JPH09200626A - Ccd camera - Google Patents

Ccd camera

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Publication number
JPH09200626A
JPH09200626A JP8004723A JP472396A JPH09200626A JP H09200626 A JPH09200626 A JP H09200626A JP 8004723 A JP8004723 A JP 8004723A JP 472396 A JP472396 A JP 472396A JP H09200626 A JPH09200626 A JP H09200626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
light
signal
light receiving
sensitivity
Prior art date
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Pending
Application number
JP8004723A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Shimizu
誠 清水
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP8004723A priority Critical patent/JPH09200626A/en
Publication of JPH09200626A publication Critical patent/JPH09200626A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image of a television rate by receiving vicinity picture elements or same picture elements simultaneously to compare them, selecting an optimum image to generate an image so to generate one image through pipeline. SOLUTION: Signals from high and low sensitivity sensors 11, 12 are amplified by amplifiers 23a, 23b via a 1st and a 2nd signal lines 21, 22 through a horizontal direction charge transfer part 15. Then sample-and-hold circuits 24a, 24b separate high and low sensitivity signals are separated based on a clock signal of a clock generator 28 obtained by frequency dividing the clock N signal for charge transfer by a transfer section 15. For example, a signal of the line 21 is compared with a reference signal at a comparator 25 so as to discriminate whether or not the signal has a regular lightness and when normal, the signal of the line 21 and when not, the signal of the line 22 is outputted selectively by a switching circuit 27. Furthermore, the signal of the line 22 is restored not to be a low sensitivity via a calibration amplifier 26 and the signal of the line 21 is matched for the level.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の外観検査
などのFA(自動化工場)におけるマシンビジョンや道
路の渋滞状況の自動監視などの自然光を用いて画像処理
をする場合に用いられるCCDカメラに関する。さらに
詳しくは、被写体の場所(部分)によって明るさが異な
っても全体として鮮明な画像が得られる広ダイナミック
なCCDカメラに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CCD camera used for image processing using natural light such as machine vision in FA (automated factory) such as visual inspection of electronic parts and automatic monitoring of traffic congestion on roads. . More specifically, the present invention relates to a wide dynamic CCD camera that can obtain a clear image as a whole even if the brightness varies depending on the location (portion) of the subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】FAにおけるマシンビジョンなどにおい
て、画像認識により部品や製品の外観検査を行う場合、
たとえば窓際や出入り口に近いところでは、太陽の入射
光などにより被写体の明るさが場所によって異なる。こ
のような場合、CCDカメラによる認識画像は図5
(a)に示されるように、明るい所Aは白っぽく表示さ
れ、暗い所Cは黒っぽくなり、たとえシャッタースピー
ドを調整しても全体として鮮明な画像が得られず、正確
な画像処理をすることができない。なお、Bは明るさが
適当なところを示す。
2. Description of the Related Art In the field of machine vision in FA and the like, when performing appearance inspection of parts and products by image recognition,
For example, near a window or near an entrance, the brightness of the subject varies depending on the location due to the incident light of the sun. In such a case, the image recognized by the CCD camera is shown in FIG.
As shown in (a), a bright portion A is displayed whitish, and a dark portion C is darkened. Even if the shutter speed is adjusted, a clear image cannot be obtained as a whole, and accurate image processing can be performed. Can not. B indicates a place where the brightness is appropriate.

【0003】このような問題を解決するため、たとえば
山田らによる「広ダイナミックレンジ視覚による照明変
動に強い部品位置決め」(1995年11月1〜2日に
工学院大学にて開催の第7回外観検査の自動化 ワーク
ショップ、27〜32頁)に、シャッタカメラを使用
し、同一物体についてシャッタ速度が異なる2以上の画
像をとり、合成し直す方法が開示されている。すなわ
ち、図5(b)に示されるような、シャッタ速度が遅い
画像Pと、図5(c)に示されるような、シャッタ速度
が早い画像Qの2つの画像をまず読み込む。画像Pはシ
ャッタ速度t1 が遅いため、被写体の暗い部分Cは適度
に認識されるが、通常の明るさまたは明るすぎる部分
A、Bのところはハレーション(明るすぎて飽和してい
る状態)を起こしている。また、画像Qはシャッタ速度
2 が早すぎるため、明るい部分Aは適度に認識される
が、暗すぎる部分Cは黒くなって、正確な画像が認識さ
れない。そこで、画像Pのハレーションを起こしている
部分については、画像Qの認識データを用い、その両者
を合成する。この際、遅いシャッタ速度t1 と早いシャ
ッタ速度t2 の比分を画像Pの信号にかけ合わせて広ダ
イナミックレンジを得ている。なお、シャッタ速度は2
種類とは限らない。
In order to solve such a problem, for example, Yamada et al. “Wide dynamic range vision, positioning of parts resistant to illumination fluctuation” (7th appearance held at Kogakuin University on November 1-2, 1995) An automated inspection workshop, pages 27 to 32) discloses a method of taking two or more images of the same object having different shutter speeds and recomposing them using a shutter camera. That is, two images, that is, an image P with a slow shutter speed as shown in FIG. 5B and an image Q with a fast shutter speed as shown in FIG. 5C are first read. Since the shutter speed t 1 of the image P is slow, the dark portion C of the subject is appropriately recognized, but halation (a state in which the portion is too bright and saturated) is normally bright or is too bright. I'm awake. Further, since the shutter speed t 2 of the image Q is too fast, the bright portion A is appropriately recognized, but the too dark portion C is black, and an accurate image cannot be recognized. Therefore, for the portion of the image P where halation occurs, the recognition data of the image Q is used and both of them are combined. At this time, a wide dynamic range is obtained by multiplying the signal of the image P by the ratio of the slow shutter speed t 1 and the fast shutter speed t 2 . The shutter speed is 2
Not necessarily the type.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述のシャッタ速度が
異なる画像を合成する方法は、それぞれの画像を得た時
間が異なるため、移動物体を画像認識する場合には適さ
ない。
The above-described method of synthesizing images having different shutter speeds is not suitable for recognizing a moving object as the images are obtained at different times.

【0005】さらに1画面を作成するのに2フレーム以
上の時間が必要となり、最終的な画像を得るのに時間が
長くかかるという問題がある。
Further, it takes more than two frames to create one screen, and it takes a long time to obtain a final image.

【0006】本発明はこのような問題を解決し、1つの
撮像画面の画像処理をするだけで、照明の明暗が混合す
る被写体の鮮明な画像が得られるCCDカメラを提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a CCD camera capable of obtaining a clear image of a subject in which the brightness and darkness of illumination are mixed only by performing image processing on one image pickup screen. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によるCCDカメ
ラは、感度が高い受光センサ(以下、単にセンサとい
う)がマトリクス状に配列された第1のセンサ群および
感度が低いセンサが前記感度が高いセンサとそれぞれ隣
接して配列された第2のセンサ群からなる撮像部と、第
1のセンサ群または第2のセンサ群の各センサの出力信
号と基準信号とを比較するコンパレータと、該コンパレ
ータの出力により前記隣接する第1のセンサ群のセンサ
の出力か第2のセンサ群のセンサの出力のいずれかを選
択するスイッチング回路とからなっている。
In a CCD camera according to the present invention, a first sensor group in which light-sensitive sensors having high sensitivity (hereinafter, simply referred to as sensors) are arranged in a matrix and a sensor having low sensitivity have high sensitivity. An image pickup unit including a second sensor group arranged adjacent to each sensor, a comparator for comparing an output signal of each sensor of the first sensor group or the second sensor group and a reference signal, and a comparator of the comparator. And a switching circuit that selects either the output of the sensor of the adjacent first sensor group or the output of the sensor of the second sensor group depending on the output.

【0008】前記感度が高いセンサと前記感度が低いセ
ンサとを隣接させる手段としては、それぞれのセンサが
垂直方向に連続して配列された第1のセンサ列と、第2
のセンサ列とが水平方向に交互に配列されたり、それぞ
れのセンサが水平方向に連続して配列された第3のセン
サ列と、第4のセンサ列とが垂直方向に交互に配列され
ることにより達成される。前者の場合は、水平方向の画
素数が多いため画像への影響が少なく、後者の場合は、
水平方向の解像度を上げることができるため好ましい。
なお、後者の場合は、垂直方向に並ぶ各センサの奇数番
目のセンサの出力信号を水平方向に転送する第1フィー
ルド電荷転送部と、偶数番目のセンサの出力信号を水平
方向に転送する第2フィールド電荷転送部とが設けられ
ることにより、2線出しCCDカメラを用いて感度が高
いセンサと感度が低いセンサとの出力信号の処理を同時
にすることができる。
As means for adjoining the sensor having high sensitivity and the sensor having low sensitivity, the first sensor row in which the respective sensors are arranged continuously in the vertical direction, and the second sensor row
And the third sensor row in which the respective sensors are continuously arranged in the horizontal direction and the fourth sensor row are alternately arranged in the vertical direction. Achieved by In the former case, the number of pixels in the horizontal direction is large, so there is little effect on the image. In the latter case,
This is preferable because the resolution in the horizontal direction can be increased.
In the latter case, the first field charge transfer unit that horizontally transfers the output signals of the odd-numbered sensors of the sensors arranged in the vertical direction and the second field charge transfer unit that horizontally transfers the output signals of the even-numbered sensors. By providing the field charge transfer unit, it is possible to simultaneously process the output signals of the sensor having high sensitivity and the sensor having low sensitivity by using the two-line CCD camera.

【0009】ここに水平方向とは、テレビ画面の走査線
の方向である横方向を意味し、垂直方向とはそれと直角
方向のテレビ画面の縦方向を意味する。
Here, the horizontal direction means the horizontal direction which is the direction of the scanning line of the television screen, and the vertical direction means the vertical direction of the television screen which is perpendicular to the horizontal direction.

【0010】本発明のCCDカメラの他の構成は、入射
光を少なくとも2つの方向に分割するスプリッタと、該
スプリッタの分割された光の進行面にそれぞれ設けられ
た、感度が高いセンサがマトリクス状に配列されている
第1の撮像部および感度が低いセンサがマトリクス状に
配列されている第2の撮像部と、第1の撮像部または第
2の撮像部の各センサの出力信号と基準信号とを比較す
るコンパレータと、該コンパレータの出力により前記第
1の撮像部のセンサの出力か第2の撮像部のセンサの出
力のいずれかを選択するスイッチング回路とからなって
いる。
In another configuration of the CCD camera of the present invention, a splitter for splitting incident light into at least two directions and a highly sensitive sensor provided in each of the split light traveling surfaces are arranged in a matrix. The second imaging unit in which the first imaging unit and the low-sensitivity sensor arranged in a matrix are arranged in a matrix, and the output signal and the reference signal of each sensor of the first imaging unit or the second imaging unit. And a switching circuit that selects either the output of the sensor of the first image pickup unit or the output of the sensor of the second image pickup unit according to the output of the comparator.

【0011】前記感度が低いセンサの出力が前記スイッ
チング回路に入力される前に前記感度が高いセンサの出
力と大きさを合わせるキャリブレーション用増幅器が設
けられていることが、画面の明るさを正確に補正するこ
とができるため好ましい。
Since the calibration amplifier is provided to match the output of the sensor with high sensitivity with the output of the sensor with high sensitivity before the output of the sensor with low sensitivity is input to the switching circuit, the brightness of the screen is accurately measured. It is preferable because it can be corrected to.

【0012】前記感度が低いセンサが該センサの表面側
に光を減衰させるフィルタが設けられて形成されること
により、簡単な一工程の増加だけで容易に感度が低いセ
ンサが得られる。
Since the sensor with low sensitivity is formed by providing a filter for attenuating light on the surface side of the sensor, the sensor with low sensitivity can be easily obtained by simply increasing one step.

【0013】前記感度が高いセンサからの出力信号をデ
ジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、前記感度
が低いセンサからの出力信号をデジタル信号に変換する
第2のA/D変換器とを有し、前記コンパレータおよび
スイッチング回路がデジタル信号の処理回路であること
が、それぞれの信号を役割分担できるため、たとえば8
ビットのA/D変換器2個で12ビット相当の出力をす
ることができ、安価な設備で構成することができる。
A first A / D converter for converting an output signal from the sensor having high sensitivity into a digital signal, and a second A / D conversion for converting an output signal from the sensor having low sensitivity into a digital signal. Since the comparator and the switching circuit are digital signal processing circuits, the respective signals can be shared.
Two bit A / D converters can output 12 bits and can be constructed with inexpensive equipment.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明のCCDカメラについて説明をする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a CCD camera of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明のCCDカメラの一実施形態
を示す図、図2は本発明の第2の実施形態を示す図、図
3はさらに他の実施形態を示す図、図4は信号処理部を
デジタルで行うブロック図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a CCD camera of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing yet another embodiment, and FIG. 4 is a signal. It is a block diagram which performs a processing part digitally.

【0016】図1において、11はたとえばホトダイオ
ードなどからなる感度が高いセンサ、12は感度が低い
センサで、たとえばホトダイオードの表面側に光を減衰
させるフィルタが設けられたり、ホトダイオードの受光
面積が小さくされたり、シャッタ時間が短くなる構成に
することにより形成される。13はセンサ11、12に
より受像した信号の電荷を垂直方向電荷転送部14に移
すトランスファゲートで、信号の電荷は垂直方向電荷転
送部14および水平方向電荷転送部15を転送されて信
号処理部20に送られる。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a sensor having a high sensitivity such as a photodiode, and 12 denotes a sensor having a low sensitivity. For example, a filter for attenuating light is provided on the surface side of the photodiode, or the light receiving area of the photodiode is reduced. Alternatively, the shutter time is shortened. Reference numeral 13 denotes a transfer gate that transfers the electric charges of the signals received by the sensors 11 and 12 to the vertical charge transfer unit 14, and the signal charges are transferred to the vertical charge transfer unit 14 and the horizontal charge transfer unit 15 and then the signal processing unit 20. Sent to.

【0017】図1に示される構造においては、感度が高
いセンサ11および感度が低いセンサ12はそれぞれ垂
直方向に連続して設けられ、それぞれ第1のセンサ列1
および第2のセンサ列2が形成されている。この第1の
センサ列1および第2のセンサ列2はそれぞれ水平方向
に交互に並べられて、感度が高いセンサ11と感度が低
いセンサ12とがそれぞれ隣接してマトリクス状に配列
されている。すなわち垂直方向には同じ感度のセンサが
連続して並べられ、水平方向には感度が異なるセンサが
交互に並べられて、感度が高いセンサ11の第1のセン
サ群および感度が低いセンサ12の第2のセンサ群が形
成され、カメラの撮像部10が形成されている。
In the structure shown in FIG. 1, the high-sensitivity sensor 11 and the low-sensitivity sensor 12 are continuously provided in the vertical direction, and the first sensor array 1 is provided.
And a second sensor row 2 is formed. The first sensor row 1 and the second sensor row 2 are alternately arranged in the horizontal direction, and a sensor 11 having high sensitivity and a sensor 12 having low sensitivity are adjacently arranged in a matrix. That is, the sensors having the same sensitivity are continuously arranged in the vertical direction, and the sensors having different sensitivities are alternately arranged in the horizontal direction, and the first sensor group of the sensor 11 having high sensitivity and the first sensor group of the sensor 12 having low sensitivity are arranged. Two sensor groups are formed, and the image pickup unit 10 of the camera is formed.

【0018】このカメラで画像を読み取ると、感度が高
いセンサ11によっては明るく認識され、被写体が暗い
部分でも鮮明に認識することができ、感度が低いセンサ
12では、たとえばグレーのフィルタが表面に設けられ
ているため、暗く認識され、被写体の暗い部分は認識さ
れ難いが、被写体が明るすぎても適度に認識される。こ
の両方のセンサ11、12により撮像した画像信号は、
電荷としてそれぞれ垂直方向電荷転送部14および水平
方向電荷転送部15を転送され、信号処理部20に送ら
れる。
When an image is read by this camera, it can be recognized brightly by the sensor 11 having high sensitivity, and can be recognized clearly even in a dark part of the object. In the sensor 12 having low sensitivity, for example, a gray filter is provided on the surface. Since it is recognized as dark, it is difficult to recognize the dark part of the subject, but it is appropriately recognized even if the subject is too bright. The image signals picked up by both sensors 11 and 12 are
The charges are transferred to the vertical charge transfer unit 14 and the horizontal charge transfer unit 15 as charges, and sent to the signal processing unit 20.

【0019】信号処理部20では、感度が高いセンサ1
1と感度が低いセンサ12との信号が、水平方向電荷転
送部15を経由して交互に送られてくる。交互に送られ
てくる両方の信号はそれぞれ感度が高いセンサの信号用
の第1の信号ライン21と感度の低い信号用の第2の信
号ライン22に送られ、増幅器23a、23bでそれぞ
れ増幅される。ついで、水平方向電荷転送部15で電荷
を転送させるクロック信号を分周したクロック信号発生
器28からのクロック信号によりサンプルホールド回路
24a、24bでそれぞれ感度が高い信号および感度が
低い信号だけをピックアップし、両信号を分離する。分
離された信号のうち、たとえば第1の信号ライン21か
らの信号の一部を分岐し、基準信号とコンパレータ25
により比較し、転送されている信号が正常な明るさか否
かを判断する。コンパレータで比較した信号が正常であ
れば第1の信号ライン21の信号を、正常でなければ第
2の信号ライン22の信号を、たとえばマルチプレクサ
からなるスイッチング回路27により選択し、出力す
る。
In the signal processing section 20, the sensor 1 having high sensitivity is used.
The signals of 1 and the sensor 12 having low sensitivity are alternately sent via the horizontal charge transfer unit 15. Both of the alternately sent signals are sent to the first signal line 21 for the sensor signal having high sensitivity and the second signal line 22 for the signal having low sensitivity, and are respectively amplified by the amplifiers 23a and 23b. It Then, the sample and hold circuits 24a and 24b pick up only the signals having high sensitivity and the signal having low sensitivity by the clock signal from the clock signal generator 28 obtained by dividing the clock signal for transferring the charges in the horizontal charge transfer section 15. , Separate both signals. Of the separated signals, for example, a part of the signal from the first signal line 21 is branched to generate a reference signal and a comparator 25.
To determine whether the transferred signal has normal brightness. If the signal compared by the comparator is normal, the signal on the first signal line 21 is selected, and if not, the signal on the second signal line 22 is selected by the switching circuit 27 including, for example, a multiplexer and output.

【0020】第2の信号ライン22の信号はキャリブレ
ーション用増幅器26により増幅され、感度が低くなら
ない状態に戻し、第1の信号ラインの信号とレベルを合
わせている。このキャリブレーション用増幅器26はあ
らかじめ分かっている感度が高いセンサと感度が低いセ
ンサとの比率に応じた補正をしておけば増幅器を用いる
必要はないが、増幅器でプログラマブルにしておくこと
により正確に調整をすることができる。
The signal on the second signal line 22 is amplified by the calibration amplifier 26, returned to a state where the sensitivity is not lowered, and adjusted in level with the signal on the first signal line. The calibration amplifier 26 need not be an amplifier if it is corrected in advance according to the ratio of a sensor having a high sensitivity to a sensor having a low sensitivity, but it can be accurately programmed by making the amplifier programmable. You can make adjustments.

【0021】図1に示される例では、感度が高いセンサ
からの信号と、感度が低いセンサからの信号との分離を
サンプルホールド回路24a、24bを用いて行った
が、水平方向電荷転送部15からの取り出し位置を変え
てそれぞれ別々に取り出し、第1の信号ライン21およ
び第2の信号ライン22に入力することにより分離して
もよい。また、コンパレータ25は第2の信号ライン2
2の信号と比較してもよい。
In the example shown in FIG. 1, the signal from the sensor having high sensitivity and the signal from the sensor having low sensitivity are separated by using the sample hold circuits 24a and 24b. It may be separated by changing the extraction position from the respective and extracting them separately and inputting them to the first signal line 21 and the second signal line 22. In addition, the comparator 25 uses the second signal line 2
It may be compared with the two signals.

【0022】以上の構成にすることにより、センサが設
けられた各画素ごとに信号レベルを比較し、鮮明な画像
の信号を選択して画像データとして用いることができる
ので、1つの画面に明るすぎる部分と暗すぎる部分とが
ある被写体を写す場合でも全体が鮮明な画像を得ること
ができる。
With the above configuration, it is possible to compare the signal levels of the respective pixels provided with the sensor and select a signal of a clear image to use as image data, so that one screen is too bright. Even when a subject having a part and a part that is too dark is photographed, a clear image can be obtained as a whole.

【0023】図2は本発明のCCDカメラの第2の実施
形態の説明図である。図2において、符号は図1と同じ
部分には同じ符号が付してある。この例が図1に示され
る例と異なるところは、感度が高いセンサ11および感
度が低いセンサ12がそれぞれ水平方向に連続して配列
され、それぞれ第3のセンサ列3、第4のセンサ列4が
垂直方向に交互に並べられていること、および水平方向
電荷転送部が2列設けられ、それぞれ第1フィールド電
荷転送部15a、第2フィールド電荷転送部15bとさ
れていることである。そして、垂直方向に交互に並ぶセ
ンサ列3、4の奇数番目のセンサ列の各センサのデータ
が第1フィールド電荷転送部15aに、偶数番目のセン
サ列の各センサのデータが第2フィールド電荷転送部1
5bに送られる。
FIG. 2 is an explanatory view of the second embodiment of the CCD camera of the present invention. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. This example is different from the example shown in FIG. 1 in that high-sensitivity sensor 11 and low-sensitivity sensor 12 are continuously arranged in the horizontal direction, and third sensor row 3 and fourth sensor row 4 are arranged, respectively. Are arranged alternately in the vertical direction, and two rows of horizontal charge transfer units are provided, which are a first field charge transfer unit 15a and a second field charge transfer unit 15b, respectively. Then, the data of each sensor of the odd-numbered sensor rows of the sensor rows 3 and 4 arranged alternately in the vertical direction is transferred to the first field charge transfer unit 15a, and the data of each sensor of the even-numbered sensor row is transferred to the second field charge transfer section 15a. Part 1
5b.

【0024】本来なら奇数番フィールドと偶数番フィー
ルドとの間に時間遅れがあるが、水平方向電荷転送部を
第1フィールド電荷転送部15aおよび第2フィールド
電荷転送部15bの2つに分離することにより、通常テ
レビカメラに用いられる2線出しCCDを用いれば同時
に信号処理をすることができる。この構成にすることに
より、一般によく行われる水平方向の解像度を上げるこ
とができる。
Originally, there is a time delay between the odd-numbered field and the even-numbered field, but the horizontal charge transfer section should be separated into the first field charge transfer section 15a and the second field charge transfer section 15b. Thus, the signal processing can be performed at the same time by using the two-line output CCD normally used in the television camera. With this configuration, it is possible to increase the resolution in the horizontal direction that is generally performed.

【0025】信号処理部20の信号処理については、図
1の場合と同じで同様に隣接するセンサ間で鮮明な画像
が得られる方の信号により画像が得られる。
The signal processing of the signal processing unit 20 is the same as in the case of FIG. 1, and similarly, an image can be obtained by the signal that produces a clear image between adjacent sensors.

【0026】図3は本発明の第3の実施形態の説明図で
ある。この例は、マトリクス状に配列されるセンサが感
度が高いセンサと感度が低いセンサを隣接させることに
より撮像部を形成するのではなく、同じ感度の複数のセ
ンサがマトリクス状に並べられ、電荷転送部もそれぞれ
備えた複数個の撮像部6、7、8が1つの画面を同時に
撮像できるように、たとえば2個の分光プリズムなどを
内蔵するスプリッタ5を介して配設され、その撮像部
6、7、8の各々の間で感度に差をもたせているもので
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the third embodiment of the present invention. In this example, the sensors arranged in a matrix form a high sensitivity and a sensor having a low sensitivity adjacent to each other to form an image pickup unit. Instead, a plurality of sensors having the same sensitivity are arranged in a matrix and charge transfer is performed. The plurality of image pickup units 6, 7 and 8 also provided with respective units are arranged via a splitter 5 having two built-in spectral prisms, for example, so that one screen can be imaged at the same time. There is a difference in sensitivity between 7 and 8.

【0027】この実施形態の場合、通常のカラーカメラ
で、R、G、Bの3色用に用いられる、いわゆる2板C
CDまたは3板CCDを用いることにより、感度が高い
CCDと感度が低いCCDによる同一画面の異なる明る
さの複数個の画面のデータが得られる。その結果、前述
の例と同様に、複数個の画面の同じ画素同士のデータを
比較して最適な方の画素のデータを合成することにより
明暗の混合した被写体の鮮明な画像が得られる。なお、
図3において、9はカメラの外枠を示し、a、b、cを
付した符号はその数字と同じ数字が付された図1の符号
と同様の部分で同様の機能を果たし、その説明を省略す
る。
In the case of this embodiment, a so-called two-plate C used for three colors of R, G and B in an ordinary color camera.
By using a CD or a three-plate CCD, data of a plurality of screens of different brightness of the same screen can be obtained by the CCD having high sensitivity and the CCD having low sensitivity. As a result, similarly to the above-described example, a clear image of a subject in which light and dark are mixed can be obtained by comparing the data of the same pixels on a plurality of screens and synthesizing the data of the optimum pixel. In addition,
In FIG. 3, reference numeral 9 denotes the outer frame of the camera, and the reference numerals with a, b, and c perform the same functions in the same portions as the reference numerals with the same numerals in FIG. Omit it.

【0028】この構成にすれば、隣接した感度が高いセ
ンサと感度が低いセンサの信号をそれぞれ比較して選択
するのではなく、同じ画素を同時に感度が高いセンサと
感度が低いセンサとで読み取り比較するため、時間およ
び場所(画素)のずれがなく、一層鮮明な画像が得られ
る。
With this configuration, the signals of the adjacent high-sensitivity sensor and the low-sensitivity sensor are not compared and selected, but the same pixel is simultaneously read and compared by the high-sensitivity sensor and the low-sensitivity sensor. Therefore, there is no time and place (pixel) shift, and a clearer image can be obtained.

【0029】図4は、本発明のCCDカメラのさらに他
の実施形態の信号処理部のブロック図で、第1の信号ラ
イン21と第2の信号ライン22に信号データが分離さ
れた後の信号処理をデジタル信号で行うものである。撮
像部については、図1〜3に示される構成のいずれでも
用いることができる。
FIG. 4 is a block diagram of a signal processing unit of still another embodiment of the CCD camera of the present invention. The signal after the signal data is separated into the first signal line 21 and the second signal line 22. The processing is performed with a digital signal. The imaging unit may have any of the configurations shown in FIGS.

【0030】33a、33bはそれぞれアナログ信号を
デジタル信号に変換する第1および第2のA/D変換
器、35はコンパレータで、図1〜3のコンパレータ2
5と同じ機能を果たす。36は乗算器で、図1〜3のキ
ャリブレーション用増幅器26と同じ機能を果たす。ま
た、37はスイッチング素子で、第1の信号ライン21
または第2の信号ライン22のいずれかの信号を選択し
て出力する。このような構成によりデジタル信号の処理
を行うので、第1および第2のA/D変換器33a、3
3bはそれぞれ安価な8ビットの高速A/D変換器を用
いることができ、12ビットの情報処理と同様の効果を
発揮する。それぞれのA/D変換器33a、33bが処
理する信号が、第1の信号ラインの信号、および第2の
信号ラインの信号と分担されているからである。
Reference numerals 33a and 33b respectively denote first and second A / D converters for converting an analog signal into a digital signal, and 35 denotes a comparator, which is the comparator 2 shown in FIGS.
Performs the same function as 5. A multiplier 36 has the same function as that of the calibration amplifier 26 shown in FIGS. Further, 37 is a switching element, which is the first signal line 21.
Alternatively, one of the signals on the second signal line 22 is selected and output. Since the digital signal is processed by such a configuration, the first and second A / D converters 33a, 3a, 3
Each of 3b can use an inexpensive 8-bit high-speed A / D converter, and exhibits the same effect as 12-bit information processing. This is because the signals processed by the respective A / D converters 33a and 33b are shared with the signal of the first signal line and the signal of the second signal line.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、近接した画素または同
じ画素を同時に受像して比較し、最適な画像を選択して
画面を形成しているため、一画面の形成をパイプライン
で行うことができ、テレビレートで画像が得られる(プ
ロセスが1つの流れの中で逐次的にでき、実時間で画像
が得られる)。また、感度が低いセンサは、たとえば感
度が高いセンサの表面にフィルタ膜を形成することによ
り得られ、同じプロセスで最後にフィルタ膜を形成する
一工程を追加するだけで製造でき、安価に得ることがで
きる。
According to the present invention, pixels adjacent to each other or the same pixel are simultaneously received and compared, and an optimum image is selected to form a screen. Therefore, one screen is formed by a pipeline. And the images are acquired at the television rate (the process can be done sequentially in one stream and the images can be acquired in real time). In addition, a sensor with low sensitivity can be obtained, for example, by forming a filter film on the surface of a sensor with high sensitivity, and can be manufactured by adding one step of forming the filter film at the end in the same process, and can be obtained at low cost. You can

【0032】その結果、場所によって照明の明るさが異
なる被写体を画像処理する場合でも鮮明な画面が得ら
れ、正確な画像処理をすることができる。
As a result, a clear screen can be obtained and accurate image processing can be performed even when subjecting a subject whose illumination brightness varies depending on the location.

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

【図1】本発明のCCDカメラの一実施形態の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a CCD camera according to the present invention.

【図2】本発明のCCDカメラの他の実施形態の構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram of another embodiment of the CCD camera of the present invention.

【図3】本発明のCCDカメラのさらに他の実施形態の
構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of still another embodiment of the CCD camera of the present invention.

【図4】本発明のCCDカメラのさらに他の実施形態の
信号処理部の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a signal processing unit of still another embodiment of the CCD camera of the present invention.

【図5】従来の明るさが異なる被写体の画像の説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional image of a subject having different brightness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1のセンサ列 2 第2のセンサ列 3 第3のセンサ列 4 第4のセンサ列 6 撮像部 7 撮像部 8 撮像部 10 撮像部 11 感度が高いセンサ 12 感度が低いセンサ 15a 第1フィールド電荷転送部 15b 第2フィールド電荷転送部 20 信号処理部 25 コンパレータ 26 キャリブレーション用増幅器 27 スイッチング回路 1 1st sensor row 2 2nd sensor row 3 3rd sensor row 4 4th sensor row 6 Image pick-up part 7 Image pick-up part 8 Image pick-up part 10 Image pick-up part 11 Highly sensitive sensor 12 Low sensitive sensor 15a 1st field Charge transfer unit 15b Second field charge transfer unit 20 Signal processing unit 25 Comparator 26 Calibration amplifier 27 Switching circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感度が高い受光センサがマトリクス状に
配列された第1のセンサ群および感度が低い受光センサ
が前記感度が高い受光センサとそれぞれ隣接して配列さ
れた第2のセンサ群からなる撮像部と、第1のセンサ群
または第2のセンサ群の各受光センサの出力信号と基準
信号とを比較するコンパレータと、該コンパレータの出
力により前記隣接する第1のセンサ群の受光センサの出
力か第2のセンサ群の受光センサの出力のいずれかを選
択するスイッチング回路とからなるCCDカメラ。
1. A first sensor group in which light-receiving sensors with high sensitivity are arranged in a matrix and a light-receiving sensor with low sensitivity in a second sensor group arranged adjacent to the light-receiving sensors with high sensitivity, respectively. An image pickup unit, a comparator for comparing an output signal of each light receiving sensor of the first sensor group or the second sensor group with a reference signal, and an output of the light receiving sensor of the adjacent first sensor group by the output of the comparator Or a switching circuit for selecting one of the outputs of the light receiving sensors of the second sensor group.
【請求項2】 前記感度が高い受光センサが垂直方向に
連続して配列された第1のセンサ列と、前記感度が低い
受光センサが垂直方向に連続して配列された第2のセン
サ列とが水平方向に交互に配列されることにより前記感
度が高い受光センサと感度が低い受光センサとが隣接し
て配設されてなる請求項1記載のCCDカメラ。
2. A first sensor row in which the light receiving sensors having high sensitivity are continuously arranged in the vertical direction, and a second sensor row in which light receiving sensors having the low sensitivity are continuously arranged in the vertical direction. 2. The CCD camera according to claim 1, wherein the light receiving sensor having high sensitivity and the light receiving sensor having low sensitivity are arranged adjacent to each other by alternately arranging in the horizontal direction.
【請求項3】 前記感度が高い受光センサが水平方向に
連続して配列された第3のセンサ列と、前記感度が低い
受光センサが水平方向に連続して配列された第4のセン
サ列とが垂直方向に交互に配列されることにより前記感
度が高い受光センサと感度が低い受光センサとが隣接し
て配設され、垂直方向に並ぶ各受光センサの奇数番目の
受光センサの出力信号を水平方向に転送する第1フィー
ルド電荷転送部と、偶数番目の受光センサの出力信号を
水平方向に転送する第2フィールド電荷転送部とが設け
られてなる請求項1記載のCCDカメラ。
3. A third sensor row in which the light receiving sensors having high sensitivity are continuously arranged in the horizontal direction, and a fourth sensor row in which light receiving sensors having the low sensitivity are continuously arranged in the horizontal direction. Are arranged alternately in the vertical direction so that the high-sensitivity light-receiving sensor and the low-sensitivity light-receiving sensor are arranged adjacent to each other, and the output signals of the odd-numbered light-receiving sensors of the light-receiving sensors arranged in the vertical direction are horizontally arranged. 2. The CCD camera according to claim 1, further comprising a first field charge transfer section for transferring the output signals of the even-numbered light receiving sensors and a second field charge transfer section for transferring the output signals of the even-numbered light receiving sensors in the horizontal direction.
【請求項4】 入射光を少なくとも2つの方向に分割す
るスプリッタと、該スプリッタの分割された光の進行面
にそれぞれ設けられた、感度が高い受光センサがマトリ
クス状に配列されている第1の撮像部および感度が低い
受光センサがマトリクス状に配列されている第2の撮像
部と、第1の撮像部または第2の撮像部の各受光センサ
の出力信号と基準信号とを比較するコンパレータと、該
コンパレータの出力により前記第1の撮像部の受光セン
サの出力か第2の撮像部の受光センサの出力のいずれか
を選択するスイッチング回路とからなるCCDカメラ。
4. A first splitter comprising a splitter for splitting incident light into at least two directions, and a highly sensitive light-receiving sensor provided on each of the split light advancing surfaces arranged in a matrix. A second image pickup section in which an image pickup section and light receiving sensors having low sensitivity are arranged in a matrix; and a comparator for comparing the output signal of each light receiving sensor of the first image pickup section or the second image pickup section with a reference signal. A CCD camera including a switching circuit that selects either the output of the light receiving sensor of the first image pickup unit or the output of the light receiving sensor of the second image pickup unit according to the output of the comparator.
【請求項5】 前記感度が低い受光センサの出力が前記
スイッチング回路に入力される前に前記感度が高い受光
センサの出力と大きさを合わせるキャリブレーション用
増幅器が設けられてなる請求項1または4記載のCCD
カメラ。
5. The calibration amplifier according to claim 1 or 4, further comprising: a calibration amplifier for adjusting the size of the output of the high-sensitivity light-receiving sensor before the output of the low-sensitivity light-receiving sensor is input to the switching circuit. CCD described
camera.
【請求項6】 前記感度が低い受光センサは該受光セン
サの表面側に光を減衰させるフィルタが設けられること
により形成されてなる請求項1、2、3または4記載の
CCDカメラ。
6. The CCD camera according to claim 1, wherein the light receiving sensor having low sensitivity is formed by providing a filter for attenuating light on the surface side of the light receiving sensor.
【請求項7】 前記感度が高い受光センサからの出力信
号をデジタル信号に変換する第1のA/D変換器と、前
記感度が低い受光センサからの出力信号をデジタル信号
に変換する第2のA/D変換器とを有し、前記コンパレ
ータおよびスイッチング回路がデジタル信号の処理回路
である請求項1または4記載のCCDカメラ。
7. A first A / D converter for converting an output signal from the light receiving sensor having high sensitivity into a digital signal, and a second A / D converter for converting an output signal from the light receiving sensor having low sensitivity into a digital signal. 5. The CCD camera according to claim 1, further comprising an A / D converter, wherein the comparator and the switching circuit are digital signal processing circuits.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990078850A (en) * 1999-08-03 1999-11-05 강인수 Camera
JP2009010998A (en) * 2008-09-11 2009-01-15 Fujifilm Corp Imaging apparatus
JP2022169748A (en) * 2016-01-21 2022-11-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Imaging device

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