JPS6016155B2 - 色彩信号発生装置 - Google Patents

色彩信号発生装置

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JPS6016155B2
JPS6016155B2 JP56019880A JP1988081A JPS6016155B2 JP S6016155 B2 JPS6016155 B2 JP S6016155B2 JP 56019880 A JP56019880 A JP 56019880A JP 1988081 A JP1988081 A JP 1988081A JP S6016155 B2 JPS6016155 B2 JP S6016155B2
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JP
Japan
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signal
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horizontal
color
switching element
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JP56019880A
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JPS56138379A (en
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善夫 太田
敏郎 松浦
隆平 中部
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
    • H04N25/447Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by preserving the colour pattern with or without loss of information

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体綾像板を用いた色彩信号発生装置、特に撮
像部面積の小さな色彩信号発生装置に関するものである
近年、CCD(ChargeCoupledDevic
e)、BBD(BucketBri雛de戊vice)
、フォトダイオ‐ドアレィ、MOSICなどを用いた固
体撮像装置の開発が進められ、既に2次元の白黒撮像装
置が発表され、カラー化についていくつかの提案がなさ
れている。
第1図は提案されている2次元白黒撮像装置の典型的な
1例であり、撮像部1に結像された被写体の像のそれぞ
れの点での光情報を信号電荷として蓄積するフオトダィ
オードを垂直走査用レジスタ2および水平走査用レジス
夕3によって順次走査し、スイッチング素子群4を介し
て出力端子5からの連続する映像信号を取出すものであ
る。
ここで水平走査レジスタ2のクロックパルスの周波数ナ
日は、水平走査期間をTH、水平方向に配置されたフオ
トダィオード数をNとすると、〆H=NノTH で表わされる。
本撮像装置をテレビジョンカメラとして使用し十分な解
像度を得ようとする場合、Nを大きくしなければならな
いが、そのためにはクロック周波数ナ日を高く選ぶ必要
がある。
このような間体撮像装置を用いてカラーテレビジョンカ
メラを構成する場合、例えば第2図に示すようなレッド
,グリーン,フルーの3色ストライプフィル夕を撮像部
1に重ねて置き、対応する点における色成分信号電荷を
取出し、出力端子5より得られる点順次の信号より各色
成分信号を分離し、ェンコーダを通してカラーテレビジ
ョン信号を得るような構成で実現することができる。
しかしながら、このような装置において白黒撮像時と同
等の解像度を得るためには、少くともフォトダイオード
数及び水平走査のためのクロック周波数をともに3倍に
しなければならない。このため撮像部に要する面積も3
倍となり、マゥント径の大きなレンズを必要とすること
になるか或いは、より高密度な集積を必要とすることに
なるが、前者はコストアップ及び重量化を余儀なくし、
後者も信号再生に必要な電荷量は少くとも取出さなけれ
ばならないために限界がある。又、水平走査用のシフト
レジスタを実現する上でも、このような高速クロツク(
例えば15〜2仙川z)で動作させることは極めて困難
である等の問題がある。本発明はフオトダィオード数及
び水平走査のためのクロック周波数を増加させることな
く、白黒撮像時とほぼ同程度の解像度を得る固体撮像板
を用いた色彩信号発生装置を提供することを目的とする
以下、実施例を用いて本発明について説明する。
第3図は第1図に示した撮像装鷹に対応した構造を有す
る実施例を示している。図中101は第4図に示すよう
に、水平議出しの方向に連続したグリーン(以下Gと略
す)成分光を通すGフィル夕・ェレメントとしツド(以
下Rと略す)又はフルー(以下Bと略す)成分光を通す
領域がモザイク状に交互に設けられているR・Bフィル
夕・ェレメントが垂直議出しの方向に交互に配列された
カラーストライプ・フィル夕を示している。102はカ
ラーストライプフィル夕101を通過するカラー成分光
に対応した信号電荷を蓄積するフオトダィオード群によ
り構成され、第1の感光素子列と第2の感光素子列を交
互に複数配置した撮像部で、シフトレジスタよりなる垂
直走査回路103及び水平走査回路104によって走査
され、垂直走査回路103の1フィールドの走査ごとに
反転するフリツブフロップ回路105とAND回路10
6a,106b,……106c及び107a,107b
……107cにより駆動されるMOSトランジスタで構
成されたスイッチング素子108a,108b・・・・
・・108c,109a,109b・・・・・・109
c及び110a,110b,・…・・110cを通して
R若しくはB成分信号とG成分信号が同時に読出される
これらの信号はそれぞれプリアンプ111及び112で
増幅され、ローパスフイルタ113,114に加えられ
クロツク成分が除去される。115はプリアンプ112
を通して取出されるR,B交互に連続するカラー成分信
号を水平走査回路駆動用のクロックパルスの周期毎に交
互にサンプリングすることによってクロックパルスの2
倍の周期のR成分信号とG成分信号を取出すサンプリン
グ回路、116は連続して取出されるG成分信号と、交
互に繰返すR,B成分信号とを加え、ローパスフィルタ
を通すことによって輝度信号を得る輝度成分信号回路で
ある。
分離された4信号はェンコーダ117に加えられNTS
C信号に変換される。ここで1 18は垂直走査回路1
03を駆動する垂直クロックパルス発生回路、119は
水平走査回路104を駆動する水平クロックパルス発生
回路であり、VBは直流電圧を示している。今、仮にあ
るフイルド期間にフリツプフロップ回路105のQ出力
が“1”,Q出力が“0”であるとするとAND回路1
06a,1 06b・・・・・・106cの1方の入力
に“0”が加わり、垂直走査パルスにかかわりなくそれ
らの出力は“0”となってスイッチング素子109a,
109b・・.・・・109cはオフ状態である。
一方AND回賂107a,107b・・・…107cの
1方の入力には“1”が加わっており、この時に垂直走
査回路103からの走査パルスがAND回路1 07a
,1 07b・・・・・・1 07cに順次加わるとA
ND回路107a,107b…・・・107cの出力は
“1”となってスイッチング素子110a,110b・
・・・・・1 10cは垂直走査パルスに従い順次オン
状態となる。
又、スイッチング素子108a,108b・・・・・・
108cも垂直走査パルスに従い順次オン状態となる。
垂直走査パルスに対応してオン状態となるスイッチング
素子108a,108b……108c及び110a,1
10b・・・・・・110cを通して、水平走査回路1
04からの走査パルス毎に対応するそれぞれのフオトダ
ィオード‘こ蓄積されていたカラー成分信号が2列同時
に読出される。垂直走査回路103が1フィールドの走
査を終るとフリツプフロツプ105は反転し、Q出力が
“0”,Q出力が“1”となるので前フィールドとは逆
にスイッチング素子109a,109b,・・・・・・
109cが垂直走査パルスに従いオン状態となり、スイ
ッチング素子110a,110b……110cは、垂直
走査パルスにかかわらずオフ状態となる。又、スイッチ
ング素子108a,108b・・・・・・108cは、
フィールドにかかわりなく垂直走査パルスに従いオン状
態となる。従って前フィールド期間においては、スイッ
チング素子108a,108b・・…・108cに対応
する第2の感光素子列と、この第2の感光素子列の下方
(ここでいう下方とは垂直読出し方向)に隣接する第1
の感光素子列を1対として垂直走査パルス毎に1対づつ
順次信号電荷を謙出すが、このフィールド期間において
は、スイッチング素子108a,108b・・・・・・
108cに対応する第2の感光素子列と、この第2の感
光素子列の上方に隣接する第1の感光素子列を1対とし
て垂直走査パルス毎に1対づつ順次信号電荷が鈴出され
る。
ここでスイッチング素子108a,108b.・・・・
・108cを通して謙出される信号は水平走査パルス毎
にRとB成分信号を交互に含むものであり、一方スイッ
チング素子109a,109b・・・…109c若しく
は110a,110b……110cを通して読出される
信号は解像度に影響するG成分信号である。
同時に謙出された2出力信号はそれぞれプリアンプ11
1及び112で増幅されローパスフイルタ113及び1
14に加えられる。輝度信号成分(以下Yと略す)はロ
ーパスフィルタ113及び114の出力を輝度成分信号
回路116に加えることにより色信号の和として得られ
る。
従って以上のような議出し方によって、Yに対して実質
的にインターレースを行なわせることができる。ローパ
スフィルタ114の出力からR・B成分信号を分離する
ためのサンプリング回路115の構成は例えば水平クロ
ツクパルス発生回路119からのパルスをフリツプフロ
ツプ回路に加え1/2分周された互いに逆位相の2出力
を得、これらのパルスによってR及びB成分信号チャン
ネルを働かせるスイッチング素子を交互にスイッチング
させる構成とすることによって実現できる。
なお、サンプリング回路115によって得られたR及び
B成分信号は次のR及びB成分信号が得られるまでホー
ルドすることによって連続したR及びB成分信号とする
こともできる。
こうして得られたG,R,B及びYをェンコーダ117
に加えることによりNTSC信号が得られる。以上本実
施例に示すごとく、視覚上、解像度に強い影響を与える
G成分信号は連続信号として、解像度に余り影響しない
R及び8成分信号は不連続信号として同時に得られる撮
像板を用いて、各フィールド毎に信号電荷を謙出す感光
素子列を1列違わせしめるインターレース法を用いるこ
とにより、白黒撮像時とほぼ同数の感光素子数で、白黒
撮像時とほぼ同程度の撮像度を有する色彩信号,発生装
置を得ることができる。
第5図は、本発明の色彩信号発生装置に適用される他の
カラーモザイクフィル夕でYeは黄色透過フィル夕、C
はCアン色透過フィル夕、Gは緑色透過フィル夕、Wは
全色透過フィルタ領域を示している。
このモザイクフィル夕の1つの格子を本実施例の撮像部
の1単位領域(水平,垂直方向に1ビット)に対応させ
、糠像部をこのモザイクフィル夕でおおうと、被写体像
からの光はモザイクフィル夕を通過し糠像板に投写され
、糠像面上に映像信号電荷が蓄積される。
この電荷が前述の垂直および水平走査により謙出される
。この信号をそれぞれE,,E2とすると、この2信号
を用いて特公昭45−8699で述べられているような
演算処理を行なってカラー信号を得ることができる。今
Yeが赤色Rと緑色Gの和,Cが緑色Gと青色Bの和で
あることからE,,E2をフーリエ級数に展開すると、
それぞれ次式で表わされる。
〆・:カラーモザイクフィル夕の繰返し周波数これらを
適当な処理回路に加える事により標準のカラー信号が得
られることがわかる。第6図はこの回路の一具体例であ
る。
撮像素子からの出力E,及びE2は、それぞれプリアン
プ401及び402に加え、これらのプリアンプの出力
は、それぞれ中心周波数がナ,に等しいバンドパスフイ
ルタ403及び404に加えるとともに加算器405に
も加え、さらに加算器405の出力はローパスフイルタ
410‘こ加えて、ストライプ繰返し成分EHと低域成
分ELとに分離する。E,,E2のEH成分は加算器4
06及び減算器407に加え、これらの出力をそれぞれ
振幅検波器408及び409に加えれば、各々の出力と
して赤色信号R,青色信号Bが得られる。一方ELは輝
度信号成分Yとして次のように得られる。Y=G+半以
上のようにして得られたR,B,Y信号成分をヱンコー
ダ411に加えると、出力として標準のカラー映像信号
(NTSC信号など)が得られる。
ここで、412は水平及び垂直同期信号発生器である。
上記実施例より明らかなように本発明によれば、従来力
ラー撮像板の実現において障害となっていた撮像部面積
の増大,水平クロック周波数の増大という問題を解決し
、白黒撮像装置と同程度の撮像面積及び水平クロック周
波数で、十分な解像度を有する固体撮像板を用いた色彩
信号発生装贋を実現することができる。
さらに、感光素子に蓄積された信号電荷を2列づつ同時
に説出す垂直走査において、感光素子列と出力端子間に
2つのスイッチング素子を並列に接続し、第1および第
2のフィールド期間において、1議出し期間だけずれた
垂直走査パルスによって2つのスイッチング素子を交互
に動作させ、連続するフィールド間で同時に読出す2列
のうちの1列を異ならせることによって2:1のインタ
ーレースを可能とするものである。また本発明は、少な
くとも一方が水平方向に繰り返し配置された相異なる複
数のカラー成分光に感応する感光素子を含む第1の感光
素子勿町叉び第2の感光素子列を垂直論出し方向に交互
に複数配置し、1水平議出し期間にそれぞれの感光素子
列に蓄積された信号電荷を2列づつ同時に順次読出すこ
とによって少なくとも1水平論出し期間のカラーテレビ
ジョン信号の輝度信号は各水平議出し信号が発生するも
のであり、フィールド残像の無い色彩信号発生方式であ
るだけでなく、垂直方向の絵素数を増加させることなく
また垂直解像度を損なうことなくインターレースが実現
できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の撮像装置の構成図、第2図はカラースト
ライプフィル夕の構成図、第3図は本発明の一実施例に
よる色彩信号発生装置の構成図、第4図はこの装置に用
いるカラーフィル夕の構成図、第5図は他のカラーフィ
ル夕の構成図、第6図はNTSC信号を得るためのェン
コーダのブロック図である。 101…カラーストライプフイル夕、102…撮像部、
103・・・垂直走査回路、104・・・水平走査回路
、105…フリツプフロツプ回路、108,109,1
10・・・スイッチング素子。 第1図第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 少なくとも一方が水平読出し方向に繰返し配置され
    た相異なる複数のカラー成分光に感応する第1の感光素
    子列及び第2の感光端子列を垂直読出し方向に交互に複
    数配置し、1水平読出し期間に前記それぞれの感光素子
    列に蓄積された信号電荷を2列づつ同時に順次読出すこ
    とによつて少なくとも1水平読出し期間のカラーテレビ
    ジヨン信号の輝度信号は1水平読出し期間に読出された
    信号電荷から発生する色彩信号発生装置において、前記
    感光素子列を走査するための垂直走査手段および水平走
    査手段と、前記感光素子列と出力端子間に互いに並列に
    接続され、それぞれ第1および第2の制御電極を有する
    第1および第2のスイツチング素子群と、第1および第
    2のフイールド期間にそれぞれ前記第1のスイツチング
    素子および第2のスイツチング素子を導通させるように
    、前記第1の制御電極または第2の制御電極にそれぞれ
    のフイールドに対応して導通電力を発生するフイールド
    識別手段と、第1のフイールド期間に前記第1の制御電
    極に垂直走査パルスを印加し第1のスイツチング素子群
    を通して信号読出しを可能にするとともに、第2のフイ
    ールド期間に、前記第2の制御電極に前記第1のフイー
    ルドにおける垂直走査パルスより1水平読出期間だけず
    れた垂直走査パルスを印加し第2のスイツチング素子群
    を通して信号読出しを可能にする手段を備えたことを特
    徴とする色彩信号発生装置。
JP56019880A 1981-02-12 1981-02-12 色彩信号発生装置 Expired JPS6016155B2 (ja)

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