JPH07162874A - 単板式高感度カラーカメラ装置 - Google Patents

単板式高感度カラーカメラ装置

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JPH07162874A
JPH07162874A JP5339798A JP33979893A JPH07162874A JP H07162874 A JPH07162874 A JP H07162874A JP 5339798 A JP5339798 A JP 5339798A JP 33979893 A JP33979893 A JP 33979893A JP H07162874 A JPH07162874 A JP H07162874A
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JP5339798A
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Inventor
Kenji Ishii
健二 石井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 感度と垂直解像度との双方を向上させた単板
式高感度カラーカメラ装置を提供する。 【構成】 CCD撮像素子1がフレーム蓄積モードで動
作し、1フレーム期間の電荷蓄積が行われ高感度の撮像
が可能となる。さらに、CCD撮像素子1から読み出さ
れた撮像信号をフィールド毎に2つのフィールドメモリ
6及び7に記憶させる。フィールドメモリ6に記憶され
た奇数ラインL1、L3・・・とフィールドメモリ7に
記憶された偶数ラインL2、L4・・・とは、第1フィ
ールドではL1+L2、L3+L4、・・・、第2フィ
ールドではL3+L2、L5+L4・・・というよう
に、垂直方向に隣接する2ラインごとに読み出され加算
器8によって加算される。その後で通常の映像信号処理
が行われ、通常感度のフィールド蓄積モードと同様の解
像度を有する映像信号が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は単板式カラーカメラ装置
に係り、特に固体撮像素子の蓄積時間を長くすることに
より高感度撮像を行う方式の単板式高感度カラーカメラ
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CCD(電荷結合素子)等の固体撮像素
子を用いた単板式カラーカメラでは、補色モザイク型色
分離フィルタ(図3に示すようなMg、G、Ye及びC
y)が設けられ、2ライン加算読み出しのフィールド蓄
積モードでCCD撮像素子を動作させている。即ち、あ
るフィールドで垂直方向の2画素を加算して読み出し、
次のフィールドでは2画素の組み合わせを変えて同じく
加算して読み出す。その結果、直交する2つの色差成分
に相当する色信号がライン順次で得られ、後段の色分離
回路において垂直相関を利用した色同時化処理が行われ
る。
【0003】このようなカラーカメラを通常のフィール
ド蓄積モードで動作させると、走査線が525本のNT
SCテレビジョン方式では、インターレース効果により
350TV本の垂直解像度が得られる。
【0004】ところが、このような電荷蓄積型の撮像素
子の感度を向上させるためには、電荷蓄積時間を1フィ
ールド期間より長くして電荷蓄積量を増大させることが
必要である。しかし、電荷蓄積時間を1フィールドより
長くすると、通常のフィールド蓄積動作を行うことがで
きないために、従来のカメラでは1回の電荷蓄積により
得られた映像信号をフィールドメモリに記憶させ、それ
を第1フィールド及び第2フィールドの双方にわたって
出力させる方式が採用されている。
【0005】図4は従来の単板式カラーカメラ装置の一
例を示すブロック図である。同図において、CCD撮像
素子101は、パルス制御回路112からの読み出し制
御パルスに従って、1フィールド期間より長く電荷が蓄
積され読み出される。CCD撮像素子101から読み出
された撮像信号は、サンプルホールド回路102、AG
C回路103、色分離回路104、及び映像信号処理回
路105を通して輝度信号Yと2つの色差信号a及びb
とになり、それぞれA/D変換器106〜108によっ
てデジタル変換され、輝度信号Yはフィールドメモリ1
09に、色差信号a及びbはフィールドメモリ110に
それぞれ記憶される。
【0006】フィールドメモリ109及び110に記憶
された輝度信号Y及び色差信号a及びbは、メモリ制御
回路113の制御に従って、次の蓄積電荷読み出しまで
の間フィールド毎に繰り返し読み出され、D/A変換器
114〜116によってアナログ変換され、エンコーダ
117によって映像信号として出力される。
【0007】このような電荷蓄積時間を長くして感度を
向上させるテレビカメラは、特開昭64−78081号
公報にも開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラーカメラでは、上述したように、撮像素子の電
荷蓄積時間を1フィールド期間より長くして感度を向上
させることはできるが、通常のフィールド蓄積動作を行
うことができず、複数フィールドにわたってフィールド
メモリに記憶された同一内容の映像を出力しなければな
らない。このために出力映像の垂直解像度が低下し、例
えばNTSCテレビジョン方式では、垂直解像度が35
0TV本から約240TV本にまで低下してしまう。
【0009】本発明の目的は、垂直解像度を向上させた
単板式高感度カラーカメラ装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による単板式高感
度カラーカメラ装置は、色モザイクフィルタと組み合わ
せた電荷蓄積型撮像素子を用いたものであり、電荷蓄積
型撮像素子をフレーム蓄積モードで動作させる撮像素子
制御手段と、前記電荷蓄積型撮像素子から読み出された
撮像信号を1フレーム分記憶する画像記憶手段と、前記
画像記憶手段から隣接する2ラインの信号をフィールド
毎に組み合わせを変えて順次読み出す読み出し手段と、
前記読み出された隣接する2ラインの各画素信号に所望
の演算を行って1ラインの信号を順次生成する演算手段
と、前記演算手段により順次生成されるラインの信号に
基づいて所定のカラー映像信号を生成する信号処理手段
と、からなることを特徴とする。
【0011】
【作用】電荷蓄積型撮像素子がフレーム蓄積モードで動
作するために、1フレーム期間の電荷蓄積が行われる。
電荷蓄積型撮像素子から読み出された撮像信号を画像記
憶手段に1フレーム分記憶させ、その画像記憶手段から
垂直方向に隣接する2ラインの画素信号をフィールド毎
に所望の組み合わせで順次読み出し、一定の演算によっ
て1つのラインの信号に順次変換する。この信号から所
定のカラー映像信号を生成する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明による単板式高感度カラー
カメラ装置の一実施例を示すブロック図である。本実施
例では、固体撮像素子としてインターライン型CCD撮
像素子1を用い、その受光面の各画素に対応して図3に
示すMg、G、Ye及びCyからなる補色モザイク型色
分離フィルタが設けられている。無論、電荷蓄積型であ
れば他の固体撮像素子でもよい。
【0014】CCD撮像素子1は、各画素に対応する電
荷蓄積部と、電荷蓄積部に蓄積された電荷を垂直方向に
転送して読み出すための垂直転送部とからなる。
【0015】パルス制御回路2は読み出しパルスを出力
してCCD撮像素子1をフレーム蓄積モードで動作させ
る。即ち、CCD撮像素子1は、第1フィールドで電荷
蓄積部に蓄積された電荷を垂直方向1画素おきに垂直転
送部へ転送し、垂直転送部で転送して順次読み出し、次
のフィールドで残りの画素の蓄積電荷を同様に読み出
す。従って、CCD撮像素子1の各画素には、2フィー
ルド期間、即ち1フレーム期間にわたって電荷が蓄積さ
れ、フィールド蓄積モードの時よりも2倍の電荷を蓄積
することができる。
【0016】こうしてCCD撮像素子1から順次読み出
される奇数ラインの撮像信号と偶数ラインの撮像信号と
は、サンプルホールド回路3及び自動利得制御(AG
C)回路4を経てA/D変換器5によりデジタル変換さ
れ、後述するように、奇数ラインと偶数ラインとに分け
てフィールドメモリ6及び7にそれぞれ記憶される。
【0017】なお、フィールドメモリ6及び7は別個に
図示されているが、勿論1つの画像メモリを2つのフィ
ールドメモリ領域に分けて利用してもよい。
【0018】フィールドメモリ6及び7に記憶された撮
像信号は、後述するように、加算器8によって一定の仕
方で加算され、通常のフィールド蓄積の場合と同様の第
1及び第2フィールドの信号となる。そして、この信号
がD/A変換器9によりアナログ変換され、色分離回路
10及び映像信号処理回路11を経て輝度信号Yと色差
信号a及びbとになり、最後にエンコーダ12によって
映像信号として出力される。
【0019】装置全体の同期は同期信号発生回路13か
らの同期信号が用いられ、パルス制御回路2及びメモリ
制御回路14へ供給される。メモリ制御回路14は、次
に述べるようにフィールドメモリ6及び7の書き込み/
読み出し制御を行う。
【0020】図2は、本実施例におけるフィールドメモ
リ6及び7の書き込み及び読み出し動作を説明するため
のフローチャートである。
【0021】CCD撮像素子1はフレーム蓄積モードで
動作するから、先ず第1のフィールドにおいて、奇数ラ
インL1、L3、L5、・・・の撮像信号が読み出さ
れ、デジタル変換されてフィールドメモリ6に書き込ま
れる。その際、メモリ制御回路14はフィールドメモリ
7を書き込み禁止状態にしておく。続いて、第2のフィ
ールドにおいて、偶数ラインL2、L4、L6、・・・
の撮像信号が読み出され、今度はフィールドメモリ7に
書き込まれる。この場合はフィールドメモリ6が書き込
み禁止となる。フィールドメモリ6及び7の内容は、次
の読み出しパルスがCCD撮像素子1に供給されるまで
保持される。
【0022】続いて、メモリ制御回路14はフィールド
メモリ6及び7の読み出し制御を行う。先ず、第1フィ
ールドでは、フィールドメモリ6及び7のそれぞれi
(i=1,2,3,・・・)番目のラインが順次読み出
され、加算器8で加算される。即ち、フィールドメモリ
6の第1ラインであるL1とフィールドメモリ7の第1
ラインであるL2とが読み出されて加算され、その結果
(L1+L2)が第1フィールドの第1ラインとなる。
以下同様に読み出し及び加算が行われ、(L3+L
4)、(L5+L6)、・・・が順次出力される。
【0023】続いて、第2フィールドでは、フィールド
メモリ6の(i+1)番目のラインとフィールドメモリ
7のi番目のラインとが順次読み出され、加算器8で加
算される。即ち、フィールドメモリ6の第2ラインであ
るL3とフィールドメモリ7の第1ラインであるL2と
が読み出されて加算され、その結果(L3+L2)が第
2フィールドの第1ラインとして出力される。以下同様
に読み出し及び加算が行われ、(L5+L4)、(L7
+L6)、・・・が順次出力される。
【0024】このようにして生成された第1及び第2フ
ィールドの信号がD/A変換され、色分離回路10へ入
力し、通常の映像信号処理が行われる。上述したよう
に、CCD撮像素子1はフレーム蓄積モードで動作する
から高感度の撮像が行われ、しかも通常感度のフィール
ド蓄積モードと同等の垂直解像度(約350TV本)が
得られる。
【0025】なお、本実施例では図3に示す補色モザイ
ク型色分離フィルタの場合を説明したが、本発明は他の
色分離フィルタの場合でも適用可能であり、同様の効果
を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る単板式高感度カラーカメラ装置は、電荷蓄積型撮像素
子がフレーム蓄積モードで動作するために、1フレーム
期間の電荷蓄積が行われ、高感度の撮像が可能となる。
さらに、電荷蓄積型撮像素子から読み出された撮像信号
を1フレーム分記憶させ、垂直方向に隣接する2ライン
の画素信号をフィールド毎に所望の組み合わせで順次読
み出し、一定の演算によって1つのラインの信号に順次
変換するために、通常感度のフィールド蓄積モードと同
等の垂直解像度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による単板式高感度カラーカメラ装置の
一実施例を示すブロック図である。
【図2】本実施例におけるフィールドメモリ6及び7の
書き込み及び読み出し動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図3】本実施例で使用される補色モザイク型色分離フ
ィルタの一例を示す部分拡大図である。
【図4】従来の単板式高感度カラーカメラ装置の一例を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1 CCD撮像素子 2 パルス制御回路 3 サンプルホールド回路 4 自動利得制御回路 5 A/D変換器 6 フィールドメモリ 7 フィールドメモリ 8 加算器 9 D/A変換器 10 色分離回路 11 映像信号処理回路 12 エンコーダ 13 同期信号発生回路 14 メモリ制御回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 色モザイクフィルタと組み合わせた電荷
    蓄積型撮像素子を用いた単板式高感度カラーカメラ装置
    において、 前記電荷蓄積型撮像素子をフレーム蓄積モードで動作さ
    せる撮像素子制御手段と、 前記電荷蓄積型撮像素子から読み出された撮像信号を1
    フレーム分記憶する画像記憶手段と、 前記画像記憶手段から隣接する2ラインの信号をフィー
    ルド毎に前記2ラインの組み合わせを変えて順次読み出
    す読み出し手段と、 前記読み出された隣接する2ラインの各画素信号に所望
    の演算を行って1ラインの信号を順次生成する演算手段
    と、 前記演算手段により順次生成されるラインの信号に基づ
    いて所定のカラー映像信号を生成する信号処理手段と、 からなることを特徴とする単板式高感度カラーカメラ装
    置。
  2. 【請求項2】 前記画像記憶手段は2つのフィールドメ
    モリ領域を有し、前記電荷蓄積型撮像素子から読み出さ
    れた信号をフィールド毎に記憶することを特徴とする請
    求項1記載の単板式高感度カラーカメラ装置。
  3. 【請求項3】 前記読み出し手段は、第1フィールドで
    はn(nは奇数)ラインとn+1ラインとを順次読み出
    し、第2フィールドではn+1ラインとn+2ラインと
    を順次読み出すことを特徴とする請求項1記載の単板式
    高感度カラーカメラ装置。
  4. 【請求項4】 前記画像記憶手段は前記電荷蓄積型撮像
    素子から読み出された信号をフィールド毎に記憶する第
    1及び第2のフィールドメモリ領域を有し、 前記読み出し手段は、第1フィールド期間では前記第1
    フィールドメモリ領域のi(iは正整数)番目のライン
    と前記第2フィールドメモリ領域の(i+1)番目のラ
    インとを順次読み出し、第2フィールド期間では前記第
    1フィールドメモリ領域の(i+1)番目のラインと前
    記第2フィールドメモリ領域のi番目のラインとを順次
    読み出す、 ことを特徴とする請求項1記載の単板式高感度カラーカ
    メラ装置。
  5. 【請求項5】 前記演算手段は、前記画像記憶手段から
    読み出された隣接する2ラインの各画素信号を加算する
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに
    記載の単板式高感度カラーカメラ装置。
  6. 【請求項6】 電荷蓄積型撮像素子を用いて高感度撮像
    を行う単板式高感度カラーカメラ装置において、 前記電荷蓄積型撮像素子の奇数ラインの画素信号を第1
    フィールド期間で読み出し、偶数ラインの画素信号を第
    2フィールド期間で読み出す撮像信号読み出し手段と、 前記電荷蓄積型撮像素子から読み出された撮像信号をフ
    ィールド毎に記憶する画像記憶手段と、 前記電荷蓄積型撮像素子の画素における隣接する2ライ
    ンの画素信号をフィールド毎に前記2ラインの組み合わ
    せを変えて順次読み出す画像読み出し手段と、 前記読み出された隣接する2ラインの各画素信号に所望
    の演算を行い1ラインの信号を順次生成する演算手段
    と、 前記演算手段により順次生成されるラインの信号に基づ
    いて所定のカラー映像信号を生成する信号処理手段と、 からなることを特徴とする単板式高感度カラーカメラ装
    置。
  7. 【請求項7】 前記画像記憶手段は前記電荷蓄積型撮像
    素子から読み出された撮像信号をフィールド毎に記憶す
    る第1及び第2のフィールドメモリ領域を有し、 前記画像読み出し手段は、第1フィールド期間では前記
    第1フィールドメモリ領域のi(iは正整数)番目のラ
    インと前記第2フィールドメモリ領域の(i+1)番目
    のラインとを順次読み出し、第2フィールド期間では前
    記第1フィールドメモリ領域の(i+1)番目のライン
    と前記第2フィールドメモリ領域のi番目のラインとを
    順次読み出し、 前記演算手段は、前記読み出された隣接する2ラインの
    各画素信号を加算して1ラインの信号を順次生成する、 ことを特徴とする請求項6記載の単板式高感度カラーカ
    メラ装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100525372B1 (ko) * 1998-09-29 2005-12-21 엘지전자 주식회사 프레임 ccd의 동화상 모니터링 장치
KR100611701B1 (ko) * 2003-12-05 2006-08-11 산요덴키가부시키가이샤 고체 촬상 소자 및 화상 신호 처리 장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62281574A (ja) * 1986-05-30 1987-12-07 Hitachi Ltd カラ−テレビジヨンカメラ
JPS63278478A (ja) * 1987-05-08 1988-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置

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