わせて各フィ
ールドメモリ３１〜３６に順番に書き込む。

【００２９】図６で示すように、読み出す場合は書き込
みとは非同期に出力系の同期パルス１１１に合わせて各
メモリの第１出力ポート３１−１〜３６−１から信号を
読み出してスイッチ回路３７を通して出力する。なお各
メモリの出力ポート３１−１〜３６−１がハイインピー
ダンスに制御できる場合は、各出力がワイアードオア接
続でき、スイッチ回路３７が不要になることは言うまで
もない。また各メモリの書き込みが個別に制御できる場
合はスイッチ回路３０は不要である。

【００３０】次に、積算手段の動作について説明する。
一般に固体撮像素子の出力には時間的に変化するランダ
ムノイズが発生する。静止画の場合は映像が静止してい
るためにランダムノイズが目立ちやすく、高精細な静止
画では特に問題となる。しかしランダムノイズは時間的
に相関がないので、特に静止画の場合は映像信号を時間
的に積算することでノイズを抑圧することができる。ラ
ンダムノイズの大きさは積算されるフレーム数の平方根
に反比例して小さくなる。

【００３１】積算手段９では信号処理回路８の出力と同
時化回路１０の出力をスイッチ回路１６を通して加算す
る。図７に示すように、時系列のＲ，Ｇ，Ｂの撮像素子
出力１０４に同期して各メモリ３１〜３６の第２出力ポ
ート３１−２〜３６−２から信号を読み出しスイッチ回
路３８で選択して出力する。スイッチ回路１６が閉じて
いる場合、同時化回路１０の出力が積算手段９に伝達さ
れる。なお各メモリ３１〜３６の第１出力ポート３１−
１〜３１−６と第２出力ポート３１−２〜３６−２は非
同期で別々に信号が読み出せるよう構成されている。

【００３２】また、各メモリの第２出力ポートがハイイ
ンピーダンスに制御できる場合、スイッチ回路３８は不
要である。積算を行わない場合には、スイッチ回路１６
を開放する。積算する場合は積算すべきフレーム数を設
定し、スイッチ回路１６を閉じてそのフレーム数分積算
する。同時化回路１０の出力はビットシフト回路１１で
信号のビット数を調整しデータを平均する。たとえばＴ
フレーム分積算する場合はビットシフト回路１１で信号
をＴビット分下位にずらして出力する。

【００３３】積算手段９によってランダムノイズが抑圧
された信号はマトリクス回路１２によってマトリクス処
理がなされる。すなわちＲ，Ｇ，Ｂ各信号を適当な比率
で合成して輝度信号と色差信号を得たり、新たな混合比
のＲＧＢ信号を得ることができる。これは画像表示装置
の仕様に合わせるために必要な機能である。マトリクス
回路１２の出力はデジタル・アナログ変換器１３でアナ
ログ信号に変換され出力される。なお表示装置の仕様に
よっては、デジタル信号での出力も可能である。

【００３４】実施例２．以下、請求項２の発明の一実施
例について、図を用いて説明する。図８は実施例２の構
成を示すブロック回路図である。図８において、図１と
同一符号は、それぞれ同一または相当部分を示してお
り、３９は光を透過しない物質で構成され、入射光を遮
光するための遮光手段、４０は入力信号の加減算を行う
加減算手段である。

【００３５】次に動作について説明する。回転フィルタ
３によって時系列のＲ，Ｇ，Ｂ成分の映像信号を得て、
同時化回路１０によって同時化し出力する動作は実施例
１と同様であるので、説明を省略する。

【００３６】一般に固体撮像素子の出力には先に述べた
ランダムノイズの他に時間的に変化しない固定パターン
ノイズが含まれている。固定パターンノイズは固体撮像
素子の画素欠陥や各画素の感度ばらつき等によって生
じ、粒状ノイズや縞状ノイズとなって現れる。このノイ
ズは時間的に相関があるので映像信号を積算してもノイ
ズを抑圧することはできない。しかし、逆に遮光して信
号のない状態で積算すると固定パターンノイズのみを検
出することができる。

【００３７】図９は加減算手段４０の構成を表す図であ
る。図９において、４１は加算器、４２と４３はスイッ
チ、４４は反転器、４５は＋入力端子、４６は＋／−入
力端子、４７は出力端子、４８は制御端子、４９は加算
器４１のキャリー入力端子である。加減算器４０で加算
する場合、スイッチ４２、４３を＋側に設定し、加算器
４１にて加算する。一方、減算する場合にはスイッチ４
２、４３を−側に設定し、＋／−入力端子４６からのデ
ータを反転することで、＋入力端子４５からのデータを
減算する。なお、タイミング制御回路１４からの制御パ
ルスが制御端子４８に伝達されることでスイッチ４３，
４４の設定が行われる。

【００３８】図１０は実施例２の動作を説明するための
フローチャートである。図のとうり、あらかじめ積算す
るフレーム数Ｎを設定し、遮光手段３９で固体撮像素子
４への入射光を遮断する。加減算手段４０を加算用に設
定し、遮光した状態で実施例１で述べた方法と同じよう
に映像信号を積算すると固定パターンノイズが検出で
き、同時化回路１０の各メモリ３１〜３６に記憶され
る。

【００３９】次に遮光手段３９を解除し、固体撮像素子
４へ被写体の像を撮像する。加減算手段４０を減算用に
設定し、信号処理回路の出力から同時化回路１０の出力
を差分する。この動作は固体撮像素子の出力の６フィー
ルド間だけ行われる。

【００４０】次に、加減算手段４０を元の加算器用に戻
し、映像信号を設定した残りのＮ−１フレーム、（Ｎ−
１）×６フィールド積算する。同時化回路１０の出力ビ
ットスライス回路１１でビット調整されて出力される。
映像信号から固定パターンノイズを削減できるうえに、
積算することでランダムノイズも抑圧することができ
る。

【００４１】なお、遮光手段３９はレンズ１を保護する
ための不透明のレンズキャップ等で実現できる。

【００４２】実施例３．以下、請求項３の発明の一実施
例について、図を用いて説明する。図１１は実施例３の
構成を示すブロック回路図である。図１１において、図
１と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示してお
り、４０は加減算手段、２４はシステム全体のタイミン
グを統括し、固体撮像素子４、回転制御回路１５、信号
処理回路８、同時化回路１０などを制御するタイミング
制御回路、２５は絞り２を制御する絞り制御回路であ
り、タイミング制御回路２４の出力する制御パルスによ
り、絞り２を完全に閉じるように制御する。

【００４３】次に、動作について説明する。実施例２で
は固定パターンノイズを検出する際に、遮光手段３９を
用いたが、これは入射光を遮光するためのレンズキャッ
プ等で実現できる。一方、実施例３では入射光量を調整
するための絞り２を遮光手段として使用する。遮光する
場合には、絞り制御回路２５により、絞り２が完全に閉
じる。また、遮光を解除する場合には絞り制御回路２５
により、絞り２を初期の状態に戻す。これらの動作はタ
イミング制御回路２４によって自動的に制御されるの
で、遮光や遮光解除を手動で行ったり、確認したりする
必要はない。

【００４４】実施例４．以下、請求項４の発明の一実施
例について、図を用いて説明する。実施例４の構成は実
施例１の図１，図２，図４と同様であるので説明を省略
する。

【００４５】次に、動作について説明する。図１２，図
１３，図１４は実施例４の動作を説明するためのタイミ
ング図である。被写体が静止物でなく動くものであった
場合、実施例１では図５に示すように各メモリ３１〜３
６に書き込まれ記憶される撮像素子出力１０４が、各
Ｒ，Ｇ，ＢメモリにおいてＡフィールドとＢフィールド
での時間差が大きく、メモリによっては例えば図５の
Ｂ：Ｂフィールドと、Ｂ：Ａフィールドのように時間関
係が反転する等の不具合が起こる。

【００４６】一方、本実施例４では図１２で示すよう
に、回転フィルタ３を実施例１の場合の２分の１の速度
で回転させる。つまり６フィールドに１回転させる。こ
のとき各メモリ３１〜３６への信号の書き込みは、図１
３のように各Ｒ，Ｇ，ＢメモリのＡ，Ｂフィールドの順
とする。

【００４７】その後の積算処理は実施例１と同様に行う
が、積算する場合の各メモリ３１〜３６の第２出力ポー
トの読み出しは図１４に示すタイミングにしたがって行
う。なお、図６に示すように各メモリを同時に読み出し
て表示すると、連続した動作を表す静止画像が得られ
る。

【００４８】実施例５．以下、請求項５の発明の一実施
例について、図を用いて説明する。実施例５の構成は実
施例１の図１，図２，図４と同様であるので説明を省略
する。図１５、図１６は本実施例５の動作を説明するた
めのタイミング図である。

【００４９】次に、動作について説明する。被写体が白
黒の場合、または出力が白黒でよい場合には、同時化回
路１０の各Ｒ，Ｇ，Ｂメモリすべてに信号を書き込む必
要はない。そこで、回転フィルタ３を固定し、各Ｒ，
Ｇ，Ｂメモリのうちの一つのメモリに信号を書き込む。

【００５０】図１５に示すように、まず、Ｇフィルタ２
０を透過した入射光が固体撮像素子４に結像するよう
に、回転フィルタ３を静止し固定して被写体を撮像し、
図１６に示すように、Ｇフィルタを透過した被写体像の
撮像素子出力１４３をＧメモリ３１，３２に書き込む。
読み出す場合は、白黒出力であるのでＧメモリ３１，３
２の出力をマトリクス回路１２でマトリクス演算せず
に、単独で出力する。

【００５１】同様にして別の被写体を撮像し、Ｂメモリ
３２，３３のみに別の被写体の撮像素子出力を書き込
む。さらに、別の被写体を撮像し、Ｒメモリ３４，３５
のみに別の被写体の撮像素子出力を書き込む。各メモリ
３１〜３６から読み出した出力は、マトリクス回路１２
でマトリクス演算をせず、それぞれをそのまま出力す
る。こうすることで、各Ｒ，Ｇ，Ｂメモリから別々の被
写体の白黒の静止画像が得られる。

【００５２】マトリクス回路１２の出力はデジタル・ア
ナログ変換器１３でアナログ信号に変換されるが、Ｒ，
Ｇ，Ｂ出力１７，１８，１９がそれぞれ別の白黒の映像
信号となる。なお、アナログ・デジタル変換器１３に通
さず、直接デジタル信号を出力してもよい。

【００５３】実施例６．以下、請求項６の発明の一実施
例について、図を用いて説明する。図１７は実施例６の
構成を示すブロック回路図で、図１と同一符号はそれぞ
れ同一または相当分を示しており、５０は回転フィルタ
で、図１８のように分光特性の異なる３種類のＧ，Ｂ，
Ｒフィルタ２０，２１，２２と分光特性のフラットな透
明なフィルタ５１が設置されている。回転フィルタ５０
は固体撮像素子４の入射光側に位置し、光軸と垂直な面
で２３方向に回転する。

【００５４】次に、動作について説明する。実施例５で
は白黒画像を撮像するのに回転フィルタ３を固定した
が、被写体がカラーで出力を白黒画像にする場合には、
分光特性をもつＧ，Ｂ，Ｒフィルタ２０，２１，２２の
いずれかを透過させるよりも、分光特性のフラットな透
明フィルタ５１を透過した入射光を撮像する方がよい。
例えばＧフィルタの場合、被写体の赤や青の部分が透過
しにくいからである。そこで、実施例６では回転フィル
タ５０を固定し、透明フィルタ５１を透過した入射光が
固体撮像素子４に結像するようにする。図１９，図２
０，図２１は実施例６の動作を説明するためのタイミン
グ図である。

【００５５】通常のカラーの画像を撮像し、出力する場
合は図１９に示すようなタイミングで回転フィルタ５０
を制御し、撮像素子出力１０４を得る。その他の動作は
実施例１と同様である。

【００５６】白黒画像を出力する場合には、図２０に示
すように回転フィルタ５０の透明フィルタ５１を透過し
た入射光が、固体撮像素子４に結像するように回転フィ
ルタ５０を固定する。図２１に示すように撮像素子出力
１５５を各メモリ３１〜３６のうちのＧメモリ３１，３
２に書き込む。以下、実施例５と同様にＢメモリ３３，
３４、Ｒメモリ３５，３６に別の被写体を書き込むこと
で、実施例５と同様に白黒の３種類の静止画像が得られ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
映像信号に含まれる、固体撮像素子のランダムノイズを
抑圧し、Ｓ／Ｎの優れた静止画像を得ることができる。

【００５８】以上のように、請求項２の発明によれば映
像信号に含まれる、固体撮像素子のランダムノイズと固
定パターンノイズを抑圧し、Ｓ／Ｎの優れた静止画像を
得ることができる。

【００５９】以上のように、請求項３の発明によれば映
像信号に含まれる、簡単な操作で固体撮像素子のランダ
ムノイズと固定パターンノイズを抑圧し、Ｓ／Ｎの優れ
た静止画像を得ることができる。

【００６０】以上のように、請求項４の発明によれば動
画を撮像し、一枚の静止画を得ることにより、被写体の
一連の動きが解析できる。

【００６１】以上のように、請求項５の発明によれば簡
単な回路構成で、文字や写真などの白黒の被写体を撮像
し、各Ｒ，Ｇ，Ｂメモリのうちの一部に記憶することに
より、３種類の異なった白黒の静止画を得ることができ
る。

【００６２】以上のように、請求項６の発明によれば透
明フィルタを透過して、カラーの文字や写真などの被写
体を撮像し、各Ｒ，Ｇ，Ｂメモリのうちの一部に記憶す
ることにより、３種類の異なった白黒の静止画を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１，４，５の構成を示すブ
ロック回路図である。

【図２】 実施例１，４，５の回転フィルタの構成を示
す図である。

【図３】 この発明の実施例１〜３の回転フィルタの動
作を説明するタイミング図である。

【図４】 この発明の実施例１〜６の同時化回路の構成
を示すブロック回路図である。

【図５】 実施例１〜３のメモリの動作を示す図であ
る。

【図６】 実施例１〜４のメモリの動作を示すタイミン
グ図である。

【図７】 実施例１〜３のメモリの動作を示すタイミン
グ図である。

【図８】 実施例２の構成を示すブロック回路図であ
る。

【図９】 実施例２〜３の加減算手段の構成を示す図で
ある。

【図１０】 実施例２〜３の動作を示すフローチャート
である。

【図１１】 実施例３の構成を示すブロック回路図であ
る。

【図１２】 実施例４の回転フィルタの動作を説明する
タイミング図である。

【図１３】 実施例４のメモリの動作を説明するタイミ
ング図である。

【図１４】 実施例４のメモリの動作を説明するタイミ
ング図である。

【図１５】 実施例５の回転フィルタの動作を説明する
タイミング図である。

【図１６】 実施例５のメモリの動作を説明するタイミ
ング図である。

【図１７】 実施例６の構成を示すブロック回路図であ
る。

【図１８】 実施例６の回転フィルタの構成を示す図で
ある。

【図１９】 実施例６の回転フィルタの動作を説明する
タイミング図である。

【図２０】 実施例６の回転フィルタの動作を説明する
タイミング図である。

【図２１】 実施例６のメモリの動作を説明するタイミ
ング図である。

【図２２】 従来の静止画撮像装置の構成を示すブロッ
ク回路図である。

【図２３】 従来の静止画撮像装置の透過光波長選択手
段の構成を示す図である。

【図２４】 従来の静止画撮像装置の動作を説明するタ
イミング図である。

【符号の説明】

１ レンズ、２ 絞り、３ 回転フィルタ、４ 固体撮
像素子、５ 増幅器、６ 絞り制御回路、７ アナログ
・デジタル変換器、８ 信号回路、９ 積算手段、１０
同時化回路、１１ ビットシフト回路、１２ マトリ
クス回路、１３デジタル・アナログ変換器、１４ タイ
ミング制御回路、１５ 回転制御回路、１６ スイッチ
回路、２０ Ｇフィルタ、２１ Ｂフィルタ、２２ Ｒ
フィルタ、２４ タイミング制御回路、２５ 絞り制御
回路、３０，３７ スイッチ回路、３１〜３６ フィー
ルドメモリ、３９ 遮光手段、４０ 加減算手段、５０
回転フィルタ、５１ 透明フィルタ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 9/79

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズと、入射光を電気信号に光電変換
   する固体撮像素子と、この固体撮像素子の入射光側に位
   置し、入射光を光学的にＲ，Ｇ，Ｂ成分に分離する回転
   フィルタと、この分離された時系列のＲ，Ｇ，Ｂ成分の
   電気信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル
   変換器と、このデジタル信号を映像信号に変換する信号
   処理回路と、この時系列のＲＧＢ信号を同時化して出力
   する同時化回路と、この同時化された映像信号を加算平
   均する積算手段を有し、前記積算手段によって所定数の
   フレームの映像信号をフレーム間積分するようにしたこ
   とを特徴とする静止画撮像装置。
2. 【請求項２】 入射光を遮光する遮光手段と、映像信号
   から同時化回路のデータを減算する減算手段を有し、入
   射光を遮光した状態で固体撮像素子から得られる時間的
   に相関のある固定パターンノイズを積算手段により加算
   平均して記憶し、次に遮光手段を解除して入射光を固体
   撮像素子にて撮像し、前記減算手段によって映像信号か
   ら前記固定パターンノイズを減算するようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の静止画撮像装置。
3. 【請求項３】 入射光を遮光する遮光手段が、入射光量
   を調整するレンズの絞りであることを特徴とする請求項
   ２記載の静止画撮像装置。
4. 【請求項４】 レンズと、入射光を電気信号に光電変換
   する固体撮像素子と、この固体撮像素子の入射光側に位
   置し、入射光を光学的にＲ，Ｇ，Ｂ成分に分離する回転
   フィルタと、この分離された時系列のＲ，Ｇ，Ｂ成分の
   電気信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル
   変換器と、このデジタル信号を映像信号に変換する信号
   処理回路と、この時系列のＲＧＢ信号を同時化して出力
   する同時化回路と、この同時化回路の映像信号を加算平
   均する積算手段を有し、前記積算手段によって所定数の
   フレームの映像信号をフレーム間積分するとともに、一
   連の動画を撮像して連続する動きを一つの静止画として
   得るようにしたことを特徴とする静止画撮像装置。
5. 【請求項５】 同時化回路は、通常のカラー画像ではＲ
   ＧＢ各メモリで映像信号を記憶し、被写体が白黒画像の
   場合は静止させた回転フィルタのうちのある１つのフィ
   ルタを通して固体撮像素子に被写体像を撮像し、そのフ
   ィルタを透過した成分のみの映像信号を得て、ＲＧＢの
   メモリのうちの一部を使用することでカラー画像の場合
   の３倍の白黒静止画像を得るようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載の静止画撮像装置。
6. 【請求項６】 回転フィルタに透明フィルタを設け、白
   黒画像を出力する場合は、上記回転フィルタを静止させ
   て前記透明フィルタを通して固体撮像素子に被写体像を
   撮像し、透明フィルタを透過した成分のみの映像信号を
   得て、ＲＧＢのメモリのうち一部を使用することでカラ
   ー画像の場合の３倍の白黒静止画像を得るようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の静止画撮像装置。