JP2000092384A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイナミックレンジの拡大およびフレーム静
止画の連続撮影、フレーム静止画のダイナミックレンジ
拡大をコンパクトな構成で実現する。 【解決手段】 制御手段２９で駆動方法が制御される順
次走査ＣＣＤ１１と、順次走査ＣＣＤ１１の出力を選択
出力するスイッチ１２と、１Ｈ遅延手段１３と、２つの
メモリ１７，１８と、２つの走査変換手段２２，２３
と、信号合成手段２６とを備え、所望の動作モードに応
じて、各スイッチ等を制御し、実用的低倍率のダイナミ
ックレンジ拡大と順次走査出力、更にはフレーム静止画
のダイナミックレンジ拡大を１台の撮像装置で切り換え
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオムービー等
のダイナミックレンジ拡大、フレーム静止画の連写およ
びフレーム静止画のダイナミックレンジ拡大を可能とす
る撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラのダイナミックレン
ジ拡大においては、第１の露光信号、例えば長時間露光
信号（以下、ｌｏｎｇ信号）および第２の露光信号、例
えば短時間露光信号（以下、ｓｈｏｒｔ信号）の２信号
を合成することにより、見かけのダイナミックレンジを
拡大する手法が知られている。

【０００３】図９は、従来のダイナミックレンジ拡大カ
メラの構成の一例を示すブロック図である。従来のダイ
ナミックレンジ拡大カメラは、撮像レンズ１００と、フ
ォトダイオード、垂直転送ＣＣＤおよび電荷出力手段と
からなる順次走査ＣＣＤ１０１と、スイッチ１０２と、
信号合成手段１０３と、カメラ信号処理部１０４とから
構成される。

【０００４】図９において、撮像レンズ１００を経て入
射した入射光は、順次走査ＣＣＤ１０１にて光電変換を
受け、スイッチ１０２に入力される。順次走査ＣＣＤ１
０２からは１フィールド（１／６０秒）内にｌｏｎｇ信
号１フィールド分と、ｓｈｏｒｔ信号１フィールド分と
を出力する。すなわち、順次走査ＣＣＤ１０１を本来の
プログレッシブ操作としての使い方でなく、ｌｏｎｇ信
号とｓｈｏｒｔ信号の２種類の情報を同時（１ライン
毎）に出力するようにしている。

【０００５】図１０は、従来のダイナミックレンジ拡大
カメラの順次走査ＣＣＤ１０１からの信号出力タイミン
グを示すタイミング図である。図１０に示すように、１
垂直走査期間内で露光されたｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ
信号とを同一時刻に読み出す。図１１は、従来のダイナ
ミックレンジ拡大カメラの順次走査ＣＣＤ１０１上のフ
ォトダイオード２０１から読み出された信号が垂直転送
ＣＣＤ２００に蓄積されている状況を示す模式図であ
る。フォトダイオード２０１からｌｏｎｇ信号とｓｈｏ
ｒｔ信号が同時に垂直転送ＣＣＤ２００から読み出され
る為、図１１に示すように垂直転送ＣＣＤ２００におい
て斜線で示された位置に例えばｌｏｎｇ信号、その他の
位置にｓｈｏｒｔ信号が交互に蓄積される。次に電荷出
力手段２０３を介して順次走査ＣＣＤ１０１から出力さ
れる。

【０００６】順次走査ＣＣＤ１０１からの出力信号はス
イッチ１０２にて第１の露光信号（長時間露光信号；ｌ
ｏｎｇ信号）および第２の露光信号（短時間露光信号；
ｓｈｏｒｔ信号）とに分離され、信号合成手段１０３に
て合成され１系統の信号として出力される。ｌｏｎｇ信
号は低輝度部の階調を保存しており、ｓｈｏｒｔ信号は
高輝度部の階調を保存しているため、合成信号の階調特
性は例えばｌｏｎｇ信号のみの階調特性より拡大されて
いる為、見かけのダイナミックレンジが拡大する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイナミックレ
ンジ拡大カメラにおいては、実用的倍率として１６倍以
下、例えば２倍等の低倍率が要求されている。しかしな
がら、従来のダイナミックレンジ拡大カメラにおいては
例えば、ｌｏｎｇ信号露光時間を１／６０秒としｓｈｏ
ｒｔ信号露光時間を１／１０００秒とするとダイナミッ
クレンジ拡大率は１６倍となる。ｓｈｏｒｔ信号露光時
間を１／１０００秒以上に長時間化することは順次走査
ＣＣＤの垂直ブランキング期間以上の時間を要する為、
従来構成では実現不可能であった。また、１／１０００
秒のｓｈｏｒｔ信号ではｓｈｏｒｔ信号自体のＳ／Ｎが
不十分であると共に、階調性が不十分であった。また、
従来のダイナミックレンジ拡大カメラ構成においては、
順次走査ＣＣＤをダイナミックレンジ拡大の為のみに使
用するが順次走査ＣＣＤとしての本来の目的、すなわち
順次走査出力、或いはフレーム静止画のダイナミックレ
ンジ拡大は不可能であった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するもので、ダ
イナミックレンジ拡大カメラにおいて低倍率化を実現す
ると共に順次走査出力切換、更にはフレーム静止画のダ
イナミックレンジ拡大を可能とすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、順次走査ＣＣＤと、その出力を選択するス
イッチと、スイッチの一方の出力を遅延する遅延手段
と、２つのメモリと、２つの加算手段と、少なくとも２
つの走査変換手段と、信号合成手段と、順次走査ＣＣＤ
を制御する制御手段とを備え、所望の機能により、その
構成を切り換えるものである。

【００１０】これにより、ダイナミックレンジ拡大、フ
レーム静止画の連写およびフレーム静止画のダイナミッ
クレンジ拡大を可能とする撮像装置が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明は、長時間露
光信号と短時間露光信号とが異なるタイミングで出力さ
れる順次走査ＣＣＤと、前記順次走査ＣＣＤから出力さ
れる長時間露光信号と短時間露光信号とを分離選択する
スイッチと、前記スイッチの出力の長時間露光信号を１
水平走査期間遅延する遅延手段と、前記遅延手段の出力
を一時記憶する第１のメモリと、前記スイッチの出力の
短時間露光信号を一時記憶する第２のメモリと、前記第
１のメモリの出力を通常速度信号に変換する第１の走査
変換手段と、前記第２のメモリの出力を通常速度信号に
変換する第２の走査変換手段と、前記第１および第２の
走査変換手段から出力される同期化された通常速度の長
時間露光信号と短時間露光信号とを合成する合成手段と
を備えたものである。これにより、ダイナミックレンジ
の拡大を実現することができる。

【００１２】本発明の第２の発明は、順次走査信号を出
力する順次走査ＣＣＤと、前記順次走査ＣＣＤから出力
される順次走査信号の奇数ライン信号と偶数ライン信号
とを分離選択するスイッチと、前記スイッチの出力の奇
数ライン信号を１水平走査期間遅延する遅延手段と、前
記遅延手段の出力を一時記憶する第１のメモリと、前記
スイッチの出力の偶数ライン信号を一時記憶する第２の
メモリと、前記第１および第２のメモリの出力を２フィ
ールドに渡り加算する加算手段と、前記加算手段の出力
を通常速度信号に変換する走査変換手段とを備えたもの
である。これにより、フレーム連写機能を実現すること
ができる。

【００１３】本発明の第３の発明は、順次走査の長時間
露光信号と短時間露光信号とが異なるタイミングで出力
される順次走査ＣＣＤと、前記短時間露光信号を奇数ラ
イン信号と偶数ライン信号とに分け１フレーム分蓄える
第１および第２のメモリと、前記第１および第２のメモ
リの出力を加算する第１の加算手段と、前記長時間露光
信号の奇数ラインと偶数ラインとを加算する第２の加算
手段と、前記第１および第２の加算手段の出力を合成す
る合成手段とを備えたものである。これにより、フレー
ムスチルのダイナミックレンジの拡大を実現することが
できる。

【００１４】本発明の第４の発明は、少なくとも順次走
査ＣＣＤと、前記順次走査ＣＣＤの出力を選択するスイ
ッチと、前記スイッチの一方の出力を１Ｈ水平走査期間
遅延する遅延手段と、第１および第２のメモリと、第１
および第２の加算手段と、第１および第２の走査変換手
段と、合成手段と、前記順次走査ＣＣＤの駆動方法を制
御する制御手段を備え、所望の動作モードに応じて、上
記第１〜３の発明のいずれかに記載の構成をとるもので
ある。これにより、２倍等の低倍率のダイナミックレン
ジ拡大を実現するという作用を有すると共に、スイッチ
切換により順次走査出力が得られ、更にフレーム静止画
のダイナミックレンジ拡大が１台のカメラで切換可能と
いう作用を有する。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００１６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１による撮像装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１０は撮像レンズ、１１は順次走査ＣＣ
Ｄ、１３は１水平期間（１Ｈ）遅延する１Ｈ遅延手段、
１４，１９は加算器、１７，１８はメモリ、２２，２３
はサンプリングレートを１／２にする走査変換手段、２
４は信号合成手段、２６はカメラ信号処理部としてのＤ
ＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）、２８はサ
ンプリングレートを２倍にする走査変換手段、２９は順
次走査ＣＣＤ１１の駆動方法を制御する制御手段であ
る。また、１２，１５，１６，２０，２１，２５，２７
は動作モードに応じて切り換えるスイッチである。

【００１７】なお、１Ｈ遅延手段１３で言う１水平期間
とは、順次走査における１水平期間を言い、飛び越し走
査（標準ＴＶ信号）における１／２水平期間を言う。

【００１８】本実施の形態における構成は、ダイナミッ
クレンジ拡大、フレーム連写、フレームスチルのダイナ
ミックレンジ拡大の各動作モードを制御手段２９および
各スイッチ切り換えにより、実現するものである。

【００１９】以下に、各動作モードについて、図面を用
いて説明する。

【００２０】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２として、図１に示した撮像装置において、ダイナ
ミックレンジ拡大の動作モード時の構成を示すブロック
図である。図１に示した構成において、スイッチ１５，
１６，２０，２１，２５，２７の入力を一方に固定した
場合の構成である。

【００２１】まず、撮像レンズ１０を経た入射光は、順
次走査ＣＣＤ１１において光電変換される。ここで、順
次走査ＣＣＤ１１の動作について、図３を用いて若干説
明する。

【００２２】図３は、順次走査ＣＣＤ１１からの信号出
力のタイミングを示す図である。図３において、第１の
露光時間信号としてのｌｏｎｇ信号は、１垂直走査期間
（約１／６０秒）内の所定の読み出し時刻ｔ１に読み出
しが開始される。ここで、ｔ１は、例えば、ｌｏｎｇ信
号の露光終了時刻とし、ｌｏｎｇ信号の露光時間は１／
９０秒とする。次に、第２の露光時間信号としてのｓｈ
ｏｒｔ信号は、ｔ１から所定時間遅れた読み出し時刻ｔ
２に読み出しが開始される。ここで、ｔ２は、例えば、
ｔ１から１／１８０秒遅れた時刻、即ち、ｓｈｏｒｔ信
号の露光時間分遅れた時刻とする。

【００２３】その結果、順次走査ＣＣＤ１１からのｌｏ
ｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号は、ｔ２−ｔ１だけ出力タイ
ミングがずれた信号として出力される。

【００２４】なお、ダイナミックレンジ拡大倍率は、ｌ
ｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号の露光時間比（ｔ１−ｔ
０）／（ｔ２−ｔ１）で決まり、本説明においては２倍
となる。また、ｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号の露光時
間は、上記以外の任意の時間に設定しても構わない。

【００２５】順次走査ＣＣＤ１１からの出力は、スイッ
チ１２で、ｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号に分離され、
ｌｏｎｇ信号は、１Ｈ遅延手段１３に入力され、ｓｈｏ
ｒｔ信号は、スイッチ１６を介しメモリ１８に入力され
る。１Ｈ遅延手段１３は、ｌｏｎｇ信号を１水平期間遅
延し、ｓｈｏｒｔ信号と同じタイミングの信号にし、ス
イッチ１５を介してメモり１７へ入力される。ここで、
順次走査ＣＣＤ１１は、通常のＴＶ信号（例えば、ＮＴ
ＳＣ信号）に対して２倍の走査線数のＴＶ信号を出力可
能なものであるので、１垂直期間にｌｏｎｇ信号、ｓｈ
ｏｒｔ信号ともに、標準ＴＶ信号と同じ走査線数を持つ
ものであり、それぞれは、標準ＴＶ信号の１水平期間の
１／２の期間にのみ信号が存在することとなる。

【００２６】メモリ１７，１８は、例えばＤＲＡＭ（ダ
イナミックＲＡＭ）を使用する。本実施の形態では、メ
モリ１７，１８への入力が標準ＴＶ信号の１水平期間の
１／２の期間にのみ信号が存在するので、メモリ１７，
１８が１ポートのＤＲＡＭであっても、書き込み期間と
読み出し期間とを交互に行うことができる。

【００２７】メモリ１７，１８の出力のタイミングは、
信号合成のために、ｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号の時
間ずれを補正するよう行われる。即ち、ｔ２−ｔ１の時
間分だけ、メモリ１７からのｌｏｎｇ信号を遅らせて読
み出す。その結果、メモリ１７からのｌｏｎｇ信号と、
メモリ１８からのｓｈｏｒｔ信号とは、同時化（同期
化）することができる。

【００２８】メモリ１７，１８の出力は、それぞれスイ
ッチ２０，２１を介して、走査変換手段２２，２３へ入
力される。走査変換手段２２，２３では、倍速であるｌ
ｏｎｇ信号、ｓｈｏｒｔ信号をそれぞれ通常速度の信号
（標準ＴＶ信号相当の信号）に変換する。即ち、クロッ
ク周波数が１／２に低減される。

【００２９】走査変換手段２２，２３からの出力は、信
号合成手段２４に入力され、合成し、ダイナミックレン
ジの拡大された１系統の信号として、出力される。そし
て、スイッチ２５を介して、ＤＳＰ２６へ入力される。
ＤＳＰ２６では、カメラの信号処理として、例えば輝度
信号と色差信号とに変換され、スイッチ２７を介して出
力される。

【００３０】以上のように、本実施の形態では、露光時
間の異なる２つの信号からダイナミックレンジの拡大さ
れた信号を得ることができる。

【００３１】なお、ここで本実施の形態における順次走
査ＣＣＤ１１の出力形態が、従来例と異なる理由を簡単
に説明しておく。従来例は、ｓｈｏｒｔ信号の露光が１
／１０００秒と極めて短いので、ｌｏｎｇ信号を垂直Ｃ
ＣＤ２００にそのまま貯めておき、ｓｈｏｒｔ信号を垂
直ＣＣＤ２００に転送した後、同時に出力できる。これ
に対して、本実施の形態では、ビデオカメラとして有用
な数倍のダイナミックレンジ拡大を目的としているた
め、ｓｈｏｒｔ信号の露光時間を１／１８０秒としてい
る。そのため、１／１８０秒の間、ｌｏｎｇ信号を垂直
ＣＣＤ２００に蓄えたままにしておくと、信号劣化が起
きるので、ｌｏｎｇ信号を先に読み出す（順次転送す
る）ようにしている。このため、本実施の形態のよう
に、メモリを有効に利用した回路構成が必要となる。

【００３２】（実施の形態３）図４は、図１あるいは図
２に示した構成に手ぶれ補正機能を付加する場合のブロ
ック図である。

【００３３】図４において、メモリ１７，１８への入力
を動き検出手段３０に入力する。動き検出手段３０で
は、手ぶれに相当する動きベクトル情報を得、メモリ１
７，１８へメモリ制御信号として供給する。ここで、動
き検出手段３０の構成としては、代表点マッチング法な
ど、従来から知られた方法を用いればよい。よって、詳
細な説明は省略する。

【００３４】また、動き検出手段３０では、ｌｏｎｇ信
号とｓｈｏｒｔ信号とを入力し、それぞれの系で動きを
検出し、合成した後、動きベクトル情報とする構成、あ
るいは、一方の信号（好ましくはｌｏｎｇ信号）のみを
入力し、動きを検出し、動きベクトル情報とする構成と
してもよい。

【００３５】この時、予め予測された手ぶれ補正範囲の
みをメモリに書き込むことによりメモリ容量の節約を図
ることが出来る。メモリ容量の削減は、特に垂直ライン
数が多いＰＡＬ方式におけるカメラを実現する際に有効
である。なお、本実施の形態においては、順次走査ＣＣ
Ｄ１１としては手ぶれの為の画素余裕を有するものが望
ましい。

【００３６】なお、手ぶれ余裕に対するメモリへの信号
切り出しは水平方向、垂直方向、および水平・垂直双方
に対して実施しても構わない。

【００３７】以上のように本実施の形態によれば、ダイ
ナミックレンジの拡大と併せて、メモリを有効に利用し
た手ぶれ補正機能をも実現することができる。

【００３８】（実施の形態４）図５は、本発明の実施の
形態４として、図１に示した撮像装置において、フレー
ム連写の動作モード時の構成を示すブロック図である。
図１に示した構成において、スイッチ１５，１６，２
１，２５，２７の入力を一方に固定した場合の構成であ
る。

【００３９】まず、本実施の形態において、順次走査Ｃ
ＣＤ１１は、制御手段２９により順次走査信号を出力す
る通常の動作となる。即ち、順次走査ＣＣＤ１１から
は、例えば、フレーム周波数６０Ｈｚ、１フレーム５２
５本（有効走査線数は４８０本）の順次走査信号が出力
される。

【００４０】順次走査ＣＣＤ１１から順次走査出力され
た信号は、ＴＶ信号の各フレーム（１／６０秒）内で、
スイッチ１２を介して奇数ライン（ｏｄｄライン）のみ
選択されて１Ｈ遅延手段１３に入力され、１水平走査期
間に渡って遅延を施される。更にスイッチ１５を介して
メモリ１７に書き込まれる。同様に、スイッチ１２を介
して偶数ライン（ｅｖｅｎライン）のみ選択され、選択
された偶数ラインの信号は、スイッチ１６を介してメモ
リ１８に書き込まれる。

【００４１】なお、メモリ１７，１８への書き込みは、
１フレーム間欠とし、１フレームを書き込んだ後、次の
フレームの書き込みを行わないものとする。

【００４２】そして、次の２フレーム（１／３０秒）に
渡って、メモリ１７とメモリ１８から出力された信号
は、加算手段１９にて加算され、インタレース信号とし
てスイッチ２１へ出力される。ここで、メモリ１７，１
８の出力は、２フレーム（１／６０秒毎を２回）繰り返
し出力し、加算手段１９の加算は、フレーム毎にその加
算するペアを１ラインずらす。よって、インタレース信
号のフレーム画像として、スイッチ２１へ出力される。

【００４３】スイッチ２１の出力信号は、走査変換手段
２３により通常の信号速度に変換される。そして、正規
の標準ＴＶ信号に変換される。更に信号合成手段２４を
介さず、スイッチ２５を通過し、カメラ信号処理部とし
てのＤＳＰ２６にて、輝度信号と色差信号とに変換さ
れ、スイッチ２７を介して出力される。このスイッチ２
７からの出力信号は、１／３０秒フレーム連写画像の２
フィールド分割インタレース出力となる。

【００４４】以上のように本実施の形態によれば、図１
に示した構成により、フレーム連写信号処理を実現する
ことができる。

【００４５】（実施の形態５）図６は、本発明の実施の
形態５として、図１に示した撮像装置において、フレー
ム静止画のダイナミックレンジ拡大の動作モード時の構
成を示すブロック図である。図１に示した構成におい
て、スイッチ２１，２５の入力を一方に固定した場合の
構成である。なお、図６では、図１に示した撮像装置
に、シャッタ４２と、シャッタ４２を駆動するシャッタ
モータ４０と、シャッタモータ４０を制御する絞りモー
タ制御手段４１とをこの説明のために付加している。

【００４６】また、図７は、本実施の形態の撮像装置の
フレーム静止画のダイナミックレンジ拡大を実現する際
の順次走査ＣＣＤ１１からの信号出力タイミングを示す
タイミング図である。図７に示すように、本実施の形態
では、１／１８０秒の露光後ｔ３のタイミングでｓｈｏ
ｒｔ信号が読み出され、その後、１／９０秒の露光後ｔ
４のタイミングでシャッタを閉じた後、所定の時間にｌ
ｏｎｇ信号が読み出される。

【００４７】まず、第１のフィールド（１／６０秒）に
て順次走査ＣＣＤ１１から順次走査出力された１フレー
ムのｓｈｏｒｔ信号は、スイッチ１２を介して奇数ライ
ン（ｏｄｄライン）のみ選択されて１Ｈ遅延手段１３に
入力される。ｏｄｄラインは１Ｈ遅延手段１３により１
水平走査期間に渡って遅延を施された後、スイッチ１５
を介してメモリ１７に書き込まれる。同様にスイッチ１
２を介して偶数ライン（ｅｖｅｎライン）のみ選択され
スイッチ１６を介してメモリ１８に書き込まれる。

【００４８】第２フィールドにおいては、絞りモータ制
御手段４１から出力されるシャッタ制御信号によりシャ
ッタモータ４０が動作し、シャッタ４２が開状態から閉
状態となり、順次走査ＣＣＤ１１への入射光を遮蔽す
る。この結果、順次走査ＣＣＤ１１の露光動作が停止す
る。次に、順次走査ＣＣＤ１１から出力された１フレー
ムのｌｏｎｇ信号は、スイッチ１２を介してｏｄｄライ
ンのみ選択され、１Ｈ遅延手段１３に入力され、１水平
走査期間に渡って遅延を施された後、加算手段１４に入
力される。また同様に、スイッチ１２を介してｅｖｅｎ
ラインのみ選択されて加算手段１４に入力される。な
お、ｌｏｎｇ信号は、メモリ１７，１８へは書き込まれ
ないものとする。

【００４９】なお、信号処理を通常速度で実施するため
に、順次走査ＣＣＤ１１の駆動としては、ｌｏｎｇ信号
１フレームを画面上半分と下半分とに分け、２フィール
ドに分割して信号処理する。

【００５０】加算手段１４にてライン方向に加算された
ｌｏｎｇ信号は、スイッチ２０に入力される。更に走査
変換手段２２にて所定の走査変換を施された後、信号合
成手段２４に入力される。

【００５１】一方、メモリ１７およびメモリ１８から読
み出されたｓｈｏｒｔ信号は、加算手段１９へ入力され
て、ライン方向に加算され、スイッチ２１に入力され
る。そして、走査変換手段２３にて所定の走査変換を施
された後、信号合成手段２４に入力される。

【００５２】信号合成手段２４に入力されるｓｈｏｒｔ
信号、ｌｏｎｇ信号共に順次走査信号である。信号合成
手段２４に入力されたｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号
は、合成されダイナミックレンジが拡大される。

【００５３】次に、スイッチ２５を介してカメラ信号処
理部としてのＤＳＰ２６へ入力されて輝度信号と色差信
号とに変換される。ＤＳＰ２６から出力される輝度信号
と色差信号は、走査変換手段２８を介して１フレームの
ダイナミックレンジ拡大された静止画としてｏｄｄライ
ンがスイッチ１５を経てメモリ１７に書き込まれ、ｅｖ
ｅｎラインがスイッチ１６を経てメモリ１８に書き込ま
れる。その後、ｏｄｄラインがメモリ１７から出力さ
れ、スイッチ２０を介して走査変換手段２２にて走査変
換を施される。更にスイッチ２７に入力される。

【００５４】ｅｖｅｎラインは、メモリ１８から出力さ
れ、スイッチ２１を介して走査変換手段２３にて走査変
換を施され、スイッチ２５を介しＤＳＰ２６をスルー
し、スイッチ２７に入力される。

【００５５】スイッチ２７は、フィールド毎にｏｄｄ信
号とｅｖｅｎ信号とを切り替え、ダイナミックレンジが
拡大されたフレーム静止画として、出力される。

【００５６】以上の動作を図８に示すタイミング図を用
いて説明する。図８において、フィールド１（１フィー
ルド＝１／６０秒とする）にて、順次走査ＣＣＤ１１か
ら順次走査出力された１フレームのｓｈｏｒｔ信号を生
成する。ｓｈｏｒｔ信号の生成は、順次走査ＣＣＤ１１
に対して適当なＳＵＢ電圧を印加すると良い。フィール
ド１においては、メモリ１７，１８からはｏｄｄフィー
ルド画像が出力されているものとする。

【００５７】フィールド２の最初の時点で順次走査ＣＣ
Ｄ１１に信号読み出しパルスＣＨ１，ＣＨ２を与える
と、フィールド２においては、１フィールドに渡ってｓ
ｈｏｒｔフレーム画像が出力される。この内、スイッチ
１２を介してｏｄｄラインのみ選択されて１Ｈ遅延手段
１４に入力され、１水平走査期間に渡って遅延を施され
た後、スイッチ１５を介してメモリ１７に書き込まれ
る。同様にスイッチ１２を介してｅｖｅｎラインのみ選
択され、スイッチ１６を介してメモリ１８に書き込まれ
る。

【００５８】また、フィールド２においてはシャッタ制
御を行う。図８においては、シャッタとしてカメラの有
する絞りの開閉で説明しているが、絞りの他に新たにシ
ャッタ機構を付加しても良い。フィールド２にてシャッ
タが閉じ、ｌｏｎｇ信号が順次走査ＣＣＤ１１上に蓄積
される。

【００５９】メモリ１７およびメモリ１８への書き込み
時には、メモリ１７およびメモリ１８からは前フィール
ドの画像信号を読み出す。図８においては前フィールド
ｏｄｄ信号を出力している。

【００６０】フィールド３の最初において再びＣＨ１，
ＣＨ２を印加し、ｌｏｎｇ信号を読み出す。ｌｏｎｇ信
号の読み出しは、２フィールド、即ちフィールド３とフ
ィールド４にかけて実施する。順次走査出力された１フ
レームのｌｏｎｇ信号がメモリ１７とメモリ１８から読
み出されるｓｈｏｒｔ信号と、信号合成手段２４にて合
成され、ＤＳＰ２６を経て、メモリ１７とメモリ１８と
の空き領域に書き込まれる。フィールド５以降は、連続
してダイナミックレンジ拡大されたフレーム静止画を出
力する。

【００６１】なお、本実施の形態においては、順次走査
ＣＣＤ１１よりｓｈｏｒｔ信号を先に読み出す例を示し
た。これはｌｏｎｇ信号を生成するためのシャッタ機構
の動作バラツキが比較的大きいためであり、時間制御精
度を高く要求されるｓｈｏｒｔ信号生成を電子シャッタ
で実現する方が望ましいためであるが、逆にｌｏｎｇ信
号をシャッタで生成し、ｓｈｏｒｔ信号をシャッタ機構
で実現しても差し支えない。

【００６２】（実施の形態７）本発明の実施の形態７と
して、フレーム静止画のダイナミックレンジ拡大におけ
る順次走査処理について、説明する。

【００６３】図６に示した構成において、信号合成手段
２４およびＤＳＰ２６にて倍速の処理を行う。この場
合、第１のフィールドで順次走査ＣＣＤ１１よりｓｈｏ
ｒｔ信号のフレーム静止画を読み出して、メモリ１７と
メモリ１８に蓄積する。次に第２のフィールド内で順次
走査ＣＣＤ１１よりｌｏｎｇ信号のフレーム静止画を全
て読み出し、ｓｈｏｒｔ信号とｌｏｎｇ信号とを信号合
成手段２４で倍速で合成し、更にＤＳＰ２６にて倍速で
処理し、ダイナミックレンジ拡大されたフレーム静止画
としての輝度信号と色差信号とを生成する。

【００６４】次にスイッチ１５を介してｏｄｄラインを
メモリ１７に書き込み、スイッチ１６を介してｅｖｅｎ
ラインをメモリ１８に書き込む。この結果、ｌｏｎｇ信
号の半画面をＣＣＤ上に１フィールド期間蓄積する必要
が無くなり、ＣＣＤにおける暗電流ノイズの重畳が回避
できる。

【００６５】

【発明の効果】本発明の撮像装置により、ムービーとし
て有用なダイナミックレンジ拡大率２倍以上の実用的倍
率が実現される。

【００６６】また、スイッチ切換により順次走査カメラ
としても使用可能である。さらに順次走査ＣＣＤから出
力されるフレーム情報を活用しフレーム静止画のダイナ
ミックレンジ拡大も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による撮像装置の構成を
示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態２によるダイナミックレン
ジ拡大を実現する撮像装置の構成を示すブロック図

【図３】同撮像装置の順次走査ＣＣＤからの信号出力の
タイミング図

【図４】本発明の実施の形態３による撮像装置の構成を
示すブロック図

【図５】本発明の実施の形態４によるフレーム連写機能
を実現する撮像装置の構成を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態５によるフレーム静止画の
ダイナミックレンジ拡大を実現する撮像装置の構成を示
すブロック図

【図７】同撮像装置の順次走査ＣＣＤからの信号出力の
タイミング図

【図８】同撮像装置の動作を示すタイミング図

【図９】従来の撮像装置の構成を示すブロック図

【図１０】従来の撮像装置の順次走査ＣＣＤからの信号
出力のタイミング図

【図１１】順次走査ＣＣＤの構成を示すブロック図

【符号の説明】

１０ 撮像レンズ １１ 順次走査ＣＣＤ １２，１５，１６，２０，２１，２５，２７ スイッチ １３ １Ｈ遅延手段 １４，１９ 加算手段 １７，１８ メモリ ２２，２３ 走査変換手段 ２４ 信号合成手段 ２６ ＤＳＰ ２８ 走査変換手段 ２９ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊村 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中山 正明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C022 AA11 AB17 AB55 AC42 5C024 AA01 CA15 DA05 DA07 FA01 FA11 GA11 HA01 HA06 HA13 HA17 HA24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長時間露光信号と短時間露光信号とが異
   なるタイミングで出力される順次走査ＣＣＤと、 前記順次走査ＣＣＤから出力される長時間露光信号と短
   時間露光信号とを分離選択するスイッチと、 前記スイッチの出力の長時間露光信号を１水平走査期間
   遅延する遅延手段と、 前記遅延手段の出力を一時記憶する第１のメモリと、 前記スイッチの出力の短時間露光信号を一時記憶する第
   ２のメモリと、 前記第１のメモリの出力を通常速度信号に変換する第１
   の走査変換手段と、 前記第２のメモリの出力を通常速度信号に変換する第２
   の走査変換手段と、 前記第１および第２の走査変換手段から出力される同期
   化された通常速度の長時間露光信号と短時間露光信号と
   を合成する合成手段とを備えた撮像装置。
2. 【請求項２】 少なくとも遅延手段の出力を入力とし、
   入力信号の動きベクトルを検出する手ぶれ検出手段を備
   え、前記動きベクトルにより第１および第２のメモリの
   書き込みを制御することを特徴とする請求項１記載の撮
   像装置。
3. 【請求項３】 順次走査信号を出力する順次走査ＣＣＤ
   と、 前記順次走査ＣＣＤから出力される順次走査信号の奇数
   ライン信号と偶数ライン信号とを分離選択するスイッチ
   と、 前記スイッチの出力の奇数ライン信号を１水平走査期間
   遅延する遅延手段と、前記遅延手段の出力を一時記憶す
   る第１のメモリと、 前記スイッチの出力の偶数ライン信号を一時記憶する第
   ２のメモリと、 前記第１および第２のメモリの出力を２フィールドに渡
   り加算する加算手段と、 前記加算手段の出力を通常速度信号に変換する走査変換
   手段とを備えた撮像装置。
4. 【請求項４】 順次走査の長時間露光信号と短時間露光
   信号とが異なるタイミングで出力される順次走査ＣＣＤ
   と、 前記短時間露光信号を奇数ライン信号と偶数ライン信号
   とに分け１フレーム分蓄える第１および第２のメモリ
   と、 前記第１および第２のメモリの出力を加算する第１の加
   算手段と、 前記長時間露光信号の奇数ライン信号と偶数ライン信号
   とを加算する第２の加算手段と、 前記第１および第２の加算手段の出力を合成する合成手
   段とを備えた撮像装置。
5. 【請求項５】 合成手段の出力を第１および第２のメモ
   リに蓄え、繰り返し出力することを特徴とする請求項４
   記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 少なくとも順次走査ＣＣＤと、前記順次
   走査ＣＣＤの出力を選択するスイッチと、前記スイッチ
   の一方の出力を１Ｈ水平走査期間遅延する遅延手段と、
   第１および第２のメモリと、第１および第２の加算手段
   と、第１および第２の走査変換手段と、合成手段と、前
   記順次走査ＣＣＤの駆動方法を制御する制御手段を備
   え、 所望の動作モードに応じて、請求項１，３〜５のいずれ
   かに記載の構成をとることを特徴とする撮像装置。