JPH11122541A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイナミックレンジ拡大方式を用いたビデオカ
メラにおいて、低倍率化を実現すること。 【解決手段】 第１の露光信号と、これと露光維時間の
異なる第２の露光信号とを合成することにより見かけの
ダイナミックレンジを拡大するビデオカメラにおいて、
ｌｏｎｇ信号を所定の時刻ｔ１にて読み出し、ｓｈｏｒ
ｔ信号を上記ｌｏｎｇ信号信号よりも所定時間遅らせて
読み出すようにし、上記先に読み出されたｌｏｎｇ信号
を遅延手段１４を用いて上記ｓｈｏｒｔ信号の遅延分に
相当する時間を遅延させて出力し、後段の信号合成回路
１５にて同時に受信してこれら２つの信号を合成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビデオムービーの動
画、および静止画撮影モードにおけるダイナミックレン
ジの拡大を必要とするビデオカメラに関し、特に、ダイ
ナミックレンジの拡大率の向上を図ったものに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイナミックレンジ拡大カメラと
言われるビデオカメラのダイナミックレンジの拡大方法
としては、第１の露光信号、例えば長時間露光信号（ｌ
ｏｎｇ信号）および第２の露光信号、例えば短時間露光
信号（ｓｈｏｒｔ信号）の２信号を合成することにより
見かけのダイナミックレンジを拡大する手法が知られて
いる。

【０００３】図９は従来のビデオカメラの一例を示すブ
ロック図である。従来のビデオカメラは撮像レンズ２１
と、フォトダイオード，垂直転送ＣＣＤおよび電荷出力
手段からなる順次走査ＣＣＤ２２と、スイッチ２３と、
信号合成手段２４とから構成される。

【０００４】次に動作について説明する。図９におい
て、前記撮像レンズ２１を経た入射光は前記順次走査Ｃ
ＣＤ２２にて光電変換され、スイッチ２３に入力され
る。順次走査ＣＣＤ２２からは１フィールド内にｌｏｎ
ｇ信号１フィールド分とｓｈｏｒｔ信号１フィールド分
とを出力する。すなわち順次走査ＣＣＤのプログレッシ
ブとしての本来の使い方ではなく、ｌｏｎｇ信号とｓｈ
ｏｒｔ信号の２種類の情報を同時に出力するようにして
いる。図１０は従来のビデオカメラの順次走査ＣＣＤか
らの信号出力タイミングを示すタイミング図である。図
１０に示すように、１垂直走査期間内で露光されたｌｏ
ｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号とを同一時刻に読み出すよう
にしている。

【０００５】図１１は従来のビデオカメラの順次走査Ｃ
ＣＤ２２上のフォトダイオード２０１から読み出された
信号が垂直転送ＣＣＤ２００に蓄積されている状況を示
す模式図である。フォトダイオード２０１からｌｏｎｇ
信号とｓｈｏｒｔ信号とが同時に垂直転送ＣＣＤ２００
に読み出されるため、図１１に示すように、垂直転送Ｃ
ＣＤ２００において斜線で示された位置に、例えば、ｌ
ｏｎｇ信号が蓄積され、その他の垂直転送ＣＣＤ２００
の位置にｓｈｏｒｔ信号が交互に蓄積される。そして、
以上のように交互に蓄積された電荷は、電荷出力手段２
０３を介して順次走査ＣＣＤ２２から出力される。

【０００６】この順次走査ＣＣＤ２２からの出力信号
は、前記スイッチ２３にて第１の露光信号（ｌｏｎｇ信
号）および第２の露光信号（ｓｈｏｒｔ信号）とに分離
され、前記信号合成手段２４にて合成されて１系統の信
号として出力される。ｌｏｎｇ信号は低輝度部の階調を
保存しており、ｓｈｏｒｔ信号は高輝度部の階調を保存
しているため、合成信号の階調特性は、例えば、ｌｏｎ
ｇ信号のみの階調特性よりも拡大されているため、見か
けのダイナミックレンジが拡大することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイナミックレ
ンジ拡大方式を用いたビデオカメラは以上のように構成
されているが、実用的倍率として１６倍以下、例えば、
２倍等の低倍率が要求されている。しかながら、従来の
ビデオカメラにおいては、例えば、ｌｏｎｇ信号露光時
間を１／６０秒とし、かつ、ｓｈｏｒｔ信号露光時間を
１／１０００秒とすると、そのダイナミックレンジ拡大
率は１６倍となる。また、ｓｈｏｒｔ信号露光時間を１
／１０００秒以上に長時間化することは順次走査ＣＣＤ
の垂直ブランキング期間以上の時間を要するため、従来
の構成では実現不可能であった。さらに、１／１０００
秒のｓｈｏｒｔ信号では、ｓｈｏｒｔ信号自体のＳ／Ｎ
が不十分であるとともに、階調性が不十分なものであっ
た。本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたも
ので、ダイナミックレンジの低倍率化を実現することの
できるビデオカメラを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１にかか
るビデオカメラは、順次走査型固体撮像素子を用いて所
定時間露光することにより得られた第１の露光信号と、
該第１の露光信号の露光時間後に露光され、前記第１の
露光信号とは異なる時間露光することにより得られた第
２の露光信号とを合成することにより、見かけ上の輝度
階調特性を拡大してダイナミックレンジを拡大するビデ
オカメラにおいて、上記第１の露光信号と第２の露光信
号を入力とし、それぞれの信号の出力先を切り換えるス
イッチ手段と、上記第１の露光信号と第２の露光信号と
を合成して１系統の信号として出力する信号合成手段
と、上記スイッチ手段より出力される上記第１の露光信
号を受け、上記第２の露光信号と上記第１の露光信号と
が同時に上記信号合成手段に入力されるように、上記第
１の露光信号を所定時間遅延する遅延手段とを備えたも
のである。

【０００９】また、本発明の請求項２にかかるビデオカ
メラは、上記請求項１記載のビデオカメラにおいて、上
記信号合成手段の出力を受け、該信号をインターレース
信号に変換する走査変換手段を設けたものである。

【００１０】また、本発明の請求項３にかかるビデオカ
メラは、順次走査型固体撮像素子を用いて所定時間露光
することにより得られた第１の露光信号と、該第１の露
光信号の露光時間後に露光され、前記第１の露光信号と
は異なる時間露光することにより得られた第２の露光信
号とを合成することにより、見かけ上の輝度階調特性を
拡大してダイナミックレンジを拡大するビデオカメラに
おいて、上記第１の露光信号と第２の露光信号を入力と
し、それぞれの露光信号に対応した輝度信号と色信号と
を抽出して順次出力する信号抽出手段と、上記抽出され
た輝度信号をインターレース信号に変換してそれぞれの
露光信号に対応した第１の輝度信号と第２の輝度信号と
して順次出力する第１の走査変換手段と、上記抽出され
た色信号をインターレース信号に変換してそれぞれの露
光信号に対応した第１の色信号と第２の色信号として順
次出力する第２の走査変換手段と、上記信号抽出手段の
出力を受け、抽出された輝度信号と色信号の出力先を切
り換え、それぞれの露光信号に対応した順次走査輝度信
号、及び順次走査色信号として出力する、あるいは上記
輝度信号を上記第１の走査変換手段に出力するととも
に、上記色信号を上記第２の走査変換手段に出力するス
イッチ手段と、上記第１の走査変換手段から出力された
第１の露光信号に対応する第１の輝度信号と上記第２の
露光信号に対応する第２の輝度信号とを合成して１系統
の信号として出力する輝度信号合成手段と、上記第２の
走査変換手段から出力された第１の露光信号に対応する
第１の色信号と上記第２の露光信号に対応する第２の色
信号とを合成して１系統の信号として出力する色信号合
成手段と、上記スイッチ手段から出力される上記第１の
露光信号に対応した第１の輝度信号と上記第１の色信号
とを受け、これら信号が、上記第２の露光信号に対応し
た第２の輝度信号，第２の色信号と、それぞれ同時に対
をなして上記信号合成手段に入力されるように、上記第
１の露光信号に対応した第１の輝度信号と第１の色信号
とを所定時間遅延する遅延手段とを備えたものである。

【００１１】また、本発明の請求項４にかかるビデオカ
メラは、順次走査型固体撮像素子を用いて所定時間露光
することにより得られた第１の露光信号と、該第１の露
光信号の露光時間後に露光され、前記第１の露光信号と
は異なる時間露光することにより得られた第２の露光信
号とを合成することにより、見かけ上の輝度階調特性を
拡大してダイナミックレンジを拡大するビデオカメラに
おいて、上記順次走査型固体撮像素子に入射する光の状
態を制御し、第１のフレーム期間で上記第１の露光信号
を生成し、前記第１のフレーム期間に続く第２のフレー
ム期間で上記第２の露光信号を順次生成するシャッタ手
段と、上記第１の露光信号と第２の露光信号を入力と
し、それぞれの露光信号に対応した輝度信号と色信号と
を抽出して順次出力する信号抽出手段と、上記信号抽出
手段の出力を受け、抽出された輝度信号を上記第１の露
光信号と第２の露光信号とに応じてその出力先を切り換
える第１のスイッチ手段と、上記信号抽出手段の出力を
受け、抽出された色信号を上記第１の露光信号と第２の
露光信号とに応じてその出力先を切り換える第２のスイ
ッチ手段と、上記第１のスイッチ手段から出力された第
１の露光信号に対応する第１の輝度信号と上記第２の露
光信号に対応する第２の輝度信号とを合成して１系統の
信号として出力する輝度信号合成手段と、上記第２のス
イッチ手段から出力された第１の露光信号に対応する第
１の色信号と上記第２の露光信号に対応する第２の色信
号とを合成して１系統の信号として出力する色信号合成
手段と、上記第１のスイッチ手段及び第２のスイッチ手
段から出力される上記第１の露光信号に対応した第１の
輝度信号と上記第１の色信号とを受け、これら信号が、
上記第２の露光信号に対応した第２の輝度信号，第２の
色信号と、それぞれ同時に対をなして上記信号合成手段
に入力されるように、上記第１の露光信号に対応した第
１の輝度信号と第１の色信号とを上記第１のフレーム期
間分遅延するためのフレームメモリとを備えたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１ 図１は本発明の実施の形態１にかかるビデオカメラの一
例を示すブロック図である。図１において、３０はビデ
オカメラを示し、該ビデオカメラ３０は、撮像レンズ１
１と、フォトダイオード，垂直転送ＣＣＤおよび電荷出
力手段からなる順次走査ＣＣＤ１２と、スイッチ１３
と、遅延手段１４と、信号合成手段１５とから構成され
ている。図７は上記順次走査ＣＣＤ１２の詳細な構成を
示す図であり、１００は垂直転送ＣＣＤ、１０１はフォ
トダイオード、１０３は電荷出力手段である。

【００１３】次に動作について説明する。前記撮像レン
ズ１１を経た入射光は前記順次走査ＣＣＤ１２にて光電
変換される。図６は本発明のビデオカメラの順次走査Ｃ
ＣＤ１２からの信号出力タイミングを示すタイミング図
である。図６において、ｌｏｎｇ信号は垂直走査期間内
の第１の露光信号読み出し時刻ｔ１に前記フォトダイオ
ード１０１から前記垂直転送ＣＣＤ１００へ第１の露光
信号が出力される。上記第１の露光信号読み出し時刻ｔ
１は、例えば１／９０秒に設定する。次に、例えば、ｓ
ｈｏｒｔ信号読み出し時刻ｔ２を上記第１の露光信号読
み出し時刻ｔ１から１／１８０秒遅らせて実施する。図
５は本発明のビデオカメラの順次走査ＣＣＤ上のフォト
ダイオードから読み出された信号が垂直転送ＣＣＤ１０
０に蓄積されている状況を示す模式図であり、時刻はｔ
２である。上記第１の露光信号読み出し時刻ｔ１に対し
て時刻ｔ２が１／１８０秒遅れているため、順次走査Ｃ
ＣＤ１２上で斜線で示した部分に蓄積されたｌｏｎｇ信
号が、順次走査ＣＣＤ１２から先に読み出されている。
ハッチングで示した部分には次フィールドにて次フィー
ルドのｌｏｎｇ信号が読み出される。また、白部分はｓ
ｈｏｒｔ信号が読み出されている。

【００１４】垂直転送ＣＣＤ２００に蓄積された信号は
電荷出力手段２０３を介して出力される。前記順次走査
ＣＣＤ１２からのｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号出力は
前記スイッチ１３を介して、ｌｏｎｇ信号は前記遅延手
段１４へ入力され、ｓｈｏｒｔ信号は前記信号合成手段
１５へ入力される。前記遅延手段１４にてｌｏｎｇ信号
はｓｈｏｒｔ信号に対する１／１８０秒の時間遅延を受
けてｓｈｏｒｔ信号との同時化を施されて前記信号合成
手段１５に入力される。前記信号合成手段１５にてｓｈ
ｏｒｔ信号と前記遅延手段出力信号とに、加算もしくは
所定の演算による信号合成処理を施す。演算としては、
例えば、低輝度部でｌｏｎｇ信号を使用し、高輝度部で
ｓｈｏｒｔ信号を使用するような信号乗り換えを行う方
法が挙げられる。

【００１５】前記信号合成手段１５の出力信号は１系統
のダイナミックレンジの拡大された信号として出力され
る。ダイナミックレンジ拡大倍率はｌｏｎｇ信号露光時
間１／９０秒とｓｈｏｒｔ信号露光時間１／１８０秒と
の比として２倍が得られることになる。

【００１６】このように本実施の形態１によれば、第１
の露光信号と、これと露光時間の異なる第２の露光信号
とを合成することにより見かけのダイナミックレンジを
拡大するビデオカメラにおいて、ｌｏｎｇ信号を所定の
時刻ｔ１にて読み出し、ｓｈｏｒｔ信号を上記ｌｏｎｇ
信号よりも所定時間遅らせて読み出すようにし、上記先
に読み出されたｌｏｎｇ信号を遅延手段１４を用いて上
記ｓｈｏｒｔ信号の遅延分に相当する時間を遅延させて
出力し、後段の信号合成回路１５にて同時に受信してこ
れら２つの信号を合成するようにしたので、ｌｏｎｇ信
号とｓｈｏｒｔ信号の露光時間差を実用的なダイナミッ
クレンジが得られるような比率とすることができるとと
もに、ｓｈｏｒｔ信号の露光時間を長くしてｓｈｏｒｔ
信号自体のＳ／Ｎを高めることができる。

【００１７】実施の形態２ 次に本発明の実施の形態２によるビデオカメラについて
説明する。図３は本発明の実施の形態２によるビデオカ
メラのブロック図である。図３において、５０はビデオ
カメラであり、上記実施の形態１に示したビデオカメラ
の構成と異なるのは、信号合成手段１５の出力段に走査
変換手段１６を設けている点である。

【００１８】すなわち、図３に示すように、上記実施の
形態１と同様の構成を用いて、順次走査ＣＣＤ１２から
出力されるｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒｔ信号とを信号合成
手段１５にて合成した後、走査変換手段１６にてインタ
ーレース信号に変換して信号を出力するようにすること
で、プログレッシブカメラで撮像した画像を通常のイン
タレースモニタにて観測可能とすることができる。

【００１９】実施の形態３ 次に本発明の実施の形態３によるビデオカメラについて
説明する。図４は本発明の実施の形態３によるビデオカ
メラのブロック図である。図４において、６０は本実施
の形態３によるビデオカメラであり、６１は撮像レン
ズ、６３は順次走査ＣＣＤ１２の出力を受ける輝度信号
処理部、６４は順次走査ＣＣＤ１２の出力を受ける色信
号処理部、６５，６６は上記輝度信号処理部６３，色信
号処理部６４の後段に設けられた第１のスイッチ，第２
のスイッチ、６７，６８は上記第１のスイッチ６５と第
２のスイッチ６６に接続された第１の走査変換手段，第
２の走査変換手段である。また、これら第１の走査変換
手段６７，第２の走査変換手６８の出力は遅延手段６９
に入力される構成となっているとともに、第１の走査変
換手段６７の出力が輝度信号合成手段６２に入力され、
第２の走査変換手６８の出力が色信号合成手段５９に入
力される構成となっている。

【００２０】以下、動作について説明する。前記撮像レ
ンズ６１を経た入射光は前記順次走査ＣＣＤ１２にて光
電変換される。ダイナミックレンジ拡大動作時において
は、垂直走査期間内のｌｏｎｇ信号読み出し時刻ｔ１に
前記フォトダイオード１０１から前記垂直転送ＣＣＤ１
００へｌｏｎｇ信号が出力される。次に、図７に示した
電荷出力手段１０３を介してこれら信号は、前記輝度信
号処理部６３および前記色信号処理部６４に入力され
る。前記輝度信号処理部６３からは、ｌｏｎｇ順次走査
輝度信号が出力され、前記色信号処理部６４からは、ｌ
ｏｎｇ順次走査色信号が出力される。ｌｏｎｇ信号読み
出し時刻ｔ１から所定時間遅延したｓｈｏｒｔ信号読み
出し時刻ｔ２に、前記フォトダイオード１０１から前記
垂直転送ＣＣＤ１００へｓｈｏｒｔ信号が出力され、電
荷出力手段１０３を介して前記輝度信号処理部６３およ
び前記色信号処理部６４に入力される。前記輝度信号処
理部６３からｓｈｏｒｔ順次走査輝度信号が出力され、
前記色信号処理部６４からｓｈｏｒｔ順次走査色信号が
出力される。

【００２１】前記ｌｏｎｇ順次走査輝度信号および前記
ｓｈｏｒｔ順次走査輝度信号は、第１のスイッチ６５を
経て前記第１の走査変換手段６７に入力され、順次走査
信号からインタレース走査信号に変換されると共に、ｌ
ｏｎｇ輝度信号とｓｈｏｒｔ輝度信号とに分離される。
前記ｌｏｎｇ輝度信号は前記遅延手段６９に入力され、
前記ｓｈｏｒｔ輝度信号は前記輝度信号合成手段６２に
入力される。

【００２２】前記ｌｏｎｇ順次走査色信号および前記ｓ
ｈｏｒｔ順次走査色信号は第２のスイッチ６６を経て前
記第２の走査変換手段６８に入力され、順次走査信号か
らインタレース走査信号に変換されると共に、ｌｏｎｇ
色信号とｓｈｏｒｔ色信号とに分離される。前記ｌｏｎ
ｇ色信号は前記遅延手段６９に入力され、前記ｓｈｏｒ
ｔ色信号は前記色信号合成手段５９に入力される。前記
遅延手段６９にて前記ｌｏｎｇ輝度信号および前記ｌｏ
ｎｇ色信号は前記ｌｏｎｇ露光信号の前記ｓｈｏｒｔ露
光信号に対する所定時間遅延分（ｔ２−ｔ１）の時間遅
延（例えば１／１８０秒）を受けることにより、前記ｓ
ｈｏｒｔ輝度信号と前記ｓｈｏｒｔ色信号との同時化を
施されて、前記輝度信号合成手段６２および前記色信号
合成手段５９に入力される。

【００２３】前記輝度信号合成手段６０にて前記ｓｈｏ
ｒｔ輝度信号と、前記遅延手段６９から出力される（ｔ
２−ｔ１）時間遅延されたｌｏｎｇ輝度信号とに、加
算、もしくは所定の演算による信号合成処理を施し、１
系統のダイナミックレンジの拡大された輝度信号として
出力する。また、前記色信号合成手段５９にて前記ｓｈ
ｏｒｔ色信号と、前記遅延手段６９から出力される（ｔ
２−ｔ１）時間遅延されたｌｏｎｇ色信号とに、加算、
もしくは所定の演算による信号合成処理を施し、１系統
のダイナミックレンジの拡大された色信号として出力す
る。

【００２４】また、順次走査出力時においては、前記順
次走査ＣＣＤ１２より出力された信号が、前記輝度信号
処理部６３および前記色信号処理部６４に入力される。
前記輝度処理部６３を経た信号は、順次走査輝度信号と
して前記第１のスイッチ６５を介して出力される。前記
色処理部６４を経た信号は、順次走査色信号として前記
第２のスイッチ６６を介して出力する。

【００２５】すなわち、前記第１および第２のスイッチ
の切り換えによりダイナミックレンジの拡大されたイン
タレース輝度信号および色信号、もしくは順次走査輝度
信号および色信号が一つのカメラから出力可能となる。

【００２６】このように本実施の形態３によれば、順次
走査ＣＣＤ１２の出力を輝度処理部６３，色処理部６４
に入力し、これら輝度処理部６３，色処理部６４の出力
をそれぞれスイッチ６５，６６を介して第１の操作変換
手段６７，第２の操作変換手段６８に入力し、上記スイ
ッチ６５，６６の切り換え操作によって、順次走査信号
（輝度，色）とインターレース信号（輝度，色）とを切
り替えて１つのカメラから出力するようにすることがで
き、装置の使用範囲を拡大することができる。

【００２７】実施の形態４ 次に本発明の実施の形態４によるビデオカメラについて
説明する。図５は本発明の実施の形態４によるビデオカ
メラの一例を示すブロック図である。図５において、７
０は本実施の形態４によるビデオカメラであり、７１は
撮像レンズ、７２はシャッタ機構、８０は順次走査ＣＣ
Ｄ、７３は輝度信号処理部、７４は色信号処理部、７
５，７６はそれぞれ第１のスイッチ，第２のスイッチ、
７７はフレームメモリ、７８は輝度信号合成手段、７９
は色信号合成手段であり、上記実施の形態３との違い
は、輝度処理部と色処理部の後段に配置されるスイッチ
の後段の走査変換手段が取り除かれ、また、遅延手段の
代わりにフレームメモリ７７が設けられている点であ
る。

【００２８】次に動作について説明する。図８は本実施
の形態４によるビデオカメラのフレーム画像のダイナミ
ックレンジを拡大するための順次走査ＣＣＤ駆動および
シャッタ機構駆動のタイミングを示すタイミング図であ
る。第１のフィールド期間においては、前記撮像レンズ
７１を経た入射光は開口状態の前記シャッタ機構７２を
介して前記順次走査ＣＣＤ８０に入射される。前記順次
走査ＣＣＤ８０にて所定時間に渡って光電変換される。

【００２９】例えば、図８で示すように、順次走査ＣＣ
Ｄ８０を電子シャッタ動作させてｓｈｏｒｔ信号（例え
ば、１／１８０秒露光）を時刻ｔ３にて読み出して前記
輝度信号処理部７３および前記色信号処理部７４に入力
する。前記輝度信号処理部７３より出力されたｓｈｏｒ
ｔ順次走査輝度信号は、後段に配置された第１のスイッ
チ７５を経てフレームメモリ７７に入力されて、ここで
１フレームに渡る遅延を施される。

【００３０】一方、前記色信号処理部７４より出力され
たｓｈｏｒｔ順次走査色信号は、後段に配置された第２
のスイッチ７６を経て前記フレームメモリ７７に入力さ
れて、ここで１フレームに渡る遅延を施される。

【００３１】第２のフィールド期間においては、前記撮
像レンズ７１を経た入射光は前記シャッタ機構７２を介
して前記順次走査ＣＣＤ８０に入射される。前記シャッ
タ機構７２は、図８に示すように、時刻ｔ４にて開口状
態から遮光状態となる。この結果、前記順次走査ＣＣＤ
８０への入射光の入射期間が前記シャッタ機構７２の開
口期間（ｔ４−ｔ３）で制限され、前記順次走査ＣＣＤ
８０にて光電変換され、ｌｏｎｇ信号（例えば１／９０
秒露光）として前記輝度信号処理部７３および前記色信
号処理部７４に入力される。

【００３２】前記輝度信号処理部７３から出力されたｌ
ｏｎｇ順次走査輝度信号は、前記第１のスイッチ７５を
経て、前記輝度信号合成手段７８に入力される。一方、
前記色信号処理部７４から出力されたｌｏｎｇ順次走査
色信号は、前記第２のスイッチ７６を経て、前記色信号
合成手段７９に入力される。

【００３３】前記輝度信号合成手段７８では前記フレー
ムメモリ７７を経て１フレーム遅延されたｓｈｏｒｔ輝
度信号とｌｏｎｇ輝度信号とに、加算、もしくは所定の
演算による信号合成処理を施して、１系統の、ダイナミ
ックレンジの拡大された輝度信号として出力する。

【００３４】また、前記色信号合成手段７９では、前記
フレームメモリ７７を経て１フレーム遅延されたｓｈｏ
ｒｔ色信号とｌｏｎｇ色信号とに、加算、もしくは所定
の演算による信号合成処理を施して、１系統のダイナミ
ックレンジの拡大された色信号として出力する。

【００３５】このように本実施の形態４によれば、順次
走査ＣＣＤ８０の出力を輝度信号処理部７３，色信号処
理部７４に入力し、これら輝度信号処理部７３，色信号
処理部７４の出力をそれぞれスイッチ７５，７６を介し
てフレームメモリ７７に入力する構成としたので、ダイ
ナミックレンジの拡大されたフレーム静止画もしくはフ
レーム連写信号を出力することが可能となる。

【００３６】なお、本実施の形態４では、第１フィール
ドにてｓｈｏｒｔ信号を、順次走査ＣＣＤ８０の電子シ
ャッタ動作を用いることで生成し、第２フィールドにて
シャッタ機構を閉じ、ｌｏｎｇ信号を生成する例を示し
たが、第１フィールドにてｌｏｎｇ信号を、順次走査Ｃ
ＣＤ８０の電子シャッタ動作で生成し、第２フィールド
にてシャッタ機構を閉じ、ｓｈｏｒｔ信号を生成するよ
うにしてもよい。また、上記シャッタ機構として絞り機
構を有するものを使用するようにしてもよい。

【００３７】また、露光時間を１垂直走査期間単位で実
施する場合を例として示したが、複数垂直走査期間に渡
って露光を実施するようにしても構わない。さらに、上
記各実施の形態における説明では、露光信号読み出し時
刻ｔ１を１／９０秒とし、ｓｈｏｒｔ信号読み出し時刻
ｔ２を１／１８０秒として説明したが、これらの時刻は
他の任意の時間に設定しても構わない。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１にかか
るビデオカメラによれば、順次走査ＣＣＤにおけるｌｏ
ｎｇ信号読み出しとｓｈｏｒｔ信号読み出しとを所定時
間ずらし、ｌｏｎｇ信号を遅延手段にて遅延させてｓｈ
ｏｒｔ信号と同時化して合成するようにしたので、２倍
等の低倍率のダイナミックレンジ拡大を実現することが
できるという効果がある。

【００３９】また、本発明の請求項２にかかるビデオカ
メラは、順次走査ＣＣＤからのｌｏｎｇ信号とｓｈｏｒ
ｔ信号とを合成した後、走査変換することによりインタ
ーレース信号として出力するようにしたので、プログレ
ッシブビデオカメラの出力を通常のインタレースモニタ
にて観測することが可能となるという効果がある。

【００４０】また、本発明の請求項３にかかるビデオカ
メラによれば、本発明のビデオカメラをスイッチ切換に
より順次走査信号を出力するようにしたので、順次走査
カメラとしても使用することが可能となり、装置の使用
範囲を拡大することができるという効果が得られる。

【００４１】また、本発明の請求項４にかかるビデオカ
メラによれば、順次走査ＣＣＤの電荷読み出し動作とシ
ャッタ機構による遮光を併用して露光時間制御を行うよ
うにし、例えば、順次走査ＣＣＤからの第１の露光信号
を一旦、フレームメモリに蓄積し、次に所定の時間でシ
ャッタ機構を閉じて第２の露光信号を生成し、フレーム
メモリにて遅延させた第１の露光信号と合成するように
したので、フレーム静止画（垂直解像度５００本）の高
画質静止画のダイナミックレンジの拡大も行うことがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１によるビデオカメラの
一例を示すブロック図である。

【図２】 本発明の実施の形態１によるビデオカメラの
順次走査ＣＣＤからの信号出力タイミングを示す図であ
る。

【図３】 本発明の実施の形態２によるビデオカメラの
一例を示すブロック図である。

【図４】 本発明の実施の形態３によるビデオカメラの
一例を示すブロック図である。

【図５】 本発明の実施の形態４によるビデオカメラの
一例を示すブロック図である。

【図６】 本発明のビデオカメラの順次走査ＣＣＤから
の信号出力タイミングを示す図である。

【図７】 本発明のビデオカメラの順次走査ＣＣＤ上の
フォトダイオードから読み出された信号が垂直転送ＣＣ
Ｄに蓄積されている状況を示す模式図である。

【図８】本発明のビデオカメラのフレーム画像のダイナ
ミックレンジ拡大を実施するための順次走査ＣＣＤ駆
動、およびシャッタ機構駆動のタイミングを示す図であ
ある。

【図９】 従来のビデオカメラの一例を示すブロック図
である。

【図１０】 上記従来のビデオカメラの順次走査ＣＣＤ
からの信号出力タイミングを示す図である。

【図１１】 従来のビデオカメラの順次走査ＣＣＤ上の
フォトダイオードから読み出された信号が垂直転送ＣＣ
Ｄに蓄積されている状況を示す模式図である。

【符号の説明】

１１，６１，７１ 撮像レンズ １２，８０ 順次走査ＣＣＤ １３，６５，６６，７５，７６ スイッチ １４，６９ 遅延手段 １５ 信号合成手段 １６ 走査変換手段 ３０，５０，６０，７０ ビデオカメラ ５９，７９ 色信号合成手段 ６２，７８ 輝度信号合成手段 ６７ 第１の走査変換手段 ６８ 第２の走査変換手段 ７７ フレームメモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次走査型固体撮像素子を用いて所定時
   間露光することにより得られた第１の露光信号と、該第
   １の露光信号の露光時間後に露光され、前記第１の露光
   信号とは異なる時間露光することにより得られた第２の
   露光信号とを合成することにより、見かけ上の輝度階調
   特性を拡大してダイナミックレンジを拡大するビデオカ
   メラにおいて、 上記第１の露光信号と第２の露光信号を入力とし、それ
   ぞれの信号の出力先を切り換えるスイッチ手段と、 上記第１の露光信号と第２の露光信号とを合成して１系
   統の信号として出力する信号合成手段と、 上記スイッチ手段より出力される上記第１の露光信号を
   受け、上記第２の露光信号と上記第１の露光信号とが同
   時に上記信号合成手段に入力されるように、上記第１の
   露光信号を所定時間遅延する遅延手段とを備えたことを
   特徴とするビデオカメラ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のビデオカメラにおいて、 上記信号合成手段の出力を受け、該信号をインターレー
   ス信号に変換する走査変換手段を設けたことを特徴とす
   るビデオカメラ。
3. 【請求項３】 順次走査型固体撮像素子を用いて所定時
   間露光することにより得られた第１の露光信号と、該第
   １の露光信号の露光時間後に露光され、前記第１の露光
   信号とは異なる時間露光することにより得られた第２の
   露光信号とを合成することにより、見かけ上の輝度階調
   特性を拡大してダイナミックレンジを拡大するビデオカ
   メラにおいて、 上記第１の露光信号と第２の露光信号を入力とし、それ
   ぞれの露光信号に対応した輝度信号と色信号とを抽出し
   て順次出力する信号抽出手段と、 上記抽出された輝度信号をインターレース信号に変換し
   てそれぞれの露光信号に対応した第１の輝度信号と第２
   の輝度信号として順次出力する第１の走査変換手段と、 上記抽出された色信号をインターレース信号に変換して
   それぞれの露光信号に対応した第１の色信号と第２の色
   信号として順次出力する第２の走査変換手段と、 上記信号抽出手段の出力を受け、抽出された輝度信号と
   色信号の出力先を切り換え、それぞれの露光信号に対応
   した順次走査輝度信号、及び順次走査色信号として出力
   する、あるいは上記輝度信号を上記第１の走査変換手段
   に出力するとともに、上記色信号を上記第２の走査変換
   手段に出力するスイッチ手段と、 上記第１の走査変換手段から出力された第１の露光信号
   に対応する第１の輝度信号と上記第２の露光信号に対応
   する第２の輝度信号とを合成して１系統の信号として出
   力する輝度信号合成手段と、 上記第２の走査変換手段から出力された第１の露光信号
   に対応する第１の色信号と上記第２の露光信号に対応す
   る第２の色信号とを合成して１系統の信号として出力す
   る色信号合成手段と、 上記スイッチ手段から出力される上記第１の露光信号に
   対応した第１の輝度信号と上記第１の色信号とを受け、
   これら信号が、上記第２の露光信号に対応した第２の輝
   度信号，第２の色信号と、それぞれ同時に対をなして上
   記信号合成手段に入力されるように、上記第１の露光信
   号に対応した第１の輝度信号と第１の色信号とを所定時
   間遅延する遅延手段とを備えたことを特徴とするビデオ
   カメラ。
4. 【請求項４】 順次走査型固体撮像素子を用いて所定時
   間露光することにより得られた第１の露光信号と、該第
   １の露光信号の露光時間後に露光され、前記第１の露光
   信号とは異なる時間露光することにより得られた第２の
   露光信号とを合成することにより、見かけ上の輝度階調
   特性を拡大してダイナミックレンジを拡大するビデオカ
   メラにおいて、 上記順次走査型固体撮像素子に入射する光の状態を制御
   し、第１のフレーム期間で上記第１の露光信号を生成
   し、前記第１のフレーム期間に続く第２のフレーム期間
   で上記第２の露光信号を順次生成するシャッタ手段と、 上記第１の露光信号と第２の露光信号を入力とし、それ
   ぞれの露光信号に対応した輝度信号と色信号とを抽出し
   て順次出力する信号抽出手段と、 上記信号抽出手段の出力を受け、抽出された輝度信号を
   上記第１の露光信号と第２の露光信号とに応じてその出
   力先を切り換える第１のスイッチ手段と、 上記信号抽出手段の出力を受け、抽出された色信号を上
   記第１の露光信号と第２の露光信号とに応じてその出力
   先を切り換える第２のスイッチ手段と、 上記第１のスイッチ手段から出力された第１の露光信号
   に対応する第１の輝度信号と上記第２の露光信号に対応
   する第２の輝度信号とを合成して１系統の信号として出
   力する輝度信号合成手段と、 上記第２のスイッチ手段から出力された第１の露光信号
   に対応する第１の色信号と上記第２の露光信号に対応す
   る第２の色信号とを合成して１系統の信号として出力す
   る色信号合成手段と、 上記第１のスイッチ手段及び第２のスイッチ手段から出
   力される上記第１の露光信号に対応した第１の輝度信号
   と上記第１の色信号とを受け、これら信号が、上記第２
   の露光信号に対応した第２の輝度信号，第２の色信号
   と、それぞれ同時に対をなして上記信号合成手段に入力
   されるように、上記第１の露光信号に対応した第１の輝
   度信号と第１の色信号とを上記第１のフレーム期間分遅
   延するためのフレームメモリとを備えたことを特徴とす
   るビデオカメラ。