JP3162015B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に関するも
のであり、特に静止画記録の動作と、通常のビデオカメ
ラとしての動作との両方に好適な光電変換部の駆動制御
手段を備えた撮像装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図１は、従来のカラー撮像装置に用いら
れている色フィルタ配置の一例を示す平面図である。原
色フィルタであるＲ（赤）,Ｇ（緑）,Ｂ（青）を同図の
ように配置したものは、ベイヤー配列と呼ばれ、各々が
１つの画素をなしている。 【０００３】信号読み出しは、あるフィールドで第１行
の画素を順次読み出し、次に第３行，第５行…と奇数行
を順次読出した後、次のフィールドでは第２行，第４行
…偶数行を読み出してインタレースを行なっている。 【０００４】図２は前記図１の色フィルタ配置を有する
光電変換部１を用いた撮像装置の一つである電子カメラ
の構成ブロック図を示す。図２中の11,12,13はそれぞれ
色フィルタG,R,Bに対応する信号g,r,bが出力される、光
電変換部１の出力端子である。２は1H遅延線,3はマトリ
ックス回路およびプロセス回路などの通常の信号処理回
路,4は不図示の磁気シートなどの記録媒体に記録するた
めに、画像信号の変調などを行なう記録回路,5は記録ヘ
ッド,6は撮像画像のモニタ、7は不図示の記録ボタンに
より、不図示のシャッタ，絞り，光電変換部１の駆動，
記録回路４などを制御し、静止画記録の動作を制御する
制御回路,8は光電変換部１の駆動を行なう駆動回路であ
る。 【０００５】上記した1H遅延線が必要な理由は、図１に
示す画素の第ｎ行と次に読み出される（ｎ＋２）行にお
いて、いずれかにｒ信号かｂ信号が欠除しているためで
ある。すなわち、第（ｎ−２）行でｇとｒ信号，第ｎ行
でｇとｂ信号，第（ｎ＋２）行でｇとｒ信号というよう
に順次、図２の駆動回路８により読み出される。 【０００６】このため、第ｎ行のｇとｂ信号の読み出し
が行なわれる水平走査期間には、第ｎ−２行のｒ信号を
合わせて輝度信号、および色信号を作り次の水平走査期
間では第（ｎ＋２）行のg,r信号が読み出され、第ｎ行
のｂ信号と組合せて輝度及び色信号を作る必要があるの
である。このように、従来の色フィルタ配列で得られる
画素を用い、各行を飛びこし読み出しをすることにより
フレーム画（静止画）を得ることができる。 【０００７】これをもとに、図２のブロック図において
不図示の記録媒体にフレーム画を記録する動作について
説明する。まず、不図示の記録ボタンが押された場合、
不図示のシャッタを閉じ、光電変換部１のすべての画素
の読み出しが終った後、駆動回路８により読み出し動作
を停止する。その読み出し動作停止後、不図示の絞りと
シャッタを制御回路７で制御し、適度に光電変換部１に
露光を行なう。 【０００８】その後、駆動回路８を駆動し、上記した画
素の読み出し動作を行ない、フレーム画信号を取りだ
し、信号処理回路3,記録回路４をへて記録ヘッド５によ
り、不図示の記録媒体に記録する。このフレーム画読み
出しを行なった後には、光電変換部１には画像信号は残
っておらず、すべての情報が不図示の記録媒体に記録さ
れる。 【０００９】ところで、撮像装置の一つである電子カメ
ラといえども、基本的にはビデオカメラと変わらないの
で、ビデオカメラとしての機能を持たせ、連続的に撮像
することができる。そして、撮像した信号を、モニタ６
上に動画像として映すことが可能である。 【００１０】しかし、このビデオカメラモード時には以
下に述べる欠点を有する。すなわち、カメラパン時など
に生ずるフレーム残像により、画面が尾をひくようにち
らついて見え、画質が著しく劣化してしまうことであ
る。これはフレーム画撮像を行なう通常の放送用カメラ
などの撮像管で写した動画像は、撮像管のビーム巾が大
きいので、１フィールド分読み出したならば、撮像面の
すべての情報がなくなる。つまり、例えばNTSC方式では
1/60秒間蓄積された画像信号が生成されるのに対し、前
記電子カメラのフレーム読出しでは1/30秒間蓄積された
画像信号が得られるからである。 【００１１】すなわち、電子カメラに最適なセンサのフ
レーム画読みだし方法をとっている場合はパンニングに
よる空間周波数の低下が倍となり、かつ尾をひくように
見える残像の大きさも倍となるので、通常のテレビ画面
を見ている者にとって非常に気になる画像劣化として見
えることになる。 【００１２】さらに、1/60秒と1/30秒との画像蓄積時間
差は２倍ではあるが、フリツカ同様、検知限からみる
と、倍以上の劣化の感じとなり、モニタ上に映し出され
る動画像は著しく悪化するという欠点がある。 【００１３】ところで、このようなビデオカメラモード
と電子カメラモードとで、それぞれに適した撮像信号を
得ようとするアイデアとして特開昭58-220577号公報記
載の「撮像装置」がある。同文献中に示された発明では
フレームランスファ形のセンサ及びその駆動方法を変更
してビデオカメラモード（同文献中では「ムービ撮
像」）ではテレビジョン受像機で再生可能な撮像出力を
センサから取り出すようにしたものである。 【００１４】しかし、同実施例によれば電子カメラモー
ド（同文献中では「スチル撮像」）の場合画像出力順序
等においてそのままテレビジョン受像機で再生が不可能
な出力しか得られない欠点がある。 【００１５】すなわちスチル撮像であってもムービー撮
像と同じく、テレビジョン受像機用信号と同様な信号を
得ることにより信号処理系を簡略化できることが望まし
いが、同文献中の発明ではそれが不可能な特殊な撮像出
力となる欠点がある。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の欠点を
除去するためになされたものであり、この目的はより高
画質なモニタ情報を出力する撮像装置を提供することに
ある。 【００１７】 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電子カメラモードとビデオカメラモー
ドとに分け、ビデオカメラモード時には、光電変換部の
同一画素をフィールド周波数分の１毎、すなわちセンサ
の最小垂直走査期間（１フィールド期間）毎に１度は走
査することにより、フレーム残像をなくした点に特徴が
ある。 【００１８】上記光電変換部の同一画素をフィールド期
間毎に１度は走査する走査例としては、表１に示すNo.1
〜No.5の５通りがある。電子カメラモード時はすべて従
来と同じ飛び越し走査である。 【００１９】 【表１】 【００２０】 【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。 【００２１】図３は本発明の一実施例のブロック図であ
る。同図において、前記図２と同一の符号は、同一また
は同等部分をあらわしている。 【００２２】71は制御回路,701は電子スイッチ,81は電
子カメラモード時に光電変換部１の駆動を行なう静止画
時駆動回路,82はビデオカメラモード時に光電変換部１
の駆動を行なう動画時駆動回路,91は絞りやシャッタ機
構をもつレンズ,92は電子カメラのシャッタスイッチ,31
は前記図２における1H遅延線２や信号処理回路３などを
すべて含んだ信号処理回路である。 【００２３】この信号処理回路31は、この発明の属する
分野の者であれば、光電変換部１の画素配列とその読み
出し順序を知ることにより容易に構成できるので、ここ
では、その詳細を省略する。 【００２４】本発明の実施例は上記の構成であって、以
下その動作を図４に示す各部の信号波形図を用いて説明
する。図４中、（イ）は、シャッタスイッチ92を押した
場合に生ずるシャッタパルス、（ロ）は、動画時駆動回
路82と静止画時駆動回路81を切替える切替パルス、
（ハ）は、レンズ91のシャッタ動作を表わすシャッタ動
作パルス、（ニ）は、光電変換部１の読出し信号を不図
示の円板等の記録媒体に記録する記録パルスである。 【００２５】通常、図３の回路は、シャッタスイッチ92
が押される前は、ビデオカメラモードによるモニタ動作
を行なっている。すなわち、動画時駆動回路82により、
前述した表の５通りの走査例のいずれか１つの走査例に
よって、光電変換部１の駆動を行ない、この光電変換部
１より連続的に撮像信号を抽出し、この撮像信号を信号
処理回路31により、ビデオ信号としてモニタ６に出力
し、モニタ６上に動画像を映し出すものである。 【００２６】上記のビデオカメラモードの状態におい
て、シャッタスイッチ92が押された場合、図４のシャッ
タパルス （イ）を受けた制御回路71は、図４の切替パルス （ロ）を発生し、電子スイッチ701を静止画時駆動回路8
1に切替える。つまり、電子カメラモードとなる。 【００２７】このとき、同時に図４のシャッタ動作パル
ス（ハ）により、ビデオカメラモードにおけるレンズ91
の例えば自動絞りなどの動作を中止し、シャッタ機構を
動作させてシャッタを閉じ、外光の光電変換部の受光部
への照射を中断させる。 【００２８】その直後、静止画時駆動回路81は、光電変
換部１に蓄積されていた電荷を全て読出した後、読出し
を停止し、レンズ91による結像画の蓄積を行なう状態と
なる。 【００２９】この状態となった後、レンズ91のシャッタ
機構によりシャッタを開けて光電変換部１の受光部に露
光する。シャッタを閉じて露光を終了した後、静止画時
駆動回路81は、光電変換部１を前述した飛越し走査し
て、前記の表に示すように、奇フィールドでは2n−１
（奇数列）の画素列を、偶フィールド2n（偶数列）の画
素列を読み出し、通常のフレーム読出しを行なう。 【００３０】また、同時に、図４の記録パルス（ニ）に
より記録回路４を動作させ、フレーム信号を記録ヘッド
５を通じて不図示の記録媒体に記録する。記録後、制御
回路71は図４の切替パルス（ロ）を反転させ、電子スイ
ッチ701を動画時駆動回路82に切替えて、通常のビデオ
信号を発生させるビデオカメラモードとする。 【００３１】以上の一連の動作は、すべて経時的に行な
われる。この場合における詳しい信号処理の仕方や動
作、例えばシャッタが閉じて、不図示の露出装置によ
り、被写体照度に応じて一定時間シャッタを開けること
や、同時に絞りの制御を行なうこと、シャッタスピード
を優先で決めたりすることなどは通常のカメラの一連の
動作と同じであり、また、光電変換部１の動作制御も、
この発明の属する分野の者であれば容易に構成し得るの
で、説明を省略した。 【００３２】以下に、前記の表に示したビデオカメラモ
ードにおける５通りの走査例について説明する。 【００３３】No.1の走査例では、2n−１（奇数）列の画
素列を読み出し、偶数列をすてることによりフレーム残
像を防ぐ場合である。 【００３４】No.2の走査例では、2n（偶数）列の画素を
読み出し、奇数列をすてることによりフレーム残像を防
ぐ場合である。 【００３５】このNo.1,No.2の２つの走査例では、１フ
ィールド毎に同一受光素子を読み出すため、光電変換部
１の出力がフレーム読出し時の半分となっているので、
信号処理回路31でそれを補正する。 【００３６】No.3の走査例では、隣接する画素列１と2,
3と4,5と６…の順に読み出し、No.4の走査例では隣接す
る画素列２と3,4と5,6と７…の順に読み出す。つまり、
No.3,No.4の走査例は２画素列を同時に読み出し、１フ
ィールド期間にすべての画素を読む場合を示している。 【００３７】この場合の信号処理は画素フィルタの種類
や配置によって変わってくる。これを図１の色フィルタ
配置を例にとり説明する。 【００３８】まず、No.3の走査例で得られる画素情報出
力は、前記の表から明らかなように、No.1とNo.2の走査
例で得られる光電変換部１の画素情報出力を加算したも
のと同じで、第１の走査では、信号r,g,r,g,…が、第２
の走査では信号g,b,g,b…が出力され、同一順序で信号
が出力される。単に、２線同時読み出しなので、信号出
力の大きさが２倍（ただしフレーム読出し時と同じ）と
なっているだけであり、信号処理としては前の例と変わ
らない。 【００３９】No.4の場合、図１の色フィルタ配置の２列
と３列から分かるように２線同時読出し信号自体が信号
r,g,bをもっている。このため、この２列自体から輝度
信号と色信号を生成することができ、垂直方向の解像度
の点からもこの信号自体で生成するのが望ましい。 【００４０】図５は前記No.4の走査例を実施する電子カ
メラの主要部のブロック図である。図５において、前記
図３と同一の符号は、同一または同等部分をあらわして
いる。31aは電子カメラモード時の信号処理回路,31bは
ビデオカメラモード時の信号処理回路,702は上記信号処
理回路31aと同31bを切替える電子スイッチ,703は端子で
あり、前記図３のように記録回路４とモニタ６に接続さ
れている。 【００４１】電子カメラモードでは、電子スイッチ701,
702により駆動回路81,信号処理回路31aが接続される。
ビデオカメラモードでは逆に駆動回路82,信号処理回路3
1bが接続されフィールド読み出しを行なう。 【００４２】以上の読み出しでは、読み出される画素列
が毎フィールド同じで、インタレース走査は行なってい
ないので、垂直方向の解像度が低下している。 【００４３】そこで前記の表のNo.5の走査例に示すよう
な駆動を行ない、擬似インタレース走査をすることによ
って、ビデオカメラモードでも垂直方向の解像度の劣化
を少なくすることができる。 【００４４】ただし、この場合、２線同時読出し信号自
体で輝度信号と色信号を生成することが望ましく同時に
電子カメラモード時にも垂直方向の劣化をおさえるため
１画素列の信号のみで輝度信号と色信号を生成すること
が望まれる。 【００４５】これは、本発明の本質が、ビデオカメラモ
ードで使用する場合には光電変換部１の出力として表１
に示したように毎フィールド毎に走査されてリセットさ
れた絵素の信号のみを使用するところにある。すなわ
ち、フィールド期間毎に１度はリセットされる信号を用
いてフレーム残像を除去した撮像画を得ることを目的と
するので、２線同時読出し方式のように１フィールド期
間に全ての信号をリセットする光電変換部１の駆動方法
を実施する場合、電子カメラモードでの信号生成と同様
の生成方法を実施しても本発明の目的とする動画に適し
た撮像画が得られるが、さらに良好な撮像画を得る目的
で上記のような信号生成を行うことが望まれる。 【００４６】これは確かに電子カメラモードと同様に奇
フィールドでは2n-1の行のラインの偶フィールドでは2n
の行のラインの信号を用いて信号生成を行えば垂直方向
の解像度を確保することができるが、解像度が良好にな
り過ぎて動画に余り適しない画質になることがあるため
である。すなわちこの場合垂直方向の開口率が約50パー
セントとなっているので100パーセントの場合に比べ垂
直方向の解像度は増加しているが両方向のモワレも増加
しさらにこのモワレがインタレース走査のためフリッカ
してしまう。電子カメラモードではシャッタ撮像による
静止画のためこの妨害は検知しにくいのに対し、ビデオ
カメラモードでは撮像画が動くため動きにつれてこのモ
ワレ自体が増減し、場合によっては見苦しい画面とな
る。そこで撮像管の信号生成と同じく約100パーセント
の開口率をもつように上述のように２線同時読出し信号
自体で信号生成を行なうことによりモワレの増加を防ぐ
ことが望ましい。このような条件下では、従来例で示し
たベイヤー配列は使用できず、他の配列が必要となる。 【００４７】以上の条件を満たす色フィルタ配置例を図
６に示す。これにより、電子カメラモード時とビデオカ
メラモード時のそれぞれの要求が満たされる。すなわ
ち、同一列に配置されているフィルタにより生ずる。 【００４８】Ｗ（ホワイト）＝ｇ＋ｒ＋ｂ Cy（シアン）＝ｇ＋ｂ Ye（イエロー）＝ｇ＋ｒ の信号をマトリックス操作することにより、輝度信号と
色信号が抽出できることによる。これらの色フィルタ配
置において、W,Cy,Yeは、ただ１つにきまるものではな
く、他にR,G,BやR,G,CyやG,R,G,B…などで示されるよう
に、１ラインで輝度信号と色信号が取れるものであれ
ば、どのような配置でも可能である。 【００４９】図７は他の色フィルタ配置例を示すもので
例えば奇数列の各画素間に偶数列の画素を位置させた△
配置における例を示す。この配置によれば、前記の各例
に比べて、さらに水平解像度を高くすることができる。 【００５０】以上、単板式について述べたが、多板式で
も同じような駆動により、電子カメラモードとビデオカ
メラモードの画質の改善を計ることができる。 【００５１】図８に２板式の実施例を示す。図８におい
て、92はレンズ,10は分光系,1001はＧ信号用の光電変換
部,1002はR,B信号用の光電変換部,101はハーフミラーも
しくはダイクロイツクフィルタである。前記101がＧ反
射のダイクロイツクフィルタである場合は、明らかなよ
うに、Ｇ信号用の光電変換部1001のＧの色フィルタは不
要である。 【００５２】図９（ａ），（ｂ）は図８の実施例で用い
る色フィルタ配置例を示すが、輝度信号と色信号を２板
から生成すればよいことから、この色フィルタ配置はこ
れだけに限らないことはいうまでもない。また、ハーフ
ミラーで光電変換部の一方から輝度信号他方から色信号
を取ってもよいことは明らかである。この２板式の画素
列走査は前記の表に示したどの走査例を用いてもよい
が、特に、No.5の走査例が最適である。 【００５３】図１０は３板式の実施例を示す。図１０に
おいて、92はレンズ、101は分光系であり、図示のよう
なR,G,Bの分解系が望ましい。1001,1003,1004はそれぞ
れG,B,R信号用の光電変換部であり、その各光電変換部
の走査は前記の表に示す走査例でよいことは明らかであ
る。 【００５４】上記２板式,３板式のいずれにおいても、
プリズムによって分光する例を示したが、リレーレンズ
系でもよいことはいうまでもない。また色フィルタ配置
も輝度信号および色信号を生成するものであれば、どの
ような配置でも可能である。 【００５５】以上のことは本発明が、ビデオカメラモー
ド時のフレーム残像を除くことを、フィールド期間毎に
１度は同一画素を走査することで実現したことからも明
らかであり、色フィルタ、分光系および光電変換部配置
は、実施例だけに限定されるものではない。 【００５６】また以上の説明において、シャッタボタン
を押せば自動的にビデオカメラモードから電子カメラモ
ードに変更されてフレーム画記録が行なわれるとして説
明したが、不図示のスイッチなどの操作により電子カメ
ラモードからビデオカメラモードに変換されてフィール
ド画記録が行なわれるようにしてもよい。また、図には
特に示さなかったが、ビデオカメラモードでは、例えば
電子ビューフアインダなどにより、撮影アングルなどを
決めればよいが、ビデオカメラモードとして通常使用し
ない場合があるため、レンズにTTLなどの手段を付加し
ておいて、ビデオカメラモードのときは動作させず、電
子カメラ単独で使用してもよいものである。 【００５７】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればフレーム画記録可能な撮像装置においてビデオ
カメラとして用いる場合、フィールド期間毎に１度は同
一画素を走査するようにしたから、フレーム残像がなく
なり、モニタ上に良好な画面が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】従来のカラー撮像装置に用いられる色フィルタ
配置図。 【図２】従来の電子カメラのブロック図。 【図３】本発明の第１実施例を示すブロック図。 【図４】図３の実施例の動作を説明するための波形図。 【図５】本発明の第２実施例を示す要部のブロック図。 【図６】本発明の実施に好適な色フィルタ配置図。 【図７】本発明の実施に好適な色フィルタ配置図。 【図８】２板式の実施例を示す配置図。 【図９】（ａ），（ｂ）は図８の装置に用いるのに好適
な色フィルタ配置図。 【図１０】３板式の実施例を示す配置図である。 【符号の説明】 １…光電変換部、 ２…１Ｈ遅延線、 ３…信号処理回路、 ４…記録回路、 ５…記録ヘッド、 ６…モニタ、 ７…制御回路、 ８…駆動回路、 ９１…レンズ、 ９２…シャッタスイッチ、 １０…分光系、 ８１…静止画時駆動回路、 ８２…動画時駆動回路、 ３１（３１ａ，３１ｂ）…信号処理回路、 １００１，１００２，１００３，１００４…光電変換
部、 ７０１，７０２…電子スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/91 (72)発明者 増田 美智雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 鮎沢 巌 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−181369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−220577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−48455（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−215877（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．複数本の画素行を有する光電変換部と、 前記光電変換部に到達する光の経路を遮断するシャッタ
   と、 前記光電変換部に対して、第１のフィールドでは２Ｎ−
   １行を、第２のフィールドでは２Ｎ行の信号を読み出す
   インターレース走査を行って静止画用画像信号を抽出す
   る第１の駆動回路と、 前記光電変換部に対して、第１のフィールドでは２Ｎ−
   １行と２Ｎ行を、第２のフィールドでは２Ｎ行と２Ｎ＋
   １行の信号を読み出す擬似インターレース走査を行って
   動画用画像信号を抽出する第２の駆動回路と、 前記光電変換部から読み出された画像信号を処理する信
   号処理回路と、 前記光電変換部から出力された画像信号を表示するモニ
   タと、 前記第１の駆動回路による前記光電変換部の駆動と、前
   記第２の駆動回路による前記光電変換部の駆動とを切り
   換える切り換え回路と、 前記静止画用画像信号の記録と、前記切り換え回路にお
   ける前記第２の駆動回路による駆動から前記第１の駆動
   回路による駆動への切り換えを指示するシャッタスイッ
   チと、 前記光電変換部から出力された画像信号を記録する記録
   回路と、 前記第２の駆動回路により抽出された動画用画像信号を
   前記モニタに表示させた状態において、 前記シャッタスイッチが押された場合には、前記第２の
   駆動回路による駆動から前記第１の駆動回路による駆動
   に切り換えるように前記切り換え回路を制御し、前記シ
   ャッタを動作させて所定時間の露光を行うことにより、
   前記第１の駆動回路により前記静止画用画像信号を抽出
   させ、前記記録回路により抽出された前記静止画用画像
   信号を記録させ、 前記静止画用画像信号を抽出した後に、前記第１の駆動
   回路による駆動から前記第２の駆動回路による駆動に切
   り換えるように前記切り換え回路を制御し、前記シャッ
   タを開放状態にすることにより、前記第２の駆動回路に
   前記動画用画像信号を抽出させるように制御する制御回
   路と、 を設けたことを特徴とする撮像装置。