JP3232576B2 - カラーテレビジョンカメラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像手段により得られ
る３原撮像出力信号をディジタル化して、ディジタル的
な信号処理によりＮＴＳＣ（National Television Syst
em Committee）方式及びＰＡＬ（Phase Alternation by
Line ）方式のカラービデオ信号を形成して出力するカ
ラーテレビジョンカメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラーテレビジョンカメラ装置
は、撮像手段により得られる被写体像の３原撮像出力信
号から、ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式などの標準テレビジ
ョン方式に適合した輝度信号と色差信号を形成するよう
になっている。そして、従来のカラーテレビジョンカメ
ラ装置は、標準テレビジョン方式毎の装置として提供さ
れていた。

【０００３】ここで、３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを輝度信号
Ｙと色差信号Ｉ，Ｑに変換して伝送するＮＴＳＣ方式で
は、３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、 Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ なる式でＹ信号が与えられ、また、 Ｉ＝０．６０Ｒ−０．２８Ｇ−０．３２Ｂ Ｑ＝０．２１Ｒ−０．５２Ｇ＋０．３１Ｂ なる各式でＩ，Ｑ信号が与えられる。そして、上記Ｉ信
号の帯域特性は、１．３ＭＨｚでの減衰が２ｄＢ以下
で、３．６ＭＨｚでの減衰が２０ｄＢ以上の範囲に入る
ように規定されている。また、上記Ｑ信号の帯域特性
は、０．４ＭＨｚでの減衰が２ｄＢ以下で、０．５ＭＨ
ｚでの減衰が６ｄＢ以下、０．６ＭＨｚでの減衰が６ｄ
Ｂ以上の範囲に入るように規定されている。

【０００４】そこで、ＮＴＳＣ方式のカラーテレビジョ
ンカメラ装置では、撮像手段により得られる被写体像の
３原撮像出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂからマトリクス演算により
上記Ｙ信号とＩ，Ｑ信号を形成し、上記帯域特性の条件
を満たすように、上記Ｉ，Ｑ信号に対してローパスフィ
ルタにより帯域制限を施すようにしている。

【０００５】また、３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを輝度信号Ｙ
と色差信号Ｕ，Ｖに変換して伝送するＰＡＬ方式では、
３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、 Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ なる式でＹ信号が与えられ、また、 Ｖ＝Ｒ−Ｙ Ｕ＝Ｂ−Ｙ なる式でＶ，Ｕ信号が与えられる。そして、上記Ｕ，Ｖ
信号の各帯域特性は、１．３ＭＨｚでの減衰が３ｄＢ以
下で、４ＭＨｚでの減衰が２０ｄＢ以上の範囲に入るよ
うに規定されている。

【０００６】そこで、ＰＡＬ方式のカラーテレビジョン
カメラ装置では、撮像手段により得られる被写体像の３
原撮像出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂからマトリクス演算により上
記Ｙ信号とＵ，Ｖ信号を形成し、上記帯域特性の条件を
満たすように、上記Ｕ，Ｖ信号に対してローパスフィル
タにより帯域制限を施すようにしている。

【０００７】また、従来より、電荷結合素子(CCD:charg
e coupled device) 等により形成した離散的な絵素構造
を有する固体イメージセンサを撮像部に用いた固体撮像
装置では、上記固体イメージセンサ自体がサンプリング
系であるために、上記固体イメージセンサによる撮像出
力信号に空間サンプリング周波数ｆs からの折り返し成
分が混入することが知られている。そして、カラー画像
を撮像するカラーテレビジョンカメラ装置では、緑色画
像撮像用の固体イメージセンサと赤色絵素および青色絵
素用の色コーディングフィルタを設けた固体イメージセ
ンサにより三原色画像を撮像する二板式固体撮像装置
や、三原色画像を個別の固体イメージセンサにより撮像
する三板式固体撮像装置等の多板式固体撮像装置が実用
化されている。

【０００８】さらに、従来より、上記多板式固体撮像装
置における解像度の向上を図るための手法として、緑色
画像撮像用の固体イメージセンサに対して、絵素の空間
サンプリング周期の１／２だけ、赤色画像撮像用および
青色画像撮像用の固体イメージセンサをずらして配置す
るようにした所謂空間絵素ずらし法が知られている。こ
の空間絵素ずらし法を採用することによって、アナログ
出力の多板式固体撮像装置では、固体イメージセンサの
画素数の限界を越える高い解像度を実現することができ
る。

【０００９】また、ディジタル技術の普及に伴い、映像
関連機器のディジタル化が進められており、４：２：２
ディジタルコンポーネント映像信号（Ｄ１規格）やディ
ジタルコンポジット映像信号（Ｄ２規格）を取り扱うビ
デオテープレコーダも開発されている。

【００１０】上記４：２：２ディジタルコンポーネント
映像信号（Ｄ１規格）では、ＮＴＳＣ方式及びＰＡＬ方
式ともに１３．５ＭＨｚのサンプリング周波数ｆｓが採
用され、また、ディジタルコンポジット映像信号（Ｄ２
規格）では、ＮＴＳＣ方式及びＰＡＬ方式ともに色副搬
送周波数ｆ_SCの４倍のサンプリング周波数ｆｓ＝４ｆ_SC
が採用されている。さらに、ＰＡＬ方式の映像関連機器
では、クロックレートｆｓとして上記１３．５ＭＨｚ，
４ｆ_SC＝１７．７ＭＨｚの他に、ＰＡＬ方式における水
平走査周波数ｆ_H の９０８倍のクロックレートｆs ＝９
０８ｆ_H や９４４倍のクロックレートｆs ＝９４４ｆ_H
などが採用される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＮＴＳ
Ｃ方式やＰＡＬ方式などの標準テレビジョン方式では、
方式毎に色差信号の帯域特性が規定されているので、上
記ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式などの標準テレビジョン方
式の撮像動作を行うカラーテレビジョンカメラ装置で
は、撮像手段により得られる被写体像の３原撮像出力信
号Ｒ，Ｇ，Ｂから形成される色差信号に、各方式におけ
る帯域特性の条件を満たすように、ローパスフィルタに
より帯域制限を施す必要がある。また、撮像出力信号に
対する信号処理をディジタル信号処理により行うカラー
テレビジョンカメラ装置では、そのクロックレートｆｓ
として、ＮＴＳＣ方式の場合、Ｄ１規格に対応する１
３．５ＭＨｚやＤ２規格に対応する４ｆ_SCが採用され、
また、ＰＡＬ方式の場合、Ｄ１規格に対応する１３．５
ＭＨｚやＤ１規格に対応する４ｆ_SC＝１７．７ＭＨｚや
９０８ｆ_H ，９４４ｆ_H が採用されるため、テレビジョ
ン方式別に、またクロックレートｆs 毎にディジタル信
号処理部を構成する必要があった。

【００１２】そこで、本発明は、上述の如き問題点に鑑
み、ＣＣＤ等の離散的な絵素構造を有する固体イメジー
センサによる撮像出力についてディジタル信号処理を施
すカラーテレビジョンカメラ装置において、共通のロー
パスフィルタにより色差信号の帯域制限を行い、ＮＴＳ
Ｃ方式の輝度信号及び色差信号とＰＡＬ方式の輝度信号
及び色差信号を選択的に得ることができるようにするこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカラーテレ
ビジョンカメラ装置は、上述の目的を達成するために、
被写体像を撮像して３原色撮像信号を出力する撮像手段
と、上記撮像手段により得られる３原色撮像信号をディ
ジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、上記ア
ナログ・ディジタル変換手段により得られるディジタル
３原色撮像信号に基づいてＮＴＳＣ方式の輝度信号及び
色差信号又はＰＡＬ方式の輝度信号及び色差信号を選択
的に形成する形成手段と、上記撮像手段から１３．５Ｍ
Ｈｚの読み出しクロックにより各絵素の撮像電荷が読み
出す撮像動作において、上記ＮＴＳＣ方式におけるＩ信
号の帯域特性を規定している１．３ＭＨｚでの減衰が２
ｄＢ以下となる条件と上記ＰＡＬ方式におけるＶ信号の
帯域特性を規定している４ＭＨｚでの減衰が２０ｄＢ以
上となる条件を満たす周波数特性を有する低域通過フィ
ルタを備え、上記形成手段により形成される上記ＮＴＳ
Ｃ方式及びＰＡＬ方式の各色差信号に上記低域通過フィ
ルタによるディジタルフィルタリング処理により所定の
帯域制限を施すようにしたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明に係るカラーテレビジョンカメラ装置で
は、撮像手段により得られる３原色撮像信号をアナログ
・ディジタル変換手段でディジタル化したディジタル３
原色撮像信号から、ＮＴＳＣ方式の輝度信号及び色信号
又はＰＡＬ方式の輝度信号及び色信号を形成手段により
選択的に形成する。また、上記撮像手段から１３．５Ｍ
Ｈｚの読み出しクロックにより各絵素の撮像電荷が読み
出す撮像動作において、上記ＮＴＳＣ方式におけるＩ信
号の帯域特性を規定している１．３ＭＨｚでの減衰が２
ｄＢ以下となる条件と上記ＰＡＬ方式におけるＶ信号の
帯域特性を規定している４ＭＨｚでの減衰が２０ｄＢ以
上となる条件を満たす周波数特性を有する低域通過フィ
ルタによるディジタルフィルタリング処理により、上記
ＮＴＳＣ方式及びＰＡＬ方式の各色信号に所定の帯域制
限を施す。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係るカラーテレビジョンカメ
ラ装置の一実施例について、図面に従い詳細に説明す
る。本発明に係るカラーテレビジョンカメラ装置は、例
えば図１に示すように構成される。

【００１６】この図１に示すカラーテレビジョンカメラ
装置は、撮像レンズ１から光学的ローパスフィルタ２を
介して入射される撮像光Ｌ_i を色分解プリズム３により
三原色光成分に分解して、被写体像の三原色画像を三枚
のＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより撮像す
る三板式固体撮像装置に本発明を適用し、ＮＴＳＣ方式
及びＰＡＬ方式のアナログコンポジットビデオ信号を選
択的に出力できるようにしたしたものである。

【００１７】この実施例において、カラーテレビジョン
カメラ装置の撮像部を構成している上記三枚のＣＣＤイ
メージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、空間絵素ずらし法を
採用して、図２に示すように、緑色画像撮像用のＣＣＤ
イメージセンサ４Ｇに対して、絵素の空間サンプリング
周期τ_s の１／２だけ、赤色画像撮像用および青色画像
撮像用のＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，４Ｂをずらして配
置されている。

【００１８】そして、上記三枚のＣＣＤイメージセンサ
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、図示しないＣＣＤ駆動回路によっ
て駆動され、次に述べる第１乃至第６の動作モードに応
じて設定されるサンプリング周波数ｆs の読み出しクロ
ックにより各絵素の撮像電荷が読み出される。

【００１９】上記第１及び第２の動作モードはＮＴＳＣ
方式の撮像動作を行う動作モードであって、この第１の
動作モードではＤ１規格に対応する１３．５ＭＨｚの読
み出しクロックにより各絵素の撮像電荷が読み出され、
また、上記第２の動作モードではＮＴＳＣ方式の色副搬
送周波数ｆ_SCの４倍のサンプリング周波数ｆs すなわち
Ｄ２規格に対応するサンプリング周波数ｆs ＝４ｆ_SCの
読み出しクロックにより各絵素の撮像電荷が読み出され
る。

【００２０】また、上記第３乃至第６の動作モードは、
ＰＡＬ方式の撮像動作を行う動作モードであって、上記
第３の動作モードではＤ１規格に対応する１３．５ＭＨ
ｚの読み出しクロックにより各絵素の撮像電荷が読み出
され、また、上記第４の動作モードでは、ＰＡＬ方式の
色副搬送周波数ｆ_SCの４倍のサンプリング周波数ｆsす
なわちＤ２規格に対応するサンプリング周波数ｆs ＝４
ｆ_SCの読み出しクロックにより各絵素の撮像電荷が読み
出され、また、上記第５の動作モードでは、ＰＡＬ方式
の水平走査周波数ｆ_Hの９０８倍のサンプリング周波数
ｆs ＝９０８ｆ_H の読み出しクロックにより各絵素の撮
像電荷が読み出され、さらに、上記第６の動作モードで
は、ＰＡＬ方式の水平走査周波数ｆ_H の９４４倍のサン
プリング周波数ｆs ＝９４４ｆ_H の読み出しクロックに
より各絵素の撮像電荷が読み出される。

【００２１】上記空間絵素ずらし法を採用した三枚のＣ
ＣＤイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、被写体像の三
原色画像について、上記緑色画像撮像用のＣＣＤイメー
ジセンサ４Ｇと上記赤色画像撮像用および青色画像撮像
用の各ＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，４Ｂとがτ_s ／２だ
けずれた位置を空間サンプリングする。従って、上記各
ＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂによる三原色撮
像出力信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*は、その信号スペクトラム
を図３の（Ａ）及び図４の（Ａ）に示してあるように、
上記ＣＣＤイメージセンサ４Ｇによる緑色撮像出力信号
Ｓ_G*の上記サンプリング周波数ｆs の成分と上記各ＣＣ
Ｄイメージセンサ４Ｒ，４Ｂによる赤色撮像出力信号Ｓ
_R*および青色撮像出力信号Ｓ_B*の上記各サンプリング周
波数ｆsの成分とが互いに逆位相となっている。

【００２２】ここで、上記図３の（Ａ）には、上記第１
及び第２の動作モードすなわちＮＴＳＣ方式の撮像動作
を行う場合に、上記各ＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，４
Ｇ，４Ｂにより得られる三原色撮像出力信号Ｓ_R*，
Ｓ_G*，Ｓ_B*の信号スペクトラムを示してある。また、上
記図４の（Ａ）には、上記第３乃至第６の動作モードす
なわちＰＡＬ方式の撮像動作を行う場合に、上記各ＣＣ
Ｄイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより得られる三原
色撮像出力信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*の信号スペクトラムを
示してある。

【００２３】そして、上記サンプリング周波数ｆs の読
み出しクロックにより上記ＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，
４Ｇ，４Ｂから読み出される各撮像出力信号Ｓ_R*，
Ｓ_G*，Ｓ_B*は、それぞれバッファアンプ５Ｒ，５Ｇ，５
Ｂを介してアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂに供給される。

【００２４】これら各Ａ／Ｄ変換器６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ
は、上記各撮像出力信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*のサンプリン
グレートｆs に等しいクロックレートすなわち上記ＣＣ
Ｄイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの読み出しクロック
と同じクロック周波数ｆs のクロックが図示しないタイ
ミングジェネレータにより与えられている。そして、上
記Ａ／Ｄ変換器６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは、上記各撮像出力信
号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*を上記クロックレートｆs でそのま
まディジタル化して、上記各撮像出力信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，
Ｓ_B*の上記図３の（Ａ）又は上記図４の（Ａ）に示した
スペクトルと同じ出力スペクトルの各ディジタル色信号
Ｄ_R*，Ｄ_G*，Ｄ_B*を形成する。

【００２５】上記Ａ／Ｄ変換器６Ｒ，６Ｇ，６Ｂにより
得られる各ディジタル色信号Ｄ_R*，Ｄ_G*，Ｄ_B*は、補間
処理部７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに供給される。これら補間処理
部７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、上記ｆsレートの各撮像出力信
号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*にそれぞれ補間処理を施すことによ
って、上記クロックレートｆsの２倍のクロックレート
２ｆs の各ディジタル色信号Ｄ_R** ，Ｄ_G** ，Ｄ_B** を
形成する。

【００２６】すなわち、このカラーテレビジョンカメラ
装置では、上記空間絵素ずらし法を採用した三枚のＣＣ
Ｄイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂによる撮像部と、上
記ＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからｆs のサ
ンプリングレートで読み出される各撮像出力信号Ｓ_R*，
Ｓ_G*，Ｓ_B*を上記サンプリングレートｆs に等しいｆs
レートでディジタル化する上記Ａ／Ｄ変換器６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂと、これらのＡ／Ｄ変換器６Ｒ，６Ｇ，６Ｂに
より得られる各ディジタル色信号Ｄ_R*，Ｄ_G*，Ｄ_B*にそ
れぞれ補間処理を施すことによって上記ｆs レートの２
倍の２ｆs レートの各ディジタル色信号Ｄ_R** ，Ｄ
_G** ，Ｄ_B** を形成する上記補間処理部７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂとにより、図３の（Ｂ）又は図４の（Ｂ）に示すよう
な周波数分布の２ｆs レートのディジタル３原色撮像出
力信号として上記各ディジタル色信号Ｄ_R** ，Ｄ_G** ，
Ｄ_B** を出力する撮像信号発生手段が構成される。

【００２７】ここで、上記空間絵素ずらし法を採用した
各ＣＣＤイメージセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂによる３原色
撮像出力信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*は、上述のように緑色撮
像出力信号Ｓ_G*の位相と赤色撮像出力信号Ｓ_R*および青
色撮像出力信号Ｓ_B*の各位相とがπずれているので、こ
れらを直接演算できないが、上記補間処理部７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂにより補間処理を施すことによって、上記２ｆ
s レートの各ディジタル色信号Ｄ_R** ，Ｄ_G** ，Ｄ_B**
とすることにより位相が揃うので、後段側でプロセス処
理等をディジタル演算処理で行うことができる。

【００２８】なお、上記撮像信号発生手段は、空間絵素
ずらし法を採用せずに高い解像度を確保できる絵素数の
十分に多い固体イメージセンサを撮像部に用いることに
より、上記補間処理等を必要とすることなく、Ａ／Ｄ変
換手段から２ｆs レートのディジタル３原色撮像出力信
号を発生するようにしても良い。

【００２９】上記撮像信号発生手段を構成している上記
補間処理部７Ｒ，７Ｇ，７Ｂにより得られる２ｆs レー
トの各ディジタル色信号Ｄ_R**，Ｄ_G** ，Ｄ_B** は、マ
トリクス回路８に供給される。

【００３０】上記マトリクス回路８は、上記２ｆs レー
トの各ディジタル色信号Ｄ_R** ，Ｄ_G** ，Ｄ_B** につい
てのマトリクス演算処理によって、２ｆs レートのディ
ジタル輝度信号Ｄ_Y** とｆs レートの各ディジタル色差
信号Ｄ_C1* ，Ｄ_C2* とを形成する。このマトリクス回路
８における上記ｆs クロックレートの各ディジタル色差
信号Ｄ_C1* ，Ｄ_C2* の形成に際しては、上記２ｆs レー
トの各ディジタル色信号Ｄ_R** ，Ｄ_G** ，Ｄ_B** につい
て、少なくとも上記ｆs の周波数に零点を１つ有するプ
リフィルタを介して上記各ディジタル色信号Ｄ_R** ，Ｄ
_G** ，Ｄ_B** をダウンサンプルすることにより、上記ｆ
s レートの各ディジタル色差信号Ｄ_C1* ，Ｄ_C2* を形成
する。

【００３１】ここで、上記マトリクス回路８は、上記第
１乃至第６の動作モードに応じてマトリクス演算処理の
内容が切り換えられるようになっている。そして、上記
第１及び第２の動作モードでは、ＮＴＳＣ方式のマトリ
クス演算処理を行い、図３の（Ｃ）に示すように、２ｆ
s レートのディジタル輝度信号Ｄ_Y** とｆs レートの各
ディジタル色差信号Ｄ_I*，Ｄ_Q*とを形成する。また、上
記第３乃至第６の動作モードでは、ＰＡＬ方式のマトリ
クス演算処理を行い、図４の（Ｃ）に示すように、２ｆ
s レートのディジタル輝度信号Ｄ_Y** とｆs レートの各
ディジタル色差信号Ｄ_U*，Ｄ_V*とを形成する。

【００３２】そして、上記マトリクス回路８は、上記２
ｆs レートのディジタル輝度信号Ｄ_Y** を遅延回路９を
介して加算回路１４に供給するとともに信号出力端子２
１から出力する。また、上記マトリクス回路８は、上記
２ｆs なるクロックレートの各ディジタル色信号
Ｄ_R** ，Ｄ_G** ，Ｄ_B** をダウンサンプルすることによ
り形成した上記ｆs レートの各ディジタル色差信号Ｄ
_C1* （Ｄ_I*／Ｄ_V*），Ｄ_C2* （Ｄ_Q*／Ｄ_U*）を各ローパ
スフィルタ１０，１１を介して変調回路１２に供給す
る。

【００３３】上記マトリクス回路８により形成される上
記ディジタル色差信号Ｄ_C1* すなわち第１及び第２の動
作モードにおけるＮＴＳＣ方式のディジタル色差信号Ｄ
_I*又は第３乃至第６の動作モードにおけるＰＡＬ方式の
ディジタル色差信号Ｄ_V*が供給される上記ローパスフィ
ルタ１０は、ＮＴＳＣ方式において規定された色差信号
Ｉの帯域特性の条件を満たすように帯域制限するディジ
タルフィルタリング処理を上記ＮＴＳＣ方式のディジタ
ル色差信号Ｄ_I*に施し、また、ＰＡＬ方式において規定
された色差信号Ｖの帯域特性との条件を満たすように帯
域制限するディジタルフィルタリング処理を上記ＰＡＬ
方式のディジタル色差信号Ｄ_V*に施すものである。

【００３４】ここで、上記ローパスフィルタ１０は、図
５に上述の各動作モードにおけるＩ信号およびＵ，Ｖ信
号の減衰規定値を示してあるように、ＮＴＳＣ方式にお
けるＩ信号の帯域特性を規定している１．３ＭＨｚでの
減衰が２ｄＢ以下となる条件を上記第１の動作モードす
なわちＮＴＳＣ方式のＤ１規格の撮像動作において満た
し、ＰＡＬ方式におけるＶ信号の帯域特性を規定してい
る４ＭＨｚでの減衰が２０ｄＢ以上となる条件を満たす
フィルタ特性とすることにより、上述の第１乃至第６の
動作モードにおいて、上記ＮＴＳＣ方式におけるＩ信号
の帯域特性及びＰＡＬ方式におけるＶ信号の帯域特性の
各規定を満たす帯域制限処理を行うことができる。

【００３５】上記ローパスフィルタ１０としては、例え
ば数１で与えられる伝達関数Ｈ₁₀（ｚ）で示されるフィ
ルタリング処理を施すものが用いられ、図６に等価的な
ブロック構成を示すように第１乃至第４のフィルタブロ
ック１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにより構成され
る。

【数１】

【００３６】上記第１のフィルタブロック１０Ａは、上
記マトリクス回路８から供給される上記ディジタル色差
信号Ｄ_C1* （Ｄ_I*／Ｄ_V*）に対して、数２で与えられる
伝達関数Ｈ_10A （ｚ）で示されるフィルタリング処理を
施す。そして、この第１のフィルタブロック１０Ａは、
その出力信号を上記第２のフィルタブロック１０Ｂに供
給する。

【数２】

【００３７】上記第２のフィルタブロック１０Ｂは、上
記第１のフィルタブロック１０Ａの出力信号に対して、
数３で与えられる伝達関数Ｈ_10B （ｚ）で示されるフィ
ルタリング処理を施す。そして、この２のフィルタブロ
ック１０Ｂは、その出力信号を上記第３のフィルタブロ
ック１０Ｃに供給する。

【数３】

【００３８】上記第３のフィルタブロック１０Ｃは、上
記第２のフィルタブロック１０Ｂの出力信号に対して、
数４で与えられる伝達関数Ｈ_10C （ｚ）で示されるフィ
ルタリング処理を施す。そして、この第３のフィルタブ
ロック１０Ｃは、その出力信号を上記第４のフィルタブ
ロック１０Ｄに供給する。

【数４】

【００３９】上記第４のフィルタブロック１０Ｄは、上
記第３のフィルタブロック１０Ｃの出力信号に対して、
数５で与えられる伝達関数Ｈ_10D （ｚ）で示されるフィ
ルタリング処理を施す。そして、この第４のフィルタブ
ロック１０Ｄは、その出力信号を上記変調回路１２に供
給する。

【数５】

【００４０】また、上記マトリクス回路８により形成さ
れる上記ディジタル色差信号Ｄ_C2*すなわち上記第１及
び第２の動作モードにおけるＮＴＳＣ方式のディジタル
色差信号Ｄ_Q*又は上記第３乃至第６の動作モードにおけ
るＰＡＬ方式のディジタル色差信号Ｄ_U*が供給される上
記ローパスフィルタ１１は、例えば数６で与えられる伝
達関数Ｈ_11Q （ｚ）で示されるフィルタリング処理を上
記ＮＴＳＣ方式のディジタル色差信号Ｄ_Q*に施し、ま
た、数７で与えられる伝達関数Ｈ_11U （ｚ）で示される
フィルタリング処理を上記ＰＡＬ方式のディジタル色差
信号Ｄ_U*を施すものであって、図７に等価的なブロック
構成を示すように、第１乃至第７のフィルタブロック１
１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１
Ｇにより構成される。

【数６】

【数７】

【００４１】上記第１のフィルタブロック１１Ａは、上
記マトリクス回路８から供給される上記ディジタル色差
信号Ｄ_C2* （Ｄ_Q*／Ｄ_U*）に対して、上記第１及び第２
の動作モードと上記第３乃至第６の動作モードとで切り
換えられる２種類の伝達関数Ｈ_11AQ（ｚ），Ｈ
_11AU（ｚ）で示されるフィルタリング処理を施す。そし
て、この第１のフィルタブロック１１Ａは、その出力信
号を上記第２のフィルタブロック１１Ｂに供給する。

【００４２】すなわち、この第１のフィルタブロック１
１Ａは、上記第１及び第２の動作モードにおいて上記マ
トリクス回路８により形成される上記ディジタル色差信
号Ｄ_C2* すなわち上記ＮＴＳＣ方式のディジタル色差信
号Ｄ_Q*に対して、数８で与えられる伝達関数Ｈ
_11AQ（ｚ）で示されるフィルタリング処理を施し、その
出力信号を上記第２のフィルタブロック１１Ｂに供給す
る。

【数８】

【００４３】また、この第１のフィルタブロック１１Ａ
は、上記第３乃至第６の動作モードにおいて上記マトリ
クス回路８により形成される上記ディジタル色差信号Ｄ
_C2*すなわち上記ＰＡＬ方式のディジタル色差信号Ｄ_U*
に対して、数９で与えられる伝達関数Ｈ_11AU（ｚ）で示
されるフィルタリング処理を施し、その出力信号を上記
第２のフィルタブロック１１Ｂに供給する。

【数９】

【００４４】上記第２のフィルタブロック１１Ｂは、上
記第１のフィルタブロック１１Ａの出力信号に対して、
数１０で与えられる伝達関数Ｈ_11B （ｚ）で示されるフ
ィルタリング処理を施す。そして、この第２のフィルタ
ブロック１１Ｂは、その出力信号を上記第３のフィルタ
ブロック１１Ｃに供給する。

【数１０】

【００４５】上記第３のフィルタブロック１１Ｃは、上
記第２のフィルタブロック１１Ｂの出力信号に対して、
数１１で与えられる伝達関数Ｈ_11C （ｚ）で示されるフ
ィルタリング処理を施す。そして、この第３のフィルタ
ブロック１１Ｃは、その出力信号を上記第４のフィルタ
ブロック１１Ｄと第５のフィルタブロック１１Ｅに供給
する。

【数１１】

【００４６】上記第４のフィルタブロック１１Ｄは、上
記第３のフィルタブロック１１Ｃの出力信号に対して、
数１２で与えられる伝達関数Ｈ_10D （ｚ）で示されるフ
ィルタリング処理を施す。そして、この第４のフィルタ
ブロック１１Ｄは、上記第３乃至第６の動作モードにお
いてその出力信号を上記変調回路１２に供給する。

【数１２】

【００４７】上記第５のフィルタブロック１１Ｅは、上
記第１及び第２動作モードにおいて、上記第３のフィル
タブロック１１Ｃの出力信号に対して、数１３で与えら
れる伝達関数Ｈ_11E （ｚ）で示されるフィルタリング処
理を施す。そして、この第５のフィルタブロック１１Ｅ
は、その出力信号を上記第６のフィルタブロック１１Ｆ
に供給する。

【数１３】

【００４８】上記第６のフィルタブロック１１Ｆは、上
記第１及び第２の動作モードにおいて、上記第５のフィ
ルタブロック１１Ｅの出力信号に対して、数１４で与え
られる伝達関数Ｈ_11F （ｚ）で示されるフィルタリング
処理を施す。そして、この第５のフィルタブロック１１
Ｆは、その出力信号を上記第７のフィルタブロック１１
Ｇに供給する。

【数１４】

【００４９】上記第７のフィルタブロック１１Ｇは、上
記第１及び第２の動作モードにおいて、上記第６のフィ
ルタブロック１１Ｆの出力信号に対して、数１５で与え
られる伝達関数Ｈ_11G （ｚ）で示されるフィルタリング
処理を施す。そして、この第７のフィルタブロック１１
Ｇは、その出力信号を上記出力信号を上記変調回路１２
に供給する。

【数１５】

【００５０】ここで、上記ローパスフィルタ１１の第１
のフィルタブロック１１Ａは、例えば図８に示すように
構成される。

【００５１】この第１のフィルタブロック１１Ａは、そ
れぞれ入力信号に１サンプリング周期に相当する遅延量
を与える縦続接続された第１乃至第８の遅延回路１０１
〜１０８を備え、第１の遅延回路１０１の出力信号と第
２の遅延回路１０２の出力信号が第１の切換回路１１１
を介して第３の遅延回路１０３に選択的に供給されると
ともに、第６の遅延回路１０６の出力信号と第７の遅延
回路１０７の出力信号が第２の切換器１１２を介して第
８の遅延回路１０８に選択的に供給されるようになって
いる。

【００５２】また、この第１のフィルタブロック１１Ａ
は、第１乃至第４の加算器１２１〜１２４を備え、上記
第３の遅延回路１０３の出力信号と第４の遅延回路１０
４の出力信号が第１の加算器１２１により加算され、こ
の第１の加算器１２１の加算出力信号と第５の遅延回路
１０５の出力信号が第２の加算器１２２により加算され
るようになっている。そして、上記第１の遅延回路１０
１に供給される入力信号と第８の遅延回路１０８の出力
信号とが第３の加算器１２３により加算され、上記第２
の加算器１２２の加算出力信号に係数回路１３０により
係数”２”を掛けた信号から上記第３の加算器の加算出
力信号を第４の加算器により減算して、所定のフィルタ
リング処理済の出力信号を出力するようになっている。

【００５３】このような構成の第１のフィルタブロック
１１Ａは、上記第２の遅延回路１０２の出力信号を上記
第３の遅延回路１０３に供給するように上記第１の切換
器１１１を切り換えるとともに、上記第７の遅延回路１
０７の出力信号を上記第８の遅延回路１０８に供給する
ように上記第２の切換器１１２を切り換えることによ
り、上述の第１及び第２の動作モードにおいて、上記マ
トリクス回路８により形成されるＮＴＳＣ方式のディジ
タル色差信号Ｄ_Q*に対して、上記数８で与えられる伝達
関数Ｈ_11AQ（ｚ）で示されるフィルタリング処理を施す
ことができる。

【００５４】また、この第１のフィルタブロック１１Ａ
は、上記第１の遅延回路１０１の出力信号を上記第３の
遅延回路１０３に供給するように上記第１の切換器１１
１を切り換えるとともに、上記第６の遅延回路１０６の
出力信号を上記第８の遅延回路１０８に供給するように
上記第２の切換器１１２を切り換えることにより、上述
の第３乃至第６の動作モードにおいて、上記マトリクス
回路８により形成されるＰＡＬ方式のディジタル色差信
号Ｄ_U*に対して、上記数９で与えられる伝達関数Ｈ_11AU
（ｚ）で示されるフィルタリング処理を施すことができ
る。

【００５５】そして、上記変調回路１２は、上記マトリ
クス回路８から上記各ローパスフィルタ１０，１１を介
して供給される図３の（Ｄ）又は図４の（Ｄ）に示すよ
うな信号スペクトラムの各ディジタル色差信号Ｄ
_C1* （Ｄ_I*／Ｄ_V*），Ｄ_C2* （Ｄ_Q*／Ｄ_U*）により、色
副搬送波を直交２軸変調する変調処理を行う。

【００５６】上記変調回路１１により得られるｆs レー
トの変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_* は、上記第１及び第２の
動作モードでは、ＮＴＳＣ方式における色副搬送波の周
波数ｆ_SCの奇数次高調波を含む図３の（Ｅ）に示すよう
な周波数分布の変調色信号に対応するものとなり、ま
た、上記第３乃至第６の動作モードでは、ＰＡＬ方式に
おけるサンプリング周波数ｆｓと色副搬送波周波数ｆ_SC
との差周波数ｆｓ−ｆ_SC及び和周波数ｆｓ＋ｆ_SCの信号
成分を含む図４の（Ｅ）に示すような周波数分布の変調
色信号に対応するものとなる。この変調回路１１により
得られるｆs レートの変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_* は、レ
ート変換回路１３を介して上記加算回路１４に供給され
るとともに信号出力端子２３から出力される。

【００５７】ここで、上記変調回路１１により得られる
ｆs レートの変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_* は、上述のよう
に、上記第１及び第２の動作モードではＮＴＳＣ方式に
おける色副搬送周波数ｆ_SCの奇数次高調波を含んでいる
ので、このままでは３ｆ_SCの周波数成分がコンポジット
ビデオ信号に影響を与えることになり、また、上記第３
乃至第６の動作モードではＰＡＬ方式におけるサンプリ
ング周波数ｆｓと色副搬送波周波数ｆ_SCとの差周波数ｆ
ｓ−ｆ_SC及び和周波数ｆｓ＋ｆ_SCの信号成分を含んでい
るので、このままではｆｓ−ｆ_SCの周波数成分がコンポ
ジットビデオ信号に影響を与えることになる。

【００５８】そこで、上記レート変換回路１３は、上記
変調回路１１により得られる上記ｆs レートの変調色差
信号ＭＯＤ．Ｃ_* について、上記第１及び第２の動作モ
ードでは図３の（Ｆ）に示すようなフィルタ特性により
ｆ_SCの周波数成分と７ｆ_SCの周波数成分を抽出するディ
ジタルフィルタリング処理を行い、８ｆ_SCの周波数に対
応する２ｆs レートの図３の（Ｇ）に示すような周波数
分布の変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_**を形成する。また、上
記第３乃至第６の動作モードでは、図４の（Ｆ）に示す
ようなフィルタ特性によりｆ_SCの周波数成分と２ｆｓ−
ｆ_SCの周波数成分を抽出するディジタルフィルタリング
処理を行い、２ｆs レートの図４の（Ｇ）に示すような
周波数分布の変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_**を形成する。

【００５９】ここで、上記レート変換回路１３は、色副
搬送周波数ｆ_sc成分を通過し、ｆs−ｆ_scの周波数成分
の通過を阻止するフィルタ特性を呈するディジタル・フ
ィルタにより構成される。このレート変換回路１３に用
いられるディジタル・フィルタは、ｆ_scの周波数で微係
数が略０で、ｆs −ｆ_scの周波数近傍に少なくとも１個
の零点を有するフィルタ特性を呈する構成とすれば良
い。

【００６０】上記レート変換回路１３は、上記変調回路
１１により得られる上記ｆs レートの変調色差信号ＭＯ
Ｄ．Ｃ_* について、このようなディジタルフィルタリン
グ処理を施すことにより、上記第１乃至第３の動作モー
ドで２ｆs レートの変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_**を形成
し、この２ｆs レートの変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_**を上
記加算回路１４に供給する。

【００６１】そして、上記加算回路１４は、上記マトリ
クス回路８から上記遅延回路９を介して供給される上記
２ｆs レートのディジタル輝度信号Ｄ_Y** に、上記レー
ト変換回路１３により得られる２ｆs レートの変調色差
信号ＭＯＤ．Ｃ_**を加算合成することにより、図３の
（Ｈ）又は図４の（Ｈ）に示すような周波数分布の２ｆ
s レートのディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CS**を
形成する。この２ｆs レートのディジタルコンポジット
ビデオ信号Ｄ_CS**は、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）
変換回路１５に供給される。

【００６２】なお、上記遅延回路９は、上記マトリクス
回路８が出力する各ディジタル色差信号Ｄ_C1* ，Ｄ_C2*
から上記２ｆs レートの変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_**を形
成するのに必要な処理時間に対応する遅延量を上記ディ
ジタル輝度信号Ｄ_Y** に与える。

【００６３】上記Ｄ／Ａ変換回路１５は、上記２ｆs レ
ートのディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CS**をアナ
ログ化して、略々４ｆ_scすなわちｆs よりも低い低域成
分を通過させる図３の（Ｉ）又は図４の（Ｉ）に示すよ
うなローパスフィルタ特性を有するポストフィルタ１６
を介して、ＮＴＳＣ方式又はＰＡＬ方式のアナログコン
ポジットビデオ信号ＣＳを信号出力端子２３から選択的
に出力する。

【００６４】上記信号出力端子２３から出力される上記
アナログコンポジットビデオ信号ＣＳは、上記２ｆs レ
ートのディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CS**をアナ
ログ化したものであるから、図３の（Ｊ）又は図４の
（Ｊ）に示すように、上記サンプリングレートｆs まで
輝度信号Ｙの帯域が拡大され、高解像度の画像を与える
ことができる。

【００６５】また、上記レート変換回路１３により得ら
れる２ｆs レートの変調色差信号ＭＯＤ．Ｃ_**は、上述
のように色副搬送周波数ｆ_sc成分を通過し、ｆs −ｆ_sc
の周波数成分の通過を阻止するフィルタ特性を呈するデ
ィジタル・フィルタによる補間処理によって形成したも
のであるから、上記第１及び第２の動作モードによりＮ
ＴＳＣ方式の撮像動作を行う場合に、上記図３の（Ｇ）
に示してあるように、３ｆ_SCの周波数成分を含んでいな
い。従って、上記２ｆs レートの変調色差信号ＭＯＤ．
Ｃ_**を上記２ｆs レートのディジタル輝度信号Ｄ_Y** に
加算合成した上記２ｆs レートのディジタルコンポジッ
トビデオ信号Ｄ_CS**をアナログ化して形成した上記アナ
ログコンポジットビデオ信号ＣＳは、色副搬送波の高調
波歪みを伴うことがない。

【００６６】また、上記第３乃至第６の動作モードによ
りＰＡＬ方式の撮像動作を行う場合にも、上記２ｆs レ
ートのディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CS**をディ
ジタル・アナログ変換手段によりアナログ化して、ｆs
よりも低い低域成分を通過させる図４の（Ｉ）に示すよ
うなローパス フィルタ特性を有するポストフィルタに
より帯域制限することによって、図４の（Ｊ）に示すよ
うに、折り返し成分を含むことなく、上記ｆs まで輝度
信号Ｙの帯域が拡大された高解像度の画像を与えるＰＡ
Ｌ方式のアナログコンポジットビデオ信号ＣＳを得るこ
とができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明に係るカラーテレビジョンカメラ
装置では、撮像手段により得られる３原色撮像信号をア
ナログ・ディジタル変換手段でディジタル化したディジ
タル３原色撮像信号から、ＮＴＳＣ方式の輝度信号及び
色信号又はＰＡＬ方式の輝度信号及び色信号を形成手段
により選択的に形成する。また、上記撮像手段から１
３．５ＭＨｚの読み出しクロックにより各絵素の撮像電
荷が読み出す撮像動作において、上記ＮＴＳＣ方式にお
けるＩ信号の帯域特性を規定している１．３ＭＨｚでの
減衰が２ｄＢ以下となる条件と上記ＰＡＬ方式における
Ｖ信号の帯域特性を規定している４ＭＨｚでの減衰が２
０ｄＢ以上となる条件を満たす周波数特性を有する低域
通過フィルタによるディジタルフィルタリング処理によ
り、上記ＮＴＳＣ方式及びＰＡＬ方式の各色信号に所定
の帯域制限を施すので、共通のローパスフィルタにより
色差信号の帯域制限を行い、ＮＴＳＣ方式の輝度信号及
び色差信号とＰＡＬ方式の輝度信号及び色差信号を選択
的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラーテレビジョンカメラ装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示したカラーテレビジョンカメラ装置に
おける各ＣＣＤイメージセンサの配設状態を示す模式図
である。

【図３】図１に示したカラーテレビジョンカメラ装置の
ＮＴＳＣ方式の撮像動作の説明に供する特性図である。

【図４】図１に示したカラーテレビジョンカメラ装置の
ＰＡＬ方式の撮像動作の説明に供する特性図である。

【図５】図１に示したカラーテレビジョンカメラ装置に
おいて、ＮＴＳＣ方式の色差信号ＩとＰＡＬ方式の色差
信号Ｖを共通のローパスフィルタにより帯域制限を行う
ためのフィルタ特性を示す特性線図である。

【図６】図１に示したカラーテレビジョンカメラ装置に
おいて、マトリクス回路により形成されるｆs レートの
一方のディジタル色差信号が供給されるローパスフィル
タの等価的な構成を示すブロック図である。

【図７】図１に示したカラーテレビジョンカメラ装置に
おいて、マトリクス回路により形成されるｆs レートの
他方のディジタル色差信号が供給されるローパスフィル
タの等価的な構成を示すブロック図である。

【図８】図６に示したローパスフィルタを構成している
第１のフィルタブロックの構成例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ・・・ＣＣＤイメージセンサ ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器 ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ・・・補間処理部 ８・・・・・・・・・・マトリクス回路 １０，１１・・・・・・・ローパスフィルタ １２・・・・・・・・・・変調回路 １４・・・・・・・・・・加算器 １５・・・・・・・・・・Ｄ／Ａ変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−89088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−191591（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−270495（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−246988（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−198290（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 9/00 - 9/78

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を撮像して３原色撮像信号を出
   力する撮像手段と、 上記撮像手段により得られる３原色撮像信号をディジタ
   ル化するアナログ・ディジタル変換手段と、 上記アナログ・ディジタル変換手段により得られるディ
   ジタル３原色撮像信号に基づいてＮＴＳＣ方式の輝度信
   号及び色差信号又はＰＡＬ方式の輝度信号及び色差信号
   を選択的に形成する形成手段と、 上記撮像手段から１３．５ＭＨｚの読み出しクロックに
   より各絵素の撮像電荷が読み出す撮像動作において、上
   記ＮＴＳＣ方式におけるＩ信号の帯域特性を規定してい
   る１．３ＭＨｚでの減衰が２ｄＢ以下となる条件と上記
   ＰＡＬ方式におけるＶ信号の帯域特性を規定している４
   ＭＨｚでの減衰が２０ｄＢ以上となる条件を満たす周波
   数特性を有する低域通過フィルタを備え、 上記形成手段により形成される上記ＮＴＳＣ方式及びＰ
   ＡＬ方式の各色差信号に上記低域通過フィルタによるデ
   ィジタルフィルタリング処理により所定の帯域制限を施
   すようにしたことを特徴とするカラーテレビジョンカメ
   ラ装置。