JPH0429194A - 撮像ディスプレイ装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ＣＣＤ固体撮像素子等の行列型撮像デバイ
スにて撮像した映像を、液晶等の表示デバイスにて表示
する撮像ディスプレイ装置に関する。

（従来の技術） ビデオカメラ、電子スチルカメラ等における撮像デバイ
スにより撮像を行ない、撮像した影像をディスプレイす
るには、撮像デバイス及び表示デバイスの周辺回路とし
て、撮像デバイスを駆動し得られる撮像信号をＮＴＳＣ
等の標準テレビジョン信号に変換するカメラ回路系と、
変換された標準テレビジョン信号をモニター表示するテ
レビジョン表示回路系とを必要とする。

第９図はＣＣＤ固体撮像デバイス（撮像素子と呼ぶ）で
撮像した信号をＮＴＳＣ信号に変換するカメラ回路系を
示す。撮像素子１は、光電変換を行う感光部の表面に設
けられた色フィルタを通して入力される光の量に応じた
電気信号を、撮像駆動回路２からの駆動信号によって出
力する。撮像素子１の出力する信号は、点順次式の色フ
ィルタの場合、各色画素に対応した点順次信号となり、
色差線順次方式の色フィルタの場合、輝度信号と２つの
色差信号とが重畳した信号となる。ここで、点順次式色
フィルタとして、例えばＲＧＢ縦スＩ・ライブ色フィル
タを用いると、撮像素子１の出力する撮像出力は、Ｒ，
Ｇ、Ｂ画素毎の蓄積電荷に比例した電気信号となり、相
関２重サンプリング回路３にてサンプリングされること
で、Ｒ，Ｇ。

Ｂ点順次信号とされる。色分離回路４は、上記相関２重
サンプリング回路３のサンプリング信号と同じ信号によ
ってマルチプレクサとしての動作を行うことで、相関２
重サンプリング回路３からの信号を３原色信号に分離す
る。色分離回路４は、輝度信号も生成し、この輝度信号
と分離した上記３原色信号とを、マトリクス回路５に供
給する。

マトリクス回路５は、３原色信号のホワイトバランスを
とり、マトリクス処理して色差信号を出力するとともに
、輝度信号のガンマ補正を行っている。ホワイトバラン
スのとられた色差信号は、変調器６にて直角２相平衡変
調されてＮＴＳＣ信号となり、ＮＴＳＣエンコーダ７に
入力される。ＮＴＳＣエンコーダ７は、上記ＮＴＳＣ信
号をマトリクス回路５からの輝度信号と加算し、更に同
期信号を加えたＮＴＳＣ信号を出力する。同期信号は、
撮像素子１を駆動した撮像駆動回路２の出力に基づいて
同期信号発生回路８により出力される。

上記カメラ回路によって得られるＮＴＳＣ信号は、第１
０図に示すようなビューファインダーや液晶テレビジョ
ン受像機におけるテレビジョン表示回路にて処理される
。すなわち、カメラ回路からのＮＴＳＣ信号は、輝度・
色分離回路９にて分離され、色信号成分は、色復調回路
１０にて色差信号に変換され、変換され色差信号はマト
リクス回路１１に入力される。マトリクス回路１１では
、輝度・色分離回路９からの輝度信号と色差信号とを合
成して３原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂを作成する。マトリクス回
路１１の出力する３原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂは、ブラウン管
のガンマ補正がかけられているため、ガンマ補正回路１
２によって補正された３原色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′とな
る。一方、輝度信号から同期信号を分離する同期分離回
路１６からの出力がタイミング信号発生回路１７に入力
されて、液晶表示パネル１４を駆動するタイミングパル
スが作られる。

タイミング信号発生回路１７の発生するタイミングパル
スは、液晶表示パネル１４を駆動するＸドライバー１３
及びＹドライバー１５に入力され、色フィルタが取り付
けられた液晶表示パネル１４の列電極と行電極にそれぞ
れ印加される。Ｘドライバー１３には、ガンマ補正回路
１２からの原色信号Ｒ’　、Ｇ′Ｂ′が入力されており
、液晶表示パネル１４は、３原色信号Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′
のレベルに応じて透過率が制御され、撮像素子１にて撮
像された画像情報を液晶表示することができる。

このように撮像素子により撮像し、この映像を再生する
撮像ディスプレイ装置は、カメラ回路系とテレビジョン
表示回路系が必要であり、それぞれ信号処理が複雑で、
高価な商品になっていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来の撮像ディスプレイ装置は、それぞれカメラ回路系
とテレビジョン表示回路系に信号処理回路が分かれ、回
路規模の増大により高価な商品になるという問題があっ
た。

そこでこの発明は、カメラ回路系とテレビジョン表示回
路系の信号処理系統の共用を図るようにした撮像ディス
プレイ装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、それぞれ所定の色フィルタを有する撮像デ
バイス及び表示デバイスと、前記撮像デバイスより得ら
れる撮像信号を前記表示デバイスの色フィルタに対応す
る映像信号に変換する信号変換手段と、前記撮像デバイ
スと表示デバイスを同期して駆動する駆動手段とを具備
する。

（作用） このような構成によれば、撮像素子と液晶表示パネルを
同一のシステム内に持つ場合に、撮像出力を液晶表示に
適合した信号に変換し、駆動パルス間で同期を図ること
で、それぞれの周辺回路を共用することができ、極めて
システムを安価にすることができる。

（実施例） 以下、この発明を図示の実施例によって詳細に説明する
。

第１図はこの発明に係る撮像ディスプレイ装置の一実施
例を示す構成図である。第１図において、第９図及び第
１０図の構成要素と共通の要素には同−の符号を付す。

撮像素子１は、ＣＣＤによる行列型画素配列に、例えば
Ｒ，Ｇ、Ｂ縦ストライプフィルタの色画素が合わされて
いる。撮像素子１から出力される撮像出力（Ａ）は、相
関２重サンプリング回路３（ＣＤＳ回路）にてサンプリ
ングされてＲ，Ｇ。

Ｂの画素順に連続した３原色点順次信号となる。

相関２重サンプリング回路３の出力する３原色点順次信
号（Ｂ）は、Ｘ、Ｙドライバー１３．１５によって走査
される液晶表示パネル１４の上記Ｘドライバー１３に入
力される。このように、本実施例は、撮像素子１からの
信号を、ＮＴＳＣ等の標準テレビジョン信号に変換する
ことなく、直接に液晶表示パネル１４に入力している。

また、上記撮像素子１と液晶表示パネル１４とは、両者
を同期して駆動する同期駆動回路１８がらの各駆動パル
スａ〜Ｃによって、それぞれ撮像制御及び表示制御され
るようになっている。すなわち、同期駆動回路１８は、
撮像素子１と液晶表示パネル１４に対し共通に発生させ
た同期信号に基づいて、撮像素子１を水平及び垂直走査
する駆動パルスＣを発生するとともに、Ｘドライバー１
３を制御する駆動パルスａ及びＹドライバー１５を制御
する駆動パルスｂを発生して、各行列型駆動素子である
撮像素子１と液晶表示パネル１４を共通に駆動する。

第２図に上記実施例に示した撮像素子１の構造を示す。

第２図に示す撮像素子１は、いわゆるインターライン転
送方式であり、２１はｍ行ｎ列の画素から成る感光部（
Ｒ，Ｇ、Ｂ縦ストライプフィルタを重ねた形で示してい
る）、２２はｌ・ランスファーゲート、２３は垂直方向
転送部であり、感光部２１に受光された像が、ｌ・ラン
スファゲート２２を介して垂直方向の転送を行う転送部
２３に蓄積される。

転送部２３は、蓄積電荷をパルスφ１にて順次水平シフ
トレジスタ２４側に転送し、水平シフトレジスタ２４は
、転送部２３からの電荷を各レジスタに受は取って、パ
ルスφ３にて順次出力側にシフトする。

水平シフトレジスタ２４の最終出力は電荷検出回路２５
にシフトされる。電荷検出回路２５から撮像出力（Ａ）
が得られる。電荷検出回路２５の出力する撮像出力（Ａ
）は、１行目１〜ｎ列、２行目１〜ｎ列、・・・１ｍ行
目１〜ｎ列の順の点順次信号である。

但し、電荷検出回路２５で各画素信号ごとにリセットパ
ルスが加わる。また、撮像出力（Ａ）の１行目１列の信
号は、撮像素子１の撮像面上では、右下隅の信号である
が、液晶表示パネル１４の画面上では左上隅の信号とな
る。同様に、撮像出力（Ａ）のｍ行目ｎ列の信号は、撮
像素子１の撮像面上では、左上隅の信号であるが、液晶
表示パネル１４の画面上では右下隅の信号となる。即ち
、上記の如き読み出しにより、撮像光学系によって撮像
素子１に反転して結像された画像を正常な表示になるよ
うにしている。

尚、トランスファーゲート２２はパルスφ２にて一斉駆
動されている。

次に、第３図及び第４図に液晶表示パネル１４の構造を
示す。液晶表示パネル１４はｍ行ｎ列の画素から成り、
撮像素子１の画素と一致させている。

１〜ｎの列電極は、第４図に示すように、列方向の薄膜
トランジスタ（以下ＴＰＴと略す）のソースを共通に接
続し、１〜ｍの行電極は、行方向のＴＰＴのゲートを共
通に接続している。ＴＰＴのドレインは、透明電極間に
挾まれた液晶と補助容量との並列接続を介して共通電極
に接続されている。

液晶表示パネル１４の列電極は、Ｘドライバー１３によ
って駆動され、行電極はＹドライバー１５によって駆動
される。２重サンプリング回路３にて処理された１行目
１〜ｎ列、２行目１〜ｎ列ｍ行目１〜ｎ列の各信号は、
同期駆動回路１８がらの駆動パルスａによってＸドライ
バー１３がゲート制御されることで、１水平期間サンプ
ルボールドされる。これにより、１水平期間ごとに撮像
出力（Ａ）に基づく信号電圧が列電極に現れる。駆動パ
ルスｂによって動作するＹドライバー１５は、各行電極
に１水平期間ごと順次ゲート電圧を印加して、ＴＰＴを
シャッター動作させている。

このような構成により、行電極にハイレベルのゲート電
圧が与えられる１水平期間、その行の各列のＴＰＴが導
通し、液晶画素電極に信号電圧が加えられて液晶の透過
率が制御され、撮像素子１の画素に対応した映像再現が
なされる。

第５図は第１フイールドと第２フイールドにおける第１
−１（ｉは１〜ｍの間の任意電極）番目〜第ｉ＋１番目
の水平期間の動作を示すタイミングチャートである。第
５図において、（八）は撮像素子１から出力する撮像出
力を、（Ｂ）は相関２重サンプリング回Ｂ３の出力する
点順次信号を示し、（Ｃ）〜（Ｅ）は第１フイールドに
おいて液晶表示パネル１４の１〜３列目の列電極に加え
られる信号電圧のタイミングを示し、（ｎ〜（旧は第ｉ
−１番目の行電極〜第ｉ＋１番目の行電極に加わえられ
るゲート電圧のタイミングを示し、（１）〜（Ｋ）は第
２フイールドに液晶表示パネル１４の１〜３列目の列電
極に加えられる信号電圧のタイミングを示す。

撮像素子１の出力する撮像出力（Ａ）には、リセットパ
ルスが挿入されており、斜線部が信号成分である。相関
２重サンプリング回路３は、上記撮像出力（Ａ）のＲ−
８に相当する電圧をサンプリングによって出力し、（Ｃ
）〜（Ｅ）示すように、Ｒｏ　　・Ｇｏ　　・Ｂ・　　
・・・、Ｒｉ、１＋−１，１＋−１，２＋−１，３ Ｇ・　、Ｂ・　・・・、Ｒ・　　　、Ｇ・＋２　　　＋
３　　　　＋＋１１　　　＋＋１２′Ｂｉ＋１３・・・
の各画素信号が順次に並んだ点順次信号が形成される。

ここで、信号Ｒ１１は撮像出力（Ａ）の■にて示す電圧
に一致するものであり、Ｇｉ２は■に、Ｂ１０は■に、
Ｒ１４・・・は■・・・にそれぞれ一致する。

Ｘドライバー１３は、同期駆動回路１８からの駆動パル
スａによって、Ｒ，、Ｇ、　　　、Ｂ。

＋−１，１＋−１，２＋−１゜ ３゛°・Ｒｏ　　・Ｇｉ２・Ｂ、　　−°°・Ｒｉ＋１
１Ｇ・　　、Ｂ・　　・・・をそれぞれ１水平期間サン
１＋１．２　　　＋＋１．３ プルホールドする。これにより、各列電極に、１水平期
間ごと信号電圧が現れる。信号Ｒ１１゜Ｇ・　、Ｂ１０
・・より１水平期間前に列電極に現１．２ れる信号Ｒ・　　、Ｇ・　　、Ｂ・　　・・・は、信＋
−１１＋−１２＋−１３ 号（Ｆ）に示すように、ｉ−１番目の行電極のゲート電
圧がハイレベルを呈する１水平期間にその行に対応した
液晶列の透過率を制御する。同様に、信号（Ｇ）にて示
すように、信号Ｒ・　、Ｇｉ２゜Ｂ１０・・・は、ｉ番
目の行電極のゲート電圧がハイレベルを呈する時に、対
応した液晶列の透過率を制御し、信号（旧に示すように
、信号Ｒｉ＋１１Ｇ・　　、Ｂ・　　・・は、ｉ　＋１
番目の行電極の１＋１２　　　　１＋１３ ゲーＩ・電圧がハイレベルを呈する時に、対応した液晶
列の透過率を制御する。

尚、信号（Ｃ）〜（［１）と信号（Ｉ）〜（Ｋ）とは、
極性が異なっており、第１フイールドと第２フイールド
で、極性反転した信号で液晶を駆動している。

これにより液晶の劣化が防止される。

本実施例は、以上のように、撮像素子１を駆動するパル
スＣと同期して発生する駆動パルスａｂによってＸ、Ｙ
ドライバー１３．１５を制御し、液晶表示パネル１４を
表示制御することができる。

上記実施例によれば、ガンマ補正やホワイトバランスを
とっていないが、ホワイトバランスの場合、液晶バック
ライトの光量を一定にしておき、それに対する色フィー
ルタの分光特性を決定したり、照明を変えて使う場合は
、相関２重サンプリング回路３の出力する３原色点順次
信号を、　Ｒ，ＧＢの信号に分離し、Ｒ，Ｇ、Ｂ？ｊ、
＠次信号について利得を可変する回路をそれぞれ設けれ
ば良い。

第６図は上記実施例による構成を示し、相関２重サンプ
リング回路３の出力は、３相サンプルホ一ルド回路６１
に入力され、それぞれ信号Ｒ１−１１Ｒ、Ｒ・　　・・
、信号Ｇ　　　　、Ｇ、　。

＋　　１　　　　　＋＋１　１　　　　　　　　　　　
＋−１２＋　　２Ｇｉ＋１２・・及び信号Ｂ、、Ｂ、、
Ｂ＋−１３＋　　３　　　　　　＋＋１　３・・に振り
分けられる。これらＲ，Ｇ、Ｂ３３原信号は、それぞれ
利得可変増幅器６２〜６４にて利得制御された（３号Ｒ
′、Ｇ′、Ｂ′となってＸドライバー１３に入力される
。利得可変増幅器６２〜６４にて各原色信号の利得を調
整することで、ポワイ１へバランスがとられる。この場
合、Ｘドライバー１３は、３人力に対応しな構成とする
。

以上は撮像素子ｌと液晶表示パネル１４の画素が１対］
に対応するものとして説明したが、例えば撮像素子１の
行数又は列数と、液晶表示パネル１４の行電極数又は列
電極数とを、ｋ倍又は１／に倍に選んでも類似の処理に
て、この発明を実現することができる。

また、撮像素子１と液晶表示パネル１４の画素数が１対
１に対応しない場合において、色フィルタの稲類も異な
る場合においても、第７図に示すように、色分離回路７
１を追加し、液晶表示パネル１４の色フィルタに合わせ
た色分離処理を行い、画面位置合わせを、撮像駆動タイ
ミング信号発生回路７２と液晶駆動タイミング信号発生
回路７３との間で行うことにより、この発明を実現する
ことができる。

また、第８図に示すように、撮像索子１の垂直転送電荷
を検出する電荷検出口８８１と、この電荷検出回路８１
からの出力をサンプルホールドし利得を調整するサンプ
ルホールド回路８２を、各列にそれぞれ設け、液晶表示
パネル１４の列電極に直結させることにより、水平転送
用のシフ１−レジスタ２４（第２図参照）をなくすこと
ができる。第２図に示す水平転送シフトレジスタ２４は
、高周波のクロック信号φ３にて動作させなければなら
ないので、不要ノイズ輻射が発生する。しかし第８図の
橘成によれば、簡単に上記ノイズ輻射をなくすことがで
きる。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、撮像デバイスと表
示デバイスを同一システム内にもつビデオカメラや電子
ＯＨＰにおいて、デバイス周辺回路の共用化を図り、極
めて低コスＩ・化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る撮像ディスプレイ装置の一実施
例を示す構成図、第２図は上記実施例に示した撮像素子
の具体的−例を示す構成図、第３図及び第４図は液晶表
示パネルの具体的−例を示ず構成図、第５図は第１図に
示す実施例の動作を説明するタイミングチャート、第６
図はこの発明の他の実施例を示す一部構成図、第７図及
び第８図はそれぞれ他の実施例を示す構成図、第９図及
び第１０図はそれぞれ従来の撮像デバイス周辺回路及び
表示デバイス周辺回路の構成図である。 １・・・撮像素子、３・・・相関２重サンプリング回路
、１３・・・Ｘドライバー、１４　　液晶表示パネル、
１５・・Ｙドライバー、 １８・・・同期駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ所定の色フィルタを有する撮像デバイス及び表
   示デバイスと、前記撮像デバイスより得られる撮像信号
   を前記表示デバイスの色フィルタに対応する映像信号に
   変換する信号変換手段と、前記撮像デバイスと表示デバ
   イスを同期して駆動する駆動手段とを具備したことを特
   徴とする撮像ディスプレイ装置。