JP2003163831A - Imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus

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JP2003163831A
JP2003163831A JP2001358664A JP2001358664A JP2003163831A JP 2003163831 A JP2003163831 A JP 2003163831A JP 2001358664 A JP2001358664 A JP 2001358664A JP 2001358664 A JP2001358664 A JP 2001358664A JP 2003163831 A JP2003163831 A JP 2003163831A
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JP
Japan
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image
exposure time
photoelectric conversion
shutter
light
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Application number
JP2001358664A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Nishimura
龍志 西村
Tsutomu Usui
勉 薄井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus having a wide dynamic range and capable of photographing a sharp image with less blurring in the image. <P>SOLUTION: The imaging apparatus uses an imaging device for providing a progressive output to compose a high-speed shutter image subjected to exposure control by an electronic shutter with a low-speed shutter image subjected to exposure control by a mechanical shutter thereby producing a video signal with a wide dynamic range. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に係り、特
に高解像度化および広ダイナミックレンジ化に好適な撮
像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device, and more particularly to an image pickup device suitable for high resolution and wide dynamic range.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCD(Charge Coupled Device)等の
撮像素子を用いた従来の撮像装置において、ダイナミッ
クレンジの拡大は重要な課題である。ここで言うダイナ
ミックレンジとは、撮像する際の入力映像信号における
輝度レベルの範囲であり、ダイナミックレンジが広いと
は、低輝度部分から高輝度部分まで撮像できることを意
味する。このような意味においてダイナミックレンジを
拡大する方法の一つは、露光時間を短くし、高輝度の入
力映像信号に対してCCDが飽和しにくくすることであ
る。しかし、このように露光時間を短くすると、低輝度
部分の信号量が減少し、S/Nが悪くなる問題がある。
2. Description of the Related Art In a conventional image pickup apparatus using an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device), expansion of the dynamic range is an important issue. The dynamic range mentioned here is a range of luminance levels in an input video signal at the time of image pickup, and a wide dynamic range means that it is possible to image from a low luminance part to a high luminance part. In this sense, one of the methods for expanding the dynamic range is to shorten the exposure time and make it difficult for the CCD to saturate with respect to a high-luminance input image signal. However, when the exposure time is shortened in this way, there is a problem that the amount of signal in the low-luminance portion decreases and the S / N becomes worse.

【0003】そこで、シャッタ速度を変えて高速シャッ
タ画像、低速シャッタ画像の計2枚画像を撮像し、これ
らの画像を合成する方法が提案されている。このような
撮像装置について、例えば特開2001−016499
号公報に記載されている。この撮像装置は、ダイナミッ
クレンジの広い高速シャッタ画像と、S/Nの良い低速
シャッタ画像を用いて両画像を合成処理することによ
り、高輝度部分の飽和を防止すると共に、低輝度部分の
S/Nの低下を防ぐことを目指したものである。
Therefore, a method has been proposed in which a total of two images, a high-speed shutter image and a low-speed shutter image, are taken by changing the shutter speed, and these images are combined. Regarding such an imaging device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-016499
It is described in Japanese Patent Publication No. This image pickup device prevents saturation of a high-luminance portion and combines S / N of a low-luminance portion by synthesizing both images using a high-speed shutter image with a wide dynamic range and a low-speed shutter image with good S / N. The purpose is to prevent the decrease of N.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載されて
いるように2枚の画像を合成する場合、これらの画像を
撮像するタイミングには、一般に一定時間のずれがあ
る。そのため、被写体が動いた場合には合成画像にぶれ
が生じる問題がある。
When two images are combined as described in the above publication, the timings at which these images are picked up are generally deviated by a fixed time. Therefore, when the subject moves, there is a problem that blurring occurs in the composite image.

【0005】これら2枚の画像を撮像する際の露光間隔
が被写体の撮像画面上の動きに対し十分に短い場合には
実用上問題とはならない。テレビジョン信号のフィール
ド間隔(NTSC方式の場合60分の1秒)で撮像する
場合、例えば高速シャッタを1/60秒に対し十分速い
シャッタ速度とし、低速シャッタを1/60秒とした場
合、平均的な露光間隔は1/120秒である。ここで、
撮影条件の一例として画面の左右いっぱいに5m前の距
離を撮影すると仮定する。この場合、秒速2mで動く物
体は5秒で画面を横切ることになる。このとき、1/1
20秒で移動する距離は約1.7cmである。したがっ
て、1.7cmより十分におおきな物体でればこの程度
のずれは許容できる。また、CCDの解像度にもよる
が、画像サイズが640×480であるVGAサイズ用
のCCDであれば、上記の動きは高々2画素程度であ
る。このようにある程度低速で動くものや、歩く人を撮
影の対象とする場合、多くのシーンで大きな問題とはな
らない。
If the exposure interval when capturing these two images is sufficiently short with respect to the movement of the subject on the image capturing screen, there is no practical problem. When imaging at field intervals of television signals (1 / 60th of a second in the case of the NTSC system), for example, when the high-speed shutter has a sufficiently high shutter speed relative to 1/60 second and the low-speed shutter has 1/60 second, the average The exposure interval is 1/120 second. here,
As an example of the shooting condition, it is assumed that a distance of 5 m before the right and left of the screen is shot. In this case, an object moving at a speed of 2 m per second will cross the screen in 5 seconds. At this time, 1/1
The distance traveled in 20 seconds is about 1.7 cm. Therefore, if the object is sufficiently larger than 1.7 cm, such a deviation can be tolerated. Further, depending on the resolution of the CCD, in the case of a VGA size CCD having an image size of 640 × 480, the above movement is about 2 pixels at most. As described above, when shooting a moving object that moves at a low speed to some extent or a walking person, this is not a big problem in many scenes.

【0006】一方、CCDの高解像度化が進み、100
万画素を超えた、いわゆるメガピクセルクラスのCCD
が一般的となってきた。このようなCCDでは、露光し
た信号を読み出すために要する時間は、1画素あたりの
読み出し時間が一定であると仮定すると画素数に比例し
て増加することになる。このようなCCDを用いて先に
述べた広ダイナミックレンジ撮像を行う場合、高速画像
と低速画像の露光間隔は大きくなる。
On the other hand, as the resolution of CCDs has increased, 100
So-called megapixel CCD with over 10,000 pixels
Has become commonplace. In such a CCD, the time required to read the exposed signal increases in proportion to the number of pixels, assuming that the reading time per pixel is constant. When the wide dynamic range imaging described above is performed using such a CCD, the exposure interval between the high speed image and the low speed image becomes large.

【0007】ここで、このCCDに対し水平、垂直共に
2倍の画素数を持ったCCDを考える。CCDはインタ
ーラインタイプのCCDと仮定する。この場合、上記の
ようにCCDで露光した信号を読み出すために要する時
間は4倍となる。先に述べた例では露光間隔は1/60
秒であった。ここで、低速シャッタ画像を1/60秒の
シャッタ速度で撮影するものと仮定し、高速シャッタ画
像をこれに対し十分速いシャッタ速度で撮影するものと
する。このとき、全ての画素に蓄積信号を読み出すため
に1/60秒の4倍、すなわち1/15秒の時間を要す
ることになる。この場合、露光間隔は7/120秒とな
り、画素数が低い場合に比べ、大幅にシャッタ間隔が大
きくなる。
Now, consider a CCD having twice the number of pixels both horizontally and vertically with respect to this CCD. The CCD is assumed to be an interline type CCD. In this case, the time required to read the signal exposed by the CCD as described above is four times as long. In the example described above, the exposure interval is 1/60
It was seconds. Here, it is assumed that the low-speed shutter image is captured at a shutter speed of 1/60 second, and the high-speed shutter image is captured at a sufficiently high shutter speed. At this time, it takes four times 1/60 seconds, that is, 1/15 second, to read the accumulated signal in all the pixels. In this case, the exposure interval is 7/120 seconds, and the shutter interval is significantly increased as compared with the case where the number of pixels is low.

【0008】上記のように、高解像度のCCDを用いた
場合に、例えば画面の左右いっぱいに5m前の距離を撮
影するものとする。この場合、7/120秒で移動する
距離は約12cmである。人の大きさは横幅20〜30
cm程度とすると、画像がぶれ、動く物体の解像度が大
幅に低下する。このように、高解像度のCCDを用い
て、かつ上記の広ダイナミックレンジ化のため、画像の
合成処理を適用すると、画像のぶれが生じ、鮮明な画像
を撮影できなくなるという問題がある。
As described above, when a high-resolution CCD is used, for example, it is assumed that an image is taken at a distance of 5 m before the left and right sides of the screen. In this case, the distance moved in 7/120 seconds is about 12 cm. The width of a person is 20-30
If it is about cm, the image is blurred and the resolution of a moving object is significantly reduced. As described above, when a high-resolution CCD is used and the image synthesizing process is applied for widening the dynamic range described above, there is a problem that a blur of the image occurs and a clear image cannot be captured.

【0009】そこで、本発明は、鮮明な画像を撮影可能
な撮像装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus capable of taking a clear image.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明では、電子シャッタによって露光制御した高
速シャッタ画像と、メカシャッタによって露光制御した
低速シャッタ画像とを合成してダイナミックレンジの広
い映像信号を生成する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention combines a high-speed shutter image whose exposure is controlled by an electronic shutter and a low-speed shutter image whose exposure is controlled by a mechanical shutter to synthesize a video signal with a wide dynamic range. To generate.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる撮像装
置を示すブロックである。10はレンズ、11はメカニ
カルシャッタ、12はCCDである。13はA/D変換
回路、14はA/D変換後のCCD出力信号から輝度信
号Yと色差信号Cを生成するYC処理回路、15は画像
信号を記憶するメモリである。16は、メモリ15に記
憶された画像信号と、YC処理回路14が出力する画像
信号とを合成して合成画像を生成する合成処理回路であ
る。17は制御回路である。18は駆動回路であり、C
CD12に駆動パルスを供給して駆動したり、メカニカ
ルシャッタ11に駆動パルスを供給して開閉を行ったり
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 10 is a lens, 11 is a mechanical shutter, and 12 is a CCD. Reference numeral 13 is an A / D conversion circuit, 14 is a YC processing circuit for generating a luminance signal Y and a color difference signal C from a CCD output signal after A / D conversion, and 15 is a memory for storing an image signal. Reference numeral 16 denotes a synthesis processing circuit that synthesizes the image signal stored in the memory 15 and the image signal output by the YC processing circuit 14 to generate a synthetic image. Reference numeral 17 is a control circuit. 18 is a drive circuit, C
A drive pulse is supplied to the CD 12 to drive it, or a drive pulse is supplied to the mechanical shutter 11 to open and close it.

【0012】次に、本実施形態における撮像装置の動作
について説明する。レンズ10を通して入射した光は、
CCD12の受光面に結像する。CCD12は、プログ
レッシブ読み出し方式のインターラインCCDであり、
結像した光信号を光電変換し、映像信号を出力する。
Next, the operation of the image pickup apparatus according to this embodiment will be described. The light incident through the lens 10 is
An image is formed on the light receiving surface of the CCD 12. The CCD 12 is a progressive readout type interline CCD,
The formed optical signal is photoelectrically converted and a video signal is output.

【0013】このCCD12の詳細について、図2を用
いて説明する。図2は、CCD12の構成を示す図であ
る。21は光電変換を行う画素であり、複数の画素が垂
直、水平に2次元状に配列されている。20は垂直転送
部であり、各画素に蓄積した信号を垂直方向に転送す
る。23は水平転送部であり、各画素に蓄積した信号を
水平方向に転送する。22は出力アンプである。各画素
から垂直転送部20への信号電荷の転送は、全画素一斉
に行う。転送された信号電荷は、水平転送部23に転送
された後、出力アンプ22を経由して出力される。
Details of the CCD 12 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the CCD 12. Reference numeral 21 denotes a pixel that performs photoelectric conversion, and a plurality of pixels are vertically and horizontally arranged two-dimensionally. Reference numeral 20 denotes a vertical transfer unit that transfers the signal accumulated in each pixel in the vertical direction. A horizontal transfer unit 23 transfers the signal accumulated in each pixel in the horizontal direction. 22 is an output amplifier. The transfer of the signal charge from each pixel to the vertical transfer unit 20 is performed simultaneously for all pixels. The transferred signal charges are transferred to the horizontal transfer unit 23 and then output via the output amplifier 22.

【0014】このCCD12は、各画素に蓄積された信
号電荷を全画素一斉にリセットする、いわゆる電子シャ
ッタ機能を搭載している。この電子シャッタ機能によ
り、信号電荷を各画素に蓄積する時間、すなわちシャッ
タ速度を可変することができる。また、このCCD12
は、全ての画素に蓄積した信号を1水平ライン毎に順次
読み出す、プログレッシブ読み出しを行うものである。
The CCD 12 has a so-called electronic shutter function of resetting the signal charges accumulated in each pixel all at once. With this electronic shutter function, the time for accumulating signal charges in each pixel, that is, the shutter speed can be changed. Also, this CCD 12
Is for progressive reading in which the signals accumulated in all pixels are sequentially read for each horizontal line.

【0015】本実施形態では、露光時間を変化させた2
枚の画像を撮像し、これを合成してダイナミックレンジ
の拡大を図る。制御回路16により、CCD12の露光
時間を制御する方法について説明する。
In this embodiment, the exposure time is changed to 2
A single image is taken and then combined to expand the dynamic range. A method of controlling the exposure time of the CCD 12 by the control circuit 16 will be described.

【0016】図3は、広ダイナミックレンジ画像の撮影
タイミングを示す信号波形図である。30は垂直同期信
号、31はCCD12の画素に蓄積する信号量を示して
いる。また、32はCCD12の出力信号波形である。
本実施形態では、連続する2枚の画像の撮影間隔が開か
ないよう、以下に説明するように電子シャッタ機能と、
メカニカルシャッタ11を併用する。
FIG. 3 is a signal waveform diagram showing the photographing timing of a wide dynamic range image. Reference numeral 30 denotes a vertical synchronizing signal, and 31 denotes a signal amount accumulated in the pixels of the CCD 12. Reference numeral 32 is an output signal waveform of the CCD 12.
In the present embodiment, an electronic shutter function, as described below, is provided to prevent the shooting interval between two consecutive images from being opened.
The mechanical shutter 11 is also used.

【0017】時刻T0では電子シャッタを切り、T0以
前に蓄積した信号31Aをリセットする。このリセット
動作は、時刻T0において通常ローレベルである電子シ
ャッタパルス33をハイレベルとすることによって行な
われる。電子シャッタパルス33をCCD12の基板電
圧に重畳することで、画素21(図2)に蓄積された電
荷をリセットする。このため、図3における信号波形3
1Aにおいて、時間と共に増大する信号が、T0におい
てゼロとなる。
At time T0, the electronic shutter is closed and the signal 31A accumulated before T0 is reset. This reset operation is performed by setting the electronic shutter pulse 33, which is normally low level at time T0, to high level. By superposing the electronic shutter pulse 33 on the substrate voltage of the CCD 12, the electric charge accumulated in the pixel 21 (FIG. 2) is reset. Therefore, the signal waveform 3 in FIG.
At 1A, the increasing signal with time goes to zero at T0.

【0018】画素21をリセットした時刻T0から、蓄
積信号31Bを読み出す時刻T1までの時間T1−T0
が高速画像のシャッタ速度に相当する。時刻T1まで信
号蓄積を行なった高速シャッタ画像は、時刻T1で画素
21(図2)から垂直転送部20に転送される。時刻T
1以降、次回の信号読み出しタイミングである時刻T3
までのうちの走査期間中に、水平転送部から順次1ライ
ン毎に高速シャッタ画像としてCCD12から出力され
る。図3において、32Bが、高速画像画像の出力信号
波形である。
Time T1-T0 from the time T0 when the pixel 21 is reset to the time T1 when the accumulated signal 31B is read out.
Corresponds to the shutter speed of a high-speed image. The high-speed shutter image whose signals have been accumulated until time T1 is transferred from the pixel 21 (FIG. 2) to the vertical transfer unit 20 at time T1. Time T
From 1 onward, time T3 which is the next signal read timing
During the scanning period up to, the CCD 12 outputs a high-speed shutter image for each line sequentially from the horizontal transfer unit. In FIG. 3, 32B is an output signal waveform of a high speed image.

【0019】高速シャッタ画像を露光した後は、低速シ
ャッタ画像の露光を行なう。図3における31Cは、低
速シャッタ画像のCCDにおける信号蓄積量を示してい
る。低速シャッタ画像のシャッタ速度は、高速シャッタ
画像の蓄積信号31Bを読み出す時刻T1から低速シャ
ッタ画像の露光終了時刻であるT2までの時間、即ちT
2−T1である。ここで、低速シャッタ画像の露光を、
高速シャッタ画像の露光終了時刻であるT1に引き続き
行う。これにより、高速シャッタと低速シャッタのシャ
ッタ間隔が大きくなることはなく、ぶれの少ない画像を
生成することができる。
After exposing the high speed shutter image, the low speed shutter image is exposed. Reference numeral 31C in FIG. 3 indicates the signal accumulation amount in the CCD of the low-speed shutter image. The shutter speed of the low-speed shutter image is the time from the time T1 when the accumulated signal 31B of the high-speed shutter image is read to the exposure end time T2 of the low-speed shutter image, that is, T.
2-T1. Here, the exposure of the low-speed shutter image,
The process is continued after the exposure end time T1 of the high-speed shutter image. As a result, the shutter interval between the high speed shutter and the low speed shutter does not increase, and an image with less blur can be generated.

【0020】しかし、T1からT2まで露光させるため
に、電子シャッタを使用することはできない。これは、
電子シャッタが、画素に蓄積した電荷をリセットするも
のであり、T2まで蓄積した電荷を保持することができ
ないためである。
However, an electronic shutter cannot be used to expose from T1 to T2. this is,
This is because the electronic shutter resets the charge accumulated in the pixel and cannot retain the charge accumulated until T2.

【0021】そこで、低速シャッタの終了時刻を設定す
るために、メカニカルシャッタ11(図1)を用いる。
メカニカルシャッタ11は、低速シャッタ画像の露光を
開始する時刻T1では開放している。そして、露光を停
止する時刻T2において、メカニカルシャッタ11を閉
じ、これによって露光を停止する。このようなメカニカ
ルシャッタ11の開閉は、メカシャッタパルス34とし
て図3に示すように、時刻T2以前はローレベル、時刻
T2以降ハイレベルとなる駆動パルスをメカニカルシャ
ッタ11(図1)に供給することで実現している。メカ
ニカルシャッタ11は、モーター等のドライブ機構を含
み(図示せず)図3の34に示す駆動パルスにより、瞬
時に遮光を行なうものである。低速シャッタ画像の露光
時間をT2−T1となるように制御し、この低速シャッ
タ画像は、T3で画素から垂直転送部へ転送され、T3
以降の走査期間中にCCDから出力される。図3におい
て32Cが、低速画像画像の出力信号波形である。
Therefore, in order to set the end time of the low speed shutter, the mechanical shutter 11 (FIG. 1) is used.
The mechanical shutter 11 is open at time T1 when the exposure of the low speed shutter image is started. Then, at time T2 when the exposure is stopped, the mechanical shutter 11 is closed, thereby stopping the exposure. To open and close such a mechanical shutter 11, as shown in FIG. 3, a mechanical shutter pulse 34 is supplied to the mechanical shutter 11 (FIG. 1) with a drive pulse having a low level before time T2 and a high level after time T2. It is realized in. The mechanical shutter 11 includes a drive mechanism such as a motor (not shown) and instantaneously shields light by a drive pulse indicated by 34 in FIG. The exposure time of the low-speed shutter image is controlled to be T2-T1, and this low-speed shutter image is transferred from the pixel to the vertical transfer unit at T3, and then T3.
It is output from the CCD during the subsequent scanning period. In FIG. 3, 32C is the output signal waveform of the low speed image.

【0022】このように本実施形態では、高速シャッタ
画像を撮像する場合には電子シャッタ機能を用い、低速
シャッタ画像を撮像する場合にはメカニカルシャッタ1
1を用いるように制御を行う。
As described above, in this embodiment, the electronic shutter function is used when capturing a high-speed shutter image, and the mechanical shutter 1 is used when capturing a low-speed shutter image.
Control is performed so that 1 is used.

【0023】以上、説明したように、図1においてCC
D12では、高速シャッタ画像と、低速シャッタ画像を
交互に出力する。A/D変換回路13でこれをA/D変
換した後、YC処理回路14で高速シャッタ画像と、低
速シャッタ画像の各々について、輝度信号Yと、色差信
号Cを生成する。高速シャッタ画像はメモリ15に入力
され、YC処理回路14から出力される低速シャッタ画
像と共に、合成処理回路16において合成処理される。
As described above, CC in FIG.
At D12, the high-speed shutter image and the low-speed shutter image are alternately output. After the A / D conversion circuit 13 performs A / D conversion on this, the YC processing circuit 14 generates a luminance signal Y and a color difference signal C for each of the high-speed shutter image and the low-speed shutter image. The high-speed shutter image is input to the memory 15 and combined with the low-speed shutter image output from the YC processing circuit 14 in the combination processing circuit 16.

【0024】上記の一連の処理は、制御回路17によっ
て、駆動回路18、YC処理回路14、メモリ15を所
定のタイミングで制御することにより行なわれる。制御
回路17は、通常、マイコン、およびその制御内容を記
述するソフトウェアにより実現することができる。
The series of processes described above is performed by the control circuit 17 controlling the drive circuit 18, the YC processing circuit 14, and the memory 15 at a predetermined timing. The control circuit 17 can be usually realized by a microcomputer and software that describes the control contents thereof.

【0025】合成処理回路16では、高速シャッタ画像
と低速シャッタ画像を所定の比率で加算、あるいは高速
シャッタ画像と低速シャッタ画像のいずれかを選択する
ことにより両画像の合成処理を行なう。こうして、画像
の中の輝度レベルの比較的低い部分は低速シャッタ画像
の比率を高くし、輝度レベルの高い部分は高速シャッタ
画像の比率を高くする。このような合成処理により、高
輝度部分の飽和による白飛びがなく、かつ、低輝度部分
のS/Nの良い再生画像を生成することができる。
The combining processing circuit 16 adds the high speed shutter image and the low speed shutter image at a predetermined ratio, or selects either the high speed shutter image or the low speed shutter image to perform the combining process of both images. In this way, the ratio of the low-speed shutter image is increased in the part having a relatively low brightness level in the image, and the ratio of the high-speed shutter image is increased in the part having a high brightness level. By such a combining process, it is possible to generate a reproduced image in which there is no whiteout due to saturation in the high-luminance portion and which has a good S / N in the low-luminance portion.

【0026】以上、説明した実施形態では、低速シャッ
タ画像の露光時間を制御するためにメカニカルシャッタ
11を用いた。しかし、同様の遮光効果を持つものであ
ればメカニカルシャッタに限らず、液晶を用いた液晶シ
ャッタ等、その他の遮光手段を用いても良い。液晶シャ
ッタを用いた場合、メカニカルシャッタのようなメカ的
な消耗がなく、寿命の点で有利である。
In the embodiment described above, the mechanical shutter 11 is used to control the exposure time of the low speed shutter image. However, as long as it has a similar light blocking effect, it is not limited to the mechanical shutter, and other light blocking means such as a liquid crystal shutter using liquid crystal may be used. When a liquid crystal shutter is used, it is advantageous in terms of service life because it does not have the mechanical wear of a mechanical shutter.

【0027】また、上記実施形態の説明において、図3
のタイミング波形では、低速シャッタ画像と高速シャッ
タ画像、各1枚の撮像におけるタイミングを示したが、
これを連続的に行い、高解像度の動画像に適用すること
も可能である。
In the description of the above embodiment, FIG.
In the timing waveform of, the low-speed shutter image, the high-speed shutter image, and the timing for capturing one image each,
It is also possible to perform this continuously and apply it to a high-resolution moving image.

【0028】以上説明したように、本発明の実施形態に
かかる撮像装置では、高解像度で、ダイナミックレンジ
が広く、画像のぶれが少なく鮮明な画像を撮影すること
ができる。
As described above, in the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention, it is possible to shoot a clear image with high resolution, a wide dynamic range, and little image blur.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、鮮明な画像を撮影可能
な撮像装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an image pickup apparatus capable of taking a clear image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかる撮像装置を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態におけるCCD撮像素子の
構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a CCD image sensor according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態における撮像タイミングを
示す信号波形図である。
FIG. 3 is a signal waveform diagram showing image pickup timing in one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・メカニカルシャッタ 12・・・CCD 14・・・YC処理回路 15・・・メモリ 16・・・合成処理回路 17・・・制御回路 20・・・垂直転送部 21・・・画素 22・・・出力アンプ 33・・・電子シャッタパルス 34・・・メカシャッタパルス 11 ... Mechanical shutter 12 ... CCD 14 ... YC processing circuit 15 ... Memory 16 ... Synthesis processing circuit 17 ... Control circuit 20 ... Vertical transfer unit 21 ... Pixel 22 ... Output amplifier 33 ... Electronic shutter pulse 34 ... Mechanical shutter pulse

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 1/19 H04N 5/335 Q 5C051 5/335 1/04 103Z 5C072 (72)発明者 薄井 勉 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Fターム(参考) 2H002 CC00 CC01 DB02 DB19 FB23 GA35 JA07 JA08 ZA01 2H081 BB15 BB21 5B047 AB04 BA03 BB04 BC05 BC06 CA06 CA17 DB01 DC20 5C022 AC42 AC52 AC69 AC74 5C024 CX47 CX52 CX53 CX54 CX56 DX01 GY04 HX23 HX57 5C051 AA01 BA02 DA06 DB01 DB07 DB22 DB26 DC03 DC04 DC07 DE07 DE11 DE26 EA01 5C072 AA01 BA16 DA13 EA05 FA03 FB19 FB23 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04N 1/19 H04N 5/335 Q 5C051 5/335 1/04 103Z 5C072 (72) Inventor Tsutomu Usui Kanagawa F-term (Reference) 2H002 CC00 CC01 DB02 DB19 FB23 GA35 JA07 JA08 ZA01 2H081 BB15 BB21 5B047 AB04 BA03 BB04 BC05 BC06 CA06 CA17 DB01 DC20 5C022 AC42 AC52 AC52 AC52 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama AC74 5C024 CX47 CX52 CX53 CX54 CX56 DX01 GY04 HX23 HX57 5C051 AA01 BA02 DA06 DB01 DB07 DB22 DB26 DC03 DC04 DC07 DE07 DE11 DE26 EA01 5C072 AA01 BA16 DA13 EA05 FA03 FB19 FB23

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画素信号を蓄積する光電変換素子と、 前記光電変換素子に蓄積された画素信号を出力する撮像
素子と、 前記光電変換素子に蓄積された画素信号をリセットし、
露光時間を制御する電子シャッタ手段と、 前記光電変換素子に入射する光を遮光し、露光時間を制
御する遮光手段と、 第1の露光時間を前記電子シャッタ手段により制御し、
前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間を前記遮光手
段により制御するように切り換える切換手段と、 を備えていることを特徴とする撮像装置。
1. A photoelectric conversion element that stores a pixel signal, an image pickup element that outputs the pixel signal stored in the photoelectric conversion element, and a pixel signal stored in the photoelectric conversion element are reset.
An electronic shutter means for controlling the exposure time, a light-shielding means for shielding the light incident on the photoelectric conversion element and controlling the exposure time, and a first exposure time controlled by the electronic shutter means,
An image pickup apparatus comprising: a switching unit that switches a second exposure time different from the first exposure time so as to be controlled by the light shielding unit.
【請求項2】前記第1の露光時間は、前記第2の露光時間
よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の撮像装
置。
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the first exposure time is shorter than the second exposure time.
【請求項3】水平および垂直に配列された複数の光電変
換素子と、 該複数の光電変換素子に蓄積された画素信号を垂直方向
に転送する垂直転送部と、 該垂直転送部に接続され水平方向に画素信号を転送して
出力する水平転送部と、 該複数の光電変換素子に蓄積された画素信号を任意のタ
イミングでリセットすることにより露光時間を制御する
電子シャッタ手段と、 該光電変換素子に入射する光を遮光し、露光時間を可変
するための遮光手段と、 前記光電変換素子に蓄積した信号をプログレッシブ出力
する撮像素子と、 該撮像素子が、露光時間の異なる第1の画像および第2
の画像を交互に出力するように、該電子シャッタ手段お
よび遮光手段を制御する制御手段と、 該第1の画像と該第2の画像を合成して合成画像を生成
する画像合成手段と、を備えていることを特徴とする撮
像装置。
3. A plurality of photoelectric conversion elements arranged horizontally and vertically, a vertical transfer section for vertically transferring pixel signals stored in the plurality of photoelectric conversion elements, and a horizontal transfer section connected to the vertical transfer section. A horizontal transfer unit that transfers and outputs a pixel signal in the direction, an electronic shutter unit that controls the exposure time by resetting the pixel signals accumulated in the plurality of photoelectric conversion elements at arbitrary timing, and the photoelectric conversion element A light-blocking unit for blocking the light incident on the light source and varying the exposure time, an image sensor for progressively outputting the signal accumulated in the photoelectric conversion element, and the image sensor for the first image and the first image having different exposure times. Two
Control means for controlling the electronic shutter means and the light-shielding means so as to alternately output the images, and image synthesizing means for synthesizing the first image and the second image to generate a synthetic image. An imaging device, which is provided.
【請求項4】前記第1の画像の露光時間は前記第2の画像
の露光時間よりも短く、前記第1の画像の露光時間を上
記電子シャッタ手段で制御し、前記第2の画像の露光時
間を上記遮光手段で制御することを特徴とする請求項3
に記載の撮像装置。
4. The exposure time of the first image is shorter than the exposure time of the second image, and the exposure time of the first image is controlled by the electronic shutter means to expose the second image. 4. The time is controlled by the light shielding means.
The imaging device according to.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7590348B2 (en) 2005-12-16 2009-09-15 Hitachi, Ltd. Photographing apparatus
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