JPH09163388A - Image pickup device and image signal processor - Google Patents

Image pickup device and image signal processor

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JPH09163388A
JPH09163388A JP7319122A JP31912295A JPH09163388A JP H09163388 A JPH09163388 A JP H09163388A JP 7319122 A JP7319122 A JP 7319122A JP 31912295 A JP31912295 A JP 31912295A JP H09163388 A JPH09163388 A JP H09163388A
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signal
solid
image pickup
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Yuichi Shibata
祐一 柴田
Akinobu Ichikawa
明伸 市川
Seiji Yoshida
政二 吉田
Kosuke Kinoshita
浩介 木下
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the image pickup device and the image signal processing unit to solve problems such that an HDTV television camera is not proper to a hard endoscope television camera because the size is large and the weight is heavy, the wide aspect ratio is not in use, valid image information of the character image is missing when a character is outputted with an image simultaneously. SOLUTION: Picture elements of solid-state image pickup elements 19B, 19R, 19G1, 19G2 are 768 picture elements in the horizontal direction and 494 picture elements in the vertical direction, which are equivalent to an aspect ratio of 4:3. The solid-state image pickup elements 19G1, 19G2 are arranged while being deviated by one picture element in the vertical direction and by one 1/2 picture element pitch in the horizontal direction. The solid-state image pickup elements 19B, 19R are arranged by 172 picture element in the vertical direction with respect to the G solid-state image pickup elements. Thus, the image signal whose aspect ratio is 4:3 with vertical resolution nearly twice vertical resolution of the NTSC system is obtained. A synchronizing signal in compliance with the HDTV studio standards is added to the image signal and the resulting signal is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置及び画像信
号処理装置に係り、特にNTSC方式等の標準テレビジ
ョン方式の約2倍の垂直解像度を得る、医療用や工業用
の硬性内視鏡に最適な撮像装置及び画像信号処理装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus and an image signal processing apparatus, and more particularly to a medical or industrial rigid endoscope for obtaining vertical resolution about twice that of a standard television system such as the NTSC system. The present invention relates to an optimal imaging device and image signal processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】硬性内視鏡は直径10mm、長さ300
mm程度のステンレス製の筒状の中に複数のレンズの組
み合わせによって構成される内視鏡である。特に医療の
分野でこの硬性内視鏡を用いた手術は、低侵襲性から安
全性が高く、術後の回復が早い等の利点より近年急速に
普及してきているものである。かかる硬性内視鏡を用い
た手術は、通常、硬性内視鏡に装着したNTSC方式の
撮像装置(以下、テレビカメラともいう)で被写体を撮
像し、得られた画像信号をテレビジョン受像機でモニタ
ーしながら行われる。
2. Description of the Related Art A rigid endoscope has a diameter of 10 mm and a length of 300.
The endoscope is composed of a combination of a plurality of lenses in a stainless steel cylinder of about mm. Particularly in the medical field, surgery using this rigid endoscope has been rapidly spread in recent years because of its advantages such as low invasiveness, high safety, and quick recovery after surgery. In surgery using such a rigid endoscope, a subject is usually imaged by an NTSC imaging device (hereinafter, also referred to as a TV camera) attached to the rigid endoscope, and the obtained image signal is displayed on a television receiver. It is done while monitoring.

【0003】上記の手術の安全性をより向上させるため
には、テレビカメラの出力画像信号の高解像度化、高画
質化が必要とされている。そのため、硬性内視鏡に装着
したNTSC方式のテレビカメラは当初、一つの固体撮
像素子を用いた単板式が用いられていたが、近年は高画
質化のために光の3原色それぞれ独立に3枚の固体撮像
素子を用いた3板式のテレビカメラが用いられるように
なってきている。
In order to further improve the safety of the above-mentioned surgery, it is necessary to increase the resolution and quality of the output image signal of the television camera. For this reason, the NTSC system television camera mounted on the rigid endoscope was initially a single-panel type using one solid-state image sensor, but in recent years, three primary colors of light have been independently used to improve image quality. A three-plate type television camera using a single solid-state image pickup element has come into use.

【0004】NTSC方式の3板テレビカメラでは、水
平方向解像度に関しては空間画素ずらし法を用いること
によって、約750TV本まで高められているが、垂直
解像度に関してはNTSC方式の有効走査線数が485
本であること、2:1インターレース走査を行うことな
どのために約350本が限界になる。従って、より高解
像度を実現するためには、NTSC方式のテレビカメラ
ではなく、より走査線数の多い方式のテレビカメラを使
用する必要がある。
In the NTSC system three-panel television camera, the spatial resolution is increased to about 750 TV lines for the horizontal resolution, but the vertical scanning has an effective scanning line number of 485 for the NTSC system.
The number of lines is about 350 because the number of lines is 2: 1 interlaced scanning. Therefore, in order to realize higher resolution, it is necessary to use a TV camera of a system having a larger number of scanning lines, instead of a TV camera of the NTSC system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】NTSC方式よりも走
査線数の多いテレビカメラとしては、従来よりNTSC
方式の約2倍の走査線数を持つ、ハイビジョン方式など
のHDTV(HighDefinition TV)方
式のテレビカメラが従来より知られている。このHDT
V方式のテレビカメラとしては、放送局用と業務用が商
品化されているが、NTSC方式用テレビカメラに比べ
放送局用で約5倍、業務用で約2.5倍の画素数が必要
とされるために、その撮像素子の光学サイズは小さいも
ので2/3インチであり、NTSC方式の民生用テレビ
カメラの主流となっている1/3インチに比べ装置が大
きく、また重いものとなってしまう。従って、テレビカ
メラの操作を手動で行う硬性内視鏡用テレビカメラとし
ては、上記のHDTV用テレビカメラは大型で重量が重
いために不向きであるという問題がある。
As a television camera having a larger number of scanning lines than the NTSC system, the NTSC system has been proposed.
2. Description of the Related Art A television camera of HDTV (High Definition TV) system, such as a high-definition system, having approximately twice as many scanning lines as that of the system is conventionally known. This HDT
V-type TV cameras have been commercialized for broadcasting and commercial use, but require about 5 times the number of pixels for broadcasting stations and about 2.5 times the number of pixels for commercial use as compared to TV cameras for NTSC systems. Therefore, the image sensor has a small optical size of 2/3 inch, which is larger and heavier than 1/3 inch, which is the mainstream of the NTSC consumer TV cameras. turn into. Therefore, as a TV camera for a rigid endoscope in which the TV camera is manually operated, the HDTV TV camera is unsuitable because it is large and heavy.

【0006】一方、硬性内視鏡から得られる映像は、円
形で視野を広く取る必要があるので、撮像素子に結像さ
れる画額は撮像素子の有効画素領域に外接するように、
又は外接と内接の中間に設定される。従って、NTSC
方式のテレビカメラの場合、内視鏡から得られる映像
は、図16(A)に1で示すように撮像素子の有効画素
領域2に対して内接するか、同図(B)に3で示すよう
に撮像素子の有効画素領域2に対して内接と外接の中間
の設定とされる。
On the other hand, an image obtained from a rigid endoscope needs to have a circular shape and a wide field of view, so that the image formed on the image sensor is circumscribed in the effective pixel area of the image sensor.
Or, it is set between the circumscribed and the inscribed. Therefore, NTSC
In the case of the television camera of the system, the image obtained from the endoscope is inscribed in the effective pixel area 2 of the image sensor as shown by 1 in FIG. 16A, or as shown by 3 in FIG. Thus, the effective pixel area 2 of the image sensor is set to an intermediate setting between inscribed and circumscribed.

【0007】これに対し、仮にHDTV方式のテレビカ
メラを硬性内視鏡に使用する場合は、HDTV方式では
アスペクト比が16:9のワイドな有効画素領域を持つ
ので、内視鏡から得られる映像は、図16(C)に4で
示すように撮像素子の有効画素領域5に対して内接する
か、同図(D)に6で示すように撮像素子の有効画素領
域5に対して内接と外接の中間の設定とされる。従っ
て、図16(A)〜(D)からわかるように、硬性内視
鏡にHDTV方式テレビカメラを用いたときは、同図
(C)の場合は撮像素子の有効画素領域5の不使用部分
が多く、また同図(D)の場合は撮像不可な領域が多過
ぎ、16:9のワイドアスペクト比は全く無駄になって
しまう。
On the other hand, if an HDTV television camera is used for a rigid endoscope, the HDTV system has a wide effective pixel area with an aspect ratio of 16: 9, and thus an image obtained from the endoscope is obtained. Is inscribed in the effective pixel area 5 of the image sensor as shown by 4 in FIG. 16C or inscribed in the effective pixel area 5 of the image sensor as shown by 6 in FIG. 16D. It is set in the middle between circumscribed and. Therefore, as can be seen from FIGS. 16A to 16D, when the HDTV system television camera is used as the rigid endoscope, in the case of FIG. 16C, the unused portion of the effective pixel area 5 of the image sensor is used. In the case of FIG. 7D, too many regions cannot be imaged, and the wide aspect ratio of 16: 9 is completely wasted.

【0008】また、従来の画像信号処理装置では日付、
時間、テレビカメラの各種モード情報等のキャラクタ
(文字や記号)を画像と同時に出力する場合は、図17
に示すように画面の垂直ブランキング領域7と有効画像
領域8のうち、有効画像領域8の一部分にキャラクタ画
像9を有効画像にミックスして表示するようにしてい
る。このため、従来はキャラクタ画像9がミックスして
いる部分の有効画像情報が欠落する。硬性内視鏡による
手術では画像中心部の情報だけでなく、周辺部の情報も
手術の安全上重要であり、上記の有効画像情報の欠落は
問題である。
In the conventional image signal processing device, the date,
When outputting characters (characters or symbols) such as time and various mode information of the TV camera at the same time as the image, FIG.
As shown in, the character image 9 is mixed with the effective image and displayed in a part of the effective image area 8 of the vertical blanking area 7 and the effective image area 8 of the screen. Therefore, conventionally, the effective image information of the portion where the character image 9 is mixed is lost. In surgery using a rigid endoscope, not only information in the central portion of the image but also information in the peripheral portion is important for the safety of the surgery, and the above-mentioned lack of effective image information is a problem.

【0009】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
標準テレビジョン方式とアスペクト比が同一で、かつ、
垂直解像度を向上した画像信号を出力し得る撮像装置及
び画像信号処理装置を提供することを目的とする。
[0009] The present invention has been made in view of the above points,
It has the same aspect ratio as the standard television system, and
An object of the present invention is to provide an image pickup device and an image signal processing device that can output an image signal with improved vertical resolution.

【0010】また、本発明の他の目的は、HDTV方式
の装置を変更無しに使用できる画像信号を出力し得る撮
像装置及び画像信号処理装置を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide an image pickup device and an image signal processing device capable of outputting an image signal which can be used in an HDTV system device without any change.

【0011】更に、本発明の他の目的は、有効画像の欠
落無くキャラクタ画像を表示し得る撮像装置及び画像信
号処理装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an image pickup apparatus and an image signal processing apparatus capable of displaying a character image without missing an effective image.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の画像信号処理装置は、被写体からの入射光
を少なくとも3原色光に分離する色分離光学系と、色分
離光学系からの各原色光を受光して原色信号を得る、そ
れぞれ標準テレビジョン方式のアスペクト比に相当する
複数の画素からなり、かつ、互いの垂直方向の画素位置
が特定の位置関係となるように配置された複数の固体撮
像素子と、複数の固体撮像素子の出力原色信号から標準
テレビジョン方式の約2倍の垂直解像度をもち、かつ、
HDTVスタジオ規格の水平走査周波数の画像信号を生
成する信号処理手段と、信号処理手段の出力画像信号に
HDTVスタジオ規格の同期信号を付加して出力する付
加手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image signal processing apparatus of the present invention comprises a color separation optical system for separating incident light from a subject into at least three primary color lights, and a color separation optical system. Each of the primary color lights is received to obtain a primary color signal, each of which is composed of a plurality of pixels corresponding to the aspect ratio of the standard television system, and is arranged such that the pixel positions in the vertical direction of each have a specific positional relationship. And a plurality of solid-state image pickup devices, and output vertical color signals of the plurality of solid-state image pickup devices have a vertical resolution about twice that of a standard television system, and
The present invention is characterized by having a signal processing means for generating an image signal of a horizontal scanning frequency of the HDTV studio standard, and an adding means for adding a synchronizing signal of the HDTV studio standard to the output image signal of the signal processing means and outputting the signal.

【0013】また、本発明の撮像装置は、被写体からの
入射光を青色光、赤色光、第1及び第2の緑色光に分離
する色分離光学系と、色分離光学系からの青色光、赤色
光、第1及び第2の緑色光をそれぞれ別々に受光して原
色信号を得る、それぞれ水平方向と垂直方向の画素数が
標準テレビジョン方式のアスペクト比に相当する複数の
画素からなる第1乃至第4の固体撮像素子とを有し、青
色光を受光する第1の固体撮像素子及び赤色光を受光す
る第2の固体撮像素子の少なくとも一方は、第1及び第
2の緑色光を受光する第3及び第4の固体撮像素子のう
ち第3の固体撮像素子に対し相対的に少なくとも垂直方
向に1/2画素ピッチずらして配置すると共に、第3及
び第4の固体撮像素子は相対的に少なくとも垂直方向に
1画素ピッチずらした配置としたことを特徴とする。
Further, the image pickup apparatus of the present invention includes a color separation optical system for separating incident light from a subject into blue light, red light, first and second green light, and blue light from the color separation optical system. A first pixel composed of a plurality of pixels each of which receives the red light and the first and second green lights separately to obtain a primary color signal and whose horizontal and vertical pixel numbers correspond to the aspect ratio of the standard television system, respectively. To a fourth solid-state image sensor, at least one of the first solid-state image sensor that receives blue light and the second solid-state image sensor that receives red light receives first and second green light. Among the third and fourth solid-state image pickup elements, the third solid-state image pickup element is relatively displaced with respect to the third solid-state image pickup element by 1/2 pixel pitch in the vertical direction, and the third and fourth solid-state image pickup elements are relatively arranged. At least one pixel pitch in the vertical direction Characterized in that the arrangement was.

【0014】また、本発明の撮像装置は被写体からの入
射光を青色光、赤色光、緑色光に分離する色分離光学系
と、色分離光学系からの青色光、赤色光、緑色光をそれ
ぞれ別々に受光して原色信号を得る、それぞれ水平方向
と垂直方向の画素数が標準テレビジョン方式のアスペク
ト比に相当する複数の画素からなる、全画素読出し方式
の第1乃至第3の固体撮像素子とを有し、青色光を受光
する第1の固体撮像素子及び赤色光を受光する第2の固
体撮像素子は、緑色光を受光する第3の固体撮像素子に
対し相対的に少なくとも垂直方向に1/2画素ピッチず
らした配置としたことを特徴とする。
The image pickup apparatus of the present invention includes a color separation optical system for separating incident light from a subject into blue light, red light and green light, and blue light, red light and green light from the color separation optical system, respectively. First to third solid-state image pickup devices of an all-pixel reading system, each of which is separately received to obtain a primary color signal and is composed of a plurality of pixels whose horizontal and vertical pixel numbers correspond to the aspect ratio of the standard television system. And a second solid-state image sensor for receiving blue light and a second solid-state image sensor for receiving red light are at least perpendicular to the third solid-state image sensor for receiving green light. It is characterized in that the arrangement is shifted by a 1/2 pixel pitch.

【0015】本発明の撮像装置及び画像信号処理装置で
は、標準テレビジョン方式の約2倍の垂直解像度をも
ち、かつ、HDTVスタジオ規格の水平走査周波数の画
像信号にHDTVスタジオ規格の同期信号を付加して出
力するようにしたため、標準テレビジョン方式の画像信
号に比べて垂直解像度の高い高精細度の画像信号を当該
標準テレビジョン方式と同一のアスペクト比4:3で表
示することができる。
In the image pickup apparatus and the image signal processing apparatus of the present invention, the vertical resolution is about twice that of the standard television system, and the HDTV studio standard sync signal is added to the HDTV studio standard horizontal scanning frequency image signal. Since the image signal is output in the same manner as the standard television system, a high-definition image signal having a higher vertical resolution than the standard television system image signal can be displayed with the same aspect ratio 4: 3 as that of the standard television system.

【0016】また、本発明の画像信号処理装置は、色分
離光学系と複数の固体撮像素子と、複数の固体撮像素子
の出力原色信号から標準テレビジョン方式の約2倍の垂
直解像度をもち、かつ、HDTVスタジオ規格の水平走
査周波数の画像信号を生成する信号処理手段と、信号処
理手段の出力画像信号にHDTVスタジオ規格の同期信
号を付加して出力する第1の付加手段と、第1の付加手
段により同期信号が付加された画像信号の有効画像走査
期間と垂直ブランキング期間以外の走査期間にキャラク
タを付加する第2の付加手段とを有することを特徴とす
る。
Further, the image signal processing device of the present invention has a color separation optical system, a plurality of solid-state image pickup devices, and a vertical resolution about twice as high as that of a standard television system from output primary color signals of the plurality of solid-state image pickup devices. Also, a signal processing means for generating an image signal of a horizontal scanning frequency of the HDTV studio standard, a first adding means for adding an HDTV studio standard synchronization signal to the output image signal of the signal processing means, and outputting the same. It is characterized by further comprising second adding means for adding a character to the effective image scanning period of the image signal to which the synchronizing signal is added by the adding means and the scanning period other than the vertical blanking period.

【0017】この発明の画像信号処理装置では、標準テ
レビジョン方式の画像信号に比べて垂直解像度の高い高
精細度の画像信号を当該標準テレビジョン方式と同一の
アスペクト比4:3で表示するに際し、有効画像走査期
間以外の領域でキャラクタデータを表示させることがで
きる。
In the image signal processing device of the present invention, when displaying an image signal of high definition having a higher vertical resolution than that of the image signal of the standard television system at the same aspect ratio 4: 3 as that of the standard television system. Character data can be displayed in an area other than the effective image scanning period.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の第1の実施の形態の撮像素子及び
画像信号処理装置は、NTSC方式に対応した撮像素子
を複数使用してアスペクト比が4:3でNTSC方式の
垂直解像度の約2倍の600〜750TV本の垂直解像
度を有する画像信号を得るものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described. The image pickup device and the image signal processing device according to the first embodiment of the present invention use a plurality of image pickup devices compatible with the NTSC system and have an aspect ratio of 4: 3, which is about twice the vertical resolution of the NTSC system. An image signal having a vertical resolution of 750 TV lines is obtained.

【0019】この第1の実施の形態の撮像装置は図1に
示す色分解光学系を有し、その色分解光学系を構成する
複数の固体撮像素子の画素が図2に示す配置関係とされ
ている。また、第1の実施の形態の画像信号処理装置
は、第1の実施の形態の撮像装置と図3〜図5に示す信
号処理回路によって構成される。
The image pickup apparatus according to the first embodiment has the color separation optical system shown in FIG. 1, and the pixels of a plurality of solid-state image pickup devices constituting the color separation optical system are arranged as shown in FIG. ing. The image signal processing device according to the first embodiment is composed of the image pickup device according to the first embodiment and the signal processing circuit shown in FIGS.

【0020】まず、撮像装置の色分解光学系について図
1と共に説明するに、この色分解光学系は、入射光から
青色(B)光成分を取り出すためのBプリズム10と、
Bプリズム10からダイクロイック膜10aを透過した
光から赤色(R)光成分を取り出すためのRプリズム1
2と、Rプリズム12の透過光から緑色(G)光成分を
取り出すためのGプリズム14と、Gプリズム14に設
けられたハーフミラー16と、Bプリズム10からダイ
クロイック膜10a及びBプリズム10の入射面でそれ
ぞれ反射されて取り出された青色光がBトリミングフィ
ルタ13を通して入射される青色用固体撮像素子19B
と、Rプリズム12のダイクロイック膜12a及びRプ
リズム12の入射面でそれぞれ反射されて取り出された
赤色光がRトリミングフィルタ15を通して入射される
赤色用固体撮像素子19Rと、ハーフミラー16で反射
され、Gトリミングフィルタ17を通して緑色光が入射
される第1の緑色用固体撮像素子19G1と、ハーフミ
ラー16及びGトリミングフィルタ18をそれぞれ透過
した緑色光が入射される第2の緑色光用固体撮像素子1
9G2とより構成されている。
First, the color separation optical system of the image pickup apparatus will be described with reference to FIG. 1. This color separation optical system includes a B prism 10 for extracting a blue (B) light component from incident light,
R prism 1 for extracting a red (R) light component from light transmitted from the B prism 10 through the dichroic film 10a
2, a G prism 14 for extracting a green (G) light component from the transmitted light of the R prism 12, a half mirror 16 provided in the G prism 14, and a dichroic film 10a and a B prism 10 from the B prism 10. The solid-state image pickup device 19B for blue into which the blue light reflected by each surface and extracted is incident through the B trimming filter 13.
And the red light reflected and extracted by the dichroic film 12a of the R prism 12 and the incident surface of the R prism 12, respectively, is reflected by the red solid-state image sensor 19R that is incident through the R trimming filter 15, and the half mirror 16. The first solid-state image sensor for green light 19G1 on which green light is incident through the G trimming filter 17, and the second solid-state image sensor for green light 1 on which green light transmitted through each of the half mirror 16 and the G trimming filter 18 is incident.
It is composed of 9G2.

【0021】固体撮像素子19B、19R、19G1及
び19G2はそれぞれ電荷結合素子(CCD)により構
成されており、NTSC方式のアスペクト比4:3に相
当する例えば水平方向768画素、垂直方向494画素
から構成されている。
Each of the solid-state image pickup devices 19B, 19R, 19G1 and 19G2 is composed of a charge coupled device (CCD), and is composed of, for example, 768 pixels in the horizontal direction and 494 pixels in the vertical direction, which corresponds to an aspect ratio of 4: 3 in the NTSC system. Has been done.

【0022】また、固体撮像素子19B、19R、19
G1及び19G2は、図2に示す画素配列になるように
配置されている。図2において、大文字G、B、Rは奇
数フィールド、小文字g、b、rは偶数フィールドでそ
れぞれ読み出される画素であり、また、「G」及び
「g」は緑信号、「R」及び「r」は赤信号、「B」及
び「b」は青信号をそれぞれ示している。また、大文字
の「1」、「2」は、2枚のG用固体撮像素子19G1
及び19G2からそれぞれ読み出された画素であること
を示している。更に「rb」及び「RB」はR信号とB
信号が同時に、かつ、別々にそれぞれの固体撮像素子1
9B、19Rから読み出された画素である。
Further, the solid-state image pickup devices 19B, 19R, 19
G1 and 19G2 are arranged so as to have the pixel array shown in FIG. In FIG. 2, uppercase letters G, B, and R are pixels read in odd fields, lowercase letters g, b, and r are even pixels, and “G” and “g” are green signals, and “R” and “r”. "Indicates a red signal, and" B "and" b "indicate a blue signal. In addition, capital letters "1" and "2" indicate two G solid-state image pickup devices 19G1.
And 19G2, respectively. Furthermore, “rb” and “RB” are R signal and B
Signals are received simultaneously and separately for each solid-state image sensor 1
Pixels read from 9B and 19R.

【0023】G用の固体撮像素子19G1及び19G2
は、図2に示すように、垂直方向に1画素ずらし、か
つ、水平方向に1/2画素ピッチずらして配置されてい
る。しかし、これだけでは垂直解像度はG用固体撮像素
子19G1及び19G2の持つ画素相当の解像度しか得
られないため、解像力向上のために、B用及びR用の固
体撮像素子19B及び19Rを、一方のG用の固体撮像
素子に対して1/2画素ピッチ垂直方向にずらして配置
している。
Solid-state image pickup devices 19G1 and 19G2 for G
As shown in FIG. 2, the pixels are arranged with a vertical shift of 1 pixel and a horizontal shift of 1/2 pixel pitch. However, since the vertical resolution can only obtain the resolution corresponding to the pixels of the G solid-state image pickup devices 19G1 and 19G2, the B and R solid-state image pickup devices 19B and 19R are connected to one of the G solid-state image pickup devices 19G and 19R to improve the resolution. It is arranged so as to be displaced in the vertical direction by a ½ pixel pitch with respect to the solid-state image pickup device for use.

【0024】画像の垂直解像度を決定する輝度信号
(Y)は、例えば国際電気通信連合(ITU)で規定さ
れたHDTVスタジオ規格(ITU−R勧告709)で
は、 Y=0.212R+0.701G+0.087B (1) で表されるため、G信号により主として決定されるが、
R信号及びB信号にも依存している。このため、R用固
体撮像素子19R及びB用固体撮像素子19Bを有効利
用して輝度信号Yを生成することにより、垂直解像度の
向上を図ることができる。なお、G用固体撮像素子19
G1及び19G2を互いに水平方向に1/2画素ピッチ
ずらしたのは、水平解像度向上のためである。
The luminance signal (Y) that determines the vertical resolution of the image is, for example, Y = 0.212R + 0.701G + 0.087B in the HDTV studio standard (ITU-R recommendation 709) defined by the International Telecommunication Union (ITU). Since it is represented by (1), it is mainly determined by the G signal.
It also depends on the R and B signals. Therefore, the vertical resolution can be improved by effectively utilizing the R solid-state image sensor 19R and the B solid-state image sensor 19B to generate the luminance signal Y. The solid-state image sensor 19 for G
The reason why G1 and 19G2 are shifted from each other in the horizontal direction by 1/2 pixel pitch is to improve the horizontal resolution.

【0025】4枚の固体撮像素子19B、19R、19
G1及び19G2は同時駆動されるようにされているか
ら、図2において(m,n)の同じ画素が同時に読み出
される。例えば、G1m,n、G2m,n、RBm,n
(=Rm,n、Bm,n)の4つは奇数フィールドで同
時に読み出される。
Four solid-state image pickup devices 19B, 19R, 19
Since G1 and 19G2 are driven simultaneously, the same pixel of (m, n) in FIG. 2 is read out at the same time. For example, G1m, n, G2m, n, RBm, n
Four (= Rm, n, Bm, n) are read simultaneously in the odd field.

【0026】各固体撮像素子19B、19R、19G1
及び19G2からの撮像信号の読み出し処理は、図3に
示す信号処理回路によって行われる。同図において、B
用とR用の各固体撮像素子19B、19Rから取り出さ
れ、図示しないA/D変換器を通して得られたB画素デ
ータDB及びR画素データDRは、フィールドメモリ2
5、26とフレーム合成回路27、28によりフレーム
合成されて、対応する垂直高域フィルタ29、30へ入
力される。垂直高域フィルタ29、30より取り出され
た垂直高域成分は、それぞれ加算器31、32に供給さ
れて、次式により加算演算されて垂直高域周波数信号V
H1、VH2が生成される。
Each solid-state image pickup device 19B, 19R, 19G1
The readout processing of the image pickup signals from the signals 19G2 and 19G2 is performed by the signal processing circuit shown in FIG. In the figure, B
B pixel data DB and R pixel data DR extracted from the respective solid-state image pickup devices 19B and 19R for R and R and obtained through an A / D converter (not shown) are stored in the field memory 2
5, 26 and the frame synthesizing circuits 27, 28 synthesize the frames and input them to the corresponding vertical high-pass filters 29, 30. The vertical high-pass components extracted from the vertical high-pass filters 29 and 30 are supplied to adders 31 and 32, respectively, and are subjected to addition calculation by the following equation to obtain the vertical high-pass frequency signal V.
H1 and VH2 are generated.

【0027】[0027]

【数1】 一方、各入力ディジタル信号(画素データ)DB、D
R、DG1及びDG2はマトリクス回路33に供給され
て、以下の(4)式〜(7)式のマトリクス演算により
輝度信号Y1、Y2、y1及びy2を生成させる。
[Equation 1] On the other hand, each input digital signal (pixel data) DB, D
R, DG1 and DG2 are supplied to the matrix circuit 33, and the luminance signals Y1, Y2, y1 and y2 are generated by the matrix calculation of the following equations (4) to (7).

【0028】 Y1m,n=0.701G1m,n+{0.212(Rm,n+Rm+1,n)/2} +0.087(Bm,n+Bm+1,n)/2 (4) Y2m,n=0.701G2m,n+0.212Rm,n+0.087Bm,n (5) y1m,n=0.701g1m,n+{0.212(rm,n+rm+1,n)/2} +0.087(bm,n+bm+1,n)/2 (6) y2m,n=0.701g2m,n+0.212rm,n+0.087bm,n (7) また、マトリクス回路33は下記の(8)式〜(11)
式により色差信号(R−Y)、(B−Y)、(r−y)
及び(b−y)を生成出力する。
Y1m, n = 0.701 G1m, n + {0.212 (Rm, n + Rm + 1, n) / 2} +0.087 (Bm, n + Bm + 1, n) / 2 (4) Y2m, n = 0.701G2m, n + 0 .212Rm, n + 0.087Bm, n (5) y1m, n = 0.701g1m, n + {0.212 (rm, n + rm + 1, n) / 2} +0.087 (bm, n + bm + 1, n) / 2 (6) y2m, n = 0.701g2m, n + 0.212rm, n + 0.087bm, n (7) Further, the matrix circuit 33 has the following equations (8) to (11).
Color difference signals (RY), (BY), (ry) according to the formula
And (by) are generated and output.

【0029】 (R−Y)m,n=Rm,n−Ym,n (8) (B−Y)m,n=Bm,n−Ym,n (9) (r−y)m,n=rm,n−ym,n (10) (b−y)m,n=bm,n−ym,n (11) マトリクス回路33より出力された輝度信号Y1及びy
1は加算器34に供給されて、加算器31よりの信号と
加算されることにより(12)式で表される広帯域の高
域付加信号Y1*とされる。
(RY) m, n = Rm, n-Ym, n (8) (BY) m, n = Bm, n-Ym, n (9) (ry) m, n = rm, n−ym, n (10) (by) m, n = bm, n−ym, n (11) The luminance signals Y1 and y output from the matrix circuit 33.
1 is supplied to the adder 34 and is added to the signal from the adder 31 to form a wideband high-frequency additional signal Y1 * represented by the equation (12).

【0030】 Y1*m,n=Y1m,n+VH1m,n (12) また、マトリクス回路33より出力された輝度信号Y2
及びy2は加算器35に供給されて、加算器32よりの
信号と加算されることにより(13)式で表される広帯
域の高域付加信号Y2*とされる。
Y1 * m, n = Y1m, n + VH1m, n (12) Also, the luminance signal Y2 output from the matrix circuit 33.
And y2 are supplied to the adder 35 and added with the signal from the adder 32 to be a wideband high-frequency added signal Y2 * represented by the equation (13).

【0031】 Y2*m,n=Y2m,n+VH2m,n (13) 切換スイッチ36はフィールドパルスに基づいて、奇数
フィールドは高域付加信号Y1*を選択し、偶数フィー
ルドはマトリクス回路33の出力信号y1をそのまま選
択する。同様に、切換スイッチ37はフィールドパルス
に基づいて、奇数フィールドは高域付加信号Y2*を選
択し、偶数フィールドはマトリクス回路33の出力信号
y2をそのまま選択する。
Y2 * m, n = Y2m, n + VH2m, n (13) The changeover switch 36 selects the high frequency band additional signal Y1 * on the basis of the field pulse and the output signal y1 of the matrix circuit 33 on the even field. Select as is. Similarly, the changeover switch 37 selects the high frequency band additional signal Y2 * for the odd field and the output signal y2 of the matrix circuit 33 for the even field as it is based on the field pulse.

【0032】倍速変換回路38はこれら切換スイッチ3
6及び37の出力信号とマトリクス回路33の出力色差
信号とに基づいて輝度信号Y、色差信号R−Y及びB−
Yをそれぞれ生成して出力する。この倍速変換回路38
自体は公知の回路で、例えば図4に示す如き構成とされ
ている。図3の切換スイッチ36及び37からの輝度信
号Y1*とy1、Y2*とy2は図4のラインメモリ4
1、43に入力され、また、図3のマトリクス回路33
からの色差信号(B−Y)と(b−y)、(R−Y)と
(r−y)はそれぞれ図4のラインメモリ46、50に
入力され、それぞれ1ライン分の画素データが格納され
る。
The double speed conversion circuit 38 uses these changeover switches 3
Based on the output signals of 6 and 37 and the output color difference signal of the matrix circuit 33, the luminance signal Y and the color difference signals RY and B-
Y is generated and output respectively. This double speed conversion circuit 38
The circuit itself is a known circuit, and has a structure as shown in FIG. 4, for example. The luminance signals Y1 * and y1, Y2 * and y2 from the changeover switches 36 and 37 of FIG.
1, 43 and the matrix circuit 33 of FIG.
The color difference signals (BY) and (by), (RY), and (ry) from the color difference signals are input to the line memories 46 and 50 of FIG. 4, respectively, and the pixel data for one line is stored in each. To be done.

【0033】これらの入力信号の水平走査周波数は、H
DTVスタジオ規格信号の水平走査周波数fHの1/2
倍の周波数の16.875kHzである。NTSC方式
の固体撮像素子の信号読み出し走査周波数は15.75
kHzであるが、この値はfH/2と概略同じであるの
で、格別な対策を講ずることなく使用できる。
The horizontal scanning frequency of these input signals is H
1/2 of horizontal scanning frequency f H of DTV studio standard signal
This is double the frequency of 16.875 kHz. The signal readout scanning frequency of the NTSC solid-state image sensor is 15.75.
Although it is kHz, since this value is almost the same as f H / 2, it can be used without taking any special measures.

【0034】ラインメモリ41、43、46及び50は
それぞれ1ライン分の入力画素データを格納した時点
で、次段のラインメモリ42、44、47及び48、5
1及び52にそれぞれ高速で出力して格納させる。出力
制御部54の出力制御信号に基づいてラインメモリ4
2、44、47及び48、51及び52に格納された信
号は、HDTVスタジオ規格信号の水平走査周波数fH
で読み出される。
The line memories 41, 43, 46 and 50 store the input pixel data for one line respectively, and at the time when the line memories 42, 44, 47 and 48, 5 of the next stage are stored.
1 and 52 are output and stored at high speed respectively. Based on the output control signal of the output control unit 54, the line memory 4
The signals stored in 2, 44, 47 and 48, 51 and 52 are horizontal scanning frequencies f H of the HDTV studio standard signal.
Is read.

【0035】ラインメモリ42及び44から読み出され
た画素データは切換スイッチ45に入力され、ラインメ
モリ47及び48から読み出された画素データは切換ス
イッチ49に入力され、ラインメモリ51及び52から
読み出された画素データは切換スイッチ53に入力され
る。切換スイッチ45、49及び53は、それぞれ出力
制御部54からの制御信号により、入力画素データを1
ライン毎に交互に選択出力して走査変換を行う。このよ
うにして切換スイッチ45、49及び53から得られた
信号は、HDTVスタジオ規格の水平走査周波数33.
75kHzの信号となる。
The pixel data read from the line memories 42 and 44 is input to the changeover switch 45, the pixel data read from the line memories 47 and 48 is input to the changeover switch 49, and read from the line memories 51 and 52. The output pixel data is input to the changeover switch 53. The changeover switches 45, 49, and 53 change the input pixel data to 1 by the control signal from the output control unit 54, respectively.
Scan conversion is performed by alternately selecting and outputting each line. The signals thus obtained from the changeover switches 45, 49 and 53 are the horizontal scanning frequency 33.
It becomes a signal of 75 kHz.

【0036】上記の構成の倍速変換回路38から上記の
ようにして取り出されたHDTVスタジオ規格の水平走
査周波数33.75kHzの信号のうち、色差信号(R
−Y)及び(B−Y)はそれぞれ図5に示す乗算回路6
1、62に別々に入力されて所定の係数「0.63
5」、「0.539」を乗じられて色差信号PR、PB
された後、加算器64、65で同期信号発生回路63よ
りのHDTVスタジオ規格で定められた同期信号が付加
されて出力端子67、68へ出力される。
Of the signals of the horizontal scanning frequency 33.75 kHz of the HDTV studio standard extracted as described above from the double speed conversion circuit 38 having the above-mentioned configuration, the color difference signal (R
-Y) and (B-Y) are multiplication circuits 6 shown in FIG. 5, respectively.
1 and 62 are input separately and the predetermined coefficient "0.63
5 "and" 0.539 "are multiplied to obtain color difference signals P R and P B, and then adders 64 and 65 add a sync signal determined by the HDTV studio standard from the sync signal generation circuit 63. It is output to the output terminals 67 and 68.

【0037】また、これと同時に、倍速変換回路38よ
り出力されたHDTVスタジオ規格の水平走査周波数3
3.75kHzの輝度信号Yは、加算器66で同期信号
発生回路63よりのHDTVスタジオ規格で定められた
同期信号が付加されて出力端子69へ出力される。この
ようにして得られる輝度信号Yは、例えば水平方向15
36画素、垂直方向988画素の、NTSC方式の約4
倍の画素数に相当する高解像度な信号である。しかも、
上記Y、PR及びPBの各信号は、アスペクト比がNTS
C方式と同じ4:3であるため、HDTV信号とは異な
り、円形の画像を撮像する硬性内視鏡用テレビカメラと
して無駄になる画素を大幅に少なくでき、最適な高解像
度テレビカメラが実現される。
At the same time, the horizontal scanning frequency 3 of the HDTV studio standard output from the double speed conversion circuit 38 is output.
The 3.75 kHz luminance signal Y is added to the synchronizing signal defined by the HDTV studio standard from the synchronizing signal generating circuit 63 by the adder 66 and output to the output terminal 69. The luminance signal Y thus obtained is, for example, 15 in the horizontal direction.
36 pixels, 988 vertical pixels, about 4 in NTSC system
This is a high-resolution signal corresponding to twice the number of pixels. Moreover,
Each of the Y, P R, and P B signals has an aspect ratio of NTS.
Since it is 4: 3, which is the same as the C system, unlike HDTV signals, pixels that are wasted as a television camera for a rigid endoscope that captures a circular image can be significantly reduced, and an optimal high-resolution television camera is realized. It

【0038】以上説明した第1の実施の形態によれば、
通常のNTSC方式の3板テレビカメラに比し、撮像素
子を1枚追加するだけでよいので、現行の硬性内視鏡用
3板テレビカメラとほぼ同等のサイズと重量で実現でき
る。更に、このようにして得られた画像信号に対し、H
DTVスタジオ規格に定められる同期信号を付加して出
力するので、手術の際に必要な記録がHDTV信号記録
装置を変更無しに使用することが可能である。HDTV
信号記録装置にはW−VHS方式VTRやUNIHI方
式VTRがあり、特にW−VHS方式VTRは民生用に
開発された装置であるので、安価なシステム構成が可能
になる。
According to the first embodiment described above,
Compared to a normal NTSC 3-panel TV camera, only one image pickup element needs to be added, so that it can be realized with a size and weight almost equal to those of the current 3-panel TV camera for rigid endoscopes. Further, for the image signal thus obtained, H
Since the synchronizing signal defined in the DTV studio standard is added and output, the HDTV signal recording device can be used without modification for recording required during surgery. HDTV
The signal recording device includes a W-VHS system VTR and a UNIHI system VTR. In particular, since the W-VHS system VTR is a device developed for consumer use, an inexpensive system configuration is possible.

【0039】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。この第2の実施の形態の撮像素子及び画像信
号処理装置は、NTSC方式に対応した撮像素子で、か
つ、1フィールド間に全画素が読み出せる、いわゆる全
画素タイプの撮像素子を複数使用して、NTSC方式の
約2倍の垂直解像度を得るものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The image pickup device and the image signal processing device of the second embodiment use a plurality of so-called all-pixel type image pickup devices which are compliant with the NTSC system and which can read all pixels in one field. , The vertical resolution about twice that of the NTSC system is obtained.

【0040】この第2の実施の形態の撮像装置は図6に
示す色分解光学系を有し、その色分解光学系を構成する
複数の固体撮像素子の画素が図7に示す配置関係とされ
ている。また、第2の実施の形態の画像信号処理装置
は、第2の実施の形態の撮像装置と図8に示す信号処理
回路によって構成される。
The image pickup apparatus according to the second embodiment has the color separation optical system shown in FIG. 6, and the pixels of a plurality of solid-state image pickup devices constituting the color separation optical system are arranged as shown in FIG. ing. The image signal processing device of the second embodiment is composed of the image pickup device of the second embodiment and the signal processing circuit shown in FIG.

【0041】まず、全画素読み出し方式の固体撮像素子
(CCD)について説明する。全画素読み出し方式のC
CDは、EDTV−II方式のようなノンインターレース
方式や静止画像取り込み装置用に開発された撮像装置
で、図9に示す構成とされている。2次元マトリクス状
に配列された画素に相当する複数のフォトセンサ80の
うち、垂直方向に配列された複数のフォトセンサ80毎
に、対応する垂直転送CCD82に接続されている。垂
直転送CCD82の出力側は、水平転送CCD83及び
84に接続されている。水平転送CCD83及び84の
出力側は、増幅器85、86を介して出力端子に接続さ
れている。垂直転送用クロックとしてφV1、φV2、
φV3が垂直転送CCD8に入力され、水平転送用クロ
ックとしてφH1、φH2が水平転送CCD83及び8
4に入力されている。
First, a solid-state image pickup device (CCD) of the all pixel reading type will be described. All pixel readout method C
The CD is an imaging device developed for a non-interlaced system such as the EDTV-II system or a still image capturing device, and has a configuration shown in FIG. Of the plurality of photosensors 80 corresponding to the pixels arranged in a two-dimensional matrix, each of the plurality of photosensors 80 arranged in the vertical direction is connected to the corresponding vertical transfer CCD 82. The output side of the vertical transfer CCD 82 is connected to the horizontal transfer CCDs 83 and 84. The output sides of the horizontal transfer CCDs 83 and 84 are connected to output terminals via amplifiers 85 and 86. ΦV1, φV2 as vertical transfer clocks,
φV3 is input to the vertical transfer CCD 8 and φH1 and φH2 are used as horizontal transfer clocks for the horizontal transfer CCDs 83 and 8
4 has been entered.

【0042】この全画素読み出し方式CCDが通常の2
画素混合読み出し方式CCDと相違する点は主に2つあ
る。第1の相違点は、垂直方向に隣接する2つのフォト
センサ80からの電荷信号が垂直転送CCD82で混合
されない点である。第2の相違点は、垂直転送CCD8
2により垂直転送された電荷信号は、偶数ラインの画素
を読み出すための水平転送CCD83と、奇数ラインの
画素を読み出すための水平転送CCD84のそれぞれに
よって転送出力されるので、水平転送CCDが2つ並列
に必要である点である。
This all-pixel readout type CCD has a normal 2
There are two main differences from the pixel mixed readout CCD. The first difference is that the charge signals from two vertically adjacent photosensors 80 are not mixed by the vertical transfer CCD 82. The second difference is the vertical transfer CCD 8
The charge signal vertically transferred by 2 is transferred and output by the horizontal transfer CCD 83 for reading the pixels of the even lines and the horizontal transfer CCD 84 for reading the pixels of the odd lines, so that two horizontal transfer CCDs are arranged in parallel. This is a necessary point for.

【0043】通常の2画素混合読み出しCCDに対して
水平転送CCDが1本追加となるので、若干のコスト高
となるが、1本当りの水平転送CCDの転送速度は通常
の2画素混合読み出しCCDの転送速度と同じでよいの
で、技術的な難易度は高くない。そこで、例えば水平方
向724画素、垂直方向494画素の有効画素を持ち、
アスペクト比4:3の全画素読み出し方式CCDを使用
して、NTSC方式の約2倍の垂直解像度を得る撮像装
置を実現する。
Since one horizontal transfer CCD is added to the normal two-pixel mixed read CCD, the cost will be slightly higher, but the transfer rate of each horizontal transfer CCD is the normal two-pixel mixed read CCD. Since the transfer speed is the same as that of, the technical difficulty is not high. So, for example, with 724 horizontal pixels and 494 vertical effective pixels,
An all-pixel readout type CCD with an aspect ratio of 4: 3 is used to realize an image pickup device that obtains a vertical resolution about twice that of the NTSC type.

【0044】この第2の実施の形態で使用される撮像装
置の色分解光学系は、図6に示すように、入射光から青
色(B)光成分を取り出すためのBプリズム10と、B
プリズム10からダイクロイック膜10aを透過した光
から赤色(R)光成分を取り出すためのRプリズム12
と、Rプリズム12の透過光から緑色(G)光成分を取
り出すためのGプリズム20と、Bプリズム10からダ
イクロイック膜10a及びBプリズムの入射面でそれぞ
れ反射されて取り出された青色光がBトリミングフィル
タ13を通して入射される青色用固体撮像素子21B
と、Rプリズム12のダイクロイック膜12a及びRプ
リズム12の入射面でそれぞれ反射されて取り出された
赤色光がRトリミングフィルタ15を通して入射される
赤色用固体撮像素子21Rと、Gプリズム20及びGト
リミングフィルタ18をそれぞれ透過した緑色光が入射
される緑色用固体撮像素子21Gとにより構成されてい
る。
As shown in FIG. 6, the color separation optical system of the image pickup apparatus used in the second embodiment includes a B prism 10 for extracting a blue (B) light component from incident light, and a B prism 10
R prism 12 for extracting a red (R) light component from the light transmitted from the prism 10 through the dichroic film 10a
The G prism 20 for extracting a green (G) light component from the transmitted light of the R prism 12, and the blue light reflected by the incident surface of the dichroic film 10a and the B prism from the B prism 10 and extracted, are B trimmed. Blue solid-state image sensor 21B incident through the filter 13
And the solid state image pickup device 21R for red into which the red light reflected and extracted by the dichroic film 12a of the R prism 12 and the incident surface of the R prism 12 enters through the R trimming filter 15, the G prism 20 and the G trimming filter. The solid-state image pickup device 21G for green on which the green light transmitted respectively through 18 is incident.

【0045】固体撮像素子21B、21R及び21G
は、それぞれCCDにより構成されており、NTSC方
式のアスペクト比4:3に相当する、例えば水平方向7
24画素、垂直方向494画素から構成されている。こ
れらの固体撮像素子21B、21R及び21Gの画素配
列は、図7に示す画素配列に設定されている。図7は図
6に示した色分解光学系の光入射側から見た各センサの
水平垂直方向の位置関係が示されている。図7におい
て、「R、B」は固体撮像素子21B及び21Rそれぞ
れの画面上の画素配置位置、「G」は固体撮像素子21
Gの画面上の画素配置位置を示し、「n,m」は撮像素
子における画素位置座標が(n,m)であることを示
す。また、この撮像装置により得られた画像を表示する
画面上の水平画素位置の順番を「k」等、垂直方向のラ
イン順は「j」等で示す。
Solid-state image pickup devices 21B, 21R and 21G
Are composed of CCDs, respectively, and have an aspect ratio of 4: 3 in the NTSC system, for example, 7 in the horizontal direction.
It is composed of 24 pixels and 494 pixels in the vertical direction. The pixel array of these solid-state imaging devices 21B, 21R, and 21G is set to the pixel array shown in FIG. FIG. 7 shows the positional relationship in the horizontal and vertical directions of each sensor viewed from the light incident side of the color separation optical system shown in FIG. In FIG. 7, “R, B” is the pixel arrangement position on the screen of each of the solid-state imaging devices 21B and 21R, and “G” is the solid-state imaging device 21.
The pixel arrangement position of G on the screen is shown, and “n, m” indicates that the pixel position coordinate in the image sensor is (n, m). Also, the order of horizontal pixel positions on the screen for displaying the image obtained by this imaging device is indicated by "k" or the like, and the line order in the vertical direction is indicated by "j" or the like.

【0046】まず、垂直方向から説明すると、図7に示
すように固体撮像素子21B及び21Rは固体撮像素子
21Gに対し垂直方向に1/2画素ピッチずらして配置
されている。これにより、固体撮像素子21Gの各ライ
ンの間に固体撮像素子21B及び21Rの各ラインが位
置することになり、全体としてライン数がNTSC方式
の約2倍となり、NTSC方式の垂直解像度の約2倍の
垂直解像度を得ることができる。
First, the vertical direction will be described. As shown in FIG. 7, the solid-state image pickup devices 21B and 21R are vertically displaced from the solid-state image pickup device 21G by 1/2 pixel pitch. As a result, the lines of the solid-state image pickup devices 21B and 21R are located between the lines of the solid-state image pickup device 21G, and the number of lines as a whole is about twice that of the NTSC system, which is about 2 times the vertical resolution of the NTSC system. Double vertical resolution can be obtained.

【0047】次に、水平方向について説明すると、図7
に示すように、固体撮像素子21B及び21Rは固体撮
像素子21Gに対し水平方向に1/2画素ピッチずらし
て配置されている。これにより、固体撮像素子21Gの
各画素の間に固体撮像素子21B及び21Rの各画素が
位置することになり、全体として水平方向の画素数が約
2倍となり、水平解像度を向上することができる。
Next, the horizontal direction will be described with reference to FIG.
As shown in, the solid-state image pickup devices 21B and 21R are arranged so as to be shifted by a 1/2 pixel pitch in the horizontal direction with respect to the solid-state image pickup device 21G. As a result, the pixels of the solid-state imaging devices 21B and 21R are located between the pixels of the solid-state imaging device 21G, and the number of pixels in the horizontal direction is doubled as a whole, and the horizontal resolution can be improved. .

【0048】画像の垂直解像度を決定する輝度信号Y
は、第1の実施の形態で説明したように、G信号により
主として決定されるが、R信号及びB信号にも依存する
ため、R用固体撮像素子21R及びB用固体撮像素子2
1Bを有効利用して輝度信号Yを生成することにより、
垂直解像度の向上を図ることができる。
Luminance signal Y which determines the vertical resolution of the image
Is mainly determined by the G signal as described in the first embodiment, but also depends on the R signal and the B signal. Therefore, the R solid-state image sensor 21R and the B solid-state image sensor 2
By effectively using 1B to generate the luminance signal Y,
The vertical resolution can be improved.

【0049】各固体撮像素子21R、21B及び21G
からの撮像信号の読み出し処理は、図8に示す信号処理
回路によって行われる。同図において、各固体撮像素子
21B、21R及び21Gから取り出されたB画素デー
タDB、R画素データDR及びG画素データDGは、読
み出し処理部71に供給され、ここでA/D変換、倍速
変換が行われた後、マトリクス回路75に供給されて輝
度信号Yと色差信号R−YL、B−YLを生成させる。
Each solid-state image pickup device 21R, 21B and 21G
The process of reading the image pickup signal from is performed by the signal processing circuit shown in FIG. In the figure, the B pixel data DB, the R pixel data DR, and the G pixel data DG extracted from each of the solid-state imaging devices 21B, 21R, and 21G are supplied to the read processing unit 71, where the A / D conversion and the double speed conversion are performed. After that, it is supplied to the matrix circuit 75 to generate the luminance signal Y and the color difference signals R-YL and B-YL.

【0050】ここで、マトリクス回路75による低域輝
度信号Y Lの生成について説明する。マトリクス回路7
5は図7に示した画面上における(2k−1,j)の位
置、すなわち同図中のGの位置におけるR信号とB信号
の低域成分RL2k-1,j、BL2k-1,jを(14)式、(1
5)式に示すように周辺の4画素の平均値として生成
し、更に、この低域成分RL2k-1,j、BL2k-1,jと帯域
が近くなるように、G信号の低域成分GL2k-1,jを(1
6)式に従って生成する。
Here, the low range brightness by the matrix circuit 75 is
Degree signal Y Generation of L will be described. Matrix circuit 7
5 is the position of (2k-1, j) on the screen shown in FIG.
Position, that is, the R and B signals at the G position in the figure
Low frequency component RL2k-1, j, BL2k-1, jEquation (14), (1
Generated as the average value of the surrounding 4 pixels as shown in equation 5)
In addition, this low frequency component RL2k-1, j, BL2k-1, jAnd bandwidth
, The low frequency component GL of the G signal2k-1, jTo (1
6) Generate according to the equation.

【0051】[0051]

【数2】 そして、マトリクス回路75はこのようにして算出した
低域成分GL、RL及びBLを用いて(1)式に示した
HDTVスタジオ規格の輝度信号と同様の次式により、
低域輝度信号YL2k-1,jを生成する。
(Equation 2) Then, the matrix circuit 75 uses the low-frequency components GL, RL, and BL calculated in this way according to the following equation similar to the luminance signal of the HDTV studio standard shown in the equation (1),
The low band luminance signal YL 2k-1, j is generated.

【0052】 YL2k-1,j=0.212RL2k-1,j+0.701GL2k-1,j+0.087BL2k-1,j (17) このようにして生成された低域輝度信号YL2k-1,jの画
面上における位置は、図7における(2k−1,j)の
Gの位置となる。他のGの位置にも同様にして生成され
た低域輝度信号YLが位置する。図7に示すように、画
面上のGの位置は、水平方向では奇数番目にのみ位置す
るから、低域輝度信号YLは水平方向では奇数番目にの
み位置する。
YL 2k-1, j = 0.212 RL 2k-1, j +0.701 GL 2k-1, j + 0.087BL 2k-1, j (17) Low-frequency luminance signal YL 2k- generated in this way The position of 1, j on the screen is the position of G of (2k-1, j) in FIG. The low-frequency luminance signal YL generated in the same manner is located at the other G positions. As shown in FIG. 7, since the position of G on the screen is located only at an odd number in the horizontal direction, the low-frequency luminance signal YL is located only at an odd number in the horizontal direction.

【0053】そこで、水平方向の偶数番目の画面上の画
素位置には、水平方向の両隣の2つの画素の低域輝度信
号YLの平均値を低域輝度信号YL*として算出して補
間する。従って、画面上の(2k,j)の位置の低域輝
度信号YL* 2k,jは次の(18)式により算出される。
Therefore, at even-numbered pixel positions on the screen in the horizontal direction, the average value of the low-frequency luminance signals YL of two adjacent pixels in the horizontal direction is calculated and interpolated as the low-frequency luminance signal YL * . Therefore, the low-frequency luminance signal YL * 2k, j at the position (2k, j) on the screen is calculated by the following equation (18).

【0054】 YL* 2k,j=(YL2k-1,j+YL2k+1,j)/2 (18) このようにして生成された低域輝度信号YL及びYL*
(以下、特に断らない限り、YLで低域輝度信号を総称
する)により、画面水平方向には奇数フィールド(第1
フィールド)の全画素位置の低域輝度信号YLが生成さ
れたことになる。
YL * 2k, j = (YL2k -1, j + YL2k + 1, j ) / 2 (18) The low-frequency luminance signals YL and YL * thus generated
(Hereinafter, unless otherwise specified, a low-frequency luminance signal is collectively referred to as YL), so that an odd field (first
This means that the low-frequency luminance signal YL at all pixel positions in the field) has been generated.

【0055】次に、高域輝度信号YHの生成方法につい
て説明する。この高域輝度信号YHは、画面水平方向に
関する水平高域輝度信号YHHと画面垂直方向に関する
垂直高域輝度信号YVHからなる。マトリクス回路75
は水平高域輝度信号YHHを生成する。すなわち、マト
リクス回路75は画面水平方向の奇数番目の画素位置
(図7のGの位置)の水平高域輝度信号YHHを、その
画素位置のG信号とその両隣のG信号を用いて生成す
る。例えば、jラインの2k−1番目の画素位置の水平
高域輝度信号YHHは、(19)式に従って生成され
る。
Next, a method of generating the high frequency luminance signal YH will be described. The high band luminance signal YH includes a horizontal high band luminance signal YHH in the horizontal direction of the screen and a vertical high band luminance signal YVH in the vertical direction of the screen. Matrix circuit 75
Generates a horizontal high frequency luminance signal YHH. That is, the matrix circuit 75 generates the horizontal high-frequency luminance signal YHH at the odd-numbered pixel position (position G in FIG. 7) in the horizontal direction of the screen by using the G signal at that pixel position and the G signals on both sides thereof. For example, the horizontal high-frequency luminance signal YHH at the 2k-1th pixel position on the j-th line is generated according to the equation (19).

【0056】[0056]

【数3】 また、マトリクス回路75は画面水平方向の偶数番目の
画素位置の水平高域輝度信号YHHについては、その画
素位置のR信号の水平高域成分RHHとB信号の水平高
域成分BHHの和の平均値として生成する。従って、例
えば、jラインの2k番目の画素位置の水平高域輝度信
号YHHは、(20)式に従って生成される。
(Equation 3) For the horizontal high-frequency luminance signal YHH at even-numbered pixel positions in the horizontal direction of the screen, the matrix circuit 75 averages the sum of the horizontal high-frequency component RHH of the R signal at that pixel position and the horizontal high-frequency component BHH of the B signal. Generate as a value. Therefore, for example, the horizontal high-frequency luminance signal YHH at the 2k-th pixel position on the j-th line is generated according to the equation (20).

【0057】[0057]

【数4】 これにより、奇数フィールドの全画素位置について水平
高域輝度信号YHHが生成される。
(Equation 4) As a result, the horizontal high frequency luminance signal YHH is generated for all pixel positions in the odd field.

【0058】次に、垂直高域輝度信号YVHの生成方法
について説明する。前述したように、奇数フィールドに
関しては、すべての画素位置に低域輝度信号YLと水平
方向高域輝度信号YHHが生成されている。しかし、偶
数フィールドの全画素位置にはYL、YHHのいずれも
存在していない。従って、偶数フィールドの信号に奇数
フィールドの位置にある信号から補間を行って輝度信号
Yを生成しても、垂直解像度は向上しない。
Next, a method of generating the vertical high frequency luminance signal YVH will be described. As described above, in the odd field, the low-frequency luminance signal YL and the horizontal high-frequency luminance signal YHH are generated at all pixel positions. However, neither YL nor YHH is present at all pixel positions in the even field. Therefore, even if the luminance signal Y is generated by interpolating the signal in the even field with the signal in the position in the odd field, the vertical resolution is not improved.

【0059】そこで、この実施の形態では、垂直解像度
の向上のために、偶数フィールドの各画素位置に輝度信
号Yの垂直高域成分を生成する。すなわち、図8の読み
出し処理部71より取り出されたB信号の画素データD
Bは、垂直高域フィルタ72に供給されて(21)式に
よりB信号の垂直高域成分BVHが生成されると共に、
読み出し処理部71より取り出されたR信号の画素デー
タDRは、垂直高域フィルタ73に供給されて(22)
式によりR信号の垂直高域成分RVHが生成される。
Therefore, in this embodiment, in order to improve the vertical resolution, the vertical high frequency component of the luminance signal Y is generated at each pixel position in the even field. That is, the pixel data D of the B signal extracted by the read processing unit 71 of FIG.
B is supplied to the vertical high-pass filter 72, the vertical high-pass component BVH of the B signal is generated by the equation (21), and
The pixel data DR of the R signal extracted from the read processing unit 71 is supplied to the vertical high-pass filter 73 (22).
The vertical high frequency component RVH of the R signal is generated by the equation.

【0060】[0060]

【数5】 垂直高域フィルタ72及び73より取り出された垂直高
域成分BVH及びRVHはそれぞれ加算器74に供給さ
れて加算され、次の(23)式により表される垂直高域
輝度信号YVHが生成される。
(Equation 5) The vertical high-pass components BVH and RVH extracted from the vertical high-pass filters 72 and 73 are respectively supplied to the adder 74 and added to generate a vertical high-pass luminance signal YVH represented by the following equation (23). .

【0061】[0061]

【数6】 以上のようにして得られた低域輝度信号YL、水平高域
輝度信号YHH及び垂直高域輝度信号YVHから、垂直
解像度が高い輝度信号Yを生成する。奇数フィールドに
ついては、マトリクス回路75により同じ画素位置の低
域輝度信号YLと水平高域輝度信号YHHとを加算して
得られた輝度信号Yを出力する。従って、jラインの2
k−1番目と2k番目の各輝度信号は(24)式で表さ
れる。
(Equation 6) A luminance signal Y having a high vertical resolution is generated from the low-frequency luminance signal YL, the horizontal high-frequency luminance signal YHH, and the vertical high-frequency luminance signal YVH obtained as described above. For odd-numbered fields, the matrix circuit 75 outputs the luminance signal Y obtained by adding the low-frequency luminance signal YL and the horizontal high-frequency luminance signal YHH at the same pixel position. Therefore, j line 2
Each of the (k-1) th and 2kth luminance signals is represented by Expression (24).

【0062】[0062]

【数7】 一方、偶数フィールドについては、マトリクス回路75
により生成された奇数フィールドの輝度信号Yに、図8
の加算器76において加算器74からの垂直高域輝度信
号YVHを加算して輝度信号Yを生成する。従って、j
+563ラインの2k−1番目と2k番目の各輝度信号
は(25)式で表される。
(Equation 7) On the other hand, for even fields, the matrix circuit 75
The luminance signal Y of the odd field generated by
The vertical high-frequency luminance signal YVH from the adder 74 is added in the adder 76 to generate the luminance signal Y. Therefore, j
The 2k-1th and 2kth luminance signals of the +563 line are represented by the equation (25).

【0063】[0063]

【数8】 図8の切換スイッチ77はフィールドパルスに基づいて
奇数フィールドはマトリクス回路75より出力された
(24)式で表される輝度信号Yをそのまま選択し、偶
数フィールドでは加算器76で加算して得られた(2
5)式で表される輝度信号Yを選択する。これにより、
輝度信号Yの垂直解像度の向上が図られる。
(Equation 8) The changeover switch 77 shown in FIG. 8 selects the luminance signal Y represented by the equation (24) output from the matrix circuit 75 as it is in the odd field based on the field pulse and adds it in the adder 76 in the even field. Was (2
The luminance signal Y represented by the equation 5) is selected. This allows
The vertical resolution of the luminance signal Y can be improved.

【0064】また、マトリクス回路75は、図示しない
減算器を使用して、色差信号(R−YL)、(B−Y
L)を生成する。出力処理部78は、マトリクス回路7
5から出力された上記の色差信号(R−YL)及び(B
−YL)と、切換スイッチ77からの輝度信号Yとをそ
れぞれ入力信号として受け、これら入力信号別にD/A
変換してアナログ信号である色差信号(R−YL)及び
(B−YL)と輝度信号Yを出力する。
The matrix circuit 75 uses color difference signals (R-YL) and (B-Y) by using a subtracter (not shown).
L). The output processing unit 78 includes the matrix circuit 7
The color difference signals (R-YL) and (B
-YL) and the luminance signal Y from the changeover switch 77 are respectively received as input signals, and D / A for each of these input signals is received.
The converted color difference signals (R-YL) and (B-YL), which are analog signals, and the luminance signal Y are output.

【0065】これらアナログ信号である色差信号(R−
YL)及び(B−YL)は、第1の実施の形態の図5に
従って所定の係数「0.635」、「0.539」を乗
じられた後、HDTVスタジオ規格の同期信号が付加さ
れて色差信号PR、PBとされ、輝度信号Yは、同様に前
記図5の構成によりHDTVスタジオ規格の同期信号が
付加されて輝度信号Yとされる。
The color difference signals (R-
YL) and (B-YL) are multiplied by predetermined coefficients “0.635” and “0.539” according to FIG. 5 of the first embodiment, and then a HDTV studio standard synchronization signal is added. The color difference signals P R and P B are obtained, and the luminance signal Y is similarly made a luminance signal Y by adding a synchronizing signal of the HDTV studio standard according to the configuration of FIG.

【0066】この第2の実施の形態で得られた輝度信号
Yは、例えば水平画素数1448画素、垂直画素数98
8画素のNTSC方式の約4倍の画素数に相当する高解
像度画像信号である。
The luminance signal Y obtained in the second embodiment is, for example, 1448 horizontal pixels and 98 vertical pixels.
This is a high-resolution image signal corresponding to about four times as many pixels as the 8-pixel NTSC system.

【0067】以上より、この第2の実施の形態によれ
ば、硬性内視鏡テレビカメラとして、HDTV方式に比
し画像領域の無駄の少ない4:3のアスペクト比でNT
SC方式の約2倍の垂直解像度の画像信号が現行のNT
SC方式RGB3板テレビカメラとほぼ同じサイズと重
量で実現される。また、HDTV方式に対応した記録装
置等の機材を変更無しに使用可能である。
As described above, according to the second embodiment, as the rigid endoscope television camera, NT is used with the aspect ratio of 4: 3 which is less wasteful of the image area as compared with the HDTV system.
Image signal with vertical resolution about twice that of SC system
It is realized with almost the same size and weight as the SC type RGB three-plate television camera. Further, equipment such as a recording device compatible with the HDTV system can be used without any change.

【0068】ところで、HDTVスタジオ規格では、フ
レーム当りの走査線数が1125本存在し、垂直ブラン
キングが90本と定められている。一方、以上の実施の
形態では4:3のアスペクト比でNTSC方式の2倍の
垂直解像度を得る画像信号に、上記HDTVスタジオ規
格の同期信号を付加して出力するようにしているため、
上記の画像信号のフレーム当りの垂直画素数を988画
素としたときには、フレーム当り47本(=1125−
988−90)の有効画像走査線でも垂直ブランキング
でもない無信号期間が存在する。
According to the HDTV studio standard, the number of scanning lines per frame is 1125 and the vertical blanking is 90. On the other hand, in the above embodiment, since the HDTV studio standard sync signal is added to the image signal to obtain the vertical resolution twice as high as that of the NTSC system with the aspect ratio of 4: 3, the image signal is output.
When the number of vertical pixels per frame of the above image signal is set to 988 pixels, 47 pixels per frame (= 11125-
988-90), there is a non-signal period which is neither an effective image scanning line nor vertical blanking.

【0069】図10はこの無信号期間の一例を示す図
で、上記の各実施の形態の画像信号を表示すると、垂直
ブランキング期間90と有効画像領域91の他に第41
ラインから第63ラインまでと第603ラインから第6
26ラインまでの間に無信号期間92が存在する。
FIG. 10 is a diagram showing an example of this no-signal period. When the image signal of each of the above-mentioned embodiments is displayed, in addition to the vertical blanking period 90 and the effective image area 91, the 41st period is displayed.
Line 63 to Line 63 and Line 603 to 6
There is a signalless period 92 up to the 26th line.

【0070】ここで、現在商品化されているキャラクタ
ジェネレータIC(集積回路)には、キャラクタを垂直
方向に18ビット程度で構成するものがあるので、フレ
ーム当り36ラインあればキャラクタを表示できる。一
方、上記したように、無信号期間92は約47本存在す
るので、図10に示すように、例えば第43ラインから
第60ラインまでと第605ラインから第622ライン
までの領域93を利用することにより、1行のキャラク
タを表示することができる。
Here, since some character generator ICs (integrated circuits) currently commercialized have a vertical direction of about 18 bits, a character can be displayed with 36 lines per frame. On the other hand, as described above, since there are about 47 non-signal periods 92, as shown in FIG. 10, for example, the region 93 from the 43rd line to the 60th line and the 605th line to the 622nd line is used. As a result, one line of characters can be displayed.

【0071】なお、図10では画面上部にキャラクタを
表示するように説明したが、画面下部にキャラクタを表
示するように設定してもよい。ただし、VTRに記録再
生する場合、画面下部に記録再生ヘッドの切換ポイント
があるので、切換ポイントの近くの走査線を避けた方が
望ましい。また、いわゆるW−VHS方式のVTRでは
第603ラインにタイムコードが記録されているので、
第603ラインはキャラクタ表示領域として使用しない
方がよい。
In FIG. 10, the character is displayed at the upper part of the screen, but the character may be set at the lower part of the screen. However, when recording / reproducing to / from the VTR, there is a switching point of the recording / reproducing head at the bottom of the screen, so it is desirable to avoid scanning lines near the switching point. Further, since the time code is recorded on the 603rd line in the so-called W-VHS type VTR,
The 603rd line should not be used as a character display area.

【0072】なお、従来のNTSC方式の撮像装置の垂
直方向の画素数は最低でも485画素であるので、この
実施の形態では4:3のアスペクト比でNTSC方式の
2倍の垂直解像度を得る画像信号のフレーム当りの垂直
画素数は最低でも970画素必要となる。この場合は前
記無信号期間は最大となり、フレーム当り65本(=1
125−970−90)の無信号期間(HDTVスタジ
オ規格の走査線番号の第41ラインから第72ライン間
と、第603ラインから第635ライン間までのそれぞ
れの走査期間)が生じる。この場合の無信号期間を、キ
ャラクタ表示領域として使用できることは勿論である。
Since the number of pixels in the vertical direction of the conventional NTSC type image pickup device is at least 485 pixels, in this embodiment, an image having a vertical resolution twice that of the NTSC type is obtained with an aspect ratio of 4: 3. The minimum number of vertical pixels per frame of signal is 970. In this case, the non-signal period becomes maximum, and 65 lines (= 1
125-970-90) no signal period (the respective scanning periods from the 41st line to the 72nd line and from the 603rd line to the 635th line of the scanning line number of the HDTV studio standard). Of course, the no-signal period in this case can be used as the character display area.

【0073】次に、このキャラクタ表示を可能とした本
発明の画像信号処理装置の第3の実施の形態について説
明する。図11は本発明になる画像信号処理装置の第3
の実施の形態のブロック図を示す。この実施の形態の色
分解光学系は、例えば図6に示した3枚の固体撮像素子
21G、21R及び21Bを用いた構成である。
Next, a third embodiment of the image signal processing apparatus of the present invention which enables the character display will be described. FIG. 11 shows a third image signal processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the embodiment. The color separation optical system of this embodiment has a configuration using, for example, the three solid-state imaging devices 21G, 21R, and 21B shown in FIG.

【0074】図11において、74.25MHzの基準
クロックCK0に同期して読出し制御部150により生
成された読出し用クロックに基づいて固体撮像素子21
Gから読み出された奇数ラインG信号G1及び偶数ライ
ンG信号G2、固体撮像素子21Rから読み出された奇
数ラインR信号R1及び偶数ラインR信号R2、固体撮
像素子21Bから読み出された奇数ラインB信号B1及
び偶数ラインB信号B2は、それぞれ読出し処理部10
0G、100R及び100Bに入力され、ここでA/D
変換及び倍速変換処理が行われてG信号、R信号及びB
信号に変換されて演算部200に入力される。
In FIG. 11, the solid-state image pickup device 21 is based on the read clock generated by the read controller 150 in synchronization with the reference clock CK0 of 74.25 MHz.
Odd line G signal G1 and even line G signal G2 read from G, odd line R signal R1 and even line R signal R2 read from solid-state imaging device 21R, odd line read from solid-state imaging device 21B The B signal B1 and the even line B signal B2 are read by the read processing unit 10 respectively.
Input to 0G, 100R and 100B, where A / D
G signal, R signal and B after conversion and double speed conversion processing are performed.
It is converted into a signal and input to the arithmetic unit 200.

【0075】読出し処理部100G、100R及び10
0Bはそれぞれ同一構成で、図12に100で示す構成
とされている。この読出し処理部100の動作について
説明するに、奇数ライン信号と偶数ライン信号はそれぞ
れプリアンプ(PA)102、104で前置増幅された
後、基準クロックCK0に同期して図11に示した信号
処理クロック発生部170により生成された18.56
25MHzの第2のクロックCK2に基づいてA/D変
換器106、108でアナログ−ディジタル変換され、
更に2倍速変換回路110、112に供給され、ここで
図11のラインメモリ入出力制御部160により生成さ
れた書き込みパルスCKWに基づいて内部のラインメモ
リに各ライン毎に書き込まれた後読み出しパルスCKR
に基づいて読み出され倍速変換処理される。
Read processing units 100G, 100R and 10
0B has the same structure, and has a structure shown by 100 in FIG. To explain the operation of the read processing unit 100, the odd line signal and the even line signal are pre-amplified by the preamplifiers (PA) 102 and 104, respectively, and then the signal processing shown in FIG. 11 is performed in synchronization with the reference clock CK0. 18.56 generated by the clock generator 170
Analog-digital conversion is performed by the A / D converters 106 and 108 based on the second clock CK2 of 25 MHz,
Further, the read pulse CKR is supplied to the double speed conversion circuits 110 and 112, and is then written into the internal line memory for each line based on the write pulse CKW generated by the line memory input / output control unit 160 of FIG.
And is subjected to double speed conversion processing.

【0076】倍速変換処理された奇数ライン信号と偶数
ライン信号は、切換スイッチ114に入力され、ここ
で、74.25MHzの基準クロックCK0に同期して
図11の同期信号発生部180により生成された、HD
TVスタジオ規格信号の水平走査周波数fの1/2倍
の周波数の16.875kHzのライン切換パルスに基
づいて交互に選択されて時系列的に合成され、HDTV
スタジオ規格信号の水平走査周波数fの原色信号とし
てライン順に出力される。従って、図11の読出し処理
部100GからはG信号が、読出し処理部100Rから
はR信号が、読出し処理部100BからはB信号がそれ
ぞれ取り出されて図11の演算部200に入力され、こ
こでNTSC方式の約2倍の垂直解像度を持つ輝度信号
Yと色差信号P及びPに変換される。
The odd-numbered line signal and the even-numbered line signal subjected to the double speed conversion are input to the changeover switch 114, where they are generated by the synchronizing signal generator 180 of FIG. 11 in synchronization with the reference clock CK0 of 74.25 MHz. , HD
HDTV is selected alternately based on a line-switching pulse of 16.875 kHz, which is a frequency 1/2 times the horizontal scanning frequency f H of the TV studio standard signal, and is synthesized in time series.
The signals are output in line order as primary color signals of the horizontal scanning frequency f H of the studio standard signal. Therefore, the G signal from the read processing unit 100G in FIG. 11, the R signal from the read processing unit 100R, and the B signal from the read processing unit 100B are extracted and input to the arithmetic unit 200 in FIG. It is converted into a luminance signal Y and color difference signals P B and P R having a vertical resolution about twice that of the NTSC system.

【0077】この演算部200は、例えば図13のブロ
ック図に示す如き構成とされている。図13と共に演算
部200の動作について説明するに、前記G信号、R信
号、B信号は、対応する演算回路202、206、21
2に供給されて前記(16)式、(14)式、(15)
式に従う演算が行われた後、演算回路218に共通に入
力され、ここで前記(17)式に従って低域輝度信号Y
Lとして算出される。この低域輝度信号YLは更に演算
回路222に入力されて前記(18)式に基づく演算を
行われて低域輝度信号YLとして生成される。
The arithmetic unit 200 is constructed as shown in the block diagram of FIG. 13, for example. The operation of the arithmetic unit 200 will be described with reference to FIG. 13. The G signal, R signal, and B signal correspond to the arithmetic circuits 202, 206, and 21.
2 is supplied to the above formula (16), formula (14), (15)
After the calculation according to the formula is performed, it is commonly input to the calculation circuit 218, where the low-frequency luminance signal Y is calculated according to the formula (17).
Calculated as L. This low-frequency luminance signal YL is further input to the arithmetic circuit 222 and is calculated according to the equation (18) to be generated as the low-frequency luminance signal YL * .

【0078】また、前記G信号、R信号、B信号は、対
応する演算回路204、208、214に供給され、そ
れぞれ水平高域成分GHH、RHH、BHHに算出され
る。演算回路208及び214から取り出された水平高
域成分RHH及びBHHは、加算器226で加算された
後、乗算回路228に供給されて係数1/2と乗算され
ることにより、前記(20)式で表される画面水平方向
の偶数番目の画素位置の水平高域輝度信号YHHとされ
る。この乗算回路226から出力された水平高域輝度信
号YHHと、演算回路204から取り出された水平高域
成分GHH、すなわち、画面水平方向の奇数番目の画素
位置の水平高域輝度信号YHHとは、それぞれ合成回路
220で合成された後、加算器234へ出力される。
The G signal, the R signal and the B signal are supplied to the corresponding arithmetic circuits 204, 208 and 214, and are calculated as horizontal high frequency components GHH, RHH and BHH, respectively. The horizontal high-frequency components RHH and BHH extracted from the arithmetic circuits 208 and 214 are added by the adder 226, and then supplied to the multiplication circuit 228 to be multiplied by the coefficient ½, thereby obtaining the equation (20). The horizontal high-frequency luminance signal YHH at the even-numbered pixel position in the horizontal direction of the screen represented by The horizontal high-frequency luminance signal YHH output from the multiplication circuit 226 and the horizontal high-frequency component GHH extracted from the arithmetic circuit 204, that is, the horizontal high-frequency luminance signal YHH at an odd-numbered pixel position in the horizontal direction of the screen, After being combined by the combining circuit 220, they are output to the adder 234.

【0079】また、前記R信号、B信号は、対応する演
算回路210、216に供給され、それぞれ前記(2
2)式、(21)式による演算によりR信号の垂直高域
成分RVH、B信号の垂直高域成分BVHに変換された
後、演算回路224にそれぞれ入力されて前記(23)
式による演算が行われて、垂直高域輝度信号YVHとし
て生成される。この垂直高域輝度信号YVHは、スイッ
チ回路232により偶数フィールドのみ選択出力されて
加算器234へ供給される。
Further, the R signal and the B signal are supplied to the corresponding arithmetic circuits 210 and 216, respectively, and the (2
After being converted into the vertical high-frequency component RVH of the R signal and the vertical high-frequency component BVH of the B signal by the calculation by the equations (2) and (21), they are respectively input to the arithmetic circuit 224 and the above (23).
The calculation according to the formula is performed, and the vertical high-frequency luminance signal YVH is generated. The vertical high-frequency luminance signal YVH is selectively output by the switch circuit 232 only to the even field and supplied to the adder 234.

【0080】加算器234は、合成回路220よりの画
面水平方向の偶数番目の画素位置の水平高域輝度信号Y
HHと、合成回路230により演算回路218及び22
2の両出力低域輝度信号を合成して得られた低域輝度信
号YLと、スイッチ回路232を通過した垂直高域輝度
信号YVHとをそれぞれ加算合成して、奇数フィールド
のときは前記(24)式で、また偶数フィールドのとき
は前記(25)式で表される輝度信号Yを生成し、出力
する。
The adder 234 outputs the horizontal high-frequency luminance signal Y from the synthesizing circuit 220 at even-numbered pixel positions in the horizontal direction of the screen.
HH and arithmetic circuits 218 and 22 by the synthesis circuit 230
The low-frequency luminance signal YL obtained by synthesizing both output low-frequency luminance signals of 2 and the vertical high-frequency luminance signal YVH that has passed through the switch circuit 232 are added and synthesized. ), And in the case of an even field, the luminance signal Y expressed by the equation (25) is generated and output.

【0081】一方、演算回路206、212より取り出
されたR信号の低域成分RL、B信号の低域成分BL
は、減算器236、238に供給され、ここで演算回路
218により前記(17)式に従って生成された低域輝
度信号YLとそれぞれ減算されることにより、色差信号
(RL−YL)、(BL−YL)とされる。この色差信
号(RL−YL)、(BL−YL)は乗算回路240、
242によりそれぞれ係数(1/1.576)、(1/
1.826)を乗じられて出力される。
On the other hand, the low-frequency component RL of the R signal and the low-frequency component BL of the B signal extracted from the arithmetic circuits 206 and 212.
Are supplied to subtractors 236 and 238, where they are subtracted from the low-frequency luminance signal YL generated according to the equation (17) by the arithmetic circuit 218 to obtain color difference signals (RL-YL) and (BL- YL). The color difference signals (RL-YL) and (BL-YL) are applied to the multiplication circuit 240,
242 according to the coefficients (1 / 1.576) and (1 /
The output is multiplied by 1.826).

【0082】再び図11に戻って説明するに、上記の演
算部200により演算して得られたHDTVスタジオ規
格の水平走査周波数の輝度信号Yと2種類の色差信号
は、それぞれ出力処理部300に供給され、ここでD/
A変換されてそれぞれアナログ輝度信号Yとアナログ色
差信号P及びPとされると共に、同期信号発生部1
80により基準クロックCK0に同期して生成されたH
DTVスタジオ規格の複合同期信号C.SYNCが付加
される。
Returning to FIG. 11 again, the luminance signal Y of the horizontal scanning frequency of the HDTV studio standard and the two kinds of color difference signals, which are obtained by calculation by the calculation unit 200, are sent to the output processing unit 300, respectively. Supplied, where D /
The A signal is converted into the analog luminance signal Y and the analog color difference signals P R and P B , respectively, and the sync signal generator 1
H generated by 80 in synchronization with the reference clock CK0
DTV studio standard composite sync signal C.I. SYNC is added.

【0083】図14はこの出力処理部300の一例のブ
ロック図を示す。D/A変換器302は演算部200か
ら出力された輝度信号Yを前記74.25MHzの基準
クロックに基づいて、ディジタル・アナログ変換する。
また、D/A変換器304及び306はそれぞれ演算部
200から出力された色差信号(RL−YL)/1.5
76、(BL−YL)/1.826を、図11に示した
信号処理クロック発生部170により生成された、周波
数37.125MHzの第1のクロックCK1に基づい
てディジタル・アナログ変換する。
FIG. 14 shows a block diagram of an example of the output processing section 300. The D / A converter 302 digital-analog converts the luminance signal Y output from the arithmetic unit 200 based on the reference clock of 74.25 MHz.
Further, the D / A converters 304 and 306 respectively output the color difference signal (RL-YL) /1.5 output from the calculation unit 200.
76, (BL-YL) /1.826 is digital-analog converted based on the first clock CK1 having a frequency of 37.125 MHz generated by the signal processing clock generation section 170 shown in FIG.

【0084】加算器308、310及び312は、それ
ぞれD/A変換器302、304及び306から出力さ
れたアナログ輝度信号Y、アナログ色差信号(RL−Y
L)/1.576、(BL−YL)/1.826にそれ
ぞれ同期信号発生部180から出力されたHDTVスタ
ジオ規格の複合同期信号C.SYNCを所定期間に加算
して輝度信号Y、色差信号P及びPとして出力す
る。
The adders 308, 310 and 312 add the analog luminance signal Y and the analog color difference signal (RL-Y) output from the D / A converters 302, 304 and 306, respectively.
L) /1.576, (BL-YL) / 1. 826, and the composite sync signal C.C. The SYNC is added in a predetermined period and the luminance signal Y and the color difference signals P R and P B are output.

【0085】図11に戻って説明するに、出力処理部3
00より出力された輝度信号Y、色差信号P及びP
のうち、輝度信号Yは加算器420に供給される。この
実施の形態では1チップマイクロプロセッサである中央
処理装置(CPU)400により制御されるキャラクタ
ジェネレータ(CG)410を有する点に特徴がある。
Returning to FIG. 11, the output processing section 3 will be described.
Luminance signal Y and color difference signals P R and P B output from
Of these, the luminance signal Y is supplied to the adder 420. This embodiment is characterized in that it has a character generator (CG) 410 controlled by a central processing unit (CPU) 400 which is a one-chip microprocessor.

【0086】CG410には、同期信号発生部180か
ら出力されたHDTVスタジオ規格の図15(A)、
(C)にそれぞれ示す垂直同期信号VDと、図15
(B)、(D)、(F)にそれぞれ示す水平同期信号H
Dとがそれぞれ入力され、キャラクタ発生の垂直方向の
スタート位置、水平方向のスタート位置、及び表示する
データ(日時、時間、各種モードなど)がCPU400
により制御される。ここでは、VDの立ち上がりから3
7ライン後に表示スタートとされることにより、第43
ラインと第605ラインがキャラクタ表示のスタートと
なる。なお、図15(A)、(C)の中の波形上部の数
値は、HDTVスタジオ規格の走査線番号を示す。
The CG 410 has the HDTV studio standard shown in FIG.
The vertical synchronizing signal VD shown in FIG.
Horizontal sync signals H shown in (B), (D), and (F), respectively.
D and D are input respectively, and the vertical start position of the character generation, the horizontal start position, and the data to be displayed (date, time, various modes, etc.) are the CPU 400.
Is controlled by Here, 3 from the rise of VD
Display starts after 7 lines,
The line and the 605th line start the character display. The numbers above the waveforms in FIGS. 15A and 15C indicate the scanning line numbers of the HDTV studio standard.

【0087】加算器420は上記の出力処理部300か
らの図15(E)に示す出力輝度信号(HDTV信号)
にCG410からのキャラクタデータを加算し、得られ
た輝度信号を出力する。これにより、図10に示したよ
うに、無信号期間中にキャラクタデータが1行分表示さ
れることとなる。従って、この実施の形態では、有効画
像を欠落させることなく、日時、時間、各種モードなど
の情報を表示したり、記録装置に記録することができ
る。また、HDTV方式に比し画像領域の無駄の少ない
4:3のアスペクト比でNTSC方式の約2倍の垂直解
像度の画像信号が現行のNTSC方式RGB3板テレビ
カメラと同じサイズと重量で実現される。更に、HDT
V方式に対応した記録装置等の機材を変更無しに使用可
能である。
The adder 420 outputs the output luminance signal (HDTV signal) shown in FIG. 15 (E) from the output processing section 300.
Is added with the character data from the CG 410, and the obtained luminance signal is output. As a result, as shown in FIG. 10, one line of character data is displayed during the no signal period. Therefore, in this embodiment, information such as date and time, various modes, and the like can be displayed or recorded in the recording device without losing the effective image. In addition, an image signal with a vertical resolution of about 4: 3, which has less image area waste compared to the HDTV system, and has a vertical resolution about twice that of the NTSC system is realized with the same size and weight as the current NTSC system RGB three-plate television camera. . Furthermore, HDT
It is possible to use equipment such as a recording device compatible with the V system without any change.

【0088】なお、本発明は以上の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば輝度信号Yを求める際に、垂
直高域成分RVH、BVHを奇数フィールド時に加算
し、偶数フィールド時に非加算としてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, when the luminance signal Y is obtained, the vertical high frequency components RVH and BVH are added in the odd field and are not added in the even field. Good.

【0089】また、図3の実施の形態ではB画素データ
DB及びR画素データDRの両方をそれぞれフレーム合
成したが、少なくとも一方をフレーム合成し、そのフレ
ーム合成信号から垂直方向の第1及び第2の高域周波数
信号を抽出するようにしてもよい。また、垂直高域成分
RVH及びBVHの一方のみを加算してもよい。更に、
垂直高域輝度信号YVHは(23)式に限らず、(2
6)式により算出することも可能である。
In the embodiment of FIG. 3, both the B pixel data DB and the R pixel data DR are frame-combined, but at least one of them is frame-combined and the first and second vertical signals are generated from the frame composite signal. You may make it extract the high frequency signal of. Further, only one of the vertical high frequency components RVH and BVH may be added. Furthermore,
The vertical high frequency luminance signal YVH is not limited to the expression (23),
It is also possible to calculate by the equation 6).

【0090】[0090]

【数9】 (Equation 9)

【0091】[0091]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
標準テレビジョン方式の画像信号に比べて垂直解像度の
高い高精細度の画像信号を当該標準テレビジョン方式と
同一のアスペクト比4:3で表示することができるた
め、HDTV方式の16:9のワイドアスペクト比によ
る表示に比べて無駄な表示部分を少なくできる。これに
より、本発明によれば、現行のNTSC方式3板テレビ
カメラとほぼ同等のサイズと重量の硬性内視鏡用に適し
た高解像度テレビカメラを安価に構成することができ
る。更に、本発明では、HDTV方式の同期信号を付加
して出力するようにしたため、HDTV方式に対応し
た、記録装置等の機材を変更なしに使用できる。
As described above, according to the present invention,
Since it is possible to display a high-definition image signal having a higher vertical resolution than the image signal of the standard television system with the same aspect ratio 4: 3 as that of the standard television system, a 16: 9 wide screen of the HDTV system is provided. The useless display area can be reduced as compared with the display using the aspect ratio. As a result, according to the present invention, it is possible to inexpensively configure a high-resolution television camera suitable for a rigid endoscope having a size and weight substantially equal to those of the current NTSC 3-panel television camera. Further, in the present invention, since the HDTV system synchronization signal is added and output, equipment such as a recording device compatible with the HDTV system can be used without any change.

【0092】また、本発明によれば、標準テレビジョン
方式の画像信号に比べて垂直解像度の高い高精細度の画
像信号を当該標準テレビジョン方式と同一のアスペクト
比4:3で表示するに際し、有効画像走査期間以外の領
域でキャラクタデータを表示させることができるため、
有効画像を欠落させることなく、日付、時間、各種モー
ド等の情報をキャラクタとして表示でき、よって、特に
画像中心部の情報だけでなく周辺部の情報も手術の安全
上重要な硬性内視鏡による手術の際に硬性内視鏡に取り
付けられて使用するテレビカメラに適用したとき、有効
画像の欠落が無いので特に好適である。
Further, according to the present invention, when displaying an image signal of high definition having a higher vertical resolution than the image signal of the standard television system with the same aspect ratio 4: 3 as that of the standard television system, Since character data can be displayed in areas other than the effective image scanning period,
Information such as date, time, various modes, etc. can be displayed as a character without losing the effective image. Therefore, not only the information in the center of the image but also the information in the peripheral area can be displayed by the rigid endoscope, which is important for the safety of surgery. It is particularly suitable when applied to a television camera attached to a rigid endoscope for use during surgery because there is no loss of an effective image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明になる撮像装置の第1の実施の形態の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of an imaging device according to the present invention.

【図2】図1の撮像装置における固体撮像素子の画面で
の画素位置の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of pixel positions on a screen of a solid-state image sensor in the image pickup apparatus of FIG.

【図3】図1の撮像装置を有する本発明になる画像信号
処理装置の第1の実施の形態のブロック図である。
3 is a block diagram of a first embodiment of an image signal processing device according to the present invention, which has the image pickup device of FIG. 1. FIG.

【図4】図3中の倍速変換回路の一例のブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram of an example of a double speed conversion circuit in FIG.

【図5】図1の撮像装置を有する本発明になる画像信号
処理装置の出力側のブロック図である。
5 is a block diagram of an output side of an image signal processing device according to the present invention including the image pickup device of FIG. 1. FIG.

【図6】本発明になる撮像装置の第2の実施の形態の構
成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a second embodiment of an imaging device according to the present invention.

【図7】図6の撮像装置における固体撮像素子の画面で
の画素位置の一例を示す図である。
7 is a diagram showing an example of pixel positions on a screen of a solid-state image sensor in the image pickup apparatus of FIG.

【図8】図6の撮像装置を有する本発明になる画像信号
処理装置の第2の実施の形態のブロック図である。
8 is a block diagram of a second embodiment of an image signal processing apparatus according to the present invention, which has the image pickup apparatus of FIG.

【図9】図6の撮像装置における固体撮像素子の読出し
方式を説明する図である。
9A and 9B are diagrams illustrating a reading method of a solid-state image sensor in the image pickup apparatus in FIG.

【図10】本発明の画像信号処理装置の第3の実施の形
態による画像表示画面の一例を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an image display screen according to a third embodiment of the image signal processing device of the present invention.

【図11】本発明になる画像信号処理装置の第3の実施
の形態のブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram of a third embodiment of an image signal processing device according to the present invention.

【図12】図11中の読出し処理部の一例のブロック図
である。
FIG. 12 is a block diagram of an example of a read processing unit in FIG.

【図13】図11中の演算部の一例のブロック図であ
る。
13 is a block diagram of an example of a calculation unit in FIG.

【図14】図11中の出力処理部の一例のブロック図で
ある。
14 is a block diagram of an example of an output processing unit in FIG.

【図15】図11の要部の動作説明用信号波形図であ
る。
15 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the main part of FIG.

【図16】硬性内視鏡におけるNTSC方式の映像及び
HDTV方式の映像と有効画素領域との関係を示す図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between an NTSC system image and an HDTV system image and an effective pixel area in a rigid endoscope.

【図17】従来の画像信号処理装置における画像表示画
面の一例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of an image display screen in a conventional image signal processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 Bプリズム 12 Rプリズム 13 Bトリミングフィルタ 14、20 Gプリズム 15 Rトリミングフィルタ 16 ハーフミラー 17、18 Gトリミングフィルタ 19B、21B 青色用固体撮像素子 19R、21R 赤色用固体撮像素子 19G1、19G2、21G 緑色用固体撮像素子 25、26 フィールドメモリ 27、28 フレーム合成回路 29、30、72、73 垂直高域フィルタ 31、32、34、35、74、76、420 加算器 33、75 マトリクス回路 36、37、77 切換スイッチ 38 倍速変換回路 71 読出し処理部 78 出力処理部 92 無信号期間 93 キャラクタ表示領域 100G、100R、100G 読出し処理部 150 読出し制御部 160 ラインメモリ入出力制御部 170 信号処理クロック発生部 180 同期信号発生部 200 演算部 300 出力処理部 400 中央処理装置(CPU) 410 キャラクタジェネレータ(CG) 10 B prism 12 R prism 13 B trimming filter 14, 20 G prism 15 R trimming filter 16 Half mirror 17, 18 G trimming filter 19B, 21B Blue solid-state image sensor 19R, 21R Red solid-state image sensor 19G1, 19G2, 21G Green Solid-state imaging device 25, 26 field memory 27, 28 frame synthesizing circuit 29, 30, 72, 73 vertical high-pass filter 31, 32, 34, 35, 74, 76, 420 adder 33, 75 matrix circuit 36, 37, 77 changeover switch 38 double speed conversion circuit 71 read processing unit 78 output processing unit 92 no signal period 93 character display area 100G, 100R, 100G read processing unit 150 read control unit 160 line memory input / output control unit 170 signal processing clock generation Raw part 180 Synchronous signal generating part 200 Computing part 300 Output processing part 400 Central processing unit (CPU) 410 Character generator (CG)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 政二 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 木下 浩介 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masaji Yoshida, 3-12 Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa, Japan Victor Company of Japan, Ltd. (72) Kosuke Kinoshita 3-chome, Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama Address 12 Victor Company of Japan, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体からの入射光を少なくとも3原色
光に分離する色分離光学系と、 前記色分離光学系からの各原色光を受光して原色信号を
得る、それぞれ標準テレビジョン方式のアスペクト比に
相当する複数の画素からなり、かつ、互いの垂直方向の
画素位置が特定の位置関係となるように配置された複数
の固体撮像素子と、 前記複数の固体撮像素子の出力原色信号から前記標準テ
レビジョン方式の約2倍の垂直解像度をもち、かつ、H
DTVスタジオ規格の水平走査周波数の画像信号を生成
する信号処理手段と、 前記信号処理手段の出力画像信号に前記HDTVスタジ
オ規格の同期信号を付加して出力する付加手段とを有す
ることを特徴とする画像信号処理装置。
1. Aspects of a standard television system for receiving a primary color signal by receiving each primary color light from the color separation optical system and a color separation optical system for separating incident light from a subject into at least three primary color lights. Composed of a plurality of pixels corresponding to the ratio, and a plurality of solid-state image pickup elements arranged so that the pixel positions in the vertical direction thereof have a specific positional relationship, and from the output primary color signals of the plurality of solid-state image pickup elements, It has about twice the vertical resolution of the standard television system and H
It is characterized by further comprising signal processing means for generating an image signal of a horizontal scanning frequency of the DTV studio standard, and adding means for adding the synchronizing signal of the HDTV studio standard to the output image signal of the signal processing means and outputting it. Image signal processing device.
【請求項2】 被写体からの入射光を青色光、赤色光、
第1及び第2の緑色光に分離する色分離光学系と、 前記色分離光学系からの前記青色光、赤色光、第1及び
第2の緑色光をそれぞれ別々に受光して原色信号を得
る、それぞれ水平方向と垂直方向の画素数が標準テレビ
ジョン方式のアスペクト比に相当する複数の画素からな
る第1乃至第4の固体撮像素子とを有し、前記青色光を
受光する前記第1の固体撮像素子及び前記赤色光を受光
する前記第2の固体撮像素子の少なくとも一方は、前記
第1及び第2の緑色光を受光する前記第3及び第4の固
体撮像素子のうち該第3の固体撮像素子に対し相対的に
少なくとも垂直方向に1/2画素ピッチずらして配置す
ると共に、前記第3及び第4の固体撮像素子は相対的に
少なくとも垂直方向に1画素ピッチずらした配置とした
ことを特徴とする撮像装置。
2. The incident light from the subject is blue light, red light,
A color separation optical system that separates the first and second green lights, and the blue light, the red light, and the first and second green lights from the color separation optical system are separately received to obtain primary color signals. The first to fourth solid-state imaging devices each having a plurality of pixels in the horizontal and vertical directions corresponding to the aspect ratio of the standard television system, and the first to receive the blue light. At least one of the solid-state imaging device and the second solid-state imaging device that receives the red light is the third solid-state imaging device that receives the first and second green lights. The solid-state image sensor is arranged to be displaced by at least 1/2 pixel pitch in the vertical direction, and the third and fourth solid-state image sensors are arranged to be displaced by at least one pixel pitch in the vertical direction. Imaging device characterized by Place.
【請求項3】 請求項2記載の撮像装置の第1の固体撮
像素子の出力撮像信号と第2の固体撮像素子の出力撮像
信号のうち少なくとも一方をフレーム合成する合成手段
と、 前記フレーム合成手段の出力フレーム合成信号から垂直
方向の第1及び第2の高域周波数信号を抽出する抽出手
段と、 前記撮像装置の第1乃至第4の固体撮像素子の各出力撮
像信号を入力信号として受け、2種類の色差信号を生成
すると共に、第1の輝度信号と第2の輝度信号を生成す
るマトリクス回路と、 前記第1の高域周波数信号と前記第2の高域周波数信号
と前記マトリクス回路から出力された前記第1及び第2
の輝度信号とに基づいて、第1及び第2の高域付加信号
を生成する高域付加信号生成手段と、 奇数フィールド及び偶数フィールドのうち一方のフィー
ルドは前記マトリクス回路の出力第1及び第2の輝度信
号を選択し、他方のフィールドは前記第1及び第2の高
域付加信号を選択する選択回路と、 前記マトリクス回路から出力された前記2種類の色差信
号と前記選択回路の出力信号とを倍速変換してHDTV
スタジオ規格の水平走査周波数の2種類の色差信号と輝
度信号とをそれぞれ出力する倍速変換回路と、 前記倍速変換回路の出力輝度信号に前記HDTVスタジ
オ規格の同期信号を付加する付加手段とを有することを
特徴とする画像信号処理装置。
3. A synthesizing unit for synthesizing a frame of at least one of the output image pickup signal of the first solid-state image pickup device and the output image pickup signal of the second solid-state image pickup device of the image pickup apparatus according to claim 2, and the frame synthesizing unit. Extracting means for extracting the first and second high frequency signals in the vertical direction from the output frame composite signal, and receiving the output image pickup signals of the first to fourth solid-state image pickup devices of the image pickup apparatus as input signals, From a matrix circuit that generates two types of color difference signals and also generates a first luminance signal and a second luminance signal, the first high frequency signal, the second high frequency signal, and the matrix circuit. The output first and second
High-frequency band additional signal generation means for generating first and second high-frequency band additional signals based on the luminance signal of the matrix circuit, and one field of the odd field and the even field is the output of the matrix circuit. Selection circuit for selecting the luminance signal and the other field for selecting the first and second high frequency additional signals, the two types of color difference signals output from the matrix circuit, and the output signal of the selection circuit. To double speed conversion to HDTV
A double speed conversion circuit for outputting respectively two kinds of color difference signals and a luminance signal of a studio standard horizontal scanning frequency; and an addition means for adding the HDTV studio standard synchronization signal to the output luminance signal of the double speed conversion circuit An image signal processing device characterized by:
【請求項4】 被写体からの入射光を青色光、赤色光、
緑色光に分離する色分離光学系と、 前記色分離光学系からの前記青色光、赤色光、緑色光を
それぞれ別々に受光して原色信号を得る、それぞれ水平
方向と垂直方向の画素数が標準テレビジョン方式のアス
ペクト比に相当する複数の画素からなる、全画素読出し
方式の第1乃至第3の固体撮像素子とを有し、前記青色
光を受光する前記第1の固体撮像素子及び前記赤色光を
受光する前記第2の固体撮像素子は、前記緑色光を受光
する前記第3の固体撮像素子に対し相対的に少なくとも
垂直方向に1/2画素ピッチずらした配置としたことを
特徴とする撮像装置。
4. The incident light from the subject is blue light, red light,
A color separation optical system for separating into green light, and the blue light, red light, and green light from the color separation optical system are separately received to obtain primary color signals, and the number of pixels in the horizontal and vertical directions is standard. A first to third solid-state image pickup device of an all-pixel read-out system, which comprises a plurality of pixels corresponding to an aspect ratio of a television system, and the first solid-state image pickup device and the red color which receive the blue light. The second solid-state image sensor for receiving light is arranged to be displaced by at least a 1/2 pixel pitch in the vertical direction relative to the third solid-state image sensor for receiving the green light. Imaging device.
【請求項5】 請求項4記載の撮像装置の前記第1乃至
第3の固体撮像素子の各出力撮像信号を入力信号として
受け、倍速変換を行う読出し処理部と、 前記読出し処理部の出力信号に基づいて2種類の色差信
号を生成すると共に輝度信号を生成するマトリクス回路
と、 前記読出し処理部から出力された前記第1及び第2の固
体撮像素子の出力信号からそれらの垂直方向の高域成分
を生成した後それらを加算して垂直方向の高域輝度信号
を生成する垂直高域輝度信号生成手段と、 前記垂直方向の高域輝度信号と前記マトリクス回路の出
力輝度信号とをそれぞれ合成して高域付加輝度信号を出
力する加算器と、 奇数フィールド及び偶数フィールドのうち一方のフィー
ルドは前記マトリクス回路の出力輝度信号を選択し、他
方のフィールドは前記加算器の出力信号を選択する選択
回路と、 前記選択回路の出力輝度信号に前記HDTVスタジオ規
格の同期信号を付加する付加手段とを有することを特徴
とする画像信号処理装置。
5. A read processing unit for receiving each output image pickup signal of the first to third solid-state image pickup devices of the image pickup apparatus according to claim 4 as an input signal and performing a double speed conversion, and an output signal of the read processing unit. A matrix circuit for generating two types of color difference signals and a luminance signal based on the above, and a vertical high frequency range of the output signals of the first and second solid-state image pickup devices output from the read processing unit. A vertical high-frequency luminance signal generation unit that generates components and then adds them to generate a vertical high-frequency luminance signal, and synthesizes the vertical high-frequency luminance signal and the output luminance signal of the matrix circuit, respectively. And an adder that outputs a high-frequency added luminance signal, and one of the odd field and the even field selects the output luminance signal of the matrix circuit, and the other field selects the luminance signal. A selection circuit for selecting an output signal of the adder, the image signal processing apparatus characterized by having adding means for adding synchronizing signals of the HDTV studio standards output luminance signal of the selection circuit.
【請求項6】 被写体からの入射光を少なくとも3原色
光に分離する色分離光学系と、 前記色分離光学系からの各原色光を受光して原色信号を
得る、それぞれ標準テレビジョン方式のアスペクト比に
相当する複数の画素からなり、かつ、互いの垂直方向の
画素位置が特定の位置関係となるように配置された複数
の固体撮像素子と、 前記複数の固体撮像素子の出力原色信号から前記標準テ
レビジョン方式の約2倍の垂直解像度をもち、かつ、H
DTVスタジオ規格の水平走査周波数の画像信号を生成
する信号処理手段と、 前記信号処理手段の出力画像信号に前記HDTVスタジ
オ規格の同期信号を付加して出力する第1の付加手段
と、 前記第1の付加手段により前記同期信号が付加された画
像信号の有効画像走査期間と垂直ブランキング期間以外
の走査期間にキャラクタを付加する第2の付加手段とを
有することを特徴とする画像信号処理装置。
6. A color separation optical system for separating incident light from a subject into at least three primary color lights, and an aspect of each standard television system for receiving each primary color light from the color separation optical system to obtain a primary color signal. Composed of a plurality of pixels corresponding to the ratio, and a plurality of solid-state image pickup elements arranged so that the pixel positions in the vertical direction thereof have a specific positional relationship, and from the output primary color signals of the plurality of solid-state image pickup elements, It has about twice the vertical resolution of the standard television system and H
Signal processing means for generating an image signal having a horizontal scanning frequency of the DTV studio standard; first adding means for adding the HDTV studio standard synchronization signal to the output image signal of the signal processing means and outputting the image signal; 2. The image signal processing apparatus according to claim 1, further comprising: second adding means for adding a character to a valid image scanning period of the image signal to which the synchronizing signal is added by the adding means and a scanning period other than the vertical blanking period.
【請求項7】 前記第2の付加手段は、前記HDTVス
タジオ規格の走査線番号の第41ラインから第72ライ
ン間と、第603ラインから第635ライン間までのそ
れぞれの走査期間内の前記画像信号に前記キャラクタを
付加することを特徴とする請求項6記載の画像信号処理
装置。
7. The second adding means is configured to perform the image in the respective scanning periods from the 41st line to the 72nd line and from the 603rd line to the 635th line of the scanning line number of the HDTV studio standard. The image signal processing device according to claim 6, wherein the character is added to the signal.
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