JPH0530424A - Picture input device - Google Patents

Picture input device

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JPH0530424A
JPH0530424A JP20453391A JP20453391A JPH0530424A JP H0530424 A JPH0530424 A JP H0530424A JP 20453391 A JP20453391 A JP 20453391A JP 20453391 A JP20453391 A JP 20453391A JP H0530424 A JPH0530424 A JP H0530424A
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JP
Japan
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signal
image
area sensor
input
dynamic range
Prior art date
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Pending
Application number
JP20453391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutake Kamihira
員丈 上平
Shigenobu Sakai
重信 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Image Input (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize the picture input device with a large dynamic range. CONSTITUTION:A CCD area sensor 1 uses an electronic shutter function to vary a shutter time for image pickup, the result is amplified at an amplifier 2 and an A/D converter 3 converts the signal into a digital signal and stored in frame memories 51,52 respectively via a distributer 4. Then picture signals in the frame memories 51,52 are synthesized by a signal synthesizer 6 to synthesize one picture signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エリアセンサを用いた
画像入力装置に関するものであり、さらに詳しくは広い
ダイナミックレンジにより高品質の画像を入力する技術
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image input device using an area sensor, and more particularly to a technique for inputting a high quality image with a wide dynamic range.

【0002】[0002]

【従来の技術】エリアセンサは、レンズ等により結像さ
せた被写体像を適当な走査手段を具備した2次元受光素
子アレーにより時系列の電気信号に変換するデバイスで
ある。このようなエリアセンサを用いる画像入力装置に
おいて、高品質の画像を入力するための重要な条件の1
つは、信号として取り出せる被写体照度の最低レベルと
最高レベル間の範囲を大きくすること、すなわちダイナ
ミックレンジを大きくすることである。図6はダイナミ
ックレンジの説明図である。図6において示される特性
は、被写体照度(またはセンサ面照度)とエリアセンサ
の出力信号レベルの関係である。種類を問わずエリアセ
ンサの出力信号には信号成分とともに、走査手段に用い
られているスイッチング素子や初段の増幅器で発生する
ノイズ、あるいは受光素子内で発生する暗電流ノイズな
どのノイズ成分が含まれている。被写体照度の低下に伴
ない信号成分がこれらのノイズ成分より小さくなると信
号が取り出せなくなる。これが入力可能な被写体照度の
最低レベル(図6においてLMIN で示す)を決める要因
である。一方、被写体照度が大きくなると信号も比例し
て大きくなるが、あるところからは被写体照度が増加し
ても信号は増加しなくなる。すなわち、出力信号は飽和
特性を示す。この飽和が始まる照度(図6においてL
MAX で示す)が信号として取り出せる最高レベルとな
る。したがって、被写体照度におけるダイナミックレン
ジはLMAX とLMIN の差で表されることになる。
2. Description of the Related Art An area sensor is a device for converting a subject image formed by a lens or the like into a time-series electric signal by means of a two-dimensional light receiving element array equipped with an appropriate scanning means. In an image input device using such an area sensor, one of the important conditions for inputting a high quality image is
The first is to increase the range between the minimum level and the maximum level of the illuminance of the subject that can be extracted as a signal, that is, to increase the dynamic range. FIG. 6 is an explanatory diagram of the dynamic range. The characteristic shown in FIG. 6 is the relationship between the illuminance of the subject (or the illuminance of the sensor surface) and the output signal level of the area sensor. The output signal of the area sensor, regardless of type, contains not only signal components but also noise components such as noise generated by the switching element used in the scanning unit and the first stage amplifier, or dark current noise generated in the light receiving element. ing. If the signal component becomes smaller than these noise components as the subject illuminance decreases, the signal cannot be extracted. This is a factor that determines the lowest level of illuminance of the subject that can be input (indicated by L MIN in FIG. 6). On the other hand, as the illuminance of the subject increases, the signal also increases in proportion, but from a certain point, the signal does not increase even if the illuminance of the subject increases. That is, the output signal exhibits a saturation characteristic. Illuminance at which this saturation begins (L in Fig. 6
( Indicated by MAX ) is the highest level that can be extracted as a signal. Therefore, the dynamic range of the illuminance of the subject is represented by the difference between L MAX and L MIN .

【0003】通常のエリアセンサにおけるダイナミック
レンジは3桁程度となっている。被写体の暗部と明部で
の照度差がダイナミックレンジを越える場合は、全照度
範囲で画像の階調再現ができなくなる。例えば、背景が
明るい場所で陰にいる人物像を撮像する場合、レンズの
絞り具合を背景の明るさに合わせると人物の顔などが真
っ黒になり、顔の形等がよく認識できなくなるような不
都合が生じる。また、陰の人物の明るさに合わせると背
景が真っ白になる。
A normal area sensor has a dynamic range of about three digits. When the illuminance difference between the dark and bright areas of the subject exceeds the dynamic range, it is impossible to reproduce the gradation of the image in the entire illuminance range. For example, when capturing a shadow of a person in a place with a bright background, if the lens aperture is adjusted to the brightness of the background, the face of the person becomes black and the shape of the face cannot be recognized well. Occurs. Also, the background becomes pure white when adjusted to the brightness of the shadowed person.

【0004】上記問題の解決にはダイナミックレンジの
拡大が必要である。上述のようにダイナミックレンジは
ノイズレベルと飽和特性で決まる。このうち、飽和特性
は受光素子の構造に起因するところが多く、飽和値を高
めることは容易でない。そこで、従来法においては初段
の増幅器の後に設けた専用の回路によりノイズ成分を低
減させ、これにより最低レベル(LMIN )を引き下げる
ことによりダイナミックレンジの拡大が図られている。
To solve the above problem, it is necessary to expand the dynamic range. As described above, the dynamic range is determined by the noise level and the saturation characteristic. Of these, the saturation characteristics are mostly due to the structure of the light receiving element, and it is not easy to increase the saturation value. Therefore, in the conventional method, the noise component is reduced by a dedicated circuit provided after the first-stage amplifier, and thereby the minimum level (L MIN ) is lowered to expand the dynamic range.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
回路的にノイズを低減させることによりダイナミックレ
ンジの拡大を図っているが、回路的手段で実現できるノ
イズ低減は高々1桁程度である。したがって、ダイナミ
ックレンジの拡大も1桁程度にとどまっており、高品質
画像の入力用としてはダイナミックレンジがまだ不十分
であるという問題点があった。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above conventional method,
Although the dynamic range is expanded by reducing the noise in the circuit, the noise reduction that can be realized by the circuit means is at most about one digit. Therefore, the expansion of the dynamic range is limited to about one digit, and there is a problem that the dynamic range is still insufficient for inputting a high quality image.

【0006】本発明は、上記問題点を解決し、ダイナミ
ックレンジの大きい画像入力装置を提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide an image input device having a large dynamic range.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる画像入力
装置は、エリアセンサでの光電変換における光生成電荷
の蓄積期間を異ならして撮像した複数の画像信号から1
枚の画像信号を合成するようにしたものである。
An image input device according to the present invention is a device that uses one of a plurality of image signals picked up with different accumulation periods of photogenerated charges in photoelectric conversion in an area sensor.
The image signals of one sheet are combined.

【0008】光生成電荷の蓄積期間を異ならす方法とし
て、電子シャッタ機能付きのエリアセンサを用いる。通
常のエリアセンサでは光生成電荷を1フレーム期間画素
内で蓄積し、これをフレーム終了時に外部に信号電荷と
して取り出すが、これに対し電子シャッタ機能付きのエ
リアセンサでは、フレーム期間内の一定期間に蓄積した
電荷のみを信号電荷として外部に取り出すことが可能で
あり、さらにこの蓄積期間(以下、シャッタ時間と呼
ぶ)は自由に設定することができる。
An area sensor with an electronic shutter function is used as a method of varying the accumulation period of the photo-generated charges. In a normal area sensor, photo-generated electric charges are accumulated in a pixel for one frame period and are taken out as a signal electric charge at the end of the frame. Only the accumulated charges can be taken out as signal charges, and the accumulation period (hereinafter, referred to as shutter time) can be set freely.

【0009】シャッタ時間を異なる時間に設定して入力
を行うことは光生成電荷の蓄積期間を異ならして撮像す
ることに相当する。そこで、本発明では上記電子シャッ
タ機能を利用して、異なる光生成電荷蓄積時間で入力し
た複数の画像から1枚のフレーム(画像)を合成する。
以下では、簡単のためシャッタ時間を異ならして入力し
た2枚の画像よりダイナミックレンジの広い画像を合成
する方法について説明する。ここで、2枚の画像の入力
において、第1の画像の入力ではシャッタ時間を第2の
画像の入力に比べ十分短い時間に設定する。
Setting the shutter time to different times for inputting corresponds to taking an image with different accumulation periods of photogenerated charges. Therefore, in the present invention, by utilizing the electronic shutter function, one frame (image) is composed from a plurality of images input at different photo-generated charge accumulation times.
Hereinafter, for simplicity, a method of synthesizing images having a wider dynamic range than the two input images with different shutter times will be described. Here, in the input of two images, the shutter time is set to be sufficiently shorter than the input of the second image in the input of the first image.

【0010】[0010]

【作用】図5は本発明により入力画像のダイナミックレ
ンジが拡大できる原理を示す図である。図5(a)はシ
ャッタ時間が異なる2つの入力における被写体照度と出
力信号レベルの関係を示す。図5(a)においてC1は
シャッタ時間を長くした場合の特性であり、C2はシャ
ッタを短くした場合の特性である。また、L1MAX ,L
MIN およびL2MAX ,L2MIN はそれぞれシャッタ時
間が長い場合および短い場合における入力可能な最高被
写体照度および最低被写体照度である。ここでは、L1
MAX とL2MIN が同じになるようそれぞれの入力でのシ
ャッタ時間を設定するとする。
FIG. 5 is a diagram showing the principle by which the dynamic range of an input image can be expanded according to the present invention. FIG. 5A shows the relationship between the object illuminance and the output signal level at two inputs with different shutter times. In FIG. 5A, C1 is the characteristic when the shutter time is long, and C2 is the characteristic when the shutter is short. Also, L1 MAX , L
1 MIN and L2 MAX , L2 MIN are the maximum subject illuminance and the minimum subject illuminance that can be input when the shutter time is long and short, respectively. Here, L1
Suppose that the shutter time for each input is set so that MAX and L2 MIN are the same.

【0011】上述のようにシャッタ時間は各画素におけ
る光生成電荷の蓄積時間に比例する。すなわち、シャッ
タ時間が長いと露光時間が長くなり、高感度での入力が
可能となって図5(a)に示すように被写体の低照度領
域の入力が可能となる。しかし、L1MAX 以上の高照度
領域では信号電荷が飽和して、その入力画像は一様に白
くなってしまう。一方、シャッタ時間が短いと露光時間
が短くなるため感度が低くなり、その特性は図5(a)
に示すようにシャッタ時間が長い場合に比べて右側(高
照度側)にシフトした形となる。この結果、被写体の暗
い部分では階調の再現ができなくなり、真っ黒く塗りつ
ぶされてしまうが、高照度領域で飽和が生じず再現性の
よい階調表現が可能となる。
As described above, the shutter time is proportional to the accumulation time of the photo-generated charges in each pixel. That is, if the shutter time is long, the exposure time becomes long, and it is possible to input with high sensitivity, and as shown in FIG. 5A, it is possible to input in the low illuminance region of the subject. However, in the high illuminance region of L1 MAX or more, the signal charge is saturated, and the input image is uniformly white. On the other hand, if the shutter time is short, the exposure time is short, and the sensitivity is low.
As shown in, the shutter is shifted to the right side (higher illuminance side) than when the shutter time is long. As a result, the gradation cannot be reproduced in the dark part of the subject and the area is painted black, but saturation is not generated in the high illuminance region, and gradation expression with good reproducibility is possible.

【0012】そこで、本発明では低照度領域ではシャッ
タ時間を長くした第1の入力における信号を用い、一
方、高照度領域ではシャッタ時間を短くした第2の入力
における信号を用いる。図5(b)は上述のようにシャ
ッタ時間を異ならして入力した2つの信号からダイナミ
ックレンジの広い1枚の画像信号が合成できる原理図を
示す。ここでは、第2の入力信号を2つの入力における
シャッタ時間の比だけ増幅する。この増幅によって第2
の入力における特性C2はC2点にシフトし2つの特性
を図5(b)に示すP点で連続的に接続でき、1本の特
性と見なすことができる。そして、合成された特性のダ
イナミックレンジは等価的にL2MAX −L1MIN とな
る。この結果、例えば従来の方法でのダイナミックレン
ジを3桁とすると本発明では6桁となり、飛躍的な向上
が可能である。したがって、被写体の明るい部分から暗
い部分にわたる全ての輝度領域において良好な階調再現
が可能となり、従来の方法に比べ、高品質な入力装置が
実現できる。
Therefore, in the present invention, the signal at the first input with a long shutter time is used in the low illuminance region, while the signal at the second input with a short shutter time is used in the high illuminance region. FIG. 5B shows a principle diagram in which one image signal having a wide dynamic range can be combined from two signals input with different shutter times as described above. Here, the second input signal is amplified by the ratio of the shutter times at the two inputs. Second by this amplification
The characteristic C2 at the input of is shifted to the point C2, the two characteristics can be continuously connected at the point P shown in FIG. 5B, and can be regarded as one characteristic. Then, the dynamic range of the synthesized characteristic becomes equivalent to L2 MAX -L1 MIN. As a result, for example, when the dynamic range in the conventional method is set to 3 digits, the dynamic range in the present invention becomes 6 digits, which is a dramatic improvement. Therefore, good gradation reproduction is possible in all the brightness regions from the bright part to the dark part of the subject, and a high quality input device can be realized as compared with the conventional method.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の第1の実施例を図1に示す。図1に
おいて、1はCCDエリアセンサ、2は増幅器、3はA
/D変換器、4は分配器、51および52はフレームメ
モリ、6は信号合成器、7は制御信号発生器、8はレン
ズである。本実施例では合成画像の最低被写体照度をで
きるだけ小さくするため、第1の入力では電子シャッタ
機能を用いず入力する。したがって、信号電荷の蓄積時
間はフレーム周期と等しい。一方、第2の入力ではシャ
ッタ時間をフレーム周期の1/1000に設定して入力
を行う。本実施例では約6桁におよぶ広範囲な照度を階
調再現するため第1および第2の入力におけるCCDエ
リアセンサ1のアナログ出力信号はともに増幅した後、
LOG変換し、これを8ビットでA/D変換してフレー
ムメモリ51および52にそれぞれ蓄積する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a CCD area sensor, 2 is an amplifier, and 3 is A.
A / D converter, 4 is a distributor, 51 and 52 are frame memories, 6 is a signal synthesizer, 7 is a control signal generator, and 8 is a lens. In this embodiment, in order to make the minimum subject illuminance of the composite image as small as possible, the first input is made without using the electronic shutter function. Therefore, the accumulation time of the signal charges is equal to the frame period. On the other hand, in the second input, the shutter time is set to 1/1000 of the frame period and the input is performed. In this embodiment, in order to reproduce the gradation of a wide range of illuminance of about 6 digits, after the analog output signals of the CCD area sensor 1 at the first and second inputs are both amplified,
LOG conversion, A / D conversion of this with 8 bits, and accumulation in frame memories 51 and 52, respectively.

【0014】以上の方法で2つのフレームメモリ51,
52に入力した2枚の画像信号を、以下の方法で1枚の
画像信号に合成する。まず、フレームメモリ51に蓄積
した画像信号の大きさをアドレス順に調べ、信号の大き
さが最高階調の255未満であればフレームメモリ51
からの信号をそのまま出力信号とする。もし、フレーム
メモリ51からの信号が最高階調の255であれば、フ
レームメモリ52における同一アドレスの信号に255
を加えた信号を出力信号とする。ここで、255を加え
ることは前記原理で述べた第2の入力の増幅に相当する
処理である。この出力信号はLOG変換されているが表
示や記録など、画像の出力機器の種類または色変換等の
処理の種類に合わせて適当なγ変換を施せばよい。
With the above method, the two frame memories 51,
The two image signals input to 52 are combined into one image signal by the following method. First, the magnitudes of the image signals stored in the frame memory 51 are checked in the order of addresses. If the magnitude of the signal is less than the maximum gradation of 255, the frame memory 51
The signal from is used as the output signal as it is. If the signal from the frame memory 51 has a maximum gradation of 255, the signal of the same address in the frame memory 52 will be 255.
Is added to the output signal. Here, adding 255 is a process corresponding to the amplification of the second input described in the above principle. Although this output signal is LOG-converted, appropriate γ-conversion may be performed according to the type of image output device such as display or recording or the type of processing such as color conversion.

【0015】上記エリアセンサのフレーム毎の電子シャ
ッタ機能のON/OFFは制御信号発生器7からの制御
信号により行い、さらに、この制御信号を用いて第1の
入力と第2の入力における画像信号を分配器4において
2つのフレームメモリ51および52に振り分ける。上
記構成と信号処理により本実施例では、従来の方法によ
る画像入力装置に比べ桁数において2倍のダイナミック
レンジでの入力が可能になる。
ON / OFF of the electronic shutter function for each frame of the area sensor is performed by a control signal from the control signal generator 7, and the image signal at the first input and the second input is further used by using this control signal. Are distributed to the two frame memories 51 and 52 in the distributor 4. With the above-described configuration and signal processing, in the present embodiment, it is possible to input in a dynamic range that is twice the number of digits as compared with the image input device according to the conventional method.

【0016】本発明の第2の実施例を図2に示す。図2
において、21および22は増幅器、31および32は
A/D変換器である。その他は図1と同じである。本実
施例で使用するCCDエリアセンサ1を図3に示す。図
3において、100は感光部、110および120は信
号蓄積部、130,140は水平転送路、150,16
0は出力端である。本実施例では、FT型のCCDエリ
アセンサを使用する。
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. Figure 2
In, 21 and 22 are amplifiers, and 31 and 32 are A / D converters. Others are the same as those in FIG. The CCD area sensor 1 used in this embodiment is shown in FIG. In FIG. 3, 100 is a photosensitive section, 110 and 120 are signal storage sections, 130 and 140 are horizontal transfer paths, and 150 and 16
0 is an output terminal. In this embodiment, an FT type CCD area sensor is used.

【0017】通常のFT型CCDエリアセンサは図7に
示すような構成となっており、電子シャッタ機能は以下
の方法で実現されている。すなわち、フレーム(または
フィールド)開始後T0 秒間に感光部100で蓄積した
電荷を一旦蓄積部とは反対側にある吐き出し口に吐き出
した後、再びそのフレーム(またはフィールド)の終り
まで感光部100で信号電荷を蓄積し、この電荷を信号
電荷として信号蓄積部110に送る。したがって、フレ
ーム周期をTとすれば、実効的な信号蓄積時間(シャッ
タ時間)は(T−T0 )となり、T0 を変えることによ
りシャッタ時間を制御している。
A normal FT type CCD area sensor has a structure as shown in FIG. 7, and the electronic shutter function is realized by the following method. That is, after the frame (or field) starts, the charge accumulated in the photosensitive section 100 is discharged to an outlet on the opposite side of the accumulating section for T 0 seconds, and then the photosensitive section 100 reaches the end of the frame (or field) again. The signal charge is stored in and is sent to the signal storage unit 110 as the signal charge. Therefore, assuming that the frame period is T, the effective signal storage time (shutter time) is (T-T 0 ), and the shutter time is controlled by changing T 0 .

【0018】これに対し本実施例では感光部100の両
側に信号蓄積部110と120を備えたFT型CCDエ
リアセンサを用いる。そして、フレーム開始後からT0
までの期間に感光部100で蓄積した信号電荷は信号蓄
積部110に蓄積し、残りの(T−T0 )で蓄積した信
号電荷は信号蓄積部120に蓄積する。
On the other hand, in this embodiment, the FT type CCD area sensor having the signal accumulating sections 110 and 120 on both sides of the photosensitive section 100 is used. Then, after the frame starts, T 0
The signal charges accumulated in the photosensitive unit 100 during the period up to are accumulated in the signal accumulation unit 110, and the signal charges accumulated in the remaining (T−T 0 ) are accumulated in the signal accumulation unit 120.

【0019】上記FT型CCDエリアセンサの2つの信
号蓄積部110,120に備えた信号電荷は2つの出力
端150および160から図2に示すように並列に読み
出し、さらに増幅器21,22でそれぞれ増幅L、A/
D変換器31,32でA/D変換してフレームメモリ5
1および52にそれぞれ蓄積する。2つのフレームメモ
リ51,52に蓄積された画像はシャッタ時間比(T−
0)/T0 で入力した2枚の画像であり、例えば上記
比を1:1000等を大きくすれば実施例1と同じ方法
でダイナミックレンジの広い画像に合成することが可能
である。
The signal charges provided in the two signal storage sections 110 and 120 of the FT-type CCD area sensor are read out in parallel from the two output terminals 150 and 160 as shown in FIG. 2, and further amplified by amplifiers 21 and 22, respectively. L, A /
A / D conversion is performed by the D converters 31 and 32, and the frame memory 5
1 and 52 respectively. The images stored in the two frame memories 51 and 52 have a shutter time ratio (T-
Two images input by T 0 ) / T 0. For example, if the ratio is increased to 1: 1000, it is possible to synthesize an image with a wide dynamic range by the same method as in the first embodiment.

【0020】本実施例ではシャッタ時間の異なる2つの
入力を1フレーム内で行え、従来法と同一速度でダイナ
ミックレンジの広い画像入力が可能となる。しかも2枚
の画像信号を並列に読み出して処理するため、駆動周波
数を高めることなく実施可能である。
In this embodiment, two inputs having different shutter times can be input within one frame, and an image having a wide dynamic range can be input at the same speed as the conventional method. Moreover, since the two image signals are read in parallel and processed, the present invention can be performed without increasing the drive frequency.

【0021】本発明の第3の実施例を図4に示す。図4
において、11および12はCCDエリアセンサ、9は
透過率と反射率が等しいハーフミラーである。本実施例
では同一のCCDエリアセンサ11,12を2個使用す
る。2つのCCDエリアセンサ11,12はともに電子
シャッタ機能を有するが、シャッタ時間はCCDエリア
センサ12がCCDエリアセンサ11に比べ1/100
0に設定する。2つのCCDエリアセンサ11,12に
同一の被写体像を入力させるため、ハーフミラー9によ
りレンズ8通過後の光路を2つに分割し、それぞれのC
CDエリアセンサ11,12上に同一の被写体像を結像
させる。CCDエリアセンサ11および12からのアナ
ログ信号は増幅され、さらにLOG変換された8ビット
ディジタル信号に変換した後、フレームメモリ51およ
び52にそれぞれ送る。
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. Figure 4
In the figure, 11 and 12 are CCD area sensors, and 9 is a half mirror having the same transmittance and reflectance. In this embodiment, two identical CCD area sensors 11 and 12 are used. Although the two CCD area sensors 11 and 12 both have an electronic shutter function, the shutter time of the CCD area sensor 12 is 1/100 of that of the CCD area sensor 11.
Set to 0. In order to input the same subject image to the two CCD area sensors 11 and 12, the optical path after passing through the lens 8 is divided into two by the half mirror 9, and the respective C
The same subject image is formed on the CD area sensors 11 and 12. The analog signals from the CCD area sensors 11 and 12 are amplified and further converted into LOG-converted 8-bit digital signals, which are then sent to the frame memories 51 and 52, respectively.

【0022】以上の方法で2つのフレームメモリ51,
52に入力した2枚の画像信号を1枚の画像信号に合成
する方法は上記実施例1と同様である。本実施例では2
つのCCDエリアセンサ11,12を用いることによ
り、従来法と同一速度でダイナミックレンジの広い画像
入力が可能とする。
The two frame memories 51,
The method of synthesizing the two image signals input to 52 into one image signal is the same as in the first embodiment. In this embodiment, 2
By using one CCD area sensor 11 and 12, it is possible to input an image with a wide dynamic range at the same speed as the conventional method.

【0023】以上3つの実施例を示したが、このうち実
施例2および実施例3は高速入力が可能であるため動画
撮像用に適している。ただし、静止画入力用としてもも
ちろん適用可能である。また、実施例1は電子スチルカ
メラ等の静止画用に適しているが、CCDエリアセンサ
1の駆動周波数を高めることにより同画用にも使用可能
である。
Of the three embodiments described above, the second and third embodiments are suitable for capturing moving images because high-speed input is possible. However, it is of course also applicable for inputting a still image. Further, although the first embodiment is suitable for a still image such as an electronic still camera, it can be used for the same image by increasing the driving frequency of the CCD area sensor 1.

【0024】なお、以上においては本発明の3つの実施
例を述べたにとどまり、本発明の精神を脱することなく
種々の変更が可能であることは言うまでもない。例え
ば、上記実施例ではエリアセンサとしてCCD型を用い
たが、電子シャッタ機能付きのMOS型エリアセンサを
用いても本発明を実施できることは本発明の原理からし
て明らかである。また、実施例1ではシャッタ時間を異
ならして入力した2つの画像信号から1枚の画像を合成
したが、シャッタ時間が異なる3枚あるいはそれ以上の
画像信号から合成すればさらにダイナミックレンジの広
い画像が入力可能となる。同じ原理で実施例3では使用
するエリアセンサの数を増やせばさらにダイナミックレ
ンジが広くなる。また、上記実施例では2枚の画像入力
におけるシャッタ時間の比率を1:1000と選んだ
が、この比は使用する1つのエリアセンサのダイナミッ
クレンジ以下であれば任意に選ぶことができる。さら
に、上記実施例ではA/D変換前にLOG変換をする
が、この処理を必要に応じて省略することも可能であ
る。
Needless to say, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the CCD type is used as the area sensor in the above embodiment, it is clear from the principle of the present invention that the present invention can be implemented by using a MOS type area sensor with an electronic shutter function. Further, in the first embodiment, one image is synthesized from two image signals input with different shutter times, but an image with a wider dynamic range can be obtained by synthesizing from three or more image signals with different shutter times. Can be input. According to the same principle, in the third embodiment, the dynamic range becomes wider by increasing the number of area sensors used. In the above embodiment, the shutter time ratio for inputting two images was selected to be 1: 1000, but this ratio can be arbitrarily selected as long as it is equal to or less than the dynamic range of one area sensor used. Further, in the above embodiment, the LOG conversion is performed before the A / D conversion, but this process can be omitted if necessary.

【0025】また、上記実施例では、蓄積時間の異なる
2つの画像信号が、時分割に発生するなどの理由から、
いずれもフレームメモリ51,52を使用したが、適当
な信号遅延回路と比較器を使用することにより、フレー
ムメモリ51,52を省略して本発明を実施することも
可能である。なお、この場合、実施例3では、上記2つ
の画像信号が並列に発生するため、信号遅延回路も不要
となる。
Further, in the above-mentioned embodiment, two image signals having different storage times are generated in a time division manner.
Although the frame memories 51 and 52 are used in both cases, the present invention can be carried out by omitting the frame memories 51 and 52 by using appropriate signal delay circuits and comparators. In this case, in the third embodiment, since the two image signals are generated in parallel, the signal delay circuit is also unnecessary.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エリア
センサを用いる画像入力装置において、光電変換におい
て発生する光生成電荷の蓄積期間が可変なエリアセンサ
と、このエリアセンサで光生成電荷の蓄積間を異ならし
て撮像した複数の画像信号から1枚の画像信号を合成す
る信号合成器とを備えたので、入力の回数または使用す
るエリアセンサの数の倍数だけダイナミックレンジを拡
大でき、被写体照度の広い範囲にわたって階調の再現が
可能となって高品質の画像入力装置が実現できる。ま
た、電子シャッタ機能を用いて光電変換において発生す
る光生成電荷の蓄積時間を異ならせることができるの
で、シャッタ時間の制御によりダイナミックレンジを必
要に応じて自由に変えることも可能である。また、電子
シャッタ機能によりシャッタ時間の異なる画像を高速
に、かつ連続的に取り込めるので動画用として用いるこ
とも可能である。
As described above, according to the present invention, in the image input device using the area sensor, the area sensor in which the accumulation period of the photo-generated charge generated in photoelectric conversion is variable, and the photo-generated charge generated by the area sensor. Since it has a signal synthesizer that synthesizes one image signal from a plurality of image signals captured with different accumulations, the dynamic range can be expanded by the number of inputs or a multiple of the number of area sensors used. The gradation can be reproduced over a wide range of illuminance, and a high quality image input device can be realized. Further, since the accumulation time of the photo-generated charges generated in the photoelectric conversion can be made different by using the electronic shutter function, it is possible to freely change the dynamic range by controlling the shutter time. In addition, the electronic shutter function allows images with different shutter times to be captured continuously at high speed, and thus can be used for moving images.

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

【図1】本発明の第1の実施例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.

【図3】第2の実施例で使用するCCDエリアセンサの
概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a CCD area sensor used in a second embodiment.

【図4】本発明の第3の実施例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の原理を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention.

【図6】従来の画像入力装置のダイナミックレンジの説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a dynamic range of a conventional image input device.

【図7】通常のFT型CCDエリアセンサの概略構成図
である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a normal FT type CCD area sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CCDエリアセンサ 2 増幅器 3 A/D変換器 4 分配器 6 信号合成器 7 制御信号発生器 8 レンズ 9 ハーフミラー 11 CCDエリアセンサ 12 CCDエリアセンサ 21 増幅器 22 増幅器 31 A/D変換器 32 A/D変換器 51 フレームメモリ 52 フレームメモリ 100 CCDエリアセンサの感光部 110 CCDエリアセンサの信号蓄積部 120 CCDエリアセンサの信号蓄積部 130 CCDエリアセンサの水平転送路 140 CCDエリアセンサの水平転送路 150 CCDエリアセンサの出力端 160 CCDエリアセンサの出力端 1 CCD area sensor 2 amplifier 3 A / D converter 4 distributor 6 signal combiner 7 control signal generator 8 lens 9 half mirror 11 CCD area sensor 12 CCD area sensor 21 amplifier 22 amplifier 31 A / D converter 32 A / D converter 51 frame memory 52 frame memory 100 CCD area sensor photosensitive area 110 CCD area sensor signal storage area 120 CCD area sensor signal storage area 130 CCD area sensor horizontal transfer path 140 CCD area sensor horizontal transfer path 150 CCD Area sensor output terminal 160 CCD area sensor output terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】エリアセンサを用いる画像入力装置におい
て、光電変換において発生する光生成電荷の蓄積期間が
可変なエリアセンサと、このエリアセンサで光生成電荷
の蓄積期間を異ならして撮像した複数の画像信号から1
枚の画像信号を合成する信号合成器とを備えたことを特
徴とする画像入力装置。
Claim: What is claimed is: 1. In an image input device using an area sensor, if the accumulation period of the photo-generated charges generated by photoelectric conversion is variable and that of the area sensor is different. 1 from multiple image signals captured by
An image input device comprising: a signal synthesizer for synthesizing one image signal.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000023183A (en) * 1998-06-29 2000-01-21 Olympus Optical Co Ltd Electronic endoscope device
US6677992B1 (en) 1997-10-23 2004-01-13 Olympus Corporation Imaging apparatus offering dynamic range that is expandable by weighting two image signals produced during different exposure times with two coefficients whose sum is 1 and adding them up
JP2008263345A (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Seiko Epson Corp Image processor, image processing method, and program for image processing
US7983867B2 (en) 2004-06-15 2011-07-19 Varian Medical Systems, Inc. Multi-gain data processing
US9420223B2 (en) 2011-09-26 2016-08-16 Canon Kabushiki Kaisha Image recording device that records moving image, method of controlling the same, and storage medium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6677992B1 (en) 1997-10-23 2004-01-13 Olympus Corporation Imaging apparatus offering dynamic range that is expandable by weighting two image signals produced during different exposure times with two coefficients whose sum is 1 and adding them up
JP2000023183A (en) * 1998-06-29 2000-01-21 Olympus Optical Co Ltd Electronic endoscope device
US7983867B2 (en) 2004-06-15 2011-07-19 Varian Medical Systems, Inc. Multi-gain data processing
JP2008263345A (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Seiko Epson Corp Image processor, image processing method, and program for image processing
US9420223B2 (en) 2011-09-26 2016-08-16 Canon Kabushiki Kaisha Image recording device that records moving image, method of controlling the same, and storage medium

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