JPS6398286A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、画像信号処理装置、更に詳しくは、ＣＯＤ
などの固体撮像素子を用いた画像記録装置において画像
信号を処理する装置に関する。

［従来の技術］ 従来、フィールド蓄積型固体撮像素子を用いたビデオカ
メラ、電子スチルカメラなどの画像記録装置では、第２
図（Ａ）に示すように、蓄積された電荷を１／６０秒毎
に読み出しパルスによって読み出しクロックパルスΦｒ
により順次転送している。

［発明が解決しようとする問題点コ しかし、このような従来の画像記録装置で被写体を撮影
すると、被写体が非常に明るい場合、第３図（Ａ）に示
すように、１／６０秒以内に固体撮像素子の蓄積電荷が
飽和限界値ｖＳＡＴに達してしまい、このため、飽和限
界を超える高輝度部分については、いわゆる０潰れや色
飛びの問題が生じてしまう。

一方、本出願人は、先に、固体撮像素子から１フレーム
のアナログ画像信号を取り出してこれをＡ／Ｄ変換し、
複数フレームのディジタル信号を累積して１フレームの
ディジタル画像として記録することにより長時間露光に
おける画質の低下を防いだ画像記録装置を提供した（特
開昭５９−３４７７２号公報参照）。しかし、この装置
では、特に、上記飽和限界を超えるような高輝度肢写体
に対してその飽和限界自体を増大させるような信号処理
は行なわれていない。

この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、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
ックレンジを拡大し、高輝度部分の白潰れや色飛びを防
止するようにした画像信号処理装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明の画像信号処理装置は、固体撮像素子と、この
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フイ一ルド期間を複数に分割したうちの１つの
時間区間に短縮して固体撮像素子の画素出力を高速転送
する手段と、この高速転送された画素出力を各画面毎に
記憶させる記憶手段と、この記憶手段に記憶された各画
面毎の画素出力を上記複数の画面性加算して時間軸を上
記テレビジョン信号モードの１フイ一ルド期間に変換し
て読み出す手段とを具備している。

［作　用］ 固体撮像素子の１画面（１フイールド）の蓄積が通常の
テレビジョン信号モードの１フイールドの時間より短い
時間で行なわれ、明るい彼写体に対しても殆ど飽和限界
に達することがない。読み出し時には１隻数の画面分（
フィールド分）の画素出力が加算され、通常のテレビジ
ョン信号モートの１フイールドの時間軸に変換される。

［実　施　例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す画像信号処理装置
のブロック図である。

第１図に示す画像信号処理装置において、ＣＣＤなどか
らなる固体撮像素子１には、クロックパルス発生器８よ
り通常の２倍の周波数の固体撮像素子１内での転送のた
めのクロックパルスΦ２ｒが与えられる。第２図（Ｂ）
および第３図（１３）に示すように、通常のテレビジョ
ン信号モードの１フイ一ルド期間である１／６０秒の１
／２の１／１２０秒がこの固体撮像素子１の１画面（１
フイールド）の蓄積時間となる。そして、この固体撮像
素子１の光電変換された画素出力が１画面分（１フイ一
ルド分）　１／１２０秒の高速でパルスΦ２１．により
固体撮像素子１より順次転送されると（第２図（Ｂ）参
照）、この転送された固体撮像素子１のアナログ出力は
サンプルホールド回路２よってサンプルホールドされた
のちＡ／Ｄ変換器３によりディジタル値に変換される。

このサンプルホールド回路２およびＡ／Ｄ変換器３には
、上記固体撮像素子１に与えられるクロックパルスと同
様の、通常の２倍の周波数のクロックパルスΦ２ｆが人
力される。

そして、このＡ／Ｄ変換された画像信号は上記固体撮像
素子１に１／１２０秒毎にチャージされた連続する２つ
の画面分（フィールド分）の画像信号について第１のフ
ィールドメモリ４と第２のフィールドメモリ５とに振り
分けて書き込まれるが、これについて、第４図を参照し
て説明すると、固体撮像素子１の■のフィールドに１／
１２０秒でチャージ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Φ
２「により第１のフィールドメモリ４に書き込まれる。

この第１のフィールドメモリ４への書き込みは固体撮像
素子１が次の■のフィールドの電荷チャージを行なって
いる１／１２０秒の区間に行なわれる。そして、この第
１のフィールドメモリ４への書き込みが終了すると、同
時点で、通常のテレビジョン信号モードで発せられるパ
ルス瞥により、この第１のフィールドメモリ４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。

また、第１のフィールドメモリ４へ上記■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１に■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Φ２ｒにより■のフィールドの画像
信号が第２のフィールドメモリ５に書き込み開始される
。この第２のフィールドメモリ５の書き込み開始時点よ
りクロックパルス瞥も発せられるので、この■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。従って、第４図から明らかなように、第１
のフィールドメモリ４からのフィールド■の画像信号と
第２のフィールドメモリ５からのフィールド■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。この２つのフィールドメモリ４
．５からの２つのフィールド■、■の画像信号はそれぞ
れの読み出し中に加算器６に導かれて加算される。この
２つのフィールド■、■の画像信号が加算されることに
より、この加算器６から通常のテレビジョン信号モード
の１フイ一ルド期間である１／６０秒の露光時間の蓄積
電荷に相当するディジクル信号が出力される。このディ
ジタル信号はＤ／Ａ変換器７てアナログ信号に変換され
る。このアナログ信号に戻された１フイールド１／６０
秒の画像信号は前記第３図（Ｂ）からも明らかなように
高輝度に対しても飽和限界値Ｖ８ＡＴまで十分に余裕の
ある２つのフィールド分の蓄積電荷を加算したものであ
るので、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、２つのフィールドメモリ４，５か
ら読み出された画１象信号が加井されることによりラン
ダム性ノイズは１／／ｆｆ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。

また、上記実施例は、通常のテレレビジョン信号モード
の１フイ一ルド期間を２分割し、各分割された時間区間
に関してそれぞれ１画面の電荷の蓄積を行なっているも
のであるが、この発明は、２分割のものに限るものでは
なく、テレビジョン信号モードの１フイ一ルド期間を３
分割以上の多分割とし、固体撮像素子の電荷転送時間を
さらに３倍以上の高速とするようにしてもよい。テレビ
ジョン信号モードの１フィールド期間を、例えば３分割
する構成では、３つのフィールドメモリが用いられる。

なお、分割は等分割でなくてもよいことは言うまでもな
い。

［発明の効果コ 以上述べたように、この発明によれば、通常のテレビジ
ョン信号モードの１フィールド期間を段数に分割してそ
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
なって記憶手段へ高速転送し、この記憶手段から複数面
面分の画像出力を加算して読み出すことによってテレビ
ジョン信号モードの時間軸に合った画像信号を得るよう
にしているので、実質的に固体撮像素子の蓄積電荷の飽
和限界が増大してダイナミックレンジが拡大することと
なり、高輝度の場合でも、いわゆる色飛びを生ずること
がなく色再現性の優れた画像を得ることがでる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す画像信号処理装置
のブロック図、 第２図（Ａ）　、　（Ｂ）は、固体撮像素子の従来の駆
動方式とこの発明の一実施例における駆動方式とをそれ
ぞれ示す駆動用パルスのタイムチャート、第３図（Ａ）
、（Ｂ）は、固体撮像素子の従来の駆動方式による蓄積
電荷とこの発明の一実施例の駆動方式による蓄積電荷を
それぞれ示すタイムチャー第４図は、上記第１図に示し
た画像信号、処理装置の動作を説明するためのタイムチ
ャー１・である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子と、 この固体撮像素子の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
   つの時間区間となし、上記固体撮像素子の画素出力を高
   速転送する手段と、 この高速転送された画素出力を各画面毎に記憶させる記
   憶手段と、 この記憶手段に記憶された各画面毎の画素出力を上記複
   数の画面分加算して時間軸を上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手段と、 を具備したことを特徴とする画像信号処理装置。