【手続補正書】
【提出日】平成21年3月10日(2009.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の２次元画像を、少なくとも一部期間が重複している第１の露光時間および第２の露光時間で撮像可能であって、前記第１の露光時間で撮像された第１映像信号を格納するための第１のラインメモリおよび前記第２の露光時間で撮像された第２映像信号を格納するための第２のラインメモリとを備え、前記第１及び第２のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能なイメージセンサと、
前記２次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第１のラインメモリから得られる信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとにそれぞれの積算値を求め、各エリアの積算値を比較して、輝度レベルの低い順にｎ個の低輝度エリアを抽出し、そのｎ個の低輝度エリアの輝度平均値を算出する低輝度平均値算出手段と、
前記２次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第２のラインメモリからの信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとにそれぞれの積算値を求め、各エリアの積算値を比較して、輝度レベルの高い順にｍ個の高輝度エリアを抽出し、そのｍ個の高輝度エリアの輝度平均値を算出する高輝度平均値算出手段と、
前記各輝度平均値の算出結果に基づき、それぞれ前記第１，第２の露光時間を個別に制御する第１，第２の制御信号を生成する手段と
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体の２次元画像を、第１の露光時間および第２の露光時間で撮像可能であって、前記第１の露光時間で撮像された第１映像信号を格納するための第１のラインメモリおよび前記第２の露光時間で撮像された第２映像信号を格納するための第２のラインメモリとを備え、第１の露光時間および第２の露光時間の和が１／３０ｆｐｓ未満であってかつ、前記第１及び第２のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能なイメージセンサと、
前記第１のラインメモリからの第１の信号出力の輝度平均値を算出する第１輝度平均値算出手段と、
前記第１輝度平均値算出手段の結果にもとづいて、前記第１の映像信号を得る光量を個別に制御する第１の制御信号を生成する第１制御信号生成手段と、
前記第２のラインメモリからの第２の信号出力の輝度平均値を算出する第２輝度平均値算出手段と、
前記第２輝度平均値算出手段の結果にもとづいて、前記第２の映像信号を得る光量を個別に制御する第２の制御信号を生成する第２制御信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記第１の映像信号は、第１の露光時間で検出した信号であり、
前記第２の映像信号は、前記第１の露光時間よりも短時間である第２の露光時間で検出した信号であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項４】
前記イメージセンサは、同一画素を用いて前記第１の露光時間及び前記第２の露光時間で二重に撮像可能であって、前記第１の露光時間と前記第２の露光時間とは時間的に一部が重複していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項５】
前記イメージセンサは、画素に蓄積された信号電荷が所定の閾値を超えた場合、前記蓄積された信号電荷を消去し、再び信号電荷を蓄積することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記イメージセンサの各画素は、
電源と信号線との間に直列接続された行選択トランジスタおよび増幅トランジスタと、
前記電源と前記増幅トランジスタのゲートとを接続するリセットトランジスタと、
一端にフォトダイオードが接続され、他端がフローティングディフュージョンに接続される読み出しトランジスタとを備え、
行選択トランジスタのゲートには前記フローティングディフュージョンから電荷を転送する転送ゲートパルスが供給され、前記リセットトランジスタのゲートには前記フローティングディフュージョンに蓄積された電荷を消去するリセットパルスが供給され、前記読み出しトランジスタのゲートには前記フローティングディフュージョンに電荷を蓄積する読み出しパルスが供給される、ことを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の露光時間の途中で、前記リセットパルスを前記行選択トランジスタのゲートに加えて、前記リセットトランジスタのポテンシャル障壁を押下げ、前記フローティングディフュージョンに蓄積された信号電荷を消去する、ことを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の露光時間の途中で、前記読み出しパルスを前記読み出しトランジスタのゲートに加えて、前記第２の露光時間に対応して蓄積した信号電荷を読み出す、ことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
被写体の２次元画像に対して、第１の露光時間で撮像された第１映像信号および前記第１の露光時間よりも長い第２の露光時間で撮像された第２映像信号を得るためのイメージセンサと、
前記２次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第１の映像信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとに輝度積算値を求めて、輝度レベルの低い順にｎ個の低輝度エリアを抽出し、そのｎ個の低輝度エリアの輝度平均値を算出する低輝度平均値算出手段と、
前記２次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第２の映像信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとに輝度積算値を求め、輝度レベルの高い順にｍ個の高輝度エリアを抽出し、そのｍ個の高輝度エリアの輝度平均値を算出する高輝度平均値算出手段と、
前記各輝度平均値の算出結果に基づき、それぞれ前記第１，第２の露光時間を個別に制御するための第１，第２の制御信号を生成する手段と、
前記第２の映像信号から、環境光成分を除去して物体光成分の映像信号を得る信号処理手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記イメージセンサが、少なくとも一部期間が重複している第１の露光時間および第２の露光時間で撮像可能であって、前記第１の露光時間で撮像された第１映像信号を格納するための第１のラインメモリおよび前記第２の露光時間で撮像された第２映像信号を格納するための第２のラインメモリとを備え、前記第１及び第２のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能である、請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記イメージセンサが、被写体の２次元画像を、第１の露光時間および第２の露光時間で撮像可能であって、前記第１の露光時間で撮像された第１映像信号を格納するための第１のラインメモリおよび前記第２の露光時間で撮像された第２映像信号を格納するための第２のラインメモリとを備え、第１の露光時間および第２の露光時間の和が１/フレーム周波数未満であってかつ、前記第１及び第２のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能である、請求項９記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記信号処理手段が、前記第１および第２の映像信号のそれぞれから、環境光を除去するための第１の２次元低域フィルタ群を有することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記信号処理手段が、前記第１および第２の映像信号から前記第１の２次元低域フィルタ群の出力をそれぞれ引き算する手段を有することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記信号処理手段が、前記第１および第２の映像信号から、それぞれが物体の輪郭部付近に発生するハレーションを除去するための第２の２次元低域フィルタ群を有することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記信号処理手段は、Retinex変換を行なう第１の変換手段を有することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記信号処理手段は、さらに、前記第１の映像信号に対してRetinex変換を行なう第２の変換手段を有することを特徴とする請求項１５記載の撮像装置。
【請求項１７】
さらに、第１の映像信号もしくはRetinex変換を行なった第１の映像信号のいずれか一方と、Retinex変換を行なった第２の映像信号とを合成する合成手段を備えることを特徴とする請求項１５または１６記載の撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明の第２の形態に係る撮像装置は、被写体の２次元画像を、第１の露光時間および第２の露光時間で撮像可能であって、前記第１の露光時間で撮像された第１映像信号を格納するための第１のラインメモリおよび前記第２の露光時間で撮像された第２映像信号を格納するための第２のラインメモリとを備え、第１の露光時間および第２の露光時間の和が１／３０ｆｐｓ未満であってかつ、前記第１及び第２のラインメモリ間の対応する映像信号を並行して出力可能なイメージセンサと、前記第１のラインメモリからの第１の信号出力の輝度平均値を算出する第１輝度平均値算出手段と、前記第１輝度平均値算出手段の結果にもとづいて、前記第１の映像信号を得る光量を個別に制御する第１の制御信号を生成する第１制御信号生成手段と、前記第２のラインメモリからの第２の信号出力の輝度平均値を算出する第２輝度平均値算出手段と、前記第２輝度平均値算出手段の結果にもとづいて、前記第２の映像信号を得る光量を個別に制御する第２の制御信号を生成する第２制御信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の第３の形態に係る撮像装置は、被写体の２次元画像に対して、第１の露光時間で撮像された第１映像信号および前記第１の露光時間よりも長い第２の露光時間で撮像された第２映像信号を得るためのイメージセンサと、前記２次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第１の映像信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとに輝度積算値を求めて、輝度レベルの低い順にｎ個の低輝度エリアを抽出し、そのｎ個の低輝度エリアの輝度平均値を算出する低輝度平均値算出手段と、前記２次元画像を複数のエリアに分割し、当該エリアごとに対応する前記第２の映像信号を選択的に抽出して前記複数のエリアごとに輝度積算値を求め、輝度レベルの高い順にｍ個の高輝度エリアを抽出し、そのｍ個の高輝度エリアの輝度平均値を算出する高輝度平均値算出手段と、前記各輝度平均値の算出結果に基づき、それぞれ前記第１，第２の露光時間を個別に制御するための第１，第２の制御信号を生成する手段と、記第２の映像信号から、環境光成分を除去して物体光成分の映像信号を得る信号処理手段と、を具備することを特徴とする。