JPS63256083A - 電子スチルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は静止画を撮影・記録する電子スチルカメラに関
するものである。

従来の技術 電子スチルカメラやビデオカメラに使用される一般的な
固体撮像素子の、各水平画素列に対する走査順序には第
４図式、■）に示すように大きく２つの方法がある。第
１の方法は第４図（５）に示すように、各画素に蓄積さ
れた信号電荷を第１のフィールド（Ｏｄｄｙイールド）
で画素２０の並んだ水平画素列を垂直方向の１列おきに
走査しく第４図式の実線で示す走査）、第２のフィール
ド（ｅｖｅｎフィールド）で先に走査しなかったシ残り
の水平画素列を走査して（第４図式の破線で示す走査）
、２つのフィールド（＝１フレーム）で全信号電荷を読
み出す方法である。第２の方法は第４図の）に示すよう
に、１回の水平走査で隣接する２つの水平画素列を走査
して、１フイールドで全信号電荷を読み出す方法で１、
ビデオカメラに使用したときに、垂直方向の解像度劣化
を防ぐため、第４図の実線で示す走査と破線で示す走査
のように第１フイールド（ｏｄｄフィールド）と第２フ
イールド（ｅｖｅｎフィールド）とで１図の水平走査で
同時に読出す２つの水平画素列のペアを垂直方向に１列
ずらして走査している。第１の方法は、フレーム画像が
得られるという長所があシ垂直解像度の良好な画像の撮
影記録に適している。第２の方法は、フィールド画像し
か得られず垂直解像度が劣化するという欠点がある半面
、一般に画像は垂直相関性が強く、垂直解像度が半分に
なっても総合の画質としてはフレーム画像とでそれ程大
きな差が無く、フレーム画像に比して１ケの記録媒体に
記録できる画像の枚数が２倍になるという長所を有して
いる。

したがって、電子スチルカメラでは、状況に応じて、第
１．第２の走査方法を切り換えて使用する事が従来から
考えられている。

しかしながら、第６図や第６図に示すように各画素にモ
ザイク状の色フィルタが配されたカラー固体撮像素子の
場合には、第１の走査方法ではｏｄｄ　フィールド、ｅ
ｖｅｎフィールド共に対応する水平走査行で同一の出力
が得られるが、第２の走査方法では、ｏｄｄフィールド
とｅｖｅｎフィールドとで得られる信号出力が異なる。

つま９　ｏｄｄフィールドの信号出力は第１の走査方法
のときと同一の信号が得られ、同一の信号処理方法で色
分離を行なって必要な信号（例えば輝度信号Ｙと略Ｒ−
Ｙ。

Ｂ−Ｙの２つの色差信号）が得られるものの、ｅｖｅｎ
フィールドの信号出力は同一の信号処理方法では色分離
が行なえず必要な信号が得られない。

これについて、更に詳しく説明を行なう。

第５図に示す色フィルタでは、第１の走査方法では、ｏ
ｄｄフィールド、ｅｖｅｎフィールドともに、ｎＨ及び
ｎ’Ｈ目の水平走査時にはそれぞれ第Ｎ行、（Ｎ＋１）
行を走査して、Ｒ，Ｇ成分が各画素毎に得られ、又ｏｄ
ｄフィールドの（ｎ＋１）Ｈ及びｅｖｅｎフィールドの
（ｎ＋１）’Ｈ目にはそれぞれ（Ｎ＋２）行、（Ｎ＋３
）行を走査してＧ、Ｂ成分が各画素毎に得られるので、
１Ｈ期間の相関を利用することにより、（Ｒ−１−２３
＋Ｂ　）成分よシなる輝度信号と、Ｒ−Ｇ及びＢ−Ｇの
２種の色差信号が得られ、標準テレビジョン方式に合致
した信号を形成することができる。一方、第２の走査方
法では、ｏｄｄフィールドにはｎＨ目には第Ｎ行と（Ｎ
＋１）行の信号を同時に読み出して、２Ｒ。

２Ｇ成分が得られ、（ｎ−１−１）Ｈ目には第（Ｎ＋２
）行と（Ｎ＋３）行の信号を同時に読み出して、２Ｇ、
２Ｂ成分が得られるので、第１の走査方法のときと同一
の信号処理方法で同種の信号を得ることができる。しか
し、ｅｖｅｎフィールドでは、ｎ’Ｈ目には第（Ｎ＋１
）行と（Ｎ＋２）行が同時に読み出されて、（Ｒ＋Ｇ）
成分と（Ｂ　十Ｇ　）成分が得られ、（ｎ−）−１）’
Ｈ目には第（Ｎ＋３）行と（Ｎ＋４）行が同時に読み出
されて、（Ｒ十Ｇ）成分と（Ｇ−）−Ｂ　）成分が得ら
れるので第１の走査方法のときと同じ信号処理方法では
色分離を行なうことができず同種の信号を得ることがで
きない。

次に、第６図に示す色フィルタでは、第１の走査方法で
は、ｏｄｄフィールド・ｅｖｅｎフィールドともにｎＨ
及びｎ’Ｈ目の水平走査時にはそれぞれ第Ｎ行、（Ｎ＋
１）行を走査して低周波成分として３４　（Ｃｙ＋Ｇ＋
Ｙｅ＋Ｍｇ）＝Ｒ＋Ｂ＋３／２Ｇ信号が、変調成分とし
て５Ａｌ（Ｃｙ＋Ｇ）　−（Ｙｅ＋Ｍｑ）Ｉ＝−（Ｒ−
Ｇ／２）信号が得られる。又ｏｄｄフィールドの（ｎ＋
１）Ｈ及び５ｖｅｎフイルルドの（ｎ−）−１）’Ｈ目
にはそれぞれ（Ｎ−１−２）行、（Ｎ＋３）行を走査し
て低周波成分として３Ａ（Ｃ７＋Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇ）＝Ｒ
＋Ｂ＋３／２Ｇ信号が、変調成分として３（１（Ｃｙ＋
Ｍｑ　）　　（Ｙｅ−１−Ｇ）　１＝Ｂ−（Ｌ今信号が
得られる。したがって１Ｈ期間信号とＲ−Ｇ／２及びＢ
−（３／ｚ６種類の色差信号が得られ、標準テレビジョ
ン信号に合致した信号を形成することができる。一方、
第２の走査方法では、ｏｄｄフィールドにはｎＨ目には
第Ｎ行と（Ｎ＋１）行の信号を同時に読み出して、低周
波成分とじて２ｘ１Ａ（Ｃｙ＋Ｇ＋Ｙｅ＋Ｍｃｒ）＝２
ｕ＋２Ｂ＋３Ｇ信号が、変調成分として２ＸＶ２（（Ｃ
ｙ＋Ｇ）−（ｙｅ＋Ｍｑ））＝−（２Ｒ−Ｇ）信号が得
られ、（ｎ＋１）Ｈ目には第（Ｎ＋２）行と（Ｎ＋ａ）
行の信号を同時に読み出して、低周波成分として２×１
／１２（Ｃｙ＋Ｍｑ＋Ｙｅ＋Ｇ）＝２Ｒ＋２Ｂ＋３Ｇ信
号が、変調成分として２ｘ％（（Ｃｙ＋Ｍ（ｉ）−（Ｙ
ｅ＋Ｇ））＝２Ｂ−Ｇ　信号が得られるので、第１の走
査方法のときと同一の信号処理方法で同種の信号を得る
ことができる。しかし、ｅｖｅｎ　７　イーにドでは、
ｎ′）（目には第（Ｎ−ｚ）行と（Ｎ＋２）行が同時に
読み出され、（ｎ＋１）’Ｈ目には第（Ｎ＋３）行と（
Ｎ−１−、ａ）行が同時に読み出されて、ｎ’Ｈ目、（
ｎ＋１）’Ｈ目ともに低周波成分として、ｙ、　（（Ｃ
Ｆ　＋Ｇ　）　＋　（Ｃ７−）Ｍ９　）＋（Ｙ＠−１−
Ｇ　））＝２Ｒ＋２Ｂ＋３Ｇが、変調成分として［（Ｃ
ｙ＋Ｇ　）＋（Ｃｙ＋Ｍｑ　）−（Ｙ＠１＋Ｍｑ）　−
（Ｙｅ＋Ｇ　））＝］３−Ｒ信号が得られるため、第１
の走査方法のときと同じ信号処理方法では色分離を行な
うことができず同種の信号を得ることができない。

したがって、第５図や第６図に示すような、第１の走査
方法で各フィールドともに必要な信号が得られる色フィ
ルタが配されたカラー固体撮像素子を、電子スチルカメ
ラに応用して第２の走査方法で使用するときには、光学
シャッタを用いて固体撮像素子に蓄積した被写体像に対
応した信号の読み出しを必要な信号が得られるフィール
ドに同期して（つまりフレーム同期で）行なう必要があ
るＯ このように構成した電子スチルカメラの例を第７図に示
す。同図において、１はレンズ、２は絞り、３はシャッ
ター、４は固体撮像素子、６は信号処理回路、６は測光
素子、８は露出制御回路、９は固体撮像素子走査方法切
換スイッチ、１３は素子駆動回路、１１は記録方法切換
スイッチ、１２は記録ヘッド切換スイッチ、１４は記録
装置、１５は第１の記録ヘッド、１６は第２の記録ヘッ
ド、１７は第１の記録領域、１８は第２の記録領域、１
９は記録モード切換スイッチ、２０は同期信号発生器、
２１はゲート回路である。

次に第７図の動作を説明する。

被写体（図示せず）からの光はレンズ１を通して測光素
子６に導かれ被写体の明るさが測定され、この測光素子
６からの情報により、露出制御回路８において適正露光
量が決定され、この値に基づいて被写体撮像時に絞シ２
の絞り及びシャッター３のシャッター秒時を固体撮像素
子４に適正露光量を与える値に制御する。そして、固体
撮像素子４は、素子駆動回路１３より発生された駆動信
号（同期信号信号発生器２０よシ発生された同期信号に
同期しているものとする。）を、走査方法切換スイッチ
９で切り換えられた駆動信号によって走査され、信号電
荷が読み出されて信号処理回路６に導かれる。信号処理
回路５で、記録装置１４への記録に適した信号形態に処
理された信号は記録方法切換スイッチ１１に導かれる。

一方、記録モード切換スイッチ１９で、フレーム記録モ
ードとフィールド記録モードいずれかが選択されて、こ
の情報に基づいて、フレーム記録モードが選択された時
には、走査方法切換スイッチ９は端子Ａの方に、記録方
法切換スイッチ１１は端子Ａの方に切り換えられる。ま
た、記録モード切換スイ。

テ１９が、フィールド記録モードが選択された時には、
走査方法切換スイッチ９は端子Ｂの方に、記録方法切換
スイッチ１１は端子Ｂの方に切換えられる。なお、走査
方法切換スイッチ９の端子Ａには、前記した第１の走査
方法を行なう為の第１の駆動信号が、素子駆動回路１３
からの信号が直接導かれているが、端子１３には前記し
た第２の走査方法を行なう為の駆動信号がゲート回路２
１でフィールド判別信号に応じてゲートされた後に導か
れている。これは前記したように、第２の走査方法では
、ｏｄｄフィールド、　ｅｖｅｎフィールドいずれかの
フィールドの走査でしか必要な信号が得られないため、
固体撮像素子からの信号電荷読み出しを適当なフィール
ドに同期して行なうためである。たとえば、第６図や第
６図に示した色フィルタを配された固体撮像素子の場合
には、シャッタを開けることによシ固体撮像素子４に導
かれて蓄積されている被写体像に対応した電荷の読み取
シはｏｄｄフィールド期間に行なわれる。

このようにして、フレーム記録モードが選択された時に
は、固体撮像素子４は第１の走査方法で走査され、信号
処理回路５からの信号は、記録方法切換スイッチ１１の
端子Ａに導かれ、該信号はヘッド切換スイッチ１２によ
って第１フイールド目には第１の記録ヘッド１６に、第
２フイールド目には第２の記録ヘッド１６に導かれて、
それぞれ第１フイールドの信号は第１の記録領域１７に
、第２フイールドの信号は第２の記録領域１８に記録さ
れる。またフィールド記録モードが選択された時には、
固体撮像素子４は第２の走査方法で必要な信号が得られ
るフィールド期間に走査され、信号処理回路５からの信
号は、記録方法切換スイッチ１１の端子Ｂに導かれ、第
１の記録ヘッド１６によって第１の記録領域１７に記録
される。

発明が解決しようとする問題点 以上述べたような従来の電子スチルカメラではフィール
ド記録モード時にはｏｄｄフィールドもしくはｅｖｅｎ
フィールドいずれかのフィールドでしか固体撮像素子か
ら信号を読み出せないため、次のような問題点が存在す
る。つまシ、シャッターを開いて固体撮像素子に蓄積し
た信号電荷の読み出しを、適当なフィールド期間の開始
点まで待つ、つまシフレーム同期で行なう必要があるの
で、信号電荷を固体撮像素子に蓄積しておく期間が長く
なり、暗電荷による信号劣化や高速連写時の連写速度が
制限されるという問題点がある。

なお、フィールド記録時にも固体撮像素子の走査方法を
切り換えずにフレーム記録時と同じ走査を行なって、片
フィールドの信号のみを記録すれば以上述べた問題点は
生じないが、得られた信号を全て利用しないので感度が
低下するという新たな問題が生じる。

本発明は以上の点に鑑み、感度を低下させることなく暗
電荷による画質低下を防ぎ、かつ速写速度の高速化を図
ることができる電子スチルカメラを提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、色フィルタの水平
方向配列が第１の配列にある水平行と、第１とは異なる
第２の配列にある水平行とが、それぞれ垂直方向に２行
ずつ交互に配されたカラー固体撮像素子と、この固体撮
像素子の水平画素列の走査状態を、隣接する２つの水平
画素列の信号を１図の水平走査で同時に読み出し、１垂
直走査期間で全画面を走査する第１の走査状態と、第１
の垂直走査期間で奇数もしくは偶数水平画素列の信号を
１列ずつ順次走査し第２の垂直走査期間で残りの画素列
の信号を１列ずつ順次走査し、１フレーム期間で全画面
を走査する第２の走査状態とに切り換える第１の切り換
え手段と、この第１の切り換え手段と連動して記録モー
ドをフィールド画像記録とフレーム画像記録とに切り換
える第２の切り換え手段を有し、且つ前記第１の走査状
態において１回の水平走査で同時に読み出される２つの
水平画素列の組み合せを、毎垂直走査期間で常に同じ配
列の色フィルタの配された水平行とした電子スチルカメ
ラである。

作　　用 本発明は上記したように、フィールド記録モード時に固
体撮像素子の走査方法を、ｏｄｄフィールド・ｅｖｅｎ
フィールドともに１回の水平走査で同時に読み出す２つ
の水平画素列の組み合せを、同じ配列の色フィルタを配
された水平行とすることにより、いずれのフィールドに
おいても必要な信号を得ることができ、したがって撮影
後の、固体撮像素子からの信号読み出しをフィールド同
期で、つまり撮影直後の垂直同期信号に同期して行なう
ことができ、前記したような暗電荷による悪影響や、高
速連写時の速写速度の制限という不都合をなくすことが
できる。

実施例 第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。同図
において、１はレンズ、２は絞す、３はシャッター、４
は第２図、第３図に示す１．ような走査方法が切り換え
可能で色フィルタが配されたカラー固体撮像素子、６は
信号処理回路、６は測光素子、８は露出制御回路、９は
固体撮像素子走査方法切換スイッチ、１ｏは素子駆動回
路、１１は記録方法切換スイッチ、１２は記録ヘッド切
換スイッチ、１４は記録装置、１５は第１の記録ヘッド
、１６は第２の記録ヘッド、１７は第１の記録領域、１
８は第２の記録領域、１９は記録モード切換スイッチ、
２０は同期信号発生器である。被写体（図示せず）から
の光はレンズ１を通して測光素子６に導かれ被写体の明
るさが測定され、この測光素子６からの情報により、露
出制御回路８において適正露光量が決定され、この値に
基づいて被写体撮影時に絞り２の絞シ値及びシャッター
３のシャッター秒時を固体撮像素子４に適正露光量を与
える値に制御する。そして、固体撮像素子４は、素子駆
動回路１ｏよシ発生された駆動信号を、走査方法切換ス
イッチ９で切り換えられた駆動信号によって走査され、
信号電荷が読み出されて信号処理回路６に導かれる。な
お、駆動信号は同期信号発生器２ｏにより発生される同
期信号に同期している。信号処理回路６で、記録装置１
４への記録に適した信号形態に処理された信号は記録方
法切換スイッチ１１に導かれる。一方、記録モード切換
スイッチ１９で、フレーム記録モードとフィールド記録
モードいずれかが選択されて、この情報に基づいて、フ
レーム記録モードが選択された時には、走査方法切換ス
イッチ９は端子Ａの方に、記録方法切換スイッチ１１は
端子Ａの方に切り換えられる。

この端子Ａには従来例の説明の項で述べた第１の走査方
法を行なう為の第１の駆動信号が導かれているので、例
えば第２図や第３図の第１の走査方法に記した走査順序
で１水平走査期間で１つの水平行を順次に読み出して２
フイ一ルド期間で全画面の信号読み出しを行なうことと
なり、２フイールドつまり１フレーム分の信号が得られ
る。この信号は信号処理回路６で処理された後に、記録
方法切換スイッチ１１の端子Ａに導かれ、該信号はヘッ
ド切換スイッチ１２によって第１フイールド目には第１
の記録ヘッド１５に、第２フイールド目には第２の記録
ヘッド１６に導かれて、それぞれ第１フイールドの信号
は第１の記録領域１７に、第２フイールドの信号は第２
の記録領域１８に記録される。

なおこのフレーム記録モード時については、第２図、第
３図に示した色フィルタの配された固体撮像素子の走査
方法も従来例と同じであるので、得られる信号も全て同
じとなる。

一方、記録モード切換スイッチ１９でフィールド記録モ
ードが選択された時には、走査方法切換スイッチ１１は
端子Ｂの方に切換えられる。この端子Ｂには、１回の水
平走査で隣り合う２つの水平行の信号を同時に読み出し
て１フイ一ルド期間で全画面の信号読み出しを行なう第
２の駆動信号が導かれている。この第２の駆動信号によ
る走査は従来例とは異なり、第２図、第３図の第２の走
査方法に記した走査順序のように、ｏｄｄフィールド、
　ｅｖｅｎフィールドともに１回の水平走査で同時に読
み出す２つの水平行の組は、配された色フィルタが同一
である２つの水平行となっていて、いずれのフィールド
期間に読み出してもフレーム記録モード時と同じ信号処
理方法で必要な信号が信号処理回路６の出力に得られる
走査方法とされている０したがって、フィールド記録モ
ード時においても、シャッタを開いて撮影した被写体像
を、フレーム同期ではなく撮影終了直後の垂直同期信号
に同期してつまシフイールド同期で読み出すことができ
る。

このようにして読み出された信号は、フレーム記録時と
同一の信号処理回路５で処理されてフレーム記録時と同
一の信号形態とされて、記録方法切換スイッチ１１の端
子Ｂに導かれ、第１の記録ヘッド１６によって第１の記
録領域１７に記録される。

発明の詳細 な説明したように、本発明によればフレーム記録時とフ
ィールド記録時とで、固体撮像素子の走査方法を切換え
て、フィールド記録時においても固体撮像素子に得られ
た信号電荷を捨てることなく全て利用することができ、
しかもいずれのフィールドにおいてもフレーム記録時と
同じ信号処理方法で同じ信号が得られるので、撮影終了
直後のフィールド期間に信号を読み出すことができるの
で、暗電荷による画質劣化や、高速連写時の連写速度の
制限という問題点を除去することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示すブロック図、第２
図、８３図は本発明に使用する固体撮像素子の色フィル
タ配列の第１．第２の実施例とその走査方法を示す説明
図、第４図は固体撮像素子の走査方法を示す説明図、第
６図は従来の電子スチルカメラのブロック図、第６図は
従来の電子スチルカメラに使用する色フイルタ付固体撮
像素子の例及びその走査方法を示す説明図、第７図は従
来の電子スチルカメラのブロック図である。 １・・・・・・レンズ、２・・・・・・絞り、３・・・
・・・シャッター、４・・・・・・固体撮像素子、５・
・・・・・信号処理回路、６・・・・・・測光素子、８
・・・・・・露出制御回路、９・・・・・・走査方法切
換スイッチ、１ｏ・・・・・・素子駆動回路、１１・・
・・・・記録方法切換スイッチ、１２・・・・・・ヘッ
ド切換ス・イッチ、１４・・・・・・記録装置、１９・
・・・・・記録モード切換スイッチ、２０・・・・・・
同期信号発生器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 田田工田匝円 田田田園田田 溶　４ｒＸｉ （Ａ） ”ｘ’Ｈ−−−−９−［ヨ壬十日干ト （ｎｔｌ）Ｈ ＝−Ｄ’Ｈ−（２ｒＥ）−Ｅ］−［ｌｌ＠−（Ｂ） 水平方間 匝田田田園田 ■田田園円田 第７図 ノア　　　　　ｔｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）色フィルタの水平方向配列が第１の配列にある水
   平行と、前記第１の配列とは異なる第２の配列にある水
   平行とが、それぞれ垂直方向に２行ずつ交互に配された
   カラー固体撮像素子と、この固体撮像素子の水平画素列
   の走査状態を、隣接する２つの水平画素列の信号を１図
   の水平走査で同時に読み出し、１垂直走査期間で全画面
   を走査する第１の走査状態と、第１の垂直走査期間で奇
   数もしくは偶数水平画素列の信号を１列ずつ順次走査し
   第２の垂直走査期間で残りの画素列の信号を１列ずつ順
   次走査し、１フレーム期間で全画面を走査する第２の走
   査状態とに切り換える第１の切り換え手段と、この第１
   の切り換え手段と連動して記録モードをフィールド画像
   記録とフレーム画像記録とに切り換える第２の切り換え
   手段を有し、且つ前記第１の走査状態において１回の水
   平走査で同時に読み出される２つの水平画素列の組み合
   せを、毎垂直走査期間で常に同じ配列の色フィルタの配
   された水平行としたことを特徴とする電子スチルカメラ
   。