JPH0492590A - スチルビデオカメラ - 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〕 本発明は、フレーム画の得られるスチルビデオカメラに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、スチルビデオカメラの撮像方式は、民生用ビデオ
ムービカメラ（以下ビデオカメラという）の撮像方式を
利用したものが多い。民生用ビデオカメラのフィルタ配
置としては、第４図（ａ）、（ｂ）のような純色又は補
色のストライブフィルタ方式や第４図（Ｃ）のようなＧ
（グリーン）ストライブ、Ｒ（レッド）／Ｂ（ブルー）
線順次方式、そして第４図（ｄ）のような補色モザイク
方式がすでに実用化されたり、提案されている。

これらの間のメリット、テメリットについて考えてみる
。

まず、解像度については、例えば今井邦雄著°゛民生用
ビテオムービーにおける良い画質の現状技術”エレクト
ロニクス　エッセンシャルズＮｏ。

２１Ｊｕｌｙ　１９８９に述へられているように、撮像
素子の水平方向の画素数をＮとすると、ストライブフィ
ルタを用いた場合には、その水平方向解像度は、　０．
４４Ｎ　　ＴＶ本にとどまるのに対し、第４図（Ｃ）又
は（ｄ）のような水平方向に２画素くり返しの構造をも
ったフィルタを用いた場合は、その水平解像度は、０．
６５Ｎ　　Ｔ　Ｖ本となる。つまり、解像度に関しては
、第４図（Ｃ）や（ｄ）のような配列が有利である。

また、純色と補色の比較においては、平均的な透過率が
補色の場合の方が高く、入射光の有効利用、感度の面で
補色の方が有利である。

４５号処理が簡単で装置がコンパクトになるという点で
は、ストライブ方式か有利であるが、最近ではＩＣ技術
が進歩したため、第４図（Ｃ）や（ｄ）の色フィルタを
用いた場合でも、装置はそれほど大規模化しない。

また、色再現性、色のＳ／Ｎなどの点からは、純色が優
わていると考えうわているが、信号処理方式の進歩によ
り、補色方式でも充分な色再現性を得られるようになっ
てきている。従って、より高解像度で、より感度の高い
ビデオカメラやスチルビデオカメラを実現するためには
、第４図（ｄ）のような補色モザイク型の撮像素子を用
いるのか望ましいと考えられる。

実際、現在世の中の民生用ビデオカメラのほとんどがこ
の第４図（ｄ）の配列を採用するまでになってきている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第４図（ｄ）のような色フィルタ配列の撮像素
子を用いてスチルビデオカメラを構成すると、フレーム
画が得られず、フィールド画専用カメラになってしまう
という問題かあった。この理由を以下に説明する。

第３図（ｄ）のような色フィルタを装着したＣ　ＣＤ　
（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ　）で
は、ビデオ動作の場合、通常第１フイールドの第１の水
平走査期間では、第１列目と第２列目、第２の水平走査
期間では７ｆ、３列目と第４列目というように、混合加
算して読み出してゆくので、奇数番目の水平走査期間で
は、 （Ｍｇ＋Ｃｙ）と（Ｇｒ＋Ｙｅ）の信号が交互に得られ
、偶数番目の水平走査期間では、（Ｍｇ＋Ｙｅ）と（Ｇ
ｒ＋Ｃｙ）の信号が交互に得られる。なお、Ｍｇはマゼ
ンタ、ｃｙはシアン、Ｇｒはグリーン、Ｙｅはイエロで
ある。これらの信号を加党、減算して輝度４８号と色差
信号を得るようにすると、 奇数番目の水平走査期間では、 輝度信号Ｙ２ｎ　＋　Ｉ　＝　Ｍ　ｇ＋　Ｃｙ＋　Ｇ　
ｒ　＋　Ｙ　ｅ色差イ３号Ｃ２ｏ＋１＝　（Ｍｇ＋Ｃｙ
）−＜ａｒ＋Ｙｅ） となり、又、偶数番目の水平走査期１？＋２では、輝度
色号Ｙ２．＝Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇｒ＋Ｃｙ色差信号Ｃ２，＝
　（Ｍｇ十Ｃｙ）−（Ｇｒ＋Ｃｙ） となる。

従って、ＩＨ（水平走査期間）遅延線などを用いて、色
差信号を同時化することにより、各水平走査期間で、輝
度信号と２つの色差信号が得られるため、まず第１フイ
ールドのフィールド画が形成できることになる。ビデオ
カメラ動作の場合は、常に光かレンズを通して撮像素子
に入射しているので、′ｆｊ１フィールドの読出しが行
なわれた直後から、電荷の蓄積が開始されているので、
次のフィールドて、今度は第２列目と第３列目、第４列
目と第５列目を混合加算して続み出し、同様な方法で第
２フイールドを形成することかでき、フレーム画を得る
ことができる。

しかし、スチルビデオカメラの場合における露光は、シ
ャッタが開いた１回たけなので、第１フイールドの読出
しで、すでに電荷が読み出されてしまった後は、ＣＣＤ
に電荷か残っていないので、第２フイールドの形成が不
能になり、従ってフレーム画を得ることかできない。

この問題をさけるため、第４図（ｄ）の色フィルタ配列
のＣＣＤを垂直２画素の混合読出しをせず、第１フイー
ルドの第１水平走査期間は、第１列、第２水平走査期間
は第３列、第２フイールドの第１水平走査期間は第２列
、第２水平走査期間は第４列というように読み出すこと
も考えられる。

しかし、この場合は、第１フイールドではどの水平走査
期間もＭｇとＧｒの信号か読み出されるだけなので、こ
の２つの信号のみからカラー画像を形成することはでき
ない。

従って、従来第４図（ｄ）の配列を用いて、スチルビデ
オカメラてフレーム画を得るのは、不可能であった。

この問題に対し、補色モザイクの利点を保ったままスチ
ルビデオカメラでもフレーム画か得られるように、第５
図（ａ）　［志村他“疑似フィールド蕃８′ＩＣＣＤカ
ラーカメラ°’ＴＶ学会技術報告ＴＥＢＳ　８７−７　
ＥＤ８７−１２　Ｆｅｂ、　１９８７参照コや第５図（
ｂ　）　　（Ｃａｎｏｎ　ＲＣ−４７０スチルヒテオカ
メラて実施）なとの配列を、垂直混合加算なしで読み出
す方式か提案されている。

しかし、第５図（ａ）の場合は、第１水平走査期間の輝
度信号はＭｇとＧｒ、第２水平走査期間の輝度信号はＣ
ｙとＹｅから形成されるため、ＩＨごとの輝度か微妙に
異なり、輝度段差とよばれる現象か生し好ましくない。

又、第５図（ｂ）の場合は、一画素を２分割してフィル
タを貼り合わせなけわばならず、撮像素子製作の工程か
複雑になり、結果的に素子のコスト高を招いていた。

本発明は、このような事情のもとてなさねたものて、第
３図（Ｃ）に示す色フィルタ配列の撮像素子を用いて、
垂直２画素混合読出しと同等のフレーム画信号のマ；Ｉ
られるスチルビデオカメラを提供することを目的と４−
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明てはスチルビデオカメ
ラをつきの（１）、（２）、（３）のとおりに構成する
ものである。

（１）つぎのａ　’％−ｅの構成要素を備えたスチルビ
デオカメラ。

ａ、撮像素子。

ｂ、前記撮像素子をインターレース走査で一列ずつ読み
出すように駆動する駆動手段。

ｃ、前記撮像素子の第１のフィールド信号及び第２のフ
ィールド信号を記録するメモリ。

ｄ、前記メモリの第１のフィールド信号と、前記撮像素
子の第２のフィールド信号又は前記メモリの第２のフィ
ールド信号を加等する加算手段。

ｅ、前記加算手段の出力を入力し、信号処理により輝度
信号１色差信号を生成する信号処理手段。

（２）前記（１）において、撮像素子は、横に２画素、
縦に４画素の計８画素上に、４つの異なる色フィルタＡ
、Ｂ、Ｃ，Ｄが、第１列にＡ−Ｂ、第２列にＣ−Ｄ、第
３列にＡ−Ｂ、第４列にＤ−Ｃと配置されてなるパター
ンで、縦、横方向にくり返し設けられており、かつ４つ
の異なる色フィルタは、シアン、マセンタ、イエロ、グ
リーンであるスチルビデオカメラ。

（３）フレームメモリを用い、垂直２画素混合読出しと
同等のフレーム画１３号を（：Ｉるスチルビデオカメラ
。

（作　用） 前記（１）、（２）、（３）の構成によれば、第３図（
ｅ）に示す色フィルタの撮像素子を用いて、垂直２画素
混合読出しと同等のフレーム画を記録できるスチルビデ
オカメラか得られる。

（実施例） 以下本発明を実施例により詳しく説明する。

第１図は本発明の第１実施例である゛スチルビデオカメ
ラ”の構成図である。

不図示のシャッターボタンからの信号で、適当な時間だ
けシャッタ１０２か開かれ、その間にＣＣＤ１０４の各
画素にレンズ１０３て形成された光学像に応して、電荷
が蓄積される。もちろん、シャッタ１０２が開かれる前
には、各画素の電荷はクリアされ、零であったとする。

システムコントローラ１１９は、メカトライバ１１６を
介してシャッタ１０２を再び閉じたのち、システムタイ
ミングジェネレータ１１８とＣＯＤトライバ１１７を介
して、ＣＣＤ１０４をインタレースしなから一水平走査
期間に一列だけを読み出してゆく。すなわち、第１フイ
ールドでは、第１．３゜５・・・・・・列を、第２フイ
ールドでは、第２．４゜６・・・・・・列を読み出して
ゆく。

読み出された信号は、画素ごとのクロッつてＡ／Ｄ変換
器１０５でＡ／Ｄ変換される。ビット数は色信号の量子
化誤差を防ぐため、１０ビツト以」二が望ましい。

第１フィールド読出し時は、スイッチ１０６はａに接続
されていてＡ／Ｄ変換された結果は、第１のフィールド
メモリ１０７へ格納される。

この場合、第１のフィールドメモリ１０７には、Ｍｇ及
びＯｒの信号か格納される。第２フィールド読出し時は
、スイッチ１０６はｂ側に接続されていて、Ａ／Ｄ変換
された結果は第２のフィールドメモリ１０８へ格納され
る。この場合、第２のフィールドメモリ１０８には、ｃ
ｙ及びＹｅの信号が格納される。更に、この時スイッチ
１０９がｂ側に接続するようにしておくことで、Ａ／Ｄ
変換の結果は、加算器１１０へも入力される。この時、
システムコントローラ１１９は、同時に第１のフィール
ドメモリの内容と、アドレスコントロール１２１を用い
て順次読み出し、その結果を加算器１１０に入力する。

この結果、加算器１１０の出力は、次のようになる。

（２ｎ−１）の奇数番目の水平走査期間は、４ｎ−３列
目のＭｇと４０−２列目のｃｙの和と、４ｎ−３列目の
Ｇｒと４ｎ−２列目のＹｅの和が交互に出力される。但
し、ｎ＝１．２・・・・・・２６２である。

（２ｎ）の偶数番目の水平走査期間は、（４ｎ−１）列
目のＭｇと４ｎ列目のＹｅの和と、（４，ｎ−１）夕１
１目のＧｒと４　ｎ　ＪＩＪ目のｃｙの和が出力される
。つまり、ＣＣＤ　１０４を垂直２画素混合読出しした
場合と同社の出力がえられる。

次に、システムコントローラ１１９は、ＣＣＤ１０４の
読出しはせずに、また、スイッチェｏ９はａ側へ接続す
る。

また、アドレスコントローラ１１１を介して、第１のフ
ィールドメモリ１０７の２列目、第２のフィールドメモ
リ１０８の１列目がら順次読み出してゆく。すると、第
１のフィールドメモリ１０７の２列目のＭｇすなわち、
ＣＣＤ　１０４の中では３列目のＭｇが読み出されてい
る時に、第２のフィールドメモリ１０Ｂの１列目のＣｙ
すなわち、ＣＣＤ　１０４の中では、２列目のｃｙが読
み出されることになる。

この結果、加算器１１０の出力は次のようになる。

（２ｎ−１）の奇数番目の水平走査期間は、４ｎ−２列
目のＣｙと４０−１列目のＭｇの和と、４ｎ−２列目の
Ｙｅと４０−１列目Ｇｒの和か交互に出力され、２ｎの
偶数番目の水平走査期間は、４００列目Ｙｅと４０＋１
列目のＭｇとの和と、４００列目ｃｙと４ｎ＋１列目の
Ｇｒとの和が交互に出力されることになる。

加′＃器１１０の結果は、Ｄ／Ａ変換器！！１へ接続さ
れているので、Ｄ／Ａ変換器！１１の出力は、次のよう
になる。

■ＣＣＤの第１フィールド読出し時：特に意味のないデ
ータ ■ＣＣＤの第２フィールド続出し時：　ＣＣＤ１０４を
垂直２画素混合読出しした場合の第１フイールドと同様
なアナログ出力 ■その後のｒｖ（垂直走査）期間：　ＣＣＤ　Ｉ　０４
を垂直２画素混合読出しした場合の第２フイールドと同
様なアナログ出力 従って、通常のアナログ映像１３号処理部１１２に、Ｄ
／Ａ変換器１１１の出力を入力することによって、輝度
信号Ｙと２つの色差信号Ｙ−Ｒ。

Ｙ−Ｂか得られるので、これを変調部】１３で輝度と色
度の変調信号に変調し、こわを混合部１１４で混合し、
記録アンプ１１５で記録ヘット１２０を駆動し、フロッ
ピーディスクへ画像を記録する。

アナログ映像信号処理部１１２の構成は、例えば佐々木
著“スチルビデオカメラシステムにおける画像設計ワー
クショップ・ファインイメージング論文集”Ａｕｇ、］
９８９に説明されているような、色差処理方式、ＹＲＢ
方式、ＲＧＢ原色分離方式のとれでもよい。

第２図は、本発明の第２実施例の構成図である。第１実
施例と同等部分には同一符号を付し、ここでの説明は省
略する。

第１フイールドの読出して、Ｍｇ、Ｇｒをフィールドメ
モリ１０７へ書き込む。

第２フイールドの読出しで、Ｃｙ、Ｙｅをフィールドメ
モリ１０８へ書き込む。

次のＩＶで、フィールドメモリ１０７の第ｎ列とフィー
ルドメモリ１０８の第ｎ列を読み出すように、アドレス
コントローラ１２１を操作する。

次のＩＶてフィールドメモリ１０７の第ｎ＋１列とフィ
ールドメモリ１０８の第ｎ列を読み出すように、アドレ
スコントローラ１２１を操作する。

以上のようにすれば、全行程は４ｖ必要になるが、第１
図のスイッチ１０９が不要になり、他は第１実施例と同
様である。

以上の各実施例ては、Ｍｇ、Ｇｒ、Ｃｙ、Ｙｅの色フィ
ルタを用いているが、本発明は、この４色に限定される
ものでなく、他にも第３図（ａ）に示すようなＷ（ホワ
イト：透明）、　ＧｒＣｙ、Ｙｅや第３図（ｃ）に示す
ような、４つの異なった色フィルタが同一のパターンに
配置されているものならばなんでもよい。

また、第３図（ｂ）の場合は、Ａからみると、ｐＪｉ　
ｇ　−＋　Ｑ　ｒ−）　Ｃｙ　−）　Ｙ６４　Ｇｒ４　
Ｍ　ｇ　４　Ｃｙ　−＋Ｙｅであり、Ｂからみると、Ｃ
ｙ→Ｙｅ−＋Ｇｒ→Ｍ　ｇ　＋　（：　ｙ　−＋　Ｙｅ
−＋　Ｍ　ｇ　４　Ｇ　ｒとなるかこれは（Ｃ）と同一
のパターンとみなす。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、第３図（ｃ）に
示すタイプの色フィルタを設けた撮像素子を用いて、高
解像度、高感度のフレーム画を記録できるスチルビデオ
カメラを得ることができる。

又、第４図（ｄ）の色フィルタを設けた撮像素子は、第
５図（ｂ）の色フィルタを設けたものよりも、製造が簡
単であり、又ビデオカメラ用に広く使用されている汎用
品なので、そのコストは安く、従って装置全体の低コス
ト化が実現できる。

また、後の映像信号処理部は、ビデオカメラ用の映像信
号処理部と同一のものて良いので、その処理部もビデオ
カメラ用のＩＣか流用でき、更なる低コストか実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図は本発明
の第２実施例の構成図、第３図は本発明で用いる色フィ
ルタの配列を示す図、第４図は色フィルタの配列例を示
す図、第５図は従来例の色フィルタの配列を示す図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）つぎのａ〜ｅの構成要素を備えたことを特徴とす
   るスチルビデオカメラ。 ａ、撮像素子。 ｂ、前記撮像素子をインターレース走査で一列ずつ読み
   出すように駆動する駆動手段。 ｃ、前記撮像素子の第１のフィールド信号及び第２のフ
   ィールド信号を記録するメモリ。 ｄ、前記メモリの第１のフィールド信号と、前記撮像素
   子の第２のフィールド信号又は前記メモリの第２のフィ
   ールド信号を加算する加算手段。 ｅ、前記加算手段の出力を入力し、信号処理により輝度
   信号、色差信号を生成する信号処理手段。
2. （２）撮像素子は、横に２画素、縦に４画素の計８画素
   上に、４つの異なる色フィルタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが、第１
   列にＡ−Ｂ、第２列にＣ−Ｄ、第３列にＡ−Ｂ、第４列
   にＤ−Ｃと配置されてなるパターンで、縦，横方向にく
   り返し設けられており、かつ４つの異なる色フィルタが
   、シアン，マゼンタ，イエロ，グリーンであることを特
   徴とする請求項１記載のスチルビデオカメラ。
3. （３）フレームメモリを用い、垂直２画素混合読出しと
   同等のフレーム画信号を得ることを特徴とするスチルビ
   デオカメラ。