JPH0834558B2 - 高品質ビデオカメラ - Google Patents
高品質ビデオカメラInfo
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- JPH0834558B2 JPH0834558B2 JP1243128A JP24312889A JPH0834558B2 JP H0834558 B2 JPH0834558 B2 JP H0834558B2 JP 1243128 A JP1243128 A JP 1243128A JP 24312889 A JP24312889 A JP 24312889A JP H0834558 B2 JPH0834558 B2 JP H0834558B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はビデオカメラに関し、特に入射光強度のダ
イナミックレンジの改良に係わる。
イナミックレンジの改良に係わる。
「従来の技術」 テレビカメラにおいては、第14図に示すように、被写
体よりの入射光１がレンズ２を介して例えばCCD（Charg
e Coupled Device;電荷結合素子）より成る撮像素子３
に入射し、その受光部の受光セル例えばフォトダイオー
ドに蓄積された信号電荷が順次転送されて、映像信号と
して出力され、信号処理回路４で処理されて、例えばNT
SC方式テレビ信号が出力端子５より外部に供給される。
体よりの入射光１がレンズ２を介して例えばCCD（Charg
e Coupled Device;電荷結合素子）より成る撮像素子３
に入射し、その受光部の受光セル例えばフォトダイオー
ドに蓄積された信号電荷が順次転送されて、映像信号と
して出力され、信号処理回路４で処理されて、例えばNT
SC方式テレビ信号が出力端子５より外部に供給される。
近年、撮像素子３として固体撮像素子を用いる場合が
多くなっているが、その代表例として第15図に示すイン
ターライン転送（IT）形CCDを先ずあげることができ
る。１チップの半導体基板上に受光セル６が列方向に配
列形成されて受光部71,72…，7nが構成される。各受光
セル（フォトダイオード）６は受光した光の強さに対応
した信号電荷を発生する。受光部7i（ｉ＝１〜ｎ）の各
受光セル６で発生した電荷の蓄積・転送領域８をもち、
それらの電荷を垂直方向に転送（シフト）する垂直転送
レジスタ9iが受光部7iと並んで列方向に形成される。各
受光セル６に発生した信号電荷を垂直転送レジスタ9iの
対応する蓄積・転送領域８に転送するために、各受光セ
ル６と対応してゲート素子10が各列に沿って配列形成さ
れ、これらの各列のゲート素子10はゲート制御線11に接
続され、外部より与えられる制御信号により開閉制御さ
れて、受光セル６の信号電荷が蓄積・転送領域８に転送
される。各列のゲート素子10およびゲート制御線11はま
とめて転送ゲート12と呼ばれる。
多くなっているが、その代表例として第15図に示すイン
ターライン転送（IT）形CCDを先ずあげることができ
る。１チップの半導体基板上に受光セル６が列方向に配
列形成されて受光部71,72…，7nが構成される。各受光
セル（フォトダイオード）６は受光した光の強さに対応
した信号電荷を発生する。受光部7i（ｉ＝１〜ｎ）の各
受光セル６で発生した電荷の蓄積・転送領域８をもち、
それらの電荷を垂直方向に転送（シフト）する垂直転送
レジスタ9iが受光部7iと並んで列方向に形成される。各
受光セル６に発生した信号電荷を垂直転送レジスタ9iの
対応する蓄積・転送領域８に転送するために、各受光セ
ル６と対応してゲート素子10が各列に沿って配列形成さ
れ、これらの各列のゲート素子10はゲート制御線11に接
続され、外部より与えられる制御信号により開閉制御さ
れて、受光セル６の信号電荷が蓄積・転送領域８に転送
される。各列のゲート素子10およびゲート制御線11はま
とめて転送ゲート12と呼ばれる。
受光部71〜7nにおいては入射光は信号電荷に変換さ
れ、この信号電荷は１フレーム期間だけ各受光セル６に
蓄積され、垂直ブランキング期間中に一斉に垂直転送レ
ジスタ9iに転送される。
れ、この信号電荷は１フレーム期間だけ各受光セル６に
蓄積され、垂直ブランキング期間中に一斉に垂直転送レ
ジスタ9iに転送される。
各垂直転送レジスタ9iに蓄積された信号電荷は垂直に
シフトされ、１水平走査期間（1H）ごとに順次水平転送
レジスタ13に並列に入力され、１水平走査期間に１行分
の信号電荷が水平方向に順次シフトされて映像信号とし
て読み出され、出力アンプ14を介して出力端子15に供給
される。
シフトされ、１水平走査期間（1H）ごとに順次水平転送
レジスタ13に並列に入力され、１水平走査期間に１行分
の信号電荷が水平方向に順次シフトされて映像信号とし
て読み出され、出力アンプ14を介して出力端子15に供給
される。
固体撮像素子の他の例としてフレームインターライン
転送（FIT）形CCDを第16図に、第15図と対応する部分に
は同じ符号を付して示す。この場合には垂直転送レジス
タ91〜9nとそれぞれ直列に１画面分の信号電荷を蓄える
メモリー部161〜16nが設けられていて、各垂直転送レジ
スタ9i及びメモリー部16iに生じたスミア成分は垂直ブ
ランキング期間に高速転送されて水平転送レジスタ13を
介して外部に吐き出され、その後に転送ゲート12がオン
とされ光電変換部７の信号電荷が各垂直転送レジスタ9i
に転送され、直に高速でメモリー部16へ転送される。こ
れらの動作は垂直ブランキング期間に行われ、以後１水
平走査期間ごとに１行分の信号電荷が水平転送レジスタ
13に並列に読み込まれ、水平方向に順次高速で読み出さ
れて映像信号として出力される。
転送（FIT）形CCDを第16図に、第15図と対応する部分に
は同じ符号を付して示す。この場合には垂直転送レジス
タ91〜9nとそれぞれ直列に１画面分の信号電荷を蓄える
メモリー部161〜16nが設けられていて、各垂直転送レジ
スタ9i及びメモリー部16iに生じたスミア成分は垂直ブ
ランキング期間に高速転送されて水平転送レジスタ13を
介して外部に吐き出され、その後に転送ゲート12がオン
とされ光電変換部７の信号電荷が各垂直転送レジスタ9i
に転送され、直に高速でメモリー部16へ転送される。こ
れらの動作は垂直ブランキング期間に行われ、以後１水
平走査期間ごとに１行分の信号電荷が水平転送レジスタ
13に並列に読み込まれ、水平方向に順次高速で読み出さ
れて映像信号として出力される。
第17図に示すのはフレーム転送（FT）形CCDと呼ばれ
るものである。第16図のフレームインターライン転送形
CCDと似ているが、転送ゲート12を持たず、受光部7iに
蓄積された例えば１フレーム期間の信号電荷が垂直ブラ
ンキング期間に直接メモリー部16iに高速で転送され
る。
るものである。第16図のフレームインターライン転送形
CCDと似ているが、転送ゲート12を持たず、受光部7iに
蓄積された例えば１フレーム期間の信号電荷が垂直ブラ
ンキング期間に直接メモリー部16iに高速で転送され
る。
第18図に示すものはMOS形固体撮像素子であって、フ
ォトダイオード６がｍ行×ｎ列のマトリックス状に配列
され、そのカソードはMOSトランジスタ21の例えばドレ
インに接続される。ｉ行のトランジスタ21のゲートは走
査電極Yi（ｉ＝１〜ｍ）に接続され、各列のトランジス
タ21のソースは信号電極Xj（ｊ＝１〜ｎ）に接続され
る。各信号電極XjはMOSトランジスタ22のドレイン〜ソ
ースを介して出力信号線23に接続される。各トランジス
タ22のゲートは水平走査回路24により水平走査期間（1
H）毎に順次水平走査される。一方各走査電極Yiは垂直
走査回路25により垂直走査される。つまり、各走査電極
Yiは1Hの期間づつ順次活性化される。従って、この活性
化された行のフォトダイオード６の信号電荷が水平走査
により1H期間の間に順次取り出される。
ォトダイオード６がｍ行×ｎ列のマトリックス状に配列
され、そのカソードはMOSトランジスタ21の例えばドレ
インに接続される。ｉ行のトランジスタ21のゲートは走
査電極Yi（ｉ＝１〜ｍ）に接続され、各列のトランジス
タ21のソースは信号電極Xj（ｊ＝１〜ｎ）に接続され
る。各信号電極XjはMOSトランジスタ22のドレイン〜ソ
ースを介して出力信号線23に接続される。各トランジス
タ22のゲートは水平走査回路24により水平走査期間（1
H）毎に順次水平走査される。一方各走査電極Yiは垂直
走査回路25により垂直走査される。つまり、各走査電極
Yiは1Hの期間づつ順次活性化される。従って、この活性
化された行のフォトダイオード６の信号電荷が水平走査
により1H期間の間に順次取り出される。
第19図に示すのは、第18図のものと類似しているが、
水平走査回路24が無く、各行のフォトダイオード６の信
号電荷を信号電極Xjを通じて水平転送レジスタ（水平転
送CCDとも言う）13に転送するようにしたMOS−CCD形素
子である。
水平走査回路24が無く、各行のフォトダイオード６の信
号電荷を信号電極Xjを通じて水平転送レジスタ（水平転
送CCDとも言う）13に転送するようにしたMOS−CCD形素
子である。
以上述べた各種の固体撮像素子はいずれもよく知られ
ているものであるので詳しい説明は省略する。
ているものであるので詳しい説明は省略する。
「考案が解決しようとする課題」 従来のビデオカメラでは入射光強度に対するダイナミ
ックレンジが狭い欠点があった。即ち、入射光強度を大
きくすると撮像素子の映像信号出力が飽和するので制限
を受け、一方入射光強度が小さくなると出力端子のS/N
比が悪化するので制限を受ける。
ックレンジが狭い欠点があった。即ち、入射光強度を大
きくすると撮像素子の映像信号出力が飽和するので制限
を受け、一方入射光強度が小さくなると出力端子のS/N
比が悪化するので制限を受ける。
受光セルの感度を低く抑えて出力信号の飽和をさけ、
上限側のダイナミックレンジを広くすると、それだけ撮
像素子の出力信号レベルＳが低下するが、撮像素子出力
のノイズレベルＮは受光セルの感度に依らずほぼ一定で
あるので、結局信号のS/N比が低下することとなる。そ
の場合最も問題となるのはＳの小さなダイナミックレン
ジの下限側であり、S/N比の低下した分狭くなる。従っ
て感度を下げてダイナミックレンジの上限側を広げて
も、下限側が狭くなるので実質的なレンジの拡大になら
ない。この発明の目的は、上記した従来の欠点を解決し
て、入射光強度のダイナミックレンジの大きい高品質ビ
デオカメラを提供することにある。
上限側のダイナミックレンジを広くすると、それだけ撮
像素子の出力信号レベルＳが低下するが、撮像素子出力
のノイズレベルＮは受光セルの感度に依らずほぼ一定で
あるので、結局信号のS/N比が低下することとなる。そ
の場合最も問題となるのはＳの小さなダイナミックレン
ジの下限側であり、S/N比の低下した分狭くなる。従っ
て感度を下げてダイナミックレンジの上限側を広げて
も、下限側が狭くなるので実質的なレンジの拡大になら
ない。この発明の目的は、上記した従来の欠点を解決し
て、入射光強度のダイナミックレンジの大きい高品質ビ
デオカメラを提供することにある。
「課題を解決するための手段」 この発明の高品質ビデオカメラには、 低感度撮像素子部とその感度のｐ（１より大きい定
数）倍の感度を有する高感度撮像素子部とを備えた撮像
素子回路と、 上記高感度撮像素子部の映像信号出力をk/p（ｋは任
意の定数）倍する第１レベル変換器と、 上記低感度撮像素子部の映像信号出力をｋ倍する第２
レベル変換器と、 上記第１又は第２レベル変換器の出力を基準電圧と比
較し、基準電圧より小さいか大きいかにより低レベル又
は高レベルの切替信号を出力する比較器と、 その切替信号のレベルに応じて上記第１又は第２レベ
ル変換器の出力を選択するスイッチ回路とが設けられ
る。
数）倍の感度を有する高感度撮像素子部とを備えた撮像
素子回路と、 上記高感度撮像素子部の映像信号出力をk/p（ｋは任
意の定数）倍する第１レベル変換器と、 上記低感度撮像素子部の映像信号出力をｋ倍する第２
レベル変換器と、 上記第１又は第２レベル変換器の出力を基準電圧と比
較し、基準電圧より小さいか大きいかにより低レベル又
は高レベルの切替信号を出力する比較器と、 その切替信号のレベルに応じて上記第１又は第２レベ
ル変換器の出力を選択するスイッチ回路とが設けられ
る。
「実施例」 第１実施例 第１実施例では、この発明で使用する撮像素子回路と
して同一のチップ内に低感度素子と高感度素子とを共存
させた新しい固体撮像素子を用いる場合につき述べる。
同素子の一例として、新しいインターライン転送（IT）
形CCDを第２図に示す。第15図と対応する部分には同じ
符号を付し重複説明を省略する。従来の撮像素子３では
全ての受光セル（フォトダイオード）６が均一な感動を
有するのに対して、第２図の撮像素子では奇数列と偶数
列とで受光セル６の感度が変えられる。第２図では奇数
列のセルの感度は偶数列のセルのｐ倍（ｐは１より大き
い任意の定数）とされる。そのために受光セル６自体の
感度を変えるとか又は受光セルの前面に減光フィルタを
配して感度を変ると言った種々の手段が用いられる。
して同一のチップ内に低感度素子と高感度素子とを共存
させた新しい固体撮像素子を用いる場合につき述べる。
同素子の一例として、新しいインターライン転送（IT）
形CCDを第２図に示す。第15図と対応する部分には同じ
符号を付し重複説明を省略する。従来の撮像素子３では
全ての受光セル（フォトダイオード）６が均一な感動を
有するのに対して、第２図の撮像素子では奇数列と偶数
列とで受光セル６の感度が変えられる。第２図では奇数
列のセルの感度は偶数列のセルのｐ倍（ｐは１より大き
い任意の定数）とされる。そのために受光セル６自体の
感度を変えるとか又は受光セルの前面に減光フィルタを
配して感度を変ると言った種々の手段が用いられる。
奇数列の垂直転送レジスタ9j（ｊ＝奇数）の出力は水
平転送レジスタ13aに入力され、出力アンプ14aを介して
出力端子15aに供給される。一方、偶数列の垂直転送レ
シスタ9j（ｊ＝偶数）の出力は水平転送レジスタ13bに
入力され、出力アンプ14bを介して出力端子15bに供給さ
れる。出力端子15a,15bより外部に出力する映像信号を
それぞれS1,S2で表わす。
平転送レジスタ13aに入力され、出力アンプ14aを介して
出力端子15aに供給される。一方、偶数列の垂直転送レ
シスタ9j（ｊ＝偶数）の出力は水平転送レジスタ13bに
入力され、出力アンプ14bを介して出力端子15bに供給さ
れる。出力端子15a,15bより外部に出力する映像信号を
それぞれS1,S2で表わす。
撮像素子３の入射光強度Ｐに対する出力電圧特性を第
３図に示す。出力S1が飽和電圧Vm以下の範囲では同じ入
射光強度Ｐに対してS1／S2＝ｐである。この発明では、
後に明らかとなるが、出力S1が、ダイナミックレンジ内
であっても入射光強度Ｐの大きい範囲で飽和してもさし
つかえ無いので、対応する受光セル（奇数列の受光セ
ル）には概して従来より大きい、十分な高感度が設定さ
れる。入射光強度Ｐ≧Paにおいて信号S1の電圧は飽和し
てVm（一定）となる。一方、出力S2についてはダイナミ
ックレンジ内で飽和することは許されないので、対応す
る受光セル（偶数列の受光セル）の感度は概して従来よ
り小さい低感度が設定される。信号S2はＰ≧Pmax（＞
Pa）において飽和してVm（一定）となる。出力S1及びS2
に重畳するノイズレベルはほぼ同じであるので、出力S1
のS/N比は出力S2のそれより大きく、直線（非飽和）領
域においては後者のｐ倍となる。
３図に示す。出力S1が飽和電圧Vm以下の範囲では同じ入
射光強度Ｐに対してS1／S2＝ｐである。この発明では、
後に明らかとなるが、出力S1が、ダイナミックレンジ内
であっても入射光強度Ｐの大きい範囲で飽和してもさし
つかえ無いので、対応する受光セル（奇数列の受光セ
ル）には概して従来より大きい、十分な高感度が設定さ
れる。入射光強度Ｐ≧Paにおいて信号S1の電圧は飽和し
てVm（一定）となる。一方、出力S2についてはダイナミ
ックレンジ内で飽和することは許されないので、対応す
る受光セル（偶数列の受光セル）の感度は概して従来よ
り小さい低感度が設定される。信号S2はＰ≧Pmax（＞
Pa）において飽和してVm（一定）となる。出力S1及びS2
に重畳するノイズレベルはほぼ同じであるので、出力S1
のS/N比は出力S2のそれより大きく、直線（非飽和）領
域においては後者のｐ倍となる。
この発明のビデオカメラの実施例を第１図に第14図と
対応する部分に同じ符号を付して示す。撮像素子３とし
て例えば第２図のものが用いられ、その出力端子15a,15
bの映像信号S1,S2がそれぞれレベル変換器31,32に入力
される。レベル変換器32の利得をｋ（任意の定数）とす
れば、レベル変換器31の利得はk/pとされる。ｐは既に
述べたように、奇数列の受光セルの感度の偶数列のそれ
に対する比である。
対応する部分に同じ符号を付して示す。撮像素子３とし
て例えば第２図のものが用いられ、その出力端子15a,15
bの映像信号S1,S2がそれぞれレベル変換器31,32に入力
される。レベル変換器32の利得をｋ（任意の定数）とす
れば、レベル変換器31の利得はk/pとされる。ｐは既に
述べたように、奇数列の受光セルの感度の偶数列のそれ
に対する比である。
レベル変換器の出力S3,S4の入射光強度対出力電圧特
性を第４図に示す。S3は、入射光強度ＰがPa以下の範囲
では、 S3＝S1×k/p＝pS2×k/p ＝kS2＝S4 （１） と表わされることからも明らかなように、Ｐ≦Paの範囲
では、出力S3は出力S4と相等しい。
性を第４図に示す。S3は、入射光強度ＰがPa以下の範囲
では、 S3＝S1×k/p＝pS2×k/p ＝kS2＝S4 （１） と表わされることからも明らかなように、Ｐ≦Paの範囲
では、出力S3は出力S4と相等しい。
レベル変換器の出力S3,S4はスイッチ回路33の入力端
子IN1,IN2にそれぞれ入力される。また上記出力S3は比
較器34の一方の入力端子に供給され、基準電圧Vrと瞬時
的に比較される。基準電圧Vrとしては、第４図Ａに示す
ように、Paより小さい入射光強度Pbに対する信号S3の電
圧値が選ばれる。
子IN1,IN2にそれぞれ入力される。また上記出力S3は比
較器34の一方の入力端子に供給され、基準電圧Vrと瞬時
的に比較される。基準電圧Vrとしては、第４図Ａに示す
ように、Paより小さい入射光強度Pbに対する信号S3の電
圧値が選ばれる。
S3＜VrであればＬ（低レベル）、S3≧VrであればＨ
（高レベル）をとる切替信号S5が比較34よりスイッチ回
路33の制御端子CTLに与えられる。スイッチ回路33では
切替信号S5のL,Hに応じてそれぞれ入力端子IN1又はIN2
が出力端子OUTに切替接続される。従ってスイッチ回路3
3の出力S6は、第５図に示すように入射光強度Ｐ＜Pbの
範囲では信号S3、Ｐ≧Pbでは信号S4がそのまま出力され
たものとなる。出力S6は入射光強度ＰがPa〜Pmaxにおい
ても直線性を維持でき、それだけダイナミックレンジの
上限側が拡大される。
（高レベル）をとる切替信号S5が比較34よりスイッチ回
路33の制御端子CTLに与えられる。スイッチ回路33では
切替信号S5のL,Hに応じてそれぞれ入力端子IN1又はIN2
が出力端子OUTに切替接続される。従ってスイッチ回路3
3の出力S6は、第５図に示すように入射光強度Ｐ＜Pbの
範囲では信号S3、Ｐ≧Pbでは信号S4がそのまま出力され
たものとなる。出力S6は入射光強度ＰがPa〜Pmaxにおい
ても直線性を維持でき、それだけダイナミックレンジの
上限側が拡大される。
ビデオカメラより出力される映像信号は、CCDの出力
のノイズレベルがほぼ一定であるので、信号レベルが小
さい程S/N比が小さくなり、問題となる。この発明のカ
メラでは、信号レバルの小さなＰ＜Pbの範囲ではスイッ
チ回路の出力S6はレベル変換器の出力S3がそのまま出力
されたものである。その出力S3のS/N比は入力された固
体撮像素子３の一方の出力S1のS/N比にほぼ等しい。出
力S1は、対応する受光セルが従来より高感度であるの
で、S/N比が従来よりよい状態にある。従って、スイッ
チ回路33の出力S6、従って信号処理回路４の出力S7は、
ダイナミックレンジの下限側が従来より拡大される。
のノイズレベルがほぼ一定であるので、信号レベルが小
さい程S/N比が小さくなり、問題となる。この発明のカ
メラでは、信号レバルの小さなＰ＜Pbの範囲ではスイッ
チ回路の出力S6はレベル変換器の出力S3がそのまま出力
されたものである。その出力S3のS/N比は入力された固
体撮像素子３の一方の出力S1のS/N比にほぼ等しい。出
力S1は、対応する受光セルが従来より高感度であるの
で、S/N比が従来よりよい状態にある。従って、スイッ
チ回路33の出力S6、従って信号処理回路４の出力S7は、
ダイナミックレンジの下限側が従来より拡大される。
以上の説明ではレベル変換器31の出力S3を比較器34に
供給したが、レベル変換器32の出力S4（出力S3の直線領
域において、出力S3とS4とは相等しい）をS3の代りに供
給してもよい。或いは出力S3及びS4を平均化回路に加え
て平均化し、その出力を比較器34に供給するようにして
もよい。
供給したが、レベル変換器32の出力S4（出力S3の直線領
域において、出力S3とS4とは相等しい）をS3の代りに供
給してもよい。或いは出力S3及びS4を平均化回路に加え
て平均化し、その出力を比較器34に供給するようにして
もよい。
固体撮像素子の他の例 第１図の撮像素子３としては第２図に示したインター
ライン転送形に限らず、種々の形式の固体撮像素子を用
いることができる。第６図及び第７図に示すのは、それ
ぞれ従来のフレームインターライン転送形CCD及びフレ
ーム転送形CCDを改良したものであり、第２図と同様に
奇数列と偶数列とで受光部の感度が変えられ、それらの
信号電荷は水平転送レジスタ13a及び13bを通じて出力端
子15a,15bに出力される。
ライン転送形に限らず、種々の形式の固体撮像素子を用
いることができる。第６図及び第７図に示すのは、それ
ぞれ従来のフレームインターライン転送形CCD及びフレ
ーム転送形CCDを改良したものであり、第２図と同様に
奇数列と偶数列とで受光部の感度が変えられ、それらの
信号電荷は水平転送レジスタ13a及び13bを通じて出力端
子15a,15bに出力される。
第８図及び第９図に示すのは、それぞれ従来の第18図
又は第19図のMOS形素子又はMOS−CCD形素子を改良した
もので、奇数列と偶数列とでフォトダイオード６の感度
が変えられる。第８図ではフォトダイオード６の奇、偶
列に対応して一対の水平走査回路24a,24bを設けたが、
一方を省略し、共用化することもできる。
又は第19図のMOS形素子又はMOS−CCD形素子を改良した
もので、奇数列と偶数列とでフォトダイオード６の感度
が変えられる。第８図ではフォトダイオード６の奇、偶
列に対応して一対の水平走査回路24a,24bを設けたが、
一方を省略し、共用化することもできる。
この発明の原理をビデオカメラのような面撮像ディバ
イス以外に線撮像ディバイスにも応用することができ
る。第10図は感度の異なる受光セル（フォトダイオー
ド）6a,6bを交互に並べ、それぞれの信号電荷を転送レ
ジスタ（転送CCDとも言う）13a,13bを介して出力端子15
a,15bにそれぞれ取り出すようにしたものである。
イス以外に線撮像ディバイスにも応用することができ
る。第10図は感度の異なる受光セル（フォトダイオー
ド）6a,6bを交互に並べ、それぞれの信号電荷を転送レ
ジスタ（転送CCDとも言う）13a,13bを介して出力端子15
a,15bにそれぞれ取り出すようにしたものである。
これ迄の説明では感度の異なる奇数列と偶数列の受光
セルを第11図Ａに示すように直線的に配列するものとし
たが、同図Ｂ又はＣに示すように格子状配列又は千鳥配
列にすることもできる。
セルを第11図Ａに示すように直線的に配列するものとし
たが、同図Ｂ又はＣに示すように格子状配列又は千鳥配
列にすることもできる。
他の実施例 以上述べた第１実施例では１チップの固体撮像素子の
中に感度の異なる２種の受光セルを設け、それらと対応
して垂直、水平転送レジスタ、アンプ、出力端子等を別
々に設けるものであった。言い換えれば、１チップの中
に感度の異なる２種の固体撮像素子を混在させたもので
ある。これに対して、第２の実施例では感度の異なる固
体撮像素子を２枚設ける。感度を変えるには既に述べた
ように受光セルそのものの感度を変てもよいし、受光セ
ルの前面に減光フィルタを設けてもよいし、その他の方
法を用いてもよい。第12図は、第２実施例のブロック図
であり、入射光１は分光プリズム41により強さのほぼ等
しい透過光Laと反射光Lbとに２分割され、それぞれ高感
度な固体撮像素子3aと低感度な固体撮像素子3bに入射さ
れる。これらの固体撮像素子3a,3b以降の構成は第１図
と同様であるので省略してある。
中に感度の異なる２種の受光セルを設け、それらと対応
して垂直、水平転送レジスタ、アンプ、出力端子等を別
々に設けるものであった。言い換えれば、１チップの中
に感度の異なる２種の固体撮像素子を混在させたもので
ある。これに対して、第２の実施例では感度の異なる固
体撮像素子を２枚設ける。感度を変えるには既に述べた
ように受光セルそのものの感度を変てもよいし、受光セ
ルの前面に減光フィルタを設けてもよいし、その他の方
法を用いてもよい。第12図は、第２実施例のブロック図
であり、入射光１は分光プリズム41により強さのほぼ等
しい透過光Laと反射光Lbとに２分割され、それぞれ高感
度な固体撮像素子3aと低感度な固体撮像素子3bに入射さ
れる。これらの固体撮像素子3a,3b以降の構成は第１図
と同様であるので省略してある。
第13図に示す第３実施例では固体撮像素子3a,3bの感
度をほぼ等しくして、分光プリズム41の反射・透過率を
変えて、透過光Laの強さを反射光Lbより大きく設定して
いる（この逆でもよい。） 第12図及び第13図において、一点破線で囲んだ部分
（符号100で示す）が撮像素子回路を構成するものであ
って第１図の撮像素子３に対応する。
度をほぼ等しくして、分光プリズム41の反射・透過率を
変えて、透過光Laの強さを反射光Lbより大きく設定して
いる（この逆でもよい。） 第12図及び第13図において、一点破線で囲んだ部分
（符号100で示す）が撮像素子回路を構成するものであ
って第１図の撮像素子３に対応する。
第２、第３の実施例を折衷して、第12図における分光
プリズム41の反射・透過率を変えて、第13図のように透
過光Laと反射光Lbとの強さを変えることもできる。
プリズム41の反射・透過率を変えて、第13図のように透
過光Laと反射光Lbとの強さを変えることもできる。
これ迄の説明では撮像素子として固体撮像素子を用い
たが、この発明はそれに限らず、他の例えば電子管形の
撮像素子であってもよいことは明らかである。
たが、この発明はそれに限らず、他の例えば電子管形の
撮像素子であってもよいことは明らかである。
「発明の効果」 この発明によれば、入射光強度Ｐが基準値Pb以下のレ
ンジではS/N比のよい、高感度な固体撮像素子部の出力
信号を、入射光強度Ｐが基準値Pb以上のレンジでは直線
性のよい、低感度な固体撮像素子部の出力信号を、それ
ぞれ瞬時的に切換えて用いるようにしたので、入射光強
度のダイナミックレンジの下限側及び上限側の双方を従
来より著しく拡大することが可能となり、従来の欠点が
除去できる。
ンジではS/N比のよい、高感度な固体撮像素子部の出力
信号を、入射光強度Ｐが基準値Pb以上のレンジでは直線
性のよい、低感度な固体撮像素子部の出力信号を、それ
ぞれ瞬時的に切換えて用いるようにしたので、入射光強
度のダイナミックレンジの下限側及び上限側の双方を従
来より著しく拡大することが可能となり、従来の欠点が
除去できる。
この発明において高感度受光部の信号電荷が受光量が
過多のためオーバーフローを起こし、スミア等の悪影響
を発生させているとしても、低感度受光部の信号電荷が
オーバーフローを起こさない限り正常な映像信号が得ら
れるので、この発明はスミア対策にも優れた効果を奏す
るものである。
過多のためオーバーフローを起こし、スミア等の悪影響
を発生させているとしても、低感度受光部の信号電荷が
オーバーフローを起こさない限り正常な映像信号が得ら
れるので、この発明はスミア対策にも優れた効果を奏す
るものである。
この発明の原理は、ビデオカメラ以外の面或いは線撮
像ディバイスに広く応用することができる。
像ディバイスに広く応用することができる。
第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、第２
図は第１図の固体撮像素子３に使用する新しいインター
ライン転送形CCDの原理的な構成図、第３図は第１図の
撮像素子３の入射光強度対出力電圧特性を示す図、第４
図は第１図における入射光強度に対するレベル変換器の
出力電圧特性を示す図、第５図は第１図における入射光
強度に対するスイッチ回路の出力電圧特性を示す図、第
６図及び第７図はそれぞれ第１図の撮像素子３に使用で
きる新しいフレームインターライン転送形CCD及びフレ
ーム転送形CCDの原理的な構成図、第８図は第１図の撮
像素子３に使用できる新しいMOS形固体撮像素子の原理
的な構成図、第９図は第８図において水平走査回路の代
りに水平転送CCDを用いた新しいMOS−CCD形固体撮像素
子の構成図、第10図はインターライン転送形CCDより成
る新しい線撮像素子の構成図、第11図は第１図の撮像素
子３における受光セルの配列状態を示す図、第12図及び
第13図はそれぞれこの発明の第２及び第３実施例の要部
を示すブロック図、第14図は従来のビデオカメラの原理
的な構成を示すブロック図、第15図は従来のインターラ
イン転送形CCDの原理的な構成図、第16図及び第17図は
それぞれ従来のフレームインターライン転送形CCD及び
フレーム転送形CCDの構成図、第18図は従来のMOS形固体
撮像素子の構成図、第19図は従来のMOS−CCD形固体撮像
素子の原理的な構成図である。
図は第１図の固体撮像素子３に使用する新しいインター
ライン転送形CCDの原理的な構成図、第３図は第１図の
撮像素子３の入射光強度対出力電圧特性を示す図、第４
図は第１図における入射光強度に対するレベル変換器の
出力電圧特性を示す図、第５図は第１図における入射光
強度に対するスイッチ回路の出力電圧特性を示す図、第
６図及び第７図はそれぞれ第１図の撮像素子３に使用で
きる新しいフレームインターライン転送形CCD及びフレ
ーム転送形CCDの原理的な構成図、第８図は第１図の撮
像素子３に使用できる新しいMOS形固体撮像素子の原理
的な構成図、第９図は第８図において水平走査回路の代
りに水平転送CCDを用いた新しいMOS−CCD形固体撮像素
子の構成図、第10図はインターライン転送形CCDより成
る新しい線撮像素子の構成図、第11図は第１図の撮像素
子３における受光セルの配列状態を示す図、第12図及び
第13図はそれぞれこの発明の第２及び第３実施例の要部
を示すブロック図、第14図は従来のビデオカメラの原理
的な構成を示すブロック図、第15図は従来のインターラ
イン転送形CCDの原理的な構成図、第16図及び第17図は
それぞれ従来のフレームインターライン転送形CCD及び
フレーム転送形CCDの構成図、第18図は従来のMOS形固体
撮像素子の構成図、第19図は従来のMOS−CCD形固体撮像
素子の原理的な構成図である。
Claims (1)
- 【請求項１】低感度撮像素子部とその感度のｐ（１より
大きい定数）倍の感度を有する高感度撮像素子部とを備
えた撮像素子回路と、 上記高感度撮像素子部の映像信号出力をk/p（ｋは任意
の定数）倍する第１レベル変換器と、 上記低感度撮像素子部の映像信号出力をｋ倍する第２レ
ベル変換器と、 上記第１又は第２レベル変換器の出力を基準電圧と比較
し、基準電圧より小さいか大きいかにより低レベル又は
高レベルの切替信号を出力する比較器と、 その切替信号のレベルに応じて上記第１又は第２レベル
変換器の出力を選択するスイッチ回路とを具備すること
を特徴とする、 高品質ビデオカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243128A JPH0834558B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 高品質ビデオカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243128A JPH0834558B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 高品質ビデオカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104386A JPH03104386A (ja) | 1991-05-01 |
| JPH0834558B2 true JPH0834558B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=17099220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1243128A Expired - Fee Related JPH0834558B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 高品質ビデオカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834558B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0547878A (ja) * | 1991-08-07 | 1993-02-26 | Nec Yamagata Ltd | 半導体ウエーハ表面検査装置 |
| JP3088591B2 (ja) * | 1993-06-17 | 2000-09-18 | 松下電器産業株式会社 | 固体撮像装置および駆動方法 |
| US6765611B1 (en) * | 2000-11-21 | 2004-07-20 | Eastman Kodak Company | Method for compressing an image from a sparsely sampled extended dynamic range image sensing device |
| JP2006074419A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Casio Comput Co Ltd | 画像読取装置及びその駆動制御方法 |
| JP2006238410A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-09-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 撮像装置 |
| FI121724B (fi) * | 2005-04-12 | 2011-03-15 | Planmeca Oy | CCD-sensorijärjestely ja menetelmä panoraama- ja/tai kalloröntgenkuvausta varten |
| JP5292689B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2013-09-18 | 日本電気株式会社 | 熱型赤外線撮像装置及びその動作方法 |
| JP6106566B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2017-04-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像読取装置及び画像形成装置 |
| JP6579756B2 (ja) * | 2015-02-10 | 2019-09-25 | キヤノン株式会社 | 固体撮像素子およびそれを用いた撮像装置 |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP1243128A patent/JPH0834558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03104386A (ja) | 1991-05-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |