JP2804782B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JP2804782B2
JP2804782B2 JP1101918A JP10191889A JP2804782B2 JP 2804782 B2 JP2804782 B2 JP 2804782B2 JP 1101918 A JP1101918 A JP 1101918A JP 10191889 A JP10191889 A JP 10191889A JP 2804782 B2 JP2804782 B2 JP 2804782B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は例えば、スチルビデオカメラシステムに係わ
り、特に固体撮像素子のダイナミックレンジの拡大を図
った撮像装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, a still video camera system, and more particularly, to an image pickup apparatus for expanding a dynamic range of a solid-state image pickup device.

[従来の技術] 近年、フロッピディスクと同じ構造のスチルビデオデ
ィスクを記録媒体として用いるスチルビデオカメラ(電
子スチルカメラ)が出現している。そして、このカメラ
においては例えば、画像再生用プロセッサを電気的機械
的に着脱自在な構成とし、カメラ単体で携帯して撮影し
た像をカメラ内蔵のスチルビデオディスクに録画すると
ともに、当該カメラを画像再生用プロセッサに接続して
スチルビデオディスクの録画像を再生し、表示或いはハ
ードコピーとして得て画像鑑賞することが出来るように
している。
[Related Art] In recent years, still video cameras (electronic still cameras) using a still video disk having the same structure as a floppy disk as a recording medium have appeared. In this camera, for example, an image playback processor is configured to be electrically and mechanically detachable, and an image taken while being carried by the camera alone is recorded on a still video disk built in the camera, and the camera is used for image playback. Connected to a processor for playback of recorded images on a still video disc, and display or obtain a hard copy so that the images can be viewed.

ところで、このようなスチルビデオカメラにおいて
は、画像を撮像するイメージング素子としてCCD(固体
撮像素子)などの撮像素子を使用する。
By the way, in such a still video camera, an imaging device such as a CCD (solid-state imaging device) is used as an imaging device for capturing an image.

このような撮像素子においては第9図に示すように、
その撮像素子の持つ所定の飽和レベルLSがあり、スチル
ビデオカメラにおいては、光の蓄積はテレビの水平走査
期間1H内で最大LSであり、このLSが飽和レベルとなる。
従って、この1H期間内に飽和レベルLSを超える光量Lmの
光入射に対しては出力が飽和してしまう。このような場
合、ダイナミックレンジを拡大する方法として従来より
撮像素子の蓄積電荷を2回読出し、加算して1画像分の
映像信号を得る方法がある。
In such an image sensor, as shown in FIG.
There is a predetermined saturation level LS of the image sensor. In a still video camera, light accumulation is a maximum LS within a horizontal scanning period 1H of the television, and this LS becomes a saturation level.
Therefore, the output is saturated when light with a light amount Lm exceeding the saturation level LS is incident within the 1H period. In such a case, as a method of expanding the dynamic range, there is a method of reading out the accumulated charges of the image sensor twice and adding them to obtain a video signal for one image.

しかしながら、この方法はシャッタ速度を倍にし、一
画面を2回の撮像すなわち、連続して2回にわたり撮影
し、その撮像毎の映像出力を加算合成して得るようにす
るものである。すなわち、第10図に示すように第1回目
のシャッタ操作により撮影した第1読出出力映像信号と
第2回目のシャッタ操作により撮影した第2読出出力映
像信号とを加算すると共に、それぞれのシャッタ操作に
よる撮影時間は通常の露光時間の半分とし、それぞれの
撮影時間における入射光量が飽和レベルLSを超えない時
間とすることにより加算後の映像信号が本来のレベルに
なるようにして飽和レベルLSの影響を除くようにしたも
のである。
However, in this method, the shutter speed is doubled so that one screen is imaged twice, that is, two consecutive shots, and the video output for each image is added and synthesized. That is, as shown in FIG. 10, the first read output video signal photographed by the first shutter operation and the second read output video signal photographed by the second shutter operation are added, and each shutter operation is performed. The exposure time is set to half of the normal exposure time, and the amount of incident light during each exposure time does not exceed the saturation level LS so that the added video signal becomes the original level and the effect of the saturation level LS Is excluded.

[発明が解決しようとする課題] このように撮像素子は入射光量に対する飽和レベルが
あり、この飽和レベルを超える光量に対しては飽和して
しまうので解像度が悪くなる。そこで、この飽和の影響
を除くために一画像を2回のシャッタ操作にて2回撮影
することにより、それぞれの映像信号を得、両者を加算
して一画像を得る方式が従来よりある。しかし、スチル
ビデオカメラは撮影像をテレビ画像として再生して鑑賞
できるようにするために、テレビの同期信号に同期させ
て一連のシーケンスが実施されるようになっている。そ
して、NTSC方式の場合、垂直同期はフィールド順次方式
の場合、1フィールドが1/60秒であり、従って、読出し
時間も1フィールド当り最大で一回となっている。この
場合、上述したダイナミックレンジ拡大方式を採用する
と2回の撮影を行って一枚の画像を得ることから、2回
目の撮影は1回目の撮影より1/60秒は遅れることにな
る。この遅れは静止物や動きの遅い被写体を撮影するに
は問題がないが、動きの早い被写体を撮影する時には重
大な問題を引き起こす。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the image sensor has a saturation level with respect to the incident light amount, and is saturated with respect to the light amount exceeding this saturation level, so that the resolution is deteriorated. Therefore, in order to eliminate the influence of the saturation, there has been a method in which one image is photographed twice by two shutter operations to obtain respective video signals, and the two are added to obtain one image. However, a still video camera is configured to execute a series of sequences in synchronization with a television synchronization signal so that a captured image can be reproduced and viewed as a television image. In the case of the NTSC system, the vertical synchronization is 1/60 second in one field in the case of the field sequential system, and therefore, the reading time is at most once per field. In this case, if the above-described dynamic range expansion method is adopted, two shots are performed to obtain one image, so that the second shot is delayed by 1/60 second from the first shot. This delay is not a problem for photographing a still object or a slow-moving subject, but causes a serious problem when photographing a fast-moving subject.

例えば、シャッタ速度が1/500とか1/1000とかのよう
な早い速度に合わせないと画がぶれるような場合を想定
すれば良くわかるように、上記シャッタ速度の半分の露
光時間で2回シャッタを切っても、両者の間には1/60秒
のずれが避けられず、従って、1回目と2回目の像は大
きなずれを生じてしまう。そして、この二画像を加算す
ると両者のずれから、ぶれの大きい画像となってしま
い、結局、動きのある被写体を撮影しようとすると鮮明
な写真は撮れないことになる。
For example, as can be clearly understood from a case in which an image is blurred unless the shutter speed is set to a high speed such as 1/500 or 1/1000, the shutter is shuttered twice at an exposure time of half the shutter speed. Even if it is cut, a shift of 1/60 second is inevitable between the two, and therefore, the first and second images have a large shift. Then, if these two images are added, an image with large blur will result due to the difference between the two, and as a result, a clear photograph cannot be taken when a moving subject is to be photographed.

そこでこの発明の目的とするところは、撮像素子のダ
イナミックレンジを拡大できると共に、動きの速い被写
体でも鮮明な画像を得ることができるようにしたスチル
・ビデオカメラ等に適用して最適な撮像装置を提供する
ことにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optimal image pickup apparatus which can be applied to a still video camera or the like which can expand a dynamic range of an image pickup device and can obtain a clear image even with a fast moving subject. To provide.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明は次のような手段を
講じた。すなわち、撮像素子における同一画素の出力信
号を少なくとも2回読出してそれらを加算し、1画面分
の映像信号を得るものにおいて、第1には上記1画面分
の映像信号は1撮影の露光期間を2分割して前・後半そ
れぞれ別に読出し制御する手段と、これら読出された信
号の差をとり、その差分の絶対値の信号をベースクリッ
プして上記加算した信号の補正量とし、減算補正して出
力する補正手段とを備えて構成する。また、第2には補
正手段は前記読出し制御手段より読出された2つの信号
より被写体の動きを検出し、動きが一定値以下のときは
読み出された信号を加算処理する構成とする。さらに第
3には前記補正手段は前記読出された2つの信号を入射
量情報または撮影レンズの焦点距離情報に応じて加算す
るか否かを選択して加算補正する構成とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is, in an image sensor, an output signal of the same pixel is read out at least twice and added to obtain a video signal for one screen. Means for controlling readout separately for each of the first and second halves, taking the difference between these readout signals, taking the signal of the absolute value of the difference as a base clip to obtain the correction amount of the added signal, and performing the subtraction correction And a correcting means for outputting. Second, the correction means detects the movement of the subject from the two signals read by the read control means, and when the movement is equal to or less than a predetermined value, adds the read signals. Third, the correction means selects whether or not to add the two read signals in accordance with the incident amount information or the focal length information of the photographing lens, and performs the addition correction.

[作 用] このような手段を講じたことにより、次のような作用
を呈する。すなわち、撮像素子における同一画素の出力
信号を少なくとも2回読出してそれらを加算し、1画面
分の映像信号を得ることにより、撮像素子のダイナミッ
クレンジを拡大するが、本発明は読出し制御手段によ
り、上記1画面分の映像信号は1撮影の露光期間を2分
割して前・後半それぞれ別に読出し、2つの映像信号の
かたちで得る。そして、2つの像の間にずれがあった場
合の加算合成後のぶれを除去すべく、補正手段により補
正を加えるが、この補正は第1の発明の場合、これら読
出された信号の差をとり、その差分の絶対値の信号をベ
ースクリップして上記加算した信号の補正量とし、減算
補正して出力するようにする。これにより、ずれ相当部
分は減算補正により除去され、ずれのない部分のみが合
成されることになる。従って、撮像素子のダイナミック
レンジを拡大することができ、しかも、像のずれによる
ぶれ発生も抑制できる。
[Operation] By taking such a measure, the following effects are exhibited. That is, the output signal of the same pixel in the image sensor is read out at least twice, and they are added to obtain a video signal for one screen, thereby expanding the dynamic range of the image sensor. The video signal for one screen is divided into two exposure periods for one photographing and read separately for the first half and the second half, and is obtained in the form of two video signals. Then, correction is performed by a correction unit to remove blur after addition and synthesis when there is a shift between the two images. In the case of the first invention, the correction is performed by subtracting the difference between these read signals. Then, the signal of the absolute value of the difference is base-clipped to obtain the correction amount of the added signal, and the signal is subtracted and output. As a result, the portion corresponding to the displacement is removed by the subtraction correction, and only the portion without the displacement is synthesized. Therefore, the dynamic range of the image sensor can be expanded, and the occurrence of blur due to image shift can be suppressed.

また、第2の発明の場合は前記補正手段は前記読出し
制御手段から読出された2つの信号より被写体の動きを
検出し、動きが一定値以下のときは読み出された信号を
加算処理するようにし、動きが一定値以上のときは加算
処理せずに2回読出してそれぞれ得た前記映像信号のう
ち、一方を2倍に増幅して出力する。これにより、第2
の発明の場合は動きが一定値以下のときはそのまま加算
合成し、動きが一定値以上のときは加算処理せずに前記
映像信号のうち、片方を2倍に増幅して出力すると云う
簡単な補正操作のみで撮像素子のダイナミックレンジを
拡大することができ、しかも、像のずれによるぶれ発生
も抑制できる。
In the case of the second invention, the correction means detects the movement of the subject from the two signals read from the read control means, and when the movement is equal to or less than a predetermined value, adds the read signals. When the motion is equal to or greater than a certain value, one of the video signals obtained by reading twice and obtaining each without performing the addition process is amplified by a factor of two and output. Thereby, the second
In the case of the invention, when the motion is equal to or less than a predetermined value, the addition and synthesis are performed as it is, and when the motion is equal to or more than the predetermined value, one of the video signals is amplified by a factor of 2 without being added and output. The dynamic range of the image sensor can be expanded only by the correction operation, and the occurrence of blur due to image shift can be suppressed.

また、第3の発明の場合は前記補正手段は前記読出さ
れた2つの信号を入射光量情報または撮影レンズの焦点
距離情報に応じて加算するか否かを選択して加算補正す
るようにする。すなわち、露出時間あるいは焦点距離が
長い場合には、2つの映像信号はずれが発生する可能性
が高いので、この場合は加算補正せず、2回読出してそ
れぞれ得た前記映像信号のうち、一方を2倍に増幅して
出力し、それ以外では2つの映像信号を加算する。これ
により、簡単な操作のみで撮影素子のダイナミックレン
ジの拡大することができ、しかも、像のずれによるぶれ
発生も抑制できる。
In the case of the third invention, the correction means selects whether or not to add the two read signals in accordance with the incident light amount information or the focal length information of the photographing lens, and performs the addition correction. That is, when the exposure time or the focal length is long, there is a high possibility that the two video signals will be shifted. In this case, without addition correction, one of the video signals obtained by reading twice and obtaining each of the two video signals is used. The signal is amplified by a factor of two and output. Otherwise, the two video signals are added. As a result, the dynamic range of the imaging element can be expanded with only a simple operation, and the occurrence of blur due to image shift can be suppressed.

従って、本発明によれば、撮像素子のダイナミックレ
ンジを拡大できると共に、動きの速い被写体でも鮮明な
画像を得ることができてスチル・ビデオカメラ等に適用
して最適な撮像装置を提供することが出来る。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optimal image pickup apparatus that can be applied to a still video camera or the like by being able to expand the dynamic range of the image pickup device and obtain a clear image even with a fast-moving subject. I can do it.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

ここで以下説明する本装置の前提となる技術に触れて
おくと、対象とするものはスチルビデオカメラであり、
撮像素子からの画像信号を変調し、増幅して磁気記録媒
体に与え、磁気記録するものである。撮像素子からの読
出しはテレビ映像として再生できるようにするために、
フィールド順次の場合の1フィールドの時間である1/60
秒毎の垂直同期信号VDに同期させてある。そして、磁気
記録媒体としてスチルビデオディスクを利用するように
しているため、磁気記録媒体の駆動系も同様である。磁
気記録媒体は、可撓性のある薄い円形のプラスチックフ
ィルムをベースとする磁気ディスクの磁性面上に、ヘッ
ドアクセス機構によって径方向に移動する記録再生用磁
気ヘッドにより同心円状に画像情報を記録されるように
しており、スチルビデオカメラでは画像情報を記録する
場合には、この同心円状の記録トラックが例えば、最大
50本、等間隔に形成されて各々のトラックに一コマ分ず
つ、フィールド画像が記録される。そして、1トラック
当り一コマ分、フィールド画像を記録する関係から、磁
気記録媒体の駆動系は1/60秒で磁気記録媒体を1回転さ
せ、この1回転毎にパルスを発生させ、該パルスを垂直
同期信号VD対応の同期パルスとして利用する。
Here, the technology underlying the present device, which will be described below, is referred to as a still video camera.
It modulates, amplifies, and applies the image signal from the image sensor to a magnetic recording medium to perform magnetic recording. Readout from the image sensor to enable playback as TV video,
1/60 which is the time of one field in the case of field sequential
It is synchronized with the vertical synchronization signal VD every second. Since the still video disk is used as the magnetic recording medium, the same applies to the drive system of the magnetic recording medium. In the magnetic recording medium, image information is concentrically recorded on a magnetic surface of a magnetic disk based on a flexible thin circular plastic film by a recording / reproducing magnetic head moving in a radial direction by a head access mechanism. When recording image information in a still video camera, this concentric recording track is, for example, the maximum.
Fifty lines are formed at equal intervals, and a field image is recorded on each track for one frame. In order to record a field image for one frame per track, the drive system of the magnetic recording medium rotates the magnetic recording medium once in 1/60 second, and generates a pulse for each rotation. Used as a synchronization pulse corresponding to the vertical synchronization signal VD.

シャッタボタンであるカメラのトリガボタンは2段ス
イッチとなっており、トリガボタンを押すと、まず、第
1段目が作動し、これにより測光系が機能すると共に磁
気記録媒体のドライブが回転し、測光系およびAF(オー
トフォーカス)系が被写体の露出と距離を測定し、この
測定結果により、システムコントローラが露出およびシ
ャッタ速度を決定し、露出およびシャッタ速度の設定と
オートフォーカスの設定制御を行った後、第2段目で前
記同期パルスに同期してシャッタを駆動し、露光を行っ
て撮像し、撮像素子から映像信号を読出して変調後、磁
気記録媒体のドライブにこの変調信号を送ってその磁気
ヘッドに与え、記録トラックに記録するものとする。再
生は磁気ヘッドにて記録トラックの記録信号を読出し、
復調して、ドロップアウト補償並びにスキュー歪の補正
などと云った所定のプロセス処理を行い、同期信号を付
加して出力し、テレビモニタなどに与えて画像として表
示させたり、ビデオプリンタなどでハードコピーとして
打ち出す。
The trigger button of the camera, which is a shutter button, is a two-stage switch. When the trigger button is pressed, the first stage operates first, whereby the photometric system functions and the drive of the magnetic recording medium rotates. The metering system and the AF (autofocus) system measured the exposure and distance of the subject, and based on the measurement results, the system controller determined the exposure and shutter speed, and set the exposure and shutter speed and set autofocus. Then, in the second stage, the shutter is driven in synchronization with the synchronization pulse, exposure is performed, an image is captured, a video signal is read from the image sensor, modulated, and the modulated signal is sent to a drive of a magnetic recording medium to transmit the modulated signal. It is applied to a magnetic head and recorded on a recording track. For reproduction, the recording signal of the recording track is read by the magnetic head,
Demodulates, performs predetermined process processing such as dropout compensation and skew distortion correction, adds and outputs a synchronization signal, gives it to a TV monitor, etc. and displays it as an image, or hard copies it with a video printer etc. Launch as

本発明装置はこのようなスチルビデオカメラシステム
において、撮像・記録系の構成を第1図に示す如く構成
したものである。すなわち、1はカメラのレンズ、2は
絞り、3はシャッタ、4はハーフミラー、5は固体撮像
素子、6はA/D変換器、7は切り替えスイッチ、8は駆
動制御信号発生部、9はフィールドメモリ、10は加算回
路、11は反射用のミラー、12は測光部、13はシステムコ
ントローラ、14は信号補正部である。
The apparatus of the present invention is such a still video camera system in which the configuration of an image pickup / recording system is configured as shown in FIG. That is, 1 is a camera lens, 2 is an aperture, 3 is a shutter, 4 is a half mirror, 5 is a solid-state image sensor, 6 is an A / D converter, 7 is a changeover switch, 8 is a drive control signal generator, and 9 is a drive control signal generator. A field memory, 10 is an addition circuit, 11 is a mirror for reflection, 12 is a photometry unit, 13 is a system controller, and 14 is a signal correction unit.

レンズ1と、絞り2、シャッタ3、ハーフミラー4、
ミラー11は光学系を構成しており、被写体の光学像はレ
ンズ1を通り、ハーフミラー4により分配されて固体撮
像素子5とミラー11に導かれる。ミラー11に入射された
分配光は測光部12に導かれる構成としてある。上記測光
部12は分配光より露出光量を検知するとともに被写体像
の測距を行い、上記システムコントローラ13はこの測距
データや露出光量のデータを受けてシャッタ速度がマニ
ュアル設定ならば露出光量のデータを基に絞り値の決定
を行い、また、絞り値がマニュアル設定ならば露出光量
のデータを基にシャッタ速度の決定を行い、絞り駆動機
構へその絞り値の設定信号を与えて設定し、また、測距
データを基に固体撮像素子5の受光面に被写体像がフォ
ーカスするようにレンズ1の駆動機構に制御信号を与え
てフォーカス制御するようにしてある。尚、シャッタ速
度はシャッタの駆動指令を与えてからの経過時間がその
シャッタ速度設定時間対応分に達した段階で駆動指令を
停止することにより、設定時間対応のシャッタ速度を得
る。
Lens 1, aperture 2, shutter 3, half mirror 4,
The mirror 11 constitutes an optical system, and an optical image of a subject passes through the lens 1, is distributed by the half mirror 4, and is guided to the solid-state imaging device 5 and the mirror 11. The distribution light incident on the mirror 11 is guided to the photometry unit 12. The photometry unit 12 detects the exposure light amount from the distributed light and measures the distance of the subject image. The system controller 13 receives the distance measurement data and the exposure light amount data and, if the shutter speed is manually set, sets the exposure light amount data. If the aperture value is manually set, the shutter speed is determined based on the data of the exposure light amount, and a setting signal of the aperture value is given to the aperture driving mechanism, and the setting is performed. The focus control is performed by giving a control signal to the drive mechanism of the lens 1 so that the subject image is focused on the light receiving surface of the solid-state imaging device 5 based on the distance measurement data. The shutter speed is obtained by stopping the drive command when the elapsed time from the application of the shutter drive command reaches the shutter speed set time corresponding time, thereby obtaining a shutter speed corresponding to the set time.

前記システムコントローラ13はカメラ全体の制御の中
枢を司るものであり、また、前記固体撮像素子5は例え
ば、CCDを使用していて、シャッタ速度で定まる露光時
間の半分の時間を経過した時点および露光時間終了時点
でそれぞれ蓄積電荷を読出すように制御される。この読
出し制御はCCDの読出し駆動のための同期信号を発生す
る前記駆動制御信号発生部(SSG;シンクシグナルジェネ
レータ)8により行われるが、この駆動制御信号発生部
8の制御は前記システムコントローラ13により行われ
る。すなわち、システムコントローラ13はシャッタ駆動
開始後、シャッタ速度で定まる露光時間の半分の時間を
経過した時点および露光時間終了時点でそれぞれ読出し
パルスを出力し、この読出しパルスを受けると駆動制御
信号発生部8はCCDの読出し駆動のための同期パルスを
発生する。また、駆動制御信号発生部8はトリガボタン
が操作された時点で前記システムコントローラ13からの
指令により、CCDの不要電荷放出制御を行う処理を実施
し、また、電子シャッタ解放駆動制御が実施されてから
最大で2フィールドの期間、CCDを露光可能な状態に置
くように制御するものとする。また、メカシャッタを有
し、これはトリガボタンが操作されて後、電子シャッタ
の開いた時間が露光時間に達するまで開放制御される。
The system controller 13 plays a central role in controlling the entire camera, and the solid-state imaging device 5 uses, for example, a CCD, and the time when half of the exposure time determined by the shutter speed has elapsed and the exposure time. At the end of the time, control is performed so as to read out the accumulated charges. This read control is performed by the drive control signal generator (SSG; sync signal generator) 8 which generates a synchronization signal for CCD read drive. The control of the drive control signal generator 8 is controlled by the system controller 13. Done. That is, the system controller 13 outputs a read pulse at the time when half of the exposure time determined by the shutter speed has elapsed after the start of the shutter drive and at the end of the exposure time, and upon receiving the read pulse, the drive control signal generator 8 Generates a synchronization pulse for driving the CCD readout. When the trigger button is operated, the drive control signal generator 8 performs a process of performing unnecessary charge release control of the CCD in accordance with a command from the system controller 13, and performs an electronic shutter release drive control. It is assumed that the CCD is controlled so that it can be exposed for a maximum of two fields. In addition, it has a mechanical shutter, which is controlled to be opened after the trigger button is operated until the opening time of the electronic shutter reaches the exposure time.

前記A/D変換器6は固体撮像素子5の読出し映像信号
をディジタル信号に変換するものであり、切り替えスイ
ッチ7は前記読出し映像信号を加算回路10とフィールド
メモリ9のうちの一方に与えるための経路切り替えを行
うためのものである。フィールドメモリ9は1フィール
ド分の容量を持つメモリであり、撮影毎に固体撮像素子
5から2回に亙って読み出される画像信号のうち、第1
読出出力映像信号を記憶するためのものであり、従っ
て、切り替えスイッチ7は第1読出出力映像信号をフィ
ールドメモリ9に与え、第2読出出力映像信号を加算回
路10に与えるように切り替えられ、また、第2読出出力
映像信号の出力タイミング時には該第2読出出力映像信
号と同期してフィールドメモリ9より第1読出出力映像
信号を読出して加算回路10に与えるべく制御するようシ
ステムコントローラ13は構成してある。
The A / D converter 6 converts a read video signal of the solid-state imaging device 5 into a digital signal. The changeover switch 7 is used to supply the read video signal to one of the adder circuit 10 and the field memory 9. This is for performing path switching. The field memory 9 is a memory having a capacity for one field, and among the image signals read out twice from the solid-state imaging device 5 for each photographing, the first
The changeover switch 7 is switched to supply the first readout output video signal to the field memory 9 and to supply the second readout output video signal to the adder circuit 10. At the output timing of the second readout output video signal, the system controller 13 is configured to read out the first readout output video signal from the field memory 9 in synchronism with the second readout output video signal and control the readout output video signal to be supplied to the adder circuit 10. It is.

固体撮像素子5からの第1回目の映像信号の読出しは
露光時間の半分の時間が経過した時点で出力される読出
しパルスによるが、この読出しパルスによりCCDによる
固体撮像素子5は垂直転送路に現在の蓄積電荷を転送
し、第2回目の映像信号の読出しは露光時間終了以後に
行われる。すなわち、CCDは第3図に示すように碁盤の
目のように構成された画素となるセルCLに入射光量に対
応した電荷が蓄積され、読出し制御を行うと同一列のセ
ルCL群毎に対して設けられた垂直転送路VTに電荷を転送
し、出力制御によりこの垂直転送路VTの電荷を外部に出
力すると云った構成になっている。そして、垂直転送路
VTの電荷の外部への出力はテレビ系に同期させるため、
垂直転送路VTへの転送後の最初の垂直同期パルスの発生
時点とし、この時点からの1垂直期間(1フィールドの
期間)とし、該1垂直期間経過時点での垂直同期パルス
発生タイミングにてCCDからの第2回目の垂直転送路VT
への電荷転送を行い、引き続いてこの時点から1垂直期
間に亙り、垂直転送路VTの電荷の外部に出力すると云っ
た制御をシステムコントローラ13は実施するようにして
ある。また、本システムでは固体撮像素子5からの第1
回目の映像信号の読出しは露光時間の半分の時間が経過
した時点であるが、露光時間はその後も残り半分あるの
で、その間にも電荷の蓄積が続き、従って、第2回目の
電荷の読出しが可能になる。
The first reading of the video signal from the solid-state imaging device 5 is based on a reading pulse output at the time when half of the exposure time has elapsed. And the second reading of the video signal is performed after the end of the exposure time. That is, in the CCD, as shown in FIG. 3, a charge corresponding to the amount of incident light is accumulated in a cell CL which is a pixel formed in a grid pattern, and when the readout control is performed, each cell CL group in the same column is read out. The charge is transferred to the vertical transfer path VT provided, and the charge in the vertical transfer path VT is output to the outside by output control. And the vertical transfer path
The output of the VT charge to the outside is synchronized with the TV system.
The time when the first vertical synchronization pulse is generated after the transfer to the vertical transfer path VT, and one vertical period (one field period) from this time, and the CCD generates the vertical synchronization pulse at the time when the one vertical period elapses Second vertical transfer path VT from
Then, the system controller 13 performs a control of transferring the charges to the outside of the vertical transfer path VT for one vertical period from this point. Also, in this system, the first
The second reading of the video signal is at the time when half of the exposure time has elapsed, but since the exposure time is still the other half, charge accumulation continues during that time, and therefore, the second charge reading is performed. Will be possible.

上記信号補正部14は加算回路10から出力される信号に
ついて、動きのある像の場合のずれを補正するための処
理回路であり、ずれの補正済みの映像信号について後段
のプロセス処理部へ送り、映像信号としての必要なプロ
セス処理を施すようにする。そして、変調後、記録媒体
に記録する構成である。
The signal correction unit 14 is a processing circuit for correcting a shift in the case of a moving image with respect to the signal output from the addition circuit 10, and sends the corrected video signal to a subsequent process processing unit. Necessary process processing as a video signal is performed. Then, after modulation, the data is recorded on a recording medium.

次に上記構成の本装置の作用を第2図を参照して説明
する。
Next, the operation of the present apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG.

カメラのトリガボタンを押すと、トリガボタンの動作
1段目でメカシャッタが開き、被写体の光学像はレンズ
1を通り、ハーフミラー4により分配されて固体撮像素
子5とミラー11に導かれる。そして、ミラー11に入射さ
れた分配光は測光部12に導かれる。上記測光部12は分配
光より露出光量を検知するとともに被写体像の測距を行
い、上記システムコントローラ13はこの測距データや露
出光量のデータを受けてシャッタ速度がマニュアル設定
ならば露出光量のデータを基に絞り値の決定を行い、ま
た、絞り値がマニュアル設定ならば露出光量のデータを
基にシャッタ速度の決定を行い、絞り駆動機構へその絞
り値の設定信号を与えて設定し、また、測距データを基
に固体撮像素子5の受光面に被写体像がフォーカスする
ようにレンズ1の駆動機構に制御信号を与えてフォーカ
ス制御する。尚、電子シャッタ速度は該シャッタの駆動
指令を与えてからの経過時間がシャッタ速度設定時間対
応分に達した段階でメカシャッタを閉じるように駆動指
令を与えることにより、設定時間対応のシャッタ速度を
得る(第2図(b),(c))。
When the trigger button of the camera is pressed, the mechanical shutter opens at the first step of the operation of the trigger button, and the optical image of the subject passes through the lens 1 and is distributed by the half mirror 4 to be guided to the solid-state imaging device 5 and the mirror 11. Then, the distribution light that has entered the mirror 11 is guided to the photometry unit 12. The photometry unit 12 detects the exposure light amount from the distributed light and measures the distance of the subject image. The system controller 13 receives the distance measurement data and the exposure light amount data and, if the shutter speed is manually set, sets the exposure light amount data. If the aperture value is manually set, the shutter speed is determined based on the data of the exposure light amount, and a setting signal of the aperture value is given to the aperture driving mechanism, and the setting is performed. Then, based on the distance measurement data, a control signal is given to the drive mechanism of the lens 1 so that the subject image is focused on the light receiving surface of the solid-state imaging device 5, and focus control is performed. The electronic shutter speed is obtained by giving a drive command to close the mechanical shutter when the elapsed time from the issuance of the shutter drive command reaches the shutter speed set time corresponding time, thereby obtaining a shutter speed corresponding to the set time. (FIGS. 2 (b) and 2 (c)).

一方、前記固体撮像素子5は例えば、CCDを使用して
いて、シャッタ速度で定まる露光時間の半分の時間を経
過した時点および露光時間終了時点でそれぞれ蓄積電荷
を読出すように制御される。この読出し制御はCCDの読
出し駆動のための同期信号を発生する前記駆動制御信号
発生部8により行われるが、この駆動制御信号発生部8
の制御は前記システムコントローラ13により行われる。
すなわち、システムコントローラ13はシャッタ駆動開始
後、シャッタ速度で定まる露光時間の半分の時間を経過
した時点および露光時間終了時点でそれぞれ読出しパル
スを出力し(第2図(d))、この読出しパルスを受け
ると駆動制御信号発生部8はCCDの読出し駆動のための
同期信号を発生する。また、駆動制御信号発生部8はト
リガボタンが操作された時点で前記システムコントロー
ラ13からの指令により、CCDの不要電荷放出制御を行う
処理を実施し、また、シャッタ解放駆動制御が実施され
てから最大で2フィールドの期間、CCDを露光可能な状
態に置くように制御する。固体撮像素子5の読出し映像
信号は前記A/D変換器6によりディジタル信号に変換さ
れ、このディジタル信号化された読出し映像信号は切り
替えスイッチ7により前記加算回路10とフィールドメモ
リ9のうちの一方に与える。フィールドメモリ9は1フ
ィールド分の容量を持つメモリであり、撮影毎に固体撮
像素子5から2回に亙って読み出される画像信号のう
ち、第1読出出力映像信号を記憶する。従って、切り替
えスイッチ7はシステムコントローラ13により、第1読
出出力映像信号をフィールドメモリ9に与え、第2読出
出力映像信号を加算回路10に与えるように切り替え制御
され、また、第2読出出力映像信号の出力タイミング時
には該第2読出出力映像信号と同期してフィールドメモ
リ9より第1読出出力映像信号を読出して加算回路10に
与えるべく制御される。
On the other hand, the solid-state imaging device 5 uses, for example, a CCD, and is controlled so as to read the accumulated charge at a time when half of the exposure time determined by the shutter speed has elapsed and at a time when the exposure time ends. The read control is performed by the drive control signal generator 8 which generates a synchronization signal for CCD read drive.
Is controlled by the system controller 13.
That is, the system controller 13 outputs a read pulse at the time when half of the exposure time determined by the shutter speed has elapsed after the start of the shutter drive and at the end of the exposure time (FIG. 2 (d)). Upon receiving the signal, the drive control signal generator 8 generates a synchronization signal for driving to read out the CCD. In addition, the drive control signal generator 8 performs a process of performing unnecessary charge release control of the CCD according to a command from the system controller 13 when the trigger button is operated, and after the shutter release drive control is performed. The CCD is controlled so that it can be exposed for a maximum of two fields. The read image signal of the solid-state image pickup device 5 is converted into a digital signal by the A / D converter 6, and the digitalized read image signal is sent to one of the adder circuit 10 and the field memory 9 by the changeover switch 7. give. The field memory 9 is a memory having a capacity for one field, and stores a first read output video signal among image signals read out twice from the solid-state imaging device 5 for each photographing. Therefore, the changeover switch 7 is controlled by the system controller 13 so that the first readout output video signal is supplied to the field memory 9 and the second readout output video signal is supplied to the adder circuit 10. At the output timing, the first read output video signal is read from the field memory 9 in synchronization with the second read output video signal, and is supplied to the adder circuit 10.

第2図(d)に示すように、固体撮像素子5からの第
1回目の映像信号の読出しは露光時間の半分の時間が経
過した時点で出力される読出しパルスによるが、この読
出しパルスによりCCDによる固体撮像素子5は垂直転送
路に現在の蓄積電荷を転送し、第2回目の映像信号の読
出しは露光時間終了以後に行われる。すなわち、CCDは
第3図に示すように碁盤の目のように構成された画素と
なるセルCLに入射光量に対応した電荷が蓄積され、読出
し制御を行うと同一列のセルCL群毎に対して設けられた
垂直転送路VTに電荷を転送し、出力制御によりこの垂直
転送路VTの電荷を外部に出力すると云った構成になって
いる。そして、垂直転送路VTの電荷を外部への出力はテ
レビ系に同期させるため、第2図(e)に示すように垂
直転送路VTへの転送後の最初の垂直同期パルスの発生時
点とし、この時点からの1垂直期間(1フィールドの期
間)とし、該1垂直期間経過時点での垂直同期パルス発
生タイミングにてCCDからの第2回目の垂直転送路VTへ
の電荷転送を行い、引き続いてこの時点から1垂直期間
に亙り、垂直転送路VTの電荷を外部に出力すると云った
制御をシステムコントローラ13は実施する。また、本シ
ステムでは固体撮像素子5からの第1回目の映像信号の
読出しは露光時間の半分の時間が経過した時点である
が、露光時間はその後も残り半分あるので、その間にも
電荷の蓄積が続き、従って、第2回目の電荷の読出しが
可能になる。
As shown in FIG. 2D, the first reading of the video signal from the solid-state imaging device 5 is based on a read pulse output at the time when half of the exposure time has elapsed. The solid-state imaging device 5 transfers the current accumulated charge to the vertical transfer path, and the second reading of the video signal is performed after the end of the exposure time. That is, in the CCD, as shown in FIG. 3, a charge corresponding to the amount of incident light is accumulated in a cell CL which is a pixel formed in a grid pattern, and when the readout control is performed, each cell CL group in the same column is read out. The charge is transferred to the vertical transfer path VT provided, and the charge in the vertical transfer path VT is output to the outside by output control. Then, in order to synchronize the output of the vertical transfer path VT to the outside with the television system, as shown in FIG. 2 (e), the first vertical synchronization pulse after the transfer to the vertical transfer path VT is generated. One vertical period (period of one field) from this point in time, the charge transfer from the CCD to the second vertical transfer path VT is performed at the vertical synchronization pulse generation timing at the time when the one vertical period has elapsed, and subsequently, From this point on, for one vertical period, the system controller 13 controls to output the electric charge of the vertical transfer path VT to the outside. Further, in the present system, the first reading of the video signal from the solid-state imaging device 5 is at the time when half of the exposure time has elapsed, but since the exposure time is still the other half, the electric charge is accumulated during that time. , So that the second charge reading can be performed.

第1図では省略されているが、スイッチ7から加算回
路10へ送られる信号およびフィールドメモリ9からの読
出し信号は信号補正部14に与えられ、該信号補正部14は
両信号について、動きのある像か否かを両信号のずれ等
から調べ、動きのある像の場合には、そのずれを除去す
べく加算回路10から出力される信号を補正する。そし
て、上記信号補正部14を通った映像信号は後段のプロセ
ス処理部へ送られ、映像信号としての必要なプロセス処
理を施し、変調して後、記録媒体に記録する。
Although not shown in FIG. 1, the signal sent from the switch 7 to the addition circuit 10 and the read signal from the field memory 9 are given to a signal correction unit 14, which has a motion for both signals. It is checked whether or not the image is an image based on a shift between the two signals. If the image has a motion, the signal output from the adding circuit 10 is corrected to remove the shift. The video signal that has passed through the signal correction unit 14 is sent to a subsequent processing unit, where necessary processing is performed as a video signal, modulated, and recorded on a recording medium.

ここで、上記信号補正部14の構成例を第4図に示す。 Here, an example of the configuration of the signal correction unit 14 is shown in FIG.

図に示すように信号補正部14は切り替えスイッチ7か
ら加算回路10へ送られる映像信号データaとフィールド
メモリ9からの読出し映像信号データbとの差の絶対値
データを得る差分抽出回路14aと、この差分抽出回路14a
の出力する映像信号データaおよびbの差の絶対値のデ
ータのうち、所定値以下の部分をカットするクリップレ
ベル処理部14b、このクリップレベル処理部14bの出力を
前記加算回路10の出力から減算する加算回路14cとより
構成したものである。
As shown in the figure, the signal correction unit 14 includes a difference extraction circuit 14a for obtaining absolute value data of a difference between the video signal data a sent from the changeover switch 7 to the addition circuit 10 and the video signal data b read from the field memory 9. This difference extraction circuit 14a
Of the absolute value of the difference between the video signal data a and b output by the clip level processing unit 14b, which cuts a portion equal to or less than a predetermined value, and subtracts the output of the clip level processing unit 14b from the output of the addition circuit 10. And an adding circuit 14c.

このような回路の動作を第5図を参照して説明する
と、差分抽出回路14aは切り替えスイッチ7から加算回
路10へ送られる第2読出出力映像信号のデータa(第5
図(a))と、フィールドメモリ9からの読出し出力で
ある第1読出出力映像信号のデータb(第5図(b))
とを受けて、両者の差(第5図(d))を得、次にその
絶対値データを得る(第5図(e))。動きがある被写
体の場合、両データa,bに差が生じ、単に両者を加算合
成すると第5図(c)のように画像の移動した分Sだ
け、段差が生じ、これが画像のぶれとなって表れてしま
うことになる。そこて、このぶれを除去すべく、上述の
ように両データa,bの差(第5図(d))を得、次にそ
の絶対値データを得る(第5図(e))ことにより、ぶ
れ相当の画像データを得、これをクリップレベル処理部
14bを通すすことにより、所定値以下の部分をカットす
る。これはデータa,bはもともと、時間的にずれを持つ
像であり、同一画素部分でも輝度レベルに差が生じるの
は避けられないので、僅かなレベル差までも全て除去す
るとディジタル処理であるだけに、かえって像が不自然
になる心配があるためで、そのため、不感帯として所定
のスレシュホールドレベルであるクリップレベルLV(=
L2)を設定し、このレベル以下の部分をカットすること
でこれを避けるようにしている。
The operation of such a circuit will be described with reference to FIG. 5. The difference extraction circuit 14a outputs the data a of the second read-out output video signal (5
(A) and data b of the first read output video signal which is a read output from the field memory 9 (FIG. 5 (b))
Then, the difference between them (FIG. 5 (d)) is obtained, and then the absolute value data is obtained (FIG. 5 (e)). In the case of a moving subject, there is a difference between the two data a and b. If the two are simply added and synthesized, a level difference occurs by the amount S of the image movement as shown in FIG. Will appear. Then, in order to remove this blur, the difference between the two data a and b (FIG. 5 (d)) is obtained as described above, and then the absolute value data is obtained (FIG. 5 (e)). , Image data equivalent to blurring, and
By passing through 14b, a portion below a predetermined value is cut. This is an image in which the data a and b originally have a time lag, and since it is inevitable that a difference in luminance level occurs even in the same pixel portion, it is only digital processing to remove even a slight level difference. On the contrary, there is a fear that the image becomes unnatural. Therefore, the clip level LV (=
L2) to avoid this by cutting the parts below this level.

そして、クリップレベル処理部14によりクリップした
データをL1を負のデータとして加算回路14cに与え、こ
こで前記加算回路10からの出力(データa,bの加算値)
(第5図(c))と加算することにより補正する。デー
タa,b間に動きがあれば、単純に両者を加算するとずれ
のあった部分が露わになるが、上述の補正を加えるとこ
のずれの分が略、削除され(第5図(f))、ぶれを防
止できることになる。もちろん、ずれのデータのうち、
クリップレベル分以上のものについては、クリップレベ
ル分以下のレベルのずれデータが残ることになるが、こ
れは小さいので問題はない。
Then, the data clipped by the clip level processing unit 14 is given to the adder circuit 14c as L1 as negative data, and the output from the adder circuit 10 (added value of the data a and b) is given here.
The correction is performed by adding (FIG. 5 (c)). If there is a movement between the data a and b, simply adding the two reveals the part where the deviation has occurred. However, when the above-described correction is applied, the deviation is substantially eliminated (FIG. 5 (f)). )), The blur can be prevented. Of course, of the deviation data,
If the clip data is equal to or more than the clip level, the shift data of the level equal to or less than the clip level remains, but this is not a problem because it is small.

第6図は信号補正部14の別の実施例である。この例は
撮像素子のセル即ち、画素対応に第1および第2の読出
し出力映像信号a,bを比較することにより、被写体デー
タ動きを検知し、動きのない場合にのみ、両映像信号デ
ータa,bを加算し、動きのある場合ずれのある部分の領
域の輝度変化が滑らかとなるようにした補正を施して加
算合成するものである。この場合、今までの実施例で使
用していた加算回路10は不要であり、信号補正部14は切
り替えスイッチ7から送られる映像信号データaとデー
タaに同期したフィールドメモリ9からの読出し映像信
号データbとを画素対応に受け取って両者のデータ値の
差の有無を検知すると共に、動き有りとして検知した場
合に補正を行うよう係数値Kを出力する動き検出部141
と、この動き検出部141の出力係数値を受けて当該係数
値K,2−K倍対応のデータ補正する第1および第2の補
正回路142,143と、これらの補正回路142,143のうち、補
正回路142を介して得た第2の読出し出力映像信号デー
タaと、補正回路143を介して得た第1の読出し出力映
像信号データbとを加算合成して出力する加算回路144
とより構成するものである。
FIG. 6 shows another embodiment of the signal correction unit 14. In this example, the object data movement is detected by comparing the first and second readout output video signals a and b corresponding to the cells of the image sensor, that is, the pixels, and only when there is no motion, both video signal data a , b are added, and a correction is made so that the luminance change in the area of the displaced part in the case of movement is smooth, and the addition and synthesis are performed. In this case, the adder circuit 10 used in the embodiments described above is unnecessary, and the signal correction unit 14 includes the video signal data a sent from the changeover switch 7 and the video signal read from the field memory 9 synchronized with the data a. A motion detector 141 which receives the data b in correspondence with each pixel, detects the presence or absence of a difference between the data values of the two, and outputs a coefficient value K so as to perform correction when it is detected that there is motion;
And first and second correction circuits 142 and 143 that receive the output coefficient value of the motion detection unit 141 and correct data corresponding to the coefficient value K, 2-K times, and among these correction circuits 142 and 143, the correction circuit 142 Adder 144 for adding and synthesizing the second read-out output video signal data a obtained through the control circuit 143 and the first read-out output video signal data b obtained through the correction circuit 143.
It consists of:

このような回路は切り替えスイッチ7から入力される
第2読出出力映像信号のデータaと、フィールドメモリ
9からの読出し出力である第1読出出力映像信号のデー
タbとを画素対応に受けて、動き検出部141は両者の差
を検知し、差があれば動きがあると判断する。そして、
動き検出部141は動きがあると判断した場合は補正を行
うような係数値Kを発生し、補正回路142,143に与え
る。
Such a circuit receives the data a of the second readout output video signal input from the changeover switch 7 and the data b of the first readout output video signal, which is a readout output from the field memory 9, in a pixel-by-pixel manner. The detecting unit 141 detects the difference between the two, and if there is a difference, determines that there is movement. And
When the motion detecting unit 141 determines that there is a motion, the motion detecting unit 141 generates a coefficient value K for performing correction, and supplies the coefficient value K to the correction circuits 142 and 143.

例えば、第7図に示すように、画素P1〜P6の輝度が変
化しているものとすると、画素P1〜P3では輝度変化がな
いので、係数値Kを「1」とし、従って、2−Kも
「1」となり、画素P4の位置で初めて画素変化ありと判
断するが、速度的にも対応できないのでこの時点では未
だ係数値Kは「1」とする。そして、画素P5の時点でP4
から画素変化ありと判断し、この場合、連続して変化あ
りとなるので、ここで初めて係数値Kを「1/2」だけ変
化させる。従って、図の例では係数値Kは「1(1/
2)」となり、係数値2−Kは「1/2」となる。更にP5の
時点でも変化ありと判断するので、P6の時点でK,2−K
とも更に「1/2」変化させ、係数値Kを「2」、係数値
2−Kを「0」とする。これを乗率としてその時々の入
力データa,bにこの乗率を掛け、その結果を加算回路144
で加算して出力するというものである。上記係数値は上
記の例に限るものではないが、要は画素を比較して変化
があれば、滑らかに輝度が変化するようにデータを補正
するように処理する。上記の例ではデータaが輝度大と
なった場合であるが、データaの輝度がデータbと等し
くなった場合はその時点から上記と逆に係数値Kを
「2」から「1(1/2)」、「1」と変化させ、係数値
2−Kは「0」から「1/2」、「1」と変化させる。こ
れにより、ずれ部分の輝度が滑らかに変化することにな
る。
For example, as shown in FIG. 7, assuming that the luminance of the pixels P1 to P6 has changed, the luminance value of the pixels P1 to P3 does not change, so that the coefficient value K is set to “1”. Is also "1", and it is determined for the first time that there is a pixel change at the position of the pixel P4. Then, at the time of pixel P5, P4
, It is determined that there is a pixel change. In this case, there is a continuous change, so here the coefficient value K is changed by “「 ”for the first time. Therefore, in the example of the figure, the coefficient value K is “1 (1/1 /
2) ", and the coefficient value 2-K is" 1/2 ". Further, since it is determined that there is a change even at the time of P5, K, 2-K at the time of P6.
Both are further changed by “1/2”, and the coefficient value K is set to “2” and the coefficient value 2-K is set to “0”. Using this as a multiplier, the input data a and b at that time are multiplied by the multiplier, and the result is added to an adder circuit 144.
And outputs the result. The coefficient value is not limited to the above example, but the point is that if there is a change in the pixels, the data is corrected so that the luminance changes smoothly. In the above example, the luminance of the data a is large. However, when the luminance of the data a becomes equal to the data b, the coefficient value K is changed from “2” to “1 (1 / 2) "and" 1 ", and the coefficient value 2-K changes from" 0 "to" 1/2 "and" 1 ". As a result, the luminance of the shifted portion changes smoothly.

ところで、露出時間あるいはレンズの焦点距離が長い
場合には、2つの映像信号はずれが発生する可能性が高
いので、この場合に対処する例を次に示す。システムコ
ントローラ13はカメラのオートフォーカスや露出制御を
行っているので、システムコントローラ13に露出時間あ
るいは焦点距離に応じて第8図に示す切り替えスイッチ
7を制御する。切り替えスイッチ7は三方向のいずれか
1つを選択する構成とし、前記信号補正部14として6dB
の増幅率の増幅器15を設ける。そして、露出時間あるい
は焦点距離が短い場合は第1読出し出力映像信号をフィ
ールドメモリ9に記憶し、第2読出し出力映像信号の出
力時にはこれとフィールドメモリ9に記憶してある第1
読出し出力映像信号を加算回路10に与えて加算合成して
出力する。
By the way, when the exposure time or the focal length of the lens is long, there is a high possibility that the two video signals are shifted, so an example to deal with this case will be described below. Since the system controller 13 performs autofocus and exposure control of the camera, the system controller 13 controls the changeover switch 7 shown in FIG. 8 according to the exposure time or the focal length. The changeover switch 7 is configured to select any one of the three directions.
An amplifier 15 having an amplification factor of is provided. When the exposure time or the focal length is short, the first readout output video signal is stored in the field memory 9, and when the second readout output video signal is output, the first readout output video signal and the first readout video signal stored in the field memory 9 are stored.
The readout output video signal is supplied to an adder circuit 10, added and synthesized, and output.

一方、露出時間あるいは焦点距離が長い場合には、2
つの映像信号はずれが発生する可能性が高いので、この
場合は加算補正せず、例えば、第1読出し出力映像信号
を増幅器15に送り、ここで6dB増幅して出力する。本シ
ステムでは撮像素子から同一シャッタ開閉期間にその期
間を2分して前後2回に亙り読出して加算合成するので
合成後は2倍になることから、増幅器15は入力を2倍に
増幅する必要があり、そのため、6dBの増幅率としてあ
る。このように、露出時間あるいは焦点距離が長い場合
には、2つの映像信号はずれが発生する可能性が高いの
で、この場合は加算補正せず、2回読出して得た前記映
像信号のうち、一方を2倍に増幅して出力し、それ以外
では2つの映像信号を加算することで、簡単な操作のみ
で撮像素子のダイナミックレンジを拡大することがで
き、しかも、像のずれによるぶれ発生も抑制できるよう
になる。
On the other hand, if the exposure time or focal length is long, 2
Since there is a high possibility that two video signals will be displaced, in this case, no addition correction is performed. For example, the first read output video signal is sent to the amplifier 15, where it is amplified by 6 dB and output. In this system, the period is divided into two during the same shutter opening / closing period from the image sensor, and the data is read out twice before and after the addition and combined, so that the combined data is doubled. Therefore, the amplifier 15 needs to amplify the input twice. Therefore, there is a gain of 6 dB. As described above, when the exposure time or the focal length is long, there is a high possibility that the two video signals are shifted. In this case, the addition is not corrected and one of the video signals obtained by reading twice is used. Is amplified twice, and the other two video signals are added, so that the dynamic range of the image sensor can be expanded with only simple operation, and the occurrence of blur due to image shift is suppressed. become able to.

このように本システムは撮像素子における同一画素の
出力信号を少なくとも2回読出してそれらを加算し、1
画面分の映像信号を得るものにおいて、第1には上記1
画面分の映像信号は1撮影の露光期間を2分割して前・
後半それぞれ別に読出し制御する手段と、これら読出さ
れた信号の差をとり、その差分の絶対値の信号をベース
クリップして上記加算した信号の補正量とし、減算補正
して出力する補正手段とを備えて構成するか、または、
補正手段は前記読出し制御手段より読出された2つの信
号より被写体の動きを検出し、動きが一定値以下のとき
は読み出され信号を加算処理し、一定値以上のときは前
記読出し制御手段より読出された2つの信号のうちの一
方を2倍して出力する構成とするか、または、前記補正
手段は前記読出された2つの信号を入射光量情報または
撮影レンズの焦点距離情報に応じて加算するか否かを選
択し、露出時間あるいは焦点距離が長い場合には、2つ
の映像信号はずれが発生する可能性が高いので、この場
合は加算補正せず、2回読出してそれぞれ得た前記映像
信号のうち、一方を2倍に増幅して出力し、それ以外で
は2つの映像信号を加算して出力する構成とするもので
ある。そして、このような構成において、撮像素子にお
ける同一画素の出力信号を少なくとも2回読出してそれ
らを加算し、1画面分の映像信号を得ることにより、撮
像素子のダイナミックレンジを拡大するが、本装置では
読出し制御手段により、上記1画面分の映像信号は1撮
影の露光期間を2分割して前・後半それぞれ別に読出
し、2つの映像信号のかたちで得、そして、2つの像の
間にずれがあった場合の加算合成後のぶれを除去すべ
く、補正手段により補正を加えるが、この補正は第1の
発明の場合、これら読出された信号の差をとり、その差
分の絶対値の信号をベースクリップして上記加算した信
号の補正量とし、減算補正して出力するようにし、これ
により、ずれ相当部分は減算補正により除去し、ずれの
ない部分のみを合成することになり、従って、撮像素子
のダイナミックレンジを拡大することができ、しかも、
像のずれによるぶれ発生も抑制できるようになるもので
ある。
As described above, the present system reads out the output signals of the same pixel in the image sensor at least twice, adds them, and
In obtaining a video signal for a screen, first, the above 1
The video signal for the screen is divided into two exposure periods,
Means for separately controlling reading in the latter half, and correcting means for taking the difference between these read signals, base-clipping the signal of the absolute value of the difference as a correction amount of the added signal, and performing subtraction correction for output. To be configured or
The correction means detects the movement of the subject from the two signals read by the read control means, and when the movement is equal to or less than a certain value, adds the read signal. One of the two read signals may be doubled and output, or the correction means may add the two read signals in accordance with incident light amount information or focal length information of a photographing lens. If the exposure time or the focal length is long, there is a high possibility that two video signals will be displaced. In this case, the addition is not corrected and the video obtained by reading twice is obtained. One of the signals is amplified by a factor of two and output, and in the other case, two video signals are added and output. In such a configuration, the output signal of the same pixel in the image sensor is read out at least twice and added to obtain a video signal for one screen, thereby expanding the dynamic range of the image sensor. Then, the readout control means divides the exposure signal of one screen into two and divides the exposure period of one photographing into two parts, and reads them out separately for the first half and the second half. Correction is made by the correction means in order to remove the blur after addition and synthesis in the case where there is, but in the case of the first invention, the difference between these read signals is obtained, and the signal of the absolute value of the difference is obtained. The base clip is used as the correction amount of the added signal, and the corrected signal is subtracted and output. By doing so, the portion corresponding to the deviation is removed by the subtraction correction, and only the portion without the deviation is synthesized. Becomes, therefore, it is possible to expand the dynamic range of the image pickup device, moreover,
This makes it possible to suppress the occurrence of blur due to image shift.

また、第2の実施例の場合は前記補正手段は前記読出
し制御手段から読出された2つの信号より被写体の動き
を検出し、動きが一定値以下のときは読み出された信号
を加算処理するようにし、動きが一定値以上のときは加
算処理せずに2回読出してそれぞれ得た前記映像信号の
うち、一方を2倍に増幅して出力することになり、これ
により、被写体像の動きが一定値以下のときはそのまま
加算合成し、動きが一定値以上のときは加算処理せずに
前記映像信号のうち、片方を2倍に増幅して出力すると
云う簡単な操作のみで撮像素子のダイナミックレンジを
拡大することができ、しかも、像のずれによるぶれ発生
も抑制できるようになるものである。
In the case of the second embodiment, the correction means detects the movement of the subject from the two signals read from the read control means, and when the movement is equal to or less than a certain value, adds the read signals. In this way, when the motion is equal to or more than a certain value, one of the video signals obtained by reading twice and obtaining each without performing the addition process is amplified by a factor of two and output. Is smaller than a certain value, the signal is added and synthesized as it is. When the motion is larger than a certain value, the image sensor is subjected to only a simple operation of amplifying and outputting one of the video signals twice without performing addition processing. The dynamic range can be expanded, and the occurrence of blur due to image shift can be suppressed.

また、第3の実施例の場合は前記補正手段は前記読出
された2つの信号を入射光量情報または撮影レンズの焦
点距離情報に応じて加算するか否かを選択して加算補正
するものであり、すなわち、露出時間あるいは焦点距離
が長い場合には、2つの映像信号はずれが発生する可能
性が高いので、この場合は加算補正せず、2回読出して
それぞれ得た前記映像信号のうち、一方を2倍に増幅し
て出力し、それ以外では2つの映像信号を加算するもの
であり、これにより、簡単な操作のみで撮像素子のダイ
ナミックレンジを拡大することができ、しかも、像のず
れによるぶれ発生も抑制できるようになるものである。
In the case of the third embodiment, the correcting means selects whether or not to add the two read signals in accordance with the incident light amount information or the focal length information of the photographing lens, and performs the addition correction. In other words, if the exposure time or the focal length is long, there is a high possibility that two video signals will be shifted. In this case, no addition correction is performed and one of the video signals obtained by reading twice is obtained. Is amplified by a factor of two and output, and otherwise the two video signals are added. With this, the dynamic range of the image sensor can be expanded with only a simple operation, and furthermore, the image shift caused by image shift The blurring can be suppressed.

従って、本装置によれば、撮像素子のダイナミックレ
ンジを拡大できると共に、動きの速い被写体でも鮮明な
画像を得ることができてスチル・ビデオカメラ等に適用
して最適な撮像装置を提供することが出来る。
Therefore, according to the present apparatus, the dynamic range of the image sensor can be expanded, and a clear image can be obtained even for a fast-moving subject, so that an optimum image pickup apparatus applicable to a still video camera or the like can be provided. I can do it.

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定する
ことなくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものであり、例えば、上記実施例では記録媒体
としてスチルビデオディスクを使用したが、映像信号を
記録する方式であれば、メモリカード等、他の記憶媒体
を対象とすることもできる。
Note that the present invention can be implemented by appropriately modifying the embodiments described above and shown in the drawings without departing from the spirit of the invention. For example, in the above embodiment, a still video disk is used as a recording medium. Although used, any other storage medium, such as a memory card, can be used as long as it records video signals.

[発明の効果] 以上、詳述したように本発明によれば、撮像素子のダ
イナミックレンジを拡大できると共に、動きの速い被写
体でも鮮明で、ぶれのない画像を得ることができ、ま
た、同時に二つの信号を加算することによるノイズリダ
クション効果も得られる等、スチル・ビデオカメラ等に
適用して最適な撮像装置を提供することが出来る。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, it is possible to expand the dynamic range of the image sensor, obtain a clear and blur-free image even with a fast-moving subject, and simultaneously obtain a two-dimensional image. It is possible to provide an optimal image pickup apparatus applied to a still video camera or the like, such as obtaining a noise reduction effect by adding two signals.

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

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
その作用を説明するためのタイミングチャート、第3図
はCCDの構成を示す図、第4図は本発明の他の実施例を
示すブロック図、第5図はその作用を説明するためのタ
イミングチャート、第6図は本発明のさらに別の実施例
を示すブロック図、第7図はその作用を説明するための
図、第8図は本発明の別の実施例を示すブロック図、第
9図および第10図はダイナミックレンジとその拡大の手
法を説明するための図である。 1……カメラのレンズ、2……絞り、3……シャッタ、
4……ハーフミラー、5……固体撮像素子、6……A/D,
変換器、7……切り替えスイッチ、8……駆動制御信号
発生部、9……フィールドメモリ、10……加算回路、11
……反射用のミラー、12……測光部、13……システムコ
ントローラ、14……信号補正部。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation thereof, FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a CCD, and FIG. 4 is another embodiment of the present invention. Block diagram showing an example, FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation, FIG. 6 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram for explaining the operation, FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining a dynamic range and a technique for expanding the dynamic range. 1 ... camera lens, 2 ... aperture, 3 ... shutter,
4 Half mirror, 5 Solid-state image sensor, 6 A / D,
Converter 7 Changeover switch 8 Drive control signal generator 9 Field memory 10 Adder circuit 11
... Reflecting mirror, 12 Photometry unit, 13 System controller, 14 Signal correction unit.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】撮像素子における同一画素の出力信号を少
なくも2回読出してそれらを加算し、1画面分の映像信
号を得るものにおいて、 上記1画面分の映像信号は1撮影の露光期間を2分割し
て前・後半それぞれ別に読出し制御する手段と、これら
読出された信号の差をとり、その差分の絶対値の信号を
ベースクリップして上記加算した信号の補正量とし、減
算補正して出力する補正手段とを備えたことを特徴とす
る撮像装置。
An output signal of the same pixel in an image sensor is read out at least twice and added to obtain a video signal for one screen, wherein the video signal for one screen corresponds to an exposure period of one photographing. Means for controlling readout separately for each of the first and second halves, taking the difference between these readout signals, taking the signal of the absolute value of the difference as a base clip to obtain the correction amount of the added signal, and performing the subtraction correction An image pickup apparatus comprising: a correction unit that outputs a signal.
【請求項2】撮像素子における同一画素の出力信号を少
なくも2回読出してそれらを加算し、1画面分の映像信
号を得るものにおいて、 上記1画面分の映像信号は1撮影の露光期間を2分割し
て前・後半それぞれ別に読出し制御する手段と、 これら読出された2つの信号より被写体の動きを検出
し、動きが一定値以下のときは読み出された信号を加算
処理する補正手段とを備えたことを特徴とする撮像装
置。
2. An image pickup device according to claim 1, wherein an output signal of the same pixel in the image sensor is read out at least twice and added to obtain a video signal for one screen. Means for controlling readout separately for each of the first and second halves and detecting the movement of the subject from these two read signals, and adding the read signals when the movement is equal to or less than a predetermined value; An imaging device comprising:
【請求項3】撮像素子における同一画素の出力信号を少
なくも2回読出してそれらを加算し、1画面分の映像信
号を得るものにおいて、 上記1画面分の映像信号は1撮影の露光期間を2分割し
て前・後半それぞれ別に読出し制御する手段と、 前記読出された2つの信号を入射光量情報または撮影レ
ンズの焦点距離情報に応じて加算するか否かを選択して
加算補正する補正手段を備えたことを特徴とする撮像装
置。
3. An image pickup device, wherein output signals of the same pixel in an image pickup element are read out at least twice and added to obtain a video signal for one screen. Means for dividing the signal into two and reading control separately for the first half and the second half; and correcting means for selecting whether or not to add the two read signals in accordance with the incident light amount information or the focal length information of the photographing lens, and correcting the addition. An imaging device comprising:
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