JPH0750786A - 撮像素子のダイナミックレンジ拡大方法 - Google Patents
撮像素子のダイナミックレンジ拡大方法Info
- Publication number
- JPH0750786A JPH0750786A JP5196138A JP19613893A JPH0750786A JP H0750786 A JPH0750786 A JP H0750786A JP 5196138 A JP5196138 A JP 5196138A JP 19613893 A JP19613893 A JP 19613893A JP H0750786 A JPH0750786 A JP H0750786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- image pickup
- pickup device
- data
- dynamic range
- 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
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 テレビジョンカメラ等に使用する撮像素子の
ダイナミックレンジを等価的に拡大する。 【構成】 出力部８より出力する映像信号の１走査期間
に、撮像素子１を、例えば、２回走査し、蓄積された電
荷を取り出す。Ｓ／Ｈ回路２でクロックノイズ等を除去
し、Ａ／Ｄ変換部３でディジタル信号に変換し、加算器
４およびフレームメモリ５により、１回目の走査による
データと２回目の走査によるデータを加算し、信号処理
部６によりガンマ補正等の処理を行い、Ｄ／Ａ変換部７
でアナログの映像信号に変換し、出力部８より出力す
る。
ダイナミックレンジを等価的に拡大する。 【構成】 出力部８より出力する映像信号の１走査期間
に、撮像素子１を、例えば、２回走査し、蓄積された電
荷を取り出す。Ｓ／Ｈ回路２でクロックノイズ等を除去
し、Ａ／Ｄ変換部３でディジタル信号に変換し、加算器
４およびフレームメモリ５により、１回目の走査による
データと２回目の走査によるデータを加算し、信号処理
部６によりガンマ補正等の処理を行い、Ｄ／Ａ変換部７
でアナログの映像信号に変換し、出力部８より出力す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撮像素子のダイナミック
レンジ拡大方法に係り、ＣＣＤ（電荷結合素子）等を使
用したテレビジョンカメラ（以降、カメラと略す）にお
ける高輝度入力時の白つぶれを防止するものに関する。
レンジ拡大方法に係り、ＣＣＤ（電荷結合素子）等を使
用したテレビジョンカメラ（以降、カメラと略す）にお
ける高輝度入力時の白つぶれを防止するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ等を撮像素子に使用したカメラで
は、各撮像素子に蓄積される電荷は、１フィールド（若
しくは１フレーム）に一回取り出されるもので、例え
ば、図３に概念図で示すように、輝度の低い画像入力
（Ａ）では、ＣＣＤ等の容量に対して蓄積電荷が少ない
ためオーバーフローせず、入力電荷が全て蓄積され、取
り出されるが、（Ｂ）のように入力画像の輝度が高く、
ＣＣＤ等の容量を越える電荷が入力された場合、電荷の
蓄積が早く、電荷の取り出し前に飽和状態に達し、オー
バーフローとなり、点線枠で示す部分が出力されないも
のとなり、白画像部分で階調が失われる。
は、各撮像素子に蓄積される電荷は、１フィールド（若
しくは１フレーム）に一回取り出されるもので、例え
ば、図３に概念図で示すように、輝度の低い画像入力
（Ａ）では、ＣＣＤ等の容量に対して蓄積電荷が少ない
ためオーバーフローせず、入力電荷が全て蓄積され、取
り出されるが、（Ｂ）のように入力画像の輝度が高く、
ＣＣＤ等の容量を越える電荷が入力された場合、電荷の
蓄積が早く、電荷の取り出し前に飽和状態に達し、オー
バーフローとなり、点線枠で示す部分が出力されないも
のとなり、白画像部分で階調が失われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑み、１フィールド（若しくは１フレーム）の走査期
間に、フィールド（フレーム）を構成する撮像素子を複
数回走査して電荷を取り出し、高輝度入力の場合でも撮
像素子に電荷による飽和が生じないようにし、取り出し
た電荷を各画素別に加算して出力することにより、ダイ
ナミックレンジを等価的に拡大することにある。
に鑑み、１フィールド（若しくは１フレーム）の走査期
間に、フィールド（フレーム）を構成する撮像素子を複
数回走査して電荷を取り出し、高輝度入力の場合でも撮
像素子に電荷による飽和が生じないようにし、取り出し
た電荷を各画素別に加算して出力することにより、ダイ
ナミックレンジを等価的に拡大することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、固体撮像素子を使用したテレビジョンカメ
ラにおいて、フィールド走査期間に複数回走査して信号
を出力する撮像素子群と、撮像素子群よりの信号の雑音
等の除去を行うサンプルホールド回路と、サンプルホー
ルド回路よりの信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換部と、Ａ／Ｄ変換部よりのデータをフィールド走査
期間ごとに画素別に加算する加算器と、加算器よりのデ
ータを所要の信号処理を行う信号処理部と、信号処理部
よりのデータをアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ
変換部とで構成した撮像素子のダイナミックレンジ拡大
方法を提供するものである。
決するため、固体撮像素子を使用したテレビジョンカメ
ラにおいて、フィールド走査期間に複数回走査して信号
を出力する撮像素子群と、撮像素子群よりの信号の雑音
等の除去を行うサンプルホールド回路と、サンプルホー
ルド回路よりの信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換部と、Ａ／Ｄ変換部よりのデータをフィールド走査
期間ごとに画素別に加算する加算器と、加算器よりのデ
ータを所要の信号処理を行う信号処理部と、信号処理部
よりのデータをアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ
変換部とで構成した撮像素子のダイナミックレンジ拡大
方法を提供するものである。
【０００５】
【作用】以上のように構成したので、本発明による撮像
素子のダイナミックレンジ拡大方法においては、撮像素
子に蓄積される電荷は、１フィールド（１フレーム）の
走査期間に複数回取り出されるので、高輝度入力の場合
にも撮像素子は電荷で飽和しない。そして、各撮像素子
より取り出された電荷は、撮像素子別にそれぞれ加算さ
れ、１フィールド（１フレーム）の映像信号として出力
される。
素子のダイナミックレンジ拡大方法においては、撮像素
子に蓄積される電荷は、１フィールド（１フレーム）の
走査期間に複数回取り出されるので、高輝度入力の場合
にも撮像素子は電荷で飽和しない。そして、各撮像素子
より取り出された電荷は、撮像素子別にそれぞれ加算さ
れ、１フィールド（１フレーム）の映像信号として出力
される。
【０００６】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明による撮像素子
のダイナミックレンジ拡大方法の実施例を詳細に説明す
る。図１は本発明による撮像素子のダイナミックレンジ
拡大方法の一実施例の要部ブロック図である。図におい
て、１はＣＣＤ等の撮像素子で、入光量に応じた電荷を
蓄積し、１フィールド（フレーム）走査期間に複数回走
査、例えば、２回走査し、蓄積された電荷を出力する。
２はＳ／Ｈ（サンプルホールド）回路で、撮像素子１の
出力に含まれるクロックノイズ等を除去する。３はＡ／
Ｄ変換部で、Ｓ／Ｈ回路２を介し出力される信号をディ
ジタルデータに変換する。４は加算器で、Ａ／Ｄ変換部
３よりのデータと後述するフレームメモリ５より読み出
されたデータとを加算する。フレームメモリ５は、Ａ／
Ｄ変換部３よりのデータ、若しくは加算器４よりのデー
タを記録する。６は信号処理部で、フレームメモリ５よ
りのデータのガンマ補正等を行う。７はＤ／Ａ変換部
で、信号処理部６よりのデータをアナログ信号に変換す
る。８は出力部で、Ｄ／Ａ変換部７よりの信号を所要の
映像信号に生成して出力する。
のダイナミックレンジ拡大方法の実施例を詳細に説明す
る。図１は本発明による撮像素子のダイナミックレンジ
拡大方法の一実施例の要部ブロック図である。図におい
て、１はＣＣＤ等の撮像素子で、入光量に応じた電荷を
蓄積し、１フィールド（フレーム）走査期間に複数回走
査、例えば、２回走査し、蓄積された電荷を出力する。
２はＳ／Ｈ（サンプルホールド）回路で、撮像素子１の
出力に含まれるクロックノイズ等を除去する。３はＡ／
Ｄ変換部で、Ｓ／Ｈ回路２を介し出力される信号をディ
ジタルデータに変換する。４は加算器で、Ａ／Ｄ変換部
３よりのデータと後述するフレームメモリ５より読み出
されたデータとを加算する。フレームメモリ５は、Ａ／
Ｄ変換部３よりのデータ、若しくは加算器４よりのデー
タを記録する。６は信号処理部で、フレームメモリ５よ
りのデータのガンマ補正等を行う。７はＤ／Ａ変換部
で、信号処理部６よりのデータをアナログ信号に変換す
る。８は出力部で、Ｄ／Ａ変換部７よりの信号を所要の
映像信号に生成して出力する。
【０００７】次に、本発明による撮像素子のダイナミッ
クレンジ拡大方法の動作を説明する。ＣＣＤ等の撮像素
子１に入力光に応じて蓄積される電荷は、出力部８より
出力する映像信号の１走査期間に、例えば、２回、取り
出しを行う。すなわち、出力信号の走査速度の２倍の速
度で撮像素子１を走査する。これにより、図２に概念図
で示す如く、出力映像信号の１走査期間に撮像素子１に
入力される電荷は、撮像素子１の１回目の走査時と２
回目の走査時の２回に分けて取り出されることとな
り、前述の図３（Ｂ）のようなオーバーフローを生じな
い。
クレンジ拡大方法の動作を説明する。ＣＣＤ等の撮像素
子１に入力光に応じて蓄積される電荷は、出力部８より
出力する映像信号の１走査期間に、例えば、２回、取り
出しを行う。すなわち、出力信号の走査速度の２倍の速
度で撮像素子１を走査する。これにより、図２に概念図
で示す如く、出力映像信号の１走査期間に撮像素子１に
入力される電荷は、撮像素子１の１回目の走査時と２
回目の走査時の２回に分けて取り出されることとな
り、前述の図３（Ｂ）のようなオーバーフローを生じな
い。
【０００８】撮像素子１より取り出した蓄積電荷量に対
応する信号は、Ｓ／Ｈ回路２によりクロックノイズ等を
除去し、Ａ／Ｄ変換部３を介しディジタル信号に変換す
る。そして、撮像素子１の１回目の走査に基づくデータ
をフレームメモリ５に書き込み、続く２回目の走査に基
づくデータの加算器４への入力時、フレームメモリ５の
データを読み出して加算器４へ入力し、加算する。加算
されたデータは信号処理部６によりガンマ補正等の処理
を行った後、Ｄ／Ａ変換部７によりアナログの映像信号
に変換し、出力部８を介し出力する。これにより、出力
部８より出力される信号は、撮像素子１に入力された電
荷に相応するものとなる。
応する信号は、Ｓ／Ｈ回路２によりクロックノイズ等を
除去し、Ａ／Ｄ変換部３を介しディジタル信号に変換す
る。そして、撮像素子１の１回目の走査に基づくデータ
をフレームメモリ５に書き込み、続く２回目の走査に基
づくデータの加算器４への入力時、フレームメモリ５の
データを読み出して加算器４へ入力し、加算する。加算
されたデータは信号処理部６によりガンマ補正等の処理
を行った後、Ｄ／Ａ変換部７によりアナログの映像信号
に変換し、出力部８を介し出力する。これにより、出力
部８より出力される信号は、撮像素子１に入力された電
荷に相応するものとなる。
【０００９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明による撮
像素子のダイナミックレンジ拡大方法によれば、１フィ
ールド（１フレーム）の走査期間に各撮像素子の電荷を
複数回取り出すので、高輝度入力の場合にも撮像素子は
電荷で飽和することがなく、従って、ダイナミックレン
ジが等価的に拡大する。
像素子のダイナミックレンジ拡大方法によれば、１フィ
ールド（１フレーム）の走査期間に各撮像素子の電荷を
複数回取り出すので、高輝度入力の場合にも撮像素子は
電荷で飽和することがなく、従って、ダイナミックレン
ジが等価的に拡大する。
【図１】本発明による撮像素子のダイナミックレンジ拡
大方法の一実施例の要部ブロック図である。
大方法の一実施例の要部ブロック図である。
【図２】電荷の蓄積／取り出し／加算出力を説明するた
めの概念図である。
めの概念図である。
【図３】電荷の飽和を説明するための概念図である。
１ 撮像素子（ＣＣＤ等） ２ サンプルホールド回路 ３ Ａ／Ｄ変換部 ４ 加算器 ５ フレームメモリ ６ 信号処理部 ７ Ｄ／Ａ変換部 ８ 出力部
Claims (2)
- 【請求項１】 固体撮像素子を使用したテレビジョンカ
メラにおいて、フィールド走査期間に撮像素子群を複数
回走査し電荷の取り出しを行う電荷取出手段と、電荷取
出手段よりの電荷をフィールド走査期間ごとに画素別に
加算する演算手段と、演算手段よりの信号を所要の映像
信号に処理して出力する信号処理手段とで構成した撮像
素子のダイナミックレンジ拡大方法。 - 【請求項２】 固体撮像素子を使用したテレビジョンカ
メラにおいて、フィールド走査期間に複数回走査して信
号を出力する撮像素子群と、撮像素子群よりの信号の雑
音等の除去を行うサンプルホールド回路と、サンプルホ
ールド回路よりの信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換部と、Ａ／Ｄ変換部よりのデータをフィールド走
査期間ごとに画素別に加算する加算器と、加算器よりの
データを所要の信号処理を行う信号処理部と、信号処理
部よりのデータをアナログ信号に変換して出力するＤ／
Ａ変換部とで構成した撮像素子のダイナミックレンジ拡
大方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196138A JPH0750786A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 撮像素子のダイナミックレンジ拡大方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196138A JPH0750786A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 撮像素子のダイナミックレンジ拡大方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750786A true JPH0750786A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16352867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5196138A Pending JPH0750786A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 撮像素子のダイナミックレンジ拡大方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750786A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008263315A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sony Corp | 撮像装置及び撮像方法 |
| JP2008263314A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sony Corp | 撮像装置及び撮像方法 |
| JP2008263316A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sony Corp | 撮像装置及び撮像方法 |
| US8018512B2 (en) | 2007-04-10 | 2011-09-13 | Olympus Corporation | Image pickup device |
| US8896666B2 (en) | 2010-04-13 | 2014-11-25 | Ckd Corporation | Three-dimensional measuring device and board inspection device |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP5196138A patent/JPH0750786A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008263315A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sony Corp | 撮像装置及び撮像方法 |
| JP2008263314A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sony Corp | 撮像装置及び撮像方法 |
| JP2008263316A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sony Corp | 撮像装置及び撮像方法 |
| US8018512B2 (en) | 2007-04-10 | 2011-09-13 | Olympus Corporation | Image pickup device |
| US8896666B2 (en) | 2010-04-13 | 2014-11-25 | Ckd Corporation | Three-dimensional measuring device and board inspection device |
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