JPH03198485A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ＣＯＤ固体撮像素子を備えたテレビカメラの
如き撮像装置に関する。

（ロ）従来の技術 一般のテレビの再生画面はＮＴＳＣ方式の場合で１フィ
ールド当り垂直２４０ｉｉ！ｉｊ素、水平３２４画素か
らなり、この画面を得るためには少なくともその画素数
に対応する撮像素子が必要となる。

しかし、画素数の多い固体撮像素子は、高集積化が要求
されるため、製造歩留を向上できずコスト高となり、そ
の結果テレビカメラの高価格化を招く問題がある。

そこで本願出願人は、画素数の少ない低解像度の固体撮
像素子の使用を可能とするための撮像装置を実願昭６３
−２０４５８号に提案している。

第４図は、その撮像装置の構成を示すブロック図であり
、第３図は動作を示すタイミング図である。

フレームトランスファ方式のＣＯＤ固体撮像素子（１）
は、撮像部（１）、蓄積部（Ｓ）及び水平転送部（Ｈ）
からなるもので、撮像部（Ｉ）の垂直方向及び水平方向
の画素数が夫々通常素子の１／２に省略されている。例
えば、ＮＴＳＣ方式対応の場合には、１フィールド当り
で垂直１２０画素、水平１６２画素に形成されている。

このＣ０Ｄ（１）は、転送りロック発生回路（２）でパ
ルス駆動され、撮像部（Ｉ）、蓄積部（Ｓ）及び水平転
送部（Ｈ）には夫々垂直転送りロックφ１、蓄積転送り
ロックφ、及び水平転送りロック≠８が供給される。尚
、転送りロック発生回路（２）は、タイミング制御回路
（３）が垂直走査信号ＶＤ及び水平走査信号ＨＤに基づ
いて作成したタイミング信号に従ってＣＣＤ（１）の各
部に転送パルス≠ｆ、≠５及び≠、を供給する。

上述のＣＯＤ　（１）は、垂直方向及び水平方向の画素
数が通常の１／２であるため、水平走査信号ＨＤと同一
周期を有する転送パルスで蓄積部（Ｓ）から情報電荷を
読出駆動すると、水平走査線が１／２の数しか得られず
、テレビ画面を構成できない、従って、蓄積転送パルス
φ、と水平転送パルスφ□との周波数を水平走査信号Ｈ
Ｄの周波数の１／２にしている。即ち、蓄積部（Ｓ）か
ら水平転送部（Ｈ）への情報電荷の転送は２Ｈ周期毎に
行われることになる。従って、ＣＣＤ（１）から得られ
る映像信号Ｘ＊＜ｔ）は、ＩＨ期間おきに所定の信号が
存在することになる。この映像信号ＸＩ（ｔ）は、２Ｈ
期間毎にＩＨ期間だけ信号が存在する間欠的な信号であ
り、これを連続的な信号にするために補間回路（４）に
入力される。補間回路（４）は、映像信号Ｘ、ｔ）をＩ
Ｈ期間だけ遅延（４ａ）させて映像信号Ｘ、ｔ）とし、
この映像信号ｘＩｃｔ）と映像信号Ｘ。

（１）とを加算（４ｂ）することでＩＨ期間毎に連続し
た映像信号Ｘｔｔ）を出力する。

このような映像信号Ｘ　（ｔ）は、信号処理回路（５）
でサンプルホールド、増幅等の処理が施されて映像信号
Ｙ　（ｔ、となり、テレビモニタ（６）に供給される。

以上のような構成に依ると、再生画面の水平走査線が、
２木毎に同一信号で得られ、少ない画素数のＣＯＤをテ
レビカメラに採用できる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上述のような撮像装置に於いても、Ｃ０Ｄ（１）をイン
ターレース駆動することで水平解像度の向上を図ること
が可能であるが、上述の如き補間回路（５）を備えた撮
像装置では、以下のような不都合が生じる。

即ち、第６図（ａ）のような被写体を撮像する場合、先
ず奇数フィールドＯＤＤで、０１〜０３の領域が撮像さ
れて同図（ｂ）に示す０１　、Ｏｆ〜０３．０３（実線
）が描かれ、次の偶数フィールドＥＶＥＮで、Ｅ１〜Ｅ
３の領域が撮像されて同図（ｂ）に示すＥｌ　、Ｅｌ〜
Ｅ３．Ｅ３（破Ｉりが描かれる。従って、図から明らか
な如く被写体と再生画面とでは、各領域の位置が反転す
る場合がある。例えば、被写体では０２がＥ２の上に位
置しているのに対して、再生画面では０２がＥ２の下に
位置する領域が発生することになる。従って、ＣＣＤ（
１）をインターレース駆動しているにも拘わらず、再生
画面の画質向上が望めない。

そこで本発明は、画素数の少ないＣＣＤを用いて高画質
の再生画面を得ることのできる撮像装置の提供を目的と
する。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するだめのもので、再生画面
の水平走査線の１／２の垂直画素数を有し受光した映像
を光電変換して映像パターンに応じた情報電荷を得る固
体撮像素子、上記映像信号を１水平走査期間おきに１水
平ラインずつ垂直方向に転送すると共に垂直方向に転送
された上記情報電荷を水平ライン毎に水平方向に転送出
力する駆動手段、この駆動手段の垂直転送タイミングを
奇数フィールドと偶数フィールドとで互いに１水平走査
期間ずらして設定するタイミング制御手段、上記固体撮
像素子の出力側で上記情報電荷を各画素毎に電圧値に変
換して映像信号を出力する変換手段、を備え、上記映像
信号に基づく情報を再生画面上にノンインターレース走
査で表示することで上記固体撮像素子で受光した映像を
再生することを特徴としている。

（＊）作用 本発明に依れば、１水平走査期間おきに映像情報を示す
映像信号が奇数フィールドと偶数フィールドとで１水平
走査期間ずれて得られ、この映像信号をノンインターレ
ース走査で再生すると、各フィールド毎に奇数ラインと
偶数ラインとの水平走査線が交互に描かれ、再生画面全
域に均等な間隔で水平走査線が配列する映像が表示され
る。

（へ）実施例 本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明撮像装置の構成を示すブロック図であり
、第２図は動作を示すタイミング図である。

ＣＣＤ固体撮像素子（１０〉は、映像を受ける撮像部（
Ｉ）、情報電荷を一担蓄積する蓄積部（Ｓ）及び情報電
荷を一行毎に転送出力する水平転送部（Ｈ）からなり、
第４図と同様に撮像部（Ｉ）の垂直方向及び水平方向の
画素数が夫々再生画面の１／２に省略されている。当然
蓄積部（Ｓ）及び水平転送部（Ｈ）についても、撮像部
（１）に対応して画素数が省略されている。

ＣＣＤ　（１０）をパルス駆動する転送りロック発生回
路（１１〉は、垂直転送りロック発生回路（１１１）、
蓄積転送りロック発生回路（ｔｔＳ）及び水平転送りロ
ック発生回路（ＩＩＨ）からなり、ＣＣＤ　（１０）の
各部に垂直転送りロック−１、蓄積転送りロック≠。

及び水平転送りロックφ□を夫々供給する。これら各転
送りロック発生回路（ＩＩＩ）（１１５）＜１１８）は
、垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤに従って動作
すると共に、各フィールド毎に動作モードが反転する。

垂直転送りロック発生回路（ＩＩＩ）は、フィールド識
別信号ＦＬＤに従って動作する蓄積モード切換回路（１
２）の出力に従い情報電荷の蓄積期間中、奇数フィール
ドＯＤＤでｎ−１行目の画素とｎ行目の画素との電荷を
混合し、偶数フ４−ルドＥＶＥＮでｎ行目の画素とｎ＋
１行目の画素との電荷を混合するような電位を撮像部（
Ｉ）に与え、所定の蓄積期間が経過したときに撮像部（
Ｉ）の情報電荷を蓄積部（Ｓ）に転送するクロックを発
生ずる。また蓄積転送りロック発生回路（１１５）は、
撮像部（Ｉ）からの情報電荷を受けるためのクロックを
発生し、受けた情報電荷を水平転送部に１行毎転送する
ライン送りパルスを発生する。このライン送りパルスの
発生するタイミングは、フィールド識別信号ＦＬＤ及び
水平同期信号ＨＤに従って動作するライン送りタイミン
グ発生回路（１３）の出力に従い水平同期信号ＨＤに同
期し、ＩＨ期間おきに水平走査のブランキング期間中に
設定されると共に、奇数フィールドＯＤＤで偶数フィー
ルドＥＶＥＮよりＩＨ期間遅れて設定される。即ち、偶
数フィールドＥＶＥＮで撮像部（Ｉ）に蓄積された情報
電荷は、続く奇数フィールドＯＤＤに蓄積部（Ｓ）から
水平転送部（Ｈ）を介して出力されるため、ｎ−１行目
の画素とｎ行目の画素とが混合きれた電荷に対応する信
号がｎ行目の画素とｎ＋１行目の画素とが混合された電
荷に対応する信号に対して常にＩＨ期間先行するように
奇数フィールドＯＤＤと偶数フィールドＥＶＥＮとでラ
イン送りパルスの発生タイミングがＩＨ期間ずらされる
。従って、ＣＯＤ　（１０）から出力きれる映像信号Ｘ
　、ｔ、は、奇数フィールドＯＤＤで水平走査の偶数番
目に映像を示す信号を有する場合、偶数フィールドＥＶ
ＥＮでは水平走査の奇数番目に信号を有している。

このような映像信号Ｘ　、ｔ）は、映像信号処理回路（
１４）でサンプルホールド、増幅等の処理が施された後
、ビデオ信号Ｙ（ｔ）としてテレビモニタ（１５）に供
給される。このテレビモニタ（１５）では、ビデオ信号
Ｙ　、ｔ）がノンインターレース走査で再生される。従
って、テレビモニタ（１５）の再生画面上に第１のフィ
ールドで奇数行目の水平走査線が描かれ、続く第２のフ
ィールドで偶数行目の水平走査線が描かれる。

例えば、第６図（ａ）のような被写体を撮像する場合、
奇数フィールドＯＤＤで０１〜０３の領域が撮像され、
第３図（ａ）に示すように水平走査線が描かれる。この
ときのビデオ信号Ｙ　、ｔ、は、０１〜０３の領域を示
す信号を奇数番目の水平走査期間に発生して奇数行目の
水平走査線上に０１〜０３の領域の映像を表示し、偶数
行目の水平走査線上には何も表示しない、一方偶数フイ
ールドＥＶＥＮでは、Ｅ１〜Ｅ３の領域が撮像され、第
３図（ｂ）に示すように水平走査線が描かれる。この水
平走査線は、ノンインターレース走査で描かれるため、
第３図（ａ）の水平走査線に一致する。このときのビデ
オ信号Ｙ、ｔ、は、Ｅ１〜Ｅ３の領域を示す信号を偶数
番目の水平走査期間に発生して偶数行目の水平走査線上
にＥ１〜Ｅ３の領域の映像を表示する。そして、奇数行
目の水平走査線上には何も表示しない。従って、２つの
フィールドで再生画面上の全ての水平走査線上に被写体
の夫々の映像が表示されることになる。

以−ヒのような撮像装置に於いては、水平走査線数自体
は映像信号Ｘ　（ｔ）をＩＨ期間単位で補間する場合よ
り少なくなるが、再生画面上の映像の位置関係が被写体
と反対になるようなことはなく、表示される水平走査線
の間隔が均一となる。ところで、第４図に示すような撮
像装置の場合に於いても、補間回路（４）を省けば、再
生画面上の映像の位置の反転がなくなり、水平走査線数
も本実施例の場合と等しくなるが、再生画面上に表示さ
れる水平走査線の間隔が不均一となり、見ずらい映像と
なる。

実際に、ＮＴＳＣ方式の撮像装置に於いて、水平走査線
数を１２０，２４０及び４８０としたところ、２４０の
場合と４８０の場合とでは見かけ上の画質の差は少ない
が、１２０の場合は２４０の場合よりも明らかに画質が
悪く見えることを本願出願人らは確認している。従って
、１フィールド当りで垂直１２０画素を有するＣＣＤを
用いた（ＮＴＳＣ方式に対応）場合、ＣＣＤをインター
レース駆動して撮像を行い、再生画上にノンインターレ
ース走査で映像を表示することで、垂直方向に２４０の
水平走査線数が得られるため、十分にテレビカメラとし
て利用できる。

尚、本実施例に於いては、フレームトランスファ方式の
ＣＯＤを用いた場合を例示したが、インターライントラ
ンスファ方式、フレームインターライントランスファ方
式例れの方式のＣＣＤを用いた場合でも同様の動作が可
能である。

（ト）発明の効果 本発明に依れば、垂直方向及び水平方向の画素数が再生
画面の１／２のＣＯＤを用いて、見やすい再生画面を得
ることができ、小型軽量で安価な撮像装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明撮像装置のブロック図、第２図はその動
作のタイミング図、第３図は再生画面の模式図、第４図
は従来の撮像装置のブロック図、第５図はその動作タイ
ミング図、第６図は被写体と再生画面の模式図である。 （１）（１０）・・・ＣＣＤ固体撮像素子、　（２）ｍ
）・・・転送りロック発生回路、　（３）・・・タイミ
ング制御回路、　（６）（１５）−Ｔ　Ｖ　％　ニタ、
　（１２）−・・蓄積モード切換回路、　（１３）・・
・ライン送りタイミング発生回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）再生画面の水平走査線の１／２の垂直画素数を有
   し受光した映像を光電変換して映像パターンに応じた情
   報電荷を得る固体撮像素子、 上記映像信号を１水平走査期間おきに１水平ラインずつ
   垂直方向に転送すると共に垂直方向に転送された上記情
   報電荷を水平ライン毎に水平方向に転送出力する駆動手
   段、 この駆動手段の垂直転送タイミングを奇数フィールドと
   偶数フィールドとで互いに１水平走査期間ずらして設定
   するタイミング制御手段、 上記固体撮像素子の出力側で上記情報電荷を各画素毎に
   電圧値に変換して映像信号を出力する変換手段、 を備え、 上記映像信号に基づく情報を再生画面上にノンインター
   レース走査で表示することで上記固体撮像素子で受光し
   た映像を再生することを特徴とする撮像装置。
2. （２）上記固体撮像素子をインターレース駆動すること
   で、奇数フィールドと偶数フィールドとで上記情報電荷
   を蓄積する画素を反転することを特徴とする請求項第１
   項記載の撮像装置。