JP3271070B2 - 固体イメージセンサ - Google Patents

固体イメージセンサ

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JP3271070B2
JP3271070B2 JP18339491A JP18339491A JP3271070B2 JP 3271070 B2 JP3271070 B2 JP 3271070B2 JP 18339491 A JP18339491 A JP 18339491A JP 18339491 A JP18339491 A JP 18339491A JP 3271070 B2 JP3271070 B2 JP 3271070B2
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    • H04N2209/041Picture signal generators using solid-state devices
    • H04N2209/042Picture signal generators using solid-state devices having a single pick-up sensor
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子(CCD :
Charge Coupled Device )により形成されたCCDイメ
ージセンサなどの固体イメージセンサに関し、特に、複
数種類のクロックレートのディジタル画像データを出力
する固体撮像装置の撮像部に用いられる固体イメージセ
ンサに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、CCDイメージセンサなどの離
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
サによる撮像信号に空間サンプリング周波数fCCD から
の折り返し成分が混入することら知られている。従来、
撮像光学系に複屈折型の光学的ローパスフィルタを設け
て、撮像信号のベースバンド成分の高域成分を抑圧する
ことにより、上記固体イメージセンサによるサンプリン
グ系のナイキスト条件を満たすようにして、撮像信号の
ベースバンド成分への折り返し成分の発生を防止するよ
うにしている。
【0003】また、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。
【0004】さらに、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。
【0005】また、放送局などで使用する業務用のディ
ジタルビデオテープレコーダの規格として、D−1規格
やD−2規格などが規格化されており、これらの規格に
適合したディジタルビデオ関連機器に対するディジタル
インターフェースがカラーテレビジョンカメラ装置にも
必要とされている。
【0006】ここで、4:2:2ディジタルコンポーネ
ントビデオ信号の規格であるD−1規格では、サンプリ
ング周波数をNTSC方式における水平周波数f
H(NTSC) の858倍に当たるとともにPAL方式におけ
る水平周波数fH(PAL)) の864倍に当たる13.5M
Hzとし、どちらの方式での水平周波数の整数倍でロッ
クできるようになっている。また、ディジタルコンポジ
ットビデオ信号の規格であるD−2規格では、サンプリ
ング周波数をサブキャリヤの4倍の4FSCとし、サブキ
ャリヤとサンプリングクロックとのビート妨害を最小に
するようになっており、NTSC方式のサンプリング周
波数fS(NTSC) は14.3MHzでPAL方式のサンプ
リング周波数fS(PAL)は17.734MHzである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
D−1規格やD−2規格に適合したディジタル画像信号
を直接出力するようなカラーテレビジョンカメラ装置を
実現しようとする場合に、解像度が高く、折り返し歪み
の少ない画質の良好なディジタル画像信号を直接出力す
るためには、撮像部に使用する固体イメージセンサのサ
ンプリングレート(画素数)は、該固体イメージセンサ
に対するプリフィルタである光学的ローパスフィルタの
不完全さ、すなわち、光学的ローパスフィルタではなだ
らかなロールオフ特性しか得られれず、MTF特性を良
好にすることと折り返し歪み成分を少なくすることとの
両立が困難であるということを考慮すると、上記D−1
規格やD−2規格におけるサンプリングレートよりも高
くする必要がある。また、固体イメージセンサによる撮
像信号について、該固体イメージセンサの画素毎の欠陥
補正処理などをディジタル処理で行うことや、ビート妨
害が発生を防止することなどを考慮すると、固体イメー
ジセンサのサンプリングレートと、該固体イメージセン
サによる撮像信号をディジタル化するアナログディジタ
ル変換手段におけるサンプリングレートと一致させるこ
とが望ましい。そして、上述の如きD−1規格やD−2
規格に適合したディジタル画像信号を直接出力するよう
なカラーテレビジョンカメラ装置の撮像部には、画素数
がD−1規格やD−2規格に対応するように個別に設定
された各規格専用の固体イメージセンサが用いられてい
た。
【0008】そこで、本発明は、上述の如き実情に鑑
み、上述の如きD−1規格やD−2規格に適合したディ
ジタル画像信号を直接出力するカラーテレビジョンカメ
ラ装置の撮像部に用いられる固体イメージセンサの提供
を目的とし、D−1規格やD−2規格に適合したディジ
タル画像信号を形成することのできる撮像信号の得られ
る固体イメージセンサを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体イメー
ジセンサは、上述の目的を達成するために、第1の周波
数fCCD1の読み出しクロックレートで読み出される
撮像信号を上記読み出しクロックレートでディジタル化
した上記第1の周波数fCCD1の読み出しクロックレ
ートの撮像データが、 fSTD1=fCCD1・n/m (m及びn
は、m≧nなる整数) なるレート変換処理により第3の周波数fSTD1の送
り出しクロックレートの撮像データに変換され、第1の
規格に対応した第2の周波数fCCD2の読み出しクロ
ックレートで読み出される撮像信号を上記読み出しクロ
ックレートでディジタル化した上記第2の周波数f
CCD2の読み出しクロックレートの撮像データが、 fSTD2=fCCD2・n/m (m及びn
は、m≧nなる整数) なるレート変換処理により第2の規格に対応した第4の
周波数fSTD2の送り出しクロックレートの撮像デー
タに変換されるように画素数が設定されるとともに、上
記第3の周波数fSTD1のクロックレートの撮像デー
タによる画像のアスペクト比と上記第4の周波数f
STD2の送り出しクロックレートの撮像データによる
画像のアスペクト比が同じ状態となるユニットセルサイ
ズの画素を有することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明に係る固体イメージセンサは、第1の周
波数fCCD1又は第2の周波数fCCD2の読み出しクロック
レートで読み出される撮像信号を出力する。この撮像信
号は、上記読み出しクロックレートでディジタル化し
て、上記第1の周波数fCCD1又は第2の周波数fCCD2
読み出しクロックレートの撮像データの少なくとも一方
にレート変換処理を施すことにより、第3の周波数f
STD1又は第4の周波数fSTD2の送り出しクロックレート
の撮像データに変換できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る固体イメージセンサの一
実施例について、図面に従い詳細に説明する。本発明に
係る固体イメージセンサを適用した固体撮像装置の構成
を示す図1のブロック図に示してある。
【0012】この図1に示す固体撮像装置は、撮像レン
ズから光学的ローパスフィルタを介して入射される撮像
光を色分解プリズム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1
R,2G,1Bにより撮像するNTSC方式のカラーテ
レビジョンカメラ装置に本発明を適用し、D1規格に適
合した画像データとD2規格に適合した画像データとを
選択的に出力できるようにしたものである。
【0013】この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1
R,1G,1B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
1Gに対して、絵素の空間サンプリング周期τs 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1R,1Bをずらして配置されている。
そして、上記三枚のCCDイメージセンサ1R,1G,
1Bは、システムコントローラ11により切り換え制御
されるクロック切り換えスイッチ12を介して第1の読
み出しクロック発生器13からの第1の読み出しクロッ
クパルスCKCCD1又は第2の読み出しクロック発生器1
4からの第2の読み出しクロックパルスCKCCD2が供給
され、上記第1又は第2の読み出しクロックパルスCK
CCD1,CKCCD2により駆動されて、各絵素の撮像電荷が
読み出される。
【0014】上記第1の読み出しクロック発生器13
は、D1規格のサンプリング周波数fSTD1(858fH
=13.5MHz)のm1 /n1 倍(ただし、m1 ,n
1 はm1 >n1 なる整数)、例えばm1 =4,n1 =3
として、 fCCD1=fSTD1・m1 /n1 =858fH ・4/3 =1144fH =18.00MHz なるサンプリング周波数fCCD1(18.00MHz)の
第1の読み出しクロックパルスCKCCD1を出力する。ま
た、上記第2の読み出しクロック発生器14は、D2規
格のサンプリング周波数fSTD2(4fsc=14.3MH
z)のm2 /n2 倍(ただし、m2 ,n2 はm2 ≧n2
なる整数)、例えばm2 =5,n2 =4として、 fCCD2=fSTD2・m2 /n2 =4fsc・5/4 =5fsc =1137.5fH =17.898MHz なるサンプリング周波数fCCD2(17.898MHz)
の第2の読み出しクロックパルスCKCCD2を出力する。
そして、上記システムコントローラ11は、D1規格の
撮像動作モード(以下、D1モードという)時に上記第
1の読み出しクロックパルスCKCCD1を選択し、また、
D2規格の撮像動作モード(以下、D2モードという)
時に上記第2の読み出しクロックパルスCKCCD2を選択
するように、上記クロック切り換えスイッチ12の切り
換え制御を行う。
【0015】ここで、上記D1モード時に18.00M
Hzのサンプリング周波数fCCD1の第1の読み出しクロ
ックパルスCKCCD1により各絵素の撮像電荷が読み出さ
れるCCDイメージセンサの実効画素数(最終的なシス
テムブランキング内にある画素数)N1 (NH ×NV
は、fCCD1=1144fH であるから、1水平操作期間
を63.556secとし、ブランキング期間を10.
9μsecとすると、1ライン当たり、 NH =1144×(63.556−10.9)/63.
556 =947.8 であって、垂直方向の実効画素数V1 を485として、 N1 =947.8H ×485V となる。また、上記D2モード時に17.898MHz
のサンプリング周波数fCCD1の第2の読み出しクロック
パルスCKCCD2により各絵素の撮像電荷が読み出される
CCDイメージセンサの実効画素数(最終的なシステム
ブランキング内にある画素数)N2 (NH ×NV )は、
CCD2=1137.5fH であるから、1水平操作期間
を63.556secとし、ブランキング期間を10.
9μsecとすると、1ライン当たり、 NH =1137.5×(63.556−10.9)/6
3.556 =942.4 であって、 N2 =942.4H ×485V となる。
【0016】そして、2/3”光学系(8.8H ×6.
V=11.0D )に適用する場合の理想的ユニットセ
ルサイズは、D1モードで9.29μmH ×13.61
μmV となり、また、D2モードで9.34μmH ×1
3.61μmV となる。そこで、この実施例では、上記
各CCDイメージセンサ1R,1G,1Bのユニットセ
ルサイズを9.3μmH ×13.6μmV としてある。
この9.3μmH ×13.6μmV のユニットセルサイ
ズのCCDイメージセンサによる撮像出力画像の対角及
びアスペクトレシオの誤差は、D1モードにおける対角
の誤差が+0.08%でアスペクトレシオの誤差が−
0.23%となり、また、D2モードにおける対角の誤
差が−0.3%でアスペクトレシオの誤差が+0.35
%となり、無視できる。
【0017】なお、上記各CCDイメージセンサ1R,
1G,1Bのユニットセルサイズを9.25μmH ×1
3.5μmV とすると、対角及びアスペクトレシオの誤
差は、D1モードにおける対角の誤差が−0.5%でア
スペクトレシオの誤差が−0.4%となり、また、D2
モードにおける対角の誤差が−0.9%でアスペクトレ
シオの誤差が+0.15%となる。また、上記各CCD
イメージセンサ1R,1G,1Bのユニットセルサイズ
を9.2μmH ×13.5μmV とすると、対角及びア
スペクトレシオの誤差は、D1モードにおける対角の誤
差が−0.7%でアスペクトレシオの誤差が+0.1%
となり、また、D2モードにおける対角の誤差が−1.
3%でアスペクトレシオの誤差が+0.7%となる。
【0018】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1R,1G,1B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1G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1R,1Bとがτs /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1R,1G,1Bによる三原色撮
像信号SR*,SG*,SB*は、上記第1の読み出しクロッ
クパルスCKCCD1により読み出しを行うD1モード時の
信号スペクトラムを図3に示し、また、上記第2の読み
出しクロックパルスCKCCD2により読み出しを行うD2
モード時の信号スペクトラムを図4に示てあるように、
上記CCDイメージセンサ1Gによる緑色撮像信号SG*
の上記サンプリング周波数fCCD1,fCCD2の成分と上記
各CCDイメージセンサ1R,1Bによる赤色撮像信号
R*および青色撮像信号SB*の上記サンプリング周波数
CCD1,fCCD2の成分とが互いに逆位相となっている。
【0019】そして、上記第1又は第2の読み出しクロ
ックパルスCKCCD1,CKCCD2により上記CCDイメー
ジセンサ1R,1G,1Bから読み出される各色撮像信
号SR*,SG*,SB*は、それぞれ相関二重サンプリング
処理やレベル制御などを行うアナログ処理回路2R,2
G,2Bを介してアナログディジタル(A/D)変換器
3R,3G,3Bに供給される。
【0020】これら各A/D変換器3R,3G,3B
は、上記各色撮像信号SR*,SG*,SB*のサンプリング
レートに等しいクロックレートすなわち上記読み出しク
ロックパルスCKCCD1,CKCCD2と同じサンプリング周
波数fCCD1,fCCD2のクロックパルスCKAD1 CKAD2
が上記クロック切り換えスイッチ12を介して選択的に
供給されている。そして、上記A/D変換器3R,3
G,3Bは、上記各色撮像信号SR*,SG*,SB*を上記
クロックパルスCKAD1 CKAD2により上記読み出しク
ロックレートでそのままディジタル化して、上記各色撮
像信号SR*,SG*,SB*のスペクトルと同じ信号スペク
トルの各ディジタル色信号DR*,DR*,DB*を形成す
る。
【0021】上記A/D変換器3R,3G,3Bにより
得られる各ディジタル色信号DR ,DG ,DB は、第1
のディジタルプロセス処理回路4に供給される。
【0022】上記第1のディジタルプロセス処理回路4
は、上記読み出しクロックパルスCKCCD1,CKCCD2
同じサンプリング周波数fCCD1,fCCD2のクロックパル
スCKDP1 ,CKDP2 が上記クロック切り換えスイッチ
12を介して供給されている。そして、この第1のディ
ジタルプロセス処理回路4は、上記読み出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号DR*,DR*,DB*に対して、
上記クロックパルスCKDP1 ,CKDP2 により上記読み
出しクロックレートでビート妨害を伴うことなく欠陥補
正などの絵素毎の画像処理を行う。この第1のディジタ
ルプロセス処理回路4により絵素毎の画像処理の施され
た各ディジタル色信号DR*,DR*,DB*は、それぞれレ
ートコンバータ5R,5G,5Bを介して第2のディジ
タルプロセス処理回路6に供給される。
【0023】上記各レートコンバータ5R,5G,5B
は、上記読み出しクロックパルスCKCCD1,CKCCD2
同じサンプリング周波数fCCD1,fCCD2のクロックパル
スCKDP1 ,CKDP2 が上記クロック切り換えスイッチ
12を介して供給されているとともに、第1の送り出し
クロック発生器15からの第1の送り出しクロックパル
スCKSTD1又は第2の送り出しクロック発生器16から
の第2の送り出しクロックパルスCKSTD2がクロック切
り換えスイッチ17を介して供給されている。
【0024】ここで、上記第1の送り出しクロック発生
器15は、D1規格のサンプリング周波数fSTD1(85
8fH =13.5MHz)の第1の送り出しクロックパ
ルスCKSTD1を出力する。また、上記第2の送り出しク
ロック発生器16は、D2規格のサンプリング周波数f
STD2(4fsc=14.3MHz)の第2の送り出しクロ
ックパルスCKSTD2を出力する。そして、上記切り換え
スイッチ17は、D1モード時に上記第1の送り出しク
ロックパルスCKSTD1を選択し、また、D2モード時に
上記第2の送り出しクロックパルスCKSTD2を選択する
ように、上記システムコントローラ11により切り換え
制御される。
【0025】上記各レートコンバータ5R,5G,5B
は、図5に示すように、上記サンプリング周波数
CCD1,fCCD2の読み出しクロックレートの入力データ
n が供給される例えば6段のシフトレジスタ21と、
係数レジスタ22により与えられる係数aP を上記シフ
トレジスタ21の各段の出力に乗算する乗算器23と、
上記乗算器23による乗算出力を加算する加算器24
と、この加算器24により得られる上記サンプリング周
波数fCCD1,fCCD2の読み出しクロックレートの加算出
力ym ’を上記D1,D2規格のサンプリング周波数f
STD1,fSTD2の送り出しクロックレートで取り出すラッ
チ回路25により構成される。
【0026】そして、上記レートコンバータ5Gは、D
1モード時に、図6に示すようなインパルスレスポンス
の係数aP が表1に示す処理シーケンスに従って上記係
数レジスタ22により上記乗算器23に与えられること
により、上記サンプリング周波数fCCD1(18.00M
Hz)の読み出しクロックレートのディジタル色信号D
G*をD1規格のサンプリング周波数fSTD1(13.5M
Hz)の送り出しクロックレートのディジタル色信号D
G に変換するレート変換処理を行う。
【0027】
【表1】
【0028】また、上記ディジタル色信号DR*,DB*
対するレート変換処理を行う上記各レートコンバータ5
R,5Bでは、図7に示すようなインパルスレスポンス
の係数aP が表2に示す処理シーケンスに従って上記係
数レジスタ22により上記乗算器23に与えられること
により、上記読み出しクロックレートのディジタル色信
号DR*,DB*をD1規格の送り出しクロックレートのデ
ィジタル色信号DR ,DB に変換するレート変換処理を
行う。
【0029】
【表2】
【0030】すなわち、上記各レートコンバータ5R,
5G,5Bは、D1モード時に、図3及び図8に示すよ
うな補間処理とダウンサンプリング処理により、上記第
1のディジタルプロセス処理回路4から供給される上記
サンプリング周波数fSTD1(18.00MHz)の読み
出しクロックレートの各ディジタル色信号DR*,DG*
B*に対して、m1 =4,n1 =3として、 fSTD1=fCCD1・n1 /m1 =18.00・3/4MHz =13.5MHz とするレート変換処理を行い、D1規格のサンプリング
周波数fSTD1(13.5MHz)の送り出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号DR,DG ,DB を形成す
る。
【0031】ここで、この実施例におけるカラーテレビ
ジョンカメラ装置では、上述のように空間絵素ずらし法
を採用しているので、上記CCDイメージセンサ1Gに
よる緑色撮像信号SG*の実サンプル●と上記CCDイメ
ージセンサ1Rによる赤色撮像信号SR*の実サンプル▲
との間にπの位相差があり、上記nを奇数(n=3)と
した場合に、アップコンバージョンされたシーケンス
は、例えば緑色撮像データの実サンプル●と合った位相
に設定すると、赤色撮像データ及び青色撮像データにπ
の位相差をつける処置をしなければ、両者は同相となら
ない。D1規格及びD2規格ともに、R,B,Gは同位
相であるから、π位相シフタを入れる必要がある。
【0032】これは周波数領域でいえばnfCCD (=4
STD1)での位相が反転していることに対応し、上記サ
ンプリング周波数fCCD1でのキャリヤが互いに反転した
緑色撮像データと赤色撮像データ及び青色撮像データに
対して、0〜fSTD /2の通過帯域は略同特性で、nf
CCD1(=4fSTD1)でのキャリア位相が互いに反転して
いる異なる図3に示すような特性を有するアップコンバ
ージョン用の補間フィルタを用いて、上記nfCCD (=
4fSTD1)でキャリア位相を反転させることにより、上
記nfCCD (=4fSTD1)での位相を揃えた図3に示す
ような出力を上記補間フィルタから得ることができる。
【0033】そして、上記nが奇数であって、緑色撮像
データと赤色撮像データ及び青色撮像データとに対し
て、0〜fSTD /2の通過帯域は略同特性で、nfCCD
でのキャリア位相が互いに反転している異なる特性は、
インパルスレスポンスで表現すると上述の図6及び図7
のようになる。
【0034】また、上記各レートコンバータ5R,5
G,5Bは、D2モード時に、インパルスレスポンスの
係数aが所定の処理シーケンスに従って上記係数レジ
スタ22により上記乗算器23に与えられることによ
り、図4及び図9に示すような補間処理とダウンサンプ
リング処理により、上記第1のディジタルプロセス処理
回路4から供給される上記サンプリング周波数f
CCD2(17.898MHz)の読み出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号DR*,DR*,DB*に対
して、n2=4,m2=5として、 fSTD2=fCCD・n/m =17.898・4/5MHz =14.3MHz とするレート変換処理を行い、D2規格のサンプリング
周波数fSTD2(14.3MHz)の送り出しクロッ
クレートの各ディジタル色信号D,D,Dを形成
する。
【0035】上記各レートコンバータ5R,5G,5B
により得られる上記送り出しクロックレートの各ディジ
タル色信号DR ,DG ,DB は、パラレルシリアル変換
回路8RGBを介してシリアル出力される。また、上記
各レートコンバータ5R,5G,5Bにより得られる上
記送り出しクロックレートの各ディジタル色信号DR
G ,DB は、第2のディジタルプロセス処理回路6に
おいて、上記送り出しクロックレートでガンマ補正など
のプロセス処理が施されてから、第3のディジタルプロ
セス処理回路7に供給されるとともに、それぞれディジ
タルアナログ(D/A)変換器9R,9G,9Bにより
アナログ化されて、アナログ色信号R,G,Bとして、
それぞれポストフィルタ10R,10G,10Bを介し
て出力される。
【0036】上記第3のディジタルプロセス処理回路7
では、上記第2のディジタルプロセス処理回路6から供
給される上記送り出しクロックレートの各ディジタル色
信号DR ,DG ,DB についてのマトリクス演算処理に
よって、上記送り出しクロックレートのディジタル輝度
信号DY 、各ディジタル色差信号DU ,DV 、コンポジ
ットビデオ信号DCS及びビューファインダ用のビデオ信
号DVFを形成する。
【0037】上記第3のディジタルプロセス処理回路7
により得られる上記送り出しクロックレートのディジタ
ル輝度信号DY 及び各ディジタル色差信号DU ,D
V は、パラレルシリアル変換回路8YUVを介してシリ
アル出力される。また、上記第3のディジタルプロセス
処理回路7により得られる上記送り出しクロックレート
のコンポジットビデオ信号DCSは、パラレルシリアル変
換回路8CSを介してシリアル出力される。さらに、D
1モード時に上記第3のディジタルプロセス処理回路7
により得られる上記サンプリング周波数fSTD1の送り出
しクロックレートのディジタル輝度信号DY 及び各ディ
ジタル色差信号DU ,DV は、D1処理回路8D1によ
り各ディジタル色差信号DU ,DV には6.75MHz
のクロックレートにダウンサンプリング処理が施され、
また、ディジタル輝度信号DY には遅延補償処理が施さ
れて、パラレル出力される。また、上記第3のディジタ
ルプロセス処理回路7により得られるディジタル輝度信
号DY 、各ディジタル色差信号DU ,DV 、コンポジッ
トビデオ信号DCS及びビューファインダ用のビデオ信号
VFは、それぞれディジタルアナログ(D/A)変換器
9Y,9U,9V,9CS,9VFによりアナログ化さ
れて、アナログ輝度信号Y、各アナログ色差信号U,
V、アナログコンポジットビデオ信号CS及びビューフ
ァインダ用のビデオ信号VFとして、それぞれポストフ
ィルタ10Y,10U,10V,10CS,10VFを
介して出力される。
【0038】なお、上述の実施例では、本発明をNTS
C方式のカラーテレビジョンカメラ装置に適用し、D1
規格に適合した画像データとD2規格に適合した画像デ
ータとを選択的に出力できるようにしたが、本発明は、
上述の実施例のみに限定さるものでなく、D1モード又
はD2モード専用の固体撮像装置とするようにしても良
く、この場合にも共通の固体イメージセンサを用いるこ
とができる。
【0039】また、NTSC方式のカラーテレビジョン
カメラ装置の場合、D1モードではm1 =8,n1 =5
として、 fCCD1=fSTD1・m1 /n1 =858fH ・8/5 =13.5・8/5MHz =21.6MHz のサンプリング周波数fCCD1を採用し、また、D2モー
ドではm2 =3,n2 =2として、 fCCD2=fSTD2・m2 /n2 =4fsc・3/2 =6fsc =21.48MHz のサンプリング周波数fCCD2を採用することもできる。
【0040】さらに、例えば、PAL方式のカラーテレ
ビジョンカメラ装置に本発明を適用し、D1規格に適合
した画像データとD2規格に適合した画像データとを選
択的に出力することもできる。
【0041】すなわち、本発明をPAL方式のカラーテ
レビジョンカメラ装置に適用する場合に、上記第1の読
み出しクロック発生器13は、D1規格のサンプリング
周波数fSTD1(858fH =13.5MHz)のm1
1 倍(ただし、m1 ,n1 はm1 >n1 なる整数)、
例えばm1 =4,n1 =3として、 fCCD1=fSTD1・m1 /n1 =864fH ・4/3 =1152fH =18.00MHz なるサンプリング周波数fCCD1(18.00MHz)の
第1の読み出しクロックパルスCKCCD1を出力する。ま
た、上記第2の読み出しクロック発生器14は、m2
2 として、 fCCD2=fSTD2・m2 /n2 =4fsc =1152fH =17.734MHz なるサンプリング周波数fCCD2(17.734MHz)
の第2の読み出しクロックパルスCKCCD2を出力する。
【0042】さらに、上記第1の送り出しクロック発生
器15は、D1規格のサンプリング周波数fSTD1(85
8fH =13.5MHz)の第1の送り出しクロックパ
ルスCKSTD1を出力する。また、上記第2の送り出しク
ロック発生器16は、D2規格のサンプリング周波数f
STD2(4fsc=17.734MHz)の第2の送り出し
クロックパルスCKSTD2を出力する。
【0043】上記各レートコンバータ5R,5G,5B
は、D1モード時に、上記第1のディジタルプロセス処
理回路4から供給される上記サンプリング周波数fCCD1
(18.00MHz)の読み出しクロックレートの各デ
ィジタル色信号DR*,DG*,DB*に対して、m1 =4,
1 =3として、 fSTD1=fCCD1・n1 /m1 =18.00・3/4MHz =13.5MHz とするレート変換処理を行い、D1規格のサンプリング
周波数fSTD1(13.5MHz)の送り出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号DR,DG ,DB を出力す
る。また、D2モード時には、上記第1のディジタルプ
ロセス処理回路4から供給される上記サンプリング周波
数fCCD2(17.734MHz)の読み出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号DR*,DG*,DB*に対して、
2 =n2 のレート変換処理を施し、D2規格のサンプ
リング周波数fSTD2(17.734MHz)の送り出し
クロックレートの各ディジタル色信号DR ,DG ,DB
を出力する。
【0044】そして、2/3”光学系(8.8H ×6.
V=11.0D )の場合、理想的ユニットセルサイズ
は、D1モードで9.402μmH ×11.478μm
V 、また、D2モードで9.542μmH ×11.47
8μmV であるから、例えば、上記各CCDイメージセ
ンサ1R,1G,1Bのユニットセルサイズを9.4μ
H ×11.4μmV とすることにより、対角及びアス
ペクトレシオの誤差は、D1モードにおける対角の誤差
が−0.26%でアスペクトレシオの誤差が−0.66
%となり、また、D2モードにおける対角の誤差が−
1.2%でアスペクトレシオの誤差が+0.8%とな
る。また、ユニットセルサイズを9.5μmH ×11.
4μmV とすると、対角及びアスペクトレシオの誤差
は、D1モードにおける対角の誤差が+0.4%でアス
ペクトレシオの誤差が−1.7%となり、また、D2モ
ードにおける対角の誤差が−0.5%でアスペクトレシ
オの誤差が−0.24%となる。なお、アスペクトレシ
オの誤差は、2%以下であれば、十分に実用に耐え得
る。
【0045】
【発明の効果】本願発明に係る固体イメージセンサで
は、第1の周波数fCCD1の読み出しクロックレート
で読み出される撮像信号を上記読み出しクロックレート
でディジタル化した上記第1の周波数fCCD1の読み
出しクロックレートの撮像データに、 fSTD1=fCCD1・n/m (m及びn
は、m≧nなる整数) なるレート変換処理を施すことにより第1の規格に対応
した第3の周波数fSTD1の送り出しクロックレート
の撮像データを得ることができ、また、第2の周波数f
CCD2の読み出しクロックレートで読み出される撮像
信号を上記読み出しクロックレートでディジタル化した
上記第2の周波数fCCD2の読み出しクロックレート
の撮像データに、 fSTD2=fCCD2・n/m (m及びn
は、m≧nなる整数) なるレート変換処理を施すことにより第2の規格に対応
した第4の周波数fSTD2の送り出しクロックレート
の撮像データを得ることができる。しかも、上記第3の
周波数fSTD1のクロックレートの撮像データによる
画像のアスペクト比と上記第4の周波数fSTD2の送
り出しクロックレートの撮像データによる画像のアスペ
クト比が同じ状態となる。従って、本発明によれば、第
3の周波数fSTD1や第4の周波数fSTD2をD−
1規格やD−2規格に対応させることにより、1個の固
体イメージセンサから読み出される撮像信号からD−1
規格やD−2規格に適合したディジタル画像信号を得る
ことが可能になる。また、上記第1の周波数fCCD1
又は第2の周波数fCCD2の読み出しクロックレート
の撮像信号は、第1の規格に対応した第3の周波数f
STD1又は第2の規格に対応した第4の周波数f
STD2の送り出しクロックレート(D−1規格やD−
2規格におけるサンプリングレート)よりも高いので、
該固体イメージセンサに対するプリフィルタである光学
的ローパスフィルタの不完全さによる影響を避けて、解
像度が高く、折り返し歪みの少ない画質の良好なディジ
タル画像信号を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るCCDイメージセンサを適用した
固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図2】上記固体撮像装置における各CCDイメージセ
ンサの配設状態を示す模式図である。
【図3】上記固体撮像装置のD1モードの撮像動作の説
明に供する信号スペクトラムを示す図である。
【図4】上記固体撮像装置のD2モードの撮像動作の説
明に供する信号スペクトラムを示す図である。
【図5】上記固体撮像装置のレートコンバータの構成を
示すブロック図である。
【図6】上記レートコンバータの補間フィルタのD1モ
ードの撮像動作におけるインパルスレスポンスを示す図
である。
【図7】上記レートコンバータの補間フィルタのD2モ
ードの撮像動作におけるインパルスレスポンスを示す図
である。
【図8】D1モードの撮像動作における上記レートコン
バータの動作説明に供する図である。
【図9】D2モードの撮像動作における上記レートコン
バータの動作説明に供する図である。
【符号の説明】
1R,1G,1B・・・CCDイメージセンサ 3R,3G,3B・・・A/D変換器 4・・・・・・・・・・第1のディジタルプロセス処理
回路 5R,5G,5B・・・レートコンバータ 6・・・・・・・・・・第2のディジタルプロセス処理
回路 7・・・・・・・・・・第3のディジタルプロセス処理
回路 8YUV,8CS・・・パラレルシリアル変換回路 8D1・・・・・・・・D1処理回路 11・・・・・・・・・・システムコントローラ 12,17・・・・・・・クロック切り換えスイッチ 13,14・・・・・・・読み出しクロック発生器 15,16・・・・・・・送り出しクロック発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−188172(JP,A) 特開 昭63−300743(JP,A) 特開 平3−16482(JP,A) 特開 平3−112287(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/30 - 5/335 H04N 5/225

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の周波数fCCD1の読み出しクロ
    ックレートで読み出される撮像信号を上記読み出しクロ
    ックレートでディジタル化した上記第1の周波数f
    CCD1の読み出しクロックレートの撮像データが、 fSTD1=fCCD1・n/m (m及びn
    は、m≧nなる整数) なるレート変換処理により第1の規格に対応した第3の
    周波数fSTD1の送り出しクロックレートの撮像デー
    タに変換され、第2の周波数fCCD2の読み出しクロ
    ックレートで読み出される撮像信号を上記読み出しクロ
    ックレートでディジタル化した上記第2の周波数f
    CCD2の読み出しクロックレートの撮像データが、 fSTD2=fCCD2・n/m (m及びn
    は、m≧nなる整数) なるレート変換処理により第2の規格に対応した第4の
    周波数fSTD2の送り出しクロックレートの撮像デー
    タに変換されるように画素数が設定されるとともに、 上記第3の周波数fSTD1のクロックレートの撮像デ
    ータによる画像のアスペクト比と上記第4の周波数f
    STD2の送り出しクロックレートの撮像データによる
    画像のアスペクト比が同じ状態となるユニットセルサイ
    ズの画素を有することを特徴とする固体イメージセン
    サ。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544998B2 (ja) * 1992-06-22 2004-07-21 ソニー株式会社 レートコンバータ
JP3235200B2 (ja) * 1992-08-26 2001-12-04 株式会社日立製作所 撮像装置
EP0592005B1 (en) * 1992-10-09 1999-09-01 Sony Corporation Solid state image pick-up apparatus with digital output signal rate conversion
EP0868090B1 (en) * 1993-03-19 2002-01-16 Canon Kabushiki Kaisha Digital video camera apparatus and recording apparatus
WO1994022218A1 (en) * 1993-03-23 1994-09-29 Sony Corporation Rate converter and imaging apparatus
JPH0787405A (ja) * 1993-09-14 1995-03-31 Sony Corp 撮像装置
JPH09233483A (ja) * 1996-02-22 1997-09-05 Sony Corp ディジタルカラー映像信号の伝送方法及び装置
JP3356201B2 (ja) * 1996-04-12 2002-12-16 ソニー株式会社 ビデオカメラおよび輪郭強調装置
JP2002112106A (ja) * 2000-10-02 2002-04-12 Toshiba Corp 電子スチルカメラ
US6531975B1 (en) * 2001-05-24 2003-03-11 Cirrus Logic, Incorporated Apparatus and method for multi-channel digital to analog conversion of signals with different sample rates
JP4457613B2 (ja) * 2003-09-04 2010-04-28 ソニー株式会社 固体撮像装置
US20060249652A1 (en) * 2005-05-03 2006-11-09 Kyle Schleifer Methods and systems for pixilation processing of precision, high-speed scanning
JP5012379B2 (ja) 2007-10-01 2012-08-29 ソニー株式会社 固体撮像装置及び撮像信号出力回路
JP2012249134A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Sony Corp 固体撮像素子およびその駆動方法、カメラシステム
KR102238151B1 (ko) * 2015-03-25 2021-04-08 한화테크윈 주식회사 영상 신호 변환 장치 및 방법
JP2017099616A (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 ソニー株式会社 手術用制御装置、手術用制御方法、およびプログラム、並びに手術システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2592810B2 (ja) * 1986-09-30 1997-03-19 株式会社東芝 サンプルレート変換回路
US4890165A (en) * 1987-04-06 1989-12-26 Canon Kabushiki Kaisha Image pick-up apparatus for producing video signals of high information density in time base direction
US4903919A (en) * 1987-11-27 1990-02-27 Space Industries, Inc. Apparatus and method for docking spacecraft
US5040057A (en) * 1990-08-13 1991-08-13 Picker International, Inc. Multi-mode TDI/raster-scan television camera system
JP2751254B2 (ja) * 1988-11-10 1998-05-18 ソニー株式会社 固体撮像装置の信号処理回路
US5095364A (en) * 1989-09-26 1992-03-10 Sony Corporation Color television camera including rate converting unit and low pass filter circuit for limiting frequency range of an output composite video signal
AU641938B2 (en) * 1989-10-04 1993-10-07 Sony Corporation Signal processing circuit for a solid state imaging apparatus
US5057911A (en) * 1989-10-19 1991-10-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. System and method for conversion of digital video signals
US5051832A (en) * 1990-02-12 1991-09-24 Eastman Kodak Company Selective operation in interlaced and non-interlaced modes of interline transfer CCD image sensing device
JP3094419B2 (ja) * 1990-02-19 2000-10-03 ソニー株式会社 サンプリングレート変換装置
US5166782A (en) * 1990-06-22 1992-11-24 Sony Corporation Video camera
DE4040299A1 (de) * 1990-12-17 1992-06-25 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zur taktumsetzung eines digitalen signals
US5216496A (en) * 1991-03-06 1993-06-01 Sony Corporation Digital color television camera apparatus for selectively outputting component or composite pal/ntsc signals

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