JPS6043712B2 - ２次元電荷転送素子を用いた映像信号の合成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２次元電荷転送装置を用いた映像信号の合成
方法に関するものである。

従来、２次元電荷転送装置は、光電変換部とフィール
ド蓄積部と読み出しレジスタ部と読み出し部とからなる
か、あるいは、書き込み部と書き込みレジスタ部と第一
および第二のフィールド蓄積部と読出しレジスタ部と読
出し部とからなるふたつの場合がある。

しカルながら、従来の２次元電荷転送装置はその製造技
術的な問題から大容量の素子数の２次元電荷転送装置を
作ることは非常に困難であつた。 特に垂直方向（列方
向）の素子数を増すことが難カルいために垂直解像度が
著しく低いと云う欠点があつた。

また、ライン相関が不可能であつたことから垂直方向の
空間周波数レスポンスが小さく、該方向の輪部像が極め
て不自然である欠点があつた。 また、２次元電荷転送
装置を用いてカラーカメラを構成するとき、線順次にそ
れぞれの色信号を得る方式を用いることは従来撮像管に
よる単管カラーカメラの場合にもよく用いられた手法で
ある。

線順次式であることから、色信号については水平周期毎
に間欠した信号として得られるので、輪部部にてぎざぎ
ざになるという欠点があつた。 本発明の目的は、前記
従来の欠点を除去せしめた新規な２次元電荷転送装置を
用いた映像信号の合成方法を提供することにある。 本
発明によれば、行および列を構成するように配置された
光電変換素子群と、電荷転送素子群とを備え、かつ、該
電荷転送素子群から並列に転送されてくる電荷を時間的
に直列の信号に変換するレジスタ部と該レジスタ部から
外部へ信号を取り出す読み出し部と、前記レジスタ部と
ほぼ同数の段数を有する複数列のレジスタ部と該複数列
のレジスタ部に接続された書き込み部と読み出し部とが
設けられている２次元電荷転送装置において、前記電荷
転送素子の各部に加えるパルス信号列の時間的配列を選
ぶことにより間欠的映像信号を得、該間欠的映像信号を
それぞれ異なる時間だけ遅延させた２個以上の遅延映像
信号を得て、該２個以上の遅延映像信号と前記間欠的映
像信号とを加算および切り換えることにより連続した映
像信号に合成することを特徴とする２次元電荷転送装置
を用いた映」体号の合成方法が得られる。

前記本発明によれば、ライン相関が新らたに可能になり
垂直方向の素子数を近似的に増大させることができ垂直
解像度を大幅に改善することができる。また、垂直方向
の空間周波数レスポンスを著るしく増大させることがで
きるために垂直方向の輪部信号を容易に得ることができ
該信号を合成することにより像の輪部の不自然さを完全
に解消することができるようになる。

さらに、線順次式カラーカメラの場合にも同様に輪部部
での不自然さを解消できる。以下本発明について図面に
より原理および作用効果を説明する。

第１図は従来良く知られた２次元電荷転送装置の一例を
示す概略図である。図において、１は行および列を構成
するように配置された光電変換素子群としての第一の電
荷転送素子群、２は第二の電荷転送素子群、３は並列に
転送されてきた電荷を直列転送に変換するレジスタ部、
４はレジスタ部３より送られてきた電荷を外部回路へ送
り出すための読み出し部である。５は２次元電荷転送装
置の信号出力端子である。

尚図中矢印は電荷転送の方向を表わす。第２図は第一の
本発明の一実施例を示す２次元電荷転送装置の概略図で
ある。

この実施例では、本発明の基本となる複数列のレジスタ
部を２列に限定して説明するが、このレジスタ部につい
て３．列以上になつても同じ考え方で拡張できるので、
２列にて説明しても一般性を失わない。図において１〜
５は前記第１図と同一構成要素であるので説明を省略す
る。６は読み出し部４から得た信号をレジスタ部７に加
える書き込み部、７及び１１は電荷転送素子からなるレ
ジスタ部、８はレジスタ部７の読み出し部、９は読み出
し部８の外部出力端子、１０は読み出し部８から得た信
号をレジスタ部１１に加える書き込み部、１２はレジス
タ部１１の読み出し部、１３は読み出し部１２の外部出
力端子を示す。

２次元電荷転送装置は現状のところ製造技術的に素子の
数に限度がある。

現状では２５６×２５螺子以上になると歩留りが極端に
悪くなる。２５６×２５螺子で第１図のごとき配列では
垂直方向の走査線は最大２５６である。

しかしながら、２５６×２５螺子の２次元電荷転送装置
の場合でも、本発明によれば標準方式のテレビジョン信
号を容易に得ることができる。第２図において、第”一
の電荷転送素子群１は１２８×２５螺子からなり、該第
一の電荷転送素子群１にて蓄積された電荷は垂直ブラン
キング期間内に第二の電荷転送素子群２に矢印の方向に
転送され、蓄積する。そして該第二の電荷転送素子群２
からレジスタ部３への転送は２水平周期に１回行い、こ
の転送は水平ブランキング期間に行う。レジスタ部３に
転送された電荷信号は１水平映像期間内に図において左
から右への方向に転送し、読み出し部４より外部出力端
子５へ送り出すと同時に書込み部６にてレジスタ部７に
書き込み、図において右から左への方向に転送する。レ
ジスタ部７にて転送された電荷信号は読み出し部８より
外部出力端子９へ送り出すと同時に、書き込み部１０に
てレジスタ部１１に書き込み、図において左から右への
方向に転送する。レジスタ部１１にて転送された電荷信
号は読み出し部１２より外部出力端子１３へ送り出す。
このとき、レジスタ部３，７，１１は同一のクロックパ
ルスにて転送すれば、出力端子９での信号は出力端子５
での信号より１水平周期遅延した信号が得られ、出力端
子１３での信号は出力端子５での信号より２水平周期遅
延した信号が得られる。従つて、これら出力端子５，９
，１３に得られる信号は、それぞれ第４図Ａ，ｂ，ｃの
ごとくになる。出力端子５，９，１３に得られた信号を
第３図のごとく接続することによつて、垂直方向の走査
線数を倍にすることができる。第３図において入力端子
５″，９″，１３″は第２図の出力端子５，９，１３に
直接または間接的に接続されている。抵抗器１６，１７
は原信号と２水平周期遅延した信号とを混合器１９にて
混合するときの混合比を決定するためのもので、この実
施例では混合器１９の出力点２４で１対１になるように
選ぶ。抵抗器１８は切換器２０でのふたつの入力信号の
レベルが同じになるように選び、切換器２０は１水平周
期毎に水平ブランキング期間内にて切換えられる。該切
換器２０からの信号は低減戸波器２１、出力映像増幅器
２２を通して、出力端子２３に送り出す。混合器１９の
出力点２４および抵抗器１８の出力点２５の信号波形は
それぞれ第４図ｄおよびｅのとおりで、出力端子２３に
は第４図ｆのごとき連続した映像信号が得られ、第４図
ａのごとき間欠的信号が、連続した信号になるばかりで
なく、第４図ａの空白部分に相当する位置に合成された
信号は、その前後の映像信号の和になつているので、い
わゆる、線形内挿の手法も導入されていることになり、
輪部信号の不自然さも解消される。第４図においてｎ−
２，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１は走査線の順番を表わしている
。従つて、第４図ｆの波形により、明らかなごとく、垂
直方向の走査線の数は倍となり、合成した映像信号は線
形内挿がほどこされているので、解像度も大幅に改善さ
れる。第５図は本発明に用いる２次元電荷転送素子の他
の実施例を表わす。

第５図は第２図の２次元電荷転送装置のレジスタ部に相
当する部分のみ描かれている。第５図ではレジスタ部７
の電荷転送方向を第２図とは異なり、図において左から
右へとなつている。したがつて、読み出し部４と書き込
み部６、同じく読み出し部９と書き込み部１５とはまつ
たく反対側に位置することになり、書き込み部６，１５
からはそれぞれ外部入力端子１４，１５に引き出してい
る。そして出力端子５と入力端子１牡出力端子９と入力
端子１５を接続することによつて第２図の２次元電荷転
送装置とまつ−たく同じ機能を有する２次元電荷転送装
置が得られる。第５図ではレジスタ部３，７，１１は同
一方向に電荷を転送し、クロックパルスも同一なので、
レジスタ部３，７，１１のマスクの配列は第２図の場合
に比べて簡単になる。第２図および第５図はすべての電
荷転送素子が同一チップ上に設けられているが、第６図
のごとくレジスタ部７，１１、書き込み部６，１０、読
み出し部８，１２の部分を別のチップにて合成しても同
様の効果が得られる。

すなわち、第６図において出力端子５と入力端子１４、
出力端子９と入力端子１５とを直接または間接に接続す
ることによつて第２図および第５図と同じ機能を有する
ことになる。信号を水平周期遅延させる働きを持つレジ
スタ部７，１１を別のチップにて合成する場合も本発明
に用いる２次元電荷転送装置のひとつの実施例である。
第６図において、出力端子５の信号を同時に入力端子１
４，１５に加え、レジスタ部７および１１の転送する時
間的関係を第８図のごとく選ぶと、出力端子９および１
３には、端子５に対してそれぞれ１水平周期間、２水平
周期間遅延した信号が得られる。第８図において斜線を
施した時間が転送用のクロックパルスをレジスタ部に加
えていることを示す。

第８図ａはレジスタ部３へのクロックパルスのタイミン
グ図、第８図ｂはレジスタ部７へのクロックパルスのタ
イミング図、第８図ｃはレジスタ部１１へのクロックパ
ルスのタイミング図を表わす。第８図において斜線部の
上部にＲ，Ｗ，Ｗ＆Ｒと記入してあるが、Ｒは読み出し
中、Ｗは書き込み中、Ｗ＆Ｒは同時に書き込みと読み出
しを行つていることを示している。第１の水平周期間に
レジスタ部３から読み出すと同時に、レジスタ部７，１
１に書き込み、次の水平周期間はレジスタ部７の読み出
し、レジスタ部１１はその間蓄積しておく。そして第３
の水平周期間にはレジスタ部１１から読み出すと同時に
、レジスタ部３から読み出した信号をレジスタ部７，１
１に書き込む。このように動作させると、出力端子９お
よび１３には出力端子５に対して、それぞろれ１水平周
期間、２水平周期間遅れた信号が得られる。これら三つ
の信号は第３図のごとく接続することによつて、同様に
垂直方向の走査線数を倍にすることができる。第７図は
第６図の入力端子１４，１５をひとつの端子１４″に、
書き込み部６，１０をひとつの書き込み部６″にした場
合で本質的には第６図のものと同じである。また線順次
に、それぞれ色信号を得る方式の２次元電荷転送素子を
用いたカラーカメラの場合には、垂直方向の画素数が多
くとることができないため、それぞれの色信号について
は、間欠的に得られることになり、そのままの形ではカ
ラーテレビ信号を合成することができない。

この場合も本発明の２次元電荷転送素子のように複数の
レジスタ部を有していれば、線順次式のカラーカメラに
対しても本発明の有効性が発揮される。線順次式カラー
カメラの例として緑信号は間欠しないで得られ、赤信号
と青信号が１水平周期間毎に交互に得られる場合につい
て考えると、赤信号と青信号については１水平周期間毎
に間欠した信号として得られる。したがつて、１水平周
期遅延した信号と２水平周期遅延した信号とが得られれ
ば、赤信号および青信号に対して、第３図に示した回路
を接続することによつて線形内挿を施した連続した赤信
号および青信号を得ることができる。このとき第３図の
切換器２０は、赤信号を合成する場合と青信号を合成す
る場合とで、まつたく逆に動作させればよいことは容易
に理解できる。この赤信号と青信号が線順次に得られる
カラーカメラとしては撮像素子の数が１個の場合でも２
個の場合でも考えられるが、いずれも本発明が適用でき
ることは明らかである。以上の説明は信号遅延を司るレ
ジスタ部の数を２列に行つてきたが、３列以上あつても
同様でありたとえば、３列の場合は第二の電荷転送素子
群２からレジスタ部３へ転送するときに３水平周期間毎
に１回転送し、間欠した原信号を得たのち、１水平周期
間遅延した信号、２水平周期間遅延した信号、３水平周
期間遅延した信号を３列のレジスタ部にて得、それらを
適当な混合比にて、原信号に対して１水平周期後の信号
、２水平周期後の信号を合成することによつて、垂直方
向に３倍の走査線数のテレビジョン信号が得られる。

また信号遅延を司るレジスタ部を第一の電荷転送素子群
１や第二の電荷転送素子群２と同一チップ上に設けるか
、別のチップ上に設けたとしても本発明の特許請求の範
囲の中に含まれることは明らかである。

また本発明はその実施例において示した素子数に限定さ
れるものではないことは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２次元電荷転送装置を説明するための概
略図、第２図は第一の本発明の一実施例を示す２次元電
荷転送装置の配列を表わす概略図、第３図は本発明の第
２図の素子を用いて倍の走査線数を得るための外部接続
図、第４図は第２図および第３図の各部の信号波形図、
第５図は他の実施例の配列を表わす概略図、第６図は他
の実施例の配列を表わす概略図、第７図は他の実施例の
配列を表わす概略図、第８図は第６図または第７図の実
施例に適用されるクロックパルスのタイミング図を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 行および列を構成するように配置された光電変換素
   子群と電荷転送素子群とを備え、かつ、該電荷転送素子
   群から並列に転送されてくる電荷を時間的に直列の信号
   に変換するレジスタ部と該レジスタ部から外部へ信号を
   取り出す読み出し部と前記レジスタ部とほぼ同数の段数
   を有する複数列のレジスタ部と該複数列のレジスタ部に
   接続された書き込み部と、読み出し部とが設けられてい
   る２次元電荷転送装置において電荷転送素子の各部に加
   えるパルス信号列の時間的配列を選ぶことにより間欠的
   映像信号を得、該間欠的映像信号をそれぞれ異なる時間
   だけ遅延させた２個以上の遅延映像信号を得て、該２個
   以上の遅延映像信号と前記間欠的映像信号とを加算およ
   び切り換えることにより連続した映像信号に合成するこ
   とを特徴とする２次元電荷転送装置を用いた映像信号の
   合成方法。