JPH10257414A - 画像信号記録再生装置および記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィールド周期で全画素が読み出されるＣＣ
Ｄ撮像素子を使用して、静止画および／または動画を記
録再生できる。 【解決手段】 全画素ＣＣＤからなるＣＣＤ撮像素子３
に取り込まれた被写体１は、一旦画像メモリ７に記録さ
れる。画像メモリ７には、ＴＯＰフィールドの場合、全
画素が記録され、ＢＯＴＴＯＭフィールドの場合、偶数
ラインの画素のみが記録される。静止画は、フレーム毎
にＴＯＰフィールドに記録される。その後、圧縮回路４
で、画像に適した画像圧縮処理が施され、記録媒体５に
記録される。再生時、動画の場合、ＴＯＰフィールドで
は偶数ラインの画素が捨てられ、奇数ラインの画素が再
生され、ＢＯＴＴＯＭフィールドでは偶数ラインの画素
が再生される。静止画の場合、ＴＯＰフィールドの全画
素が再生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、全画素読み出し
方式のＣＣＤ撮像素子を使用した画像信号記録再生装置
および記録再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ撮像素子は、隣り合った垂
直２ラインの信号電荷を垂直ＣＣＤ部の中で混合して、
１フィールドあたり、つまり１回の露光で２６２．５本
の信号を出力するように設計されている。このような、
ＣＣＤ撮像素子をフィールド読み出し方式のＣＣＤ撮像
素子（以下、フィールドＣＣＤと称する）と呼び、一例
として、その構造を図６に示す。図６Ａは、ＴＯＰフィ
ールドの読み出し動作を示し、図６Ｂは、ＢＯＴＴＯＭ
フィールドの読み出し動作を示す。このフィールドＣＣ
Ｄは、現行のＴＶ走査方式と同様にインタレース（飛び
越し走査）の読み出しを行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィー
ルドＣＣＤを使用して静止画を撮影すると、１つの完成
した画像は、時間的に１／６０秒隔てた２つの絵（２つ
のフィールド）の組み合わせになる。特に動きのある被
写体の場合、２つのフィールド画像を合わせたフレーム
静止画として見ると、動く被写体だけ２重に映った非常
に見にくい静止画になってしまう。あるいは、片方のフ
ィールドのみのフィールド静止画の場合、走査線の数が
半分になるため垂直解像度が劣ってしまう。特に静止画
に対して、この両者の欠点を解決するために全画素読み
出し方式のＣＣＤ撮像素子（以下、全画素ＣＣＤと称す
る）が考え出された。

【０００４】全画素ＣＣＤとは、垂直の隣り合う画素の
信号を混合し、出力するフィールド読み出しと違って、
１つのフィールドで画素信号の混合を行わず全ての画素
信号を独立に出力するＣＣＤ撮像素子のことである。こ
の全画素ＣＣＤの構造の一例を図７に示す。フィールド
ＣＣＤの場合、ＴＯＰフィールドで垂直方向で隣り合う
画素１Ａと２Ａの信号を垂直ＣＣＤで混合して出力して
いた（図６Ａ）が、全画素ＣＣＤの場合は、画素１Ａと
２Ａの信号を混合せずに転送する。図７の例では、２本
の水平ＣＣＤを通して並列に画素１Ａと２Ａの信号を独
立に出力する。従って、全画素ＣＣＤの場合は、１回の
走査で絵が完成する。よって、静止画については、全画
素ＣＣＤは、効果的である。

【０００５】また、静止画用の全画素ＣＣＤで動画を撮
影する場合、静止画用の全画素ＣＣＤの転送速度の問題
で１秒間に３０枚しか画像が得られず、滑らかな動画は
得られなかった。

【０００６】従って、この発明の目的は、全画素ＣＣＤ
を使用して動画用の撮影に用いても、静止画用の撮影に
用いても好適となる画像信号記録再生装置および記録再
生方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、フィールド周期で垂直方向で隣り合う画素の信号を
混合することなく読み出すことによって、奇数番目のラ
インの第１の撮像信号と、偶数番目のラインの第２の撮
像信号とを並列に出力するようにした撮像素子と、撮像
素子から読み出された第１および第２の撮像信号を選択
および合成する処理手段と、処理手段の出力を記録媒体
に記録する記録手段と、記録手段に記録された第１およ
び第２の撮像信号を再生する再生手段とからなることを
特徴とする画像信号記録再生装置である。

【０００８】請求項６に記載の発明は、フィールド周期
で垂直方向で隣り合う画素の信号を混合することなく読
み出すことによって、奇数番目のラインの第１の撮像信
号と、偶数番目のラインの第２の撮像信号とを並列に出
力し、第１および第２の撮像信号を選択および合成し、
選択および合成した出力を記録媒体に記録し、記録され
た第１および第２の撮像信号を再生することを特徴とす
る画像信号記録再生方法である。

【０００９】フィールド周期の全画素ＣＣＤが使用さ
れ、動画のみの記録／再生には、ＴＯＰフィールドで奇
数ラインが記録／再生され、ＢＯＴＴＯＭフィールドで
偶数ラインが記録／再生される。また、静止画のみの記
録／再生には、フレーム周期でＴＯＰフィールドに全画
素が記録／再生される。さらに、ノンインタレースの動
画の記録／再生には、フィールド周期でＴＯＰフィール
ドおよびＢＯＴＴＯＭフィールドに全画素が記録／再生
される。そして、動画または静止画を再生時に選択する
場合、記録時には、ＴＯＰフィールドで全画素が記録さ
れ、ＢＯＴＴＯＭフィールドで奇数ラインが捨てられ、
偶数ラインが記録媒体に記録される。動画の再生時に
は、ＴＯＰフィールドで偶数ラインが捨てられ、奇数ラ
インが再生され、ＢＯＴＴＯＭフィールドで記録されて
いる偶数ラインが再生されることによって、インタレー
スと同じように再生される。また、静止画の再生時に
は、フレーム周期で静止画が再生される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図１は、この発明を適用できる画
像信号記録再生装置の一実施例を示すブロック図であ
る。まず、１で示す被写体は、レンズブロック２へ入射
される。レンズブロック２は、フォーカスサーボ１１に
よって駆動される。そのフォーカスサーボ１１は、シス
コン（システムコントローラ）１５によって制御され
る。レンズブロック２に入射された被写体１は、ＣＣＤ
撮像素子３へ供給される。

【００１１】ＣＣＤ撮像素子３は、全画素ＣＣＤからな
り、被写体１からの入射光が電荷として蓄積される。電
子シャッター駆動回路１２には、シスコン１５からの制
御信号が供給され、電子シャッター駆動回路１２によっ
て、ＣＣＤ撮像素子３の電子シャッターのオン／オフが
制御される。これによって、ＣＣＤ撮像素子３の電子シ
ャッターが駆動され、供給された被写体１が、上述した
ように、取り込まれる。取り込まれた被写体１は、Ａ／
Ｄ変換器（図示せず）によりディジタル化され、ディジ
タル撮像信号（以下、画像信号と称する）として、圧縮
回路４を介して一旦画像メモリ７に供給されるととも
に、スイッチ８の記録端子（Ｒｅｃ）にも供給される。

【００１２】スイッチ８を介して画像信号は、電子ビュ
ーファインダ（ＥＶＦ）９へ表示されるとともに、ビデ
オ出力端子１０を介して、出力される。電子ビューファ
インダ９は、一例として液晶ディスプレイからなる。

【００１３】画像メモリ７は、数フィールドの画像を記
憶する容量を有する。この画像メモリ７に記憶された画
像信号は、圧縮回路４によって順次圧縮処理が施され
る。一例として、静止画として取り込まれた画像に対し
てＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）が施
され、動画として取り込む画像に対してＭＰＥＧ（Movi
ng Picture Experts Group）が施される。生成された圧
縮画像信号に対して、サブデータ付加回路１３からのサ
ブデータが付加される。サブデータが付加された圧縮画
像信号は、記録媒体５に供給される。サブデータ付加回
路１３から供給されるサブデータは、例えば日付、時
刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総
枚数、何枚目、・・・等の画像信号が撮影されたときの
情報である。記録媒体５に供給された圧縮画像信号とサ
ブデータは、シスコン１５の制御に従って記録される。
この記録媒体５の一例として、半導体メモリカード、デ
ィスク状記録媒体またはテープ状記録媒体等の記録媒体
が使用可能である。

【００１４】操作系１６からの指定に応じたシスコン１
５の制御によって、記録媒体５から圧縮画像信号が読み
出される。読み出された圧縮画像信号は、伸長回路６を
介して一旦画像メモリ７へ供給される。伸長回路６によ
って、画像メモリ７に記録された圧縮画像信号に対して
順次伸長処理が施され、すなわちＪＰＥＧまたはＭＰＥ
Ｇの復号がなされる。さらに、圧縮画像信号から分離さ
れたサブデータがサブデータ読み取り回路１４へ供給さ
れる。伸長された画像信号は、伸長回路６からスイッチ
８の再生端子（ＰＢ）へ供給される。サブデータ読み取
り回路１４では、供給されたサブデータから日付、時
刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの状態、総
枚数、何枚目、・・・等の情報が読み取られ、その情報
は、シスコン１５へ供給される。

【００１５】具体的な動作を説明する。記録時には、電
子ビューファインダ９を覗き、フォーカスを合わせ、操
作系１６に含まれる録画キーを押すと、被写体１は、レ
ンズブロック２を通り、ＣＣＤ撮像素子３に入射され
る。この撮像信号は、一旦画像メモリ７に記憶され、圧
縮回路４によってＪＰＥＧまたはＭＰＥＧなどの画像圧
縮の処理が順次行われる。そして、サブデータ付加回路
１３からの時刻や日時などに加え、絞りの状態、フォー
カス状態、電子シャッター速度などのサブデータが圧縮
画像信号に付加されてテープ、ディスクまたは半導体メ
モリ等の記録媒体５に記録される。

【００１６】そして、再生時は、例えば記録媒体５から
圧縮画像信号を読み出し、画像メモリ７に記録する。記
録された圧縮画像信号は、伸長回路６によって画像信号
に順次復調される。このとき、サブデータをサブデータ
読み取り回路１４で取り出し、目的の画像を電子ビュー
ファインダ９およびビデオ出力端子１０に出力する。

【００１７】次に、ＣＣＤ撮像素子３から画像メモリ７
に動画および／または静止画が取り込まれるいくつかの
実施例の概略を図２〜図５を用いて説明する。図２は、
この発明の第１の実施例であり、動画再生のみのための
記録方式である。ＣＣＤ撮像素子３には、第１の撮像信
号となる奇数（ＯＤＤ）ラインの撮像信号を取り出す端
子と、第２の撮像信号となる偶数（ＥＶＥＮ）ラインの
撮像信号を取り出す端子とが結合される。ＣＣＤ撮像素
子３から取り出される撮像信号は、スイッチ２１によっ
て選択される。スイッチ２１は、フィールド切り換え信
号ＦＰによって、切り換えられる。

【００１８】このフィールド切り換え信号ＦＰは、図２
Ｂに示すように３３．３３ｍｓｅｃ（１／３０ｓｅｃ）
のフレーム周期で動作する。そして、ＴＯＰフィールド
では、フィールド切り換え信号ＦＰがハイレベル（Ｈ）
となり、スイッチ２１は、奇数ラインの撮像信号を選択
する。選択された奇数ラインの撮像信号は、図２Ｃに示
すように、画像メモリ７に記録される。また、ＢＯＴＴ
ＯＭフィールドでは、フィールド切り換え信号ＦＰがロ
ーレベル（Ｌ）となり、スイッチ２１は、偶数ラインの
撮像信号を選択する。選択された偶数ラインの撮像信号
は、図２Ｃに示すように、画像メモリ７に記録され、再
生される。

【００１９】この図２の実施例では、上述したように、
全画素ＣＣＤが用いられ、スイッチ２１において、信号
ＦＰがハイレベルのとき、偶数ラインの撮像信号が捨て
られ、信号ＦＰがローレベルのとき、奇数ラインの撮像
信号が捨てられる。よって、この第１の実施例は、従来
の記録再生装置と同じ情報量となる。

【００２０】図３は、この発明の第２の実施例であり、
静止画再生のみのための記録方式である。ＣＣＤ撮像素
子３には、奇数ラインの撮像信号を取り出す端子と、偶
数ラインの撮像信号を取り出す端子とが結合される。Ｃ
ＣＤ撮像素子３から取り出される撮像信号は、スイッチ
２２によって選択される。スイッチ２２は、フィールド
切り換え信号ＦＰによって、切り換えられる。この信号
ＦＰは、図３Ｂに示すように３３．３３ｍｓｅｃ（１／
３０ｓｅｃ）のフレーム周期で動作する。そして、この
実施例では、ＴＯＰフィールドのときのみ、スイッチ２
２によって、奇数ラインおよび偶数ラインの撮像信号
（全画素）が選択される。選択された撮像信号は、フレ
ーム間隔で画像メモリ７に記録される。

【００２１】この図３の実施例では、上述したように、
全画素ＣＣＤが用いられ、スイッチ２２において、信号
ＦＰがハイレベルのとき、奇数ラインおよび偶数ライン
の撮像素子（全画素）が画像メモリ７に記録され、信号
ＦＰがローレベルのとき、全画素が捨てられる。よっ
て、この第２の実施例は、従来の記録再生装置と同じ情
報量となる。

【００２２】図４は、この発明の第３の実施例であり、
ノンインタレースで動画再生できる記録方式である。図
４Ａに示すように、ＣＣＤ撮像素子３には、奇数ライン
の撮像信号を取り出す端子と、偶数ラインの撮像信号を
取り出す端子とが結合される。それぞれの端子は、画像
メモリ７に接続される。そして、図４Ｂに示すように、
ＴＯＰフィールドおよびＢＯＴＴＯＭフィールドにおい
て、奇数ラインおよび偶数ラインの撮像素子（全画素）
が画像メモリ７に記録される。再生時も図４Ｂに示すよ
うに再生される。この第３の実施例は、記録された信号
がそのまま静止画用であって、且つシャッターチャンス
が１／６０秒毎（フィールド毎）に得られるため、従来
の記録再生装置に比べると２倍の情報量となる。

【００２３】図５は、この発明の第４の実施例であり、
動画および静止画を再生時に選択できる記録方式であ
る。図５Ａに示すように、ＣＣＤ撮像素子３に結合され
ている奇数ラインの撮像信号を取り出す端子は、スイッ
チ２３を介して画像メモリ７と接続され、同様に結合さ
れている偶数ラインの撮像信号を取り出す端子は、直接
画像メモリ７と接続される。スイッチ２３は、フィール
ド切り換え信号ＦＰによって、切り換えられる。

【００２４】このフィールド切り換え信号ＦＰは、図５
Ｂに示すように３３．３３ｍｓｅｃ（１／３０ｓｅｃ）
のフレーム周期で動作する。そして、ＴＯＰフィールド
では、フィールド切り換え信号ＦＰがハイレベルとな
り、スイッチ２３は、奇数ラインの撮像信号を画像メモ
リ７へ供給する。その結果、ＴＯＰフィールドでは、図
５Ｃに示すように、奇数ラインおよび偶数ラインの撮像
信号（全画素）が画像メモリ７に記録される。また、Ｂ
ＯＴＴＯＭフィールドでは、フィールド切り換え信号Ｆ
Ｐがローレベルとなり、スイッチ２３によって、奇数ラ
インの撮像信号が捨てられる。その結果、ＢＯＴＴＯＭ
フィールドでは、図５Ｃに示すように、偶数ラインの撮
像信号が画像メモリ７に記録される。

【００２５】この第４の実施例では、図５Ｃに示すよう
に、ＴＯＰフィールドは、奇数ラインおよび偶数ライン
の撮像素子（全画素）が記録されているので、静止画の
再生時には、ＴＯＰフィールドを使用すれば、静止画の
再生ができる。すなわち、フレーム周期で静止画の再生
ができる。また、動画の再生時には、ＴＯＰフィールド
は、偶数ラインの撮像信号を捨て、奇数ラインの撮像信
号のみを再生し、ＢＯＴＴＯＭフィールドは、そのまま
偶数ラインの撮像信号を再生すれば良い。このときの情
報量は、従来の記録再生装置に比べて１．５倍の情報量
となる。しかしながら、上述したように、その後保存す
るために、その１．５倍の情報に対して圧縮が施され、
その１．５倍の情報には、強い相関があるのでかなり小
さくなり、１に近い値になる。

【００２６】

【発明の効果】この発明に依れば、全画素読み出し方式
のＣＣＤ撮像素子により獲得された動画を記録すること
によって、動画を再生するときはインタレース画像で再
生することができ、また、静止画を記録する場合、フレ
ーム周期で記録／再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用できる記録装置の一実施例のブ
ロック図である。

【図２】この発明の記録方式の第１の実施例の説明に用
いる略線図である。

【図３】この発明の記録方式の第２の実施例の説明に用
いる略線図である。

【図４】この発明の記録方式の第３の実施例の説明に用
いる略線図である。

【図５】この発明の記録方式の第４の実施例の説明に用
いる略線図である。

【図６】フィールド読み出し方式のＣＣＤ撮像素子の一
例である。

【図７】全画素読み出し方式のＣＣＤ撮像素子の一例で
ある。

【符号の説明】

１・・・被写体、２・・・レンズブロック、３・・・Ｃ
ＣＤ撮像素子、４・・・圧縮回路、５・・・記録媒体、
６・・・伸長回路、７・・・画像メモリ、８・・・スイ
ッチ、９・・・電子ビューファインダ、１１・・・フォ
ーカスサーボ、１２・・・電子シャッター、１３・・・
サブデータ付加回路、１４・・・サブデータ読み取り回
路、１５・・・シスコン、１７・・・操作系

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィールド周期で垂直方向で隣り合う画
   素の信号を混合することなく読み出すことによって、奇
   数番目のラインの第１の撮像信号と、偶数番目のライン
   の第２の撮像信号とを並列に出力するようにした撮像素
   子と、 上記撮像素子から読み出された上記第１および第２の撮
   像信号を選択および合成する処理手段と、 上記処理手段の出力を記録媒体に記録する記録手段と、 上記記録手段に記録された上記第１および第２の撮像信
   号を再生する再生手段とからなることを特徴とする画像
   信号記録再生装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像信号記録再生装置
   において、 上記処理手段は、 第１のフィールドでは、上記撮像素子から読み出された
   上記第１の撮像信号のみを出力するようにし、 第２のフィールドでは、上記撮像素子から読み出された
   上記第２の撮像信号のみを出力するようにしたことを特
   徴とする画像信号記録再生装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像信号記録再生装置
   において、 上記処理手段は、 フレーム周期で上記撮像素子から読み出された上記第１
   および第２の撮像信号を出力するようにしたことを特徴
   とする画像信号記録再生装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の画像信号記録再生装置
   において、 上記処理手段は、 フィールド周期で上記撮像素子から読み出された上記第
   １および第２の撮像信号を出力するようにしたことを特
   徴とする画像信号記録再生装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の画像信号記録再生装置
   において、 上記処理手段は、 第１のフィールドでは、上記撮像素子から読み出された
   上記第１および第２の撮像信号を出力し、 第２のフィールドでは、上記撮像素子から読み出された
   上記第１の撮像信号および上記第２の撮像信号の一方を
   出力するようにしたことを特徴とする画像信号記録再生
   装置。
6. 【請求項６】 フィールド周期で垂直方向で隣り合う画
   素の信号を混合することなく読み出すことによって、奇
   数番目のラインの第１の撮像信号と、偶数番目のライン
   の第２の撮像信号とを並列に出力し、 上記第１および第２の撮像信号を選択および合成し、 上記選択および合成した出力を記録媒体に記録し、 上記記録された上記第１および第２の撮像信号を再生す
   ることを特徴とする画像信号記録再生方法。