JPH0856310A - 垂直フィールド／フレーム転送時間を長くするための改変された走査回路を有するビデオカメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 テレビカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置
の走査を改変して性能を向上させる。 【解決手段】 ＣＣＤ撮像装置２０は、米国ＨＤＴＶ製
造標準などの特定のテレビ標準と共に用いられ、統合期
間中に電荷形態の信号を生成する感光性Ａレジスタと、
プルダウン期間中に電荷が転送される先のＢ電荷保存レ
ジスタと、Ｂレジスタの最終行に接続され、電荷が同時
に結合され連続して読み出される平行シフトレジスタ１
１４とを有する。撮像装置によって生成される映像信号
は、プルダウン期間中の不完全な電荷転送、およびクロ
ック信号の水平シフトレジスタへのオン／オフゲート制
御によるクロストークノイズによって歪みが生じる。垂
直転送の歪みは、水平シフトレジスタからの水平ライン
をアクティブ部間の間隔を減らして読み出すことによっ
て減らされ、これにより、プルダウン期間が長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、良く定義された特
定の走査標準に従って作動するシステムのための映像信
号を生成するテレビカメラまたはビデオカメラに関す
る。詳しくは、撮像装置の走査を改変して性能を向上さ
せる、電荷結合素子（ＣＣＤ）撮像装置を用いるテレビ
カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】米国で使用されている従来のＮＴＳＣカ
ラーテレビ方式は非常によく知られている。この方式
は、電子機能の実現には真空管を必要とし、コストおよ
び信頼性を考慮すると複雑な電子機能は商業的に実現で
きなかった時代に確立された。従って、ＮＴＳＣ標準
は、とりわけ、単純であることおよび当時利用可能であ
った電子部品の特異性に対して適応性があることを考慮
して選択された。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】初期のカラーカメラ、
送信機、および受信機の欠陥により、色相（color hue
s）の再生が不正確であることが多く、また、その他の
画像の歪みも通常のことであった。ヨーロッパの国々
は、カラーテレビの標準を決定するとき、位相入換え回
線（ＰＡＬ）方式を採用することによって、また、ビデ
オの表示ライン数を増加させる、および／またはタイミ
ング標準を修正することによっていくつかの異なる電力
ライン周波数を提供するなどの他の改変を行うことによ
って、知られている問題のいくつかを緩和しようとし
た。このような相違が生じた結果、様々な公知のテレビ
方式において、各々の方式用のカラーテレビ受信機は他
の標準で放送する送信機とは適合しないことになった。

【０００４】現在のテレビ標準の開始以後、電子部品は
著しく向上している。例えば、信頼性のあるトランジス
タが真空管に取って代わり、安価な受信機による複雑な
処理機能を実現を可能にする集積回路が開発された。

【０００５】テレビカメラもまた向上し、電荷結合素子
（ＣＣＤ）撮像装置などの、様々な信頼性があり感度の
高い低電圧の固体撮像装置が、高電圧の要件、磁気巻
線、および整合の問題を有する初期の真空管撮像装置に
取って代わった。１９７５年、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒ
ｅｓｓから出版されたセカンらによる「電荷転送素子
（Charge Transfer Device）」には、電荷転送素子およ
び電荷結合素子（ＣＣＤ）撮像装置の一般的な特性が述
べられている。このＣＣＤ撮像装置は、統合期間に電荷
を蓄積するための縦横に配列された感光性画素列を含む
画像センサ部、センサ部からの電荷が垂直ブランキング
（ＶＢ）期間に高速で転送される先である画像保存部、
およびライン毎に保存部からの画像を読み出す水平転送
部を有する。

【０００６】カメラの真空管撮像装置が固体装置に取っ
て代えられる一方で、従来の受信機の画像表示素子はほ
とんどが真空管素子、すなわちキネスコープのままであ
り、初期のカメラとほとんど同様にかさばり壊れやす
く、高い作動電圧が必要であり、磁気巻線を含み、また
整合が必要とされる。最初のテレビ標準のタイミング
は、依然としてキネスコープの要件に関連するものであ
る。固体画像表示装置がいくつか知られているが、これ
らは、コストが高いためまたは遅延および低いコントラ
ストなどの様々な欠点のため商業的には広まっていな
い。

【０００７】現在のテレビ標準の限界の結果として、様
々な高品位テレビ（ＨＤＴＶ）方式が注目され、現在の
方式を、向上した能力および性能を有する新しいテレビ
方式で補充するかまたはこれに置き換えることが望まれ
ている。多くの新しい方式が考案および提案されてい
る。これらには、各ラインに１９２０個のアクティブ画
素および各フレームに１０８０個のアクティブ水平ライ
ンを有する米国における新しいデジタルＨＤＴＶ方式が
含まれる。この方式は、他の最近提案された方式と同様
に、よりワイドなアスペクト比などの、現在のＮＴＳＣ
方式に対する改良点があまりにも多すぎるため、そのタ
イミングおよびフォーマットはＮＴＳＣと適合しない。

【０００８】新しいＨＤＴＶ方式と質的に同程度の信号
を生成するために新しい固体カメラが現在開発されてい
る。画像の水平走査ライン数は、ＮＴＳＣによって要求
される５２５ラインより多く、各水平走査ラインの画素
数（撮像装置の画像列の数に対応）もまた増え、これに
より、水平解像度が向上した画像が提供される。また、
スミアなどの他の欠点または問題点についても解決に向
けて取り組まれている。カメラ撮像装置の光センサ画素
数が多くなるに従って、センサ画素自体は小さくなる
（撮像装置のサイズが大きくならない限り）。従って、
各画素が受光する光は減少し、これにより信号対ノイズ
比（ＳＮＲ）は低下する。カメラの撮像装置の走査ライ
ン数および画素数が増えると、１つの完全な画像を表す
信号が割り当てられた時間内のカメラ出力で可能になる
ように画素読み出し速度を増大させる必要がある。従っ
て、現在の標準の撮像装置と比較して、クロック期間を
短くする必要がある（クロック周波数を増大させる必要
がある）。

【０００９】映像信号の信号対ノイズ比の問題は多くの
方法で取り組まれている。これらの方法の１つは、「ホ
ール蓄積ダイオード」（ＨＡＤ）構造を使用するもので
あり、これによればノイズ信号は低減され、従って、セ
ンサは小さいにも係わらずＳＮＲが回復する。しかし、
割り当てられた時間内に数の増えた画素を読み出すため
に読み出しクロック速度を増大させるという解決策は全
体的には成功していない。

【００１０】これは一部には、撮像装置内でアドレスさ
れなければならない画素数が非常に増加しているためで
ある。

【００１１】初期のＣＣＤ撮像装置は水平ライン２６２
本、各ラインに約２６０個の画素で合計約７０，０００
個の画素を有していた。最近では、水平ライン約１１２
５本、各ラインに１９２０個の画素で合計約２，２０
０，０００個の画素が必要であり、これは初期の数の２
０倍以上である。この結果、与えられた時間内にカメラ
撮像装置のすべての画素から電荷を保存領域に転送する
ために選択されるクロック周波数は、電荷がＣＣＤ撮像
装置内で転送され得る速度の極限値に近い値まで高くな
り得る。従って、このような転送クロック周波数での操
作は歪みを生じ得、これは、場合によっては、各転送ク
ロックサイクル中の電荷転送が不完全になる結果となり
得る。

【００１２】ＨＤＴＶ画像のために所望される数の画素
は、複数のＣＣＤ撮像装置を用いて同じ場面を見るのに
画素をずれないように重複させることによって低いクロ
ック速度で実現され得る。しかし、１色用の信号を生成
するために２つの撮像装置を用い、これら２つの撮像装
置は重ね合わせる必要があり、しかも新たな制御および
信号組み合わせ回路を配備しなければならないため、新
たなコストが必要となる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の他のビデオカメ
ラシステムは、連続したフレームを有する映像信号を生
成するビデオカメラシステムであって、各フレームが複
数の連続したサンプルラインを含み、各サンプルライン
が前記サンプルラインを次の連続したサンプルラインか
ら分離するラインブランキング期間を含み、各フレーム
は前記フレームを次の連続したフレームから分離するフ
レームブランキング期間を含み、各ラインは映像標準に
よって決定される数のサンプルを含み、撮像装置であっ
て、当てられる光を統合するマトリックス状の感光セル
を有し、これにより画像を表す統合電荷サンプルを生成
する、画像センサ部と、前記画像センサ部のセルに対応
するマトリックス状の電荷保存セルを有する画像保存部
とを含む撮像装置と、前記撮像装置の前記画像センサ部
および前記画像保存部に接続されるフレーム電荷転送手
段であって、フレーム転送クロック信号によって決定さ
れる速度で前記フレームブランキング期間中に前記統合
電荷サンプルを前記撮像装置の前記画像センサ部から前
記画素保存部に転送するフレーム電荷転送手段と、ライ
ン転送クロック信号によって決定される速度で前記撮像
装置の前記画像保存部からサンプルラインを転送する、
ライン電荷転送手段と、前記フレーム転送クロック信号
および前記ライン転送クロック信号を生成するためのク
ロック信号生成手段であって、前記ライン転送クロック
信号により前記ライン電荷転送手段に前記映像標準によ
って与えられる時間より短い期間に各サンプルラインを
転送させ、これによりフレームブランキング期間を効果
的に延ばして前記標準によって与えられる期間より長く
し、また、フレーム転送クロック信号により前記フレー
ム電荷転送手段に長くなったフレームブランキング期間
にわたって統合電荷サンプルを転送させる、クロック信
号生成手段と、前記ライン電荷転送手段に接続される信
号時間再調整手段であって、前記ライン電荷転送手段か
ら受信されたサンプルラインを前記映像標準に適合させ
るための信号時間再調整手段とを備えており、そのこと
によって上記目的が達成される。

【００１４】前記クロック信号生成手段が、前記ライン
ブランキング期間中に生じる各ラインのサンプルの一部
を削除することによって各ラインのサンプルを転送する
ための期間を短くし、これにより前記ラインブランキン
グ期間を効果的に短縮し、また、前記信号時間再調整手
段が、各ラインの短縮された前記ラインブランキング期
間中に生じるサンプルを繰り返し、これにより、前記ラ
インブランキング期間と前記フレームブランキング期間
とを前記映像標準に適合させる信号回復手段を含んでも
よい。

【００１５】前記信号回復手段が、連続したフレームを
表すサンプルを交互に受け取りおよび送り出すようにさ
れる第１および第２メモリを有するピンポンメモリ構成
と、前記ピンポンメモリ構成によって提供される、各ラ
インの前記ラインブランキング期間を表すサンプルを保
持し、これにより、前記ラインブランキング期間を効果
的に引き延ばす制御手段とを備えていてもよい。

【００１６】前記クロック信号生成手段が、前記ライン
転送クロック信号の周波数を増大させることによって各
ラインのサンプルを転送するための期間を短くして、こ
れにより、前記水平ライン期間を効果的に短縮し、前記
信号時間再調整手段が、前記ライン転送クロック信号に
よって決定される速度で前記サンプルを保存し、前記保
存されたサンプルを、前記映像標準よって特定されるサ
ンプル速度に適合するクロック信号によって決定される
速度で取り戻す手段を含んでもよい。

【００１７】本発明の他のビデオカメラシステムは、連
続したフレームを有する映像信号を生成するビデオカメ
ラシステムであって、各フレームが複数の連続したサン
プルラインを含み、各サンプルラインが前記サンプルラ
インを次の連続したサンプルラインから分離するブラン
キングレベルを表すサンプルを含み、各ラインは映像標
準によって定義された数のサンプルを含み、縦横にマト
リックス状に配置され、当てられる光を統合して画像を
表す統合電荷サンプルを生成する感光セルを有する画像
センサ部であって、サンプル行は前記映像信号の前記サ
ンプルラインに対応し、各行は、前記映像標準によって
定義されるライン毎のサンプル数より少ない数のセルを
含む、画像センサ部と、前記画像センサ部のセルに対応
するマトリックス状の電荷保存セルを有する画像保存部
とを含む撮像装置と、前記撮像装置の前記画像センサ部
および前記画像保存部に接続されるフレーム電荷転送手
段であって、フレーム転送クロック信号によって決定さ
れる速度でフレームブランキング期間中に前記統合電荷
サンプルを前記撮像装置の前記画像センサ部から前記画
素保存部に転送するフレーム電荷転送手段と、ライン転
送クロック信号によって決定される速度で前記撮像装置
の前記画像保存部からサンプルラインを転送する、ライ
ン電荷転送手段と、前記フレーム転送クロック信号およ
び前記ライン転送クロック信号を生成するためのクロッ
ク信号生成手段であって、前記ライン転送クロック信号
が連続的に与えられ、これにより、前記ライン電荷転送
手段に各ラインにおいて前記映像標準によって与えられ
るより少ない数のサンプルを転送させ、これにより前記
フレームブランキング期間を効果的に延ばして前記標準
によって定義される期間より長くし、また、前記フレー
ム転送クロック信号が前記垂直電荷転送手段に長くなっ
た前記垂直ブランキング期間にわたって統合電荷サンプ
ルを転送させる、クロック信号生成手段と、前記ライン
電荷転送手段に接続される信号時間再調整手段であっ
て、前記ライン電荷転送手段によって供給されるサンプ
ルラインを受け取り、ブランキングレベルを表すサンプ
ルを提供して、前記映像標準に対応する各ラインのサン
プル数を増やし、これによりフレームブランキング期間
を短くして前記標準に適合させる、信号時間再調整手段
と備えており、そのことによって上記目的が達成され
る。

【００１８】前記信号回復手段が、前記ブランキングレ
ベルを表す各ラインのサンプルを繰り返す手段を含み、
これにより、各ラインのサンプル数および前記フレーム
ブランキング期間を前記映像標準に適合させてもよい。

【００１９】前記信号回復手段が、連続したフレームを
表すサンプルを交互に受け取りおよび送出するようにさ
れる第１および第２メモリを有するピンポンメモリ構成
と、前記ピンポンメモリ構成によって提供される、各ラ
インの前記ラインブランキング期間を表すサンプルを保
持し、これにより、各ラインの前記サンプル数を効果的
に増大させる制御手段とを備えていてもよい。

【００２０】本発明のカメラは、特定のテレビ標準のた
めの画像表示信号を生成するＣＣＤ撮像装置を有する。
特定のテレビ標準では、所定の画素、垂直、および水平
速度、ならびにこれらに関連した垂直および水平ブラン
キング期間（フィールドまたはフレームブランキング期
間およびラインブランキング期間とも呼ばれる）が選択
され、特定の垂直および水平解像度および再生された画
像のリフレッシュ速度が提供される。ＣＣＤ撮像装置
は、縦横に配置されたマトリックス状の光センサ画素ま
たはセルを有する画像センサ部を含み、これに当たる光
を統合して画像を表す統合電荷信号が生成される。

【００２１】ＣＣＤ撮像装置はまた、撮像装置の画像セ
ンサ部のセルに対応する、縦横に配置されたマトリック
ス状の電荷保存セルを有する画像保存領域を含む。撮像
装置の画像保存部は画像センサ部に接続され、統合電荷
信号を受け取り、画像センサ部から送られる統合電荷信
号を一時的に保存する。

【００２２】カメラはまた、画素センサ部および画像保
存部に接続された垂直電荷転送構成を有する。垂直電荷
転送構成は垂直転送クロック信号を受信して、撮像装置
の画像センサ部から画像保存部に電荷を転送する。

【００２３】垂直電荷転送構成に加えて、カメラは画像
保存領域に接続された水平シフトレジスタを含む。水平
シフトレジスタは各水平ラインの画素数に対応する数の
レジスタを有し、これらレジスタは電荷保存画素から平
行に負荷される。負荷されると、水平シフトレジスタに
保存された電荷は、水平転送クロック信号に応答して出
力読み出し構成または出力ポートに向かってシフトされ
る。水平シフトレジスタは補助回路と共に、各レジスタ
から読み出される連続した電荷に反応してライン走査出
力映像信号を生成する。

【００２４】カメラに関連するクロック信号生成装置
は、垂直電荷転送構成の垂直転送クロック入力ポートお
よび水平シフトレジスタの水平転送クロック入力ポート
に接続され、垂直転送クロック信号および水平転送クロ
ック信号を生成する。

【００２５】本発明のカメラでは、クロック信号生成装
置は水平転送クロック信号を生成して、テレビ標準によ
って指定される時間量より少ない時間量で水平ラインの
サンプルを転送する。水平ラインを転送する時間が短く
なったことにより余分の時間はフィールドまたはフレー
ム期間に蓄積され、これにより、撮像装置によって生成
される画像の垂直ブランキング期間は、標準によって指
定される時間より著しく長くなる。サンプル値がセンサ
の画像センサ部から画像保存部にシフトされるのはこの
垂直ブランキング期間中である。垂直ブランキング期間
の蓄積された過剰な時間により、垂直転送クロック信号
を生成するクロック信号生成装置は、標準によって要求
される速度より低い速度で作動し得、これにより電荷転
送にさらに多くに時間を費やすことが可能になり、この
結果、不完全な電荷転送によって生じ得る歪みが低減す
る。

【００２６】本発明の別の局面によれば、水平シフトレ
ジスタによって供給される出力サンプルを処理する回路
内に標準変換装置が装備される。標準変換装置はピンポ
ンまたはＦＩＦＯメモリ構成を有する。これらのメモリ
構成は、データが撮像装置によって用いられるタイミン
グでメモリ構成内に書き込まれている間に、既に保存さ
れているデータが、映像標準にさらに緊密に適合するタ
イミングでメモリ構成から読み出されるように制御され
る。この構成で用いられる読み出しおよび書き込みタイ
ミング信号は様々な異なる周波数および異なるアクティ
ブおよび非アクティブ期間を有し得る。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は、画像１４からの光
をカラー分離プリズム１６を介して各々赤、緑、および
青のＣＣＤ撮像装置２０、２２、および２４の光感知表
面のそれぞれに集光させる対物レンズアセンブリ１２を
有するカラーカメラ１０の概略ブロック図である。各撮
像装置の色指定は、各々の撮像装置に当てられるプリズ
ム１６によって分離された光の色に対応するものであ
り、撮像装置自体は通常は全色性である（すべての色に
反応する）ことは当業者には周知である。

【００２８】赤、緑、および青のＣＣＤ撮像装置２０、
２２、および２４は、ブロック２８として示されるクロ
ック信号生成回路から撮像装置に印加される様々な電荷
転送クロック信号、ＣＫＰ、ＣＫＳＶ、およびＣＫＳＨ
の制御の下で、所定のフィールド速度でライン走査信号
を生成する。撮像装置２０、２２、および２４によって
生成されるライン走査信号は各々、信号導線２１、２
３、および２５を介して、アナログ前処理回路３０、３
２、および３４に印加される。アナログ前処理回路３
０、３２、および３４は増幅およびフィルタリングを行
って、ＣＣＤ撮像装置のサンプリングに関連する周波数
を実質的に低減させる。一般に、アナログ前処理量は最
小限に抑えられ、これにより、信号のデジタル化を可能
な限り撮像装置近くで行って、デジタル処理で可能な安
定性および制御が最大限利用される。

【００２９】前処理回路３０、３２、および３４の出力
端子で生成される前処理アナログ信号は各々、アナログ
／デジタル変換装置（ＡＤＣ）４０、４２、および４４
に印加され、デジタル化される。ＡＤＣ４０、４２、お
よび４４はまた、クロック信号生成装置２８によって生
成されるクロック信号ＣＫＳＨによって制御される。Ａ
ＤＣ４０、４２、および４４の出力ポートのデジタル信
号は次にデジタル処理回路５０に印加され、回路５０
で、さらに黒レベル、カラー均衡、ガンマ補正、および
ピーク化などの信号処理が、この場合も、クロック信号
生成装置２８によって生成されるクロック信号ＣＫＳＨ
の制御の下で行われる。処理されたＲ，Ｇ，およびＢ信
号は次に、回路１１８によって、水平ブランキング期間
を拡張し垂直ブランキング期間を短縮させるように時間
が再設定される成分フォーマットに変換され、これによ
り、出力信号５２をＨＤＴＶ標準に適合させる。本実施
態様では、信号の時間再調整は専用の回路によって行わ
れるが、この操作は、標準に適合するように信号を変換
するために用いられる遅延を提供するのに十分な大きさ
のメモリを用いる処理回路のいかなる部分によっても実
行され得ると考えられる。

【００３０】図１（ｂ）は、図１（ａ）に詳細を示した
カメラの一部の概略ブロック図である。図１（ｂ）で
は、赤信号撮像装置２０は、アクティブ画像領域１１０
と画像保存領域１１２と水平転送バッファ１１４とを有
するように示される。操作においては、アクティブ画像
領域を所定期間にわたって露光することによって画像が
現像される。次に、画像信号の垂直ブランキング期間に
対応する期間中に画像をアクティブ領域１１０から画像
保存領域１１２にシフトさせる。画像は、次の画像がア
クティブ画像領域で統合されている期間中に、画像保存
領域からアナログ処理回路３０に１度に１ラインづつ転
送される。図１（ｂ）に示す回路において、回路３０は
サンプリングアーチファクトを除去するための差動およ
び遅延抑圧（ＤＤＳ）回路を含む。

【００３１】図１（ｂ）に示すように、アクティブ画像
領域から画像保存領域への画像のシフトはクロック信号
ＣＫＰによって制御され、一方、水平転送バッファ１１
４による画像ラインのシフトはクロック信号ＣＫＳＶお
よびＣＫＳＨによって制御される。下記に詳述するよう
に、信号ＣＫＰは、本発明の装置によって垂直ブランキ
ング時間が長くなるため、ＨＤＴＶ標準によるテレビ信
号処理に必要な速度より低い速度である。クロック信号
生成装置２８はまた、デジタル処理回路５０によって提
供される出力信号５２のタイミングを表す信号ＣＫＶを
生成する。この信号のタイミングは、後述するように、
信号ＣＫＳＨのタイミングと同じでもまたは異なっても
よい。

【００３２】図１（ｂ）では、デジタル処理回路５０は
２つの部分、映像信号処理部１１６と、デジタル信号を
標準に適合させるブランキングタイミングを回復する部
分１１８とを有するように示される。映像信号処理部１
１６は、図１（ａ）を参照して上述した機能を実行す
る。回復ブランキング部１１８は、映像信号処理部１１
６によって供給されるデジタル信号を処理して、水平ブ
ランキング時間を長くする一方で、垂直ブランキング時
間を減少させる。回復ブランキング部１１８として用い
るのに適した回路については図５（ａ）および図５
（ｂ）を参照して後述する。

【００３３】図２は、図１の配置で用いられ得るＣＣＤ
撮像装置の１つ、例えば赤色撮像装置２０の概略図であ
る。簡略のため、この撮像装置では実際のＨＤＴＶ撮像
装置によって用いられるものよりセル数ははるかに少な
くしている。図２に示すように、撮像装置２０は、縦横
に配置された複数の個別のＣＣＤセルまたはセンサ２０
８を有する感光性の上部または「Ａ」レジスタ１１０を
含むフレーム転送撮像装置である。図２の撮像装置２０
はまた、「Ａ」レジスタ１１０のセルに対応する、同様
に縦横に配置された複数のセルを有する電荷保存部また
は「Ｂ」レジスタ１１２を含む。Ａレジスタ１１０は２
つの部分、すなわち、画像を捕獲する非マスク部２１２
と画像の周辺部をカバーするマスク部２１０とを有す
る。すべての映像撮像装置において、マスク部２１０に
おけるマスクされたセルの数は水平および垂直ブランキ
ング期間の間に起こるサンプル数より少ない。これらの
周辺領域におけるサンプルは、黒色を表すＣＣＤによっ
て提供される信号のレベル（すなわち、ＣＣＤ黒レベ
ル）を定義するために用いられる。水平および垂直ブラ
ンキング期間を表すサンプルは、水平転送クロックを定
期的に停止させ、ブランキング期間中にこれら周辺サン
プルを保持することによって提供される。

【００３４】水平転送クロックのこの周期的な停止およ
び開始により、処理回路５０によって処理される信号と
共にクロストークとしてノイズが生じる。回路５０は、
ＣＣＤ撮像装置によって提供される電荷サンプルを映像
信号に変換する。このノイズは、クロックパルスを水平
転送レジスタ１１４の各セルに対してゲート制御するこ
とによって生じる過渡電流の結果である。ノイズが撮像
装置のラインの始まりおよび終わりで生成される一方
で、画像処理システムの遅延によって、ノイズによる信
号のアクティブ部の崩壊が起こり得る。

【００３５】Ｂレジスタ１１２の電荷保存セルは感光性
であるが、光が当たって保存されている電荷に影響を与
えるのを防ぐためにマスクされる。Ｂレジスタの各列は
Ａレジスタの列に対応し、これの単なる連続である。

【００３６】図２の撮像装置２０はまた、シフトレジス
タ１１４を含む。シフトレジスタ１１４は、シフトレジ
スタに隣接した画像保存領域１１２の最終行１１２ｎか
ら各レジスタに同時に転送される電荷を受け取るように
配置されている。最終行の画素からシフトレジスタ１１
４の対応するセルへの同時転送は、図１（ａ）および図
１（ｂ）のクロック信号生成装置２８によって提供され
る信号ＣＫＳＶの制御の下で垂直シフトの間に行われ
る。本実施態様では、クロック信号ＣＫＳＶは、信号Ｃ
ＫＳＨの周波数をシフトレジスタ１１４のセル数で割る
ことによって得られる。シフトレジスタ１１４はまた、
その各シフトレジスタの内容を右側に、レジスタ１１４
の最終セルの方向にシフトさせ、次に、そこから、ＡＤ
Ｃ４０のための所望のアナログ映像出力信号を生成する
アナログ処理回路３０の方向にシフトさせるように配置
される。

【００３７】図２に示すフレーム転送撮像装置の操作に
おいては、シャッタが開いているときは、画像からの光
はＡレジスタの感光セルまたはＡレジスタの画素２０８
に当たり、電荷がセルに蓄積される。各セル２０８に蓄
積する電荷量は、シャッタが開いている間にセルに入る
光子数に依存し、光子数は当たる光の強度および露光時
間に依存する。露光時間は、開口して電荷をＡレジスタ
に蓄積させ、閉鎖して電荷転送期間中に電荷をＡレジス
タからＢレジスタに転送させるシャッタによって決定さ
れる。

【００３８】電荷転送または「プルダウン」期間は、通
常は多位相クロック信号であるクロック信号ＣＫＰを撮
像装置の所定の金属皮膜部（図示せず）に印加すること
で開始される。多位相クロックの各完全なサイクルに対
して、列の各セル２０８の電荷は、同じ列内でＢレジス
タの方向に１セルだけシフトする。従って、多位相電荷
転送クロックの第１の完全なサイクル後には、レジスタ
１１０の各列の電荷のすべてがＢレジスタ１１２の方向
に１行だけシフトしており、Ａレジスタ２１０の最終行
のセルからの統合電荷は、Ｂレジスタの先頭行の電荷保
存セルに入っている。転送クロックサイクルを連続的に
行うことにより、電荷は図２から見て下方向に保存部ま
たはＢレジスタの方向にさらに転送され、また保存部ま
たはＢレジスタ内で下方向に転送される。特定数の垂直
転送クロックサイクル（単位相であっても多位相であっ
ても）が終了した後は、Ａレジスタ１１０の最上行で発
生した電荷はＢレジスタ１１２の最上行に到達してお
り、これが「プルダウン」期間である。「プルダウン」
期間では、シフトレジスタ１１４はＣＣＤ黒レベルを表
すサンプル値を提供する。これらのサンプルは、撮像装
置によって提供される信号の垂直ブランキング期間の一
部を形成する。

【００３９】電荷転送または「プルダウン」期間に続く
統合期間の間には、撮像されている場面から当てられる
光に対応して電荷が再びＡレジスタ１１０に蓄積され
る。統合期間はまた、Ｂレジスタ１１２に保存されてい
る画像信号をライン毎に読み出すためにも用いられる。
これは、（ａ）Ｂレジスタの最終行のセルに保存された
電荷を水平転送レジスタの対応するレジスタに転送する
こと、および（ｂ）各レジスタの内容を右側のアナログ
処理回路３０の方向に連続的に転送することを繰り返し
て行うことによって行われる。回路３０は、水平転送シ
フトレジスタ１１４からＡＤＣ４０の入力ポートに転送
される連続した電荷信号に反応して、ＡＤＣ４０の入力
端子にアナログ信号電圧を生成する。

【００４０】従って、水平シフトレジスタ１１４に保存
された電荷は右側に転送される。レジスタに保存された
すべての電荷が転送されると、新しい１組の電荷信号が
平行に、Ｂレジスタ１１２の各行のセルから次の低い行
に転送され、最終行のセルから平行にシフトレジスタ１
１４の対応するセルに転送される。この転送はクロック
信号ＣＫＳＶに反応して行われる。保存された電荷のす
べてがＢレジスタ１１２から水平レジスタ１１４に転送
され、ここから読み出されるときまでには、新しい１組
の統合電荷信号がＡレジスタで利用可能となっており、
プルダウン期間中にＢレジスタに転送され再びサイクル
を開始し得る。このようにして、ライン走査信号はＣＣ
Ｄ撮像装置によって連続的に生成される。

【００４１】上述のようなフレーム転送ＣＣＤ撮像装置
の欠点の１つは、機械的なシャッタが必要であることで
ある。これにより電荷の蓄積に利用可能な時間とフレー
ム転送時間の両方が制約される。高い信号対ノイズ比が
所望される場合は、フレーム転送時間を短縮しなければ
ならず、長いフレーム転送時間が必要な場合は、信号対
ノイズ比は低下する。図３（ａ）および図３（ｂ）に示
すフレームインターライン転送（ＦＩＴ）ＣＣＤ撮像装
置の配置により、シャッタを用いないフレーム転送ＣＣ
Ｄと同じ効果が得られる。図３（ａ）は、図２のフレー
ム転送撮像装置の代わりに図１（ａ）および図１（ｂ）
の配置で用いられ得るフレーム転送ＣＣＤ撮像装置の撮
像Ａレジスタの一部を示す。図３（ａ）および図３
（ｂ）において、図２に対応する構成要素は類似の参照
番号によって示される。

【００４２】図３のＦＩＴ ＣＣＤ撮像装置は、感光性
のＡレジスタ２１０、保存用Ｂレジスタ（図示せず）、
および水平シフトレジスタ（図示せず）を含み、図２の
撮像装置に類似している。図３（ａ）の配置のＡレジス
タ２１０は、感光セルまたは画素２０８の各垂直列に平
行して垂直電荷転送列３１０が形成されている点で、図
２の撮像装置とは異なる。従って、感光セル２０８の左
側の列に平行して垂直電荷転送列３１０ａが形成され、
一方、次のセル列に平行して垂直電荷転送列３１０ｂが
形成されている。

【００４３】垂直電荷転送列３１０は感光しないように
マスクされる。当業者には周知のように、プルダウン期
間中の電荷転送は、電荷転送期間の第１の複数または単
数のクロックパルスの間に、電荷がＡレジスタ１１０の
各感光セル２０８から隣接する垂直電荷転送列３１０の
対応するセルに転送されるとき起こる。このように転送
された電荷は、次に、感光セル２０８を通ってではな
く、マスクされた垂直電荷転送列３１０を通ってプルダ
ウンされ、図２の撮像装置に関連して述べたように、Ｂ
レジスタに保存される。従って、ＦＩＴ ＣＣＤ撮像装
置は図２の撮像装置と類似しているが、垂直転送は、光
に感応しない垂直電荷転送列を通って行われる点で異な
る。従って、電荷転送は撮像装置が照射されている間に
行われ得る。

【００４４】フレーム転送撮像装置とＦＩＴ撮像装置は
共に、映像情報の全フレームがＡレジスタからＢレジス
タに転送されるフレームモードで操作され得る。１フィ
ールドの映像情報は画素を選択的に画素に組み合わせる
ことによって保存されたフレームから引き出され得る。
保存された画像の連続するラインを１、２、３、４、５
と番号付けすると、偶数フィールドはライン１とライン
２とをおよびライン３とライン４とを組み合わせること
によって得られ得る。インターリーブされた奇数フィー
ルドは、次の垂直転送後にライン２とライン３とをおよ
びライン４とライン５とを組み合わせることによって得
られ得る。ＦＩＴ撮像装置では、画素値の組み合わせ
は、画像をＢレジスタに転送する前に行われ得る。この
タイプの撮像装置では、Ｂレジスタはデータの１フィー
ルドのみを保持するように縮小され得る。

【００４５】図３（ａ）に示すように、Ｂレジスタ１１
２は、垂直電荷転送列３１０の各セルと関連する電荷保
存列の１つのセル２０８を有する。ＦＩＴ撮像装置の１
つの変形例、Ｍ−ＦＩＴ撮像装置では、プルダウン期間
中に画像領域から保存領域に多数の転送が行われ、これ
により偶数および奇数の画素が個別に処理され飛越し走
査が行われ得る。Ｍ−ＦＩＴ撮像装置の一例を図３
（ｂ）に示す。この図では、感光セル２０８の一対が垂
直電荷転送列３１０’の１つのセルに接続される。各対
の上側のセルは画像の「奇数」フィールドからの画素に
対応し、下側のセルは画像の「偶数」フィールドの画素
に対応する。偶数フィールドのセルが電荷を統合してい
るとき、奇数フィールドのセルはデータを垂直電荷転送
列３１０’に転送し得、一方、奇数フィールドのセルが
電荷を統合しているときは、偶数フィールドのセルがデ
ータを垂直電荷転送列に転送し得る。

【００４６】Ｍ−ＦＩＴ撮像装置は、一般には、１垂直
期間中にＡレジスタからＢレジスタに２フィールド分の
映像情報を転送するように操作される。一方のフィール
ドはＢレジスタの下部に保存され、他方のフィールドは
Ｂレジスタの上部に保存される。この撮像装置によって
生成される画像データは、連続走査表示方式では単一の
フレームとして用いられ得、または飛越し走査表示方式
では各垂直転送期間後にフィールドの一方が選択され得
る。

【００４７】しかし、Ｍ−ＦＩＴ撮像装置は、１フィー
ルド分の電荷信号が各フィールドブランキング期間中に
転送されるフィールドモードで操作され得ることが考え
られる。このタイプの撮像装置では、Ｂレジスタは１フ
ィールド分の電荷サンプルのみを保持するのに十分な数
のセルを有し得る。

【００４８】高速で作動するすべてのタイプのＣＣＤ撮
像装置の欠点は、不完全な電荷転送によって画像にスミ
アが生じることである。クロック信号周波数が高いこと
により転送期間が短いため、転送期間の終わりに顕著な
量の電荷がセル内に残り得る。この不完全な電荷転送に
よって、撮像装置から回復された画像にローパスフィル
タ効果が生じ、これは出力シフトレジスタからの統合セ
ルの距離に応じて増大する。

【００４９】図４（ａ）は従来のテレビ標準、この特別
な例では、提案された米国ＨＤＴＶ製造標準、各１／３
０秒フレーム（０．０３３３秒期間）中に１１２５本の
水平ライン、このうち１０８０本がアクティブ、２つの
１／６０秒フィールドに分割、に関連したタイミングを
表す。上述のように、フレーム撮像装置の各々、すなわ
ち、ＦＩＴ撮像装置およびＭ−ＦＩＴ撮像装置はフレー
ムモードまたはフィールドモードのいずれかで操作され
得る。後述のように、フィールド操作が仮定され、適切
であれば、フレーム操作のための改変が参照される。２
つのタイミングチャートの図示した部分は、一方のフィ
ールドの終わりおよび次のフィールドの始まりに近い領
域である。

【００５０】図４（ａ）の上側のタイミングチャートで
は、前の（例えば奇数の）カラーフィールドの５４０の
アクティブ水平ライン期間の最後の数期間（例えば２〜
３期間）、すなわち水平ライン期間１１２１、１１２
２、および１１２３が示されている。各期間の全持続時
間は約２９．６３マイクロ秒（μＳ）で、約３．７７μ
Ｓの水平ブランキング持続時間を有し、約２５．８６μ
Ｓのアクティブ水平期間が与えられる。アクティブ水平
期間１１２１、１１２２、１１２３、２１、２２、およ
び２３は、有用な映像情報が図１（ａ）の出力信号通路
５２上に生成される時間に対応する。図４（ａ）の下部
のタイミングチャートは偶数フィールドの終わりと次の
奇数フィールドの始まりを示す。ライン１１２３とライ
ン２１との間の期間およびライン５６０とライン５８４
との間の期間は垂直ブランキング期間に対応する。出力
映像信号は垂直同期信号が挿入されるとき供給されるた
め、この期間中の出力映像信号は無視される。

【００５１】上述の持続時間により、フレームの２つの
垂直ブランキング期間に利用可能な全時間は、各フレー
ム期間に対して０．０３３３秒（３３，３３３μＳ）か
ら、各フレームの１０８０本のアクティブラインに各ラ
インの持続時間２９．６３μＳを掛けた値（３２，００
０μＳ）を引いたもの、すわなち、３３，３３３μＳ−
３２，０００μＳ＝１３３３μＳであり、これが垂直ブ
ランキングに利用可能である。図２、 図３（ａ）、お
よび図３（ｂ）に示す撮像装置は１フレーム全体の映像
情報を一度に転送する。しかし、フィールドモードで操
作すると、このフレーム全体は２つのフィールド垂直ブ
ランキング期間の一方で転送される。従って、これらの
撮像装置のための垂直転送期間は、奇数フィールドから
偶数フィールドへのシフトの２２のラインブランキング
期間に対しては約６５７μＳであり、偶数フィールドか
ら奇数フィールドへのシフトの２３のラインブランキン
グ期間に対しては６８５μＳである。６０フレーム／秒
のフレーム速度を有するフレームベースの方式であれば
同じ垂直転送期間を有する。フレーム速度が３０フレー
ム／秒に低下するならば、垂直転送期間は１３４２μＳ
である。

【００５２】本発明の１つの局面によれば、図１のクロ
ック信号生成装置２８は、図２、図３（ａ）、または図
３（ｂ）の撮像装置のための制御信号を、映像信号が用
いられる従来のテレビ方式のタイミング、この場合は、
提案された米国ＨＤＴＶ製造標準とは異なるタイミング
で生成する。従って、図１のクロック信号生成装置２８
は、得られる映像信号が提案された米国ＨＤＴＶ方式と
共に用いられるとき、図４（ｂ）に示すようなＣＣＤ撮
像装置のためのクロック信号を生成する。

【００５３】図４（ｂ）は、本発明による図２、図３
（ａ）、または図３（ｂ）に示すような撮像装置の出力
信号のタイミングを示す。各カラーフィールドの１０８
０のアクティブ水平ライン期間のうちの最後と最初の２
〜３の期間が示されている。上部のタイミングチャート
では、これらは、ライン期間１１２１、１１２２、およ
び１１２３、ならびにライン期間２１、２２、および２
３である。下部のタイミングチャートでは、これらは、
ライン期間５５９および５６０、ならびにライン期間５
８４および５８５である。これらのタイミングチャート
では、水平ブランキング持続時間は１．７７μＳに短く
なり、全水平ライン持続時間２７．６μＳに短くなって
いる。しかし、３３，３３３μＳのフレーム期間は図４
（ａ）と同じである。

【００５４】１０８０本のアクティブ水平ラインの各々
の持続時間は、図４（ａ）に関連して述べた提案された
ＨＤＴＶ標準の持続時間と比較して２μＳだけ短くなっ
ているため、１／３０秒フレームの１０８０本のアクテ
ィブラインの持続期間は２１６０μＳだけ短くなり、従
って全垂直ブランキング期間は前の合計値１３４２μＳ
（約１．３ミリ秒）から３５２２μＳに増加している。
つまり、約１７４７μＳおよび１７７５μＳの垂直フィ
ールドブランキング期間となる。従って、Ａレジスタか
らＢレジスタへの信号の転送に利用可能な垂直ブランキ
ング期間の最小持続時間は６５７μＳから１７４７μＳ
に、すなわち倍以上に長くなる。

【００５５】水平ブランキング期間の短縮がＣＣＤ撮像
装置の操作に悪影響を与えることはない。何故なら、こ
のタイプの撮像装置は、従来の真空管撮像装置とは異な
り、操作においてインダクタに依存せず、従って、ＣＣ
Ｄ撮像装置に対して最小限のリトレイス（retrace）時
間もないからである。しかし、上述のように、このよう
な適用に対して従来のＣＣＤ撮像装置での垂直ブランキ
ング期間が比較的短い場合は、高い垂直転送クロック速
度を必要とし得、この結果、ＡレジスタからＢレジスタ
へ転送された信号が歪む。１．７４７ミリ秒の代表的な
持続時間を有する垂直ブランキング（ＶＢ）期間を図４
（ｂ）に示し、タイミングが図４（ａ）に関連して述べ
たものであるとき、同じ数の垂直電荷転送工程が必要で
ある。しかし、利用可能な時間は約２と１／２倍（約５
／２倍）だけ長くなり、従って、転送クロックＣＫＰの
周波数は同様の倍率だけ低減して前のクロック速度の約
４０％まで低減し得る。原則的には、図４（ｂ）の残り
の１．８μＳの水平ブランキング期間がほぼ零までは短
縮され得ないという理由はない。これは、従来のＣＣＤ
撮像装置に比べて、垂直転送に利用可能な時間の４倍以
上であり得る。図４（ｂ）の各水平ラインのアクティブ
部は、図４（ａ）の各水平ラインのアクティブ部と同じ
持続時間、２５．８６μＳを有する。

【００５６】ＣＣＤ撮像装置を制御するためのタイミン
グ信号を生成する方法は当業者には周知である。例え
ば、Ｂｅｎｄｅｌｌへの１９８５年６月４日発行の米国
特許第4,521,804号は、Ｒ、Ｇ、およびＢの撮像装置間
の重ね合わせの狂いを補償するために相対的に調整され
るタイミング信号によりＣＣＤ撮像装置を操作する方法
を一般的に述べている。この特許は、ＣＣＤビデオカメ
ラについての教示に対して本明細書において参考のため
援用されている。従って、図１のタイミング生成装置２
８については、当業者が本発明のＣＣＤ撮像装置を駆動
させるのに適したタイミングおよび制御信号を生成する
ことを可能にするための詳細な説明は必要ないと考え
る。

【００５７】本発明の別の局面によれば、水平クロック
信号をオン／オフにゲートする画像処理システムに入り
込むノイズは、クロック信号を水平シフトレジスタに連
続的に印加することによって減少される。上述のよう
に、このノイズは処理回路を通って伝わり、映像信号の
アクティブ部を崩壊させ得る。従って、水平クロック信
号により、各レジスタがアクティブ画素を表す電荷信号
を含むかどうかに係わらず、水平シフトレジスタは連続
的にクロックによるシフトを行う。従って、シフトレジ
スタ２３０はレジスタが含むすべての信号をその出力信
号ラインに（出力信号プロセッサ２４０を介して）シフ
トし、すべての信号が転送されると、ブランキング期間
信号に対応する、電荷のないシフトレジスタを表す信号
を連続して転送する。

【００５８】これまでに述べたように、図２、図３
（ａ）、または図３（ｂ）の撮像装置によって、図４
（ｂ）に関連して述べたタイミング制御の下で生成され
る映像信号は、図４（ａ）に関連して述べたように、提
案された米国ＨＤＴＶ標準の要件に適合しない。もっと
も、ＣＣＤ撮像装置の歪みを低減させるには非常に有利
である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、撮像装置の出
力信号通路２１および図１のクロック信号生成装置２８
に接続され得るブランキング回復回路の概略ブロック図
である。この回路は、図４（ｂ）を参照して述べたよう
に生成された、図２または図３のＣＣＤ撮像装置から出
力される信号のタイミングを、図４（ａ）に関連して述
べた提案された米国ＨＤＴＶ製造標準のタイミングに対
応する信号に変換するために用いられる。

【００５９】図５（ａ）に示すように、回路はメモリ５
１４および５１６、マルチプレクサ５１２、デマルチプ
レクサ５１８、ならびにカウンタ論理回路５２０および
５２２を含む。撮像装置によって生成される情報または
信号は、生成される毎に、映像信号処理部１１６（図１
（ｂ）に示す）からマルチプレクサ５１２の入力ポート
に印加される。これは新しいタイミング標準に従ってメ
モリ構成から読み出されるときまで行われる。

【００６０】図５（ａ）のマルチプレクサ５１２はカウ
ンタ論理回路５２０に接続し、カウンタ論理回路５２０
は、クロック信号ＣＫＳＨに反応し、マルチプレクサ５
１２をスイッチして入力信号をメモリ５１４かまたはメ
モリ５１６に接続させる。例えば、カウンタ論理回路５
２０は、メモリの一方に印加されている映像信号の１フ
ィールドまたは１フレーム内で生じるサンプル数をカウ
ントして、次に、内部カウンタ（図示せず）をリセット
し得る。さらに、カウンタ論理回路５２０は、マルチプ
レクサをスイッチして出力信号を他方のメモリに送る。
図５（ａ）のデマルチプレクサ５１８は、図１に示した
クロック生成装置２８からクロック信号ＣＫＶを受け取
るカウンタ論理回路５２２に接続される。カウンタ論理
回路５２２は、例えば、メモリ５１４および５１６のう
ちのマルチプレクサ５１２によって書き込まれていない
方のメモリからの各ラインのアクティブサンプル数をカ
ウントし、次に、水平ブランキング期間に対応するサン
プルを保持して、水平ブランキング期間を１．７７μＳ
から３．７７μＳに延長し得る。垂直ブランキング期間
に挿入されたかもしれない余分のサンプルは、図２およ
び図３（ａ）に示すような撮像装置が用いられるかまた
は図２（ｂ）に示すような撮像装置が用いられるかによ
って、論理回路５２２の内部カウンタがフレームまたは
フィールド期間の終わりにリセットされるとき、無視さ
れる。

【００６１】フィールドの第１のアクティブライン期間
（図４（ｂ）のライン２１）を表す撮像装置によって生
成される映像信号は、図５（ａ）のスイッチ５１２によ
ってメモリ５１４に接続され、メモリ５１４に書き込ま
れる。上述のように、次の画像フレームがメモリ５１６
に保存されているとき、１フィールド期間後に、前のフ
ィールドの情報が読み出される。従って、ある絶対的な
遅延が周知の方法でメモリ構成内に含まれ、これによ
り、メモリ５１４および５１６の一方に同時に読み出し
および書き込みを行う必要がなくなる。撮像装置の出力
信号のアクティブ期間の持続時間（図４（ｂ））は、用
いられる標準の持続時間（図４（ａ））に等しく、１つ
の画像フレームをメモリ５１４および５１６の一方に書
き込むためにまたは１つの画像フィールドをメモリの一
方から読み出すために必要な時間の全体量は同じであ
る。

【００６２】フレームモードで操作される撮像装置に対
しても同じ分析が適用される。唯一の相違点は、メモリ
５１４および５１６がフィールドメモリではなくフレー
ムメモリであることである。

【００６３】水平および垂直ブランキングを回復するた
めの別の回路を図５（ｂ）に示す。この回路では、図５
（ａ）に示した、２つのピンポンメモリ５１４および５
１６、マルチプレクサ５１２、ならびにデマルチプレク
サ５１８の代わりに、単一の先入れ先出し（ＦＩＦＯ）
メモリが用いられる。ＦＩＦＯメモリの操作はよく知ら
れているため、ここでは詳述しない。基本的には、デー
タは、入力クロック信号（ＣＫＩＮ）に反応してメモリ
にデータが書き込まれ、出力クロック信号（ＣＫＯＵ
Ｔ）に反応してメモリから読み出される。クロック信号
が印加されないときは、メモリによって既に与えられて
いるデータは出力ポートに保持される。

【００６４】この変形実施態様では、映像信号処理部か
らのデータは、受け取られる毎にメモリ５３０に書き込
まれ、メモリから読み出されるが、このとき、水平ブラ
ンキング期間を長くするためにいくつかのサンプルは保
持される。このタイプの方式の１つの利点は、メモリの
使用が低減することである。図５（ａ）に示す方式のよ
うにメモリの１つまたは２つのフィールドを用いる代わ
りに、ＦＩＦＯメモリ５３０は１ラインのサンプルを保
持するのに必要な数のセル、ならびに、入力信号の３５
２２μＳの垂直ブランキング期間と出力信号の１３４２
μＳの垂直ブランキング期間との間の差異を表す２１８
０μＳで生じるサンプル数を保持するのに必要なセル数
を使用するだけでよい。この変形実施態様では、フィー
ルドベースの撮像装置が用いられるときは、垂直フィー
ルドブランキング期間の差異は１０９０μＳに短縮され
るため、メモリの使用がさらに低減され得る。

【００６５】本発明の実施態様においては、各水平ライ
ンのタイミングは、水平ブランキング期間のサンプルを
選択的に削除することによって撮像装置内で短縮され得
るが、水平ライン期間を短縮するためには他の方法も用
いられ得る。例えば、水平転送クロック信号ＣＫＳＨの
周波数を増やして、各水平ラインのアクティブサンプル
を短い期間で提供するようにし得る。本実施態様におけ
るように、映像標準によって推論される水平ライン期間
とこの短縮された期間との間の差異は、垂直フィールド
またはフレーム期間にわたって蓄積され、これにより、
電荷サンプルを撮像領域からフレームまたはフィールド
保存領域に転送するための期間をもっと長くし得る。こ
の変形実施態様は、単にクロック信号ＣＫＳＨおよびＣ
ＫＳＶの周波数を変更することによって図１に示す回路
を用いて実現され得る。この別の実施態様では、回路１
１８は各ラインのサンプル周波数を減らしてライン期間
およびフィールドまたはフレーム期間を適切な標準の下
で特定された値に回復する。

【００６６】本発明の他の実施態様は当業者には明かで
ある。１つの特定の標準について述べたが、本発明の原
理はＣＣＤ撮像装置を用いるいかなるテレビ方式にも、
または同等の問題を有する撮像装置にも適用され得る。
映像信号処理については詳細は述べなかったが、上記の
状況にとって適切ないかなる従来の処理であってもよ
い。本発明は、撮像装置およびユーザ装置（ビデオレコ
ーダ）の両方を制御するために、図１のクロック信号生
成装置２８と同等の単一のタイミング源が用いられるカ
ムコーダー（camcorder）に対して特に有利である。

【００６７】

【発明の効果】本発明のビデオカメラシステムでは、ク
ロック信号生成装置が、テレビ標準によって指定される
時間量より少ない時間量で水平ラインのサンプルを転送
するための水平転送クロック信号を生成する。水平ライ
ンを転送する時間が短くなるため、フィールドまたはフ
レーム期間に余った時間が生じる。これにより、撮像装
置によって生成される画像の垂直ブランキング期間は、
テレビ標準によって決められている時間より著しく長く
なる。画像をサンプルした値がセンサの画像センサ部か
ら画像保存部にシフトされるのはこの垂直ブランキング
期間中である。垂直ブランキング期間が、テレビ標準の
垂直ブランキング期間より長くなることによって、垂直
転送クロック信号を生成するクロック信号生成装置は、
テレビ標準によって要求される速度より低い速度で作動
することが可能になる。このことによって、電荷転送に
多くに時間を費やすことが可能になる。この結果、電荷
の転送が不完全な状態で終了することがなくなる。さら
に、電荷転送によって生じ得る歪みが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、３つのＣＣＤ撮像装置が赤、緑、お
よび青の光を受光し、クロック信号生成装置の制御の下
で画像を表すライン走査信号を生成する本発明のカラー
カメラの概略ブロック図である。（ｂ）は、本発明の装
置の動作を説明するために用いられる（ａ）に示した、
カラーカメラの一部の概略ブロック図である。

【図２】図１（ａ）および図１（ｂ）の構成で用いられ
得るフレーム転送ＣＣＤ撮像装置の概略図である。

【図３】（ａ）は、図２のフレーム転送撮像装置の代わ
りに図１（ａ）および図１（ｂ）の構成で用いられ得る
フレームインターライン転送（ＦＩＴ）ＣＣＤ撮像装置
の一部の概略図である。（ｂ）は、図２のフレーム転送
撮像装置の代わりに図１（ａ）および図１（ｂ）の構成
で用いられ得るフレームインターライン転送（ＦＩＴ）
ＣＣＤ撮像装置の一部の概略図である。

【図４】（ａ）は、提案された本発明の米国ＨＤＴＶ製
造標準のタイミングを表すタイミングチャートである。
（ｂ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）のクロック信号
生成装置によって制御される、本発明の信号のタイミン
グを表すタイミングチャートである。

【図５】（ａ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す
配置で使用され、図４（ｂ）のタイミングに対応するフ
ォーマットの信号を図４（ａ）のタイミングに対応する
フォーマットに変換するタイミング変換装置の一例を示
す概略ブロック図である。（ｂ）は、図１（ａ）および
図１（ｂ）に示す配置で使用され、図４（ｂ）のタイミ
ングに対応するフォーマットの信号を図４（ａ）のタイ
ミングに対応するフォーマットに変換するタイミング変
換装置の一例を示す概略ブロック図である。

【符号の説明】

２０、２２、２４ ＣＣＤ撮像装置 ２８ クロック信号生成装置 ３０、３２、３４ 前処理回路 ４０、４２、４４ ＡＤＣ ５０ デジタル処理回路 １１０ アクティブ画像領域 １１２ 画像保存領域 １１４ 水平シフトレジスタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続したフレームを有する映像信号を生
   成するビデオカメラシステムであって、各フレームが複
   数の連続したサンプルラインを含み、各サンプルライン
   が該サンプルラインを次の連続したサンプルラインから
   分離するラインブランキング期間を含み、各フレームは
   該フレームを次の連続したフレームから分離するフレー
   ムブランキング期間を含み、各ラインは映像標準によっ
   て決定される数のサンプルを含んでおり、 該ビデオカメラシステムは、 当てられる光を統合するマトリックス状の感光セルを有
   し、これにより画像を表す統合電荷サンプルを生成す
   る、画像センサ部と、該画像センサ部のセルに対応する
   マトリックス状の電荷保存セルを有する画像保存部とを
   含む撮像装置と、 該撮像装置の該画像センサ部および該画像保存部に接続
   されるフレーム電荷転送手段であって、フレーム転送ク
   ロック信号によって決定される速度で該フレームブラン
   キング期間中に該統合電荷サンプルを該撮像装置の該画
   像センサ部から該画素保存部に転送するフレーム電荷転
   送手段と、 ライン転送クロック信号によって決定される速度で該撮
   像装置の該画像保存部からサンプルラインを転送する、
   ライン電荷転送手段と、 該フレーム転送クロック信号および該ライン転送クロッ
   ク信号を生成するためのクロック信号生成手段であっ
   て、該ライン転送クロック信号により該ライン電荷転送
   手段に該映像標準によって与えられる時間より短い期間
   に各サンプルラインを転送させ、これによりフレームブ
   ランキング期間を効果的に延ばして該標準によって与え
   られる期間より長くし、また、フレーム転送クロック信
   号により該フレーム電荷転送手段に長くなったフレーム
   ブランキング期間にわたって統合電荷サンプルを転送さ
   せる、クロック信号生成手段と、 該ライン電荷転送手段に接続される信号時間再調整手段
   であって、該ライン電荷転送手段から受信されたサンプ
   ルラインを該映像標準に適合させるための信号時間再調
   整手段と、 を備えている、ビデオカメラシステム。
2. 【請求項２】 前記クロック信号生成手段が、前記ライ
   ンブランキング期間中に生じる各ラインのサンプルの一
   部を削除することによって各ラインのサンプルを転送す
   るための期間を短くし、これにより該ラインブランキン
   グ期間を効果的に短縮し、 前記信号時間再調整手段が、各ラインの短縮された該ラ
   インブランキング期間中に生じるサンプルを繰り返し、
   これにより、該ラインブランキング期間と前記フレーム
   ブランキング期間とを前記映像標準に適合させる信号回
   復手段を含む、 請求項１に記載のビデオカメラシステム。
3. 【請求項３】 前記信号回復手段が、 連続したフレームを表すサンプルを交互に受け取りおよ
   び送り出すようにされる第１および第２メモリを有する
   ピンポンメモリ構成と、 該ピンポンメモリ構成によって提供される、各ラインの
   前記ラインブランキング期間を表すサンプルを保持し、
   これにより、該ラインブランキング期間を効果的に引き
   延ばす制御手段と、 を備えている、請求項２に記載のビデオカメラシステ
   ム。
4. 【請求項４】 前記クロック信号生成手段が、前記ライ
   ン転送クロック信号の周波数を増大させることによって
   各ラインのサンプルを転送するための期間を短くして、
   これにより、前記水平ライン期間を効果的に短縮し、 前記信号時間再調整手段が、前記ライン転送クロック信
   号によって決定される速度で前記サンプルを保存し、該
   保存されたサンプルを、前記映像標準よって特定される
   サンプル速度に適合するクロック信号によって決定され
   る速度で取り戻す手段を含む、 請求項１に記載のビデオカメラシステム。
5. 【請求項５】 連続したフレームを有する映像信号を生
   成するビデオカメラシステムであって、各フレームが複
   数の連続したサンプルラインを含み、各サンプルライン
   が該サンプルラインを次の連続したサンプルラインから
   分離するブランキングレベルを表すサンプルを含み、各
   ラインは映像標準によって定義された数のサンプルを含
   んでおり、 該ビデオカメラシステムは、 縦横にマトリックス状に配置され、当てられる光を統合
   して画像を表す統合電荷サンプルを生成する感光セルを
   有する画像センサ部であって、サンプル行は該映像信号
   の該サンプルラインに対応し、各行が該映像標準によっ
   て定義されるライン毎のサンプル数より少ない数のセル
   を含む、画像センサ部と、該画像センサ部のセルに対応
   するマトリックス状の電荷保存セルを有する画像保存部
   とを含む撮像装置と、 該撮像装置の該画像センサ部および該画像保存部に接続
   されるフレーム電荷転送手段であって、フレーム転送ク
   ロック信号によって決定される速度でフレームブランキ
   ング期間中に該統合電荷サンプルを該撮像装置の該画像
   センサ部から該画素保存部に転送するフレーム電荷転送
   手段と、 ライン転送クロック信号によって決定される速度で該撮
   像装置の該画像保存部からサンプルラインを転送する、
   ライン電荷転送手段と、 該フレーム転送クロック信号および該ライン転送クロッ
   ク信号を生成するためのクロック信号生成手段であっ
   て、該ライン転送クロック信号が連続的に与えられ、こ
   れにより、該ライン電荷転送手段に各ラインにおいて該
   映像標準によって与えられるより少ない数のサンプルを
   転送させ、これにより該フレームブランキング期間を効
   果的に延ばして該標準によって定義される期間より長く
   し、また、該フレーム転送クロック信号が該垂直電荷転
   送手段に長くなった該垂直ブランキング期間にわたって
   統合電荷サンプルを転送させる、クロック信号生成手段
   と、 該ライン電荷転送手段に接続される信号時間再調整手段
   であって、該ライン電荷転送手段によって供給されるサ
   ンプルラインを受け取り、ブランキングレベルを表すサ
   ンプルを提供して、該映像標準に対応する各ラインのサ
   ンプル数を増やし、これによりフレームブランキング期
   間を短くして該標準に適合させる、信号時間再調整手段
   と、 を備えている、ビデオカメラシステム。
6. 【請求項６】 前記信号回復手段が、前記ブランキング
   レベルを表す各ラインのサンプルを繰り返す手段を含
   み、これにより、各ラインのサンプル数および前記フレ
   ームブランキング期間を該映像標準に適合させる、請求
   項５に記載のビデオカメラシステム。
7. 【請求項７】 前記信号回復手段が、 連続したフレームを表すサンプルを交互に受け取りおよ
   び送出するようにされる第１および第２メモリを有する
   ピンポンメモリ構成と、 該ピンポンメモリ構成によって提供される、各ラインの
   前記ラインブランキング期間を表すサンプルを保持し、
   これにより、各ラインの該サンプル数を効果的に増大さ
   せる制御手段と、 を備えている、請求項６に記載のビデオカメラシステ
   ム。