JP2001339633A - Solid image pickup device for still image - Google Patents

Solid image pickup device for still image

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JP2001339633A JP2000159907A JP2000159907A JP2001339633A JP 2001339633 A JP2001339633 A JP 2001339633A JP 2000159907 A JP2000159907 A JP 2000159907A JP 2000159907 A JP2000159907 A JP 2000159907A JP 2001339633 A JP2001339633 A JP 2001339633A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize enlargement of dynamic range of an image which has good quality with stable and continuous gray scale characteristic regardless of change of condition and status of image capturing. SOLUTION: A mechanical shutter is used both as a shutter and an optical iris. Image signal captured by a solid image pickup element 2 is separated into short and long signal and outputted individually. An adder for two horizontal lines 3 adds two lines adjacent vertically and stores short and long signal in an image memory 4 temporally. Short and long signal is read from the image memory 4 and sent to a means for detecting exposure quantity ratio 6. A long signal integral means 62 and a short signal integral means 63 integrate long and short signal and obtain integrated values LSUM, SSUM. A means for calculating exposure quantity ratio 64 obtains exposure quantity ratio D. Exposure quantity ratio D is sent to a gain adjusting means 7. The means 7 multiplies short signal from the image memory 4 by D. An image synthesizing means 8 synthesizes long signal from the image memory 4 and short' signal adjusted gain.

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、露光量の異なる複
数の画像信号すなわち長時間露光信号と短時間露光信号
とを合成することによって撮影画像のダイナミックレン
ジ拡大を行うように構成された静止画固体撮像装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a still image constructed so as to expand a dynamic range of a photographed image by synthesizing a plurality of image signals having different exposure amounts, that is, a long exposure signal and a short exposure signal. The present invention relates to a solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】露光量の異なる複数の画像信号を出力す
ることが可能な固体撮像素子を用いて、短時間露光信号
と長時間露光信号との2つの画像を撮影し、これらを合
成することによってダイナミックレンジを拡大した画像
を撮影する方法が知られている。
2. Description of the Related Art Two images of a short-time exposure signal and a long-time exposure signal are photographed using a solid-state image sensor capable of outputting a plurality of image signals having different exposure amounts, and these images are synthesized. A method for capturing an image with an expanded dynamic range is known.

【0003】このようなダイナミックレンジ拡大の原理
を図13を用いて説明する。図13(a),(b)は露
光時の被写体の明るさ(固体撮像素子への入射光量)と
固体撮像素子から出力される信号量の関係を示すもので
ある。図13(a)に示すように長時間露光時は入射光
により固体撮像素子のホトダイオード上に発生する電荷
量が大きく、当然のことながら出力される信号量も大き
くなる。しかし、ホトダイオードに蓄積される電荷量に
は上限が存在し、この上限を超えると飽和、つまり信号
がつぶれてしまう現象が発生し、被写体像を正確に再現
することができない。逆に、図13(b)に示すように
露光時間を短く設定すれば飽和を回避することは可能で
あるが、今度は被写体内の低輝度部分が黒つぶれし、S
/Nが劣化する。
The principle of such a dynamic range expansion will be described with reference to FIG. FIGS. 13A and 13B show the relationship between the brightness of the subject (the amount of light incident on the solid-state imaging device) at the time of exposure and the signal amount output from the solid-state imaging device. As shown in FIG. 13A, during long-time exposure, the amount of charge generated on the photodiode of the solid-state imaging device due to incident light is large, and naturally the amount of output signal is also large. However, there is an upper limit on the amount of electric charge stored in the photodiode. If the upper limit is exceeded, saturation, that is, a phenomenon in which a signal is broken occurs, and an object image cannot be accurately reproduced. Conversely, if the exposure time is set short as shown in FIG. 13B, it is possible to avoid saturation, but this time, the low-luminance portion in the subject is lost in black, and S
/ N deteriorates.

【0004】そこで、長時間露光により得られた信号
(long信号)と短時間露光で得られた信号(short信
号)を用いて、低輝度部はlong信号からなる画像を採用
し、高輝度部はshort信号からなる画像を採用して両者
を合成すれば、被写体の低輝度部から高輝度部までを再
現でき、撮像装置のダイナミックレンジを拡大すること
が可能となる。この際に、図13(c)に示すようにsh
ort信号にはlong信号との露光量の比(露光時間の比)
に相当するゲインを乗じた後に合成を行えば、図13
(d)に示すように露光量の比に応じたダイナミックレ
ンジの拡大が実現できる。例えばshort信号とlong信号
との露光量比(露光時間比)が1:Dの場合、short信
号をD倍して合成することにより、ダイナミックレンジ
をD倍に拡大することができる。
Therefore, using a signal obtained by long-time exposure (long signal) and a signal obtained by short-time exposure (short signal), an image composed of a long signal is adopted for a low-luminance part, and a high-luminance part is used. If an image composed of short signals is adopted and the two are combined, it is possible to reproduce the low-luminance part to the high-luminance part of the subject, and it is possible to expand the dynamic range of the imaging device. At this time, as shown in FIG.
For the ort signal, the ratio of the exposure amount to the long signal (ratio of the exposure time)
If the synthesis is performed after multiplying the gain corresponding to
As shown in (d), the dynamic range can be expanded in accordance with the exposure amount ratio. For example, when the exposure amount ratio (exposure time ratio) between the short signal and the long signal is 1: D, the dynamic range can be expanded to D times by synthesizing the short signal by D times.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、long信
号もしくはshort信号のシャッター時間の制御手段とし
て、光学絞りを機械シャッターと兼用して用いた場合に
は、図14に示すように機械シャッターの閉動作を行う
直前の光学絞りの開き具合によって、閉動作開始から全
閉までに要する時間が異なり、かつ閉動作中の入射露光
の変化は複雑であり、また状況に応じてバラツキが生じ
る可能性がある。すなわち、図14(a)に示す光学絞
りの開き度が大きい場合のlong信号の露光量aをshort
信号の露光量bで乗算した露光量比a/bと、図14
(b)に示す光学絞りの開き度が小さい場合のlong信号
の露光量a′をshort信号の露光量b′で乗算した露光
量比a′/b′とが等しくならない。したがって、この
閉動作期間中に固体撮像素子に入射する露光量を正確に
見積もることは困難である。また、long信号とshort信
号の露光量の比を、単純に露光時間の比として求めるこ
とはできない。
However, when an optical diaphragm is used also as a mechanical shutter as means for controlling the shutter time of a long signal or a short signal, the closing operation of the mechanical shutter is performed as shown in FIG. The time required from the start of the closing operation to the full closing differs depending on the degree of opening of the optical diaphragm immediately before the operation is performed, and the change in the incident exposure during the closing operation is complicated, and may vary depending on the situation. . That is, the exposure amount a of the long signal when the aperture of the optical diaphragm shown in FIG.
The exposure ratio a / b multiplied by the exposure b of the signal and FIG.
The exposure ratio a '/ b' obtained by multiplying the exposure amount a 'of the long signal by the exposure amount b' of the short signal when the aperture of the optical diaphragm shown in FIG. Therefore, it is difficult to accurately estimate the exposure amount incident on the solid-state imaging device during the closing operation period. Further, the ratio between the exposure amounts of the long signal and the short signal cannot be simply obtained as the ratio of the exposure time.

【0006】また、蛍光灯のような周期的に輝度レベル
が変化する照明下で被写体を撮影した場合には、図15
に示すように、撮影を行うタイミングによって、long信
号とshort信号の露光量の比は異なるため、同様に、単
純に露光量の比を露光時間の比として求めることはでき
ない。
Further, when an object is photographed under illumination such as a fluorescent lamp whose luminance level changes periodically, FIG.
As shown in (2), the ratio of the exposure amount of the long signal and the exposure amount of the short signal varies depending on the timing of photographing. Similarly, the ratio of the exposure amount cannot be simply obtained as the ratio of the exposure time.

【0007】以上のような要因により露光量の比に相当
するゲインとして正確なものがshort信号に与えられな
い場合には、画像合成処理後の合成画像信号は、図16
に示すようにlong信号が飽和する入射露光量L1の付近
で、階調特性が不連続になってしまうという不具合が生
じてしまい、その結果として、画像の品質が劣化すると
いう問題がある。
If an accurate gain corresponding to the ratio of the exposure amount cannot be given to the short signal due to the above-described factors, the combined image signal after the image combining process is performed as shown in FIG.
As shown in (1), there is a problem that the gradation characteristic becomes discontinuous near the incident exposure amount L1 at which the long signal is saturated, and as a result, there is a problem that the image quality is deteriorated.

【0008】本発明は上記した課題の解決を図るべく創
作したものであって、撮像の条件・状況等の変動にかか
わらず、常に安定的に連続した階調特性をもつ画像品質
のすぐれたダイナミックレンジ拡大を実現することを目
的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has excellent image quality with a stable and continuous gradation characteristic at all times irrespective of fluctuations in imaging conditions and conditions. The purpose is to realize a wider range.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
の原因があらかじめ固定的に定められている露光量比を
用いていることにあると考えて、撮像の条件・状況等の
変動に対して適応的なゲイン調整を行うように工夫する
ことにより、上記の課題を関係するものである。すなわ
ち、撮像によって得た長時間露光信号と短時間露光信号
とを合成することによってダイナミックレンジ拡大を行
うように構成された静止画固体撮像装置についての本発
明は、次のような手段を講じることにより、上記の課題
を解決するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention considers that the cause of the above-mentioned problem lies in the use of a fixed exposure amount ratio, and it is possible to deal with fluctuations in imaging conditions and conditions. This is related to the above problem by devising adaptive gain adjustment. That is, the present invention for a still image solid-state imaging device configured to expand a dynamic range by synthesizing a long-time exposure signal and a short-time exposure signal obtained by imaging takes the following means. Thus, the above problem is solved.

【0010】長時間露光信号と短時間露光信号との合成
において基本となるのは両信号の露光量比であるが、光
学絞りの開き具合や光源種類など条件・状況等によって
露光量比は変動する可能性がある。すなわち、露光量比
をあらかじめ固定的に定めてしまうと、その露光量比の
実際的な変動に対応することができない。そこで、本発
明においては、撮像によって得た長時間露光信号と短時
間露光信号との露光量比を実際的に検出する。つまり実
測する。このように条件・状況等の実状に応じた実際的
な露光量比を求め、そのような実際的な露光量比に基づ
いて、適応的に、ダイナミックレンジ拡大に際しての長
時間露光信号と短時間露光信号とのゲイン調整を行った
上で、長時間露光信号と短時間露光信号とを合成する。
The basis of the synthesis of the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is the exposure amount ratio of the two signals, but the exposure amount ratio varies depending on the conditions and conditions such as the degree of opening of the optical diaphragm and the type of light source. there's a possibility that. That is, if the exposure ratio is fixedly determined in advance, it is impossible to cope with the actual fluctuation of the exposure ratio. Therefore, in the present invention, the exposure amount ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal obtained by imaging is actually detected. That is, it is actually measured. In this way, the actual exposure ratio according to the actual conditions such as conditions and situations is obtained, and based on such actual exposure ratio, the long exposure signal and the short exposure signal for dynamically expanding the dynamic range are adaptively determined. After the gain of the exposure signal is adjusted, the long-time exposure signal and the short-time exposure signal are combined.

【0011】上記のように本発明においては、条件・状
況等の実状に応じた実際的な露光量比に基づいて長時間
露光信号と短時間露光信号との適応的なゲイン調整を行
った上で両信号の画像合成を行うので、合成画像におい
てその階調特性を安定的に連続したものとなすことがで
き、画像の品質を向上することができる。
As described above, in the present invention, the adaptive gain adjustment between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is performed based on the actual exposure amount ratio according to the actual conditions such as conditions and conditions. Since the image synthesis of the two signals is performed, the tone characteristics of the synthesized image can be stably continued, and the quality of the image can be improved.

【0012】例えば、光学絞りを機械シャッターと兼用
するときのように光学絞りの開き具合の相違によってシ
ャッターが全閉するまでの時間差に起因して露光量比が
変動する場合や、蛍光灯のように周期的に輝度レベルが
変化する照明下での撮影のときのように撮影タイミング
の相違に起因して露光量比が変動する場合においても、
安定的に連続した階調特性をもつ画像品質のすぐれたダ
イナミックレンジ拡大を実現することができる。
For example, when the exposure ratio fluctuates due to a time difference until the shutter is fully closed due to a difference in opening degree of the optical diaphragm, such as when the optical diaphragm is also used as a mechanical shutter, or when a fluorescent lamp is used. Even when the exposure amount ratio fluctuates due to the difference in shooting timing, such as when shooting under illumination where the luminance level changes periodically,
It is possible to realize a dynamic range expansion with excellent image quality having stable and continuous gradation characteristics.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を総括
的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be generally described.

【0014】本願第1の発明の静止画固体撮像装置は、
撮像によって得た長時間露光信号と短時間露光信号とを
合成することによりダイナミックレンジ拡大を行う静止
画固体撮像装置であって、前記長時間露光信号と前記短
時間露光信号との露光量比を検出し、その検出した露光
量比に基づいて前記ダイナミックレンジ拡大における長
時間露光信号と短時間露光信号とのゲイン調整を行うこ
とを特徴としている。
[0014] The still image solid-state imaging device of the first invention of the present application comprises:
A still image solid-state imaging device that expands a dynamic range by synthesizing a long-time exposure signal and a short-time exposure signal obtained by imaging, wherein an exposure amount ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is determined. It is characterized in that the gain of the long-time exposure signal and the short-time exposure signal in the dynamic range expansion is adjusted based on the detected exposure amount ratio.

【0015】この第1の発明による作用は次のとおりで
ある。あらかじめ固定的に定められた露光量比を用いる
のではなく、撮像によって得た実際の長時間露光信号と
短時間露光信号とから両信号の露光量比をリアルタイム
・ダイナミックに検出し、その実測した露光量比に基づ
いて長時間露光信号と短時間露光信号とのゲイン調整を
行うので、そのゲイン調整は条件・状況等の実状に即応
した正確なものとなる。その結果として、光学絞りを機
械シャッターと兼用するときのように光学絞りの開き具
合の相違によってシャッターが全閉するまでの時間差に
起因して、あるいは、蛍光灯のように周期的に輝度レベ
ルが変化する照明下での撮影のときのように撮影タイミ
ングの相違に起因して露光量比が変動しても、上記の実
測した撮像の条件・状況等の実状にリアルタイム・ダイ
ナミックに則した露光量比に基づくゲイン調整がなされ
た状態での長時間露光信号と短時間露光信号との合成に
よる合成画像は、安定的に連続した階調特性をもつ画像
品質のすぐれたダイナミックレンジ拡大された画像とな
すことが可能となる。
The operation of the first invention is as follows. Instead of using a fixed exposure ratio fixed in advance, the exposure ratio of both signals was detected in real time and dynamically from the actual long exposure signal and the short exposure signal obtained by imaging, and the actual measurement was performed. Since the gain adjustment between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is performed based on the exposure amount ratio, the gain adjustment becomes accurate in accordance with the actual conditions and conditions. As a result, the brightness level may be changed due to the time difference until the shutter is fully closed due to a difference in opening degree of the optical aperture, such as when the optical aperture is also used as a mechanical shutter, or periodically, such as a fluorescent lamp. Even when the exposure ratio fluctuates due to the difference in the imaging timing as in the case of imaging under changing illumination, the exposure amount in accordance with the actual conditions such as the actually measured imaging conditions and conditions described above in real time and dynamically. The synthesized image obtained by synthesizing the long-time exposure signal and the short-time exposure signal in a state where the gain is adjusted based on the ratio is an image with an extended dynamic range of excellent image quality having stable continuous gradation characteristics. It is possible to do.

【0016】本願第2の発明の静止画固体撮像装置は、
上記の第1の発明において、前記長時間露光信号と前記
短時間露光信号との露光量比の検出を撮像画面に分割形
成したブロック毎に行い、前記ゲイン調整をブロック毎
に行うことを特徴としている。
A still image solid-state imaging device according to a second aspect of the present invention is:
In the above first invention, the detection of the exposure ratio of the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is performed for each block divided and formed on the imaging screen, and the gain adjustment is performed for each block. I have.

【0017】この第2の発明による作用は次のとおりで
ある。同一の撮像画面において、蛍光灯のように輝度レ
ベルが周期的に変化する光源と、そのような変化がない
太陽光のような光源のように複数種類の光源があるとき
には、それぞれの光源に照らされている複数態様の被写
体部分は、長時間露光信号と短時間露光信号との露光量
比に相違がある。このような場合に、画面全領域での実
測による両信号の露光量比つまり平均的ないしは総合的
な露光量比に基づいてゲイン調整を行い、長時間露光信
号と短時間露光信号とを合成すると、前記複数種類光源
による複数態様の被写体部分のいずれについても、ある
いはいずれか一方について露光量比は精度が劣化したも
のとなってしまう。そこで、撮像画面をブロック分割す
ると、個々のブロックに対する光源照射光の種類をブロ
ックごとに区分することが可能となる。そして、ブロッ
ク単位で両信号の露光量比を実測し、そのブロック単位
で実測した精度の高い露光量比に基づいてゲイン調整を
行った上での長時間露光信号と短時間露光信号との合成
画像は、ブロック単位での光源種類に対応した状態での
安定的に連続した階調特性をもつ画像品質のすぐれたダ
イナミックレンジ拡大された画像となすことが可能とな
る。
The operation of the second invention is as follows. In the same imaging screen, when there are a plurality of light sources such as a light source whose luminance level changes periodically such as a fluorescent lamp and a light source such as sunlight having no such change, each light source is illuminated. In the plurality of subject portions described above, there is a difference in the exposure ratio between the long exposure signal and the short exposure signal. In such a case, if the gain is adjusted based on the exposure amount ratio of both signals by actual measurement in the entire screen area, that is, the average or total exposure amount ratio, and the long exposure signal and the short exposure signal are combined. The accuracy of the exposure ratio is degraded for any one or any one of the plurality of types of subject portions by the plurality of types of light sources. Therefore, when the imaging screen is divided into blocks, the type of light source irradiation light for each block can be divided for each block. Then, the exposure ratio of both signals is actually measured in block units, and gain adjustment is performed based on the highly accurate exposure ratio measured in block units, and then the long exposure signal and short exposure signal are combined. The image can be an image having a dynamic range expanded with excellent image quality and stable continuous tone characteristics in a state corresponding to the light source type in block units.

【0018】本願第3の発明の静止画固体撮像装置は、
上記の第1の発明において、前記長時間露光信号と前記
短時間露光信号との露光量比の検出を色成分毎に行い、
前記ゲイン調整を色成分毎に行うことを特徴としてい
る。
A still image solid-state imaging device according to a third aspect of the present invention includes:
In the first aspect, detection of an exposure amount ratio between the long exposure signal and the short exposure signal is performed for each color component,
The gain adjustment is performed for each color component.

【0019】この第3の発明による作用は次のとおりで
ある。蛍光灯は、色成分毎に明るさの位相が相違し、長
時間露光信号と短時間露光信号との露光量比は露光を行
うタイミングによって色成分毎に相違する。このような
場合に、単なる輝度成分での実測による両信号の露光量
比に基づいてゲイン調整を行って長時間露光信号と短時
間露光信号とを合成すると、前記露光のタイミングによ
って露光量比は精度が劣化したものとなってしまう。そ
こで、長時間露光信号と短時間露光信号との露光量比を
色成分毎に実測し、その色成分毎に実測した精度の高い
露光量比に基づいてゲイン調整を行った上での長時間露
光信号と短時間露光信号との合成画像は、露光のタイミ
ングのいかんにかかわらず安定的に連続した階調特性を
もつ画像品質のすぐれたダイナミックレンジ拡大された
画像となすことが可能となる。
The operation of the third invention is as follows. The fluorescent lamp has a different brightness phase for each color component, and the exposure ratio between the long exposure signal and the short exposure signal differs for each color component depending on the timing of exposure. In such a case, when the gain is adjusted based on the exposure ratio of both signals obtained by simply measuring the luminance component and the long exposure signal and the short exposure signal are combined, the exposure ratio becomes The accuracy will be degraded. Therefore, the exposure ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is actually measured for each color component, and the gain adjustment is performed based on the highly accurate exposure ratio actually measured for each color component. A composite image of the exposure signal and the short-time exposure signal can be an image having a dynamic range expanded with excellent image quality and a stable continuous gradation characteristic regardless of exposure timing.

【0020】本願第4の発明の静止画固体撮像装置は、
上記の第1の発明において、前記長時間露光信号と前記
短時間露光信号との露光量比の検出を撮像画面に分割形
成したブロック毎にかつ色成分毎に行い、前記ゲイン調
整をブロック毎にかつ色成分毎に行うことを特徴として
いる。これは、上記の第2の発明と第3の発明とを混成
したものに相当している。
A still image solid-state imaging device according to a fourth aspect of the present invention is:
In the first aspect, the detection of the exposure amount ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is performed for each block divided and formed on the imaging screen and for each color component, and the gain adjustment is performed for each block. In addition, it is performed for each color component. This corresponds to a hybrid of the second and third aspects.

【0021】この第4の発明による作用は次のとおりで
ある。撮像画面に分割形成したブロック単位でかつ色成
分毎に長時間露光信号と短時間露光信号との露光量比を
実測し、そのブロック単位および色成分毎の精度の高い
露光量比に基づいてゲイン調整を行った上での長時間露
光信号と短時間露光信号との合成画像は、光源種類のい
かんにかかわらず、また露光のタイミングのいかんにか
かわらず、安定的に連続した階調特性をもつ画像品質の
すぐれたダイナミックレンジ拡大された画像となすこと
が可能となる。
The operation of the fourth invention is as follows. The exposure ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is actually measured for each block and each color component divided on the imaging screen, and the gain is determined based on the highly accurate exposure ratio for each block and each color component. The synthesized image of the long-time exposure signal and the short-time exposure signal after adjustment has stable and continuous gradation characteristics regardless of the type of light source and the timing of exposure. This makes it possible to form an image with a high dynamic range and excellent image quality.

【0022】本願第5の発明の静止画固体撮像装置は、
露光量の異なる複数の画像信号を独立に出力する撮像手
段と、前記撮像手段からの露光量の異なる複数の画像信
号を記憶する画像メモリと、前記露光量の異なる複数の
画像信号の露光量比を検出する露光量比検出手段と、前
記検出した露光量比に基づいて前記画像メモリから読み
出された前記露光量の異なる複数の画像信号に対するゲ
イン調整を行うゲイン調整手段と、前記ゲイン調整後の
前記露光量の異なる複数の画像信号を合成する画像合成
手段とを備えていることを特徴としている。これは、上
記第1の発明をより具体的に記述したものに相当する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a still image solid-state imaging device comprising:
An imaging unit for independently outputting a plurality of image signals having different exposure amounts, an image memory storing a plurality of image signals having different exposure amounts from the imaging unit, and an exposure amount ratio of the plurality of image signals having different exposure amounts Exposure-ratio detecting means for detecting the exposure-ratio, gain-adjusting means for performing gain adjustment on a plurality of image signals having different exposure amounts read from the image memory based on the detected exposure-ratio, and after the gain adjustment Image synthesizing means for synthesizing a plurality of image signals having different exposure amounts. This corresponds to a more specific description of the first invention.

【0023】この第5の発明による作用は次のとおりで
ある。撮像手段がある期間において取得した短時間露光
信号は画像メモリに転送記憶される。また、撮像手段が
別の期間において取得した長時間露光信号も画像メモリ
に転送記憶される。短時間露光信号の取得の期間と長時
間露光信号の取得の期間との前後関係は、いずれが先で
いずれが後でもよい。画像メモリに一時記憶された短時
間露光信号と長時間露光信号とはともに露光量比検出手
段に送出される。露光量比検出手段は、この実際に取得
した長時間露光信号と短時間露光信号との露光量比を検
出する。その露光量比は、従来技術の場合のようなあら
かじめ固定的に定められた露光量比ではなく、撮像の条
件・状況等の実状にリアルタイム・ダイナミックに則し
た露光量比である。画像合成手段において長時間露光信
号と短時間露光信号とを合成するに当たっては、前記の
適応的な露光量比に基づいて両信号に対するゲイン調整
を行うが、その露光量比に基づいたゲイン調整も、撮像
の条件・状況等の実状にリアルタイム・ダイナミックに
則したものとなる。
The operation of the fifth invention is as follows. The short-time exposure signal acquired during a certain period of time by the imaging means is transferred and stored in the image memory. In addition, the long-time exposure signal acquired by the imaging means during another period is also transferred and stored in the image memory. The order of acquiring the short-time exposure signal and the period of acquiring the long-time exposure signal may be either earlier or later. Both the short-time exposure signal and the long-time exposure signal temporarily stored in the image memory are sent to the exposure amount ratio detecting means. The exposure ratio detecting means detects an exposure ratio between the actually obtained long exposure signal and short exposure signal. The exposure amount ratio is not an exposure amount ratio fixedly determined in advance as in the case of the related art, but an exposure amount ratio based on real-time and dynamic conditions such as imaging conditions and conditions. In synthesizing the long-time exposure signal and the short-time exposure signal in the image synthesizing means, gain adjustment for both signals is performed based on the adaptive exposure amount ratio, but gain adjustment based on the exposure amount ratio is also performed. , Real-time dynamics according to the actual conditions such as imaging conditions and conditions.

【0024】したがって、光学絞りを機械シャッターと
兼用するときのように光学絞りの開き具合の相違によっ
てシャッターが全閉するまでの時間差に起因して、ある
いは、蛍光灯のように周期的に輝度レベルが変化する照
明下での撮影のときのように撮影タイミングの相違に起
因して露光量比が変動しても、上記のように適応的に実
測した露光量比に基づくゲイン調整がなされた状態での
画像合成手段による長時間露光信号と短時間露光信号と
の合成による合成画像は、安定的に連続した階調特性を
もつ画像品質のすぐれたダイナミックレンジ拡大された
画像となすことが可能となる。
Therefore, the luminance level is periodically changed due to the difference in the opening degree of the optical aperture, such as when the optical aperture is also used as a mechanical shutter, or until the shutter is fully closed, or periodically as in a fluorescent lamp. Even when the exposure ratio fluctuates due to the difference in the shooting timing as in the case of shooting under changing lighting, the gain is adjusted based on the exposure ratio adaptively measured as described above. A composite image obtained by combining the long-time exposure signal and the short-time exposure signal by the image synthesizing means can be an image having an extended dynamic range with excellent image quality and stable continuous gradation characteristics. Become.

【0025】本願第6の発明の静止画固体撮像装置は、
上記の第5の発明において、前記露光量比検出手段は、
前記露光量の異なる複数の画像信号の信号レベルを判定
する信号レベル判定手段と、そのレベル判定により所定
の範囲内にある露光量の異なる複数の画像信号毎に積分
値を求める積分手段と、それら複数の積分値の比を求め
る露光量比演算手段とから構成されているというもので
ある。
A still image solid-state imaging device according to a sixth aspect of the present invention includes:
In the fifth aspect of the present invention, the exposure amount ratio detecting means includes:
Signal level determining means for determining signal levels of the plurality of image signals having different exposure amounts, integration means for obtaining an integral value for each of the plurality of image signals having different exposure amounts within a predetermined range by the level determination; And an exposure amount ratio calculating means for obtaining a ratio of a plurality of integral values.

【0026】この第6の発明による作用は次のとおりで
ある。画像メモリから露光量比検出手段に送出された露
光量の異なる複数の画像信号は、まず信号レベル判定手
段に入力される。信号レベル判定手段においては、例え
ば、長時間露光信号については撮像手段の飽和レベル付
近の高輝度な部分を除外し、短時間露光信号については
ノイズの影響が大きく作用する低輝度な部分を除外する
といった具合に、露光量比を求めることが困難なレベル
にあるゆえに精度を劣化することとなる要因を取り除い
たあとで、それぞれの積分手段に送出する。この場合
に、除外するレベルについては、長時間露光信号と短時
間露光信号とで共通にすることが好ましい。それぞれの
積分手段において各画像信号の積分値を求めると、それ
が各画像信号の露光量に対応する。そして、各積分手段
の積分値を露光量比演算手段に送出し、除算等によって
露光量比を求める。これによって、撮像の条件・状況等
の実状にリアルタイム・ダイナミックに則した高精度の
露光量比を実測することができる。したがって、ゲイン
調整も高精度に行われ、ダイナミックレンジ拡大された
合成画像を得るにおいて、その階調特性の安定的な連続
性を高精度なものとなすことが可能となる。
The operation of the sixth invention is as follows. A plurality of image signals having different exposure amounts sent from the image memory to the exposure ratio detecting means are first input to the signal level determining means. In the signal level determination unit, for example, a high-luminance portion near the saturation level of the imaging unit is excluded for the long-time exposure signal, and a low-luminance portion where the influence of noise is large is excluded for the short-time exposure signal. In this way, after removing factors that degrade the accuracy because the exposure ratio is at a level where it is difficult to obtain the exposure amount ratio, the exposure ratio is sent to each integrating means. In this case, it is preferable that the excluded level is common to the long-time exposure signal and the short-time exposure signal. When the integration value of each image signal is obtained by each integration means, it corresponds to the exposure amount of each image signal. Then, the integrated value of each integrating means is sent to the exposure ratio calculating means, and the exposure ratio is obtained by division or the like. This makes it possible to actually measure a high-accuracy exposure amount ratio based on real-time dynamics based on actual conditions such as imaging conditions and conditions. Therefore, the gain adjustment is also performed with high precision, and in obtaining a synthesized image with an expanded dynamic range, stable continuity of the gradation characteristics can be achieved with high precision.

【0027】本願第7の発明の静止画固体撮像装置は、
上記の第6の発明において、前記積分手段は、画面を複
数のブロックに分割したブロック単位で前記露光量の異
なる複数の画像信号毎に積分値を求めるように構成され
ているというものである。
A still image solid-state imaging device according to a seventh aspect of the present invention comprises:
In the sixth aspect, the integration means is configured to calculate an integration value for each of the plurality of image signals having different exposure amounts in block units obtained by dividing a screen into a plurality of blocks.

【0028】この第7の発明による作用は次のとおりで
ある。前述したように、蛍光灯と太陽光とのように態様
を異にする複数種類の光源で照射されているときには、
同一の撮像画面において部位毎に長時間露光信号と短時
間露光信号との露光量比に相違がある。そこで、撮像画
面をブロック分割した個々のブロックそれぞれに対応し
た個別の積分手段を設けておき、そのブロック単位の積
分手段で露光量の異なる複数の画像信号毎に積分値を求
める。露光量比演算手段はブロック単位で露光量比を算
出する。ゲイン調整もブロック単位で行う。その結果と
して、次のような利点が生じる。すなわち、画面全領域
での実測による両信号の露光量比つまり平均的ないしは
総合的な露光量比に基づいてゲイン調整を行い、長時間
露光信号と短時間露光信号とを合成するとなると、前記
複数種類光源による複数態様の被写体部分のいずれにつ
いても、あるいはいずれか一方において露光量比は精度
が劣化したものとなってしまうが、ブロック単位で実測
した精度の高い露光量比に基づいてゲイン調整を行った
上での長時間露光信号と短時間露光信号とを合成するの
で、その合成画像は、ブロック単位での光源種類に対応
した状態での安定的に連続した階調特性をもつ画像品質
のすぐれたダイナミックレンジ拡大された画像となすこ
とが可能となる。
The operation of the seventh aspect is as follows. As described above, when irradiating with a plurality of types of light sources having different aspects such as a fluorescent lamp and sunlight,
There is a difference in the exposure ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal for each part in the same imaging screen. Therefore, individual integrating means corresponding to each of the blocks obtained by dividing the imaging screen into blocks are provided, and the integrating means for each block calculates an integrated value for each of a plurality of image signals having different exposure amounts. The exposure ratio calculating means calculates the exposure ratio for each block. Gain adjustment is also performed in block units. As a result, the following advantages are obtained. That is, when the gain adjustment is performed based on the exposure ratio of both signals by the actual measurement in the entire screen area, that is, the average or overall exposure ratio, and the long exposure signal and the short exposure signal are combined, Although the exposure ratio is degraded in accuracy for any one or any of the plurality of types of subject portions by the type light source, the gain adjustment is performed based on the highly accurate exposure ratio actually measured in block units. Since the long-time exposure signal and the short-time exposure signal are synthesized, the synthesized image has an image quality with stable and continuous gradation characteristics in a state corresponding to the light source type in block units. An image with an excellent dynamic range can be obtained.

【0029】本願第8の発明の静止画固体撮像装置は、
上記の第6の発明において、前記撮像手段が分光特性の
異なる色分離フィルタあるいは色分離プリズムによるカ
ラー化手段を有しており、さらに、前記積分手段は、色
成分毎に前記露光量の異なる複数の画像信号毎に積分値
を求めるように構成されているというものである。
The still image solid-state imaging device according to the eighth aspect of the present invention comprises:
In the sixth aspect, the image pickup means includes a color separation means using a color separation filter or a color separation prism having different spectral characteristics, and the integration means includes a plurality of light sources having different exposure amounts for each color component. Is configured to obtain an integral value for each image signal.

【0030】この第8の発明による作用は次のとおりで
ある。前述したように、蛍光灯は、色成分毎に明るさの
位相が相違し、長時間露光信号と短時間露光信号との露
光量比は露光を行うタイミングによって色成分毎に相違
する。そこで、色成分毎に個別の積分手段を設けてお
き、その色成分毎の積分手段で露光量の異なる複数の画
像信号毎に積分値を求める。露光量比演算手段は色成分
毎に露光量比を算出する。ゲイン調整も色成分毎にで行
う。その結果として、次のような利点が生じる。すなわ
ち、単なる輝度成分での実測による両信号の露光量比に
基づいてゲイン調整を行って長時間露光信号と短時間露
光信号とを合成するとなると、前記露光のタイミングに
よって露光量比は精度が劣化したものとなってしまう
が、色成分毎に実測した精度の高い露光量比に基づいて
ゲイン調整を行った上での長時間露光信号と短時間露光
信号とを合成するので、その合成画像は、色成分毎に光
源種類に対応した状態での安定的に連続した階調特性を
もつ画像品質のすぐれたダイナミックレンジ拡大された
画像となすことが可能となる。
The operation of the eighth aspect is as follows. As described above, the fluorescent lamp has a different brightness phase for each color component, and the exposure ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal differs for each color component depending on the timing of exposure. Therefore, an individual integrating means is provided for each color component, and the integrating means for each color component calculates an integrated value for each of a plurality of image signals having different exposure amounts. The exposure ratio calculating means calculates an exposure ratio for each color component. Gain adjustment is also performed for each color component. As a result, the following advantages are obtained. That is, if the gain adjustment is performed based on the exposure ratio of the two signals based on the mere measurement of the luminance component to synthesize the long exposure signal and the short exposure signal, the exposure ratio deteriorates in accuracy due to the timing of the exposure. However, since the long-time exposure signal and the short-time exposure signal after performing gain adjustment based on the highly accurate exposure ratio actually measured for each color component are combined, the combined image is In addition, it is possible to form an image having an extended dynamic range with excellent image quality and having stable and continuous gradation characteristics in a state corresponding to the light source type for each color component.

【0031】本願第9の発明の静止画固体撮像装置は、
上記の第6の発明において、前記撮像手段が分光特性の
異なる色分離フィルタあるいは色分離プリズムによるカ
ラー化手段を有しており、さらに、前記積分手段は、画
面を複数のブロックに分割したブロック単位でかつ色成
分毎に前記露光量の異なる複数の画像信号毎に積分値を
求めるように構成されているというものである。
A still image solid-state imaging device according to a ninth invention of the present application is:
In the sixth aspect, the imaging unit has a color separation unit using a color separation filter or a color separation prism having different spectral characteristics, and the integration unit is a block unit that divides a screen into a plurality of blocks. In addition, an integrated value is obtained for each of a plurality of image signals having different exposure amounts for each color component.

【0032】この第9の発明によると、上記の第7の発
明と第8の発明との混成した作用が得られる。すなわ
ち、ブロック単位および色成分毎の精度の高い露光量比
に基づいてゲイン調整を行った上での長時間露光信号と
短時間露光信号との合成画像は、光源種類のいかんにか
かわらず、また露光のタイミングのいかんにかかわら
ず、安定的に連続した階調特性をもつ画像品質のすぐれ
たダイナミックレンジ拡大された画像となすことが可能
となる。
According to the ninth aspect, a combined operation of the seventh and eighth aspects can be obtained. That is, the combined image of the long-time exposure signal and the short-time exposure signal after gain adjustment is performed based on the high-accuracy exposure amount ratio for each block and each color component, regardless of the type of light source, Irrespective of the timing of exposure, it is possible to form an image having a stable and continuous tone characteristic and an extended dynamic range with excellent image quality.

【0033】本願第10の発明の静止画固体撮像装置
は、上記の第5〜第9の発明において、前記撮像手段か
ら前記画像メモリに送出する前記露光量の異なる複数の
画像信号のうちいずれか一方の画像信号について、前記
撮像手段からの画像信号と前記画像メモリからの画像信
号を切り換えて前記露光量比検出手段に送出する画像信
号切換え手段を備えていることを特徴としている。
A still image solid-state imaging device according to a tenth aspect of the present invention is the still image solid-state imaging device according to the fifth to ninth aspects, wherein any one of the plurality of image signals having different exposure amounts transmitted from the imaging means to the image memory is provided. An image signal switching means for switching one of the image signals between the image signal from the image pickup means and the image signal from the image memory and sending it to the exposure amount ratio detecting means is provided.

【0034】この第10の発明による作用は次のとおり
である。露光量比検出手段に対して短時間露光信号と長
時間露光信号とを送出するに際して、短時間露光信号も
長時間露光信号もともに画像メモリから読み出して送出
するとなると、撮像手段からの短時間露光信号も長時間
露光信号もともに一旦は画像メモリに格納しておく必要
がある。すなわち、両信号ともに画像メモリに格納が完
了してからの転送となる。これでは、露光量比検出手段
に対する転送に当たって両信号の格納完了を待つ必要が
あり、処理に要する時間が長くなる傾向がある。そこ
で、いずれか一方の露光信号については画像メモリに格
納するが、他方の露光信号については画像メモリへの格
納と並行して露光量比検出手段に送出する。これに併せ
て画像メモリからは前記一方の露光信号を読み出して露
光量比検出手段に送出する。このことによって、露光量
比検出手段に対する両信号の転送のタイミングが早くな
り、露光量比検出の処理に要する時間を短縮化すること
が可能となる。
The operation of the tenth aspect is as follows. When transmitting both the short-time exposure signal and the long-time exposure signal to the exposure ratio detecting means, if both the short-time exposure signal and the long-time exposure signal are read out from the image memory and transmitted, the short-time exposure from the imaging means is performed. Both the signal and the long-time exposure signal need to be temporarily stored in the image memory. That is, the transfer is performed after both signals have been stored in the image memory. In this case, it is necessary to wait for the completion of storage of both signals before transferring to the exposure amount ratio detecting means, and the time required for processing tends to be long. Therefore, one of the exposure signals is stored in the image memory, and the other is sent to the exposure ratio detecting means in parallel with the storage in the image memory. At the same time, the one exposure signal is read from the image memory and sent to the exposure ratio detecting means. As a result, the timing of transferring both signals to the exposure ratio detecting means is advanced, and the time required for the process of detecting the exposure ratio can be shortened.

【0035】本願第11の発明の静止画固体撮像装置
は、上記の第5〜第10の発明において、前記露光量の
異なる複数の画像信号に対するゲイン調整手段は、前記
露光量比検出手段で検出された露光量比に基づくゲイン
を前記露光量の異なる複数の画像信号のうち少なくとも
1つに与えるように構成されているというものである。
露光量比に基づいて算出するゲインとしては、結果とし
て、ダイナミックレンジ拡大における階調特性の連続性
を確保すればよいものであり、それは、短時間露光信号
にのみ乗算するゲインであってもよいし、あるいは逆
に、長時間露光信号にのみ乗算するゲインであってもよ
いし、あるいは、短時間露光信号に乗算するゲインと長
時間露光信号に乗算するゲインとを別個に算出してもよ
いのである。この第11の発明はこの点を明示するもの
である。
In a still image solid-state imaging device according to an eleventh aspect of the present invention, in the fifth to tenth aspects, the gain adjusting means for the plurality of image signals having different exposure amounts is detected by the exposure amount ratio detecting means. The gain based on the calculated exposure amount ratio is provided to at least one of the plurality of image signals having different exposure amounts.
As a gain to be calculated based on the exposure ratio, as a result, continuity of gradation characteristics in expanding the dynamic range may be ensured, and it may be a gain for multiplying only the short-time exposure signal. Or, conversely, a gain for multiplying only the long-time exposure signal may be used, or a gain for multiplying the short-time exposure signal and a gain for multiplying the long-time exposure signal may be calculated separately. It is. This eleventh invention makes this point clear.

【0036】一般に、長時間露光信号の露光量は短時間
露光信号の露光量よりも大きい。そこで、長時間露光信
号の露光量を短時間露光信号の露光量で除算した値を露
光量比Dとして、この露光量比Dそのものをゲインとす
ると、その1は、長時間露光信号についてはそのままと
し、短時間露光信号についてD倍のゲインを乗算した後
に、両信号を合成する。その2は、短時間露光信号につ
いてはそのままとし、長時間露光信号について1/D倍
のゲインを乗算した後に、両信号を合成する。その3
は、m,nを任意の実数として、D=n/mと表したと
き、長時間露光信号にm倍のゲインを乗算するととも
に、短時間露光信号にn倍のゲインを乗算した後に、両
信号を合成する。なお、その1は、m=1、n=Dの場
合に相当し、その2はn=1、m=1/Dの場合に相当
している。
Generally, the exposure amount of the long exposure signal is larger than the exposure amount of the short exposure signal. Therefore, assuming that a value obtained by dividing the exposure amount of the long exposure signal by the exposure amount of the short exposure signal is an exposure ratio D, and that the exposure ratio D itself is a gain, the 1 becomes the same for the long exposure signal. After multiplying the short-time exposure signal by a D-fold gain, the two signals are combined. In the second method, the short-time exposure signal is left as it is, the long-time exposure signal is multiplied by a gain of 1 / D, and then the two signals are combined. Part 3
Is expressed as D = n / m, where m and n are arbitrary real numbers, and after multiplying the long-time exposure signal by an m-fold gain and multiplying the short-time exposure signal by an n-fold gain, Combine the signals. Note that 1 corresponds to the case where m = 1 and n = D, and 2 corresponds to the case where n = 1 and m = 1 / D.

【0037】(具体的な実施の形態)以下、本発明にか
かわる静止画固体撮像装置の具体的な実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
(Specific Embodiment) Hereinafter, a specific embodiment of the still image solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0038】(実施の形態1)本実施の形態1は、露光
量の異なる複数の画像信号を用い、これを合成すること
でダイナミックレンジを拡大した画像を撮影する方法に
おいて、露光時間の制御について、光学絞りを兼ねる機
械シャッターを用いて制御するように構成した場合、も
しくは被写体の照明として、例えば蛍光灯のような輝度
レベルが周期的に変化するような光源の照射条件下で被
写体を撮影する場合などにおいて、露光量の異なる複数
の信号の露光量の比が、単純に露光時間の比として求め
られない場合でも、長時間露光信号と短時間露光信号の
各画素における全画面領域での露光量比を実際に求める
ことにより、画像合成処理後の合成画像が安定的に連続
した階調特性を有するようにするものである。
(Embodiment 1) This embodiment 1 relates to a method of using a plurality of image signals having different exposure amounts and capturing an image having an expanded dynamic range by synthesizing the plurality of image signals. In the case where control is performed by using a mechanical shutter also serving as an optical diaphragm, or as illumination of the subject, the subject is photographed under illumination conditions of a light source such as a fluorescent lamp whose luminance level changes periodically. In such a case, even when the ratio of the exposure amounts of a plurality of signals having different exposure amounts cannot be simply obtained as the ratio of the exposure time, the exposure of the entire exposure area in each pixel of the long exposure signal and the short exposure signal is performed. By actually obtaining the quantitative ratio, the synthesized image after the image synthesizing process has stable and continuous gradation characteristics.

【0039】図1は、本発明の実施の形態1における静
止画固体撮像装置の構成を示すブロック図である。図1
において、符号の1は光学絞りと兼用の機械シャッター
である。2は固体撮像素子であり、本実施の形態1にお
いては、全画素読み出し型のCCD(電荷結合デバイ
ス)であるとする。3は固体撮像素子2からの出力に対
して2つの水平ラインを加算する2水平ライン加算手
段、4は固体撮像素子3からの水平ライン加算後の信号
を2フレーム分記憶する画像メモリ、5は機械シャッタ
ー1の開閉制御を行うシャッター駆動制御手段、6は露
光量の異なる複数の画像信号の露光量比を求める露光量
比検出手段、7は露光量の異なる複数の画像信号に対し
てゲイン調整を行うゲイン調整手段、8はダイナミック
レンジを拡大するために画像合成を行う画像合成手段で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a still image solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
In the figure, reference numeral 1 denotes a mechanical shutter that also serves as an optical diaphragm. Reference numeral 2 denotes a solid-state imaging device, which is assumed to be an all-pixel readout type CCD (charge coupled device) in the first embodiment. Reference numeral 3 denotes two horizontal line adding means for adding two horizontal lines to the output from the solid-state imaging device 2, reference numeral 4 denotes an image memory for storing two frames of signals after addition of the horizontal lines from the solid-state imaging device 3, and reference numeral 5 denotes Shutter drive control means for controlling the opening and closing of the mechanical shutter 1; exposure amount ratio detection means 6 for obtaining an exposure ratio of a plurality of image signals having different exposure amounts; and gain adjustment for a plurality of image signals having different exposure amounts. And 8 is an image synthesizing means for synthesizing images to expand the dynamic range.

【0040】露光量比検出手段6のブロックの中におけ
る符号の61は信号レベル判定手段、62はlong信号の
積分手段、63はshort信号の積分手段、64はlong信
号積分手段62による全画面領域での積分値LSUMとshor
t信号積分手段63による全画面領域での積分値SSUMと
の比(LSUM/SSUM)を求める露光量比演算手段である。
The reference numeral 61 in the block of the exposure amount ratio detecting means 6 denotes a signal level determining means, 62 denotes a long signal integrating means, 63 denotes a short signal integrating means, and 64 denotes a long screen integrating means by a long signal integrating means 62. LSUM and short at
Exposure ratio calculating means for calculating the ratio (LSUM / SSUM) to the integrated value SSUM in the entire screen area by the t signal integrating means 63.

【0041】図2は、図1のブロック図における2水平
ライン加算手段3の構成例を示すブロック図である。同
図において、符号の31は1ラインメモリであり固体撮
像素子2から出力された画像信号の1ライン分を1水平
同期期間だけ遅延させる手段である。32は加算器であ
り、1ラインメモリ31において遅延された水平ライン
信号と、2水平ライン加算手段3に入力する水平ライン
信号とが、この加算器32において加算されることで、
隣接する上下2ラインの加算が行われる。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the two horizontal line addition means 3 in the block diagram of FIG. In the figure, reference numeral 31 denotes a one-line memory, which is means for delaying one line of an image signal output from the solid-state imaging device 2 by one horizontal synchronization period. Reference numeral 32 denotes an adder. The adder 32 adds the horizontal line signal delayed in the one-line memory 31 and the horizontal line signal input to the two-horizontal line adder 3, and
Addition of two lines above and below is performed.

【0042】図3に、図1のブロック図における画像メ
モリ4の構成例を示す。画像メモリ4としては、2フレ
ーム分記憶できるメモリ容量が必要であり、例えば図3
に示すように、long信号用フレームメモリ41aとshor
t信号用フレームメモリ41bとの2つのフレームメモ
リをもち、long信号とshort信号が各フレームメモリに
独立に記憶されるように制御できるものとして構成され
ている。
FIG. 3 shows a configuration example of the image memory 4 in the block diagram of FIG. The image memory 4 needs a memory capacity capable of storing two frames.
As shown in FIG.
It has two frame memories, that is, a t-signal frame memory 41b, and can be controlled so that the long signal and the short signal can be stored independently in each frame memory.

【0043】以上のように構成された本実施の形態1の
静止画固体撮像装置に関して、以下にその動作を説明す
る。
The operation of the still image solid-state imaging device according to the first embodiment configured as described above will be described below.

【0044】本実施の形態1においては、短時間露光信
号(short信号)と長時間露光信号(long信号)の2つ
の画像を撮影し、これを合成する場合についての具体例
について説明する。
In the first embodiment, a specific example will be described in which two images of a short-time exposure signal (short signal) and a long-time exposure signal (long signal) are taken and synthesized.

【0045】まず、short信号とlong信号の撮影方法に
関し、図4を用いて説明する。図4は、固体撮像素子2
における被写体像の露光及び露光した信号の読み出しと
画像メモリ4のリード、ライト動作に関するタイミング
チャートである。図4において、401は垂直方向の同
期信号のタイミング、402は固体撮像素子2のホトダ
イオードからの信号電荷読み出しを制御する読み出し制
御パルスのタイミング、403は機械シャッター1の開
閉状態を示すタイミング、404は固体撮像素子2のホ
トダイオード上の露光信号量を示すタイミング、405
は固体撮像素子2から出力される信号のタイミング、4
06は画像メモリ4の入力(ライト)信号のタイミン
グ、407は画像メモリ4のshort信号記憶部(short信
号用フレームメモリ41b)からの出力(リード)信号
のタイミング、408は画像メモリ4のlong信号記憶部
(long信号用フレームメモリ41a)からの出力(リー
ド)信号のタイミングである。
First, a method of capturing a short signal and a long signal will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the solid-state imaging device 2
4 is a timing chart for exposure of a subject image, reading of an exposed signal, and reading and writing operations of the image memory 4 in FIG. 4, reference numeral 401 denotes the timing of a vertical synchronization signal; 402, the timing of a read control pulse for controlling the reading of signal charges from the photodiode of the solid-state imaging device 2; 403, the timing indicating the open / close state of the mechanical shutter 1; Timing 405 indicating the amount of exposure signal on the photodiode of the solid-state imaging device 2
Are the timings of the signals output from the solid-state imaging device 2;
06 is the timing of the input (write) signal of the image memory 4, 407 is the timing of the output (read) signal from the short signal storage unit (short signal frame memory 41b) of the image memory 4, and 408 is the long signal of the image memory 4. This is the timing of the output (read) signal from the storage section (long signal frame memory 41a).

【0046】short信号の露光時は機械シャッター1を
開いた状態にし、電子シャッター機能を用いて必要な露
光時間、例えば1/1000秒露光を行う。1/100
0秒露光が終了した後、読み出し制御パルスにより、ホ
トダイオード上の蓄積電荷は垂直転送CCDに移動され
る。このときの固体撮像素子2の読み出しモードは全画
素読み出しモードで駆動するものとする。
At the time of the exposure of the short signal, the mechanical shutter 1 is opened, and a necessary exposure time, for example, 1/1000 second exposure is performed by using the electronic shutter function. 1/100
After the 0 second exposure is completed, the charge stored on the photodiode is moved to the vertical transfer CCD by the read control pulse. At this time, the solid-state imaging device 2 is driven in the all-pixels reading mode.

【0047】次に、short信号を垂直転送CCDに移動
した後、long信号の露光を行う。long信号の露光時間は
例えば1/100秒とする。long信号の露光時間は機械
シャッター1の開閉で制御するものとする。これと並行
して、short信号を固体撮像素子2から1フレーム分出
力するのであるが、続く読み出し制御パルスにより、lo
ng信号についてホトダイオード上の蓄積電荷は垂直転送
CCDに移動される。このときの固体撮像素子2の読み
出しモードは全画素読み出しモードで駆動するものとす
る。なお、垂直同期信号の周期は、例えば1/30秒と
し、1フレーム分の信号読み出しは、垂直同期信号の1
周期内で完了するものとする。
Next, after the short signal is moved to the vertical transfer CCD, exposure of the long signal is performed. The exposure time of the long signal is, for example, 1/100 second. The exposure time of the long signal is controlled by opening and closing the mechanical shutter 1. In parallel with this, a short signal is output from the solid-state imaging device 2 for one frame.
For the ng signal, the accumulated charge on the photodiode is transferred to the vertical transfer CCD. At this time, the solid-state imaging device 2 is driven in the all-pixels reading mode. Note that the period of the vertical synchronization signal is, for example, 1/30 second, and the signal readout for one frame is performed by one of the vertical synchronization signal.
It shall be completed within a cycle.

【0048】固体撮像素子2で得られた露光時間の異な
るshort信号とlong信号との2つの信号は、それぞれ個
別的に、2水平ライン加算手段3により固体撮像素子2
上の隣接する上下2ラインの信号を加算混合する2水平
ライン加算処理の後、406のタイミングに示すよう
に、short信号はの期間において画像メモリ4のshort
信号用フレームメモリ41bに一旦記憶され、long信号
はの期間において画像メモリ4のlong信号用フレーム
メモリ41aに一旦記憶される。
The two signals of the short signal and the long signal having different exposure times obtained by the solid-state image pickup device 2 are individually individually processed by the two horizontal line adding means 3.
After the two horizontal line addition processing of adding and mixing the signals of the upper and lower adjacent two lines, as shown at timing 406, the short signal is stored in the image memory 4 during the period
The long signal is temporarily stored in the signal frame memory 41b, and the long signal is temporarily stored in the long signal frame memory 41a of the image memory 4 during the period.

【0049】次に、画像メモリ4からは、図4中の40
7と408のタイミングに示すようなタイミングで,
の期間で読み出される。
Next, from the image memory 4, 40 in FIG.
At the timings shown in timings 7 and 408,
Is read out during the period.

【0050】の期間では、露光量比検出手段6におい
て、short信号(shortフレーム信号)、long信号(long
フレーム信号)それぞれの全画面領域における各画素の
露光量を積分することにより、露光量の総量(SSUM,LS
UM)を求める。
During the period, the exposure amount ratio detecting means 6 causes the short signal (short frame signal) and the long signal (long
By integrating the exposure of each pixel in the entire screen area of each frame signal), the total exposure (SSUM, LS
UM).

【0051】の期間において、画像メモリ4からshor
t信号とlong信号を読み出すタイミングは、1ライン目
から順々に、固体撮像素子2上で対応する位置にあるラ
インを同タイミングで出力するように読み出す。ここ
で、の期間において画像メモリ4から読み出されたsh
ort信号とlong信号とは露光量比検出手段6に入力され
る。露光量比検出手段6においては、short信号とlong
信号の全画面における露光量比検出を行うため、short
信号とlong信号のそれぞれの全画面領域における各画素
の露光量の積分値を求めて、その積分値の比(LSUM/SS
UM)を求める。
During the period, the image memory 4
As for the timing for reading the t signal and the long signal, the lines at the corresponding positions on the solid-state imaging device 2 are sequentially read from the first line so as to be output at the same timing. Here, sh read from the image memory 4 during the period
The ort signal and the long signal are input to the exposure ratio detecting means 6. In the exposure amount ratio detecting means 6, the short signal and the long signal
In order to detect the exposure ratio on the whole screen of the signal, short
The integral value of the exposure amount of each pixel in the entire screen area of the signal and the long signal is calculated, and the ratio of the integrated value (LSUM / SS
UM).

【0052】露光量比検出手段6にライン同期で入力さ
れたlong信号とshort信号はそれぞれ信号レベル判定手
段61においてレベル判定が行われ、所定の範囲外のレ
ベルであると判定された信号については、long信号積分
手段62、short信号積分手段63では積分をしないよ
うにネグレクトする。ここで所定の範囲外のレベルと
は、露光量の比を求めることが困難なレベルのことであ
り、具体的には、long信号については固体撮像素子2の
飽和レベル付近の高輝度部の信号であり、short信号に
ついてはノイズの影響が大きく作用する低輝度部の信号
のことである。
Each of the long signal and the short signal input to the exposure ratio detecting means 6 in line synchronization is subjected to level judgment by the signal level judging means 61, and the signals judged to be out of a predetermined range are determined. , Long signal integrator 62 and short signal integrator 63 negate so as not to perform integration. Here, the level outside the predetermined range is a level at which it is difficult to determine the ratio of the exposure amount. Specifically, for the long signal, the signal of the high luminance portion near the saturation level of the solid-state imaging device 2 is used. The short signal is a signal in a low-luminance part where the influence of noise acts greatly.

【0053】図5は、信号レベル判定手段61における
構成を示すブロック図である。ここで、図5中の符号の
6101はlong信号のレベルを判定する手段(コンパレ
ータA)、6102はshort信号のレベルを判定する手
段(コンパレータB)、6103はORゲート、610
4はlong信号にゲートをかけるゲート手段、6105は
short信号にゲートをかけるゲート手段である。long信
号のレベルを判定する手段6101では、固体撮像素子
2の飽和レベル付近の高輝度な信号についてゲート手段
6104によりゲートをかけ、long信号積分手段62で
積分しないようにし、それに対応する画素のshort信号
についてもゲート手段6105によりゲートをかけ、sh
o rt信号積分手段63で積分しないようにする。
FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the signal level determining means 61. Here, reference numeral 6101 in FIG. 5 denotes means for determining the level of the long signal (comparator A), reference numeral 6102 denotes means for determining the level of the short signal (comparator B), reference numeral 6103 denotes an OR gate, and reference numeral 610.
4 is a gate means for gating a long signal, 6105 is
This is a gate means for applying a gate to a short signal. In the means 6101 for determining the level of the long signal, the high-brightness signal near the saturation level of the solid-state imaging device 2 is gated by the gate means 6104 so that the long signal integrator 62 does not integrate the signal, and The signal is also gated by the gate means 6105 and sh
o The rt signal integrating means 63 does not integrate.

【0054】short信号のレベルを判定する手段610
2では、ノイズの影響が大きく作用する低輝度な信号に
ついてゲート手段6105によりゲートをかけ、short
信号積分手段63で積分しないようにし、それに対応す
る画素のlong信号についてもゲート手段6104により
ゲートをかけ、long信号積分手段62で積分しないよう
にする。
Means 610 for determining short signal level
In 2, the gate means 6105 gates a low-luminance signal that is greatly affected by noise, and
The signal integration means 63 does not integrate, and the long signal of the corresponding pixel is gated by the gate means 6104 so that the long signal integration means 62 does not integrate.

【0055】1画面の全領域においてlong信号積分手段
62で積分を行った結果の積分値LSUMと、short信号積
分手段63で積分を行った結果の積分値SSUMを露光量比
演算手段64に入力し、下記の(1)式に示す演算を行
うことにより、全画面領域における露光量比Dを求め
る。
The integrated value LSUM resulting from integration by the long signal integrator 62 and the integrated value SSUM resulting from integration by the short signal integrator 63 are input to the exposure ratio calculator 64 over the entire area of one screen. Then, by performing the calculation shown in the following equation (1), the exposure amount ratio D in the entire screen area is obtained.

【0056】 D=LSUM/SSUM …………………………………………………(1) 以上の方法により、電子シャッターにより露光量が制御
されたshort信号の露光量と、機械シャッター1により
露光量が制御されたlong信号との全画面平均における露
光量比Dをきわめて正確に求めることができる。
D = LSUM / SSUM …………………………… (1) By the above method, the exposure amount of the short signal whose exposure amount is controlled by the electronic shutter and In addition, the exposure amount ratio D in the average of the entire screen with the long signal whose exposure amount is controlled by the mechanical shutter 1 can be obtained very accurately.

【0057】被写体の照明が蛍光灯の場合においても、
以上の説明と全く同じ方法、タイミングによりshort信
号とlong信号の露光量比を求めることが可能であるた
め、この場合の説明は省略する。
Even when the illumination of the subject is a fluorescent light,
Since the exposure ratio of the short signal and the long signal can be obtained by the same method and timing as described above, the description in this case is omitted.

【0058】次に、図4中に示すの期間においては、
の期間と同様に画像メモリ4よりlong信号とshort信
号を読み出し、short信号にの期間で演算された露光
量比Dに相当するD倍のゲインがゲイン調整手段7にお
いて乗算される。
Next, in the period shown in FIG.
The long signal and the short signal are read out from the image memory 4 in the same manner as in the period of (1), and the gain adjusting means 7 multiplies the gain by D times corresponding to the exposure amount ratio D calculated in the period of the short signal.

【0059】short信号にD倍のゲインが与えられた後
の信号を以下ではshort'信号とする。画像メモリ4から
読み出されたlong信号とゲイン調整されたshort'信号に
基づいて、図13で説明したダイナミックレンジ拡大の
原理に示すような方法により、後段の画像合成手段8に
より合成が行われる。
The signal after the D-fold gain is given to the short signal is hereinafter referred to as a short 'signal. Based on the long signal read from the image memory 4 and the gain 'adjusted short' signal, the image is synthesized by the subsequent image synthesizing means 8 by the method shown in the principle of dynamic range expansion described with reference to FIG. .

【0060】以上のようにしてlong信号とshort信号の
露光量の比を高い精度で求めることができるため、long
信号とゲイン調整されたshort'信号を用いての画像合成
手段8による合成画像は、低輝度部から高輝度部まで安
定的に連続した階調特性を得ることができる。
As described above, the ratio between the exposure amounts of the long signal and the short signal can be obtained with high accuracy.
The synthesized image by the image synthesizing means 8 using the signal and the gain 'adjusted short' signal can obtain a stable and continuous gradation characteristic from a low luminance portion to a high luminance portion.

【0061】画像合成手段8において合成された信号
は、それ以降の処理において、輝度信号と色差信号の分
離、ノイズ除去、エッジ強調、ガンマ補正、マトリクス
演算、特定のフォーマットへのエンコードなどの処理が
施される。画像合成手段8での処理と、それ以降の処理
に関しては、本発明の目的と直接の関係がないため詳細
な説明は省略する。
The signal synthesized by the image synthesizing means 8 is subjected to processing such as separation of a luminance signal and a chrominance signal, noise removal, edge enhancement, gamma correction, matrix calculation, encoding to a specific format, and the like in the subsequent processing. Will be applied. Since the processing in the image synthesizing means 8 and the processing thereafter are not directly related to the object of the present invention, detailed description will be omitted.

【0062】なお、本実施の形態1において、固体撮像
素子2としては、全画素読み出し型のCCD(電荷結合
デバイス)を用いて説明したが、本発明はこれに限られ
るものではなく、フレーム読み出しを行うもの、固体撮
像素子上で2ライン加算読み出しを行うものなど、種々
の露光量の異なる複数の画像信号を出力することが可能
な撮像手段に適用できる。
In the first embodiment, the solid-state imaging device 2 has been described using an all-pixel readout type CCD (charge coupled device). However, the present invention is not limited to this. , Or a device that performs two-line addition reading on a solid-state image sensor, and can be applied to an imaging unit capable of outputting a plurality of image signals having various exposure amounts.

【0063】また、本実施の形態1において、2水平ラ
イン加算手段3により固体撮像素子2からの出力を2ラ
イン加算した信号について、露光量比検出手段6でlong
信号とshort信号の露光量比を検出したが、本発明はこ
れに限られるものではなく、固体撮像素子2の出力に対
して2水平ライン加算を行わない信号について露光量比
を検出しても特に問題はない。
In the first embodiment, a signal obtained by adding two lines of the output from the solid-state image pickup device 2 by the two horizontal line addition means 3 is used by the exposure amount ratio detection means 6 to obtain a long signal.
Although the exposure amount ratio between the signal and the short signal is detected, the present invention is not limited to this, and the exposure amount ratio may be detected for a signal that does not perform two horizontal line additions on the output of the solid-state imaging device 2. There is no particular problem.

【0064】また、本実施の形態1において、画像メモ
リ4は、2フレーム分記憶できるものであったが、本発
明はこれに限られるものではなく、撮像手段からの露光
量の異なる複数の出力信号を記憶できる容量であればよ
い。
In the first embodiment, the image memory 4 can store two frames. However, the present invention is not limited to this. Any capacity is sufficient as long as the signal can be stored.

【0065】また、本実施の形態1では、固体撮像素子
2から出力される露光量の異なるlong信号とshort信号
は両方ともフレーム信号であったが、本発明はそれに限
られるものではなく、両方ともフィールド信号の場合も
しくは、片方がフィールドで片方がフレームなどの露光
量の異なる信号別にライン数が異なる場合においても適
用が可能である。このような露光量が異なる信号別にラ
イン数が異なる場合には、露光量比検出期間において、
画像メモリ4を制御することにより、ライン数が多い方
の信号については、ライン数が少ない方に合わせて、対
応する位置の画素を同タイミングで露光量比検出手段6
へ出力させることで、露光量比を検出することが可能で
ある。
In the first embodiment, both the long signal and the short signal having different exposure amounts output from the solid-state imaging device 2 are frame signals. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where both are field signals, or the case where one is a field and the other is a frame or another signal having a different exposure amount and the number of lines is different. When the number of lines is different for each signal having such different exposure amount, in the exposure amount ratio detection period,
By controlling the image memory 4, for the signal with the larger number of lines, the pixel at the corresponding position is adjusted to the signal with the smaller number of lines at the same timing.
, It is possible to detect the exposure ratio.

【0066】(実施の形態2)上述の実施の形態1の場
合においては、露光量の異なる長時間露光信号と短時間
露光信号を用いて、これらを合成することでダイナミッ
クレンジを拡大した画像を撮影するに際して、画像合成
処理後の合成画像として安定的に連続した階調特性が得
られるようにするため、長時間露光信号と短時間露光信
号の全画面領域での露光量比を実際に求め、その露光量
比に相当するゲインを短時間露光信号に与えた信号と長
時間露光信号とで画像合成処理を行った。
(Embodiment 2) In the case of Embodiment 1 described above, a long-exposure signal and a short-time exposure signal having different exposure amounts are used, and these are combined to form an image having an expanded dynamic range. In order to obtain stable and continuous gradation characteristics as a synthesized image after image synthesis processing, the exposure ratio of the long-time exposure signal and the short-time exposure signal in the entire screen area is actually calculated when shooting. Then, an image synthesizing process was performed using a signal obtained by giving a gain corresponding to the exposure amount ratio to the short-time exposure signal and a long-time exposure signal.

【0067】このとき、長時間露光信号と短時間露光信
号の露光量比検出のために1フレーム時間に相当する時
間を要し、さらに長時間露光信号と短時間露光信号との
合成のために1フレーム時間に相当する時間を要するた
め、トータルで処理時間が長くなる傾向となっている。
At this time, it takes a time corresponding to one frame time to detect the exposure amount ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal, and further to synthesize the long-time exposure signal and the short-time exposure signal. Since a time corresponding to one frame time is required, the total processing time tends to be long.

【0068】本実施の形態2は、実施の形態1における
構成において、撮像手段からの画像信号と画像メモリか
らの画像信号を切り換えて露光量比検出手段に送出する
ようにすることにより、実施の形態1で説明した撮像手
段における撮影開始から画像合成処理が終了までに要す
る時間を短縮しようとするものである。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the image signal from the image pickup means and the image signal from the image memory are switched and sent to the exposure ratio detecting means. An object of the present invention is to reduce the time required from the start of photographing by the imaging means described in the first embodiment to the end of the image combining process.

【0069】図6は、本発明の実施の形態2における静
止画固体撮像装置の構成を示すブロック図である。図6
において、符号の9で示す要素以外については、実施の
形態1における構成と全く同じであるため、ここでは説
明を省略する。図6中の符号の9は固体撮像素子2の出
力を2水平ライン加算手段3で加算処理を行った後の信
号(A側とする)と画像メモリ4からのlong信号記憶部
からの出力信号(B側とする)とを切り換えるための画
像信号切換え手段である。すなわち、この画像信号切換
え手段9は、long信号について、これを露光量比検出手
段6に送出するときにはA側に切り換えて2水平ライン
加算手段3からのlong信号を直接に露光量比検出手段6
に送出し、画像合成手段8に送出するときにはB側に切
り換えて画像メモリ4から読み出したlong信号を画像合
成手段8に送出するようになっている。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a still image solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. FIG.
, Except for the element denoted by reference numeral 9, is exactly the same as the configuration in the first embodiment, and the description is omitted here. Reference numeral 9 in FIG. 6 denotes a signal obtained by adding the output of the solid-state imaging device 2 by the two horizontal line addition means 3 (referred to as A side) and an output signal from the long signal storage unit from the image memory 4. (Referred to as B side). That is, the image signal switching means 9 switches to the A side when sending the long signal to the exposure ratio detecting means 6 and directly transmits the long signal from the two horizontal line adding means 3 to the exposure ratio detecting means 6.
When sending to the image synthesizing means 8, the signal is switched to the side B and the long signal read from the image memory 4 is sent to the image synthesizing means 8.

【0070】以上のように構成された本実施の形態2の
静止画固体撮像装置に関して、以下にその動作を説明す
る。
The operation of the still image solid-state imaging device according to the second embodiment configured as described above will be described below.

【0071】本実施の形態2においては、短時間露光信
号(short信号)と長時間露光信号(long信号)の2つ
の画像を撮影し、これを合成する場合についての具体例
について説明する。
In the second embodiment, a specific example will be described in which two images of a short-time exposure signal (short signal) and a long-time exposure signal (long signal) are taken and synthesized.

【0072】まず、short信号とlong信号の撮影方法に
関し、図7を用いて説明する。図7は、固体撮像素子2
における被写体像の露光及び露光した信号の読み出しと
画像メモリ4のリード、ライト動作に関するタイミング
チャートである。図7において、1101は垂直方向の
同期信号のタイミング、1102は固体撮像素子2のホ
トダイオードからの信号電荷読み出しを制御する読み出
し制御パルスのタイミング、1103は機械シャッター
1の開閉状態を示すタイミング、1104は固体撮像素
子2のホトダイオード上の露光信号量を示すタイミン
グ、1105は固体撮像素子2から出力される信号のタ
イミング、1106は画像メモリ4の入力(ライト)信
号のタイミング、1107は画像メモリ4のshort信号
記憶部(short信号用フレームメモリ41b)からの出
力(リード)信号のタイミング、1108は画像メモリ
4のlong信号記憶部(long信号用フレームメモリ41
a)からの出力(リード)信号のタイミングである。
First, a method of photographing a short signal and a long signal will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the solid-state imaging device 2
4 is a timing chart for exposure of a subject image, reading of an exposed signal, and reading and writing operations of the image memory 4 in FIG. 7, reference numeral 1101 denotes a timing of a vertical synchronization signal; 1102, a timing of a read control pulse for controlling reading of signal charges from the photodiode of the solid-state imaging device 2; 1103, a timing indicating the open / close state of the mechanical shutter 1; The timing indicating the amount of exposure signal on the photodiode of the solid-state imaging device 2, 1105 is the timing of the signal output from the solid-state imaging device 2, 1106 is the timing of the input (write) signal of the image memory 4, 1107 is the short of the image memory 4 The timing of an output (read) signal from the signal storage unit (short signal frame memory 41b), 1108 is a long signal storage unit (long signal frame memory 41) of the image memory 4.
This is the timing of the output (read) signal from a).

【0073】short信号の露光時は機械シャッター1を
開いた状態にし、電子シャッター機能を用いて必要な露
光時間、例えば1/1000秒露光を行う。1/100
0秒露光が終了した後、読み出し制御パルスにより、ホ
トダイオード上の蓄積電荷は垂直転送CCDに移動され
る。このときの固体撮像素子2の読み出しモードは全画
素読み出しモードで駆動するものとする。
At the time of the exposure of the short signal, the mechanical shutter 1 is opened, and a necessary exposure time, for example, 1/1000 second exposure is performed by using the electronic shutter function. 1/100
After the 0 second exposure is completed, the charge stored on the photodiode is moved to the vertical transfer CCD by the read control pulse. At this time, the solid-state imaging device 2 is driven in the all-pixels reading mode.

【0074】次に、short信号を垂直転送CCDに移動
した後、long信号の露光を行う。long信号の露光時間は
例えば1/100秒とする。long信号の露光時間は機械
シャッター1の開閉で制御するものとする。これと並行
して、short信号を固体撮像素子2から1フレーム分出
力するのであるが、続く読み出し制御パルスにより、lo
ng信号についてホトダイオード上の蓄積電荷は垂直転送
CCDに移動される。このときの固体撮像素子2の読み
出しモードは全画素読み出しモードで駆動するものとす
る。なお、垂直同期信号の周期は、例えば1/30秒と
し、1フレーム分の信号読み出しは、垂直同期信号の1
周期内で完了するものとする。
Next, after moving the short signal to the vertical transfer CCD, exposure of the long signal is performed. The exposure time of the long signal is, for example, 1/100 second. The exposure time of the long signal is controlled by opening and closing the mechanical shutter 1. In parallel with this, a short signal is output from the solid-state imaging device 2 for one frame.
For the ng signal, the accumulated charge on the photodiode is transferred to the vertical transfer CCD. At this time, the solid-state imaging device 2 is driven in the all-pixels reading mode. Note that the period of the vertical synchronization signal is, for example, 1/30 second, and the signal readout for one frame is performed by one of the vertical synchronization signal.
It shall be completed within a cycle.

【0075】固体撮像素子2で得られた露光時間の異な
るshort信号とlong信号との2つの信号は、それぞれ個
別的に、2水平ライン加算手段3により、固体撮像素子
2上の隣接する上下2ラインの信号を加算混合する2水
平ライン加算処理の後、1106のタイミングに示すよ
うに、short信号はの期間において画像メモリ4のsho
rt信号用フレームメモリ41bに一旦記憶され、long信
号はの期間において画像メモリ4のlong信号用フレー
ムメモリ41aに一旦記憶される。
The two signals of the short signal and the long signal having different exposure times obtained by the solid-state image sensing device 2 are individually separated by two horizontal line adding means 3 into two adjacent upper and lower signals on the solid-state image sensing device 2. After the two horizontal line addition processing for adding and mixing the line signals, as shown at the timing of 1106, the short signal is stored in the sho
The long signal is temporarily stored in the rt signal frame memory 41b, and the long signal is temporarily stored in the long signal frame memory 41a of the image memory 4 during the period.

【0076】ここでの期間において、画像信号切換え
手段9をA側に切り換えることにより、画像メモリ4に
おけるlong信号記憶部に記憶されようとしているlong信
号を露光量比検出手段6における信号レベル判定手段6
1に入力すると同時に、1107のタイミングに示して
いるように画像メモリ4におけるshort信号記憶部に記
憶されているshort信号を読み出して露光量比検出手段
6における信号レベル判定手段61に入力する。この場
合に、画像信号切換え手段9を経由して入力されるlong
信号と画像メモリ4から出力されるshort信号とについ
て、固体撮像素子2上で対応する位置にあるラインのlo
ng信号とshort信号とを同タイミングで露光量比検出手
段6の信号レベル判定手段61に入力されるように制御
し、の期間において露光量比検出の処理を行う。の
期間における露光量検出の処理は、実施の形態1での
の期間での露光量検出の処理に準ずるものであり、ここ
では説明を省く。実施の形態1の場合のの期間での処
理が、本実施の形態2の場合には1フレーム期間先行し
ていることに特徴がある。
In this period, by switching the image signal switching means 9 to the A side, the long signal to be stored in the long signal storage section of the image memory 4 is converted to the signal level determination means in the exposure amount ratio detecting means 6. 6
At the same time as inputting to 1, the short signal stored in the short signal storage section of the image memory 4 is read out and input to the signal level determination means 61 of the exposure amount ratio detection means 6 as shown at the timing of 1107. In this case, the long input through the image signal switching means 9
Regarding the signal and the short signal output from the image memory 4, the lo
The ng signal and the short signal are controlled so as to be input to the signal level determination unit 61 of the exposure ratio detecting unit 6 at the same timing, and the process of detecting the exposure ratio is performed during the period. The process of detecting the amount of exposure during the period is similar to the process of detecting the amount of exposure during the period in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The feature of the second embodiment is that the processing in the period in the first embodiment is one frame period ahead.

【0077】次に、図7中に示すの期間においては、
画像メモリ4よりlong信号とshort信号が読み出され
る。このの期間では画像信号切換え手段9をB側に切
り換えて、画像メモリ4のlong信号記憶部からのlong信
号を画像合成手段8に入力されるとともに、画像メモリ
4のshort信号記憶部からのshort信号に対してはの期
間で演算された露光量比Dに相当するD倍のゲインがゲ
イン調整手段7において乗算された後、画像合成手段8
に入力される。
Next, in the period shown in FIG.
The long signal and the short signal are read from the image memory 4. During this period, the image signal switching means 9 is switched to the B side, and the long signal from the long signal storage section of the image memory 4 is input to the image synthesis means 8 and the short signal from the short signal storage section of the image memory 4 is input. The signal is multiplied by a D-fold gain corresponding to the exposure amount ratio D calculated during the period in the gain adjusting unit 7, and then the image synthesizing unit 8
Is input to

【0078】short信号にD倍のゲインが与えられた後
の信号をshort'信号とする。実施の形態1の場合と同じ
ように、画像メモリ4から読み出されたlong信号とゲイ
ン調整されたshort'信号に基づいて、図13で説明した
ダイナミックレンジ拡大の原理に示すような方法によ
り、後段の画像合成手段8により合成が行われる。
The signal after the D times gain is given to the short signal is referred to as a short 'signal. Similarly to the first embodiment, based on the long signal read from the image memory 4 and the gain-adjusted short 'signal, a method as shown in the principle of dynamic range expansion described in FIG. The image is synthesized by the image synthesizing means 8 at the subsequent stage.

【0079】以上に示したように、撮像手段からの画像
信号と画像メモリからの画像信号を切り換える画像信号
切換え手段を追加することにより、実施の形態1で説明
した撮像手段における撮影開始から画像合成処理が終了
までに要する時間を1フレーム時間短縮することができ
る。
As described above, by adding the image signal switching means for switching between the image signal from the image pickup means and the image signal from the image memory, image synthesis from the start of image pickup by the image pickup means described in the first embodiment is performed. The time required to complete the processing can be reduced by one frame time.

【0080】(実施の形態3)露光量の異なる短時間露
光信号と長時間露光信号を用いて、これらを合成するこ
とでダイナミックレンジを拡大した画像を撮影する方法
で、屋外と屋内というような光源の異なる被写体を撮像
する場合において、屋内は蛍光灯のために被写体の輝度
レベルが周期的に変化するのに対して、屋外は太陽光の
ために周期的な輝度レベルの変化は起こらないといった
光源態様の相違がある。そのため、このように光源が複
数ある被写体では、画面の各部分において、長時間露光
信号と短時間露光信号の露光量の比が異なっており、実
施の形態1で説明したような、全画面領域で均一な露光
量比に相当するゲインを短時間露光信号に与えることは
できない。
(Embodiment 3) A method in which a short-time exposure signal and a long-time exposure signal having different exposure amounts are combined and used to capture an image having an expanded dynamic range, such as an outdoor or indoor image. When capturing an image of a subject with a different light source, the brightness level of the subject changes periodically due to the fluorescent light indoors, whereas the brightness level does not change periodically due to sunlight outdoors. There is a difference in the light source mode. Therefore, in a subject having a plurality of light sources, the ratio of the exposure amount of the long-time exposure signal to the exposure amount of the short-time exposure signal is different in each part of the screen, as described in the first embodiment. Therefore, a gain corresponding to a uniform exposure amount ratio cannot be given to the short-time exposure signal.

【0081】本実施の形態3は、画面を複数のブロック
に分割し、各ブロックごとに短時間露光信号(short信
号)と長時間露光信号(long信号)の露光量比を求める
ことにより、複数の光源が存在するような場合でも、画
面全体にわたって、ダイナミックレンジを拡大するため
の画像合成処理後の合成画像が安定的に連続した階調特
性を有するようにするものである。
According to the third embodiment, the screen is divided into a plurality of blocks, and the exposure ratio between the short-time exposure signal (short signal) and the long-time exposure signal (long signal) is determined for each block. Even if such a light source exists, the synthesized image after the image synthesis processing for expanding the dynamic range has a stable and continuous gradation characteristic over the entire screen.

【0082】図8は、本発明の実施の形態3における静
止画固体撮像装置の構成を示すブロック図である。図8
において露光量比検出手段6の内部構成以外について
は、実施の形態1における構成と全く同じであるため、
ここでは説明を省略する。図8において、露光量比検出
手段6中の符号の61は信号レベル判定手段、65a,
65bはマルチプレクサ、66a,66bはセレクタ、
67は画面をn分割のブロックに分割し各ブロック毎に
long信号の積分値LSUMを求めるlong信号積分手段、68
は画面をn分割のブロックに分割し各ブロック毎にshor
t信号の積分値SSUMを求めるshort信号積分手段である。
このブロック単位のlong信号積分手段67とshort信号
積分手段68のそれぞれにおいて、ΣBL1,ΣBL2
…ΣBLnはn個のブロック単位の積分手段である。6
4はlong信号積分手段67による各ブロック毎の積分値
LSUMとshort信号積分手段68による対応するブロック
毎の積分値SSUMをセレクタ66a,66bによって切り
換えて入力し、ブロック単位で積分値LSUMと積分値SSUM
との比を求める露光量比演算手段である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a still image solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG.
Since the configuration other than the internal configuration of the exposure amount ratio detecting means 6 is exactly the same as the configuration in the first embodiment,
Here, the description is omitted. In FIG. 8, reference numeral 61 in the exposure amount ratio detecting means 6 denotes a signal level determining means, 65a,
65b is a multiplexer, 66a and 66b are selectors,
67 divides the screen into n divided blocks, and for each block
long signal integration means for obtaining an integrated value LSUM of a long signal, 68
Divides the screen into n divided blocks and shor each block
This is a short signal integrating means for obtaining an integrated value SSUM of the t signal.
In each of the long signal integration means 67 and the short signal integration means 68 in block units, ΣBL1, ΣBL2
.. ΣBLn is an integrating means in units of n blocks. 6
4 is an integrated value of each block by the long signal integrating means 67
The corresponding integral value SSUM of each block by the LSUM and the short signal integrating means 68 is switched and input by the selectors 66a and 66b, and the integral value LSUM and the integral value SSUM are inputted in block units.
Exposure ratio calculating means for calculating the ratio of

【0083】以上のように構成された本実施の形態3の
静止画固体撮像装置に関して、以下にその動作を説明す
る。
The operation of the still image solid-state imaging device according to Embodiment 3 configured as described above will be described below.

【0084】まず、実施の形態3における具体例につい
て、short信号とlong信号の撮影方法と露光時間と固体
撮像素子2および画像メモリ4の制御方法に関しては、
実施の形態1で説明した具体例の場合と全く同様である
ため、ここでは説明を省略する。また、そのときの固体
撮像素子2からの出力信号タイミング、画像メモリ4の
入出力信号のタイミングは実施の形態1の説明で用いた
図4のタイミング図と全く同じであるため、実施の形態
3の説明においても図4を用いて説明する。
First, regarding a specific example of the third embodiment, regarding the method of photographing the short signal and the long signal, the exposure time, and the method of controlling the solid-state imaging device 2 and the image memory 4,
Since it is completely the same as the specific example described in the first embodiment, the description is omitted here. The timing of the output signal from the solid-state imaging device 2 and the timing of the input / output signal of the image memory 4 at this time are exactly the same as the timing chart of FIG. 4 used in the description of the first embodiment. Will be described with reference to FIG.

【0085】実施の形態3の具体例では、図9に示すよ
うに画面を8×6=48分割した各ブロックについて露
光量比を求める場合について説明する。光源態様の相違
の一例として、ブロックナンバーの6,7,8,14,
15,16,22,23,24の領域が屋外の太陽光が
光源となっている被写体領域であり、それ以外の領域が
蛍光灯が光源となっている被写体領域である。
In a specific example of the third embodiment, a case will be described in which an exposure amount ratio is obtained for each block obtained by dividing a screen into 8 × 6 = 48 as shown in FIG. As an example of the difference between the light source modes, block numbers 6, 7, 8, 14, and
The areas 15, 16, 22, 23, and 24 are the object areas where outdoor sunlight is the light source, and the other areas are the object areas where the fluorescent light is the light source.

【0086】実施の形態3において、図4に示す,
の期間では、固体撮像素子2から出力された信号を2水
平ライン加算手段3により水平2ラインの加算処理を行
った後に、画像メモリ4に一旦記憶する。
In the third embodiment, as shown in FIG.
In the period, the signal output from the solid-state imaging device 2 is added to the two horizontal lines by the two horizontal line addition means 3, and then temporarily stored in the image memory 4.

【0087】の期間において、ブロック毎のlong信号
積分手段67とshort信号積分手段68とは、画像メモ
リ4から読み出したshort信号(shortフレーム信号)、
long信号(longフレーム信号)それぞれにおいて、ブロ
ック分割した各ブロック毎に各画素の露光量を積分する
ことにより、各ブロック単位で露光量の総量(SSUM,LS
UM)を求める。の期間において、画像メモリ4からsh
ort信号とlong信号を読み出すタイミングは、1ライン
目から順々に、固体撮像素子2上で対応する位置にある
ラインを同タイミングで出力するように読み出す。
During the period, the long signal integration means 67 and the short signal integration means 68 for each block are used for the short signal (short frame signal) read from the image memory 4,
In each long signal (long frame signal), the exposure amount of each pixel is integrated for each block divided into blocks, so that the total exposure amount (SSUM, LS
UM). During the period of
As for the timing of reading the ort signal and the long signal, the lines at the corresponding positions on the solid-state imaging device 2 are sequentially read from the first line so as to be output at the same timing.

【0088】露光量比検出手段6にライン同期で入力さ
れたlong信号とshort信号はそれぞれ信号レベル判定手
段61においてレベル判定が行われ、所定の範囲外のレ
ベルであると判定された信号については、long信号積分
手段67、short信号積分手段68ではブロック毎の積
分をしないようにネグレクトする。ここで所定の範囲外
のレベルとは、露光量の比を求めることが困難なレベル
のことであり、具体的には、long信号については固体撮
像素子2の飽和レベル付近の高輝度部の信号であり、sh
ort信号についてはノイズの影響が大きく作用する低輝
度部の信号のことである。
The long signal and the short signal input to the exposure amount ratio detecting means 6 in line synchronization are subjected to level determination by the signal level determining means 61, and signals determined to have a level outside a predetermined range are determined. , Long signal integration means 67 and short signal integration means 68 negate so as not to perform integration for each block. Here, the level outside the predetermined range is a level at which it is difficult to determine the ratio of the exposure amount. Specifically, for the long signal, the signal of the high luminance portion near the saturation level of the solid-state imaging device 2 is used. And sh
The ort signal is a signal in a low-luminance area where the influence of noise is significant.

【0089】信号レベル判定手段61で所定の範囲内の
レベルであると判定された信号は、各画素信号が対応す
るブロックで積分されるように、マルチプレクサ65
a,65bにより経路が切り換えられて、各ブロック単
位の積分手段ΣBL1,ΣBL2…ΣBLnによって積
分される。
The signal determined by the signal level determination means 61 to have a level within a predetermined range is supplied to the multiplexer 65 so that each pixel signal is integrated by a corresponding block.
The paths are switched by a and 65b, and the integration is performed by the integration means $ BL1, $ BL2 ... $ BLn for each block.

【0090】の期間においては、画像メモリ4からブ
ロック分割したn(1〜48)番目のブロック中の画素
のlong信号とshort信号が出力されているときに、セレ
クタ66を制御してn番目のブロックの露光量の積分値
を求めた信号が露光量比演算手段64に入力されるよう
に制御し、n番目のブロックにおけるlong信号とshort
信号の比を演算し、その露光量比に相当するゲインがゲ
イン調整手段7により画像メモリ4からのshort信号に
与えられる。short信号にゲイン調整手段7によりゲイ
ンを与えた後の信号を以下ではshort'信号とする。
During the period, when the long signal and the short signal of the pixels in the n-th (1-48) -th block divided from the image memory 4 are output, the selector 66 is controlled to control the n-th block. A signal obtained by calculating the integral value of the exposure amount of the block is controlled so as to be inputted to the exposure amount ratio calculating means 64, and the long signal in the n-th block and the short signal
The signal ratio is calculated, and a gain corresponding to the exposure amount ratio is given to the short signal from the image memory 4 by the gain adjusting means 7. Hereinafter, a signal obtained by giving a gain to the short signal by the gain adjusting means 7 is referred to as a short 'signal.

【0091】そして、の期間において、画像メモリ4
から読み出されたlong信号とゲイン調整されたshort'信
号に基づいて、図13で示したダイナミックレンジ拡大
の原理に示すような方法により、後段の画像合成手段8
により合成が行われる。
During the period, the image memory 4
Based on the long signal read out of the first and the gain-adjusted short 'signal, the image synthesizing means 8 at the subsequent stage is obtained by a method as shown in the principle of dynamic range expansion shown in FIG.
The synthesis is performed by

【0092】以上のような方法により、複数態様の光源
が存在するような被写体の場合でも、画面全体にわたっ
て、ブロック単位でのlong信号とshort信号の露光量の
比を高い精度で求めることができるため、long信号とゲ
イン調整されたshort'信号を用いての画像合成手段8に
よる合成画像は、低輝度部から高輝度部まで安定的に連
続した階調特性を得ることができる。
According to the above-described method, even in the case of a subject having a plurality of light sources, the ratio of the exposure amount of the long signal and the short signal in the block unit can be obtained with high accuracy over the entire screen. Therefore, the synthesized image by the image synthesizing means 8 using the long signal and the short 'signal whose gain has been adjusted can obtain a stable and continuous gradation characteristic from a low luminance portion to a high luminance portion.

【0093】画像合成手段8において合成された信号
は、それ以降の処理において、実施の形態1の場合と同
様に、輝度信号と色差信号の分離、ノイズ除去、エッジ
強調、ガンマ補正、マトリクス演算、特定のフォーマッ
トへのエンコードなどの処理が施される。
In the subsequent processing, the signal synthesized by the image synthesizing means 8 is separated from the luminance signal and the chrominance signal, noise removal, edge enhancement, gamma correction, matrix operation, and the like as in the first embodiment. Processing such as encoding to a specific format is performed.

【0094】なお、本実施の形態3において、画面を4
8分割した各ブロックについて露光量比を求める場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限られるものではな
く、画面の分割数はいくつであってもよい。その分割数
に合わせて、long信号積分手段67、short信号積分手
段68におけるブロック毎の積分手段の個数を定めれば
よい。また、本実施の形態3において、ブロック分割の
方法は水平、垂直方向に等間隔に区切ってもよいし、あ
るいは、被写体に応じて、水平、垂直方向の間隔を自由
に可変できるようにしてもよい。
Note that, in the third embodiment, the screen is
Although the case where the exposure amount ratio is obtained for each of the eight divided blocks has been described, the present invention is not limited to this, and the number of screen divisions may be any number. The number of integrators for each block in the long signal integrator 67 and the short signal integrator 68 may be determined according to the number of divisions. Further, in the third embodiment, the block division method may be divided into equal intervals in the horizontal and vertical directions, or the intervals in the horizontal and vertical directions may be freely changed according to the subject. Good.

【0095】(実施の形態4)蛍光灯の明るさは図12
の蛍光灯の色成分毎の明るさの変動図に示すように、色
成分毎にその位相が異なるため、露光を行うタイミング
によって各色成分毎にその露光量の比は異なる。よっ
て、露光量の異なる短時間露光信号と長時間露光信号を
用いて、これらを合成することでダイナミックレンジを
拡大した画像を撮影する方法において、輝度成分のみで
長時間露光信号と短時間露光信号の露光量比を求め、長
時間露光信号と、その露光量比に相当したゲインを短時
間露光信号に与えた信号とにより、ダイナミックレンジ
拡大のための画像合成を行った合成画像は、長時間露光
信号が飽和する付近で、色成分の特性が不連続になって
しまう。
(Embodiment 4) The brightness of the fluorescent lamp is shown in FIG.
As shown in the variation diagram of the brightness of each color component of the fluorescent lamp, since the phase differs for each color component, the ratio of the amount of exposure differs for each color component depending on the timing of exposure. Therefore, in a method of photographing an image with an expanded dynamic range by using a short exposure signal and a long exposure signal having different exposure amounts, and combining them, a long exposure signal and a short exposure signal only with a luminance component are used. The combined image obtained by performing image synthesis for expanding the dynamic range by using a long-time exposure signal and a signal obtained by giving a gain corresponding to the exposure amount ratio to the short-time exposure signal is used for a long time. Near the saturation of the exposure signal, the characteristics of the color components become discontinuous.

【0096】本実施の形態4は、色成分毎に短時間露光
信号(short信号)と長時間露光信号(long信号)の露
光量比を求めることにより、色成分毎にその位相が異な
る場合でも、ダイナミックレンジを拡大するための画像
合成処理後の合成画像が安定的に連続した階調特性と色
特性を得るようにするものである。
In the fourth embodiment, the exposure amount ratio between the short-time exposure signal (short signal) and the long-time exposure signal (long signal) is obtained for each color component, so that the phase differs for each color component. The purpose of the present invention is to make a synthesized image after image synthesis processing for expanding a dynamic range stably obtain continuous tone characteristics and color characteristics.

【0097】図10は、本発明の実施の形態4における
静止画固体撮像装置の構成を示すブロック図である。図
10において、露光量比検出手段6の内部構成以外につ
いては、実施の形態1における構成と全く同じであるた
め、ここでは説明を省略する。図10において、露光量
比検出手段6中の符号の61は信号レベル判定手段、6
5a,65bはマルチプレクサ、66a,66bはセレ
クタ、69は色成分毎にlong信号の積分値LSUMを求める
long信号積分手段、610は色成分毎にshort信号の積
分値SSUMを求めるshort信号積分手段である。この色成
分毎のlong信号積分手段69とshort信号積分手段61
0のそれぞれにおいて、ΣMY,ΣMC,ΣGY,ΣG
Cはそれぞれ、〔マゼンタ(Mg)+イエロー(Y
e)〕、〔マゼンタ(Mg)+シアン(Cy)〕、〔グ
リーン(G)+イエロー(Ye)〕、〔グリーン(G)
+シアン(Cy)〕の混合色成分毎についての積分手段
である。64はlong信号積分手段69による各色成分毎
の積分値LSUMとshort信号積分手段610による各色成
分毎の積分値SSUMをセレクタ66a,66bによって切
り換えて入力し、色成分毎に積分値LSUMと積分値SSUMと
の比を求める露光量比演算手段である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a still image solid-state imaging device according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 10, since the configuration other than the internal configuration of the exposure amount ratio detector 6 is exactly the same as the configuration in the first embodiment, the description is omitted here. In FIG. 10, reference numeral 61 in the exposure amount ratio detecting means 6 denotes a signal level judging means.
5a and 65b are multiplexers, 66a and 66b are selectors, and 69 is an integrated value LSUM of a long signal for each color component.
A long signal integration means 610 is a short signal integration means for obtaining an integrated value SSUM of a short signal for each color component. The long signal integrating means 69 and the short signal integrating means 61 for each color component
0, ΣMY, ΣMC, ΣGY, ΣG
C is [Magenta (Mg) + Yellow (Y
e)], [magenta (Mg) + cyan (Cy)], [green (G) + yellow (Ye)], [green (G)
+ Cyan (Cy)]. A selector 64a switches and inputs the integrated value LSUM for each color component by the long signal integrating means 69 and the integrated value SSUM for each color component by the short signal integrating means 610, and the integrated value LSUM and the integrated value for each color component. Exposure ratio calculation means for calculating the ratio with SSUM.

【0098】以上のように構成された本実施の形態4の
静止画固体撮像装置に関して、以下にその動作を説明す
る。
The operation of the still image solid-state imaging device according to Embodiment 4 configured as described above will be described below.

【0099】ここで固体撮像素子2のホトダイオード上
のカラーフィルタは、図11に示すようにマゼンタ(M
g)、グリーン(G)、イエロー(Ye)、シアン(C
y)の4つの異なる分光特性を持つ色フィルタが画素毎
に配置されているものとする。
Here, the color filter on the photodiode of the solid-state imaging device 2 is a magenta (M
g), green (G), yellow (Ye), cyan (C
It is assumed that color filters having four different spectral characteristics y) are arranged for each pixel.

【0100】まず、実施の形態4における具体例につい
て、short信号とlong信号の撮影方法と露光時間と固体
撮像素子2および画像メモリ4の制御方法に関しては、
実施の形態1で説明した具体例の場合と全く同じである
ため、ここでは説明を省略する。また、そのときの固体
撮像素子2からの出力信号タイミング、画像メモリ4の
入出力信号のタイミングは実施の形態1の説明で用いた
図4のタイミング図と全く同じであるため、実施の形態
4の説明においても図4を用いて説明する。
First, regarding a specific example of the fourth embodiment, regarding the method of photographing the short signal and the long signal, the exposure time, and the method of controlling the solid-state image sensor 2 and the image memory 4,
Since it is completely the same as the case of the specific example described in the first embodiment, the description is omitted here. Further, at this time, the output signal timing from the solid-state imaging device 2 and the input / output signal timing of the image memory 4 are exactly the same as the timing chart of FIG. 4 used in the description of the first embodiment. Will be described with reference to FIG.

【0101】実施の形態4において、図4に示す,
の期間では、固体撮像素子2から出力された信号を2水
平ライン加算手段3により水平2ラインの加算処理を行
った後に、画像メモリ4に一旦記憶する。
In the fourth embodiment, as shown in FIG.
In the period, the signal output from the solid-state imaging device 2 is added to the two horizontal lines by the two horizontal line addition means 3, and then temporarily stored in the image memory 4.

【0102】の期間では、画像メモリ4から読み出し
たshort信号、long信号それぞれにおいて、色成分毎に
各画素の露光量を積分することにより、各色成分毎の露
光量の総量(SSUM,LSUM)を求める。
In the period of, in each of the short signal and the long signal read from the image memory 4, the exposure amount of each pixel is integrated for each color component, so that the total exposure amount (SSUM, LSUM) of each color component is obtained. Ask.

【0103】の期間において、画像メモリ4からshor
t信号とlong信号を読み出すタイミングは、1ライン目
から順々に、固体撮像素子2上で対応する位置にあるラ
インを同タイミングで出力するように読み出す。
In the period, the image memory 4
As for the timing for reading the t signal and the long signal, the lines at the corresponding positions on the solid-state imaging device 2 are sequentially read from the first line so as to be output at the same timing.

【0104】露光量比検出手段6にライン同期で入力さ
れたlong信号とshort信号はそれぞれ信号レベル判定手
段61においてレベル判定が行われ、所定の範囲外のレ
ベルであると判定された信号については、long信号積分
手段69、short信号積分手段610では色成分毎の積
分をしないようにネグレクトする。ここで所定の範囲外
のレベルとは、露光量の比を求めることが困難なレベル
のことであり、具体的には、long信号については固体撮
像素子2の飽和レベル付近の高輝度部の信号であり、sh
ort信号についてはノイズの影響が大きく作用する低輝
度部の信号のことである。
The long level signal and the short signal input to the exposure amount ratio detecting means 6 in line synchronization are subjected to level determination by the signal level determining means 61, and signals determined to have a level outside a predetermined range are determined. , Long signal integrator 69 and short signal integrator 610 negate so as not to perform integration for each color component. Here, the level outside the predetermined range is a level at which it is difficult to determine the ratio of the exposure amount. Specifically, for the long signal, the signal of the high luminance portion near the saturation level of the solid-state imaging device 2 is used. And sh
The ort signal is a signal in a low-luminance area where the influence of noise is significant.

【0105】信号レベル判定手段61で所定の範囲内の
レベルであると判定された信号は、各画素信号が対応す
る色成分毎に積分されるように、マルチプレクサ65
a,65bにより経路が切り換えられて、各色成分毎の
積分手段ΣMY,ΣMC,ΣGY,ΣGCによって積分
される。
The signal determined by the signal level determination means 61 to be within a predetermined range is a multiplexer 65 such that each pixel signal is integrated for each corresponding color component.
The paths are switched by a and 65b, and are integrated by integrating means 積分 MY, ΣMC, ΣGY, ΣGC for each color component.

【0106】画像メモリ4から出力される信号は、2水
平ライン加算手段3で2ライン混合されているため、色
成分としては、〔マゼンタ(Mg)+イエロー(Y
e)〕、〔マゼンタ(Mg)+シアン(Cy)〕、〔グ
リーン(G)+イエロー(Ye)〕、〔グリーン(G)
+シアン(Cy)〕の4種類の信号が出力されるため、
この4種類の色成分毎に積分される。
Since the signal output from the image memory 4 is mixed by the two horizontal line adding means 3, two color components are represented by [magenta (Mg) + yellow (Y
e)], [magenta (Mg) + cyan (Cy)], [green (G) + yellow (Ye)], [green (G)
+ Cyan (Cy)] are output,
Integration is performed for each of these four types of color components.

【0107】の期間においては、画像メモリ4から、
〔マゼンタ(Mg)+イエロー(Ye)〕の色成分のlo
ng信号とshort信号が出力されているときに、セレクタ
66a,66bを制御して〔マゼンタ(Mg)+イエロ
ー(Ye)〕の露光量の積分値を求めた信号が露光量比
演算手段64に入力されるように制御し、〔マゼンタ
(Mg)+イエロー(Ye)〕におけるlong信号とshor
t信号の比を演算し、その露光量比に相当するゲインが
ゲイン調整手段7により画像メモリ4からの〔マゼンタ
(Mg)+イエロー(Ye)〕の色成分のshort信号に
与えられる。
During the period, the image memory 4
Lo of the color component of [magenta (Mg) + yellow (Ye)]
When the ng signal and the short signal are being output, the selector 66a, 66b is controlled to obtain the integrated value of the exposure amount of [magenta (Mg) + yellow (Ye)]. Control so as to be input, and a long signal and short in [magenta (Mg) + yellow (Ye)].
The ratio of the t signal is calculated, and the gain corresponding to the exposure ratio is given to the short signal of the color component [magenta (Mg) + yellow (Ye)] from the image memory 4 by the gain adjusting means 7.

【0108】同じようにの期間において、画像メモリ
4から〔マゼンタ(Mg)+シアン(Cy)〕、〔グリ
ーン(G)+イエロー(Ye)〕および〔グリーン
(G)+シアン(Cy)〕の色成分のlong信号とshort
信号が出力されているときにも同様な処理がなされる。
short信号にゲイン調整手段7によりゲインを与えた後
の信号を以下ではshort'信号とする。
In the same period, [Magenta (Mg) + Cyan (Cy)], [Green (G) + Yellow (Ye)] and [Green (G) + Cyan (Cy)] Long signal of color component and short
Similar processing is performed when a signal is being output.
Hereinafter, a signal obtained by giving a gain to the short signal by the gain adjusting means 7 is referred to as a short 'signal.

【0109】long信号とゲイン調整されたshort'信号に
基づいて、図13で示したダイナミックレンジ拡大の原
理に示すような方法により、後段の画像合成手段8によ
り合成が行われる。
Based on the long signal and the short signal whose gain has been adjusted, the image is synthesized by the image synthesizing means 8 at the subsequent stage by a method as shown in the principle of dynamic range expansion shown in FIG.

【0110】以上のような方法により、蛍光灯のような
色成分毎にその位相が異なる場合でも、画面全体にわた
ってlong信号とshort信号の露光量の比を高い精度で求
めることができるため、long信号とゲイン調整されたsh
ort'信号を用いての画像合成手段8による合成画像は、
低輝度部から高輝度部まで安定的に連続した階調特性と
色特性を得ることができる。
According to the above method, even when the phase of each color component such as a fluorescent lamp is different, the ratio of the exposure amount of the long signal and the exposure amount of the short signal can be obtained with high accuracy over the entire screen. Signal and gain adjusted sh
The combined image by the image combining means 8 using the ort 'signal is
It is possible to obtain stable and continuous gradation characteristics and color characteristics from a low luminance portion to a high luminance portion.

【0111】画像合成手段8において合成された信号
は、それ以降の処理において、実施の形態1の場合と同
様に、輝度信号と色差信号の分離、ノイズ除去、エッジ
強調、ガンマ補正、マトリクス演算、特定のフォーマッ
トへのエンコードなどの処理が施される。
In the subsequent processing, the signal synthesized by the image synthesizing means 8 is separated from the luminance signal and the chrominance signal, noise removal, edge enhancement, gamma correction, matrix operation, and the like, as in the first embodiment. Processing such as encoding to a specific format is performed.

【0112】なお、本実施の形態4において、固体撮像
素子2のホトダイオード上のカラーフィルタ配列として
マゼンタ、シアン、グリーン、イエローのものについて
説明を行ったが、本発明はこれに限られるものではな
く、種々の分光特性の異なる色分離フィルタを有するも
のに対しても本発明を適用することができる。また、色
分離フィルタに代えて色分離プリズムによるカラー化手
段を有するものについても本発明を適用することができ
る。
In the fourth embodiment, magenta, cyan, green, and yellow color filter arrays on the photodiodes of the solid-state imaging device 2 have been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to filters having various color separation filters having different spectral characteristics. In addition, the present invention can be applied to a device having a colorization unit using a color separation prism instead of the color separation filter.

【0113】なお、図示はしていないが、実施の形態3
と実施の形態4とを混成した実施の形態もある得る。す
なわち、ブロック単位の積分手段ΣBL1,ΣBL2…
ΣBLnのそれぞれに対して色成分毎の積分手段ΣM
Y,ΣMC,ΣGY,ΣGCを付加した構成とすればよ
い。
Although not shown, Embodiment 3
There may be an embodiment in which the third embodiment is mixed with the fourth embodiment. That is, the integration means $ BL1, $ BL2,.
積分 Integrating means for each color component for each of BLnΣM
The configuration may be such that Y, $ MC, $ GY, $ GC are added.

【0114】[0114]

【発明の効果】本発明によれば、撮像によって得た長時
間露光信号と短時間露光信号との露光量比、すなわち撮
像の条件・状況等の実状に応じた実際的な露光量比を求
め、その実際的な露光量比に基づいて、適応的に、ダイ
ナミックレンジ拡大に際しての長時間露光信号と短時間
露光信号とのゲイン調整を行った上で、長時間露光信号
と短時間露光信号とを合成するように構成したので、露
光量比があらかじめ固定的に定められている従来技術に
比べて、合成画像においてその階調特性を安定的に連続
したものとなすことができ、画像の品質を向上すること
ができる。したがって、例えば、光学絞りを機械シャッ
ターと兼用するときのように光学絞りの開き具合の相違
によってシャッターが全閉するまでの時間差に起因して
露光量比が変動する場合や、蛍光灯のように周期的に輝
度レベルが変化する照明下での撮影のときのように撮影
タイミングの相違に起因して露光量比が変動する場合に
おいても、安定的に連続した階調特性をもつ画像品質の
すぐれたダイナミックレンジ拡大を実現することができ
る。
According to the present invention, an exposure amount ratio between a long-time exposure signal and a short-time exposure signal obtained by imaging, that is, an actual exposure amount ratio according to the actual conditions such as imaging conditions and conditions is obtained. Based on the actual exposure amount ratio, after adaptively adjusting the gain between the long exposure signal and the short exposure signal when expanding the dynamic range, the long exposure signal and the short exposure signal are adjusted. Is composed so that the gradation characteristics of the synthesized image can be made to be stably continuous as compared with the conventional technology in which the exposure amount ratio is fixedly determined in advance, and the image quality is improved. Can be improved. Therefore, for example, when the exposure amount ratio fluctuates due to a time difference until the shutter is fully closed due to a difference in opening degree of the optical aperture, such as when the optical aperture is also used as a mechanical shutter, or as in a fluorescent lamp. Excellent image quality with stable and continuous gradation characteristics even when the exposure ratio fluctuates due to differences in shooting timing, such as when shooting under illumination where the luminance level changes periodically. Dynamic range expansion can be realized.

【0115】また、撮像画面上でのブロック単位で長時
間露光信号と短時間露光信号との露光量比を実測し、そ
のブロック単位で実測した精度の高い露光量比に基づい
てゲイン調整を行った上で両信号を合成すれば、蛍光灯
のように輝度レベルが周期的に変化する光源と、そのよ
うな変化のない太陽光のような光源のように複数種類の
光源がある場合においても、ダイナミックレンジ拡大の
ために合成画像を、ブロック単位での光源種類に適応し
た状態での安定的に連続した階調特性をもつ高品質の画
像となすことができる。
Further, the exposure ratio between the long exposure signal and the short exposure signal is actually measured for each block on the imaging screen, and the gain is adjusted based on the highly accurate exposure ratio actually measured for each block. In addition, if both signals are combined, even if there are a light source whose luminance level changes periodically like a fluorescent lamp and a light source like sunlight without such change, there are multiple types of light sources In addition, the synthesized image can be made into a high-quality image having a stable and continuous gradation characteristic in a state adapted to the type of light source in block units for expanding the dynamic range.

【0116】また、色成分毎に長時間露光信号と短時間
露光信号との露光量比を実測し、その色成分毎に実測し
た精度の高い露光量比に基づいてゲイン調整を行った上
で両信号を合成すれば、色成分毎に明るさの位相が相違
する蛍光灯のような光源下で撮影した場合においても、
ダイナミックレンジ拡大のために合成画像を、光源種類
のいかんにかかわらず、安定的に連続した階調特性をも
つ高品質の画像となすことができる。
The exposure ratio of the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is actually measured for each color component, and the gain is adjusted based on the highly accurate exposure ratio actually measured for each color component. If both signals are combined, even when photographed under a light source such as a fluorescent lamp, the brightness phase of which differs for each color component,
For the purpose of expanding the dynamic range, the synthesized image can be made into a high-quality image having stable and continuous gradation characteristics regardless of the type of light source.

【0117】また、露光量比検出手段に対する長時間露
光信号および短時間露光信号の転送に際して、いずれか
一方の露光信号については画像メモリに格納するが、他
方の露光信号については画像メモリへの格納と並行して
露光量比検出手段に送出し、併せて画像メモリからは前
記一方の露光信号を読み出すように構成すれば、露光量
比検出手段に対する両信号の転送のタイミングが早くな
り、露光量比検出の処理に要する時間を短縮化すること
ができる。
In transferring the long-time exposure signal and the short-time exposure signal to the exposure ratio detecting means, one of the exposure signals is stored in the image memory, while the other is stored in the image memory. In parallel with the exposure amount detection means, and at the same time, the one exposure signal is read out from the image memory. The time required for the ratio detection processing can be reduced.

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

【図1】 本発明の実施の形態1における静止画固体撮
像装置の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a still image solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態における静止画固体撮像
装置での2水平ライン加算手段の構成例を示すブロック
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a two-horizontal line addition unit in the still image solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図3】 本発明の実施の形態における静止画固体撮像
装置での画像メモリの構成例を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an image memory in the still image solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態1における静止画固体撮
像装置での固体撮像素子における被写体像の露光及び露
光した信号の読み出しと画像メモリのリード、ライト動
作に関するタイミングチャート
FIG. 4 is a timing chart for exposing a subject image, reading an exposed signal, and reading and writing an image memory in a solid-state imaging device in the still-image solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention;

【図5】 本発明の実施の形態における静止画固体撮像
装置での信号レベル判定手段における構成例を示すブロ
ック図
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a signal level determination unit in the still image solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図6】 本発明の実施の形態2における静止画固体撮
像装置の構成を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a still image solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図7】 本発明の実施の形態2における静止画固体撮
像装置での固体撮像素子における被写体像の露光及び露
光した信号の読み出しと画像メモリのリード、ライト動
作に関するタイミングチャート
FIG. 7 is a timing chart for exposing a subject image in a solid-state imaging device, reading an exposed signal, and reading and writing an image memory in a solid-state imaging device in a solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図8】 本発明の実施の形態3における静止画固体撮
像装置の構成を示すブロック図
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a still image solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態3における画面ブロック
分割の様子を示す模式図
FIG. 9 is a schematic diagram showing a state of screen block division according to Embodiment 3 of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態4における静止画固体
撮像装置の構成を示すブロック図
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a still image solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態4における静止画固体
撮像装置での固体撮像素子の色フィルタ配列を示す構成
FIG. 11 is a configuration diagram showing a color filter array of a solid-state imaging device in a still-image solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention;

【図12】 蛍光灯の色成分毎の明るさの変動図FIG. 12 is a diagram illustrating a change in brightness for each color component of a fluorescent lamp.

【図13】 従来の技術および本発明でのダイナミック
レンジ拡大の原理の説明図
FIG. 13 is an explanatory diagram of a principle of expanding a dynamic range according to the related art and the present invention.

【図14】 従来の技術における静止画固体撮像装置で
の機械シャッターの閉動作の説明図
FIG. 14 is an explanatory diagram of a closing operation of a mechanical shutter in a still image solid-state imaging device according to a conventional technique.

【図15】 従来の技術における静止画固体撮像装置で
の蛍光灯下の被写体撮影時の露光動作説明図
FIG. 15 is an explanatory view of an exposure operation when photographing a subject under a fluorescent lamp in a still image solid-state imaging device according to the related art.

【図16】 従来の技術における静止画固体撮像装置で
の露光量の比に相当するゲインがshort信号に与えられ
ない場合の画像合成処理後の不具合説明図
FIG. 16 is an explanatory diagram of a defect after image synthesis processing when a gain corresponding to a ratio of an exposure amount in a still image solid-state imaging device according to the related art is not given to a short signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……光学絞りと兼用の機械シャッター 2……固体撮像素子 3……2水平加算処理手段 4……画像メモリ 5……シャッター駆動制御手段 6……露光量比検出手段 7……ゲイン調整手段 8……画像合成手段 9……画像信号切換え手段 41a…long信号用フレームメモリ 42b…short信号用フレームメモリ 61……信号レベル判定手段 62……全画面領域のlong信号積分手段 63……全画面領域のshort信号積分手段 64……露光量比演算手段 65a…マルチプレクサ 65b…マルチプレクサ 66a…セレクタ 66b…セレクタ 67……ブロック単位のlong信号積分手段 68……ブロック単位のshort信号積分手段 69……色成分毎のlong信号積分手段 610…色成分毎のshort信号積分手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mechanical shutter which also serves as an optical diaphragm 2 ... Solid-state imaging device 3 ... 2 Horizontal addition processing means 4 ... Image memory 5 ... Shutter drive control means 6 ... Exposure amount ratio detection means 7 ... Gain adjustment means 8 image synthesizing means 9 image signal switching means 41a frame memory for long signal 42b frame memory for short signal 61 signal level determining means 62 long signal integrating means for entire screen area 63 full screen Area short signal integrating means 64 Exposure ratio calculating means 65a Multiplexer 65b Multiplexer 66a Selector 66b Selector 67 Long signal integrating means in block units 68 Short signal integrating means in block units 69 Color Long signal integration means for each component 610 ... short signal integration means for each color component

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/335 H04N 5/335 Q 9/04 9/04 B // H04N 101:00 101:00 (72)発明者 日下 博也 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 山本 靖利 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) 2H054 AA01 5B047 AB04 BB01 BC06 CA19 CB15 CB16 DA01 DC20 5C022 AA13 AB12 AB17 AB20 AC42 AC52 AC54 AC56 AC69 AC74 5C024 BX01 CX47 CX56 DX07 EX34 GZ32 GZ42 HX23 HX28 HX30 HX31 HX57 HX58 5C065 AA03 BB48 CC08 CC09 DD02 DD09 DD14 DD17 EE05 EE07 GG18 GG21 GG23 GG24 GG29 GG30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/335 H04N 5/335 Q 9/04 9/04 B // H04N 101: 00 101: 00 (72 ) Inventor Hiroya Kusaka 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Yasutoshi Yamamoto 1006 Kadoma Odaka, Kadoma City, Osaka Pref. AB04 BB01 BC06 CA19 CB15 CB16 DA01 DC20 5C022 AA13 AB12 AB17 AB20 AC42 AC52 AC54 AC56 AC69 AC74 5C024 BX01 CX47 CX56 DX07 EX34 GZ32 GZ42 HX23 HX28 HX30 HX31 HX57 HX58 5C065 AA03 BB48 CC08 CC09 DD09 DD08

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像によって得た長時間露光信号と短時
間露光信号とを合成することによりダイナミックレンジ
拡大を行う静止画固体撮像装置であって、前記長時間露
光信号と前記短時間露光信号との露光量比を検出し、そ
の検出した露光量比に基づいて前記ダイナミックレンジ
拡大における長時間露光信号と短時間露光信号とのゲイ
ン調整を行うことを特徴とする静止画固体撮像装置。
1. A still image solid-state imaging device for expanding a dynamic range by combining a long-time exposure signal and a short-time exposure signal obtained by imaging, wherein the long-time exposure signal and the short-time exposure signal are A solid-state imaging device for a still image, wherein a gain between a long-time exposure signal and a short-time exposure signal in the dynamic range expansion is adjusted based on the detected exposure ratio.
【請求項2】 前記長時間露光信号と前記短時間露光信
号との露光量比の検出を撮像画面に分割形成したブロッ
ク毎に行い、前記ゲイン調整をブロック毎に行うことを
特徴とする請求項1に記載の静止画固体撮像装置。
2. The method according to claim 1, wherein an exposure ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is detected for each of blocks divided and formed on an imaging screen, and the gain adjustment is performed for each block. 2. The still image solid-state imaging device according to 1.
【請求項3】 前記長時間露光信号と前記短時間露光信
号との露光量比の検出を色成分毎に行い、前記ゲイン調
整を色成分毎に行うことを特徴とする請求項1に記載の
静止画固体撮像装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein an exposure amount ratio between the long exposure signal and the short exposure signal is detected for each color component, and the gain adjustment is performed for each color component. Still image solid-state imaging device.
【請求項4】 前記長時間露光信号と前記短時間露光信
号との露光量比の検出を撮像画面に分割形成したブロッ
ク毎にかつ色成分毎に行い、前記ゲイン調整をブロック
毎にかつ色成分毎に行うことを特徴とする請求項1に記
載の静止画固体撮像装置。
4. A detection of an exposure ratio between the long-time exposure signal and the short-time exposure signal is performed for each block divided and formed on the imaging screen and for each color component, and the gain adjustment is performed for each block and each color component. 2. The still image solid-state imaging device according to claim 1, wherein the imaging is performed every time.
【請求項5】 露光量の異なる複数の画像信号を独立に
出力する撮像手段と、前記撮像手段からの露光量の異な
る複数の画像信号を記憶する画像メモリと、前記露光量
の異なる複数の画像信号の露光量比を検出する露光量比
検出手段と、前記検出した露光量比に基づいて前記画像
メモリから読み出された前記露光量の異なる複数の画像
信号に対するゲイン調整を行うゲイン調整手段と、前記
ゲイン調整後の前記露光量の異なる複数の画像信号を合
成する画像合成手段とを備えていることを特徴とする静
止画固体撮像装置。
5. An image pickup means for independently outputting a plurality of image signals having different exposure amounts, an image memory storing a plurality of image signals having different exposure amounts from the image pickup means, and a plurality of images having different exposure amounts. An exposure ratio detection unit that detects an exposure ratio of a signal; and a gain adjustment unit that performs gain adjustment for a plurality of image signals having different exposure amounts read from the image memory based on the detected exposure ratio. An image synthesizing means for synthesizing a plurality of image signals having different exposure amounts after the gain adjustment.
【請求項6】 前記露光量比検出手段は、前記露光量の
異なる複数の画像信号の信号レベルを判定する信号レベ
ル判定手段と、そのレベル判定により所定の範囲内にあ
る露光量の異なる複数の画像信号毎に積分値を求める積
分手段と、それら複数の積分値の比を求める露光量比演
算手段とから構成されていることを特徴とする請求項5
に記載の静止画固体撮像装置。
6. An exposure amount ratio detection unit, comprising: a signal level determination unit for determining signal levels of a plurality of image signals having different exposure amounts; and a plurality of exposure amounts having different exposure amounts within a predetermined range based on the level determination. 6. An image forming apparatus according to claim 5, further comprising: integrating means for calculating an integral value for each image signal; and exposure amount calculating means for calculating a ratio of the plurality of integrated values.
3. The still image solid-state imaging device according to item 1.
【請求項7】 前記積分手段は、画面を複数のブロック
に分割したブロック単位で前記露光量の異なる複数の画
像信号毎に積分値を求めるように構成されていることを
特徴とする請求項6に記載の静止画固体撮像装置。
7. The image processing apparatus according to claim 6, wherein said integrating means calculates an integrated value for each of the plurality of image signals having different exposure amounts in a unit of a block obtained by dividing a screen into a plurality of blocks. 3. The still image solid-state imaging device according to item 1.
【請求項8】 前記撮像手段が分光特性の異なる色分離
フィルタあるいは色分離プリズムによるカラー化手段を
有しており、さらに、前記積分手段は、色成分毎に前記
露光量の異なる複数の画像信号毎に積分値を求めるよう
に構成されていることを特徴とする請求項6に記載の静
止画固体撮像装置。
8. The image pickup means has a color separation filter or a color separation prism having different spectral characteristics, and the integrating means further comprises a plurality of image signals having different exposure amounts for each color component. 7. The still-image solid-state imaging device according to claim 6, wherein an integrated value is calculated for each image.
【請求項9】 前記撮像手段が分光特性の異なる色分離
フィルタあるいは色分離プリズムによるカラー化手段を
有しており、さらに、前記積分手段は、画面を複数のブ
ロックに分割したブロック単位でかつ色成分毎に前記露
光量の異なる複数の画像信号毎に積分値を求めるように
構成されていることを特徴とする請求項6に記載の静止
画固体撮像装置。
9. The image pickup means has a color separation filter or a color separation prism having different spectral characteristics, and the integration means further comprises: a block unit which divides a screen into a plurality of blocks; 7. The still image solid-state imaging device according to claim 6, wherein an integrated value is obtained for each of the plurality of image signals having different exposure amounts for each component.
【請求項10】 前記撮像手段から前記画像メモリに送
出する前記露光量の異なる複数の画像信号のうちいずれ
か一方の画像信号について、前記撮像手段からの画像信
号と前記画像メモリからの画像信号を切り換えて前記露
光量比検出手段に送出する画像信号切換え手段を備えて
いることを特徴とする請求項5から請求項9までのいず
れかに記載の静止画固体撮像装置。
10. An image signal from the image pickup means and an image signal from the image memory for any one of the plurality of image signals having different exposure amounts sent from the image pickup means to the image memory. 10. The still-image solid-state imaging device according to claim 5, further comprising: an image signal switching unit that switches and sends the image signal to the exposure amount ratio detection unit.
【請求項11】 前記露光量の異なる複数の画像信号に
対するゲイン調整手段は、前記露光量比検出手段で検出
された露光量比に基づくゲインを前記露光量の異なる複
数の画像信号のうち少なくとも1つに与えるように構成
されていることを特徴とする請求項5から請求項10ま
でのいずれかに記載の静止画固体撮像装置。
11. A gain adjusting unit for a plurality of image signals having different exposure amounts, wherein a gain based on the exposure ratio detected by the exposure ratio detecting unit is set to at least one of the image signals having different exposure amounts. The still image solid-state imaging device according to any one of claims 5 to 10, wherein the still image solid-state imaging device is configured to be provided to each of the plurality of still images.
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