JP2004048799A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、高画質の動画および静止画の撮像が可能な撮像装置を提供することにある。
【解決手段】
出力ライン数のおよそN倍の画素数を持った高画素の撮像素子を用いた撮像装置において、撮像素子の各画素に蓄積した信号を、垂直方向にN画素周期の間引き、または混合することにより垂直方向の画素のおよそN分の1ラインの信号を出力する撮像素子と、撮像素子が所定の間引きおよび混合により所定の出力ライン数の画素信号を出力するよう撮像素子を駆動する駆動回路と、この撮像素子が出力する画素信号を用いて動画像を生成する信号処理回路によって撮像装置を構成した。
【選択図】 図1
Description
動画撮像を行なう、いわゆるビデオカメラでは、単一の撮像素子にモザイク状の色フィルタを設けてカラー画像を生成できるようにした単板式と、3原色RGBの各々に1つの撮像素子を対応させた3板式がある。
本発明では高画質の動画の撮像が可能とするために、信号を読み出す際に等間隔の間引き読み出しを行なう。このため垂直転送部の4相ゲートV1, V2,V3,V4は、画素に接続されているV1およびV3ゲートを各々2系統に分離することによって、1行毎あるいは2行毎の間引き読み出しの2種類に対応できるようにした。このとき垂直方向の間引き画素数を等間隔とするため、本実施形態ではV1ゲートについては1画素毎に交互にV1,V1’に分離し、V3も同様に1画素毎V3,V3’に分離した。また、任意の画素間隔で間引いたときに、常に色信号を再生できるようにするため、撮像素子の色フィルタ配列を、RGB3原色の縦ストライプ状とした。縦ストライプフィルタの場合、市松状のフィルタとは異なり色信号の再生に必要な3種類の信号がどの1行からも得られるため
、等間隔の間引き読み出しが可能となる。
垂直転送を2行(撮像素子の垂直2画素相当)分を行なうには、時刻t1においてV1をローレベル,V3をミドルレベルとしてV1,V2ゲート下の信号をV2,V3ゲート下に転送する。続いてV2をローレベル、V4をミドルレベルとしてV4ゲート下に転送する。さらにV1をミドルレベルとしV3をローレベルとして、さらにゲート1相分信号を転送する。時刻t2でV2をミドルレベル、V4をローレベルとすることにより2行分の転送が終了する。4行の転送を行なうには、同様の転送を再度行なえばば良い。このため、時刻t3からt4において、t1からt2までの転送と同じ動作を繰り返す。このような転送動作を水平ブランキング期間毎に240回繰り返せば有効画素数分の信号を所定のフィールドレートで出力することができる。
以上のように垂直転送部内で混合された信号を垂直方向に2行ずつ転送すると、垂直転送部から水平転送部に垂直転送部で混合された2行分の信号が水平転送部内でさらに混合され、垂直方向に隣接した4行分の信号が混合されることになる。
次に静止画用、あるいは高解像度の動画像生成に適した信号を出力するための撮像素子の駆動方法について説明する。この場合、全画素の半分に相当する480ラインの信号をインターレース読み出しする。インターレースした各480ラインの2毎の画像から、画像メモリを用いて垂直960ラインの高解像度の画像を生成することができる。この場合の駆動方法について図10を用いて説明する。
また、モード選択スイッチにより、ユーザーが静止画と動画、また動画のモードをインターレース/プログレッシブに切り替えることができ、これに応じて信号処理内容を切り替えることができ、使い勝手が良い。
2・・・撮像素子
3・・・A/D変換回路
4・・・順次変換回路
5・・・信号処理回路
8・・・CCD駆動回路
9・・・記録媒体
10・・・メモリ
11・・・圧縮伸長回路
12・・・モード選択スイッチ
Claims (16)
- 種類の異なる色光を各々電気信号に変換する複数種類の画素を、垂直方向、および水平方向に周期的に配列した画素配列を備え、該画素配列における各画素に蓄積した信号を、垂直方向にN画素周期の間引き、または混合することにより、1画面あたりの出力ライン数が、所定の整数Nに対し垂直方向の画素のおよそN分の1である画素信号を出力する撮像素子と、
該撮像素子が間引き、または混合により所定の出力ライン数の画素信号を出力するよう該撮像素子を駆動する駆動回路と、
該撮像素子が出力する画素信号を用いて、画像信号を生成する信号処理手段と、
から構成されたことを特徴とする撮像装置。 - 種類の異なる色光を各々電気信号に変換する複数種類の画素を、垂直方向、および水平方向に周期的に配列した画素配列を備え、該画素配列における各画素に蓄積した信号を、垂直方向にN画素周期の間引き、または混合することにより、1画面あたりの出力ライン数が、所定の整数Nに対し垂直方向の画素のおよそN分の1である画素信号を出力する撮像素子と、
該撮像素子が間引き、または混合により所定の出力ライン数の画素信号を出力するよう該撮像素子を駆動する駆動回路と、
該撮像素子が出力する画素信号を用いて、各々解像度の異なる複数の画像信号を生成する複数の動作モードによって画像信号を生成する信号処理手段と、
該複数の動作モードの選択、切り替えを外部から行なうスイッチ手段と、
該スイッチ手段の入力に応じて、該信号処理手段、および該駆動回路を制御する制御手段と、
から構成されたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項2において、上記撮像素子の垂直有効画素数は約960であり、上記複数の動作モードは、N=1対応して撮像素子の全ラインに相当する画素信号から画像信号を生成する第1の動作モード、N=2に対応して約480ラインの画像信号を生成する第2の動作モードであることを特徴とする撮像装置。
- 請求項2において、上記撮像素子の垂直有効画素数は、テレビジョン方式等の所定の画像形式における有効走査線数の約M倍であり、上記複数の動作モードは、N=1対応して撮像素子の全ラインに相当する画素信号から画像信号を生成する第1の動作モード、N=Mに対応して該所定のテレビジョン方式における有効走査線数に相当するライン数の画像信号を出力する第2の動作モードであることを特徴とする撮像装置。
- 請求項4において、上記第2の動作モードは、インターレース信号を出力することを特徴とする撮像装置。
- 請求項4において、上記第2の動作モードは、ノンインターレース信号を出力することを特徴とする撮像装置。
- 請求項4において、上記撮像素子の垂直有効画素数は所定のテレビジョン方式等、所定の画像形式における有効走査線数の約M倍であり、上記複数の動作モードは、N=1に対応して撮像素子の全ラインに相当する画素信号から画像信号を生成する第1の動作モード、N=Mに対応して該所定のテレビジョン方式における有効走査線数に相当するライン数の画像信号をインターレース出力する第2の動作モード、N=Mに対応して該所定のテレビジョン方式における有効走査線数に相当するライン数の画像信号をノンインターレース出力する第3の動作モード、であることを特徴とする撮像装置。
- 請求項1,2において、上記撮像素子における画素配列は、第1、第2、および第3の色光を各々電気信号に変換する3種類の画素を水平方向に3画素周期で配列し、垂直方向には同一種類の画素配列した画素配列であることを特徴とする撮像装置。
- 請求項8において、第1、第2、及び第3の色光は、各々赤、緑、青であることを特徴とする撮像撮像素子。
- 請求項8において、第1、第2、及び第3の色光は、各々黄色、緑、シアンであることを特徴とする撮像素子。
- 請求項7において、第1、第2、及び第3の色光は、各々黄色、白色、シアンであることを特徴とする撮像素子。
- 請求項1,2において、上記撮像素子における画素配列は、第1、第2、および第3の色光を各々電気信号に変換する3種類の画素を水平方向に2画素、垂直方向に8画素を基本単位としてこれを繰り返す画素配列であることを特徴とする撮像装置。
- 請求項12において、上記水平方向に2画素、垂直方向に8画素を基本単位とする画素配列における第1行目に赤と緑、第2行目に青と緑、第3行目に緑と赤、第4行目に青と緑、第5行目に緑と赤、第6行目に緑と青、第7行目に青と緑、第8行目に緑と赤の各々の色光を電気信号に変換する画素を配列したことを特徴とする撮像装置。
- 請求項12において、上記水平方向に2画素、垂直方向に8画素を基本単位とする画素配列において、
第1、第2、第3および第4の色光を各々電気信号に変換する第1、第2、第3および第4の画素を、第1行目、第3行目に第1と第2の画素を、第5行目、第7行目に第2と第1の画素を、第2行目、第4行目、第6行目、第8行目に第3と第4の画素を配列したことを特徴とする撮像装置。 - 請求項14において、上記第1、第2、第3、および第4の色光は、各々マゼンタ、緑、シアン、黄色であることを特徴とする撮像装置。
- 請求項14において、上記第1、第2、第3、および第4の色光は、各々赤、緑、緑、青であることを特徴とする撮像装置。
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