JP2000078486A - 画像記録装置および画像記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動画と高精細静止画を混在させて記録／再生
することができる。 【解決手段】 被写体１が供給されるレンズブロック２
は、シスコン１５によって、広角、標準、望遠を５段階
設定に制御される。ＣＣＤ撮像素子３では、被写体１か
らの入射光が電荷として蓄積される。間引きフィルタ５
では、ＣＣＤ撮像素子３からの画像信号が間引かれＮＴ
ＳＣ信号へ変換される。ＮＴＳＣ信号は、画像メモリ９
に記憶される。スイッチ回路６は、ＳＰノーマルモード
と、ＬＰ１モードとを適宜選択される。画像メモリ９に
記憶された画像信号は、圧縮回路７によって順次圧縮処
理が施される。記録媒体１０から読み出された圧縮画像
信号は、伸長回路１１を介して一旦画像メモリ９へ記憶
され、伸長回路１１によって、順次伸長処理が施され
る。伸長された画像信号は、画像メモリ９から表示回路
１３を介して端子１４から出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画と高精細静
止画を混在させながら記録することができる画像記録装
置および画像記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ一体型ディジタルＶＴＲ（以下、
ＤＶＣと称する）を用いて記録された動画は、通常動画
として再生される。しかしながら、記録された動画の中
から所々静止画のハードコピーが必要になるときがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなとき、再生
される動画は普通のＴＶモニタで見るため、ＮＴＳＣ信
号でも良い。

【０００４】しかしながら、静止画のハードコピーは極
力写真画質に迫るものが欲しくなる問題があった。

【０００５】従って、この発明の目的は、動画を撮影す
ると共に、高精細静止画を撮影することができる画像記
録装置および画像記録再生装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、通常のＮ倍の画素数の全画素読み出しＣＣＤ撮像素
子と、ＣＣＤ撮像素子から出力された画像の画素を間引
き、１／Ｎに画素数が減少された動画を生成する間引き
手段と、間引き手段からの動画を記録媒体に記録する記
録手段とからなることを特徴とする画像記録装置であ
る。

【０００７】請求項２に記載の発明は、通常のＮ倍の画
素数の全画素読み出しＣＣＤ撮像素子と、ＣＣＤ撮像素
子の任意の位置から画像を切り出し、１／Ｎに画素数が
減少された動画を生成する切り出し手段と、切り出し手
段からの動画を記録媒体に記録する記録手段とからなる
ことを特徴とする画像記録装置である。

【０００８】請求項１５に記載の発明は、通常のＮ倍の
画素数の全画素読み出しＣＣＤ撮像素子と、ＣＣＤ撮像
素子から出力された画像の画素を間引き、１／Ｎに画素
数が減少された動画を生成する間引き手段と、間引き手
段からの動画を記録媒体に記録する記録手段と、記録媒
体に記録された動画を再生することができる再生手段と
からなることを特徴とする画像記録再生装置である。

【０００９】請求項１６に記載の発明は、通常のＮ倍の
画素数の全画素読み出しＣＣＤ撮像素子と、ＣＣＤ撮像
素子の任意の位置から画像を切り出し、１／Ｎに画素数
が減少された動画を生成する切り出し手段と、切り出し
手段からの動画を記録媒体に記録する記録手段と、記録
媒体に記録された動画を再生することができる再生手段
とからなることを特徴とする画像記録再生装置である。

【００１０】１４０万から２００万画素程度のＣＣＤ撮
像素子を有するＤＶＣを用いて、ＳＰノーマルモード、
ＬＰ１モード、ＬＰ２モードおよび混合モードと適宜選
択され、画像が記録される。ＳＰノーマルモードは、高
精細静止画を撮影し、記録するモードである。ＬＰ１モ
ードは、間引きフィルタにより間引かれてＶＧＡ（Vide
o Graphics Array、６４０×４８０画素）信号またはＮ
ＴＳＣ信号を生成し、記録するモードである。ＬＰ２モ
ードは、ＣＣＤ撮像素子の中央部分のみを用いて画素を
取り出すモードである。混合モードは、ＬＰ１モードの
動画を記録している間に、所定の間隔および／または所
望位置でＳＰノーマルモードの高精細静止画を記録する
ことができるモードである。そして、動画の再生時に
は、記録された動画のみが再生される。このとき、高精
細静止画が記録されている部分には、そのマークを表示
することができる。表示されたそのマークが表示された
部分で、高精細静止画再生キーが選択されると、高精細
静止画が表示される。また、高精細静止画が記録されて
いる部分は、動画が記録されていないので、その部分は
前画像が繰り返し再生される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
されたＤＶＣの一実施形態の全体的構成を示す。１で示
す被写体は、レンズブロック２へ入射される。レンズブ
ロック２は、シスコン（システムコントローラ）１５に
よって制御される。このレンズブロック２は、一例とし
て広角、標準、望遠を５段階設定できるので、モード設
定部１６を操作することによってワンタッチで画角を決
めることができる。これは、例えば電子ビューファイン
ダを覗いてみないと画角が分からないズームモードは不
便なためである。もちろん、ズームモードが用意されて
いても良い。そして、レンズブロック２に入射された被
写体１は、ＣＣＤ撮像素子３へ供給される。

【００１２】ＣＣＤ撮像素子３では、被写体１からの入
射光が電荷として蓄積される。この実施形態では、通常
のＮＴＳＣ信号、ＰＡＬ信号またはＶＧＡ信号のＮ倍と
なる１４０万から２００万画素程度の全画素読み出しＣ
ＣＤが用いられる。ＣＣＤドライバ４には、シスコン１
５からの制御信号が供給され、その制御信号に応じて、
ＣＣＤ撮像素子３の電子シャッターのオン／オフは制御
される。すなわち、記録キー群１７を操作することによ
って、ＣＣＤ撮像素子３の電子シャッターが駆動され、
供給された被写体１が、取り込まれる。

【００１３】取り込まれた被写体１は、Ａ／Ｄ変換器
（図示せず）によりディジタル化され、ディジタル撮像
信号（以下、画像信号と称する）として、スイッチ回路
６および圧縮回路７を介して一旦画像メモリ９に記憶さ
れる。または、ＣＣＤ撮像素子３によって取り込まれた
画像信号は、間引きフィルタ５へ供給される。間引きフ
ィルタ５では、供給された画像信号に対して水平方向お
よび垂直方向の間引きが行われインタレース走査となる
ＮＴＳＣ信号またＶＧＡ信号へ変換される。変換された
ＮＴＳＣ信号またはＶＧＡ信号は、スイッチ回路６およ
び圧縮回路７を介して一旦画像メモリ９に記憶される。

【００１４】スイッチ回路６は、ＳＰノーマルモードの
ときには、ＣＣＤ撮像素子３からの画像信号が選択さ
れ、ＬＰ１モードのときには、間引きフィルタ５からの
ＮＴＳＣ信号またはＶＧＡ信号が選択される。このＳＰ
ノーマルモードおよびＬＰ１モードは、モード設定部１
６で選択される。

【００１５】画像メモリ９は、数フィールドまたは数フ
レームの画像を記憶する容量を有する。この画像メモリ
９に記憶された画像信号は、圧縮回路７によって順次圧
縮処理が施される。例えば、静止画として取り込まれた
画像信号に対してはＪＰＥＧ（Joint Photographic Exp
erts Group）が施され、動画として取り込まれた画像信
号に対してはＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Grou
p）が施される。生成された圧縮画像信号に対して、サ
ブデータ付加回路８からのサブデータが付加される。サ
ブデータが付加された圧縮画像信号は、記録媒体１０に
供給される。

【００１６】サブデータ付加回路８から供給されるサブ
データは、例えば日付、時刻、フォーカス状態、シャッ
ター速度、絞りの状態、総枚数、・・・等の画像信号が
撮影されたときの情報である。記録媒体１０に供給され
た圧縮画像信号とサブデータは、シスコン１５の制御に
従って記録／再生される。この記録媒体１０の一例とし
て、ＭＤ（Mini Disk ）、ＨｉＦＤ（大容量フロッピー
ディスク）、ＩＣメモリ、磁気テープなどの記録媒体が
用いられる。

【００１７】再生キー群１８に応じたシスコン１５の制
御によって、記録媒体１０から圧縮画像信号が読み出さ
れる。読み出された圧縮画像信号は、伸長回路１１を介
して一旦画像メモリ９へ記憶され、伸長回路１１によっ
て、順次伸長処理が施される。すなわち、この伸長回路
１１では、ＪＰＥＧの復号またはＭＰＥＧの復号がなさ
れる。さらに、圧縮画像信号から分離されたサブデータ
が伸長回路１１からサブデータ読み取り回路１２へ供給
される。サブデータ読み取り回路１２では、供給された
サブデータから日付、時刻、フォーカス状態、シャッタ
ー速度、絞りの状態、総枚数、・・・等の情報が読み取
られ、その情報は、シスコン１５へ供給される。

【００１８】伸長された画像信号は、画像メモリ９から
表示回路１３へ供給される。表示回路１３から導出され
る端子１４から静止画または動画が出力される。画像メ
モリ９は、画像信号に対して圧縮を施す場合、圧縮画像
信号を伸長する場合に用いられる。このとき、圧縮が施
される領域と、伸長が施される領域とをアドレスによっ
て分けるようにしても良いし、記憶された信号に圧縮用
のフラグまたは伸長用のフラグを付けるようにしても良
い。また、圧縮用のメモリおよび伸長用のメモリを別々
に設けるようにしても良い。

【００１９】具体的な動作を説明する。記録時には、フ
ォーカスを合わせ、記録キー群１７を押すと、被写体１
は、レンズブロック２を通り、ＣＣＤ撮像素子３に入射
される。ＣＣ撮像素子３に入射された画像信号は、一旦
画像メモリ９に記憶される。画像メモリ９に記憶された
画像信号は、圧縮回路７によってＪＰＥＧまたはＭＰＥ
Ｇなどの画像圧縮の処理が順次行われる。そして、サブ
データ付加回路８からの時刻や日時などに加え、絞りの
状態、フォーカス状態、電子シャッター速度などのサブ
データが圧縮画像信号に付加されて記録媒体１０に記録
される。

【００２０】そして、再生時は、再生キー群１８が押さ
れ、記録媒体１０から記録された圧縮画像信号が読み出
され、伸長回路１１を介して画像メモリ９に記憶され
る。画像メモリ９に記憶された圧縮画像信号は、伸長回
路１１によって画像信号に順次復調される。このとき、
サブデータをサブデータ読み取り回路１２で取り出し、
目的の画像が出力される。

【００２１】ここで、上述したＳＰノーマルモードを説
明する。このＳＰノーマルモードは、ＣＣＤ撮像素子３
で撮影される通常のＮ倍の画素数からなる高精細静止画
または動画をそのまま撮影し、圧縮した後、記録媒体１
０に記録するモードである。これは、高精細ショートプ
レイモードとなる。また、このＳＰノーマルモードで
は、ＣＣＤ撮像素子３のクロック周波数が速い必要があ
る。

【００２２】次に、ＬＰ１モードを説明する。このＬＰ
１モードは、ＣＣＤ撮像素子３からの画像信号を間引き
フィルタ５でＮＴＳＣ信号、ＰＡＬ信号またはＶＧＡ信
号へ変換し、圧縮した後、記録媒体１０に記録するモー
ドである。このＬＰ１モードは、ノーマルモードと同様
の内容を精度を粗くして記録するものである。また、こ
のＬＰ１モードでは、ＣＣＤ撮像素子３のクロック周波
数が速い必要がある。

【００２３】そして、ＮＴＳＣ信号、ＰＡＬ信号または
ＶＧＡ信号をＬＰ１モードと異なる手法で生成する他の
例としてＬＰ２モードを説明する。このＬＰ２モード
は、ＮＴＳＣ信号、ＰＡＬ信号またはＶＧＡ信号となる
ように、ＣＣＤ撮像素子３の全体の約１／５の範囲を切
り取り、圧縮した後、記録媒体１０に記録するモードで
ある。このとき、普通は、ＣＣＤ撮像素子３の中央部を
切り取って使用する。こうすることによって、望遠の効
果が得られる。また、ＬＰ１モードでは、間引きフィル
タ５の処理が施されるため、解像度が損なわれるが、こ
のＬＰ２モードでは、切り取られた画像に対してフィル
タ処理を施さないので、解像度が損なわれることはな
い。さらに、このＬＰ２モードでは、ＣＣＤ撮像素子３
のクロック周波数は、通常のままで良い。

【００２４】ＣＣＤ撮像素子３から切り取る位置を縦横
に変えることによって、ＤＶＣを固定したまま、パンお
よびチルトした画像を得ることができる。この場合、切
り取る範囲の画素のみを記録する。また、切り取る範囲
を１／５から１／１に連続的に変えれば、ズームを行う
ことができる。この場合は、縮小フィルタの縮小率も同
時に変える。そして、切り取る範囲を１／５から１／２
０に連続的に変えれば、拡大ズームを行うことができ
る。この場合は、拡大フィルタの拡大率も同時に変え
る。

【００２５】この応用として、舞台撮影などを行うとき
に舞台全体が入るような画角にしてＤＶＣを固定したま
ま、１／５から４倍のズーム、パンおよびチルトを手元
で行うことができる。この方式のパンおよびチルトは、
実際に三脚で行うパンおよびチルトとは少し異なる。こ
れを補正するには切り出す画像の中央からどの位置
（ｘ，ｙ）にあるかに応じて軸変換を行えば良い。

【００２６】次に、混合モードを説明する。この混合モ
ードは、ＬＰ１モードで動画を撮影しながら、ときどき
ＳＰノーマルモードの高精細静止画を撮影するものであ
る。この混合モードは、一例として自動間欠記録、手動
記録および混合記録を行うものである。第１の例の自動
間欠記録は、予め設定された時間間隔、例えば１０秒に
１枚、高精細静止画の撮影を自動的に行い、記録するも
のである。また、第２の例の手動記録は、ユーザによっ
て記録キー群１７に含まれる高精細静止画記録キーが押
されたのに応じて、高精細静止画を撮影し、記録するも
のである。さらに、第３の例の混合記録は、上述した第
１および第２の例を混合したものであり、自動間欠記録
を行いながら、ユーザによって手動でも高精細静止画を
撮影し、記録するものである。

【００２７】このように、ＬＰ１モードで動画を撮影し
ている間に、ＳＰノーマルモードで高精細静止画を撮影
するときには、ＣＣＤ撮像素子３のクロック周波数を速
くすることによって、１フレームの時間で高精細静止画
を撮影することができる。また、ＣＣＤ撮像素子のクロ
ック周波数を速くすることが出来ない場合には、数フレ
ームの時間をかけて高精細静止画を撮影し、記録する。
そして、この高精細静止画を撮影している期間、動画は
撮影されない。

【００２８】ＣＣＤ撮像素子３からの画像信号の出力お
よび記録を図２および図３を参照して説明する。まず、
図２は、この一実施形態に用いられている全画素読み出
しＣＣＤの一例である。センサ部２１では、入射光をそ
の光量に応じた電荷量が信号電荷に変換され、蓄積され
る。このセンサ部２１は、行（垂直）方向および列（水
平）方向にマトリクス状に配列される。各センサ部２１
には、読み出しゲート部２２が設けられる。垂直ＣＣＤ
２３では、読み出しゲート部２２によって読み出された
信号電荷が垂直転送される。この垂直ＣＣＤ２３は、複
数のセンサ部２１の垂直列毎に設けられる。センサ部２
１は、例えばＰＮ接合のフォトダイオードからなる。こ
のセンサ部２１に蓄積された信号電荷は、読み出しゲー
ト部２２に読み出しパルスが印加されることにより垂直
ＣＣＤ２３に読み出される。

【００２９】複数本の垂直ＣＣＤ２３の下側に水平ＣＣ
Ｄ２４Ａおよび２４Ｂが配されている。この水平ＣＣＤ
２４Ａおよび２４Ｂには、複数本の垂直ＣＣＤ２３から
１ラインに相当する信号電荷が順次転送される。水平Ｃ
ＣＤ２４Ａおよび２４Ｂは、複数本の垂直ＣＣＤ２３か
ら移された１ライン分の信号電荷を水平ブランキング期
間後の水平走査期間において順次水平方向に転送する。
このとき、水平ＣＣＤ２４Ａは、第１フィールドとなる
信号電荷を水平方向に転送し、水平ＣＣＤ２４Ｂは、第
２フィールドとなる信号電荷を水平方向に転送する。

【００３０】水平ＣＣＤ２４Ａおよび２４Ｂの転送先の
端部には、例えばフローティング・ディフュージョン・
アンプ構成の電荷電圧変換部２５Ａおよび２５Ｂが設け
られる。この電荷電圧変換部２５Ａおよび２５Ｂは、水
平ＣＣＤ２４Ａおよび２４Ｂによって水平転送されてき
た信号電荷を順次電圧信号に変換して出力する。この電
圧信号は、被写体からの光の入射量に応じたＣＣＤ出力
信号として導出される。すなわち、電荷電圧変換部２５
Ａからは、第１フィールドの画像信号Ａが導出され、電
荷電圧変換部２５Ｂからは、第２フィールドの画像信号
Ｂが導出される。

【００３１】このように、ＣＣＤ撮像素子３からは、図
３Ａに示すように、毎フィールド全画素が出力される。
第１フィールドの画像信号Ａは、ＮＴＳＣ信号を一例に
挙げると、１〜２６２．５本の走査線で表される画像で
あり、第２のフィールドの画像信号Ｂは、２６２．５〜
５２５本の走査線で表される画像である。このＣＣＤ撮
像素子３を用いたインターレースの動画（ＬＰ１モー
ド）の場合は、図３Ｂに示すように、第１フィールドに
画像信号Ａが記録され、第２フィールドに画像信号Ｂが
記録される。

【００３２】また、ＣＣＤ撮像素子３を用いた全画素か
らなる高精細静止画（ＳＰノーマルモード）の場合は、
図３Ｃに示すように、第１フィールドの画像信号Ａおよ
びＢのみがフィールド毎に記録され、第２フィールドの
画像信号は記録されない。そして、上述したように、動
画を撮影しながら、高精細静止画を記録する一例を図３
Ｄに示す。この図３Ｄ中のフレームＭは、インターレー
スの動画（ＬＰ１モード）のフレームを示し、フレーム
Ｓは全画素からなる高精細静止画（ＳＰノーマルモー
ド）のフレームを示す。

【００３３】動画モードの再生時には、動画のみが再生
され、高精細静止画の再生は無視される。ただし、一例
として、データ表示をオン状態とすることによって、高
精細静止画が記録されている時刻のシーンで例えば緑の
マークが点灯するようにしても良い。そして、緑のマー
クが点灯した部分の高精細静止画を見たいときは、そこ
で再生キー群１８に含まれる高精細静止画キーを押す
と、その時刻の直前に記録された高精細静止画が表示さ
れる。

【００３４】また、高精細静止画が記録されている部分
には、動画の画像が記録されていないので、高精細静止
画が記録されている前の画像（動画）が繰り返して再生
される。

【００３５】そして、高精細静止画の再生時には、高精
細静止画のみが再生される。この高精細静止画は、ステ
ップ送り、ステップ戻し、早送り、早戻し、一定の間隔
で自動送り、一定の間隔で自動戻しなどで表示させるこ
とができる。また、表示させる高精細静止画の間隔を自
由に設定することができる。表示された静止画は、ズー
ムキーや移動キー（←→↑↓）で画面内を隈なく見るこ
とができる。動画に戻るときには、再生キー群１８の再
生キーを押せば良い。

【００３６】ここで、上述したＣＣＤ撮像素子３に適用
可能であり、ＬＰ２モードを容易に実施することができ
るＣＣＤ撮像素子の他の例を図４に示す。このＣＣＤ撮
像素子は、例えばインターライン転送方式のＣＣＤ撮像
素子の一例である。このＣＣＤ撮像素子は、１／ｎの面
積の中央部の画素と、全面積の画素とを取り込むことが
できるものであり、１／ｎの面積の画素を取り込むとき
に、１／ｎの時間で画像を取り込むことができるもので
ある。

【００３７】撮像エリア３４は、センサ部３１、読み出
しゲート部３２および垂直ＣＣＤ３３から構成される。
センサ部３１では、入射光をその光量に応じた電荷量が
信号電荷に変換され蓄積される。このセンサ部３１は、
行（垂直）方向および列（水平）方向にマトリクス状に
配列される。各センサ部３１には、読み出しゲート部３
２が設けられる。垂直ＣＣＤ３３では、読み出しゲート
部３２によって読み出された信号電荷が垂直転送され
る。この垂直ＣＣＤ３３は、複数のセンサ部３１の垂直
列ごとに設けられる。

【００３８】センサ部３１は、例えばＰＮ接合のフォト
ダイオードからなる。このセンサ部３１に蓄積された信
号電荷は、読み出しゲート部３２に読み出しパルスＸＳ
Ｇが印加されることにより垂直ＣＣＤ３３に読み出され
る。垂直ＣＣＤ３３は、例えば４相の垂直転送クロック
Ｖφ１、Ｖφ２、Ｖφ３およびＶφ４によって転送駆動
され、読み出された信号電荷を水平ブランキング期間の
一部にて１走査線（１ライン）に相当する部分ずつ順に
垂直方向に転送する。

【００３９】垂直ＣＣＤ３３において、１相目および３
相目の転送電極は、読み出しゲート部３２のゲート電極
を兼ねている。このことから、４相の垂直転送クロック
Ｖφ１〜Ｖφ４のうち、１相目の転送クロックＶφ１と
３相目の転送クロックＶφ３が低レベル、中間レベルお
よび高レベルの３値をとるように設定されており、その
３値目の高レベルのパルスが読み出しゲート部３２の読
み出しパルスＸＳＧとなる。

【００４０】撮像エリア３４の図面上の下側には、水平
ＣＣＤ３５が配されている。この水平ＣＣＤ３５には、
複数本の垂直ＣＣＤ３３から１ラインに相当する信号電
荷が順次転送される。水平ＣＣＤ３５は、例えば２相の
水平転送クロックＨφ１、Ｈφ２によって転送駆動さ
れ、複数本の垂直ＣＣＤ３３から移された１ライン分の
信号電荷を、水平ブランキング期間後の水平走査期間に
おいて順次水平方向に転送する。

【００４１】また、複数本の垂直ＣＣＤ３３と水平ＣＣ
Ｄ３５との間には、転送制御部としてのコントロールゲ
ート部３６が設けられている。このコントロールゲート
部３６は、複数本の垂直ＣＣＤ３３から水平ＣＣＤ３５
への信号電荷の転送を水平方向の一部の領域、この一例
では、両端部の領域において選択的に禁止するために、
撮像エリア３４における水平方向の両端部に設けられて
いる。

【００４２】すなわち、コントロールゲート部３６は、
通常撮像モードでは、複数本の垂直ＣＣＤ３３から１ラ
イン分ずつ送り込まれる信号電荷をそのまま全て水平Ｃ
ＣＤ３５に転送する。一方、高速撮像モードでは、複数
本の垂直ＣＣＤ３３から１ライン分ずつ送り込まれる信
号電荷のうち、水平方向の両端部の信号電荷について
は、水平ＣＣＤ３５への転送を禁止し、中央部の信号電
荷のみを水平ＣＣＤ３５へ転送する。このコントロール
ゲート部３６は、通常撮像モードと、高速撮像モードと
を切り換えて用いられる。

【００４３】水平ＣＣＤ３５の転送先の端部には、例え
ばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電
荷電圧変換部３７が設けられている。この電荷電圧変換
部３７は、水平ＣＣＤ３５によって水平転送されてきた
信号電荷を順次電圧信号に変換して出力する。この電圧
信号は、被写体からの光の入射量に応じたＣＣＤ出力信
号として導出される。

【００４４】この図４から明らかなように、コントロー
ルゲート部３６は、撮像エリア３４の中央部３４ａを除
く左右両側に設けられている。そして、通常撮像モード
時には、高レベル（垂直転送クロックＶφ１〜Ｖφ４の
中間レベルに相当）のコントロール電圧Ｖ-Hold が、転
送電極および蓄積電極に印加される。これにより、コン
トロールゲート部３６のポテンシャルが深くなるため、
垂直ＣＣＤ３３から水平ＣＣＤ３５へ信号電荷がそのま
ま転送される。

【００４５】一方、高速撮像モード時には、コントロー
ル電圧Ｖ-Hold が低レベルとなることにより、コントロ
ールゲート部３６のポテンシャルが浅くなるため、垂直
ＣＣＤ３３から水平ＣＣＤ３５への信号電荷の転送が禁
止され、中央部３４ａの信号電荷のみが読み出し可能と
なる。なお、コントロール電圧Ｖ-Hold が低レベルのと
きのコントロールゲート部３６のポテンシャルは、垂直
ＣＣＤ３３の転送時に水平ＣＣＤ３５に信号電荷が溢れ
ない程度に設定される。

【００４６】このように、撮像エリア３４の水平方向の
所定の領域において、垂直ＣＣＤ３３から水平ＣＣＤ３
５への信号電荷の転送を選択的に禁止する領域が設けら
れる。すなわち、撮像エリア３４の水平方向には、コン
トロールゲート部３６を配置する領域と、信号電荷の転
送を禁止しない領域とが設けられる。このとき、コント
ロールゲート部３６を配置しない領域を１とし、その比
率を約ｎ：１：ｎとする場合、例えばアスペクト比４：
３で、ｎ＝０．５の場合、４倍速の高速撮像が実現でき
る。また、ｎ＝１の場合、９倍速、ｎ＝２の場合、２５
倍速の高速撮像が実現できる。４：３以外のアスペクト
比で良ければ、垂直ＣＣＤ３３の垂直ブランキング期間
中の高速転送段数をコントロールすることで、可変速の
高速撮像が可能となる。

【００４７】具体的には、水平画角をＴＥＬＥ端の４倍
の画角（２０[deg pp]）にし、ＣＣＤ撮像素子の中央部
３４ａの面積を例えば１／１６とする。このときＣＣＤ
撮像素子の転送クロックはそのままで、１フレームの時
間に中央部３４ａだけを１６回読み出すことができる。
こうすることによって、１／１６の画素数のＣＣＤ撮像
素子を水平画角５[deg pp]の望遠で撮影したものと同等
になる。しかも、１枚の画像は、１／１６の時間で転送
されるため撮影時間も１／１６に短縮される。

【００４８】次に、ＣＣＤ撮像素子における通常撮像モ
ード時の動作および高速撮像モード時の動作について説
明する。最初に、通常撮像モード時の動作について、図
５および図６のタイミングチャートを参照して説明す
る。

【００４９】まず、図５に示す垂直同期信号ＶＤが低レ
ベルとなる垂直ブランキング期間のあるタイミングにお
いて、垂直転送クロックＶφ１、Ｖφ３に読み出しパル
スＸＳＧが立つことにより、読み出しゲート部３２によ
って各センサ部３１から垂直ＣＣＤ３３へ信号電荷が読
み出される。さらに、垂直方向において隣り合う２画素
の信号電荷が垂直ＣＣＤ３３内で混合される。なお、混
合される垂直２画素の組み合わせは、第１フィールドと
第２フィールドとで異なる。

【００５０】次に、図６に示す水平同期信号ＨＤが高レ
ベルとなる水平ブランキング期間に入る直前の時点Ｔａ
では、垂直転送クロックＶφ１、Ｖφ２が中間レベル
（３値の中間レベル）であることから、１相目、２相目
の転送電極のポテンシャルが深く、センサ部３１から読
み出された垂直２画素分の信号電荷は、このパケットに
蓄積されている。このとき、垂直転送クロックＶφ３、
Ｖφ４が低レベル、コントロール電圧Ｖ-Hold が低レベ
ルであることから、３相目、４相目の転送電極およびコ
ントロールゲート部３６の電極の下のポテンシャルは浅
い。

【００５１】続いて、水平ブランキング期間において、
時点Ｔｂでは、垂直転送クロックＶφ３が中央レベルに
なり、３相目の転送電極の下のポテンシャルが深くなる
ので、１相目、２相目の転送電極の下に蓄積されていた
信号電荷が３相目の転送電極の下へ移動する。この時点
では、コントロール電圧Ｖ-Hold が高レベル（＝垂直転
送クロックＶφ１〜Ｖφ４の中央レベル）になり、コン
トロールゲート部３６の電極の下のポテンシャルも深く
なる。

【００５２】時点Ｔｃでは、垂直転送クロックＶφ１が
低レベルに、垂直転送クロックＶφ４が中央レベルにな
り、１相目の転送電極の下のポテンシャルが浅く、４相
目の転送電極の下のポテンシャルが深くなるので、１相
目〜３相目の転送電極の下に蓄積されていた信号電荷
が、２相目〜４相目の転送電極の下に移動する。

【００５３】時点Ｔａでは、垂直転送クロックＶφ１、
Ｖφ４が中央レベルで、垂直転送クロックＶφ２、Ｖφ
３が低レベルにあるため、１相目、４相目の転送電極の
下のポテンシャルが深く、２相目、３相目の転送電極の
下のポテンシャルが浅くなる。このとき、コントロール
ゲート部３６の電極の下のポテンシャルが深い状態にあ
るため、２相目、３相目の転送電極の下に蓄積されてい
た信号電極が、４相目の転送電極の下およびコントロー
ルゲート部３６を経て水平ＣＣＤ３５へ移される。

【００５４】時点Ｔｅでは、垂直転送クロックＶφ２が
中央レベルに、垂直転送クロックＶφ４が低レベルにな
り、２相目の転送電極の下のポテンシャルが深く４相目
の転送電極の下のポテンシャルが浅くなるため、４相目
の転送電極の下の信号電荷もコントロールゲート部３６
を経て水平ＣＣＤ３５へ移される。時点Ｔｆでは、コン
トロール電圧Ｖ-Hold が低レベルになるため、コントロ
ールゲート部３６の電極の下のポテンシャルが浅くな
る。そして、時点Ｔｇでは、水平ＣＣＤ３５の水平転送
が行われる。

【００５５】次に、高速撮像モード時の動作について図
７および図８に示すタイミングチャートを参照して説明
する。なお、この一例では、上述したコントロールゲー
ト部３６を配置する領域をｎ＝１とし、９倍速の高速撮
像モードとする。このことから、撮像エリア３４におけ
る水平方向の中央部１／３、垂直方向の中央部１／３が
画素を読み出すための領域である中央部３４ａとなる。

【００５６】まず、図７に示す垂直同期信号ＶＤが低レ
ベルとなる垂直ブランキング期間のあるタイミングにお
いて、垂直転送クロックＶφ１、Ｖφ３に読み出しパル
スＸＳＧが立つことにより、読み出しゲート部３２によ
って各センサ部３１から垂直ＣＣＤ３３へ信号電荷が読
み出される。さらに、垂直方向において、隣り合う２画
素の信号電荷が垂直ＣＣＤ３３内で混合される。なお、
混合される垂直２画素の組み合わせは、第１フィールド
と第２フィールドとで異なる。

【００５７】そして、高い周波数の垂直転送クロックＶ
φ１〜Ｖφ４が垂直ＣＣＤ３３の各電極に印加されるこ
とにより、読み出し領域３４ａよりも下側約１／３のラ
イン分だけ高速にて垂直転送が行われる（時点Ｔ２）。
なお、信号電荷の読み出し以前からコントロール電圧Ｖ
-Hold が低レベルにあり、コントロールゲート部３６の
ポテンシャルが浅くなっているので、水平方向の中央部
１／３を除く両端部の信号電荷については、水平ＣＣＤ
３５への転送がコントロールゲート部３６のポテンシャ
ルバリアによって阻止される。また、水平方向の中央部
１／３の領域についての信号電荷は、水平ＣＣＤ３５に
転送され、この水平ＣＣＤ３５を介して外部へ掃き捨て
られる。

【００５８】垂直高速転送の終了直後の時点Ｔ３では、
水平方向の中央部１／３の領域について、読み出し領域
３４ａの直前のラインの信号電荷が水平ＣＣＤ３５に転
送される。続いて、時点Ｔ４では、水平ＣＣＤ３５に移
された信号電荷が１／３ライン分だけ水平転送される。

【００５９】次に、高速撮像モード時におけるコントロ
ールゲート部３６の動作の詳細について、図８のタイミ
ングチャートを参照して説明する。図８に示す水平同期
信号ＨＤが低レベルとなる水平ブランキング期間に入る
直前の時点Ｔａでは、垂直転送クロックＶφ１、Ｖφ２
が中央レベルであることから、１相目、２相目の転送電
極の下のポテンシャルが深く、センサ部３１から読み出
された垂直２画素分の信号電荷は、このポテンシャルに
蓄積される。このとき、垂直転送クロックＶφ３、Ｖφ
４が低レベル、コントロール電圧Ｖ-Hold が低レベルで
あることから、３相目、４相目の転送電極およびコント
ロールゲート部３６の電極の下のポテンシャルは浅い。

【００６０】続いて、水平ブランキング期間において、
時点Ｔｂでは、垂直転送クロックＶφ３が中央レベルに
なり、３相目の転送電極の下のポテンシャルが深くなる
ので、１相目、２相目の転送電極の下に蓄積されていた
信号電荷が３相目の転送電極の下へ移動する。この時点
では、コントロール電圧Ｖ-Hold が引き続き低レベルを
維持し、コントロールゲート部３６の電極の下のポテン
シャルが浅い状態にある。

【００６１】時点Ｔｃでは、垂直転送クロックＶφ１が
低レベルに、垂直転送クロックＶφ４が中央レベルにな
り、１相目の転送電極の下のポテンシャルが浅く、４相
目の転送電極の下のポテンシャルが深くなるので、１相
目〜３相目の転送電極の下に蓄積されていた信号電荷
が、２相目〜４相目の転送電荷の下に移動する。

【００６２】時点Ｔｄでは、垂直転送クロックＶφ１、
Ｖφ４が中央レベルで、垂直転送クロックＶφ２、Ｖφ
３が低レベルにあるため、１相目、４相目の転送電極の
下のポテンシャルが深く、２相目、３相目の転送電極の
下のポテンシャルが浅くなる。このとき、２相目、３相
目の転送電極の下に蓄積されていた信号電荷は、コント
ロールゲート部３６のポテンシャルバリアによって水平
ＣＣＤ３５への転送が阻止され、４相目の転送電極の下
に蓄積される。

【００６３】時点Ｔｅでは、垂直転送クロックＶφ２が
中央レベルに、垂直転送クロックＶφ４が低レベルにな
り、２相目の転送電極の下のポテンシャルが深く、４相
目の転送電極の下のポテンシャルが浅くなるため、４相
目の転送電極の下の信号電極は、３相目の転送電極の下
を経て逆流し、１相目、２相目の転送電極の下に蓄積さ
れる。以降、時点Ｔｆを経て時点Ｔｇに以降し、この時
点Ｔｇでは、水平ＣＣＤ３５の水平転送が行われる。

【００６４】上述したように、撮像エリア３４と水平Ｃ
ＣＤ３５との間に、垂直ＣＣＤ３３から水平ＣＣＤ３５
への信号電荷の転送を水平方向の一部の領域において選
択的に禁止可能なコントロールゲート部（転送制御部）
３６を設ける。高速撮像モードでは、水平方向の例えば
両端部において垂直ＣＣＤ３３から水平ＣＣＤ３５への
信号電荷の転送を禁止するようにしたことで、その禁止
領域に対応する水平ＣＣＤ３５の転送電荷を破壊しない
で済む。

【００６５】これにより、上述したコントロールゲート
部３６を配置する領域をｎ＝１とした場合、垂直ＣＣＤ
３３から水平ＣＣＤ３５へ転送した約１／３ライン分の
信号電荷を１／３Ｈでコントロールゲート部３６の下に
水平転送した後、引き続いて次のラインの信号電荷を水
平ＣＣＤ３５へ転送することができるので、この連続し
た動作を１Ｈ期間に３回行うことにより、水平ＣＣＤ３
５の駆動周波数を上げなくても水平３倍速の高速撮像を
実現できる。また、駆動周波数を上げなくても済むこと
により、消費電力の点でも有利である。

【００６６】しかも、撮像エリア３４の水平方向におい
て、垂直ＣＣＤ３３から水平ＣＣＤ３６への信号電荷の
転送を禁止する領域を、撮像エリア３４の両端部とした
ことにより、常に撮像エリア３４の中央部３４ａの信号
電荷を読み出せることになるので、撮像中心が撮像エリ
ア３４の隅に偏ることはなく、常に光学中心軸上での高
速撮像の実現が可能となる。

【００６７】この一実施形態では、動画の一例としてＶ
ＧＡ信号またはＮＴＳＣ信号を用いて説明しているが、
ＰＡＬ信号を使用しても同様に実現することができる。

【００６８】

【発明の効果】この発明に依れば、ＮＴＳＣ信号の動画
モードのとき、パン、チルト、ズームを電子的に行うこ
とができる。また、ＮＴＳＣ信号で記録しながらその４
倍〜６倍の画素数の高精細静止画を要所要所で記録する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたカメラ一体型ディジタル
ＶＴＲの一実施形態のブロック図である。

【図２】この発明に適用されるＣＣＤ撮像素子の一例を
説明するための略線図である。

【図３】この発明に適用される画像信号の説明に用いる
略線図である。

【図４】この発明に適用されるＣＣＤ撮像素子の他の例
を説明するための略線図である。

【図５】この発明に適用される通常撮像モードを説明す
るためのタイミングチャートである。

【図６】この発明に適用される通常撮像モードを説明す
るためのタイミングチャートである。

【図７】この発明に適用される高速撮像モードを説明す
るためのタイミングチャートである。

【図８】この発明に適用される高速撮像モードを説明す
るためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１・・・被写体、２・・・レンズブロック、３・・・Ｃ
ＣＤ撮像素子、４・・・ＣＣＤドライバ、５・・・間引
きフィルタ、６・・・スイッチ回路、７・・・圧縮回
路、８・・・サブデータ付加回路、９・・・画像メモ
リ、１０・・・記録媒体、１１・・・伸長回路、１２・
・・サブデータ読み取り回路、１３・・・表示回路、１
５・・・シスコン、１６・・・モード設定部、１７・・
・記録キー群、１８・・・再生キー群

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１２月４日（１９９８．１２．
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６７】この一実施形態では、動画の一例としてＶ
ＧＡ信号またはＮＴＳＣ信号を用いて説明しているが、
ＰＡＬ信号またはＨＤＴＶ信号を使用しても同様に実現
することができる。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通常のＮ倍の画素数の全画素読み出しＣ
   ＣＤ撮像素子と、 上記ＣＣＤ撮像素子から出力された画像の画素を間引
   き、１／Ｎに画素数が減少された動画を生成する間引き
   手段と、 上記間引き手段からの動画を記録媒体に記録する記録手
   段とからなることを特徴とする画像記録装置。
2. 【請求項２】 通常のＮ倍の画素数の全画素読み出しＣ
   ＣＤ撮像素子と、 上記ＣＣＤ撮像素子の任意の位置から画像を切り出し、
   １／Ｎに画素数が減少された動画を生成する切り出し手
   段と、 上記切り出し手段からの動画を記録媒体に記録する記録
   手段とからなることを特徴とする画像記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 さらに、上記ＣＣＤ撮像素子から出力された上記通常の
   Ｎ倍の画素数の画像を静止画として上記記録媒体に記録
   するようにしたことを特徴とする画像記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、 上記動画は、ＮＴＳＣ信号、ＰＡＬ信号またはＶＧＡ信
   号となるようにしたことを特徴とする画像記録装置。
5. 【請求項５】 請求項２において、 上記切り出し手段では、上記ＣＣＤ撮像素子の全画素数
   の１／Ｎの画像を切り出すようにしたことを特徴とする
   画像記録装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、 上記１／Ｎの画像を上記ＣＣＤ撮像素子の中央部から切
   り出すようにしたことを特徴とする画像記録装置。
7. 【請求項７】 請求項５において、 上記ＣＣＤ撮像素子の任意の位置から上記ＣＣＤ撮像素
   子の全画素数の１／１〜１／Ｍ（Ｎ＜Ｍ）の画像を連続
   的または段階的に切り出し、 切り出された上記１／１〜１／Ｍの画像の画素数および
   ／または上記１／Ｎの画像の画素数を間引くためにフィ
   ルタを施すようにしたことを特徴とする画像記録装置。
8. 【請求項８】 請求項５において、 切り出された上記１／Ｎの画像を上記切り出す位置に応
   じて軸方向の変換を行うようにしたことを特徴とする画
   像記録装置。
9. 【請求項９】 請求項３において、 上記記録手段は、上記動画を上記記録媒体に記録中に、
   静止画を上記記録媒体に記録するようにしたことを特徴
   とする画像記録装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 予め設定した間隔で自動的に上記記録媒体に静止画を記
    録するようにしたことを特徴とする画像記録装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 さらに、指定した瞬間に静止画を上記記録媒体に記録す
    るようにしたことを特徴とする画像記録装置。
12. 【請求項１２】 請求項９において、 指定した瞬間に静止画を上記記録媒体に記録するように
    したことを特徴とする画像記録装置。
13. 【請求項１３】 請求項９において、 上記静止画は、数フレームの時間で上記記録媒体に記録
    されるようにしたことを特徴とする画像記録装置。
14. 【請求項１４】 請求項９において、 上記ＣＣＤ撮像素子のクロック周波数を十分に速くし、
    上記静止画は、１フレームの時間で上記記録媒体に記録
    されるようにしたことを特徴とする画像記録装置。
15. 【請求項１５】 通常のＮ倍の画素数の全画素読み出し
    ＣＣＤ撮像素子と、 上記ＣＣＤ撮像素子から出力された画像の画素を間引
    き、１／Ｎに画素数が減少された動画を生成する間引き
    手段と、 上記間引き手段からの動画を記録媒体に記録する記録手
    段と、 上記記録媒体に記録された上記動画を再生することがで
    きる再生手段とからなることを特徴とする画像記録再生
    装置。
16. 【請求項１６】 通常のＮ倍の画素数の全画素読み出し
    ＣＣＤ撮像素子と、 上記ＣＣＤ撮像素子の任意の位置から画像を切り出し、
    １／Ｎに画素数が減少された動画を生成する切り出し手
    段と、 上記切り出し手段からの動画を記録媒体に記録する記録
    手段と、上記記録媒体に記録された上記動画を再生する
    ことができる再生手段とからなることを特徴とする画像
    記録再生装置。
17. 【請求項１７】 請求項１５または請求項１６におい
    て、 さらに、上記ＣＣＤ撮像素子から出力された上記通常の
    Ｎ倍の画素数の画像を静止画として上記記録媒体に記録
    するようにしたことを特徴とする画像記録再生装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、 上記再生手段は、上記記録媒体に記録された上記動画の
    みを再生するようにしたことを特徴とする画像記録再生
    装置。
19. 【請求項１９】 請求項１７において、 上記再生手段は、上記動画を再生中に、動画の再生画面
    中に、上記静止画が記録されているシーンに所定のマー
    クを表示するようにしたことを特徴とする画像記録再生
    装置。
20. 【請求項２０】 請求項１７において、 上記記録媒体に記録された上記静止画のみを再生するよ
    うにしたことを特徴とする画像記録再生装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０において、 上記静止画は、ステップ送り、ステップ戻し、一定の間
    隔で自動送り、一定の間隔で自動戻しによって再生する
    ことができ、上記間隔を可変することができるようにし
    たことを特徴とする画像記録再生装置。
22. 【請求項２２】 請求項１８において、 上記記録媒体に記録された上記画像が再生されるとき
    に、上記静止画が上記記録媒体に記録されている期間
    は、上記静止画の前の動画を繰り返し再生するようにし
    たことを特徴とする画像記録再生装置。