JPH08223488A - テレビジョンカメラ装置 - Google Patents
テレビジョンカメラ装置Info
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- JPH08223488A JPH08223488A JP7030715A JP3071595A JPH08223488A JP H08223488 A JPH08223488 A JP H08223488A JP 7030715 A JP7030715 A JP 7030715A JP 3071595 A JP3071595 A JP 3071595A JP H08223488 A JPH08223488 A JP H08223488A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＣＣＤの電子シャッタ機能を利用して固体撮像
素子の飽和レベル以上の高輝度部の階調再現が可能なテ
レビジョンカメラ装置を提供する。 【構成】１フィールド分の画素信号を、固体撮像部1000
の基板上に配列された画素の奇数番目の水平画素ライン
と偶数番目の水平画素ラインとで別々の受光蓄積時間で
生成し、この２つの画素信号をそれぞれ画素／映像回路
3100および3200によって映像信号に変換し、この２つの
映像信号の内、長い受光蓄積時間で生成された映像信号
をニー補正圧縮回路4000で高輝度圧縮を施し、短い受光
蓄積時間で生成された映像信号と加算器5000で加算して
１フィールド分の映像信号を生成することにより、高輝
度部と低輝度部を同時に再現するようにしたものであ
る。
素子の飽和レベル以上の高輝度部の階調再現が可能なテ
レビジョンカメラ装置を提供する。 【構成】１フィールド分の画素信号を、固体撮像部1000
の基板上に配列された画素の奇数番目の水平画素ライン
と偶数番目の水平画素ラインとで別々の受光蓄積時間で
生成し、この２つの画素信号をそれぞれ画素／映像回路
3100および3200によって映像信号に変換し、この２つの
映像信号の内、長い受光蓄積時間で生成された映像信号
をニー補正圧縮回路4000で高輝度圧縮を施し、短い受光
蓄積時間で生成された映像信号と加算器5000で加算して
１フィールド分の映像信号を生成することにより、高輝
度部と低輝度部を同時に再現するようにしたものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばＣＣＤ等の固
体撮像素子を用いたテレビジョンカメラ装置に関する。
体撮像素子を用いたテレビジョンカメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用
いたテレビジョンカメラ装置にあっては、固体撮像素子
の最大信号出力レベル（飽和レベル）に応じてプリニー
処理及びニー処理を行って映像信号の高輝度成分を圧縮
することで、輝度差（ダイナミックレンジ）の大きい映
像の再生に寄与している。
いたテレビジョンカメラ装置にあっては、固体撮像素子
の最大信号出力レベル（飽和レベル）に応じてプリニー
処理及びニー処理を行って映像信号の高輝度成分を圧縮
することで、輝度差（ダイナミックレンジ）の大きい映
像の再生に寄与している。
【０００３】従来のテレビジョンカメラ装置のプリニー
処理およびニー処理による高輝度圧縮例を図７に示す。
まず、プリニー処理回路により、通常２００％（図７中
点Ｄ）程度以上の高輝度成分に対し圧縮を行う。例えば
６００％（図７中点Ａ）程度の高輝度成分は３００％
（図７中点Ｂ）程度に圧縮される。
処理およびニー処理による高輝度圧縮例を図７に示す。
まず、プリニー処理回路により、通常２００％（図７中
点Ｄ）程度以上の高輝度成分に対し圧縮を行う。例えば
６００％（図７中点Ａ）程度の高輝度成分は３００％
（図７中点Ｂ）程度に圧縮される。
【０００４】このプリニー処理後、ガンマ回路、輪郭補
償回路等を経て、ニー処理回路により、通常９５％（図
７中点Ｅ）程度以上の輝度成分に対し圧縮を行う。例え
ばプリニー処理後の３００％（図７中点Ｂ）程度の高輝
度成分が１０５％（図７中点Ｃ）程度まで圧縮される。
償回路等を経て、ニー処理回路により、通常９５％（図
７中点Ｅ）程度以上の輝度成分に対し圧縮を行う。例え
ばプリニー処理後の３００％（図７中点Ｂ）程度の高輝
度成分が１０５％（図７中点Ｃ）程度まで圧縮される。
【０００５】しかしながら、上記のような従来のテレビ
ジョンカメラ装置では、ＣＣＤ等の固体撮像素子の最大
信号出力レベル（飽和レベル、通常６００％程度）以上
の高輝度部分を有する被写体に対しては、出力レベルの
飽和とプリニー処理、ニー処理のような圧縮により高輝
度成分がほぼ一定に制限されてしまうため、階調表現が
できないという問題があった。
ジョンカメラ装置では、ＣＣＤ等の固体撮像素子の最大
信号出力レベル（飽和レベル、通常６００％程度）以上
の高輝度部分を有する被写体に対しては、出力レベルの
飽和とプリニー処理、ニー処理のような圧縮により高輝
度成分がほぼ一定に制限されてしまうため、階調表現が
できないという問題があった。
【０００６】この問題に対し、従来では、カメラの絞り
（アイリス）やシャッタ速度等を調整し、信号レベル全
体を下げることにより対処している。しかしながら、こ
のような方法では屋内の人物を屋外（窓外）の風景と合
わせて撮像する場合のように、輝度差の大きいシーンを
撮像した際には、低輝度部のレベルも下がってしまい、
見にくくなってしまうため、高輝度部と低輝度部を同時
に再現することができないという問題があった。
（アイリス）やシャッタ速度等を調整し、信号レベル全
体を下げることにより対処している。しかしながら、こ
のような方法では屋内の人物を屋外（窓外）の風景と合
わせて撮像する場合のように、輝度差の大きいシーンを
撮像した際には、低輝度部のレベルも下がってしまい、
見にくくなってしまうため、高輝度部と低輝度部を同時
に再現することができないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のテレビジョンカメラ装置では、ＣＣＤ等の固体撮像
素子の最大信号出力レベル（飽和レベル）によって高輝
度部の再現が制限されるため、飽和レベルを越える高輝
度部の階調の再現がほぼ一定になってしまったり、高輝
度部と低輝度部の再現を同時に行うことができないとい
う問題があった。
来のテレビジョンカメラ装置では、ＣＣＤ等の固体撮像
素子の最大信号出力レベル（飽和レベル）によって高輝
度部の再現が制限されるため、飽和レベルを越える高輝
度部の階調の再現がほぼ一定になってしまったり、高輝
度部と低輝度部の再現を同時に行うことができないとい
う問題があった。
【０００８】この発明は上記の問題を解決すべくなされ
たもので、固体撮像素子の飽和レベル以上の高輝度部の
再現を可能とし、高輝度部と低輝度部の再現を同時に行
うことが可能な広ダイナミックレンジのテレビジョンカ
メラ装置を提供することを目的とする。
たもので、固体撮像素子の飽和レベル以上の高輝度部の
再現を可能とし、高輝度部と低輝度部の再現を同時に行
うことが可能な広ダイナミックレンジのテレビジョンカ
メラ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係るテレビジョンカメラ装置は、駆動
パルスによって制御され、１フィールド分の画素信号
を、奇数番目の水平画素ラインと偶数番目の水平画素ラ
インとで別々の受光蓄積時間で生成し、これら２つの画
素信号の内、受光蓄積時間が一方の画素信号の受光蓄積
時間以下の画素信号を第１の画素信号とし、残る他方の
画素信号を第２の画素信号として２系統出力を行う固体
撮像部と、この固体撮像部を制御する駆動パルスを生成
する駆動パルス生成部と、第１、第２の画素信号をそれ
ぞれ第１、第２の映像信号に変換する画素／映像変換手
段と、第１、第２の映像信号をそれぞれ適性レベルに補
正するレベル補正手段と、このレベル補正手段でレベル
補正された第１、第２の映像信号を加算して１フィール
ドの映像信号を生成する加算手段とを具備して構成する
ようにした。
めに、この発明に係るテレビジョンカメラ装置は、駆動
パルスによって制御され、１フィールド分の画素信号
を、奇数番目の水平画素ラインと偶数番目の水平画素ラ
インとで別々の受光蓄積時間で生成し、これら２つの画
素信号の内、受光蓄積時間が一方の画素信号の受光蓄積
時間以下の画素信号を第１の画素信号とし、残る他方の
画素信号を第２の画素信号として２系統出力を行う固体
撮像部と、この固体撮像部を制御する駆動パルスを生成
する駆動パルス生成部と、第１、第２の画素信号をそれ
ぞれ第１、第２の映像信号に変換する画素／映像変換手
段と、第１、第２の映像信号をそれぞれ適性レベルに補
正するレベル補正手段と、このレベル補正手段でレベル
補正された第１、第２の映像信号を加算して１フィール
ドの映像信号を生成する加算手段とを具備して構成する
ようにした。
【００１０】
【作用】上記構成によるテレビジョンカメラ装置では、
１フィールド分の画素信号を、固体撮像部の基板上に配
列された画素の奇数番目の水平画素ラインと偶数番目の
水平画素ラインとで別々の受光蓄積時間で生成し、これ
ら２つの画素信号を画素／映像変換手段によってそれぞ
れ映像信号に変換した後、受光蓄積時間の短い方（同じ
の場合はどちらか一方）の映像信号と受光蓄積時間の長
い方（同じの場合は残る一方）の映像信号をそれぞれ適
性レベルに補正し、加算して１フィールド分の映像信号
を生成する。
１フィールド分の画素信号を、固体撮像部の基板上に配
列された画素の奇数番目の水平画素ラインと偶数番目の
水平画素ラインとで別々の受光蓄積時間で生成し、これ
ら２つの画素信号を画素／映像変換手段によってそれぞ
れ映像信号に変換した後、受光蓄積時間の短い方（同じ
の場合はどちらか一方）の映像信号と受光蓄積時間の長
い方（同じの場合は残る一方）の映像信号をそれぞれ適
性レベルに補正し、加算して１フィールド分の映像信号
を生成する。
【００１１】すなわち、固体撮像部で撮像される被写体
の通常の受光蓄積時間では飽和レベル以上となる高輝度
部は、短い受光蓄積時間で撮像されることにより飽和レ
ベルに達しない画素信号として取り込まれ、低輝度部
は、上記短い受光蓄積時間以上の受光蓄積時間で撮像さ
れることにより通常の画素信号として取り込まれ、後段
のレベル補正手段によってそれぞれ適正レベルに補正さ
れることにより、高輝度から低輝度まで同時に再現する
ことを可能にしている。
の通常の受光蓄積時間では飽和レベル以上となる高輝度
部は、短い受光蓄積時間で撮像されることにより飽和レ
ベルに達しない画素信号として取り込まれ、低輝度部
は、上記短い受光蓄積時間以上の受光蓄積時間で撮像さ
れることにより通常の画素信号として取り込まれ、後段
のレベル補正手段によってそれぞれ適正レベルに補正さ
れることにより、高輝度から低輝度まで同時に再現する
ことを可能にしている。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。図１は、この発明に係るテレビジョン
カメラ装置の構成を示すものである。固体撮像部1000
は、ＣＣＤによる固体撮像素子からなり、ＣＣＤ駆動回
路2000からのＣＣＤ駆動パルスにしたがって、入射光を
光電変換して蓄積し、１フィールド分の画素信号を奇数
ラインの信号と偶数ラインの信号に分割して画素信号Ｏ
ＳＡおよびＯＳＢとして出力する。これらの画素信号Ｏ
ＳＡ，ＯＳＢはそれぞれ画素／映像変換回路3100，3200
に供給される。
詳細に説明する。図１は、この発明に係るテレビジョン
カメラ装置の構成を示すものである。固体撮像部1000
は、ＣＣＤによる固体撮像素子からなり、ＣＣＤ駆動回
路2000からのＣＣＤ駆動パルスにしたがって、入射光を
光電変換して蓄積し、１フィールド分の画素信号を奇数
ラインの信号と偶数ラインの信号に分割して画素信号Ｏ
ＳＡおよびＯＳＢとして出力する。これらの画素信号Ｏ
ＳＡ，ＯＳＢはそれぞれ画素／映像変換回路3100，3200
に供給される。
【００１３】画素／映像変換回路3100および3200は、例
えば相関二重サンプリング回路あるいは遅延差雑音除去
回路等のノイズ低減回路からなり、画素信号を映像信号
に変換するもので、画素／映像変換回路3100から出力さ
れる映像信号は直接加算器5000に供給され、画素／映像
変換回路3200から出力される映像信号はニー補正圧縮回
路4000に供給される。
えば相関二重サンプリング回路あるいは遅延差雑音除去
回路等のノイズ低減回路からなり、画素信号を映像信号
に変換するもので、画素／映像変換回路3100から出力さ
れる映像信号は直接加算器5000に供給され、画素／映像
変換回路3200から出力される映像信号はニー補正圧縮回
路4000に供給される。
【００１４】このニー補正圧縮回路4000は、入力映像信
号の高輝度成分を圧縮するニー補正を行うものである。
ここで高輝度圧縮の施された映像信号は上記加算器5000
に供給され、画素／映像変換回路3100からの映像信号と
加算されて１フィールド分の映像信号として出力され
る。
号の高輝度成分を圧縮するニー補正を行うものである。
ここで高輝度圧縮の施された映像信号は上記加算器5000
に供給され、画素／映像変換回路3100からの映像信号と
加算されて１フィールド分の映像信号として出力され
る。
【００１５】次に、図２を参照して上記固体撮像部1000
の具体的な構成を説明する。図２は固体撮像部1000の構
成を示す図である。この固体撮像部1000は、光電変換を
行い電荷を蓄積するフォトダイオード1111〜11mnが半導
体基板上に碁盤目状にｍ行（水平行）ｎ列（垂直列）で
配設され、垂直ＣＣＤ1201〜120nがそれぞれ上記フォト
ダイオードの列である垂直画素ラインＶ1 〜Ｖn に隣接
して設けられている。
の具体的な構成を説明する。図２は固体撮像部1000の構
成を示す図である。この固体撮像部1000は、光電変換を
行い電荷を蓄積するフォトダイオード1111〜11mnが半導
体基板上に碁盤目状にｍ行（水平行）ｎ列（垂直列）で
配設され、垂直ＣＣＤ1201〜120nがそれぞれ上記フォト
ダイオードの列である垂直画素ラインＶ1 〜Ｖn に隣接
して設けられている。
【００１６】垂直ＣＣＤ1201〜120nは、前述のＣＣＤ駆
動回路2000より供給されるＣＣＤ駆動パルスＦＶＩ1 〜
ＦＶＩ4 によって制御され、それぞれ対応した垂直画素
ラインＶ1 〜Ｖn の１フィールド当りに受光蓄積された
電荷を読み出すもので、垂直画素ラインＶ1 〜Ｖn 上の
奇数番目の画素の電荷群（以下、ｏｄｄ電荷群と略称す
る）と偶数番目の画素の電荷群（以下、ｅｖｅｎ電荷群
と略称する）とに分割して、それぞれ一度に読み出し、
読み出した電荷を加算することなく、垂直方向に自在に
転送するものである。読み出したｏｄｄ電荷群とｅｖｅ
ｎ電荷群の内、一方はメモリ部1311〜131nに転送され、
他方は反転型メモリ部1321〜132nに転送される。
動回路2000より供給されるＣＣＤ駆動パルスＦＶＩ1 〜
ＦＶＩ4 によって制御され、それぞれ対応した垂直画素
ラインＶ1 〜Ｖn の１フィールド当りに受光蓄積された
電荷を読み出すもので、垂直画素ラインＶ1 〜Ｖn 上の
奇数番目の画素の電荷群（以下、ｏｄｄ電荷群と略称す
る）と偶数番目の画素の電荷群（以下、ｅｖｅｎ電荷群
と略称する）とに分割して、それぞれ一度に読み出し、
読み出した電荷を加算することなく、垂直方向に自在に
転送するものである。読み出したｏｄｄ電荷群とｅｖｅ
ｎ電荷群の内、一方はメモリ部1311〜131nに転送され、
他方は反転型メモリ部1321〜132nに転送される。
【００１７】メモリ部1311〜131nおよび反転型メモリ部
1321〜132nは、前述の半導体基板上にそれぞれ対応する
垂直ＣＣＤ1201〜120nの上端および下端に隣接して配設
され、前述のＣＣＤ駆動回路2000より供給されるＣＣＤ
駆動パルスＦＶＳ1 〜ＦＶＳ4 およびＦＶＣ1 〜ＦＶＣ
4 によってそれぞれ制御される。
1321〜132nは、前述の半導体基板上にそれぞれ対応する
垂直ＣＣＤ1201〜120nの上端および下端に隣接して配設
され、前述のＣＣＤ駆動回路2000より供給されるＣＣＤ
駆動パルスＦＶＳ1 〜ＦＶＳ4 およびＦＶＣ1 〜ＦＶＣ
4 によってそれぞれ制御される。
【００１８】メモリ部1311〜131nは、転送されてきた電
荷群をそれぞれ転送されてきた順序で１画素分づつ水平
ＣＣＤ1410に転送する。反転型メモリ部1321〜132nは、
信号転送部（図示しない）がサークル状に形成されてお
り、メモリ内を転送することにより、転送されてきた電
荷群をそれぞれ転送されてきた順序とは逆の順序で１画
素分づつ水平ＣＣＤ1420に転送する。
荷群をそれぞれ転送されてきた順序で１画素分づつ水平
ＣＣＤ1410に転送する。反転型メモリ部1321〜132nは、
信号転送部（図示しない）がサークル状に形成されてお
り、メモリ内を転送することにより、転送されてきた電
荷群をそれぞれ転送されてきた順序とは逆の順序で１画
素分づつ水平ＣＣＤ1420に転送する。
【００１９】すなわち、ｏｄｄ電荷群とｅｖｅｎ電荷群
の内、一方はメモリ部1311〜131nによって、他方は反転
型メモリ部1321〜132nによって、それぞれ水平ＣＣＤ14
10および水平ＣＣＤ1420に水平画素ラインＨ1 〜Ｈm の
１行分の電荷が加算されることなく転送される。
の内、一方はメモリ部1311〜131nによって、他方は反転
型メモリ部1321〜132nによって、それぞれ水平ＣＣＤ14
10および水平ＣＣＤ1420に水平画素ラインＨ1 〜Ｈm の
１行分の電荷が加算されることなく転送される。
【００２０】水平ＣＣＤ1410および水平ＣＣＤ1420は、
前述の半導体基板上にそれぞれメモリ部1311〜131nおよ
び反転型メモリ部1321〜132nの垂直ＣＣＤ1201〜120nと
隣接しない側の一端に配設され、メモリ部1311〜131nお
よび反転型メモリ部1321〜132nより転送されてきた水平
画素ラインＨ1 〜Ｈm の１行分の電荷をそれぞれ出力ア
ンプ1510および1520に加算することなく出力する。
前述の半導体基板上にそれぞれメモリ部1311〜131nおよ
び反転型メモリ部1321〜132nの垂直ＣＣＤ1201〜120nと
隣接しない側の一端に配設され、メモリ部1311〜131nお
よび反転型メモリ部1321〜132nより転送されてきた水平
画素ラインＨ1 〜Ｈm の１行分の電荷をそれぞれ出力ア
ンプ1510および1520に加算することなく出力する。
【００２１】この出力アンプ1510および1520は、画素信
号を増幅し、それぞれ画素信号ＯＳＡおよびＯＳＢとし
て出力する。次に、図２乃至図３を参照してＣＣＤ駆動
回路2000の供給する駆動パルスについて、説明する。図
３は、ＣＣＤ駆動回路2000の供給する駆動パルスの一例
を示す図で、図３の左半面および右半面は、それぞれｏ
ｄｄフィールドおよびｅｖｅｎフィールドにおける駆動
パルス出力例を示すものである。
号を増幅し、それぞれ画素信号ＯＳＡおよびＯＳＢとし
て出力する。次に、図２乃至図３を参照してＣＣＤ駆動
回路2000の供給する駆動パルスについて、説明する。図
３は、ＣＣＤ駆動回路2000の供給する駆動パルスの一例
を示す図で、図３の左半面および右半面は、それぞれｏ
ｄｄフィールドおよびｅｖｅｎフィールドにおける駆動
パルス出力例を示すものである。
【００２２】まず、ｏｄｄフィールドの場合について説
明する。ブランキング期間Ａでは高速掃出しパルスによ
り垂直ＣＣＤ1201〜120n内に残る電荷を掃出す。続く期
間ＦＳ1 では画素上のｏｄｄ電荷群のみを垂直ＣＣＤ12
01〜120nに読出し（フィールドシフト）、期間Ｂ中に反
転型メモリ部1321〜132nに転送する。次いで、期間ＦＳ
2 ではｅｖｅｎ電荷群のみを垂直ＣＣＤ1201〜120nに読
出す（フィールドシフト）。
明する。ブランキング期間Ａでは高速掃出しパルスによ
り垂直ＣＣＤ1201〜120n内に残る電荷を掃出す。続く期
間ＦＳ1 では画素上のｏｄｄ電荷群のみを垂直ＣＣＤ12
01〜120nに読出し（フィールドシフト）、期間Ｂ中に反
転型メモリ部1321〜132nに転送する。次いで、期間ＦＳ
2 ではｅｖｅｎ電荷群のみを垂直ＣＣＤ1201〜120nに読
出す（フィールドシフト）。
【００２３】ただし、期間ＦＳ1 で読み出される電荷群
はＣＣＤの電子シャッタ機能により期間ＦＳ2 で読み出
される電荷群の受光蓄積時間（シャッタスピード）以下
に設定されているものとする。
はＣＣＤの電子シャッタ機能により期間ＦＳ2 で読み出
される電荷群の受光蓄積時間（シャッタスピード）以下
に設定されているものとする。
【００２４】次のＣ期間中では、垂直ＣＣＤ1201〜120n
に読出されたｅｖｅｎ電荷群をメモリ部1311〜131nに転
送する。期間Ｃ（図２中の期間Ｃ´）に、反転ストレー
ジ側では転送動作を継続し、転送されてきた電荷の順序
を反転させる処理を行う。
に読出されたｅｖｅｎ電荷群をメモリ部1311〜131nに転
送する。期間Ｃ（図２中の期間Ｃ´）に、反転ストレー
ジ側では転送動作を継続し、転送されてきた電荷の順序
を反転させる処理を行う。
【００２５】次に、ｅｖｅｎフィールドの場合について
説明する。ブランキング期間Ａでは同様に高速掃出しパ
ルスにより垂直ＣＣＤ1201〜120n内に残る電荷を掃出し
た後、上述のｏｄｄフィールドの場合とは逆に、先にｅ
ｖｅｎ電荷群のみを期間ＦＳ1 で垂直ＣＣＤ1201〜120n
に読出し、期間Ｂ中に反転型メモリ部1321〜132nに転送
する。次いで、期間ＦＳ2 ではｏｄｄ電荷群のみを垂直
ＣＣＤ1201〜120nに読出す。
説明する。ブランキング期間Ａでは同様に高速掃出しパ
ルスにより垂直ＣＣＤ1201〜120n内に残る電荷を掃出し
た後、上述のｏｄｄフィールドの場合とは逆に、先にｅ
ｖｅｎ電荷群のみを期間ＦＳ1 で垂直ＣＣＤ1201〜120n
に読出し、期間Ｂ中に反転型メモリ部1321〜132nに転送
する。次いで、期間ＦＳ2 ではｏｄｄ電荷群のみを垂直
ＣＣＤ1201〜120nに読出す。
【００２６】すなわちこのような駆動パルスの制御によ
り、ｏｄｄ電荷群とｅｖｅｎ電荷群の転送対象（メモリ
部1311〜131n、反転型メモリ部1321〜132n）と受光蓄積
時間がフィールド毎に入れ代わるため、ｏｄｄ電荷群と
ｅｖｅｎ電荷群の内、受光蓄積時間の短い方（同じの場
合はどちらか一方）の電荷群は、反転型メモリ部1321〜
132nに供給され、水平ＣＣＤ1420および出力アンプ1520
を介して画素信号ＯＳＡとして出力され、受光蓄積時間
の長い方（同じの場合は残る一方）の電荷群は、メモリ
部1311〜131nに供給され、水平ＣＣＤ1410および出力ア
ンプ1510を介して画素信号ＯＳＢとして出力される。
り、ｏｄｄ電荷群とｅｖｅｎ電荷群の転送対象（メモリ
部1311〜131n、反転型メモリ部1321〜132n）と受光蓄積
時間がフィールド毎に入れ代わるため、ｏｄｄ電荷群と
ｅｖｅｎ電荷群の内、受光蓄積時間の短い方（同じの場
合はどちらか一方）の電荷群は、反転型メモリ部1321〜
132nに供給され、水平ＣＣＤ1420および出力アンプ1520
を介して画素信号ＯＳＡとして出力され、受光蓄積時間
の長い方（同じの場合は残る一方）の電荷群は、メモリ
部1311〜131nに供給され、水平ＣＣＤ1410および出力ア
ンプ1510を介して画素信号ＯＳＢとして出力される。
【００２７】図４を参照して、上記構成におけるテレビ
ジョンカメラ装置の動作を以下に説明する。図４は、入
射光に対する映像信号出力の特性を示す図である。固体
撮像部1000で撮像された被写体の飽和レベル以上の高輝
度部は、ＣＣＤの電子シャッタ機能を利用して短い受光
蓄積時間で撮像されることにより飽和レベルに達しない
画素信号ＯＳＡとして取り込まれる。一方、低輝度部
は、上記短い受光蓄積時間以上の受光蓄積時間で撮像さ
れることにより、通常の画素信号ＯＳＢとして取り込ま
れる。このようにして撮像された画素信号ＯＳＡおよび
画素信号ＯＳＢは、それぞれ第１の映像信号（図４中の
破線Ａ）および第２の映像信号に変換される。
ジョンカメラ装置の動作を以下に説明する。図４は、入
射光に対する映像信号出力の特性を示す図である。固体
撮像部1000で撮像された被写体の飽和レベル以上の高輝
度部は、ＣＣＤの電子シャッタ機能を利用して短い受光
蓄積時間で撮像されることにより飽和レベルに達しない
画素信号ＯＳＡとして取り込まれる。一方、低輝度部
は、上記短い受光蓄積時間以上の受光蓄積時間で撮像さ
れることにより、通常の画素信号ＯＳＢとして取り込ま
れる。このようにして撮像された画素信号ＯＳＡおよび
画素信号ＯＳＢは、それぞれ第１の映像信号（図４中の
破線Ａ）および第２の映像信号に変換される。
【００２８】第２の映像信号は、ニー補正圧縮回路4000
の高輝度圧縮により適性レベルに補正され（図４中の破
線Ｂ）、加算器5000によって第１の映像信号と加算さ
れ、図４中の実線（Ａ＋Ｂ）で示すような傾き（階調）
を持つ１フィールドの映像信号として出力される。
の高輝度圧縮により適性レベルに補正され（図４中の破
線Ｂ）、加算器5000によって第１の映像信号と加算さ
れ、図４中の実線（Ａ＋Ｂ）で示すような傾き（階調）
を持つ１フィールドの映像信号として出力される。
【００２９】この時、第２の映像信号に対するニー補正
圧縮は、後段に設けられるホワイトクリップ回路のクリ
ップレベル以下（通常１０５〜１１０％に対し９５％
位）に設定することにより、加算器5000から出力される
映像信号が上記ホワイトクリップ回路によって高輝度圧
縮されることを防ぎ、高輝度部再現効果を上げている。
圧縮は、後段に設けられるホワイトクリップ回路のクリ
ップレベル以下（通常１０５〜１１０％に対し９５％
位）に設定することにより、加算器5000から出力される
映像信号が上記ホワイトクリップ回路によって高輝度圧
縮されることを防ぎ、高輝度部再現効果を上げている。
【００３０】従来技術においても、２系統出力の画素信
号の内、一方の画素信号について電子シャッタをかけて
取り出し垂直解像度を改善する手法があるが、この場合
はシャッターをかけない（受光蓄積時間が長い）信号は
固体撮像部の出力がそのままの為、加算して得られる映
像信号の高輝度部がその後のニー、ガンマ回路により圧
縮されてしまい、ほとんどダイナミックレンジ改善効果
が得られなかった。
号の内、一方の画素信号について電子シャッタをかけて
取り出し垂直解像度を改善する手法があるが、この場合
はシャッターをかけない（受光蓄積時間が長い）信号は
固体撮像部の出力がそのままの為、加算して得られる映
像信号の高輝度部がその後のニー、ガンマ回路により圧
縮されてしまい、ほとんどダイナミックレンジ改善効果
が得られなかった。
【００３１】また、本発明のように、別々に電子シャッ
タをかける電子シャッタ機能によれば、例えば画素信号
ＯＳＢを電子シャッタをかけずに（最低のシャッタ速
度）、例えば１／６０秒で生成した場合に比べ、画素信
号ＯＳＡをシャッタ速度１／６００秒で生成すると、シ
ャッターをかけない時の１０倍の高輝度部が同時に取り
出せる。すなわち最大出力レベルが６００％の固体撮像
部ならば、その１０倍すなわち６０００％の信号が取り
出され、同時に低輝度部も画素信号ＯＳＢにより取り出
し可能となる。
タをかける電子シャッタ機能によれば、例えば画素信号
ＯＳＢを電子シャッタをかけずに（最低のシャッタ速
度）、例えば１／６０秒で生成した場合に比べ、画素信
号ＯＳＡをシャッタ速度１／６００秒で生成すると、シ
ャッターをかけない時の１０倍の高輝度部が同時に取り
出せる。すなわち最大出力レベルが６００％の固体撮像
部ならば、その１０倍すなわち６０００％の信号が取り
出され、同時に低輝度部も画素信号ＯＳＢにより取り出
し可能となる。
【００３２】したがって、従来のテレビジョンカメラ装
置では、撮像素子の特性上、６００％程度までの信号し
か階調の再現ができなかったが、本装置においては、Ｃ
ＣＤのシャッタ速度特性に応じて数千％の信号まで再現
可能となり、高輝度から低輝度まで同時に再現すること
を可能となる。
置では、撮像素子の特性上、６００％程度までの信号し
か階調の再現ができなかったが、本装置においては、Ｃ
ＣＤのシャッタ速度特性に応じて数千％の信号まで再現
可能となり、高輝度から低輝度まで同時に再現すること
を可能となる。
【００３３】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではない。上記実施例では、２線同時読出し方式のＣ
ＣＤ撮像素子を用いた場合について説明したが、ＣＣＤ
以外の撮像素子においても同様の読み出しが可能な素子
ならば本発明を適用可能である。
のではない。上記実施例では、２線同時読出し方式のＣ
ＣＤ撮像素子を用いた場合について説明したが、ＣＣＤ
以外の撮像素子においても同様の読み出しが可能な素子
ならば本発明を適用可能である。
【００３４】また、図５に示すように、受光蓄積時間の
長い映像信号に対して、ニー補正圧縮回路の代わりにホ
ワイトクリップ回路を設け、加算して得られる映像信号
が後段のホワイトクリップ回路（図示していない）でク
リップされないレベルまで高輝度部を除去しておくよう
にしても同様の効果が得られる。
長い映像信号に対して、ニー補正圧縮回路の代わりにホ
ワイトクリップ回路を設け、加算して得られる映像信号
が後段のホワイトクリップ回路（図示していない）でク
リップされないレベルまで高輝度部を除去しておくよう
にしても同様の効果が得られる。
【００３５】さらに、上記ではｏｄｄ電荷群とｅｖｅｎ
電荷群を別々に読み出して転送しているが、奇数番目の
画素と偶数番目の画素から同時に電荷の読み出して転送
が可能な固体撮像部を用いたテレビジョンカメラ装置に
おいても適用可能である。
電荷群を別々に読み出して転送しているが、奇数番目の
画素と偶数番目の画素から同時に電荷の読み出して転送
が可能な固体撮像部を用いたテレビジョンカメラ装置に
おいても適用可能である。
【００３６】図６は電荷を同時に読み出せるテレビジョ
ンカメラ装置の電荷の読み出しパルスの一例を示す図で
ある。図６中読み出しパルスＦＳＡおよび読み出しパル
スＦＳＢは、それぞれ奇数番目の画素および偶数番目の
画素に対する読み出しパルスである。期間ｔ1 およびｔ
2 は、共に受光蓄積時間を表す。この場合、１フィール
ド毎に読み出し対象となる画素が入れ代わる。
ンカメラ装置の電荷の読み出しパルスの一例を示す図で
ある。図６中読み出しパルスＦＳＡおよび読み出しパル
スＦＳＢは、それぞれ奇数番目の画素および偶数番目の
画素に対する読み出しパルスである。期間ｔ1 およびｔ
2 は、共に受光蓄積時間を表す。この場合、１フィール
ド毎に読み出し対象となる画素が入れ代わる。
【００３７】このように、受光蓄積時間ｔ1 と受光蓄積
時間ｔ2 は同時（重複する期間）に行うことにより、電
荷を同時に転送するような固体撮像部にも適用可能とな
る。また、このように受光蓄積時間を同時（重複する期
間）に行うことは、解像度改善にも寄与する。その他、
この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施して
も同様に実施可能であることはいうまでもない。
時間ｔ2 は同時（重複する期間）に行うことにより、電
荷を同時に転送するような固体撮像部にも適用可能とな
る。また、このように受光蓄積時間を同時（重複する期
間）に行うことは、解像度改善にも寄与する。その他、
この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施して
も同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】この発明によれば、固体撮像素子の飽和
レベル以上の高輝度部の階調再現を可能とし、高輝度部
と低輝度部の再現を同時に行うことが可能な広ダイナミ
ックレンジのテレビジョンカメラ装置を提供することが
できる。
レベル以上の高輝度部の階調再現を可能とし、高輝度部
と低輝度部の再現を同時に行うことが可能な広ダイナミ
ックレンジのテレビジョンカメラ装置を提供することが
できる。
【図１】この発明に係るテレビジョンカメラ装置の一実
施例の構成を示すブロック図である。
施例の構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施例の固体撮像部の構成例を示す図であ
る。
る。
【図３】上記実施例の固体撮像部の駆動パルスの一例を
示す図である。
示す図である。
【図４】上記実施例の入射光輝度に対する映像信号出力
の特性を説明する図である。
の特性を説明する図である。
【図５】上記実施例のニー補正圧縮回路の代わりにホワ
イトクリップ回路を用いた場合の入射光輝度に対する映
像信号出力の特性を説明する図である。
イトクリップ回路を用いた場合の入射光輝度に対する映
像信号出力の特性を説明する図である。
【図６】電荷を同時に転送する固体撮像部を用いた場合
の読み出しパルスの一例を示す図である。
の読み出しパルスの一例を示す図である。
【図７】従来のテレビジョンカメラ装置のニー補正圧縮
を説明する図である。
を説明する図である。
1000…固体撮像部、1111〜11mn…フォトダイオード、12
01〜120n…垂直ＣＣＤ、1311〜131n…メモリ部、1321〜
132n…反転型メモリ部、1410，1420…水平ＣＣＤ、151
0，1520…出力アンプ、2000…ＣＣＤ駆動回路、3100，3
200…画素／映像変換回路、4000…ニー補正圧縮回路、5
000…加算器、Ｈ1 〜Ｈm …水平画素ライン、Ｖ1 〜Ｖn
…垂直画素ライン。
01〜120n…垂直ＣＣＤ、1311〜131n…メモリ部、1321〜
132n…反転型メモリ部、1410，1420…水平ＣＣＤ、151
0，1520…出力アンプ、2000…ＣＣＤ駆動回路、3100，3
200…画素／映像変換回路、4000…ニー補正圧縮回路、5
000…加算器、Ｈ1 〜Ｈm …水平画素ライン、Ｖ1 〜Ｖn
…垂直画素ライン。
Claims (5)
- 【請求項１】 駆動パルスによって制御され、１フィー
ルド分の画素信号を、奇数番目の水平画素ラインと偶数
番目の水平画素ラインとで別々の受光蓄積時間で生成
し、これら２つの画素信号の内、受光蓄積時間が一方の
画素信号の受光蓄積時間以下の画素信号を第１の画素信
号とし、残る他方の画素信号を第２の画素信号として２
系統出力を行う固体撮像部と、 この固体撮像部を制御する駆動パルスを生成する駆動パ
ルス生成部と、 前記第１、第２の画素信号をそれぞれ第１、第２の映像
信号に変換する画素／映像変換手段と、 前記第１、第２の映像信号をそれぞれ適性レベルに補正
するレベル補正手段と、 このレベル補正手段でレベル補正された前記第１、第２
の映像信号を加算して１フィールドの映像信号を生成す
る加算手段とを具備することを特徴とするテレビジョン
カメラ装置。 - 【請求項２】 前記固体撮像部は、前記奇数番目と前記
偶数番目の水平画素ラインの受光蓄積時間を１フィール
ド毎に交換して前記第１、第２の画素信号を生成するこ
とを特徴とする請求項１記載のテレビジョンカメラ装
置。 - 【請求項３】 前記レベル補正手段は、前記第２の映像
信号の高輝度部のレベル補正を行うことを特徴とする請
求項１記載のテレビジョンカメラ装置。 - 【請求項４】 前記レベル補正手段は、ニー補正により
高輝度圧縮を行うことを特徴とする請求項３記載のテレ
ビジョンカメラ装置。 - 【請求項５】 前記レベル補正手段は、ホワイトクリッ
プにより高輝度部の除去を行うことを特徴とする請求項
３記載のテレビジョンカメラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7030715A JPH08223488A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | テレビジョンカメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7030715A JPH08223488A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | テレビジョンカメラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08223488A true JPH08223488A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12311349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7030715A Pending JPH08223488A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | テレビジョンカメラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08223488A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6903770B1 (en) | 1998-07-27 | 2005-06-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital camera which produces a single image based on two exposures |
| US7030923B2 (en) | 2000-03-27 | 2006-04-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital camera having overlapped exposure |
| WO2006049098A1 (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | イメージセンサ |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP7030715A patent/JPH08223488A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6903770B1 (en) | 1998-07-27 | 2005-06-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital camera which produces a single image based on two exposures |
| US7030923B2 (en) | 2000-03-27 | 2006-04-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Digital camera having overlapped exposure |
| WO2006049098A1 (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | イメージセンサ |
| JPWO2006049098A1 (ja) * | 2004-11-02 | 2008-05-29 | 松下電器産業株式会社 | イメージセンサ |
| JP4689620B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2011-05-25 | パナソニック株式会社 | イメージセンサ |
| US7956925B2 (en) | 2004-11-02 | 2011-06-07 | Panasonic Corporation | Method for reading out signal charges from an image sensor having different exposure times |
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