JPS60838B2 - カラー固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷結合素子等の固体撮機体を使用した力ラー
撮像装置に適用して好適ならしめたもので、特に固体撮
像体から直接的に、ＮＴＳＣ方式を満足するカラー映像
信号が得られるような力ラー撮像装置に関する。

電荷結合素子（ＣＣＤ）を固体撮像体として使用する場
合には、このＣＣＤを第１図に示す如く構成するのが一
般的である。

図はフィールド（又はフレーム）トランスフア方式であ
って、ＩＡは被写体が投影される撮像部で、縦横に配列
形成された絵素となる複数の受光部２を有する。ＩＢは
撮後部ＩＡと同様構成の蓄積部を示し、被写体像の光情
報に応じたキャリャが対応する位置に転送されて蓄積さ
れる。ＩＣはＩＨ（日は１水平走査期間）分のキャリャ
を読出すための水平シフトレジスタで、３はその出力端
子を示す。なお、４はチャンネルストツパで、キヤリヤ
の転送方向に延長して形成される。

第２図は撮後部ＩＢの拡大図であって、複数の絵素２は
水平走査方向及び垂直走査方向に向って夫々並行に配列
形成されている。

ィ日は水平方向における絵素２の配列ピッチを示す。又
、本例ではインターレース走査方式を適用した場合を例
示してあるので、実線で示した絵素２は奇数フィールド
‘こおいて用いられる絵素となる。

それ故、点線図示の絵素２は偶数フィ−ルドで使用され
る。ところで、この第２図に示すＣＣＤＩＯを絵素２の
配列パターン状態を踏えて便宜的に平行型ＣＣＤと呼称
すれば、この平行型のほかに例えば市松パターンに絵素
を配列形成したＣＣＤも固体提像体として使用されるこ
とがある。

第３図はこの市松型ＣＣＤの一例を示し、１／２ピッチ
（１／２７Ｈ）毎に絵素２の領域が遮光状態（斜線図示
）にあり、又、各ライン間は逆相となるように遮光領域
がたがいちがし、に形成される。絵素配列を拡大すれば
第４図で示すようになる。以上のように構成されたＣＣ
Ｄを用いた撮像装置の一例を次に説明するも、このＣＣ
Ｄを固体撮像体として使用する場合にあっては次のよう
な問題が生ずる。

すなわち、被写体像に応じた入力光情報は絵素毎にサン
プリングされた状態で電気信号に変換されるから、第５
図で示すように、撮像信号Ｓｏとしては、輝度信号とな
る変調成分（直流成分）ＳＤＤのほかに、側波帯成分（
交流成分）ＳＭが得られる。

この場合、側波帯成分ＳＭの一部は変調成分ＳＤＤの高
城側に重なり、折り返し歪が生じる。そのため、画質が
劣化する欠点がある。なお、変調成分ＳＤｃの帯城中や
、水平走査方向における基本転送周波数（サンプリング
周波数）ｆｃ（＝１／７Ｈ）の選び方によっては折り返
し歪を除去することができるが、このようにするには変
調成分ＳＤｃの帯域中を狭くせねばならなかったり、こ
れとは逆に変調成分の帯城中を通常と同様に、例えば３
．９ＭＨｚ程度に選ぶ場合には、それに伴って転送周波
数ｆｃを高く探る関係上、水平走査方向における絵素数
ＮＨを増やす必要があり、いずれも実用的でない。従っ
て、以下述べる例はこのような欠点を一掃でさる撮像装
置について記述する。

本例では、第６図で示すように３個のＣＣＤＩＯＡ〜１
０Ｃが使用され、夫々の空間的な配置関係は、夫々のＣ
ＣＤに関し例えば図示する如く１／３７日だけ相対的に
ずらして配置される。従って、ＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃか
ら得られる側波帯成分を夫々Ｓｍａ〜Ｓｍｃとすれば、
ＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃの議出しタイミング「すなわち謙
出時の時間関係も１２０ｏの位相差を満足するように選
ぶことによって、第７図に図示する如く側波帯成分Ｓｍ
ａ〜Ｓｍｃの位相差は１２００となり、それがため第８
図のように夫々の撮像出力Ｓｏａ〜Ｓｏｃを上述した時
間関係を満足した状態で合成器５により合成すれば、側
波帯成分Ｓｍａ〜Ｓｍｃは相殺され、折り返し歪のない
変調成分ＳＤｃが得られるものである。なお〜第８図に
おいて、６は被写体、Ｔは光学系である。

又８は分光系を示し、８ａ，８ｂは例えばハーフミラー
、８ｃ，８ｄはミラーである。９は合成撮像出力が供給
されるマトリックス回路、１ １はＮＴＳＣ方式を満足
する力ラー撮像信号とするためのェンコーダを示す。

このように撮像装置を構成すれば、折り返し歪の除去を
図ることができ、折り返し歪による画質の劣化を防止す
ることができる。

又、詳細な説明は割愛するも、複数のＣＣＤを用いるこ
とによって、ＣＣＤに形成すべき絵素数ＮＨの減少も図
りうる効果を併せて有する。

ところで、このように構成された撮像装置にあって、第
８図に示す出力端子１１ａから目的とするＮＴＳＣ方式
の力ラー撮像信号（そのためには、各ＣＣＤ ＩＯＡ〜
１０Ｃの前面に所望とする色フィル夕１２Ｒ〜１２Ｂが
配される。）を得るには、図示するように合成撮像出力
ＳＴを必ずェンコーダ１１に供給して信号の変換処理を
施さなければならない。本発明はこのようにエンコーダ
ー１を設けることなく撮像出力ＳＴそのものがＮＴＳＣ
方式の力ラー撮像信号ＳＮＴｓｃとして得られるような
撮像装置に関するもので、特に斯種撮像装置を構成する
際の欠点を巧みに除去したものである。

撮像出力ＳＴそのものをＮＴＳＣ方式の力ラー撮像信号
ＳＮＴｓｃとして得る（以下この方式をダイレクトＮＴ
ＳＣ方式と呼称する）ためには、少なくとも次の条件を
満足しなければならない。

（１）ＳＮＴＳＣ＝ＳＹ＋ＳＣ ””川…【１
）ＳＹ＝０．３皿Ｒ＋０．５班Ｇ十０．１１ＥＢ………
‘２｝Ｒ−ＹＳＣ中「広瓜２汀ｆＳｔ＋芝叢ｉｎ２ 汀ｆＳｔ ，．．，．．，．．，
．．…（３）（〇）ｆＳ＝亀５ｆＨ‐‐‐‐‐‐‐‐‐
（４）ｆＨ：孝ｆＶ・・・・．・・．棚 但し、 ＢＲ〜ＥＢ：Ｒ〜Ｂの各信号 ｆｓ・：色副搬送波周波数 ｆＨ：水平走査周波数 ｆｖ：垂直走査周波数 （１）の条件は後述するように分光系及び受像機側に設
けられた復調系を適宜選定することによって達成するこ
とができる。

（０）の条件は、ＣＣＤＩＯの水平シフトレジスタＩＣ
に印加される転送信号Ｓｃの周波数を色副搬送波周波数
ｆｓ（＝３。５７９５４卵肘ｚ）とすればよい。

すなわち、被写体像に応じた入力光情報は、絵素鏡にサ
ンプリングされた状態で得られるので、ＣＣＤＩＯＡ〜
１０Ｃから得られる撮像出力ＳＴ中の色成分は搬送色信
号として得られ、しかも転送周波数を色副搬送波周波数
に選べば、搬送色信号の搬送周波数は転送周波数、すな
わち色副搬送波周波数となって上述した（１）及び（Ｄ
）の条件を満足すれば、ェンコーダ１１を用いないでも
ＮＴＳＣ方式における最終的なカラー映像信号が得られ
るものである。ところで、（ロ）の条件を満足するよう
に構成．．した場合には、空間的な絵素配列と再生され
た場合のその絵素配列とが異なり、再生画像のちらつき
現象等が生ずる。

このちらつき現象を、平行型ＣＣＤを用いて説明するも
、第９図Ａは空間的な絵素配列を、同図Ｂ及びＣはその
場合の再生絵素配列を示す。

水平方向に配列された絵素の有効総数ＮＨは、有効走査
線時間をＴｓとしたとき、ＮＨ＝ｆ ｓ・ＴＨ
”””…【６｝で与えられるから、再生絵素配列の
空間絵素配列に対するずれは、この■式と｛４１式から
求めることができる。すなわち、あるフィールドでの絵
素配列は、そのＩＨ前における最終絵素の絵素配列状態
を考察すればよい。

まず、奇数フィールドを考察の基準とした場合、Ｎライ
ン目の最終絵素は、Ｎ・ＮＨ＝Ｎ・ｆｓ・ＴＨ ”
””…【７｝ここで・・ ｆＨ二Ｔ〒古肌．・・・側 であるから、‘７｝式は Ｎ・ＮＨ＝鱗ｆＨ・ＴＨ・Ｎ＝豊Ｎ・・・・・・・・側
のように変形でき、依って今Ｎラインが奇数番目の場合
には、具体的には例えばフィールドの最初のラインはＮ
＝１であるので、【９｝式は、・ＸＮＨ二毛５＝・十裏
………皿（但し、１は整数） となる。

ここで、一般的には最終絵素Ｎ・ＮＨと次のＮ十１ライ
ンの最初の絵素（Ｎ・ＮＨ＋１）との間も、その他の場
合と同様に空間的にはヶ日だけ離れて配置されているも
のであるから、皿式に１／２なる端数が存在することは
、次のライン（第２ラィン）の最初の再生絵素は１／２
７日だけずれることになる。

すなわち、ＮラインとＮ十１ラインの最初の絵素配列関
係にあっては１／２・ィ日だけ相対的にずれていること
を意味するものである。従って、奇数フィールド‘こお
いてＮライン（奇数ライン）と、Ｎ＋１ライン（偶数ラ
イン）との間で１′２７日なる絵素移動が生ずる。これ
を図示すると第９図Ｂの実線の如くなる。偶数フィール
ドの場合を次に考察するも、説明の便宜上、偶数フィー
ルドの最初のライン（即ちＮ＝１）について考えると、
この場合にも、奇数フィールドの最終ライン、すなわち
２６３ライン目は【９｝式と同様に２筋・ＮＨ＝２６３
×傘・ｆＨ・ＴＨ千×２６３×４５５靴十会−側（ｍは
整数）となるから、１／２７日だけ再生絵素が移動する
。

すなわち「偶数フィールドの場合には奇数フィールドと
は異り、奇数ラインのみ絵素移動が生じ、その模様を図
示すれば第９図Ｂの点線の如くなる。偶数フレームの場
合は奇数フレームと反対の絵素移動が生じ、図示すれば
第９図Ｃの如くである。

このように、奇数フィールドでは奇数ラインが絵素移動
し、偶数フィールドでは偶数ラインが絵素移動を起す。

そして、同図Ｂ及びＣ間を対比すれば明らかなようにフ
レーム間においても再生絵素の移動が生じ、２フレーム
毎に完結することが判る。このように、再生給素の配列
状態がフィールド毎及びフレーム毎に移動すると、フリ
ッカ又はジッタが生じ、再生画像が見にくくなってしま
う。

ＣＣＤとして、市松型のものを使用した場合でも同様な
現象が生ずる。しかし、この場合、後述するように奇数
及び偶数フレームともいずれか一方のフィールドのみ絵
素の移動が生ずる。本発明はこのように転送信号Ｓｃの
周波数ｆｃを色副搬送波周波数ｆｓに関連した周波数に
選定した場合の再生絵素の移動によって生ずるダイレク
トＮＴＳＣ方式の欠点を構成簡単にして一掃したもので
ある。

それがため、本発明においては転送信号Ｓｃの周波数ｆ
Ｃは色富搬送波周波数ｆＳの群（ｍ、ｎは整数で、互に
倍数関係にある）に選定され、転送信号Ｓｃにて読出さ
れた撮像出力に基づく再生絵素の配列パターンが固体撮
像体１０の空間的な絵素配列パターンと等しくなるよう
に選定されると共に、撮像出力の搬送色信号における色
副搬送波の位相がＮＴＳＣ方式における色副搬送波ｆｓ
の位相と等しくなるように調整手段を信号処理回路中に
設けるように構成したものである。

本発明装置の一例を具体的に説明する前に、本発明装置
の実施例のいくつかを、使用するＣＣＤの個数に応じて
分類すれば次のようになる。

（１）３個のＣＣＤを用いる場合■ 平行型ＣＣＤを用
い、かつ転送周波数ｆｃをｆｓ（′．ｍ＝ｎ）とする例
（これを第１の実施例とする）。

＠ 市松型ＣＣＤを用い、かつｆｃ：ｆｓとする例（こ
れを第２の実施例とする）。Ｑ 市松型ＣＣＤを用い、
ｆｃ＝１／２ｆｓ（／．ｎ＝２ｈ）とする例（これを第
３の実施例とする）。

（０）１個のＣＣＤを用いる場合 ■ 平行型ＣＣＤ、ｆｃ＝３ｓの例（第４の実施例）＠
市松型ＣＣＤ、ｆｃ＝＄ｓの例（第５の実施例）■
市松型ＣＣＤ、ｆｃ＝１′２ｆｓの例（第６の実施例）
次に、これらの実施例のうち代表的なものについて説明
することにしよう。

本発明においては、転送周波数ｆｃをＮＴＳＣ方式の色
副搬送波周波数ｆｓに選定した場合に生ずる再生絵素の
ずれを補正するための対策を講ずると共に、搬送色信号
における色副搬送波の位相が、ＮＴＳＣ方式における色
副搬送波の位相と等しくなるような手段を講ずるもので
ある。

第１の実施例に基いて説明するも、空間的な絵素配列パ
ターンと再生絵素配列パターンとの関係にあって、転送
周波数ｆｃの位相（すなわち色副搬送波周波数ｆｓの位
相）を基準にして被写体像に応じたキャリャを謙母すと
、第９図Ａに示す空間的な絵素配列パターンは、同図Ｂ
及びＣに夫々示す如く、所望とするラインのみ１′２７
日だけずれて再生されることは前述した。

斜線で示す絵素が１′２７日だけずれた状態で再生され
る絵素を示す。ここで、第９図Ｂ及びＣに示される再生
絵素のパターンは輝度信号に基づく再生パターンでもあ
り、色信号に基づく再生パターンでもある。

つまり、転送周波数ｆｃの位相を基準にして読み出す場
合には、隣り合う水平走査区間の位相は逆相となるから
、色信号に基づくパターンも図のようにずれるものであ
る。このことから、まず輝度信号の再生パターンを補正
するには、次のようにすればよい。

奇数フレームにおいては再生絵素のずれが生じないライ
ン（奇数フィールドではＮライン、偶数フィ−ルドでは
Ｎ十１ライン）の信号を、１／２７日に相当する時間だ
け遅延させてやれば、その再生パターンは第１０図Ｂの
如く、空間的絵素配列パターン（同図Ａ）と全く同じに
なる。時間的には丁度１／２７日だけずれる。偶数フレ
ームでは上述と逆に、奇数フィールドにおいてＮ＋１ラ
インを、偶数フィールドではＮラインを夫々遅延させる
ことによって、偶数フレームにおいても第１０図Ｂと全
く同じ配列パターンとなる。

このように、所望とするラインを所望とする量だけ遅延
させてやれば「輝度信号における再生絵素の配列パター
ンを空間的な絵素配列パターンに一致させることができ
る。

色信号の再生パターンについて次に考察するも、撮像出
力中の搬送色信号における搬送周波数Ｓｓ（これは転送
周波数ｆｃに等しい）の位相は、ダイレクトＮＴＳＣ方
式を探る場合ではＮＴＳＣ方式の色副搬送波周波数ｆｓ
の位相に等しくなければならない。

一方、色信号の再生パターンは輝度信号における補正後
の配列パターンに一致させればよく、そのためには輝度
信号における補正と同様の補正を行なえばよいが、こう
すると、搬送周波数Ｓｓの位相は当然のことながらその
補正区間においてｆｓの位相と一致しなくなる。そこで
、本発明においては上述した位相関係を満足した状態で
、なおかつ色信号の再生パターンが輝度信号における補
正後のパターンに極力近ずけられるような補正を施すも
のである。

補正後における輝度信号の絵素配列パターンは第１０図
であるのに対し、色信号の再生パターンは奇数フレーム
では第９図Ｂで、偶数フレームでは同図Ｃの如くなり、
そして色信号の絵素移動量は１′２７日となるから、輝
度信号の再生絵素に対する色信号の再生絵素のずれを最
小とするには、色信号を１′４７日だけ遅延させてやれ
ばよい。

こうすると「色信号に関する再生絵素と、輝度信号の再
生絵素との相対関係は、第１０図Ｂ〜Ｄで示す如くなる
。同図Ｃは奇数フレーム、同図Ｄは偶数フレームにおけ
る各再生絵素の配列パターンを示す。

但し、夫々Ｎラインのみ示した。このような関係では、
輝度信号と色信号との時間差は１′４７日である。以上
のように、輝度信号及び色信号における各再生絵素配列
パターンを夫々所望の如く補正すればトダィレクトＮＴ
ＳＣ方式における欠点をことごとく一掃できる。

続いて、ダイレクトＮＴＳＣ方式を達成させるために必
要な条件、すなわち上述した（１）の条件について若干
記述する。

分光系にあって、 ■ ＮＴＳＣ方式における輝度成分を構成するＲ〜Ｂの
レベル比が■式を満足し■ しかも前述したように折り
返し歪を除去すべく側波帯成分を相殺するには夫々のＣ
ＣＤＩＯＡ〜１０Ｃから得られる出力レベルが相等しく
ないといけないから、これら条件を満足するように色フ
ィル夕１２Ｒ〜１２８の分光特性を選定しなければなら
ない。

この場合、第８図で示したように単純なる単色透過型の
色フィル夕を使用したのでは上記し、ずれの条件も満足
させることはできないが、以下述べるような分光特性と
すればよい。

まず、ＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃの出力Ｓｏａ〜ＳＭと、Ｒ
，Ｇ，Ｂとの関係を、０２式のように表わすとする。

この様に表わされた関係において、撮像出力そのものを
ＮＴＳＣ方式の力ラー撮像信号ＳＮＴｓｃとして得るた
めの条件を与え、その条件を満足する各定数の一例を求
めてみる。

まずこの条件を与える。■ ＳＹ＝０．３胆Ｒ＋０．５
班Ｇ＋０．１１ＥＢでかつ、ＳＹ＝Ｓｏａ＋Ｓｏｂ＋Ｓ
ｏｃであることからｒ・十ｒ２十ｒ３−ｇ・十ｇ２十塁
−ｂ，十ｂ２＋広………■０．３０ ０．５９′
０．１１■ 無彩色被写体を糠像した時側帯波成
分がゼロとなる必要がある関係で、Ｒ＝Ｇ＝Ｂの時各Ｃ
ＣＤから得られる出力レベルが相等しくならなければな
らない関係からｒｌ＋８十ｂｌ＝ど２十ｇ２十Ｑ三ｒ３
十ｇ３十公．・・．・・・・・■尚この条件は無彩色被
写体を撮像した時、折り返し歪がなくなるための条件と
も一致する。

■ 側帯波成分ＳＭは以下の様に、ＳＭ＝Ａ｛Ｓ似のＳ
２汀＆ｔ＋Ｓ。

ｂＣ瓜（２汀＄ｔ＋妻灯）十Ｓ比■Ｓ（２汀ｆＳｔ＋会
ｍ）｝と表され、この側帯波成分から得られる色信号Ｓ
Ｃが、ＳＣ＝卓千７瓜２汀ｆＳｔ十券‐蓑ｉｎ２竹ｆＳ
ｔとなる必要がある。

■ 又計算を簡単にするためにこの例ではｂ，＝Ｑ＝０
とする。

………◎今■の条件を設定したので青の成分
はＳｏｃからのみ得られるため、このＳｏｃの位相軸が
ＮＴＳＣの色差ベクトル図の青信号の位相と合致してい
ることが条件となる。

又Ｓｏａ、Ｓｏｂ、Ｓｏｃの各成分の位相軸は１２０ｏ
間隔で存在するためＳｏａ〜ＳｏｃをＮＴＳＣの色素
ベクトル図と重ねて書くと第２１図の様になる。ここで
Ｓｏｃの位相軸はＮＴＳＣの青信号の位相軸と一致する
ところからａ‘ま約１２．４０ということが求まる。次
に■の条件を定式化するために第１８図に示されたＳｏ
ａ、Ｓｏｂ「ＳｏｃのＲ−Ｙ軸、Ｂ−Ｙ軸上への投影成
分を考えてみる。ＥＲ−Ｙ＝ ｛ｒ〆ｏｓ（２７００一
８）十ｒ２ｃｏｓ（１５０ｏ−ａ）十ｒ，ｃｏｓ（３０
０−８）｝Ｒ＋｛ｇよｏｓ（２７００ −８）十段ｃｏ
ｓ（１５０一ａ）ｇ，ｃｏｓ（３０ｏ −８）｝ Ｇ十
｛ｂ３ｃｏｓ（２７０ｏ −ａ）｝ ＢＥＢ−Ｙ＝ ｛
ｒ３ＣＯＳ８十ｒ２ＣＯＳ（１２○。

十○）十ｒ，ｃｏｓ（２４００十８）｝Ｒ＋｛歌ｃｏｓ
ａ＋ｇ２ｃｏｓ（１２００−８）十＆ｃｏｓ（２４０ｏ
＋８）｝Ｇ＋｛ｂ３ｃｏｓｏ｝Ｂ一方ＮＴＳＣ方式の両
色菱信号は ＥＲ−Ｙ＝；；（ｏ．７服‐ｏ．５蛇−０．１１Ｂ）Ｅ
Ｂ−Ｙ＝デ蚕（ｏ‐８班−ｏ‐３ｏＲ−ｏ‐５＄）■の
条件を満足するためには、上式において各Ｒ、Ｇ〜Ｂの
係数が比例関係になければならないことは明らかである
ため以下の式が導き出される。

ｒ３ｃｏｓ（２７０ｏ‐ａ）＋ｒ２ｃｏｓ（１５０ｏ−
の十ｒ，ｃｏｓ（３００‐山一基やｏｓ〈２７００‐ａ
）＋ｇ２ｃｏｓ（１５０ｏ−の＆ｃｏｓＱ０ｏ‐８）０
．７０／１．１４ ‐
０．５９′１．１４Ｑｃｏｓ（２７００‐８）‐０．１
１′１．１４ 及び ｒ３ｃｏｓ（十生ｃｏｓ（１２００ 十 の十ｒ，ｃｏ
ｓ〇４００ 十ａＺ 鞍ｃｏｓ‘＋ｇギｏｓ（１２００
十ａ）＋ｇ，ｃｏｓ（２４００ 十ａ２‐０．３０／
２．０３ ‐０．５９／２
．０３ｂ３ｃｏｓ８ ．．．…−．■０．８９／２．３
０ 以上の■〜■の条件を満たす解を求めるととなる。

０３式から、Ｒ〜Ｂの各出力レベルＥＲ〜ＥＢは、とな
って、上記＠を満足する。

又、ＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃの各出力Ｓｏａ〜Ｓｏｃは夫
々（但し、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝１のとき） として与えられるから、■の条件をも満足することにな
り、従って、本例においては０３｝式を満足する如くＣ
ＣＤＩＯＡ〜１０Ｃの前段に配される色フィル夕１２Ｒ
〜１２８のフィルタ特性が定められるものである。

次に、これら（１）、（Ｄ）の各条件式を適用した場合
の力ラー撮像装置の系統図を、第１１図を参照して説明
する。

第１１図において、２０はこの力ラー撮像装置を全体と
して示し、３個のＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃの各水平シフト
レジスタには同期盤２１で得た転送信号Ｓｃが供給され
る。

ＣＣＤＩＯＡ及び１０ＣにはＣＣＤＩＯＡに供給される
転送信号Ｓｃ（Ｓｃ，とする）に対し２／３ｍ及び４／
３汀だけ夫々位相がずれた転送信号Ｓｃ２，Ｓｃ３（第
１２図参照）が供給されるは前述の説明より容易に理解
できよう。

２２，２３はそのための移相回路を示す。

このように、時間的にもずらした状態で、各ＣＣＤＩＯ
Ａ〜１０Ｃから交互に順次出力を読出してこれらを合成
するも、合成器２５に至る各信号伝送路上には、輝度信
号の再生絵素のずれを調整するために調整手段たる補正
回路２６Ａ〜２６Ｃが設けられる。

これらはすべて同一構成を探るので、そのうちの１つだ
けを例示し、他は対応する符号をもって示せば、この補
正回路２６Ａは遅延回路２７Ａと、この遅延出力及び非
遅延出力が供給されるＩＨ毎に反転するスイッチング回
路２８Ａとから構成され、遅延回路２７Ａの遅延時間は
、第１０図に示す絵素の補正量１／２７日である。

３個のＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃを用いた場合、１／２７日
は約１４０ｒｓｅｃであるから、これが遅延時間となる
。

スイッチング回路２８Ａには同期盤２１で得た水平パル
スに同期したスイッチングパルスＳＨが供給され、遅延
出力と非遅延出力とがＩＨ毎に交互に出力されるもので
あるが、撮像出力Ｓｏａ〜Ｓｏｃを遅延させるラインは
、上述したように奇数フレームの奇数フィールドではＮ
ラインであり、偶数フィ−ルドでは（Ｎ十１）ラインで
ある。又偶数フレームにおいて、奇数フィールドでは（
Ｎ＋１）ラインを、偶数フィールドにあってはＮライン
であるから、そのようなスイッチング動作が行なわれる
ように、スイッチングパルスＳＨの伝送路上には位相反
転回路２９ａとフィールド毎に反転するスイッチ２９ｂ
とで構成された位相反転制御回路２９が設けられるもの
である。以上のようなスイッチング動作によって得た撮
像出力Ｓｏａ〜Ｓｏｃを合成すれば、第１０図Ｂで示す
ような再生絵素配列パターンとなった輝度信号が得られ
るものである。

なお３２Ａ〜３２Ｃはサンプリングホールド回路である
。

色信号に関しては色信号全体を１′４７日に相当する時
間だけ遅延させればよいので、輝度信号とは別に信号処
理が施される。

すなわち、補正回路２６Ａ〜２６Ｃの前段の出力Ｓｏａ
〜Ｓｏｃは合成器３３にて合成したのち、色信号のみを
得でく、バンドパスフィルタ３４に供聯合される。色信
号Ｓｃは１／４７日に相当する時間（本例では７０ムｓ
ｅｃ）を遅延時間とする補正手段を構成する遅延回路３
５に供給され、従ってその出力に基いた再生絵素配列パ
ターンは第１０図Ｃ及び○の如くなる。合成回路２５で
得た合成出力ＳＴはローパスフィルタ３６に供給されて
所望とする帯域（４．即位ｚ程度）に制限されたのち、
周知の合成カラー映像信号ＳＮＴｓｃとすべく各種の同
期信号などと共に、合成回路３７に供給されるものであ
る。

すなわち、同期盤２１から得たプランキングパルス（Ｂ
ＬＫ）を始めとして、同期信号（ＶＤ，ＨＤ）やバース
ト信号（ＢＵＲＳＴ）などが合成回路３７に供給される
。バースト信号の位相は次のように選ばれる。

すなわち、受像機側において搬送色信号を復調する場合
、その復調軸はＲ−Ｙ軸及びＢ−Ｙ軸であるが、これら
復調軸を用いて復調した色信号がＮＴＳＣ方式における
条件、つまり｛３ー式を満足しなければならない。それ
には、第１３図で示すようにＲ−Ｙ軸及びＢ−Ｙ軸を定
める。図に示す角度８としては例えば次の如く定めるこ
とができる。８＝１２‐４０ ‐‐‐
‐‐‐‐‐‐０８０母式の場合の復調出力（色信号）Ｓ
Ｑを求めてみると、０７）式のようになる。

ｓＱ＝。

‐２４軸｛ｆ令。Ｓ２汀ｆＳｔ十２夢叢ｉｎ２汀ｆＳｔ
｝・・・・…・ここで、Ａは側波帯成分ＳＭの変調成分
ＳＤｃに対する出力ゲイン比を示し、従ってＮＴＳＣ方
式の復調出力Ｓｏとは０．２４船のみ相違するが、係数
ｏ．２少に関しては受像機側のＡＣＣ回路の動作を利用
することによって、その係数すなわち、レベルを合致さ
せることができる。このように脇式を満足する如く「第
１３図のようにバースト信号の位相を定めれば、色差信
号の復調が可能になる。

３９がそのための位相調整回路、４０はしベル調整回路
である。

以上のように光学的特性を選び、信号処理回路を構成す
ればダイレクトＮＴＳＣ方式の撮像装置が可能になると
共に、再生画像のちらつきがなくなる。

今まで述べて来た実施例は、上述したように第１の実施
例であるが、その変形例について次に述べる。

この第１の実施例はｆｓの位相を基準にして読出した例
で、再生絵素の配列パターンが第９図Ｂ及びＣで示すよ
うにずれる場合の例であるが、空間的な絵素配列パター
ン通りに再生絵素を読み出すこともできる。それには、
ＩＨ毎に位相反転した転送信号Ｓｃを用いればよい。

第１４図にその一例を示す。同期盤２１で得た転送信号
ＳｃをＩＨ毎に切換わるスイッチ４１と位相反転回路４
２よりなる制御回路４３を通過させることにより、目的
とする転送信号Ｓｃが得られる。この場合、Ｎラインが
位相反転するように切換えタイミングを設定する。この
ようにすれば、再生絵表パターンは空間的な絵素配列パ
ターンと全く同じになり、依って輝度信号に関してはそ
の補正手段は不要である。但し、今度は搬送周波数Ｓｓ
の位相がずれるのでその補正は必要であるが、転送信号
Ｓｃを逆相にしたラインだけ位相を反転させてやれば、
元のｆｓの位相になるので信号伝送路上に設けられる補
正手段３５としては位相反転用のアンプ３５ＡとＩＨ毎
に切換えられるスイッチ３５Ｂとで構成できる。図の切
換え状態はＮライン目である。アンプ３５Ａの代りに遅
延時間が１４０〃ｓｅｃ（１／２７日に相当する）に選
ばれた遅延回路で構成できるは勿論である。以上説明し
たように本発明では分光系を適宜選定すると共に、ＣＣ
Ｄに供給する転送信号Ｓｃの周波数ｆｃをＮＴＳＣ方式
の色副搬送波周波数ｆｓに関連した周波数に選定したた
め、ＣＣＤより直接ＮＴＳＣ方式を満足するカラー映像
信号を得ることができる。

そのため、ェンコーダ１１を省略でき、回路構成の簡略
化を達成できる特徴を有するものである。すなわち、ダ
イレクトＮＴＳＣ方式の撮像装置を具現できる。そして
、本発明においては再生絵素の配列パターンが空間的な
絵素配列パターンとなるように、しかも撮像出力の搬送
色信号における色副搬送波の位相がＮＴＳＣ方式におけ
る色副搬送波の位相と等しくなるように、撮像出力の信
号処理回路中にその調整手段を設けたので、ダイレクト
ＮＴＳＣ方式を探る場合の再生画像に対する影響を有効
に除去することができる。

従って、常に良質の画像を再現できる特徴を有するもの
である。次に、本発明装置の他の実施例について述べる
。

第２の実施例から説明するも、第４図に示す市松型ＣＣ
ＤＩＯを使用する場合には、その詳細なる説明は省略す
るも、再生絵素配列パターンにあって、奇数フレームは
空間的な絵素配列パターンと同一で、偶数フレームのみ
第１５図Ｂの如く１／２７日だけ相対的にずれる。

従って、まず第１６図にその一例を示すように、転送信
号の伝送路上に、位相反転制御回路４３を設け、偶数フ
レームのみ転送信号Ｓｃの位相を反転させてやれば、隆
度信号における再生絵素配列パターンを空間的なそれに
一致させることができる。

一方、搬送周波数Ｓｓの位相は、位相反転制御回路４３
を介在することによってｆｓの位相と異ってくる。

そのため、本来ならば、色信号に関する再生絵素の配列
パターンは、奇数フレームのとき第１５図Ａで、偶数フ
レームでは同図Ｂであるべきところ、いずれのフレーム
も同図Ａの如くなる。そこで、本例では奇数フレームに
関しては色信号を１′２７日だけ全体的に遅延させ、空
間的な絵素配列と再生総素配列との関係を第１７図Ａ，
Ｂで示す如く故意にずらすと共に、偶数フレームでは以
下述べるような遅延操作を施す。

すなわち、最終的には第１５図Ｂで示すパターンとなる
ように、奇数フィールドではＮラインを、偶数フィール
ドでは（Ｎ十１）ラインを夫々７日だけ遅延させる信号
処理を施せば、第１７図Ａのパターンに対し、同図Ｃで
示すような再生パターン（第１５図Ｂのパターンと同一
）が得られることになる。

従って、第１７図Ｂ及びＣの関係は転送信号Ｓ日の位相
をｆｓの位相に選んで信号を読出した場合と同様の関係
にあり、位相のずれを補正できることが判る。

但し、輝度信号と色信号とは１′２７日だけずれてしま
うので、輝度信号に関しても同図Ｄで示す如く１′２７
日だけずらす信号処理操作を施せば、両者の時間差を零
にできる。第１６図を再び参照して上述した信号処理を
具現するための一例を述べるも、５０‘ま輝度信号を遅
延させる回路で、その遅延時間は１／２７日に相当する
時間（１４０Ａｓｅｃ）である。

但し、この値は後述するようにローパスフィルタ３６や
、色信号系の伝送遅れ等の諸種の時間が考慮された上で
定められるものである。５２，５３は色信号系に設けら
れた第１及び第２の補正回路を示し、第１の補正回路５
２は奇数フレーム時に使用され、従って、第１のスイッ
チ５２Ａはフレーム毎にその切換が反転し、奇数フレー
ムでは図の功ｆ奥伏態にある。

第１の遅延回路５２Ｂの遅延時間は１／２７日に対応す
る値、すなわち１４０仏Ｓｅｃに選ばれる。第２の補正
回路５３は偶数フレーム時に使用され、第２のスイッチ
５３ＡはＩＨ毎に反転する。

そして、第２の遅延回路５３Ｂの遅延時間は７日に対応
する値、つまり２８０ムｓｅｃである。なお、５４はフ
ィールド毎に位相を反転させるための制御回路、５５は
合成回路を夫々示す。ところで、今まで述べて来た例は
いずれも、転送信号Ｓｃそのものを色副搬送波信号に選
んだ場合であるが、この転送周波数ｆｃを色副搬送波周
波数ｆｓの１／２に選び、搬送色信号の搬送周波数とし
ては周波数ｆｓそのものを使用するようにしても勿論よ
い。これが上述した第３の実施例に相当する。この場合
、転送周波数ｆｃの位相は色副搬送波周波数ｆｓの位相
が基準となり、このような位相関係で読出すと、図示は
しないが、空間的な絵素配列パターンは市松であるのに
対し、再生時のそれは平行型ＣＣＤの空間的絵素配列パ
ターンと同じくなってしまう。従って、この第３の実施
例にあっては輝度信号及び色信号のいずれも補正する必
要がある。第１８図は第３の実施例を具現する回路例で
あって、詳細な説明は割愛するも、輝度信号に関しては
、（Ｎ＋１）ライン及び（２６３十Ｎ）ラインの双方を
す日だけ遅延させればよい。

５５がその補正回路であって、前述したところより明ら
かなように「 ？日に選ばれた遅延回路５５Ａと、ＩＨ
毎に反転する制御スイッチ５５８から構成されている。

色信号にあっても補正回路５６を必要とするがトこの場
合、フレーム毎に１′２７日だけ遅延させるべきライン
が異るので、制御スイッチ５６Ｂに供給されるスイッチ
ングパルスＳＨの伝送路上にはフレーム毎にパルスＳＨ
が位相反転するように上述したと同様構成の位相反転制
御回路５７が設けられる。５７Ａは位相反転回路である
。

そして、色信号の伝送路上には輝度信号に対する時間誤
差を補正するため、更に１／２７日の遅延回路５８が設
けられる。ここで、転送周波数ｆｃを１／２の色副搬送
波周波数ｆｓとした場合には、この周波数１／２ｆｓを
基本周波数とする側波帯成分が存在し、しかもこの側波
帯成分は輝度信号帯域内であるから、この側波帯成分を
除去する必要がある。

それには、垂直相関を利用すればよく、例えば第１８図
で示すような除去回路６０を設ける。

すなわち、輝度信号をローパスフィルタ６１に供給して
１〜２Ｍ舷程度の低域成分を取出し、これを帯城制限さ
れない輝度信号と共に減算器６２に供給して高城成分を
得る。低域成分を除去したのは垂直方向における解像度
の劣化を防止するためである。なお、６３はローパスフ
イルタ６１の介在によって生ずる時間遅れを補償するた
めの遅延回路である。

減算出力である高域成分はＩＨの遅延回路６４に供給し
たのち、非遅延出力と共に加算器６５に供給して垂直相
関処理を施す。

すなわち、高域成分中に含まれる側波帯成分の位相は隣
り合う水平走査区間では逆相関係にあるので、遅延回路
６４を設けることによって側波帯成分を有効に除去する
ことができる。垂直相関処理後は、これに上述した低域
成分を加えてから、最終的な輝度信号として合成回路３
７に供給されるものである。

６７は合成器である。

上述した各実施例はいずれもＣＣＤを３個使用して目的
とするカラー固体撮像装置を構成した場合であるが、１
個のＣＣＤだけでも斯種撮像装置を構成することができ
る。

代表例を１つだけ説明する。本例では第４の実施例につ
いて行なう。ＣＣＤを１個用いる場合には、転送周波数
ｆｃは、ｆｃ＝＄ｓに選ばれ、そして３絵素分に相当す
るピッチが単位繰返しピッチとなる（第１９図Ａ）。こ
の実施例にあって、例えば、＄ｓの位相を基準にして信
号を謙出した場合、再生絵素のパターンは第１９図Ｂ及
びＣで示すように１／６７日だけずれる。従って、輝度
信号及び色信号に関して夫々補正を行なう。フレームに
よって絵素移動するラインが相違するため輝度信号に関
しては、奇数フレームのＮ及び｛２６３十（Ｎ＋１）｝
ライン、偶数フレームの（Ｎ＋１）ライン及び（２６３
十Ｎ）ラインを夫々１／６７日だけ遅延させれば、元の
絵素配列通りとなる。

従って、１′６７日を遅延時間とする遅延回路７０Ａ及
びＩＨ毎に反転する制御スイッチ７０Ｂよりなる補正回
路７０を設ければよい。一方、色信号に関しても補正回
路７１を設けて上述とは異るラインを夫々１／３７日だ
け遅延させれば、位相を合致させることができる。

しかし、今度は輝度信号との間における時間的なずれを
補正すべく輝度信号の方を更に遅延させる必要がある。
７２がそのための遅延回路を示す。

７３は位相反転制御回路である。

第５及び第６の実施例については上述したところより容
易に理解できるので、その説明は省略する。

このように本発明では種々なる変形変更が可能である。

図面の簡単な説明第１図は本発明の説明に供する固体撮
像体の一例を示す構成図、第２図はその場合の絵素配列
パターンの拡大図、第３図は固体撮像体の他の構成例を
示す要部の図、第４図はその場合の絵素配列パターンの
拡大図、第５図は周波数スペクトル図、第６図は固体撮
像体の空間的な配列関係を示す図、第７図は側波帯成分
の位相関係を示す図、第８図は撮像装置の従来例を示す
系統図、第９図及び第１０図は空間的な絵素配列パター
ンと、再生絵素配列パターンを夫々示す図、第１１図は
本発明装置の一実施例を示す系統図、第１２図及び第１
３図は夫々本発明の動作説明に供する図、第１４図、第
１６図、第１８図及び第２０図は夫々本発明の他の実施
例を示す第１１図と同様な系統図、第１５図、第１７図
及び第１９図は夫々その動作説明に供する空間的絵素及
び再生絵素の配列パターンを示す図「第２１図はこの発
明の説明に供する色差ベクトル図である。

１０，１０Ａ〜ＩＯＣはＣＣＤ、Ｓｃは転送信号、２は
絵素、ｉＣは水平シフトレジス夕、丁日は水平走査方向
における絵素２の配列ピッチ、２１は同期盤、３４はバ
ンドパスフイル夕、３６はローパスフイルタ、２６Ａ〜
２６Ｃ，３５，５０，５２，５３・・・・・・は調整手
段を示す。

第１図第６図 第２図 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図 第９図 第１０図 図 藤 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１７図 図 〇 船 図 〇 船 第１９図 第２０図 第２１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 夫々所望の分光特性を有する第１〜第３の色フイル
   タによって色分解された被写体像が投影される固体撮像
   体を有し、この固体撮像体に設けられた水平レジスタに
   は水平走査方向に上記被写体像に応じた電荷を転送させ
   る転送信号が供給され、その転送信号の周波数は、標準
   方式における色副搬送波周波数のｍ／ｎ倍（ｍ、ｎは整
   数で、互いに倍数関係にあるものとする）に選定され、
   上記第１〜第３の色フイルタによって色分解された被写
   体像に対応する上記水平レジスタの出力を合成し、更に
   上記色副搬送波周波数に等しく、所定位相のカラーバー
   スト信号を加算することにより、合成出力中の直流成分
   の原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベル比が略０．３０：０．５
   ９：０．１１となり、かつ交流成分として、上記色副搬
   送波周波数を搬送色信号の搬送周波数とする出力を得る
   ようになすと共に、上記出力に基く再生絵素の配列パタ
   ーンが上記固体撮像体の空間的な絵素配列パターンと等
   しくなるように上記転送信号の位相を選択的に反転させ
   るか、あるいは上記出力を選択的に遅延させるようにな
   し、更に上記出力中の交流成分に対し、選択的に遅延回
   路を挿入することによって上記出力中の色副搬送波の位
   相が標準の色副搬送波の位相と等しくするようになした
   ことを特徴とするカラー固体撮像装置。