JPH0332176A - 固体撮像素子とその駆動方法 - Google Patents
固体撮像素子とその駆動方法Info
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- JPH0332176A JPH0332176A JP1167556A JP16755689A JPH0332176A JP H0332176 A JPH0332176 A JP H0332176A JP 1167556 A JP1167556 A JP 1167556A JP 16755689 A JP16755689 A JP 16755689A JP H0332176 A JPH0332176 A JP H0332176A
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- signal
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 78
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
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- 230000015654 memory Effects 0.000 description 29
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 11
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はEDTV (エンハンスト
デフィニ
方式と両立性を保つために行われる映像送信側での各種
信号処理を容易ならしめる固体撮像素子とその駆動方法
に関する。
信号処理を容易ならしめる固体撮像素子とその駆動方法
に関する。
近年IDTV (インブルーブト デフィニション テ
レビジョン)やEDTV (エンハンストデフィニショ
ン テレビジョン)といった次世代のテレビジョン方式
が注目を集めている。これは現行のテレビジョン方式が
40数年も前に当時の技術レベルの制約下に定められた
ものであり、今後ますます多様化する情報化社会のニー
ズに十分対応出来なくなってきたためである。上述した
テレビジョン方式のうちEDTVは、ゴースト除去信号
の挿入など送信側の改善を含んだ第1世代と、アスペク
ト比(画面の縦横比)の拡大をも含んだ第2世代とが計
画されている。ここでは本発明と直接係わりのある第2
世代EDTVについて2つの従来例を用いて説明する。
レビジョン)やEDTV (エンハンストデフィニショ
ン テレビジョン)といった次世代のテレビジョン方式
が注目を集めている。これは現行のテレビジョン方式が
40数年も前に当時の技術レベルの制約下に定められた
ものであり、今後ますます多様化する情報化社会のニー
ズに十分対応出来なくなってきたためである。上述した
テレビジョン方式のうちEDTVは、ゴースト除去信号
の挿入など送信側の改善を含んだ第1世代と、アスペク
ト比(画面の縦横比)の拡大をも含んだ第2世代とが計
画されている。ここでは本発明と直接係わりのある第2
世代EDTVについて2つの従来例を用いて説明する。
なお以下では、現行のNTSC方式(走査線数525本
、アスペクト比3:4.59.94フイ一ルド/秒、2
:1インターレース)と両立性のあるEDTV方式(走
査線数525本、アスペクト比≠:16.59.94フ
イ一ルド/秒、2:lインターレース)を想定して説明
を行う。
、アスペクト比3:4.59.94フイ一ルド/秒、2
:1インターレース)と両立性のあるEDTV方式(走
査線数525本、アスペクト比≠:16.59.94フ
イ一ルド/秒、2:lインターレース)を想定して説明
を行う。
第2世代のEDTVにとって最も重要なことは、現行テ
レビ方式との両立性を保ちなからアスペクト比の拡大を
達成することである。この大きな課題を解決するために
、国内外の多くの研究機関から様々な方式が提案されて
いる。第5図(a)〜第6図(b)はこれらの−例であ
り、第5図(a) 、 (b)にはエンコーダ(送信側
)の構成図とその信号処理の概略が示され、また第6図
(a) 、 (b)にはデコーダ(受信側)の構成図と
その信号処理の概略が示されている。
レビ方式との両立性を保ちなからアスペクト比の拡大を
達成することである。この大きな課題を解決するために
、国内外の多くの研究機関から様々な方式が提案されて
いる。第5図(a)〜第6図(b)はこれらの−例であ
り、第5図(a) 、 (b)にはエンコーダ(送信側
)の構成図とその信号処理の概略が示され、また第6図
(a) 、 (b)にはデコーダ(受信側)の構成図と
その信号処理の概略が示されている。
まず第5、図(a) 、 (b)を使ってエンコーダの
動作を説明する。第5図(a)において、50はEDT
Vに対応したワイドスクリーンカメラ、51はアナログ
−ディジタル変換器(以後A/D変換器と呼ぶ)、52
はフィールドメモ9.53.54は時間軸伸長回路、5
5.56はディジタル−7ナログ変換器(以後D/A変
換器と呼ぶ)である、ワイドスクリーンカメラ50から
はアスペクト比が9:16で水平有効映像期間52μs
の映像信号が出力される。A/D変換器51ではこの映
像信号をサンプリング周波数18MHz (=NTSC
方式のサンプリング周波数約13.8MHzX 16/
12)でサンプリングした後フィールドメモリ52に記
憶する。ここで第5図(b)17)57ハフイールドメ
モリ52に記憶された映像信号の形状を模式的に示して
いる0次に、時間軸伸長回路53では映像信号57の中
央部のアスペクト比9:12に相当する部分58を取り
出して16/12倍に時間軸伸長した後、13.5MH
z (=18MHz X 12/ 16)で動作するD
/A変換器55を介して従来のNTSC方式と同様なア
スペクト比9:12の主映像信号59を作り出す。一方
、時間軸伸長回路54では映像信号57のアスペクト比
9:2に相当する左右のサイドパネル60゜61を取り
出して16/4倍に時間軸伸長した後、4.5MHz
(=18MHzX4/16)で動作するD/A変換器5
6を介してアスペクト比9:12の副映像信号62を作
り出す。以上の過程により作り出された主映像信号59
と副映像信号62は従来のNTSC方式の2チャンネル
分を使って伝送可能となる。また、ここでは図示してい
ないが、副映像信号62を映像搬送波直交変調方式等の
原理を使って主映像信号59中に周波数多重することに
より、NTSC方式の1チヤンネル分でも伝送可能とな
る。
動作を説明する。第5図(a)において、50はEDT
Vに対応したワイドスクリーンカメラ、51はアナログ
−ディジタル変換器(以後A/D変換器と呼ぶ)、52
はフィールドメモ9.53.54は時間軸伸長回路、5
5.56はディジタル−7ナログ変換器(以後D/A変
換器と呼ぶ)である、ワイドスクリーンカメラ50から
はアスペクト比が9:16で水平有効映像期間52μs
の映像信号が出力される。A/D変換器51ではこの映
像信号をサンプリング周波数18MHz (=NTSC
方式のサンプリング周波数約13.8MHzX 16/
12)でサンプリングした後フィールドメモリ52に記
憶する。ここで第5図(b)17)57ハフイールドメ
モリ52に記憶された映像信号の形状を模式的に示して
いる0次に、時間軸伸長回路53では映像信号57の中
央部のアスペクト比9:12に相当する部分58を取り
出して16/12倍に時間軸伸長した後、13.5MH
z (=18MHz X 12/ 16)で動作するD
/A変換器55を介して従来のNTSC方式と同様なア
スペクト比9:12の主映像信号59を作り出す。一方
、時間軸伸長回路54では映像信号57のアスペクト比
9:2に相当する左右のサイドパネル60゜61を取り
出して16/4倍に時間軸伸長した後、4.5MHz
(=18MHzX4/16)で動作するD/A変換器5
6を介してアスペクト比9:12の副映像信号62を作
り出す。以上の過程により作り出された主映像信号59
と副映像信号62は従来のNTSC方式の2チャンネル
分を使って伝送可能となる。また、ここでは図示してい
ないが、副映像信号62を映像搬送波直交変調方式等の
原理を使って主映像信号59中に周波数多重することに
より、NTSC方式の1チヤンネル分でも伝送可能とな
る。
次に第6図(a) 、 (b)を使ってデコーダの動作
を説明する。第6図(a)において、63.64はA/
D変換器、65.66は時間軸圧縮回路、67はフィー
ルドメモリ、68はD/A変換器、69はテレビジョン
受像機である。ここでNTSCチャンネルを伝送されて
来た主映像信号59は13.5MHz (−18MHz
x 12/ 16)で動作するA/D変換器63を介
して時間軸圧縮回路65に入力される。この時間軸圧縮
回路65では主映像信号59を12/16倍に時間軸圧
縮して再生映像信号70の中央部のアスペクト比9:1
2に相当する部分71を作り出してフィールドメモリ6
7に書き込む。一方、同様にNTSCチャンネルを伝送
されて来た副映像信号62は4.5 MHz(= 18
MHz X 4/ 16)で動作するA/D変換器64
を介して時間軸圧縮回路66に入力される。この時間軸
圧縮回路66では副映像信号62を4/16倍に時間軸
圧縮して再生映像信号70のアスペクト比9:2に相当
する左右のサイドパネル72,73を作り出してフィー
ルドメモリ67に書き込む。フィールドメモリ67に蓄
積された再生映像信号70は18MHzで動作するD/
A変換器68を介してテレビジョン受像機69に出力さ
れる0以上の動作により、アスペクト比9:16のED
TV方式に対応した映像信号が完全に再生されたことに
なる。
を説明する。第6図(a)において、63.64はA/
D変換器、65.66は時間軸圧縮回路、67はフィー
ルドメモリ、68はD/A変換器、69はテレビジョン
受像機である。ここでNTSCチャンネルを伝送されて
来た主映像信号59は13.5MHz (−18MHz
x 12/ 16)で動作するA/D変換器63を介
して時間軸圧縮回路65に入力される。この時間軸圧縮
回路65では主映像信号59を12/16倍に時間軸圧
縮して再生映像信号70の中央部のアスペクト比9:1
2に相当する部分71を作り出してフィールドメモリ6
7に書き込む。一方、同様にNTSCチャンネルを伝送
されて来た副映像信号62は4.5 MHz(= 18
MHz X 4/ 16)で動作するA/D変換器64
を介して時間軸圧縮回路66に入力される。この時間軸
圧縮回路66では副映像信号62を4/16倍に時間軸
圧縮して再生映像信号70のアスペクト比9:2に相当
する左右のサイドパネル72,73を作り出してフィー
ルドメモリ67に書き込む。フィールドメモリ67に蓄
積された再生映像信号70は18MHzで動作するD/
A変換器68を介してテレビジョン受像機69に出力さ
れる0以上の動作により、アスペクト比9:16のED
TV方式に対応した映像信号が完全に再生されたことに
なる。
第7図(a)〜第8図(b)は現行テレビ方式と両立性
のあるEDTv伝送方式の別の例であり、第7図(a)
、 (b)にはエンコーダ(送信側)の構成図とその
信号処理の概略が示され、また第8図(a)。
のあるEDTv伝送方式の別の例であり、第7図(a)
、 (b)にはエンコーダ(送信側)の構成図とその
信号処理の概略が示され、また第8図(a)。
(b)にはデコーダ(受信側)の構成図とその信号処理
の概略が示されている。
の概略が示されている。
まず第7図(a) 、 (b)を使ってエンコーダの動
作を説明する。第7図(a)において、74はFDTV
に対応したワイドスクリーンカメラ、75はA/D変換
器、76.77はフィールドメモリ、78は時間軸伸長
回路、79は時間軸圧縮/位置変換回路、80はD/A
変換器である。ワイドスクリーンカメラ74からはアス
ペクト比が9:16で水平有効映像期間52μSの映像
信号が出力される。A/D変換器75ではこの映像信号
をサンプリング周波数18MHz (−NTSC方式の
サンプリング周波数約13.5MHz X 16/ 1
2)でサンプリングした後フィールドメモリ76に記憶
する。ここで第7図(b)の81はフィールドメモリ7
6に記憶された映像信号の形状を模式的に示している。
作を説明する。第7図(a)において、74はFDTV
に対応したワイドスクリーンカメラ、75はA/D変換
器、76.77はフィールドメモリ、78は時間軸伸長
回路、79は時間軸圧縮/位置変換回路、80はD/A
変換器である。ワイドスクリーンカメラ74からはアス
ペクト比が9:16で水平有効映像期間52μSの映像
信号が出力される。A/D変換器75ではこの映像信号
をサンプリング周波数18MHz (−NTSC方式の
サンプリング周波数約13.5MHz X 16/ 1
2)でサンプリングした後フィールドメモリ76に記憶
する。ここで第7図(b)の81はフィールドメモリ7
6に記憶された映像信号の形状を模式的に示している。
次に、時間軸伸長細路78では映像信号8工の中央部の
アスペクト比9:12に相当する部分82を取り出して
16/It倍に時間軸伸長した後、水平有効映像期間5
2μSとなった映像信号83をフィールドメモリ77に
書き込む。
アスペクト比9:12に相当する部分82を取り出して
16/It倍に時間軸伸長した後、水平有効映像期間5
2μSとなった映像信号83をフィールドメモリ77に
書き込む。
一方、時間軸圧縮/位置変換回路79では映像信号81
のアスペクト比9:2に相当す、る左右のサイドパネル
84.85を取り出して適切な割合で時間軸圧縮した後
、左右サイドパネル84を画面の上側86にまた右側サ
イドパネル85を画面の下側87に位置変換しフィール
ドメモリ77に書き込む。フィールドメモリ77に書き
込まれた多重映像信号88は13.5MI(z (=
18MHz Xl 2/16)で動作するD/A変換器
80を介して、NTSC方式の1チャンネル分を使って
、NTSC方式との両立性を保ちながら伝送される。
のアスペクト比9:2に相当す、る左右のサイドパネル
84.85を取り出して適切な割合で時間軸圧縮した後
、左右サイドパネル84を画面の上側86にまた右側サ
イドパネル85を画面の下側87に位置変換しフィール
ドメモリ77に書き込む。フィールドメモリ77に書き
込まれた多重映像信号88は13.5MI(z (=
18MHz Xl 2/16)で動作するD/A変換器
80を介して、NTSC方式の1チャンネル分を使って
、NTSC方式との両立性を保ちながら伝送される。
次に第8図(a)、(b)を使ってデコーダの動作を説
明する。第8図(a)において、89はA/D変換器、
90.91はフィールドメモリ、92は時間軸圧縮回路
、93は時間軸伸長/位置逆変換回路、94はD/A変
換器、95はテレビ受像機である。ここでNTSCチャ
ンネルを伝送されて来た多重映像信号は13.5MHz
(=18MHzX 12/16)で動作するA/D変
換器・89を介してフィールドメモリ90中に96で示
すごとく書き込まれる。時間軸圧縮回路92では多重映
像信号96の中央部のアスペクト比9:12に相当する
部分97を取り出して12716倍に時間軸圧縮した後
、水平有効映像期間が39μsとなった映像信号98を
フィールドメモリ91に書き込む。一方、時間軸伸長/
位置逆変換回路93では多重映像信号96の画面の上側
99を左側サイドパネル101にまた下側100を右側
サイドパネル102に位置変換した後、適切な割合で時
間軸圧縮してフィールドメモリ91に書き込む。
明する。第8図(a)において、89はA/D変換器、
90.91はフィールドメモリ、92は時間軸圧縮回路
、93は時間軸伸長/位置逆変換回路、94はD/A変
換器、95はテレビ受像機である。ここでNTSCチャ
ンネルを伝送されて来た多重映像信号は13.5MHz
(=18MHzX 12/16)で動作するA/D変
換器・89を介してフィールドメモリ90中に96で示
すごとく書き込まれる。時間軸圧縮回路92では多重映
像信号96の中央部のアスペクト比9:12に相当する
部分97を取り出して12716倍に時間軸圧縮した後
、水平有効映像期間が39μsとなった映像信号98を
フィールドメモリ91に書き込む。一方、時間軸伸長/
位置逆変換回路93では多重映像信号96の画面の上側
99を左側サイドパネル101にまた下側100を右側
サイドパネル102に位置変換した後、適切な割合で時
間軸圧縮してフィールドメモリ91に書き込む。
フィールドメモリ91に蓄積された再生映像信号103
は18MHzで動作するD/A変換器94を介してテレ
ビジョン受像機95に出力された。
は18MHzで動作するD/A変換器94を介してテレ
ビジョン受像機95に出力された。
以上の動作により、アスペクト比9:16のEDTV方
式に対応した映像信号が完全に再生されたことになる。
式に対応した映像信号が完全に再生されたことになる。
しかしながら、上述した現行テレビジョン方式(NTS
C方式)と両立性のあるEDTV伝送方式には、両立性
を保つために煩雑な信号処理が必要であり、かつ大規模
な信号処理回路を必要とする欠点があった。すなわち、
これら信号処理回路にはA/D変換器、D/A変換器、
メモリ等の高価な部品が多量に使用されているため、シ
ステム全体の価格が非常に高価なものとなっていた。さ
らにA/D変換器、D/A変換器、メモリ等を高速に動
作させる必要があるために、莫大な電力を必要とする欠
点もあった。
C方式)と両立性のあるEDTV伝送方式には、両立性
を保つために煩雑な信号処理が必要であり、かつ大規模
な信号処理回路を必要とする欠点があった。すなわち、
これら信号処理回路にはA/D変換器、D/A変換器、
メモリ等の高価な部品が多量に使用されているため、シ
ステム全体の価格が非常に高価なものとなっていた。さ
らにA/D変換器、D/A変換器、メモリ等を高速に動
作させる必要があるために、莫大な電力を必要とする欠
点もあった。
本発明は上述した従来の欠点を除去したもので、その目
的とするところは現行テレビ方式と両立性を保つために
行われる映像送信側(エンコーダ側)での各種信号処理
を容易ならしめる固体撮像素子とその駆動方法を提供す
ることにある。
的とするところは現行テレビ方式と両立性を保つために
行われる映像送信側(エンコーダ側)での各種信号処理
を容易ならしめる固体撮像素子とその駆動方法を提供す
ることにある。
本発明によれば、アスペクト比(画面の縦横比)9:1
6のFDTV (エンハンスト デフイニション テレ
ビジョン)方式に対応可能な固体撮像素子であって、光
電変換された信号電荷が蓄積される全撮像領域のうち中
央部に位置するアスペクト比9:12の第1の撮像領域
からの信号電荷を独立に読み出す第1の信号電荷読み出
し手段と、前記全撮像領域のうち左側に位置するアスペ
クト比9:2の第2の撮像領域からの信号電荷を独立に
読み出す第2の信号電荷読み出し手段と、前記全撮像領
域のうち右側に位置するアスペクト比9:2の第3の撮
像領域からの信号電荷を独立に読み出す第3の信号電荷
読み出し手段を具備した固体撮像素子が得られる。
6のFDTV (エンハンスト デフイニション テレ
ビジョン)方式に対応可能な固体撮像素子であって、光
電変換された信号電荷が蓄積される全撮像領域のうち中
央部に位置するアスペクト比9:12の第1の撮像領域
からの信号電荷を独立に読み出す第1の信号電荷読み出
し手段と、前記全撮像領域のうち左側に位置するアスペ
クト比9:2の第2の撮像領域からの信号電荷を独立に
読み出す第2の信号電荷読み出し手段と、前記全撮像領
域のうち右側に位置するアスペクト比9:2の第3の撮
像領域からの信号電荷を独立に読み出す第3の信号電荷
読み出し手段を具備した固体撮像素子が得られる。
また、前記第1の信号電荷読み出し手段を規定の駆動周
波数の12/16倍の駆動周波数で動作させて前記第1
の撮像領域に対応した主映像信号を形成すると同時に、
前記第2と第3の信号電荷読み出し手段を規定の駆動周
波数の4/16倍の駆動周波数で同時に動作させ、かつ
前記第2と第3の信号電荷読み出し手段から出力される
前記第2と第3の撮像領域に対応した左側サイドパネル
映像信号および右側サイドパネル映像信号を水平走査周
期の半分の周期で交互に切り換えて副映像信号を形成す
る固体撮像素子の駆動方法が得られる。
波数の12/16倍の駆動周波数で動作させて前記第1
の撮像領域に対応した主映像信号を形成すると同時に、
前記第2と第3の信号電荷読み出し手段を規定の駆動周
波数の4/16倍の駆動周波数で同時に動作させ、かつ
前記第2と第3の信号電荷読み出し手段から出力される
前記第2と第3の撮像領域に対応した左側サイドパネル
映像信号および右側サイドパネル映像信号を水平走査周
期の半分の周期で交互に切り換えて副映像信号を形成す
る固体撮像素子の駆動方法が得られる。
さらに、まず最初に前記第2の信号電荷読み出し手段を
規定の駆動周波数の12/16倍以上の駆動周波数で動
作させて前記第2の撮像領域に対応した左側サイドパネ
ル映像信号を垂直有効映像期間の最初の期間付近に多重
し、次に前記第1の信号電荷読み出し手段を規定の駆動
周波数の12/16倍の駆動周波数で動作させて前記第
1の撮像領域に対応した主映像信号を垂直有効映像期間
内に出力し、次いで前記第3の信号電荷読み出し手段を
規定の駆動周波数の12/16倍以上の駆動周波数で動
作させて前記第3の撮像領域に対応した右側サイドパネ
ル映像信号を垂直有効映像期間の最後の期間付近に多重
する固体撮像素子の駆動方法が得られる。
規定の駆動周波数の12/16倍以上の駆動周波数で動
作させて前記第2の撮像領域に対応した左側サイドパネ
ル映像信号を垂直有効映像期間の最初の期間付近に多重
し、次に前記第1の信号電荷読み出し手段を規定の駆動
周波数の12/16倍の駆動周波数で動作させて前記第
1の撮像領域に対応した主映像信号を垂直有効映像期間
内に出力し、次いで前記第3の信号電荷読み出し手段を
規定の駆動周波数の12/16倍以上の駆動周波数で動
作させて前記第3の撮像領域に対応した右側サイドパネ
ル映像信号を垂直有効映像期間の最後の期間付近に多重
する固体撮像素子の駆動方法が得られる。
EDTV方式に対応した映像信号から現行テレビジョン
方式(NTSC方式)と両立性のある映像信号への変換
が固体撮像素子を搭載したテレビジョンカメラ単体で行
なえるため、送信側(エンコーダ側)での煩雑な信号処
理が不要となる。また、この際必要とされる固体撮像素
子の駆動方法は通常の駆動方法とほとんど変わらないた
め、カメラの価格および消費電力の増加はほんの僅かで
ある。
方式(NTSC方式)と両立性のある映像信号への変換
が固体撮像素子を搭載したテレビジョンカメラ単体で行
なえるため、送信側(エンコーダ側)での煩雑な信号処
理が不要となる。また、この際必要とされる固体撮像素
子の駆動方法は通常の駆動方法とほとんど変わらないた
め、カメラの価格および消費電力の増加はほんの僅かで
ある。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明による個体撮像素子の一実施例を示す平
面配置図である。
面配置図である。
この個体撮像素子はCODインターライン転送方式によ
るもので、全撮像領域上は入射光量に応中 じた信号電荷を蓄積するために光入射面にマトックス上
に配置された光電変換素子群(図示せず)と、これら光
電変換素子群に蓄積された信号電荷を、−水平走査周期
(フィールドまたはフレーム周期)ごとに読み出すため
の転送ゲート群(図示せず)と、読み出した信号電荷を
一水平走査周期ごとに垂直方向に転送するための垂直シ
フトレジスタ群(図示せず)とで構成されている。ここ
で、全撮像領域上のアスペクト比(画面の縦横比)はE
DTV方式に対応して9:16に選ばれている。
るもので、全撮像領域上は入射光量に応中 じた信号電荷を蓄積するために光入射面にマトックス上
に配置された光電変換素子群(図示せず)と、これら光
電変換素子群に蓄積された信号電荷を、−水平走査周期
(フィールドまたはフレーム周期)ごとに読み出すため
の転送ゲート群(図示せず)と、読み出した信号電荷を
一水平走査周期ごとに垂直方向に転送するための垂直シ
フトレジスタ群(図示せず)とで構成されている。ここ
で、全撮像領域上のアスペクト比(画面の縦横比)はE
DTV方式に対応して9:16に選ばれている。
また、全撮像領域上内の垂直画素数はEDTV方式およ
びEDTV方式の有効走査線数に一致させて48585
画素ばれている。さらに、水平画素数については特に規
定は無いが、ここでは従来例との対応を容易にするため
、アスペクト比9:12に相当する撮像領域からの信号
電荷をNTSC方式で規定されたディジタルサンプリン
グ周波数13.5MHzと同じ周波数で読み出したとき
に正規の周期が得られる画素数、すなわち94646画
素んだ。本発明による固体撮像素子の特色は、全撮像領
域上のうち中央部に位置するアスペクト比9:12の第
1の撮像領域2(センターパネル、水平方向710画素
)からの信号電荷が水平シフトレジスタ3及び信号出力
回路4からなる第1の信号電荷読み出し手段な介して独
立に読み出され、かつ全撮像領域上のうち左側に位置す
るアスペクト比9:2の第2の撮像領域5(左側サイド
パネル、水平方向11818画素らの信号電荷が水平シ
フトレジスタ6及び信号出力回路7からなる第2の信号
電荷読み出し手段を介して独立に読み出され、さらに全
撮像領域上のうち右側に位置するアスペクト比9:2の
第2の撮像領域8(右側サイドパネル、水平方向118
18画素らの信号電荷が水平シフトレジスタ9及び信号
出力回路10からなる第3の信号読み出し手段を介して
独立に読み出される点である。かかる動作を可能ならし
めるため第1の撮像領域2、第2の撮像領域5および第
3の撮像領域8内の垂直シフトレジスタ群がそれぞれ独
立に動作可能な構造にしておく。
びEDTV方式の有効走査線数に一致させて48585
画素ばれている。さらに、水平画素数については特に規
定は無いが、ここでは従来例との対応を容易にするため
、アスペクト比9:12に相当する撮像領域からの信号
電荷をNTSC方式で規定されたディジタルサンプリン
グ周波数13.5MHzと同じ周波数で読み出したとき
に正規の周期が得られる画素数、すなわち94646画
素んだ。本発明による固体撮像素子の特色は、全撮像領
域上のうち中央部に位置するアスペクト比9:12の第
1の撮像領域2(センターパネル、水平方向710画素
)からの信号電荷が水平シフトレジスタ3及び信号出力
回路4からなる第1の信号電荷読み出し手段な介して独
立に読み出され、かつ全撮像領域上のうち左側に位置す
るアスペクト比9:2の第2の撮像領域5(左側サイド
パネル、水平方向11818画素らの信号電荷が水平シ
フトレジスタ6及び信号出力回路7からなる第2の信号
電荷読み出し手段を介して独立に読み出され、さらに全
撮像領域上のうち右側に位置するアスペクト比9:2の
第2の撮像領域8(右側サイドパネル、水平方向118
18画素らの信号電荷が水平シフトレジスタ9及び信号
出力回路10からなる第3の信号読み出し手段を介して
独立に読み出される点である。かかる動作を可能ならし
めるため第1の撮像領域2、第2の撮像領域5および第
3の撮像領域8内の垂直シフトレジスタ群がそれぞれ独
立に動作可能な構造にしておく。
次に本発明による固体撮像素子の動作を説明する。第2
図(a) 、 (b)には、第5図(a) 、 (b)
に示した従来方式と同一の動作を行なわせるための撮像
装置の構成図とその信号処理の概略が示されている。図
において、11は本発明の固体撮像素子、12は映像信
号切換器である。固体撮像素子11にはアスペクト比9
:16のEDTV方式に対応した映像信号13が蓄積さ
れている。ここで、第1の撮像領域2(センターパネル
)からの信号電荷を規定の駆動周波数18MHzの12
/18倍の駆動周波数13.5MHzで読み出すことに
より、従来のNTSC方式と同様なアスペクト比9:1
2の主映像信号14が容易に作り出せる。一方、第2の
撮像領域5(左側サイドパネル)および第3の撮像領域
8(右側サイドパネル)からの信号電荷を規定の駆動周
波数18MHzの4/16倍の駆動周波数4.5MHz
で同時に読み出し、かつ両者を映像信号切換器12を使
って水平走査周期52μsの半分の周期26μsで交互
に切り換えることにより、副映像信号15が容易に作り
出せる。これら主映像信号14と副映像信号15は従来
のNTSC方式の2チャンネル分を使って伝送、可能と
なる。また、ここでは図示していないが、副映像信号1
5を映像搬送波直交変調方式等の原理を使って主映像信
号14中に周波数多重することにより、NTSC方式の
1チャンネル分でも伝送可能となる。またこれら主映像
信号14と副映像信号15からアスペクト比9:16の
EDTV方式に対応した映像信号への復元は、第6図(
a)。
図(a) 、 (b)には、第5図(a) 、 (b)
に示した従来方式と同一の動作を行なわせるための撮像
装置の構成図とその信号処理の概略が示されている。図
において、11は本発明の固体撮像素子、12は映像信
号切換器である。固体撮像素子11にはアスペクト比9
:16のEDTV方式に対応した映像信号13が蓄積さ
れている。ここで、第1の撮像領域2(センターパネル
)からの信号電荷を規定の駆動周波数18MHzの12
/18倍の駆動周波数13.5MHzで読み出すことに
より、従来のNTSC方式と同様なアスペクト比9:1
2の主映像信号14が容易に作り出せる。一方、第2の
撮像領域5(左側サイドパネル)および第3の撮像領域
8(右側サイドパネル)からの信号電荷を規定の駆動周
波数18MHzの4/16倍の駆動周波数4.5MHz
で同時に読み出し、かつ両者を映像信号切換器12を使
って水平走査周期52μsの半分の周期26μsで交互
に切り換えることにより、副映像信号15が容易に作り
出せる。これら主映像信号14と副映像信号15は従来
のNTSC方式の2チャンネル分を使って伝送、可能と
なる。また、ここでは図示していないが、副映像信号1
5を映像搬送波直交変調方式等の原理を使って主映像信
号14中に周波数多重することにより、NTSC方式の
1チャンネル分でも伝送可能となる。またこれら主映像
信号14と副映像信号15からアスペクト比9:16の
EDTV方式に対応した映像信号への復元は、第6図(
a)。
(b)に示した従来のデコーダを使って容易に達成でき
る。
る。
次に第3図(a) 、 (b) 、 (c)には、第7
図(a) 、(b)に示した従来の方式と同一の動作を
行なわせるための撮像装置の構成図とその信号処理の概
略および多重化された映像信号の波形が示されている。
図(a) 、(b)に示した従来の方式と同一の動作を
行なわせるための撮像装置の構成図とその信号処理の概
略および多重化された映像信号の波形が示されている。
図において、11は本発明の固体撮像素子、16は映像
信号切換器である。固体撮像素子11にはアスペクト比
9:16のEDTV方式に対応した映像信号17が蓄積
されている。ここでの動作は、まず最初に第2の撮像領
域5(左側サイドパネル)からの信号電荷を規定の駆動
周波数18MHzの12/16倍以上の駆動周波数で読
み出し、第3図(c)の18で示す垂直有効映像期間の
最初の期間付近に多重する。ここで、テレビジョン受像
機での垂直同期が正常に掛かる範囲であれば、上述の左
側サイドパネルの映像信号を垂直ブランキング期間内に
多重することも可能である。次に、第1の撮像領域2(
センターパネル)からの信号電荷を規定の駆動周波数1
8MHzの12/16倍の駆動周波数13.5 MHz
で読み出して垂直有効映像期間内に出力する。さらに、
第3の撮像領域8(右側サイドパネル)からの信号電荷
を規定の駆動周波数18MHzの12/16倍以上の駆
動周波数で読み出して、第3図(c)の19で示す垂直
有効映像期間の最後の期間付近に多重する。
信号切換器である。固体撮像素子11にはアスペクト比
9:16のEDTV方式に対応した映像信号17が蓄積
されている。ここでの動作は、まず最初に第2の撮像領
域5(左側サイドパネル)からの信号電荷を規定の駆動
周波数18MHzの12/16倍以上の駆動周波数で読
み出し、第3図(c)の18で示す垂直有効映像期間の
最初の期間付近に多重する。ここで、テレビジョン受像
機での垂直同期が正常に掛かる範囲であれば、上述の左
側サイドパネルの映像信号を垂直ブランキング期間内に
多重することも可能である。次に、第1の撮像領域2(
センターパネル)からの信号電荷を規定の駆動周波数1
8MHzの12/16倍の駆動周波数13.5 MHz
で読み出して垂直有効映像期間内に出力する。さらに、
第3の撮像領域8(右側サイドパネル)からの信号電荷
を規定の駆動周波数18MHzの12/16倍以上の駆
動周波数で読み出して、第3図(c)の19で示す垂直
有効映像期間の最後の期間付近に多重する。
これら一連の動作の切り換えは映像信号切換器16を用
いて行なう。これらの動作により、画面の上下にサイド
パネル映像信号が多重された映像信号20が得られる。
いて行なう。これらの動作により、画面の上下にサイド
パネル映像信号が多重された映像信号20が得られる。
この多重映像信号20はNTSC方式の1チャンネル分
で伝送可能である。
で伝送可能である。
また、この多重映像信号20からアスペクト比9:16
のEDTV方式に対応した映像信号への復元は、第8図
(a) 、 (b)に示した従来のデコーダを使って容
易に達成できる。
のEDTV方式に対応した映像信号への復元は、第8図
(a) 、 (b)に示した従来のデコーダを使って容
易に達成できる。
第4図は本発明による固体撮像素子の他の実施例を示す
平面配置図である。この固体撮像素子はCODインター
ラインフレーム転送方式によるもので、第1.第2.第
3の撮像領域2,5,8の下側にそれぞれに対応したメ
モリ領域21,22゜23が設けられている。同図にお
いて第1図と同一番号は同一構成要素を示している。こ
の固体撮像素子の特色は、第1の撮像領域2.第2の撮
像領域5および第3の撮像領域8内の垂直シフトレジス
タ群が同一パルス群で動作可能な点である。
平面配置図である。この固体撮像素子はCODインター
ラインフレーム転送方式によるもので、第1.第2.第
3の撮像領域2,5,8の下側にそれぞれに対応したメ
モリ領域21,22゜23が設けられている。同図にお
いて第1図と同一番号は同一構成要素を示している。こ
の固体撮像素子の特色は、第1の撮像領域2.第2の撮
像領域5および第3の撮像領域8内の垂直シフトレジス
タ群が同一パルス群で動作可能な点である。
すなわち第1.第2.第3の撮像領域2,5,8に蓄積
されていた信号電荷は垂直ブランキング期間中にそれぞ
れ対応したメモリ領域21,22゜23に向かって一斉
に高速転送される。その後、メモリ領域21,22.2
3に蓄積された信号電荷はそれぞれ独立に読み出すこと
が出来る。この構造ではメモリ領域21,22.23の
それぞれの垂直シフトレジスタ群に個別に行なう配線の
レイアウトが容易となる。なお本固体撮像素子の動作は
第1図に示したものと基本的に同一なため、ここでは説
明を省略する。
されていた信号電荷は垂直ブランキング期間中にそれぞ
れ対応したメモリ領域21,22゜23に向かって一斉
に高速転送される。その後、メモリ領域21,22.2
3に蓄積された信号電荷はそれぞれ独立に読み出すこと
が出来る。この構造ではメモリ領域21,22.23の
それぞれの垂直シフトレジスタ群に個別に行なう配線の
レイアウトが容易となる。なお本固体撮像素子の動作は
第1図に示したものと基本的に同一なため、ここでは説
明を省略する。
以上述べたように、本発明によれば、EDTV方式に対
応した映像信号から現行テレビジョン方式(NTSC方
式)と両立性のある映像信号への変換が固体撮像素子を
搭載したテレビジョンカメラ単体で容易に行なえるため
、送信側(エンコーダ側)での煩雑な信号処理が不要と
なり、EDT■システムの低価格化、低消費電力化が達
成できる。なお本発明の実施例では、サイドパネル映像
信号を画面の左右あるいは上下に多重する方法について
のみ説明したが、両者を組合せた方法あるいはディジタ
ルメモリと組合せて、より高度な信号処理を行なう方法
にも適用可能である。
応した映像信号から現行テレビジョン方式(NTSC方
式)と両立性のある映像信号への変換が固体撮像素子を
搭載したテレビジョンカメラ単体で容易に行なえるため
、送信側(エンコーダ側)での煩雑な信号処理が不要と
なり、EDT■システムの低価格化、低消費電力化が達
成できる。なお本発明の実施例では、サイドパネル映像
信号を画面の左右あるいは上下に多重する方法について
のみ説明したが、両者を組合せた方法あるいはディジタ
ルメモリと組合せて、より高度な信号処理を行なう方法
にも適用可能である。
ダ
第1図と第2図はそれぞれ本発明による固体撮像素子の
一実施゛例及び他の実施例の平面配置図、第2図(a)
、 (b)は本発明の一実施例を説明するための撮像
装置の構成図とその信号処理の概略図、第3図(a)
、 (b) 、 (c)は本発明の他の実施例を説明す
るための撮像装置の構成図とその信号処理の概略図およ
び多重化された映像信号の波形、第5図(a) 、 (
b)は従来の第1のEDTV伝送方式のエンコーダの構
成図とその信号処理の概略図、第6図(a) 、 (b
)は従来の第1のHDTV伝送方式のデコーダの構成図
とその信号処理の概略図、第7図(a) 、 (b)は
従来の第2のEDTV伝送方式のエンコーダの構成図と
その信号処理の概略図、第8図(a) 、 (b)は従
来の第2のEDTV伝送方式のデコーダの構成図とその
信号処理の概略図である。 工・・・・・・全撮像領域、2・・・・・・第1の撮像
領域、3・・・・・・水平シフトレジスタ、4・・・・
・・信号出力回路、5・・・・・・第2の撮像領域、6
・・・・・・水平シフトレジスタ、7・・・・・・信号
出力回路、8・・・・・・第3の撮像領域、9・・・・
・・水平シフトレジスタ、10・・・・・・信号出力回
路、11・・・・・・固体撮像素子、12,16・・・
・・・映像信号切換器、21,22.23・・・・・・
メモリ領域、50・・・・・・ワイドスクリーンカメラ
、51・・・・・・A/D変換器、52・・・用フィー
ルドメモリ、53.54・・・・・・時間軸伸長回路、
55,56・・・・・・D/A変換器、63.64・・
・・・・A/D変換器、65,66・・・・・・時間軸
圧縮回路、67・・・・・・フィールドメモリ、68・
・・・・・D/A変換器、69・・・・・・テレビジョ
ン受像機、75・・・・・・A/D変換器、76.77
・・・・・・フィールドメモリ、78・・・・・・時間
軸伸長回路、8゜・・・・・・D/A変換器、89・・
・・・・A/D変換器、90゜91・・・・・・フィー
ルドメモリ、92・・・・・・時間軸圧縮回路、93・
・・・・・時間軸伸長/位置逆変換回路、94・・・・
・・D/A変換器、95・・・・・・テレビジョン受像
機。
一実施゛例及び他の実施例の平面配置図、第2図(a)
、 (b)は本発明の一実施例を説明するための撮像
装置の構成図とその信号処理の概略図、第3図(a)
、 (b) 、 (c)は本発明の他の実施例を説明す
るための撮像装置の構成図とその信号処理の概略図およ
び多重化された映像信号の波形、第5図(a) 、 (
b)は従来の第1のEDTV伝送方式のエンコーダの構
成図とその信号処理の概略図、第6図(a) 、 (b
)は従来の第1のHDTV伝送方式のデコーダの構成図
とその信号処理の概略図、第7図(a) 、 (b)は
従来の第2のEDTV伝送方式のエンコーダの構成図と
その信号処理の概略図、第8図(a) 、 (b)は従
来の第2のEDTV伝送方式のデコーダの構成図とその
信号処理の概略図である。 工・・・・・・全撮像領域、2・・・・・・第1の撮像
領域、3・・・・・・水平シフトレジスタ、4・・・・
・・信号出力回路、5・・・・・・第2の撮像領域、6
・・・・・・水平シフトレジスタ、7・・・・・・信号
出力回路、8・・・・・・第3の撮像領域、9・・・・
・・水平シフトレジスタ、10・・・・・・信号出力回
路、11・・・・・・固体撮像素子、12,16・・・
・・・映像信号切換器、21,22.23・・・・・・
メモリ領域、50・・・・・・ワイドスクリーンカメラ
、51・・・・・・A/D変換器、52・・・用フィー
ルドメモリ、53.54・・・・・・時間軸伸長回路、
55,56・・・・・・D/A変換器、63.64・・
・・・・A/D変換器、65,66・・・・・・時間軸
圧縮回路、67・・・・・・フィールドメモリ、68・
・・・・・D/A変換器、69・・・・・・テレビジョ
ン受像機、75・・・・・・A/D変換器、76.77
・・・・・・フィールドメモリ、78・・・・・・時間
軸伸長回路、8゜・・・・・・D/A変換器、89・・
・・・・A/D変換器、90゜91・・・・・・フィー
ルドメモリ、92・・・・・・時間軸圧縮回路、93・
・・・・・時間軸伸長/位置逆変換回路、94・・・・
・・D/A変換器、95・・・・・・テレビジョン受像
機。
Claims (3)
- (1)アスペクト比(画面の縦横比)9:16のEDT
V(エンハンストデフィニションテレ ビジョン)方式に対応可能な固体撮像素子であって、光
電変換された信号電荷が蓄積される全撮像領域のうち中
央部に位置するアスペクト比9:12の第1の撮像領域
からの信号電荷を独立に読み出す第1の信号電荷読み出
し手段と、前記全撮像領域のうち左側に位置するアスペ
クト比9:2の第2の撮像領域からの信号電荷を独立に
読み出す第2の信号電荷読み出し手段と、前記全撮像領
域のうち右側に位置するアスペクト比9:2の第3の撮
像領域からの信号電荷を独立に読み出す第3の信号電荷
読み出し手段を具備したことを特徴とする固体撮像素子
。 - (2)アスペクト比(画面の縦横比)9:16のEDT
V(エンハンストデフィニションテレ ビジョン)方式に対応可能な固体撮像素子であって、光
電変換された信号電荷が蓄積される全撮像領域のうち中
央部に位置するアスペクト比9:12の第1の撮像領域
からの信号電荷を独立に読み出す第1の信号電荷読み出
し手段と、前記全撮像領域のうち左側に位置するアスペ
クト比9:2の第2の撮像領域からの信号電荷を独立に
読み出す第2の信号電荷読み出し手段と、前記全撮像領
域のうち右側に位置するアスペクト比9:2の第3の撮
像領域からの信号電荷を独立に読み出す第3の信号電荷
読み出し手段を具備した固体撮像素子の、前記第1の信
号電荷読み出し手段を規定の駆動周波数の12/16倍
の駆動周波数で動作させて前記第1の撮像領域に対応し
た主映像信号を形成すると同時に、前記第2と第3の信
号電荷読み出し手段を規定の駆動周波数の4/16倍の
駆動周波数で同時に動作させ、かつ前記第2と第3の信
号電荷読み出し手段から出力される前記第2と第3の撮
像領域に対応した左側サイドパネル映像信号および右側
サイドパネル映像信号を水平走査周期の半分の周期で交
互に切り換えて副映像信号を形成することを特徴とする
固体撮像素子の駆動方法。 - (3)アスペクト比(画面の縦横比)9:16のEDT
V(エンハンストデフィニションテレ ビジョン)方式に対応可能な固体撮像素子であって、光
電変換された信号電荷が蓄積される全撮像領域のうち中
央部に位置するアスペクト比9:12の第1の撮像領域
からの信号電荷を独立に読み出す第1の信号電荷読み出
し手段と、前記全撮像領域のうち左側に位置するアスペ
クト比9:2の第2の撮像領域からの信号電荷を独立に
読み出す第2の信号電荷読み出し手段と、前記全撮像領
域のうち右側に位置するアスペクト比9:2の第3の撮
像領域からの信号電荷を独立に読み出す第3の信号電荷
読み出し手段を具備した固体撮像素子の、まず前記第2
の信号電荷読み出し手段を規定の駆動周波数の12/1
6倍以上の駆動周波数で動作させて前記第2の撮像領域
に対応した左側サイドパネル映像信号を垂直有効映像期
間の最初の期間付近に多重し、次に前記第1の信号電荷
読み出し手段を規定の駆動周波数の12/16倍の駆動
周波数で動作させて前記第1の撮像領域に対応した主映
像信号を垂直有効映像期間内に出力し、次いで前記第3
の信号電荷読み出し手段を規定の駆動周波数の12/1
6倍以上の駆動周波数で動作させて前記第3の撮像領域
に対応した右側サイドパネル映像信号を垂直有効映像期
間の最後の期間付近に多重することを特徴とする固体撮
像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1167556A JPH0332176A (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 固体撮像素子とその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1167556A JPH0332176A (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 固体撮像素子とその駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0332176A true JPH0332176A (ja) | 1991-02-12 |
Family
ID=15851914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1167556A Pending JPH0332176A (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 固体撮像素子とその駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0332176A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0575769A2 (de) * | 1992-06-20 | 1993-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Videokamera mit einem Halbleiterbildsensor |
US5479227A (en) * | 1992-06-02 | 1995-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Camera with control of exposure area switching mechanism |
US5510836A (en) * | 1991-12-18 | 1996-04-23 | U.S. Philips Corporation | Solid state imaging device having an adjustable width/height ratio |
US6721009B1 (en) * | 1994-11-12 | 2004-04-13 | Sony Corporation | Method of driving solid state imaging device |
-
1989
- 1989-06-28 JP JP1167556A patent/JPH0332176A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5510836A (en) * | 1991-12-18 | 1996-04-23 | U.S. Philips Corporation | Solid state imaging device having an adjustable width/height ratio |
US5479227A (en) * | 1992-06-02 | 1995-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Camera with control of exposure area switching mechanism |
EP0575769A2 (de) * | 1992-06-20 | 1993-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Videokamera mit einem Halbleiterbildsensor |
EP0575769A3 (de) * | 1992-06-20 | 1994-11-09 | Bosch Gmbh Robert | Videokamera mit einem Halbleiterbildsensor. |
US6721009B1 (en) * | 1994-11-12 | 2004-04-13 | Sony Corporation | Method of driving solid state imaging device |
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