JP2000101897A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像装置の垂直解像度を向上させること。 【構成】 固体撮像素子ユニットから倍速で出力された
２系統のデータＧ及びＲ／Ｂはそれぞれ時間軸伸張回路
１１、１２で２倍に時間軸伸張された後、垂直補間回路
１２、１５で垂直補間される。そしてＲ／Ｂは同時化回
路１８で同時化されＧとともにマトリクス回路１６へ供
給される。ズーム時はＧ及びＲ／Ｂはそれぞれフィール
ドメモリ２０、２１に書き込まれる。このフィールドメ
モリは垂直補間回路とともにズーム制御回路２２により
制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、垂直解像度を向上させ
た撮像装置に関し、特に電子ズーム機能を有するビデオ
カメラに適した撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラには例えば、図８に
示すような色配列の色フィルタを備えた４８０ラインの
固体撮像素子が使用される。このような固体撮像素子
は、奇数フィールドでは１ライン目と２ライン目の画素
が、偶数フィールドでは２ライン目と３ライン目の画素
がそれぞれ加算されて読み出されることによりインタレ
ース走査を実現している。

【０００３】しかしながら、上述の方法ではライン間の
画素を加算することにより正確な信号の読み出しが行え
ず解像度の劣化を引き起こしていた。

【０００４】また、従来、ビデオカメラにおける電子ズ
ームは、例えば、特開平２−３３２７１号公報に記載の
ように、撮像素子出力を一旦フィールドメモリに記憶さ
せ、必要な部分を読み出して補間処理することにより実
現している。

【０００５】従って、電子ズームを行うと大幅に解像度
が劣化していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の点に
鑑み為されたもので、ライン間の画素を加算することな
く正確に読み出すことにより解像度を向上させた撮像装
置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
フレーム分の画素数に相当する光電変換素子を有する固
体撮像素子と、１フィールド期間に、前記固体撮像素子
の全画素からのデータを独立して読み出す駆動回路と、
前記駆動回路から読み出されたデータを記憶するメモリ
と、該メモリから読み出されたデータを垂直補間する垂
直補間回路を有し、前記メモリから読み出されたデータ
を１フィールドに必要なデータに変換する変換回路と、
前記メモリと前記垂直補間回路とをズーム倍率に応じて
制御するズーム制御手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】また、前記駆動回路は１水平走査期間内に
２ライン分のデータを倍速で読み出し、また前記変換回
路は前記駆動回路から読み出されたデータの時間軸を２
倍に伸長する時間軸伸長回路を有することを特徴とす
る。

【０００９】また、前記ズーム制御手段はズーム倍率に
応じて補間係数を出力し、また前記垂直補間回路は前記
補間係数に基づいて垂直補間を行うことを特徴とする。

【００１０】さらに、通常撮影時は前記駆動回路から読
み出されたデータを、また電子ズーム時は前記メモリか
ら読み出されたデータを前記変換回路に出力するセレク
タをさらに備えることを特徴とする。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って説明
する。

【００１２】図１は本実施例に使用する固体撮像素子ユ
ニットを示す図である。光電変換を行うフォトダイオー
ド１、１…は図示のような配列の色フィルタを備えてお
り、このフォトダイオード及び垂直転送ＣＣＤ２、２…
で撮像部が構成される。この垂直転送ＣＣＤは垂直駆動
回路３の６相パルスにより駆動される。水平転送部は第
１及び第２水平転送ＣＣＤ４、５によるデュアルチャン
ネル構造となっており、水平駆動回路６により２相水平
同時転送駆動されると共に、倍速読み出しが行われる。

【００１３】また、画素数は水平７２０個×垂直９６０
個であり、ＧラインとＲ／Ｂラインのペアが４８０あ
る。

【００１４】次に、上記固体撮像素子ユニットの駆動に
ついて、図２とともに説明する。本ユニットはフィール
ド蓄積モードで全画素独立読み出しが行われる。即ち、
１Ｈ（Ｈは水平走査期間）の間に第１水平転送ＣＣＤ４
からはＧのみのが２ライン分倍速で読み出される（Ｃ
１）。また、第２水平転送ＣＣＤ５からはＲ／Ｂが２ラ
イン分倍速で読み出される（Ｃ２）。

【００１５】従って、１フィールドの間に、Ｇが４８０
ライン分、Ｒ／Ｂが４８０ライン分同時に読み出される
ことになる。

【００１６】次に、固体撮像素子ユニットの出力をＮＴ
ＳＣ映像信号に変換する映像信号処理回路について、図
３に従って説明する。前記固体撮像素子ユニットからの
出力Ｃ１、Ｃ２はそれぞれＣＤＳ回路７で相関２重サン
プリングされ、ＡＧＣ回路８で利得が制御された後、Ａ
／Ｄ変換器９でＡＤ変換される。

【００１７】ＡＤ変換出力のうち一方（Ｇ）はセレクタ
１０を経由した後、時間軸伸張回路１１で時間軸が２倍
に伸張され、更に、垂直補間回路１２で垂直補間され
る。この時間軸伸張回路と垂直補間回路とで変換回路が
構成される。

【００１８】また、前記ＡＤ変換出力のうち他方（Ｒ／
Ｂ）も同様にセレクタ１３、時間軸伸張回路１４、垂直
補間回路１５に供給される。

【００１９】前記垂直補間回路１２からのＧ出力はマト
リクス回路１６へ供給されると共に、アパチャー信号作
成回路１７でアパチャー信号ＹＨが作成される。また、
前記垂直補間回路１５からの点順次のＲ／Ｂ信号は同時
化回路１８で同時化され前記マトリクス回路１６へ供給
される。このマトリクス回路１６では輝度信号ＹＬ及び
色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを作成して出力する。尚、輝度
信号ＹＬには前記アパチャー信号ＹＨが加算器１９で加
算され輝度信号Ｙが作成される。

【００２０】一方、前記ＡＤ変換出力Ｇ及びＲ／Ｂの一
部はそれぞれ電子ズーム用のフィールドメモリ２０、２
１に書き込まれる。各フィールドメモリはズーム制御回
路２２からのズーム倍率に応じた制御信号により読み出
しが制御される。そして、電子ズーム動作時に各フィー
ルドメモリからの出力がそれぞれセレクタ１０、１３で
選択される。

【００２１】更に、前記ズーム制御回路２２は垂直補間
回路１２、１５への補間係数をズーム倍率に応じて出力
する。

【００２２】次に、時間軸伸張回路１１及び垂直補間回
路１２について図４及び図５に従って説明する。尚、図
５において、付した番号はＧラインの順番を示す。

【００２３】１Ｈ期間に２ライン分のデータが圧縮され
たセレクタ１０出力は３個のラインメモリＬＭ１、ＬＭ
２、ＬＭ３に供給される。この各ラインメモリは書き込
み制御回路１１０及び読み出し制御回路１１１により制
御される。即ち、書き込み時、ラインメモリＬＭ１には
データ１、４…４７８が、ラインメモリＬＭ２には２、
４…４７９が、ラインメモリＬＭ３にはデータ３、６…
４８０が、それぞれ書き込み制御回路１１０からの書き
込み制御パルスにより書き込まれる。そして、読み出し
時は書き込み時の１／２の周波数のクロックで読み出さ
れる。即ち、時間軸が２倍に伸張されて図示の様に読み
出される。

【００２４】従って、図より明らかな如く、同時に異な
る３ライン分のデータが各ラインメモリ出力として得ら
れる。更に、選択回路１１２で１Ｈ毎にデータの入れ替
えが行われ、その出力Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３には番号の小さ
いデータから順に出力される。

【００２５】そして、この出力はそれぞれ垂直補間回路
１２の係数器１２０、１２１、１２２に供給され、ここ
で前記ズーム制御回路２２からの各補間係数Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３が乗ぜられた後、加算器１２３で加算される。

【００２６】この補間係数は、電子ズームが行われない
ときは、奇数フィールド時、Ｋ１＝１、Ｋ２＝０、Ｋ３
＝０に設定されることにより奇数ラインに相当する奇数
番号のデータを選択する。また、偶数フィールド時、Ｋ
１＝０、Ｋ２＝１、Ｋ３＝０に設定されることにより偶
数ラインに相当するデータを選択する。

【００２７】従って、垂直補間回路１２出力はインタレ
ースされた信号となる。

【００２８】また、電子ズームを行うときは前記補間係
数をズーム倍率に応じて変化させればよい。

【００２９】この時、１フィールド期間に４８０ライン
分のデータがあるため、このデータをズーム倍率に応じ
て有効に使うことができ、例えば、ズーム倍率２倍のと
き、従来は１２０ライン分のデータから２４０ライン分
のデータを補間形成していたのに対して、本実施例では
２４０ライン分のデータから２４０ライン分のデータを
補間形成すればよいため、垂直解像度は従来の２倍とな
る。

【００３０】尚、前記時間軸伸張回路及び垂直補間回路
の動作はＧラインについてであったが、同時にセレクタ
１３から出力されるＲ／Ｂラインについても全く同様で
ある。

【００３１】また、図示省略したが、電子ズーム時は垂
直補間の後にズーム倍率に応じて水平補間も為される。

【００３２】次に本発明の第２実施例について説明す
る。

【００３３】図６は本実施例における固体撮像素子ユニ
ットを示す図であり、図１と異なる点は、フィルタ配列
が水平方向にＧ、Ｒが交互に配置されるＧ／Ｒラインと
Ｂ、Ｇが交互に配置されるＢ／Ｇラインとが垂直方向に
交互に配列されている点である。

【００３４】また、画素数は水平９６０個×垂直４８０
個であり、Ｇ／ＲラインとＢ／Ｇラインのペアが２４０
ある。

【００３５】本実施例においてはフィールド蓄積モード
で全画素独立読み出しが行われるが、倍速読み出しは行
われない 即ち、１Ｈ（Ｈは水平走査期間）の間に第１
水平転送ＣＣＤ４からはＧ／Ｒが１ライン分読み出され
（Ｃ１）、第２水平転送ＣＣＤ５からはＢ／Ｇが１ライ
ン分で読み出される（Ｃ２）。従って、１フィールドの
間に、Ｇ／Ｒが２４０ライン分、Ｂ／Ｇが２４０ライン
分同時に読み出されることになる。

【００３６】図７のブロック図で図３と異なる点は、時
間軸伸張回路が不要になる点とＧ／ＲラインとＢ／Ｇラ
インとが一つの垂直補間回路２３で補間された後、同時
化回路２４でＲ、Ｇ、Ｂがそれぞれ同時化される点だけ
であり、他の構成は図３と同一である。

【００３７】更に、第２の実施例において、水平方向の
読みだしを倍速で行うとともに、時間軸伸張回路を設け
れば固体撮像素子ユニットの水平転送ＣＣＤを１個とす
ることもできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、固体撮像素子からの水
平読み出しを倍速で行うことにより、フィールド蓄積モ
ードで且つ、１フレーム分の全データを１フィールド期
間で独立して読み出すことができるため、電子ズーム時
に１フレーム分のラインを使用して垂直補間が行え、電
子ズームによる解像度の劣化が防止できる。

【００３９】また、インタレース走査も電子ズーム時の
拡大補間も共通の垂直補間回路の補間係数を変えること
により実現できるため、回路構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における固体撮像素子ユニッ
トを示す図である。

【図２】固体撮像素子ユニットからの出力を示す図であ
る。

【図３】本実施例装置の概略ブロック図を示す図であ
る。

【図４】本実施例装置の要部を示す回路図である。

【図５】図４のタイムチャートである。

【図６】第２実施例における固体撮像素子ユニットを示
す図である。

【図７】第２実施例における概略ブロック図である。

【図８】従来の固体撮像素子のフィルタ配列を示す模式
図である。

【符号の説明】

２ 垂直転送ＣＣＤ ３ 垂直駆動回路 ４ 第１水平転送ＣＣＤ ５ 第２水平転送ＣＣＤ ６ 水平駆動回路 １１、１４ 時間軸伸張回路 １２、１５ 垂直補間回路 ２０、２１ フィールドメモリ ２２ ズーム制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１フレーム分の画素数に相当
   する光電変換素子を有する固体撮像素子と、１フィール
   ド期間に、前記固体撮像素子の全画素からのデータを独
   立して読み出す駆動回路と、前記駆動回路から読み出さ
   れたデータを記憶するメモリと、該メモリから読み出さ
   れたデータを垂直補間する垂直補間回路を有し、前記メ
   モリから読み出されたデータを１フィールドに必要なデ
   ータに変換する変換回路と、前記メモリと前記垂直補間
   回路とをズーム倍率に応じて制御するズーム制御手段と
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記駆動回路は１水平走査期間内に２ラ
   イン分のデータを倍速で読み出し、また前記変換回路は
   前記駆動回路から読み出されたデータの時間軸を２倍に
   伸長する時間軸伸長回路を有することを特徴とする請求
   項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記ズーム制御手段はズーム倍率に応じ
   て補間係数を出力し、また前記垂直補間回路は前記補間
   係数に基づいて垂直補間を行うことを特徴とする請求項
   １または請求項２のいずれかに記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 通常撮影時は前記駆動回路から読み出さ
   れたデータを、また電子ズーム時は前記メモリから読み
   出されたデータを前記変換回路に出力するセレクタをさ
   らに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のう
   ちのいずれか１つに記載の撮像装置。