KR920010511B1 - 촬상장치 - Google Patents

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KR920010511B1
KR920010511B1 KR1019890018291A KR890018291A KR920010511B1 KR 920010511 B1 KR920010511 B1 KR 920010511B1 KR 1019890018291 A KR1019890018291 A KR 1019890018291A KR 890018291 A KR890018291 A KR 890018291A KR 920010511 B1 KR920010511 B1 KR 920010511B1
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도시로 기누가사
다꾸야 이마이데
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가부시끼가이샤 히다찌세이다꾸쇼
미다 가쓰시게
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Abstract

내용 없음.

Description

촬상장치
제1도는 전자줌을 실행할 수 있는 촬상장치의 블럭도.
제2도는 제1도의 촬상장치의 동작을 설명하는 신호파형도.
제3도는 제1도의 촬상장치의 센서에서 영상신호를 리드하는 방법을 설명하는 도면.
제4도는 제3도의 방법으로 리드된 영상신호를 재생모니터로 재생한 화면을 도시한 도면.
제5도는 본 발명의 1실시예의 촬상장치의 블럭도.
제6도는 제5도의 촬상장치에 사용되는 센서의 1예의 평면도.
제7a,b,c도는 제6도의 센서를 구동하는 펄스군의 타이밍도로써, 제7a도 및 제7b도는 통상 리드시의 어느 1필드와 그것에 계속되는 1필드의 타이밍도, 제7c도는 전자줌시의 타이밍도.
제8도는 제5도의 촬상장치에 사용되는 센서의 다른 예의 평면도.
제9도는 제8도의 센서를 구동하는 펄스군의 타이밍도로써 전자줌시의 타이밍도.
제10도는 제5도의 촬상장치에 사용되는 센서의 또다른 예의 평면도.
제11도는 제10도의 센서를 구동하는 펄스군의 타이밍도로써 전자줌시의 타이밍도.
제12도는 제5도의 촬상장치에 사용되는 센서의 또다른 예의 평면도.
제13a도 및 제13b도는 제12도의 센서를 구동하는 펄스군의 타이밍도로써 제13a도는 통상리드시의 타이밍도, 제13b도는 전자줌시의 타이밍도.
제14도는 본 발명의 다른 실시예의 촬상장치를 도시한 블럭도.
제15도는 제14도의 촬상장치의 센서에 사용되는 색필터의 1예를 도시한 도면.
제16a도 및 제16b도는 제14도의 촬상장치의 동작을 설명하는 신호파형도로써 제16a도는 통상리드시의 신호파형도.
제16도는 전자줌시의 신호파형도.
제17도는 본 발명의 또다른 실시예의 촬상장치의 센서의 구동펄스군의 타이밍도로써, 제6도에 도시된 센서와 동일한 센서를 구동하는 펄스군의 타이밍도.
제18도는 본 발명의 또다른 실시예의 촬상장치의 센서의 회로도.
제19도는 제18도의 센서를 구동하는 펄스군의 타이밍도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 광학렌즈 4 : A/D 변환기
6 : D/A 변환기 11 : 통상리드용 구동회로
12 : 전자줌용 구동회로 13, 23 : 메모리
14, 24 : 메모리구동회로 16, 36 : 포토다이오드
17, 21, 37 : 수직 CCD 18, 38 : 수평 CCD
19 : MOS 스위치
본 발명은 고체촬상소자를 사용하는 촬상장치에 관하여, 특히 그와 같은 촬상장치의 전자적인 화상확대, 즉 전자줌의 시스템에 관한 것이다.
종래, 메모리로 대표되는 반도체프로세서기술의 향상에 의해 고체촬상소자(이하, 센서라 한다)의 성능, 효율이 개선되어 대표적인 촬상장치인 비디오카메라에서는 촬상관에서 센서로 치환되었다. 센서를 사용하는 최대 이점은 비디오카메라의 소형화가 도모되는 것으로써 여러가지 센서가 개발되어 있다(예를 들면 시무라 등의 ″의사필드 축적 CCD 컬러카메라″ 텔레비젼학회 기술보고 VOL.10, NO.52 1987년 2월). 그러나, 비디오카메라의 필요한 기능의 하나인 줌에 관해서는 광학렌즈로 밖에 대응하고 있지 않아 소형화의 관점에서 광학렌즈의 줌 배율에는 일정한 제약이 있다.
한편, 메모리의 대용량화, 저렴화가 진행되어 비디오카메라의 신호처리에 메모리를 이용할 수 있게 되었다.
메모리를 사용한 신호처리로 영상을 확대하면, 광학렌즈의 소형화가 가능해 진다. 본 발명의 발명자들은 이와 같은 영상확대의 시스템으로서 제1도에 도시한 촬상장치를 고안할 수 있었다. 제1도에서 (1)은 광학렌즈, (2)는 센서, (3)은 센서구동회로, (4)는 A/D 변환기, (5)는 메모리, (6)은 D/A 변환기, (7)은 메모리구동회로, (8)은 스위치회로이다.
센서구동회로(3)에서 출력된 구동펄스에 의해 센서(2)에서는 제2도에 도시한 연산신호 SN을 얻는다. 제2도에서 수자 1~M은 수직주사기간에서의 제i번째의 수평주사기간(i=1,2,…,M)의 영상신호를 나타낸다. 영상신호 SN은 A/D 변환기(4)에 의해 아날로그디지탈변환되어 메모리(5)에 기억된다. 메모리(5)에 기억된 신호는 메모리구동회로(7)에 의해 시간축방향으로 신장되어서 메모리(5)에서 리드되고, D/A 변환기(6)에서 디지탈 아날로그 변환되어서 확대 영상신호 SZ를 얻는다.
영상이 확대되는 상태를 이하에 상세히 설명한다. 우선 수직방향의 확대를 설명한다. 메모리(5)에는 제(
Figure kpo00001
) 수평주사기간에서 제(
Figure kpo00002
) 수평주사시간까지의 수직방향 1/2의 영상신호를 기억한다. 메모리로 부터 리드할 때는 제1번째 및 제2번째의 수평주사기간에서 상기 제(
Figure kpo00003
) 수평주사기간의 영상신호를 리드한다. 이하, 차례로 제j번째(j=+1,…,M)의 영상신호를 계속해서 2회 2수평주사기간에 걸쳐서 리드한다. 이것에 의해 수직방향 2배로 영상이 확대된다.
수직방향의 확대에 관해서는 수평주사시간이 중앙 1/2의 기간 메모리에 영상신호를 기억하고, 리드할 때에는 기억했을 때의 1/2의 주파수로 리드하는 것에 의해, 수평방향 2배로 영상이 확대된다.
그러나 상기 기술은 이하의 2가지 점에 대해서 고려되지 않았다.
(i) 수직해상도의 저하
(ii) 신호의 비월
우선(ii)에 대해서 설명한다. 제1도의 센서(2)의 신호의 리드는 프레임의 잔상을 없애고, 재생모니터의 비월주사에 대응하기 위하여 제3도에 도시한 바와 같이, 센서(2)의 수광부에 2차원 형상으로 배열된 광전변환소군 상호에 수직방향으로 인접하는 2행의 신호를 동시에, 또 기수필드와 우수필드 사이에서 이 인접하는 2행의 조합 또는 쌍을 변경해서 리드할 필요가 있다. 이때 휘도신호 Sk,k+1은 제k행과 k+1 행의 신호를 가산해서 생성된다. 따라서 영상을 확대할 때에는 메모리(5)로 부터 기수필드에서 Sk,k+1, Sk,k+1, Sk+2,k+3, Sk+2,k+3,…, 우수필드에서 Sk+1,k+2, Sk+1,k+2, Sk+3,k+4, Sk+3,k+4,…의 순으로 신호가 리드된다. 이것을 재생모니터로 재생한 경우를 제4도에 도시한다. 제4도에서 실선은 기수필드의 주사선을, 점선은 우수필드의 주사선을 나타내며, 위에서 부터 차례로 신호 Sk,k+1, Sk+1,k+2,…가 표시된다. 이때 제4도에 도시한 바와 같이 재생모니터의 스크린에는 휘도신호가 Sk,k+2, Sk+1,k+2의 순으로 표시되어야 할 곳이 Sk+1,k+2, Sk,k+1의 순으로 표시된다. 이것이 신호비월로써 색신호에 대해서도 마찬가지의 비월이 발생한다. 이것에 의해 피사체의 수평예지부(또는 수평주사선과 그 다음의 수평주사선 사이의 화상의 급격한 변화)의 화질을 저하시킨다.
다음에 (i)의 수직해상도의 저하에 대해서 설명한다. 영상확대시에는 동일한 휘도신호를 2수평주사기간 표시하므로 수직해상도가 크게 저하된다.
본 발명의 목적은 수직해상도의 저하가 적은 영상확대, 즉 전자줌을 실행할 수 있는 촬상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 신호의 비월이 없는 영상확대, 즉 전자줌을 실행할 수 있는 촬상장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면으로 명확하게 될 것이다.
본 출원에서 개시되는 발명중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다. 즉, 본 발명의 목적은 2차원 형상으로 배열된 여러개의 광전변환소자와, 이들 광전변환소자에 축적된 신호전하를 광전변환소자로부터 인출하고 또한 이 신호전하를 고체촬상소자의 출력신호로써 고체촬상소자로 부터 인출하는 신호리드회로를 갖는 고체촬상소자, 수직방향으로 서로 인접하는 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하를 동일한 1수평주사시간 내에서 동시에 리드하도록 제1의 구동펄스군을 이 신호리드회로에 공급하는 제1의 구동회로, 수직방향으로 서로 인접하는 이들 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하를 각각 리드하도록 제2의 구동펄스군을 이 신호리드회로에 공급하는 제2의 구동회로, 이 제2의 구동펄스군으로 구동된 신호리드회로에 의해 리드된 신호를 기억하는 메모리, 이 메모리에 기억된 신호를 이 신호가 기억되었을 때의 이 신호의 시계열과 다른 시계열로 이 메모리에서 리드하는 메모리구동회로로 이루어지는 촬상장치를 마련하는 것에 의해 달성된다.
상술한 본 발명의 다른 목적은 2차원 형상으로 배열된 여러개의 광전변환소자와 이들 광전변환소자에 축적된 신호전하를 광전변환소자에서 인출하고 또 이 신호전하를 고체촬상소자와 출력신호로 해서 고체촬상소자에서 인출하는 신호리드회로를 갖는 고체촬상소자, 광전변환소자에 축적된 신호전하를 기수 필드와 우수 필드에서 서로 다른 시계열로 리드하도록 제1의 구동펄스군을 이 신호리드회로에 공급하는 제1의 구동회로, 광전변환소자에 축적된 신호전하를 기수 필드와 우수 필드에서 동일한 시계열로 리드하도록 제2의 구동펄스군을 이 신호리드회로에 공급하는 제2의 구동회로, 이 제2의 구동펄스군으로 구동된 신호 리드회로에 의해 리드된 신호를 기억하는 메모리, 이 메모리에 기억된 신호를 이 메모리에서 리드하는 메모리 구동회로로 이루어지는 촬상장치를 마련하는 것에 의해 달성된다.
상술한 수단에 의하면 본 발명의 촬상장치는 기수행과 우수행의 각각의 행의 신호를 독립된 휘도신호로써 취급하는 것에 의해 종래예에 비해서 수직방향의 정보량이 2배로 되어 전자줌시의 수직해상도의 저하를 억제할 수 있다.
예를 들면, 제3도에서의 기수필드의 조합으로 신호를 센서에서 각 필드마다 리드하는 것에 의해 제4도의 영상신호의 표시순서는 위에서 부터 Sk,k+1, Sk,k+1, Sk,k+1, Sk,k+1, Sk+2,k+3, Sk+2,k+3, Sk+2,k+3, Sk+2,k+3, …으로 되어 신호의 비월이 발생하지 않는 것이다.
이하, 본 발명의 1실시예를 제5도에 따라 설명한다. 제5도는 수직해상도의 저하를 방지한 실시예이다. 제5도에서 (10)은 센서, (11)은 통상리드용 구동회로, (12)는 전자줌용 구동회로, (13)은 메모리, (14)는 메모리구동회로, (15)는 스위치회로이며, 제1도와 공통 부분은 동일한 번호를 부가하고 있다. 스위치회로(15)가 A측에 접속되어 있을 때에는 스위치회로(8)도 A측에 접속되어 구동회로(11)에서 공급되는 통상리드 구동펄스군에 의해 리드된 센서출력신호 SN이 출력된다. 스위치회로(15)가 B측에 접속되어 있을 때는 스위치회로(8)도 B측에 접속되어 구동회로(12)에서 공급되는 전자줌용 신호 리드구동펄스군에 의해 리드된 센서출력은 A/D 변환기(4)에서 아날로그디지탈변환된 다음, 메모리(13)에 기억되고, 기억된 신호는 기억될 때의 시계열과 다른 시계열로 리드되어 D/A 변환기(6)에 의해 시계열과 다른 시계열로 리드되어 D/A 변환기(6)에 의해 디지탈아날로그 변환되어서 출력된다.
제6도에 센서(10)의 1예를 도시한다. 제6도에서(16)은 포토다이오드, (17)은 수직 CCD(Charge Coupled Device), (18)은 수평 CCD 이다. Pm, n은 제m행 제n열의 포토다이오드를 나타내고, 제M행 제N열까지 있는 것으로 한다. 즉, m=1,2,3…M, n=1,2,3…N이다. 제7a, b 및 c도에 통상리드시 및 전자줌시의 구동펄스군 Øv1~Øv4의 타이밍도를 도시한다.
우선 통상리드시의 동작을 제7a 및 b도에 따라 설명한다. 제7a도는 어느 1필드를 도시한 것이다. 제7a도에서 시각 t1a에서 펄스열 ØV3이 고레벨로 되고, 우수행의 포토다이오드에 축적된 신호전하 수직 CCD(17)의 ØV3스테이지(펄스열 ØV3이 인가되는 수직 CCD(17)의 게이트의 하부 영역)로 이동한다. 시각 t2a까지 상기 신호전하는 ØV1스테이지까지 전송되고, 시각 t2a에서 펄스열 ØV1이 고레벨로 되어서 기수행의 포토다이오드에 축적한 신호는 수직 CCD(17)의 ØV1스테이지로 이동한다. 따라서, 기수행, 우수행의 각각의 포토다이오드에 축적된 신호전하는 시각 t2a에서 ØV1스테이지로 혼합된다. 그후 1수평기간마다 ØV1스테이지에 있는 신호전하를 수평 CCD(18)로 전송하고, 수평 CCD(18)로 이 신호전하를 수평방향으로 전송하여 수평 CCD(18)에서 출력한다. 제7b도는 제7a도에 도시한 필드에 계속되는 다음 필드를 도시한 것이다. 제7b도에 도시한 바와 같이 다음 필드에서는 시각 t1b에서 펄스열 ψV1이 고레벨로 되고, 기수행의 포토다이오드에 축적된 신호전하는 수직 CCD(17)의 ψV1스테이지로 이동한다. 시각 t2b까지 이 신호전하는 ψV3스테이지까지 전송된다. 시각 t2b에서 펄스열 ψV3이 고레벨로 되고 우수행의 포토다이오드에 축적된 신호 전하는 수직 CCD(17)의 ψV3스테이지로 이동한다. 따라서 제7a도에 도시한 앞의 필드에서의 조합과 1행 어긋나 있는 기수행 및 우수행의 조합에 있어서 인접하는 기수행 및 우수행의 신호 전하가 시각 t2b에서 ψV2스테이지로 혼합된다. 그후 1수평기간마다 수직 CCD(17)의 ψV1스테이지에 있는 신호전하를 수평 CCD(18)로 전송하고, 수평 CCD(18)로 이 신호전하를 수평방향으로 전송하여 수평 CCD(18)에서 출력한다.
이와 같이 그것들의 신호 전하가 혼합되어야 할 인접하는 2행의 ″조합″ 또는 ″쌍″을 기수필드 및 우수필드 사이에서 서로 다르게 한다. 이것에 의해 비월주사가 실행된다.
다음에 전자줌시의 동작을 제7c도에 따라 설명한다. 제7c도는 전자줌시의 어느 1필드를 도시한 것이다. 시각 t3에서 펄스열 ψV1이 고레벨로 되고, 기수행의 포토다이오드에 축적된 신호전하는 수직 CCD(17)의 ψV1스테이지로 이동한다. 기간 T1의 동안에 제 (
Figure kpo00004
)행의 신호전하가 수평 CCD(18)로 이동할 때까지 수직 CCD(17)내의 신호전하를 제6도의 위쪽방향으로 고속으로 전송한다. 그후 1수평기간마다 1행씩 신호전하를 리드하고, 제(
Figure kpo00005
)행 까지의 신호를 기간 T2내에 리드를 종료한다. 기간 T3에서는 나머지 기수행의 신호전하를 제6도의 위쪽방향으로 고속으로 전송한다. 즉, 기간 T7에서 기수행의 신호전하의 리드를 종료한다. 기간 T7중 기간 T3에서는 2차원 형상으로 배치된 포토다이오드중 기수행이고, 또 중앙부의 수직방향 M/4 행의 포토다이오드에 축적된 신호전하가 리드된다. 다음에 시각 t4에서 펄스열 ØV3이 고레벨로 되고, 우수행의 포토다이오드에 축적된 신호전하는 ØV3스테이지로 이동한다. 이하, 마찬가지로 해서 기간 T4동안에 제(
Figure kpo00006
) 행의 신호전하가 수평 CCD(18)로 이동할 때 까지 수직 CCD(17)내의 신호전하를 제6도의 위쪽 방향으로 고속으로 전송한다. 그후 1수평기간마다 1행씩 신호를 리드하고 제
Figure kpo00007
행까지의 신호를 기간 T5내에 리드를 종료한다. 기간 T6에서는 나머지 우수행의 신호전하를 제6도의 위쪽 방향으로 고속으로 전송한다. 즉, 기간 T8에서 우수행의 신호의 리드를 종료한다. 기간 T8중 기간 T5에서는 2차원 형상으로 배치된 포토다이오드중 우수행이고, 또 중앙부의 수직방향 M/4 행의 포토다이오드에 축적된 신호가 리드된다.
메모리(13)에는 기간 T2에서 리드되는 기수행의 신호와 기간 T5에서 리드되는 우수행의 신호를 기억하고, 메모리(13)으로 부터 리드할 때에는 기수행, 우수행의 순으로 교대로 1행씩 리드한다.
제8도에 센서(10)의 다른 예를 도시한다. 제8도에서 (19)는 MOS 스위치, (20)은 정전압원이다. 제8도의 예는 제6도의 예에서 수직방향 제1행부터 제
Figure kpo00008
행 및 제(
Figure kpo00009
)행부터 제M행까지의 포토다이오드에 각각 MOS 스위치(19)를 통해서 외부로 스위프아우트시키도록 한 것이다. 제(
Figure kpo00010
)행부터 제(
Figure kpo00011
)행 중에 있는 포토다이오드에 대해서는 MOS 스위치(19)가 없다. 제8도의 센서의 통상리드시의 동작은 제6도와 동일하므로, 전자줌시의 동작에 대해서만 제9도의 전자줌용 구동펄스군 ØV1~ØV4, ØS의 타이밍도를 사용해서 설명한다. 시각 t5에서 펄스열 Øs를 고레벨로 해서 MOS 스위치(19)를 도통상태로 하고, 제1행부터 제
Figure kpo00012
행 및 제(
Figure kpo00013
)행부터 제M행까지의포토다이오드에 축적된 신호전하를 스위프아우트한다. 다음의 시각 t6에서 기수행의 포토다이오드에 축적한 신호전하를 수직 CCD(17)의 ØV1스테이지로 이동시킨다. 이때 상기 스위프아우트에 의해 그 밖의 행의 포토다이오드에는 신호전하가 남아있지 않으므로, 제(
Figure kpo00014
)행부터 제(
Figure kpo00015
)행까지의 포토다이오드에 축적된 신호전하만 ØV1스테이지로 이동한다.
기간 T9및 기간 T10에서의 동작은 제7c도의 기간 T1및 기간 T2의 동작과 동일하다. 기간 T10이 종료되면 제(
Figure kpo00016
)행까지의 포토다이오드에 축적된 신호는 리드가 종료되므로 수직 CCD(17)에는 신호가 없다. 따라서, 기간 T10의 종료에 계속되는 시각 t17에서 MOS 스위치(19)에 의한 신호전하의 스위프아우트를 다시 실행한 다음, 시각 t8에서 우수행의 포토다이오드에 축적된 신호전하를 수직 CCD(17)의 ØV3스테이지로 이동할 수 있다. 다음의 기간 T11, 기간 T12의 동작은 제7c도의 기간 T4, T5와 동일하다. 본 예에서는 기간 T10에서 리드되는 기수행의 신호와 기간 T12에서 리드되는 우수행의 신호를 메모리(13)에 기억하고, 메모리(13)에서 리드할 때는 기수행, 우수행의 순서로 교대로 1행씩 리드하면 된다. 본 예에 의하면 제7도에서의 기간 T3과 기간 T6의 고속전송이 불필요하게 된다.
제10도에 센서(10)의 다른 예를 도시한다. 제10도에서 (21)은 수직 CCD로서, 제6도와 비교해서 포토다이오드(16)에 인접하지 않은 스테이지(일반적으로 축적스테이지라 한다)를 갖는다. 이와 같은 센서는 일반적으로 ″frame interline transfer type CCD image sensor″라 한다. 통상리드시의 동작은 제7a도 및 제7b도의 시각 t2a및 t2b후에 제7c도의 기간 T1에서의 고속전송이 가해지는 것 뿐이다. 전자줌시의 동작을 제11도의 타이밍도를 사용해서 설명한다. 시각 t9에서 기수행의 포토다이오드에 축적된 신호전하를 수직 CCD(21)의 ØV1스테이지로 이동하고, 기간 T15내에 모두 축적스테이지로 전송한다. 따라서 기간 T15가 종료했을 때에는 포토다이오드(16)에 인접해 있는 스테이지에는 신호전하가 없으므로, 시각 t10에서 우수행의 포토다이오드에 축적된 신호전하를 수직 CCD(21)의 ØV3스테이지로 이동시킬 수 있다. 기간 T16에서는 제(
Figure kpo00017
)행의 신호가 수평 CCD(18)로 이동할 때까지 수직 CCD(21)내의 신호를 제10도의 위쪽 방향으로 고속으로 전송한다. 그후 1수평기간마다 1행씩 신호를 리드하여 제(
Figure kpo00018
)행까지의 신호를 기간 T17내에 리드를 종료한다. 기간 T18에서는 나머지의 기수행 및 우수행중 제
Figure kpo00019
행까지의 신호를 제10도의 위쪽 방향으로 고속으로 전송하고, 최후로 제(
Figure kpo00020
)행의 신호를 수평 CCD(18)까지 전송한다.
기간 T19에서는 1수평기간마다 1행씩 신호를 리드하여 제
Figure kpo00021
행까지의 신호의 리드를 종료한다. 본 예에서는 기간 T17에서 리드되는 기수행의 신호와 기간 T19에서 리드되는 우수행의 신호를 메모리(13)에 기억하고, 메모리(13)에서 리드할 때에는 기수행, 우수행의 순서로 교대로 1행씩 리드하면 된다. 본 예에 의하면, 기수행의 포토다이오드에 축적된 신호를 수직 CCD(21)로 전송하는 시각 t9와 우수행의 포토다이오드에 축적된 신호를 수직 CCD(21)로 전송하는 시각 t10의 시간차를 작게 할 수 있으므로, 움직이는 피사체를 전자줌할 때 유효하다.
또, 제10도의 센서에 제8도에 도시한 전하스위프 아우트용 MOS 스위치(19)를 마련할 수도 있고, 그 때에는 축적스테이지의 수 및 제11도의 기간 T15, T18에서의 고속펄스수를 삭감할 수 있다.
센서(10)의 또다른 예를 제12도에 도시한다. 제12도에서 (36)은 포토다이오드, (37)은 수직 CCD, (38)은 수평 CCD이다. 제13a도 및 제13b도의 타이밍도를 사용해서 동작을 설명한다. 제13a도는 통상리드시의 펄스군의 타이밍도이다. 시간 t11에서 모든 행의 포토다이오드(36)에 축적된 신호전하를 모두 수직 CCD(37)의 ØV1스테이지로 이동시킨다. 시각 t12에서 기수행의 포토다이오드에 축적되어 있던 신호전하가 수평 CCD(38)의 ØH1스테이지로 이동하고, 시각 t13에서 우수행의 포토다이오드에 축적되어 있던 신호전하가 수평 CCD(38)의 ØH1스테이지로 이동한다. 즉, 시각 t13에서 수직방향으로 인접하는 2행의 신호전하가 ØH1스테이지에서 혼합된다. 이 혼합된 신호는 기간 T20에서 순차 외부로 출력된다. 계속되는 시각 t14, t15에서 다음의 기수행, 우수행의 신호전하가 ØH1스테이지로 이동되고, 기간 T21에서 순차 외부로 출력된다. 이하 반복해서 모든 포토다이오드에 축적되어 있던 신호를 리드한다.
제13b도는 전자줌시의 센서구동펄스군을 도시한 것이다. 제1행부터 제
Figure kpo00022
행까지와, 제(
Figure kpo00023
)행부터 제M행까지의 신호전하를 고속으로 리드하기 위한 고속펄스는 도면에서 생략되어 있다. 시각 t16에서 기수행의 신호전하만 ØH1스테이지로 이동하게 하고, 기간 T22에서 순차 외부로 리드한다. 다음에 시각 t17에서 우수행의 신호전하만 ØH1스테이지로 이동하게 하고, 기간 T23에서 순차 외부로 리드한다. 본 예에 의하면 모든 포토다이오드에 축적한 신호를 동시에 수직 CCD로 전송하므로, 움직이는 피사체에 대해서도 해상도의 저하가 없다. 또, 제10도의 센서와 마찬가지로 제1행부터 제
Figure kpo00024
행까지와, 제(
Figure kpo00025
)행부터 제M행까지의 신호전하를 스위프아우트하는 MOS 스위치(19)를 마련할 수도 있다.
이상은 특히 휘도신호에 착안한 예이며, 색신호에도 착안한 예를 제14도에 도시한다. 제14도에서 (43)은 검파회로, (22)는 지연회로, (23)은 메모리, (24)는 메모리구동회로, (25)는 D/A 변환기, (26)은 검파회로, (27)은 감산회로, (28)은 가산회로, (29)~(34)는 스위치회로, (35)는 로우패스필터이다. 제5도와 공통인 것은 동일한 부호를 부가하고 있다. 센서(10)에 마련되는 색필터가 제15도에 도시한 바와 같은 배치의 모자이크필터인 경우에 대해서 설명한다. 제15도에서 ″W″는 전체색투과(투명)필터, ″G″는 녹색투과필터, ″Cy″는 청색투과필터, ″Ye″는 황색투과필터를 각각 나타낸다. 이와 같은 색필터가 사용된 경우의 촬상장치의 각 부의 신호 S1~S7및 휘도신호 Y, 색신호중 적색신호 R, 청색신호 B를 제16a도 및 제16b도에 도시한다. 제16a도 및 제16b도를 참조해서 이 촬상장치의 동작을 설명한다.
우선 통상 리드시에는 스위치회로(29)~(32)가 A측에 접속된다. 이때 센서(10)은 수직방향으로 인접하는 2행의 신호를 혼합해서 리드하므로, 신호 S1은 기간 T24에서 w+cy와 g+ye가 교대로 리드되고, 기간 T25에서 w+ye와 g+cy가 교대로 리드된다. 여기에서 w, cy, g, ye는 각각 W 필터, Cy 필터, G 필터, Ye 필터의 포토다이오드에서 얻어지는 신호로서
w=r+g+b
cy=g+b
g=g
ye=r+g
(r, g, b는 적색, 녹색, 청색의 원색신호)로 표시된다. 따라서 신호 S1의 대역을 로우패스필터(35)로 제한하면,
Y=w+cy+g+ye=2r+4g+2b
의 휘도신호를 얻는다. 한편, 신호 S1을 검파회로(43)으로 검파하는 것에 의해 기간 T24에서는
S2=(w+cy)-(g+ye)=2b
의 신호를 얻고, 기간 T25에서는
S2=(w+ye)-(g+cy)=2r
의 신호를 얻는다. 따라서, 신호 S2를 지연회로(22)에 의해 1수평기간 지연시킨 신호 S3과 신호 S2를 스위치 회로로 선택하는 것에 의해 R=2r, B=2b의 색신호를 얻는다.
전자줌시에는 스위치회로(29)~(32)가 B측에 접속되고, 센서(10)에서부터는 기수행, 우수행의 신호가 독립해서 리드되고, A/D 변환기(4)에 의해 아날로그 디지탈 변환되어서 메모리(23)에 기억된다. 메모리(23)에서는 기간 T26에 제m행의 신호와 제(m-1)행의 신호가 병렬로 리드되고, 기간 T27에 제(m+1)행과 제m행의 신호가 병렬로 리드된다. 이것은 D/A 변환기(25)에서 디지탈 아날로그 변환해서 얻어지는 신호 S4, S5는 각각 기간 T26에서 w와 g, cy와 ye가 교대로, 기간 T27에서는 cy와 ye, w와 g가 교대로 반복되는 신호로 된다. 따라서 신호 S4의 대역을 로우패스필터(35)로 제한하면,
Figure kpo00026
의 휘도신호를 얻는다. 한편, 신호 S4, S5를 검파회로(26)으로 검파하면, 기간 T26에서 S6=w-g, S7=cy-ye, 기간 T27에서 S6=cy-ye, S7=w-g를 얻으므로, 신호 S6, S7을 감산회로(27), 가산회로(28)로 감산, 가산하는 것에 의해, R=2r, B=2b의 색신호를 얻는다. 여기에서 (1)식과 같이 수평기간마다 동일한 원색 신호의 구성비로 휘도신호가 얻어지는 것은 기수행, 우수행의 분광감도가 같아지는 색필터를 선택하고 있기 때문이며, 제15도에 도시한 색필터 배열 이외라도 므와레를 억제한다는 관점에서 일반적으로 (1)식이 성립하는 색필터구성을 취한다. 또, 본 예의 큰 장점은 전자줌시에 2행의 신호에서 색신호를 생성하고 있는 점이다. 통상리드시에는 4행의 신호에서 색신호를 생성하므로 색신호에 대해서도 휘도신호와 마찬가지로 전자줌에 의한 수직해상도의 저하를 억제할 수 있다.
다음에 신호 비월을 방지한 실시예를 설명한다. 제17도는 제6도에 도시한 센서와 동일한 구성의 센서를 구동하는 펄스군의 예이다. 통상 리드시의 기수필드에서는 시각 t18에서 우수행의 신호전하를 수직 CCD(17)의 ØV3스테이지로 이동시키고, 그 신호전하를 제6도의 위쪽 방향으로 전송해서 수직 CCD(17)의 ØV1스테이지까지 이동시킨다. 그후 시각 T19에서 기수행의 신호전하를 ØV1스테이지로 이동시킨다. 따라서 기수행의 신호전하는 아래쪽의 인접하는 우수행의 신호전하와 혼합된다. 우수필드에서는 시각 t20에서 기수행의 신호전하를 ØV1스테이지로 이동하게 하고, 그 신호전하를 제6도 위쪽방향으로 전송해서 ØV3스테이지까지 이동시킨다. 그후 시각 t21에서 우수행의 신호전하를 ØV3스테이지로 이동하게 한다. 따라서 기수행의 신호전하는 위쪽에 인접하는 우수행의 신호전하와 혼합된다. 전자줌시는 제17도의 기수필드 또는 우수필드의 어느것인가 한쪽에 나타나는 타이밍도의 센서구동펄스군을 양필드 모두 발생하는 전자빔용 구동회로로 센서를 구동한다. 그와 같이 하면 전자줌시에 신호 비월은 발생하지 않는다.
제18도에 다른 실시예를 도시한다. 제18도에서 (44)는 수평시프트레지스터, (45)는 수직시프트레지스터, (46)은 비월주사용 MOS 스위치, (47)은 포토다이오드, (40)은 수직 MOS 스위치, (41)은 수평 MOS 스위치, (42)는 행선택 MOS 스위치이다. 제19도는 제18도의 센서를 구동하는 펄스군의 예를 도시한 것이다. 펄스 ØVS로 둘러싸인 펄스 ØV1을 기준으로 해서 펄스 Ø1, Ø2, …… 이 수직시프트레지스터(45)에서 출력되어 신호 ØA, ØB의 극성에 따라 Øij는 Øi, Øj중 어느 하나와 같아진다(i=1,2,3,…, j=1,2,3,…). 따라서, 제19도에서는 기수필드에서 기수행과 그 아래의 우수행이 MOS 스위치(40)~(42)에서 동시에 선택되고, 우수필드에서 기수행과 그 위의 우수행이 동시에 선택된다.
전자줌시에는 신호 ψA, ψB가 기수필드 및 우수필드의 어느쪽에 있어도 각각 저레벨과 고레벨, 또는 고레벨과 저레벨에 고정되는 전자줌용 구동회로로 센서를 구동한다. 이와 같이 하면, 전자줌시에 신호비월은 발생하지 않는다.
전자줌시에 양필드 모두 동일한 구동펄스군으로 센서를 구동하여 센서의 각행으로부터의 신호의 리드순서를 양필드에서 일치시키는 것을 제5도 내지 제16도의 예에 적용하는 것은 용이하다. 그 경우 메모리로 신호를 라이트하는 순서, 메모리로부터 신호를 리드하는 순서도 양 필드에서 일치시킬 수 있으므로 메모리구동회로의 구성을 간소화할 수 있다.

Claims (18)

  1. 2차원 형상으로 배열된 여러개의 광전변환소자(16)과 상기 광전변환소자에 축적된 신호전하를 광전변환소자에서 인출하고 또 상기 신호전하를 고체촬상소자의 출력신호로서 고체촬상소자에서 인출하는 신호리드수단(17, 18;21, 18;37, 38;40 ,41, 42, 45, 46)을 갖는 고체촬상소자(10), 수직방향으로 서로 인접하는 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하를 동일한 1수평주사기간내에 동시에 리드하도록 제1의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 제1의 구동회로(11), 수직방향으로 서로 인접하는 상기 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하를 각각 리드하도록 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 제2의 구동회로(12), 상기 제2의 구동펄스군으로 구동된 상기 신호리드수단에 의해 리드된 신호를 기억하는 메모리(13, 23)과 상기 메모리에 기억된 신호를 기수행, 우수행의 순으로 교대로 1행씩 상기 메모리에서 리드하는 메모리 구동회로(14)를 포함하는 촬상장치.
  2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 동시에 신호전하가 리드되는 수직방향으로 서로 인접하는 상기 2행의 쌍이 기수필드와 우수필드에서 서로 다르게 되도록 상기 제1의 구동회로가 제1의 구동 펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 촬상장치.
  3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 제1의 구동회로에서 상기 제1의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 수직방향으로 서로 인접하는 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 휘도 신호가 생성되고, 상기 제2의 구동회로에서 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 1행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 휘도신호가 생성되는 촬상장치.
  4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 제1의 구동회로에서 상기 제1의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 수직방향으로 인접하는 4행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 색신호가 생성되고, 상기 제2의 구동회로에서 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 수직방향으로 인접하는 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 색신호가 생성되는 촬상장치.
  5. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 기수행 및 우수행중의 어느 것인가 한쪽 행의 광전변환소자에 축적된 신호전하가 상기 신호리드수단에 의해 상기 고체촬상소자에서 출력되고, 다음에 다른쪽 행의 광전변환소자에 축적된 신호전하가 신호리드수단에 의해 상기 고체촬상소자에서 출력되도록 상기 제2의 구동회로가 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 촬상장치.
  6. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 기수행의 광전변환소자에 축적된 신호전하와 우수행의 광전변환소자에 축적된 신호 전하가 교대로 상기 신호리드수단에 의해 상기 고체촬상소자에서 출력되도록 상기 제2의 구동회로가 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 촬상장치.
  7. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 고체촬상소자에 배열된 여러개의 광전변환소자중 일부의 광전변환소자에 축적된 신호전하는 스위치 회로(19)를 통해서 상기 고체촬상소자밖으로 스위프아우트되는 촬상장치.
  8. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 제2의 구동회로에서 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 화면의 전체영역을 형성하도록 상기 고체촬상소자에 배열된 상기 여러개의 광전변환소자중 소정의 일부의 화면영역에 존재하는 광전변환소자에 축적되어 있던 신호전하에 상당하는 신호만 화면의 전체 영역을 형성하도록 상기 메모리에서 리드되는 촬상장치.
  9. 특허청구으 범위 제8항에 있어서, 상기 소정의 일부의 화면 영역은 배열된 전체 광전변환소자의 수평 및 수직방향의 각각 1/2에 해당하는 영역인 촬상장치.
  10. 2차원 형상으로 배열된 여러개의 광전변환소자(16)과 상기 광전변환소자에 축적된 신호전하를 광전변환소자에서 인출하고 또 상기 신호전하를 고체촬상소자의 출력신호로서 고체촬상소자에서 인출하는 신호리드수단(17, 18;21, 18;37, 38;40, 41, 42, 45, 46)을 갖는 고체촬상소자(10), 상기 광전변환소자에 축적된 신호전하를 기수필드와 우수필드에서 서로 다른 시계열로 리드하도록 제1의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 제1의 구동회로(11), 상기 광전변환소자에 축적된 신호전하를 기수필드와 우수필드에서 동일한 시계열로 리드하도록 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 제2의 구동회로(12), 상기 제2의 구동펄스군으로 구동된 상기 신호리드수단에 의해 리드된 신호를 기억하는 메모리(13, 23)과 상기 메모리에 기억된 신호의 각행을 1필드에 적어도 2회씩 상기 메모리에서 리드하는 메모리 구동회로(14)를 포함하는 촬상장치.
  11. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 수직방향으로 서로 인접하는 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하를 동일한 1수평주사기간내에서 동시에 리드하도록, 또 동시에 신호전하가 리드되는 수직방향으로 서로 인접하는 상기 2행의 쌍이 기수필드와 우수필드에서 서로 다르게 되도록 상기 제1의 구동회로는 제1의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 촬상장치.
  12. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 제1의 구동회로에서 상기 제1의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 수직방향으로 서로 인접하는 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 휘도신호가 생성되고, 상기 제2의 구동회로에서 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 1행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 휘도신호가 생성되는 촬상장치.
  13. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 제1의 구동회로에서 상기 제1의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 수직방향으로 인접하는 4행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 색신호가 생성되고, 상기 제2의 구동회로에서 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 수직방향으로 인접하는 2행의 광전변환소자에 축적된 신호전하에서 하나의 주사선의 색신호가 생성되는 촬상장치.
  14. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 기수행 및 우수행중의 어느것인가 한쪽 행의 광전변환소자에 축적된 신호전하가 상기 신호리드수단에 의해 상기 고체촬상소자에서 출력되고, 다음에 다른 쪽 행의 광전변환소자에 축적된 신호전하가 신호리드수단에 의해 상기 고체촬상소자에서 출력되도록 상기 제2의 구동회로는 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 촬상장치.
  15. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 기수행의 광전변환소자에 축적된 신호전하와 우수행의 광전변환소자에 축적된 신호전하가 교대로 상기 신호리드수단에 의해 상기 고체촬상소자에서 출력되도록 상기 제2의 구동회로는 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급하는 촬상장치.
  16. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 고체촬상소자에 배열된 여러개의 광전변환소자중 일부의 광전변환소자에 축적된 신호전하가 스위치회로(19)를 통해서 상기 고체촬상소자밖으로 스위프아우트되는 촬상장치.
  17. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 제2의 구동회로에서 상기 제2의 구동펄스군을 상기 신호리드수단에 공급한 경우에는 화면의 전체영역을 형성하도록 상기 고체촬상소자에 배열된 상기 여러개의 광전변환소자중 소정의 일부의 화면 영역에 존재하는 광전변환소자에 축적되어 있던 신호 전하에 해당하는 신호만 화면의 전체 영역을 형성하도록 상기 메모리에서 리드되는 촬상장치.
  18. 특허청구의 범위 제17항에 있어서, 상기 소정의 일부의 화면 영역은 전체 광전변환소자의 수평 및 수직방향의 각각 1/2에 해당하는 영역인 촬상장치.
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