(57)【要約】【課題】高ＳＮ比化することができ、かつ、他の特性を劣化させない撮像装置を実現する。【解決手段】被写体からの光量が充分得られるときに、被写体からの光を撮像部２で捨てることなくできるだけ多く利用して画像データ信号をとりだすために、撮像部２の出力レートを駆動部３により変更する。撮像部２および記憶部４からの出力を、加算平均処理部５で加算平均処理を行うことで、ＳＮ比の良い画像データ信号を出力させる。【選択図】図１
2008085954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を１枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する撮像部と、
前記撮像部が光電変換を行う過程における前記撮像部の蓄積電荷量を検出する蓄積電荷量検出部と、
前記撮像部の蓄積電荷量に基づいて前記撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを制御する駆動部と、
前記撮像部から出力される１枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、２つ以上の前記単位画像データ情報を加算平均する加算平均処理部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を１枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する撮像部と、
前記撮像部が光電変換を行う過程における前記撮像部の蓄積電荷量を検出する蓄積電荷量検出部と、
前記撮像部の蓄積電荷量が所定量以下になるように前記撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを制御する駆動部と、
前記撮像部から出力される少なくとも１枚の画像に相当する前記画像データ情報を記憶し、所定のタイミングで前記画像データ情報を出力する記憶部と、
前記撮像部から出力される前記画像データ情報と前記記憶部から出力される前記画像データ情報とを加算平均する加算平均処理部と、
を備える撮像装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記蓄積電荷量検出部が前記撮像部の蓄積電荷量の飽和レベルに到達していることを検出した場合、前記出力レートを前記基準時間に相当する周波数の整数倍にする、
請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記出力レートを上げる場合において、設定されている前記出力レートが前記基準時間に相当する周波数の整数ｎ倍であるとき、前記出力レートを前記基準時間に相当する周波数の整数（ｎ＋１）倍にすることで、前記出力レートを上げる、
請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記出力レートを上げる場合、前記出力レートを前記基準時間の所定の整数倍以上にしない、
請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記出力レートが前記基準時間に相当する周波数よりも大きい場合において、前記撮像部の蓄積電荷量が前記飽和レベル以下である所定のレベル以下であるときは、前記出力レートを下げる、
請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記駆動部は、前記出力レートを下げる場合において、設定されている前記出力レートが前記基準時間に相当する周波数の整数ｎ倍であるとき、前記出力レートを前記基準時間に相当する周波数の整数（ｎ−１）倍にすることで前記出力レートを下げる、
請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記加算平均処理部から出力された画像データ情報を、表示装置に動画として表示させるための前記基準時間に対応する画像データ信号に変換して出力する時間伸長部をさらに備える、
請求項１から７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
前記基準時間は、テレビジョン信号において１フィールドを走査するのに要する時間である、
請求項１から８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基準時間は、テレビジョン信号において１フレームを走査するのに要する時間である、
請求項１から８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記出力レートを設定するための出力レート設定値入力部をさらに備える、
請求項１から１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を１枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する撮像ステップと、
前記撮像ステップで光電変換を行う過程における蓄積電荷量を検出する蓄積電荷量検出ステップと、
前記撮像ステップでの蓄積電荷量に基づいて前記撮像ステップで出力される前記画像データ情報の出力レートを制御する駆動ステップと、
前記撮像ステップで出力される１枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、２つ以上の前記単位画像データ情報を加算平均する加算平均処理ステップと、
を有する撮像方法。
【請求項１３】
基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を１枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する撮像ステップと、
前記撮像ステップで光電変換を行う過程における蓄積電荷量を検出する蓄積電荷量検出ステップと、
前記撮像ステップでの蓄積電荷量が所定量以下になるように前記撮像ステップで出力される前記画像データ情報の出力レートを制御する駆動ステップと、
前記撮像ステップで出力される少なくとも１枚の画像に相当する前記画像データ情報を記憶し、所定のタイミングで前記画像データ情報を出力する記憶ステップと、
前記撮像ステップで出力される前記画像データ情報と前記記憶ステップで出力される前記画像データ情報とを加算平均する加算平均処理ステップと、
を有する撮像方法。
【請求項１４】
基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を１枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する撮像部と、
前記撮像部が光電変換を行う過程における前記撮像部の蓄積電荷量を検出する蓄積電荷量検出部と、
前記撮像部の蓄積電荷量に基づいて前記撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを制御する駆動部と、
前記撮像部から出力される１枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、２つ以上の前記単位画像データ情報を加算平均する加算平均処理部と、
を備える半導体。
【請求項１５】
基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を１枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する撮像部と、
前記撮像部が光電変換を行う過程における前記撮像部の蓄積電荷量を検出する蓄積電荷量検出部と、
前記撮像部の蓄積電荷量が所定量以下になるように前記撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを制御する駆動部と、
前記撮像部から出力される少なくとも１枚の画像に相当する前記画像データ情報を記憶し、所定のタイミングで前記画像データ情報を出力する記憶部と、
前記撮像部から出力される前記画像データ情報と前記記憶部から出力される前記画像データ情報とを加算平均する加算平均処理部と、
を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高いＳＮ比の画像信号を得ることができる撮像素子の駆動方法と信号処理を用いた撮像装置、撮像方法および集積回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳタイプの固体撮像素子などが実用化され、動作スピードが従来の標準テレビジョン信号のフレーム周波数より相当高速のフレーム周波数で動作する撮像素子も製品化されている。そして、このような撮像素子を用いた撮像装置が実現されている。
以下に従来の撮像装置について説明する。
従来、撮像装置として、特公平７−１１２２４９号公報に記載されたものが知られている。その撮像装置を図８に示す。図８は従来の撮像装置の構成図を示すものである。図８において、この撮像装置は、被写体からの光を集光するレンズ７０１と、被写体像を光電変換する固体撮像素子７０２と、固体撮像素子７０２からの映像信号をデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器７０４と、それぞれＡＤ変換器７０４からの信号が入力されるレベル検出回路７０５及び加重平均回路７０７とを有している。また、この撮像装置は、固体撮像素子７０２を駆動するための駆動回路７０３と、レベル検出回路７０５に入力された信号のレベルに応じて重み係数を制御する重み係数制御回路７０６とを有し、さらに撮像装置全体を制御するマイクロプロセッサ７１２を有している。加重平均回路７０７は、中心画素及びその周辺画素からなる複数の画素を用いて加重平均処理を行い、ＳＮ比の改善された中心画素に対応するデジタル映像信号を得るための回路である。この加重平均回路７０７は、入力された信号をそれぞれ水平方向へ１クロック分遅延させる複数のクロック遅延回路７０８と、重み係数制御回路７０６で生成された係数によって重み付けする重み付け回路７０９と、入力された信号をそれぞれ垂直方向へ１ライン分遅延させる複数の垂直遅延回路７１０と、入力された各信号を加算平均演算する加算平均回路７１１とを有している。
【０００３】
以上のように構成された従来の撮像装置について、以下その動作について説明する。
まず、図８において、被写体からの光をレンズ７０１で集光し、被写体像を固体撮像素子７０２上に結像させる。固体撮像素子７０２は、被写体からの光による結像を光電変換により電気信号に変換して、映像信号として出力する。固体撮像素子７０２から出力された映像信号は、ＡＤ変換器７０４でデジタル映像信号に変換され、加重平均回路７０７とレベル検出回路７０５へ入力される。レベル検出回路７０５は、入力されたデジタル映像信号の信号レベルを検出する。重み係数制御回路７０６は、レベル検出回路７０５に入力されたデジタル映像信号の信号レベルが小さいときには、そのデジタル映像信号が構成する画素（以下、「中心画素」という。）のレベル（例えば、８ビットなら０〜２５５の画素値）が、加重平均回路７０７での処理により、その中心画素の画素値とその周辺画素の画素値との平均値に近くなるように重み係数を生成し、レベル検出回路７０５に入力されたデジタル映像信号の信号レベルが大きいときには、加重平均回路７０７での処理により、中心画素の加重が重くなるように重み係数を生成する。
一方、加重平均回路７０７は、図８に示すように、ＡＤ変換器７０４から出力されたデジタル映像信号を、水平方向へ１クロック分遅延させるクロック遅延回路７０８でＮ画素遅延させ、垂直方向へ１ライン分遅延させる垂直遅延回路７１０でＭ画素遅延させ、このそれぞれ遅延させた信号に重み係数制御回路７０６により生成されたそれぞれの係数をかけた後、加算平均回路７１１で加算平均演算して、出力する。これにより、ＳＮ比が改善された映像信号が出力される。
【０００４】
加重平均回路７０７での処理を、図９を用いて説明する。水平に３画素、垂直に３画素の場合について説明する（ここでは３画素×３画素の画素ブロックを例に説明するが、ブロックのサイズはこれに限定されることはなく、もっと大きなブロックであってもよい）。加重平均回路７０７に入力されたデジタル映像信号を、水平方向および垂直方向に遅延させることによって中心画素Ｃ00に対して３×３の画素ブロック（マトリクス）に対応するデジタル映像信号を取得する。ここで、レベル検出回路７０５に入力される映像信号の信号レベルが小さい場合には、加重平均回路７０７は、取得したデジタル映像信号に対して、加重平均回路７０７は、レベル検出回路７０５に入力される映像信号の信号レベルが小さい場合には、すべての係数Ｃを「１」に近い値にして、３×３の画素ブロックを構成するそれぞれの画素に対応する９つのデジタル映像信号の信号レベル（画素値）を加算平均し（９つの画素値を加算した後、９で割り）、出力する。一方、レベル検出回路７０５に入力される映像信号の信号レベルが高い場合には、重み係数制御回路７０６によって、Ｃ00を「９」にして他はすべてを「０」に近い値にするように係数が生成され、その係数が重み付け回路７０９に設定される。そして、加算平均回路７１１でＣ-1、-1からＣ1,1の９つの信号の信号レベル（画素値）を全て加算して９で割ることで、加重平均回路７０７は、高画質の映像信号を出力する。図９の全てのＣを「１」にして加算平均すると、一般的に知られているようにノイズ成分は１／Ｎ(1/2)の割合で減少していく。ここでは、Ｎ＝９なので、ノイズ成分は１／３になり、ＳＮ比が改善される。
【特許文献１】特公平７−１１２２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の撮像装置では、レベル検出回路７０５から出力されるデジタル映像信号の信号レベルが小さい場合には、周辺画素との平均値をとるので、出力されるデジタル映像信号において、ＳＮ比は改善されるが、解像度は劣化する。一方、レベル検出回路７０５から出力されるデジタル映像信号の信号レベルが大きい場合には、出力されるデジタル映像信号において、解像度の劣化はあまりないが、ＳＮ比は改善されない。つまり、従来の撮像装置では、ＳＮ比改善と解像度劣化の防止とを両立させることはできないという問題点がある。
本発明が解決しようとする課題は、上記従来の問題点を解決するもので、映像信号（画像データ信号）の信号レベルがどのようなレベルであっても、出力映像信号（画像データ信号）のＳＮ比を改善することができ、かつ、出力映像信号（画像データ信号）の周波数特性すなわち解像度の劣化を抑制する撮像装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、撮像部と、蓄積電荷量検出部と、駆動部と、加算平均処理部と、を備える撮像装置である。撮像部は、基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を検出する。駆動部は、撮像部の蓄積電荷量に基づいて撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを制御する。加算平均処理部は、撮像部から出力される１枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、２つ以上の単位画像データ情報を加算平均する。
この撮像装置において、被写体からの光は、基準時間内において、撮像部により光電変換され、複数枚の画像に相当する画像データ情報が１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに連続的に取得され、その画像データ情報が順次出力される。そして、蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を検出する。撮像部からの画像データ情報の出力レートは、駆動部により、撮像部の蓄積電荷量に基づいて制御される。撮像部から出力された２つ以上の単位画像データ情報は、加算平均処理部により、加算平均処理が施され、出力される。
【０００７】
これにより、この撮像装置から出力される画像データ情報は、複数枚の画像データ情報を加算平均処理したものとなるので、ノイズが軽減されたＳＮ比の良いものとなる。また、撮像部で基準時間内に複数枚の画像を短い時間で取得するので、取得されたそれぞれ１枚の画像に相当する画像データ情報間の相関は高く、加算平均処理を行っても解像度劣化は少ない。したがって、この撮像装置から出力される画像データ情報は、解像度劣化が少なく、ＳＮ比の良いものとなる。なお、「基準時間」とは、動画として表示させる場合において、１つの画像を構成するのに要する時間のことをいい、例えば、１秒間に３０枚の画像を動画として表示させる場合は、１／３０秒が基準時間となる。また、「画像データ情報」とは、画像を形成することができるデータ情報のことをいい、例えば、２次元画像を形成することができる画像データ信号等が含まれる概念である。また、蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を直接検出してもよいし、撮像部の蓄積電荷量と相関のある、例えば、撮像部から出力される画像データ情報等のレベルにより間接的に検出してもよい。
第２の発明は、撮像部と、蓄積電荷量検出部と、駆動部と、記憶部と、加算平均処理部と、を備える撮像装置である。撮像部は、基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を検出する。駆動部は、撮像部の蓄積電荷量が所定量以下になるように撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを制御する。記憶部は、撮像部から出力される少なくとも１枚の画像に相当する画像データ情報を記憶し、所定のタイミングで画像データ情報を出力する。加算平均処理部は、撮像部から出力される画像データ情報と記憶部から出力される画像データ情報とを加算平均する。
【０００８】
この撮像装置において、被写体からの光は、基準時間内において、撮像部により光電変換され、複数枚の画像に相当する画像データ情報が１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに連続的に取得され、その画像データ情報が順次出力される。そして、蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を検出する。撮像部からの画像データ情報の出力レートは、駆動部により、撮像部の蓄積電荷量が飽和レベルに到達しないように制御される。飽和レベルに到達しているか否かは、蓄積電荷量検出部により判断される。撮像部から出力された画像データ情報は、記憶部に記憶される。撮像部から出力された画像データ情報は、記憶部で記憶されていた画像データ情報と、加算平均処理部により、加算平均処理が施され、出力される。
この撮像装置では、撮像装置に入力される光の量が多い場合、撮像部からの出力レートが上げられ、基準時間内に撮像部で取得された複数枚の画像に相当する画像データ情報が１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに連続的に順次出力され、その画像データ情報は記憶部に記憶される。そして、基準時間内の最後の画像データ情報が撮像部から出力されたタイミングで、記憶部に記憶されている画像データ情報が出力され、撮像部から出力された画像データ情報と、記憶部から出力された画像データ情報とが、加算平均処理部により加算平均処理される。
【０００９】
これにより、この撮像装置から出力される画像データ情報は、複数枚の画像データ情報を加算平均処理したものとなるので、ノイズが軽減されたＳＮ比の良いものとなる。また、撮像部で基準時間内に複数枚の画像を短い時間で取得するので、取得されたそれぞれ１枚の画像に相当する画像データ情報間の相関は高く、加算平均処理を行っても解像度劣化は少ない。したがって、この撮像装置から出力される画像データ情報は、解像度劣化が少なく、ＳＮ比の良いものとなる。なお、「所定のタイミング」とは、記憶部が画像データ情報を出力し、加算平均処理部で、撮像部から出力された画像データ情報と、加算平均処理を行うためのタイミングのことをいい、出力レートに基づくタイミングであることが好ましい。ただし、出力レートに基づくタイミングに限定される必要はない。例えば、基準時間内にＮ枚の画像データ情報が撮像部から順次出力される場合、Ｎ−１枚分の画像に相当する画像データ情報が撮像部から出力され、記憶部に記憶され、さらに、最後のＮ枚目の画像に相当する画像データ情報が撮像部から出力されるタイミングで、記憶部で記憶されている画像データ情報が記憶部から出力されるが、この出力タイミングが「所定のタイミング」に該当する。
第３の発明は、第１または第２の発明であって、駆動部は、蓄積電荷量検出部が撮像部の蓄積電荷量の飽和レベルに到達していることを検出した場合、出力レートを基準時間に相当する周波数の整数倍にする。
【００１０】
これにより、簡易な構成で、出力レートを変更することができる。なお、「基準時間に相当する周波数」とは、例えば、基準時間が１／３０秒である場合、３０［Ｈｚ］がこれに該当する。この場合において、例えば、出力レートが基準時間に相当する周波数の２倍であるとすると、出力レートは、６０［Ｈｚ］となり、１／６０秒ごとに撮像部から画像データ情報が出力されることになる。
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明であって、駆動部は、出力レートを上げる場合において、設定されている出力レートが基準時間に相当する周波数の整数ｎ倍であるとき、出力レートを基準時間に相当する周波数の整数（ｎ＋１）倍にすることで、出力レートを上げる。
これにより、出力レートを、基準時間に相当する周波数の整数倍で、かつ、２倍、３倍、４倍・・・と、連続した整数により、上げることができるので、出力レートを急激に上げることで、出力される画像データ情報に生じる副作用（輝度レベルの急激な変化やホワイトバランスのズレ）を防止することができる。
第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明であって、駆動部は、出力レートを上げる場合、出力レートを基準時間の所定の整数倍以上にしない。
【００１１】
これにより、出力レートが高くなり過ぎることを防止でき、撮像部の性能に応じて、品質が保証された画像データ情報を、撮像装置から出力させることができる。
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明であって、駆動部は、出力レートが基準時間に相当する周波数よりも大きい場合において、撮像部の蓄積電荷量が飽和レベル以下である所定のレベル以下であるときは、出力レートを下げる。
これにより、撮像装置に入力される光の量が少ない場合でも、出力レートを下げることで、撮像装置に入力される光を有効に利用した画像データ情報を取得し、出力することができる。
第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明であって、駆動部は、出力レートを下げる場合において、設定されている出力レートが基準時間に相当する周波数の整数ｎ倍であるとき、出力レートを基準時間に相当する周波数の整数（ｎ＋１）倍にすることで、出力レートを下げる。
これにより、出力レートは、基準時間に相当する周波数の整数倍で、かつ、・・・４倍、３倍、２倍、１倍と、連続した整数により、下げることができるので、出力レートを急激に下げることで、出力される画像データ情報に生じる副作用（輝度レベルの急激な変化やホワイトバランスのズレ）を防止することができる。
【００１２】
第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明であって、加算平均処理部から出力された画像データ情報を、表示装置に動画として表示させるための基準時間に対応する画像データ信号に変換して出力する時間伸長部をさらに備える。
これにより、撮像装置の出力を基準時間により表示される表示装置等に動画として表示させることができる。
第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明であって、基準時間は、テレビジョン信号において１フィールドを走査するのに要する時間である。なお、「１フィールドを走査するのに要する時間」とは、表示装置において１つの画面を作り出すために要する時間であり、例えば、インターレースのＮＴＳＣ方式の場合は、１／６０秒であり、インターレースのＰＡＬ方式の場合は、１／５０秒である。
第１０の発明は、第１から第８のいずれかの発明であって、基準時間は、テレビジョン信号において１フレームを走査するのに要する時間である。なお、「１フレームを走査するのに要する時間」とは、表示装置において１つの画像を構成するために要する時間であり、例えば、インターレースのＮＴＳＣ方式の場合は１／３０秒、ノンインターレースのＮＴＳＣ方式の場合は１／６０秒である。
【００１３】
第１１の発明は、第１から第１０のいずれかの発明であって、出力レートを設定するための出力レート設定値入力部をさらに備える。
これにより、外部からユーザにより、出力レートを設定することができる。
第１２の発明は、撮像ステップと、蓄積電荷量検出ステップと、駆動ステップと、加算平均処理ステップと、を有する撮像方法である。撮像ステップでは、基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。蓄積電荷量検出ステップでは、撮像ステップで光電変換を行う過程における蓄積電荷量を検出する。駆動ステップでは、撮像ステップでの蓄積電荷量に基づいて撮像ステップで出力される画像データ情報の出力レートを制御する。加算平均処理ステップでは、撮像ステップで出力される１枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、２つ以上の単位画像データ情報を加算平均する。
これにより、この撮像方法により生成される画像データ情報は、複数枚の画像データ情報を加算平均処理したものとなるので、ノイズが軽減されたＳＮ比の良いものとなる。また、撮像ステップで基準時間内に複数枚の画像を短い時間で取得するので、取得されたそれぞれ１枚の画像に相当する画像データ情報間の相関は高く、加算平均処理を行っても解像度劣化は少ない。したがって、この撮像方法により生成される画像データ情報は、解像度劣化が少なく、ＳＮ比の良いものとなる。
【００１４】
第１３の発明は、撮像ステップと、蓄積電荷量検出ステップと、駆動ステップと、記憶ステップと、加算平均処理ステップと、を有する撮像方法である。撮像ステップでは、基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。蓄積電荷量検出ステップでは、撮像ステップで光電変換を行う過程における蓄積電荷量を検出する。駆動ステップでは、撮像ステップでの蓄積電荷量が所定量以下になるように撮像ステップで出力される画像データ情報の出力レートを制御する。記憶ステップでは、撮像ステップで出力される少なくとも１枚の画像に相当する画像データ情報を記憶し、所定のタイミングで画像データ情報を出力する。加算平均処理ステップでは、撮像ステップで出力される画像データ情報と記憶ステップで出力される画像データ情報とを加算平均する。
この撮像方法では、被写体からの光の量が多い場合、撮像ステップでの出力レートが上げられ、基準時間内に撮像ステップで取得された複数枚の画像に相当する画像データ情報が１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに連続的に順次出力され、その画像データ情報は記憶ステップで記憶される。そして、基準時間内の最後の画像データ情報が撮像ステップで出力されたタイミングで、記憶ステップにおいて、記憶されている画像データ情報が出力され、撮像ステップで出力された画像データ情報と、記憶ステップで出力された画像データ情報とが、加算平均処理ステップで加算平均処理される。
【００１５】
これにより、この撮像方法により生成される画像データ情報は、複数枚の画像データ情報を加算平均処理したものとなるので、ノイズが軽減されたＳＮ比の良いものとなる。また、撮像ステップでは基準時間内に複数枚の画像を短い時間で取得するので、取得されたそれぞれ１枚の画像に相当する画像データ情報間の相関は高く、加算平均処理を行っても解像度劣化は少ない。したがって、この撮像方法により生成される画像データ情報は、解像度劣化が少なく、ＳＮ比の良いものとなる。
第１４の発明は、撮像部と、蓄積電荷量検出部と、駆動部と、加算平均処理部と、を備える半導体である。撮像部は、基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を検出する。駆動部は、撮像部の蓄積電荷量に基づいて撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを制御する。加算平均処理部は、撮像部から出力される１枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、２つ以上の単位画像データ情報を加算平均する。
これにより、この撮像装置から出力される画像データ情報は、複数枚の画像データ情報を加算平均処理したものとなるので、ノイズが軽減されたＳＮ比の良いものとなる。また、撮像部で基準時間内に複数枚の画像を短い時間で取得するので、取得されたそれぞれ１枚の画像に相当する画像データ情報間の相関は高く、加算平均処理を行っても解像度劣化は少ない。したがって、この撮像装置から出力される画像データ情報は、解像度劣化が少なく、ＳＮ比の良いものとなる。なお、蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を直接検出してもよいし、撮像部の蓄積電荷量と相関のある、例えば、撮像部から出力される画像データ情報等のレベルにより間接的に検出してもよい。
【００１６】
第１５の発明は、撮像部と、蓄積電荷量検出部と、駆動部と、記憶部と、加算平均処理部と、を備える集積回路である。撮像部は、基準時間内において、被写体からの光学像を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。蓄積電荷量検出部は、撮像部が光電変換を行う過程における撮像部の蓄積電荷量を検出する。駆動部は、撮像部の蓄積電荷量が所定量以下になるように撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを制御する。記憶部は、撮像部から出力される少なくとも１枚の画像に相当する画像データ情報を記憶し、所定のタイミングで画像データ情報を出力する。加算平均処理部は、撮像部から出力される画像データ情報と記憶部から出力される画像データ情報とを加算平均する。
この集積回路では、被写体からの光の量が多い場合、撮像部からの出力レートが上げられ、基準時間内に撮像部で取得された複数枚の画像に相当する画像データ情報が１枚の画像に相当する画像データ情報ごとに連続的に順次出力され、その画像データ情報は記憶部に記憶される。そして、基準時間内の最後の画像データ情報が撮像部から出力されたタイミングで、記憶部に記憶されている画像データ情報が出力され、撮像部から出力された画像データ情報と、記憶部から出力された画像データ情報とが、加算平均処理部により加算平均処理される。
【００１７】
これにより、この集積回路から出力される画像データ情報は、複数枚の画像データ情報を加算平均処理したものとなるので、ノイズが軽減されたＳＮ比の良いものとなる。また、撮像部で基準時間内に複数枚の画像を短い時間で取得するので、取得されたそれぞれ１枚の画像に相当する画像データ情報間の相関は高く、加算平均処理を行っても解像度劣化は少ない。したがって、この集積回路から出力される画像データ情報は、解像度劣化が少なく、ＳＮ比の良いものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、映像信号（画像データ信号）の信号レベルがどのようなレベルであっても、出力映像信号（画像データ信号）のＳＮ比を改善することができ、かつ、出力映像信号（画像データ信号）の周波数特性すなわち解像度の劣化を抑制する撮像装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
［第１実施形態］
＜撮像装置の全体構成＞
図１に本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の全体構成図を示す。撮像装置１００は、主に、被写体像を結像させるレンズ１と、撮像部２と、駆動部３と、を有している。撮像部２は、基準時間内において、結像された被写体の光学像を光電変換して、複数枚の画像に相当する画像データ情報としての画像データ信号を、１枚の画像に相当する画像データ情報（画像データ信号）ごとに連続的に取得し、出力する。駆動部３は、撮像部２から出力される画像データ信号の出力レートを制御する。また、この撮像装置１００は、さらに、少なくともＮ−１枚（Ｎは、２以上の自然数）の画像に相当する画像データ信号を記憶する記憶部４と、撮像部２から出力される画像データ信号と記憶部４から出力される画像データ信号とを加算平均する加算平均処理部５と、時間伸長部６と、プロセス部７と、を有している。時間伸長部６は、加算平均処理部５から出力された画像データ信号を、表示装置に動画として表示させるための基準時間に対応する画像データ信号に変換して、出力する。プロセス部７は、時間伸長部６から出力された画像データ信号に、同期信号付加、ガンマ補正、ＤＴＬ付加（ディテール・エンハンサ）等を行い、標準映像信号を生成する。さらにこの撮像装置１００は、マイクロプロセッサ８と、駆動部３の出力レート値を設定するために外部から出力レート値を入力させる入力部９と、を備えている。
【００２０】
なお、基準時間が、インターレースのＮＴＳＣ方式の１フレーム時間（１／３０秒）（以下、これを「標準フレーム時間」という。また、標準フレーム時間に対応する周波数を「標準フレーム周波数」という。）である場合を例に、以下説明する。
レンズ１は、被写体からの光を集光し、被写体の光学像を、撮像部２を構成する固体撮像素子上に結像させる。なお、レンズ１は、複数のレンズからなるレンズ群で構成されてもよい。
撮像部２は、結像された光学像を光電変換して電気信号を取得し、その取得した電気信号を、被写体の光学像に対応する画像データ信号として、記憶部４および加算平均処理部５に出力する。撮像部２は、１標準フレーム時間内に、複数枚の画像に相当する画像データ信号を出力することができる。撮像部２として、例えば、ＭＯＳ型イメージ・センサ等の固体撮像素子が使用される。
駆動部３は、撮像部２を、標準フレーム周波数より高い可変速の周波数（以下、「高速フレーム周波数」とい）で駆動することで、撮像部２から出力される画像データ信号の出力レートを制御する。駆動部３が撮像部２を駆動する高速フレーム周波数は、出力レート設定値により決定される。
【００２１】
記憶部４は、複数枚の画像に相当する画像データ信号を記憶することができ、画像単位ごとに画像データ信号を出力する。つまり、記憶部４は、複数フレーム分の画像を記憶することができ、フレーム単位で画像データ信号を出力する。記憶部４として、例えば、複数フレーム分のフレームメモリーが使用される。
加算平均処理部５は、撮像部２から出力される画像データ信号と記憶部４から出力される画像データ信号とを加算平均し、時間伸長部６に出力する。
時間伸長部６は、加算平均処理部５から出力された画像データ信号を、表示装置に動画として表示させるための１標準フレーム時間（基準時間）に対応する画像データ信号に変換して、出力する。つまり、加算平均処理部５から出力された、１枚の画像に相当する画像データ信号が１標準フレーム時間より短い周期（高速フレーム周波数に対応する周期）で出力される場合、その周期を１標準フレーム時間（基準時間）に対応する周期となるように画像データ信号に対して時間伸長処理を行う。
プロセス部７は、時間伸長部６から出力された画像データ信号に、同期信号付加、ガンマ補正、ディテール付加（ディテール・エンハンサ処理）等を行い、時間伸長部６の出力画像データ信号に対応する標準映像信号を生成し、出力する。ここで、標準映像信号とは、例えば、テレビジョンモニタ等の表示装置に表示するための標準テレビジョン信号（６０フレーム／秒、６０フィールド／秒、５０フレーム／秒、５０フィールド／秒等の標準解像度映像信号（ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ等の映像信号）や高解像度映像信号（ＨＤＴＶ等の映像信号））や、シネマ用映像信号（４８フレーム／秒、２４フレーム／秒等の映像信号）のことをいう。
【００２２】
マイクロプロセッサ８は、撮像装置１００の各種シーケンスを制御する。マイクロプロセッサ８は、駆動部３、記憶部４、加算平均処理部５、時間伸長部６、プロセス部７等の撮像装置１００の構成部に対して、指令を出すことで、それぞれの構成部の機能を制御する。なお、マイクロプロセッサ８は、各構成部と直接接続されるものであっても、バスを介して接続されるものであってもよい。
入力部９は、駆動部３の出力レート値（撮像部２を駆動するフレーム周波数の値）を設定するために、外部から出力レート値を入力させるものである。なお、入力部９から入力された設定値は、マイクロプロセッサ８を介して、駆動部３で設定される構成であってもよい。
なお、マイクロプロセッサ８の一部が蓄積電荷量検出部をなす。マイクロプロセッサ８が、撮像部２の出力、加算平均処理部５の出力、時間伸長部６の出力またはプロセス部７の出力のいずれかのレベルを検出することで、蓄積電荷量検出部の機能を実現する。ここで、例えば、撮像部２の出力のレベルを検出することで、撮像部２の蓄積電荷量の検出を行う場合、撮像部２の出力をマイクロプロセッサ８に入力するようにすればよい（図１においては、この接続関係については図示していない）。
【００２３】
＜撮像装置の基本動作＞
次に、図１から図３を用いて、撮像装置１００の動作について説明する。
図１に示すように、被写体からの光は、レンズ１により集光され撮像部２上に光学像として結像される。その結像された光学像は、光電変換により電気信号（画像データ信号）に変換され、撮像部２から出力される。なお、撮像部２は、駆動部３で設定される標準フレーム周波数のＮ倍（Ｎは自然数）の高速フレーム周波数で動作するように構成されており、レンズ１より入射される光量によってフレーム周波数を変化させることができる構成となっている。
ここで、撮像部２の動作について、図２を用いて説明する。
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、撮像部２を構成する撮像素子の画素部の蓄積電荷量と時間との関係、およびフレームパルスと時間との関係を示した図である。
図２（ｂ）、（ｄ）は、撮像部２の画素部の蓄積電荷量と時間との関係を示した図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）、（ｄ）と時間軸を一致させて、標準フレームパルス信号（標準フレーム時間を周期とするパルス信号）を示した図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）、（ｄ）と時間軸を一致させて、高速フレームパルス信号（ここでは、標準フレームパルス信号のフレーム周波数の２倍のものを示している）を示した図である。なお、フレームパルス信号は、フレーム長を決定させる信号で、フレームパルス信号が駆動部３から撮像部２に入力されることにより、画像データ信号が撮像部２から出力されるタイミングが決定される。
【００２４】
撮像部２が標準フレーム周波数により駆動されている場合において、撮像部２に入力される光量が少ない場合で、１標準フレーム周期に相当する時間（以下、「１標準フレーム時間」という）に撮像部２に蓄積される電荷量が飽和しないときは、撮像部２から出力された画像データ信号は、加算平均処理部５に入力され、加算平均処理部５では、何も処理が行われず、そのまま撮像部２から入力された画像データ信号が出力される。
一方、撮像部２が標準フレーム周波数により駆動されている場合において、撮像部２に入力される光量が多いときは、図２（ｂ）に示すように撮像部２に蓄積される電荷量は、時間とともに増加するが、蓄積電荷量が撮像部２を構成する固体撮像素子の飽和レベルに達すると、蓄積電荷量は、その飽和値を超えることができず、撮像部２に入力される光量がさらに増加しても、それ以上の電荷を撮像部２に蓄積することはできない。したがって、撮像部２に入力された光は、光電変換されることなく、そのまま撮像部２から掃き出される（捨てられる）。
そこで、マイクロプロセッサ８は、標準フレーム周波数の２倍（ここでは２倍で説明するが、撮像部２に入力される光量が、撮像部２の蓄積電荷量の飽和値に対応する光量の３倍、４倍と増加したときは、高速フレーム周波数を標準フレーム周波数の３倍、４倍と増加させればよい。）の高速フレーム周波数で撮像部２を駆動するように駆動部３の設定を行う。これにより、撮像部２の蓄積電荷は、図２（ｄ）のようになって飽和することなくなり、１標準フレーム周期に対応する期間において、２枚の画像に相当する画像データ信号（２フレーム分の画像データ信号）を撮像部２から出力することができるようになる。また、撮像部２に入力された光は、捨てられることがなくなるので、撮像部２に入力された光は有効に利用される（この場合、撮像部２の蓄積電荷量の飽和値に対応する光量の最大２倍の光量を有効利用することができる）。
【００２５】
高速フレーム周波数が標準フレーム周波数の２倍に設定されると、マイクロプロセッサ８からの指令により、記憶部４は、撮像部２から出力された画像データ信号を、高速フレーム周期に対応する期間に、１枚の画像に相当する分（１フレーム分）だけ記憶するように設定される。そして、撮像部２から出力される画像データ信号は、記憶部４で保存されている１フレーム分の画像データ信号と加算平均処理部５で加算平均され、出力される。加算平均処理部５で加算平均処理された画像データ信号は、２フレーム分（２枚の画像に相当）の画像データ信号の加算平均処理によるものなので、ノイズレベルが１／２0.5軽減されたものとなる。また、高速フレーム周波数が標準フレーム周波数のＮ倍に設定された場合、マイクロプロセッサ８からの指令により、記憶部４は、撮像部２から出力された画像データ信号を、高速フレーム周期に対応する期間に、Ｎ−１枚の画像に相当する分（Ｎ−１フレーム分）だけ記憶するように設定される。そして、撮像部２から出力される画像データ信号は、記憶部４で保存されているＮ−１フレーム分の画像データ信号と加算平均処理部５で加算平均され、出力される。この場合、加算平均処理部５で加算平均処理された画像データ信号は、Ｎフレーム分（Ｎ枚の画像に相当）の画像データ信号の加算平均処理によるものなので、ノイズレベルが１／Ｎ0.5軽減されたものとなる。
【００２６】
１標準フレーム時間に撮像部２から出力されるＮ枚の画像に相当する画像データ信号は、それぞれ１標準フレーム時間の１／Ｎの時間という短い時間で取得された画像データ信号であるので、それぞれの画像データ信号により形成される画像間の相関は高く、Ｎ枚の画像に相当する画像データ信号の加算平均処理を行っても解像度の劣化はあまり生じない。したがって、加算平均処理部５から出力される画像データ信号は、解像度劣化は少なく、かつ、ノイズ低減されたものとなる。
加算平均処理部から出力された画像データ信号は、時間伸長部６により、時間伸長処理がなされ、出力される。これについて、図３を用いて説明する。
図３は、撮像装置１００の撮像部２から出力された画像データ信号の出力波形および時間伸長部６から出力された画像データ信号の出力波形の一例を示している。図３（ａ）は、撮像部２から出力された画像データ信号の出力波形の一例、図３（ｂ）は、加算平均処理部５から出力された画像データ信号の出力波形の一例、図３（ｃ）は、時間伸長部６から出力された画像データ信号の出力波形の一例を示している。なお、図３（ａ）〜（ｃ）は説明のための便宜図であり、各波形の出力タイミングを示すものではない。
高速フレーム周波数が、標準フレーム周波数の２倍である場合、図３（ａ）に示すような画像データ信号が撮像部２から出力される。図３（ａ）のＡ１（またはＢ１）で示される波形の画像データ信号は、記憶部４で記憶されており、図３（ａ）のＡ２（またはＢ２）で示される波形の画像データ信号が撮像部２から出力されたタイミングで、記憶部４から出力される。そして、Ａ１（またはＢ１）で示される波形の画像データ信号とＡ２（またはＢ２）で示される波形の画像データ信号とが加算平均処理部５で加算平均処理され、図３（ｂ）のＡＡ１（またはＢＢ１）で示される波形の画像データ信号として、加算平均処理部５から出力される。そして、ＡＡ１（またはＢＢ１）で示される波形の画像データ信号は、時間伸長部６に入力され、時間伸長部６により、時間伸長処理されて、図３（ｃ）のＡＡ２（またはＢＢ２）に示す波形のような標準フレーム時間の画像データ信号に変換される。
【００２７】
時間伸長部６から出力された画像データ信号は、プロセス部７により、標準映像信号に必要なガンマ処理、ＤＴＬ処理（ディテール・エンハンサ処理）および同期信号付加処理等を実行されることにより、標準映像信号に変換されて出力される。
以上のように本実施形態の撮像装置１００によれば、撮像部２に入力される光量が多い場合、撮像部２を駆動するフレーム周波数を標準フレーム周波数のＮ倍にすることで、撮像部２から出力される画像データ信号の数をＮ倍にする。そして、撮像装置１００は、そのＮケの画像データ信号を加算平均処理することでノイズが軽減された画像データ信号を生成し、出力する。撮像装置１００により出力される画像データ信号は、標準フレーム時間の１／Ｎという短い時間で取得されたＮ枚の画像に相当する画像データ信号を加算平均処理して取得されたものであるので、解像度劣化が少なく、かつ、ＳＮ比の良い画像データ信号である。
したがって、本実施形態の撮像装置１００では、従来のように、入力される光量が多い場合に、絞りで光量制限したり、固体撮像素子の電荷蓄積時間を短くすることで光量制限したりする必要はなく、撮像装置１００に入力される光が多い場合であっても、入力光を有効に利用することができる。
【００２８】
また、本実施形態の撮像装置１００では、ユーザが、入力部９から出力レート設定値を入力することで、駆動部３の高速フレーム周波数を設定することができる。したがって、本実施形態の撮像装置１００を放送用撮像装置として使用する場合において、プロのカメラマンがプロセス部７の出力をビューファインダーや波形モニター等で監視し、カメラマンが手動で駆動部３の高速フレーム周波数を設定することができる。
＜撮像装置の高速フレーム周波数の設定動作＞
次に、図４および図５を用いて、撮像装置１００の高速フレーム周波数の設定動作について説明する。
まず、図４を用いて、撮像装置１００の（高速）フレーム周波数を上げる動作について説明する。
マイクロプロセッサ８は、撮像部２から出力される画像データ信号のレベルを検出することで、撮像部２を構成する固体撮像素子に蓄積される電荷量が飽和値（飽和レベル）以上か否かを判断する（Ｓ１０１）。なお、飽和レベルは、固体撮像素子に固有な値であるので、飽和レベルに相当する撮像部２から出力される画像データ信号のレベルを予め撮像装置１００のＲＯＭ（図示せず）等に記憶させておく。また、マイクロプロセッサ８は、加算平均処理部５の出力信号、時間伸長部６の出力信号またはプロセス部７の出力信号のレベル検出により、飽和レベル以上か否かの判断を行うようにしてもよい。
【００２９】
Ｓ１０１で、飽和レベル以上であると判断された場合、マイクロプロセッサ８は、現在設定されているフレーム周波数（以下、「現フレーム周波数」という）が標準フレーム周波数の何倍のものであるかを算出し、この値をＫとして取得する（Ｓ１０２）。フレーム周波数は、標準フレーム周波数の整数（自然数）倍に設定するので、Ｋの値は整数（自然数）となる。そして、Ｋを予め設定したＮと比較し（Ｓ１０３）、ＫがＮより小さい場合は、フレーム周波数を１段階上げる、つまり、標準フレーム周波数の（Ｋ＋１）倍の周波数に設定する（Ｓ１０４）。この設定したフレーム周波数（高速フレーム周波数）により、前述した撮像装置１００の基本動作を行う。ＫがＮより小さくない場合は、フレーム周波数は変化させずに、前述した撮像装置１００の基本動作を行う。Ｎは、撮像部２を構成する固体撮像素子の性能によって決まる値であり、撮像装置１００のＲＯＭ（図示せず）等で記録させておく。なお、撮像装置１００においてＮの設定は、撮像部２から出力される画像データ信号の品質を一定レベルで保証できるように設定すればよい。
ここで、（高速）フレーム周波数を連続した整数により段階的に上昇させるようにするのは、（高速）フレーム周波数をいきなり極端に上昇させると撮像装置１００のアイリス制御等による光量調整とのバランスがとれず、撮像装置１００から出力される画像データ信号の輝度レベルやホワイトバランスが崩れるおそれがあるからである。
【００３０】
次に、図５を用いて、撮像装置１００の（高速）フレーム周波数を下げる動作について説明する。
マイクロプロセッサ８は、現フレーム周波数が標準フレーム周波数より高い周波数のものであるか否かを判断し（Ｓ２０１）、高いものである場合には、カウンタ値ｃｏｕｎｔを０に設定する（Ｓ２０２）。次に、撮像部２から出力される画像データ信号のレベルを検出し、検出した信号レベルをしきい値ｔｈと比較する（Ｓ２０３）。ここで、しきい値ｔｈは、飽和レベルより小さい値で、例えば、現フレーム周波数が、標準フレーム周波数のｎ１倍であるとすると、（数式１）で求められる値に設定する。
【００３１】
【数１】
2008085954.tif 000003
ｃｏｅは、１以下の正数の係数である。例えば、ｎ１＝２で、ｃｏｅ＝０．５に設定するすると、しきい値ｔｈは、飽和レベルの０．２５倍の値となる。
Ｓ２０２で、検出した信号レベルがしきい値ｔｈ以下である場合、カウンタ値ｃｏｕｎｔをインクリメントする（Ｓ２０４）。そして、次のフレーム周期に対応する時間に移行し、次のフレーム周期の画像データ信号が撮像部２から出力されたか否かを判断する（Ｓ２０５）。次のフレーム周期の画像データ信号が出力された場合であって、カウンタ値ｃｏｕｎｔがしきい値ｎｕｍより大きいか否かを判断し（Ｓ２０６）、大きい場合は、（高速）フレーム周波数を１段階下げる（Ｓ２０７）。カウンタ値ｃｏｕｎｔがしきい値ｎｕｍより大きくない場合は、Ｓ２０３の処理に戻り、Ｓ２０３〜Ｓ２０６の処理を繰り返す。ここで、しきい値ｎｕｍを０に設定すると、１フレーム周期単位で（高速）フレーム周波数を下げるか否かの判断をすることができる。また、しきい値ｎｕｍを１以上の整数に設定すると、（ｎｕｍ＋１）フレーム周期単位で、フレーム周波数を下げるか否かの判断をすることができる。
【００３２】
以上により、一定期間、撮像部２を構成する固体撮像素子に蓄積される電荷量が飽和レベルを大きく下回っている場合に、（高速）フレーム周波数を連続する整数により順次下げることで、撮像装置１００に入力される光を有効に利用することができ、撮像装置１００は、良好な画像データ信号を出力することができる。
［他の実施形態］
上記実施形態においては、基準時間を１フレーム時間として説明したが、基準時間は、例えば、１フィールド時間等の他の基準時間であってもよい。
また、上記実施形態においては、撮像装置１００は、プロセス部７から動画として画像データ信号を出力する場合について説明したが、加算平均処理部５からの出力を静止画として出力し、外部の静止表示装置に出力する構成にしてもよい。
また、上記実施形態において、撮像部２の蓄積電荷量の飽和値を基準に（高速）フレーム周波数が上げられる場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、撮像部２の蓄積電荷量の飽和値の８０％等のレベル（蓄積電荷量の飽和値以下の所定のレベル）を基準に（高速）フレーム周波数が上げられるようにしてもよい。
また、上記実施形態の撮像装置１００においては、マイクロプロセッサ８と記憶部４、加算平均処理部５、時間伸長部６，プロセス部７および駆動部３等とは、直接接続している構成について説明したが、図６に示す撮像装置１００’のようにバスを介して接続する構成であってもよい。また、マイクロプロセッサ８と記憶部４、加算平均処理部５、時間伸長部６，プロセス部７および駆動部３等の一部とを、バスを介して接続する構成であってもよい。
【００３３】
また、上記実施形態においては、図１に示すように最後の１枚の画像に相当する画像データ信号は、加算平均処理部５に入力される構成であったが、これに限定されることはなく、図７に示すように、撮像部２から出力される画像データ信号は、全て記憶部４に入力される構成にしてもよい。この場合、記憶部にＮ枚目の画像に相当する画像データ信号が入力され、記憶された後のタイミングで、記憶部からＮ枚の画像に相当する画像データを加算平均処理部５に出力し、出力されたＮ枚の画像に相当する画像データに対して、加算平均処理部５で加算平均処理を行うようにすればよい。他の処理については、上記実施形態のものと同様である。
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現してもよい。
また、上記実施形態で説明した撮像装置において、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。特に、撮像部を構成する撮像素子としてＭＯＳ型イメージセンサを用いた場合、ＭＯＳ型集積回路に集積することが容易となる。
【００３４】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかる撮像装置は、映像信号の信号レベルがどのようなレベルであっても、出力映像信号のＳＮ比を改善することができ、かつ、出力映像信号の周波数特性すなわち解像度の劣化を抑制することができるので、撮像装置関連分野において、実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成図
【図２】同実施形態に係る撮像装置の撮像部を構成する撮像素子の画素部の蓄積電荷量と時間との関係、およびフレームパルスと時間との関係を示した図
【図３】同実施形態に係る撮像装置の撮像部から出力された画像データ信号の出力波形および時間伸長部から出力された画像データ信号の出力波形の一例
【図４】撮像装置の高速フレーム周波数の設定動作を説明するためのフローチャート
【図５】撮像装置の高速フレーム周波数の設定動作を説明するためのフローチャート
【図６】本発明の他の実施形態に係る撮像装置の構成図
【図７】本発明の他の実施形態に係る撮像装置の構成図
【図８】従来の撮像装置の構成図
【図９】従来の撮像装置の加重平均回路のマトリクス図
【符号の説明】
【００３７】
１００  撮像装置
１  レンズ
２  撮像部
３  駆動部
４  記憶部
５  加算平均処理部
６  時間伸長部
７  プロセス部
８  マイクロプロセッサ
９  入力部
１０  バス
【図１】
2008085954.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008085954.tif 000009
【図７】
2008085954.tif 000010
【図８】
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【図９】
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