JP3979682B2

JP3979682B2 - 電子的撮像装置

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Publication number: JP3979682B2
Application number: JP17026195A
Authority: JP
Inventors: 藤邦昭斎
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JPH08340486A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子的撮像装置に関し、特に光電変換素子としてのセンサーを複数用いることにより総合的にダイナミックレンジの拡大を図った電子的撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、印刷製版用の電子的撮像装置としては、ＣＣＤ等のラインセンサーに対してフィルム原稿を移動させて、フィルム原稿の画像を入力させる装置が実用化されている。図１３には、従来のこの種の電子的撮像装置の概略図が示されている。
【０００３】
駆動ステッピングモータ１０９により矢印方向に移動されるステージ台１０８に取り付けられたフィルム原稿１０１には、光源１００からの光が照射される。フィルム原稿１０１の透過光は、結像レンズ１０２を通り、絞り１０３で光量が調節されて、撮像素子としてのＣＣＤ１に結像される。先ず、初期位置（画像取込みの開始位置）で所定露光を実施後光電変換された電荷をＣＣＤのシフトレジスターにより信号処理回路に転送すると同時に所定位置まで駆動ステッピングモーターにより移動し、移動後さらに同様の動作を継続する。この様に画像取込み終了位置までの画像を出力し後段に配置する各種プロセス処理を経過して１枚の電子画像を構成している。
【０００４】
上述のように、従来の電子的撮像装置では、ＣＣＤのラインセンサーが小型で取り扱いが容易であることから広く用いられるが、次のような問題も存在していた。すなわち、ＣＣＤ単体のダイナミックレンジの中の各画素出力のリニアリティ（線形性）が揃った範囲を考えると、現実に有効に用い得るレンジとしては４０ｄＢ程度であり、この様なセンサーを使用して画像入力をした場合には非常に暗い部分で小さな筋状のノイズとして現れる。
【０００５】
セラーグラフィック研究会１９９３年３月号（Ｐ２８〜Ｐ２９）では、このような問題点に対して別途設けられた光源から弱い光を入射してバイアス光によるノンリニア領域の削除の方法が提案されているが、あくまでもＣＣＤのリニア領域を利用する方法であり、ダイナミックレンジに対する不足を補うことにはならない。
【０００６】
一方、印刷の製版用の電子的撮像装置としては、濃度レンジ３．５以上（７０ｄＢ以上）が、フィルムの再現レンジから望まれている。したがって、高品質が要求される電子的撮像装置では、フォトマル等の素子出力自体が高ダイナミックレンジを有するセンサーが用いられ、取り扱いが簡便なＣＣＤの使用範囲が限定される原因となっている。
【０００７】
かかる問題を解決するために、本願出願人は、特願平５−３５２４６０号において、感度特性を異にする複数のイメージセンサーによる同一画像位置に対応する光電変換出力の時間位相を実質的に合致させたデジタルデータの合成処理により、単体のセンサーに比較して広いダイナミックレンジを得る技術を提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この技術は、光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにしたもので、具体的には、上位７ビットに対して１つの出力を使い、それらをある継ぎ目部分を一致させて継ぎ合わせることにより１４ビットの出力を得ている。実際にはＣＣＤの高感度側の出力データは１４ビットの中の７ビットであり、トータル１４ビットの精度が下位７ビットで表現されるので、１４ビットの精度をもつことになる。すなわち、明るさに関して一番暗い所から一方のＣＣＤの出力データが賄う継ぎ目の濃度のところまでについては、１４ビット中の７ビットによって１４ビットの精度の表現ができる。しかし、上位部分に関しては、下位部分を賄うセンサー出力は既に飽和しているので、全く変化しない。したがって、上位部分についてだけ変化出力を持てるので見かけの１４ビット出力は得られるものの、下位７ビットについては無効になってしまい、実質７ビットの分解能しかなくなってしまう。その結果、継ぎ目の濃度ポイントより光量が大きくなった時には分解能が低下し、１４ビットの実際の出力はとれないという問題が生ずる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、高ダイナミックレンジ特性及び高分解能特性をもつ電子的撮像装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明による電子的撮像装置は、次のような構成を採用している。
【００１１】
（１）光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
所定の輝度レベルに対応して設定された一のしきい値を保持するしきい値保持手段と、
該一のしきい値と当該検出時点での光電変換対象の輝度レベルとを比較する比較手段と、
該比較結果に応じて上記複数の各センサーのうち該当するものを選択しそれらの出力を取り出す選択出力手段と、を備え、
上記複数のセンサーはそれらの感度の高低の程度に応じて順次の感度系列を為すように各自の感度が設定され、この順次の感度系列において最も低感度側に位置するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての所定の上限値が上記総合的な光電変換特性におけるダイナミックレンジの上限レベルに対応せしめられると共に、上記複数のセンサーによる上記対応する特性領域毎の分担を割り当てるにつき、当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域に係って上記順次の感度系列に関して相対的に低感度側に対応するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての所定の下限値とされた出力レベルに上記順次の感度系列に関して相対的に高感度側に対応するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての上限値とされた出力レベルが合致するよう該相対的に高感度側に対応するセンサー出力のオフセットレベルを増減するオフセットレベル調整手段と、
を備えた電子的撮像装置。
【００１２】
（２）光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
所定の輝度レベルに対応して設定された一のしきい値を保持するしきい値保持手段と、
該一のしきい値と当該検出時点での光電変換対象の輝度レベルとを比較する比較手段と、
該比較結果に応じて上記複数の各センサーのうち該当するものを選択しそれらの出力を取り出す選択出力手段と、
を備え、
上記複数のセンサーはそれらの感度の高低の程度に応じて順次の感度系列をなすように各自の感度が設定され、この順次の感度系列において最も低感度側に位置するセンサー出力の線形領域についての所定の上限値が上記総合的な光電変換特性におけるダイナミックレンジの上限レベルに対応せしめられると共に、上記複数のセンサーによる上記対応する特性領域毎の分担を割り当てるにつき、当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域に係って上記順次の感度系列に関して相対的に低感度側に対応するセンサー出力の線形領域の所定の下限値とされた出力レベルに上記順次の感度系列に関して相対的に高感度側に対応するセンサー出力の線形領域の所定の上限値とされた出力レベルが合致するよう該相対的に高感度側に対応するセンサー出力のオフセットレベルを増減するオフセットレベル調整手段と、
を備えた電子的撮像装置。
【００１３】
（３）上記オフセットレベル調整手段は、上記当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域乃至その近傍領域で上記両センサーの一方の出力を固定した状態で他方のセンサーの出力についてのオフセットレベルを増減して両センサーの出力レベルが実質的に等しくなるような調節が可能に構成された（１）または(２)の電子的撮像装置。
【００１４】
（４）上記オフセットレベル調整手段は、当該センサー出力に関する増幅率を変化させた後に、オフセットレベルの増減を行うように構成された（１）、（２）または（３）の電子的撮像装置。
【００４１】
【作用】
本発明では、感度特性を異にする複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を対応する特性領域毎に分担せしめて広域なダイナミックレンジを得る際、所定の輝度レベルに対応する一のしきい値と光電変換対象の輝度レベルとの比較結果に応じて複数の各センサーのうち該当するものを選択して出力させている。つまり、暗い所から低感度センサー出力が飽和する手前の線形領域のピークまでについては、１２ビットのＡ／Ｄ変換器を用いてデータ値を得る。それから下の高感度センサーでは、所定の感度差をもって設定するので暗い部分については同一精度が得られるビット数のＡ／Ｄ変換器出力として切り換える。例えば、１２ビット中の８ビット以降の継ぎ目ポイントから明るさのピークになるところまでも１２ビットで分解しているので、トータルとしては１２ビットの出力が得られ、全領域に渡って１２ビットの出力で、なお且つ暗い所のＣＣＤの問題点である非線形領域も改善しているので、トータルとして線形領域を高ダイナミックレンジとして取り込むことができる。
【００４２】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施例による電子的撮像装置の模式的構成図である。
【００４３】
図１３と同様に、駆動ステッピングモータ１０９により矢印方向に移動されるステージ台１０８に取り付けられたフィルム原稿１０１には、光源１００からの光が照射される。フィルム原稿１０１を透過した透過光は、結像レンズ１０２を通り、絞り１０３で光量が調節されて、撮像素子としての２つのＣＣＤから構成される高感度センサー１Ａと低感度センサー１Ｂに結像される。ここで光電変換された電荷は、ＣＣＤのシフトレジスターにより信号処理回路に転送される。こうして得られた画像取込み終了位置までの画像は、後段の２枚の画像の時間軸（画像位置）の一致処理を含む各種プロセス処理を経て１枚の電子画像が構成される。
【００４４】
図２は、本発明の実施例による電子的撮像装置におけるプリ信号処理系のブロック図である。矢印方向の副走査方向に駆動され、後述するＮＤフィルタにより感度が調整されたＣＣＤ１Ａ（高感度センサー）と１Ｂ（低感度センサー）からの画像信号は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）部２Ａと２Ｂ及びクランプ部３Ａと３Ｂにおいて、周知のサンプリング及びクランプ処理が施された後、ゲイン調整部４Ａと４Ｂでゲインが調整される。このクランプは、黒レベルを一致させる初期オフセットを行うもので、クランプ電位を用いて黒レベルが固定される。また、ゲイン調整は、通常、２つのＣＣＤが設計通りの感度差をもたないため、双方の感度特性（傾き）を調整するものである。オフセット加算部５Ａは、ゲイン調整部４Ａからの出力信号に、後述するＤ／Ａコンバータ９からのオフセット信号を加算して出力する。ゲイン調整部４Ａ，４Ｂ及びオフセット加算部５Ａ，５Ｂにより、ＣＣＤ１Ａと１Ｂから得られる２つの画像信号を継ぎ合わせる際の連続性（継ぎ目の一致）及びオフセット値をフィードバックをかけてアナログ加算するようなダイナミックレンジ調整が行われる。尚、ＣＣＤ自体をスキャンする代わりに原稿を移動させることもできる。
【００４５】
オフセット加算部５Ａからの高感度ＣＣＤ１Ａの出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ６Ａで８ビットのデジタルデータに変換された後、遅延部７でＣＣＤ１Ａと１Ｂ間の配設位置の違いに起因した取り込み時間のずれに相当する時間Ｔだけ遅延されて出力される。また、Ａ／Ｄコンバータ６Ｂは、オフセット加算部５Ｂからの出力信号をデジタルデータに変換して出力する。Ａ／Ｄコンバータ６Ｂは、低感度ＣＣＤ１Ｂが全体のダイナミックレンジを包括するような形で入力するため１２ビットとしている。
【００４６】
Ａ／Ｄコンバータ６Ａからの８ビットデータは、暗い部分を賄うためのデータなので、８ビットで十分である。信号処理回路８には、遅延回路７（ＣＣＤ１Ａ側）とＡ／Ｄコンバータ６Ｂ（ＣＣＤ１Ｂ側）からの出力が入力され、シスコン（図示せず）から送出される後述するしきい値切替信号により切り替え動作する。このしきい値は、２つのＣＣＤ１Ａと１Ｂの出力を上記しきい値に対して選択的に切り替える際の基準とされる。こうして最終的には１２ビットの出力が信号処理回路から得られる。
【００４７】
しきい値切り替えの原理、構成が図３に示されている。ＣＣＤ１Ｂの出力は全体のダイナミックレンジを全て表現するため１２ビット出力であり、高感度センサーＣＣＤ１Ａの出力は１２ビットの下位ビットに対応させており、この場合、下位ビットだけで表現できる領域だけ分担するので８ビットで良い。
【００４８】
ＣＣＤ１Ａと１Ｂの出力が、デジタルコンパレータ８ＢによるＣＣＤ１Ｂの出力としきい値データとの比較結果に基づいて制御されるスイッチ８Ａを介して切り替え出力される。しきい値データ（ＲＥＦ）としては、図において、上位から”００００１１１１１１０１”が設定されており、ＣＣＤ１Ａの出力とＣＣＤ１Ｂの出力の切り替えのしきい値基準とされる。この切り替えのため、スイッチ８Ａ、デジタルコンパレータ８Ｂ及びＯＲゲート８Ｃを備えている。デジタルコンパレータ８Ｂは、しきい値データＲＥＦとＣＣＤ１Ｂの１２ビット出力をデジタル的に比較する。通常、デジタル比較は、２入力のどちらが高いかを比較し、比較結果の高い方のフラグ出力と、一致出力の３出力を持っている。例えば、ＣＣＤ１Ｂの出力がしきい値データＲＥＦよりも大きい場合には、デジタルコンパレータ８Ｂの出力を使ってスイッチ８Ａを切り替えてＣＣＤ１Ｂの出力を切り替え出力する。一方、ＣＣＤ１Ｂの出力が、しきい値ＲＥＦよりも小さいときや両者が等しいときには、ＯＲゲート８Ｃにはそれぞれを示すフラグが入力され、その出力がスイッチ８Ａに送出される。したがって、ＣＣＤ１Ａの出力が最終出力として得られる。この場合は、上位４ビットは０が設定され、最終出力は常に１２ビットの出力になる。
【００４９】
図４は本実施例の動作を説明するための図で、全体の入射光量を横軸に、出力電圧レベルを縦軸としたときのＣＣＤ１Ａと１Ｂの出力の切り替え時を含む関係を示している。低感度センサーＣＣＤ１Ｂは、暗い部分から該ＣＣＤ１Ｂの線形領域のピーク対応の明るい部分についての１２ビットの出力データを得る。上述のように、また、図４にも示すように、ＣＣＤ１Ｂは、暗い部分に対しては線形性が保たれないという問題がある。そこで、本実施例では、この線形性が保たれない部分に対しては高感度センサーＣＣＤ１Ａの出力で置き換えて（切り替えて）全体的なリニアリティを確保している。ＣＣＤ１ＡはＣＣＤ１Ｂに切り替えられた継ぎ目濃度ポイント相当以上の入射光量に対しては飽和状態に至る。
【００５０】
かかるＣＣＤ出力の切り替えにより、出力データを接続する際には、継ぎ目の濃度ポイントでの濃度のレベルの段差をなくす調整が必要となる。この調整は、増幅率を合わせた増幅器の増幅出力のオフセットを合わせることにより得られる。さて、ＣＣＤ１Ｂの出力が”００００１１１１１１０１”、ＣＣＤ１Ａの出力が”１１１１１０１０”とすると、ビット表現のオフセット部分”００００００１１”があるので、このオフセット部分をシフトすることにより、濃度的段差を除去することができる。
【００５１】
以上のゲイン補正とオフセット調整は、全体の平均的調整であるが、画素毎のばらつきを補正するための処理が必要である。そこで、本実施例では、図５に示すように、Ｄmin補正ＲＯＭ８２Ａ、８２Ｂと、Ｄmax補正ＲＯＭ８４Ａ、８４Ｂを設けている。Ｄmin補正ＲＯＭ８２Ａ、８２Ｂは、例えば、遮光状態において、画素毎のばらつきを補正するもので、ある値に対して各画素毎のオフセット量が格納されており、加算部８１Ａ、８１Ｂによりオフセット量の加算演算が行なわれる。一方、Ｄmax補正ＲＯＭ８４Ａ、８４Ｂには、ＣＣＤの感度特性の傾斜を補正するための補正係数が格納されている。この補正係数は、先ず前述の暗い部分を補正しておいて、後に飽和付近でのゲイン方向の補正を行なって各画素毎のばらつきをなくしている。このようなゲイン方向の補正は、乗算部８３Ａ、８３Ｂにおいて入力とＲＯＭ８４Ａ、８４Ｂに格納されている補正係数との乗算により行なわれる。乗算部８３Ａと８３Ｂからの出力は、スイッチ８５の２入力端子に供給され、システムコントローラからのしきい値切替信号に基づいて選択的に切り替え出力される。
【００５２】
本実施例では、感度特性を異にする２つのＣＣＤによる同一画像位置に対応する出力の時間的位相を合致させて２つの各ＣＣＤによる総合的な光電変換特性を対応する特性領域毎に分担させてダイナミックレンジの広い出力を得るモード（以下、マルチモードと称する）と、単一ＣＣＤからの光電変換出力を得るノーマルモードの設定を可能とし、システムコントローラからのモード切替信号により、いずれかのモードが設定される。マルチモード時には、スイッチ８５からの出力を、ノーマルモード時には乗算部８３Ａからの出力を選択出力している。これらのモードは、最後の画像取り込み以前に、プリスキャンを実行して画像のトリミング確認やフォーカス確認時に有益となる。例えば、フォーカスや露出を合わせたいときにプリスキャンを実行する際、マルチモードでは低感度ＣＣＤと高感度ＣＣＤは１６対１のような感度差がある。このとき、高感度ＣＣＤは、通常のＣＣＤの使い方であるのに対して、低感度ＣＣＤは１６分の１の明るさ、光量を減らして使うことになる。マルチモードの場合、例えば１秒で全画像を取り込んでいたのに対して、１６倍の時間がかかるので、プリスキャン時には都合が良くない。マルチモードとノーマルモードの切り替えは、ユーザの使い勝手で選択でき、ゆっくりでも高画質の画像が撮りたいときはマルチモードに切り替え、ラフな画像で良ければノーマルモードで早く撮ることができる。スイッチ８６からの出力は、マルチモードで１２ビット、ノーマルモードで８ビットとなり、各モードで有効なビット幅が選択される。
【００５３】
オフセット補正量算出回路ブロックは、図５の点線で囲まれており、メモリ８７、８８、減算部８９及びレジスタ９０とから構成され、乗算部８３Ａと８３Ｂから出力されるＣＣＤ１Ａと１Ｂ側からの入力８ビットデータと入力１２ビットデータが比較データとしてメモリ８７と８８にそれぞれ格納される。例えば、図示のように、１２ビットデータを格納するメモリ８７には８ビットの比較データ１が格納されており、上位４ビットに０が設定されている。また、メモリ８８には１２ビットの比較データ２が格納されている。比較データ２から比較データ１を、減算部８９で減算すると、下位データ”１１”が得られる。この”１１”がオフセット量であり、調整時データとしてレジスタ９０に一時格納され、ＲＯＭ９１に格納される。ＲＯＭ９１に格納されたデータは、通常、オフセット量としてアナログ信号のオフセット加算に入力される。その結果、２つのデータを切り替えても境界での濃度に段差は生じないようにすることができる。
【００５４】
図６は、上述実施例で得られた１２ビットの画像データの画像表示に至るまでの信号処理系の構成ブロック図である。
【００５５】
１２ビットの画像データは、高域強調部２１で高域再現性（シャープネス）を改善するために高域成分が強調され、フィールドメモリ２２に格納された後、パソコン等の画像処理ステーション２３に転送される。高域強調された画像データは、また、表示ガンマ処理部２４でガンマ補正が施された後、表示用メモリ２５に格納される。表示用メモリ２５からは、表示系に適合する速度で画像データが読み出され（速度変換）、同期信号混合部２６で同期信号が混合され、Ｄ／Ａコンバータ２７でアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、ローパスフィルタ２８を経て、モニタ２９で表示され、プリスキャンビュー時等における撮影画像が確認できる。画角の確認時には、高感度ＣＣＤを用いて高速スキャンした８ビット入力となる。
【００５６】
次にプリスキャン調整を行なうための構成について図７を参照しながら説明する。フォーカス制御部７２による制御で位置調整されたレンズ５１を通過した被写体光は、絞り制御部７１で絞り制御された絞り５２を通り、センサー部５３に入射される。被写体光は、センサー部５３の高感度ＣＣＤ５３Ａと低感度ＣＣＤ５３Ｂで電気信号に変換され、プリアンププリプロセス部５４と５５でプリプロセス処理が施された後、Ａ／Ｄコンバータ５６と５７でデジタルデータに変換される。図２の信号処理部８と同様な信号処理部を構成する補正部５８と５９で補正されたデータは、スイッチ６０を介して１２ビットデータとして出力される。スイッチ６０の切り替え制御は、上述の如く、所定のしきい値に基づいて行なわれる。
【００５７】
プリスキャン時には、高感度ＣＣＤ５３Ａ側からのデータを用いるため、システム制御部からのシステム制御信号によりスイッチ６１を閉成する。データ積分部６２により積分された積分データは、コンパレータ６４において、基準レベル６５と比較され、露出制御基準データが得られる。コンパレータ６４からの出力は、Ｄ／Ａコンバータ６６でアナログ信号に変換され、絞り制御部７１に送出されて絞り５２を制御する。この場合には、高感度ＣＣＤを用いているので、最終的に絞りは、マルチモードに対応して露出を切り換える必要があり、この状態で露出を合わせている。絞りにより本スキャン時の絞りを決めることは、この状態で露出が設定されることになる。現状に対し、絞りを１６倍の入射光量になるように開き、マルチモードで取り込む。また、シャッター速を１６倍の長時間露光とすることもできる。
【００５８】
一方、自動合焦（ＡＦ）制御のため、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６３で抽出された高域成分データをデータ積分部６７でデータ積分し、積分データがデータ保持部６８に保持される。コンパレータ６９は、データ積分部６７からの積分データと、データ保持部６８からの以前に得られた積分データとを比較し、比較結果データを出力する。Ｄ／Ａコンバータ７０は、比較結果データをアナログ信号に変換して、フォーカス制御部７２に送出して、レンズ５１の位置を制御する。このＡＦ制御は、コンパレータ６９からの比較結果データに基づいて、いわゆる”山登り方式”を用い、ある時点でのレベルがその時点のレベルより低くなっていれば、山を越えたと判断し、高ければ合焦方向に向かっていると判断して制御している。このようなプリスキャンにより高感度ＣＣＤを用いて迅速なプリスキャン調整が可能となる。
【００５９】
図８は、本発明の他の実施例としてのカラー撮影を可能とする３枚のＣＣＤ１Ａ，１Ｂ及び１Ｃを用いた場合の実施例を説明するための図である。
ＣＣＤ１Ａ〜１Ｃは、各単体ブロック毎にＮＤフィルタが貼り合わされて感度が、例えば、０ｄＢ，−２４ｄＢ，−４８ｄＢに設定されており、３枚のＣＣＤ１Ａ〜１Ｃのブロックが全体として移動され、スキャン動作する。各ＣＣＤには、Ｒ，Ｇ，Ｂの色フィルタが取り付けられ、さらにＲ，Ｇ，Ｂ画像信号が出力され、図２と図３に示す構成を有するＲ系信号処理部１１１、Ｇ系信号処理部１１２及びＢ系信号処理部１１３に供給される。
【００６０】
各ＣＣＤ毎にＲ，Ｇ，Ｂ用の色フィルタを取り付ける代わりに、円盤を扇形に３分割し、各分割領域にＲ，Ｇ，Ｂ用色フィルタを設けた回転カラーフィルタを用意し、ＣＣＤの移動ステップ毎にこのフィルタを回転させて、実施例の様な複数ＣＣＤに順次Ｒ，Ｇ，Ｂ色フィルタを通過した線順次の画像信号を入射せしめることも可能である。
【００６１】
図８において、Ｒ３、Ｇ３及びＢ３が高感度出力に割り当てられており、信号処理部１１１、１１２及び１１３からの出力は、上述と同様なしきい値に基づくしきい値切替信号により、切り替え出力され、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号が得られる。その結果、高ダイナミックレンジでのカラー撮影が可能となる。ホワイトバランス調整もプリスキャンにより迅速に行なえる。
【００６２】
コンパレータ１１５には信号処理部１１２と１１３からの出力が、コンパレータ１１６には信号処理部１１１と１１２からの出力が入力され、それぞれの比較結果データがＤ／Ａコンパレータ１１７と１１８でアナログ信号に変換され、スイッチ１１９に供給される。このとき、Ｇを基準にして、ＲもＢも一致すれば、ホワイトバランスがとれることになる。尚、ホワイトバランス調整時には、白い被写体を撮影する。システム制御信号で切替制御されるスイッチ１１９を介してのＤ／Ａコンバータ１１７と１１８からの出力は、信号処理部１１３と１１１のゲイン入力に供給される。上記システム制御信号は、ホワイトバランス調整時のみ供給されるため他の動作には影響を与えない。
【００６３】
次に、本発明の他の実施例として、図９（Ａ）と（Ｂ）に示すような、各色チャンネル毎に実施例のような複数のラインセンサーを用いたカラー版への適用を説明する。同図（Ａ）においては、スキャン移動される原稿１０１を通過する光源１００からの光は、レンズ１０２、絞り１０３を経て、図示のような光路を生成するダイクロイックプリズム１０４に入射され、それぞれ適正位置に配設された色フィルタを有するＲ（赤）用センサー、Ｇ（緑）用センサー、Ｂ（青）用センサーに結像される。このように、ダイクロックプリズムによって分光された光がＲＧＢの光となる。感度の異なるモノクロの２本のセンサーがそれぞれＲＧＢチャンネルに取り付けられており、原稿をスキャンすることにより、高ダイナミックレンジ特性が可能となる。
【００６４】
ここで、２次元センサーとしてのエリアセンサーを用いることもできる。この場合には、原稿をスキャンする必要はなく、光源の光量をそれぞれ変化させ、それらの出力を記憶しておき、選択することによって出力が得られる。また、光源光量を変化させる代わりに、光源の前に配設したＮＤを切り換えることもできる。
【００６５】
また、同図（Ｂ）では、ダイクロイックプリズム１０４の代わりに、全反射ミラー１０５、ハーフミラー１０６と１０７を用いて、入射光を分光してＲセンサー、Ｇセンサー、Ｂセンサーに結像する。
【００６６】
すなわち、全反射ミラー１０５による反射光は、入力光を２：１に分光するミラー１０６で分光され、その出力光はハーフミラー１０７で１／２ずつに分光され、結局、Ｒｃｈセンサー、Ｂｃｈセンサー及びＧｃｈセンサーに同一光量の入射光が入射されることになる。この場合も、上述と同様にエリアセンサーを用いることができる。
【００６７】
感度の異なるセンサーは、図１０に示すように構成することもできる。すなわち、２枚のＣＣＤ１Ａと１Ｂを第１のタイミング入力と第２のタイミング入力により駆動することにより、電気的シャッターで露光量を変化させ、例えば、本例では、１：２の４乗分の１という感度差をもたせることができる。
【００６８】
センサー感度を異ならせるため各センサーの電気的シャッター速度を変えて（電子シャッターにより）露光時間を制御する例を図１１（Ａ）と（Ｂ）を参照して説明する。同図は、ＣＣＤ１Ａと１Ｂの露光、転送、フォトダイオード電荷排出シフトレジスタ転送の動作の動作タイミングチャートを示している。ＣＣＤのフォトダイオード部分の電荷は最初に排出した後に、露光が開始される。インターラインの場合、トランスファゲート、いわゆる転送路との障壁を制御し、トランスファゲートを開くと最初の有効出力となり、電子シャッター機能をなす。また、垂直シフトレジスタに移送され、所定期間に光電変換された電荷が各画素出力として取り出される。フォトダイオードの転送により、そこで露光された電荷が転送される。
【００６９】
より具体的に、図１１（Ａ）を参照して説明すると、ＣＣＤ１Ａは、図１１（Ａ）に示すように、第１の露光期間から第２の露光期間に至る途中で露光が停止され、この途中期間でメカ的に移動される。各露光が終了した時点でトランスファゲート（ＴＧ）タイミングパルスが供給され、次の露光開始直前にフォトダイオードに蓄積されている電荷が排出され、リセットされる。トランスファゲートパルス送出後に、シフトレジスタの転送動作を行わせるためのパルスが供給され、各露光による出力電荷が転送される。すなわちＰD電荷排出からＴＧタイミングの期間Ｔが露光期間に設定される。
【００７０】
図１１（Ｂ）は、ＣＣＤ１Ａに対して、露光期間を１／２⁴として感度を１／２⁴としたＣＣＤ１Ｂについての同様な動作タイミングを示している。本例は、図１１（Ａ）と比較して露光期間が非常に短い。期間Ｔに対し、１対２の４乗分の１に設定して低感度ＣＣＤのトリガタイミングとフォトダイオード電荷排出タイミングをコントロールすることにより、図１０のような感度差をもたせることができる。
【００７１】
図１２は、本発明を適用したカラー処理系の構成ブロック図である。
それぞれ所定の感度差を持つ３つのラインセンサーブロックにＲ，Ｇ，Ｂの色フィルタが取り付けられたＣＣＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂからの出力は、それぞれ図２と図３に示すような信号処理を行う信号処理部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂで信号処理され、得られた１２ビットの画像データに対してホワイトバランス調整部３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂでホワイトバランス調整が施された後、色補正処理部３３で、フィルタの分光特性等の違いを補正する処理が施される。
【００７２】
こうして色補正されたＲ，Ｇ，Ｂの画像データは、高域強調処理部３４で高域強調処理される。高域強調されたＲ，Ｇ，Ｂの画像データは、フィールドメモリ３５を介して画像処理ステーション３６に転送される。また、このＲ，Ｇ，Ｂの画像データは、表示ガンマ処理部３７でガンマ補正され、表示メモリ３８に記憶される。この表示メモリ３８から表示系に適合する速度で読み出された画像データは、同期混合部３９で同期信号が混合され、Ｄ／Ａコンバータ４０、ローパスフィルタ４１を介して、アナログ画像信号としてＲＧＢ入力モニタ４２に表示される。システムコントローラ４３から出力されるしきい値切替信号が信号処理部３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒ及びホワイトバランスゲイン調整部３２Ｂ、３２Ｇ、３２Ｒに送出され、一番感度の高いセンサーが出力される。
【００７３】
以上の実施例の構成要旨及びその効果は、次のとおりである。
（１）光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
所定の輝度レベルに対応して設定された一のしきい値を保持するしきい値保持手段と、
該一のしきい値と当該検出時点での光電変換対象の輝度レベルとを比較する比較手段と、
該比較結果に応じて上記複数の各センサーのうち該当するものを選択しそれらの出力を取り出す選択出力手段と、
を備えた電子的撮像装置。
【００７４】
（２）上記しきい値保持手段は想定された光電変換対象の輝度レベルの全変化域内の所定値として選択された少なくとも一のしきい値を保持するように構成され、且つ、上記選択出力手段は同一画像部位に対する該当するセンサーの光電変換出力の時間位相を実質的に合致させるようにして上記複数の各センサーのうち該当するものの出力を時間軸上で連続するようにして取り出すように構成された（１）の電子的撮像装置。
従来、各センサー出力の選択は絵柄の同一出力レベルが得られる継ぎ目で選択していたが、この場合被写体の明るさの空間位置の条件に見合った選定及び、各センサー出力のレベルシフトが必要で、初期設定が複雑であった。（１）と（２）の構成では、各センサー出力が正規化した後にクロスする条件内に存在すれば初期設定を必要とせずにセンサー出力の選択＝出力信号の獲得が可能である。
【００７５】
（３）上記複数のセンサーは光電変換特性に関して比較的低感度の一のセンサーの比較的入力輝度の低い動作領域を比較的高感度の他のセンサーの比較的入力輝度の高い動作領域によって賄うように当該相互の感度が選択されて成るものである（１）または（２）の電子的撮像装置。
従来は、低輝度低レベル出力時に画素毎の暗電流バラツキや非線形部分が画像Ｓ／Ｎを劣化させていた。本構成によれば、低感度センサーによって全体のダイナミックレンジを賄い、その時の低輝度部分を高感度センサー出力で置換することで全体のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００７６】
（４）上記複数のセンサーは光電変換特性に関して比較的低感度の一のセンサーの非線形領域を比較的高感度の他のセンサーの線形領域によって賄うように当該相互の感度が選択されてなるものである（１）または（２）の電子的撮像装置。
【００７７】
（５）上記一のセンサーの比較的入力輝度の低い動作領域と上記比較的高感度の他のセンサーの比較的入力輝度の高い動作領域との境界に対応するレベルに上記しきい値保持手段のしきい値が設定されてなる（３）の電子的撮像装置。
【００７８】
（６）上記一のセンサーの非線形領域と他のセンサーの線形領域との境界に対応するレベルに上記しきい値保持手段のしきい値が設定されてなる（４）の電子的撮像装置。
（４），（５），（６）の構成によれば、低レベル出力の非線形部分が改善されるので暗部の正確なコントラスト再現や色再現が可能となる。
【００７９】
（７）上記複数のセンサーは当該相互の感度比が２のべきとなるように設定されてなるものであり、
上記複数のセンサーによる光電変換特性領域の分担の割り当てに関し、上記各センサーの出力をバイナリデータ化し、このバイナリデータ化された当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域が相互に上記２のべきに関するべき指数相応のディジット分だけシフトした関係にあるバイナリディジット系列相当の領域となるように上記分担を割り当てるべく構成されたものである（１）または（２）の電子的撮像装置。
【００８０】
（８）上記複数のセンサーは相互の感度比が１：２ⁿとなるように設定されてなる低感度センサーと高感度センサーとの２つのものであり、上記しきい値保持手段のしきい値は上想定された光電変換対象の輝度レベルの全変化域内の１／２ⁿのレベルに設定されてなる（１）または（２）の電子的撮像装置。
従来は、感度比設定が無作為であった時には、出力データに対する乗算又は除算演算が必要である。一方、（７），（８）の構成では、２ⁿ：１に設定することによってビットシフトだけで合成でき、回路を簡単化できる。
【００８１】
（９）光電変換に係る感度特性を異にする高感度及び低感度のセンサーと、これら各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
上記高感度及び低感度のセンサーのうち低感度センサーの出力をＡ／Ｄ変換するため想定された光電変換対象の輝度レベルの全変化域を賄うべく第１の分解能を有してなる第１のＡ／Ｄ変換器と上記高感度センサーによって賄う比較的低照度の領域に適合すべく設定された第２の分解能を有してなる第２のＡ／Ｄ変換器とを有する電子的撮像装置。
従来、センサー出力レートに応じて高・低感度の出力を同時処理するには比較的大規模な回路系を必要としていた。本構成によれば、低感度センサーの賄う全ダイナミックレンジを量子化するＡ／Ｄのビット数に対して高感度センサーは一部の領域であり最適なＡ／Ｄ変換、分解能を設定することにより回路を簡単化できる。
【００８２】
（１０）上記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器の出力の最下位ビットの重みが等しくなるようにするための重み付け調整手段を更に有する（９）の電子的撮像装置。従来、理論的な２本のセンサーのビット重みの一致に対してセンサー自体のバラツキや感度比バラツキを考慮する必要がある。本構成によれば、最下位ビット重み＝デジタル上でのゲイン一致を調整することで適切な合成ができる。
【００８３】
（１１）前記複数のセンサーはそれらの感度の高低の程度に応じて順次の感度系列を為すように各自の感度が設定され、この順次の感度系列において最も低感度側に位置するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての所定の上限値が上記総合的な光電変換特性におけるダイナミックレンジの上限レベルに対応せしめられると共に、上記複数のセンサーによる上記対応する特性領域毎の分担を割り当てるにつき、当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域に係って上記順次の感度系列に関して相対的に低感度側に対応するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての所定の下限値とされた出力レベルに上記順次の感度系列に関して相対的に高感度側に対応するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての上限値とされた出力レベルが合致するよう該相対的に高感度側に対応するセンサー出力のオフセットレベルを増減するオフセットレベル調整手段を更に備えた（１）または（２）の電子的撮像装置。
通常、２本のセンサーが理想出力であればゲインを一致するだけで合成可能であるが低レベル出力では非線形部分を含んだ不一致が存在する。本構成によれば、ゲインに加えてオフセット調整を加えることで重複部に於いても一致させることができる。
【００８４】
（１２）上記複数のセンサーはそれらの感度の高低の程度に応じて順次の感度系列をなすように各自の感度が設定され、この順次の感度系列において最も低感度側に位置するセンサー出力の線形領域についての所定の上限値が上記総合的な光電変換特性におけるダイナミックレンジの上限レベルに対応せしめられると共に、上記複数のセンサーによる上記対応する特性領域毎の分担を割り当てるにつき、当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域に係って上記順次の感度系列に関して相対的に低感度側に対応するセンサー出力の線形領域の所定の下限値とされた出力レベルに上記順次の感度系列に関して相対的に高感度側に対応するセンサー出力の線形領域の所定の上限値とされた出力レベルが合致するよう該相対的に高感度側に対応するセンサー出力のオフセットレベルを増減するオフセットレベル調整手段を更に備えた（１）または（２）の電子的撮像装置。
従来、センサー出力は高レベル出力では線形から非線形へ変化する。合成時に考慮しないとき最終的に継ぎ目部分で非線形領域が存在することとなる。本構成によれば、高感度センサーの線形領域の上限値が少なくとも重複部に含まれることとしてオフセット調整しているので不具合を生じない。
【００８５】
（１３）上記オフセットレベル調整手段は、上記当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域乃至その近傍領域で上記両センサーの一方の出力を固定した状態で他方のセンサーの出力についてのオフセットレベルを増減して両センサーの出力レベルが実質的に等しくなるような調節が可能に構成された（１１）または（１２）の電子的撮像装置。
【００８６】
（１４）上記オフセットレベル調整手段は、当該センサー出力に関する増幅率を変化させた後に、オフセットレベルの増減を行うように構成された（１１）、（１２）または（１３）の電子的撮像装置。
従来、オフセット調整において簡単化する必要があるが、本構成では、オフセット増減により２つの出力一致があるごとく調整することで選択後のレベル段差は生じない。
【００８７】
（１５）上記各センサーによる同一画像位置に対応する光電変換出力の時間位相を実質的に合致させるについてこれら高感度センサーの出力を先行して読出してこれを遅延せしめ後続して読出す低感度センサーの出力に対して時間位相を実質的に合致させる位相差補正手段を備えた（７）の電子的撮像装置。
従来、２本のセンサー出力を同時化するための遅延にあたり先行出力は遅延あるいは保持のための回路が必要である。本構成では、取り出しデータ量の少ない高感度センサー出力を先行して読み出しているので回路規模を縮小できる。
【００８８】
（１６）光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる同一画像部位に対応する光電変換出力の時間位相を実質的に合致させて上記複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、上記複数のセンサーのうち比較的高感度の一のセンサーによりプリスキャンを行って当該撮像に関係した情報を得る手段を備えたことを特徴とする電子的撮像装置。
撮影に先だってプリスキャンによる画面、画像確認を行うが、従来は、低感度センサーを露光するに必要な時間が必要でありデータ入力時間が長くなる。一方、本構成では、プリスキャンにおいては、高感度センサー出力のみを基準に露光することで高速に表示できる。
【００８９】
（１７）上記一のセンサーによるプリスキャンに基づいて当該撮像に関する露出条件を決定する手段を有してなる（１６）の電子的撮像装置。
本構成では、露出決定の時間短縮が可能であり、感度比に基づく最終撮影時の条件が決定できる。
【００９０】
（１８）上記一のセンサーによるプリスキャンに基づいて当該撮像に関する合焦調節のための動作を行なう手段を有してなる（１６）の電子的撮像装置。本構成では、合焦調整の時間短縮が可能となる。
【００９１】
（１９）上記一のセンサーによるプリスキャンに基づいて当該撮像に関するホワイトバランス調節を行なうための手段を有してなる（１６）の電子的撮像装置。
本構成では、ホワイトバランス調節の時間短縮が可能である。
【００９２】
（２０）光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーによる同一画像位置に対応する光電変換出力の時間位相を実質的に合致させて上記複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるよりも広域なダイナミックレンジを得るようにしたマルチセンシングモードと、
単一のセンサーにより光電変換出力を得るノーマルモードとのいずれかの動作モードを選択可能なモード選択手段を有することを特徴とする電子的撮像装置。通常、広ダイナミックレンジを要求する撮影場面と高速入力を要求する場面とがあるが、本構成では、高感度センサー出力のみと２出力合成出力とを選択可能とすることで対応できる。
【００９３】
（２１）光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる同一画像部位に対応する光電変換出力の時間位相を実質的に合致させて上記複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
上記各センサーの光学的黒に対応する出力レベルを画一化するための手段を備えたことを特徴とする電子的撮像装置。
従来、２つのセンサー出力を合成するにあたりオフセット調整を含み線形一致させるが、基準としてのレベルが固定されている必要がある。本構成では、基準となる電位に対してセンサーの光学的黒レベルを一致させるごとく前処理をすることで合成を適切に実行できる。
【００９４】
（２２）光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる同一画像部位に対応する光電変換出力の時間位相を実質的に合致させて上記複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
検出対象の輝度レベルが比較的低い領域を比較的高感度のセンサーにより賄い輝度レベルが比較的高い領域を比較的低感度のセンサーにより賄うようにし、当該比較的高感度のセンサーの出力に関する利得を調整することにより上記特性領域の境界でこの境界に係る両センサーの出力が一致するようにしたことを特徴とする電子的撮像装置。
従来、２本のセンサー出力に対してビットシフト等の手段によりデータ一致させるも、各バラツキに対応する微調整が必要である。本構成では、高感度測センサーゲインを低感度出力に一致するように調整することで、期待するセンサー感度を変化させることがない。
【００９５】
（２３）上記センサーは二次元センサーである（１）、（２）、（６）、（２１）または（２２）の電子的撮像装置。
（２４）上記各センサーの感度特性は各個に対応して設けられた増幅器の利得により設定されてなる（１）、（２）、（６）、（２１）または（２２）の電子的撮像装置。
二次元センサーにより、メカ的可動部を不要とし、画像位置の精度が向上する。
【００９６】
（２５）上記各センサーの感度特性は各個のセンサーに対する実質的な露光時間により設定されるようになされた請求項（１）、（２）、（６）、（２１）または（２２）の電子的撮像装置。
露光時間により各個のセンサー特性を得ることで、減光用フィルター等各センサー毎の入射光コントロールが不要となる。
【００９７】
（２６）上記実質的な露光時間は当該センサーの光電変換部に対する信号電荷の蓄積開始時点から電荷転送部へ信号電荷を移送するまでの時間により制御するようになされた（２５）の電子的撮像装置。
（２５）と同等効果を得ることができる。
【００９８】
（２７）上記センサーの感度特性は各個のセンサーに対応して設けられた透過率の異なるフィルターにより設定されるように構成された（１）、（２）、（６）、（２１）または（２２）の電子的撮像装置。
（１）、（２）、（５）、（２１）または（２２）と同様効果を得ることができる。
【００９９】
（２８）上記複数のセンサーはそれらの感度の高低に応じて順次の感度系列をなすように各自の感度が設定され、この順次の感度系列において最も低感度側に位置するセンサーの出力の線形領域について所定の上限値が上記総合的な光電変換におけるダイナミックレンジの上限レベルに対応せしめられると共に、上記複数のセンサーによる上記対応する特性領域毎の分担を割り当てるにつき、当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域に係って上記順次の感度系列に関して相対的に低感度側に対応するセンサーの出力の線形領域の所定の下限値とされた出力レベルと上記順次の感度系列に関して相対的に高感度側に対応するセンサー出力の線形領域の所定の上限値とされた出力レベルとを等しくするための信号レベル調整手段を備えた（１）または（２）の電子的撮像装置。
広域なダイナミックレンジを得る為に複数の感度系列による置換により、あたかも単一のセンサー出力とする必要があるが、最も低感度側のセンサー出力を基準として順次高感度側センサーがコントラストジャンプ無く継ぐまで全体のダイナミックレンジを担う低感度側センサーの分担領域の入射光量対出力特性を維持することができるため高感度で調整ができる。
【０１００】
（２９）上記信号レベル調整手段は、当該センサーの該当する画素毎の出力のゲインを調整する手段を含んでなる（２８）の電子的撮像装置。
（２８）で更に画素毎の出力バラツキを含んでいる場合は別途対応が必要であるが、本構成では、画素毎のゲインバラツキを回避するために画素対ゲイン係数のテーブル演算等で補正することで解決する。
【０１０１】
（３０）上記複数のセンサーは当該相互の感度比が２のべきとなるように設定され、上記各センサーの出力をそれぞれバイナリーデータ化した値を上記２のべきに関するべき指数相応のディジット分だけ相対的にシフトした状態で当該対応するバイナリーデータを比較することによって同一の被検出輝度に対する当該両センサーによる出力差を求める比較手段を有する（１）、（２）、（６）、（２１）または（２２）の電子的撮像装置。
本構成では、最終出力のバイナリデータを比較し、一致点を調整して、精度の高い容易な手法を実現している。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電子的撮像装置によれば、単体では充分なダイナミックレンジの出力を得ることができないセンサを用いても高ダイナミックレンジで高分解能の撮像出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による電子的撮像装置の模式的構成図である。
【図２】本発明の実施例による電子的撮像装置におけるプリ信号処理系のブロック図である。
【図３】図２の信号処理回路８におけるしきい値切り替えの原理、構成を示す図である。
【図４】図２の信号処理回路８におけるオフセット調整としきい値との関係を示す図である。
【図５】図２における信号処理部８の構成図である。
【図６】本発明の実施例で得られた１２ビットの画像データの画像表示に至るまでの信号処理系の構成ブロック図である。
【図７】本発明の実施例におけるプリスキャン調整部の構成図である。
【図８】３枚のＣＣＤ１Ａ，１Ｂ及び１Ｃを用いた場合の本発明の実施例を説明するための図である。
【図９】本発明をカラー版に適用したときの実施例の構成図である。
【図１０】本発明の実施例における感度の異なる２つのＣＣＤの構成例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例におけるＣＣＤ１Ａと１Ｂの露光、転送、フォトダイオード電荷排出シフトレジスタ転送動作の動作タイミングチャートを示す図である。
【図１２】本発明を適用したカラー処理系の実施例の構成ブロック図である。
【図１３】従来の撮像装置の模式的構成図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１ＣＣＣＤ（センサー）
２Ａ，２Ｂ相関二重サンプリング部
３Ａ，３Ｂクランプ部
４Ａ，４Ｂゲイン調整部
５Ａ，５Ｂオフセット加算部
６Ａ，６ＢＡ／Ｄ変換器
７遅延部
８信号処理部
８Ａスイッチ
８Ｂデジタルコンパレータ
８ＣＯＲゲート
９Ｄ／Ａ変換器

Claims

光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
所定の輝度レベルに対応して設定された一のしきい値を保持するしきい値保持手段と、
該一のしきい値と当該検出時点での光電変換対象の輝度レベルとを比較する比較手段と、
該比較結果に応じて上記複数の各センサーのうち該当するものを選択しそれらの出力を取り出す選択出力手段と、を備え、
上記複数のセンサーはそれらの感度の高低の程度に応じて順次の感度系列を為すように各自の感度が設定され、この順次の感度系列において最も低感度側に位置するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての所定の上限値が上記総合的な光電変換特性におけるダイナミックレンジの上限レベルに対応せしめられると共に、上記複数のセンサーによる上記対応する特性領域毎の分担を割り当てるにつき、当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域に係って上記順次の感度系列に関して相対的に低感度側に対応するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての所定の下限値とされた出力レベルに上記順次の感度系列に関して相対的に高感度側に対応するセンサー出力のうち利用対象となる所定領域についての上限値とされた出力レベルが合致するよう該相対的に高感度側に対応するセンサー出力のオフセットレベルを増減するオフセットレベル調整手段と、
を備えたことを特徴とする電子的撮像装置。
光電変換に係る感度特性を異にする複数のセンサーと、これら複数の各センサーによる総合的な光電変換特性を当該対応する特性領域毎に分担せしめ実効的に各単体のセンサーによるものよりも広域なダイナミックレンジを得るようにした電子的撮像装置であって、
所定の輝度レベルに対応して設定された一のしきい値を保持するしきい値保持手段と、
該一のしきい値と当該検出時点での光電変換対象の輝度レベルとを比較する比較手段と、
該比較結果に応じて上記複数の各センサーのうち該当するものを選択しそれらの出力を取り出す選択出力手段と、
を備え、
上記複数のセンサーはそれらの感度の高低の程度に応じて順次の感度系列をなすように各自の感度が設定され、この順次の感度系列において最も低感度側に位置するセンサー出力の線形領域についての所定の上限値が上記総合的な光電変換特性におけるダイナミックレンジの上限レベルに対応せしめられると共に、上記複数のセンサーによる上記対応する特性領域毎の分担を割り当てるにつき、当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域に係って上記順次の感度系列に関して相対的に低感度側に対応するセンサー出力の線形領域の所定の下限値とされた出力レベルに上記順次の感度系列に関して相対的に高感度側に対応するセンサー出力の線形領域の所定の上限値とされた出力レベルが合致するよう該相対的に高感度側に対応するセンサー出力のオフセットレベルを増減するオフセットレベル調整手段と、
を備えたことを特徴とする電子的撮像装置。
上記オフセットレベル調整手段は、上記当該両センサーの出力によって分担されるべき隣接する両分担領域乃至その近傍領域で上記両センサーの一方の出力を固定した状態で他方のセンサーの出力についてのオフセットレベルを増減して両センサーの出力レベルが実質的に等しくなるような調節が可能に構成された請求項１または２に記載の電子的撮像装置。
上記オフセットレベル調整手段は、当該センサー出力に関する増幅率を変化させた後に、オフセットレベルの増減を行うように構成された請求項１、２または３に記載の電子的撮像装置。