JPH04192890A - 信号処理方式 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、信号処理方式に関するもので、特に複数の撮
像素子の出力を時分割信号としてカラーの信号を伝送ま
たは記録する際に好適な撮像装置用信号処理方式に関す
る。

【発明の概要］ 本発明は、カラー撮像装置の信号読み出しに好適な信号
処理方式に関するもので、複数の撮像素子の出力を時間
的に切り換えて読み出し、時分割信号としてカラーの信
号を伝送することができる。また、伝送路をＶＴＲのヘ
ッドに置き換えることで、カラーテレビ信号をＶＴＲに
配録することができる。

［従来の技術Ｊ テレビジョンカメラの１組のコンポネント信号（Ｇ、Ｂ
、ＲまたはＹ、　Ｐｉ　Ｐ、ｌなどであるが、ここでは
第１ｃｈ（チャネル）、第２　ｃｈ、第３ｃｈと呼ぶこ
とにする。）を１つの伝送路で伝送する場合には、第１
５図のように、それぞれの素材信号（第１　ｃｈ。

第２　ｃｈ、第３ｃｈ信号）を時間的に切り換えて合成
する時分割方式が知られている。

一方、それぞれの素材信号は３ｃｈとも同様第１６図の
ように、通常はテレビジョンの走査規格に合わせて読み
出され、ブランキング期間以外のほとんどの水平走査期
間で一走査線分の信号を読み出す。

［発明が解決しようとする課題１ したがって、素材信号と時分割信号との時間関係が一致
していないため、メモリーを用いて時間関係を一致させ
ることが必要である。

また、このメモリーは一般的にディジタルメモリーを用
いるので、Ａ／Ｄ変換器とメモリーを組み合わせた回路
が必要となり、装置が大きく、複雑となるほか、その分
、電力を消費するという欠点があった。

よって本発明の目的は、簡易な構成にも拘らず、適切な
タイミングで時分割信号を供給し得る信号処理方式を提
供することにある。

【課題を解決するための手段１ 本発明は、時分割で撮像素子の信号を読み出し、当該読
み出しと同期して読み出された信号を切替器にて選択す
ることにより、時分割信号を得るものである。

［作　用Ｊ 本発明は、撮像素子の信号の読み出しを時分割信号の時
間関係になるように工夫することで、単に切り換え回路
のみで、Ａ／Ｄ変換器およびメモリーを必要とすること
なく、時分割信号を得ることで伝送路やＶＴＲへ信号を
供給することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、本発明を適用した第１の実施例を示す。この
場合、撮像素子は第１　ｃｈ、第２　ｃｈ、第３Ｃｈに
それぞれ１つ、合計３つ用い、伝送路は１つとする。そ
の時の系統図を第１図に示した。

時分割信号は一水平期間を第１５図のように、第１　ｃ
ｈ、第２ｃｈ、第３ｃｈに分割するものとする。まず第
１ｃｈの素子を第１５図のＴ１の間に読み出す。次に、
第２ｃｈの素子を第１５図のＴ２の間に読み出し、第３
ｃｈを第１５図のＴ３の間に読み出す。この第１ｃｈ、
第２　ａｈ、第３ｃｈの読み出された信号は、それぞれ
第１５図のＴｌ、Ｔ２．Ｔ３期間に第１図のスイッチＳ
ＷＩにて、選択されて時分割信号となる。この結果、Ａ
／Ｄ変換器もメモリーも用いることなく時分割信号を実
現できる。

第１の実施例において、第２図のように第２゜第３ｃｈ
の信号を一水平走査期間おきに出力する、いわゆる線順
次信号の時分割信号形式にすることで、効率よ（第２．
第３ｃｈ信号を伝送することもできる。この場合の基本
構成は第１図と同じであるが、第２ｃｈと第３ｃｈの読
み出す期間が異なる。

水平走査期間のうち第２図のＴ４期間に第１ｃｈ素子を
読み出しかつ第１図のスイッチＳＷＩは当該第１ｃｈを
選択、第２図のＴ５期間で第２ｃｈ素子を読み出しかつ
第１図のスイッチＳＷＩで当該第２ｃｈを選択する。さ
らに、次の水平走査期間で第２図のＴ６期間に第１ｃｈ
素子を読み出し、かつ第１図のスイッチＳＷｌは当該第
１ｃｈを選択、第２図のＴ７期間で第３ｃｈ素子を読み
出し、かつ第１図のスイッチＳＷＩで第３ｃｈを選択す
る。

このように第２．第３ｃｈ信号を線順次信号とするとき
には、水平走査期間ごとに交互に第２．第３信号を得る
ための処理が必要である。

しかし、単に第２　ｃｈ、第３ｃｈを１水平走査期間お
きに間引くだけでは折り返し歪が多くなるので、折り返
し歪を少な（する手段が必要となる。

このための処理は用いる撮像素子によって異なる。

撮像素子にＭＯＳ撮像素子のように、いわゆるＸ、Ｙア
ドレス型を用いた例を次に示す。この型の素子は第３図
のように構成されているが、飛び越し走査を行い、かつ
撮像領域のすべての信号電荷を１フィールドで読み出す
いわゆるフィールド読み出しの場合には、第３図のよう
に隣合う垂直２画素を加算し、かつ、加算する組合せ方
を偶数フィールドと奇数フィールドで変えている。

このＭＯＳ撮像素子で線順次を行う場合には、第４図の
ように垂直４画素加算し、次のフィールドでは加算の組
合せを２画素ずらして行う。この垂直４画素加算は垂直
走査回路の駆動によって行う。

次に、撮像素子としてＣＣＤを用いた例を示す。

ＣＣＤでは第５図および第６図のように撮像領域の外に
水平転送ＣＣＤが備えられている。撮像領域の各画素の
信号電荷は水平転送ＣＣＤに転送される。

通常は第５図のように、水平転送ＣＣＤでの水平走査１
回に対し撮像領域からの１走査線分の電荷の転送を１回
行っている。

線順次では第６図に示すように、水平転送ＣＣＤでの水
平走査１回に対し撮像領域からの１走査線分の電荷の転
送は２回行う。つまり、２走査線分の転送を行うことと
等価となる。ただし、水平転送ＣＣＤでの水平走査は第
２図のＴ５、またはＴ７期間に行う２水平走査期間に１
回の走査になる。

ＣＣＤでは飛び越し走査で、かつフィールド読み出しの
場合には隣合う垂直方向の二つの画素の信号電荷を加算
することが多く、この場合、本方式で線順次とした場合
には、結果的にもとの撮像領域での画素の信号電荷を垂
直に４画素加算したことになる。

ＣＣＤとしては、インターライン転送型、フレームイン
ターライン転送型、フレーム転送型などが知られている
がＣＣＤ撮像素子ならばいずれのものでもよい。また順
次走査のカメラシステム、または飛び越し走査でもフレ
ーム読み出しを行う場合では、垂直２画素加算を行わな
いで１画素ずつ読み出すが、この場合では線順次読み出
しを行うには上記垂直４画素加算は行わず垂直２画素加
算となる。

撮像素子として撮像管を用いる場合には、上記線順次化
するために第２図のＴ５期間で第２ｃｈの素子の水平走
査を行い、次の水平走査期間のＴ７期間では第３ｃｈの
素子の水平走査を行う。この方式では、１素子での走査
間隔が通常の走査に比べて２倍に広がるため、１フィー
ルドでの走査で撮像面の全信号電荷が読み出しきれず、
いわゆる“取り残し”が生じるので電子ビームのフォー
カスを“取り残し”が生じないよう制御を行う。このフ
ォーカスの制御は、ＭＯ３撮像素子やＣＣＤの上記飛び
越し走査での垂直４画素加算や順次走査での垂直２画素
加算と同様、折り返し歪を低減する役割をもつ。

次に、第２の実施例を示す。本実施例では第７図のよう
に撮像素子が第１　ｃｈ、第２　ｃｈ、第３ｃｈにそれ
ぞれ１つ、合計３つを用い、かつ伝送路は２つ用いると
する。本実施例での時分割信号は、第８図のように、２
水平期間を第１と第２または第１と第３ｃｈの信号で２
つに分割するものとする。

第１ｃｈ素子の信号は２つの伝送路で並列伝送を行うの
で、２つの走査線に相当する信号を同時に読み出す手段
が必要となる。

まず、撮像素子にＭＯ３撮像素子のようにいわゆるＸ、
Ｙアドレス型を用いた例を示す。本例では第９図に示す
ように、撮像領域の外に２本の１走査線に対応する信号
を記憶できるバッファと、バッファに記憶された信号を
読み出す水平走査回路を設ける。そこで、１木目の走査
線に対応する信号を撮像領域から受は取り、一方のバラ
２アに記憶し、次に、次の走査線に対応する信号を他方
のバッファに記憶したのち、両バッファの水平走査回路
を同時に駆動し、２本の走査線に対応した信号を同時に
第８図のＴ８期間に読み出す。

また、ＣＣＤでは第１０図で示すように、水平転送ＣＣ
Ｄを２つ設けて、かつ、上の水平転送ＣＣＤから下の水
平転送ＣＣＤに電荷を転送できる転送電極を両者間に設
け、それぞれの水平転送ＣＣＤの転送段数を１水平走査
期間内の電荷をすべて転送できるようにしたものを用意
し、この２つの水平転送ＣＣＤを用いて、２本の走査線
に相当する信号を同時に、第８図のＴ８期間に読み出す
。

第８図のＴ８期間に第１ｃｈの素子を読み出し、かつ第
７図のスイッチＳＷ２は当該第１素子の一方の出力を選
択し、第７図のスイッチＳＷ３は当該第１の素子のもう
一つの出力を選択する。第８図のＴ９期間に第２　ｃｈ
、第３ｃｈ信号を読み出し、かつ第７図のスイッチＳＷ
２は第２素子の出力を選択し、また第７図のスイッチＳ
Ｗ３は第３素子の出力を選択する。

この結果、第８図の２つの時分割信号を得ることができ
る。

本実施例では第２ｃｈ、第３ｃｈ信号は２水平走査期間
に１回しか読み出しを行わないため、線順次信号となっ
ている。線順次にするための読み出し法は、第１の実施
例と同じである。ただし、第１の実施例では第２ｃｈ素
子の読み出しと第３ｃｈ素子の読み出しは１水平走査期
間おきに交互に行うが、第２の実施例では２水平走査期
間に１度量時に行う。

次に、第３の実施例について示す。その系統図を第１１
図に示す。本実施例では、撮像素子が第１ｃｈに１つ、
第２ｃｈ、第３ｃｈに１つ、合計２つを用い、かつ伝送
路は２つ用いるとする。本実施例での時分割信号は第８
図のように、第２の実施例と同じように２水平期間を第
１と第２または第３ｃｈの信号で２つに分割するものと
する。

第１ｃｈ素子の信号は第２の実施例と同じ読み出し期間
に同じ手段で読み出せばよい。第２　ｃｈ、第３ｃｈの
信号は１つの素子から得る。そのために、第１２図に示
すような第２　ｃｈ、第３ｃｈに対応した縦ストライブ
色フィルターを撮像素子の撮像面に備える。

撮像素子として固体撮像素子を用いる場合には、第１３
図のように画素に対応するように色フィルターを配置す
る。この第２ｃｈ、第３ｃｈ用の素子出力からそれぞれ
の信号を分離するための色分離回路を備える。第８図の
Ｔ８期間に第１ｃｈの素子を読み出し２つの出力を得、
かつ第７図のスイッチＳＷ２は第１素子の一方の出力を
選択し、第７図のスイッチＳＷ３は第１の素子のもう一
つの出力を選択する。第８図のＴ９期間に第２ｃｈ、第
３ｃｈ信号を読み出した後両者を分離し、かつ第１１図
のスイッチ５ＶＩ４は第２ｃｈ信号を選択し、また第１
１図のスイッチＳＷ５は第３ｃｈ信号を選択する。

この結果、第８図の時分割信号を得ることができる。本
実施例では、第２　ｃｈ、第３ｃｈ信号は２水平走査期
間に１回しか読み出しを行わないため、線順次信号とな
っている。

線順次にするための読み出し法は第２の実施例と同じで
あり、２水平走査期間に１度、同時に行う。

また色分離回路の機能を次のようなＣＣＤで置き代える
こともできる。このＣＣＤは第１４図に示すように、カ
ラー信号に必要な他の２種類の信号（第２　ｃｈ、第３
ｃｈ信号）に対応した縦ストライプフィルターな撮像面
に備え、かつ、当該２種類の信号を出力できるもうひと
つの撮像素子において撮像領域の外に１走査線分の水平
転送ＣＣＤを隣接して２つ設け、また、２つの水平転送
ＣＣＤ間に転送電極を設けて、一方の水平転送ＣＣＤに
撮像領域から転送された信号電荷を他方の水平転送ＣＣ
Ｄに転送できる機能を持たし、当該２つの水平転送ＣＣ
Ｄを用いて、それぞれの水平転送ＣＣＤでカラーテレビ
信号に必要な前記２種類の信号を並列に同時に読み出す
ことができる。

［発明の効果ｌ 従来は、カラー撮像装置のカラー信号を時分割信号とす
るためには遅延線が必要で、この遅延線は一般的にはデ
ィジタルメモリーを用いるので、Ａ／Ｄ変換器とメモリ
ーを組み合わせた回路が必要となり、装置が大きく・複
雑となるほか、その分、電力を消費するという欠点があ
ったが、本発明により撮像素子出力をこの時分割信号の
時間関係とすることで、回路を簡略化できるので、カラ
ー撮像装置と時分割信号を入力する伝送装置や、ＶＴＲ
との一体化が容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例の構成図、 第２図は線順次化された時分割信号のタイミング図、 第３図はＭＯＳ型撮像素子の基本構成図、第４図はＭＯ
Ｓ型撮像素子での垂直４画素加算のための説明図、 第５図はＣＣＤの基本構成図、 第６図はＣＣＤでの垂直４画素加算のための説明図、 第７図は第２の実施例の構成図、 第８図は第２の実施例におけるタイミング図、 第９図は第２の実施例をＭＯＳ型撮像素子で実施した場
合の素子構成図、 第１Ｏ図は第２の実施例をＣＣＤで実施した場合の構成
図、 第１１図は第３の実施例の構成図、 第１２図は縦ストライブ色フィルターの原理図、 第１３図は縦ストライブ色フィルター画素の配置図、 第１４図は色分離回路機能をＣＣＤで実現した場合の原
理構成図、 第１５図は一般的な時分割信号のタイミング図、 第１６図は通常のテレビ信号のタイミング図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）時分割で撮像素子の信号を読み出し、当該読み出し
   と同期して読み出された信号を切替器にて選択すること
   により、時分割信号を得ることを特徴とする信号処理方
   式。 ２）請求項１において、前記撮像素子の出力としてテレ
   ビジョンカラーカメラの１組のコンポーネント信号（Ｇ
   、Ｂ、ＲまたはＹ、Ｐ＿Ｂ、Ｐ＿Ｒなど）を用いること
   を特徴とする信号処理方式。 ３）請求項１において、前記撮像素子を３つ備え、１水
   平走査期間を素子数に対応した３つに分割し、その分割
   された第１の期間に第１の素子の１走査線分の信号を読
   み出し、かつ前記切替器にて当該第１の信号を選択し、
   次に第２の期間に第２の素子の１走査線分の信号を読み
   出し、かつ前記切替器にて当該第２の信号を選択し、さ
   らに第３の期間に第３の素子の１走査線分の信号を読み
   出し、かつ前記切替器にて当該第３の信号を選択するこ
   とにより、１つの時分割信号を得ることを特徴とする信
   号処理方式。 ４）請求項１において、 前記撮像素子を３つ備え、２走査期間を１組としてそれ
   ぞれの水平走査期間を２つに分割し、その分割された第
   １の期間に第１の素子の１走査線分の信号を読み出し、
   かつ前記切替器にて当該第１の素子の信号を選択し、第
   ２の期間に第２の素子の１走査線分の信号を読み出し、
   かつ前記切替器にて当該第２の素子の信号を選択し、 次の水平走査期間も２つに分割し、その分割された第１
   の期間に第１の素子の１走査線分の信号を読み出し、か
   つ前記切替器にて当該第１の素子の信号を選択し、次に
   第２の期間に第３の素子の１走査線分の信号を読み出し
   、前記切替器にて当該第３の信号を選択することにより
   、１つの時分割信号を得ることを特徴とする信号処理方
   式。 ５）請求項４において、第２の信号と第３の信号が線順
   次になっている撮像装置において撮像素子として固体撮
   像素子を用い、飛び越し走査でかつ撮像領域のすべての
   信号電荷を１フィールドで読み出すフィールド読み出し
   の場合に、垂直の連続した４画素の信号電荷を加算して
   １つの信号とする垂直４画素加算を行い、垂直４画素加
   算し、次のフィールドでは加算の組合せを垂直に２画素
   ずらして行うことで線順次化と折り返し歪を低減させる
   ことを同時に行うことを特徴とする信号処理方式。 ６）請求項５において、ＭＯＳ撮像素子のようなＸ、Ｙ
   アドレス型を用い、垂直走査回路の駆動法により、上記
   垂直４画素加算を行うことを特徴とする信号処理方式。 ７）請求項５において、撮像素子としてＣＣＤを用い、
   ２水平走査期間に１回水平転送ＣＣＤの走査を行い、か
   つ、水平転送ＣＣＤの１回の走査につき撮像領域の各画
   素の信号電荷を２回転送行うことで上記垂直４画素加算
   を行うことを特徴とする信号処理方式。 ８）請求項５において、撮像素子として撮像管を用い、
   上記線順次化するために通常の走査線の１／２の数の走
   査線で走査を行い、ビームフォーカスの制御により折り
   返し歪を低減させることを特徴とする信号処理方式。 ９）請求項１において、２つの走査線に対応する信号を
   同時に出力できる撮像素子１つを含む３つの撮像素子と
   ２つの切替器を用い、２水平走査期間を２つに分割し、
   その分割された第１の期間に第１の素子の第１の出力か
   ら１走査線分の信号を得、前記切替器にて当該第１素子
   の第１の出力の信号を選択し、次に第２の期間に第２の
   素子の１走査線分の信号を読み出し、前記切替器にて当
   該第２の信号を選択し、この動作に平行して第１の期間
   に第１の素子の第２の出力から１走査線分の信号を得、
   次に前記切替器にて第１素子の第２の出力の信号を選択
   し、第２の期間に第３の素子の１走査線分の信号を読み
   出し、前記切替器にて第３の信号を選択することにより
   、２つの並列した時分割信号を得ることを特徴とする信
   号処理方式。 １０）請求項９において、一走査線分の信号を記憶でき
   るバッファ、および当該バッファに記憶された信号を読
   み出す出力回路を２本設けたＭＯＳ型撮像素子のような
   Ｘ、Ｙアドレス素子を用い、撮像領域の２走査線分の信
   号を１走査線ずつ２度に分けて読み出し、前記バッファ
   にそれぞれ記憶後、２本のバッファから同時に読み出す
   ことによって、２本の走査線に相当する信号を同時に読
   み出すことができるようにしたことを特徴とする信号処
   理方式。 １１）請求項９において、撮像領域の外に１走査線分の
   水平転送ＣＣＤを隣接して２つ設け、かつ、２つの水平
   転送ＣＣＤ間に転送電極を設けて、一方の水平転送ＣＣ
   Ｄに撮像領域から転送された信号電荷を他方の水平転送
   ＣＣＤに転送できる機能をもたせることで、当該２つの
   水平転送ＣＣＤを用いて、２本の走査線に相当する信号
   を同時に読み出すことのできるＣＣＤ撮像素子により、
   ２つの走査線に対応する信号を同時に出力することを特
   徴とする信号処理方式。 １２）請求項１において、 ２つの走査線に対応する信号が同時に出力できる撮像素
   子１つとカラー信号に必要な他の２種類の信号に対応し
   た縦ストライプフィルターを撮像面に備えることにより
   、当該２種類の信号を出力できるもうひとつの撮像素子
   とその２種類の信号を分離する色分離回路と２つの切替
   器を備え、２水平走査期間を２つに分割し、その分割さ
   れた第１の期間に第１の素子の第１の出力から１走査線
   分の信号を得、前記切替器にて当該第１素子の第１の出
   力の信号を選択し、第２の期間に第２の素子の１走査線
   分の信号を読み出し色分離回路にて分離された信号のう
   ち一方の信号を前記切替器にて第２の信号を選択し、こ
   の動作と平行して第１の期間に第１の素子の第２の出力
   から１走査線分の信号を得、前記切替器にて当該第１素
   子の第２の出力の信号を選択し、第２の期間に第２の素
   子の１走査線分の信号を読み出し色分離回路にて分離さ
   れた信号のうち他方の信号を、前記切替器にて選択する
   ことにより、２つの並列した時分割信号を得ることを特
   徴とする信号処理方式。 １３）請求項１２において、色分離回路を持たず、カラ
   ー信号に必要な他の２種類の信号に対応した縦ストライ
   プフィルターを撮像面に備えることにより当該２種類の
   信号を出力できるもうひとつの撮像素子において撮像領
   域の外に１走査線分の水平転送ＣＣＤを隣接して２つ設
   け、かつ、２つの水平転送ＣＣＤ間に転送電極を設けて
   、一方の水平転送ＣＣＤに撮像領域から転送された信号
   電荷を他方の水平転送ＣＣＤに転送できる機能をもたせ
   ることで、当該２つの水平転送ＣＣＤを用いて、それぞ
   れの水平転送ＣＣＤで前記２種類の信号を並列に同時に
   読み出すことのできるようにしたことを特徴とする信号
   処理方式。