JPH012480A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH012480A JPH012480A JP62-158187A JP15818787A JPH012480A JP H012480 A JPH012480 A JP H012480A JP 15818787 A JP15818787 A JP 15818787A JP H012480 A JPH012480 A JP H012480A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は画像を電気信号に変換する撮像装置に関するも
のであり、特に高速に動いている被写体を撮像するのに
適したビデオカメラなどの撮像装置6に関するものであ
る。
のであり、特に高速に動いている被写体を撮像するのに
適したビデオカメラなどの撮像装置6に関するものであ
る。
従来の技術
従来の撮像装置に用いられている撮像素子の構成を第1
3図に示す。図において、1は水平走査を行なう水平転
送部(以下H−CCDと略す)、2は信号電荷を一時蓄
積する蓄積部、3は光学像を光電変換する撮像部で、垂
直走査を行う垂直転送部(以下V−CCDと略す)5と
ホトダイオード63〜6cより構成される。4は不要信
号を掃出ずろ掃出し部である。
3図に示す。図において、1は水平走査を行なう水平転
送部(以下H−CCDと略す)、2は信号電荷を一時蓄
積する蓄積部、3は光学像を光電変換する撮像部で、垂
直走査を行う垂直転送部(以下V−CCDと略す)5と
ホトダイオード63〜6cより構成される。4は不要信
号を掃出ずろ掃出し部である。
以上のように構成されている撮像素子は第14図に示す
順序で駆動される。
順序で駆動される。
垂直ブランキング期間の期間aにおいて、ホトダイオー
ド6よりV−CCD5に信号電荷が読込まれる。V−C
CD5に読出された信号電荷は、期間6において撮像部
3から蓄債部2へ高速転送される。蓄債部2は1フイー
ルドの画像信号に対し、たとえばl/2の容量となって
いるため、撮像部3にのこっている信号電荷を、走査期
間内の期間Cにおいて、通常の転送つまり1水平走存(
IH)期間で1ライン分の信号電荷を転送する方法によ
り転送する。蓄積部2は撮像部3の信号電荷を水平転送
部1に転送するため、期間C゛において通常転送を行う
。撮像部3において通常転送がされったあと、期間dに
おいてすべてのホトダイオード6より光電変換された電
荷をV−CCD5に読出し、期間eにおいて描出部4へ
高速転送する。このように駆動することにより信号型に
蓄積期間fを期間Cの終わりから期間eの初めまでの間
で任意に設定することができるようになる。したがって
信号電荷蓄積期間を1フィールド期間の1/60秒から
1/120秒以下の任意の長さに設定することが可能と
なり、動きの速い被写体を動きによるボケが少なく撮像
することが可能となる1゜ 発明が解決しようとする間J点 しかしながら上記従来の構成では信号電荷蓄積期間を短
く設定できるが、1秒間に撮像できる画像は60枚(フ
ィールド画)分であり、動きの速いゴルフスイングなど
は3〜4枚の画像しか撮像できず、VTRなどでスロー
再生を行なう場合いう問題点を有していた。
ド6よりV−CCD5に信号電荷が読込まれる。V−C
CD5に読出された信号電荷は、期間6において撮像部
3から蓄債部2へ高速転送される。蓄債部2は1フイー
ルドの画像信号に対し、たとえばl/2の容量となって
いるため、撮像部3にのこっている信号電荷を、走査期
間内の期間Cにおいて、通常の転送つまり1水平走存(
IH)期間で1ライン分の信号電荷を転送する方法によ
り転送する。蓄積部2は撮像部3の信号電荷を水平転送
部1に転送するため、期間C゛において通常転送を行う
。撮像部3において通常転送がされったあと、期間dに
おいてすべてのホトダイオード6より光電変換された電
荷をV−CCD5に読出し、期間eにおいて描出部4へ
高速転送する。このように駆動することにより信号型に
蓄積期間fを期間Cの終わりから期間eの初めまでの間
で任意に設定することができるようになる。したがって
信号電荷蓄積期間を1フィールド期間の1/60秒から
1/120秒以下の任意の長さに設定することが可能と
なり、動きの速い被写体を動きによるボケが少なく撮像
することが可能となる1゜ 発明が解決しようとする間J点 しかしながら上記従来の構成では信号電荷蓄積期間を短
く設定できるが、1秒間に撮像できる画像は60枚(フ
ィールド画)分であり、動きの速いゴルフスイングなど
は3〜4枚の画像しか撮像できず、VTRなどでスロー
再生を行なう場合いう問題点を有していた。
本発明はかかる点に鑑み、信号電荷蓄積期間を短くし、
かつ水平走査の同波数を変化させずに1秒間に撮像でき
る画像の枚数を多くし、特別の信号処理を行なうことな
(民生用のVTRに録画でき、スロー再生を行なう場合
においても十分な時間分解能のある画像を得られる撮像
装置を提供することを目的とする。
かつ水平走査の同波数を変化させずに1秒間に撮像でき
る画像の枚数を多くし、特別の信号処理を行なうことな
(民生用のVTRに録画でき、スロー再生を行なう場合
においても十分な時間分解能のある画像を得られる撮像
装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、1フ
ィールド期間内に異なる蓄積時間を有する複数枚の画像
信号を読出し、近接する上下の信号を混合する垂直転送
部を有する撮像素子を備えたものである。
ィールド期間内に異なる蓄積時間を有する複数枚の画像
信号を読出し、近接する上下の信号を混合する垂直転送
部を有する撮像素子を備えたものである。
作 用
」二足構成により、1フイールドの期間において、2回
以上撮像信号を読出し、読出した撮像信号を混合する。
以上撮像信号を読出し、読出した撮像信号を混合する。
撮像信号を混合することにより、lフィールド期間にお
いて水平方向の走査周波数を変えることなく複数枚の撮
像信号を読出すことを可能にする。たとえば1フィール
ド期間で2枚つまり1秒間に120枚の画像を読出した
場合においても、水平方向の走査は通常の周波数で行な
えるため、録画するVTRも特別な信号処理を行なうこ
となく記録することができ、民生用のV TRに特別な
処理を行なうことなく高速度撮像可能な撮像装置を実現
することができる。
いて水平方向の走査周波数を変えることなく複数枚の撮
像信号を読出すことを可能にする。たとえば1フィール
ド期間で2枚つまり1秒間に120枚の画像を読出した
場合においても、水平方向の走査は通常の周波数で行な
えるため、録画するVTRも特別な信号処理を行なうこ
となく記録することができ、民生用のV TRに特別な
処理を行なうことなく高速度撮像可能な撮像装置を実現
することができる。
実 施 例
以下、本発明の一実施例の撮像装置について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例における撮像装置に用いる撮
像素子の撮像部を示す模式図である。
像素子の撮像部を示す模式図である。
同図において、10は充電変換を行うホトダイオード、
11は光電変換された信号電荷を垂直方向に転送して垂
直走査を行う垂直転送CCD (V−CCDと略す)で
、■1〜v4はv−CODの電極を示す。ここで電Fk
V と電極V、はホトダイ第一ド10からV−CCDI
1に信号を読出すための読出しゲートをかねている。
11は光電変換された信号電荷を垂直方向に転送して垂
直走査を行う垂直転送CCD (V−CCDと略す)で
、■1〜v4はv−CODの電極を示す。ここで電Fk
V と電極V、はホトダイ第一ド10からV−CCDI
1に信号を読出すための読出しゲートをかねている。
12はホトダイオード10とV−CCD 11より成る
垂直転送部、13はV−CCDIIにより転送されて来
た信号電荷を一時だくわえてお(蓄積部、14は水平方
向の走査を行う水平転送部(以下H−CCD七略す)、
15は不要電荷を排出するだめの提出部である。なお、
撮像素子(2次元CCD)自体の駆動を含む一般的動作
説明は良く知られているので、ここではその詳細な説明
は省略する。
垂直転送部、13はV−CCDIIにより転送されて来
た信号電荷を一時だくわえてお(蓄積部、14は水平方
向の走査を行う水平転送部(以下H−CCD七略す)、
15は不要電荷を排出するだめの提出部である。なお、
撮像素子(2次元CCD)自体の駆動を含む一般的動作
説明は良く知られているので、ここではその詳細な説明
は省略する。
次に第2図は本発明の一実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
20は第1図に示した撮像素子(CCD)、21はCC
D20の出力信号の信号処理を行なうプロセス回路、2
2は必要とされる同期信号、バースト信号などを付加す
るエンコーダ、23はCCD20を駆動するための駆動
回路、24は駆動波![ニのタイミングを定めるパルス
発生回路、25は駆動回路23、パルス発生回路24よ
り構成される駆動部、26は撮像素子20に結像を行う
光学系である。
D20の出力信号の信号処理を行なうプロセス回路、2
2は必要とされる同期信号、バースト信号などを付加す
るエンコーダ、23はCCD20を駆動するための駆動
回路、24は駆動波![ニのタイミングを定めるパルス
発生回路、25は駆動回路23、パルス発生回路24よ
り構成される駆動部、26は撮像素子20に結像を行う
光学系である。
以上の様に構成された本実施例の撮像装置について以下
その動作を説明する。
その動作を説明する。
レンズを含む光学系26により結像した光学像を撮像素
子(CCD)20により光電変換する。
子(CCD)20により光電変換する。
CCD20より得られた信号を所定のレベルに増幅し、
アパーチャ補正、γ補正などをプロセス回路21で行う
。プロセス回路21よりの出力信号にブランキング、同
期信号を付加し、所定の電圧レベルに変換してエンコー
ダ22より出力する。
アパーチャ補正、γ補正などをプロセス回路21で行う
。プロセス回路21よりの出力信号にブランキング、同
期信号を付加し、所定の電圧レベルに変換してエンコー
ダ22より出力する。
CCD20を駆動するための駆動部25の動作は以下に
示す動作を行なう。第3図に駆動部25で発生するCC
D20の駆動タイミングを示す。
示す動作を行なう。第3図に駆動部25で発生するCC
D20の駆動タイミングを示す。
なお、同図において、aは垂直ブランキング期間と有効
走査期間の関係、bは垂直転送のV−CCDの駆動タイ
ミング、Cは蓄積部のCCDの駆動タイミングを模式的
に示している。
走査期間の関係、bは垂直転送のV−CCDの駆動タイ
ミング、Cは蓄積部のCCDの駆動タイミングを模式的
に示している。
まず垂直ブランキング期間内において後述する読出制御
1(r、)を行ない必要なホトダイオードの信号電荷を
読出し、混合する。
1(r、)を行ない必要なホトダイオードの信号電荷を
読出し、混合する。
読出制御はr、〜r4までの4通り行なうが、それぞれ
の信号の読出方法を第4図に示す。第4図において矢印
の1〜3は信号電荷の転送順を示すものである。信シ)
電荷をV−CCDI 1に読出しく矢印1)、混合(矢
印2)した後に高速転送り。
の信号の読出方法を第4図に示す。第4図において矢印
の1〜3は信号電荷の転送順を示すものである。信シ)
電荷をV−CCDI 1に読出しく矢印1)、混合(矢
印2)した後に高速転送り。
を行ない信号電荷を蓄積部13に転送する。同じタイミ
ングにおいて蓄積部13においても高速転送111゛
を行ない、蓄積部13のすべてに信号電荷が転送され
た時点で高速転送り、、l+、’は終了する。次に通常
転送n、、n、゛は、垂直プラン−1−ングの終る直前
よりスタートし、信号電荷がずべてH−CCD 14に
転送し終わった時点で終了する。垂直転送部12の通常
転送は垂直ブランキング期間に高速転送により信号電荷
を転送した分だけ早く終了する。次の読出制御(r2)
を行う」、での期間に必要であれば、ホトダイオードが
ら不要電荷の読出〈全画素読出e1)と電荷排出のため
の掃出転送S1を行う。通常転送口1°は垂n″C転送
部12で信号電荷を混合し、後述するように垂直転送を
2倍の速度で行なうため、一般の172の期間で通常転
送n、 ゛が終了する。垂直転送部に12においては
n、 ゛の通常転送が終了する前に読出制aTI (
r 2 )を行ない通常転送n1′終了直後に高速転送
h2.h2°を行なう。これ以降の信号の転送方法は高
速転送り、、h、’と同じであるので説明は省略する。
ングにおいて蓄積部13においても高速転送111゛
を行ない、蓄積部13のすべてに信号電荷が転送され
た時点で高速転送り、、l+、’は終了する。次に通常
転送n、、n、゛は、垂直プラン−1−ングの終る直前
よりスタートし、信号電荷がずべてH−CCD 14に
転送し終わった時点で終了する。垂直転送部12の通常
転送は垂直ブランキング期間に高速転送により信号電荷
を転送した分だけ早く終了する。次の読出制御(r2)
を行う」、での期間に必要であれば、ホトダイオードが
ら不要電荷の読出〈全画素読出e1)と電荷排出のため
の掃出転送S1を行う。通常転送口1°は垂n″C転送
部12で信号電荷を混合し、後述するように垂直転送を
2倍の速度で行なうため、一般の172の期間で通常転
送n、 ゛が終了する。垂直転送部に12においては
n、 ゛の通常転送が終了する前に読出制aTI (
r 2 )を行ない通常転送n1′終了直後に高速転送
h2.h2°を行なう。これ以降の信号の転送方法は高
速転送り、、h、’と同じであるので説明は省略する。
異なるのは読出制御r、〜r4であり、これは第4図に
示すとうりである。
示すとうりである。
次に第4図の読出制御を行うときの駆動波形の一例を第
5図に示す。
5図に示す。
第5図において、φ1〜φ4は垂直転送部及び蓄積部の
それぞれの電極に対応させて入力されるパルス信号であ
る。第5図の読出制御部分で1〜3で示す期間は第4図
の矢印1〜3の電荷転送に対応する。読出制御部分につ
づいて高速転送部分のパルスが続いて加えられ、垂iB
転送部12から蓄積部13への信号電荷転送時に信号電
荷を再び混合して転送する。混合することにより蓄積部
13の駆動パルス第5図すは垂直転送部12の駆動パル
スの周期の2倍にすることが可能となる。これにより第
4図に混合範囲の矢印で示した領域内のホトダイオード
の信号が混合されて読出され、その水平走査ライン数は
通常の走査ライン数の1.′2になり、したがって走査
に必要な時間も1、、−’ 2となる。したがってのこ
りの1 /’ 2の期間に次の走査を行なうことにより
水平転送のCCDの駆動周波数を上げずに1フイールド
の期間で蓄積期間の異なる画像2枚分の撮像信号がiU
られる。
それぞれの電極に対応させて入力されるパルス信号であ
る。第5図の読出制御部分で1〜3で示す期間は第4図
の矢印1〜3の電荷転送に対応する。読出制御部分につ
づいて高速転送部分のパルスが続いて加えられ、垂iB
転送部12から蓄積部13への信号電荷転送時に信号電
荷を再び混合して転送する。混合することにより蓄積部
13の駆動パルス第5図すは垂直転送部12の駆動パル
スの周期の2倍にすることが可能となる。これにより第
4図に混合範囲の矢印で示した領域内のホトダイオード
の信号が混合されて読出され、その水平走査ライン数は
通常の走査ライン数の1.′2になり、したがって走査
に必要な時間も1、、−’ 2となる。したがってのこ
りの1 /’ 2の期間に次の走査を行なうことにより
水平転送のCCDの駆動周波数を上げずに1フイールド
の期間で蓄積期間の異なる画像2枚分の撮像信号がiU
られる。
第6図は蓄積期間の差による撮像信号の信号電荷の異な
りを示す模式図である。第6図は動いでいる車を撮像し
た例であり、同図aは撮像素子のホトダイオード上での
信号電荷の異なりを示し、同図すは前述した走査を行な
った後に得られる撮像信号を示す。このようにした撮像
索子から読出した信号はlフィールド期間で異なる蓄積
期間を有する2枚の画像となる。そしてこの信号をプロ
セス回路21とエンコーダ22により必要とされる信号
ホーマットに変換して出力する。
りを示す模式図である。第6図は動いでいる車を撮像し
た例であり、同図aは撮像素子のホトダイオード上での
信号電荷の異なりを示し、同図すは前述した走査を行な
った後に得られる撮像信号を示す。このようにした撮像
索子から読出した信号はlフィールド期間で異なる蓄積
期間を有する2枚の画像となる。そしてこの信号をプロ
セス回路21とエンコーダ22により必要とされる信号
ホーマットに変換して出力する。
以上のように本実施例によれば、撮像素子のホトダイオ
ードから信号電荷の読出しと信号の走査を制御すること
により、1フィールド期間に2つの漢なるM b1期間
を持つ2枚の;”’l像信号を得ることができる。そし
て同時に水平、垂直の走査周波数は通常の走査と何ら変
らないため家庭用のVTRにも何ら問題なく記録するこ
とができ、容易に2倍速撮像と2倍速記録が可能なテレ
ビカメラなどの撮像装置が実現できる。
ードから信号電荷の読出しと信号の走査を制御すること
により、1フィールド期間に2つの漢なるM b1期間
を持つ2枚の;”’l像信号を得ることができる。そし
て同時に水平、垂直の走査周波数は通常の走査と何ら変
らないため家庭用のVTRにも何ら問題なく記録するこ
とができ、容易に2倍速撮像と2倍速記録が可能なテレ
ビカメラなどの撮像装置が実現できる。
なおこの実施例においてはスミアなどの不要電荷の掃出
駆動を行なうため、撮像素子に蓄積部を有するものを用
いたが、描出駆動が不要な場合には蓄積部のない撮像素
子を用い、垂直転送部から蓄積部への信号電荷転送時の
信号電荷混合は、垂直転送部から水平転送部への信号電
荷転送時に行うことにより2倍速撮像が実現できる。
駆動を行なうため、撮像素子に蓄積部を有するものを用
いたが、描出駆動が不要な場合には蓄積部のない撮像素
子を用い、垂直転送部から蓄積部への信号電荷転送時の
信号電荷混合は、垂直転送部から水平転送部への信号電
荷転送時に行うことにより2倍速撮像が実現できる。
次に第7図は本発明の第2の実施例の撮像素子の垂直転
送部を示す模式図である。同図において第1の実施例の
構成と異なるのはホトダイオード10に色フィルタを付
けた点とV−CCDの電極のvlとv3をそれぞれ独立
した4種類の電極に分けた点である。第6図において1
01〜104は光電変換を行なうホトダイオードであり
、その上にはW(白色)、G(緑色)、Cy(シアン色
)、Ye(黄色)の色フィルタを付けている。11はホ
トダイオードて光電変換した信号電荷を垂直方向に走査
を行なうための垂直転送CCD (以下V−CCD)
であり、V、 〜V4L!V −CCDi/)電極を示
す。垂直転送部において従来のインターライントランス
ファーCCD (IT−CCD)と異なるのはV−CC
Dの電極のVlとV、を4種類に分類しVII〜VI4
とV31””V34としている点にある。各電極を4種
類に分類することによりホトダイオードで充電変換した
信号電荷を独立して読出せるようにする。その他の部分
は第1図に示した第1の実施例と同じである。
送部を示す模式図である。同図において第1の実施例の
構成と異なるのはホトダイオード10に色フィルタを付
けた点とV−CCDの電極のvlとv3をそれぞれ独立
した4種類の電極に分けた点である。第6図において1
01〜104は光電変換を行なうホトダイオードであり
、その上にはW(白色)、G(緑色)、Cy(シアン色
)、Ye(黄色)の色フィルタを付けている。11はホ
トダイオードて光電変換した信号電荷を垂直方向に走査
を行なうための垂直転送CCD (以下V−CCD)
であり、V、 〜V4L!V −CCDi/)電極を示
す。垂直転送部において従来のインターライントランス
ファーCCD (IT−CCD)と異なるのはV−CC
Dの電極のVlとV、を4種類に分類しVII〜VI4
とV31””V34としている点にある。各電極を4種
類に分類することによりホトダイオードで充電変換した
信号電荷を独立して読出せるようにする。その他の部分
は第1図に示した第1の実施例と同じである。
撮像素子の基本的な駆動タイミングは第1の実施例と同
様であり第2図に示すとおりである。異なるのはr1〜
r4の各読出制御の方法である。第8図に各読出制御r
1〜r4の順序を示す。第8図中矢印の数字は信号電荷
を転送する順序を示すものである。
様であり第2図に示すとおりである。異なるのはr1〜
r4の各読出制御の方法である。第8図に各読出制御r
1〜r4の順序を示す。第8図中矢印の数字は信号電荷
を転送する順序を示すものである。
読出制御r1の読出順序を第8図aに示す。
最初1: V −CCD (7)電極vI3と電極V、
4+=WとCyの信号電荷を読出しく矢Fil 1 ’
) 、この電荷を2、電極V と電極v32に転送する
(矢印2)。次に電極V と電極v12にWとGの信号
電荷を読出しI (矢印3)、矢印1で読出た信号電荷と、WはWとCy
はcyと混合しく矢印4)、電荷を転送する。以上の様
にして上下の同じ色フィルターの信号電荷を混合し、画
素信号数を1/2に圧縮して垂直方向に転送を行なう。
4+=WとCyの信号電荷を読出しく矢Fil 1 ’
) 、この電荷を2、電極V と電極v32に転送する
(矢印2)。次に電極V と電極v12にWとGの信号
電荷を読出しI (矢印3)、矢印1で読出た信号電荷と、WはWとCy
はcyと混合しく矢印4)、電荷を転送する。以上の様
にして上下の同じ色フィルターの信号電荷を混合し、画
素信号数を1/2に圧縮して垂直方向に転送を行なう。
次に読出制御r、では信号電荷を読出す方法は、読出制
御r1と同様に電極v1に対応した画素の信号電荷を読
出すが、信号電荷の混合の方法が異なる。読出制御rの
読出順序を第3図すに示す。まず最初にV−CCDI
lの電極VI+と電極V12にWとCyの信号電荷を読
出す(矢印1)。
御r1と同様に電極v1に対応した画素の信号電荷を読
出すが、信号電荷の混合の方法が異なる。読出制御rの
読出順序を第3図すに示す。まず最初にV−CCDI
lの電極VI+と電極V12にWとCyの信号電荷を読
出す(矢印1)。
次に電極v33と電極v34まで信号電荷を転送する(
矢印2)。このとき、電極v13と電極v14にWとC
yの信号電荷を読出しく矢印3)、矢印1で示す読出し
た信号電荷と、WはWとCyはcyと混合しく矢印4)
電荷を転送する。
矢印2)。このとき、電極v13と電極v14にWとC
yの信号電荷を読出しく矢印3)、矢印1で示す読出し
た信号電荷と、WはWとCyはcyと混合しく矢印4)
電荷を転送する。
読出制御rr も上述の読出制御r、、r、、と3’
4 同様に行ない、その読出順序を第8図中矢印に示し、そ
して同図の矢印1から4の順序で信号電荷を読出す。
4 同様に行ない、その読出順序を第8図中矢印に示し、そ
して同図の矢印1から4の順序で信号電荷を読出す。
次に電荷転送時のV−CCDの駆動パルス及び蓄積部の
駆動パルス波形を第9図に示す。第9図中の期間1〜4
は第8図で1〜4の矢印で示す駆動に対応するものであ
る。R1期間内の期間4以後の駆動パルス波形は通常の
順次V−CCDの電極V4〜V1方向への転送となる。
駆動パルス波形を第9図に示す。第9図中の期間1〜4
は第8図で1〜4の矢印で示す駆動に対応するものであ
る。R1期間内の期間4以後の駆動パルス波形は通常の
順次V−CCDの電極V4〜V1方向への転送となる。
また垂直転送部から蓄積部への信号電荷の転送は、垂直
転送部の2回の転送に対し、蓄積部では1回の転送とな
るように対応させる。
転送部の2回の転送に対し、蓄積部では1回の転送とな
るように対応させる。
この信号電荷の対応関係を第9図に示す。
第9図に示すように垂直方向に信号電荷の間隔を圧縮し
て転送することにより、蓄積部の蓄積容量を従来の17
′2に圧縮でき、また蓄積部の駆動パルスの周波数は垂
直転送部の駆動パルスの1./2にできる。以上説明し
た方法により水平方向の電荷転送を行なうパルスの駆動
周波数を変えることなくl/2の時間で1画面の信号電
荷をすべて走査することが可能となる。したがって1フ
イールドの期間に蓄積期間の異なる2枚の画像を得るこ
とが出来る。
て転送することにより、蓄積部の蓄積容量を従来の17
′2に圧縮でき、また蓄積部の駆動パルスの周波数は垂
直転送部の駆動パルスの1./2にできる。以上説明し
た方法により水平方向の電荷転送を行なうパルスの駆動
周波数を変えることなくl/2の時間で1画面の信号電
荷をすべて走査することが可能となる。したがって1フ
イールドの期間に蓄積期間の異なる2枚の画像を得るこ
とが出来る。
以上の様にしてi!Iられた信)電荷の色フィルタ別の
並びは通常モード(1フィールド期間に1枚の画像信号
を読出すモード)と同じであり、色分離回路などの信号
プロセス回路は基本的に従来のものをそのまま使用する
ことが出来る。色分離は次式のように行なう。
並びは通常モード(1フィールド期間に1枚の画像信号
を読出すモード)と同じであり、色分離回路などの信号
プロセス回路は基本的に従来のものをそのまま使用する
ことが出来る。色分離は次式のように行なう。
R= (W−Cy)+ (Ye−G)
B−(W−Ye)+ (Cy−G)
ここでRは赤色、Bは青色信号である。緑色信号Gは画
素信号をそのままサンプリングして用いる。R,G、B
それぞれの信号にγ処理を行ない、輝度信号2色差信号
を合成し、標準TV信号であるN T S C方式やP
AL方式の信号にエンコードして出力する。信号処理回
路の構成は第1の実施例と同様である。
素信号をそのままサンプリングして用いる。R,G、B
それぞれの信号にγ処理を行ない、輝度信号2色差信号
を合成し、標準TV信号であるN T S C方式やP
AL方式の信号にエンコードして出力する。信号処理回
路の構成は第1の実施例と同様である。
以上の様に本実施例によれば、撮像素子を1つ用いる単
板のカラー撮像装置において撮像素子(CCD)の垂直
転送部の電極を独立に制σ(1し、1フレ一ム期間に複
数枚の画像信号を読出し、垂直方向に信号電荷を混合す
ることにより、水平方向の走査の周波数を上げることな
く248速撮像(1フレ一ム期間で2枚の画像信号を得
る撮像)が可能となり、一般の民生用ビデオカメラにお
いても倍速撮像が可能となる。また本実施例の撮像装置
は、撮像素子に加えるパルスを切換、通常の転送を行な
うことにより1フイールドに1枚の画像信号を読出す通
常モードの撮像装置となり、また2倍速モードの撮像時
においても水平、垂直の走査周波数は標準TV信号のま
まであり、一般の民生用VTRに容易に録画できる。
板のカラー撮像装置において撮像素子(CCD)の垂直
転送部の電極を独立に制σ(1し、1フレ一ム期間に複
数枚の画像信号を読出し、垂直方向に信号電荷を混合す
ることにより、水平方向の走査の周波数を上げることな
く248速撮像(1フレ一ム期間で2枚の画像信号を得
る撮像)が可能となり、一般の民生用ビデオカメラにお
いても倍速撮像が可能となる。また本実施例の撮像装置
は、撮像素子に加えるパルスを切換、通常の転送を行な
うことにより1フイールドに1枚の画像信号を読出す通
常モードの撮像装置となり、また2倍速モードの撮像時
においても水平、垂直の走査周波数は標準TV信号のま
まであり、一般の民生用VTRに容易に録画できる。
次に第11図は本発明の第3の実施例の撮像装置のブロ
ック図である。同図において21は撮像素子20の信号
にγ補正やアパーヂャ補正を行なうプロセス回路、22
はTVの標準信号に変換するエンコーダ、23は撮像素
子を駆動する駆動回路、24は必要とするタイミングを
発生するパルス発生回路、26は光学系で、以上は第2
の構成と同様なものであり、同符号を付してその詳細な
説明は省略する。第2の構成と異なるのは、27のメモ
リーと28の切換スイッチを設けた点であり、撮像素子
20については、蓄積部13がない構造となっている点
である。
ック図である。同図において21は撮像素子20の信号
にγ補正やアパーヂャ補正を行なうプロセス回路、22
はTVの標準信号に変換するエンコーダ、23は撮像素
子を駆動する駆動回路、24は必要とするタイミングを
発生するパルス発生回路、26は光学系で、以上は第2
の構成と同様なものであり、同符号を付してその詳細な
説明は省略する。第2の構成と異なるのは、27のメモ
リーと28の切換スイッチを設けた点であり、撮像素子
20については、蓄積部13がない構造となっている点
である。
上記のように構成された第3の実施例について、以下そ
の動作を説明する。
の動作を説明する。
第12図に撮像素子の駆動タイミングの概要を示す。第
3図に示した第1の実施例のタイミングと異なるのは信
号の高速転送と不要電荷の掃出転送を行なわない点であ
る。読出し制御r1〜「4は第1の実施例と同様に行な
い、また垂直方向の通常転送01〜n4も第1の実施例
と同様に行なう。
3図に示した第1の実施例のタイミングと異なるのは信
号の高速転送と不要電荷の掃出転送を行なわない点であ
る。読出し制御r1〜「4は第1の実施例と同様に行な
い、また垂直方向の通常転送01〜n4も第1の実施例
と同様に行なう。
したがってホトダイオードから読出された信号電荷は、
上下方向に混合されて水平転送部(H−CCD)に転送
される。混合された電荷は1水平走査期間(LH刑期間
に1回H−CCDに転送され、通常の水平転送を行ない
撮像素子の出力とする。1フィールド期間にホトダイオ
ードからの信号電荷の読出しを2回(r+とr2又はr
3とr4)行なうため、電荷読出の間に信号出力の17
られない期間tiが発生する。この走査期間に発生した
信号の得られない期間は、信号を一時蓄積する蓄積部を
メモリーにより構成したメモリー回路27と、信号切換
用のスイッチ28を用いることにより補正する。つまり
、例えば通常転送n、時に得られた信号S1をメモリー
回路27によりtiの期間遅延させる。この間スイッチ
28をP2に接続して、信号電荷読出しr2+ r4
の後に、通常転送n 2 、n 4が始まると同時にス
イッチ28をPlに接続し、走査期間において撮像信号
を連続的に出力する。
上下方向に混合されて水平転送部(H−CCD)に転送
される。混合された電荷は1水平走査期間(LH刑期間
に1回H−CCDに転送され、通常の水平転送を行ない
撮像素子の出力とする。1フィールド期間にホトダイオ
ードからの信号電荷の読出しを2回(r+とr2又はr
3とr4)行なうため、電荷読出の間に信号出力の17
られない期間tiが発生する。この走査期間に発生した
信号の得られない期間は、信号を一時蓄積する蓄積部を
メモリーにより構成したメモリー回路27と、信号切換
用のスイッチ28を用いることにより補正する。つまり
、例えば通常転送n、時に得られた信号S1をメモリー
回路27によりtiの期間遅延させる。この間スイッチ
28をP2に接続して、信号電荷読出しr2+ r4
の後に、通常転送n 2 、n 4が始まると同時にス
イッチ28をPlに接続し、走査期間において撮像信号
を連続的に出力する。
以上のように本実施例によれば、撮像素子内部に特別な
蓄積部を持つことなく高速度撮像を可能とすることがで
きる。またこのメモリー回路を用いる方法は第2の実施
例のように単板カラー化方式を用いるものにも同様に適
応できることはいうまでもない。
蓄積部を持つことなく高速度撮像を可能とすることがで
きる。またこのメモリー回路を用いる方法は第2の実施
例のように単板カラー化方式を用いるものにも同様に適
応できることはいうまでもない。
なお、第1の実施例においては撮像素子を1つ用いる白
黒の撮像装置を例として説明したが、これは撮像素子を
3つ用いるカラーの撮像装置にも同様に適応できること
は言うまでもない。
黒の撮像装置を例として説明したが、これは撮像素子を
3つ用いるカラーの撮像装置にも同様に適応できること
は言うまでもない。
また第1.第3の実施例における信号電荷の混合範囲は
各読出制御ごとにその装置を変化さゼているが、位置の
変化はこの方法にかぎる必要はなく、また変化させる必
要がないときは同じ読出制御を行なうことも可能である
。
各読出制御ごとにその装置を変化さゼているが、位置の
変化はこの方法にかぎる必要はなく、また変化させる必
要がないときは同じ読出制御を行なうことも可能である
。
また第2の実施例において用いた色フィルタは一例であ
りこの色フィルタにかぎる必要はない。
りこの色フィルタにかぎる必要はない。
さらに色フィルタの方式はフレーム蓄積方式のもので説
明を行なったがフィールド蓄積方式の色フィルタにおい
ても本発明が適応できるのはいうまでもない。
明を行なったがフィールド蓄積方式の色フィルタにおい
ても本発明が適応できるのはいうまでもない。
さらに本実施例では2倍速の高速度撮像を例として説明
を行ったが、本発明は2倍速の高速度撮像に限る必要は
ない。
を行ったが、本発明は2倍速の高速度撮像に限る必要は
ない。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば水平、垂直の走査周
波数を変更せずに倍速モードでの撮像が可能になり動き
の速い被写体の高速度撮影を容見に実現でき、また容易
にVTRなどに記録でき、その実用的効果は大きい。
波数を変更せずに倍速モードでの撮像が可能になり動き
の速い被写体の高速度撮影を容見に実現でき、また容易
にVTRなどに記録でき、その実用的効果は大きい。
第1図a、bは本発明の一実施例に用いる撮像素子の構
成を示す模式図、第2図は本発明の一実施例の撮像装置
の構成を示すブロック図、第3図は同撮像装置の動作を
説明するタイミングチャート、第4図は同撮像装置の撮
像索子の画素信iシ′の読出し制御を説明する模式図、
第5図は同撮像):S子の動作を説明°4−るタイミン
グチャート、第6図は同撮像素子の動作を説明する模式
図、第7図は本発明の第2の実施例に用いる撮像));
子の(1■成を示す模式図、第8図は同撮像素子の画素
信号の読出し制御を説明する模式図、第9図は同撮像素
子の動作を説明するタイミングチャート、第1014は
同撮像装置の画素信号の転送を説明する模式図、第11
図は本発明の第3の実施例の撮像装置のブロック図、第
12図は同撮像素子の動作を説明するタイミングチャー
ト、第13図は従来の撮像装置に用いられる撮像素子の
構成を示す模式図、第14図は同撮像装置の動作を説明
するタイミングチャートである。 10・・・・・・ホトダイオード、11・・・・・・垂
直転送CCD、12・・・・・・垂直転送部、13・・
・・・・蓄積部、14・・・・・・水平転送部、20・
・・・・・撮像素子、21・・・・・・プロセス回路、
22・・・・・・エンコーダ、23・・・・・・駆動回
路、24・・・・・・パルス発生回路、25・・・・・
・駆動部、26・・・・・・光学系、27・・・・・・
メモリー回路、28・・・・・・切換スイッチ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第2図 第4図 (L) ’Fe、を制mr+ (b)R士制御rz
It)tlt*制御r、 ttL>@出N制御r4
第5図 第6図 (α) (b) 第8図 tLL)畠旭出制#r+ (b)ll#Imrt
LCNJh±1’119rs (d−)盲乞士
WII)ar4− N ll’1寸 N〜i聾 シ &本本 も・番番も。 0 、 2 第10図 第11図 L−一−−−−−−−−−’
成を示す模式図、第2図は本発明の一実施例の撮像装置
の構成を示すブロック図、第3図は同撮像装置の動作を
説明するタイミングチャート、第4図は同撮像装置の撮
像索子の画素信iシ′の読出し制御を説明する模式図、
第5図は同撮像):S子の動作を説明°4−るタイミン
グチャート、第6図は同撮像素子の動作を説明する模式
図、第7図は本発明の第2の実施例に用いる撮像));
子の(1■成を示す模式図、第8図は同撮像素子の画素
信号の読出し制御を説明する模式図、第9図は同撮像素
子の動作を説明するタイミングチャート、第1014は
同撮像装置の画素信号の転送を説明する模式図、第11
図は本発明の第3の実施例の撮像装置のブロック図、第
12図は同撮像素子の動作を説明するタイミングチャー
ト、第13図は従来の撮像装置に用いられる撮像素子の
構成を示す模式図、第14図は同撮像装置の動作を説明
するタイミングチャートである。 10・・・・・・ホトダイオード、11・・・・・・垂
直転送CCD、12・・・・・・垂直転送部、13・・
・・・・蓄積部、14・・・・・・水平転送部、20・
・・・・・撮像素子、21・・・・・・プロセス回路、
22・・・・・・エンコーダ、23・・・・・・駆動回
路、24・・・・・・パルス発生回路、25・・・・・
・駆動部、26・・・・・・光学系、27・・・・・・
メモリー回路、28・・・・・・切換スイッチ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第2図 第4図 (L) ’Fe、を制mr+ (b)R士制御rz
It)tlt*制御r、 ttL>@出N制御r4
第5図 第6図 (α) (b) 第8図 tLL)畠旭出制#r+ (b)ll#Imrt
LCNJh±1’119rs (d−)盲乞士
WII)ar4− N ll’1寸 N〜i聾 シ &本本 も・番番も。 0 、 2 第10図 第11図 L−一−−−−−−−−−’
Claims (2)
- (1)2次元光学像を光電変換する複数個のホトダイオ
ードと、前記複数のホトダイオードの所定のホトダイオ
ードから画像信号を1フィールド期間に異なる蓄積時間
を有して2画像分以上読み出し近接する上下の所定の信
号を混合する垂直転送部とを有する撮像素子と、前記撮
像素子の画像信号の読出し及び混合を制御する駆動部と
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - (2)撮像素子は、垂直転送部から転送される信号電荷
を一時蓄える蓄積部を備えたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62-158187A JPH012480A (ja) | 1987-06-25 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62-158187A JPH012480A (ja) | 1987-06-25 | 撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS642480A JPS642480A (en) | 1989-01-06 |
JPH012480A true JPH012480A (ja) | 1989-01-06 |
Family
ID=
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