JPH09247549A - 固体撮像素子およびこれを用いたテレビジョンカメラ - Google Patents

固体撮像素子およびこれを用いたテレビジョンカメラ

Info

Publication number
JPH09247549A
JPH09247549A JP8057419A JP5741996A JPH09247549A JP H09247549 A JPH09247549 A JP H09247549A JP 8057419 A JP8057419 A JP 8057419A JP 5741996 A JP5741996 A JP 5741996A JP H09247549 A JPH09247549 A JP H09247549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
video signal
scanning line
light
solid
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
JP8057419A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Fukushima
明 福島
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 Denshi KK
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
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 Denshi KK filed Critical Hitachi Denshi KK
Priority to JP8057419A priority Critical patent/JPH09247549A/ja
Publication of JPH09247549A publication Critical patent/JPH09247549A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、被写体輝度比の大きな高コントラ
ストシーンでも、高輝度部の白つぶれや低輝度部の黒沈
みのない映像を得ることを目的とする。 【解決手段】 固体撮像素子の光電変換面側の、水平方
向の1走査ラインまたは複数走査ラインの間隔毎に、1
画素分の集光率が他の走査ラインの1画素分の集光率の
複数分の1倍になるように受光面の面積を異ならせた画
素を配列した走査ラインを形成した固体撮像素子を使用
することにより、高コントラストシーンの高輝度部に露
光条件が合っている映像信号と、低輝度部に露光条件が
合っている映像信号とを同時に得て、2つの信号を合成
した映像信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の改
良に関し、さらに、その固体撮像素子を用いたテレビジ
ョンカメラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のテレビジョンカメラのブ
ロック構成例を示す図である。1はレンズ、2はレンズ
1内の絞り、16は固体撮像素子(以下CCDと称
す。)、4は前置増幅器、11は映像信号処理回路、1
2は出力増幅器、17はレンズ絞り駆動回路である。
【0003】次に、動作について説明する。被写体から
レンズ1を通してテレビジョンカメラに入射された光
は,CCD16で光電変換され映像信号となる。この映
像信号は、前置増幅器4で増幅された後、映像信号処理
回路11で、ガンマ補正、利得制御等の非線形処理が施
される。その映像信号処理回路11の出力は、出力増幅
器12に入力して増幅され、複合映像信号として後段へ
出力される。一方、前置増幅器4で増幅され出力された
信号は、レンズ絞り駆動回路17に入力される。レンズ
絞り駆動回路17は、入力した映像信号のピーク値ある
いは平均値を検出し、そのいずれかの値が一定レベル範
囲となるよう、フィードバック信号をレンズ1に対して
出力し、レンズ1はそのフィードバック信号に合わせ
て、絞り2の開閉度を変化させる。その結果、上記値が
一定レベル範囲に収束する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
被写体の輝度比が数十倍になるような高コントラストシ
ーンを撮像する場合は,CCDの入射光量に対するダイ
ナミックレンジが数倍程度であり狭いため、上記の高コ
ントラストシーンの低輝度部に絞りを合わせて撮像する
と、モニタ画面で高輝度部は白くつぶれたような像に再
生され、逆に上記の高コントラストシーンの高輝度部に
絞りを合わせ撮像すると、モニタ画面で低輝度部は黒く
沈んだ像に再生されてしまう欠点がある。
【0005】本発明はこれらの欠点を除去し、上記のよ
うな高コントラストシーンを撮像しても白つぶれや黒沈
みの生じない映像を得ることのできるテレビジョンカメ
ラを提供すること目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、固体撮像素子(CCD)内の光電変換面
上の、水平方向の1走査ラインまたは複数走査ラインの
間隔毎に、1画素当りの集光率が他の走査ラインの1画
素当りの集光率の複数分の1倍になるように、受光部の
当たる面積を変えた画素を配列することによって走査ラ
インを形成したものである。
【0007】また、上記固体撮像素子(CCD)を使用
し、このCCDより出力される映像信号のうち、集光率
が複数分の1倍の走査ライン部分で光電変換された映像
信号と、上記集光率が1倍の走査ライン部分で光電変換
された映像信号とに分離し、両方の映像信号をそれぞれ
1フレーム相当の映像信号とするために、それらの欠落
している部分をそれぞれ補間するものである。
【0008】さらに、補間後の上記集光率が複数分の1
倍の走査ライン部分で光電変換された映像信号と、補間
後の上記集光率が1倍の走査ライン部分で光電変換され
た映像信号のレベルを足して2で割ることによって平均
化した映像信号を得るようにするものである。
【0009】さらに、上記集光率が複数分の1倍の走査
ライン部分で光電変換され補間された映像信号と、上記
集光率が1倍の走査ライン部分で光電変換され補間され
た映像信号とを切り換え選択可能とするために、上記集
光率が1倍の走査ライン部分で光電変換され補間された
映像信号のうち、所定の信号レベル値よりも高いか、あ
るいは飽和している信号部分、すなわち高輝度エリアを
検出し、その検出結果によって、上記切り換え選択動作
を制御するものである。
【0010】さらに、上記切り換え選択動作により、上
記高輝度エリアであるとされた信号部分は、集光率が複
数分の1倍の走査ラインで光電変換され補間された映像
信号を選択出力し、上記高輝度エリア以外の信号部分
は、集光率が1倍の走査ライン部分で光電変換され補間
された映像信号を選択出力するようにしたものである。
【0011】その結果、上記CCDから、1または複数
走査ライン毎に、高コントラストシーンの低輝度部に露
光条件が合っている状態の映像信号と、高輝度部に露光
条件が合っている状態の映像信号とが出力され、それぞ
れ分離され間引かれた状態の映像信号がそれぞれ得ら
れ、それらの信号の欠落した部分が補間される。そのた
め、低輝度部に露光条件が合っている映像信号と高輝度
部に露光条件が合っている映像信号とを得ることができ
る。そして、それら2つの信号を平均した映像信号、あ
るいは2つの信号のうち露光条件がより適正な信号を重
み付けして合成した映像信号を生成するので、入射光量
に対するダイナミックレンジを等価的に拡大させた映像
信号を得ることができ、高コントラストシーンの撮像で
も白つぶれや黒沈みのない映像信号を得ることができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を説明
する。図1は本発明の一実施例のブロック構成を示す
図、図2は本発明の別の実施例のブロック構成を示す
図、図3は本発明に係わるCCDのフィルタの形成状態
を示す模式図である。
【0013】図1において、1はレンズ、2はレンズ1
内の絞り、3は本発明に係わるCCD,4は前置増幅
器、5はA/D変換器、6は信号分離器、7は信号補間
器、8は信号加算器、9は信号乗算器、10はD/A変
換器、11は映像信号処理回路、12は出力増幅器、1
3はD/A変換器内蔵のレンズ絞り駆動回路である。
【0014】CCD3は、図3に示すように、光電変換
面上の1または複数の、本図の例では1の水平走査ライ
ン間隔おきに、1画素分の集光率が他の走査ラインにお
ける1画素分の集光率の1/N倍になるように光の当た
る面積を変えた画素を配列した走査ラインを形成した固
体撮像素子である。
【0015】以下、この実施例の動作について説明す
る。図1において、レンズ1を通して入射された被写体
からの光は、CCD3により、1/N倍の光量と、1倍
の光量でもってそれぞれ光電変換され映像信号となる。
CCD3から出力された映像信号は前置増幅器4で増幅
され、A/D変換器5でディジタル映像信号に変換され
る。A/D変換器5より出力されるディジタル映像信号
は、信号分離器6で1/N倍の光量で撮像された部分の
信号と、1倍の光量で撮像された部分の信号とに分離さ
れる。さらに、信号分離器6により分離された各々のデ
ィジタル映像信号は、信号補間器7に入力される。信号
補間器7では、入力された信号の1または複数走査ライ
ン置きに欠落している部分の信号を、それぞれの入力信
号により複数の近接しているラインの複数信号部分に重
み付けして補間演算することにより生成し、それらを元
の信号に付け加えることで、1/N倍の光量で撮像され
補間されたディジタル映像信号と、1倍の光量で撮像さ
れ補間されたディジタル映像信号を生成する。
【0016】信号分離器6および信号補間器7により生
成された、1倍の光量で撮像され補間されたディジタル
映像信号は、D/A変換器内蔵のレンズ絞り駆動回路1
3に入力される。そして、そこでD/A変換されると共
に、その信号により常に被写体の相対的に暗い部分に露
光条件が合うようにレンズ1内の絞り2を制御する動作
を行う。
【0017】さらに、信号分離器6および信号補間器7
により生成された1/N倍の光量で撮像され補間された
ディジタル映像信号と、1倍の光量で撮像され補間され
たディジタル映像信号とは、加算器8と乗算器9で信号
レベルが足し合わされた後、1/2にされることにより
合成される。
【0018】その加算器8と乗算器9により生成された
ディジタル映像信号は、D/A変換器10でアナログ映
像信号に変換される。変換されたアナログ映像信号は、
映像信号処理器11においてガンマ補正、利得制御など
の非線形処理が行われ、出力増幅器12で増幅されて、
アナログ複合映像信号として後段(図示せず)に出力さ
れる。
【0019】次に、本発明の別の実施例について、図2
を用いて説明する。図2において、1はレンズ、2はレ
ンズ1内の絞り、3は本発明に係わるCCD,4は前置
増幅器、5はA/D変換器、6は信号分離器、7は信号
補間器、14は信号切換器、15は高輝度エリア検出
器、10はD/A変換器、11は映像信号処理回路、1
2は出力増幅器、13はD/A変換器内蔵のレンズ絞り
駆動回路である。
【0020】レンズ1を通して入射された被写体からの
光は、CCD3により、1/N倍の光量と、1倍の光量
でもってそれぞれ光電変換され映像信号となる。CCD
3から出力された映像信号は前置増幅器4で増幅され、
A/D変換器5でディジタル映像信号に変換される。A
/D変換器5より出力されるディジタル映像信号は、信
号分離器6で1/Nの光量で撮像された部分の信号と、
1倍の光量で撮像された部分の信号とに分離される。さ
らに、信号分離器6により分離された各々のディジタル
映像信号は、信号補間器7に入力される。信号補間器7
では、入力信号の1または複数走査ライン置きに欠落し
ている部分の信号を、入力されたそれぞれの信号によ
り、複数の近接しているラインの複数信号部分に重み付
けして補間演算することにより生成し、それらを元の信
号に付け加えることで、1/N倍の光量で撮像され補間
されたディジタル映像信号と、1倍の光量で撮像され補
間されたディジタル映像信号を生成する。
【0021】信号分離器6および信号補間器7により生
成された、1倍の光量で撮像され補間されたディジタル
映像信号は、D/A変換器内蔵のレンズ絞り駆動回路1
3に入力され、そこでD/A変換されると共に、その信
号により常に被写体の相対的に暗い部分に露光条件が合
うようにレンズ1内の絞り2を制御する動作を行う。
【0022】さらに、信号補間器7の出力のうち、1倍
の光量で撮像され補間されたディジタル映像信号は、高
輝度エリア検出器15に入力される。高輝度エリア検出
器15に入力された映像信号のうち、上記高輝度エリア
検出器16が高輝度エリア(信号レベルが、所定のレベ
ルよりも高いか、あるいは飽和している信号部分)を検
出した場合は、上記高輝度エリアの信号部分では1/N
倍の光量で撮像され補間されたディジタル映像信号が選
択出力され、上記高輝度エリア以外の信号部分では1倍
の光量で撮像され補間されたディジタル映像信号が選択
出力するよう制御が行われる。
【0023】その信号切換器14から出力されたディジ
タル映像信号は、D/A変換器10でアナログ映像信号
に変換され、映像信号処理器11でガンマ補正、利得制
御などの非線形処理が行われ、出力増幅器12で増幅さ
れて、アナログ複合映像信号として後段(図示せず)に
出力される。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、固体撮像素子内の光電
変換面側に、水平方向の1走査ラインまたは複数走査ラ
インの間隔毎に、1画素当りの集光率が他の走査ライン
の1画素当りの集光率の複数分の1倍になるように、受
光面の面積を変えた画素を配列した走査ラインを形成し
た固体撮像素子を使用する。そして、被写体輝度比が大
きい高コントラストシーンの低輝度部に露光条件が合っ
ている映像信号と高輝度部に露光条件が合っている映像
信号を得て、この2つの映像信号を平均合成あるいは選
択合成した映像信号により、白つぶれや黒沈みのない映
像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック構成を示す図。
【図2】本発明の別の実施例のブロック構成を示す図。
【図3】本発明に係わるCCDのフィルタの形成状態を
示す模式図。
【図4】従来のテレビジョンカメラのブロック構成例を
示す図。
【符号の説明】
1 レンズ 2 絞り 3 CCD 4 前置増幅器 5 A/D変換器 6 信号分離器 7 信号補間器 8 信号加算器 9 信号乗算器 10 D/A変換器 11 映像信号処理回路 12 出力増幅器 13 レンズ絞り駆動回路 14 信号切換器 15 高輝度エリア検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を電気信号に変換する固体撮像素子に
    おいて、該固体撮像素子の光電変換面に、水平方向の1
    走査ラインまたは複数走査ラインの間隔毎に、1画素当
    りの集光率が他の走査ラインの1画素当りの集光率の複
    数分の1倍になるようにした固体撮像素子と、上記固体
    撮像素子から出力された映像信号のうち、上記集光率
    が、他の1/N倍(Nは正の数)の第1の走査ライン部
    分で光電変換されて得られた映像信号と、その他の第2
    の走査ライン部分で光電変換されて得られた映像信号と
    に分離し、それらの信号をそれぞれ出力する分離手段
    と、上記分離手段から出力された上記2つの映像信号
    の、1走査ラインまたは複数走査ラインおきに欠落して
    いる信号部分を、それぞれその欠落している信号部分に
    近接して存在する複数の信号部分に重み付けして補間演
    算することにより生成し、それぞれの映像信号に付加す
    る補間手段と、上記2つの補間された映像信号を合成す
    ることによって、信号レベルを平均した映像信号を出力
    する手段とを備えることを特徴とするテレビジョンカメ
    ラ。
  2. 【請求項2】 請求項1のテレビジョンカメラにおい
    て、上記補間手段により上記第2の走査ライン部分で光
    電変換されて得られた映像信号が補間されて得られた映
    像信号のうちの、所定の信号レベル値以上に信号レベル
    が高く、あるいは飽和している信号である高輝度エリア
    を検出する手段と、 上記第1の走査ライン部分で光電変換された映像信号が
    補間されて得られた映像信号と、上記第1の走査ライン
    部分で光電変換された映像信号が補間されて得られた映
    像信号とをそれぞれ入力し、上記高輝度エリア検出手段
    が、高輝度エリアを検出しない場合は、上記第2の走査
    ライン部分で光電変換された映像信号が補間されて得ら
    れた映像信号を出力し、高輝度エリアを検出した場合
    は、上記第1の走査ライン部分で光電変換された映像信
    号が補間されて得られた映像信号を出力する信号切換器
    とを備えたことを特徴とするテレビジョンカメラ。
JP8057419A 1996-03-14 1996-03-14 固体撮像素子およびこれを用いたテレビジョンカメラ Pending JPH09247549A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8057419A JPH09247549A (ja) 1996-03-14 1996-03-14 固体撮像素子およびこれを用いたテレビジョンカメラ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8057419A JPH09247549A (ja) 1996-03-14 1996-03-14 固体撮像素子およびこれを用いたテレビジョンカメラ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09247549A true JPH09247549A (ja) 1997-09-19

Family

ID=13055140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8057419A Pending JPH09247549A (ja) 1996-03-14 1996-03-14 固体撮像素子およびこれを用いたテレビジョンカメラ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09247549A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100363826B1 (ko) * 1999-06-07 2002-12-06 히다치덴시 가부시키가이샤 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는텔레비젼신호처리장치와 그 신호처리장치를 가지는텔레비젼카메라 및 텔레비젼신호처리방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100363826B1 (ko) * 1999-06-07 2002-12-06 히다치덴시 가부시키가이샤 넓은 다이내믹레인지의 영상신호를 생성하는텔레비젼신호처리장치와 그 신호처리장치를 가지는텔레비젼카메라 및 텔레비젼신호처리방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6734905B2 (en) Dynamic range extension for CMOS image sensors
JP4421793B2 (ja) ディジタルカメラ
JP3666900B2 (ja) 撮像装置および撮像方法
WO2010041375A1 (ja) 撮像装置および撮像装置用信号処理回路
US6831695B1 (en) Image pickup apparatus for outputting an image signal representative of an optical image and image pickup control method therefor
JP2550045B2 (ja) 固体テレビカメラ装置
US7609306B2 (en) Solid-state image pickup apparatus with high- and low-sensitivity photosensitive cells, and an image shooting method using the same
JPH10150668A (ja) 撮像装置及びカラー画像信号の処理方法
JP2006165975A (ja) 撮像素子、撮像装置、画像処理方法
JP2009049525A (ja) 撮像装置及び信号処理方法
US20060197854A1 (en) Image capturing apparatus and computer software product
JPS61177074A (ja) テレビジヨン・カメラ
US20070139543A1 (en) Auto-adaptive frame rate for improved light sensitivity in a video system
JP4356134B2 (ja) 画像処理装置及び画像処理方法
US6690418B1 (en) Image sensing apparatus image signal controller and method
CN111835944A (zh) 图像处理系统
JP2001148805A (ja) 固体撮像装置
JP2003101815A (ja) 信号処理装置及び信号処理方法
JP2005176115A (ja) 撮像装置
JPH09247549A (ja) 固体撮像素子およびこれを用いたテレビジョンカメラ
CN110233972B (zh) 一种摄像方法和装置
JP2001069409A (ja) 撮像装置と映像記録装置
JP2009049524A (ja) 撮像装置及び信号処理方法
JP3540662B2 (ja) ディジタルカメラ
JP3905342B2 (ja) 固体撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040927

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050214