JPH07212620A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コントラスト比の大きな被写体に対し、明暗
両部をダイナミックレンジに納めた適正レベルの動画像
を得る撮像装置の実現を目的とする。 【構成】 撮像素子１１から出力される映像信号は、第
１の階調補正回路１２、および第２の階調補正回路１３
に供給される。第１の階調補正回路１２においては暗部
の階調を強調した階調補正を行い、第２の階調補正回路
１３においては明部の階調を強調した階調補正を行う。
この２つの信号を各々１／２倍して加算器１４で加算す
ることにより、暗い被写体、明るい被写体の両方に適当
な輝度レベルをもったダイナミックレンジの広い画質劣
化のない動画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コントラスト比の大き
い被写体を撮像するダイナミックレンジの広い撮像装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、撮像装置はカメラ一体型ＶＴＲや
スチルカメラなどのビデオカメラ部として広く使用され
ている。固体撮像素子を用いた撮像装置はダイナミック
レンジが狭く、コントラスト比の大きい被写体を撮像す
るとき、明るい被写体に感度を合わせると暗い被写体が
感度不足となり、暗い被写体に感度を合わせると明るい
被写体が感度オーバーとなるため適当な感度を設定する
ことが困難であった。

【０００３】このような場合、手動または逆光補正スイ
ッチの操作により絞りを２絞り程度開放し、光量を調節
していた。しかしこのような補正を適切に行った場合で
も、主被写体が適正露光量であっても背景で白とびが発
生し、撮像装置のダイナミックレンジの狭さは解決され
ていなかった。

【０００４】また、ＮＴＳＣ方式の映像信号において
も、ダイナミックレンジが狭く、例えば、図３において
曲線（ａ）で示されるような入力信号に対し、ガンマ補
正によって、曲線（ｂ）で示されるような出力信号に処
理され暗い被写体を強調して再現するか、或いは、曲線
（ｃ）で示されるような出力信号に処理され明るい被写
体を強調して再現するか、強調できる階調には限界があ
った。このため、窓際に人物が立っている等の逆光の撮
像構図の場合、主に強調したい被写体が明暗両部に分か
れているため、どちらか一方の階調を強調することはあ
っても、その両方の階調を同時に実現するのは困難であ
った。

【０００５】そこで従来のダイナミックレンジの広い撮
像装置としては、例えば特開平１−２０４５７９号公報
に示されている。

【０００６】以下に、従来のダイナミックレンジの広い
撮像装置について説明する。図４はこの従来の撮像装置
の構成の一例を示すものである。図４において、１１０
はＭＯＳ型固体撮像素子、１１１，１１２は垂直シフト
レジスタ、１１３は水平シフトレジスタ、１１４は撮像
面、１１５はパルス発生器、１１６，１１７は信号処理
回路、１１８は加算器である。

【０００７】以上のように構成された撮像装置につい
て、以下その動作について説明する。まず、インターレ
ースの走査を考えて、垂直シフトレジスタ１１１を垂直
シフトレジスタ１１２よりＮだけ進めておけば、垂直シ
フトレジスタ１１１を介して撮像面からの出力信号
（ａ）は通常の（５２５−Ｎ）／５２５倍となり、垂直
シフトレジスタ１１２を介して撮像面からの出力信号
（ｂ）は通常のＮ／５２５倍となる。これでコントラス
ト比の大きい被写体を撮像するとき出力信号（ａ）は暗
い被写体に、出力信号（ｂ）は明るい被写体に適当な感
度とすることができる。この２つの信号を信号処理回路
１１６，１１７で各々処理し、１／２倍して加算器１１
８で加算して１つの信号を得る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、出力信号（ａ），（ｂ）でフレームを構
成しており、これらを１／２倍して加算することによ
り、動画像の場合に残像等、画質の劣化を伴うという問
題点を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、動画像において画質劣化のないダイナミックレンジ
の広い撮像装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の撮像装置は、光学像を映像信号に変換する固
体撮像素子と、前記固体撮像素子の出力信号の暗部の階
調を強調する第１の階調補正回路と、前記固体撮像素子
の出力信号の明部の階調を強調する第２の階調補正回路
と、前記第１，第２の階調補正回路からの各々の信号を
加算処理して１つのビデオ出力信号を得る加算器とを備
えたことを特徴とする構成を有している。

【００１１】

【作用】本発明は上記した構成により、以下のような作
用を有する。固体撮像素子の出力は２系統の階調補正回
路に送られ、異なる補正係数によって処理される。これ
により第１の出力信号は暗い被写体に、第２の出力信号
は明るい被写体に適当なレベルの信号となり、この２つ
の信号を各々１／２して加算することにより１つの信号
を作り、これにより合成された適正レベルの動画像を得
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１３】図１は本発明の第１の実施例における撮像
装置の構成を示すブロック図である。図１において、１
０はレンズ、１１は固体撮像素子、１２は第１の階調補
正回路、１３は第２の階調補正回路、１４は加算器であ
る。

【００１４】以上のように構成された本実施例の撮像装
置について、以下その動作について説明する。レンズ１
０から入射した光学像は撮像素子１１に結像する。撮像
素子１１から出力される映像信号は、第１の階調補正回
路１２、および第２の階調補正回路１３に供給される。
第１の階調補正回路１２においては暗部の階調を強調す
る階調補正、例えば、図２において曲線（ａ）で示され
るガンマ特性と同様な入出力ガンマ特性を得、第２の階
調補正回路１３においては明部の階調を強調する階調補
正、例えば、図２において曲線（ｂ）で示されるガンマ
特性と同様な入出力ガンマ特性を得る。この２つの信号
において階調が強調されている信号レベルは互いに重複
しておらず、この２つの信号を各々１／２倍して加算器
１４で加算することにより、例えば、図２において曲線
（ｃ）で示されるガンマ特性と同様な明暗両部の階調を
強調した１つの信号を得ることができる。

【００１５】以上のように本実施例によれば、２系統の
階調補正回路を設け、異なるガンマ特性により階調を補
正し、加算処理することによって、特に逆光の場合、主
被写体である暗い部分、明るい部分の両方に適当な階調
をもったダイナミックレンジの広い画質劣化のない動画
像を得ることができる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明は、光学像を映像信
号に変換する固体撮像素子と、固体撮像素子の出力信号
の暗部の階調を強調する第１の階調補正回路と、固体撮
像素子の出力信号の明部の階調を強調する第２の階調補
正回路と、第１，第２の階調補正回路からの各々の信号
を加算処理して１つのビデオ出力信号を得る加算器とを
設けることにより、暗い被写体、明るい被写体の両方に
適当な感度をもったダイナミックレンジの広い画質劣化
のない動画像を得る撮像装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図

【図２】同第１の実施例におけるガンマ補正特性を示す
特性図

【図３】従来例におけるガンマ補正特性を示す特性図

【図４】従来の撮像装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１１ 撮像素子 １２，１３ 階調補正回路 １４ 加算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学像を映像信号に変換する固体撮像素
   子と、 固体撮像素子の出力信号の暗部の階調を強調する第１の
   階調補正回路と、 前記固体撮像素子の出力信号の明部の階調を強調する第
   ２の階調補正回路と、 前記第１，第２の階調補正回路からの各々の信号を加算
   処理して１つのビデオ出力信号を得る加算器とを備えた
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 第１の階調補正回路により階調を強調す
   る暗部の信号レベルと、第２の階調補正回路により階調
   を強調する明部の信号レベルが、重複していないことを
   特徴とする請求項１記載の撮像装置。