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Claims (17)

被写体の2次元画像を、少なくとも一部期間が重複している第1の露光時間および第2の露光時間で撮像可能であって、前記第1の露光時間で撮像された第1映像信号を格納するための第1のラインメモリおよび前記第2の露光時間で撮像された第2映像信号を格納するための第2のラインメモリとを備え、前記第1及び第2のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能なイメージセンサと、
前記2次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第1のラインメモリから得られる信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとにそれぞれの積算値を求め、各エリアの積算値を比較して、輝度レベルの低い順にn個の低輝度エリアを抽出し、そのn個の低輝度エリアの輝度平均値を算出する低輝度平均値算出手段と、
前記2次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第2のラインメモリからの信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとにそれぞれの積算値を求め、各エリアの積算値を比較して、輝度レベルの高い順にm個の高輝度エリアを抽出し、そのm個の高輝度エリアの輝度平均値を算出する高輝度平均値算出手段と、
前記各輝度平均値の算出結果に基づき、それぞれ前記第1,第2の露光時間を個別に制御する第1,第2の制御信号を生成する手段と
を具備したことを特徴とする撮像装置。
A two-dimensional image of a subject can be captured with a first exposure time and a second exposure time that overlap at least partially, and a first video signal captured with the first exposure time is stored. And a second line memory for storing the second video signal imaged at the second exposure time, and corresponding to the first and second line memories. An image sensor that can output video signals in parallel;
The two-dimensional image is divided into a plurality of areas, a signal obtained from the first line memory corresponding to each area is selectively extracted, and an integrated value is obtained for each of the plurality of areas. Low luminance average value calculating means for extracting n low luminance areas in order of increasing luminance level and calculating the luminance average value of the n low luminance areas;
The two-dimensional image is divided into a plurality of areas, a signal from the second line memory corresponding to each area is selectively extracted, and an integrated value is obtained for each of the plurality of areas. High luminance average value calculating means for comparing the integrated values, extracting m high luminance areas in descending order of luminance level, and calculating average luminance values of the m high luminance areas;
An image pickup apparatus comprising: means for generating first and second control signals for individually controlling the first and second exposure times based on the calculation results of the respective luminance average values.
被写体の2次元画像を、第1の露光時間および第2の露光時間で撮像可能であって、前記第1の露光時間で撮像された第1映像信号を格納するための第1のラインメモリおよび前記第2の露光時間で撮像された第2映像信号を格納するための第2のラインメモリとを備え、第1の露光時間および第2の露光時間の和が1/30fps未満であってかつ、前記第1及び第2のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能なイメージセンサと、
前記第1のラインメモリからの第1の信号出力の輝度平均値を算出する第1輝度平均値算出手段と、
前記第1輝度平均値算出手段の結果にもとづいて、前記第1の映像信号を得る光量を個別に制御する第1の制御信号を生成する第1制御信号生成手段と、
前記第2のラインメモリからの第2の信号出力の輝度平均値を算出する第2輝度平均値算出手段と、
前記第2輝度平均値算出手段の結果にもとづいて、前記第2の映像信号を得る光量を個別に制御する第2の制御信号を生成する第2制御信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
A first line memory capable of capturing a two-dimensional image of a subject with a first exposure time and a second exposure time, and storing a first video signal imaged with the first exposure time; A second line memory for storing a second video signal imaged at the second exposure time, and the sum of the first exposure time and the second exposure time is less than 1/30 fps, and An image sensor capable of outputting in parallel the corresponding video signal between the first and second line memories;
First luminance average value calculating means for calculating a luminance average value of the first signal output from the first line memory;
First control signal generating means for generating a first control signal for individually controlling the amount of light to obtain the first video signal based on the result of the first luminance average value calculating means;
Second luminance average value calculating means for calculating a luminance average value of the second signal output from the second line memory;
Second control signal generating means for generating a second control signal for individually controlling the amount of light to obtain the second video signal based on the result of the second luminance average value calculating means;
An imaging apparatus comprising:
前記第1の映像信号は、第1の露光時間で検出した信号であり、
前記第2の映像信号は、前記第1の露光時間よりも短時間である第2の露光時間で検出した信号であることを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項記載の撮像装置。
The first video signal is a signal detected at a first exposure time;
3. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second video signal is a signal detected in a second exposure time that is shorter than the first exposure time. 4. .
前記イメージセンサは、同一画素を用いて前記第1の露光時間及び前記第2の露光時間で二重に撮像可能であって、前記第1の露光時間と前記第2の露光時間とは時間的に一部が重複していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の撮像装置。   The image sensor can perform double imaging using the same pixel at the first exposure time and the second exposure time, and the first exposure time and the second exposure time are temporal. The imaging apparatus according to claim 1, wherein a part of the imaging apparatus overlaps. 前記イメージセンサは、画素に蓄積された信号電荷が所定の閾値を超えた場合、前記蓄積された信号電荷を消去し、再び信号電荷を蓄積することを特徴とする請求項4記載の撮像装置。   5. The image pickup apparatus according to claim 4, wherein the image sensor erases the accumulated signal charge and accumulates the signal charge again when the signal charge accumulated in the pixel exceeds a predetermined threshold. 前記イメージセンサの各画素は、
電源と信号線との間に直列接続された行選択トランジスタおよび増幅トランジスタと、
前記電源と前記増幅トランジスタのゲートとを接続するリセットトランジスタと、
一端にフォトダイオードが接続され、他端がフローティングディフュージョンに接続される読み出しトランジスタとを備え、
行選択トランジスタのゲートには前記フローティングディフュージョンから電荷を転送する転送ゲートパルスが供給され、前記リセットトランジスタのゲートには前記フローティングディフュージョンに蓄積された電荷を消去するリセットパルスが供給され、前記読み出しトランジスタのゲートには前記フローティングディフュージョンに電荷を蓄積する読み出しパルスが供給される、ことを特徴とする請求項1または2記載の撮像装置。
Each pixel of the image sensor is
A row selection transistor and an amplification transistor connected in series between a power source and a signal line;
A reset transistor connecting the power source and the gate of the amplification transistor;
A photodiode connected to one end and a read transistor connected to the floating diffusion at the other end,
A transfer gate pulse for transferring charge from the floating diffusion is supplied to the gate of the row selection transistor, and a reset pulse for erasing the charge accumulated in the floating diffusion is supplied to the gate of the reset transistor. 3. The imaging apparatus according to claim 1, wherein a readout pulse for accumulating electric charges in the floating diffusion is supplied to the gate.
前記第1の露光時間の途中で、前記リセットパルスを前記行選択トランジスタのゲートに加えて、前記リセットトランジスタのポテンシャル障壁を押下げ、前記フローティングディフュージョンに蓄積された信号電荷を消去する、ことを特徴とする請求項6記載の撮像装置。   In the middle of the first exposure time, the reset pulse is applied to the gate of the row selection transistor to push down the potential barrier of the reset transistor and erase the signal charge accumulated in the floating diffusion. The imaging device according to claim 6. 前記第1の露光時間の途中で、前記読み出しパルスを前記読み出しトランジスタのゲートに加えて、前記第2の露光時間に対応して蓄積した信号電荷を読み出す、ことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。   8. The signal charge accumulated corresponding to the second exposure time is read out by applying the readout pulse to the gate of the readout transistor in the middle of the first exposure time. Imaging device. 被写体の2次元画像に対して、第1の露光時間で撮像された第1映像信号および前記第1の露光時間よりも長い第2の露光時間で撮像された第2映像信号を得るためのイメージセンサと、An image for obtaining a first video signal imaged at a first exposure time and a second video signal imaged at a second exposure time longer than the first exposure time for a two-dimensional image of the subject. A sensor,
前記2次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第1の映像信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとに輝度積算値を求めて、輝度レベルの低い順にn個の低輝度エリアを抽出し、そのn個の低輝度エリアの輝度平均値を算出する低輝度平均値算出手段と、The two-dimensional image is divided into a plurality of areas, the first video signal corresponding to each area is selectively extracted to obtain a luminance integrated value for each of the plurality of areas, and n in ascending order of luminance level. Low luminance average value calculating means for extracting the low luminance areas and calculating the average luminance value of the n low luminance areas;
前記2次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第2の映像信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとに輝度積算値を求め、輝度レベルの高い順にm個の高輝度エリアを抽出し、そのm個の高輝度エリアの輝度平均値を算出する高輝度平均値算出手段と、The two-dimensional image is divided into a plurality of areas, the second video signal corresponding to each area is selectively extracted to obtain a luminance integrated value for each of the plurality of areas, and m in order from the highest luminance level. High brightness average value calculating means for extracting the high brightness area of the m and calculating the brightness average value of the m high brightness areas;
前記各輝度平均値の算出結果に基づき、それぞれ前記第1,第2の露光時間を個別に制御するための第1,第2の制御信号を生成する手段と、Means for generating first and second control signals for individually controlling the first and second exposure times based on the calculation results of the respective luminance average values;
前記第2の映像信号から、環境光成分を除去して物体光成分の映像信号を得る信号処理手段と、Signal processing means for removing an ambient light component from the second video signal to obtain an object light component video signal;
を具備することを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus comprising:
前記イメージセンサが、少なくとも一部期間が重複している第1の露光時間および第2の露光時間で撮像可能であって、前記第1の露光時間で撮像された第1映像信号を格納するための第1のラインメモリおよび前記第2の露光時間で撮像された第2映像信号を格納するための第2のラインメモリとを備え、前記第1及び第2のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能である、請求項9記載の撮像装置。The image sensor is capable of capturing an image with a first exposure time and a second exposure time at least partially overlapping each other, and stores the first video signal imaged with the first exposure time. A first line memory and a second line memory for storing a second video signal picked up at the second exposure time, and corresponding video signals between the first and second line memories The imaging apparatus according to claim 9, which can output in parallel. 前記イメージセンサが、被写体の2次元画像を、第1の露光時間および第2の露光時間で撮像可能であって、前記第1の露光時間で撮像された第1映像信号を格納するための第1のラインメモリおよび前記第2の露光時間で撮像された第2映像信号を格納するための第2のラインメモリとを備え、第1の露光時間および第2の露光時間の和が1/フレーム周波数未満であってかつ、前記第1及び第2のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能である、請求項9記載の撮像装置。The image sensor is capable of capturing a two-dimensional image of a subject with a first exposure time and a second exposure time, and stores a first video signal imaged with the first exposure time. 1 line memory and a second line memory for storing the second video signal imaged at the second exposure time, and the sum of the first exposure time and the second exposure time is 1 / frame. The imaging apparatus according to claim 9, wherein the imaging apparatus has a frequency lower than that and can output corresponding video signals between the first and second line memories in parallel. 前記信号処理手段が、前記第1および第2の映像信号のそれぞれから、環境光を除去するための第1の2次元低域フィルタ群を有することを特徴とする請求項9記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 9, wherein the signal processing unit includes a first two-dimensional low-pass filter group for removing ambient light from each of the first and second video signals. 前記信号処理手段が、前記第1および第2の映像信号から前記第1の2次元低域フィルタ群の出力をそれぞれ引き算する手段を有することを特徴とする請求項9記載の撮像装置。10. The imaging apparatus according to claim 9, wherein the signal processing means includes means for subtracting outputs of the first two-dimensional low-pass filter group from the first and second video signals. 前記信号処理手段が、前記第1および第2の映像信号から、それぞれが物体の輪郭部付近に発生するハレーションを除去するための第2の2次元低域フィルタ群を有することを特徴とする請求項9記載の撮像装置。The signal processing means includes a second two-dimensional low-pass filter group for removing halation generated in the vicinity of the contour portion of the object from the first and second video signals. Item 10. The imaging device according to Item 9. 前記信号処理手段は、Retinex変換を行なう第1の変換手段を有することを特徴とする請求項9記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 9, wherein the signal processing means includes first conversion means for performing Retinex conversion. 前記信号処理手段は、さらに、前記第1の映像信号に対してRetinex変換を行なう第2の変換手段を有することを特徴とする請求項15記載の撮像装置。16. The imaging apparatus according to claim 15, wherein the signal processing means further includes second conversion means for performing Retinex conversion on the first video signal. さらに、第1の映像信号もしくはRetinex変換を行なった第1の映像信号のいずれか一方と、Retinex変換を行なった第2の映像信号とを合成する合成手段を備えることを特徴とする請求項15または16記載の撮像装置。16. The image processing apparatus according to claim 15, further comprising a combining unit that combines either the first video signal or the first video signal subjected to the Retinex conversion with the second video signal subjected to the Retinex conversion. Or the imaging device of 16.
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