JPH0723402A - 電子スチルカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スチルカメラ装置で動画用ＣＣＤを使用したと
きの画質劣化を改善する。 【構成】３板の撮像素子を用いた３板式電子スチルカメ
ラ装置であって、Ｇの撮像素子１００Ｇに対しＲとＢの
撮像素子１００Ｒ，１００Ｂが１ラインピッチだけ空間
的にずらした状態で配置され、この空間的なずれを保持
した状態で出力された画像信号に基づいてスチル画像信
号を生成する。そうすると、スチル画像信号の同一ライ
ンではＳ／Ｎのよい画像信号とＳ／Ｎの悪い画像信号が
同時に得られるから、目の積分効果によってＳ／Ｎの悪
い画像信号に混入した暗電流ノイズが分散されて画質劣
化が目立たなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、３板式の電子スチル
カメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤなどの電荷結合素子を使用した撮
像素子のなかで、ＦＩＴ方式（フレームインターライン
トランスファ方式）の撮像装置が知られている。

【０００３】ＦＩＴ方式の撮像装置は動画用被写体を撮
像するときに使用されるもので、図５にその構造の一例
を示す。同図にあって、この撮像素子（以下ＣＣＤとい
う）は受光部１０Ａと、受光部１０Ａで露光された電荷
を蓄積する蓄積部１０Ｂと、蓄積部１０Ｂに蓄積された
電荷を１ラインごとに読み出す水平転送部１０Ｃとで構
成される。

【０００４】受光部１０Ａにはｍ×２ｎ個の受光素子
（画素）１１が形成されると共に、縦方向の受光素子１
１に対して配されたｍ本の垂直転送レジスタ（ＶＳＲ）
１３を有し、受光素子１１には被写体像（光学像）が結
像してその明るさに応じた電荷が誘起する。この電荷は
隣接する垂直転送レジスタ１３に転送される。

【０００５】蓄積部１０Ｂは垂直転送レジスタ１３の直
下に形成された蓄積および転送用の垂直転送レジスタ１
５のみで構成され、上述した垂直転送レジスタ１３に転
送された１フィールド分の電荷が垂直ブランキング期間
（ＶＢＬＫ）を利用して蓄積部１０Ｂに高速転送されて
対応するレジスタに蓄積される。

【０００６】水平転送部１０Ｃはｍビットの水平転送レ
ジスタ（ＨＳＲ）１７を有し、その出力電荷が出力部１
８に供給される。したがって出力端子１９には被写体像
が画像信号（電気信号）に変換されて得られる。

【０００７】このように構成されたＣＣＤ１０にあっ
て、動画像読み出しのように通常は２ライン同時読み出
しが行なわれ、それらが合成されて各フィールドの画像
信号としている。奇数フィールドと偶数フィールドとで
は使用するラインは１ライン分シフトする。

【０００８】したがってこのＣＣＤ１０をスチル画像用
としても適用する場合には、奇数ラインに存在する受光
素子から得られる画像信号を奇数フィールド用の画像信
号として使用し、偶数ラインに存在する受光素子から得
られる画像信号を偶数フィールド用の画像信号として使
用すればよい。

【０００９】奇数フィールドと偶数フィールドとでは１
フィールド分の時間だけ撮像タイミングが相違するの
で、特に動きの速い被写体からスチル画像信号を生成し
ようとするときには画像がぶれてしまう。これは、奇数
フィールドと偶数フィールドの画像信号を合わせた１フ
レーム分の画像信号で１枚のスチル画像が構成されるか
らである。

【００１０】この画ぶれをなくすためには、例えば図６
Ａ〜Ｃに示すように同一フィールドで奇数ラインと偶数
ラインの受光素子を同時に露光し、奇数フィールドでは
奇数ラインからの画像信号を用い（同図Ｄ）、偶数フィ
ールドでは偶数ラインからの画像信号（同図Ｅ）を用い
るようにすれば、同一タイミングで撮像した画像信号に
基づいて１枚のスチル画像が構成されるものであるか
ら、動きの速い被写体であっても画ぶれのないスチル画
像を得ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６で示すよ
うな方法でスチル画像信号を生成する場合には、奇数フ
ィールド用の画像信号を読み出しているときでも、偶数
ラインの受光素子には電荷が蓄積された状態にある。そ
のため、丁度１フィールド経過してから始めて偶数フィ
ールド用の画像信号が読み出されることになるから、偶
数フィールド用の画像信号には奇数フィールドの期間中
に受光素子内で生成された暗電荷に基づくノイズ（暗電
流ノイズ）が本来の画像信号に重畳され、奇数フィール
ド時よりもＳ／Ｎの悪い画像信号が出力されることにな
る。Ｓ／Ｎの悪いこの画像信号はラインごとに交互に表
れるからスチル画像全体の画質を劣化させる原因となっ
ている。

【００１２】暗電流ノイズは電荷を蓄積してから読み出
されるまでの時間が長いほどその値が大きくなることか
ら、特に受光部１０Ａに供給される垂直転送クロックの
周波数が低いときほど画質劣化が著しい。例えば、ハイ
ビジョン信号用のスチル画像信号を生成する場合で、上
述したように奇数フィールドと偶数フィールドとを分離
して電荷を蓄積部１０Ｂに転送するときには、転送クロ
ックの周波数は同時転送モード時の１／２となる。その
ため、このような低転送モードに適用する場合には画質
劣化を考慮する必要があるからである。

【００１３】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、動画用のＣＣＤを使用しても
画質の劣化が目立たない電子スチルカメラ装置を提案す
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、第１の発明においては、３板の撮像素子を用いた３
板式電子スチルカメラ装置であって、Ｇの撮像素子に対
しＲとＢの撮像素子を１ラインピッチだけ空間的にずら
した状態で配置された３板の撮像素子と、これら撮像素
子からの画像信号をディジタル化して記憶するフレーム
メモリと、上記フレームメモリよりの画像信号の読み出
し状態を制御する読み出し制御回路とを備え、上記空間
的なずれを保持した状態で出力された上記画像信号に基
づいてスチル画像信号を生成するようにしたことを特徴
とするものである。

【００１５】請求項２に記載したこの発明においては、
３板の撮像素子を用いた３板式電子スチルカメラ装置で
あって、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像素子と、これら撮像素子から
の画像信号をディジタル化して記憶するフレームメモリ
と、上記フレームメモリよりの画像信号の読み出し状態
を制御する読み出し制御回路とを備え、上記Ｇの撮像素
子に対しＲとＢの撮像素子からの画像信号を１ライン分
だけずらした状態で読み出してスチル画像信号を生成す
るようにしたことを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】請求項１に記載した発明について図３以降を参
照して説明すると、ＧのＣＣＤ１００Ｇに対してＲとＢ
のＣＣＤ１００Ｒ，１００Ｂを図３のように１ラインピ
ッチ（垂直方向に配列された１画素ピッチに等しい）だ
け相対的にずらす。

【００１７】そうすると、図４のようにＲとＢのＣＣＤ
１００Ｒ，１００Ｂでの奇数フィールド時に使用される
ライン（実線図示）と、ＧのＣＣＤ１００Ｇでの偶数フ
ィールド時に使用されるライン（破線図示）とが同一空
間位置となる。

【００１８】実線図示のラインから得られる画像信号の
Ｓ／Ｎは良好で、破線図示のラインから得られる画像信
号のＳ／Ｎは悪いので、図の空間的なずれを保持してＳ
／Ｎの良い画像信号と悪い画像信号を同時に使用すれ
ば、目の積分効果によって奇数フィールドと偶数フィー
ルドのＳ／Ｎが同じになり、その分画質の劣化を改善で
きる。

【００１９】

【実施例】続いて、この発明に係る電子スチルカメラ装
置の一例を上述したＣＣＤを撮像素子とする電子スチル
カメラ装置に適用した場合につき、図面を参照して詳細
に説明する。

【００２０】図１はこの発明を適用した電子スチルカメ
ラ装置２０の一例を示すものであるが、説明の便宜上図
２以下を参照してこの発明の要部を説明する。この発明
でも従来と同じく撮像素子としてはＣＣＤが使用され、
それぞれが原色対応のＣＣＤとなされた３板式の電子ス
チルカメラ装置である。

【００２１】図２は図５に示した受光部１０Ａにおける
要部を示すもので、同図のように垂直方向に配列された
受光素子（画素）１１ａ，１１ｂのピッチ（画素ピッ
チ）を１ラインピッチとすれば、３板のＣＣＤ１００
Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにおける空間的配列は図３のよ
うに選ばれる。

【００２２】図の例ではＧのＣＣＤ１００Ｇを基準とし
てＲとＢの各ＣＣＤ１００Ｒ，１００Ｂが１ラインピッ
チだけ相対的にずらされて配置される。この例ではＧの
ＣＣＤ１００Ｇが１ライン分上げられた状態で配置さ
れ、この状態で被写体像が投影されるように光学系（図
示はしない）との関係が選ばれている。

【００２３】図５に示す構成のＣＣＤを使用し、図に示
すような撮像条件の下では奇数ラインから得られる画像
信号はＳ／Ｎが良く、偶数ラインから得られる画像信号
のＳ／Ｎが悪い。したがって奇数ラインを実線で、偶数
ライン破線で図示すれば、各ＣＣＤ１００Ｒ〜１００Ｂ
相互間は図４のようになる。

【００２４】奇数ラインは奇数フィールドの画像信号用
であり、偶数ラインは偶数フィールドの画像信号用であ
るから、奇数ラインから得られる画像信号はＳ／Ｎが良
く、偶数ラインから得られる画像信号はＳ／Ｎが悪いこ
とになる。

【００２５】そこで、図４の空間的配置関係を保持した
状態でそれぞれのＣＣＤ１００Ｒ〜１００Ｂから画像信
号を読み出し、これをカラーモニタなどで見るとモニタ
上の同一のライン上にはＳ／Ｎの良い画像信号と、Ｓ／
Ｎの悪い画像信号とが同時に得られる関係で、目の積分
効果により暗電流ノイズが平均化（分散）されるように
なり、奇数ラインの画像信号も偶数ラインの画像信号も
共にそのＳ／Ｎが同じになる。フィールドによって画質
が異なるようなことはなくなる。

【００２６】図１はこのような考えを踏襲して構成され
た電子スチルカメラ装置２０の具体例である。被写体２
２からの光学像はレンズ２４および光学分離手段（３色
分解プリズムなど）２６に供給されて、Ｒ，Ｇ，Ｂの原
色像に分解され、その後対応するＣＣＤ１００Ｒ〜１０
０Ｂに投影される。

【００２７】ＣＣＤ１００Ｒ〜１００ＢからはＲ，Ｇ，
Ｂに対応した画像信号が出力され、これがＡ／Ｄ変換器
２８Ｒ〜２８Ｂに導かれてディジタル信号に変換された
のちフレームメモリ３０Ｒ〜３０Ｂにライン単位で記憶
される。

【００２８】フレームメモリ３０Ｒ〜３０Ｂに記憶され
たＲ，Ｇ，Ｂに対応した画像信号は図３の空間的位置関
係を保持した状態で同時に読み出されて信号処理回路３
２に供給され、この例では輝度信号Ｙと一対の色信号
（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）より構成されるスチル画像信号が生
成される。生成されたこのスチル画像信号はインタフェ
ース３４を介して外部の記憶手段３６に記憶される。

【００２９】３８は読み出し制御回路であってクロック
発生器４０を有する。クロック信号の周波数は例えばハ
イビジョン用であって、この発明のように低転送モード
を採用するときには３５ＭＨｚ程度の周波数に選定され
る。クロック発生器４０より得られるクロックはアドレ
ス発生回路４２に供給されて所定のアドレスデータが生
成され、それらが対応するフレームメモリ３０Ｒ，３０
Ｂに供給される。アドレスデータはさらに１ライン分の
アドレスデータを余分に加算する加算器４４に供給され
てＧ用のアドレスデータが生成され、これがＧのフレー
ムメモリ３０Ｇに供給される。

【００３０】このようにＧのアドレスデータのみ１ライ
ン分だけアドレスデータを加算したのは図３に示すよう
に、ＲとＢのフレームメモリ３０Ｒ，３０Ｂの対応する
アドレスに記憶する画像信号が例えば奇数ラインであっ
たときには、Ｇに関するフレームメモリ３０Ｇには偶数
ラインの画像信号を記憶する必要があるからである。

【００３１】こうすると、同一のアドレスのデータを与
えることによってフレームメモリ３０Ｒ，３０Ｂに奇数
ラインの画像信号（Ｒ，Ｂ）を書き込むときは、フレー
ムメモリ３０Ｇには上記アドレスと同じアドレスに偶数
ラインの画像信号（Ｇ）が書き込まれる。

【００３２】つまり、図３に示す空間的配置関係が保持
された状態でそれぞれの画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が書き
込まれる。したがってこれらフレームメモリ３０Ｒ，３
０Ｇ，３０Ｂに同じアドレスを与えると、奇数ラインの
画像信号（Ｒ，Ｂ）と偶数ラインの画像信号（Ｇ）とが
同時に読み出されるから、Ｓ／Ｎのよい画像信号と、Ｓ
／Ｎの悪い画像信号が同時に得られる。同時に得られた
これら画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からスチル画像信号が生
成されるので暗電流ノイズによる画質の劣化が改善され
る。

【００３３】図１において、４６は電子スチルカメラ装
置２０全体の制御を司るシステムコントローラであり、
ここにはシャッタボタン４８からのシャッタ信号が供給
され、これに同期してフレームメモリ３０Ｒ〜３０Ｂへ
の書き込みモードなどが制御される。

【００３４】暗電流ノイズが分散されて画質の劣化が目
立たなくなるため、上述した構成は特に低転送モードを
採用したカメラ装置に適用してより好適である。

【００３５】図２に示す例は、３板のＣＣＤの空間的位
置関係を１ラインピッチだけ相対的にずらして配置する
ようにした例である。この発明はこれ以外でも可能であ
る。例えば、３板のＣＣＤの空間的配置関係は従来と全
く同じように３色に分解された被写体像がそれぞれのＣ
ＣＤの同一位置に投影されるように構成する。これらＣ
ＣＤから得られるＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号もフレームメ
モリ３０Ｒ〜３０Ｂの同一アドレスに記憶されるように
する。したがってアドレス加算器４４は画像信号の書き
込み時は使用されない。

【００３６】これに対して、フレームメモリ３０Ｒ〜３
０Ｂから画像信号を読み出すときにはアドレス加算器４
４を動作させてフレームメモリ３０Ｒ，３０Ｂが奇数ラ
インの画像信号を読み出すときには、他方のフレームメ
モリ３０Ｇからは偶数ラインの画像信号が同時に読み出
されるようにシステムコントローラ４６とアドレス加算
器４４が制御される。

【００３７】アドレス加算器４４をデータ書き込み時に
制御するように構成すれば、図１と同じくデータの書き
込み時に１ライン分だけずらした状態でＧに関する画像
信号を書き込むことができるので、上述したと同じ作
用、効果が得られる。

【００３８】このように電気的な処理のみによって、図
３に示す空間的配置関係が保持された状態で画像信号が
読み出されるから、Ｓ／Ｎのよい画像信号と、Ｓ／Ｎの
悪い画像信号が同時に得られ、暗電流ノイズを視覚上効
果的に分散させて画質劣化を改善することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る電子スチ
ルカメラ装置では、暗電流ノイズを視覚的に分散させる
ことができるため、スチル画像信号の画質劣化を効果的
に改善できる特徴を有する。

【００４０】したがって、この発明はＣＣＤなどの動画
用撮像素子を使用した３板式の電子スチルカメラ装置に
適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電子式スチルカメラ装置の一例
を示す系統図である。

【図２】ＣＣＤの受光部構成を示す図である。

【図３】ＣＣＤの空間的配置関係を示す図である。

【図４】ラインと画像信号との関係を示す図である。

【図５】動画用ＣＣＤの構成を示す要部の図である。

【図６】スチル画像信号を生成するときの信号タイミン
グ関係を示す図である。

【符号の説明】

２０ カメラ装置 ２８Ｒ〜２８Ｂ Ａ／Ｄ変換器 ３０Ｒ〜３０Ｂ フレームメモリ ３２ 信号処理回路 ３６ 外部記憶手段 ４２ アドレス発生器 ４４ アドレス加算器 １００Ｒ〜１００Ｂ ＣＣＤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３板の撮像素子を用いた３板式電子スチ
   ルカメラ装置であって、 Ｇの撮像素子に対しＲとＢの撮像素子を１ラインピッチ
   だけ空間的にずらした状態で配置された３板の撮像素子
   と、 これら撮像素子からの画像信号をディジタル化して記憶
   するフレームメモリと、 上記フレームメモリよりの画像信号の読み出し状態を制
   御する読み出し制御回路とを備え、 上記空間的なずれを保持した状態で出力された上記画像
   信号に基づいてスチル画像信号を生成するようにしたこ
   とを特徴とする電子スチルカメラ装置。
2. 【請求項２】 ３板の撮像素子を用いた３板式電子スチ
   ルカメラ装置であって、 Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像素子と、これら撮像素子からの画像信
   号をディジタル化して記憶するフレームメモリと、 上記フレームメモリよりの画像信号の読み出し状態を制
   御する読み出し制御回路とを備え、 上記Ｇの撮像素子に対しＲとＢの撮像素子からの画像信
   号を１ライン分だけずらした状態で読み出してスチル画
   像信号を生成するようにしたことを特徴とする電子スチ
   ルカメラ装置。