JPH0686182A

JPH0686182A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH0686182A
Application number: JP5084923A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ishihara; 英明石原; Kiyoshi Tsuji; 潔辻; Akihiko Mochida; 明彦望田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-03-25
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JP3560622B2; US5555020A

Abstract

(57)【要約】【目的】照度の変化に対する適応範囲を広くし、被写
体の状態に応じて最適な画質を得る。【構成】クロックパルス発生器１よりテレビジョン信
号モードの１フィールド期間と一致したクロックパルス
Φf の３倍の周波数のクロックパルスΦ3fを発生し、駆
動手段２により固体撮像素子３をクロックパルスΦ3fで
高速駆動する。固体撮像素子３の出力は信号処理された
後、連続する３つの画面分の画像信号がフィールドメモ
リ１１〜１３，または１４〜１６に１画面毎に記憶され
る。フィールドメモリ１１〜１６の画像信号は、クロッ
クパルスΦf で読み出され、出力選択スイッチＳＷ１〜
３を介して加算器８に入力され、選択されて加算された
画像信号が出力画像信号となる。このとき、選択出力手
段６は、外部モード切換信号７に基づいて被写体の状態
に応じて出力選択スイッチＳＷ１〜３を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子の１画面
の蓄積時間を短縮して光電変換出力を得る固体撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、撮像管に換わってＣＣＤなどの固
体撮像素子を用いた撮像装置が主流となってきた。固体
撮像装置は撮像管による撮像装置にはない、種々の優れ
た特質をもっているが、現状では解像力を決定する画素
数の増加と光電変換感度の向上とは相反する関係にあ
り、例えば、同じチップサイズのイメージセンサで画素
数を増加させると相対的に光電変換部分の面積が減少
し、そのため感度が低下してしまうという不具合があ
る。

【０００３】このような不具合を改善し、固体撮像素子
の光電変換の飽和限界を増大させて、ダイナミックレン
ジを拡大させる装置が、特開昭６３−９８２８６号公報
や特開昭６１−２４４７５９号公報に開示されている。
この従来の撮像装置では、固体撮像素子の１画面蓄積時
間を、テレビジョン信号モードの１フィールド期間を複
数に分割したうちの１つの時間区間（１／ｎフィールド
期間、ｎは整数）に短縮して固体撮像素子の画素出力を
高速転送し、この高速転送された画素出力を各画面毎に
記憶手段に記憶した後、この記憶手段に記憶された各画
面毎の画素出力を前記複数の画面分加算して、時間軸を
前記テレビジョン信号モードの１フィールド期間に変換
して読み出すような構成としている。

【０００４】前述のように構成したことにより、固体撮
像素子の１画面（１フィールド）の蓄積が通常のテレビ
ジョン信号モードの１フィールドの時間より短い時間で
行われるため、固体撮像素子の飽和限界が拡張される。
また、読み出し時には複数の画面分（フィールド分）の
画素出力が加算され、通常のテレビジョン信号モードの
１フィールドの時間軸に変換されるので、熱雑音及び読
み出しノイズが軽減する。この結果、Ｓ／Ｎを向上で
き、ダイナミックレンジを拡大することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置では、固体撮像素子の１画面（１フィールド）
の電荷蓄積が通常のテレビジョン信号モードの１フィー
ルドの時間より短い時間で行われるが、読み出し時には
複数の画面分（フィールド分）の画素出力が加算される
ので、露光時間、つまりシャッタスピードは、通常のテ
レビジョン信号モードの１フィールド時間となってしま
う。すなわち、テレビジョン信号モードの１フィールド
時間より速く動く被写体を撮像した場合、像がブレてし
まい画質が低下してしまう問題点があった。

【０００６】また、像のブレを少なくするために、固体
撮像素子の電荷蓄積時間を可変させる電子シャッタなど
を用いることが考えられるが、動きが速い被写体を撮像
する場合は蓄積時間が短くなるので感度が低下してしま
い、これを補うために信号を電気的に増幅するのでＳ／
Ｎが悪くなったり、装置の構造が複雑になってしまうな
どの不具合がある。

【０００７】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、照度の変化に対する適応範囲が広く被写体の状
態に応じて最適な画質を得ることが可能な固体撮像装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、固体撮像素子の１画面蓄積時間をテレビジョン信
号モードの１フィールド期間を複数に分割したうちの１
つの時間区間として、該固体撮像素子を高速駆動する高
速駆動手段と、前記固体撮像素子の画素出力を高速転送
する高速転送手段と、前記高速転送手段からの画像信号
を各画面毎に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶
された各画面毎の画像信号を、時間軸を前記テレビジョ
ン信号モードの１フィールド期間に変換して読み出し、
この読み出した複数の画像信号を被写体の状態に応じて
選択して出力する選択出力制御手段と、前記選択出力制
御手段により選択された画像信号を加算して出力画像信
号とする加算手段とを備えたものである。

【０００９】

【作用】高速駆動手段により固体撮像素子の１画面蓄積
時間をテレビジョン信号モードの１フィールド期間を複
数に分割したうちの１つの時間区間として高速駆動し、
この高速駆動された固体撮像素子で得られた画素出力を
高速転送手段によって高速転送して、記憶手段によって
高速転送手段からの画像信号を各画面毎に記憶する。そ
して、選択出力制御手段により、前記記憶手段に記憶さ
れた各画面毎の画像信号を、時間軸を前記テレビジョン
信号モードの１フィールド期間に変換して読み出し、こ
の読み出した複数の画像信号を被写体の状態に応じて選
択して出力し、加算手段によって前記選択出力制御手段
により選択された画像信号を加算して出力画像信号とす
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図５は本発明の一実施例に係り、図１
は固体撮像装置の構成を示すブロック図、図２は固体撮
像素子の読み出しパルス及び転送パルスを示す波形図、
図３は固体撮像素子の蓄積時間と蓄積電荷の関係を示す
説明図、図４は複数のフィールドメモリの書き込み及び
読み出しのタイミングを示す動作説明図、図５は複数の
フィールドメモリから被写体の状態に応じて加算器に入
力されるフィールド画像信号を示す動作説明図である。

【００１１】図１に示すように、本実施例の固体撮像装
置は、通常のテレビジョン信号モードの１フィールド期
間と一致したクロックパルスΦf と、Φf の３倍の周波
数のクロックパルスΦ3fとを発生するクロックパルス発
生器１が設けられている。クロックパルス発生器１から
のクロックパルスΦ3fは、高速駆動手段及び高速転送手
段としての駆動回路２に供給されるようになっており、
このクロックパルスΦ3fによって駆動回路２はＣＣＤな
どからなる固体撮像素子３を高速駆動する。すなわち、
固体撮像素子３内では、通常の３倍の周波数で転送駆動
が行われるようになっている。

【００１２】固体撮像素子３は、プリプロセス回路４に
接続されており、固体撮像素子３からの光電変換された
画素出力がクロックパルスΦ3fにより順次転送され、こ
の転送された固体撮像素子３の画素出力がプリプロセス
回路４によって各種信号処理されるようになっている。
プリプロセス回路４にはＡ／Ｄ変換器５が接続されてお
り、プリプロセス回路４の出力の画像信号がＡ／Ｄ変換
器５によりディジタル値に変換されるようになってい
る。このとき、プリプロセス回路４及びＡ／Ｄ変換器５
には、前記固体撮像素子３に与えられるクロックパルス
と同様の、通常の３倍の周波数のクロックパルスΦ3fが
入力されるようになっており、このタイミングで高速に
信号処理、Ａ／Ｄ変換が行われるようになっている。

【００１３】前記Ａ／Ｄ変換器５の出力端には、記憶手
段として、複数（ここでは６個）のフィールドメモリ１
１，１２，１３，１４，１５，１６が接続されており、
これらのフィールドメモリ１１〜１６にそれぞれディジ
タル値に変換された画像信号が１画面毎記憶されるよう
になっている。前記フィールドメモリ１１〜１６には、
通常の３倍の周波数のクロックパルスΦ3fと、通常のク
ロックパルスΦf とが供給されるようになっており、そ
れぞれのフィールドメモリ１１〜１６へは１フィールド
期間の１／３の時間で書き込みが行われ、フィールドメ
モリ１１〜１６に記憶された画像信号は通常のテレビジ
ョン信号モードの１フィールド期間で読み出されるよう
になっている。前記フィールドメモリ１１〜１６の出力
は、出力選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を介して
加算手段としての加算器８に入力され、選択された画像
信号が加算されるようになっている。

【００１４】前記出力選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２，Ｓ
Ｗ３の制御入力端には、加算器８で加算するフィールド
メモリ１１〜１６の出力の選択を制御する選択出力制御
手段６が接続されており、選択出力制御手段６は被写体
の状態に応じて入力される外部モード切換信号７によっ
て、出力選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオンオ
フを切換えるようになっている。加算器８には、Ｄ／Ａ
変換器９が接続されており、加算器８の出力信号がアナ
ログ信号に変換されて出力画像信号として出力されるよ
うになっている。

【００１５】次に、本実施例の作用について説明する。
クロックパルス発生器１より供給される通常の３倍の周
波数のクロックパルスΦ3fによって、駆動回路２は固体
撮像素子３を通常の３倍の周波数で高速駆動する。図２
（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、通常の固体撮像素
子の蓄積時間は通常のテレビジョン信号モードの１フィ
ールド期間である１／６０秒であり、固体撮像素子の光
電変換された画素出力が１画面分（１フィールド分）の
１／６０秒のクロックパルスΦf により固体撮像素子よ
り順次転送される。一方、本実施例では、図２（Ｂ）及
び図３（Ｂ）に示すように、通常のテレビジョン信号モ
ードの１フィールド期間である１／６０秒の１／３であ
る１／１８０秒が固体撮像素子３の１画面（１フィール
ド）の蓄積時間となる。固体撮像素子３で光電変換され
た画素出力は、１画面分（１フィールド分）の１／１８
０秒のクロックパルスΦ3fにより順次転送され、この転
送された固体撮像素子３の出力は、プリプロセス回路４
によって各種信号処理された後、Ａ／Ｄ変換器５により
ディジタル値に変換される。

【００１６】前記ディジタル値に変換された画像信号
は、固体撮像素子３に１／１８０秒毎に蓄積された連続
する３つの画面分（フィールド分）の画像信号につい
て、まず第１のフィールドメモリ１１，第２のフィール
ドメモリ１２，第３のフィールドメモリ１３に振り分け
て書き込まれ、続いて第４のフィールドメモリ１４，第
５のフィールドメモリ１５，第６のフィールドメモリ１
６に書き込まれる。

【００１７】ここで、前記フィールドメモリ１１〜１６
への画像信号の書き込み、及び記憶された信号の読み出
しについて図４を参照しながら説明する。

【００１８】まず、第１，第２，第３のフィールドメモ
リ１１，１２，１３に注目して説明すると、固体撮像素
子３の（１）のフィールドに１／１８０秒で蓄積された
画像信号は、この画像信号の読み出し時と同タイミング
で発せられるクロックパルスΦ3fにより第１のフィール
ドメモリ１１に書き込まれる。この第１のフィールドメ
モリ１１への書き込みは、固体撮像素子３が次の（２）
のフィールドの電荷チャージを行っている１／１８０秒
の区間に行われる。そして、この第１のフィールドメモ
リ１１への書き込みが終了した後、通常のテレビジョン
信号モードのタイミングで発せられるパルスΦf によ
り、この第１のフィールドメモリ１１に書き込まれたデ
ィジタルの画像信号の読み出しを開始する。

【００１９】また、第１のフィールドメモリ１１へ
（１）のフィールドの書き込みが終了した時点では、固
体撮像素子３に（２）のフィールドの電荷チャージが終
了しているので、このとき、クロックパルスΦ3fにより
（２）のフィールドの画像信号が第２のフィールドメモ
リ１２に書き込まれる。この第２のフィールドメモリ１
２への書き込みも第１のフィールドメモリ１１の書き込
みと同様に、固体撮像素子３が次の（３）のフィールド
の電荷チャージを行っている１／１８０秒の区間で行わ
れる。そして、第２のフィールドメモリ１２への書き込
みが終了すると同時に、通常のテレビジョン信号モード
のタイミングで発せられるパルスΦf により、この第２
のフィールドメモリ１２に書き込まれたディジタルの画
像信号の読み出しを開始する。

【００２０】また、（３）のフィールドの画像信号は、
（２）のフィールドの画像信号と同様に、第２のフィー
ルドメモリ１２へ（２）のフィールドの書き込みが終了
した時点で、固体撮像素子３に（３）のフィールドの電
荷チャージが終了しており、このとき、クロックパルス
Φ3fにより第３のフィールドメモリ１３に書き込まれ
る。ここで、第３のフィールドメモリ１３の書き込み開
始時点よりクロックパルスΦf も発せられているので、
この（３）のフィールドの画像信号については書き込み
と読み出しが同時に開始される。

【００２１】従って、第１のフィールドメモリ１１から
の（１）のフィールドの画像信号と、第２のフィールド
メモリ１２からの（２）のフィールドの画像信号と、第
３のフィールドメモリ１３からの（３）のフィールドの
画像信号とは、同タイミングで読み出しが開始され、１
／６０秒で読み出しを終了する。

【００２２】そして、第４，第５，第６のフィールドメ
モリ１４，１５，１６には、次の（４），（５），
（６）のフィールドの画像信号が、前記第１，第２，第
３のフィールドメモリ１１，１２，１３と同様にしてそ
れぞれ書き込まれ、１／６０秒で同時に読み出しが行わ
れる。（７），（８），（９）以降のフィールドの画像
信号は、連続した３つのフィールドの画像信号が第１，
第２，第３のフィールドメモリ１１，１２，１３、ある
いは第４，第５，第６のフィールドメモリ１４，１５，
１６に交互に書き込みが行われ、３つのフィールドの画
像信号が同時に読み出される。

【００２３】次に、読み出されたフィールド画像信号
は、出力選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を介して
加算器８に入力され、選択された画像信号が加算され
る。出力選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、被写
体の状態に応じて入力される外部モード切換信号７に基
づいて、選択出力制御手段６によりオンオフが切換えら
れる。ここで、図５に被写体の状態に応じた外部モード
切換信号７の３つの制御モードを示す。

【００２４】加算器８に入力されるフィールド画像信号
の組合わせは、いろいろ考えられるが、ここでは３種類
（Ａモード，Ｂモード，Ｃモード）の組合わせについて
説明する。外部モード切換信号７でＡモードを選択した
場合は、出力選択スイッチＳＷ１，２，３はすべてＯＮ
状態となる。従って、３つのフィールド（１），
（２），（３）または（４），（５），（６）の画像信
号が、それぞれフィールドメモリから読み出されるとき
に加算器８に入力されて加算される。すなわち、このＡ
モードでは、通常のテレビジョン信号モードの１フィー
ルド期間である１／６０秒の露光時間の蓄積電荷に相当
するディジタル信号が加算器８より出力される。

【００２５】加算器８から出力されたディジタル信号
は、Ｄ／Ａ変換器９でアナログ信号に変換され、出力画
像信号として出力される。このアナログ信号に変換され
た１フィールド１／６０秒の蓄積電荷に相当する画像信
号は、図３（Ｂ）に示すように、高輝度の被写体に対し
ても飽和限界値ＶSAT まで十分に余裕のある３つのフィ
ールド分の蓄積電荷を加算したものである。従って、色
キャリアに関しても飽和光量が十分に伸び、被写体の高
輝度部分についても色飛びのない良好な画質の画像を形
成し、ダイナミックレンジが実質的に大幅に拡大してい
る。また、３つのフィールドメモリ１１，１２，１３ま
たは１４，１４，１６から読み出された画像信号が加算
されることにより、ランダム性ノイズは１／２に減少
し、さらに暗電流も軽減するので、総合的にも画質が大
いに向上する。このＡモードは、被写体が静止している
か、遅く動いている場合に有効であり、高画質の出力画
像が得られる。

【００２６】次に、外部モード切換信号７でＢモードを
選択した場合は、出力選択スイッチＳＷ１，２はＯＮ、
ＳＷ３はＯＦＦ状態となる。よって、２つのフィールド
（１），（２）または（４），（５）の画像信号が、そ
れぞれフィールドメモリから読み出されるときに加算器
８に入力されて加算される。すなわち、このＢモードで
は、１／１２０秒の露光時間の蓄積電荷に相当するディ
ジタル信号が加算器８より出力され、Ｄ／Ａ変換器９で
アナログ信号に変換された後、出力画像信号として出力
される。従って、加算する画像信号の数が１つ減るの
で、Ｓ／ＮはＡモードの場合と比較して若干低下する
が、露光時間が短くなるので動きの速い被写体でもブレ
を防止することができる。よって、被写体の動きが速い
場合はＢモードを選択することによって、最適な出力画
像が得られる。

【００２７】次に、外部モード切換信号７でＣモードを
選択した場合は、出力選択スイッチＳＷ１のみがＯＮ、
ＳＷ２，３はＯＦＦ状態となる。よって、１つのフィー
ルド（１）または（４）の画像信号が、フィールドメモ
リから読み出されるときに加算器８に入力されて加算さ
れる。すなわち、このＣモードでは、１／１８０秒の露
光時間の蓄積電荷に相当するディジタル信号が加算器８
より出力され、Ｄ／Ａ変換器９でアナログ信号に変換さ
れた後、出力画像信号として出力される。従って、Ｓ／
ＮはＢモードの場合よりも低下するが、露光時間がとて
も短くなるので、動きのとても速い被写体でもブレを防
止できる。よって、被写体の動きがかなり高速の場合
は、Ｃモードを選択することによって、ブレのない最適
な出力画像が得られる。

【００２８】このように、外部モード切換信号７の制御
モードを切換え、加算するフィールド画像信号の数を被
写体ごとに切換えることによって、固体撮像素子の露光
時間を変更でき、被写体に応じた最適な画質を得ること
ができる。

【００２９】前述のような外部モード切換信号７によっ
て出力選択スイッチＳＷ１，２，３を制御し、加算器８
で加算されるフィールド画像信号を選択する代わりに、
実際の画像信号より被写体の状態を識別し、出力選択ス
イッチＳＷ１，２，３を制御することもできる。このよ
うな画像状態識別手段を備えた変形例の構成を図６ない
し図１０に示す。

【００３０】図６ないし図８は、画像状態識別手段を備
えた第１の変形例を示したものである。この第１の変形
例では、図６に示すように、画像状態識別手段２１が設
けられ、Ａ／Ｄ変換器５から出力される画像信号が入力
されるようになっている。この画像状態識別手段２１に
よって被写体画像の状態が識別され、画像状態検出信号
が選択出力制御手段６に供給されるようになっている。
この画像状態識別手段２１からの画像状態検出信号に応
じて、選択出力制御手段６により出力選択スイッチＳＷ
１，２，３のオンオフが制御されるようになっている。
その他は前記実施例と同様に構成されている。

【００３１】前記画像状態識別手段２１の構成例を図７
に示す。画像状態識別手段２１は、被写体画像の動き量
を検出するものであり、Ａ／Ｄ変換器５の出力端に接続
される画像信号入力端２２からの画像信号を１画面毎に
順に記憶するフィールドメモリ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ
と、フィールドメモリ２３ａ，２３ｂ，２３ｃから同時
に読み出されたそれぞれの画像信号を各画像におけるレ
ベル変化を表す値に符号化する符号化手段２４ａ，２４
ｂ，２４ｃと、符号化手段２４ａ，２４ｂ，２４ｃの出
力の符号化信号を比較する比較手段２５と、比較手段２
５の比較出力を定量化する定量化手段２６とを備えて構
成されている。

【００３２】フィールドメモリ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ
は、フィールドメモリ１１〜１６と同様に、通常の３倍
の周波数のクロックパルスΦ3fと、通常のクロックパル
スΦf とが供給されるようになっており、各フィールド
メモリ２３ａ，２３ｂ，２３ｃへは１フィールド期間の
１／３の時間で順次書き込みが行われ、フィールドメモ
リ２３ａ，２３ｂ，２３ｃに記憶された画像信号は通常
のテレビジョン信号モードの１フィールド期間で読み出
されて同時化されるようになっている。このフィールド
メモリ２３ａ，２３ｂ，２３ｃからの同時化された画像
信号をα，β，γとする。

【００３３】符号化手段２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、同
時化されたそれぞれの画像信号について、時間軸上で近
接した画素出力の差分を求め、この差分信号をｎ値化す
るもので、各画像信号はレベル変化を表すｎ種類の方向
ベクトルとなるように符号化されるようになっている。
この符号化手段２４ａ，２４ｂ，２４ｃの出力の符号化
信号をΔα，Δβ，Δγとする。

【００３４】比較手段２５は、符号化手段２４ａ，２４
ｂ，２４ｃからの符号化信号を比較するものであり、符
号化信号間の相関がとられるようになっている。定量化
手段２６は、比較手段２５の比較出力を所定の期間カウ
ントすることによって定量化するようになっており、こ
れにより、被写体画像の状態（画像の動き量）が検出さ
れ、画像状態検出信号２７として出力端２８より選択出
力制御手段６へ出力されるようになっている。

【００３５】このように構成された画像状態識別手段２
１の動作について図８を参照しながら説明する。

【００３６】フィールドメモリ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ
によって同時化された画像信号α，β，γは、例えば図
８の上側に示すように、横軸の時間に対して縦軸のα，
β，γ信号のレベルが時間的に変化する。そして、この
α，β，γ信号を符号化手段２４ａ，２４ｂ，２４ｃに
よって符号化すると、図８の中程のΔα，Δβ，Δγで
示すようになる。ここでは、符号化手段２４ａ，２４
ｂ，２４ｃによって３値化を行い、符号化信号として＋
（レベル増加）、−（レベル減少）、０（レベル一定）
の３つの符号で表している。すなわち、各画像信号にお
けるレベル変化の状態が符号化された信号で表される。

【００３７】次に、比較手段２５によって前記３つの符
号化信号が比較される。比較手段２５では、図８の下側
に示すように、ＦＬ１（ΔαとΔβの排他的論理和（Ｅ
Ｘ−ＯＲ）出力）と、ＦＬ２（ΔγとΔβのＥＸ−ＯＲ
出力）と、ＦＬＡＧ（ＦＬ１とＦＬ２の論理和（ＯＲ）
出力）との３つの論理演算が行われ、符号化信号Δα，
Δβ，Δγ間の相関がとられる。

【００３８】符号化信号間で相関が強い場合は、各符号
化信号は一致あるいは類似し、相関が無い場合は、各符
号化信号は一致や類似しないため、１画面毎に記憶した
画像信号の符号化信号間の相関をとることによって、画
像の動きが検出される。つまり、画像に動きが生じる
と、所定のサンプル間隔における符号化信号（差分・３
値化信号）間で不一致が生じ、ＦＬ１とＦＬ２とを比較
すれば明らかなように、動きの量が大きい程、ＦＬＡＧ
のハイレベルの出力期間が長くなることがわかる。

【００３９】さらに、定量化手段２６によって、ＦＬＡ
Ｇのハイレベル出力期間を１フィールドを１単位として
カウントすることによって、定量化された画像状態検出
信号２７が選択出力制御手段６へ出力される。

【００４０】選択出力制御手段６は、この画像の状態
（画像の動き）を表す画像状態検出信号２７を基に出力
選択スイッチＳＷ１，２，３のオンオフを切換える。例
えば、被写体の状態に応じて、前述した外部モード切換
信号７による３つの制御モードと同様に出力選択スイッ
チＳＷ１，２，３のオンオフ状態を切換える。このよう
に、画像状態の識別結果である画像状態検出信号２７に
よって選択出力制御手段６の制御モードを切換えること
によって、識別された被写体の状態に応じて自動的に出
力されるフィールド画像信号が選択され、選択された画
像信号が加算器８で加算されて出力画像信号として出力
される。

【００４１】以上のように、本変形例では、被写体の状
態を識別して自動的に出力選択スイッチＳＷ１，２，３
を制御でき、常に被写体に応じた最適な画像が得ること
ができる。

【００４２】図９及び図１０に画像状態識別手段を備え
た第２の変形例を示す。この第２の変形例では、図９に
示すように、第１の変形例と同様に画像状態識別手段３
１が設けられ、画像状態識別手段３１の入力端３２ａ，
３２ｂ，３２ｃにはフィールドメモリ１１〜１６の出力
端が接続されており、フィールドメモリ１１〜１６から
の同時化された画像信号が入力されるようになってい
る。

【００４３】画像状態識別手段３１は、図１０に示すよ
うに、第１の変形例と同様の符号化手段２４ａ，２４
ｂ，２４ｃ、比較手段２５、定量化手段２６が設けられ
ており、出力端３２より画像状態検出信号２７が選択出
力制御手段６へ出力されるようになっている。画像状態
識別手段３１の構成、作用は、フィールドメモリが設け
られていない他は第１の変形例の画像状態識別手段２１
と同様であり、説明は省略する。

【００４４】第２の変形例では、メインのフィールドメ
モリ１１〜１６からの出力を画像状態識別手段３１の入
力信号とし、第１の変形例の画像状態識別手段２１にお
いて設けられた同時化のためのフィールドメモリ２３
ａ，２３ｂ，２３ｃをメインのフィールドメモリ１１〜
１６と共用することによって、被写体の状態を識別する
ための回路構成を簡略化することができる。

【００４５】以上述べたように、本実施例によれば、通
常のテレビジョン信号モードの１フィールド期間を複数
に分割して、それぞれの時間区間内に固体撮像素子で１
画面の蓄積を行ってフィールドメモリへ高速転送し、こ
のフィールドメモリに記憶された複数画面分の画像出力
を被写体の状態に応じて選択して加算して読み出すこと
によって、固体撮像素子の露光時間を可変させているの
で、簡単な制御で照度の変化に対する適応範囲が広く、
被写体の状態に応じた最適の画質を得ることができる。

【００４６】なお、本実施例では、前述したように３種
類の制御モードについて説明したが、加算するフィール
ド画像信号の組合せはこの他にもあり、前記の３種類に
限るものではない。また、固体撮像素子の駆動や画像信
号の転送、フィールドメモリへの書き込み等は、通常の
テレビジョン信号モードの１フィールド期間を３分割し
た時間で行うようにしたがこれに限定されることなく、
３倍以上の高速で行うようにしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
写体の状態に応じて記憶手段の出力を選択することによ
って固体撮像素子の露光時間を可変させる構成としたの
で、照度の変化に対する適応範囲が広く被写体の状態に
応じて最適な画質を得ることが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図５は本発明の一実施例に係り、図
１は固体撮像装置の構成を示すブロック図

【図２】固体撮像素子の読み出しパルス及び転送パルス
を示す波形図

【図３】固体撮像素子の蓄積時間と蓄積電荷の関係を示
す説明図

【図４】複数のフィールドメモリの書き込み及び読み出
しのタイミングを示す動作説明図

【図５】複数のフィールドメモリから被写体の状態に応
じて加算器に入力されるフィールド画像信号を示す動作
説明図

【図６】図６ないし図８は画像状態識別手段を備えた第
１の変形例に係り、図６は固体撮像装置の構成を示すブ
ロック図

【図７】画像状態識別手段の構成を示すブロック図

【図８】画像状態識別手段の動作を説明する動作説明図

【図９】図９及び図１０は画像状態識別手段を備えた第
２の変形例に係り、図９は固体撮像装置の構成を示すブ
ロック図

【図１０】画像状態識別手段の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１…クロックパルス発生器２…駆動回路３…固体撮像素子４…プリプロセス回路６…選択出力制御手段７…外部モード切換信号８…加算器１１〜１６…フィールドメモリＳＷ１〜３…出力選択スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子の１画面蓄積時間をテレビ
ジョン信号モードの１フィールド期間を複数に分割した
うちの１つの時間区間として、該固体撮像素子を高速駆
動する高速駆動手段と、前記固体撮像素子の画素出力を高速転送する高速転送手
段と、前記高速転送手段からの画像信号を各画面毎に記憶する
記憶手段と、前記記憶手段に記憶された各画面毎の画像信号を、時間
軸を前記テレビジョン信号モードの１フィールド期間に
変換して読み出し、この読み出した複数の画像信号を被
写体の状態に応じて選択して出力する選択出力制御手段
と、前記選択出力制御手段により選択された画像信号を加算
して出力画像信号とする加算手段と、を備えたことを特徴とする固体撮像装置。