JP3596307B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いて被写体の撮像を行うCCDや、ビデオカメラ装置、カメラ装置等の撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日におけるビデオカメラ装置には、撮像管よりも小型軽量化及びローコスト化等が可能なことから撮像手段として複数の固体撮像素子で形成された固体撮像部(CCDイメージセンサ)が設けられている。図7(a)は、従来のビデオカメラ装置の構成を模式的に示すものである。
【0003】
従来のビデオカメラ装置70は、同図に示すように被写体の撮像を行うCCDイメージセンサ71と、CCDイメージセンサ71からの撮像信号から相関二重サンプリング法を用いてノイズ成分を除去すると共に、これを適当な利得で増幅して出力するCDS/AGC72と、このCDS/AGC72からの撮像信号をデジタル信号に変換するADC73と、このADC73からの出力を変換するDSP74を有している。
【0004】
また、このビデオカメラ装置70は、DSP74からの撮像信号を一旦記憶するメモリ77と、DSP74からの撮像信号をビデオテープに記録し再生するVTR76と、メモリ77の記憶読み出し制御を行うメモリ制御部(FMC)75とを有している。
【0005】
そして、このビデオカメラ装置70では、CCDイメージセンサ71からの撮像信号を、CDS/AGC72,ADC73,DSP74,FMC75を介して第1フィールド、第2フィールド毎に画像を読み出し、その撮像信号をVTR76でビデオテープに記録する。
【0006】
即ち、CCD71では、1フィールド期間内に1回ずつ光電変換素子の電荷を読み込み、第1フィールド及び第2フィールドの画像を合成することによって、同図(b)に示すように、1フレームに1枚の画像を形成し、これをVTR76を介してビデオテープに記録する。
【0007】
また、このようにしてビデオテープに記録された画像を再生するには、VTR76からの出力をFMC75に供給するとともに、この出力をメモリ77に記憶させつつ出力端子78を介して、例えば電子ビューファインダや小型液晶モニタ、テレビジョン受像器等の外部のモニタ装置に出力する。
【0008】
特に、従来のビデオカメラ装置で、ビデオテープに記録された画像をスロー再生する場合、例えば1/10の速度のスロー再生では、記録された第1フィールドを5回ずつ、第2フィールドを5回ずつ再生するか、或いは1フレームの画像を10回繰り返す等をすることによって、10フレーム期間で1フレームの画像を繰り返し再生する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のビデオカメラ装置では、上述したように、数フィールド期間に1枚の画像を表示することによって、スロー再生とするものであるため、スロー再生時の画像表示が間欠的になり、スロー再生時の動解像度の向上を図ることが困難であるという問題があった。
【0010】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ビデオカメラ装置におけるスロー再生の画像をスムーズなものとし、画質の向上を図ることのできる撮像装置の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、光電変換素子が受光によって蓄積した電荷を読み出して撮像信号として記録し、これを再生し画像として表示する表示手段を備えた撮像装置において、前記読み出しを1フィールド期間内にn回行い、n枚の画像を1フィールドの撮像信号として記録するとともに、前記撮像信号とともに該nの値及び表示位置に関する情報を識別信号として記録しておき、記録された前記撮像信号を再生する際には、該撮像信号を記憶手段に一時的に蓄積するとともに、前記識別信号を読み出し、該識別信号に応じて該記憶手段を制御し、該n枚の画像を時系列順に並べ替え、各画像を1フィールド期間に1枚ずつm回繰り返して表示することによって1/(n×m)のスロー再生を行ものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮像装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に係る撮像装置は、ビデオカメラ装置に適用することができる。
【0015】
(撮像装置の全体構造)
この本発明の実施の形態となるビデオカメラ装置100は、図1に示すように被写体の撮像を行いCCDイメージセンサ1と、CCDイメージセンサ1からの撮像信号から相関二重サンプリング法を用いてノイズ成分を除去すると共に、これを適当な利得で増幅して出力するCDS/AGC2と、このCDS/AGC2からの出力をデジタル信号に変換するADC3と、このADC3からの撮像信号に対して所定のビデオプロセス処理等を施して出力するデジタルシグナルプロセッサ4(DSP)とを有している。
【0016】
また、このビデオカメラ装置100は、DSP4からの撮像信号を一旦記憶するメモリ6と、前記DSP4からの撮像信号をビデオテープに記録し再生するVTR7と、記録時にはDSP4からの撮像信号を選択して出力し、再生時にはVTR7により再生された撮像信号を選択して出力する切り替えスイッチ11と、メモリ6の記憶読み出し制御を行うメモリ制御部(FMC)5とを有している。
【0017】
さらに、このビデオカメラ装置100は、DSP4から供給される撮像信号に応じた画像及びVTR7で再生された画像を表示する、例えば電子ビューファインダや小型液晶モニタで形成された表示部8と、例えばテレビジョン受像器等の外部のモニタ装置に撮像信号を供給するための外部出力端子10と、撮像モードに応じて記録時にはCCDイメージセンサ1に蓄積された電荷の読み出し方を可変制御すると共に再生時には記録再生部7の再生状態を制御する制御部9とを有している。
【0018】
そして、CCDイメージセンサ1は、光電変換素子を多数格子状に配列してなる固体撮像部を有するものであり、各光電変換素子が受光によって蓄積した電荷を電気信号として出力するものである。なお、これの固体撮像部は、1フィールド期間内に各光電変換素子の読み出しを複数回行う。
【0019】
(記録時の動作)
次いで、上記構成を有するビデオカメラ装置100において画像を記録する動作について説明する。図2(a)は、図1に示した撮像装置100の記録時における動作を示すブロック図である。なお、ここではビデオカメラ装置100の3倍速モードで撮像する場合について説明する。
【0020】
先ず、制御部9は、通常の3倍の速さで各光電変換素子の電荷を読み出すように、1/180秒の間隔で、読み出し制御信号を各光電変換素子に供給する。これにより、光電変換素子に蓄積された電荷が、1/180秒の間隔で読み出されることとなる。
【0021】
CDS/AGC2は、CCDイメージセンサ1からの撮像信号が供給されると、この撮像信号にいわゆる相関二重サンプリング法に基づくノイズ除去処理を施してリセットノイズ等を除去し、これを適当な利得で増幅してADC3に供給する。このCDS/AGC2からの出力は、ADC3によってデジタル信号に変換される。
【0022】
DSP4は、補色系の色フィルタアレイにより得られた撮像信号に基づいて色分離(RGB)を行い、この撮像信号に対して所定のビデオプロセス処理等を施し、これを切り替えスイッチ11の被選択端子11bに供給する。この切り替えスイッチ11は、撮像時(記録時)には、選択端子11cにより被選択端子11bを選択するように切り替え制御されている。このため、DSP4からの撮像信号は、この切り替えスイッチ11を介して各フィールド毎にFMC5に供給される。
【0023】
FMC5は、この切り替えスイッチ11を介して供給された撮像信号をメモリ6に一旦記憶制御し、これを各フィールド毎に通常の記録レートで読み出してVTR7に供給する。これにより、VTR7において、所望の被写体の画像を各フィールド毎にビデオテープに記録することができる。
【0024】
VTR7では、1フレーム内に複数の画像を記録する。本実施形態では、1フィールド期間内に3回光電変換素子の電荷を読み出すため、VTR7では、図2(b)に示すように、1フィールド内に上下方向に3枚の画像が記録される。
【0025】
また、VTR7に画像を記録する際に、1フィールド期間内に何枚の画像が存在するかについての識別信号も併せて記録する。本実施形態では、1フィールド期間内に3枚の画像が存在するため、n=3として識別信号が記録される。さらに、本実施形態では、この識別信号には、1フィールド内に存在するn枚の画像がフィールド内においてどの位置にどのような順で記録されているかの表示位置に関する情報も含まれる。すなわち、本実施形態では、3枚の画像が、上から順に時系列に従って記録されているといった表示位置情報が、識別信号として記録される。
【0026】
なお、本実施形態においては、1フィールド内に3枚の画像を上下に分割して記録したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図3(a)に示すように、横方向に3枚の画像を並べるように存在させてもよい。また、本実施形態では、1フィールド内に3枚の画像を存在させたが、本発明はこれに限定されず、必要に応じて2枚、4枚、或いはそれ以上のn枚の画像を存在させることができる。この場合においても、例えば図3(b)〜(e)に示すように、上下或いは横方向に並べるようにして2、4……n枚の画像を存在させることができる。
【0027】
これらの場合、上述した識別信号には、例えば同図(a)にあっては「3枚の画像が横方向に時系列に従って配置されている。」という表示位置情報を含ませ、或いは同図(e)にあっては「4枚の画像が、1行目1列、1行目2列、2行目1列、2行目2列の順に時系列に従って配置されている」という表示位置情報を含ませる。
【0028】
(再生時の動作)
次に、このように記録された撮像信号の再生動作について説明する。図4(a)は、図1に示した撮像装置100の再生動作時におけるブロック図である。
【0029】
先ず、制御部9はVTR7を再生制御する。VTR7は、撮像信号を各フィールド毎にビデオテープから再生し、この再生信号を切り替えスイッチ11の被選択端子11aに供給する。なお、この再生信号を再生するとき、本実施形態では、撮像信号とともにスロー再生の際に使用される前記識別信号も再生される。
【0030】
切り替えスイッチ11は、再生時には、選択端子11cにより被選択端子11aを選択するように切り替え制御されている。このため、VTR7からの再生信号は、この切り替えスイッチ11及びFMC5を介して各フィールド毎に表示部8及び外部出力端子10に供給される。
【0031】
これにより、記録された画像を前記表示部8に表示することができ、また、外部出力端子10に例えばテレビジョン受像器等のモニタ装置が接続されている場合には、このモニタ装置に記録された画像を表示することができる。
【0032】
そして、ビデオテープに記録された画像をスローで再生する場合は、以下のように行われる。なお、本実施形態において、ビデオテープには、図2(b)に示したように、1フレーム内には3枚の画像が撮像画像として記録されている。
【0033】
先ず、この再生信号をVTR7によって読み出し再生し、順次メモリ6に一旦記憶させる。この再生信号の読み出しの際に、識別信号も読み出されている。
【0034】
次いで、この記憶された再生信号を、FMC5において識別信号に応じて時系列順に並べ替え、図4(b)に示すように、表示部8には、各画像が1フィールド期間に1枚ずつ表示されるようにする。このときの再生速度は、識別信号が有するn=3の値に基づいて、1/(n×m)となる。なお、このmの値は、操作者が任意の入力することができる。
【0035】
すなわち、本実施形態においては、識別信号によってnの値が定まり、操作者の選択によってmの値が定まり、これらの結果、スロー再生の速度が決定される。例えば、操作者がm=1と選択した場合には、1/3スローとなり、m=2と選択した場合には、1/6スローとなる。また、かかるFMC5での画像の並び替えは、識別信号に含まれる画像の表示位置情報に基づいて行われる。本実施形態においては、3枚の画像が1フィールド内に上から順に時系列に従って記録されていることから、FMC5では、メモリ6に記憶されたn枚の画像を、上から順に読み出し、表示部8に表示させる。
【0036】
かかる再生動作時のタイムチャートを図5に示す。なお、同図(a)は3倍速で録画したものを、操作者が「m=1」を選択することによって1/3スローで再生する場合について説明するものであり、(b)は、操作者が「m=2」を選択することによって1/6スローで再生する場合について説明するものである。
【0037】
同図に示すように、VTR(REC)では、垂直同期信号VDの信号間すなわち1フィールド期間内に3枚の画像を含む撮像信号が記録されている。具体的には、最初の1フィールドに「A,B,C」の画像が記録され、次のフィールドには「D,E,G」の画像が記録されている。
【0038】
そして、この撮像信号を再生する場合には、VTR(REC)に示すように、最初のフィールドにおいて、通常のレートで先ず上記A〜Cの画像を読み出す。これらの画像はメモリ6に記憶されるとともに、識別信号に基づいて、FMC5において並び替えられ、これら3枚の画像は(n×m)回、すなわち3回ずつ繰り返して再生モニター(表示手段8)に送出される。
【0039】
すなわち、本実施形態においてはnの値は3であり、操作者が「m=1」を選択していることから、1/(3×1)のスロー再生が行われることとなり、具体的には、同図(a)のVTR(PLAY)に示すように、「A,B,C」の3枚の画像を3フィールドにわたって3回繰り返して表示部8に送出する。
【0040】
そして、再生モニター(表示部8)では、第1フィールドにおいては「A」の画像のみを表示し、第2フィールドにおいては「B」の画像のみを表示し、第3フィールドにおいては「C」の画像のみを表示する。この結果、各画像が1フィールド毎に1枚ずつ、m回すなわち1回だけ表示される。
【0041】
一方、選択者がm=2を選択することによって1/6スローで再生する場合には、図5(b)に示すように、1フィールド期間に3枚存在する画像A〜CをVTRから読み出し、メモリ6に記憶するとともに、識別信号に基づいて、FMC5において並び替え、図中VTR(PLAY)に示すように、1フィールド期間毎に、(3×2)の回数、すなわち6回繰り返して再生モニターに送出する。
【0042】
そして、再生モニターでは、第1、2フィールドにおいては「A」の画像のみを表示し、第3、4フィールドにおいては「B」の画像のみを表示し、第5、6フィールドにおいては「C」の画像のみを表示する。この結果、各画像が1フィールド毎に1枚ずつ、m回すなわち2回繰り返して表示されることとなる。
【0043】
このようなビデオカメラ装置100のスロー再生によれば、1フィールド期間に複数枚存在する画像を時系列順に並べ替えて1フィールドごとに表示するものであるため、画像の動解像度が向上し、なめらかなスロー再生を実現することができる。また、このビデオカメラ装置100では、1フィールド期間内に何枚の画像が存在するかについての識別信号を、撮像信号とともに記録し、スロー再生のときには、この識別信号に基づいて適切な再生速度を決定するため、操作者は何倍速で記録されたものであるかの判断を要することなく、適切な速度でスロー再生を行うことができ、より容易にスロー再生を行うことができる。
【0044】
なお、本実施形態では、1フィールド期間に3枚の画像が上下に並んで存在する場合において、これらの画像のうちいずれか1枚を選択して表示させる形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ビデオテープに記録された画像が、例えば図3(a)に示したような、横方向に並べて複数枚存在している場合に、これを表示するときには、例えば図6に示すように、いずれか1枚の画像を選択して表示するようにしてもよい。さらに、例えば図6(b)に示すように、画像の所要箇所を、電子ズーム等によって拡大して表示することもできる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明した本発明の撮像装置によれば、1フィールド期間内にn枚の画像を記録し、これを再生する際には、1フィールド期間に1枚ずつ、m回繰り返して表示することによって1/(n×m)のスロー再生を行うので、ビデオカメラ装置におけるスロー再生の画像をスムーズなものとし、画質の向上を図ることができる。
【0046】
さらに、倍速撮像する際に1フィールド期間に何枚の画像が記録されているかについての識別信号をビデオテープ等に記録しておき、スロー再生のときにこの識別信号に基づいて再生速度を決定するとともに、記憶手段を制御するようにすれば、より容易にスロー再生を行うことができ、撮像装置の操作性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る撮像装置を適用した実施の形態のビデオカメラ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】(a)は、実施形態に係るビデオカメラ装置の記録時における動作を示すブロック図であり、(b)はその際に表示される画像の説明図である。
【図3】実施形態に係るビデオカメラ装置によって記録される画像の変形例を示す説明図である。
【図4】(a)は、実施形態に係るビデオカメラ装置の再生時における動作を示すブロック図であり、(b)はその際に表示される画像の説明図である。
【図5】実施形態に係るビデオカメラ装置の再生時における動作を示すタイムチャートである。
【図6】実施形態に係るビデオカメラ装置の再生時に表示される画像の変形例を示す説明図である。
【図7】従来のビデオカメラ装置の動作を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…CCDイメージセンサ、6…メモリ、5…メモリ制御部(FMC)
2…相関二重サンプリング/自動利得制御部(CDS/AGC)
3…ADC、4…DSP、11…切り替えスイッチ
7…記録再生部(VTR)、8…表示部、9…制御部、10…外部出力端子
Claims (1)
- 光電変換素子が受光によって蓄積した電荷を読み出して撮像信号として記録し、これを再生し画像として表示する表示手段を備えた撮像装置において、
前記読み出しを1フィールド期間内にn回行い、n枚の画像を1フィールドの撮像信号として記録するとともに、前記撮像信号とともに該nの値及び表示位置に関する情報を識別信号として記録しておき、
記録された前記撮像信号を再生する際には、該撮像信号を記憶手段に一時的に蓄積するとともに、前記識別信号を読み出し、該識別信号に応じて該記憶手段を制御し、該n枚の画像を時系列順に並べ替え、各画像を1フィールド期間に1枚ずつm回繰り返して表示することによって1/(n×m)のスロー再生を行うことを特徴とする撮像装置。
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