JP2003116039A - High-resolution image generator - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that it is difficult to accelerate an imaging part for generating a high-resolution image, and if the time of period of shutter-on is reduced and the time of period of shutter-off is increased, the time deviation is made conspicuous, and when an irradiation amount of a subject image is extremely small, a practical image cannot be obtained. SOLUTION: An imaging part 11 images an optical image of a subject by a division imaging area obtained by horizontally 4-dividing the number of pixels four time the HDTV image to convert into an electric signal. A horizontal/standard conversion part 14 has a memory of storage capacity corresponding to two pictures, receives a 4-division imaging signal input in parallel as an input, and stores an input imaging signal corresponding to one picture in a memory. In an input division imaging signal corresponding to one picture which has been stored previously, the number of pixels in a horizontal direction is obtained by composing two neighboring division imaging signals, and the number of pixels in a vertical direction is obtained by 2-dividing each division imaging signal. Consequently, total 4 imaging signals, in which the number of pixels in the horizontal and vertical directions has the same number of pixels as a standard HDTV image, respectively, are read out from the memory in parallel and are output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高解像度画像発生装
置に係り、特にＨＤＴＶ画像の画素数以上の画素数を持
つ撮像装置を用いて、高解像度の画像信号を発生する画
像発生装置及びその画像信号を伝送する画像伝送方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high resolution image generator, and more particularly to an image generator for generating a high resolution image signal by using an image pickup device having a number of pixels greater than that of an HDTV image and the image thereof. The present invention relates to an image transmission method for transmitting a signal.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の画像発生装置は図９に示すように
被写体画像をレンズ２で撮像部１に結像し、撮像部１は
この被写体光像をアナログ電気信号に変換する。このア
ナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換部３に供給されてディジ
タル信号に変換された後、信号処理部４で良好な画像信
号となるよう調整される。信号処理部４からの画像信号
は、並列／直列変換部５に並列に供給されて直列信号に
変換されて出力される。2. Description of the Related Art In a conventional image generating apparatus, a subject image is formed on an image pickup section 1 by a lens 2 as shown in FIG. 9, and the image pickup section 1 converts the subject light image into an analog electric signal. This analog electric signal is supplied to the A / D conversion unit 3 and converted into a digital signal, and then adjusted by the signal processing unit 4 so as to be a good image signal. The image signal from the signal processing unit 4 is supplied in parallel to the parallel / serial conversion unit 5, converted into a serial signal, and output.

【０００３】図１０（Ａ）は撮像部１の１画素分の一例
の回路図を示す。この画素回路は、ＣＭＯＳ撮像素子を
用いた例で、フォトダイオードＰＤに披写体光像を照射
すると共に、ＭＯＳ型電界効果トランジスタＴｒ１のゲ
ートに加えられるシャッター信号Ｔｓにより、垂直駆動
信号ＶＤ期間内の所定期間でＴｒ１をオフにして、被写
体光像による電荷をフォトダイオードＰＤに蓄積する。
すなわち、フォトダイオードＰＤに入射されている被写
体光像の光量に応じてＰＤの電荷量が変化するが、トラ
ンジスタＴｒ１のオフの期間はフォトダイオードＰＤの
両端の電圧が被写体光像の光量に応じた電化により変化
する。FIG. 10A shows a circuit diagram of an example of one pixel of the image pickup section 1. This pixel circuit is an example in which a CMOS image sensor is used, and the photodiode PD is irradiated with an image of an object for presentation, and the shutter signal Ts applied to the gate of the MOS field effect transistor Tr1 causes a vertical drive signal within the VD period. Tr1 is turned off for a predetermined period of time, and charges due to the subject light image are accumulated in the photodiode PD.
That is, the charge amount of the PD changes according to the light amount of the subject light image incident on the photodiode PD, but during the OFF period of the transistor Tr1, the voltage across the photodiode PD depends on the light amount of the subject light image. It changes due to electrification.

【０００４】次に、フォトダイオードＰＤのカソードと
トランジスタＴｒ１の接続点にゲートが接続されたＭＯ
Ｓ型電界効果トランジスタＴｒ２のゲートに、フォトダ
イオードＰＤに蓄積された電荷を供給してここで増幅し
た後、トランジスタＴｒ２のソースから取り出された信
号を、ＭＯＳ型電界効果トランジスタＴｒ３のオン期
間、そのドレイン、ソースを介して出力する。ここで、
トランジスタＴｒ３のゲートには行選択パルスＴｈが供
給されて、ある１ライン期間Ｔｒ３がオンにされる。行
選択が終了した後、トランジスタＴｒ１のゲートに印加
されるシャッター信号ＴｓによりトランジスタＴｒ１を
オンにする。これを撮像素子の各ラインの複数の画素で
行う。このように撮像画像と出力画像を同一の時間軸で
扱う。Next, an MO whose gate is connected to the connection point between the cathode of the photodiode PD and the transistor Tr1.
After the electric charge accumulated in the photodiode PD is supplied to the gate of the S-type field effect transistor Tr2 and amplified here, the signal extracted from the source of the transistor Tr2 is supplied to the gate of the MOS type field effect transistor Tr3 during the ON period. Output via drain and source. here,
A row selection pulse Th is supplied to the gate of the transistor Tr3, and a certain one-line period Tr3 is turned on. After the row selection is completed, the transistor Tr1 is turned on by the shutter signal Ts applied to the gate of the transistor Tr1. This is performed by a plurality of pixels on each line of the image sensor. In this way, the captured image and the output image are treated on the same time axis.

【０００５】図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す回路は一画素
分の画素回路であり、この画素回路は、水平方向に複数
個、ライン数がＮであれば、垂直方向にＮ個マトリック
ス状に配置されており、同じ行の１ライン分の複数の画
素回路の各トランジスタＴｒ３のゲートは同一の行選択
信号が供給されて同時にオンとされる。The circuits shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) are pixel circuits for one pixel. This pixel circuit has a plurality of pixels in the horizontal direction and, if the number of lines is N, a matrix of N pixels in the vertical direction. The gates of the transistors Tr3 of the plurality of pixel circuits for one line in the same row are simultaneously turned on when the same row selection signal is supplied.

【０００６】図１１（Ａ）〜（Ｄ）は上記の図１０
（Ａ）に示す画素回路の制御パルス例を示す。図１１
（Ａ）は垂直同期信号を示し、図１１（Ｂ）、（Ｄ）は
垂直走査周期単位の時間軸で表した１ラインシャッター
信号、Ｎラインシャッター信号を示す。11 (A) to 11 (D) are shown in FIG.
An example of a control pulse of the pixel circuit shown in FIG. Figure 11
11A shows a vertical synchronizing signal, and FIGS. 11B and 11D show a 1-line shutter signal and an N-line shutter signal represented by a time axis of a vertical scanning cycle unit.

【０００７】上記のように二次元マトリックス状に配置
された複数の画素を構成する画素回路のうち、１ライン
目の複数の画素回路の各トランジスタＴｒ１のゲートに
は１ラインシャッター信号が印加され、Ｎライン目の複
数の画素回路の各トランジスタＴｒ１にはＮラインシャ
ッター信号が印加される。また、図示しないが、２ライ
ン目からＮ−１ライン目までの各画素回路の各トランジ
スタＴｒ１のゲートにもシャッター信号が供給される。Of the pixel circuits forming a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix as described above, a one-line shutter signal is applied to the gate of each transistor Tr1 of the plurality of pixel circuits in the first line, An N-line shutter signal is applied to each transistor Tr1 of the plurality of pixel circuits on the N-th line. Further, although not shown, the shutter signal is also supplied to the gate of each transistor Tr1 of each pixel circuit from the second line to the (N-1) th line.

【０００８】ここで、１ラインシャッター信号は図１１
（Ｂ）に示すように、垂直同期信号の直後の最初の１ラ
インまでの所定期間Ｔｏｎハイレベルで、ＶＤ期間の残
りの（ＶＤ−Ｔｏｎ）の期間Ｔｏｆｆはローレベルであ
り、Ｎラインシャッター信号は図１１（Ｄ）に示すよう
に、垂直同期信号の直前の最後の１ライン（つまりＮラ
イン）までの所定期間Ｔｏｎハイレベルで、ＶＤ期間の
残りの（ＶＤ−Ｔｏｎ）の期間Ｔｏｆｆはローレベルの
パルスである。Here, the 1-line shutter signal is shown in FIG.
As shown in (B), the Ton is at a high level for a predetermined period until the first line immediately after the vertical sync signal, and the remaining (VD-Ton) period Toff of the VD period is at a low level. As shown in FIG. 11D, is a high level Ton for a predetermined period until the last one line (that is, N line) immediately before the vertical synchronization signal, and the remaining (VD-Ton) period Toff of the VD period is low. Level pulse.

【０００９】これにより、１ライン目の各画素のフォト
ダイオードＰＤにより被写体光像の光量に応じて発生さ
れ、かつ、Ｔｏｎの期間蓄積された電荷は、１ライン目
でトランジスタＴｒ３がオンとされることにより、トラ
ンジスタＴｒ２、Ｔｒ３を通して出力され、その直後１
ラインシャッター信号がローレベルになることにより、
１ライン目の各画素のフォトダイオードＰＤは期間Ｔｏ
ｆｆの間電荷が発生しないようにされる。その後、期間
Ｔｏｎの間トランジスタＴｒ１がオフとされるために、
電荷が次の１ライン目での出力に備えて蓄積され始め
る。Thus, the charges generated by the photodiode PD of each pixel on the first line in accordance with the light amount of the subject light image and accumulated during the period Ton turn on the transistor Tr3 on the first line. As a result, it is output through the transistors Tr2 and Tr3, and immediately after that, 1
As the line shutter signal goes low,
The photodiode PD of each pixel on the first line is in the period To
No charge is generated during ff. After that, since the transistor Tr1 is turned off during the period Ton,
The charge starts to be accumulated in preparation for the output of the next first line.

【００１０】同様に、Ｎライン目の各画素のフォトダイ
オードＰＤにより被写体光像の光量に応じて発生された
電荷は、Ｎライン目の期間トランジスタＴｒ３がオンと
されることにより、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３を通し
て出力され、その直後Ｎラインシャッター信号がローレ
ベルになることにより、Ｎライン目の各画素のフォトダ
イオードＰＤは期間Ｔｏｆｆの間電荷が発生しないよう
にされる。その後、期間Ｔｏｎの間トランジスタＴｒ１
がオフとされるために、次のＮライン目での出力に備え
て電荷が蓄積され始める。Similarly, the charges generated by the photodiode PD of each pixel on the N-th line in accordance with the amount of light of the subject light image are turned on for the period Tr on the N-th line, so that the transistors Tr2 and Tr3 are turned on. Is output through the N line shutter signal, and the N line shutter signal becomes low level immediately thereafter, so that no charge is generated in the photodiode PD of each pixel on the N line during the period Toff. After that, during the period Ton, the transistor Tr1
Is turned off, the charge starts to be stored in preparation for the output on the next N-th line.

【００１１】このようにして、被写体光像がＴｏｎの期
間蓄積された撮像出力信号が図１１（Ｃ）に示すように
ライン毎に得られる。この場合Ｔｏｎ期間は垂直走査期
間ＶＤを超えるとＶＤ間隔での画像が得られないからＶ
Ｄ＞Ｔｏｎに限定される。このように、例えば撮像画像
と出力画像を同一の時間軸で扱い、シャッター信号Ｔｓ
をＶＤ期間内でオン、オフすると共に、シャッター信号
Ｔｓのオン期間Ｔｏｎを調整することにより被写体光像
の照射量による電荷蓄積の最適化を行うことができる。
このようなシャッター動作はローリングシャッターとい
われている。In this way, the image pickup output signal in which the subject light image is accumulated during the period Ton is obtained for each line as shown in FIG. 11 (C). In this case, if the vertical scanning period VD is exceeded in the Ton period, an image at the VD interval cannot be obtained.
Limited to D> Ton. In this way, for example, the captured image and the output image are treated on the same time axis, and the shutter signal Ts
By turning on and off during the VD period and adjusting the on period Ton of the shutter signal Ts, it is possible to optimize the charge accumulation depending on the irradiation amount of the subject light image.
Such a shutter operation is called a rolling shutter.

【００１２】一方、撮像部１の画素回路の他の例も知ら
れている。図１０（Ｂ）は撮像部１の１画素分の他の例
の回路図を示す。同図（Ｂ）中、同図（Ａ）と同一構成
部分には同一符号を付してある。図１０（Ｂ）に示す画
素回路は、フォトダイオードＰＤのカソードとトランジ
スタＴｒ１のソースとの接続点が、電荷転送用のＭＯＳ
型電界効果トランジスタＴｒ４のドレイン、ソースを介
してコンデンサＣとＭＯＳ型電界効果トランジスタＴｒ
５のソースと増幅用トランジスタＴｒ２のゲートとの共
通接続点に接続されている。この画素回路は、垂直方向
及び水平方向に複数回路ずつ二次元マトリックス状に配
置されて撮像部１を構成する。On the other hand, another example of the pixel circuit of the image pickup section 1 is known. FIG. 10B is a circuit diagram of another example of one pixel of the image pickup unit 1. In the figure (B), the same components as those in the figure (A) are designated by the same reference numerals. In the pixel circuit shown in FIG. 10B, the connection point between the cathode of the photodiode PD and the source of the transistor Tr1 is a charge transfer MOS.
Type field effect transistor Tr4 and a capacitor C via a drain and a source of the MOS type field effect transistor Tr4.
5 and the gate of the amplifying transistor Tr2 are connected to a common connection point. The pixel circuits are arranged in a two-dimensional matrix in the vertical direction and a plurality of circuits in the horizontal direction to form the image pickup unit 1.

【００１３】図１１（Ｅ）〜（Ｈ）は上記の図１０
（Ｂ）に示す画素回路の制御パルス例を示す。図１１
（Ｅ）は垂直同期信号、図１１（Ｆ）、（Ｇ）は垂直走
査周期単位の時間軸で表したシャッター信号、転送信号
を示す。また、図１１（Ｈ）は映像出力信号を示す。11 (E) to 11 (H) are shown in FIG.
An example of a control pulse of the pixel circuit shown in FIG. Figure 11
11E shows a vertical synchronizing signal, and FIGS. 11F and 11G show a shutter signal and a transfer signal represented by a time axis in units of vertical scanning period. Further, FIG. 11H shows a video output signal.

【００１４】この撮像部ではすべての画素回路のフォト
ダイオードＰＤに披写体光像を照射すると共に、トラン
ジスタＴｒ１のゲートに加えられる図１１（Ｆ）に示す
シャッター信号Ｔｓにより、垂直駆動信号期間ＶＤ内の
所定期間ＴｏｎでＴｒ１をオフにして、被写体光像によ
る電荷をフォトダイオードＰＤに蓄積した後、シャッタ
ー信号Ｔｓをオフにする。In this image pickup section, the photodiodes PD of all the pixel circuits are irradiated with the object light image, and the shutter drive signal Ts shown in FIG. 11 (F) applied to the gate of the transistor Tr1 causes the vertical drive signal period VD. Within a predetermined period Ton, Tr1 is turned off, electric charges due to the subject light image are accumulated in the photodiode PD, and then the shutter signal Ts is turned off.

【００１５】次に、トランジスタＴｒ５のゲートに印加
するパルスＴｒによりトランジスタＴｒ５を一瞬オンに
してコンデンサＣの電荷を削除（リセット）した後、ト
ランジスタＴｒ４のゲートに印加する図１１（Ｇ）に示
すパルス（転送信号）Ｔｔにより、トランジスタＴｒ４
をオンにしてフォトダイオードＰＤの電荷をトランジス
タＴｒ４のドレイン、ソースを通してコンデンサＣに一
括転送した後、再びトランジスタＴｒ４をオフにする。Next, the pulse Tr applied to the gate of the transistor Tr5 turns on the transistor Tr5 for a moment to delete (reset) the charge of the capacitor C, and then the pulse applied to the gate of the transistor Tr4 as shown in FIG. (Transfer signal) Tt causes transistor Tr4
Is turned on to collectively transfer the charges of the photodiode PD to the capacitor C through the drain and source of the transistor Tr4, and then the transistor Tr4 is turned off again.

【００１６】その後、行選択パルスＴｈに従って、トラ
ンジスタＴｒ２及びＴｒ３経由でコンデンサＣの端子電
圧を図１１（Ｈ）に示すような映像出力信号として出力
する。このようなシャッター動作は各画素の被写体光像
蓄積時間が同一で一括転送されるため、フレームシャッ
ターあるいはグローバルシャッターといわれている。Then, according to the row selection pulse Th, the terminal voltage of the capacitor C is output as a video output signal as shown in FIG. 11H via the transistors Tr2 and Tr3. Such a shutter operation is called a frame shutter or a global shutter, because the subject light image accumulation time of each pixel is the same and they are collectively transferred.

【００１７】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、特
に、スポーツ・動物等の動画像を撮像し、これから写真
並みの高解像度画像を得ることは考えられていない。写
真並みの画像を得ようとすると高精細度テレビ信号（Ｈ
ＤＴＶ信号）では画素数が不足し、写真機、ディジタル
カメラのような静止画を中心とした機材を別に用意する
必要がある。By the way, conventionally, it has not been considered in particular to capture a moving image of sports, animals, etc. and obtain a high-resolution image comparable to a photograph from this. If you want to get a picture like a photograph,
Since the number of pixels is insufficient for DTV signals), it is necessary to separately prepare equipment such as camera and digital camera mainly for still images.

【００１８】高解像度の写真並みの画像印刷とするため
には、例えば入力画素数は、Ａ４サイズ（約３０ｃｍ×
２０ｃｍ）の記録紙に印刷するとして画素密度を１２ド
ット／ｍｍとすると、３６００ドット×２４００ドット
がおおよその画素数として必要である。しかし、ＴＶ画
像では６４０×４８０の画素数が主であり、ＨＤＴＶ画
像でも１９２０×１０８０画素数しかないため、ＨＤＴ
Ｖ画像の４倍の画素数（３８４０×２１６０）を持つ画
像入力装置を用意する必要がある。In order to print a high-resolution image similar to a photograph, the number of input pixels is, for example, A4 size (about 30 cm ×
If the pixel density is 12 dots / mm for printing on a recording paper of 20 cm), 3600 dots × 2400 dots are required as an approximate number of pixels. However, since the number of pixels of TV images is 640 × 480, and the number of pixels of HDTV images is only 1920 × 1080, the HDT
It is necessary to prepare an image input device having four times as many pixels as the V image (3840 × 2160).

【００１９】しかし、ＨＤＴＶ画像の４倍の画素数を持
つテレビカメラは現在なく、高解像度のラインスキャナ
やディジタルカメラでは静止画のみで動画を扱うことは
できないという問題がある。特に、映画館のような大ス
クリーンに対して、映画フィルムでは写真並みの画像を
動画で投射できたのが、テレビカメラのような電子的な
撮像部を持つ機器では解像度が低く写真並みの画像実現
が困難で、これが大きな課題となっている。However, there is currently no television camera having four times as many pixels as an HDTV image, and there is a problem in that a high resolution line scanner or a digital camera cannot handle a moving image with only a still image. In particular, it was possible to project a movie-like image with a movie film as a moving image on a large screen such as a movie theater, but with a device having an electronic image pickup unit such as a TV camera, the resolution is low and a photograph-like image is obtained. This is difficult to achieve, and this is a major issue.

【００２０】また、画素数が増加するのに伴い、読み出
し時間を増加させると、一画面当たりの読み出し時間が
増え、フリッカとなって見にくい画面表示となり、読み
出し時間の高速化が必要となるが、これは撮像部の高速
化が難しく、実現が非常に困難である。When the read time is increased as the number of pixels is increased, the read time per screen is increased, resulting in flicker, which is difficult to see on the screen, and the read time must be increased. This makes it difficult to increase the speed of the image pickup unit and is very difficult to realize.

【００２１】また、従来の解像度のままでも、例えば被
写体光像の照射量が多い場合、シャッターオン時間Ｔｏ
ｎを短くし、シャッターオフ時間Ｔｏｆｆを長くする
と、撮像部でのシャッター動作がライン毎の読み出し時
間に近接するため時間ずれが目立つようになる。逆に、
星空のように被写体光像の照射量が極端に少ない場合、
ＶＤ期間以上は蓄積時間を増やせないため、実用的な画
像を得ることはできなかった。Even when the conventional resolution is maintained, for example, when the irradiation amount of the subject light image is large, the shutter-on time To
When n is shortened and the shutter-off time Toff is lengthened, the shutter operation in the image pickup unit approaches the readout time for each line, and the time lag becomes noticeable. vice versa,
When the amount of light from the subject light image is extremely low, such as in a starry sky,
Since the storage time cannot be increased beyond the VD period, a practical image could not be obtained.

【００２２】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
光学的に連続した高解像度画像を分割して同時に撮像す
ることにより、読み出し速度を速め、動画状態でも高解
像度を得ながら、撮像素子特性に合わせた分割形態で撮
像した画像を、一画面分記憶すると同時にそれ以前に記
憶した画像を標準ＨＤＴＶ信号に沿った信号に分割しこ
れを出力する機能を備えることにより、被写体光像の照
射量によるシャッター動作も含めた高解像度画像を得る
ことができる高解像度画像発生装置を提供することを目
的とする。また、この画像信号とともに音声信号を付加
した伝送信号を得ることができる高解像度画像発生装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points,
By dividing an optically continuous high resolution image and capturing it at the same time, the reading speed is increased, and while capturing a high resolution even in a moving image state, the image captured in a divided form that matches the characteristics of the image sensor is stored for one screen. At the same time, it is possible to obtain a high-resolution image including the shutter operation depending on the irradiation amount of the subject light image by providing a function of dividing the previously stored image into a signal according to the standard HDTV signal and outputting the signal. An object is to provide a resolution image generating device. It is another object of the present invention to provide a high resolution image generation device that can obtain a transmission signal to which a voice signal is added together with this image signal.

【００２３】[0023]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の発明は、標準高精細度テレビ画像の水平方向
の画素数のＭ倍（Ｍは２以上の整数）で、かつ、垂直方
向の画素数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の画素数を、水
平方向にＭ・Ｎ分割したＭ・Ｎ個の分割撮像領域によ
り、被写体光像を撮像して電気信号に変換する撮像部
と、撮像部から並列に出力されるＭ・Ｎ個の撮像信号に
対して、それぞれノイズ除去、信号レベル調整等を行う
信号処理部と、二画面分の記憶容量のメモリを有し、信
号処理部で処理されて並列に取り出されたＭ・Ｎ個の分
割撮像領域からの分割撮像信号を入力として受け、一画
面分の入力撮像信号をメモリに記憶しながら、その前に
記憶した一画面分の入力分割撮像信号を水平方向の画素
数は隣接するＮ個の分割撮像信号を合成し、かつ、垂直
方向の画素数は各分割撮像信号をＮ分割することによ
り、水平方向及び垂直方向の画素数が標準高精細度テレ
ビ画像とそれぞれ同じ画素数である、全部でＭ・Ｎ個の
画像信号を並列にメモリから読み出し出力する水平／標
準変換部とを具備し、水平／標準変換部から標準高精細
度テレビ画像とそれぞれ同じ画素数である、全部でＭ・
Ｎ個の画像信号を１垂直駆動信号期間単位で連続的に取
り出すことを特徴とする。In order to achieve the above object, the first invention is M times (M is an integer of 2 or more) the number of horizontal pixels of a standard high definition television image, and N.times.the number of pixels in the vertical direction (N is an integer of 2 or more) is horizontally divided by M.N. And a signal processing unit that performs noise removal, signal level adjustment, and the like for each of the M and N image pickup signals output in parallel from the image pickup unit, and a memory having a storage capacity for two screens. , The divided image pickup signals from the M · N divided image pickup areas processed in parallel by the signal processing unit are received as inputs, and the input image pickup signals for one screen are stored in the memory while being stored before that. The number of pixels in the horizontal direction of the input divided image pickup signal for one screen is equal to that of N adjacent pixels. By combining the image pickup signals and dividing the divided image pickup signals by N, the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction are the same as those of the standard high definition television image, respectively. It has a horizontal / standard conversion unit for reading out MN image signals in parallel from a memory and outputting them, and the horizontal / standard conversion unit has the same number of pixels as the standard high-definition television image, respectively.
It is characterized in that N image signals are continuously extracted in units of one vertical drive signal period.

【００２４】この発明では、標準高精細度テレビ画像の
水平方向の画素数のＭ倍で、かつ、垂直方向の画素数の
Ｎ倍の画素数を、水平方向にＭ・Ｎ分割したＭ・Ｎ個の
分割撮像領域により、被写体光像を同時に撮像すると共
に、被写体光像の照射量によるシャッター動作を最適化
することにより、等価的に読み出し速度を速め、動画状
態でも高解像度を得ながら、撮像部の特性に合わせた分
割状態で撮像した画像を一画面分記憶すると同時に、そ
れ以前に記憶した画像信号を、標準ＨＤＴＶ信号に準拠
した信号に変換し、これを１垂直駆動信号期間単位で連
続的に出力することができる。According to the present invention, the number of pixels in the standard high-definition television image, which is M times the number of pixels in the horizontal direction and N times the number of pixels in the vertical direction, is divided into M and N in the horizontal direction. By capturing the optical image of the subject at the same time with each of the divided imaging areas, and optimizing the shutter operation depending on the irradiation amount of the optical image of the subject, the reading speed is equivalently increased and the image is captured while obtaining high resolution even in a moving image state. The image captured in a divided state according to the characteristics of the unit is stored for one screen, and at the same time, the image signal stored before that is converted into a signal conforming to the standard HDTV signal, and this is continuously performed for one vertical drive signal period unit. Can be output.

【００２５】また、上記の目的を達成するため、第２の発
明は、第１の発明に更に、水平／標準変換部から１垂直
駆動信号期間単位で連続的に並列に取り出された、全部
でＭ・Ｎ個の標準高精細度テレビ画像と同等の画像信号
を直列信号に変換する並列／直列変換部を有する構成と
したものである。この発明では、並列／直列変換部から
取り出される標準高精細度テレビ画像と同等の画像信号
を伝送させるものである。Further, in order to achieve the above object, the second invention further comprises, in addition to the first invention, the horizontal / standard conversion unit continuously and in parallel extracting one vertical drive signal period unit. It is configured to have a parallel / serial conversion unit that converts an image signal equivalent to the M / N standard high definition television images into a serial signal. According to the present invention, an image signal equivalent to a standard high definition television image taken out from the parallel / serial converter is transmitted.

【００２６】また、上記の目的を達成するため、第３の発
明は、第２の発明に更に、撮像部により撮像される被写
体光像に関連した音声信号を発生して所定の信号処理を
する音声信号発生手段と、並列／直列変換部から直列に
取り出される標準高精細度テレビ画像と同等の画像信号
に、音声信号発生手段からの音声信号を補助データとし
て合成して伝送信号として出力する伝送部とを具備する
構成としたものである。この発明では、標準高精細度テ
レビ画像と同等の高解像度の画像信号に音声信号を多重
した信号を伝送信号として伝送路に伝送させることがで
きる。In order to achieve the above object, the third aspect of the present invention is the second aspect of the present invention, in which an audio signal related to the optical image of the subject captured by the image capturing section is generated to perform predetermined signal processing. Transmission in which an audio signal from the audio signal generator is combined with an audio signal from the audio signal generator as an auxiliary data to an image signal equivalent to a standard high definition television image taken out in series from the parallel / serial converter. And a part. According to the present invention, a signal obtained by multiplexing an audio signal with a high resolution image signal equivalent to a standard high definition television image can be transmitted to a transmission line as a transmission signal.

【００２７】また、上記の目的を達成するため、第４の発
明は、第１乃至第３の発明の水平／標準変換部を、一画
面分の入力撮像信号をメモリに１垂直駆動信号期間より
も短い期間で記憶しながら、その前に記憶した一画面分
の入力撮像信号に基づいて、水平方向及び垂直方向の画
素数が標準高精細度テレビ画像とそれぞれ同じ画素数で
ある、全部でＭ・Ｎ個の画像信号を並列にメモリから１
垂直駆動信号期間で読み出し出力する構成としたもので
ある。この発明では、ライン毎のシャッター動作時間が
短くでき、各ライン毎の読み出し時間のずれも少なくで
きる。In order to achieve the above object, a fourth aspect of the present invention is the horizontal / standard conversion section according to the first to third aspects of the invention, in which an input image pickup signal for one screen is stored in a memory for one vertical drive signal period. The number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction are the same as those of the standard high-definition television image, respectively, based on the input image-capturing signal for one screen stored before, while storing in a short period. .1 N image signals in parallel from memory
The configuration is such that readout and output are performed in the vertical drive signal period. According to the present invention, the shutter operation time for each line can be shortened, and the deviation of the readout time for each line can be reduced.

【００２８】更に、上記の目的を達成するため、第５の
発明は、第１乃至第３の発明の水平／標準変換部を、一
画面分の入力撮像信号をメモリに１垂直駆動信号期間で
記憶しながら、複数の垂直駆動信号期間照射された被写
体光像による次の一画面分の入力撮像信号をメモリに記
憶するまで、今回記憶する前に記憶した一画面分の入力
撮像信号に基づいて、水平方向及び垂直方向の画素数が
標準高精細度テレビ画像とそれぞれ同じ画素数である、
全部でＭ・Ｎ個の画像信号を並列にメモリから複数の垂
直駆動信号期間繰り返して読み出し出力する構成とした
ものである。Further, in order to achieve the above object, a fifth aspect of the present invention is the horizontal / standard conversion section according to the first to third aspects of the invention, wherein an input image pickup signal for one screen is stored in a memory in one vertical drive signal period. Based on the input image-capturing signal for one screen stored before this time, until the input image-capturing signal for the next one screen by the subject optical image irradiated for a plurality of vertical drive signal periods is stored in the memory while being stored. , The number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction are the same as those of the standard high definition television image,
In this configuration, a total of MN image signals are repeatedly read out from the memory in a plurality of vertical drive signal periods and output.

【００２９】この発明では、長時間の露光により得られ
た一画面分の分割撮像信号を、複数の垂直駆動信号期間
繰り返して読み出すようにしたため、安定した鮮明な画
像を得ることができる。According to the present invention, the divided image pickup signal for one screen obtained by the exposure for a long time is repeatedly read out for a plurality of vertical drive signal periods, so that a stable and clear image can be obtained.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態につ
いて図面と共に説明する。図１は本発明になる画像発生
装置の一実施の形態のブロック図を示す。撮像部１１は
Ａ／Ｄ変換部を内蔵しており、また、高精細度テレビ
（ＨＤＴＶ）方式の撮像装置の水平方向の画素数１９２
０、垂直方向の画素数１０８０（すなわち、1920×108
0）の４倍の画素数である、水平方向の画素数３８４
０、垂直方向の画素数２１６０（すなわち、3840×216
0）の固体撮像素子を有している。各画素の回路構成
は、図１０（Ａ）又は（Ｂ）と同様である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of an image generating apparatus according to the present invention. The image pickup unit 11 has a built-in A / D conversion unit, and the number of pixels 192 in the horizontal direction of a high definition television (HDTV) type image pickup device is 192.
0, the number of pixels in the vertical direction is 1080 (that is, 1920 × 108
0) four times the number of pixels in the horizontal direction 384
0, the number of pixels in the vertical direction is 2160 (that is, 3840 x 216
It has the solid-state image sensor of 0). The circuit configuration of each pixel is similar to that shown in FIG.

【００３１】なお、この画素数に加えて、例えば光学ブ
ラックを確保するために黒レベル基準部分用の若干の画
素を有していてもよい。また、カラー画像用の場合は、
３原色の各々について計３つの撮像部を有するが、ここ
では一つのみについて代表して説明する。In addition to this number of pixels, some pixels may be provided for the black level reference portion in order to secure optical black, for example. Also, for color images,
Although there are a total of three image pickup units for each of the three primary colors, only one will be described here as a representative.

【００３２】撮像部１１は上記のようにＨＤＴＶ画像の
４倍の画素数から構成されているが、更に、水平方向に
４分割されて構成されている。すなわち、水平方向の画
素数９６０（＝３８４０／４）、垂直方向の画素数２１
６０の分割撮像領域が、全部で４つ横並びに配列されて
いる。これはＨＤＴＶ画像の４倍の画素数の画像信号を
出力するためには高速化が必要であるが、そのような高
速化が困難であり、また境界部の補正を行い易くするた
め等の理由による。Although the image pickup section 11 is composed of four times as many pixels as the HDTV image, it is further divided into four in the horizontal direction. That is, the number of pixels in the horizontal direction is 960 (= 3840/4), and the number of pixels in the vertical direction is 21.
A total of four divided imaging areas of 60 are arranged side by side. This is because it is necessary to increase the speed in order to output an image signal having four times the number of pixels of the HDTV image, but such increase in speed is difficult, and the reason for facilitating the correction of the boundary portion, etc. by.

【００３３】図１において、被写体光像はレンズ１２に
より撮像部１１に結像され、ここで水平方向に配置され
た４つの分割撮像領域でそれぞれ光電変換されて低速の
４分割したアナログ電気信号（撮像信号）として並列に
取り出される。このとき、４つの分割撮像領域で撮像さ
れる撮像信号は、同じラインでは、４つの分割撮像領域
から時系列的に信号出力が得られる。この４分割された
撮像信号は撮像部１１内のＡ／Ｄ変換部によりディジタ
ル信号に変換されて図１にＨ１〜Ｈ４で示すように取り
出されて信号処理部１３に供給され、ここでノイズ除
去、信号波形整形等の処理が施されてから水平／標準変
換部１４に供給されて４分割画像信号に変換される。In FIG. 1, a subject light image is formed on the image pickup section 11 by the lens 12, and is photoelectrically converted in each of the four divided image pickup areas arranged in the horizontal direction to obtain low-speed four-divided analog electric signals ( Image pickup signals) are taken out in parallel. At this time, as for the image pickup signals picked up in the four divided image pickup areas, signal outputs are obtained in time series from the four divided image pickup areas in the same line. The four-divided image pickup signal is converted into a digital signal by the A / D conversion unit in the image pickup unit 11, extracted as shown by H1 to H4 in FIG. 1 and supplied to the signal processing unit 13, where noise removal is performed. After being subjected to processing such as signal waveform shaping, it is supplied to the horizontal / standard conversion unit 14 and converted into a four-divided image signal.

【００３４】ここで、水平／標準変換部１４に入力され
る水平方向に４分割された撮像信号Ｈ１〜Ｈ４のそれぞ
れは、図２（Ａ）に示すように、水平方向９６０画素、
垂直方向２１６０ラインの画像信号で、例えばＨＤＴＶ
方式（ハイビジョン方式）の同期信号（水平走査周波数
33.75ｋHz、垂直走査周波数30Hz、クロック周波数74.25
MHz）に基づいて生成された、周波数67.5kHzの水平駆動
信号ＨＤ、周波数30Hzの垂直駆動信号ＶＤ、周波数74.2
5MHzのクロックに基づいて得られる信号である。すなわ
ち、フリッカの少ない画像としては垂直方向が３０Ｈｚ
でなければならないから、水平方向の駆動周波数は６
７.５ｋＨｚ（＝３３.７５ＫＨｚ×２）となる。Here, each of the horizontally divided image pickup signals H1 to H4 input to the horizontal / standard conversion unit 14 has 960 pixels in the horizontal direction, as shown in FIG.
An image signal of 2160 lines in the vertical direction, for example, HDTV
Method (high-definition method) sync signal (horizontal scanning frequency)
33.75 kHz, vertical scanning frequency 30 Hz, clock frequency 74.25
Frequency drive signal HD with a frequency of 67.5 kHz, vertical drive signal VD with a frequency of 30 Hz, and frequency 74.2
This is a signal obtained based on a 5 MHz clock. That is, as an image with little flicker, the vertical direction is 30 Hz.
Therefore, the driving frequency in the horizontal direction is 6
It becomes 7.5 kHz (= 33.75 kHz × 2).

【００３５】これに対し、水平／標準変換部１４から出
力される４分割画像信号Ｖ１〜Ｖ４は、撮像部１１の全
画素を水平方向に２分割、垂直方向に２分割の計４分割
された画像信号で、それぞれは図２（Ｂ）に示すよう
に、水平方向１９２０画素（＝９６０画素×２）、垂直
方向１０８０ライン（＝２１６０ライン／２）であり、
例えば周波数33.75kHzの水平駆動信号ＨＤ、周波数30Hz
の垂直駆動信号ＶＤ、周波数74.25MHzのクロックに基づ
いて得られる、ＨＤＴＶ規格準拠の信号である。On the other hand, the four-divided image signals V1 to V4 output from the horizontal / standard conversion unit 14 are divided into a total of four in which all the pixels of the image pickup unit 11 are divided into two in the horizontal direction and two in the vertical direction. As shown in FIG. 2B, each of the image signals has 1920 pixels in the horizontal direction (= 960 pixels × 2) and 1080 lines in the vertical direction (= 2160 lines / 2).
For example, horizontal drive signal HD of frequency 33.75kHz, frequency 30Hz
This is a signal conforming to the HDTV standard, which is obtained based on the vertical drive signal VD of, and a clock having a frequency of 74.25 MHz.

【００３６】水平／標準変換部１４は２つのメモリ（一
方をメモリ＃１、他方をメモリ＃２とする）と、メモリ
制御回路などから構成されており、図２（Ｃ）、（Ｄ）
に、また、図３に模式的に示すように、メモリ＃１には
１ＶＤ期間で１画面分の水平方向への第１の４分割画像
信号Ｈ１〜Ｈ４すべてをそのまま記憶し、次の１ＶＤ期
間で直前に書き込んだ第１の４分割画像信号を水平及び
垂直方向にそれぞれ２分割した第２の４分割画像信号Ｖ
１〜Ｖ４として出力する。The horizontal / standard conversion unit 14 is composed of two memories (one is memory # 1 and the other is memory # 2), a memory control circuit, etc., and is shown in FIGS. 2 (C) and 2 (D).
Further, as schematically shown in FIG. 3, in the memory # 1, all the first four-divided image signals H1 to H4 in the horizontal direction for one screen are stored as they are in the 1VD period, and the next 1VD period is stored. The second 4-divided image signal V obtained by dividing the first 4-divided image signal written immediately before in two in the horizontal and vertical directions, respectively.
Output as 1 to V4.

【００３７】一方、メモリ＃２には、メモリ＃１が読み
出し動作を行っているときに、メモリ＃１が読み出して
いる１ＶＤ期間の次の１ＶＤ期間の第１の４分割画像信
号Ｈ１〜Ｈ４をそのまま記憶し、次の１ＶＤ期間で（す
なわち、メモリ＃１が書き込みを行っている１ＶＤ期間
で）直前に書き込んだ第１の４分割画像信号Ｈ１〜Ｈ４
を第２の４分割画像信号Ｖ１〜Ｖ４として出力する。こ
こで、第２の４分割画像信号Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれは、
図２（Ｂ）に示したように、ＨＤＴＶ信号に相当する。On the other hand, when the memory # 1 is performing the read operation, the memory # 2 receives the first 4-divided image signals H1 to H4 in the 1VD period following the 1VD period read by the memory # 1. The first 4-divided image signals H1 to H4 stored as they are and written immediately before in the next 1VD period (that is, in the 1VD period in which the memory # 1 is writing).
Are output as second 4-divided image signals V1 to V4. Here, each of the second four-divided image signals V1 to V4 is
As shown in FIG. 2B, this corresponds to an HDTV signal.

【００３８】このようにして、水平／標準変換部１５に
おいて、メモリ＃１と＃２を１ＶＤ期間毎に交互に第１
の分割画像信号Ｈ１〜Ｈ４の書き込みと第２の４分割画
像信号Ｖ１〜Ｖ４の読み出しとを行うと共に、一方のメ
モリが書き込み動作を行っているときには、他方のメモ
リが読み出し動作を行うように制御することにより、４
分割画像信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が並列に出力され
る。４分割画像信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４のそれぞれ
はＨＤＴＶ標準信号であり、ビット並列信号とされて読
み出される。これは「１１２５／６０方式ＨＤＴＶ映像
信号の符号化とビット並列インターフェイス規格」（社
団法人電波産業会）に規定されているＢＴＡ Ｓ−００
２Ｂに基づくものである。In this way, in the horizontal / standard conversion unit 15, the memories # 1 and # 2 are alternately switched to the first memory every 1VD period.
Writing of the divided image signals H1 to H4 and reading of the second four divided image signals V1 to V4 are performed, and when one memory is performing the writing operation, the other memory is controlled to perform the reading operation. By doing 4
The divided image signals V1, V2, V3 and V4 are output in parallel. Each of the four-divided image signals V1, V2, V3, and V4 is an HDTV standard signal, and is read out as a bit parallel signal. This is BTA S-00 defined in "1125/60 system HDTV video signal encoding and bit parallel interface standard" (Japan Radio Industry Association).
It is based on 2B.

【００３９】水平／標準変換部１４からビット並列に出
力された第２の４分割画像信号であるＨＤＴＶ標準信号
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、並列／直列変換部１５に供
給され、ここで「１１２５／６０方式ＨＤＴＶ映像信号
の符号化とビット直列インターフェイス規格」（社団法
人電波産業会）に規定されているＢＴＡ Ｓ−００４Ｂ
に基づいたビット直列信号に変換する。このようにする
ことにより、撮像時の水平４分割画像信号Ｈ１、Ｈ２、
Ｈ３、Ｈ４を４組のＨＤＴＶ標準画像信号Ｖ１、Ｖ２、
Ｖ３、Ｖ４のビット直列信号として用いることができ
る。The HDTV standard signals V1, V2, V3, and V4, which are the second four-divided image signals output from the horizontal / standard conversion unit 14 in bit parallel, are supplied to the parallel / serial conversion unit 15, where " BTA S-004B stipulated in "1125/60 system HDTV video signal encoding and bit serial interface standard" (Japan Radio Industry Association)
To a bit serial signal based on By doing this, the horizontal four-division image signals H1, H2,
H3 and H4 are set to four sets of HDTV standard image signals V1, V2,
It can be used as a bit serial signal of V3 and V4.

【００４０】画像信号のみの場合はこのまま伝送部１６
に供給して伝送するが、音声を付加する場合は、４本の
マイクロホン１７からの４組の音声信号をＡ／Ｄ変換部
１８に入力してディジタル信号に変換した後、信号処理
部１９で音量・音質等の処理を行い、更に「１１２５／
６０方式ＨＤＴＶビット直列インターフェイスにおける
ディジタル音声規格」のＡＥＳ３−１９９２で規定され
たディジタル音声に変換してから伝送部１６へ送る。In the case of only the image signal, the transmission unit 16 remains as it is.
In the case of adding voice, the four sets of voice signals from the four microphones 17 are input to the A / D converter 18 to be converted into digital signals, and then the signal processor 19 supplies them. Performs processing such as volume and sound quality, and further performs "1125 /
It is sent to the transmission unit 16 after being converted into digital audio specified by AES3-1992 of "Digital audio standard in 60-system HDTV bit serial interface".

【００４１】伝送部１６ではＢＴＡ Ｓ−００４Ｂに基
づいたビット直列信号に変換された画像信号に、「１１
２５／６０方式ＨＤＴＶビット直列インターフェイスに
おけるディジタル音声規格」（社団法人電波産業会）に
規定されているＢＴＡ Ｓ−００６Ｂに基づいた音声信
号を作成して多重化する。ここでは、４系統の音声信号
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を多重化する。そして、伝送部
１６で多重化された信号は、所望の伝送路を伝送する。
なお、上記の実施の形態において、マイクロホン１７の
代わりにＣＤ、レコード等のアナログ音源からの４組の
音声信号を入力するようにしてもよい。The transmission section 16 converts the image signal converted into the bit serial signal based on BTA S-004B into "11".
An audio signal based on BTA S-006B defined in "Digital audio standard in a 25/60 system HDTV bit serial interface" (incorporated by the Association of Radio Industries and Businesses) is created and multiplexed. Here, the four systems of audio signals M1, M2, M3 and M4 are multiplexed. Then, the signals multiplexed by the transmission unit 16 are transmitted through a desired transmission path.
In the above embodiment, four sets of audio signals from an analog sound source such as a CD or a record may be input instead of the microphone 17.

【００４２】なお、水平／標準変換部１５において、メ
モリ＃１と＃２を１ＶＤ期間毎に交互に第１の分割画像
信号Ｈ１〜Ｈ４の書き込みと第２の４分割画像信号Ｖ１
〜Ｖ４の読み出しとを行うと共に、一方のメモリが書き
込み動作を行っているときには、他方のメモリが読み出
し動作を行うように制御することにより、４分割画像信
号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が並列に出力するに際し、図
４（Ａ）、（Ｂ）にＡＷ〜ＤＷで模式的に示すように、
メモリ＃１と＃２に交互に第１の分割画像信号Ｈ１〜Ｈ
４（撮像データ）をＶＤより短い時間で書き込むことに
より、例えば被写体光像の照射量が多い場合、シャッタ
ーオン時間Ｔｏｎを短くしても、シャッターオフ時間Ｔ
ｏｆｆも短くすることができるので、ローリングシャッ
ターでも時間ずれが目立たなくなる。図４（Ｃ）はメモ
リ＃１と＃２からの読み出し出力信号（ＨＤＴＶ標準信
号Ｖ１〜ｖ４）である。In the horizontal / standard conversion section 15, the memories # 1 and # 2 are alternately written with the first divided image signals H1 to H4 every 1VD period and the second divided image signal V1 is written.
The reading of V4 to V4 is performed, and when one memory is performing a write operation, the other memory is controlled to perform a read operation, so that the four-divided image signals V1, V2, V3, and V4 are arranged in parallel. When outputting, as schematically shown by AW to DW in FIGS. 4 (A) and 4 (B),
The first divided image signals H1 to H are alternately stored in the memories # 1 and # 2.
By writing 4 (imaging data) in a time shorter than VD, for example, when the irradiation amount of the subject light image is large, even if the shutter on time Ton is shortened, the shutter off time T
Since the off can be shortened, the time lag is not noticeable even with the rolling shutter. FIG. 4C shows read output signals (HDTV standard signals V1 to v4) from the memories # 1 and # 2.

【００４３】これは水平分割数を増やすか、クロック周
波数を高くすることにより可能である。例えば水平方向
の分割数を「８」とすると、水平駆動周波数６７.２５
ｋＨｚとクロック周波数は７４.２５ＭＨｚのままであ
るが、垂直駆動周波数は６０ＨｚとＶＤの半分の時間で
撮像データを書き込みできる。従って、複雑な構造で性
能が劣化しやすいフレームシャッターのような対応をし
なくてもよくなる。This can be done by increasing the number of horizontal divisions or increasing the clock frequency. For example, if the number of divisions in the horizontal direction is "8", the horizontal drive frequency is 67.25.
Although the kHz and the clock frequency are still 74.25 MHz, the vertical drive frequency is 60 Hz and the imaging data can be written in half the time of VD. Therefore, it is not necessary to deal with a frame shutter, which has a complicated structure and whose performance easily deteriorates.

【００４４】ところで、以上の実施の形態における撮像
部１１の各画素のシャッターのオン期間ＴｏｎはＶＤ期
間以内であるが、これに限らずシャッターのオン期間Ｔ
ｏｎをＶＤ期間以上とした長時間の露光での撮像も可能
である。図５はこの長時間の露光による、水平／標準変
換部１４の２つのメモリ＃１、＃２の使用状態を模式的
に示す。By the way, the shutter ON period Ton of each pixel of the image pickup unit 11 in the above embodiment is within the VD period, but the shutter ON period Ton is not limited to this.
It is also possible to take an image with a long exposure time in which on is equal to or longer than the VD period. FIG. 5 schematically shows the usage state of the two memories # 1 and # 2 of the horizontal / standard conversion unit 14 by this long exposure.

【００４５】図５において、まず、水平方向に４分割さ
れている４分割画像１をメモリ＃１に書き込み(画像１W
rite)、次にこれを水平方向及び垂直方向に２分割ずつ
されたＨＤＴＶ標準の４分割画像として読み出す（画像
１Read）。次の１ＶＤ期間の水平方向４分割画像２はす
ぐにはメモリ＃２には書き込まず、所定時間被写体光像
を撮像部に照射したままの状態としておく。この間メモ
リ＃１からは画像１が連続して読み出される（図５の例
では連続して３ＶＤの期間、ＨＤＴＶ標準の４分割画像
１を読み出す）。次に、長時間露光して得られた水平方
向４分割画像２をメモリ＃２に書き込む（画像２Writ
e）。次に、メモリ＃２に書き込んだ画像を水平方向及
び垂直方向に２分割ずつされたＨＤＴＶ標準の４分割画
像に変換して連続して読み出す（画像２Read）。In FIG. 5, first, a four-divided image 1 divided into four in the horizontal direction is written in the memory # 1 (image 1W
rite), and then read this as an HDTV standard 4-division image divided into two in the horizontal and vertical directions (Image 1 Read). The horizontal four-divided image 2 in the next 1VD period is not immediately written in the memory # 2, but is left in a state in which the subject optical image is being irradiated onto the imaging unit for a predetermined time. During this time, the image 1 is continuously read out from the memory # 1 (in the example of FIG. 5, the HDTV standard 4-division image 1 is continuously read out during the 3VD period). Next, the horizontal 4-division image 2 obtained by the long-time exposure is written in the memory # 2 (image 2Writ
e). Next, the image written in the memory # 2 is converted into an HDTV standard four-division image divided into two in the horizontal direction and the vertical direction, and continuously read (image 2 Read).

【００４６】このようにして長時間露光を行い、非常に
暗い被写体光像を十分蓄積し目に見える画像として出力
する。このように撮像部１１は長時間露光し、読み出し
部は同一メモリを繰り返し読むため、安定した鮮明な画
像を得ることができる。特に星空のような光量が少なく
ゆっくり変化する被写体光像を観測するのに適してい
る。In this way, long-time exposure is performed, and a very dark subject light image is sufficiently accumulated and output as a visible image. In this way, the imaging unit 11 is exposed for a long time, and the reading unit repeatedly reads the same memory, so that a stable and clear image can be obtained. It is especially suitable for observing a subject light image with a small amount of light such as the starry sky and changing slowly.

【００４７】図６はこの長時間露光時の画像信号例を示
す。図５に示されるような長時間露光の場合はＶＤ単位
での時間軸でメモリ＃１及びメモリ＃２の読み書きを行
う。図６（Ａ）は垂直同期信号、図６（Ｂ）は１ライン
目のシャッター信号、図６（Ｃ）は映像出力信号、図６
（Ｄ）はＮライン目のシャッター信号を示す。ローリン
グシャッターの場合は図６（Ａ）〜（Ｄ）から分かるよ
うに、垂直同期信号がオンになったときの１ライン目の
シャッター信号がオンの期間に１ライン目のＴｏｎ期間
蓄積した撮像信号を記憶する。以下同様に各ライン毎に
順次記憶する。Ｎ回ＶＤ単位で同じ画像信号が読み出さ
れる。FIG. 6 shows an example of an image signal at the time of this long-time exposure. In the case of long-time exposure as shown in FIG. 5, reading / writing of the memory # 1 and the memory # 2 is performed on the time axis in units of VD. 6A is a vertical synchronizing signal, FIG. 6B is a shutter signal for the first line, FIG. 6C is a video output signal, and FIG.
(D) shows the shutter signal of the Nth line. In the case of the rolling shutter, as can be seen from FIGS. 6A to 6D, the imaging signal accumulated during the Ton period of the first line while the shutter signal of the first line is on when the vertical synchronization signal is turned on. Memorize Similarly, the data is sequentially stored for each line. The same image signal is read in VD units N times.

【００４８】フレームシャッターの場合は、図６（Ｅ）
に示す周期Ｍ×ＶＤのシャッター信号のオン期間Ｔｏｎ
の間蓄積した撮像信号をＶＤのオフの期間に転送し、こ
れを順次読み出すことにより、図６（Ｆ）に示すように
Ｍ回ＶＤ単位で同じ画像の映像出力信号が出力される。
この場合シャッター信号は全て各ラインとも同一であ
る。In the case of a frame shutter, FIG. 6 (E)
On period Ton of the shutter signal having the cycle M × VD shown in
By transferring the image pickup signal accumulated during the VD during the OFF period of VD and reading it sequentially, the video output signal of the same image is output in VD units M times as shown in FIG. 6F.
In this case, all shutter signals are the same for each line.

【００４９】次に、本発明の動作例について図７と共に
説明する。まず、被写体光像２１の光量を観測して最適
光量を算出し（ステップ２２）、シャッター量を設定す
る（ステップ２３）。最適光量の算出は市販されている
露出計、撮像素子からのアナログ出力等により被写体像
を直接測定して求める。例えば、カメラの標準設定を照
度１０００ｌｕｘとすると、これより被写体光量が多い
場合、レンズの絞り値を大きくするか、Ｔｏｎ時間を短
くする。この場合、同時にＴｏｆｆも短くして書き込み
時間を短くし、各ラインのシャッターの時間差を少なく
して静止状態を良くすることもできる。Next, an operation example of the present invention will be described with reference to FIG. First, the light amount of the subject light image 21 is observed to calculate the optimum light amount (step 22), and the shutter amount is set (step 23). The optimum light amount is calculated by directly measuring the subject image with a commercially available exposure meter, analog output from the image sensor, or the like. For example, assuming that the standard setting of the camera is illuminance of 1000 lux, if the subject light amount is larger than this, the aperture value of the lens is increased or the Ton time is shortened. In this case, Toff can also be shortened at the same time to shorten the writing time, and the time difference between the shutters of the lines can be reduced to improve the stationary state.

【００５０】一方、照度が標準より少ない場合蓄積期間
をＶＤ以上に設定し、読み出しはその蓄積期間前に蓄積
した被写体光像をＶＤ間隔で繰り返す。この様にして撮
像部から得た被写体光像をＡ／Ｄ変換し水平４分割ディ
ジタル信号とする（ステップ２４）。On the other hand, when the illuminance is less than the standard, the accumulation period is set to VD or more, and the reading is repeated at the VD interval for the subject light image accumulated before the accumulation period. In this way, the subject light image obtained from the image pickup section is A / D converted into a horizontal 4-division digital signal (step 24).

【００５１】次に、信号処理し（ステップ２５）、４水
平分割ディジタル信号のままメモリ＃１に記憶すると共
に、それ以前にメモリ＃２に記憶された４水平分割ディ
ジタル信号を４つのＨＤＴＶ標準並列ディジタル信号と
して出力する。メモリ＃１、メモリ＃２でこれを交互に
行う（ステップ２６）。次に、この交互に出力された４
つのＨＤＴＶ標準並列ディジタル信号を並列／直列変換
し（ステップ２７）、連続的な４つのＨＤＴＶ標準直列
ディジタル信号として出力する。この出力された信号に
音声を多重化して伝送する（ステップ３２）。Next, signal processing is performed (step 25), and the 4 horizontal division digital signals are stored in the memory # 1 as they are, and the 4 horizontal division digital signals previously stored in the memory # 2 are stored in four HDTV standard parallel signals. Output as a digital signal. This is alternately performed in the memory # 1 and the memory # 2 (step 26). Next, this alternately output 4
The two HDTV standard parallel digital signals are parallel / serial converted (step 27) and output as four continuous HDTV standard serial digital signals. The output signal is multiplexed with voice and transmitted (step 32).

【００５２】音声は４音源２８をＡ／Ｄ変換した後（ス
テップ２９）、信号処理３０と伝送用のデータ変換３１
をした後、４多重化用音声として４標準直列ディジタル
信号に多重化される（ステップ３２）。この場合、音声
は標準直列信号一つに対して１系統であるから、全体で
４系統の音声を多重化できる。For voice, the four sound sources 28 are A / D converted (step 29), and then the signal processing 30 and the data conversion 31 for transmission are carried out.
After this, the four standard serial digital signals are multiplexed as the voice for four multiplexing (step 32). In this case, since there is one system for one standard serial signal, a total of four systems of audio can be multiplexed.

【００５３】図８は本発明の他の動作例を示す。同図
中、図７と同一処理部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。図８において、４つのＨＤＴＶ標準直列デ
ィジタル信号を得た後、画像圧縮を行い（ステップ３
５）、データ伝送量の少ない圧縮信号を得た後、音源３
６からの音声信号と多重化して伝送変換を行い（ステッ
プ３７）、伝送信号を生成して出力する。上記の画像圧
縮の圧縮方式にはＭＰＥＧ、ＪＰＥＧ等種々のものがあ
るが、４画面並列伝送のため境界部分に影響の出ない方
式を選択する。ＪＰＥＧは静止画対応が主なので、この
様な４画面を並列に歪なく伝送するのに適している。FIG. 8 shows another operation example of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 8, after obtaining four HDTV standard serial digital signals, image compression is performed (step 3
5) After obtaining the compressed signal with a small amount of data transmission, the sound source 3
Then, the signal is multiplexed with the voice signal from 6 for transmission conversion (step 37), and a transmission signal is generated and output. There are various compression methods for image compression such as MPEG and JPEG, but a method that does not affect the boundary portion is selected because of parallel transmission of four screens. Since JPEG mainly supports still images, it is suitable for transmitting such four screens in parallel without distortion.

【００５４】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学的に連続した高解像度画像を分割して同時に撮像す
ると共に被写体光像の照射量によるシャッター動作を最
適化することにより、等価的に読み出し速度を速め、動
画状態でも高解像度を得ながら、撮像素子特性に合わせ
た分割形態で撮像した画像を一画面分記憶すると同時に
それ以前に記憶した画像を標準ＨＤＴＶ信号に沿った信
号に分割し、これを同時に出力することにより、動画像
でありながら写真並みの高解像度画像を得ることができ
る。As described above, according to the present invention,
Optically continuous high-resolution images are divided and captured at the same time, and the shutter operation is optimized by the irradiation amount of the subject light image to equivalently increase the reading speed and capture high-resolution images even in a moving image state. An image taken in a divided form according to the element characteristics is stored for one screen, and at the same time, the image stored before that is divided into signals in line with the standard HDTV signal, and this is output at the same time, so that it is a moving image, but a photograph. It is possible to obtain an average high resolution image.

【００５５】また、本発明によれば、高解像度画像を複
数の標準画像に分割して伝送することにより、既存の標
準伝送路を使用できる。Further, according to the present invention, the existing standard transmission path can be used by dividing the high resolution image into a plurality of standard images for transmission.

【００５６】更に、本発明によれば、標準高精細度テレビ
画像と同等の高解像度の画像信号に音声信号を多重した
信号を伝送信号として伝送路に伝送させるようにしたた
め、複数音源による迫力のある立体音響を得ることもで
きる。Further, according to the present invention, since a signal obtained by multiplexing a sound signal with a high resolution image signal equivalent to a standard high definition television image is transmitted as a transmission signal to a transmission line, the power of a plurality of sound sources is reduced. It is also possible to obtain a certain stereophonic sound.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の高解像度画像装置の一実施の形態のブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a high resolution image device of the present invention.

【図２】本発明の水平方向４分割画像及び水平及び垂直
方向４分割画像の構成と、図１の要部の動作説明タイム
チャートである。FIG. 2 is a time chart for explaining an operation of a main part of FIG. 1 and configurations of a horizontal four-division image and horizontal and vertical four-division images of the present invention.

【図３】本発明の要部の水平／標準変換部の２つのメモ
リの書き込み動作と読み出し動作を交互に行うことによ
り連続信号を得る動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation of obtaining a continuous signal by alternately performing a write operation and a read operation of two memories of a horizontal / standard conversion unit which is a main part of the present invention.

【図４】本発明の要部の水平／標準変換部の２つのメモ
リの書き込み動作と読み出し動作と出力信号のタイムチ
ャートである。FIG. 4 is a time chart of a write operation, a read operation, and an output signal of two memories of the horizontal / standard conversion unit, which is a main part of the present invention.

【図５】本発明の高解像度画像発生装置を用いて長時間
露光を行うときの要部のメモリの動作説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the main memory when performing long-time exposure using the high resolution image generation device of the present invention.

【図６】本発明の高解像度画像発生装置を用いて長時間
露光を行うときの動作説明用タイムチャートである。FIG. 6 is a time chart for explaining an operation when a long-time exposure is performed using the high resolution image generation device of the present invention.

【図７】本発明装置の動作の一例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the operation of the device of the present invention.

【図８】本発明装置の動作の他の例を説明する図であ
る。FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the operation of the device of the present invention.

【図９】従来装置の一例のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of an example of a conventional device.

【図１０】撮像部を構成する一画素回路の各例の回路図
である。FIG. 10 is a circuit diagram of each example of one pixel circuit forming the image pickup unit.

【図１１】図１０のシャッター動作説明用タイムチャー
トである。11 is a time chart for explaining the shutter operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ 撮像部 １２ レンズ １３、１９ 信号処理部 １４ 水平／標準変換部 １５ 並列／直列変換部 １６ 伝送部 １９ マイクロホン 11 Imaging unit 12 lenses 13, 19 Signal processing unit 14 Horizontal / standard converter 15 Parallel / serial converter 16 Transmitter 19 microphone

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 標準高精細度テレビ画像の水平方向の画
素数のＭ倍（Ｍは２以上の整数）で、かつ、垂直方向の
画素数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の画素数を、水平方
向にＭ・Ｎ分割したＭ・Ｎ個の分割撮像領域により、被
写体光像を撮像して電気信号に変換する撮像部と、 前記撮像部から並列に出力されるＭ・Ｎ個の撮像信号に
対して、それぞれノイズ除去、信号レベル調整等を行う
信号処理部と、 二画面分の記憶容量のメモリを有し、前記信号処理部で
処理されて並列に取り出された前記Ｍ・Ｎ個の分割撮像
領域からの分割撮像信号を入力として受け、一画面分の
入力撮像信号を前記メモリに記憶しながら、その前に記
憶した一画面分の入力分割撮像信号を水平方向の画素数
は隣接するＮ個の分割撮像信号を合成し、かつ、垂直方
向の画素数は各分割撮像信号をＮ分割することにより、
水平方向及び垂直方向の画素数が前記標準高精細度テレ
ビ画像とそれぞれ同じ画素数である、全部でＭ・Ｎ個の
画像信号を並列に前記メモリから読み出し出力する水平
／標準変換部とを具備し、前記水平／標準変換部から前
記標準高精細度テレビ画像とそれぞれ同じ画素数であ
る、全部でＭ・Ｎ個の画像信号を１垂直駆動信号期間単
位で連続的に取り出すことを特徴とする高解像度画像発
生装置。1. A pixel which is M times the number of pixels in the horizontal direction of a standard high definition television image (M is an integer of 2 or more) and N times the number of pixels in the vertical direction (N is an integer of 2 or more). An image pickup unit for picking up a subject light image and converting it into an electric signal by M.N divided image pickup regions obtained by horizontally dividing the number by M.N, and M.N number output in parallel from the image pickup unit. The signal processing unit for removing noise and adjusting the signal level, and the memory having the storage capacity for two screens are respectively provided for the image pickup signals of M. The divided image pickup signals from N divided image pickup areas are received as an input, and while the input image pickup signal for one screen is stored in the memory, the input divided image pickup signal for one screen stored before is stored in the memory in the number of pixels in the horizontal direction. Is a combination of N divided image pickup signals that are adjacent to each other, and Number by each of the divided image signal to divide-by-N,
A horizontal / standard conversion unit for reading out and outputting a total of MN image signals from the memory in parallel, the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction being the same as that of the standard high definition television image. However, a total of MN image signals, each of which has the same number of pixels as the standard high-definition television image, are continuously taken out in units of one vertical drive signal period from the horizontal / standard conversion unit. High resolution image generator. 【請求項２】 標準高精細度テレビ画像の水平方向の画
素数のＭ倍（Ｍは２以上の整数）で、かつ、垂直方向の
画素数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の画素数を、水平方
向にＭ・Ｎ分割したＭ・Ｎ個の分割撮像領域により、被
写体光像を撮像して電気信号に変換する撮像部と、 前記撮像部から並列に出力されるＭ・Ｎ個の撮像信号に
対して、それぞれノイズ除去、信号レベル調整等を行う
信号処理部と、 二画面分の記憶容量のメモリを有し、前記信号処理部で
処理されて並列に取り出された前記Ｍ・Ｎ個の分割撮像
領域からの分割撮像信号を入力として受け、一画面分の
入力撮像信号を前記メモリに記憶しながら、その前に記
憶した一画面分の入力分割撮像信号を水平方向の画素数
は隣接するＮ個の分割撮像信号を合成し、かつ、垂直方
向の画素数は各分割撮像信号をＮ分割することにより、
水平方向及び垂直方向の画素数が前記標準高精細度テレ
ビ画像とそれぞれ同じ画素数である、全部でＭ・Ｎ個の
画像信号を並列に前記メモリから読み出し出力する水平
／標準変換部と、 前記水平／標準変換部から１垂直駆動信号期間単位で連
続的に並列に取り出された、全部でＭ・Ｎ個の前記標準
高精細度テレビ画像と同等の画像信号を直列信号に変換
する並列／直列変換部とを有し、前記並列／直列変換部
から取り出される前記標準高精細度テレビ画像と同等の
画像信号を伝送させることを特徴とする高解像度画像発
生装置。2. A pixel which is M times the number of pixels in the horizontal direction of a standard high definition television image (M is an integer of 2 or more) and N times the number of pixels in the vertical direction (N is an integer of 2 or more). An image pickup unit for picking up a subject light image and converting it into an electric signal by M.N divided image pickup regions obtained by horizontally dividing the number by M.N, and M.N number output in parallel from the image pickup unit. The signal processing unit for removing noise and adjusting the signal level, and the memory having the storage capacity for two screens are respectively provided for the image pickup signals of M. The divided image pickup signals from N divided image pickup areas are received as an input, and while the input image pickup signal for one screen is stored in the memory, the input divided image pickup signal for one screen stored before is stored in the memory in the number of pixels in the horizontal direction. Is a combination of N divided image pickup signals that are adjacent to each other, and Number by each of the divided image signal to divide-by-N,
A horizontal / standard conversion unit that has the same number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction as the standard high-definition television image, and that reads out and outputs a total of MN image signals from the memory in parallel; Parallel / serial conversion of image signals equivalent to a total of MN standard high-definition television images extracted in parallel from the horizontal / standard conversion unit in units of one vertical drive signal period into serial signals. A high-resolution image generation device, comprising: a conversion unit, and transmitting an image signal equivalent to the standard high-definition television image extracted from the parallel / serial conversion unit.