KR100225441B1

KR100225441B1 - 고체 촬상 장치

Info

Publication number: KR100225441B1
Application number: KR1019920011186A
Authority: KR
Inventors: 후미오 나꾸모; 다까시 아사이다
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼가이샤
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1999-10-15
Also published as: EP0520759A3; EP0520759A2; JPH0514818A; JP3271070B2; DE69226680D1; EP0520759B1; DE69226680T2; KR930001700A; US5272524A

Abstract

제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 고체 촬상 소자로부터 판독되는 촬상 신호를 상기 판독 클럭 업 레이트로 디지털 영상 신호로 변환하고 상기 디지털 영상 신호를 제2의 주파수 f_STD[f_STD=f_CCD*n/m(단, m, n는 m_〉n인 정의 정수)}의 클럭 신호에 의거해서 레이트 변환되어서 상기 제2의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 형성하고 이 디지털 영상 신호에 상기 송출 클럭 레이트로 화상 처리를 실시하므로서 출력 영상 신호를 형성토록 한 고체 촬상 장치.

Description

고체 찰상 장치

제1도는 본 발명의 고체 촬상 장치의 1실시예를 도시하는 블록도.

제2도는 제1도에 도시하는 고체 촬상 장치의 각 고체 촬상 소자의 배열 설치 상태를 도시하는 약선도.

제3도는 제1도에 도시하는 고체 촬상 장치의 D-1-모드의 촬상 동작의 설명에 제공하는 신호 스펙트럼을 도시하는 약선도.

제4도는 제1도에 도시하는 고체 촬상 장치의 D-2-모드의 촬상 동작의 설명에 제공하는 신호 스펙트럼을 도시하는 약선도.

제5도는 제1도에 도시하는 고체 촬상 장치의 레이트 컨버터의 구성을 도시하는 블록도.

제6도는 제5도에 도시하는 레이트 컨버터의 보간 필터의 D-1-모드의 촬상 동작에 있어서의 임펄스 응답을 도시하는 약선도.

제7도는 제5도에 도시하는 레이트 컨버터의 동작 설명에 제공하는 리스트.

제8도는 제5도에 도시하는 레이트 컨버터의 보간 필터의 D-2-모드의 촬상 동작에 있어서의 임펄스 응답을 도시하는 약선도.

제9도는 제5도에 도시하는 레이트 컨버터의 동작 설명에 제공하는 리스트.

제10도는 제5도에 도시하는 레이트 컨버터의 D-1-모드의 동작 설명에 제공하는 약선도.

제11도는 제5도에 도시하는 레이트 컨버터의 D-2-모드의 동작 설명에 제공하는 약선도.

제12도는 본 발명의 고체 촬상 장치의 다른 실시예를 도시하는 블록도.

제13도는 제12도에 도시하는 고체 촬상 장치의 D-1-모드의 촬상 동작의 설명에 제공하는 신호 스펙트럼을 도시하는 약선도.

제14도는 제12도에 도시하는 고체 촬상 장치의 D-2-모드의 촬상 동작의 설명에 제공하는 신호 스펙트럼을 도시하는 약선도.

제15도는 제12도에 도시하는 고체 촬상 장치의 D-1-모드의 촬상 동작의 설명에 제공하는 신호 스펙트럼을 도시하는 약선도.

제16도는 제12도에 도시하는 고체 촬상 장치의 D-2-모드의 촬상 동작의 설명에 제공하는 신호 스펙트럼을 도시하는 약선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 전 처리(前處理) 6 : 프로세스 처리

7 : 엔코더 11 : 시스템 컨트롤러

13, 14 : 판독 클럭 발생기 15, 16 : 송출 클럭 발생기

본 발명은 고체 촬상 소자를 구비한 고체 촬상 장치에 관하며 특히, 고체 촬상 소자의 출력 신호에 디지털 신호 처리를 실시하고 출력 영상 신호를 형성토록 한 고체 촬상 장치에 관한다.

일반으로 CCD 이미지 센서 등의 이산적인 화소 구조를 갖는 고체 이미지 센서를 촬상부에 사용한 고체 촬상 장치에선 상기 고체 이미지 센서 자체가 샘플링계이므로 상기 고체 이미지 센서에 의한 촬상 신호에 공간 샘플링 주파수 fcc_D로부터의 반환 성분이 혼입한다는 것이 알려져 있다. 종래, 촬상 광학계에 복굴절형의 광학적 로우패스 필터를 두고, 촬상 신호의 베이스 밴드 성분의 고역 성분을 억압하므로써 상기 고체 이미지 센서에 의한 샘플링계의 나이키스트 조건을 만족토록 해서 촬상 신호의 베이스 밴드 성분으로의 반환 성분의 발생을 방지토록 하고 있다.

또, 칼러 화상을 촬상하는 칼러 텔레비젼 카메라 장치에선 녹색 화상 촬상용의 고체 이미지 센서와 적색 화소 및 청색 화소용의 색 코딩 필터를 둔 고체 이미지에 의해서 3원색 화상을 촬상하는 2판식 고체 촬상 장치나 3원색 화상을 개별고체 이미지 센서에 의해 촬상하는 3판식 고체 촬상 장치 등의 다판식 고체 촬상 장치가 실용화되어 있다.

또한, 상기 다판식 고체 촬상 장치에 있어서의 해상도의 향상을 도모하기 위한 숫법으로서 녹색 화상 촬상용의 고체 이미지 센서에 대해서 화소의 공간 샘플링 주기의 1/2반 적색 화상 촬상용 및 청색 화상 촬상용의 고체 이미지 센서를 어긋나게 배치한 소위 공간 화소 비킴법이 알려져 있다. 이 공간 화소 비킴법을 채용하므로서 아나로그 출력의 다판식 고체 촬상 장치에선 고체 이미지 센서의 화소수의 한계를 넘는 높은 해상도를 실현할 수 있다.

또, 방송국 등에서 사용하는 업무용의 디지털 비디오 테이프 레코더의 규격으로서 D-1 규격이나 D-2 규격 등이 규격화되어 있으므로 이것들의 규격에 적합한 디지털 비디오 관련 기기에 대한 디지털 인터페이스가 칼러 텔레비젼 카메라 장치에도 필요로 되어 있다.

여기에서 4:2:2 디지털 콘포넨트 비디오 신호의 규격인 D-1 규격에선 샘플링 주파수를 NTSC 방식에 있어서의 수평 주파수 f_H(NTSC)의 858배에 해당함과 더불어 PAL 방식에 있어서의 수평 주파수 f_H(PAL)의 864배에 해당하는 13.5㎒로 하고, 그 어느 한 방식에서의 수평 주파수의 정수배로 혹 할 수 있게 되어 있다. 또, 디지털 합성 비디오 신호의 규격인 D-2 규격에선 샘플링 주파수를 서브 캐리어의 4배의 4Fsc로 하고 서브 캐리어와 샘플링 클록과의 비트 방해를 최소로 하게 되어 있으며 NTSC 방식의 샘플링 주파수 f_S(NTSC)는 14.3㎒에서 PAL 방식의 샘플링 주파수 f_S(PAL)은 17.734㎒이다.

그런데, 상술같이 D-1 규격이나 D-2규격에 적합한 디지털 화상 신호를 직접 출력하는 것같은 칼라 텔레비젼 카메라 장치를 실현하려는 경우에 해상도가 높고, 반환 왜곡이 적은 화질이 양호한 디지털 화상 신호를 직접 출력하기 위해,촬상부에 사용하는 고체 이미지 센서의 샘플링 레이트(화소수)는 그 고체 이미지 센서에 대한 프리필터인 광학적 로우패스 필터의 불완전성, 즉 광학적 로우패스 필터로는 완만한 롤오프 특성밖에 얻을 수 없고 MTF 특성을 양호하게 하면 반환 왜곡 성분을 적게하는 것과의 양립이 곤란하다는 것을 고려하면 상기 D-1 규격이나 D-2 규격에 있어서의 샘플링 레이트보다 높게할 필요가 있다. 또, 고체 이미지 센서에 의한 촬상 신호에 대해서 그 고체 이미지 센서의 화소마다의 결함 보정 처리 등을 디지털처리로 행하는 것이나 비트 방해가 발생을 방지하는 것 등을 고려하면 고체 이미지 센서의 샘플링 레이트와 그 고체 이미지 센서에 의한 촬상 신호를 디지털화하는 아나로그 디지털 변환수단에 있어서의 샘플링 레이트와 일치시킬 것이 바람직하다.

그리고, 상술같은 D-1 규격이나 D-2 규격에 적합한 디지털 화상 신호를 직접 출력하는 것같은 칼라 텔레비젼 카메라 장치의 촬상부에는 화소수가 D-1 규격이나 D-2 규격에 대응하게 개별로 설치된 각 규격 전용의 고체 이미지 센서가 쓰이고 있었다.

본 발명의 주된 목적은 귀환 왜곡이 적은 화질이 양호한 디지털 화상 신호를 형성할 수 있는 고체 촬상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동일 고체 촬상 소자로 판독되는 영상 신호로부터 2개의 상이한 디지털 영상 신호 포매트의 디지털 영상 신호를 형성할 수 있는 고체 촬상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 주된 목적을 달성하기 위해서 본 발명에선 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치에 있어서 제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 상기 고체 촬상 소자로부터 판독되는 촬상 신호를 상기 판독 플럭 레이트로 디지털 영상 신호로 변환하는 아나로그 디지털 변환 수단과 상기 아나로그 디지털 변환 수단에서 출력되는 상기 디지털 영상 신호가 입력되며, 제2의 주파수 f_STD[f_STD=f_CCD*n/m(단, m,n은 m〉n인 정의 정수)의 클럭 신호에 의거해서 상기 디지털 영상 신호의 클럭 레이트를 변환하고 상기 제2의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 형성하는 레이트 수단과 상기 레이트 변환 수단에서 출력되는 상기 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호에 상기 송출 클럭 레이트로 화상 처리를 실시하는 데이터 처리 수단을 두고 상기 데이터 처리 수단의 출력 신호가 출력 영상 신호로서 외부에 출력되게 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서 본 발명에선 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치에 있어서 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 신호를 출력하는 클럭 신호 생성 수단과 상기 클럭 생성 수단에서 발생된 상기 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 신호가 선택적으로 공급되며 상기 제1의 주파수 f_CCD1의 판독 클럭 신호 또는 상기 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 신호에 기준해서 소정수의 복수 화소를 갖는 상기 고체 촬상 소자로 판독된 제1의 영상 신호 또는 세크의 영상 신호를 각각 제1의 디지털 영상 신호 또는 제2의 디지털 영상 신호로 변환하는 아나로그 디지털 교환 수단과 상기 아나로그 디지털 변환 수단으로부터 상기 제1의 디지털 영상 신호 또는 제2의 디지털 영상 신호가 공급되며 상기 제1의 디지털 영상 신호 또는 제2의 디지털 영상 신호를 각각 제3의 주파수 f_STD1[f_STD1=f_CCD1*n/m(단, m,n은 m〉n인 정의 정수) 그의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호 또는 제4의 주파수 f_STD2[f_STD2=f_CCD2*n/m(단, m,n은 m〉n인 정의 정수)의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호로 변환하는 레이트 변환 수단과(상기 제3의 주파수 f_SD1은 제1의 영상 신호 포맷의 샘플링 주파수와 동등하다). 상기 레이트 변환 수단에서 출력되는 상기 제3의 주파수 f_STD1의 송출 클릭 레이트의 디지털 영상 신호 또는 제4의 주파수 f_STD2의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호에 화상 처리를 실시하는 데이터 처리 수단을 구비하고 상기 데이터 처리 수단의 출력 신호를 상기 제1의 영상 신호 포맷의 출력 영상 신호 또는 상기 제2의 영상 신호 포맷의 출력 영상 신호로서 외부에 출력하게 한다.

이하, 본 발명에 관계하는 고체 촬상 장치의 1실시예에 대해서 도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명에 관계하는 고체 이미지 센서를 적용한 고체 촬상 장치의 구성을 도시하는 제1도의 블록도에 도시하고 있다.

이 제1도에 도시하는 고체 촬상 장치는 촬상 렌즈로부터 광학적 로패스 필터를 거쳐서 입사되는 촬상광을 색분해 프리즘으로 3원색 광 성분으로 분해하고 피사체상의 3원색 화상을 3개의 CCD 이미지 감지기 1R, 2G, 1B에 의해 촬상하는 NTSC 방식의 칼러 텔레비젼 카메라 장치에 본 발명을 적용하고 D1 규격에 적합한 화상 데이터와 D2 규격에 적합한 화상 데이터를 선택적으로 출력할 수 있게 한 것이다.

이 고체 촬상 장치의 촬상부를 구성하고 있는 상기 3개의 CCD 이미지 센서 1R, 2G, 1B는 공간 화소 비킴법을 써서 제2도에 도시하듯이 녹색 화상 촬상용의 CCD 이미지 센서 10에 대해서 화소의 공간 샘플링 주기의 1/2만 적색 화상 촬상용 및 화상 촬상용의 CCD 이미지 감지기 1R, 1B를 비켜서 배치되어 있다. 그리고 상기 3개의 CCD 이미지 센서 1R, 1G, 1B는 시스템 콘트롤러 11에 의해서 절환 제어되는 클럭의 절환 스위치 12를 거쳐서 제1의 판독 클럭 발생기 13부터의 제1의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD1또는 제2의 판독 클럭 발생기 14부터의 제2의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD2가 공급되며 상기 제1또는 제2의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD1,Ck_CCD2에 의해서 구동되어 각 화소의 촬상 전하가 판독된다.

상기 제1의 판독 클럭 발생기 13은 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1(858f_H=13.5㎒)의 m₁/n₁배(단, m_1,n₁은 m_1〉n₁인 정수), 예컨대 m₁=4, n₁=3으로 하고

f_CCD1=f_STD1m₁/n₁

= 858f_H4/3

= 1144f_H

= 18.00㎒

인 샘플링 주파수 f_CCD1(18.00㎒)의 제1의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD1을 출력한다. 또, 상기 제2의 판독클럭 발생기 14는 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2(4fsc=14.3㎒)의 m₂/n₂배(단, m₂, n₂는 m₂??n₂인 정수), 예컨대

m₂=5, n₂=4로 하고

f_CCD2=f_STD2m₂/n₂

= 4f_SC5/4

= 5f_SC

= 1137.5f_H

= 17.898㎒

인 샘플링 주파수 f_CCD2(17.898㎒)의 제2의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD2를 출력한다. 그리고, 상기 시스템 콘트롤러 11은 D1 규격의 촬상 동작 모드(이하, D1 모드라 한다)시에 상기 제1의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD1을 선택하고 또 D2 규격의 촬상 동작 모드(이하, D2모드라 한다)시에 상기 제2의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD2를 선택하게 상기 클럭 전환 스위치 12의 절환 제어를 행한다.

여기어세 상기 D1 모드시에 18.00㎒의 샘플링 주파수 f_CCD!의 제1의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD1에 의해서 각 화소의 촬상 전하가 판독되는 CCD 이미지 센서의 실효화수(최종적인 시스템 블랭킹내에 있는 화소수)N₁(H^HxN^V)는 f_CCD1=1144f_H이므로 1 수평 주사기간을 63.556sec로 하고 블랭킹 기간을 10.9μsec라 하면 1라인당 N^H

N^H=1144x(63.556-10.9)/63.556

=947.8

이며, 수직방향의 실효 화소수 V₁을 485로 하고

N₁=947.8^Hx485^V

로 된다. 또, 상기 D2 모드시에 17.898㎒의 샘플링 주파수 f_CCD1의 제2의 판독 클럭 펄스 Ck_CCD2에 의해 각 화소의 촬상 전하가 판독되는 CCD 이미지 센서의 실효화수(최종적인 시스템 블랭킹내에 있는 화소수) N₂(N^HxN^V)는 f_CCD2=1137.5f_H이므로 1 수평 주사시간을 63.556sec로 하고 블랭킹 기간을 10.9μsec라 하면 1라인당,

N^H=1137.5x(63.556-10.9)/63.556

=942.4

이며,

N₂=942.4^Hx485^V

로 된다.

그리고, 2/3^H광학계(8.8^Hx6.6^V=11.0^D)에 적용하는 경우의 이상적 유닛 셀 칫수는 D1 모드에서 9.29μm^Hx13.61μm^V로 되며, 또, D2 모드에서 9.34μm^Hx13.61μm^V로 된다.

그래서, 이 실시예에선 상기 각 CCD 이미지 센서 1R, 1G, 1B의 유닛 셀 칫수를 9.3μm^Hx13.6μm^V로 하고 있다. 이 9.3μm^Hx13.6μm^V의 유닛 셀 칫수의 CCD 이미지 센서에 의한 촬상 출력 화상의 대각 및 종횡비의 오차는 D1 모드에 있어서의 대각의 오차는 +0.08%이며 종횡비의 오차는 -0.23%로 되며 또, D2 모드에 있어서의 대각의 오차는 -0.3%이며, 종횡비의 오차는 +0.35%로 되며 무시할 수 있다.

또한, 상기 각 CCD 이미지 센서 1R, 1G, 1B의 유닛 셀 칫수를 9.25μm^Hx13.5μm^V라 하면 대각 및 종횡비의 오차는 D1모드에 있어서의 대각의 오차는 -0.5%이며 종횡비의 오차는 -0.4%로 되며 또, D2모드에 있어서의 대각의 오차는 -0.9%이며 종횡비의 오차는 +0.15%로 된다. 또, 상기 각 CCD이미지 센서 1R, 1G, 1B의 유닛 셀 칫수를 9.2μm^Hx13.5μm^V라 하면 대각 및 종횡비의 오차는 D1 모드에 있어서의 대각의 오차는 -0.7%이며 종횡비의 오차는 +0.1%로 되며 또, D2모드에 있어서의 대각의 오차는 -1.3%이며 종횡비의 오차는 +7%가 된다.

상기 공간 비킴법을 채용한 3개의 CCD 이미지 센서 1R, 1G, 1B는 피사체상의 3원색 화상에 대해서 상기 녹색 화상 촬상용의 CCD 이미지 센서 1G와 상기 적색 화상 촬상용 및 청색 화상 화상용의 각 CCD 이미지 센서 1R, 1B가 Ts/2 만큼 어긋난 위치를 공간 샘플링한다. 따라서, 상기 각 CCD 이미지 센서 1R, 1G, 1B에 의한 3원색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*는 상기 제1의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1에 의해서 판독을 행하는 D1 모드시의 신호 스펙트럼을 제3도에 도시하고, 또, 상기 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD2에 의해 판독을 행하는 D2모드시의 신호 스펙트럼을 제4도에 도시하고 있듯이 상기 CCD 이미지 센서 1G에 의한 녹색 촬상 신호 S_G*의 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 성분과 상기 각 CCD 이미지 센서 1R, 1B에 의한 적색 촬상 신호 S_R* 및 청색 촬상 신호 S_B*의 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 성분이 서로 역위상으로 되어 있다.

그리고, 상기 제1또는 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1, CK_CCD2에 의해 상기 CCD 이미지 센서 1R, 1G, 1B로부터 판독되는 각색 촬상신호 S_R*, S_G*, S_B*는 각각 상관 2중 샘플링 처리나 레벨 제어 등을 행하는 아나로그 처리회로 2R, 2G, 2B를 거쳐서 아나로그 디지털(A/D) 변환기 3R, 3G, 3B에 공급된다.

이들 각 A/D 변환기 3R, 3G, 3B는 상기 각색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*의 샘플링 레이트에 동등한 클럭 레이트 즉 상기 판독 클럭 펄스 CK_CCD1,CK_CCD2와 같은 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 클럭 펄스 CK_AD1, CK_AD2가 상기 클럭 절환 스위치 12를 거쳐서 선택적으로 공급되어 있다. 그리고 상기 A/D변환기 3R, 3G, 3B는 상기 각색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*를 상기 클럭 펄스 CK_AD1, CK_AD2에 의해서 상기 판독 클럭 레이트로 그대로 디지털화하고 상기 각색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*의 스펙틀과 같은 신호 스펙틀의 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*를 형성한다.

상기 A/D 변환기 3R, 3G, 3B에 의해서 얻어지는 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B는 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 4에 공급된다.

상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 4는 상기 판독 클럭 펄스 CK_CCD1,CK_CCD2와 같은 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 클럭 펄스 CK_DP1, CK_DP2가 상기 클럭 절환 스위치 12를 거쳐서 공급되어 있다. 그리고, 이 제1의 디지털 프로세스 처리 회로4는 상기 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색 신호 D_R*, D_G*, D_B*에 대해서 상기 클럭 펄스 CK_DP1, CK_DP2에 의해 상기 판독 클럭 레이트로 비트 방해를 수반하지 않고 결함 보정등의 화소마다의 화상 처리를 행한다. 이 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 4에 의해 화소마다의 화상 처리가 실시된 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*는 각각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B를 거쳐서 제2의 디지털 프로세스 처리 회로 6에 공급되어 있다.

상기 각 게이트 컨버터 5R, 5G, 5B는 상기 판독 클럭 펄스 CK_CCD1,CK_CCD2와 같은 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 클럭 펄스 CK_DP1, CK_DP2가 상기 클럭 절환 스위치 12를 거쳐서 공급되고 있음과 동시에 제1의 송출 클럭 발생기 15로부터의 제1의 송출 클럭 펄스 CK_STD1또는 제2의 송출 클럭 발생기 15으로부터의 제2의 송출 클럭 펄스 CK_STD2가 클럭 절환 스위치 17을 거쳐서 공급되어 있다.

여기에서 상기 제1의 송출 클럭 발생기 15는 D1규격의 샘플링 주차수 f_STD1(858f_H=13.5㎒)은 제1의 송출 클럭 펄스 CK_STD1을 출력한다. 또, 상기 제2의 송출 클럭 발생기 16은 D2규격의 샘플링 주파수 f_STD2(4f_SC=14.3㎒)의 제2의 송출 클럭 펄스 CK_STD2를 출력한다. 그리고 상기 절환 스위치 17은 D1 모드시에 상기 제1의 송출 클럭 펄스 CK_STD2를 선택하고 또 D2 모드시에 상기 제2의 송출 클럭 펄스 CK_STD2를 선택하게 상기 시스템 콘트롤러 11에 의해 절환 제어된다.

상기 각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B는 제5도에 도시하듯이 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 판독 클럭 레이트의 입력 데이터 Xn가 공급되는 예컨대 6단의 시프트 레지스터 21과 계수 레지스터 22에 의해 부여되는 계수 αp를 상기 시프트 레지스터 21의 각단의 출력에 승산하는 승산기 23과 상기 승산기 23에 의한 승산 출력을 가산하는 가산기 24와 이 가산기 24에 의해 얻어지는 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 판독 클럭 레이트의 가산 출력 ym'을 상기 D1, D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD1, f_STD2의 송출 클럭 레이트로 꺼내는 래치 회로 25에 의해 구성된다.

그리고, 상기 레이트 컨버터 5G는 D1모드시에 제6도에 도시하는 것같은 임펄스 응답의 계수 αp가 제7도에 도시하는 처리 시??스를 따라서 상기 계수 레지스터 22에 의해서 상기 승산기 23에 부여되므로서 상기 샘플링 주파수 f_CCD1(18.00㎒)의 판독 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_G*를 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1(13.5㎒)의 송출 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_G에 변환하는 레이트 변환 처리를 행한다.

또, 상기 디지털 색신호 D_R*, D_B*에 대한 레이트 변환 처리를 행하는 상기 각 레이트 컨버터 5R, 5B에선 제8도에 도시하는 것같은 임펄스 응답의 계수 αp가 제9도에 도시하는 처리 시??스를 따라서 상기 계수 레지스터 22에 의해서 상기 승산기 23에 부여되므로서 상기 판독 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_R*, D_B*를 D1 규격의 송출 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_R, D_B로 변환하는 레이트 변환 처리를 행한다.

즉, 상기 각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B는 D1 모드시에 제3도 및 제10도에 도시하는 것같은 보간 처리와 다운 샘플링 처리로 상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 4로부터 공급되는 상기 샘플링 주파수 f_STD1(18.00㎒)의 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B에 대해서 m₁=4, n₁=3으로서

f_STD1=f_CCD1n₁/m₁

= 4f_SC5/4

= 18.00˙3/4㎒

= 13.5㎒

로 하는 레이트 변환 처리를 행하고 D1규격의 샘플링 주파수 f_STD1(13.5㎒)의 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B를 형성한다.

여기에서, 이 실시예에 있어서의 칼러 텔레비젼 카메라 장치에선 상술같이 공간 화소 비킴법을 채용하고 있으므로 상기 CCD 이미지 센서 1G에 의한 녹색 촬상 신호 S_G*의 실 샘플 ●과 상기 CCD 이미지 센서 1R에 의한 적색 촬상 신호 S_R*의 실 샘플 ▲와 새에 π의 위상차가 있고 상기 n를 기수(n=3)으로 했을 경우에 업콘버션된 시??스는 예컨대 녹색 촬상 데이터의 실 샘플 ●와 맞은 위상에 설정하면, 적색 촬상 데이터 및 청색 촬상 데이터에 π의 위상차를 붙이는 처치를 하지 않으면 양자는 동상이 되지 않는다. D1 규격 및 D2 규격 더불어 R, B, G는 동위상이므로 π 위상 시프터를 넣을 필요가 있다.

이것은 주파수 영역에서 말하면 nfcc_D(4f_STD1)에서의 위상이 반전되고 있는 것에 대응하며 상기 샘플링 주파수 fcc_D1에서의 캐리어가 서로 반전하고 있는 녹색 촬상 데이터와 적색 촬상 데이터 및 청색 촬상 데이터에 대해서 0∼f_STD/2의 통과 대역은 거의 동특성이고 fcc_D(4f_STD1)에서의 캐리어 위상이 서로 반전하고 있는 상이한 제3도에 도시하는 것같은 특성을 갖는 업콘버젼용의 보간 필터를 써서 상기 nf_CCD(4f_STD1)로 캐리어 위상을 반전시키므로서 상기 nf_CCD(4f_STD1)에서의 위상을 가지런히 한 제3도에 도시하는 것같은 출력을 상기 보간 필터로부터 얻을 수 있다.

그리고, 상기 n가 기수이고 녹색 촬상 데이터와 적색 촬상 데이터 및 청색 촬상 데이터에 대해서 0∼f_STD/2의 통과 대역은 거의 동특성이고 nf_CCD에서의 캐리어 위상이 서로 반전하고 있는 상이한 특성은 임펄스 응답으로 표현하면 상술의 제6도 및 제8도와 같이 된다.

또, 상기 각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B는 D2 모드시에 임펄스 응답의 계수αp가 소정의 처리 시??스에 따라서 상기 계수 레지스터 22에 의해서 상기 승산기 23에 부여되는 것에 의해서 상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 4로부터 공급되는 상기 샘플링 주파수 f_CCD2(17.898㎒)의 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*에 대해서 n₂=4, m₂=5로서,

f_STD2= f_CCDn₂/m₂

= 17.898 4/5㎒

= 14.3㎒

로 하는 제11도에 도시하는 것같은 레이트 변환 처리를 행하고 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2(14.3㎒)의 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B를 형성한다.

상기 각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B에 의해 얻어지는 상기 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B는 병렬 직렬 변환 회로 8RGB를 거쳐서 직렬 출력된다. 또, 상기 각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B에 의해 얻어지는 상기 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B는 제2의 디지털 프로세스 처리 회로 7에 공급됨과 더불어 각각 디지털 아나로그(D/A) 변환기 9R, 9G, 9B에 의해서 아나로그화되어서 아나로그 색신호 R, G, B로서 각각 포스트 필터 10R, 10G, 10B를 거쳐서 출력된다.

상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 7에선 상기 제2의 디지털 프로세서 처리 회로 6으로부터 공급되는 상기 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색 신호 D_R, D_G, D_B에 대한 매트릭스 연산 처리에 의해서 상기 송출 클럭 레이트의 디지털 휘도 신호 Dy, 각 디지털 색차 신호 Du, Dv, 합성 비디오 신호 Dcs 및 뷰파인더용의 비디오 신호 Dv_F를 형성한다.

상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 7에 의해 얻어지는 상기 송출 클럭 레이트의 디지털 휘도 신호 Dy 및 각 디지털 색차 신호 Du, Dv는 병렬 직렬 변환 회로 8YUV를 거쳐서 직렬 출력된다. 또, 상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 7에 의해 얻어지는 상기 송출 클럭 레이트의 합성 비디오 신호 Dcs는 병렬 직렬 변환 회로 8CS를 거쳐서 직렬 출력된다. 다시, D1-모드시에 상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 7에 의해 얻어지는 상기 샘플링 주파수 fs_TD1의 송출 클럭 레이트의 디지털 휘도 신호 Dy 및 각 디지털 색차 신호 Du, Dv는 D1 처리 회로 8D1에 의해 각 디지털 색차신호 Du, Dv에는 6.75㎒의 클럭 레이트에 다운 샘플링 처리가 실시되고 디지털 휘도 신호 Dy에 지연 보상 처리가 되어, 병렬 출력된다. 또, 상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 7에 의해 얻어지는 디지털 휘도신호 Dy, 각 디지털 색차 신호, Du, Dv, 합성 비디오 신호 Dcs 및 뷰파인더용의 비디오 신호 Dv_f는 각각 디지털 아나로그(D/A) 변환기 9Y, 9U, 9V, 9CS, 9VF에 의해 아나로그화 되어서 아나로그 휘도 신호 Y, 각 아나로그 색차신호 U, V, 아나로그 합성 비디오 신호 CS 및 뷰파인더용의 비디오 신호 VF로서 각각 포스트 필터 10Y, 10U, 10V, 10CS, 10VF를 거쳐서 출력된다.

또한, 상술의 실시예에선 본 발명을 NTSC 방식의 칼러 텔레비젼 카메라 장치에 적용하고 D1 규격에 적합한 화상 테이타와 D2 규격에 적합한 화상 데이터를 선택적으로 출력할 수 있게 했는데 본 발명은 상술의 실시예만에 한정되는 것이 아니고 D1 모드 또는 D2 모드 전용의 고체 촬상 장치로 하도록 해도 되며 이 경우에도 공통의 고체 이미지 센서를 쓸 수 있다.

또, NTSC 방식의 칼라 텔레비젼 카메라 장치의 경우, D1 모드에선 m₁=8, n₁=5로 하고,

f_CCD1=f_STD1m₁/n₁

= 858f_H8/5

= 13.5 8/5㎒=21.6㎒

의 샘플링 주파수 f_CCD1을 채용하고 또 D2모드에선 m₂=3, n₂=2로 하고,

f_CCD2=f_STD2m₂/n₂

= 4f_SC3/2

= 6f_SC

= 21.48㎒

의 샘플링 주파수 f_CCD2을 채용할 수도 있다.

또한, 예컨대, PAL 방식의 칼러 텔레비젼 카메라 장치에 본 발명을 적용하고 D1 규격에 적합한 화상 데이터와 D2규격에 적합한 화상 데이터와 선택적으로 출력할 수도 있다.

즉, 본 발명을 PAL 방식의 칼라 텔레비젼 카메라 장치에 적용하는 경우에 상기 제1의 판독 클럭 발생기 13은 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1(858f_H=13.5㎒)의 m₁/n₁배(단, m_1,n₁은 m_1〉n₁인 정수), 예컨대 m₁=4, n₁=3으로 하고,

f_CCD1=f_STD1m₁/n₁

= 864f_H4/3

= 1152f_H

= 18.00㎒

인 샘플링 주파수 f_CCD1(18.00㎒)의 제1의 판독 클럭 펄스 CKcc_D1을 출력한다. 또, 상기 제2의 판독 클럭 발생기 14는 m₂=n₂로 하고,

f_CCD2=f_STD2m₂/n₂

= 4f_SC

= 1152f_H

= 17.734㎒

인 샘플링 주파수 f_CCD2(17.734㎒)의 제2의 판독 클럭 펄스 CKcc_D2를 출력한다.

또한, 상기 제1의 송출 클럭 발생기 15는 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1(858f_H=13.5㎒)의 제1의 송출 클럭 펄스 CKs_TD1을 출력한다. 또, 상기 제2의 송출 클럭 송출 발생기 16은 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2(4f_SC=17.734㎒)의 제2의 송출 클럭 펄스 CKs_TD2를 출력한다.

상기 각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B는 D1 모드시에 상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 4로부터 공급되는 상기 샘플링 주파수 f_CCD1(18.00㎒)의 판독 클럭 레이트의 각 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*에 대해서 m₁=4, n₁=3으로 하고,

f_STD1=f_CCD1n₁/m₁

= 18.00 3/4㎒

= 13.5㎒

로 하는 레이트 변환 처리를 행하고 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1(13.5㎒)의 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B를 출력한다. 또, D2 모드시에는 상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 4로부터 공급되는 상기 샘플링 주파수 f_CCD2(17.734㎒)의 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*에 대해서 m₂=n₂의 레이트 변환 처리를 실시하고 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2(17.73㎒)의 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색 신호 D_R, D_G, D_B를 출력한다.

그리고, 2/3^H광학계(8.8^Hx6.6^V=11.0^D)의 경우, 이상적 유닛 셀 칫수는 D1 모드에서 9.402μm^Hx11.478μm^V, 또, D2 모드에서 9.542μm^Hx11.478μm^V이므로 예컨대 상기 각 CCD 이미지 센서 1R, 1G, 1B의 유닛 셀 칫수 9.4μm^Hx11.4μm^V로 하므로서 대각 및 종횡비의 오차는 D1 모드에 있어서 대각의 오차는 -0.26%이고 종횡비의 오차는 -0.66%로 되며 또, D2 모드에 있어서의 대각의 오차는 -1.2%이며 종횡비 오차는 +0.8%로 된다. 또, 유닛 셀 칫수를 9.4μm^Hx11.4μm^V라 하면 대각 및 종횡비의 오차는 D1 모드에 있어서의 대각의 오차는 +0.4%이며 종횡비의 오차는 -1.7%로 되며, 또, D2모드에 있어서의 대각의 오차는 -0.5% 이며 종횡비의 오차는 -0.24%로 된다. 또한, 종횡비의 오차는 2%이하이면 충분히 실용을 견딜 수 있다.

본 발명에 관계하는 고체 이미지 센서로부터 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 레이트로 판독되는 촬상 신호는 상기 송출 클럭 레이트로 디지털화하고 상기 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 레이트의 촬상 데이터의 적어도 한쪽에 레이트 변환 처리를 실시하고, 제3의 주파수 f_STD1또는 제4의 주파수 f_STD2의 송출 클럭 레이트의 촬상 데이터로 변환할 수 있다. 따라서, 1개의 고체 이미지 센서로부터 판독되는 촬상 신호로부터 D-1 규격이나 D-2 규격에 적합한 디지털 화상 신호를 형성하는 것이 가능해진다. 또, 상기 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 레이트의 촬상 신호는 송출 레이트(D-1 규격이나 D-2 규격에 있어서의 샘플링 레이트)보다 높으므로 그 고체 이미지 센서에 대한 표시 필터인 광학적 로파스 필터의 불완전성에 의한 영향을 피하고 해상도가 높고 반환 왜곡이 적은 화질이 양호한 디지털 화상 신호를 형성하는 것이 가능해진다.

다음에 제12도의 블록도에 구성을 도시하는 제2실시예의 고체 촬상 장치에 대해서 설명한다.

이 제2실시예에 있어서 칼러 텔레비젼 카메라 장치의 촬상부를 구성하고 있는 상기 3개의 CCD 이미지 센서 31R, 31G, 1B는 상술의 제1의 실시예와 마찬가지로, 녹색 화상 촬상용의 CCD 이미지 센서 31G에 대해서 화소의 공간 샘플링 주기 τ_S의 1/2 만큼, 적색 화상 촬상용 및 청색 화상 촬상용의 CCD 이미지 센서 31R, 31B는 시스템 콘트롤러 42에 의해서 절환 제어되는 클럭 절환 스위치 43를 거쳐서 제1의 판독 클럭 발생기 44부터의 제1의 판독 클럭 펄스 CK_CCD또는 제2의 판독 클럭 발생기 45부터의 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1또는 제2의 판독 클럭 발생기 45부터의 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD2가 공급되며 상기 제1 또는 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD2가 공급되며 상기 제1 또는 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1, CK_CCD2에 의해서 구동되어서 각 화소의 촬상 전하가 판독된다.

상기 제1의 판독 클럭 발생기 44는 DI 규격의 샘플링 주파수 f_STD1(858f_H=13.5㎒)의 m₁/n₁배(단, m₁, n₁은 m_1〉n₁인 정수), 예컨대 m₁=4, n₁=3으로 하고,

f_CCD1=f_STD1m₁/n₁

= 858f_H4/3

= 1144f_H

= 18.00㎒

인 샘플링 주파수 f_CCD1(18.00㎒)의 제1의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1을 출력한다. 또, 상기 제2의 판독 클럭 발생기 45는 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2(4f_SC=14.3㎒)의 m₂/n₂배(단, m₂, n₂은 m₂??n₂인 정수), 예컨대 m₂=5, n₂=4로 하고,

f_CCD2=f_STD2m₂/n₂

= 4f_SC˙5/4

= 5fsc

= 1137.5f_H

= 17.898㎒

인 클럭 주파수 f_CCD2(17.898㎒)의 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD2를 출력한다. 그리고, 상기 시스템 콘트롤러 42는 D1 규격의 촬상 동작 모드(이하, D1 모드라 한다)시에 상기 제1의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1을 선택하고 또, D2 규격의 촬상 동작 모드(이하, D2 모드라 한다)시에 상기 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD2를 선택하게 상기 클럭 절환 스위치 42의 절환 제어를 행한다.

상기 공간 화소 비킴법을 채용한 3개의 CCD 이미지 센서 31R, 31G, 31B는 피사체상의 3원색 화상에 대해서 상기 녹색 화상 촬상용의 CCD 이미지 센서 31G와 상기 적색 화상 촬상용 및 청색 화상 촬상용의 각 CCD 이미지 센서 31R, 31B가 만큼 어긋난 위치를 공간 샘플링한다. 따라서, 상기 각 CCD 이미지 센서 31R, 31G, 31B에 의한 3원색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*는 상기 제1의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1에 의해서 판독을 행하는 D1 모드시의 신호 스펙트럼 제13도에 도시하고, 또, 상기 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD2에 의해서 판독을 행하는 D2 모드시의 신호 스펙트럼을 제14도에 도시하고 있듯이 상기 CCD 이미지 센서 31G에 의한 녹색 촬상 신호 S_G*의 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 성분과 상기 각 CCD 이미지 센서 31R, 31B에 의한 적색 촬상 신호 S_R*의 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 성분이 서로 역위상으로 되어 있다.

그리고, 상기 제1 또는 제2의 판독 클럭 펄스 CK_CCD1, CK_CCD2에 의해서 상기 CCD 이미지 센서 31R, 31G, 31B로부터 판독되는 각색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*는 각각 상관 2중 샘플링 처리나 레벨 제어 등을 행하는 아나로그 처리 회로 32R, 32G, 32B를 거쳐서 아나로그 디지털(A/D) 변환기 33R, 33G, 33B에 공급된다.

이들 각 A/D 변환기 33R, 33G, 33B는 상기 각색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*의 샘플링 레이트에 동등한 클럭 레이트 즉, 상기 판독 클럭 펄스 CK_CCD1, CK_CCD2와 같은 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 클럭 펄스 CK_AD1, CK_AD2가 상기 클럭 절환 스위치 43을 거쳐서 선택적으로 공급되어 있다. 그리고, 상기 AD변환기 33R, 33G, 33B는 상기 각 색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*를 상기 클럭 펄스 CK_AD1, CK_AD2에 의해서 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 판독 클럭 레이트로 그대로 디지털화되어서 상기 각 색 촬상 신호 S_R*, S_G*, S_B*의 스펙틀과 같은 신호 스펙틀의 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*를 형성한다.

상기 A/D 변환기 33R, 33G, 33B에 의해 얻어지는 각 디지털 색 신호 D_R, D_G, D_B는 제1의 디지털 프로세스 처리 회고 34에 공급된다.

상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 34는 상기 판독 클럭 펄스 CK_CCD1, CK_CCD2와 같은 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 클럭 펄스 CK_CCD1, CK_CCD2와 같은 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 클럭 펄스 CK_DP1, CK_DP2가 상기 클럭 절환 스위치 43을 거쳐서 공급되어 있다. 그리고, 이 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 34는 상기 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*에 대해서 상기 클럭 펄스 CK_DP1, CK_DP2에 의해서 상기 판독 클럭 레이트로 비트 방해를 수반하지 않고 결함 보정등의 화소마다의 화상 처리를 행한다. 이 제1의 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*는 각각 레이트 컨버터 35R, 35G, 35B를 거쳐서 제2의 디지털 프로세스 처리 회로 36에 공급된다.

상기 각 레이트 컨버터 35R, 35G, 35B는 상기 판독 클럭 펄스 CK_CCD1, CK_CCD2와 같은 샘플링 주파수 f_CCD1, f_CCD2의 클럭 펄스 CK_DP1, CK_DP2가 상기 클럭 절환 스위치 43을 거쳐서 공급되어 있음과 더불어 제1의 처리 클럭 발생기 46부터의 제1의 처리 클럭 펄스 CK_DP21또는 제2의 처리 클럭 발생기 47부터의 제2의 처리 클럭 펄스 CK_DP22가 클럭 절환 스위치 48을 거쳐서 공급되어 있다.

여기에서 상기 제1의 처리 클럭 발생기 46은 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1(858f_H=13.5㎒)의 2배의 샘플링 주파수 2F_STD1(27㎒)의 제1의 클럭 펄스 CK_DP21을 출력한다. 또, 상기 제2의 처리 클럭 발생기 47은 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2(4fsc=14.3㎒)의 2배의 샘플링 주파수 2f_STD2(28.6㎒)의 제2의 처리 클럭 펄스 CK_DP22를 출력한다. 그리고, 상기 절환 스위치 48은 D1 모드시에 제1의 처리 클럭 펄스 CK_DP21을 선택하고 또 D2 모드시에 상기 제2의 처리 클럭 펄스 CK_DP22를 선택하게 상기 시스템 콘트롤러 42에 의해 절환 제어된다.

상기 각 레이트 컨버터 35R, 35G, 35B에는 상술의 제1의 실시예에 있어서의 각 레이트 컨버터 5R, 5G, 5B의 마찬가지의 구성인 것이 쓰인다.

그리고, 상기 레이트 컨버터 35G는 D1 모드시에 상기 샘플링 주파수 f_CCD1(18.00㎒)의 판독 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_G*를 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1의 2배의 샘플링 주파수 2f_STD1(27㎒)의 처리 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_G**로 변환하는 레이트 변환 처리를 행한다. 또, 상기 각 레이트의 디지털 색신호 D_G**로 변환하는 레이트 변환 처리를 행한다. 또, 상기 각 레이트 컨버터 35R, 35B는 D1 모드시에 상기 판독 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_R*, D_B*를 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1의 2배의 샘플링 주파수 2f_STD1(27㎒)의 처리 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_R**, D_B**로 변환하는 레이트 변환 처리를 행한다.

즉, 상기 각 레이트 컨버터 35R, 35G, 35B는 D1 모드시에 제11도 및 제15도에 도시하는 보간 처리와 다운 샘플링 처리에 의해 상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 34로부터 공급되는 상기 샘플링 주파수 f_CCD1(18.00㎒)의 판독 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*에 대해서 m₁=4, n₁=3으로 하고,

f_STD1=f_CCD1˙2˙n₁/m₁

= 18.00˙2˙3/4㎒

= 27㎒

로 하는 레이트 변환 처리를 행하고 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1의 2배의 샘플링 주파수 2f_STD1(27㎒)의 송출이나 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R**, D_G**, D_B**를 형성한다.

또, 상기 각 레이트 컨버터 25R, 35G, 35B는 D2 모드시에 상기 제1의 디지털 프로세스 처리 회로 34로부터 공급되는 상기 샘플링 주파수 f_CCD2(17.898㎒)의 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R*, D_G*, D_B*에 대해서 n₂=4, m₂=5로 하고,

f_STD2= f_CCD˙2˙n₂/m₂

= 17.898˙2˙4/5㎒

= 28.6㎒

로 하는 제14도 및 제16도에 도시하는 것같은 레이트 변환 처리를 행하고, D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2의 2배의 샘플링 주파수 2f_STD2(28.6㎒)의 처리 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R**, D_G**, D_B**를 형성한다.

상기 각 레이트 컨버터 35R, 35G, 35B에 의해 얻어지는 상기 샘플링 주파수 2f_STD1, 2f_STD2의 처리 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R**, D_G**, D_B**는 다운 샘플링 회로 38RGB에 의해 1/2의 클럭 레이트로 다운 샘플링되어서 상기 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1또는 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2의 송출 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B로서 직렬 병렬 변환 회로 39RGB를 거쳐서 직렬 출력된다. 또, 상기 각 레이트 컨버터 35R, 35G, 35B에 의해서 얻어지는 상기 샘플링 주파수 2f_STD1, 2f_STD2의 처리 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B는 제2의 디지털 프로세스 처리 회로 36에 있어서 상기 처리 클럭 레이트로 감마 보정 등의 프로세스 처리가 실시되고부터 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 37에 공급됨과 더불어 각각 디지털 아나로그(D/A) 변환기 40R, 40G, 40B에 의해 아나로그화되어서 아나로그 색신호 R, G, B로서 각각 포스트 필터 41R, 41G, 41B를 거쳐서 출력된다.

상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 37에선 상기 제2의 디지털 프로세스 처리 회로 36으로부터 공급되는 상기 처리 클럭 레이트의 각 디지털 색신호 D_R**, D_G**, D_B**에 대한 매트릭스 연산 처리에 의해서 디지털 휘도신호 Dy**, 각 디지털 색차신호 Du**, Dv**, 합성 비디오 신호 Dcs** 및 뷰파인더용의 비디오 신호 Dv_F**를 형성한다.

상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 37에 의해 얻어지는 상기 처리 클럭 레이트의 디지털 휘도 신호 Dy**, 각 디지털 색차 신호 Du**, Dv** 및 합성 비디오 신호 Dcs**는 다운 샘플링 회로 28에 의해서 1/2의 클럭 레이트에 다운 샘플링되어서 상기 D1 규격의 샘플링 주파수 f_STD1또는 D2 규격의 샘플링 주파수 f_STD2의 송출 클럭 레이트의 디지털 색신호 D_R, D_G, D_B로서 병렬 출력됨과 더불어 병렬 직렬 변환 회로 39를 거쳐서 직렬 출력된다.

또, 상기 제3의 디지털 프로세스 처리 회로 37에 의해서 얻어지는 디지털 휘도신호 Dy**, 각 디지털 색차 신호 Du**, Dv**, 합성 비디오 신호 Dcs** 및 뷰파인더용의 비디오 신호 Dv_F**는 각각 디지털 아나로그 및 뷰파인더용의 비디오 신호 Dv_F**는 각각 디지털 아나로그(D/A) 변환기 40Y, 40U, 40V, 40CS, 40VF에 의해 아나로그화되어서 아나로그 휘도신호 Y, 각 아나로그 색차신호 U, V, 아나로그 합성 비디오 신호 CS 및 뷰파인더용의 비디오 신호 VF로서, 각각 포스트 필터 41Y, 41U, 41V, 41CS, 41VF를 거쳐서 출력된다.

본 발명에 관계하는 고체 칼러 촬상 장치에선 제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 각 고체 이미지 센서로 판독되는 각 색 촬상 신호를 아나로그 디지털 변환 수단으로 상기 판독 클럭 레이트로 디지털화하고 이 아나로그 디지털 변환 수단으로 디지털화된 상기 판독 클럭 레이트의 촬상 데이터에 대해서 레이트 변환 수단에 의해서 f_STD=f_CCDn/m(단 m, n는 m〉n인 정의 정수)로 하는 레이트 변환 처리를 행하고 제2의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 촬상 데이터를 형성하고 상기 레이트 변환 수단으로 얻어지는 상기 송출 클럭 레이트로 화상 처리를 실시하고 상기 제2의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 화상 데이터를 상기 데이터 처리 수단으로부터 출력하므로 D-1 규격이나 D-2 규격에서의 샘플링 레이트보다 높은 샘플링 레이트(화소수)의 고체 이미지 센서로 판독되는 촬상 신호로부터 상기 D-1 규격이나 D-2 규격에 있어서의 샘플링 레이트의 화상 데이터를 형성해서 출력할 수 있다. 상기 고체 이미지 센서로부터 판독되는 촬상 신호의 샘플링 레이트가 D-1 규격이나 D-2 규격에 있어서의 샘플링 레이트보다 높으므로 그 고체 이미지 센서에 대한 프리필터인 광학적 로우패스 필터의 불완전성에 의한 영향을 피하고 해상도가 높고, 반환 왜곡이 적은 화질이 양호한 디지털 화상 신호를 직접 출력할 수 있다. 또한, 고체 이미지 센서의 샘플링 레이트와 그 고체 이미지 센서에 의한 촬상 신호를 디지털화하는 아나로그 디지털 변환 수단에 있어서의 샘플링 레이트가 일치하고 있으므로 비트 방해의 발생을 방지할 수 있고, 또, 그 고체 이미지 센서의 화소마다의 결함 보정 처리 등을 디지털처리로 행하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 의하면 D-1 규격이나 D-2 규격에 적합한 디지털 화상 신호를 직접 출력하는 칼러 텔레비젼 카메라 장치에 있어서 반환 왜곡이 적은 화질이 양호한 디지털 칼러 화상 신호를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 관계하는 고체 칼러 촬상 장치에선 각 고체 이미지 센서로부터 제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 판독되는 촬상 신호를 아나로그 디지털 변환 수단에 의해 상기 판독 클럭 레이트로 디지털화하고, 이 아나로그 디지털 변환 수단으로 디지털화된 상기 판독 클럭 레이트의 촬상 데이터에 대해서 제1의 레이트 변환 수단에 의해 2f_STD=f_CCD˙n/m(단, m, n는 m〉n인 정의 정수로 나타낸다)로 하는 레이트 변환 처리를 행하고 제2의 주파수 2f_STD의 처리 클럭 레이트의 촬상 데이터를 형성하고 상기 제1의 레이트 변환 수단으로 얻어지는 상기 처리 클럭 레이트의 촬상 데이터를 형성하고 상기 제1의 레이트 변환 수단으로 얻어지는 상기 처리 클럭 레이트의 촬상 데이터에 대해서 데이터 처리 수단에 의해서 얻어지는 상기 처리 클럭 레이트의 화상 처리를 실시하고 상기 데이터 처리 수단으로 얻어지는 상기 처리 클럭 레이트의 화상 데이터를 제2의 레이트 변환 수단으로 제3의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 화상 데이터로 변화해서 출력하므로 D-1 규격이나 D-2 규격에 있어서의 샘플링 레이트보다 높은 샘플링 레이트의 각 고체 이미지 센서로 판독되는 각 촬상 신호로부터 상기 D-1 규격이나 D-2 규격에 있어서의 샘플링 레이트의 칼러 화상 데이터를 형성해서 출력할 수 있다. 또, 상기 고체 이미지 센서에 대한 프리 필터인 광학적 로우파스 필터의 불완전성에 의한 영향을 피하고 해상도가 높고 반환 왜곡이 적은 화질이 양호한 디지털 칼라 화상 신호를 얻을 수 있다. 또한, 고체 이미지 센서의 샘플링 레이트와 그 고체 이미지 센서로부터 판독되는 촬상 신호를 디지털화하는 아나로그 디지털 변환 수단에 있어서의 샘플링 레이트가 일치하고 있으므로 비트 방해의 발생을 방지할 수 있고 또한, 그 고체 이미지 센서의 화소마다의 결함 보정 처리 등을 디지털 처리로 행하는 것이 가능하다.

또한, 상기 데이터 처리 수단에 의해 얻어지는 상기 처리 클럭 레이트의 화상 데이터를 디지털 아나로그 변환 수단에 의해서 아나로그화해서 출력하므로 고해상도의 아나로그 칼러 촬상 신호를 출력할 수 있다.

Claims

고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치에 있어서:

제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 상기 고체 촬상 소자로부터 판독되는 촬상 신호를 상기 판독 클럭 레이트로 디지털 영상 신호로 변환하는 아나로그 디지털 변환 수단: 상기 아나로그 디지털 변환 수단으로부터 출력되는 상기 디지털 영상 신호가 입력되고, 제2의 주파수 f_STD[f_STD=f_CCD*n/m(단, m, n는 m_〉n인 정의 정수)]의 클럭 신호에 의거해서 상기 디지털 영상 신호의 클럭 레이트를 변환하고 상기 제2의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 형성하는 레이트 변환 수단 및: 상기 레이트 변환 수단으로부터 출력되는 상기 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호에 상기 송출 클럭 레이트로 화상 처리를 실시하는 데이터 처리 수단을 구비하며, 상기 데이터 처리 수단의 출력 신호가 출력 영상 신호로서 외부에 출력되는 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터 처리 수단의 출력 신호를 병렬 직렬 변환하고 변환후의 영상 신호를 상기 출력 영상 신호로서 외부에 출력하는 직병렬 변환 수단을 구비하는 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치.
고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치에 있어서, 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 신호를 출력하는 클럭 신호 생성 수단: 상기 클럭 생성 수단에서 발생된 상기 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 신호가 선택적으로 공급되며 상기 제1의 주파수 f_CCD1의 판독 클럭 신호 또는 상기 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 신호에 의거해서 소정수의 복수 화소를 갖는 상기 고체 촬상 소자로부터 판독된 제1의 영상 신호 또는 제2의 영상 신호를 각각 제1의 디지털 영상 신호 또는 제2의 디지털 영상 신호로 변환하는 아나로그 디지털 변환 수단: 상기 아나로그 디지털 변환 수단으로부터 상기 제1의 디지털 영상 신호 또는 제2의 디지털 영상 신호가 공급되며 상기 제1의 디지털 영상 신호 또는 제2의 디지털 영상 신호를 각각 제3의 주파수 f_STD1[f_STD1=f_CCD1*n/m(단, m, n는 m_〉n인 정의 정수)]의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호 또는 제4의 주파수 f_STD2[f_STD2=f_CCD2*n/m(단, m, n는 m_〉n인 정의 정수)]의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호로 변환하는 레이트 변환 수단 및: 상기 변환 수단으로부터 출력되는 상기 제3의 주파수 f_STD1의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호 또는 제4의 주파수 f_STD2의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호에 화상 처리를 실시하는 데이터 처리 수단을 구비하며, 상기 제3의 주파수 f_STD1제1의 영상 신호 포맷의 샘플링 주파수에 동일하고 상기 제4의 주파수 f_STD2는 제2의 영상 신호 포맷의 샘플링 주파수에 동일하며, 상기 데이터 처리 수단의 출력 신호는 상기 제1의 영상 신호 포맷의 출력 영상 신호 또는 상기 제2의 영상 신호 포맷의 출력 영상 신호로서 외부에 출력되는 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1의 주파수 f_CCD1및 상기 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 신호를 선택적으로 상기 고체 촬상 소자 및 상기 아나로그 디지털 변환 수단에 선택적으로 공급하는 절환 수단을 구비하는 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치.
제3항에 있어서, 상기 데이터 처리 수단으로부터 출력되는 화상 처리후의 상기 제3의 주파수 f_STD1의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호 또는 화상 처리후의 상기 제4의 주파수 f_STD2의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호로 직렬 데이터로 변환하고 외부에 출력하는 병렬 직렬 변환 수단을 구비하는 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치.
고체 촬상 장치에 있어서, 제1의 주파수 f_CCD1또는 제2의 주파수 f_CCD2의 판독 클럭 레이트로 판독되는 영상 신호를 각각 상기 제1의 주파수 f_CCD1또는 상기 제2의 주파수 f_CCD2의 클럭 레이트로 디지털화하고 상기 제1의 주파수 f_CCD1또는 상기 제2의 주파수 f_CCD2의 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 각각 제3의 주파수 f_STD1의 클럭 레이트의 디지털 영상 신호 또는 제4의 주파수 f_STD2의 클럭 레이트의 디지털 영상 신호로 변환하므로서 제1의 영상 신호 포맷 또는 제2의 영상 신호 포맷의 출력 영상 신호가 얻어지게 화소수가 선정된 고체 촬상 소자: 상기 고체 촬상 소자에 상기 제1의 주파수 f_CCD또는 상기 제2의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 신호를 공급하는 클럭 신호 발생 수단을 구비하는 고체 촬상 장치.
고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치에 있어서, 상기 고체 촬상 소자로부터 제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 판독되는 영상 신호를 상기 판독 클럭 레이트로 디지털 영상 신호로 변환하는 아나로그 디지털 변환 수단: 상기 아나로그 디지털 변환 수단으로부터 출력되는 상기 디지털 영상 신호가 공급되며, 제2의 주파수 2f_STD[f_STD=f_CCD*n/m(단, m, n는 m〉n인 정의 정수)]의 클럭 신호에 의거해서 상기 디지털 영상 신호의 클럭 레이트를 변환하고 상기 제2의 주파수 2f_STD의 처리 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 형성하는 제1의 레이트 변환 수단: 상기 제1의 레이트 변환 수단으로부터 출력되는 상기 제2의 주파수 2f_STD의 처리 클럭 레이트의 디지털 영상 신호에, 상기 제2의 주파수 2f_STD의 처리 클럭 레이트로 화상 처리를 실시하는 데이터 처리 수단: 상기 데이터 처리 수단으로부터 출력되는 상기 제2의 주파수 2f_STD의 처리 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 제3의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호로 변환하는 제2의 레이트 변환 수단 및: 상기 데이터 처리 수단으로부터 출력되는 상기 제2의 주파수 2f_STD의 처리 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 아나로그 신호로 변환하는 디지털 아나로그 변환 수단을 구비하며, 상기 제2의 레이트 변환 수단의 출력 신호 및 상기 디지털 아나로그 변환 수단의 출력 신호가 각각 출력 영상 신호로서 외부로 출력되는 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치.
제7항에 있어서, 상기 제2의 레이트 변환 수단으로부터 출력되는 상기 제3의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 직렬 데이터로 변환해서 출력하는 병렬 직렬 변환해서 출력하는 병렬 직렬 변환 수단을 구비하는 고체 촬상 소자를 갖는 고체 촬상 장치.
고체 촬상 장치에 있어서, 화소의 반복 피치의 1/2만큼 공간적으로 비켜서 배치된 녹색 화상 촬상용의 고체 촬상 소자와 적색 화상 촬상용의 고체 촬상 소자 및 청색 화상 촬상용의 고체 촬상 소자: 상기 각 고체 촬상 소자로부터 각각 제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 판독되는 각색 신호를 상기 판독 클럭 레이트로 디지털 색신호로 변환하는 아나로그 디지털 변환 수단; 상기 아나로그 디지털 변환 수단으로부터 출력된 상기 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색신호가 공급되며, 제2의 주파수 f_STD[f_STD=f_CCD*n/m(단, m, n는 m_〉n인 정의 정수)]의 클럭 신호에 의거해서 상기 각 디지털 색신호의 클럭 레이트를 변환하고 상기 제2의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색신호를 형성하는 레이트 변환 수단 및: 상기 레이트 변환 수단으로부터 출력되는 상기 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색 신호에 상기 판독 클럭 레이트로 화상 처리를 실시하는 데이터 처리 수단을 구비하며, 상기 데이터 처리 수단의 출력 신호는 출력 영상 신호로서 외부에 출력되는 고체 촬상 장치.
제9항에 있어서, 상기 레이트 변환 수단이 상기 n가 기수이고, 녹색 신호와 적색 신호 및 청색 신호에 대해서 주파수 0∼f_STD/2의 통구 대역은 거의 동 특성이며, nf_CCD에서의 캐리어 위상이 서로 반전하고 있는 상이한 특성을 갖는 얼컨버전용의 보간 필터를 갖는 고체 촬상 장치.
고체 촬상 장치에 있어서, 화소의 반복 피치의 1/2만큼 공간적으로 비켜서 배치된 녹색 화상 촬상용의 고체 촬상 소자와 적색 화상 촬상용의 고체 촬상 소자: 상기 각 고체 촬상 소자로부터 각각 제1의 주파수 f_CCD의 판독 클럭 레이트로 판독되는 각 색신호를 상기 판독 클럭 레이트로 디지털 색신호로 변환하는 아나로그 디지털 변환 수단: 상기 아나로그 디지털 변환 수단으로부터 출력된 상기 판독 클럭 레이트의 각 디지털 색신호가 공급되며 제2의 주파수 2f_STD[f_STD=f_CCD*n/m(단, m, n는 m_〉n인 정의 정수)]의 클럭 신호에 의거해서 상기 각 디지털 색신호의 클럭 레이트를 변환하고 상기 제2의 주파수 2f_STD의 처리 클럭 레이트의 각 디지털 색신호를 형성하는 레이트 변환 수단: 상기 레이트 변환 수단으로부터 출력되는 상기 처리 클럭 레이트의 각 디지털 색신호에 상기 처리 클럭 레이트로 화상 처리를 실시하는 처리 수단: 상기 데이터 처리 수단으로부터 출력되는 상기 처리 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 제3의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 각 디지털 색신호로 변환하는 제2의 레이트 변환 수단 및: 상기 데이터 처리 수단으로부터 출력되는 상기 처리 클럭 레이트의 디지털 영상 신호를 아나로그 영상 신호로 변환하는 디지털 아나로그 변환 수단을 구비하며, 상기 제3의 주파수 f_STD의 송출 클럭 레이트의 상기 각 디지털 영상 신호는 출력 영상 신호로서 외부에 출력되며, 상기 아나로그 영상 신호는 출력 영상 신호로서 외부에 출력되는 고체 촬상 장치.
제11항에 있어서, 상기 레이트 변환 수단은 상기 n가 기수이고 녹색 신호와 적색 신호 및 청색 신호에 대해서 주파수 0∼f_STD/2의 통과 대역이 거의 동 특성이며, nf_CCD에서의 캐리어 위상이 서로 반전하고 있는 상이한 특성을 갖는 업컨버젼용의 보간 필터를 갖는 고체 촬상 장치.