JPH09200605A - ディジタルビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 Ａ／Ｄ変換器４６からの出力にＣＰＵ４４で
設定したオフセット値を加算回路４８で加算する。クラ
ンプレベル算出回路５０は、通常速度撮影モード（第１
撮影モード）では各ライン信号の後縁８画素分のＯＢレ
ベルに基づいて、また４倍速撮影モード（第２撮影モー
ド）では各ライン信号の前縁２画素分のＯＢレベルに基
づいて、第１撮影モードのクランプレベルまたは第２撮
影モードのクランプレベルを算出する。加算回路４８の
出力からクランプレベルを第１減算回路８２で減算する
ことによってクランプする。第１減算画路８２の出力を
ゼロクリップ回路８４でゼロクリップした後、ローパス
フィルタ８６を通し、さらに第２減算回路８８において
同じオフセット値を減算する。 【効果】 ４倍速撮影モードにおいても、黒浮きのない
映像信号を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はディジタルビデオカメ
ラに関し、特にたとえばモザイク型カラーフィルタある
いはストライプ型カラーフィルタを用いるＣＣＤからの
撮像信号をディジタル的に処理して黒レベルをクランプ
する、ディジタルビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルビデオカメラにおいて簡単な
回路で黒レベルをクランプすることができる技術の一例
が、たとえば平成５年９月２１日付で出願公開された特
開平５−２４４４９０号公報〔Ｈ０４Ｎ ５／２４３，
５／１６，５／３３５，９／０４，９／７２〕に開示さ
れている。

【０００３】この従来技術は、ＣＣＤ出力にオフセット
値を加算した後、ＣＣＤ出力の後縁の光学的黒（Optica
l Black:ＯＢ）レベルに基づいて算出したクランプレベ
ルを減算し、再びそのオフセット値を減算することによ
って、入力部分でクランプするだけで黒浮きのない映像
信号を出力するものである。他方、平成７年８月１１日
付で出願公開された特開平７−２１２６５７号公報〔Ｈ
０４Ｎ ５／３３５〕において、たとえば２倍速または
４倍速等のＮ倍速の高速撮影を可能にする技術が開示さ
れている。この従来技術は、ＣＣＤ出力の一部のみをカ
メラ信号として使用し、残りはドレインに掃き出すもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、後者の従
来技術に前者の従来技術のような方法をそのまま適用す
ることはできない。なぜなら、前者の従来技術で利用す
るＣＣＤ出力の後縁のＯＢレベルは後者の従来技術にお
いては掃き出されてしまうからである。それゆえに、こ
の発明の主たる目的は、高速撮影モードにおいても黒レ
ベルを確実にクランプすることができる、ディジタルビ
デオカメラを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ＣＣＤイメ
ージャから出力される各ライン信号をすべて利用する第
１撮影モードと各ライン信号の前縁を含む一部のみを利
用する第２撮影モードとを切り換える操作手段、第１撮
影モードにおいてライン信号の後縁の第１所定期間を規
定する第１期間設定手段、第２撮影モードにおいてライ
ン信号の前縁の第２所定期間を規定する第２期間設定手
段、ＣＣＤからの各ライン信号をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換手段、第１所定期間または第２所定期間
においてＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号に基づい
てクランプレベルを算出するクランプレベル算出手段、
およびクランプレベルを基にライン信号をクランプする
クランプ手段を備えるディジタルビデオカメラである。

【０００６】ディジタルビデオカメラは、さらにＡ／Ｄ
変換手段からのディジタル信号からクランプレベルを減
算する第１減算手段、Ａ／Ｄ変換手段からのディジタル
信号および第１減算手段からのクランプされたディジタ
ル信号の一方に所定のオフセット値を加算する加算手
段、加算手段によって所定のオフセット値が加算された
ディジタル信号をゼロクリップするクリップ手段、クリ
ップ手段からのディジタル信号を処理するローパスフィ
ルタ手段、およびローパスフィルタ手段からのディジタ
ル信号から所定のオフセット値を減算する第２減算手段
を備える。

【０００７】

【作用】相関２重サンプリング回路においてリセットノ
イズが除去されたＣＣＤからの出力信号は、たとえば自
動利得制御回路によって適当な振幅に調整された後、Ａ
／Ｄ変換手段によってディジタル信号に変換される。操
作手段は第１撮影モードとたとえば４倍速のような第２
撮影モードとを切り換える。たとえば後縁クランプタイ
ミング回路のような第１期間設定手段は第１撮影モード
において各ラインの後縁の光学的黒部分を含む第１所定
期間を規定し、たとえば前縁クランプタイミング回路の
ような第２期間設定手段は第２撮影モードにおいて各ラ
インの前縁の光学的黒部分を含む第２所定期間を規定す
る。

【０００８】クランプレベル算出手段は、Ａ／Ｄ変換手
段からのディジタル信号に基づいて、第１所定期間また
は第２所定期間中の光学的黒の平均値（ＯＢレベル）を
各ライン毎に算出しかつその平均値から巡回型フィルタ
によってクランプレベルを算出する。このクランプレベ
ルがＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号から第１減算
手段によって減算され、したがってこのディジタル信号
がクランプされる。一方、加算手段がＡ／Ｄ変換手段と
第１減算手段との間または第１減算手段の後に設けら
れ、加算手段がＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号ま
たは第１減算手段からのクランプされたディジタル信号
に所定のオフセット値を加算する。その状態でクリップ
手段によってディジタル信号をゼロクリップすると、オ
フセットのためにランダムノイズの負の成分が残る。し
たがって、クリップ手段からのディジタル信号をローパ
スフィルタ手段に与え、かつその後第２減算手段によっ
て加算手段が加算したと同じオフセット値をローパスフ
ィルタ手段からのディジタル信号から減じると、光学的
黒部分がほぼゼロになり、したがって黒浮きを生じな
い。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、操作手段によって第
１撮影モードまたは第２撮影モードのいずれを設定して
もクランプレベルを算出できるので、Ａ／Ｄ変換手段の
後にチャネル毎に１つのクランプ回路を設けるだけで、
黒レベルをクランプすることができる。しかも、加算手
段によって所定のオフセット値を加算した後ゼロクリッ
プしかつローパスフィルタ手段を通し、その後に同じオ
フセット値を第２減算手段で減じるようにしているの
で、光学的黒部分がほぼゼロレベルとなり、黒浮きを生
じることがない。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【実施例】図１に示す第１実施例のディジタルビデオカ
メラ１０は、固体撮像素子ユニット１２を含み、この固
体撮像素子ユニット１２は、図２に示すように、Ｍ個の
光電変換用フォトダイオード１４および垂直転送ＣＣＤ
１６を含む。垂直転送ＣＣＤ１６は垂直駆動回路１８に
よって駆動され、水平転送ＣＣＤ２０は水平駆動回路２
２によって駆動される。水平転送ＣＣＤ２０に並列にド
レイン２４が配置されていて、このドレイン２４は、高
速撮影時に不要な電荷を掃き出すために利用される。つ
まり、掃き出し制御ゲート２６を通して水平転送ＣＣＤ
２０から送られた電荷が、ドレイン２４から掃き出され
る。

【００１２】なお、この実施例では、固体撮像素子ユニ
ット１２には、図１８（ａ）に示す補色のモザイクカラ
ーフィルタが装着され、フォトダイオード１４から垂直
転送ＣＣＤに電荷を出力する際に、奇数フィールドでは
図１８（ｂ）のように、偶数フィールドでは図１８
（ｃ）のようにそれぞれ垂直２画素の電荷が混合される
ので、固体撮像ユニット１２の垂直画素数は「４８０」
であるが、各フィールドにおいて実際に固体撮像ユニッ
トから出力されるライン数は「２４０」になる。ここ
で、図１８の（ｃ）、（ｄ）のような撮像信号より映像
信号を作成する手法については、たとえば特開平６−４
６４３１号公報にも示されており説明を省略する。

【００１３】通常速度撮影モード（第１撮影モード）で
は、このような固体撮像素子ユニット１２は図３に示す
フィールド蓄積モードに従って勤作する。すなわち、１
フィールドに１回、垂直駆動回路１８から垂直転送ＣＣ
Ｄ１６に電荷読み出しパルスが供給され、フォトダイオ
ード１４に蓄積された電荷が垂直転送ＣＣＤ１６に読み
出される。垂直転送ＣＣＤ１６は垂直転送パルスに従っ
て、１Ｈ（水平走査期間）に１回、１ライン分の電荷を
水平転送ＣＣＤ２０に転送する。水平転送ＣＣＤ２０
は、水平駆動回路２２の所定周波数の水平転送クロック
に従って、１Ｈに１ライン分の電荷を出力する。

【００１４】これに対して、図１の４倍速スイッチ２８
が操作されたとき、すなわち、４倍速撮影の場合には、
図４に示すように、通常撮影時のＣＣＤ出力の内斜線で
示す左上１／４の領域からの出力が取り出されて使用さ
れる。詳しく述べると、４倍速撮影モード（第２撮影モ
ード）では、図５に示すように、電荷読み出しパルスは
１／４フィールドに１回、垂直転送ＣＣＤ１４に供給さ
れる。そして、垂直転送ＣＣＤ１６は、１／２Ｈに１個
ずつかつ１／４フィールド毎の水平ブランキング期間に
１２０個ずつ出力される水平転送パルスによって駆動さ
れる。したがって、水平転送ＣＣＤ２０には、１／２Ｈ
毎に１ライン分の電荷が転送される。つまり、水平転送
ＣＣＤ２０は先の通常速度撮影モードと同じ水平転送ク
ロックで駆動されるため、１ラインの前半の電荷を転送
し終わって後半の電荷が未だ残っているときに次のライ
ンの電荷が垂直転送ＣＣＤ１４から転送されてくること
になる。他方、そのとき掃き出しパルスが供給され、こ
の掃き出しパルスによって掃き出し制御ゲート２６が開
かれる。したがって、１ラインの後半の電荷は、掃き出
し制御ゲート２６を経てドレイン２４から掃き出され
る。つまり、４倍速撮影モードにおいては、各ラインの
前半の電荷のみが水平転送ＣＣＤ２０から出力され、各
ラインの後半の電荷はドレイン２４から掃き出される。

【００１５】したがって、４倍速撮影モードでは、図４
に示すように、ＣＣＤ画面の左上１／４の部分の画像が
水平方向に１／２に圧縮された８個の画像で１画面か構
成される。ここで、左右の画像は同一時間軸上の奇数ラ
インおよび偶数ラインでそれぞれ形成される画像であ
る。このようにして、固体撮像素子ユニット１２は、４
倍速スイッチ２８が操作されていないときには通常撮影
モードで動作し、４倍速スイッチ２８が操作されている
ときは４倍速撮影モードで動作する。いずれの場合に
も、固体撮像素子ユニット１２からのカメラ信号は、信
号処理回路３０に与えられ、ＡＧＣ，Ａ／Ｄ変換，クラ
ンプ等の処理が施される。したがって、信号処理回路３
０からは、カラーカメラ信号が出力される。

【００１６】信号処理回路３０からのカラーカメラ信号
は、そのままスイッチ３２の接点３２ａに与えられると
ともに、並び替え回路３４を通して、スイッチ３２の接
点３２ｂに与えられる。スイッチ３２は、４倍速スイッ
チ２８に連動し、４倍速スイッチ２８がオフのときは接
点３２ａに接続され、４倍速スイッチ２８がオンされて
いるとき接点３２ｂに接続される。したがって、スイッ
チ３２からは、４倍速スイッチ２８がオフのときには、
信号処理回路３０からのカラーカメラ信号が出力され、
４倍速スイッチ２８がオンのときには、並び替え回路３
４からのカラーカメラ信号が出力されることになる。

【００１７】並び替え回路３４は、図６に示すように、
８個のメモリａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ
１およびｄ２と、メモリ制御回路３６とを含む。各メモ
リａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１およびｄ
２は、１／８画面分のメモリであり、図４に示す８個の
領域Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１および
Ｄ２の信号をそれぞれ記憶する。すなわち、メモリａ
１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１およびｄ２の
書き込み時には、図７に示すように、ライトイネーブル
信号に応答して、最初の１／４フィールドではメモリａ
１およびａ２に１／２Ｈ毎に交互に信号が書き込まれ、
次の１／４フィールドではメモリｂ１およびｂ２に１／
２Ｈ毎に交互に信号が書き込まれ、以下同様にして、全
てのメモリａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１
およびｄ２にカラーカメラ信号が書き込まれる。

【００１８】そして、読み出し時には、図８に示すよう
に、リードイネーブル信号に応答して、最初の１／２フ
ィールド期間（前半フィールド）ではメモリａ１，ｂ
１，ａ２およびｂ２の順で操り返し読み出され、次の１
／２フィールド期間（後半フィールド）ではメモリｃ
１，ｄ１，ｃ２およびｄ２の順で操り返し読み出され
る。したがって、この並び替え回路３４からは、図４
（Ｃ）に示すカラーカメラ信号が出力される。

【００１９】図１のスイッチ３２から出力されるカラー
カメラ信号は、記録回路（図示せず）に与えられるとと
もに、スイッチ３８の接点３８ａおよび拡大回路４０を
経てスイッチ３８の接点３８ｂに与えられる。拡大回路
４０は、４倍速撮影モードにおいて、スイッチ３２から
のカラーカメラ信号を水平方向および垂直方向にそれぞ
れ２倍に拡大する。そして、スイッチ３８は、先のスイ
ッチ３２と同様に、４倍速スイッチ２８に連動する。し
たがって、４倍速スイッチ２８がオフのときには、ビュ
ーファインダ（図示せず）には、スイッチ３２からのカ
ラーカメラ信号がそのまま与えられ、４倍速スイッチ２
８がオンしているときには、ビューファインダには、ス
イッチ３８から出力される拡大回路４０によって拡大さ
れたカラーカメラ信号が与えられる。

【００２０】ここまでで、ディジタルビデオカメラ１０
の通常撮影モードすなわち第１撮影モードおよび４倍速
撮影モードすなわち第２撮影モードについて簡単に説明
した。以下には、信号処理回路３０におけるクランプ処
理について説明する。図９に示すこの実施例の信号処理
回路３０は、相関２重サンプリング回路（図示せず）に
おいてリセットノイズが除去された固体撮像素子ユニッ
ト１２からの出力信号を受ける自動利得制御（ＡＧＣ）
回路４２を含み、このＡＧＣ回路４２はＣＰＵ４４から
たとえばＰＷＭ信号として与えられる利得制御信号に基
づいてＡＧＣ電圧を発生するＡＧＣ電圧発生回路（図示
せず）からのＡＧＣ電圧に応じて、固体撮像素子ユニッ
ト１２からの出力信号を最適な振幅にしてＡ／Ｄ変換器
４６に与える。Ａ／Ｄ変換器４６では、固体撮像素子ユ
ニット１２からの出力信号をディジタル信号に変換し、
このディジタル信号が加算回路４８およびクランプレベ
ル算出回路５０に与えられる。

【００２１】加算回路４８では、ＣＰＵ４４から与えら
れるオフセット値を、Ａ／Ｄ変換器４６から出力される
ディジタル信号に加算する。このオフセット値は、好ま
しくは、ＡＧＣ回路４２に設定する利得の大きさに応じ
て設定する。たとえば、ＡＧＣ回路４２の利得が大きい
ときにはオフセット値を大きくし、逆のときにはオフセ
ット値を小さくする。

【００２２】一方、クランプレベル算出回路５０は、簡
単にいうと、図１０に示す遮光エリアのうち、前縁ＯＢ
レベル検出エリアまたは後縁ＯＢレベル検出エリアにお
ける光学的黒部分（ＯＢ）の各ライン毎の平均値（「Ｏ
Ｂレベル」と呼ぶ）を算出し、それに基づいてクランプ
レベルを算出する。具体的には、クランプレベル算出回
路５０は、図１１に示される。

【００２３】図１１を参照して、クランプレベル算出回
路５０は、Ａ／Ｄ変換器４６からのたとえば８ビットの
ディジタル信号（入力データ）を受ける選択回路５２を
含み、この選択回路５２では、その入力データを１倍し
たもの（×１）または２倍したもの（×２）を選択的に
出力して加算回路５４に与える。加算回路５４には、ア
ンドゲート５６を通して、選択回路５８，６０および６
２で選択されたデータが与えられる。アンドゲート５６
は図１２または図１３に示す信号ＶＳＥＴによって制御
される。この信号ＶＳＥＴは図１０に示す前縁ＯＢレベ
ル検出エリアおよび後縁ＯＢレベル検出エリアのそれぞ
れの始まりの奇数および偶数各１画素でのみローレベル
となる信号である。また、選択回路５８および６０は図
１２または図１３に示す信号ＨＳＥＴによって制御さ
れ、与えられたデータを１／２倍したもの（１／２）ま
たは１倍したもの（１）を選択的に出力する。この信号
ＨＳＥＴは図１２または図１３に示すように、図１０に
示す前縁ＯＢレベル検出エリアおよび後縁ＯＢレベル検
出エリアの各ラインの始端の奇偶２画素分でローレベル
となる信号である。選択回路６２は、信号ＯＤＤ／ＥＶ
ＥＮによって制御され、信号ＯＤＤ／ＥＶＥＮがハイレ
ベルのとき選択回路５８の出力を、ローレベルのとき選
択回路６０の出力を、それぞれ選択して出力する。この
信号ＯＤＤ／ＥＶＥＮは、図１２または図１３に示すよ
うに、ＣＣＤの奇数画素のときハイレベルとなり偶数画
素のときローレベルとなる信号である。

【００２４】そして、加算回路５４の出力は加算レジス
タ２６２に与えられる。この加算レジスタ２６２は奇数
用レジスタ６４および偶数用レジスタ６６を含み、加算
回路５４の出力のうち奇数画素のデータが奇数用レジス
タ６４に与えられ、偶数画素のデータが偶数用レジスタ
６６に与えられる。奇数用レジスタ６４および偶数用レ
ジスタ６６からの出力は先に述べた２つの選択回路５８
および６０にそれぞれ与えられるとともに、クランプ値
レジスタ６８に含まれる奇数用レジスタ７０および偶数
用レジスタ７２にそれぞれ与えられる。加算レジスタ２
６２は加算回路５４からの出力をラッチし、クランプ値
レジスタ６８は加算レジスタ２６２からの出力をラッチ
する。ただし、加算レジスタ２６２の奇数用レジスタ６
４および偶数用レジスタ６６からの出力は、それぞれ、
１／１６されてクランプ値レジスタ６８の奇数用レジス
タ７０および偶数用レジスタ７２にそれぞれラッチされ
る。

【００２５】加算レジスタ２６２の奇数用レジスタ６４
は信号ＣＬＫＯＤＤをラッチ信号として受け、偶数用レ
ジスタ６６はＣＬＫＥＶＥＮをラッチ信号として受け
る。図１２または図１３に示すように、信号ＣＬＫＯＤ
Ｄは奇数画素毎に出力されるクロックであり、信号ＣＬ
ＫＥＶＥＮは偶数画素毎に出力されるクロックである。
そして、クランプ値レジスタ６８の奇数用レジスタ７０
および偶数用レジスタ７２には、信号ＣＬＫＨＤが共通
のラッチタイミング信号として与えられる。信号ＣＬＫ
ＨＤは、各ライン毎に図１０で示す右端の１画素におい
てのみハイレベルとなる信号である。

【００２６】そして、クランプ値レジスタ６８の奇数用
レジスタ７０の出力および偶数用レジスタ７２の出力が
選択回路７４に与えられる。この選択回路７４は先の選
択回路６２と同様に、信号ＯＤＤ／ＥＶＥＮによって制
御され、信号ＯＤＤ／ＥＶＥＮがハイレベルのとき奇数
用レジスタ７０の出力を、ローレベルのとき偶数用レジ
スタ７２の出力を選択して出力する。

【００２７】図１２または図１３に示す各タイミング信
号は、図１に示すタイミングジェネレータ７６で作成さ
れる。すなわち、タイミングジェネレータ７６の一部に
は、図１４に示す前縁クランプタイミング回路７８およ
び後縁クランプタイミング回路８０が含まれ、前縁クラ
ンプタイミング回路７８および後縁クランプタイミング
回路８０は、ともに、マスタクロックＣＬＫと水平同期
信号ＨＤとを受け、図１０および図１５に示す前縁ＯＢ
レベル検出エリア（第２所定期間）および後縁ＯＢレベ
ル検出エリア（第１所定期間）をそれぞれ規定する。

【００２８】より詳しく述べると、前縁クランプタイミ
ング回路７８は、適宜のゲート回路やＲＯＭデコーダで
構成され、マスタクロックＣＬＫおよび水平同期信号Ｈ
Ｄに基づいて、前縁ＯＢレベル検出エリアにおける各ラ
イン信号の奇数画素の２画素分および偶数画素の２画素
分の時間（第２所定期間）においてのみ図１３に示すタ
イミング信号を出力する。

【００２９】後縁クランプタイミング回路８０も、同様
に、適宜のゲート回路やＲＯＭデコーダで構成され、マ
スタクロックＣＬＫおよび水平同期信号ＨＤに基づい
て、後縁ＯＢレベル検出エリアにおける各ライン信号の
奇数画素の８画素分および偶数画素の８画素分の時間
（第１所定期間）においてのみ図１２に示すタイミング
信号を出力する。

【００３０】前縁クランプタイミング回路７８および後
縁クランプタイミング回路８０の出力信号が、４倍速ス
イッチ２８に連動するスイッチ８１によって切り換えら
れて出力される。したがって、クランプレベル算出回路
５０は、タイミングジェネレータ７６の前縁クランプタ
イミング回路７８または後縁クランプタイミング回路８
０から出力されるタイミング信号に応答して動作する。

【００３１】ここで、第１所定期間における図１１のク
ランプレベル算出回路５０の動作を説明する。まず奇数
画素について、８画素分のＯＢレベルを計算する。その
ために、クランプすべきラインのタイミングで選択回路
５２が「×２」に選択される。したがって、入力データ
が１ビットシフトアップされ、結果的に入力の２倍のデ
ータがこの選択回路５２から出力される。このとき、ア
ンドゲート５６の制御入力である信号ＶＳＥＴが、図１
２に示すようにローレベルになるので、加算回路５４の
出力は、選択回路５２から出力される第１奇数画素のデ
ータの２倍のデータである。この２倍のデータが加算レ
ジスタ６２の各レジスタ６４および６６に入力され、図
１２に示す信号ＣＬＫＯＤＤに応じて、奇数用レジスタ
６４にラッチされる。この奇数用レジスタ６４にラッチ
されたデータが選択回路５８に与えられる。選択回路５
８は、図１２に示すローレベルの信号ＨＳＥＴに応じて
入力データを１倍したデータ二選択回路６２に出力す
る。選択回路６２は信号ＯＤＤ／ＥＶＥＮがハイレベル
のとき、上側入力を選択しかつローレベルのとき下側入
力を選択するので、結果的に、選択回路６２からは、選
択回路５８からの１倍された奇数画素のデータがアンド
ゲート５６に与えられる。すなわち、このときアンドゲ
ート５６に入力されるデータは、第１奇数画素の２倍の
データである。

【００３２】次の第２奇数画素のデータが入力されたと
き、選択回路５２から再び２倍されたデータが加算回路
５４に与えられる。このとき、信号ＶＳＥＴがハイレベ
ルであるため、アンドゲート５６を通して第１奇数画素
の２倍のデータが加算回路５４に与えられる。したがっ
て、加算回路５４では、第１奇数画素の２倍のデータと
第２奇数画素の２倍のデータとを加算し、その加算結果
が加算レジスタ２６２の奇数用レジスタ６４にラッチさ
れる。このような動作が、以後、第８奇数画素まで繰り
返され、結果的に、加算レジスタ２６２の奇数用レジス
タ６４には、入力データが１６倍されたデータがラッチ
されることになる。

【００３３】ライン毎に画面の右端（終わり）でハイレ
ベルとなるラッチ信号ＣＬＫＨＤ（図１４）に応答し
て、加算レジスタ２６２の奇数用レジスタ６４にラッチ
されたデータが１／１６されて、すなわち４ビットシフ
トダウンされて、クランプ値レジスタ６８の奇数用レジ
スタ７０にラッチされる。したがって、選択回路７４
が、信号ＯＤＤ／ＥＶＥＮのハイレベルに応答して、奇
数用レジスタ７０にラッチされた後縁ＯＢレベル検出エ
リア（図１０）の最初の１ラインの奇数８画素分のＯＢ
レベルデータを出力する。

【００３４】それ以降のラインすなわち第２ライン以降
では、選択回路５２は「×１」を選択し、選択回路５８
および６０は最初の１画素のみ「ｌ／２」を選択しそれ
に引き続く７画素のとき「１」を選択する。したがっ
て、加算レジスタ６２からは、再び、１６倍データが出
力され、それが「１／１６」されることによって、ライ
ン毎の８画素分のＯＢレベルが選択回路７４から出力さ
れることになる。すなわち、加算回路５４から加算レジ
スタ２６２，選択回路５８，６０および６２ならびにア
ンドゲート５６を通る回路によって巡回型フィルタが構
成される。

【００３５】ただし、この実施例では巡回型フィルタの
重み係数（ｋ）は「１／２」に設定されているが、この
係数は０＜ｋ＜１の範囲で任意に設定できる。すなわ
ち、係数（ｋ）を設定することによって、最初のライン
のクランプレベルはＯＢレベルそのままの値となり、２
ライン目以降のクランプレベルは前ラインのクランプレ
ベルと新しく得られたＯＢレベルとの係数（ｋ）の加重
平均となる。したがって、２ライン目以降のＯＢ部分に
ノイズが含まれていたとしても、それが画像に対して与
える影響を１／ｋ倍に軽減できる。

【００３６】なお、奇数画素についてＯＢレベルを求め
かつクランプレベルを算出する動作のみを説明したが、
偶数画素についても、信号ＯＤＤ／ＥＶＥＮがローレベ
ルとなることによって選択回路６２および７４が下側入
力を選択する点以外は、奇数画素のときと同様の動作を
行うので、ここでは重複する説明は省略する。いずれに
しても、図１２の回路は奇数または偶数画素毎にクラン
プレベルを算出する。

【００３７】次に、第２所定期間におけるクランプレベ
ル算出回路５０の動作は、先に説明した第１所定期間に
おける動作と同様であるので、重複する説明は省略す
る。ただし、第２所定期間では、２画素分のＯＢレベル
を計算する。このようにしてクランプレベル算出回路５
０からクランプレベルが出力され、それが図９に示す第
１減算回路８２に入力される。したがって、加算回路４
８でオフセット値が加算されたデータからクランプレベ
ル算出回路５０で算出されたクランプレベルが第１減算
回路８２によって減算され、Ａ／Ｄ変換器４６からのデ
ィジタル信号がディジタル的にクランプされる。

【００３８】第１減算回路８２の出力はたとえばオアゲ
ートなどを含むゼロクリップ回路８４によってゼロクリ
ップされた（負の数値がゼロレベルに強制された）後、
ディジタルローパスフィルタ８６を経て第２減算回路８
８に与えられる。この第２減算回路８８の減数人力とし
ては、ＣＰＵ４４から加算回路４８に与えたと同じオフ
セット値が与えられる。

【００３９】すなわち、加算回路４８および第２減算回
路８８によってオフセット値を加算しかつ減算するこの
実施例の場合と、そのようなオフセット値を用いない場
合とについて図１６および図１７を参照して、具体的に
説明する。図１６（Ａ）および図１７（Ａ）は、いずれ
も、左側が黒で右側が白の被写体を撮影した場合のＡ／
Ｄ変換器４６から出力される１ラインのＣＣＤ出力信号
（ディジタル信号）である。実際の信号は、ランダムノ
イズを含むため、この図１６（Ａ）または図１７（Ａ）
に示すような波形となる。このとき、クランプレベルは
点線で示すレベルであり、このレベルで第１減算回路８
２によってクランプされる。

【００４０】オフセット値を加算しない場合には、ゼロ
クリップ回路８４の出力は図１６（Ｂ）のような信号と
なる。この信号がローパスフィルタ８０を通ると、図１
６（Ｃ）のような波形となり、黒であるはずの部分の信
号がゼロにならないため「黒浮き」と呼ばれる現象が起
こる。ところが、この実施例に従って、加算回路４８に
よってオフセット値を加算すると、ゼロクリップ回路８
４の出力信号は図１７（Ｂ）に示す波形となる。これを
ローパスフィルタ８０で処理すると、図１７（Ｃ）に示
す波形となり、その後第２減算回路８８によってオフセ
ット値を減算することによって、図１８（Ｄ）に示すよ
うに、光学的黒部分の信号はほぼゼロとなり、「黒浮
き」のない画像信号を得ることができる。

【００４１】先に説明したように、このオフセット値は
ＡＧＣ回路４２の利得に応じて変化させる。すなわち、
利得が大きいときはノイズも大きくなるのでオフセット
値を大きくして黒浮きを防ぎ、利得が小さいときにはノ
イズも小さいので、オフセット値を小さくして信号のダ
イナミックレンジを大きくする。前記第１実施例におい
ては、固体撮像ユニットは、垂直２画素の電荷を混合し
て出力するように構成したが、更にカラーフィルタとし
て図２０のような原色のカラーフィルタを用い、固体撮
像ユニットとして図２１のように水平転送ＣＣＤ２０
ａ、２０ｂを備え、垂直画素数４８０と同数のライン数
の信号を読み出す、すなわち、垂直２画素の電荷を混合
することなく全画素のデータを１フィールドに１回読み
出すことにより解像度を向上させることができるデュア
ルチャネル構造のものを使用することも可能である。そ
こで、このような固体撮像ユニット１１２を用いた実施
例を第２実施例として説明する。

【００４２】通常速度撮影モードにおいては、固体撮像
ユニット１１２は図２２に示すフィールド蓄積モードに
従って動作する。すなわち、１フィールドに１回、フォ
トダイオード１４に蓄積された電荷が垂直転送ＣＣＤ１
６に読み出された後に、垂直転送ＣＣＤ１６に連続的に
出力される２個の垂直転送パルスに従って、１Ｈに１
回、２ライン分の電荷がそれぞれ水平転送ＣＣＤ２０
ａ、２０ｂに同時に転送される。水平転送ＣＣＤ２０
ａ、２０ｂは水平転送クロックに従って、それぞれ１Ｈ
に１ライン分の電荷を出力する。すなわち、水平転送Ｃ
ＣＤ２０ａからは、１、３、５、…と奇数ラインの出力
が第１チャネル側の出力として出力され、水平転送ＣＣ
Ｄ２０ｂからは、２、４、６、…と偶数ラインの出力が
第２チャネル側に出力として出力される。

【００４３】こうして得られた２チャネルのＣＣＤ出力
は、図２３に示すようにチャネル毎に信号処理回路３０
ａ、３０ｂに入力される。ここで、信号処理回路３０
ａ、３０ｂの構成は、図９の信号処理回路３０と同一構
成をしており、同一の動作により各チャネルの出力がそ
れぞれ独立にクランプされる。各信号処理回路３０ａ、
３０ｂからの出力は、スイッチ１３２、２３２を経て補
間処理回路１００に入力される。この補間処理回路１０
０は図２４のように構成される。すなわち、スイッチ１
３２を経て入力されるチャネル１側のＣＣＤ出力は、直
接または１Ｈ遅延回路１１６を介してそれぞれＤ０、Ｄ
２として選択回路１１８に供給され、スイッチ２３２を
経て入力されるチャネル２側のＣＣＤ出力は、直接また
は１Ｈ遅延回路１１７を介して、それぞれＤ１、Ｄ３と
して選択回路１１８に供給される。１Ｈ遅延回路１１
６、１１７は、入力されるＣＣＤ出力を１Ｈ期間記憶す
ることのできるメモリであり、この回路を通過すること
により１Ｈ遅延したＣＣＤ出力が得られることになる。
なお、この１Ｈ遅延回路への信号の書き込みおよび読み
出しは、水平転送ＣＣＤでの水平転送に同期して実行さ
れる。

【００４４】選択回路１１８は、Ｄ０〜Ｄ３の隣接する
４ライン分のディジタル信号から、奇数フィールドか偶
数フィールドかに応じて、３ライン分のディジタル信号
を出力Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２として選択するもので、奇数フ
ィールドではＤ１、Ｄ２、Ｄ３の信号が選択され、偶数
フィールドでは、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２の信号が選択される
ことになる。

【００４５】選択回路の３出力Ｌ０、Ｌｌ、Ｌ２は、そ
れぞれ遅延回路１３０に入力され、さらにこの遅延回路
１３０出力はそれぞれ遅延回路１３１に入力される。こ
こで、遅延回路１３０、１３１はともに１画素分が伝送
されるに要する時間と等しい遅延時間を備えた遅延手段
であり、両遅延回路出力は選択回路出力Ｌ０、Ｌｌ、Ｌ
２と共に補間演算回路１３２に入力される。したがっ
て、補間演算回路には、選択回路にて選択された隣接す
る３ライン毎に隣接する３画素の合計９画素分の信号が
同時に補間演算回路１３２に入力される。

【００４６】この補間演算回路１３２では、カラーフィ
ルタのフィルタ配列が３原色をモザイク状に配列した関
係から、いずれの画素からもＲ、Ｇ、Ｂのいずれか一つ
の信号しか得られないことを考慮して、他の２色の信号
を周囲の画素から補間する働きを為す。このとき、固体
撮像ユニット１１２上の画素の配列と選択される画素と
の関係を図示すると図２５となる。先に述べたように、
奇数フィールド時には、Ｄｌ、Ｄ２、Ｄ３のライン信号
が選択されるから、奇数番目の画素のパターンは図２５
の（ｂ）に示されるものとなる。また、偶数番目の画素
のパターンは（ｃ）の如くなる。一方、偶数フィールド
時には、Ｄ０、Ｄｌ、Ｄ２のライン信号が選択されるの
で、奇数番目の画素のパターンは（ｄ）、偶数番目の画
素のパターンは（ｅ）の如くなる。なお、（ａ）は固体
撮像ユニット１１２上の一部の画素の配列を模式的に示
すものである。

【００４７】図２４から明らかなように、各種タイミン
グ信号に基づいて、処理対象のフィールドが奇数あるい
は偶数のいずれのフィールドか、また処理対象の画素が
奇数番目か偶数番目かが決定されると、処理対象の画素
を中央に有する９画素の画素パターンが（ｂ）〜（ｅ）
のいずれかに決定でき、この画素パターンが予め決定で
きればこれらの９画素のいずれの画素信号を用いて補間
すればよいかが予め決定できる。たとえば、（ｂ）の場
合には、中央の画素からはＧ信号が得られるのでＧ信号
をそのまま出力し、Ｒ信号は中央の縦列の上下の２画素
から得られるのでこれらの２画素の信号を平均してＲ信
号として出力し、Ｂ信号は中央の横列の左右の２画素か
ら得られるのでこれらの２画素の信号を平均してＢ信号
として出力する。また、（ｃ）の場合には、ＲおよびＧ
信号は隣接する４画素の同色信号を平均して得られる。

【００４８】このようにして補間演算回路１３２では、
処理対象の画素の欠落する２色の色信号を周辺の同一色
の画素の信号から作成して補間することで、各画素の
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号が出力される。こうして得られたＲ、
Ｇ、Ｂのビデオ信号は、記録回路およびビューファイン
ダに供給される。一方、高速撮影モードにおいては、固
体撮像ユニット１１２の駆動は図２６の如く行われる。
図７との違いは、垂直転送パルスは１／２Ｈに２個ずつ
かつ、１／４フィールド毎の水平ブランキング期間に２
４０個ずつ出力される点および不要電荷掃き出しパルス
も同様に１／２Ｈに２個ずつかつ、１／４フィールド毎
に２４０個ずつ出力される点である。これによって、水
平転送ＣＣＤ２０ａからは１〜２３９の奇数ラインの信
号が、水平転送ＣＣＤ２０ｂからは２〜２４０の偶数ラ
インの信号が同時に得られる。

【００４９】また、各チャネル出力用に並び替え回路３
４と同一構成の並び替え回路３４ａ、３４ｂが別々に配
置され、並び替え回路３４と同一の動作を実行して、並
び替えを行った上でスイッチ１３２、２３２を経て補間
処理回路１００にて補間処理が実行され、こうして得ら
れたビデオ信号が記録回路および拡大回路４０に入力さ
れて拡大してビューファインダに映出される。

【００５０】なお、上述の両実施例では、ＣＣＤイメー
ジャが補色および原色のモザイク型カラーフィルタを有
する場合について説明した。しかしながら、この発明
は、ストライプ型カラーフィルタを有するＣＣＤからの
出力信号を処理する場合にも適用できる。すなわち、こ
の図１９に示すクランプレベル算出回路５０′は、図１
１のクランプレベル算出回路５０と同様に、選択回路５
２，加算回路５４，アンドゲート５６，加算レジスタ２
６２，選択回路５８′，５９および６０′，選択回路５
２′，クランプ値レジスタ６８および選択回路７４′を
含む。選択回路５２′および７４′は、ストライプ型カ
ラーフィルタ（図示せず）の各画素毎にハイレベルとな
る信号（色分離パルス）ＳＥＬＡＢＣによって制御さ
れ、信号ＳＥＬＡＢＣが第１画素のときハイレベルであ
れば、選択回路５２′および７４′が上側入力を選択
し、信号ＳＥＬＡＢＣが第２画素のタイミングでハイレ
ベルのとき選択回路５２′および７４′は真中の入力を
選択し、そして信号ＳＥＬＡＢＣが第３画素のタイミン
グでハイレベルのとき選択回路５２′および７４′は下
側入力を選択する。それ以外の動作については、先の図
１１の動作から容易に理解できるので、ここでは詳細な
説明の操り返しを省略する。いずれにしても、図１９の
回路では３画素毎に各々の画素に対応するクランプレベ
ルを算出する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】図１実施例の固体撮像素子ユニットを示す図解
図である。

【図３】図２実施例における通常速度撮影モード（第１
撮影モード）の動作を示すタイミング図である。

【図４】図１実施例における４倍速撮影モード（第２撮
影モード）の画面の構成を示す図解図である。

【図５】図２実施例における４倍速撮影モード（第２撮
影モード）の動作を示すタイミング図である。

【図６】図１実施例の並び替え回路を示すブロック図で
ある。

【図７】図６実施例のメモリの書き込み動作を示すタイ
ミング図である。

【図８】図６実施例のメモリの読み出し動作を示すタイ
ミング図である。

【図９】図１実施例の信号処理回路を示すブロック図で
ある。

【図１０】図９実施例においてクランプレベルを算出す
るための前縁ＯＢレベル検出エリアおよび後縁ＯＢレベ
ル検出エリアを示す図解図である。

【図１１】図９実施例におけるクランプレベル算出回路
の一例を示すブロック図である。

【図１２】第１所定期間における図１１のクランプレベ
ル算出回路の動作を示すタイミング図である。

【図１３】第２所定期間における図１１のクランプレベ
ル算出回路の動作を示すタイミング図である。

【図１４】図９実施例における第１所定期間および第２
所定期間を規定するタイミングジェネレータの一部を示
すブロック図である。

【図１５】前縁ＯＢレベル検出エリアおよび後縁ＯＢレ
ベル検出エリアを示すタイミング図である。

【図１６】図９実施例においてオフセット値を加算しか
つ減算しない場合の比較例を示す波形図である。

【図１７】図９実施例の動作を示す波形図である。

【図１８】図１実施例に使用されるモザイク型カラーフ
ィルタの配列を示す図解図である。

【図１９】図９実施例においてストライプ型カラーフィ
ルタのＣＣＤイメージャを用いた場合のクランプレベル
算出回路を詳細に示すブロック図である。

【図２０】この発明の第２実施例に使用されるモザイク
型カラーフィルタの配列を示す図解図である。

【図２１】第２実施例の固体撮像素子ユニットを示す図
解図である

【図２２】第２実施例における通常速度モード（第１撮
影モード）の動作を示すタイミング図である。

【図２３】第２実施例のブロック図である。

【図２４】図２３実施例の補間処理回路を示すブロック
図である。

【図２５】図２３実施例の補間処理回路での補間処理を
説明するための図である。

【図２６】第２実施例における４倍速撮影モード（第２
撮影モード）の動作を示すタイミング図である。

【符号の説明】

１０ …ディジタルビデオカメラ １２，１１２ …固体撮影素子ユニット ２８ …４倍速スイッチ ４２ …ＡＧＣ回路 ４４ …ＣＰＵ ４６ …Ａ／Ｄ変換器 ４８ …加算回路 ５０，５０′ …クランプレベル算出回路 ７８ …前縁クランプタイミング回路 ８０ …後縁クランプタイミング回路 ８１ …スイッチ ８２ …第１減算回路 ８４ …ゼロクリップ回路 ８６ …ローパスフィルタ ８８ …第２減算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 秀史 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 村田 治彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 小林 篤 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 石上 富士 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 内藤 靖彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＣＤイメージャから出力される各ライン
   信号をすべて利用する第１撮影モードと各ライン信号の
   前縁を含む一部のみを利用する第２撮影モードとを切り
   換える操作手段、 前記第１撮影モードにおいて前記ライン信号の後縁の第
   １所定期間を規定する第１期間設定手段、 前記第２撮影モードにおいて前記ライン信号の前縁の第
   ２所定期間を規定する第２期間設定手段、 前記ＣＣＤイメージャからの各ライン信号をディジタル
   信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、 前記第１所定期間または前記第２所定期間において前記
   Ａ／Ｄ変換手段からのディジタル信号に基づいて各ライ
   ン信号のクランプレベルを算出するクランプレベル算出
   手段、および前記クランプレベルを基に前記ライン信号
   をクランプするクランプ手段を備える、ディジタルビデ
   オカメラ。
2. 【請求項２】前記ＣＣＤイメージャは、Ｍ個の光電変換
   素子に蓄積されたＭ個の電荷を１フィールド期間にＮ回
   （Ｎは２以上の整数）読み出すとともに、この読み出さ
   れた電荷を垂直方向に転送する垂直転送ＣＣＤと、この
   垂直転送ＣＣＤにより転送された１ライン分の電荷を１
   水平走査期間に水平方向に転送するＬ本（Ｌは１以上の
   整数）の水平転送ＣＣＤと、この水平転送ＣＣＤに平行
   に配置された不要電荷掃き出し用のドレインとを設けて
   なり、 前記第２撮影モードにおいて、前記１フィールド期間に
   前記ＣＣＤイメージャのライン数のＮ倍の垂直転送パル
   スを前記垂直転送ＣＣＤに供給するとともに、Ｍ個の電
   荷のうち１／Ｎ×Ｍ個の電荷を前記水平転送ＣＣＤで転
   送し、（１−１／Ｎ）×Ｍ個の電荷は前記ドレインに掃
   き出すように前記ＣＣＤイメージャを駆動する駆動回路
   を備える、請求項１記載のディジタルビデオカメラ。
3. 【請求項３】前記Ａ／Ｄ変換手段からのディジタル信号
   からクランプレベルを減算する第１減算手段、 前記Ａ／Ｄ変換手段からのディジタル信号および前記第
   １減算手段からのクランプされたディジタル信号の一方
   に所定のオフセット値を加算する加算手段、 前記加算手段によって前記所定のオフセット値が加算さ
   れたディジタル信号をゼロクリップするクリップ手段、 前記クリップ手段からのディジタル信号を処理するロー
   パスフィルタ手段、および前記ローパスフィルタ手段か
   らのディジタル信号から前記所定のオフセット値を減算
   する第２減算手段を備える、請求項１記載のディジタル
   ビデオカメラ。
4. 【請求項４】前記クランプレベル算出手段は、各ライン
   出力信号に含まれる光学的黒部分の平均値を算出する平
   均値手段、および各ライン毎に前紀平均値手段から得ら
   れる光学的黒部分の平均値に基づいて前記クランプレベ
   ルを算出する巡回型フィルタ手段を含む、請求項１ない
   し３記載のディジタルビデオカメラ。