JP4661222B2

JP4661222B2 - ビデオカメラ

Info

Publication number: JP4661222B2
Application number: JP2005000889A
Authority: JP
Inventors: 斉中村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-01-05
Also published as: JP2006191308A

Description

本発明は、例えばテレビジョン放送等の中継現場やスタジオ撮影等に用いるビデオカメラに関するものである。

テレビジョン放送局等で用いられている高品位のテレビジョン信号のフォーマットとして、一般的に、ＳＭＰＴＥ（Society of Motion Picture and Television Engineers）の１０８０/６０ｉ方式又は７２０/６０ｐ方式が採用されている。

１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号は、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式、伝送レートが６０フィールド/１秒間のテレビジョン信号の方式である。

７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号は、水平方向の画素数が７２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式、伝送レートが６０フレーム/１秒間のテレビジョン信号の方式である。

近年のスタジオ用のビデオカメラは、１０８０/６０ｉ方式及び７２０/６０ｐ方式の両方方式のテレビジョン信号に対応できるようになっている。１０８０/６０ｉ方式及び７２０/６０ｐ方式の両方方式に対応させる方法は、下記のようにいくつかあるが、それぞれに欠点がある。

--第１の方法--
第１の方法は、１０８０/６０ｉ方式で駆動されるＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用い、１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号を出力する場合にはＣＣＤから得られた画像信号をそのまま用い、７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号を出力する場合には、１０８０/６０ｉ方式の画像信号から７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号に変換する方法である。第１の方法の欠点としては、７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号を出力する場合、水平方向の変換は画素の多いものから少ないものへの変換であるので画質的には問題ないが、垂直方向の変換はインターレースからプログレッシブへの変換となるので、撮像素子自体が７２０/６０ｐ方式で動作する撮像素子を使用する場合に比べて画質が劣ってしまうことである。

--第２の方法--
第２の方法は、撮像素子を垂直方向に増やし、その組み合わせを変えることで、それぞれの方式に相当する走査線数にする方法である。第２の方法は、最適な垂直方向の画素を得ることは可能だがそれぞれの方式によって要求される撮像素子の前の光学的なフィルター特性が変わってしまい実用的ではない。

本発明は、以上のような課題を解決するものであり、１０８０/６０ｉ方式及び７２０/６０ｐ方式の両方式のテレビジョン信号を出力が可能であり、いずれの方式のテレビジョン信号も高画質であるビデオカメラを提供することを目的とする。

本発明に係るビデオカメラは、被写体を撮像し、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式、又は、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式の画像信号を出力する撮像素子と、垂直同期パルス及び水平同期パルスを発生して、上記撮像素子の駆動制御を行う駆動パルス発生手段と、上記撮像素子から出力された画像信号に対して所定の処理を行う画像処理手段と、上記画像処理手段から出力された画像信号を所定の動画像フォーマットのテレビジョン信号に変換するフォーマット変換手段とを備え、上記駆動パルス発生手段には、上記垂直同期パルスのプラス側差動信号を出力する出力端子と、該垂直同期パルスのマイナス側差動信号を出力する出力端子とを有する出力増幅器を有し、該出力増幅器のプラス側差動信号を出力する出力端子とマイナス側差動信号を出力する出力端子との間には、ＬＣフィルタが接続されており、上記ＬＣフィルタは、上記出力増幅器と上記撮像素子との間の差動伝送路の伝送特性が、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式に対応した周波数、及び、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式に対応した周波数の２つの共振点をもつように、周波数特性が設定され、上記フォーマット変換手段は、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式の画像信号が入力され、入力された画像信号を、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式のテレビジョン信号、又は、水平方向の画素数が１２８０ドット，垂直方向のライン数が７２０ラインのプログレッシブ方式のテレビジョン信号のいずれか一方の方式に変換し、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式のテレビジョン信号を出力するとき、上記駆動パルス発生手段により水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式の画像信号を出力するように上記撮像素子を駆動制御して、上記画像処理手段により所定の処理を行った画像信号を出力し、水平方向の画素数が１２８０ドット，垂直方向のライン数が７２０ラインのプログレッシブ方式のテレビジョン信号を出力するとき、上記駆動パルス発生手段により、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式の画像信号を出力するように上記撮像素子を駆動制御して、上記フォーマット変換手段により動画像フォーマットに変換したテレビジョン信号を出力する。

以上の本発明に係るビデオカメラでは、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式のテレビジョン信号を出力するとき、駆動パルス発生手段により水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式の画像信号を出力するように撮像素子を駆動制御して、画像処理手段により所定の処理を行った画像信号を出力し、水平方向の画素数が１２８０ドット，垂直方向のライン数が７２０ラインのプログレッシブ方式のテレビジョン信号を出力するとき、駆動パルス発生手段により、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式の画像信号を出力するように撮像素子を駆動制御して、フォーマット変換手段により動画像フォーマットに変換したテレビジョン信号を出力する。

このことにより、本発明に係るビデオカメラでは、１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号を得たいときは撮像素子を１０８０/６０ｉ方式で駆動し、７２０/６０ｐのテレビジョン信号を得たい時にのみにフォーマット変換手段を動作させることで、１０８０/６０ｐ方式及び１０８０/６０ｉのどちらで撮像素子を駆動した場合にも消費電力を抑えつつ、１０８０/６０ｉ方式及び７２０/６０ｐ方式の両方式のテレビジョン信号を高画質で出力することができる。

本発明が適用されたカメラシステムについて、以下、図面を参照して説明をする。

本発明が適用されたカメラシステム１は、図１に示すように、被写体の撮像を行い、撮像して得られた画像信号に基づき１０８０/６０ｉ方式又は７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号を出力するカメラヘッドユニット（ＣＨＵ）２と、ＣＨＵ２の遠隔制御及びＣＨＵ２から出力されたテレビジョン信号の記録及び編集を行うカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）３とから構成される。ＣＨＵ２から出力されたテレビジョン信号は、伝送ケーブルや無線伝送によりＣＣＵ３に伝送される。

なお、１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号とは、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式、伝送レートが６０フィールド/１秒間のＳＭＰＴＥに規定されたテレビジョン信号である。

７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号とは、水平方向の画素数が７２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式、伝送レートが６０フレーム/１秒間のＳＭＰＴＥに規定されたテレビジョン信号である。

図２は、カメラヘッドユニット２のブロック構成図である。

カメラヘッドユニット２は、図２に示すように、レンズユニット１１と、撮像素子１２と、アナログ処理及びＡＤ変換部１３と、カメラ信号処理部１４と、フォーマット変換部１５と、出力部１６と、画像変換部１７と、ファインダ１８と、駆動パルス発生部１９とを備えている。

レンズユニット１１は、フォーカスレンズ、ズームレンズ及び絞り羽根等並びにこれらレンズ等を駆動する駆動部が設けられている。レンズユニット１１は、撮像対象となる被写体像光を受光して撮像素子１２の受光面上に結像させる。

撮像素子１２は、ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子である。撮像素子１２は、受光面にマトリクス状に配置された単位画素を有しており、各単位画素が照射された光を光電変換する。撮像素子１２は、マトリクス状に配置された単位画素をスキャンして電気信号を読み出すことにより、画像信号を出力する。撮像素子１２により読み出された画像信号は、アナログ処理及びＡＤ変換部１３に供給される。

アナログ処理及びＡＤ変換部１３は、撮像素子１２から出力された信号に対してクランプや増幅処理等のアナログ処理を行い、Ａ/Ｄ変換を行ってデジタル化する。アナログ処理及びＡＤ変換部１３によりデジタル化された画像信号は、カメラ信号処理部１４に供給される。

カメラ信号処理部１４は、ホワイトバランス処理、収差補正処理、シェーディング処理等の処理等を行う。これらの処理がされた画像信号は、フォーマット変換部１５に供給される。

フォーマット変換部１５は、カメラ信号処理部１４から入力された画像信号のフォーマットを、１０８０/６０ｉ方式又は７２０/６０ｐ方式のフォーマットのテレビジョン信号に変換する。１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号、又は、７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号は出力部１６に供給される。

出力部１６は、１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号又は７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号を、所定の搬送波信号や光信号に変調してカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）に送信する。

画像変換部１７は、フォーマット変換部１５から出力された１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号又は７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号が入力される。画像変換部１７は、入力されたテレビジョン信号を、ファインダ１８により表示するために画像サイズを小さくするとともに、ファインダ１８が動作する所定のテレビジョン信号方式に変換を行う。

ファインダ１８は、撮影確認用の表示装置である。ファインダ１８は、画像変換部１７から出力されたテレビジョン信号を表示して、撮影中の画像を操作者に対して表示する。

駆動パルス発生部１９は、垂直同期パルス及び水平同期パルスを発生して、撮像素子１２の駆動制御を行う。

ここで、駆動パルス発生部１９は、撮像素子１２を１０８０/６０ｐ方式で駆動する。すなわち、撮像素子１２は、１０８０/６０ｐ方式に対応した画像信号を出力する。

１０８０/６０ｐ方式の画像信号とは、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式、伝送レートが６０フィールド/１秒間で撮像素子１２から読み出された画像信号である。すなわち、撮像素子１２は、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式、伝送レートが６０フィールド/１秒間の画像信号を出力する。

フォーマット変換部１５には、１０８０/６０ｐ方式の画像信号が入力される。また、フォーマット変換部１５には、ユーザにより、出力するテレビジョン方式が選択される。つまり、ユーザにより、１０８０/６０ｉ方式又は７２０/６０ｐ方式のいずれか一方の方式が選択される。

１０８０/６０ｉ方式が選択された場合、フォーマット変換部１５は、１０８０/６０ｐ方式の画像信号に基づき、１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号を生成する。また、７２０/６０ｐ方式が選択された場合、フォーマット変換部は、１０８０/６０ｐ方式の画像信号に基づき、７２０/６０ｐ方式のテレビジョン信号を生成する。

このため、ビデオヘッドユニット２では、１０８０/６０ｉ方式及び７２０/６０ｐ方式のどちらの方式のテレビジョン信号も、水平及び垂直ともに画素数が多い１０８０/６０ｐ方式の画像信号を元画像として生成することができる。このため、１０８０/６０ｉ方式及び７２０/６０ｐ方式のいずれの方式のテレビジョン信号を出力する場合にも、元の画像より水平垂直とも画素が少ないのでそれぞれに応じた撮像素子を使う場合より優れた画質の信号を得ることができる。

また、ビデオヘッドユニット２では、１０８０/６０ｐ方式で撮像素子１２を動作させたにもかかわらず、カメラコントロールユニット３へは１０８０/６０ｉ方式及び７２０/６０ｐ方式で伝送する。このため、ビデオヘッドユニット２からカメラコントロールユニット３への伝送レートを少なくし、必要な帯域幅を狭くすることができる。

なお、撮像素子１２は、１０８０/６０ｐ方式で駆動がされるが、内部の回路等や読み出し処理部分に所定の変更を加えることにより、１０８０/６０ｉ方式で駆動できるようにしてもよい。このように変更を加えた場合、１０８０/６０ｉ方式のテレビジョン信号を得たいときは撮像素子１２を１０８０/６０ｉ方式で駆動し、７２０/６０ｐのテレビジョン信号を得たい時にのみに、フォーマット変換部１５を動作させればよい。

また、ＣＣＤは一般に垂直同期パルスにより差動駆動がされるが、ビデオヘッドユニット２では、垂直同期パルスのプラス側差動信号の出力アンプの出力端子と、垂直同期パルスのマイナス側差動信号の出力アンプの出力端子と間に、ＬＣフィルタが設けられている。このＬＣフィルタは、１０８０/６０ｐ方式及び１０８０/６０ｉ方式の両方で駆動される場合には、１０８０/６０ｐ方式に対応した周波数と１０８０/６０ｉ方式に対応した周波数の２つの共振点をもつように、周波数特性が設定されている。このことにより、１０８０/６０ｐ方式及び１０８０/６０ｉのどちらで駆動した場合にも、消費電力を抑えることが可能となる。

本発明が適用されたビデオカメラシステムの模式的な外観図である。カメラヘッドユニットのブロック構成図である。

符号の説明

１カメラシステム、２カメラヘッドユニット、３カメラコントロールユニット、１５フォーマット変換部

Claims

被写体を撮像し、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式、又は、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式の画像信号を出力する撮像素子と、
垂直同期パルス及び水平同期パルスを発生して、上記撮像素子の駆動制御を行う駆動パルス発生手段と、
上記撮像素子から出力された画像信号に対して所定の処理を行う画像処理手段と、
上記画像処理手段から出力された画像信号を所定の動画像フォーマットのテレビジョン信号に変換するフォーマット変換手段とを備え、
上記駆動パルス発生手段は、上記垂直同期パルスのプラス側差動信号を出力する出力端子と、該垂直同期パルスのマイナス側差動信号を出力する出力端子とを有する出力増幅器を有し、該出力増幅器のプラス側差動信号を出力する出力端子とマイナス側差動信号を出力する出力端子との間には、ＬＣフィルタが接続されており、
上記ＬＣフィルタは、上記出力増幅器と上記撮像素子との間の差動伝送路の伝送特性が、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式に対応した周波数、及び、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式に対応した周波数の２つの共振点をもつように、周波数特性が設定され、
上記フォーマット変換手段は、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式の画像信号が入力され、入力された画像信号を、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式のテレビジョン信号、又は、水平方向の画素数が１２８０ドット，垂直方向のライン数が７２０ラインのプログレッシブ方式のテレビジョン信号のいずれか一方の方式に変換し、
水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式のテレビジョン信号を出力するとき、上記駆動パルス発生手段により水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのインターレース方式の画像信号を出力するように上記撮像素子を駆動制御して、上記画像処理手段により所定の処理を行った画像信号を出力し、
水平方向の画素数が１２８０ドット，垂直方向のライン数が７２０ラインのプログレッシブ方式のテレビジョン信号を出力するとき、上記駆動パルス発生手段により、水平方向の画素数が１９２０ドット，垂直方向のライン数が１０８０ラインのプログレッシブ方式の画像信号を出力するように上記撮像素子を駆動制御して、上記フォーマット変換手段により動画像フォーマットに変換したテレビジョン信号を出力するビデオカメラ。