JPH06233073A - Picture input device - Google Patents

Picture input device

Info

Publication number
JPH06233073A
JPH06233073A JP5014495A JP1449593A JPH06233073A JP H06233073 A JPH06233073 A JP H06233073A JP 5014495 A JP5014495 A JP 5014495A JP 1449593 A JP1449593 A JP 1449593A JP H06233073 A JPH06233073 A JP H06233073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
read
image pickup
photoelectric conversion
reading
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5014495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Shiraishi
幹夫 白石
Toshihiko Goto
敏彦 後藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5014495A priority Critical patent/JPH06233073A/en
Publication of JPH06233073A publication Critical patent/JPH06233073A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a wide dynamic range by reading the same image plural times and integrating the obtained image signal. CONSTITUTION:A system controller 90 can read an image in the same position plural times without moving a one-dimensional sensor 50. That is, in the read operation of one line, the first read is performed in the same position with a high-sensitivity characteristic, and picture data as the result is temporarily stored in a line memory 80. Next, the second read is performed with a low- sensitivity characteristic, and the read result is sent to an operation circuit 81 together with the read result for the high sensitivity, and two read results are subjected to addition and multiplication processings and are sent to an image memory 82. Thereafter, a one-dimensional sensor moving mechanism 53 is operated to move the sensor 50 to the read position of the next line, and the next line is read. Thus, the image is read in a wider range of taking-in.

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、連続した階調をもつ画
像の入力装置に係わり、特に写真フィルム等の記録され
たダイナミックレンジが広い画像を扱うに好適な画像入
力装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device for images having continuous gradation, and more particularly to an image input device suitable for handling recorded images having a wide dynamic range such as photographic film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、写真フィルムなどの画像からの電
気的な画像信号を得る画像入力装置としては、2次元撮
像素子を用いたビデオカメラや、1次元撮像素子を用い
たスキャナ等の入力装置が広く使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image input device for obtaining an electric image signal from an image such as a photographic film, an input device such as a video camera using a two-dimensional image sensor or a scanner using a one-dimensional image sensor. Is widely used.

【0003】写真フィルムに記録された濃度の範囲(ダ
イナミックレンジ、以下ダイナミックレンジと称する)
は、ポジフィルムの場合通常3以上、すなわち輝度のダ
イナミックレンジで3桁以上である。また、X線フィル
ムで4程度以上(輝度で4桁以上)となっている。
Range of densities recorded on photographic film (dynamic range, hereinafter referred to as dynamic range)
Is usually 3 or more in the case of a positive film, that is, 3 or more digits in the dynamic range of luminance. In addition, it is about 4 or more (4 digits or more in brightness) for the X-ray film.

【0004】一方、固体撮像素子(蓄積型光電変換半導
体(一般的にはフォトダイオードやCCD)等によって
光電変換を行う素子)の読み取り側のダイナミックレン
ジは、輝度で略2桁程度である。
On the other hand, the dynamic range on the reading side of a solid-state image sensor (an element that performs photoelectric conversion by a storage-type photoelectric conversion semiconductor (generally a photodiode or CCD) or the like) is about two digits in luminance.

【0005】このため、従来では入力しようとする写真
フィルムなどの画像の持つダイナミックレンジと比較し
て入力側のダイナミックレンジが狭く、元の画像の一部
分を読み取ることしかできなかった。
Therefore, conventionally, the dynamic range on the input side is narrower than the dynamic range of an image such as a photographic film to be input, and only a part of the original image can be read.

【0006】読み取り側のダイナミックレンジを広げる
方式としては、例えば公開特許公報昭61−32649
号公報に記載されている方式などが知られている。この
方式は、読み取る画像を2つの光軸に分割し、それぞれ
を異なる感度に設定した撮像素子2系統で読み取り、読
み取った信号を演算処理して広いダイナミックレンジを
得るものであった。
As a method of expanding the dynamic range on the reading side, for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-32649.
The method described in Japanese Patent Publication is known. In this method, an image to be read is divided into two optical axes, the two image pickup devices are set to have different sensitivities, and the read signals are arithmetically processed to obtain a wide dynamic range.

【0007】この方式では、ダイナミックレンジは拡大
するが、撮像素子が2系統要る点と光軸を分割する手段
が要るため、装置全体が複雑かつ光軸の調整が必要にな
り、信頼性や装置のコスト等で不利になる点、従来十分
に認識されていなかった。
In this method, the dynamic range is expanded, but since the image pickup device requires two systems and a means for dividing the optical axis is required, the entire apparatus is complicated and adjustment of the optical axis is required, resulting in reliability. It has not been sufficiently recognized in the past that it is disadvantageous in terms of cost and equipment.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記、従来の画像入力
装置においては、ダイナミックレンジを広げる必要があ
った。また、ある種の従来技術では、ダイナミックレン
ジを広げるために設定感度の異なる複数の撮像素子を用
いて電気的な演算処理を加える手段を用いていたが、装
置が複雑になり、信頼性が課題となっている。
In the above-mentioned conventional image input device, it is necessary to widen the dynamic range. In addition, in a certain type of conventional technology, a means for adding electrical calculation processing using a plurality of image pickup elements having different setting sensitivities is used in order to widen the dynamic range, but the apparatus becomes complicated and reliability is a problem. Has become.

【0009】本発明は、従来技術の問題点を解決するた
めになされたものであり、高信頼で、かつ広いダイナミ
ックレンジを持つ画像読み取り装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an image reading apparatus having high reliability and a wide dynamic range.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による画像入力装置に係る第一の発明の構成
は、同一画像を複数回読み取る手段と、複数回読み取っ
た画像信号を積算する手段とを設け、同一画像を複数回
読み取り、得られた画像信号を積算して、信号対雑音比
を向上して、ダイナミックレンジを広げる手段として構
成した。
In order to achieve the above object, the structure of the first invention relating to the image input apparatus according to the present invention is a means for reading the same image a plurality of times and an image signal read a plurality of times. The same image is read a plurality of times, the obtained image signals are integrated, the signal-to-noise ratio is improved, and the dynamic range is widened.

【0011】また、第二の発明の構成は、同一の撮像素
子の感度特性を変更する手段を設け、複数回読み取るた
びに感度を変更し、得られた画像信号を演算処理してダ
イナミックレンジを広げる手段として構成した。
According to the second aspect of the invention, means for changing the sensitivity characteristic of the same image pickup device is provided, the sensitivity is changed every time the image is read a plurality of times, and the obtained image signal is arithmetically processed to increase the dynamic range. Configured as a means of spreading.

【0012】第三の発明の構成は、撮像素子に含まれる
複数の光電変換素子のそれぞれの光線入力部分の上に、
光量制限手段を設け、かつ個々の光量制限手段は、光量
制限手段の下にある個々の撮像素子の光電変換出力によ
って制御する手段とを設けた。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements included in the image pickup element are provided on the respective light ray input portions,
The light amount limiting means is provided, and the individual light amount limiting means is provided with means for controlling by the photoelectric conversion output of each image pickup element below the light amount limiting means.

【0013】[0013]

【作用】同一画像を複数回読み取りを行って、得られた
画像信号を積算すると、信号対雑音比(S/N比)が向
上し、広いダイナミックレンジとなる。
When the same image is read a plurality of times and the obtained image signals are integrated, the signal-to-noise ratio (S / N ratio) is improved and a wide dynamic range is obtained.

【0014】また、異なる感度特性で同一画像を複数回
読み取り、得られた画像信号を演算処理すると、入力の
広いダイナミックレンジを変換できることになる。
Further, if the same image is read a plurality of times with different sensitivity characteristics and the obtained image signal is arithmetically processed, a wide dynamic range of the input can be converted.

【0015】さらに、複数の光電変換素子それぞれの入
射光量を得られた光量でフィードバックする手段は、入
射光量が多いと以降の入射光量を減らし、入射光量が少
ないと以降の入射光量を増やし、結果として、ダイナミ
ックレンジを広げる、等の作用がある。
Further, the means for feeding back the incident light amount of each of the plurality of photoelectric conversion elements with the obtained light amount reduces the subsequent incident light amount when the incident light amount is large, and increases the subsequent incident light amount when the incident light amount is small. As a result, it has the effect of expanding the dynamic range.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明による画像入力装置の一実
施例の内部構成を示すブロック図である。画像入力装置
1は、光源10、レンズ20、色分解フィルター30、
CCD1次元センサー50、CCDセンサ読み取り回路
51、対数変換回路60、A/D変換回路70、ライン
メモリ80、演算回路81、画像メモリ82、システム
コントローラ90、外部インタフェース110、読み取
り条件設定回路52などにより構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the internal structure of an embodiment of the image input apparatus according to the present invention. The image input device 1 includes a light source 10, a lens 20, a color separation filter 30,
CCD one-dimensional sensor 50, CCD sensor reading circuit 51, logarithmic conversion circuit 60, A / D conversion circuit 70, line memory 80, arithmetic circuit 81, image memory 82, system controller 90, external interface 110, reading condition setting circuit 52, etc. It is configured.

【0018】同図において、画像入力装置1は撮影済み
のフィルム2に記録されている画像を電気的な信号とし
て取り込み、外部インタフェースから外部の機器(例え
ばコンピュータ等)に送り出す。
In FIG. 1, the image input apparatus 1 takes in an image recorded on the film 2 which has been photographed as an electric signal and sends it out from an external interface to an external device (eg computer).

【0019】以下、図2、図3及び図4を用いて、装置
全体の概略の説明を行った後に再び図1に戻って詳細な
説明を行う。
Hereinafter, the outline of the entire apparatus will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4, and then the detailed description will be given by returning to FIG. 1 again.

【0020】図2は、一般的なスライド映写等に使われ
るポジ写真フィルムの発色濃度特性の例を示す。入力さ
れる光量のダイナミックレンジの輝度で略3桁程度の範
囲が、ほぼ直線的に記録される。透過率の対数表示が濃
度であり、濃度のダイナミックレンジ3ということは、
輝度に換算して3桁ということになる。
FIG. 2 shows an example of color density characteristics of a positive photographic film used for general slide projection and the like. The brightness of the dynamic range of the input light quantity is recorded approximately linearly in a range of about three digits. The logarithmic display of the transmittance is the density, and the dynamic range 3 of the density means
It is 3 digits when converted to brightness.

【0021】図3には、1次元撮像素子であるCCDラ
インセンサの感度特性の例を示す。蓄積時間Tintに
よってその特性の位置は移動するが、ダイナミックレン
ジとして同じ駆動条件で得られる範囲は、輝度で略2桁
程度である。それ以外の明るい部分は非直線性を持った
特性であり、暗い部分は素子の持つノイズ(暗電流)に
埋もれてしまい取り出せない。
FIG. 3 shows an example of sensitivity characteristics of a CCD line sensor which is a one-dimensional image pickup device. Although the position of the characteristic moves depending on the accumulation time Tint, the range of the dynamic range obtained under the same driving condition is about two digits in luminance. The other bright parts have a non-linear characteristic, and the dark parts are buried in the noise (dark current) of the device and cannot be extracted.

【0022】ここで、例えば蓄積時間を20msに設定
すると、特性A187のような特性が得られ、入力照度
で20Lux付近から2000Lux付近程度までを電
気信号に変換することができる。また、例えば蓄積時間
を50msに設定すると、特性B189の概略2Lux
付近から200Lux付近までの範囲を電気信号に変換
することができる。
Here, for example, when the accumulation time is set to 20 ms, a characteristic such as characteristic A187 is obtained, and it is possible to convert from about 20 Lux to about 2000 Lux with the input illuminance into an electric signal. Further, for example, when the accumulation time is set to 50 ms, the characteristic B189 has about 2 Lux.
The range from the vicinity to around 200 Lux can be converted into an electric signal.

【0023】図4は、本発明の読み取りダイナミックレ
ンジ拡大を行う原理の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of the principle of expanding the reading dynamic range of the present invention.

【0024】図3に示したように、読み取り時の撮像素
子の駆動条件(蓄積時間)を変更することにより、撮像
素子の変換範囲を変更して感度を変えることができる。
この図4では、出力にA/D変換後のデータで表示して
あるが、基本的には図3の電圧の表示と同等である。
As shown in FIG. 3, by changing the driving condition (accumulation time) of the image pickup device during reading, the conversion range of the image pickup device can be changed to change the sensitivity.
In FIG. 4, the output is displayed as data after A / D conversion, but it is basically the same as the display of the voltage in FIG.

【0025】すなわち、感度を上げた特性で変換した信
号と、感度を下げた特性で変換した信号とを合成する
と、変換範囲の広い特性を持った信号が得られる。図4
に示すように、高感度の特性B189と、低感度の特性
A187とを足し合わせると、合成特性190が得られ
る。この合成特性190に一定の係数を掛けて出力のダ
イナミックレンジに併せて最終的なと変換特性191が
得られる。このようにすると、撮像素子自体の持つダイ
ナミックレンジよりも広いダイナミックレンジを得るこ
とが可能となる。
That is, when the signal converted with the characteristic of increasing the sensitivity and the signal converted with the characteristic of decreasing the sensitivity are combined, a signal having the characteristic of a wide conversion range is obtained. Figure 4
As shown in FIG. 7, when the high-sensitivity characteristic B189 and the low-sensitivity characteristic A187 are added, a combined characteristic 190 is obtained. The final conversion characteristic 191 is obtained in accordance with the dynamic range of the output by multiplying the synthetic characteristic 190 by a constant coefficient. This makes it possible to obtain a dynamic range wider than the dynamic range of the image sensor itself.

【0026】ここで、再び図1に戻って、本発明による
一実施例の動作を説明する。
Now, returning to FIG. 1, the operation of the embodiment according to the present invention will be described.

【0027】光源10から発する光は、赤外カットフィ
ルター12を経てフィルム2へと送られる。フィルム2
は、図示しない保持手段に保持されており、画像の取り
込み動作中にその位置が固定されている。フィルム2を
通過した光はレンズ20を経て色分解フィルター30へ
と送られ、フィルターにより選択された色成分が1次元
CCDセンサ50へと送られる。そして、フィルム2に
記録されている画像は、レンズ20等の光学系を経てC
CDセンサー50の受光面に結像される。色フィルター
30は、分解フィルター交換機構31により、選択的に
交換される。フィルターの種類には例えば無色(素通し
ガラスなど)フィルターや、減光を行う複数のNDフィ
ルター、カラーの色成分の抽出を行う赤色のRフィルタ
ー、緑色のGフィルター、青色のBフィルター等が設け
られている。1次元センサー50からはCCDセンサ読
み取り回路51を経てアナログ信号として取り込まれた
1列分の画像が送り出される。1次元CCDセンサ50
の移動範囲に結像した画像は、1次元センサの順次移動
によって1ライン毎に分解され、最終的に2次元的に分
解されて、画像信号として取り出される。
The light emitted from the light source 10 is sent to the film 2 through the infrared cut filter 12. Film 2
Are held by holding means (not shown), and their positions are fixed during the image capturing operation. The light passing through the film 2 is sent to the color separation filter 30 via the lens 20, and the color component selected by the filter is sent to the one-dimensional CCD sensor 50. Then, the image recorded on the film 2 is passed through an optical system such as the lens 20 to C
An image is formed on the light receiving surface of the CD sensor 50. The color filter 30 is selectively replaced by the separation filter replacement mechanism 31. The types of filters include, for example, a colorless (clear glass, etc.) filter, a plurality of ND filters for dimming, a red R filter for extracting color color components, a green G filter, a blue B filter, etc. ing. From the one-dimensional sensor 50, a CCD sensor reading circuit 51 is used to send out an image of one column captured as an analog signal. One-dimensional CCD sensor 50
The image formed in the movement range is decomposed line by line by the sequential movement of the one-dimensional sensor and finally two-dimensionally decomposed to be taken out as an image signal.

【0028】1次元センサ50は移動手段である平行移
動台(図示せず)に取付けられており、これを動かす移
動機構53によって移動させることができる。画像の取
り込み動作時には、取り込み速度に合わせて移動機構5
3を動作させて、例えば平行移動台を1次元センサーの
素子の並びに応じた間隔で順次センサーの読み取り動作
と対応して移動させて行く。そして1色成分の1画面分
の取り込みが終了すると、次の色成分の取り込みをおこ
ない、この動作を複数色(例えば3色)分繰り返し行っ
て、カラーの画像の取り込みを完了する。
The one-dimensional sensor 50 is attached to a parallel moving table (not shown) which is a moving means, and can be moved by a moving mechanism 53 which moves this. During the image capturing operation, the moving mechanism 5 is moved according to the capturing speed.
3 is operated to move, for example, the parallel displacement table at intervals corresponding to the arrangement of the elements of the one-dimensional sensor in order corresponding to the reading operation of the sensor. When one screen of one color component has been captured, the next color component is captured, and this operation is repeated for a plurality of colors (for example, three colors) to complete the capture of the color image.

【0029】取り出された画像信号は、対数変換回路6
0を経てA/D変換回路70でデジタル信号に変換され
る。デジタル信号に変換された画像信号は、ラインメモ
リ80に一時蓄えられる。このときのCCDセンサの読
み取り条件である蓄積時間は読み取り条件設定回路52
がシステムコントローラ90の指令に基づいて設定して
いる。また、CCD1次元センサ50を移動する1次元
センサ移動機構53もシステムコントローラ90が制御
している。
The extracted image signal is converted into a logarithmic conversion circuit 6
After passing 0, it is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 70. The image signal converted into the digital signal is temporarily stored in the line memory 80. The storage time, which is the reading condition of the CCD sensor at this time, is determined by the reading condition setting circuit 52.
Is set based on the command from the system controller 90. The system controller 90 also controls the one-dimensional sensor moving mechanism 53 that moves the CCD one-dimensional sensor 50.

【0030】すなわち、システムコントローラ90は、
1次元センサを移動せずに、同じ位置で複数回画像を読
み出すことは可能であり、さらにその場合に読み取りの
蓄積時間を変更して、異なる蓄積時間で読み取ることも
可能である。
That is, the system controller 90
It is possible to read the image at the same position a plurality of times without moving the one-dimensional sensor, and in that case, it is also possible to change the reading storage time and read at different storage times.

【0031】1ラインの読み取り動作では、同じ位置
で、例えば高感度の(比較的蓄積時間を長く設定し)特
性で1回目の読み取りを行い、読み取った結果の画像デ
ータをラインメモリ80に一時蓄えて置く。続いて、例
えば低感度の(比較的蓄積時間を短く設定し)特性で、
2回目の読み取りを行い、先ほどの高感度の読み取り結
果と併せて演算回路81に送り込み、2回分の読み取り
結果を加算及び係数の乗算処理を行った後に画像メモリ
82へと送る。
In the 1-line reading operation, the first reading is performed at the same position, for example, with the characteristics of high sensitivity (setting the accumulation time relatively long), and the image data of the read result is temporarily stored in the line memory 80. Put. Then, for example, with low sensitivity (set the storage time relatively short),
The second reading is performed, and the result of the high-sensitivity reading is sent to the arithmetic circuit 81, and the results of the second reading are added and multiplied by the coefficient, and then sent to the image memory 82.

【0032】この1ラインの読み取り動作を行った後
に、1次元センサ移動機構53を動作させて次の1ライ
ンの読み取り位置に1次元センサを移動して、続く1ラ
インの読み取り動作を行う。
After this one-line reading operation is performed, the one-dimensional sensor moving mechanism 53 is operated to move the one-dimensional sensor to the next one-line reading position, and the subsequent one-line reading operation is performed.

【0033】このようにすると、先ほどの図4で説明し
たように、取り込みのダイナミックレンジを広くした読
み取りを行うことが可能となる。
By doing so, it becomes possible to perform reading with a wide dynamic range of capture, as described above with reference to FIG.

【0034】上記の説明では、複数回に分けて読み取る
場合に、感度の設定を違えた読み取り条件に設定した
が、同じ読み取り条件であっても、複数回の読み取りで
雑音成分が平均化されるため、信号対雑音比(S/N
比)が向上し、結果として暗い部分のダイナミックレン
ジを上げることが可能であり、ほぼ同様にダイナミック
レンジ拡大には有効である。
In the above description, when the reading is divided into a plurality of times, the sensitivity is set to different reading conditions, but even under the same reading conditions, the noise components are averaged by a plurality of readings. Therefore, the signal-to-noise ratio (S / N
The ratio) is improved, and as a result, it is possible to increase the dynamic range of a dark portion, and it is almost effective for expanding the dynamic range.

【0035】図5は、本発明による2番目の一実施例の
内部構成を示すブロック図である。図1に示した1番目
の一実施例との違いは、光軸中に減光フィルターである
NDフィルタ150を挿入することができる点である。
すなわち、NDフィルタ150を移動するNDフィルタ
移動機構151をシステムコントローラ90が駆動し
て、光軸中にNDフィルタを移動して挿入すると、1次
元センサ50に入射する光量が減り、結果として感度が
落ちた状態となる。
FIG. 5 is a block diagram showing the internal structure of the second embodiment according to the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that an ND filter 150, which is a neutral density filter, can be inserted in the optical axis.
That is, when the system controller 90 drives the ND filter moving mechanism 151 that moves the ND filter 150 to move and insert the ND filter into the optical axis, the amount of light incident on the one-dimensional sensor 50 decreases, and as a result, the sensitivity decreases. It will fall.

【0036】図1の1番目の一実施例で説明したと同様
に、1回目の読み取り時にはNDフィルタを挿入せずに
高感度な状態で読み取りを行い、1回目の読み取り時に
は、NDフィルタを挿入して低感度な状態で読み取りを
行い、読み取り後に、2回の読み取りデータを演算処理
して読み取りのダイナミックレンジを広げることができ
る。
As described in the first embodiment of FIG. 1, at the time of the first reading, the ND filter is not inserted and the reading is performed in a highly sensitive state. At the time of the first reading, the ND filter is inserted. Thus, the reading can be performed in a low sensitivity state, and after the reading, the read data can be processed twice to widen the reading dynamic range.

【0037】図6は、本発明による3番目の一実施例
の、1次元センサ付近の構造を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the structure near the one-dimensional sensor of the third embodiment according to the present invention.

【0038】1次元センサは、複数個の1列に並んだ光
電変換素子である蓄積型光電変換半導体201によって
構成されている。個々の蓄積型光電変換半導体は、微少
な例えば16μm角等の大きさであり、1列に複数個例
えば2048個並んで、1次元のラインセンサーを構成
している。この蓄積型光電変換半導体の上には、偏光フ
ィルム202を介して液晶シャッタ203が設けられて
いる。液晶シャッタ203も、蓄積型光電変換半導体の
1素子毎の上にそれぞれ1個、従って全体では蓄積型光
電変換半導体に対応して例えば2048個並んでいる。
さらに液晶シャッタ203の上には別の偏光フィルム2
04が設けられている。外部から入射する光は、偏光フ
ィルム204、液晶シャッタ203、偏光フィルム20
2を経て蓄積型光電変換半導体201へと入射する。ま
た、偏光フィルム204と偏光フィルム202とは同じ
方向の偏光に合わせてあり、液晶シャッター203に電
流を流して偏光方向を変えると、外部から入射した光
は、2枚目の偏光フィルムの方向と異なって、蓄積型光
電変換半導体201までは達しない。また、液晶シャッ
ター203へ流す電流を変化させると、蓄積型光電変換
半導体201に達する光量を連続的に変化させることが
できる。
The one-dimensional sensor is composed of a plurality of storage type photoelectric conversion semiconductors 201 which are photoelectric conversion elements arranged in one line. Each of the storage type photoelectric conversion semiconductors has a small size, for example, 16 μm square, and a plurality of, for example, 2048, are arranged in a line to form a one-dimensional line sensor. A liquid crystal shutter 203 is provided on the storage type photoelectric conversion semiconductor via a polarizing film 202. As for the liquid crystal shutters 203, one liquid crystal shutter 203 is arranged on each element of the storage type photoelectric conversion semiconductors.
Further, another polarizing film 2 is formed on the liquid crystal shutter 203.
04 are provided. Light entering from the outside is polarized film 204, liquid crystal shutter 203, and polarized film 20.
The light then enters the storage-type photoelectric conversion semiconductor 201 via 2. Further, the polarizing film 204 and the polarizing film 202 are matched with polarized light in the same direction, and when an electric current is passed through the liquid crystal shutter 203 to change the polarization direction, the light incident from the outside is directed to the second polarizing film. Differently, it does not reach the storage type photoelectric conversion semiconductor 201. Further, by changing the current flowing to the liquid crystal shutter 203, the amount of light reaching the storage photoelectric conversion semiconductor 201 can be continuously changed.

【0039】図7は、1次元センサ50の蓄積型光電変
換半導体201付近の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of the one-dimensional sensor 50 near the storage type photoelectric conversion semiconductor 201.

【0040】図8は、1個の撮像素子部分の回路構成を
示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a circuit configuration of one image pickup device portion.

【0041】外部から入射する光は、偏光フィルム20
4、液晶シャッター203、偏光フィルム202を経て
蓄積型光電変換半導体201へと入射する。蓄積型光電
変換半導体201では、入射した光を光電変換効果によ
り、電荷へと変換して蓄積して行く。蓄積型光電変換半
導体201の出力側には、高インピーダンスのゲート素
子210(電界効果型トランジスタ、FET等)が設け
られており、ゲート素子210をオンする事により、蓄
積型光電変換半導体201に蓄えられた電荷をCCD移
送素子等に移して、外部に読み出すことができる。さら
に、蓄積型光電変換半導体201の出力側には、高入力
インピーダンスの増幅回路211が接続されており、蓄
えられた電荷に対応する電圧が、増幅回路211より出
力されている。増幅回路の出力は、液晶シャッタ203
へと接続されている。また、増幅回路211の差動入力
端子212には外部からの制御信号が接続されている。
Light incident from the outside is polarized film 20.
4, incident on the storage type photoelectric conversion semiconductor 201 through the liquid crystal shutter 203 and the polarizing film 202. In the storage-type photoelectric conversion semiconductor 201, incident light is converted into charges by the photoelectric conversion effect and accumulated. A high-impedance gate element 210 (field-effect transistor, FET, etc.) is provided on the output side of the storage-type photoelectric conversion semiconductor 201. When the gate element 210 is turned on, the storage element is stored in the storage-type photoelectric conversion semiconductor 201. The generated charges can be transferred to a CCD transfer element or the like and read out to the outside. Further, a high input impedance amplifier circuit 211 is connected to the output side of the storage photoelectric conversion semiconductor 201, and a voltage corresponding to the stored charges is output from the amplifier circuit 211. The output of the amplifier circuit is the liquid crystal shutter 203.
Is connected to. A control signal from the outside is connected to the differential input terminal 212 of the amplifier circuit 211.

【0042】このように撮像素子を構成すると、入射す
る光量のフィードバックがかかり、非直線的な変換特性
を得ることが可能となる。すなわち、入射する光量が多
い場合には、一定時間あたりの蓄積型光電変換半導体2
01で蓄えられる電荷が多くなり、したがって増幅回路
211の出力電圧が上がり、液晶シャッタ203の透過
率が減る。この透過率は、時間がたって電荷が増えるほ
ど減ってゆく。一方入射する光量が少ない場合には、増
幅回路211の出力電圧はあまり上昇せず、液晶シャッ
タ203の透過率はあまり変化せず、時間がたっても入
射光量はあまり減らない。入射する光量の多少によっ
て、透過率が連続的に、非直線的に変化するため、広い
光量範囲のダイナミックレンジを持つ画像の場合でも、
蓄積型光電変換半導体の取り込める範囲に収めることが
できる。
When the image pickup device is constructed in this way, the amount of incident light is fed back, and it is possible to obtain a non-linear conversion characteristic. That is, when the amount of incident light is large, the storage-type photoelectric conversion semiconductor 2 per fixed time
The charge stored in 01 increases, so that the output voltage of the amplifier circuit 211 increases and the transmittance of the liquid crystal shutter 203 decreases. This transmittance decreases as the charge increases with time. On the other hand, when the amount of incident light is small, the output voltage of the amplifier circuit 211 does not increase much, the transmittance of the liquid crystal shutter 203 does not change much, and the amount of incident light does not decrease much over time. The transmittance changes continuously and non-linearly depending on the amount of incident light, so even in the case of an image with a wide dynamic range,
It can be accommodated within the range of the storage type photoelectric conversion semiconductor.

【0043】図9には、液晶シャッターのフィードバッ
クを行った場合とそれ以外の場合に得られる光電変換特
性の例を示す。
FIG. 9 shows an example of photoelectric conversion characteristics obtained when the liquid crystal shutter is fed back and in other cases.

【0044】フィードバックを行った特性250は、液
晶シャッターに加えられる電圧が光量に対応して連続的
に変化するために得られる。蓄積型光電変換半導体から
得られる電荷に対応した電圧が液晶シャッターに加えら
れるために、読み取り動作中に光量が連続して変化して
行くことになり、蓄積型光電変換半導体の取り込めない
ほど大きな光量である場合でも、読み取り途中に光量が
減少して行くため、蓄えられる電荷がオーバーフロー
(あふれる)ことがない。一方、フィードバックを行わ
ない従来の読み取りを行った場合の特性251では、入
射する光量に直線的に対応する電荷が蓄積型光電変換半
導体蓄えられて、一定以上の光量の場合には、読み取り
の蓄積時間中にオーバーフローしてしまい、それ以上の
光量をもつ画像は読み取れない。
The characteristic 250 that is fed back is obtained because the voltage applied to the liquid crystal shutter continuously changes according to the light amount. Since the voltage corresponding to the electric charge obtained from the storage photoelectric conversion semiconductor is applied to the liquid crystal shutter, the light amount changes continuously during the reading operation, and the light amount is too large to be captured by the storage photoelectric conversion semiconductor. Even in such a case, the amount of light decreases during the reading, so that the stored charges do not overflow. On the other hand, according to the characteristic 251 in the case of performing the conventional reading without feedback, the charge that linearly corresponds to the incident light amount is accumulated in the photoelectric conversion semiconductor, and when the light amount is equal to or more than a certain value, the reading accumulation is performed. It overflows during the time, and an image with more light cannot be read.

【0045】再び図8に戻って、詳細な説明を行う。Returning to FIG. 8 again, a detailed description will be given.

【0046】1回の光電変換を行うと、ゲート210を
オンして、蓄積型光電変換半導体201の電荷は読み出
してしまう。読み出されて、電荷が無くなった状態で
は、増幅回路211の出力も無くなってしまい、したが
って液晶シャッタ203に加えられる電圧も無くなり、
透過率は最大になる。このようにして、次の読み取りを
開始することが可能となる。
When photoelectric conversion is performed once, the gate 210 is turned on and the charge of the storage type photoelectric conversion semiconductor 201 is read out. When the charge is read out and the charge is lost, the output of the amplifier circuit 211 is also lost, and therefore the voltage applied to the liquid crystal shutter 203 is also lost.
The transmittance is maximum. In this way, the next reading can be started.

【0047】外部コントロールを行う差動入力端子21
2に、ある電圧を設定すると、増幅回路211の出力特
性を変更することができる。すなわち、増幅回路の増幅
率やオフセットを変更して、個々の光電変換素子や液晶
シャッターの特性のばらつきを補正して、複数個ある素
子の特性を、最終的な出力では見かけ上同じ特性に揃え
ることができる。
Differential input terminal 21 for external control
When a certain voltage is set to 2, the output characteristic of the amplifier circuit 211 can be changed. That is, the amplification factor and offset of the amplifier circuit are changed to correct the variations in the characteristics of individual photoelectric conversion elements and liquid crystal shutters, and the characteristics of a plurality of elements are made to appear to be the same in the final output. be able to.

【0048】以上説明したように、本発明の実施例にお
いては、1次元の撮像素子を用いた構成の画像入力装置
で説明したが、他の構成、例えば2次元センサを使用し
た構成、あるいは1次元と2次元の2つのセンサを併用
した構成、2次元センサと1次元センサを3個の合計4
個のセンサーを用いる等、センサーの数や役割を変更し
たものであっても、複数回読み取りあるいは個々の光電
変換素子の入射光量をフィードバックして制限して、読
み取りのダイナミックレンジを変更するもので有れば同
等の効果を有する事は明かである。
As described above, in the embodiment of the present invention, the image input device having the one-dimensional image sensor is used. However, another structure, for example, the two-dimensional sensor is used, or the one-dimensional image sensor is used. Two-dimensional sensor and two-dimensional sensor are used together, two-dimensional sensor and one-dimensional sensor are three in total, 4
Even if the number or role of sensors is changed, such as by using individual sensors, it is possible to change the dynamic range of reading by reading multiple times or limiting the amount of incident light from individual photoelectric conversion elements by feeding back. It is clear that they have the same effect.

【0049】また、センサーの種類であるが、本実施例
では個体撮像素子を用いるものを例にして説明したが、
他の方式、例えば光電子蓄積管(光電管)など、同等の
光量から電気量への変換を行う方式であれば、同等の効
果を得ることができるのは明かである。
Further, regarding the type of sensor, in the present embodiment, the one using the solid-state image pickup element has been described as an example.
It is obvious that the same effect can be obtained by another method such as a photoelectron storage tube (phototube) or the like that converts an equivalent light quantity into an electric quantity.

【0050】第1番目と第2番目の実施例では、画像の
読み取りを2回行って、演算処理によって最終出力を得
ていたが、読み取り回数は複数回の3回以上であっても
同様の効果を得ることができることは明かである。
In the first and second embodiments, the image is read twice and the final output is obtained by the arithmetic processing. However, even if the number of readings is three or more, the same result is obtained. It is clear that the effect can be obtained.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1番目
と第2番目の一実施例によれば、読み取る画像のもつ広
い光量のダイナミックレンジに対して、狭い読み取り範
囲のダイナミックレンジを持つ撮像素子であっても、複
数回読み取ることによって、最終的に得られるダイナミ
ックレンジを広げることが可能であり、広範囲なダイナ
ミックレンジをもつ画像に記録された情報を余すとこな
く読み取ることが可能になる。
As described above, according to the first and second embodiments of the present invention, the dynamic range of a wide light amount of an image to be read has a narrow dynamic range of the reading range. Even with an image sensor, it is possible to widen the finally obtained dynamic range by reading multiple times, and it becomes possible to read all the information recorded in an image having a wide dynamic range. .

【0052】また、本発明の第3番目の一実施例によれ
ば、撮像素子全体での光電変換特性のダイナミックレン
ジを変更することができるため、広範囲なダイナミック
レンジをもつ画像に記録された情報を余すとこなく読み
取ることが可能になる。さらに、本発明の第3番目の一
実施例によれば、光電変換素子やの変換特性のばらつき
などの感度不均一性(シェーディング)の補正を、液晶
シャッターにあらかじめ設定しておく値によって行うこ
とが可能となり、高精度かつ広範囲なダイナミックレン
ジを持つ読み取り特性を持つ撮像素子が実現できる。
According to the third embodiment of the present invention, since the dynamic range of photoelectric conversion characteristics of the entire image pickup device can be changed, information recorded in an image having a wide dynamic range can be obtained. It becomes possible to read without leaving. Furthermore, according to the third embodiment of the present invention, correction of sensitivity nonuniformity (shading) such as variation of conversion characteristics of photoelectric conversion elements and the like is performed by a value preset in the liquid crystal shutter. Therefore, it is possible to realize an image pickup device having a reading characteristic with high accuracy and a wide dynamic range.

【0053】本発明により、以上のような効果を得るこ
とができる。
According to the present invention, the above effects can be obtained.

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

【図1】本発明による第1番目の一実施例の内部構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a first embodiment according to the present invention.

【図2】一般的なポジ写真フィルムの発色濃度特性図で
ある。
FIG. 2 is a color density characteristic diagram of a general positive photographic film.

【図3】一般的な撮像素子の駆動条件の違いによる変換
特性の違いを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a difference in conversion characteristic due to a difference in driving condition of a general image pickup element.

【図4】複数回読み取り動作を行って、読み取りダイナ
ミックレンジを拡大する方法の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of expanding a reading dynamic range by performing a reading operation a plurality of times.

【図5】本発明による第2番目の一実施例の内部構成を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a second embodiment according to the present invention.

【図6】本発明による第3番目の一実施例の撮像素子の
構造を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the structure of an image sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6に示した撮像素子の断面図である。7 is a cross-sectional view of the image sensor shown in FIG.

【図8】図6に示す撮像素子1画素分の回路図である。8 is a circuit diagram of one pixel of the image sensor shown in FIG.

【図9】図7の回路部分の光電変換特性の説明図であ
る。
9 is an explanatory diagram of photoelectric conversion characteristics of the circuit portion of FIG. 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像入力装置、2…画像、10…光源、20…レン
ズ、30…色分解フィルター、50…1次元センサ、9
0…システムコントローラー、60…対数増幅器、70
…A/D変換回路、80…ラインメモリ、81…演算回
路、82…画像メモリ。
1 ... Image input device, 2 ... Image, 10 ... Light source, 20 ... Lens, 30 ... Color separation filter, 50 ... One-dimensional sensor, 9
0 ... System controller, 60 ... Logarithmic amplifier, 70
... A / D conversion circuit, 80 ... Line memory, 81 ... Arithmetic circuit, 82 ... Image memory.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画像を有する媒体の保持手段と、撮像素子
を有し、撮像素子に画像を有する媒体からの画像を結像
させる結像手段を備え、画像を電気信号に変換する画像
入力装置において、 同一画像を複数回読み取る手段と、複数回読み取った画
像信号を積算する手段とを持つことを特徴とする画像入
力装置。
1. An image input device for converting an image into an electric signal, comprising: a holding unit for a medium having an image; an image pickup unit; and an image forming unit for forming an image from the medium having an image on the image pickup unit. 2. An image input device comprising: means for reading the same image a plurality of times; and means for accumulating image signals read a plurality of times.
【請求項2】請求項1記載の画像入力装置において、撮
像素子の感度を変更する手段を持ち、複数回に分けて入
力する際に、画像の蓄積時間を違えた画像を入力する事
を特徴とする画像入力装置。
2. The image input device according to claim 1, further comprising means for changing the sensitivity of the image pickup device, wherein when inputting a plurality of times, the images having different image storage times are input. Image input device.
【請求項3】請求項1記載の画像入力装置において、撮
像素子全体の入射光量を変更する手段を持ち、複数回に
分けて入力する際に、入射光量を変更した画像を入力す
ることを特徴とする画像入力装置。
3. The image input device according to claim 1, further comprising means for changing an incident light amount of the entire image pickup device, wherein an image with the incident light amount changed is input when the input is performed plural times. Image input device.
【請求項4】光電変換を行う複数個の固体撮像素子を有
し、個々の撮像素子の光線入力部分の上に、光量制限手
段を設け、かつ個々の光量制限手段は、光量制限手段の
下にある個々の撮像素子の光電変換出力によって制御さ
れることを特徴とする撮像素子。
4. A plurality of solid-state image pickup devices for performing photoelectric conversion, wherein light quantity limiting means is provided on a light ray input portion of each image pickup element, and each light quantity limiting means is under the light quantity limiting means. An image pickup device characterized by being controlled by a photoelectric conversion output of each image pickup device in.
【請求項5】光電変換を行う複数個の固体撮像素子を有
し、個々の撮像素子の光線入力部分の上に、光量制限手
段を設け、かつ個々の光量制限手段は、光量制限手段の
下にある個々の撮像素子の光電変換出力によって制御さ
れることを特徴とする撮像素子を使用した画像入力装
置。
5. A plurality of solid-state image pickup devices for photoelectric conversion are provided, light quantity limiting means is provided on a light ray input portion of each image pickup element, and each light quantity limiting means is under the light quantity limiting means. An image input device using an image pickup device characterized by being controlled by photoelectric conversion output of each image pickup device in.
JP5014495A 1993-02-01 1993-02-01 Picture input device Pending JPH06233073A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5014495A JPH06233073A (en) 1993-02-01 1993-02-01 Picture input device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5014495A JPH06233073A (en) 1993-02-01 1993-02-01 Picture input device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06233073A true JPH06233073A (en) 1994-08-19

Family

ID=11862645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5014495A Pending JPH06233073A (en) 1993-02-01 1993-02-01 Picture input device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06233073A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6750437B2 (en) Image pickup apparatus that suitably adjusts a focus
US7151560B2 (en) Method and apparatus for producing calibration data for a digital camera
TWI455583B (en) Concentric exposure sequence for image sensor
US5995145A (en) Image capture apparatus for selectively causing a stepped reduction in video image signal values
US7791665B2 (en) Imaging apparatus and driving method of solid-state imaging device
US8125547B2 (en) Driving method of solid-state imaging device, solid-state imaging device, and imaging apparatus including photoelectric conversion elements for luminance detection
US4589025A (en) Dark current measurement and correction for video from field-transfer imagers
US9918027B2 (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
JP2006157882A (en) Solid state imaging device
JP3967690B2 (en) Imaging device
JP2009049525A (en) Imaging apparatus and method for processing signal
US5737098A (en) Electronic color snapshot technique and structure using very high resolution monochrome full frame CCD imagers
JPH06233073A (en) Picture input device
JP2009049524A (en) Imaging apparatus and method for processing signal
US6812963B1 (en) Focus and exposure measurement in digital camera using charge binning
JPS60105390A (en) Camera device
JPH05260357A (en) Image pickup device
TW432872B (en) Imaging circuit and method of spatial compensation
JP2009303020A (en) Image capturing apparatus and defective pixel correcting method
JPH0575227B2 (en)
JPH02141072A (en) Electronic still camera
JPH01236779A (en) Image pickup device
Milch High-Resolution Digitization Of Photographic Images With An Area Charge-Coupled Device (Ccd) Imager
JPH02134986A (en) Image pickup device
JPH0570136B2 (en)