撮像装置

【課題】
非線形撮像素子を用いた撮像装置の場合、極端に暗いところから明るいところまで、広範囲にわたって撮像が可能である反面、線形な特性の撮像素子を用いた場合に比べて、コントラストや色づきが悪くなり、実時間でモニタするような場合には不利でもある。
【解決手段】
たとえば録画目的の場合と、モニタで実時間で目で確認する場合とで、非線形な撮像素子へ入射される光量を切り換えて、それぞれに適した画像を得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。例えば、非線形の光電変換特性を持つ広ダイナミックレンジを使用した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば、特開平５−３０３５０号公報（特許文献１）がある。該公報には、「［目的］受光量に対してその出力電圧が自然対数的に変化する特性を有する固体撮像素子を備えた固体撮像装置において、各画素間の感度の不均一性を簡単に補正する。［構成］均一光照射時の各画素毎の撮像データをメモリー（ＭＥＭ）に記憶する。補正演算回路（ＣＯＲ）は、実際の撮像時における各画素毎の撮像データからメモリー（ＭＥＭ）に記憶された均一光照射時の撮像データを減算することにより、各画素間の感度の不均一性を補正する。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、撮像素子において、入射光量に対して非線形（たとえば対数特性）な光電変換特性をもつ撮像素子を利用したカメラの開発が行われてきている。このような特性を持った撮像素子は、その光電変換特性が対数の特性であることから、暗いと極端に明るいところがあるシーンを撮影しても、その光電変換特性から、明るいところは白飛びせず、また暗いところも完全には黒つぶれせずに、撮影を行うことができるところに特徴がある。
【０００５】
受光量に対してその出力電圧が自然対数的に変化する特性を有する固体撮像素子を備えた固体撮像装置において、各画素間の感度の不均一性を簡単に補正する方法が述べられている。
【０００６】
しかしながら、非線形な対数特性を持つセンサは、入射光量に対して出力の階調度が、非線形センサに対して小さくなるため、最終的に得られる映像信号をモニタなどで映し出した画像としては、メリハリのない、色のぼけた感じの画像になるという点は否めない。
【０００７】
本発明は、非線形な特性の撮像素子を用いた撮像装置においても、メリハリのある、きれいな色を再現できる画像を得ることにある
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本課題は、特許請求の範囲に示した構成の撮像装置にて達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、メリハリのある、きれいな色を再現できる画像を得ることができる。たとえばテレビやモニタなどで、実時間で映像を見る場合はできるだけメリハリのある画像を得ることができ、たとえば車載レコーダなどで常時記録をしておき、あとで画像解析などさまざまな処理を行えるような、記録の用途にはできるだけ非線形撮像素子の広ダイナミックレンジな特性を生かせるように画像を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の撮像装置の全体ブロック図である。
【図２】撮像素子の光電変換特性と、それに応じた入射光量の制御を説明した図である。
【図３】本発明にかかる撮像装置を、車載レコーダとモニタなどに応用した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る撮像装置について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図1において、１０１は絞り１０６を含むレンズ、１０２は入射光量に対して出力が対数特性をもつ撮像素子であり、露光時間を可変にできるいわゆる電子シャッタ機能を持っているものである。１０３は可変ゲインアンプ、１０４は映像信号処理回路、１０５は制御手段である。同図において、レンズ１０１にて集光された光は撮像素子１０２によって電気信号に変換され、さらに可変ゲインアンプ１０３にて所定量増幅され、映像信号処理回路１０４にて輝度レベルが抽出されるとともに、輝度信号(コントラスト調整など)、および色信号処理がなされ、映像信号に変換され出力される。制御手段１０５は映像信号処理回路１０４にて抽出された輝度信号レベルが所定のレベルになるようにレンズ１０１内の絞り１０６と、撮像素子１０２の電子シャッタと、可変ゲインアンプ１０３を制御する。輝度信号レベルの収束点は、制御手段に入力される切換え信号（複数段階）に応じて換えることができる。なお、可変ゲインアンプ１０３と、それにかかわる制御はなくてもよい。
【００１３】
図２は、縦軸に入射光量、横軸に撮像素子出力をとり、撮像素子１０２(図１)の光電変換特性を示したもので、対数特性を示している。通常、広ダイナミックな光電変換特性をフルに利用する場合、入射光量は図２のBのところまで使用するのがよい。特に車載用のドライブレコーダなどの録画用途に用いる場合、撮像素子の広ダイナミックレンジの特性のところまでフルに入射光量をとって信号処理を行い、それを録画すれば、あとで録画された画像では、逆行状態（たとえばトンネルの入口や出口付近）のシーンにおいて、暗い部分なども黒つぶれせずに、明るいところも白飛びせずに、(たとえば対向車のナンバープレートなどの番号など)シーンを確認できる。さらに再生時に信号処理を行い、注目したい部分の輝度の階調などを上げることもでき、さらに移っているシーンの見たい情報を明確化することもできる。
【００１４】
しかしながら、モニタ上に、現在映している映像を映し出して人間が目で確認する場合には、光電変換特性が線形な特性のセンサに比べて階調が圧縮されているため、見た目のコントラストが弱く、色もぼけた感じに見える。このため、モニタに実時間で映して人間が見る用途の場合は、図２のＡのに示した範囲の入射光量までにとどめるようにして、光電変換特性の傾きが立っている部分を撮像素子出力を使って、信号処理で階調度を上げるように処理を行うことで、コントラストや色が見た目に近い画像を得ることができる。
【００１５】
図３は、本発明にかかる撮像装置を車載レコーダとモニタへ映す用途へ適用した場合の構成図である。同図において、３０１は図１に示した撮像装置である。３０２は車の走行中の撮像装置の画像を録画するドライブレコーダ、３０３は撮像装置３０１の撮像した画像を映すモニタである。撮像装置に対するｋ切換え入力は、たとえば車のドライバが任意で切り替えられるスイッチにつながっていてもよいし、撮像装置がバックモニタ用途なら、たとえばバックギヤと連動して切換え入力が切換わる構成とすれば、通常はドライブレコーダで車後方のシーンを録画に使用し、バックの際には車のドライバがモニタで確認できる画像が、コントラスト、色つきなどがよくなる、という利点がある
【産業上の利用可能性】
【００１６】
例えば、複数台のカメラを同時扱う監視カメラなどに利用できる。
【符号の説明】
【００１７】
１０１レンズ
１０２撮像素子
１０３可変ゲインアンプ
１０４映像信号処理回路
１０５制御手段
１０６絞り

【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形な光電変換特性を持つ撮像素子と、
該撮像素子出力のレベルを可変とするための撮像素子出力調整手段と、
該撮像素子の出力を映像信号に変換処理する映像信号処理手段と、
該映像信号が所定の輝度になるように前記映像信号処理手段を制御する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、映像信号の用途に応じて、前記撮像素子出力の所定のレベルになるように、前記撮像素子出力調整手段を制御すること
を特徴とする撮像装置。

【図１】