JP2569707B2 - 電子カメラ - Google Patents
電子カメラInfo
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- JP2569707B2 JP2569707B2 JP63073560A JP7356088A JP2569707B2 JP 2569707 B2 JP2569707 B2 JP 2569707B2 JP 63073560 A JP63073560 A JP 63073560A JP 7356088 A JP7356088 A JP 7356088A JP 2569707 B2 JP2569707 B2 JP 2569707B2
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- signal
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- output
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体撮像素子を用いた電子カメラに関し、特
に固体撮像素子からの出力信号の処理回路の改良に関す
る。
に固体撮像素子からの出力信号の処理回路の改良に関す
る。
［従来の技術］ 固体撮像素子を用いた電子カメラにおいては、固体撮
像素子の各画素に蓄積された電荷を読み出す方式として
フレーム蓄積駆動とフィールド蓄積駆動がある。
像素子の各画素に蓄積された電荷を読み出す方式として
フレーム蓄積駆動とフィールド蓄積駆動がある。
第４図はフレーム蓄積駆動方式を模式的に示す図であ
り、Ａフィールドでは奇数番の水平走査ライン（以下単
にラインという）の信号を読み出し、Ｂフィールドでは
偶数番のラインの信号を読み出す。従って各画素の信号
は２フィールド（1/30秒）毎に読み出される。第５図は
フィールド蓄積駆動方式を模式的に示す図であり、Ａ、
Ｂいずれのフィールドも隣り合う上下２つのライン間に
おける画素信号同志が混合されて読み出される（又は独
立して読み出された後加算される）。図に示すようにＡ
フィールドでは第１と第２のライン同志を混合し、Ｂフ
ィールドでは第２と第３のライン同志を混合するという
組合せとなっており、このように混合すべき画素のライ
ンの組合せを変えることによりインターレースを行って
いる。
り、Ａフィールドでは奇数番の水平走査ライン（以下単
にラインという）の信号を読み出し、Ｂフィールドでは
偶数番のラインの信号を読み出す。従って各画素の信号
は２フィールド（1/30秒）毎に読み出される。第５図は
フィールド蓄積駆動方式を模式的に示す図であり、Ａ、
Ｂいずれのフィールドも隣り合う上下２つのライン間に
おける画素信号同志が混合されて読み出される（又は独
立して読み出された後加算される）。図に示すようにＡ
フィールドでは第１と第２のライン同志を混合し、Ｂフ
ィールドでは第２と第３のライン同志を混合するという
組合せとなっており、このように混合すべき画素のライ
ンの組合せを変えることによりインターレースを行って
いる。
上記フレーム蓄積駆動方式では混合読出しではないか
ら垂直解像度は劣化しないが、蓄積時間が1/30秒である
ため動解像度は高くない。一方フィールド蓄積駆動方式
では蓄積時間が1/60秒であるから動解像度は高いが、上
下の隣接するライン間での画素信号を混合しているた
め、垂直解像度が劣化してしまう。
ら垂直解像度は劣化しないが、蓄積時間が1/30秒である
ため動解像度は高くない。一方フィールド蓄積駆動方式
では蓄積時間が1/60秒であるから動解像度は高いが、上
下の隣接するライン間での画素信号を混合しているた
め、垂直解像度が劣化してしまう。
これら両者の欠点を克服し、動解像度を向上しつつ、
垂直解像度の向上も行う方式として第６図に示す方式が
従来からある。この方式ではＡフィールドでは奇数番の
ラインの画素信号を読み出し、偶数番のラインの画素信
号を捨てる、即ち転送するが出力信号として用いないよ
うにし、一方Ｂフィールドでは奇数番のラインの画素信
号を捨て、偶数番のラインの画素信号を読み出すように
している。なお第６図において矢印は信号の読出しを示
し、Ｘ印は信号を捨てることを示す。
垂直解像度の向上も行う方式として第６図に示す方式が
従来からある。この方式ではＡフィールドでは奇数番の
ラインの画素信号を読み出し、偶数番のラインの画素信
号を捨てる、即ち転送するが出力信号として用いないよ
うにし、一方Ｂフィールドでは奇数番のラインの画素信
号を捨て、偶数番のラインの画素信号を読み出すように
している。なお第６図において矢印は信号の読出しを示
し、Ｘ印は信号を捨てることを示す。
［発明が解決しようとする課題］ 上記第６図に示した従来の方式では動解像度と垂直解
像度の双方の向上を図ることができ、フレーム蓄積駆動
方式やフィールド蓄積駆動方式の欠点を克服しうるので
あるが、画素信号の半量が捨てられてしまい出力信号と
して取り出さないため、感度が低下する。
像度の双方の向上を図ることができ、フレーム蓄積駆動
方式やフィールド蓄積駆動方式の欠点を克服しうるので
あるが、画素信号の半量が捨てられてしまい出力信号と
して取り出さないため、感度が低下する。
従って本発明は固体撮像素子を用いた電子カメラにお
ける動解像度と垂直解像度を高いレベルに維持しつつ出
力信号の感度を低下させることのない方式を提供するこ
とを目的とする。
ける動解像度と垂直解像度を高いレベルに維持しつつ出
力信号の感度を低下させることのない方式を提供するこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では２ラインの画素信
号が同時に読出しできる固体撮像素子を用い、一方のラ
インの読出し信号を遅延回路にて1H（１水平走査周期）
だけ遅延し、この遅延信号と同一ラインの遅延しない信
号と、他方のラインの読出し信号を互いに所定の比率で
加算する第１の加算器を設け、又この種の信号を互いに
他の所定の比率で加算する第２の加算器を設け、第２の
加算器の出力信号をノイズ低減回路を通して第１の加算
器の出力信号に加算する第３の加算器を設け、この第３
の加算器の出力信号を出力映像信号として用いるように
している。
号が同時に読出しできる固体撮像素子を用い、一方のラ
インの読出し信号を遅延回路にて1H（１水平走査周期）
だけ遅延し、この遅延信号と同一ラインの遅延しない信
号と、他方のラインの読出し信号を互いに所定の比率で
加算する第１の加算器を設け、又この種の信号を互いに
他の所定の比率で加算する第２の加算器を設け、第２の
加算器の出力信号をノイズ低減回路を通して第１の加算
器の出力信号に加算する第３の加算器を設け、この第３
の加算器の出力信号を出力映像信号として用いるように
している。
すなわち本発明によれば隣り合う２つの水平ラインの
一方で作られる第１信号と他方で作られる第２信号と同
時に読み出すことのできる２ライン同時読出型固体撮像
素子と、前記第１信号を遅延する遅延回路と、前記第１
信号、前記第２信号及び前記遅延回路の出力信号を所定
の比率で互いに加算する第１加算器と、前記第１信号、
前記第２信号及び前記遅延回路の出力信号を所定の比率
で互いに加算する第２加算器と、前記第２加算器の出力
信号中のノイズを低減するノイズ低減回路と、前記第１
加算器の出力信号と前記ノイズ低減回路を出力信号を互
いに加算する第３加算器とからなる電子カメラが提供さ
れる。
一方で作られる第１信号と他方で作られる第２信号と同
時に読み出すことのできる２ライン同時読出型固体撮像
素子と、前記第１信号を遅延する遅延回路と、前記第１
信号、前記第２信号及び前記遅延回路の出力信号を所定
の比率で互いに加算する第１加算器と、前記第１信号、
前記第２信号及び前記遅延回路の出力信号を所定の比率
で互いに加算する第２加算器と、前記第２加算器の出力
信号中のノイズを低減するノイズ低減回路と、前記第１
加算器の出力信号と前記ノイズ低減回路を出力信号を互
いに加算する第３加算器とからなる電子カメラが提供さ
れる。
［実施例］ 以下図面と共に本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の電子カメラの１実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例では固体撮像素子としてMOSイ
メージャ10を用いている。以下MOSイメージャ10を単に
撮像素子10という。撮像素子10の２つの出力は２つのプ
リアンプ12、14を各々介してフィールドスイッチ16に与
えられている。フィールドスイッチ16はフィールド判別
パルスにより２つの入力を切り換えて２つの出力信号を
端子16a、16bに送出するものであり、端子16aに現われ
る信号を第１信号、端子16bに現われる信号を第２信号
という。第１信号は第１加算器20と第２加算器22へ与え
られると共に1H遅延回路18（図では1HDLと示す）を介し
て第１加算器20へ与えられる。又第２信号は第１加算器
20と第２加算器22に与えられる。更に1H遅延回路18の出
力信号は第２加算器22にも与えられる。第２加算器22の
出力信号はノイズ低減回路として用いられるベースクリ
ップ回路24を介して第３加算器26に与えられ、第１加算
器20の出力信号と加算され、加算された出力信号が映像
出力信号となる。
ク図である。この実施例では固体撮像素子としてMOSイ
メージャ10を用いている。以下MOSイメージャ10を単に
撮像素子10という。撮像素子10の２つの出力は２つのプ
リアンプ12、14を各々介してフィールドスイッチ16に与
えられている。フィールドスイッチ16はフィールド判別
パルスにより２つの入力を切り換えて２つの出力信号を
端子16a、16bに送出するものであり、端子16aに現われ
る信号を第１信号、端子16bに現われる信号を第２信号
という。第１信号は第１加算器20と第２加算器22へ与え
られると共に1H遅延回路18（図では1HDLと示す）を介し
て第１加算器20へ与えられる。又第２信号は第１加算器
20と第２加算器22に与えられる。更に1H遅延回路18の出
力信号は第２加算器22にも与えられる。第２加算器22の
出力信号はノイズ低減回路として用いられるベースクリ
ップ回路24を介して第３加算器26に与えられ、第１加算
器20の出力信号と加算され、加算された出力信号が映像
出力信号となる。
第２図は第１図の撮像素子10すなわちMOSイメージャ1
0の内部を模式的に示した図である。この撮像素子10はa
1〜a263とb1〜b262で表す525本のライン上に画素を２次
元配列したもので水平スイッチ駆動回路30と垂直出力ス
イッチ32により画素信号が読み出され、垂直出力スイッ
チ32の出力から２つの出力信号Ａ′、Ｂ′が送出され
る。ここで出力信号Ａ′にはa1、a2、a3…の各ラインか
らの信号が、出力信号Ｂ′にはb1、b2、b3…の各ライン
からの信号が含まれる。今、各画素信号をライン番号を
用いて表せば、次のようになる。
0の内部を模式的に示した図である。この撮像素子10はa
1〜a263とb1〜b262で表す525本のライン上に画素を２次
元配列したもので水平スイッチ駆動回路30と垂直出力ス
イッチ32により画素信号が読み出され、垂直出力スイッ
チ32の出力から２つの出力信号Ａ′、Ｂ′が送出され
る。ここで出力信号Ａ′にはa1、a2、a3…の各ラインか
らの信号が、出力信号Ｂ′にはb1、b2、b3…の各ライン
からの信号が含まれる。今、各画素信号をライン番号を
用いて表せば、次のようになる。
Ａフィールド信号 （a1,b1），（a2,b2）… Ｂフィールド信号 （a2,b1），（a3,b2）… 第１図の電子カメラは次のように動作する。撮像素子
10の２つの出力線には隣接する２つのラインの画素信号
が各々独立に読み出されて出力される。第２図を用いて
説明したように、この２つの信号の内容はＡ、Ｂの各フ
ィールドでa1、a2…とb1、b2…のラインの上下関係が逆
転している。したがって、これを修正して正しい上下関
係とするためフィールドスイッチ16にて信号の切り換え
が行われる。
10の２つの出力線には隣接する２つのラインの画素信号
が各々独立に読み出されて出力される。第２図を用いて
説明したように、この２つの信号の内容はＡ、Ｂの各フ
ィールドでa1、a2…とb1、b2…のラインの上下関係が逆
転している。したがって、これを修正して正しい上下関
係とするためフィールドスイッチ16にて信号の切り換え
が行われる。
出力信号Ａ′がラインa2の信号（以下単にa2と書き他
の信号も同様に示す）を有し、出力信号Ｂ′がb2を有し
ているものとする。フィールドスイッチ16は図で上側の
入力信号を選択しており、1H遅延回路18にはb2が与えら
れる。このとき1H遅延回路18の出力には1H前の出力信号
Ｂ′に含まれていたb1が出力される。第１加算器20では
b1、a2、b2の３つの信号が1:2:1の比率で互いに加算さ
れる。第３図は第１加算器20及び第２加算器22の出力信
号並びに従来のフィールド蓄積方式の出力信号における
垂直方向空間周波数特性を示したものである。第３図か
ら分かるように第１加算器20の出力信号は垂直方向の空
間周波数特性がLPF特性となる。従来のフィールド蓄積
方式の出力信号と比較すると第１加算器20の出力信号の
方が高域での減衰度合が大きいことが分かる。
の信号も同様に示す）を有し、出力信号Ｂ′がb2を有し
ているものとする。フィールドスイッチ16は図で上側の
入力信号を選択しており、1H遅延回路18にはb2が与えら
れる。このとき1H遅延回路18の出力には1H前の出力信号
Ｂ′に含まれていたb1が出力される。第１加算器20では
b1、a2、b2の３つの信号が1:2:1の比率で互いに加算さ
れる。第３図は第１加算器20及び第２加算器22の出力信
号並びに従来のフィールド蓄積方式の出力信号における
垂直方向空間周波数特性を示したものである。第３図か
ら分かるように第１加算器20の出力信号は垂直方向の空
間周波数特性がLPF特性となる。従来のフィールド蓄積
方式の出力信号と比較すると第１加算器20の出力信号の
方が高域での減衰度合が大きいことが分かる。
一方第２加算器22にはb1、a2、b2の各信号が−1:2:−
１の比率で与えられて加算される。第２加算器22の出力
信号の垂直方向空間周波数特性は第３図に示すようにHP
F特性となっている。この信号は垂直エッジ成分と非相
関ノイズ成分からなる。一般に非相関ノイズはレベルが
小さいからベースクリップ回路24により除去することが
できる。従ってベースクリップ回路24の出力信号はほぼ
垂直エッジに起因する信号である。なおここで垂直エッ
ジ成分とは２フィールドの信号で垂直エッジとなるもの
をいう。これは例えば500TV本の白黒の横縞を撮像した
場合、第１図の第１加算器20の出力信号はＡ、Ｂフィー
ルド共に全体に灰色の画像信号となり、第２加算器22の
出力信号はＡフィールドでは全体に黒色の画像信号とな
り、Ｂフィールドでは全体に白色の画像信号となってお
り、第３加算器26の出力信号をノンインターレースモニ
タ上に表示したとき元の横縞の画像となるからである。
１の比率で与えられて加算される。第２加算器22の出力
信号の垂直方向空間周波数特性は第３図に示すようにHP
F特性となっている。この信号は垂直エッジ成分と非相
関ノイズ成分からなる。一般に非相関ノイズはレベルが
小さいからベースクリップ回路24により除去することが
できる。従ってベースクリップ回路24の出力信号はほぼ
垂直エッジに起因する信号である。なおここで垂直エッ
ジ成分とは２フィールドの信号で垂直エッジとなるもの
をいう。これは例えば500TV本の白黒の横縞を撮像した
場合、第１図の第１加算器20の出力信号はＡ、Ｂフィー
ルド共に全体に灰色の画像信号となり、第２加算器22の
出力信号はＡフィールドでは全体に黒色の画像信号とな
り、Ｂフィールドでは全体に白色の画像信号となってお
り、第３加算器26の出力信号をノンインターレースモニ
タ上に表示したとき元の横縞の画像となるからである。
ベースクリップ回路24の出力信号は第３加算器26に与
えられ、第１加算器20の出力信号に加算される。ここで
第３図から分るように第３加算器26入力される２つの信
号は特性が互いに逆であるから、第３加算器26の出力信
号の垂直周波数特性をフラットにすることができる。す
なわち従来のフィールド蓄積方式に比較して垂直解像度
を改善することができる。
えられ、第１加算器20の出力信号に加算される。ここで
第３図から分るように第３加算器26入力される２つの信
号は特性が互いに逆であるから、第３加算器26の出力信
号の垂直周波数特性をフラットにすることができる。す
なわち従来のフィールド蓄積方式に比較して垂直解像度
を改善することができる。
上記第３加算器26での加算において、ベースクリップ
回路24の出力信号には非相関ノイズが含まれていないと
考えてよいから、この加算を行うことによってはS/Nの
劣化はほとんどない。
回路24の出力信号には非相関ノイズが含まれていないと
考えてよいから、この加算を行うことによってはS/Nの
劣化はほとんどない。
ここで従来のフィールド蓄積方式、第６図に示した従
来の方式及び本発明の方式における第１加算器20の出力
のランダムノイズの比較をする。一般にランダムノイズ
は垂直方向に周波数特性を持たない。このランダムノイ
ズをｎとして上記各方式におけるS/NをN1、N2、N3とす
ると次のようになる。
来の方式及び本発明の方式における第１加算器20の出力
のランダムノイズの比較をする。一般にランダムノイズ
は垂直方向に周波数特性を持たない。このランダムノイ
ズをｎとして上記各方式におけるS/NをN1、N2、N3とす
ると次のようになる。
（１）従来のフィールド蓄積方式（２行独立読み出しし
た信号を加算するもの） 垂直周波数特性はcosθで表され、θの０〜π/2の範
囲でみると、 （２）第６図の方式（２行独立読み出しの信号のうち一
方を捨てるもの） 垂直周波数特性は１で表されるから、 （３）本発明の第１図における第１加算器20の出力垂直
周波数特性は で表されるから同様にして、 従ってN1 2とN3 2を比較すると となり、又N2 2とN3 2を比較すると すなわち、第１加算器20の出力信号はSNが従来のフィ
ールド蓄積方式に較べて1.24dB、又第３図の従来の方式
に較べて4.24dB改善されている。ベースクリップ回路24
の出力にはランダムノイズがほとんど含まれていないの
で第３加算器26の出力信号についても同様のことが言え
る。
た信号を加算するもの） 垂直周波数特性はcosθで表され、θの０〜π/2の範
囲でみると、 （２）第６図の方式（２行独立読み出しの信号のうち一
方を捨てるもの） 垂直周波数特性は１で表されるから、 （３）本発明の第１図における第１加算器20の出力垂直
周波数特性は で表されるから同様にして、 従ってN1 2とN3 2を比較すると となり、又N2 2とN3 2を比較すると すなわち、第１加算器20の出力信号はSNが従来のフィ
ールド蓄積方式に較べて1.24dB、又第３図の従来の方式
に較べて4.24dB改善されている。ベースクリップ回路24
の出力にはランダムノイズがほとんど含まれていないの
で第３加算器26の出力信号についても同様のことが言え
る。
第１図の実施例ではノイズ低減回路としてベースクリ
ップ回路24を用いたが、LPFを用いてもよい。これはMOS
イメージャの出力ノイズは三角ノイズであり、垂直エッ
ジ成分の高域をカットすればノイズ成分の大部分がなく
なり、又垂直エッジ成分の高域、すなわち斜エッジ成分
をカットしても画質に大きな影響を与えないからであ
る。
ップ回路24を用いたが、LPFを用いてもよい。これはMOS
イメージャの出力ノイズは三角ノイズであり、垂直エッ
ジ成分の高域をカットすればノイズ成分の大部分がなく
なり、又垂直エッジ成分の高域、すなわち斜エッジ成分
をカットしても画質に大きな影響を与えないからであ
る。
また、第１図の実施例では固体撮像素子としてMOSイ
メージャを用いたが、独立して２ラインの信号を読み出
すことのできる固体撮像素子ならどのようなものでも使
用可能である。固体撮像素子としてCCDを用いる場合に
は、第１図のフィールドスイッチ16は不要となる。従っ
てこの場合は第１図のプリアンプ12、14（CCD素子に内
蔵）の出力をそのまま用いることとなる。
メージャを用いたが、独立して２ラインの信号を読み出
すことのできる固体撮像素子ならどのようなものでも使
用可能である。固体撮像素子としてCCDを用いる場合に
は、第１図のフィールドスイッチ16は不要となる。従っ
てこの場合は第１図のプリアンプ12、14（CCD素子に内
蔵）の出力をそのまま用いることとなる。
また、第３の加算器26での加算の割合において垂直エ
ッジ成分をやや多めにすることにより垂直エッジ強調を
行うことができる。
ッジ成分をやや多めにすることにより垂直エッジ強調を
行うことができる。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したことから明らかなように、本発明
の電子カメラでは動解像度と垂直解像度を高いレベルに
維持しつつ、出力信号のS/Nを劣化させることがなく、
高品質の画像を提供することが可能となる。
の電子カメラでは動解像度と垂直解像度を高いレベルに
維持しつつ、出力信号のS/Nを劣化させることがなく、
高品質の画像を提供することが可能となる。
第１図は本発明の電子カメラの１実施例を示すブロック
図、第２図は第１図に示した固体撮像素子の内部を模式
的に示した図、第３図は第１図における第１加算器及び
第２加算器の出力信号並びに従来のフィールド蓄積方式
の出力信号における垂直方向空間周波数特性を示す図、
第４図は従来のフレーム蓄積駆動方式を示す図、第５図
は従来のフィールド蓄積駆動方式を示す図、第６図は動
解像度を向上しつつ垂直解像度の向上も行う従来方式を
説明する図である。 10……固体撮像素子、12、14……プリアンプ 16……フィールドスイッチ、18……1H遅延回路 20、22、26……加算器、24……ベースクリップ回路
図、第２図は第１図に示した固体撮像素子の内部を模式
的に示した図、第３図は第１図における第１加算器及び
第２加算器の出力信号並びに従来のフィールド蓄積方式
の出力信号における垂直方向空間周波数特性を示す図、
第４図は従来のフレーム蓄積駆動方式を示す図、第５図
は従来のフィールド蓄積駆動方式を示す図、第６図は動
解像度を向上しつつ垂直解像度の向上も行う従来方式を
説明する図である。 10……固体撮像素子、12、14……プリアンプ 16……フィールドスイッチ、18……1H遅延回路 20、22、26……加算器、24……ベースクリップ回路
Claims (2)
- 【請求項１】隣り合う２つの水平ラインの一方で作られ
る第１信号と他方で作られる第２信号を同時に読み出す
ことのできる２ライン同時読出型固体撮像素子と、前記
第１信号を遅延する遅延回路と、前記第１信号、前記第
２信号及び前記遅延回路の出力信号を所定の比率で互い
に加算する第１加算器と、前記第１信号、前記第２信号
及び前記遅延回路の出力信号を所定の比率で互いに加算
する第２加算器と、前記第２加算器の出力信号中のノイ
ズを低減するノイズ低減回路と、前記第１加算器の出力
信号と前記ノイズ低減回路の出力信号を互いに加算する
第３加算器とからなる電子カメラ。 - 【請求項２】前記固体撮像素子の２つの出力信号を垂直
同期信号に応じて切り換えて前記第１信号及び前記第２
信号を送出するフィールドスイッチを有する請求項１記
載の電子カメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63073560A JP2569707B2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 電子カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63073560A JP2569707B2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 電子カメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01245771A JPH01245771A (ja) | 1989-09-29 |
| JP2569707B2 true JP2569707B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=13521763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63073560A Expired - Lifetime JP2569707B2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 電子カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569707B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01314078A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-19 | Hitachi Ltd | ビデオカメラの信号処理回路 |
-
1988
- 1988-03-28 JP JP63073560A patent/JP2569707B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01245771A (ja) | 1989-09-29 |
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