JP2005006078A - 撮像装置 - Google Patents

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智夫 西垣
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Abstract

【課題】出力フォーマットがNTSCまたはPAL形式である家庭向けビデオカメラにおいては、高速クロックパルス発生器は本来備えていない。そのため新たにCCD駆動クロックパルスの2倍の周波数をもつクロックパルス発生器が必要となり、回路規模と回路検証作業が増大することになる。
【解決手段】第一の発明は、二つの読出部を有するCCDイメージセンサを備えた撮像装置において、前記二つの読出部のそれぞれから読み出されたデータを入力して格納する二つの第一ラインバッファ部と、前記二つの第一ラインバッファ部に格納されたデータを前記二つの第一ラインバッファ部に入力される際のビット幅の2倍のビット幅で読み出し画像信号処理を行う画像信号処理部と、を有する撮像装置に関する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関するもので、特にメガピクセル以上のCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサを備えた撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
動画撮影用のビデオカメラにおいて用いられるCCDイメージセンサ等の固体撮像素子は、通常1ラインごとに画素データ読み出しが行われる。読み出された画素データはラインバッファと演算回路を組み合わせた信号処理回路によって処理され、CCDイメージセンサと同じ画素数をもつ画像データが生成される。
【0003】
近年、ビデオカメラには動画だけでなく画素数の大きな静止画像を取り込む機能も取り入れられており、その手法としては文献1のように、動画と静止画のモードを切り替える方法が一般的である。
【0004】
ところで従来のCCDイメージセンサの画素数は、CCDイメージセンサを駆動するクロックパルスの周期に限界があるためせいぜい100万画素程度であった。
【0005】
そこで、更に大きな画素数を得るための方法として、文献2のようにCCDイメージセンサの領域を左右に2分割して、それぞれの領域のデータを読み出して処理する方法が考案されている。文献2によれば、読み出されたデータを信号処理するためにCCDイメージセンサから出力されたデータは一度フレームメモリーに格納し、その後で信号処理などを行う必要があると考えられる。このため1フレーム分の画像処理を1フレームの時間内で行うためには、CCDを駆動するクロックパルスの2倍の周波数をもつクロックパルスを用いて信号処理を行う必要がある。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−86391
【特許文献2】
特開平5−22667
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法では、信号処理回路を構成する場合に、CCD駆動クロックパルスの2倍の周波数をもつクロックパルス発生器が必要となる。文献2の例のように出力としてハイビジョンフォーマットが必要な場合には、そのような高速のクロックパルス発生器をもともと備えているため問題ないが、出力フォーマットがNTSC(National Television System Committee)またはPAL(Phase Alternation by Line)形式である家庭向けビデオカメラにおいては、そのようなクロックパルス発生器は本来備えていない。そのため新たにCCD駆動クロックパルスの2倍の周波数をもつクロックパルス発生器が必要となり、回路規模と回路検証作業が増大することになる。一方、CCD駆動クロックパルスが1倍の周期のものを利用して1フレーム分の画像処理を1フレーム分の時間内に完了しようとすると、フレームバッファを複数個用意して複数のフレームバッファに蓄えられているデータを並行処理することになる。そうすると1フレーム分の時間内に1フレーム分のデータ処理はできないが、1フレーム分のデータの処理が完了し、さらに次の1フレーム分のデータの処理が完了するまでの時間間隔は1フレーム分の時間以下にすることが可能となる。しかし、この方法では、フレームバッファが複数個必要となる。これは、回路規模を増大させてしまう要因になると考えられる。
【0008】
また参考文献1で示された動画の処理方法では水平方向の解像度に関しては特に問題がないものの、垂直方向の解像度が最大でもフィールドのライン数(NTSCで240本)までしか出せない。これはCCDイメージセンサの画素数が垂直方向で240本(NTSC)以上あるとしても、静止画の処理回路が動画の処理回路と共用されているために生じる問題である。このために、動画と静止画をともに撮影できる装置の静止画では、垂直方向の解像度が劣化して見えてしまうことがある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、二つの読出部を有するCCDイメージセンサを備えた撮像装置において、前記二つの読出部のそれぞれから読み出されたデータを入力して格納する二つの第一ラインバッファ部と、前記二つの第一ラインバッファ部に格納されたデータを前記二つの第一ラインバッファ部に入力される際のビット幅の2倍のビット幅で読み出し画像信号処理を行う画像信号処理部と、を有する撮像装置に関する。
【0010】
第二の発明は、前記画像信号処理部にて画像信号処理されることで生成される輝度、色差信号を格納する第二ラインバッファ部と、前記第二ラインバッファ部に格納された前記輝度、色差信号からなるデータを順次呼び出し、水平縮小処理をする二つの水平縮小処理部と、前記二つの水平縮小処理部で処理されたデータをそれぞれ格納する二つの第三ラインバッファ部と、前記二つの第三ラインバッファ部に格納されたデータを一水平同期期間内に1ライン分の出力が可能な状態で格納する第四格納部と、を有する第一の発明に記載の撮像装置に関する。
【0011】
第三の発明は、前記第四格納部に格納されたデータから1フレーム分のデータを格納するフレームデータ格納部と、前記フレームデータ格納部に格納された1フレーム分のデータを、モニターに出力するライン数の2倍のライン数とするライン数拡大処理を行うライン数拡大処理部と、前記ライン数拡大処理部にて拡大処理されたデータのうち半分のライン数分のデータを得る半ラインデータ取得部と、を有する第二の発明に記載の撮像装置に関する。
【0012】
第四の発明は、静止画のデータを格納するための静止画データ格納部と、2ラインについて1つの割合で垂直転送レジスタを有するCCDイメージセンサから1フレームについて半分のライン数分の静止画データを前記静止画データ格納部に入力する半分静止画データ入力部と、を有し、前記静止画データ格納部に格納された前記CCDイメージセンサからの静止画像全体のデータの内の半分のライン数分の静止画データと、残り半分のライン数分の静止画データと、を利用して静止画全体のデータを構成する全体構成部と、を有する第一の発明から第三の発明のいずれか一に記載の撮像装置に関する。
【0013】
【発明の実施形態】
<構成要件の明示>
【0014】
図1に示すように、撮像装置0100は、CCDイメージセンサ0101と、二つの第一ラインバッファ部0106、0107と、画像信号処理部0108と、第二ラインバッファ部0109と、二つの水平縮小処理部0110、0111と、二つの第三ラインバッファ部0112、0113と、第四格納部0114と、フレームデータ格納部0116と、ライン数拡大処理部0117と、半ラインデータ取得部0118と、二つの半分静止画データ入力部0119、0120と、静止画データ格納部0121と、全体構成部0122と、からなる。
【0015】
本件発明の実施形態の撮像装置は、上記必須構成要件の他に、二つのA/D変換部0102、0103と、二つの第一セレクタ0104、0105と、第二セレクタ0115と、で構成されるのが一般的である。
【0016】
また、図2に示すように、CCDイメージセンサ0200は、二つの読出部0201、0202を有する。
【0017】
さらに、図3に示すのは、第二セレクタ0301と、フレームデータ格納部0302と、二つの半分静止画データ入力部0303、0304と、静止画データ格納部0305と、全体構成部0306と、の拡大図である。
【0018】
<構成の説明>
【0019】
本件発明の実施形態の撮像装置は、動画モード、静止画モニターモード、静止画撮影モードの3つのモードを有する。動画モード、静止画モニターモード、静止画撮影モードの順に説明する。
【0020】
<動画モードに用いられる構成要件>
【0021】
(構成要件:CCDイメージセンサ)
【0022】
CCDイメージセンサは、二つの読出部を有する。二つの読出部は、CCDイメージセンサが取得した画像データを分割して、読み出す。
【0023】
CCDイメージセンサは、光―電気変換を行うことができる画素を多数配列したイメージセンサをいう。この画素は、CCDイメージセンサの撮像面に格子状に配列されるものである。例えば、格子状に配列された画素の数は、その行方向、即ち、水平方向で2H個あり、その列方向、即ち、垂直方向でV個ある。つまり、画素の並びは、V行、2H列である。水平方向1行を「1ライン」という。一般に、CCDイメージセンサは、光―電気変換のためのホトダイオード、垂直転送CCD、水平転送CCDなどで構成されている。画素は、ホトダイオードなどによって構成されている。ホトダイオードは、受けた光強度に応じた量の電荷を発生する。即ち、光―電気変換する。その電荷が垂直転送CCDに蓄えられる。垂直転送CCDに蓄えられた電荷は、1ラインごとに水平転送CCDに転送される。水平転送CCDに転送された電荷は、CCD駆動クロックパルスによって上記二つの読出部より、それぞれ半ラインつまりH画素ずつ読み出される。ここで「CCD駆動クロックパルス」とは、垂直転送CCD、水平転送CCDの電荷を転送するためのクロックパルスで、一水平同期期間あたりKクロックパルスあり、1クロックパルスで1画素転送できるものとする。KがH以上であれば一水平同期期間内に二つの読出部より半ラインずつ、あわせて1ライン分すなわち2H画素を読み出すことができる。ここで「一水平同期期間」とは、モニター画面の走査線が左端から右端に向かって1ライン分の画素の表示を完了するのに要する時間をいう。一般にCCDイメージセンサの1ラインの画素数2Hとモニター画面の1ラインの画素数Lは同じ場合もあるが、異なる場合もある。二つの読出部より読み出された電荷は、二つのA/D変換部にてアナログデータからデジタルデータに変換される。このA/D変換は画素単位で行われ、1画素あたりMビットに変換されるとする。
【0024】
(構成要件:第一ラインバッファ部)
【0025】
二つの第一ラインバッファ部は、二つの読出部のそれぞれから読み出されたデータを入力して格納する。ここで一方の読出部から読み出され、それに対応するA/D変換部でA/D変換された画素は1画素ずつ半ライン分、対応する第一ラインバッファ部に格納される。格納された半ライン分の画素は、隣り合う2画素分ずつ、つまり2Mビットずつ画像信号処理部に出力される。他方の第一ラインバッファ部にも同様に、1ラインの残り半ライン分の画素が格納され、隣り合う2画素分ずつ、つまり2Mビットずつ画像信号処理部に出力される。
【0026】
(構成要件:画像信号処理部)
【0027】
画像信号処理部は、二つの第一ラインバッファ部に格納されたデータを二つの第一ラインバッファ部に入力される際のビット幅の2倍のビット幅で読み出し画像信号処理を行う。ここで「画像信号処理」には、二つの第一ラインバッファ部から読み出された画像データから、輝度信号および色差信号を計算する処理などが該当する。1画素あたりMビットの画素は、1画素当たりN1ビットの輝度信号と、N2ビットの色差信号の合計(N1+N2)ビットの画素に画像信号処理される。画像信号処理された1ライン分の画素は、隣り合う2画素分ずつ、すなわち2(N1+N2)ビットずつ、第二ラインバッファに出力される。
【0028】
以上のようなCCDイメージセンサ、第一ラインバッファ部、画像信号処理部の構成をとることにより、1ラインの画素数2Hを一水平同期期間内に処理することが可能となる。
【0029】
(構成要件:第二ラインバッファ部)
【0030】
第二ラインバッファ部は、画像信号処理部にて画像信号処理されることで生成される輝度、色差信号を格納する。第二ラインバッファ部は、画像信号処理部からの2画素分ずつ1ライン分の画素を格納し、二つの水平縮小処理部に1ラインずつ交互に出力する。この1ラインは、1画素ずつ、つまり(N1+N2)ビットで、順番に2H画素分出力される。
【0031】
(構成要件:水平縮小処理部)
【0032】
二つの水平縮小処理部は、第二ラインバッファ部に格納された輝度、色差信号からなるデータを順次呼び出し、水平縮小処理をする。ここで「水平縮小処理」とは、第二ラインバッファ部から読み出した1ラインの画素数2Hから、一水平同期期間内に処理可能な水平画素数P(PはK以下)に間引く処理のことをいう。
【0033】
(構成要件:第三ラインバッファ部)
【0034】
二つの第三ラインバッファ部は、二つの水平縮小処理部で処理されたデータをそれぞれ格納する。一方の第三ラインバッファ部は、一方の水平縮小処理部で処理された画素数Pの1ライン分のデータを1画素ずつ第四格納部に出力する。他方の第三ラインバッファ部も、同様に、他方の水平縮小処理部で処理された画素数Pの1ライン分のデータを1画素ずつ第四格納部に出力する。ここで、「一方」と「他方」の1ライン分のデータの格納は、一水平同期期間ごとに、交互に行われる。
【0035】
(構成要件:第四格納部)
【0036】
第四格納部は、二つの第三ラインバッファ部に格納されたデータを一水平同期期間内に1ライン分の出力が可能な状態で格納する。二つの第三ラインバッファ部から交互に出力された、1ラインのデータは、そのまま1画素ずつフレームデータ格納部に出力される。
【0037】
以上のような第二ラインバッファ部、水平縮小処理部、第三ラインバッファ部、第四格納部の構成をとることにより、1ラインの画素数2Hを画素数Pに水平縮小し、1ラインの画素数Pを一水平同期期間内に処理することが可能となる。
【0038】
(構成要件:フレームデータ格納部)
【0039】
フレームデータ格納部は、第四格納部からのデータを格納する。第四格納部からフレームデータ格納部へのデータの転送は1画素ずつ1ラインを単位として、1フレーム分ずつ行われる。ここで「フレーム」の一例として、NTSCの場合について説明する。NTSCでは、1回目は粗く、2回目はその間を埋めるように走査して、合計525本の走査線を描く。この1回の走査面をフィールドといい、1回目と2回目を合わせた525本の走査面を「フレーム」という。1秒間に30枚の画面(フレーム)があるので、60フィールド/秒で描画される。フレームデータ格納部に格納されたデータは、2画素分つまり2(N1+N2)ビットで、一水平同期期間に2ライン分出力される。
【0040】
(構成要件:ライン数拡大処理部)
【0041】
ライン数拡大処理部は、フレームデータ格納部に格納された1フレーム分のデータを、モニターに出力するライン数の2倍のライン数とするライン数拡大処理を行う。そして、フレームデータ格納部から出力される2ラインのデータを用いて、2ライン分の補間計算を行い、1ライン分のデータを半ラインデータ取得部に格納する。一例として、NTSC方式の場合には450ラインを、480ラインに拡大処理し、その後補間計算をして、240ラインに処理される。
【0042】
(構成要件:半ラインデータ取得部)
【0043】
半ラインデータ取得部は、ライン数拡大処理部にて拡大処理されたデータのうち半分のライン数分のデータを得る。一例として、NTSC方式の場合には、480ラインの半分のライン数、すなわち240ラインのデータを得る。
【0044】
以上のようなフレームデータ格納部、ライン数拡大処理部、半ラインデータ取得部の構成をとることにより、1フレーム分のデータを1フレーム時間内に処理することが可能となる。
【0045】
次に、静止画モニターモードの場合について説明する。
【0046】
<静止画モニターモードに用いられる構成要件>
【0047】
(構成要件:CCDイメージセンサ、第一ラインバッファ部、画像信号処理部、第二ラインバッファ部、水平縮小処理部、第三ラインバッファ部)
【0048】
上記構成要件の説明は、(動画モードの場合)と同様なので説明を省略する。
【0049】
(構成要件:第四格納部)
【0050】
第四格納部は、二つの第三ラインバッファ部に格納されたデータに適当な演算を行い、モニター出力に適したライン数に縮小し、一水平同期期間内に1ライン分の出力が可能な状態で格納する。一例としては、NTSC方式の場合には、600ラインが480ラインに垂直縮小される。
【0051】
(構成要件:フレームデータ格納部)
【0052】
フレームデータ格納部は、第四格納部からの静止画モニターデータを格納する。一例としては、NTSC方式の場合には、480ラインのデータが格納される。
【0053】
(構成要件:ライン数拡大処理部)
【0054】
ライン数拡大処理部は、フレームデータ格納部から出力されるフレームデータを1フィールドに総ライン数の半分ずつ交互にインターレース読出しで半ラインデータ取得部に格納する。一例としては、NTSC方式の場合には、480ラインのデータが240ラインずつ交互にインターレース読出しで半ラインデータ取得部に出力される。
【0055】
(構成要件:半ラインデータ取得部)
【0056】
半ラインデータ取得部は、ライン数拡大処理部からのフレームデータを取得し、モニターに出力する。一例としては、NTSC方式の場合には、240ラインずつ交互にインターレース読出しで半ラインデータ取得部に取得され、モニターに出力される。
【0057】
次に、静止画撮影モードの場合について説明する。
【0058】
<静止画撮影モードに用いられる構成要件>
【0059】
(構成要件:CCDイメージセンサ)
【0060】
上記構成要件の説明は、(動画モードの場合)と同様なので説明を省略する。
【0061】
(構成要件:第一ラインバッファ部)
【0062】
二つの第一ラインバッファ部は、全体構成部(詳細については後述する)から読み出された静止画データを入力して格納する。
【0063】
(構成要件:画像信号処理部)
【0064】
画像信号処理部は、二つの第一ラインバッファ部に格納されたデータを二つの第一ラインバッファ部に入力される際のビット幅の2倍のビット幅で読み出し画像信号処理を行う。画像信号処理部で処理された静止画データは、フレームデータ格納部へ出力される。その他の構成要件の説明は、(動画モードの場合)と同様なので説明を省略する。
【0065】
(構成要件:フレームデータ格納部)
【0066】
フレームデータ格納部は、画像信号処理部で処理された静止画データを格納し、静止画記録系へ出力する。
【0067】
(構成要件:半分静止画データ入力部)
【0068】
半分静止画データ入力部は、2ラインについて1つの割合で垂直転送レジスタを有するCCDイメージセンサから1フレームについて半分のライン数分の静止画データを静止画データ格納部に入力する。
【0069】
(構成要件:静止画データ格納部)
【0070】
静止画データ格納部は、半分静止画データ入力部からの静止画データを格納する。
【0071】
(構成要件:全体構成部)
【0072】
全体構成部は、フレームデータ格納部に格納されたCCDイメージセンサからの静止画像全体のデータの内の半分のライン数分の静止画データと、残り半分のライン数分の静止画データと、を利用して静止画全体のデータを構成する。
【0073】
以上のような半分静止画データ入力部、静止画データ格納部、全体構成部の構成をとることにより、CCDイメージセンサから読み出したデータを、垂直解像度を損なうことなく、モニター画面に出力することができる。
【0074】
<具体例に基づく説明>
【0075】
以下、本件発明に係る実施形態の撮像装置について、図面を参照しながら説明する。
【0076】
(撮像装置の3つのモード)
【0077】
本件発明の実施形態の撮像装置は、動画モード、静止画モニターモード、静止画撮影モードの3つのモードを有する。
【0078】
(3つのモードの概要)
【0079】
(CCDイメージセンサの画像)
【0080】
図4に示すのは、CCDイメージセンサ0400の画像を構成する画素配列と画素数である。CCDイメージセンサは、有効水平1600画素×1200ラインとする。また、左右2分割したデータを水平同期パルスに同期した形で図5の(1)のようなタイミングで左の読出部と右の読出部の2系統出力するようにコントロールされているものとする。
【0081】
さらに、一水平同期期間はCCD駆動クロックパルスで1100クロックパルス程度になるものとする。
【0082】
動画モード時には、そのうち1600画素×900ラインを、2ライン加算読み出すように制御される。
【0083】
静止画モニターモード時には、1600画素×1200ラインを2ライン加算読み出すように制御される。
【0084】
静止画撮影モード時には、1600画素×1200ラインを2回に分けて1ラインおきに読み出すように制御される。
【0085】
(画像の出力形式)
【0086】
以上のCCDイメージセンサの入力信号から、動画モード時には1フィールドの時間1/60秒の間にNTSCフォーマットの画像データ720画素×240ラインまたは1/50秒の間にPALフォーマットの画像データ720画素×288ラインを得るように制御される。
【0087】
静止画モニターモード時には1フレームの時間1/30秒の間にNTSCフォーマットの画像データ720画素×480ラインまたは1/25秒の間にPALフォーマットの画像データ720画素×576ラインを得るように制御される。
【0088】
静止画撮影モード時にはフレームデータ格納部に1600画素×1200ラインの静止画像データを得るように制御される。
【0089】
(3つのモードの詳細説明)
【0090】
(動画モード時)
【0091】
図1に示すのは、本発明に係る実施形態の撮像装置のシステム構成の一例である。まず、動画を撮影するときの動作について図1をもとに説明する。動画モード時には、CCDイメージセンサの有効水平1600画素×1200ラインのうち1600画素×900ラインを2ライン加算読み出すように制御される。
【0092】
CCDイメージセンサを左右2分割した領域のデータは2系統の出力端子より出力され、サンプルホールド、ゲインコントロールなどの処理を施された後、二つのA/D変換部により画素データのデジタル信号に変換される。この時A/D変換されたデータのビット幅は、通常12から14ビット程度になるが、以下では14ビットの場合について説明する。変換された信号は二つの第一セレクタのbを通って二つの第一ラインバッファ部に格納される。この結果第一ラインバッファ部0106には左半分の画素データが、第一ラインバッファ部0107には右半分の画素データが格納されることになる。
【0093】
格納された画素データは水平同期パルスに同期して読み出すが、この時隣り合う2点の画素データを28ビットの幅に束ねて読み出し、画像信号処理部に入力する。そして水平同期期間内の前半部分では第一ラインバッファ部0106から左半分のデータを順次送りだし、後半部分では第一ラインバッファ部0107から右半分のデータを格納した順とは逆方向の読み出しをしながら送り出す。こうすることで一水平同期期間内に左右両読出部の信号を連続的に処理できるようなタイミング変換がなされたことになる。図5の(2)、(3)にこのときのタイミングを示す。
【0094】
画像信号処理部は内部にラインバッファと演算部をもち、入力された第一ラインバッファ部からの出力信号から8ビットの輝度信号、および色差信号を計算する。1クロックパルスの時間内に画像信号処理部に入力される画素信号は、隣りあう2画素分になっている。よって輝度信号と色差信号も1クロックパルスあたり隣りあう2画素分ずつ計算され、それぞれ8ビットのデータとして出力される。そこでこの2画素分の輝度データと色差データを全て束ねて、合計32ビットの幅で次の第二ラインバッファ部に出力する。図5の(4)に画像信号処理部から出力される信号のタイミングを示す。
【0095】
第二ラインバッファ部から読み出す時にはこれを半分のビット幅、すなわち16ビットで読み出すことで1ライン分の輝度、色差データが連続した状態になる。出力されたデータは二つの水平縮小処理部に1ラインごとに交互に送られる。この時のタイミングを図6の(1)に示す。一例として、第二ラインバッファ部は3ライン分のデータを格納することができる容量をもたせ、1ライン分を書き込みに、残り2ライン分を読み出しに割り当てるように順次タイミングを調整するものとする。すなわち第一水平同期パルスのときに第1ライン目のデータが1ライン目のバッファに格納され、第2第および3水平同期パルス期間の間に読み出されるものとする。同様に第2ライン目のデータは第2水平同期パルスの期間に3ライン目のバッファに格納され、第3、第4期間の間に読み出されるものとする。すると、3水平同期期間で1ライン分の処理を行うので、3ライン分のメモリー容量があれば以上の処理を順次繰り返して行うことができる。
【0096】
二つの水平縮小処理部において演算をされたデータは間引きされて二つの第三ラインバッファ部に格納される。この時点で1ラインの画素数を720画素にまで縮小することになる。
【0097】
次に水平同期パルスに同期して二つの第三ラインバッファ部から交互に720画素のデータ読み出しを行う。このタイミングを図6の(2)、(3)に示す。もともとの水平画素数1600画素に対して一水平同期期間は1100クロックパルスなので、同じクロックパルスで処理する場合には水平同期期間内に1ラインのデータを処理できなかったものが、この時点で一水平同期期間に処理可能な状態になる。
【0098】
次段の第四格納部では処理を行わずそのまま第二セレクタを通し、フレームデータ格納部に720画素×450ラインのデータを格納する。
【0099】
次に、フレームデータ格納部から読み出すときには、ビット幅を2倍にして読み出すことで一水平同期期間内に2ライン分のデータを読み出すことを可能にする。
【0100】
読み出されたデータはライン数拡大処理部において、480本相当のデータに拡大した後に240本に間引く計算をほどこす。すなわち一水平同期期間内にフレーム格納部から出力される2ラインのデータを用いて、2ライン分の補間計算を行い、このうち1ライン分のデータだけを半ラインデータ取得部に間引いた形で格納していく。
【0101】
通常このような演算を行うと周波数折り返しによるエリアシングが問題になるが、インターレース方式の場合には大きな問題にならず、逆に垂直解像度を高めることができる。
【0102】
更に、フレームデータ格納部内のデータを2フィールドの間保持し、2フィールドの期間同じデータを読み出しながら、各フィールドの位相にあうような演算を行えばプログレッシブ出力と同じ効果を得ることもできる。
【0103】
半ラインデータ取得部に格納されたデータをNTSC、またはPALフォーマットの同期信号に従って読み出すことで、所望のモニター出力を得ることができる。
【0104】
(処理の流れ)
【0105】
図7、8に示すのは、本件発明の実施形態の(動作モード時)の処理の流れである。
【0106】
最初に、CCDイメージセンサの二つの読出部から、データを二つのA/D変換部に出力する(ステップS0701)。次に、二つの第一セレクタは、二つの第一ラインバッファ部を選択する(ステップS0702)。次に、二つの第一ラインバッファ部は、二つの読出部のそれぞれから読み出されたデータを入力して格納する(ステップS0703)。次に、画像信号処理部は、二つの第一ラインバッファ部に格納されたデータを、二つの第一ラインバッファ部に入力される際のビット幅の2倍のビット幅で読み出し画像信号処理を行う(ステップS0704)。次に、第二ラインバッファ部は、画像信号処理部にて画像信号処理されることで生成される輝度、色差信号を格納する(ステップS0705)。次に、水平縮小処理部は、第二ラインバッファ部に格納された輝度、色差信号からなるデータを順次呼び出し、水平縮小処理をする(ステップS0706)。次に、二つの第三ラインバッファ部は、二つの水平縮小処理部で処理されたデータをそれぞれ格納する(ステップS0707)。次に、第四格納部は、二つの第三ラインバッファ部に格納されたデータを一水平同期期間内に1ライン分の出力が可能な状態で格納する(ステップS0801)。次に、第二セレクタは、第四格納部を選択する(ステップS0802)。次に、フレームデータ格納部は、第四格納部に格納された1フレーム分のデータを格納する(ステップS0803)。次に、ライン数拡大処理部は、フレームデータ格納部に格納された1フレーム分のデータを、モニターに出力するライン数の2倍のライン数とするライン数拡大処理を行う(ステップS0804)。次に、半ラインデータ取得部は、ライン数拡大処理部にて拡大処理されたデータのうち半分のライン数分のデータを得る(ステップS0805)。そして、半ラインデータ取得部で取得されたデータをモニターに出力する(ステップS0806)。
【0107】
(静止画モニターモード時)
【0108】
次に、静止画モニターモード時の動作について説明する。
【0109】
静止画モニターモード時には、CCDイメージセンサの有効水平1600画素×1200ラインのうち、1600画素×1200ラインを2ライン加算読み出すように制御される。
【0110】
静止画モニターモード時にはCCDイメージセンサ上の全てのラインについて読み出しを行う。すなわち1/30秒の垂直同期時間をかけて2ライン加算しながら全画素の読み出しを行う。水平縮小までの動作は動画モード時と同じであるが、第四格納部により適当な演算を行い、720画素×480ライン分のデータをフレームデータ格納部に格納する。
【0111】
格納されたフレームデータを1フィールドに240ラインずつモニターに出力することによって静止画像を撮影する範囲や明るさの状態をモニターすることが可能になる。
【0112】
(処理の流れ)
【0113】
図9,10に示すのは、本件発明の実施形態の(静止画モニターモード時)の処理の流れである。
【0114】
ステップS0901〜S0907については、ステップS0701〜S0707と同様なので説明を省略する。
【0115】
次に、第四格納部は、二つの第三ラインバッファ部に格納されたデータに適当な演算を行い、モニター出力に適したライン数に縮小し、一水平同期期間内に1ライン分の出力が可能な状態で格納する(ステップS1001)。次に、第二セレクタは、第四格納部を選択する(ステップS1002)。次に、フレームデータ格納部は、第四格納部に格納された1フレーム分のデータを格納する(ステップS1003)。次に、ライン数拡大処理部は、フレームデータ格納部から出力されるフレームデータを1フィールドに総ライン数の半分ずつ交互にインターレース読出しで半ラインデータ取得部に格納する(ステップS1004)。次に、半ラインデータ取得部は、ライン数拡大処理部からのフレームデータを取得する(ステップS1005)。そして、半ラインデータ取得部で取得されたデータをモニターに出力する(ステップS1006)。
【0116】
(静止画撮影モード)
【0117】
次に静止画撮影モード時の動作について説明する。
【0118】
静止画撮影モード時には、CCDイメージセンサの有効水平1600画素×1200ラインのうち、1600画素×1200ラインを2回に分けて1ラインおきに読み出すように制御される。
【0119】
静止画撮影モード時には、CCDイメージセンサから1/30秒の垂直同期時間をかけ、1ラインおきに画素データを読み出す制御が行われる。読み出されたデータは二つのA/D変換部をとおった後、第二セレクタを経由して一旦半分静止画データ入力部0119に入力される。次に同様にして1/30秒の垂直同期時間をかけて残りの画素データを1ラインおきに読み出し、半分静止画データ入力部0120に入力する。二つの半分静止画データ入力部に入力されたデータは、順次、静止画データ格納部に格納される。そして、静止画データ格納部に格納された静止画データは、全体構成部に出力される。全体構成部では、CCDイメージセンサからの静止画像全体のデータの内の半分のライン数分の静止画データと、残り半分のライン数分の静止画データと、を利用して静止画全体のデータを構成する。
【0120】
この結果、全体構成部に格納された画素データはフレーム状態に並び替えられる。次にこのデータを1/15秒の垂直同期時間をかけて順次読み出す。読み出されたデータは二つの第一セレクタのaに送られ、二つの第一ラインバッファ部で動画モード時と同様の並び替えを行い、画像信号処理部で輝度、色差データを計算する。計算した画像データは32ビット幅のまま第二セレクタに送られ、フレームデータ格納部に格納される。以上の動作によりCCDイメージセンサと同じ1600画素×1200ラインの大きさの静止画像をフレームデータ格納部に得ることが可能になる。
【0121】
なお、フレームデータ格納部に格納された静止画データは、静止画記録系へ出力される。
【0122】
(処理の流れ)
【0123】
図11、12に示すのは、本件発明の実施形態の(静止画撮影モード時)の処理の流れである。
【0124】
最初に、CCDイメージセンサの二つの読出部から、データを二つのA/D変換部に出力する(ステップS1101)。次に、第二セレクタは、二つのA/D変換部を選択する(ステップS1102)。次に、半分静止画データ入力部は、2ラインについて1つの割合で垂直転送レジスタを有するCCDイメージセンサから1フレームについて半分のライン数分の静止画データを静止画データ格納部に入力する(ステップS1103)。次に、全体構成部は、静止画データ格納部に格納されたCCDイメージセンサからの静止画像全体のデータの内の半分のライン数分の静止画データと、残り半分のライン数分の静止画データと、を利用して静止画全体のデータを構成し、データを二つの第一セレクタに出力する(ステップS1104)。次に、二つの第一セレクタは、全体構成部を選択する(ステップS1105)。次に、二つの第一ラインバッファ部は、全体構成部から読み出されたデータを入力して格納する(ステップS1106)。次に、画像信号処理部は、二つの第一ラインバッファ部に格納されたデータを、二つの第一ラインバッファ部に入力される際のビット幅の2倍のビット幅で読み出し画像信号処理を行う(ステップS1107)。次に、第二セレクタは、画像信号処理部を選択する(ステップS1201)。次に、フレームデータ格納部は、画像信号処理部からの1フレーム分のデータを格納し、静止画記録系に出力する(ステップS1202)。
【0125】
<その他>
【0126】
以上の説明においては、フレームデータ格納部と静止画データ格納部とは別物として説明したが、本件発明は、上記構成に限定されるものではない。つまり、フレームデータ格納部を静止画データ格納部として動作させることもできる。これにより、回路規模の縮小を図ることが可能である。
【発明の効果】
本発明に係る撮像装置によれば、左右2つの読出部の出力端子をもったCCDイメージセンサからの出力を、一水平同期期間あたりのCCD駆動クロックパルスと同じ数のクロックパルスによって信号処理することが可能となり、回路を簡易化することができる。
【0127】
上記撮像装置では画像信号処理された画像データに対して、水平方向の縮小処理を並列に行うことにより、その後の信号処理を水平同期期間内に行うことが可能となる。
【0128】
上記撮像装置では、垂直ラインをオーバーサンプリングすることによりインターレース変換による解像度の低下を最小限におさえることが可能となる。
【0129】
上記撮像装置で静止画像を撮影する際には、データの流れを変更するだけで、動画を処理する回路上で静止画の処理も行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本件発明の実施形態の撮像装置のシステム構成例を示す図
【図2】CCDイメージセンサの二つの読出部の概念図
【図3】第二セレクタ、フレームデータ格納部、半分静止画データ入力部、静止画データ格納部、全体構成部の拡大図
【図4】CCDイメージセンサ上のデータの配列と、読み出し方向の一例を示す図
【図5】CCDイメージセンサからデータを読み出すタイミング、およびその後の信号処理のタイミングの一例を示す図
【図6】信号処理のタイミングの一例を示す図
【図7】動画モード時の処理の流れを示すフローチャート図
【図8】動画モード時の処理の流れを示すフローチャート図(図7の続き)
【図9】静止画モニターモード時の処理の流れを示すフローチャート図
【図10】静止画モニターモード時の処理の流れを示すフローチャート図(図9の続き)
【図11】静止画撮影モード時の処理の流れを示すフローチャート図
【図12】静止画撮影モード時の処理の流れを示すフローチャート図(図11の続き)
【符号の説明】
0101 CCDイメージセンサ
0102 A/D変換部
0103 A/D変換部
0104 第一セレクタ
0105 第一セレクタ
0106 第一ラインバッファ部
0107 第一ラインバッファ部
0108 画像信号処理部
0109 第二ラインバッファ部
0110 水平縮小処理部
0111 水平縮小処理部
0112 第三ラインバッファ部
0113 第三ラインバッファ部
0114 第四格納部
0115 第二セレクタ
0116 フレームデータ格納部
0117 ライン数拡大処理部
0118 半ラインデータ取得部
0119 半分静止画データ入力部
0120 半分静止画データ入力部
0121 静止画データ格納部
0122 全体構成部

Claims (4)

  1. 二つの読出部を有するCCDイメージセンサを備えた撮像装置において、
    前記二つの読出部のそれぞれから読み出されたデータを入力して格納する二つの第一ラインバッファ部と、
    前記二つの第一ラインバッファ部に格納されたデータを前記二つの第一ラインバッファ部に入力される際のビット幅の2倍のビット幅で読み出し画像信号処理を行う画像信号処理部と、
    を有する撮像装置。
  2. 前記画像信号処理部にて画像信号処理されることで生成される輝度、色差信号を格納する第二ラインバッファ部と、
    前記第二ラインバッファ部に格納された前記輝度、色差信号からなるデータを順次呼び出し、水平縮小処理をする二つの水平縮小処理部と、
    前記二つの水平縮小処理部で処理されたデータをそれぞれ格納する二つの第三ラインバッファ部と、
    前記二つの第三ラインバッファ部に格納されたデータを一水平同期期間内に1ライン分の出力が可能な状態で格納する第四格納部と、
    を有する請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記第四格納部に格納されたデータから1フレーム分のデータを格納するフレームデータ格納部と、
    前記フレームデータ格納部に格納された1フレーム分のデータを、モニターに出力するライン数の2倍のライン数とするライン数拡大処理を行うライン数拡大処理部と、
    前記ライン数拡大処理部にて拡大処理されたデータのうち半分のライン数分のデータを得る半ラインデータ取得部と、
    を有する請求項2に記載の撮像装置。
  4. 静止画のデータを格納するための静止画データ格納部と、
    2ラインについて1つの割合で垂直転送レジスタを有するCCDイメージセンサから1フレームについて半分のライン数分の静止画データを前記静止画データ格納部に入力する半分静止画データ入力部と、
    を有し、
    前記静止画データ格納部に格納された前記CCDイメージセンサからの静止画像全体のデータの内の半分のライン数分の静止画データと、残り半分のライン数分の静止画データと、を利用して静止画全体のデータを構成する全体構成部と、を有する請求項1から3のいずれか一に記載の撮像装置。
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