JPH05145831A - 撮像方法及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイドビジョン対応のソースを高解像度で良
好に製作することができる簡便な構成の撮像方法及び撮
像装置を提供する。 【構成】 イメージセンサとしては、ＰＡＬ方式に対応
したものが使用される。これによれば、イメージサイズ
Ｐ上でＮＴＳＣ方式と同等の水平走査線数を確保するこ
とが可能となる。しかし、その領域ＷＰでは、水平方向
が多少狭いために１６：９のアスペクト比を得ることが
できない。そこで、水平方向については、アナモフィッ
クレンズ１０を用いて約９％程度の圧縮が行われ、全体
として１６：９のアスペクト比が達成される。光学的な
圧縮率は小さいので、色倍率収差などは比較的小さい値
にとどまることになり、高い解像度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像方法及び撮像装置
にかかり、たとえば、ＮＴＳＣ方式でありながら従来と
異なるアスペクト比の表示を行ういわゆるワイドビジョ
ンのソースを得るのに好適な撮像方法及び撮像装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のＮＴＳＣ方式のテレビジョンで
は、画像表示は４：３のアスペクト比となっている。と
ころが、最近では、映画などに代表されるような横長の
画面，たとえばハイビジョンのような１６：９のアスペ
クト比の画面が迫力などの観点から要望されるに至って
いる。しかし、ハイビジョンについては今日の技術によ
っても非常に高価であり、その普及には相当の時間を要
するものと考えられている。このため、現行のＮＴＳＣ
方式をそのまま利用し、画像のアスペクト比のみを４：
３から１６：９として上述した要望を満たそうとするい
わゆるワイドビジョンが提案されている。

【０００３】このワイドビジョンでは、ＮＴＳＣ方式で
ありながら表示画面のアスペクト比は１６：９となって
いるため、それに相当するソースを製作する必要があ
る。このようなソースを得る方法としては、従来のＮＴ
ＳＣ方式の撮像装置をそのまま利用する方法が考えられ
る。たとえば図７（Ａ）に示すように、２／３インチ形
光学系によるＣＣＤイメージセンサを用いたカメラのイ
メージサイズＮは、８．８ｍｍ×６．６ｍｍ（アスペク
ト比は４：３）となる。この範囲内で１６：９のイメー
ジサイズをできる限り大きく高解像度で得ようとする
と、同図に斜線で示す領域ＷＮとなり、８．８ｍｍ×
４．９５ｍｍの大きさとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、垂直方向の解像度が低下することにな
る。詳述すると、ＮＴＳＣ方式では水平走査線が１フレ
ームあたり５２５本である。これらのうち、２０Ｈ（Ｈ
は水平走査期間を示す）は帰線期間中に含まれるので、
２つのフィールド分を差し引くと、５２５−２×２０＝
４８５本となる。すなわち、図７に示すイメージサイズ
Ｎのうち、垂直方向の６．６ｍｍ分が４８５本の走査線
で走査されていることになる。

【０００５】ところが、これが斜線領域ＷＮのように
４．９５ｍｍとなると約３６４本の走査線数となる。す
なわち、３６４本の走査線で得た画像情報に基づいて、
４８５本の走査線数で表示が行われることになる。従っ
て、垂直方向の解像度は劣化することになり、画像デー
タの補間などを行う必要が生ずることになる。

【０００６】このような不都合が生じないようにするた
めの方法としては、同図（Ｂ）に示すように、１６：
９，すなわち１１．７３ｍｍ×６．６ｍｍの画像Ｗをア
ナモフィックレンズ（図示せず）を用いて水平方向に圧
縮し、８．８ｍｍ×６．６ｍｍのイメージサイズＮに押
し込める方法が考えられる。しかしこの方法では、アナ
モフィックレンズによる圧縮量が大きいために光学的な
歪が大きくなり、結果的に解像度の劣化のみならず、非
点収差及び色収差が大きくなって総合解像度劣化を生ず
ることになる。

【０００７】本発明は、これらの点に着目したもので、
ワイドビジョン対応のソースを高解像度で良好に製作す
ることができる簡便な構成の撮像方法及び撮像装置を提
供することを、その目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、イメージセン
サにより撮像を行なって所望のアスペクト比のＮＴＳＣ
方式の画像信号を得る撮像方法において、前記イメージ
センサとして、ＮＴＳＣ方式における水平走査線数以上
の走査線数を有するものを用いるとともに、ＮＴＳＣ方
式と同等の水平走査線数を確保したときのイメージサイ
ズにおける水平方向のサイズ不足分については光学的な
圧縮処理を行って前記所望のアスペクト比を得ることを
特徴とする。

【０００９】他の発明は、イメージセンサにより撮像を
行なって所望のアスペクト比のＮＴＳＣ方式の画像信号
を得る撮像装置において、前記イメージセンサとして、
ＮＴＳＣ方式における水平走査線数以上の走査線数を有
するものを用いるとともに、このイメージセンサでＮＴ
ＳＣ方式と同等の水平走査線数を確保したときのイメー
ジサイズにおける水平方向のサイズ不足分に相当する光
学的な圧縮処理を入力画像に対して行う光学手段と、前
記イメージセンサからの電荷情報の読み出しの際に、不
要領域の電荷情報を掃き出すとともに、前記所望のアス
ペクト比となる必要領域の電荷情報を取り出す読出手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、イメージセンサとしてＮＴＳ
Ｃ方式における水平走査線数よりも多い走査線数を有す
るイメージセンサ，たとえばＰＡＬ方式に対応したイメ
ージセンサが用いられる。そして、このイメージセンサ
上でＮＴＳＣ方式と同等の走査線数を確保したときのイ
メージサイズにおける水平方向のサイズ不足分は、光学
手段，たとえばアナモフィックレンズを用いた圧縮処理
によって補われる。撮像装置では、イメージセンサから
の電荷情報読み出しの際に不要領域の電荷情報を掃き出
して、必要領域の電荷情報のみが取り出される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による撮像方法及び撮像装置の
一実施例について、添付図面を参照しながら説明する。
最初に、図１を参照しながら、本実施例の撮像方法につ
いて説明する。

【００１２】本実施例では、ＮＴＳＣ方式ではなくＰＡ
Ｌ方式に対応したＣＣＤイメージセンサが用いられる。
これによれば、２／３インチ光学系のイメージサイズＰ
は同図（Ａ）に示すように９．０４８ｍｍ×６．６ｍｍ
となる。ところで、上述したＮＴＳＣ方式では、イメー
ジサイズＮに相当する走査線数は４８５本であったが、
このＰＡＬ方式では５７５本となっておりＮＴＳＣ方式
よりも大きい。なお、ＰＡＬ方式では走査線数は１フレ
ーム当り６２５本であるが、帰線期間中に２５本が含ま
れるので、２つのフィールド分を差し引くと、実質的に
６２５−２５×２＝５７５本となる。

【００１３】従って、ＮＴＳＣ方式と同等の垂直解像度
を得るためには、４８５本の走査線数の範囲の画像デー
タを得るようにすればよい。たとえば、イメージサイズ
Ｐの中央に４８５本の走査線数の範囲ＷＰを設定する
と、同図に斜線で示すようになり、その幅は５．５７７
ｍｍとなる。

【００１４】次に、水平方向について考察すると、その
サイズは同図に示すように９．０４８ｍｍである。従っ
て、斜線領域ＷＰのアスペクト比は、 ９．０４８：５．５７７＝１４．６：９ となり、水平方向のサイズがＮＴＳＣの場合よりも大き
いにもかかわらず１６：９のアスペクト比を得ることは
できない。そこで、本実施例では、この水平方向の不足
分については、同図（Ｂ）に示すようにアナモフィック
レンズ１０を用いて画像を圧縮することにより、結果的
に１６：９のアスペクト比を得ている。すなわち、垂直
方向が５．５７７ｍｍの場合、１６：９のアスペクト比
となる水平方向のサイズは９．９１５ｍｍであるので、
この９．９１５ｍｍが９．０４８ｍｍに対応するように
アナモフィックレンズ１０で画像の圧縮が行われる。

【００１５】なお、この水平方向の圧縮率を比較する
と、図７（Ｂ）の場合は１１．７３ｍｍが８．８ｍｍに
圧縮されるので、圧縮率は０．７５となって水平方向に
ほぼ２５％も画像が圧縮されることになる。しかし、図
１（Ｂ）の本実施例の場合は９．９１５ｍｍが９．０４
８ｍｍとなるので、圧縮率は０．９１であり、９％程度
の圧縮となる。このように水平方向の圧縮率が小さいた
め、解像度の劣化や色ずれは良好に低減されることにな
る。

【００１６】以上のように、本実施例による撮像方法に
よれば、ＰＡＬ方式に対応したＣＣＤイメージセンサが
極めて有効に利用され、垂直方向についてはＮＴＳＣ方
式と同等の走査線数を確保し、水平方向については９％
程度の光学的な画像圧縮によって１６：９のアスペクト
比のイメージサイズが得られることになる。

【００１７】次に、図２を参照しながら、本実施例にか
かる撮像装置について説明する。同図において、光入射
側にはアナモフィックレンズ１０，テーキングレンズ１
２が各々設けられている。そして、テーキングレンズ１
２の光出力側には、ダイクロイックプリズム１４が設け
られている。このダイクロイックプリズム１４のＲ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光の出力側には、ＣＣＤ
を用いたイメージセンサ１６，１８，２０が各々配置さ
れている。これらのイメージセンサ１６，１８，２０に
は、水平，垂直各方向の読出回路２２，２４が各々接続
されている。

【００１８】以上の各部のうち、アナモフィックレンズ
１０は、上述したように水平方向に約１０％ほど画像を
圧縮するためのもので、テーキングレンズ１２における
フォーカスなどの調整動作によってその配置方向が変化
しないように設置されている。次に、イメージセンサ１
６，１８，２０は、各々Ｒ，Ｇ，Ｂの画像の撮像を行う
ためのもので、同一の構成となっている。本実施例で
は、いずれも、入射光を電気信号に変換するイメージ部
と、これによる電荷情報を一時的に蓄積する蓄積部とを
有するフレームインターライン転送型（Frame Interlin
e Transfer，ＦＩＴ）のＣＣＤイメージセンサで構成さ
れている。

【００１９】このＦＩＴ型のイメージセンサは、基本的
には図３に示すように動作する。最初、被写体からの光
入力によってイメージ部１００の２次元配列された感光
部１０２に電荷Ｑが蓄積される。これらの電荷Ｑは、そ
の後同図（Ａ）に示すように垂直転送路１０４に各々転
送される。そして、転送後の各電荷Ｑは、同図（Ｂ）に
示すように高速で蓄積部１０６に転送される。その後、
同図（Ｃ）のように垂直方向に１段の電荷転送が水平転
送路１０８に行われる。転送された１列分の電荷Ｑは、
同図（Ｄ）に示すように水平転送される。この同図
（Ｃ），（Ｄ）の動作が繰り返されて順に電荷Ｑがシリ
アルに出力されることになる。その後、不要な電荷ＱＡ
があるときは、不要電荷ＱＡについて上述した動作が繰
り返され、それらの掃き出しが行われる。

【００２０】なお、この動作における電荷転送は、水
平，垂直読出回路２２，２４から出力されるパルス信号
に基づいて行われるようになっている。また、垂直転送
路１０４にはたとえば多くの電荷が転送できる４相のＣ
ＣＤレジスタが用いられており、水平転送路１０８には
たとえば駆動が容易な２相のＣＣＤレジスタが用いられ
ている。

【００２１】次に、以上のように構成された実施例の全
体的動作について、図４を参照しながら説明する。図示
しない被写体からの光は、まずアナモフィックレンズ１
０によって水平方向に約１０％ほど圧縮されて、テーキ
ングレンズ１２に入射する。その後、テーキングレンズ
１２を通過した光は、ダイクロイックプリズム１４に入
射し、ここでＲ，Ｇ，Ｂに色分解されてイメージセンサ
１６，１８，２０に各々入射する。

【００２２】各イメージセンサ１６，１８，２０では、
図３に示したようにして電荷情報が順次読み出される。
この場合の動作を詳述すると、たとえばあるフレームの
第１フィールドの電荷情報の読み出しが終了したものと
する（図４時刻ＴＡ参照）。すると、各イメージセンサ
１６，１８，２０は垂直帰線期間に入り、まず不要電荷
ＱＡの掃き出しが行われる（同図時刻ＴＡ〜ＴＢ参
照）。このとき、不要電荷掃き出し後の感光部１０２に
は、次の第２フィールドの電荷Ｑが蓄積される。これら
の電荷Ｑは、時刻ＴＢ後に垂直転送路１０４に各々転送
され、更に時刻ＴＣ後に蓄積部１０６に転送される。

【００２３】この場合において、本実施例では、図１に
示すイメージサイズＰの不要部分ΔＡがあるので、それ
に相当した電荷転送が蓄積部１０６で行われる（同図時
刻ＴＣ〜ＴＤ参照）。すなわち、図５に示すように、図
１の斜線領域ＷＰの上端が丁度蓄積部１０６の前端とな
るように電荷の転送が行われる。これによって、ΔＡの
部分の電荷は結果的に掃き出されることになる。

【００２４】次に、時刻ＴＤから、斜線領域ＷＰの電荷
Ｑが第２フィールドの画像の電荷情報として図３に示し
たようにして出力されることになる。電荷情報の読み出
しは、ＮＴＳＣ方式に従って行われるので、図１の斜線
領域ＷＰのみが出力されることになる。その後、時刻Ｔ
Ｅでその電荷情報出力が終了すると、不要電荷の掃き出
しが行われる。本実施例では、この掃き出しによってΔ
Ｂの部分の電荷が捨てられることになる。以後、以上の
動作が繰り返し行われる。

【００２５】このように、本実施例によれば、ＦＩＴ型
のイメージセンサにおける蓄積部に対する電荷転送と不
要電荷の掃き出しを効果的に利用して必要な画像領域の
取り出しが簡便に行われる。これらの動作は、水平，垂
直方向の読出回路２２，２４から出力されるパルス数を
制御するのみで容易に実行される。このようにして得ら
れた画像信号に基づいて、水平方向については表示時に
伸張を行うことで、良好に１６：９のアスペクト比の画
像を得ることが可能となる。

【００２６】なお、本発明は、何ら上記実施例に限定さ
れるものではなく、たとえば次のものも含まれる。 （１）前記実施例では、１６：９のアスペクト比の画像
を得る場合を説明したが、必ずしもそれに限定されるも
のではなく、比率は適宜設定してよい。また、前記実施
例で示したイメージサイズなどの具体的数値なども一例
であり、必要に応じて適宜変更してよい。 （２）前記実施例は、ＦＩＴ型のＣＣＤイメージセンサ
を利用したが、不要領域ΔＡ，ΔＢの部分について掃き
出しなどの処理を行うようにすれば他のタイプのイメー
ジセンサについても適用可能である。

【００２７】（３）前記実施例は、３板式の撮像装置に
適用したものであるが、単板式のカラー撮像装置や白黒
の撮像装置にも適用可能である。 （４）更に、前記実施例では、必要とする画像領域ＷＰ
をイメージサイズＰの中央に設定したが、図６に示すよ
うに上方，あるいは下方に設定するようにしてもよい。
このような設定は、図４の時刻ＴＣ〜ＴＤにおける垂直
方向読出回路２４による蓄積部１０６への電荷転送のク
ロック数を変更することで容易に実現可能である。 （５）前記実施例では、ＰＡＬ方式に対応したイメージ
センサを用いたが、それに相当するものであれば他の方
式のものを用いてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による撮像
方法及び撮像装置によれば、ＰＡＬ方式などのイメージ
センサを利用して垂直方向にはＮＴＳＣ方式と同等の水
平走査線数を確保するとともに、水平方向については不
足分を光学的圧縮の手法で補って必要なアスペクト比の
撮像を行うこととしたので、簡便な構成でありながらワ
イドビジョンなどに対応したソースを高解像度で良好に
製作することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による撮像方法の一実施例を示す説明図
である。

【図２】本発明による撮像装置の一実施例の主要部を示
す構成図である。

【図３】前記実施例におけるイメージセンサの基本的な
動作を示す説明図である。

【図４】前記実施例の動作を示す説明図である。

【図５】前記実施例における蓄積部への電荷転送の様子
を示す説明図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図７】従来技術を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…アナモフィックレンズ（光学手段）、１２…テー
キングレンズ、１４…ダイクロイックプリズム、１６，
１８，２０…イメージセンサ、２２…水平方向読出回路
（読出手段）、２４…垂直方向読出回路（読出手段）、
１００…イメージ部、１０２…感光部、１０４…垂直転
送路、１０６…蓄積部、１０８…水平転送路、Ｐ…ＰＡ
Ｌ方式における２／３インチ光学系を用いた場合のイメ
ージサイズ、Ｑ…電荷、ＱＡ…不要電荷、ＷＰ…必要領
域、ΔＡ，ΔＢ…不要領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 尚武 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 田辺 康和 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イメージセンサにより撮像を行なって所
   望のアスペクト比のＮＴＳＣ方式の画像信号を得る撮像
   方法において、前記イメージセンサとして、ＮＴＳＣ方
   式における水平走査線数以上の走査線数を有するものを
   用いるとともに、ＮＴＳＣ方式と同等の水平走査線数を
   確保したときのイメージサイズにおける水平方向のサイ
   ズ不足分については光学的な圧縮処理を行って前記所望
   のアスペクト比を得ることを特徴とする撮像方法。
2. 【請求項２】 イメージセンサにより撮像を行なって所
   望のアスペクト比のＮＴＳＣ方式の画像信号を得る撮像
   装置において、前記イメージセンサとして、ＮＴＳＣ方
   式における水平走査線数以上の走査線数を有するものを
   用いるとともに、このイメージセンサでＮＴＳＣ方式と
   同等の水平走査線数を確保したときのイメージサイズに
   おける水平方向のサイズ不足分に相当する光学的な圧縮
   処理を入力画像に対して行う光学手段と、前記イメージ
   センサからの電荷情報の読み出しの際に、不要領域の電
   荷情報を掃き出すとともに、前記所望のアスペクト比と
   なる必要領域の電荷情報を取り出す読出手段とを備えた
   ことを特徴とする撮像装置。