JPH09107520A

JPH09107520A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH09107520A
Application number: JP7263179A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hieda; 輝夫稗田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1997-04-22
Anticipated expiration: 2015-10-11
Also published as: JP3581457B2

Abstract

(57)【要約】【課題】垂直解像度を改善した撮像装置を得る。【解決手段】ＣＣＤ１から全画素をノンインターレー
スで読み出された１フレームの撮像信号はカメラプロセ
ス部３において、同一フィールドで互い違いにインター
レースする第１、第２のビデオ信号ＳＶ１、ＳＶ２を生
成する。モード設定スイッチ５が第１のモードを設定し
たときは、奇数、偶数フィールドの信号ＳＶ１を記録プ
ロセス部４を介してメモリ６に記憶し、第２、第３のモ
ードを設定したときは、奇数又は偶数フィールドの信号
ＳＶ１、ＳＶ２をメモリ６に記憶する。そして第１、第
２のモードでは、テープ８への記録に適した順序でメモ
リ６を読み出して記録を行い、第３のモードでは、イン
ターレースラスタスキャンが行われるように読み出して
モニタ出力とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子を用いて
撮像したビデオ信号を、ディジタルフォーマットでテー
プに記録するビデオカメラ等に用いて好適な撮像装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル信号処理技術の進歩に
伴い、撮像部とディジタル記録方式の録画、再生部を有
するビデオカメラ等の撮像装置が、多く提案されてい
る。これらは、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮像部
で標準ビデオ信号を生成し、そのビデオ信号を離散コサ
イン変換（ＤＣＴ）及び量子化を用いてデータ圧縮し、
その圧縮されたデータをディジタルテープ記録に適した
フォーマットに符号化した後、ヘッドによりテープに記
録するようにしている。また再生時には、ヘッドにより
取り出した再生信号をエラー訂正し、その後は記録と反
対に復号化、伸張して再生ビデオ信号として出力するよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような欠点が有った。固体撮像素子にお
いては標準テレビジョン方式に準じてインタレース読み
出しを行っているが、このために１画面全体（１フレー
ム分）の画像を取り出した際に、時間の異なる２つのフ
ィールドで画面が構成される。これは通常の動画をテレ
ビジョンで見る場合には問題にならないが、例えば再生
を一時停止して、スチル画として見る場合は、１フレー
ム分の画像を表示すると、動いている部分がギザギザに
なってしまう。これを除くために、１フィールドのみの
画像を表示すると、垂直方向の解像度が低くなってしま
う。さらに、この画像をビデオプリンタなどで印刷する
場合、あるいはコンピュータの入力画像として利用する
場合にも同じ問題が生じてしまう。

【０００４】特に、コンピュータで扱う場合は、各画素
を正方形の画素として扱っているので、上述のように１
フィールドのみの画像を用いると、画素の形がかなり縦
長の長方形になってしまう。このためコンピュータで扱
う前に変換作業を必要とし、また、得られた画像の画質
も劣化の大きいものになってしまう。

【０００５】また、前述の固体撮像素子は、インタレー
ス読み出しをする際、垂直方向に２画素づつ電荷の加算
をするので、垂直方向の解像度が劣化してしまう。この
画像をビデオプリンタなどで印刷すると、水平、垂直方
向で解像度が大きく異なるため、各画素が縦長にぼやけ
て違和感の有る画質になってしまう。

【０００６】そこで本発明は、垂直方向の解像度を改善
して高画質の画像を得ることのできる撮像装置を得るこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、撮像面における全画素情報をノンフレーム期間に１
インタレースにより順次に読み出す撮像手段と、上記撮
像手段から得られる１フレーム期間の撮像信号から１フ
ィールド期間にインタレースする第１のビデオ信号と、
この第１のビデオ信号と同じフィールド期間において上
記第１のビデオ信号が走査しない水平ラインをインタレ
ースする第２のビデオ信号とを生成する信号処理手段
と、第１、第２のモードを選択的に設定するモード設定
手段と、上記モード設定手段が上記第１のモードを設定
したときは第１、第２のフィールド期間における上記第
１のビデオ信号を記憶し、上記モード設定手段が上記第
２のモードを設定したときは上記第１のフィールド期間
における上記第１、第２のビデオ信号を記憶する記憶手
段とを設けている。

【０００８】請求項２の発明においては、撮像面におけ
る全画素情報をノンフレーム期間に１インタレースによ
り順次に読み出す撮像手段と、上記撮像手段から得られ
る１フレーム期間の撮像信号を処理して１フィールド期
間にインタレースする第１のビデオ信号と、この第１の
ビデオ信号と同じフィールド期間において上記第１のビ
デオ信号が走査しない水平ラインをインタレースする第
２のビデオ信号とを生成する信号処理手段と、第１、第
２、第３のモードを選択的に設定するモード設定手段
と、上記モード設定手段が上記第１モードを設定したと
きは第１、第２のフィールド期間における上記第１のビ
デオ信号を記憶し、上記モード設定手段が上記第２、第
３のモードを設定したときは上記第１のフィールド期間
における上記第１、第２のビデオ信号を記憶する記憶手
段と、上記第１、第２のモードが設定されたときは記録
に必要な読み出し順序で上記記憶手段を読み出し、上記
第３のモードが設定されたときは、インタレースしたラ
スタースキャンに応じた順序で上記記憶手段を読み出す
読み出し制御手段とを設けている。

【０００９】

【作用】請求項１の発明によれば、信号処理手段は撮像
手段からの１フレーム分の撮像信号を処理してインタレ
ースする第１のビデオ信号と、この第１のビデオ信号と
同一フィールド期間で第１のビデオ信号がトレースしな
い水平ラインをインタレースする第２のビデオ信号とを
生成し、第１のモードでは、奇数及び偶数フィールドの
第１のビデオ信号を記憶手段に記憶し、第２のモードで
は、奇数又は偶数フィールドにおける第１、第２のビデ
オ信号を記憶手段に記憶する。

【００１０】請求項２の発明によれば、上述に加えてさ
らに第３のモードを設定できるようにし、この第３のモ
ードでは、第１、第２のビデオ信号を記憶すると共に、
読み出し制御手段により、第１、第２のモードでは、テ
ープ等への記録に適したタイミングで記憶手段を読み出
し、第３のモードでは、インタレースによりラスタを形
成するように第１、第２のビデオ信号を読み出す。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明をビデオカメラに適
用した場合の第１の実施例を示すブロック図である。図
において、１は１回の読み出し動作で全ての画素情報を
インタレースしないで、プログレッシブスキャンあるい
は全画素読み出しと呼ばれる方式で読み出すＣＣＤ、２
はＣＣＤ１の出力信号をディジタル信号に変換するＡＤ
コンバータ、３はＡＤコンバータ２の出力信号をクラン
プ、ガンマ補正、ホワイトクリップ、ダーククリップな
どのプロセス処理をするカメラプロセス部、４は入力デ
ィジタルビデオ信号を圧縮、符号化してテープに記録す
るディジタル記録信号に変換する記録プロセス部、５は
記録プロセス部４の記録モードを切り換えるスイッチ、
６は記録プロセス部４の処理において、画像データの一
時記憶、圧縮されたデータ、符号化されたデータの一時
記憶に用いられるメモリ、７は記録再生ヘッド、８はテ
ープである。

【００１２】９はテープ８に記録され、記録再生ヘッド
７で再生されたディジタル再生信号にエラー訂正、復号
化、伸張、ドロップアウト補正を行い、ディジタルビデ
オ信号を再生する再生プロセス部、１０は再生プロセス
部９の処理において、エラー訂正されたデータ、復合化
されたデータ、伸張された画像データの一時記憶に用い
られるメモリ、１１は出力信号を選択するスイッチ、１
２はスイッチ１１により選択されたディジタルビデオ信
号をアナログビデオ信号に変換するＤＡコンバータ、１
３は電子ビューファインダ（以下ＥＶＦ）、１４はアナ
ログ出力端子、１５はディジタル出力端子である。

【００１３】次に動作について説明する。不図示の被写
体像は不図示の撮像光学系によりＣＣＤ１の撮像面に結
像される。ＣＣＤ１では撮像面に結像された被写体像を
画像信号電荷に光電変換し、不図示の駆動系より発生さ
れる駆動パルスに応じて、この光電変換された画像信号
電荷を順次読み出し、電圧に変換し撮像信号ＳＣＣＤと
して出力する。この際、前述したように、１回の読み出
し動作で全画素の電荷をインタレースせずに順次読み出
す。例えば、ＣＣＤ１の総画素数を３８万画素とする
と、通常の１フィールド期間、例えばＮＴＳＣ方式の１
／６０秒内に３８万画素を画素加算したりインタレース
したりせずに全て読み出す。

【００１４】このＣＣＤ１の出力撮像信号をＡＤコンバ
ータ２でディジタル撮像信号ＳＤＣＣＤに変換し、その
ディジタル撮像信号ＳＤＣＣＤをカメラプロセス部３で
プロセス処理して、２つのディジタルビデオ信号ＳＶ１
とＳＶ２を生成する。ＳＶ１は、標準ディジタルビデオ
信号、例えばＳＭＰＴＥ１２５Ｍに準拠したディジタル
ビデオ信号である。これは標準の信号であるから、標準
テレビジョン方式に合わせてインタレースした信号にな
っている。ところが前述したように、ＣＣＤ１はプログ
レッシブスキャンになっているので、このＳＶ１のみで
は撮像信号ＳＣＣＤの全ラインの信号を出力できない。
ＳＶ２はこれを補う信号で、撮像信号中で、ＳＶ１によ
り出力されていないラインの信号をＳＶ２として出力す
る。

【００１５】記録プロセス部４は、ＳＶ１、ＳＶ２の両
方の信号を入力し、これをスイッチ５により設定される
モードに応じて次のように記録する。第１のモードでは
ＳＶ１のみを用いてディジタル記録信号を生成すること
により、通常のインタレースしたビデオ信号を記録す
る。

【００１６】第２のモードでは、ＳＶ１とＳＶ２を始め
の１／６０秒間（１フィールド）では両方を用い、次の
１／６０秒間では両方を間引き、これを繰り返してディ
ジタ記録信号を生成する。これによって後述するよう
に、再生時に２フィールドの信号を用いて合成すること
により、１／３０秒間（１フレーム）毎に１枚の静止画
を得ることが可能になる。

【００１７】第３のモードでは、第２のモードと同様に
ＳＶ１とＳＶ２を、始めの１／６０秒間では両方を用
い、次の１／６０秒間では両方を間引くことを繰り返す
が、その際、ディジタル記録信号を生成しないで、上述
の間引いた信号を１度メモリ６に記憶し、それをインタ
レース読み出してＳＶ３とする。この信号ＳＶ３を再生
時と同様に合成することにより、記録再生をしなくても
１／３０秒毎に１枚の静止画を得ることが可能になる。

【００１８】これらの第１〜第３のモードに応じて記録
プロセス部４では、メモリ６を用いて入力ディジタルビ
デオ信号ＳＶ１、ＳＶ２を圧縮、符号化し、それにより
生成されたディジタル記録信号は記録再生ヘッド７によ
りテープ８に記録される。

【００１９】再生時には、テープ８に記録されたデータ
を記録再生ヘッド７により再生し、再生プロセス部９で
は、メモリ１０を用いて前述のようにエラー訂正、復
号、伸張、ドロップアウト補正を行い、再生ビデオ信号
ＳＶ４を生成する。

【００２０】スイッチ１１では、スイッチ５のモード選
択に応じて、記録時にはＳＶ１を、上記第３のモード時
にはＳＶ３を、再生時にはＳＶ４を選択し、その出力を
ディジタル出力として、出力端子１５に出力したり、Ｄ
Ａコンバータ１２でＤＡ変換しＥＶＦ１３に表示した
り、アナログ出力として出力端子１４より出力する。

【００２１】図２はＣＣＤ１の撮像面における画素配列
を示す。通常は水平６４０画素、垂直４８０画素程度の
構成であるが、説明の簡略のため、水平８画素、垂直８
画素の構成を示している。各々の画素にはＰ００からＰ
７７までの記号を付している。

【００２２】図３はＣＣＤ１の読み出し方法を示す。
（ａ）は、ＣＣＤ１の出力撮像信号ＳＣＣＤを示してい
る。前述したようにプログレッシブスキャン方式である
ため、インタレースや加算されること無しに全画素の信
号が順次読み出されている。（ｂ）は、ＳＶ１の奇数フ
ィールドの出力を示している。ＳＣＣＤの各画素の信号
の内、偶数ラインの信号のみが出力されている。（ｃ）
は、ＳＶ１の偶数フィールドの出力を示している。ＳＣ
ＣＤの各画素の信号の内、奇数ラインの信号のみが出力
されている。

【００２３】（ｄ）は、ＳＶ２の奇数フィールドの出力
を示している。ＳＣＣＤの各画素の信号の内、ＳＶ１に
出力されていない奇数ラインの信号が出力されている。
（ｅ）は、ＳＶ２の偶数フィールドの出力を示してい
る。ＳＣＣＤの各画素の信号の内、ＳＶ１に出力されて
いない偶数ラインの信号が出力されている。

【００２４】図４はＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３及びメモリ
への書き込み、読み出しの様子を示す。（ａ）は、図３
のＳＶ１をフィールド単位で表したものである。前述の
ように奇数フィールドでは偶数ラインの信号が、偶数フ
ィールドでは奇数ラインの信号が出力されている。
（ｂ）は、図３のＳＶ２をフィールド単位で表したもの
である。前述のように奇数フィールドでは奇数ラインの
信号が、偶数フィールドでは偶数ラインの信号が出力さ
れている。

【００２５】（ｃ）（ｄ）は上記第１のモードにおける
メモリ６の書き込み動作を示す。このモードにおいては
ＳＶ１のみが書き込まれている。（ｅ）（ｆ）は上記第
２、第３のモードにおけるメモリ６の書き込み動作を示
す。このモードにおいてはＳＶ１とＳＶ２が１／６０秒
毎に書き込まれたり、間引かれたりしている。（ｇ）は
第３のモードにおけるＳＶ３を示している。メモリ６に
書き込まれた信号の内、奇数フィールドには偶数ライ
ン、偶数フィールドには奇数ラインを読み出している。

【００２６】図５はＣＣＤ１をカラー化するための色分
解用モザイク色フィルタの例を示す。図示のように、奇
数ラインはＲ（赤色フィルタ）とＧ（緑色フィルタ）と
の交番、偶数ラインはＧとＢ（青色フィルタ）との交番
である。

【００２７】図６は図１のカメラプロセス部３の構成例
である。１０１、１０２、１０３、１０４は入力信号を
１水平期間（１Ｈ）遅らせる１Ｈディレーライン、１０
５は入力される０Ｈから４Ｈ間で遅れた撮像信号Ｓ１Ｈ
〜Ｓ４Ｈを、不図示のタイミング発生回路から発生され
るタイミング信号によりＲＧＢ原色信号に分離する色分
離回路、１０６、１０７、１０８はローパスフィルタで
ある。ローパスフィルタ１０６は広帯域、ローパスフィ
ルタ１０７、１０８はローパスフィルタ１０６の約半分
の帯域を持つ。１０９、１１０、１１１クランプ、ガン
マ補正、ホワイトクリップ、ダーククリップのプロセス
処理を行うそれぞれＧプロセス回路、Ｒプロセス回路、
ｂプロセス回路である。

【００２８】１１２はハイパスフィルタ、１１３はロー
パスフィルタである。ローパスフィルタ１１３はローパ
スフィルタ１０７、１０８とほぼ同一特性である。ハイ
パスフィルタ１１２はローパスフィルタ１１３と相補的
な特性、つまり、同一のカットオフ周波数を有する。１
１４はマトリクス回路で入力ＲＧＢ信号をマトリクス演
算して、輝度信号ＹＬ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成
する。１１５は加算器である。

【００２９】１１６は時分割回路で、入力されたＹ、Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙを、不図示のタイミング発生回路により発
生される切り換えパルスにより切り換え、時分割された
ビデオ信号を生成する。例えば、通常用いられる４−２
−２フォーマットでは、Ｙの２画素につきＲ−Ｙ、Ｂ−
Ｙをそれぞれ１画素ずつ選択し、Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｙ、Ｙ−
Ｂという順番に時分割する。この際、切り換えパルスの
１クロック分はＹ信号のサンプリングレートの２倍にな
る。

【００３０】１１７、１１８、１２０、１２１は１Ｈデ
ィレーライン、１１９、１２２、１２３、１２４、１２
５、１２６はスイッチ回路である。

【００３１】次に動作について説明する。入力されたデ
ィジタル撮像信号ＳＤＣＣＤはまず１Ｈディレーライン
１０１、１０２、１０３、１０４によりそれぞれ順次１
Ｈづつ遅延される。それぞれにより遅延された信号ＳＨ
１〜ＳＨ４及び入力信号ＳＤＣＣＤは色分離回路１０５
において、不図示のタイミング発生回路よりのタイミン
グ信号に応じて各入力信号からＲＧＢ原色信号を分離す
る。分離された各原色信号はそれぞれローパスフィルタ
１０６、１０７、１０８により低域成分が取り出され
る。この際、図５に示すように、Ｇフィルタは各行にあ
るため、色分離回路１０５内で補完されて、ＣＣＤ１の
サンプリングクロックのナイキスト周波数の帯域を有す
るので、ローパスフィルタ１０６の通過帯域はＣＣＤ１
のサンプリング周波数のナイキスト周波数とほぼ同じに
なる。またＲおよびＢフィルタは２行に１つしかないた
め、半分の帯域のみを有する。従って、ローパスフィル
タ１０７、１０８の通過帯域はＣＣＤ１のサンプリング
ロックのナイキスト周波数の約半分になる。

【００３２】ローパスフィルタ１０６、１０７、１０８
の出力はＧプロセス回路１０９、Ｒプロセス回路１１
０、Ｂプロセス回路１１１により、それぞれクランプ、
ガンマ補正、ホワイトクリップ、ダーククリップのプロ
セス処理を施される。その出力の内、Ｇ信号はローパス
フィルタ１１３により低域成分が取り出された後、Ｒ、
Ｂ信号はそのままマトリクス回路１１４に入力される。
マトリクス回路１１４では、標準テレビジョン信号の規
格に応じた比率で各原色信号から輝度信号ＹＬ、色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをマトリクス演算により生成する。

【００３３】例えば、ＮＴＳＣ方式においては、ＹＬ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１ＢＹ−Ｒ＝０．７Ｒ−０．５９Ｇ−０．１１ＢＢ−Ｙ＝０．３Ｒ−０．５９Ｇ＋０．８９Ｂである。

【００３４】この出力のうちＹＬは、Ｇプロセス回路１
０９の出力をハイパスフィルタ１１２に通じて得られる
高域成分ＧＨと加算器１１５において加算されることに
より輝度信号Ｙを生成する。こうして得られたＹ、Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙは、時分割回路１１６において、前述のよう
にＹのサンプリングクロックの２倍の周波数のクロック
で切り換えられて、時分割されたビデオ信号になる。

【００３５】この時分割されたビデオ信号は、１Ｈディ
レーライン１１７、１１８、１２０、１２１により遅延
されるが、この時各ディレーラインの動作クロックは不
図示のタイミング発生回路からのタイミングパルスＰＳ
Ｗ１に応じて、図３におけるＣＣＤ１の水平期間１Ｈの
２倍の期間毎に、時分割されたビデオ信号のサンプリン
グクロックＣＬＫ１と、その半分の周波数を有する出力
クロックＣＬＫ２とに切り換えられる。切り換える順番
としては、まず初めの２Ｈ期間はディレーライン１１
７、１１８がＣＬＫ１、ディレーライン１２０、１２１
がＣＬＫ２、また次の２Ｈ期間はディレーライン１１
７、１１８がＣＬＫ２、ディレーライン、１２０、１２
１がＣＬＫ１となる。

【００３６】スイッチ回路１２３、１２４では出力クロ
ックＣＬＫ２が加えられているディレーラインの出力を
選択し、またスイッチ回路１２５、１２６では、これを
不図示のタイミング発生回路より発生された２フィール
ドの周期を有する切り換えパルスＰＳＷ２により切り換
えることにより、図３のＳＶ１、ＳＶ２を生成する。た
だし、図３においては、輝度信号成分のみを示している
が、この実施例の出力のＳＶ１、ＳＶ２は、実際には２
倍のサンプリング周波数でＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが前述の
ように時分割多重された信号となる。

【００３７】この実施例によれば、ＣＣＤ１に原色の色
フィルタを用いているので、色の再現性が高く、また、
輝度信号Ｙの高域成分をＧ信号のみで生成しているた
め、彩色被写体を撮影した場合や、色温度が変化した場
合においても、各色成分の比率の変化によるモアレの発
生の無い高画質などビデオ信号が得られる。また垂直方
向に５水平ライン分と広範囲の信号を用いて色分離を行
っているので、局所的な輝度変化による偽色信号の発生
が軽減される。

【００３８】また、色分離の際、垂直方向に周波数成分
制限するが、その周波数特性を急峻に設定することによ
り、偽信号が少く、解像度の高いビデオ信号を得られ
る。さらに、通常の単板撮像方式で用いている輝度信号
と、色信号を別々にガンマ補正する方式と異り、原色信
号ＲＧＢで各々ガンマ補正した信号を用いて輝度信号を
マトリクス合成しているので、中間色における彩度低
下、色相変化などの色再現性の劣化が少い。

【００３９】図７は本発明の第２の実施例を示すもの
で、図１におけるＣＣＤ１、ＡＤコンバータ２、カメラ
プロセス部３の別の構成である。図において、２０１は
第１の実施例で用いたＣＣＤ１と同様にプログレッシブ
スキャン方式のＣＣＤであるが、後述するように読み出
し部分の構成が異っている。２０２は撮像面で、受光画
像を撮像電荷に光電変換する。２０３、２０４水平シフ
トレジスタで、ＣＣＤ１と異なり２本有る。２０５、２
０６は電荷電圧変換アンプ、２０７、２０８は入力撮像
信号ＳＣＣＤ１、ＳＣＣＤ２をディジタル撮像信号ＳＤ
ＣＣＤ１、ＳＤＣＣＤ２に変換するＡＤコンバータ、２
０９、２１０、２１１、２１２は水平ディレーライン、
２１３は色分離回路で、入力された６つの信号を、不図
示のタイミング発生器からのタイミングパルスに応じて
原色ＲＧＢを分離する。この時、色分離回路２１３で
は、２水平ライン分の原色信号を分離し時分割多重して
出力させる。

【００４０】２１４、２１５、２１６はローパスフィル
タである。ローパスフィルタ２１４は広帯域、ローパス
フィルタ２１５、２１６はローパスフィルタ２１４の約
半分の帯域を持つ。この時、それぞれの入力信号Ｒ、
Ｇ、Ｂは前述のように２水平ライン分の信号が時分割多
重されているため、同じラインの信号のみを処理するよ
うに構成されている。例えば、ローパスフィルタ２１４
をＤＦＦによるタップディレーと加算器によるＦＩＲフ
ィルタとで構成した場合、加算器の入力を偶数番目のタ
ップのみ（又は奇数番目のタップのみ）から取り出すよ
うに構成すればよい。

【００４１】２１７、２１８、２１９はクランプ、ガン
マ補正、ホワイトクリップ、ダーククリップのプロセス
処理を行うそれぞれＧプロセス回路、Ｒプロセス回路、
Ｂプロセス回路である。これらのプロセス回路も、前述
のローパスフィルタ２１４等と同様に時分割多重の信号
を扱えるように構成されている。例えば、クランプ回路
で黒基準信号を検出する際、奇数番目と偶数番目のオプ
ティカルブラックの積分器を別々に設け、それぞれの出
力を奇数番目、偶数番目画素から別々に減算するように
構成される。

【００４２】２２０はハイパスフィルタ、２２１はロー
パスフィルタである。ローパスフィルタ２２１はローパ
スフィルタ２１５、２１６とほぼ同一特性であり、また
同様に時分割多重された信号を扱うように構成されてい
る。ハイパスフィルタ２２０はローパスフィルタ２２１
と相補的な特性、つまり同一のカットオフ周波数を有
し、かつ同様に時分割多重された信号を扱うように構成
されている。２２２はマトリクス回路で、入力のＲＧＢ
信号をマトリクス演算して、輝度信号ＹＬ、色差信号Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成する。２２３は加算器である。

【００４３】２２４は時分割回路で、入力されたＹ、Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙを不図示のタイミング発生回路により発生
される切り換えパルスにより切り換え、第１の実施例に
おける時分割回路１１６と同様に時分割されたビデオ信
号を生成する。その際、時分割回路２２４の入力はもと
もと時分割多重されているため、サンプリングクロック
の周波数は入力出力で同じになる。２２５、２２６はス
イッチ回路である。

【００４４】次に動作について説明する。不図示の被写
体像は不図示の撮像光学系によりＣＣＤ２０１の撮像面
２０２に結像される。ＣＣＤ２０１では撮像面２０２に
結像された被写体像を画像信号電荷に光電変換し、不図
示の駆動系より発生される駆動パルスに応じてこの光電
変換された画像信号電荷の内、まず、水平シフトレジス
タ２０３に奇数ラインの電荷を、水平レジスタ２０４に
偶数ラインの電荷をそれぞれ転送し、次にそれぞれのシ
フトレジスタを水平転送して順次読み出し、電荷電圧変
換アンプ２０５、２０６でそれぞれ電圧に変換して、撮
像信号ＳＣＣＤ１、ＳＣＣＤ２として出力する。つま
り、１水平期間に２水平ラインの信号を同時に出力す
る。従って、図１のように単一の出力端子から出力する
場合に対して、サンプリングクロック周波数は１／２に
なる。

【００４５】次にこの２つの撮像信号ＳＣＣＤ１、ＳＣ
ＣＤ２はＡＤコンバータ２０７、２０８によりそれぞれ
ＡＤ変換され、ディジタル撮像信号ＳＤＣＣＤ１、ＳＤ
ＣＣＤ２になる。このディジタル撮像信号のサンプリン
グクロック周波数も、ＣＣＤ２０１の出力と同様に図１
のＡＤコンバータ２のサンプリングクロック周波数の１
／２である。ＡＤ変換された２つのディジタル撮像信号
ＳＤＣＣＤ１、ＳＤＣＣＤ２は、まず１Ｈディレーライ
ン２０９、２１１によりそれぞれ１Ｈづつ遅延される。
それぞれの出力はさらに１Ｈディレーライン２１０、２
１２によりそれぞれ遅延される。各々のディレーライン
により遅延された信号及び入力信号は、色分離回路２１
３において、不図示のタイミング発生回路よりのタイミ
ング信号に応じて各入力信号からＲＧＢ原色信号を分離
する。この時、色分離回路２１３では、前述のように２
水平ライン分の原色信号を分離し時分割多重して出力す
る。

【００４６】分離された各原色信号はそれぞれローパス
フィルタ２１４、２１５、２１６により低域成分が取り
出される。この時各ローパスフィルタでは、時分割され
た２水平ライン分の入力信号のそれぞれのラインの信号
に対して、それぞれ独立に低域成分を取り出し、時分割
信号として出力する。ローパスフィルタ２１４の通過帯
域はＣＣＤ２０１のサンプリング周波数のナイキスト周
波数とほぼ同じになり、ローパスフィルタ２１５、２１
６の通過帯域はＣＣＤ２０１のサンプリングクロックの
ナイキスト周波数の約半分になる。

【００４７】ローパスフィルタ２１４、２１５、２１６
の出力はＧプロセス回路２１７、Ｒプロセス回路２１
８、Ｂプロセス回路２１９によりそれぞれクランプ、ガ
ンマ補正、ホワイトクリップ、ダーククリップのプロセ
ス処理を施される。この際も、前述したようにそれぞれ
のプロセス回路が、時分割信号を扱えるように構成され
ている。その出力の内、Ｇ信号はローパスフィルタ２２
１により低域成分が取り出された後、Ｒ、Ｂ信号はその
ままマトリクス回路２２２に入力される。マトリクス回
路２２２では標準テレビジョン信号の規格に応じた比率
で各原色信号から輝度信号ＹＬ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙをマトリクス演算により生成する。この出力のうちＹ
Ｌは、Ｇプロセス回路２１７の出力をハイパスフィルタ
２２０に通じて得られる高域成分ＧＨと加算器２２３に
おいて加算されることにより、輝度信号Ｙを生成する。

【００４８】こうして得られたＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、
時分割回路２２４において前述のように不図示のタイミ
ング発生回路からの信号に応じて切り換えられて、時分
割されたビデオ信号になる。この時分割されたビデオ信
号は、スイッチ回路２２５、２２６において、不図示の
タイミング発生回路より発生された２フィールドの周期
を有する切り換えパルスＰＳＷ２により切り換えること
により、図３のＳＶ１、ＳＶ２を生成する。

【００４９】この実施例によれば、ＣＣＤ２０１の水平
シフトレジスタ２０３、２０４、電荷電圧変換アンプ２
０５、２０６、ＡＤコンバータ２０７、２０８、１Ｈデ
ィレーラインの動作クロック周波数が、第１の実施例に
比較して半分で良いため、消費電力の少い、簡易な回路
を用いて実施できる。また使用する１Ｈディレーライン
の数が４個で良いので、回路規模を小さく、消費電力を
少くすることができる。

【００５０】図８は第２の実施例の動作説明図である。
（ａ）、（ｂ）はＣＣＤ２０１の出力信号ＳＣＣＤ１及
びＳＣＣＤ２である。図２に示す画素配列中の各画素の
電荷は、この図８に示すように偶数列の画素の電荷はＳ
ＣＣＤ１に、奇数列の画素の電荷はＳＣＣＤ２に読み出
される。次に垂直期間においてもこの組み合わせは同一
である。この時のサンプリングクロックは前述のよう
に、図３（ａ）のＳＣＣＤのサンプリングクロックの１
／２である。

【００５１】（ｃ）は、色分離回路２１３の出力のＧ信
号を示している。前述のように２水平ライン分の信号が
Ｇ００、Ｇ１０、Ｇ０１、Ｇ１１という順に時分割にな
っている。

【００５２】（ｄ）（ｅ）は、スイッチ回路２２５、２
２６の出力のＳＶ１、ＳＶ２である。ＳＶ１は輝度信号
Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとが時分割多重されてお
り、各々サンプリングクロック周波数は２：１：１にな
っている。さらに、ある垂直期間では偶数ラインの信号
のみが出力され、その次の垂直期間では奇数ラインの信
号のみが出力されるインタレース形式になっている。Ｓ
Ｖ２はＳＶ１で出力されなかったラインの信号を出力す
る。従って、ＳＶ１が偶数ラインの出力時は奇数ライン
の信号を出力し、ＳＶ１が奇数ラインの出力時は偶数ラ
インの信号を出力する。

【００５３】図９は図１において、第１、第２の実施例
で共通に用いられる記録プロセス部４、メモリ６の構成
例を示す。３０１はスイッチ回路、３０２はゲート回
路、３０３はモード制御回路、３０４は分周器、３０５
はスイッチ回路、３０６は書き込み制御回路、３０７は
読み出し制御回路、３０８は反転器、３０９はスイッチ
回路、３１０は離散コサイン変換と量子化とを用いた圧
縮回路、３１１は圧縮されたデータを保持するメモリ、
３１２はテープ記録に適した符号に変換する符号化回
路、３１３はヘッドアンプである。６ａ、６ｂはメモリ
６を２つに分割して記している。

【００５４】次に動作について説明する。入力信号ＳＶ
１、ＳＶ２は、まずスイッチ回路３０１に入力される。
図１のモード設定スイッチ５が前述の第１のモードに設
定されている時は、モード制御回路３０３はゲート回路
３０２をオフにしてスイッチ回路３０１がＳＶ１を選択
した状態を保持している。また、第２のモード及び第３
のモードに設定されている時は、モード制御回路３０３
はゲート回路３０２をオンにして、スイッチ回路３０１
に分周器３０４の出力を供給し、入力信号ＳＶ１、ＳＶ
２を交互に切り換えることにより、ＳＶ１、ＳＶ２を時
分割する。このスイッチ回路３０１の出力はメモリ６
ａ、６ｂの書き込みデータＷＤに入力される。

【００５５】メモリ６ａ、６ｂの書き込みクロックＷＣ
Ｋにはスイッチ回路３０５で選択されたクロックが供給
されるが、第１のモードにおいては、モード制御回路３
０３は、スイッチ回路３０５を分周器３０４により１／
２に分周されたクロック側を選択し、この分周されたク
ロックがメモリの書き込みクロックとして供給される。
また、このスイッチ回路３０５の出力は書き込み制御回
路３０６にも供給され、書き込み制御回路３０６ではこ
の第１のモードにおいては分周されたクロックを元に書
き込みアドレスを発生し、メモリ６ａ、６ｂに供給す
る。

【００５６】第２のモード及び第３のモードにおいて
は、モード制御回路３０３は、スイッチ回路３０５を分
周器３０４により分周されていないクロック側を選択
し、この分周されていないクロックがメモリの書き込み
クロックとして供給される。さらに書き込み制御回路３
０６では、この第２、第３のモードにおいては分周され
ないクロックを元に書き込みアドレスを発生し、メモリ
６ａ、６ｂに供給する。

【００５７】メモリ６ａ、６ｂの書き込み、読み出し制
御ＷＲ／ＲＤには、不図示のタイミング発生回路から発
生される２フレーム周期の書き込み読み出し信号ＷＲ／
ＲＤがメモリ６ａにはそのまま、メモリ６ｂには反転器
３０８を通して供給されている。これにより、１フレー
ム毎に書き込むメモリ、読み出すメモリが交互に切替わ
る。また、メモリ６ａ、６ｂの読み出しクロックＲＤに
は、モードによらず常に分周器３０４で分周されたクロ
ックが供給される。

【００５８】メモリ６ａ、６ｂの読み出しアドレスＲＡ
Ｄには、読み出し制御回路３０７で発生されたアドレス
信号が供給される。モード制御回路３０３は第１、第２
のモードにおいては、読み出し制御回路３０７を、分周
器３０４により１／２分周されたクロックを元にテープ
記録に必要なように、ブロック単位で定められた順番に
よって画面内をシャッフル読み出しする動作を行うよう
に制御し、それによって発生されたアドレスを用いてメ
モリ６ａ、６ｂのうち読み出し動作になっているメモリ
からデータを読み出す。また、第３のモードにおいて
は、読み出し制御回路３０７を、分周器３０４により１
／２分周されたクロックを元に、通常のインタレースし
たラスタースキャンを行うアドレスを発生する動作を行
うように制御し、上述と同様にメモリからデータを読み
出す。

【００５９】メモリ６ａ、６ｂから読み出されたデータ
はスイッチ回路３０９により、メモリ６ａ、６ｂのうち
読み出し動作になっているメモリからのデータを選択
し、ＳＶ３として図１のスイッチ回路１１に出力する。
これと共に圧縮回路３１０により離散コサイン変換、量
子化を行ってデータ圧縮しメモリ３１１で一時保持した
後、符号化回路３１２でテープ記録に適した符号に変換
され、ヘッドアンプ３１３でヘッド７を駆動できる振幅
に増幅し、記録信号ＳＲＥＣとしてヘッド７へ供給す
る。

【００６０】この実施例によれば、書き込み読み出し信
号ＷＲ／ＲＤを制御して、例えば操作者により外部でス
イッチが押された際に、２フレーム周期での反転を停止
して、読み出しをするメモリをメモリ６ａ、６ｂのどち
らかに固定することにより、画像を一時停止するいわゆ
るスチル動作を行うことができる。また、この時メモリ
３１１の書き込み動作を同時に停止し、読み出し制御回
路３０７の動作を第３のモードと同じくインタレースし
たラスタースキャンを行うアドレスを発生する動作を行
うように制御することで、一時停止した画像をＳＶ３と
してモニタしながら、同時に記録することが可能であ
る。

【００６１】尚、この実施例においては、メモリ６ａ、
６ｂ、３１１を３つ使用するように構成しているが、こ
れらを単一の大容量メモリとして、アドレス等の制御線
を時分割で切り換えることも可能である。これにより、
使用する半導体メモリの個数を減少し、装置を小型化す
ることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、動画像をテレビジョンで見る場合には、第１の
モードに設定することにより、通常のインタレースした
画像を撮像し、その撮像した信号を記録、再生すること
ができる。また、再生画をスチル画として用いたり、あ
るいはビデオプリンタで印刷したり、コンピュータの入
力画像として用いる場合は、第２のモードに設定するこ
とにより、１フレーム毎の静止画像を撮像して記録再生
することができる。この際得られた画像は、撮像素子上
で垂直画素加算していないため、高い垂直解像度が得ら
れる。このためビデオプリンタやコンピュータの入力画
像としたときに、画素の形を大きく変換したりする必要
がなく、さらに得られる画像も垂直、水平共にほぼ同じ
解像度の高画質な画像が得られる。

【００６３】また、請求項２の発明によれば、上述の効
果に加えて撮像信号を記録再生することなしに、撮影と
同時に１フレーム毎の静止画像を出力することができ
る。このため撮影前の画像確認やあるいはテープを用い
ないで、直接撮影画像をビデオプリンタで印刷したり、
コンピュータへ取り込む際にも１フレーム毎に静止した
高い垂直解像度の高画質な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】ＣＣＤの画素配列を示す構成図である。

【図３】第１の実施例の動作を示すタイミングチャート
である。

【図４】第１の実施例の動作を示すタイミングチャート
である。

【図５】モザイク色フィルタの配列を示す構成図であ
る。

【図６】図１のカメラプロセス部の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図７】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図８】第２の実施例の動作を示すタイミングチャート
である。

【図９】第１、第２の実施例で用いられる記録プロセス
部、メモリの構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ＣＣＤ３カメラプロセス部４記録プロセス部５モード設定スイッチ６メモリ３０７読み出し制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像面における全画素情報を１フレーム
期間にノンインタレースにより順次に読み出す撮像手段
と、上記撮像手段から得られる１フレーム期間の撮像信号か
ら１フィールド期間にインタレースする第１のビデオ信
号と、この第１のビデオ信号と同じフィールド期間にお
いて上記第１のビデオ信号が走査しない水平ラインをイ
ンタレースする第２のビデオ信号とを生成する信号処理
手段と、第１、第２のモードを選択的に設定するモード設定手段
と、上記モード設定手段が上記第１のモードを設定したとき
は第１、第２のフィールド期間における上記第１のビデ
オ信号を記憶し、上記モード設定手段が上記第２のモー
ドを設定したときは上記第１のフィールド期間における
上記第１、第２のビデオ信号を記憶する記憶手段とを備
えた撮像装置。
【請求項２】撮像面における全画素情報を１フレーム
期間にノンインタレースにより順次に読み出す撮像手段
と、上記撮像手段から得られる１フレーム期間の撮像信号を
処理して１フィールド期間にインタレースする第１のビ
デオ信号と、この第１のビデオ信号と同じフィールド期
間において上記第１のビデオ信号が走査しない水平ライ
ンをインタレースする第２のビデオ信号とを生成する信
号処理手段と、第１、第２、第３のモードを選択的に設定するモード設
定手段と、上記モード設定手段が上記第１のモードを設定したとき
は第１、第２のフィールド期間における上記第１のビデ
オ信号を記憶し、上記モード設定手段が上記第２、第３
のモードを設定したときは上記第１のフィールド期間に
おける上記第１、第２のビデオ信号を記憶する記憶手段
と、上記第１、第２のモードが設定されたときは記録に必要
な読み出し順序で上記記憶手段を読み出し、上記第３の
モードが設定されたときは、インタレースしたラスター
スキャンに応じた順序で上記記憶手段を読み出す読み出
し制御手段を備えた撮像装置。