JPH09116818A

JPH09116818A - 撮像回路

Info

Publication number: JPH09116818A
Application number: JP7268134A
Authority: JP
Inventors: Takami Hasegawa; 孝美長谷川; Choji Umemoto; 長司梅本
Original assignee: PUROTETSUKU JAPAN KK; Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: PUROTETSUKU JAPAN KK; Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 1997-05-02
Also published as: CN1065394C; US5838373A; KR970024933A; DE19642427A1; DE19642427C2; KR100215226B1; CN1155808A

Abstract

(57)【要約】【課題】高ダイナミックレンジの出力モードと高解像度
の出力モードとを切り替えて使用することのできる撮像
回路を提供することを目的とする。【解決手段】２次元の固体撮像素子１１０、その出力を
Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１５０、固体撮像素子１１
０とＡ／Ｄ変換器１５０にクロック信号を送る駆動部１
２０が備えられた撮像回路１００。固体撮像素子１１０
は、所定のモード切替信号１５ｓに応じて自在に切り替
えられる、垂直方向に隣接して並ぶ２本の走査線上の受
光信号を互いに加算して出力する第１のモードと、１本
の走査線上の受光信号を順次出力した後に他の走査線上
の受光信号を順次出力する第２のモードとを有する。駆
動部１２０は、第１のモードの場合、所定の第１の繰り
返し周波数のクロック信号を固体撮像素子１１０に送る
と共に、第１の繰り返し周波数よりも低い所定の第２の
繰り返し周波数のクロック信号をＡ／Ｄ変換器１５０に
送り、第２のモードの場合、所定の繰り返し周波数のク
ロック信号を固体撮像素子１１０及びＡ／Ｄ変換器１５
０に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の受光素子で
得られた受光信号を連続的に出力する撮像回路に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、２次元的に配列された複数の受光
素子で得られた受光信号を走査して２次元画像を得る撮
像装置は、テレビジョン放送用、及びホームビデオ用の
ビデオカメラとして、また、工業用の画像処理装置のビ
デオカメラとして広く用いられている。

【０００３】特に、近年、半導体技術の進歩により、高
画素数で且つ処理速度の速い固体撮像素子を用いたビデ
オカメラ用の撮像回路が開発されるに従い、高解像度の
画像データが得られるようになってきた。更に、撮像回
路にはＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器が組み込ま
れ、デジタル画像データが得られるようになり、高度の
データ処理ができるようになりつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この固体撮像
素子を用いた撮像回路には、得られる画像データのダイ
ナミックレンジが狭いという問題がある。静止画像、動
画像を問わず、一般に画像の記録に広く用いられている
写真フィルムのダイナミックレンジは約８０ｄＢである
のに対し、通常のビデオカメラでこれを解析すると、約
５５ｄＢ程度の分解能しか得られないため、データの解
析能力は、使用するビデオカメラの分解能、即ちＳ／Ｎ
比できまってしまう。従って、写真フィルムをビデオカ
メラで撮影し、その出力データを画像処理しようとして
も、元の写真フィルムの持つ情報量の多くが失われ、満
足な処理結果が得られないことが多い。

【０００５】例えば、現像済みの写真のネガフィルムの
画像の露光状態を１コマ毎に解析し、雪景色のように画
像全体が白一色の画像の場合には白を重点的に出すため
露光を減らしたり、逆光の人物のように黒っぽい画像の
場合には露出不足を補うため露光を増やすというよう
な、それぞれの画像に適したプリント条件を決定する写
真現像処理装置にビデオカメラを用いる場合について考
えてみると、通常の狭いダイナミックレンジのビデオカ
メラでは、広いダイナミックレンジを持つ写真フィルム
に追随しきれない。そこで、このような用途にも用いる
ことのできる高ダイナミックレンジの撮像回路の出現が
待望されている。

【０００６】また、最近、ビデオカメラで撮影した写真
をインデックスプリントという形式でハードコピーを提
供したり、ビデオ画像をビデオプリンタから出力させた
り、また、ビデオ画像をデジタル化してフロッピーディ
スク等の記憶媒体に保存したりする等の新たな用途が開
拓されており、このような用途の場合には、上記のダイ
ナミックレンジの問題だけではなく、高解像度も併せて
要求される。

【０００７】ところで、この種のビデオ画像処理装置に
要求される性能としては、解像度とダイナミックレンジ
のほかに、処理速度も重要である。しかし、これらの性
能を全て満足させる撮像回路を得ることは難しく、例え
ば、高ダイナミックレンジと高処理速度を得ようとする
と解像度が犠牲となったり、高解像度と高ダイナミック
レンジを得ようとすると処理速度が犠牲になったりす
る。

【０００８】従って、従来は、それぞれの用途に適した
撮像回路を備えた複数台のビデオカメラを用意してお
き、用途に応じてそれら複数台のビデオカメラを使い分
ける他はなかった。本発明は、上記の事情に鑑み、１つ
の撮像回路に高ダイナミックレンジの出力モードと高解
像度の出力モードとを備え、簡単なモード切替操作によ
り、２通りの用途に使い分けることのできる撮像回路を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の撮像回路は、所定の第１の方向に並ぶ複数の受光
素子から成る走査線が第１の方向に交わる第２の方向に
複数配列されて成り、所定の第１のクロック信号に応答
して、同一の走査線に並ぶ受光素子で得られた受光信号
が連続的に出力されるようにこれらの受光信号を順次出
力する固体撮像素子と、固体撮像素子から出力された受
光信号を、所定の第２のクロック信号に応じてデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを備えた撮像回路におい
て、上記固体撮像素子が、所定のモード切替信号に応じ
て自在に切り替えられる、上記第２の方向に隣接して並
ぶ、走査線複数本ずつ、該複数本の走査線上の複数の受
光素子の受光信号を互いに加算して出力する第１のモー
ドと、走査線１本ずつ、該１本の走査線上に並ぶ複数の
受光素子の受光信号を順次出力する第２のモードとを有
し、上記固体撮像素子を上記第１のモードに切り替えた
際に、所定の第１の繰り返し周波数のクロック信号を上
記第１のクロック信号として上記固体撮像素子に送ると
共に、上記第１の繰り返し周波数よりも低い所定の第２
の繰り返し周波数のクロック信号を上記第２のクロック
信号として上記Ａ／Ｄ変換器に送り、上記固体撮像素子
を上記第２のモードに切り替えた際に、所定の繰り返し
周波数のクロック信号を上記第１のクロック信号及び上
記第２のクロック信号として、上記固体撮像素子及び上
記Ａ／Ｄ変換器に送る駆動部を備えたことを特徴とす
る。

【００１０】ここで、前記固体撮像素子を前記第２のモ
ードに切り替えた際に、前記第１のクロック信号及び前
記第２のクロック信号として前記固体撮像素子及び前記
Ａ／Ｄ変換器に送られるクロック信号の繰り返し周波数
と、前記固体撮像素子を前記第１のモードに切り替えた
際に、前記Ａ／Ｄ変換器に送られる前記第２のクロック
信号の繰り返し周波数とが同一であることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の撮像回路の一実施形態のブ
ロック図である。図１に示すように、一点鎖線で囲まれ
た撮像回路１００は、現像済みの写真のネガフィルム１
１の画像の露光状態を１コマ毎に解析し、それぞれの最
適プリント条件を決定する写真現像処理装置１０に組込
まれている。

【００１２】写真現像処理装置１０には、撮像回路１０
０のほかに、ネガフィルム１１に光を照射する光源部１
２と、ネガフィルム１１を１コマずつ移動させ、あるい
は静止させるためのフィルム走行部１３と、フィルム走
行部１３の動作を制御する走行制御部１３ｃと、ズーム
レンズによりネガフィルム１１の画像を所望の倍率に拡
大するズームレンズ部１４と、ズームレンズの倍率を調
節するモータ１４ｍと、モータ１４ｍを制御するズーム
制御部１４ｃと、ズームレンズ部１４を経た画像を色分
解する回転フィルタ１５と、回転フィルタ１５を駆動す
るモータ１５ｍと、回転フィルタ１５の回転位置を検出
して画像取り込みのタイミングを決定するための位置セ
ンサ１６と、回転フィルタ１５のモータ１５ｍの動作を
制御するフィルタ制御部１５ｃと、写真現像処理装置１
０全体を操作するための操作部１７とが備えられてい
る。

【００１３】撮像回路１００には、固体撮像素子１１０
と、２点鎖線で囲まれた駆動部１２０と、Ｓ／Ｈ部（サ
ンプルアンドホールド部）１３０と、増幅器１４０と、
Ａ／Ｄ変換器１５０とが備えられている。固体撮像素子
１１０は、水平方向に並ぶ複数の受光素子から成る走査
線が垂直方向に複数配列されて成り、駆動部１２０から
受け取ったクロック信号に応答して、同一の走査線に並
ぶ受光素子で得られた受光信号が連続的に出力されるよ
うにこれらの受光信号を順次出力するものであり、本実
施形態では、水平方向に並ぶ７６８個の受光素子から成
る走査線が垂直方向に４９４個配列されたＣＣＤ（電荷
結合素子）が用いられる。

【００１４】固体撮像素子１１０は、後述のモード切替
信号１５ｓに応じて自在に切り替えられる２種類の出力
モードを有している。第１のモードは、垂直方向に隣接
して並ぶ、４９４本の走査線上の７６８個の受光素子の
受光信号を互いに加算して出力するモードであり、第２
のモードは、１本の走査線上に並ぶ７６８個の受光素子
の受光信号を順次出力した後に他の走査線上に並ぶ７６
８個の受光素子の受光信号を順次出力するモードであ
る。

【００１５】駆動部１２０は、固体撮像素子駆動部１２
１と、Ａ／Ｄ駆動部１２２と、クロックセレクタ１２３
と、基本クロック発生部１２４とから成る。駆動部１２
０の詳細については後述する。Ｓ／Ｈ部１３０は、後続
のＡ／Ｄ変換器１５０におけるアナログ信号からデジタ
ル信号への変換処理に備えて、固体撮像素子１１０から
出力された７６８画素の受光信号をサンプルホールドし
て連続したアナログビデオ信号に変換して出力する。

【００１６】増幅器１４０は、Ｓ／Ｈ部１３０から出力
されたアナログビデオ信号をＡ／Ｄ変換に必要なレベル
まで増幅する。Ａ／Ｄ変換器１５０は、増幅されたアナ
ログビデオ信号を、Ａ／Ｄ駆動部１２２から受け取った
クロック信号に応じてデジタル信号に変換する。操作部
１７は、フィルム走行部１３の動作を制御するための走
行制御信号１３ｓ、ズームレンズ部１４の動作を制御す
るための倍率信号１４ｓ、及び固体撮像素子１１０のモ
ードを切り替えるためのモード切替信号１５ｓを出力す
る。

【００１７】このように構成された写真現像処理装置１
０のフィルム走行部１３に、ネガフィルム１１が装填さ
れ、操作部１７から出力された走行制御信号１３ｓに応
じてネガフィルム１１の画像１コマ分が所定の受光位置
に送り込まれると、光源１２からの光がネガフィルム１
１に照射される。ネガフィルム１１を透過した画像はズ
ームレンズ部１４に達し、操作部１７から出力された倍
率信号１４ｓに応じて所望の倍率に調整されたズームレ
ンズによって拡大された後、回転フィルタ１５に達す
る。

【００１８】図２は、本発明の撮像回路の一実施形態に
用いられる回転フィルタの平面図である。図２に示すよ
うに、回転フィルタ１５は、円盤状のフィルタフレーム
１５ｆと、フィルタフレーム１５ｆの４つの開口部に取
り付けられた黒、赤、緑、青の４種類のフィルタプレー
ト１５ｄ，１５ｒ，１５ｇ，１５ｂから成る。フィルタ
フレーム１５ｆには回転位置検出用のノッチ１５ｎが設
けられている。

【００１９】回転フィルタ１５は、操作部１７から出力
されるモード切替信号１５ｓに応じてフィルタ制御部１
５ｃにより制御され、モータ１５ｍにより駆動される。
本実施形態における回転フィルタ１５の回転周期は、第
１のモードの時は約１５２．５ｍｓｅｃ、第２のモード
の時は約４４６ｍｓｅｃである。回転フィルタ１５がモ
ータ１５ｍにより矢印Ａ方向に回転されると、回転フィ
ルタ１５の１回転毎に、図１に示した位置センサ１６に
よってノッチ１５ｎが検出されると、位置センサ１６か
ら位置検出信号１６ｓが出力され、図１の固体撮像素子
駆動部１２１に送られる。

【００２０】回転フィルタ１５に達した画像は、回転フ
ィルタ１５が１回転する毎に、４種類のフィルタプレー
ト１５ｄ，１５ｒ，１５ｇ，１５ｂによって順次色分解
される。４種類のフィルタプレートのうち第１のフィル
タプレート１５ｄは撮像回路１００に黒の基準信号を供
給するための遮蔽板であり、第２、第３、第４のフィル
タプレート１５ｒ，１５ｇ，１５ｂは画像をそれぞれ赤
色、緑色、青色に色分解するための透光膜である。従っ
て、回転フィルタ１５により、ネガフィルム１コマ分の
画像から黒色、赤色、緑色、青色にそれぞれ色分解され
た４種類の画像が固体撮像素子１１０に順次入射され
る。

【００２１】図３は、本発明の撮像回路の一実施形態に
用いられる位置センサの検出タイミングと、固体撮像素
子から出力される画像信号の出力タイミングとを示す説
明図である。図３に示すように、位置センサの位置検出
信号が検出されてから次の位置検出信号が検出されるま
での回転フィルタ１５の１回転の間に、黒色、赤色、緑
色、青色に色分解された画像が固体撮像素子１１０に順
次入射され、それぞれの色の画像信号に応じて固体撮像
素子１１０からは、４種類の画像信号が、図３に示すよ
うなタイミングで順次出力される。

【００２２】回転フィルタ１５が１回転し、ネガフィル
ム１コマ分の色分解が終了すると、操作部１７から出力
された走行制御信号１３ｓにより、フィルム走行制御部
１３はフィルム送りを開始し、次のコマを所定の受光位
置に送り込む。固体撮像素子１１０からの出力信号は、
ノンインターレース方式及びインターレース方式と呼ば
れる２つの走査方式により読み出される。インターレー
ス方式は、１回目に、走査線１本おきに受光素子を走査
して信号を読み出し、粗い全体像（フィールド画像）を
形成した後に、２回目に、１回目の走査線の間を補うよ
うに走査線１本おきに受光素子を走査して信号を読み出
し、完全な画像（フレーム画像）を形成する。これに対
し、ノンインターレース方式は、複数本の走査線を上か
ら順番に走査して信号を読み出して画像を形成する。

【００２３】図４は、本発明の撮像回路の一実施形態に
用いられた固体撮像素子から出力されるインターレース
方式の走査線信号を２次元的に表示した図である。図４
には、５２５本の走査線２００ａ，２００ｂ，２００
ｃ，・・・（実線），２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，
・・・（破線）が示されている。前述のように、本実施
形態の固体撮像素子１１０には、水平方向に並ぶ７６８
個の受光素子から成る走査線が垂直方向に４９４個配列
されたＣＣＤが用いられており、ＣＣＤからは、受光素
子の受光信号に基づく４９４本分の走査線信号に、上下
各１５．５本分の画像データのないブラックエリア用の
走査線信号が付加され、合計５２５本から成る走査線信
号が出力される。

【００２４】図４を参照してインターレース方式を説明
すると、１回目に、走査線１本おきに、フィールド画像
を構成すべき走査線２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，・
・・（実線）上に並ぶ７６８個の受光素子の受光信号が
順次出力され、２回目に、１回目の走査線の間を補う、
１本おきの走査線２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，・・
・（破線）上に並ぶ７６８個の受光素子の受光信号が順
次出力されて、フレーム画像が構成される。このように
して、画面のちらつきの少ない画像が得られる。

【００２５】ところで、操作部１７から出力されるモー
ド切替信号１５ｓにより、図１に示す固体撮像素子１１
０が前述の第２のモードに切り替えられている時は、固
体撮像素子１１０からは、上述のインターレース方式で
走査された信号が順次出力される。一方、固体撮像素子
１１０が前述の第１のモードに切り替えられている時
は、固体撮像素子１１０の受光素子はノンインターレー
ス方式で走査され、固体撮像素子１１０からは、垂直方
向に隣接して並ぶ４９４本の走査線上の７６８個の受光
素子の受光信号が２つずつ互いに加算されて出力され
る。即ち、図４を流用して第１のモードにおけるノンイ
ンターレース方式で走査された出力の様子を説明する
と、固体撮像素子１１０からは、走査線２００ａ（実
線）上の７６８個の受光素子の受光信号と、これと隣接
する走査線２０１ｂ（破線）上の７６８個の受光素子の
受光信号とが互いに加算されて出力され、次に、走査線
２００ｂ（実線）上の７６８個の受光素子の受光信号
と、これに隣接する走査線２０１ｃ（破線）上の７６８
個の受光素子の受光信号とが互いに加算されて出力され
る。以下同様に、隣接する２本の走査線上の受光素子の
受光信号が互いに加算されて出力される。

【００２６】次に、本実施形態における駆動部１２０
（図１参照）について説明する。前述のように、駆動部
１２０は、固体撮像素子駆動部１２１と、Ａ／Ｄ駆動部
１２２と、クロックセレクタ１２３と、基本クロック発
生部１２４とから成る。先ず、固体撮像素子駆動部１２
１の機能を中心に撮像回路１００の動作について説明す
る。

【００２７】図５は、本発明の撮像回路の一実施形態に
おける駆動部の一部のブロック図である。図５には、駆
動部１２０のうちの、固体撮像素子１１０に関連のある
固体撮像素子駆動部１２１、クロックセレクタ１２３、
及び基本クロック発生部１２４が示されている。（図５
には、Ａ／Ｄ駆動部１２２は図示されていない。）基本
クロック発生部１２４は、クロックセレクタ１２３に供
給する第１のクロック信号と、Ａ／Ｄ駆動部１２２（図
示せず）に供給する第２のクロック信号とを発生する。
第１のクロック信号には、繰り返し周波数が１４．３Ｍ
Ｈｚである第１の繰り返し周波数のクロック信号１２４
ａ、及び繰り返し周波数が７．１５ＭＨｚである第２の
繰り返し周波数のクロック信号１２４ｂの２種類のクロ
ック信号がある。第２のクロック信号は、繰り返し周波
数が７．１５ＭＨｚであるクロック信号１２４ｃ（図示
せず）の１種類のみである。

【００２８】クロックセレクタ１２３は、モード切替信
号１５ｓが第１のモードに設定されている場合は、基本
クロック発生部１２４から供給される２種類の第１のク
ロック信号のうちから、繰り返し周波数が１４．３ＭＨ
ｚである第１の繰り返し周波数のクロック信号１２４ａ
を選択し、それを固体撮像素子駆動部１２１に供給す
る。また、モード切替信号１５ｓが第２のモードに設定
されている場合は、クロックセレクタ１２３は、基本ク
ロック発生部１２４から供給される２種類の第１のクロ
ック信号のうちから、繰り返し周波数が７．１５ＭＨｚ
である第２の繰り返し周波数のクロック信号１２４ｂを
選択し、それを固体撮像素子駆動部１２１に供給する。

【００２９】固体撮像素子駆動部１２１には、固体撮像
素子１１０の出力のモードを第１のモードに設定して出
力を制御する第１出力制御回路１２１ａと、固体撮像素
子１１０の出力のモードを第２のモードに設定して出力
を制御する第２出力制御回路１２１ｂとの２種類の出力
制御回路が備えられている。固体撮像素子駆動部１２１
は、モード切替信号１５ｓが第１のモードへの切替を指
示する信号である場合は、固体撮像素子１１０を第１の
繰り返し周波数（１４．３ＭＨｚ）で駆動すると共に、
出力制御回路を第１出力制御回路１２１ａに切り替え、
モード切替信号１５ｓが第２のモードへの切替を指示す
る信号である場合は、固体撮像素子１１０を第２の繰り
返し周波数（７．１５ＭＨｚ）で駆動すると共に、出力
制御回路を第２出力制御回路１２１ｂに切り替える。

【００３０】Ａ／Ｄ駆動部１２２（図１参照）は、モー
ド切替信号１５ｓとは無関係に、繰り返し周波数が７．
１５ＭＨｚの第２のクロック信号をＡ／Ｄ変換器１５０
に供給しこれを駆動する。このように構成された撮像回
路１００は、操作部１７から出力されるモード切替信号
１５ｓが第１及び第２の２種類のモードのうちのいずれ
のモードへの切替を指示しているかにより、次のように
動作する。（第１のモードの場合）第１のモードへの切替を指示す
るモード切替信号１５ｓが撮像回路１００（図１参照）
に入力されると、固体撮像素子１１０を駆動する固体撮
像素子駆動部１２１の出力制御回路は、第１出力制御回
路１２１ａに切り替えられ、固体撮像素子１１０のモー
ドは、垂直方向に隣接して並ぶ、２本の走査線上の７６
８個の受光素子の受光信号を互いに加算して出力する、
第１のモードに切り替えられる。

【００３１】固体撮像素子駆動部１２１は、位置センサ
１６から出力された位置検出信号１６ｓにより画像取り
込みのタイミングを初期化した後、基本クロック発生部
１２４で発生されクロックセレクタ１２３で選択された
繰り返し周波数１４．３ＭＨｚのクロック信号１２４ａ
を固体撮像素子１１０に送る。このクロック信号１２４
ａに応答して、固体撮像素子１１０は、同一の走査線に
並ぶ受光素子で得られた受光信号が連続的に出力される
ようにこれらの受光信号を順次出力する。

【００３２】このように、第１のモードに設定された固
体撮像素子１１０からは、垂直方向に隣接して並ぶ、２
つの受光素子の受光信号が互いに加算されて出力される
ため、互いに似通った隣接する２つの信号成分の出力レ
ベルは加算されて平均約２倍の信号レベルとなり、一
方、隣接する２つの信号のノイズ成分は本来互いに無関
係なはずであり、２つの信号が加算されてもそのノイズ
レベルは、加算前とほぼ同レベルにとどまる。従ってＳ
／Ｎ比が約６ｄＢほど上昇することとなり、ダイナミッ
クレンジを約６ｄＢ増加するので、ネガフィルムの画像
解析が容易となる。但し、水平走査線の数は本来の４９
４本の半分、即ち２４７本分となり、垂直方向の解像度
は半減することになるが、ネガフィルムの露光状態の解
析のような用途に対しては差し支えはない。

【００３３】このように、第１のモードに設定された固
体撮像素子１１０からは、１画面につき水平画素数７６
８、垂直画素数２４７の受光信号がＳ／Ｈ部１３０に出
力される。Ｓ／Ｈ部１３０では、固体撮像素子１１０か
ら出力された受光信号をサンプルホールドしてアナログ
ビデオ信号として出力する。増幅器１４０は、Ｓ／Ｈ部
１３０から出力されたアナログビデオ信号をＡ／Ｄ変換
に必要なレベルまで増幅してＡ／Ｄ変換器１５０に出力
する。

【００３４】Ａ／Ｄ駆動部１２２からは、モード切替信
号１５ｓの設定モードに関係なく、繰り返し周波数７．
１５ＭＨｚのクロック信号１２４ｃがＡ／Ｄ変換器１５
０に送られる。Ａ／Ｄ変換器１５０は、増幅されたアナ
ログビデオ信号を、Ａ／Ｄ駆動部１２２から受け取っ
た、繰り返し周波数７．１５ＭＨｚのクロック信号１２
４ｃに応じてデジタル信号に変換する。

【００３５】１４．３ＭＨｚの繰り返し周波数で駆動さ
れた固体撮像素子１１０から出力された７６８個の水平
画素数は、固体撮像素子１１０の繰り返し周波数の半分
の繰り返し周波数（７．１５ＭＨｚ）でＡ／Ｄ変換され
て、水平画素数は半分の３８４個に減少する。このよう
にする理由は、Ａ／Ｄ変換器１５０のサンプリング数を
固体撮像素子１１０の水平方向の画素数７６８個と同じ
７６８個とした場合は、サンプリング周波数が１４ＭＨ
ｚと高くなるため、Ｓ／Ｎ比が３〜６ｄＢ劣化してしま
うからであり、それを防止するためにＡ／Ｄ変換器１５
０のサンプリング数を下げる訳である。

【００３６】こうすることにより水平方向の解像度は半
分に落ちるが、Ｓ／Ｎ比は約６ｄＢ改善され、上記の走
査線２本読み出しによる約６ｄＢのＳ／Ｎ比改善と合わ
せて、最終的に得られるデジタル信号のダイナミックレ
ンジを約１２ｄＢ改善することができる。（第２のモードの場合）第２のモードへの切替を指示す
るモード切替信号１５ｓが撮像回路１００（図１参照）
に入力されると、固体撮像素子１１０を駆動する固体撮
像素子駆動部１２１の出力制御回路は、第２出力制御回
路１２１ｂに切り替えられ、固体撮像素子１１０のモー
ドは、１本の走査線上に並ぶ複数の受光素子の受光信号
を順次出力した後に他の走査線上に並ぶ複数の受光素子
の受光信号を順次出力する、第２のモードに切り替えら
れる。

【００３７】固体撮像素子駆動部１２１は、位置センサ
１６から出力された位置検出信号１６ｓにより画像取り
込みのタイミングを初期化した後、基本クロック発生部
１２４で発生されクロックセレクタ１２３で選択された
繰り返し周波数７．１５ＭＨｚのクロック信号１２４ｂ
を固体撮像素子１１０に送る。このクロック信号１２４
ｂに応答して、固体撮像素子１１０は、同一の走査線に
並ぶ受光素子で得られた受光信号が連続的に出力される
ようにこれらの受光信号を順次出力する。

【００３８】Ａ／Ｄ駆動部１２２（図１参照）は、モー
ド切替信号１５ｓとは無関係に、繰り返し周波数が７．
１５ＭＨｚの第２のクロック信号をＡ／Ｄ変換器１５０
に供給する。このように、第２のモードに設定された固
体撮像素子１１０からは、１画面につき水平画素数７６
８、垂直画素数４９４の画像信号がＳ／Ｈ部１３０に出
力される。Ｓ／Ｈ部１３０では、固体撮像素子１１０か
ら出力された受光信号をサンプルホールドしてアナログ
ビデオ信号として出力する。増幅器１４０は、Ｓ／Ｈ部
１３０から出力されたアナログビデオ信号をＡ／Ｄ変換
に必要なレベルまで増幅してＡ／Ｄ変換器１５０に出力
する。

【００３９】Ａ／Ｄ変換器１５０は、増幅されたアナロ
グビデオ信号を、Ａ／Ｄ駆動部１２２から受け取った、
繰り返し周波数７．１５ＭＨｚのクロック信号１２４ｃ
に応じてデジタル信号に変換する。第２のモードの場合
は、固体撮像素子１１０とＡ／Ｄ変換器１５０とは同じ
周波数で駆動されるので、第２のモードによって得られ
るデジタル信号の水平方向の画素数は、固体撮像素子１
１０の水平方向の受光素子の数と同じ７６８個である。
また、垂直方向の画素数も、固体撮像素子１１０の垂直
方向の受光素子の数と同じ４９４個である。

【００４０】本来、固体撮像素子１１０を繰り返し周波
数１４．３ＭＨｚで駆動することにより得られる出力信
号は、７６８個×４９４個という高い解像度を有する
が、分解能は低い。Ｓ／Ｎ比を落とさないで分解能を高
めるには、固体撮像素子１１０の繰り返し周波数を下げ
ればよい。本実施形態では、固体撮像素子１１０の繰り
返し周波数を本来の１４．３ＭＨｚの半分の７．１５Ｍ
Ｈｚとしている。

【００４１】以上説明したように、固体撮像素子１１０
を第１のモードに切り替えた場合は、得られるデジタル
信号の有効画素数は３８４Ｈ×２４７Ｖとなり第２のモ
ードに比し解像度は低下するものの、高ダイナミックレ
ンジ、且つ、高処理速度で画像処理を行うことができ
る。また、固体撮像素子１１０を第２のモードに切り替
えた場合は、高Ｓ／Ｎ比を確保したままで、有効画素数
７６８Ｈ×４９４Ｖの高解像度のデジタル信号を得るこ
とができる。但し、処理速度は、本実施形態の場合、第
１のモードの処理速度の２分の１に低下する。

【００４２】なお、本実施形態においては、第１のモー
ドにおけるＡ／Ｄ変換器１５０のクロック信号の繰り返
し周波数を固体撮像素子１１０のクロック信号の繰り返
し周波数の２分の１とした例を示しているが、第１のモ
ードにおけるＡ／Ｄ変換器１５０のクロック信号の繰り
返し周波数は、撮像回路の目的、用途に応じ、固体撮像
素子１１０のクロック信号の繰り返し周波数より適切な
周波数分だけ低く設定すればよく、２分の１に限定され
るものではない。

【００４３】また、本実施例においては、第２のモード
における固体撮像素子１１０及びＡ／Ｄ変換器１５０の
クロック信号の繰り返し周波数を、固体撮像素子１１０
の本来のクロック信号の繰り返し周波数の２分の１とし
た例を示しているが、第２のモードにおける固体撮像素
子１１０及びＡ／Ｄ変換器１５０のクロック信号の繰り
返し周波数は、撮像回路の目的、用途に応じ、固体撮像
素子１１０の本来のクロック信号の繰り返し周波数より
所望の周波数分だけ低く設定すればよく、２分の１に限
定されるものではない。

【００４４】なお、第２のモードにおける固体撮像素子
１１０及びＡ／Ｄ変換器１５０のクロック信号の繰り返
し周波数を、第１のモードにおけるＡ／Ｄ変換器１５０
のクロック信号の繰り返し周波数と同一とすることによ
り、撮像回路１００の回路構成を簡単なものとすること
ができるので、コスト低減の見地から好ましい。また、
本実施形態には、第１のモードにおいて、固体撮像素子
が、隣接する２本の走査線を同時に読み出す例のみが示
されているが、同時に読み出される走査線の本数は２本
に限られるものではなく、３本あるいはそれ以上の本数
の走査線が同時に読み出されるように構成してもよい。
このように、同時に読み出す走査線の本線を増やすこと
により処理速度を３倍あるいはそれ以上に向上させるこ
とができる。

【００４５】また、本実施形態における撮像回路は、カ
ラー画像処理用として回転フィルタを用いた色分解手段
を組み込んだ構成となっているが、本発明の撮像回路は
カラー画像処理用に限定されるものではなく、上記の実
施形態における撮像回路から色分解手段を省いて白黒画
像処理用として構成することも容易である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像回路
によれば、１つの撮像回路に高ダイナミックレンジの出
力モードと高解像度の出力モードとを備え、簡単なモー
ド切替操作により、２通りの用途に使い分けられる撮像
回路を実現することができるので、高ダイナミックレン
ジで画像の解析をする必要のある場合と、鑑賞用や保存
用のための解像度の高いハードコピーが必要な場合と
で、別々のビデオカメラを用意する必要がなくなり、１
台のビデオカメラで簡単なモード切替だけで２通りの用
途に使い分けができるため、操作性が高い。また、本発
明の撮像回路を組み込んだ画像処理装置の回路構成が簡
略化されコスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像回路の一実施形態のブロック図で
ある。

【図２】本発明の撮像回路の一実施形態に用いられる回
転フィルタの平面図である。

【図３】本発明の撮像回路の一実施形態に用いられる位
置センサの検出タイミングと、固体撮像素子から出力さ
れる画像信号の出力タイミングとを示す説明図である。

【図４】本発明の撮像回路の一実施形態に用いられた固
体撮像素子から出力されるインターレース方式の走査線
信号を２次元的に表示した図である。

【図５】本発明の撮像回路の一実施形態における駆動部
の一部のブロック図である。

【符号の説明】

１０写真現像処理装置１１ネガフィルム１２光源部１３フィルム走行部１３ｃ走行制御部１３ｓ走行制御信号１４ズームレンズ部１４ｍモータ１４ｃズーム制御部１４ｓ倍率信号１５回転フィルタ１５ｂフィルタプレート（青）１５ｃフィルタ制御部１５ｄフィルタプレート（黒）１５ｆフィルタフレーム１５ｇフィルタプレート（緑）１５ｒフィルタプレート（赤）１５ｍモータ１５ｎノッチ１５ｓモード切替信号１６位置センサ１６ｓ位置検出信号１７操作部１００撮像回路１１０固体撮像素子１２０駆動部１２１固体撮像素子駆動部１２１ａ第１出力制御回路１２１ｂ第２出力制御回路１２２Ａ／Ｄ駆動部１２３クロックセレクタ１２４基本クロック発生部１２４ａ第１の繰り返し周波数のクロック信号１２４ｂ第２の繰り返し周波数のクロック信号１３０Ｓ／Ｈ部１４０増幅器１５０Ａ／Ｄ変換器２００ａ，２００ｂ，２００ｃ走査線２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ走査線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の第１の方向に並ぶ複数の受光素子
から成る走査線が該第１の方向に交わる第２の方向に複
数配列されて成り、所定の第１のクロック信号に応答し
て、同一の走査線に並ぶ受光素子で得られた受光信号が
連続的に出力されるようにこれらの受光信号を順次出力
する固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力された
受光信号を、所定の第２のクロック信号に応じてデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを備えた撮像回路にお
いて、前記固体撮像素子が、所定のモード切替信号に応じて自
在に切り替えられる、前記第２の方向に隣接して並ぶ、
走査線複数本ずつ、該複数本の走査線上の複数の受光素
子の受光信号を互いに加算して出力する第１のモード
と、走査線１本ずつ、該１本の走査線上に並ぶ複数の受
光素子の受光信号を順次出力する第２のモードとを有
し、前記固体撮像素子を前記第１のモードに切り替えた際
に、所定の第１の繰り返し周波数のクロック信号を前記
第１のクロック信号として前記固体撮像素子に送ると共
に、該第１の繰り返し周波数よりも低い所定の第２の繰
り返し周波数のクロック信号を前記第２のクロック信号
として前記Ａ／Ｄ変換器に送り、前記固体撮像素子を前
記第２のモードに切り替えた際に、所定の繰り返し周波
数のクロック信号を前記第１のクロック信号及び前記第
２のクロック信号として、前記固体撮像素子及び前記Ａ
／Ｄ変換器に送る駆動部を備えたことを特徴とする撮像
回路。
【請求項２】前記前記固体撮像素子を前記第２のモー
ドに切り替えた際に、前記第１のクロック信号及び前記
第２のクロック信号として前記固体撮像素子及び前記Ａ
／Ｄ変換器に送られるクロック信号の繰り返し周波数
と、前記固体撮像素子を前記第１のモードに切り替えた
際に、前記Ａ／Ｄ変換器に送られる前記第２のクロック
信号の繰り返し周波数とが同一であることを特徴とする
請求項１記載の撮像回路。