JPH06339146A - Television camera - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a television camera with high practicality in which an image pickup element widely in use is utilized and a high definition picture signal such as a High-Vision signal is obtained with a simple method. CONSTITUTION:Lights R/B, G1, G2 separated by a color separation optical system 14 are made respectively incident on image pickup elements 24, 26, 28 of the PAL system with hand-shake correction function. The image pickup elements 26, 28 for the lights G1, G2 are deviated by one picture element or a 1/2 picture element in the horizontal and vertical direction for the arrangement. Furthermore, Since each image pickup element is driven in the shutter mode and a frame is read, excellent resolution is obtained. Furthermore, a high band component in the obtained signal is interpolated to obtain a wide band signal.

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョンカメラにか
かり、更に具体的には、ＰＡＬなどの従来方式のＣＣＤ
撮像素子を利用して、ハイビジョンなどの従来より高い
解像度の方式に対応する業務用あるいは民生用のハイビ
ジョンカメラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a television camera, and more specifically, a conventional CCD such as PAL.
The present invention relates to a commercial or consumer-use high-definition camera that supports high-definition systems such as high-definition using an image sensor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在のＮＴＳＣ方式のテレビジョンで
は、画面表示は４：３のアスペクト比となっているが、
最近では、より高精細なものとしてハイビジョンが実用
化されている。ハイビジョンの概略の規格は次の表１に
示すようになっており、画面の精細度は従来のＮＴＳＣ
方式よりも３〜５倍となっている。2. Description of the Related Art In the current NTSC television, the screen display has an aspect ratio of 4: 3.
Recently, high-definition HDTV has been put into practical use. The outline standard of high-definition is as shown in Table 1 below.
It is 3 to 5 times that of the method.

【０００３】[0003]

【表１】 [Table 1]

【０００４】この表１に示すように、水平走査線数はＮ
ＴＳＣ方式が５２５本，ＰＡＬ方式が６２５本であるの
に対し、ハイビジョンではそれらの約２倍の１１２５本
となっている。また、水平方向の画素数は１９２０とな
っている。As shown in Table 1, the number of horizontal scanning lines is N
While the TSC system has 525 lines and the PAL system has 625 lines, the number for HDTV is 1125 lines, which is about twice that of them. The number of pixels in the horizontal direction is 1920.

【０００５】このようなハイビジョン用のＣＣＤカメラ
としては、イメージサイズが１インチの２００万画素
（水平１９２０画素×垂直１０３６画素）の撮像素子を
用いたものがある（昭和６３年１０月２８日テレビジョ
ン学会技術報告「ハイビジョンＣＣＤカラーカメラ」参
照）。ところが、このハイビジョンカメラでは、１イン
チ光学系を必要とするため、非常に装置が大型化すると
ともに重量も重くなり、ハンディカメラとしては実用的
とはいえない。As such a high-definition CCD camera, there is one using an image pickup device having an image size of 1 inch and having 2 million pixels (horizontal 1920 pixels × vertical 1036 pixels) (TV October 28, 1988). See the technical report "High-definition CCD color camera". However, since this high-definition camera requires a 1-inch optical system, the device becomes extremely large and heavy, and it cannot be said to be practical as a handy camera.

【０００６】そこで、イメージサイズが２／３インチの
１３０万画素（水平１２５８画素×垂直１０３５画素）
の撮像素子を用いたものが提案されている（１９９１年
１０月２５日テレビジョン学会技術報告「ハイビジョン
小型２／３インチＣＣＤカメラ」、テレビジョン学会誌
Vol.47,No.2,pp.203〜211(1993)「デュアルグリーン方
式を用いたハイビジョン２／３インチ小型ＣＣＤカメ
ラ」参照）。この従来技術によれば、画素数が減って犠
牲になった解像度は空間画素ずらしの手法で補うことに
なる。画素ずらしによる解像度向上手法としては、ＲＧ
Ｂ方式やデュアルグリーン方式がある。Therefore, the image size is 2/3 inch and 1.3 million pixels (1258 horizontal pixels x 1035 vertical pixels).
An image pickup device using the above image pickup device has been proposed (Technical Report of the Television Society of Japan on October 25, 1991, "High-definition small 2 / 3-inch CCD camera", Journal of the Television Society of Japan.
Vol.47, No.2, pp.203 ~ 211 (1993) "High-vision 2/3 inch compact CCD camera using dual green system"). According to this conventional technique, the resolution sacrificed due to the decrease in the number of pixels is compensated by the spatial pixel shift method. As a resolution improving method by shifting pixels, RG is used.
There are B method and dual green method.

【０００７】図１５には、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれに専用の
撮像素子を用いるＲＧＢ方式が示されている。被写体か
らの光は、撮像レンズ１００，色分解光学系１０２によ
ってＲ，Ｇ，Ｂに分解され、Ｒ，Ｇ，Ｂの撮像素子１０
４，１０６，１０８にそれぞれ入射する。各撮像素子の
出力信号は、アンプ１１０，１１２，１１４でそれぞれ
増幅されて出力される。FIG. 15 shows an RGB system using dedicated image pickup devices for R, G, and B, respectively. Light from a subject is decomposed into R, G, and B by the imaging lens 100 and the color separation optical system 102, and the R, G, and B imaging device 10 is separated.
It is incident on 4, 106 and 108, respectively. The output signals of the image pickup devices are amplified by the amplifiers 110, 112 and 114, respectively, and output.

【０００８】この方式では、図１６に示すように、Ｒ，
ＢをＧに対して水平方向に半ピッチ（１／２画素ピッ
チ）ずらした光学的位置に張り合わせる。なお、Ｒ，Ｂ
は同位相である。このような画素ずらしによって、水平
解像度の改善と折り返しノイズのキャンセルを行い、全
体として画質改善を図る。しかし、この方式では、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各分解画像のフォーカス点が異なることによる
倍率色収差が出やすく、Ｒ，Ｇ，Ｂによって画面上にお
ける像の大きさが異なることになる。In this system, as shown in FIG.
B is attached to an optical position which is horizontally displaced from G by a half pitch (1/2 pixel pitch). In addition, R, B
Are in phase. By such pixel shifting, the horizontal resolution is improved and the aliasing noise is canceled to improve the image quality as a whole. However, in this method, R,
Lateral chromatic aberration easily occurs due to different focus points of the G and B separated images, and the image size on the screen differs depending on R, G, and B.

【０００９】次に、図１７には、２つのＧ用撮像素子を
用いるデュアルグリーン方式が示されている。このデュ
アルグリーン方式は、前記ＲＧＢ方式における周辺解像
度低下を改善するために提案されたもので、Ｒ，Ｂには
一枚の撮像素子が用いられ、Ｇには２枚の撮像素子が用
いられる。Next, FIG. 17 shows a dual green system using two G image pickup devices. This dual green method is proposed in order to improve the peripheral resolution reduction in the RGB method, and one image pickup element is used for R and B, and two image pickup elements are used for G.

【００１０】被写体からの光は、撮像レンズ１００，色
分解光学系１２０によって，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ／Ｒに分解
される。Ｇ１，Ｇ２は、撮像素子１２２，１２４にそれ
ぞれ入射する。また、Ｂ／Ｒは、Ｂ，Ｒの色フィルタ１
２６を介して撮像素子１２８に入射する。撮像素子１２
２，１２４の出力信号は、アンプ１３０，１３２でそれ
ぞれ増幅された後、加算器１３４で加算されて出力され
る。また、撮像素子１２８の出力信号は、アンプ１３６
で増幅された後、スイッチ１３８でＲ，Ｂに分離されて
出力される。The light from the subject is separated into G1, G2 and B / R by the image pickup lens 100 and the color separation optical system 120. G1 and G2 are incident on the image pickup devices 122 and 124, respectively. B / R is a color filter 1 for B and R.
It is incident on the image sensor 128 via 26. Image sensor 12
The output signals of 2 and 124 are amplified by amplifiers 130 and 132, respectively, and then added by adder 134 and output. Further, the output signal of the image pickup device 128 is the amplifier 136.
After being amplified by, the signal is separated into R and B by the switch 138 and output.

【００１１】この方式では、図１８に示すように、Ｇ
１，Ｇ２を水平方向に半ピッチずらしており、これによ
って折り返し成分が完全にキャンセルされるとともに、
同じ色チャンネル間で画素ずらしを行っているので、倍
率色収差の影響もない。このように、Ｇの信号について
は高解像度成分を得ることができ、全体として解像度が
向上する。In this system, as shown in FIG.
1 and G2 are horizontally shifted by a half pitch, which completely cancels the aliasing component, and
Since pixels are shifted between the same color channels, there is no influence of lateral chromatic aberration. In this way, a high resolution component can be obtained for the G signal, and the resolution is improved as a whole.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、いずれの方
式であってもハイビジョン用ＣＣＤ撮像素子は現在のと
ころ大変高価であり、より廉価な業務用，民生用のハイ
ビジョンカメラが要望されている。しかし、現在の撮像
素子では全画素について独立で信号読出しを行うことが
できない，安価な光学レンズを用いると倍率色収差が大
きくなるというような制約があり、このようなことも考
慮しなければならない。By the way, the CCD image pickup device for high-definition is very expensive at present regardless of which method is used, and there is a demand for a low-priced high-definition camera for business use and consumer use. However, current image pickup devices have limitations such that signals cannot be read out independently for all pixels, and chromatic aberration of magnification increases when an inexpensive optical lens is used, which must be taken into consideration.

【００１３】本発明は、これらの点に着目したもので、
現在広く利用されている撮像素子を利用して、簡便な手
法でハイビジョンなどの高精細な画像信号を得ることが
できる実用性の高いテレビジョンカメラを提供すること
を、その目的とする。The present invention focuses on these points,
It is an object of the present invention to provide a highly practical television camera capable of obtaining a high-definition image signal such as a high-definition image by a simple method using an image pickup element which is widely used at present.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のテレビジョンカメラは、高精細テレビジョ
ンのアスペクト比に対応する規定領域を設定した手ぶれ
補正機能付きＰＡＬ方式の撮像素子を、Ｇについて複数
用意するとともに画素ずらしを行って配置し、それらを
シャッタモードで駆動してフレーム読出しの手法で信号
を読み出すことを特徴とする。In order to achieve the above object, a television camera of the present invention comprises a PAL type image pickup device with an image stabilization function, in which a prescribed region corresponding to an aspect ratio of a high definition television is set. It is characterized in that a plurality of Gs are prepared, pixels are shifted and arranged, and these are driven in a shutter mode to read a signal by a frame reading method.

【００１５】第２の発明は、前記テレビジョンカメラに
おいて、前記画素ずらしは、いずれか１つのＧの撮像素
子を、他のいずれかのＧの撮像素子に対して、水平又は
垂直の少なくとも一方の方向に、１／２又は１画素ピッ
チずらした画素ずらしであることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the television camera, the pixel shift is such that one of the G image pickup elements is at least one of horizontal and vertical with respect to any of the other G image pickup elements. It is characterized in that the pixels are shifted in the direction by 1/2 or 1 pixel pitch.

【００１６】第３の発明は、前記いずれかのテレビジョ
ンカメラにおいて、Ｂ，Ｒの撮像素子を、Ｂ及びＲの色
フィルタを用いた単板式、Ｂ，Ｒ毎に独立して単板で構
成した２板式、Ｂ＋Ｒ及びＲの色フィルタを用いた単板
式のいずれかの構成としたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in any one of the above television cameras, the B and R image pickup elements are of a single plate type using B and R color filters, and each B and R is a single plate. It is characterized by adopting any one of the two-plate type and the single-plate type using the B + R and R color filters.

【００１７】[0017]

【作用】本発明によれば、現在市販されているＰＡＬ用
の手ぶれ補正機能付きの撮像素子が用いられる。そし
て、Ｇについては複数の撮像素子を用いるとともに、画
素ずらしが行われる。また、各撮像素子は、シャッタモ
ードで駆動されフレーム読出しが行われる。これらの手
法により、得られる画像信号の周波数帯域が広がるよう
になり、安価な撮像素子を用いて良好な帯域特性の映像
信号が得られる。According to the present invention, an image pickup device with a shake correction function for PAL which is currently on the market is used. Then, for G, a plurality of image pickup elements are used and pixel shifting is performed. Further, each image sensor is driven in the shutter mode and frame reading is performed. By these methods, the frequency band of the obtained image signal is widened, and a video signal having excellent band characteristics can be obtained by using an inexpensive image pickup device.

【００１８】[0018]

【実施例】以下、本発明によるテレビジョンカメラの実
施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。Embodiments of a television camera according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【００１９】＜実施例の基本的前提＞まず、以下に示す
各実施例の基本的前提について説明する。 必要な画素数 ハイビジョンの規格については前記表１に概略を示した
が、本発明はこのハイビジョンのフルスペックのビデオ
カメラを得ることを目的としているわけではなく、可能
な限りそれに近いものを安価に得ることを目的としてい
る。例えば、民生用ハイビジョン用ＶＴＲ（いわゆるＷ
−ＶＨＳ）の性能が輝度帯域で１３ＭＨｚ程度，色信号
帯域で４ＭＨｚ程度であるとすると、これ以上の帯域の
画像信号を得たとしてもあまり意味がないことになる。
そこで、このような信号の周波数帯域と必要画素数とを
検討すると、表２に示すようになる。<Basic Assumptions of Embodiments> First, the basic assumptions of each embodiment will be described. The required number of pixels The outline of the high-definition standard is shown in Table 1 above, but the present invention is not intended to obtain a full-spec video camera of high-definition. The purpose is to get. For example, a consumer high definition VTR (so-called W
Assuming that the performance of −VHS) is about 13 MHz in the luminance band and about 4 MHz in the chrominance signal band, it would be meaningless to obtain an image signal in a band higher than this.
Therefore, when the frequency band of such a signal and the required number of pixels are examined, the results are shown in Table 2.

【００２０】[0020]

【表２】 [Table 2]

【００２１】この表２に示すように、まずハイビジョン
のフルスペックである水平１９２０画素の場合には周波
数は３０ＭＨｚ，走査線数９００ＴＶ本となる。水平画
素数を１６１６，８０８，４０４と低減すると、周波数
は２５ＭＨｚ，１２．５ＭＨｚ，６．２５ＭＨｚとな
る。これらの関係からすると、輝度領域で１３ＭＨｚ程
度を得ようとすると、約８００画素，４００ＴＶ本程度
でよいことになる。以下の実施例では、これを目安とし
ている。As shown in Table 2, the frequency is 30 MHz and the number of scanning lines is 900 TV in the case of horizontal 1920 pixels which is a full-spec of high-definition. If the number of horizontal pixels is reduced to 1616,808,404, the frequencies become 25 MHz, 12.5 MHz and 6.25 MHz. From these relationships, it is enough to obtain about 800 pixels and 400 TV lines in order to obtain about 13 MHz in the luminance region. In the following examples, this is a standard.

【００２２】ハイビジョンイメージエリアの設定 次に、撮像素子上におけるハイビジョンのアスペクト比
１６：９に相当するイメージエリアの設定について説明
する。以下の実施例では、一般に提供されている安価な
１／３インチのイメージサイズをもつＰＡＬ方式用の撮
像素子であって、手ぶれ補正されたもの（水平８５８画
素×垂直７２６画素）が用いられる。手ぶれ補正されて
いるため、イメージエリアの全領域で画素数が約２５％
多くなっている。Setting of high-definition image area Next, setting of an image area corresponding to a high-definition aspect ratio of 16: 9 on the image sensor will be described. In the following embodiments, an image pickup element for a PAL system having an inexpensive image size of 1/3 inch, which is generally provided and has been subjected to image stabilization (horizontal 858 pixels × vertical 726 pixels) is used. Image stabilization is about 25% in the whole area of the image area
Is increasing.

【００２３】本実施例では、このようなＰＡＬ方式の市
販の撮像素子をハイビジョン用に利用するが、ハイビジ
ョンのフレーム当りの有効走査線数１０３５ＴＶ本を確
保することは不可能であるので、図６に示すように、そ
の１／２，すなわち５１６ＴＶ本の水平有効走査線数を
確保することとする。そして、この垂直方向の画素数５
１６と、撮像素子の寸法と、ハイビジョンのアスペクト
比横：縦＝１６：９から水平方向の画素数を求めると８
０４画素となる。このようにして求めたハイビジョンの
アスペクト比１６：９の規定領域ＷＨが、同図に斜線で
示されている。In this embodiment, a commercially available image pickup device of the PAL system is used for high-definition, but it is impossible to secure 1035 TV lines of effective scanning lines per frame of high-definition. As shown in (1), 1/2, that is, the number of horizontal effective scanning lines of 516 TV lines is secured. And the number of pixels in this vertical direction is 5
The number of pixels in the horizontal direction is calculated from 16 and the dimensions of the image pickup device and the aspect ratio of high-definition horizontal: vertical = 16: 9.
It is 04 pixels. The specified region WH of the high-definition aspect ratio of 16: 9 thus obtained is indicated by the diagonal lines in the figure.

【００２４】なお、このハイビジョン規定領域ＷＨの撮
像素子上における水平，垂直方向の位置は適宜設定して
もよい。図示の例では、垂直方向はほぼイメージエリア
領域の中央，水平方向は左側に寄せてハイビジョン規定
領域ＷＨが設定されている。このハイビジョン規定領域
ＷＨ以外の不必要な部分の電荷信号の掃捨てと規定領域
ＷＨ内の信号読出し手法については、例えば特願平３−
３２９９４２号として出願されたものがある。表３に
は、ＰＡＬ方式撮像素子の規格例が参考までに示されて
いる。The position of the high definition area WH in the horizontal and vertical directions on the image pickup device may be set appropriately. In the illustrated example, the high-definition prescribed area WH is set near the center of the image area in the vertical direction and to the left in the horizontal direction. As for the method of sweeping away the charge signal in an unnecessary portion other than the high definition area WH and the signal reading method in the specified area WH, for example, Japanese Patent Application No.
Some have been filed as 329942. Table 3 shows a standard example of the PAL system image pickup device for reference.

【００２５】[0025]

【表３】 [Table 3]

【００２６】次に、撮像素子からの信号読出手法につ
いて説明する。よく知られているように、信号読出しの
手法としては、フィールド読出しとフレーム読出しがあ
る。 ａ．フィールド読出し これは垂直方向の２つの画素を同時に読み出す手法で、
通常この手法で信号読出しが行われている。図１６には
その様子が示されており、例えば最初のフィールドで
は、矢印ＦＡ，ＦＢで示すように、２ラインずつ電荷信
号が転送路Ｌから読み出される。そして、次のフィール
ドでは、矢印Ｆａ，Ｆｂで示すように、前回と異なる組
み合わせの２ラインについて電荷信号を読み出すこと
で、インターレースを実現している。２ライン同時読出
しを行うため、信号量はほぼ２倍となるが、解像度が低
下することになる。Next, a signal reading method from the image pickup device will be described. As is well known, there are field reading and frame reading as signal reading methods. a. Field readout This is a method to read out two pixels in the vertical direction at the same time.
Signal reading is usually performed by this method. FIG. 16 shows the situation. For example, in the first field, the charge signals are read from the transfer path L by two lines as indicated by arrows FA and FB. Then, in the next field, as shown by arrows Fa and Fb, the interlace is realized by reading the charge signals from two lines in a combination different from the previous one. Since two lines are read simultaneously, the signal amount is almost doubled, but the resolution is lowered.

【００２７】ｂ．フレーム読出し これは１ラインずつ信号を読み出す手法で、１ラインお
きに信号を読み出すことでインターレースを実現してい
る。図７にはその様子が示されており、例えば最初のフ
ィールドでは、矢印ＦＭ，ＦＮで示すように、１ライン
おきに電荷信号が転送路Ｌから読み出される。そして、
次のフィールドでは、矢印Ｆｍ，Ｆｎで示すように、前
回信号読出しが行われなかったラインについて電荷信号
が読み出される。B. Frame reading This is a method of reading signals line by line, and interlacing is realized by reading signals every other line. This is shown in FIG. 7. For example, in the first field, the charge signal is read from the transfer path L every other line as indicated by arrows FM and FN. And
In the next field, as indicated by arrows Fm and Fn, the charge signal is read for the line where the signal read was not performed previously.

【００２８】１ラインおきに信号が読み出されるため、
垂直解像度は向上するものの電荷の蓄積時間が２ライン
同時読出しの場合の２倍，すなわち通常のテレビジョン
規格では１／３０秒となるので残像現象が生ずる。そこ
で、以下の実施例では、感度は半分になるが、シャッタ
モードで動作を行って１／６０秒の蓄積時間としてい
る。なお、シャッタモードでは、各画素の不要電荷は同
図に矢印Ｆｅで示すように基板掃き出しの手法で捨てら
れる。Since the signal is read every other line,
Although the vertical resolution is improved, the afterimage phenomenon occurs because the charge storage time is twice as long as in the case of simultaneous reading of two lines, that is, 1/30 seconds in the normal television standard. Therefore, in the following embodiment, the sensitivity is halved, but the operation is performed in the shutter mode and the accumulation time is 1/60 seconds. In the shutter mode, unnecessary charges in each pixel are discarded by the substrate sweeping method as indicated by arrow Fe in the figure.

【００２９】＜第１実施例＞次に、本発明の第１実施例
について説明する。図２には、第１実施例の撮像装置が
示されている。同図において、被写体からの光の入射側
には撮像光学系１０，光学フィルタ（ＬＰＦ）１２がそ
れぞれ設けられている。そして、光学フィルタ１２の光
透過側には、色分解光学系１４が設けられている。<First Embodiment> Next, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 shows the image pickup apparatus of the first embodiment. In the figure, an imaging optical system 10 and an optical filter (LPF) 12 are provided on the incident side of light from a subject. A color separation optical system 14 is provided on the light transmitting side of the optical filter 12.

【００３０】色分解光学系１４の光入射側は、Ｒ（赤）
／Ｂ（青）の光成分を取り出すためのＲ／Ｂプリズム１
６が配置されている。このＲ／Ｂプリズム１６の光出力
側には、Ｇ（緑）の光成分の一部を取り出すためのＧ１
プリズム１８が配置されている。更に、Ｇ１プリズム１
８の光出力側には、残りのＧの光成分を取り出すための
Ｇ２プリズム２０が配置されている。これらのプリズム
構成は、図１７に示したデュアルグリーン方式の場合の
ものと同様である。The light incident side of the color separation optical system 14 is R (red).
R / B prism 1 for extracting the light component of / B (blue)
6 are arranged. At the light output side of the R / B prism 16, G1 for extracting a part of the G (green) light component is provided.
The prism 18 is arranged. Furthermore, G1 prism 1
A G2 prism 20 for extracting the remaining G light component is disposed on the light output side of 8. These prism configurations are the same as those in the case of the dual green system shown in FIG.

【００３１】Ｒ／Ｂプリズム１６のＲ／Ｂ光出力側に
は、Ｒ，Ｂのフィルタが交互に配列された色フィルタ
（ＬＰＦ）２２，Ｒ／Ｂの撮像素子２４がそれぞれ設け
られている。また、Ｇ１プリズム１８のＧ光出力側に
は、Ｇ１の撮像素子２６が設けられており、Ｇ２プリズ
ム２０のＧ光出力側には、Ｇ２の撮像素子２８が設けら
れている。On the R / B light output side of the R / B prism 16, a color filter (LPF) 22 in which R and B filters are alternately arranged, and an R / B image pickup element 24 are provided. Further, a G1 image pickup device 26 is provided on the G light output side of the G1 prism 18, and a G2 image pickup device 28 is provided on the G light output side of the G2 prism 20.

【００３２】次に、撮像素子２４，２６，２８の電荷信
号出力側には、相関二重サンプリング回路３０，３２，
３４がそれぞれ接続されており、相関二重サンプリング
回路３０，３２，３４の出力側にはプロセス処理回路３
６が接続されている。このプロセス処理回路３６は、信
号の合成，黒レベル調整（ＯＢ）やガンマ補正，コント
アなどを行うためのもので、その出力側は時間軸変換回
路３８に接続されている。この時間軸変換回路３８は、
入力側の通常ＣＣＤの処理速度を出力側のハイビジョン
対応の処理速度に変換するためのもので、その出力側は
マトリクス回路４０に接続されている。マトリクス回路
４０は、入力信号からＹ（輝度），Ｐr（Ｒ−Ｙの色差
信号），Ｐb（Ｂ−Ｙの色差信号）を得るためのもので
ある。Next, on the charge signal output side of the image pickup devices 24, 26, 28, the correlated double sampling circuits 30, 32,
34 are connected to each other, and the process processing circuit 3 is provided on the output side of the correlated double sampling circuits 30, 32, 34.
6 is connected. The process processing circuit 36 is for performing signal synthesis, black level adjustment (OB), gamma correction, contour, etc., and its output side is connected to the time axis conversion circuit 38. This time axis conversion circuit 38
It is for converting the processing speed of the normal CCD on the input side into the processing speed compatible with high-definition on the output side, and the output side thereof is connected to the matrix circuit 40. The matrix circuit 40 is for obtaining Y (luminance), Pr (RY color difference signal), and Pb (BY color difference signal) from the input signal.

【００３３】次に、図３を参照しながら、撮像素子２
４，２６，２８の配置について説明する。最初に、垂直
方向の配置について同図（Ａ），（Ｂ）を参照しながら
説明する。まず、Ｒ／Ｂの撮像素子２４は、同図（Ａ）
に示すように、Ｇ１の撮像素子２６と水平垂直いずれの
方向についても同位相となるように配置する。次に、Ｇ
１，Ｇ２の撮像素子２６，２８については、垂直方向に
は同図（Ｂ）に示すように１画素ピッチ分ずらした位相
で、水平方向には同図（Ｃ）に示すように１／２画素ピ
ッチ分ずらした位相で配置する。Next, referring to FIG. 3, the image pickup device 2
The arrangement of 4, 26 and 28 will be described. First, the vertical arrangement will be described with reference to FIGS. First, the R / B image sensor 24 is shown in FIG.
As shown in, the image pickup device 26 of G1 is arranged so as to have the same phase in both horizontal and vertical directions. Then G
Regarding the image pickup devices 26 and 28 of G1 and G2, the phases are shifted by one pixel pitch in the vertical direction as shown in FIG. 7B, and 1/2 in the horizontal direction as shown in FIG. Arrange in a phase shifted by the pixel pitch.

【００３４】図１には、このような位相で配置された撮
像素子２４，２６，２８の画素の組み合わせた様子が示
されている。Ｒ／Ｂの撮像素子２４については、同図
（Ａ）に示すように、色フィルタ２２が水平方向に１画
素ずつ交互に配列されているため、Ｒ，Ｂの画素が水平
方向に交互に配列されることになる。これらは、上述し
たようにフレーム読出しの手法で１ラインおきに読み出
される。図中、実線は第１フィールドで読み出される画
素を示し、破線は第２フィールドで読み出される画素を
示す。FIG. 1 shows a combination of the pixels of the image pickup devices 24, 26 and 28 arranged in such a phase. As for the R / B image sensor 24, as shown in FIG. 3A, since the color filters 22 are alternately arranged in the horizontal direction by one pixel, the R and B pixels are alternately arranged in the horizontal direction. Will be done. These are read every other line by the frame reading method as described above. In the figure, the solid line shows the pixels read in the first field, and the broken line shows the pixels read in the second field.

【００３５】次に、同図（Ｂ）において、Ｇ１について
は同図（Ａ）と同様である。Ｇ２については、水平方向
に１／２画素ピッチ，垂直方向に１画素ピッチの画素ず
らしが行われているので、同図（Ｂ）に示すようにＧ１
の画素に対してモザイク状になる。Next, in FIG. 2B, G1 is the same as in FIG. With respect to G2, pixel shifting is performed with a 1/2 pixel pitch in the horizontal direction and a 1 pixel pitch in the vertical direction, so as shown in FIG.
The pixels become a mosaic.

【００３６】詳述すると、図４には、Ｇ１，Ｇ２の撮像
素子２６，２８におけるハイビジョン領域ＷＨのフレー
ム読出しの様子が示されている。Ｇ１については、同図
（Ａ）に示すように、第１フィールドでｍ＋１，ｍ＋
３，ｍ＋５，……の実線矢印のラインの電荷信号が読み
出され、第２フィールドでｍ＋２，ｍ＋４，ｍ＋６，…
…の破線矢印のラインの電荷信号が読み出される。Ｇ２
についても同様で、同図（Ｂ）に示すように、第１フィ
ールドでｍ＋１，ｍ＋３，ｍ＋５，……の実線矢印のラ
インの電荷信号が読み出され、第２フィールドでｍ＋
２，ｍ＋４，ｍ＋６，……の破線矢印のラインの電荷信
号が読み出される。More specifically, FIG. 4 shows a state of frame reading of the high-definition area WH in the image pickup devices 26 and 28 of G1 and G2. Regarding G1, as shown in FIG. 9A, m + 1 and m + in the first field
The charge signals of the solid arrow lines of 3, m + 5, ... Are read out, and m + 2, m + 4, m + 6 ,.
The charge signal on the line indicated by the broken line arrow is read out. G2
Similarly, as shown in FIG. 7B, the charge signals of the solid arrow lines m + 1, m + 3, m + 5, ... Are read out in the first field and m + in the second field.
The charge signals on the lines indicated by broken line arrows 2, m + 4, m + 6, ... Are read out.

【００３７】ところが、垂直方向には１画素ピッチの画
素ずらしが行われているので、画像上の同一ラインでみ
ると、Ｇ１とＧ２とでフィールドが異なることになる。
従って、それらを合成して示すと、Ｇ１，Ｇ２の実線の
画素と破線の画素とが垂直方向に交互に並ぶことにな
る。しかも、水平方向にも１／２画素ピッチ画素ずらし
が行われているので、結果的に図１（Ｂ）に示すような
画素配列となる。However, since pixels are shifted by one pixel pitch in the vertical direction, when viewed on the same line on the image, the fields of G1 and G2 are different.
Therefore, when these are combined and shown, the solid line pixels of G1 and G2 and the broken line pixels are arranged alternately in the vertical direction. Moreover, since the pixel shifts by ½ pixel pitch are also performed in the horizontal direction, the pixel array as shown in FIG. 1B is obtained as a result.

【００３８】次に、Ｇ１，Ｇ２の撮像素子２６，２８の
信号処理回路を更に詳細に示すと、例えば図５に示すよ
うな構成となっている。上述した相関二重サンプリング
回路３２，３４の出力側はＡ／Ｄ変換器４２，４４が接
続されており、それらの出力側は補間回路４６，４８に
相互に接続されている。そして、補間回路４６，４８の
出力側は、時間軸変換回路５０，５２を介してライン切
換スイッチ５４の切換入力側にそれぞれ接続されてお
り、その切換出力側から合成後のＧ信号が出力されるよ
うになっている。Next, the signal processing circuits of the G1 and G2 image pickup devices 26 and 28 will be described in more detail, for example, as shown in FIG. A / D converters 42 and 44 are connected to the output sides of the above-mentioned correlated double sampling circuits 32 and 34, and their output sides are mutually connected to the interpolation circuits 46 and 48. The output sides of the interpolation circuits 46 and 48 are connected to the switching input sides of the line changeover switches 54 via the time axis conversion circuits 50 and 52, respectively, and the combined G signal is output from the switching output sides. It has become so.

【００３９】次に、以上のように構成された第１実施例
の動作を説明する。被写体（図示せず）からの光は、撮
像光学系１０，全体の帯域を限定させる光学フィルタ１
２を各々介して色分解光学系１４に入射する（図２参
照）。色分解光学系１４では、まずＲ／Ｂプリズム１６
のマゼンタのダイクロイックミラーによってＲ，Ｂの光
が分離され、これらの光は色フィルタ２２を介して撮像
素子２４に入射する。色フィルタ２２の作用によって、
光をＲ，Ｂの帯域幅に限定することで折り返しノイズが
低減される。Next, the operation of the first embodiment constructed as above will be described. Light from a subject (not shown) is an optical filter 1 that limits the entire band of the imaging optical system 10.
It is incident on the color separation optical system 14 via each of the two (see FIG. 2). In the color separation optical system 14, first the R / B prism 16
The magenta dichroic mirror separates the R and B lights, and these lights enter the image sensor 24 via the color filter 22. By the action of the color filter 22,
By limiting the light to the R and B bandwidths, aliasing noise is reduced.

【００４０】上述したように、Ｒ／Ｂの撮像素子２４と
して用いられているＰＡＬ方式撮像素子の１６：９のエ
リアＷＨ（図６参照）に含まれる８０４×５１６画素
（約４０万画素）には、図１（Ａ）に示すように交互に
Ｒ，Ｂの色フィルタ２２（図２参照）を介して光が入射
している。従って、Ｒのみ，Ｂのみに着目すると、画素
数は約４００×２５０画素（約２０万画素）となる。こ
れを周波数帯域の点からみると、前記表２からほぼ６Ｍ
Ｈｚとなる。As described above, in the 804 × 516 pixels (about 400,000 pixels) included in the 16: 9 area WH (see FIG. 6) of the PAL system image sensor used as the R / B image sensor 24. Light enters alternately through the R and B color filters 22 (see FIG. 2) as shown in FIG. Therefore, focusing only on R and B, the number of pixels is about 400 × 250 pixels (about 200,000 pixels). From the point of view of frequency band, from Table 2 above, it is almost 6M.
It becomes Hz.

【００４１】つまり、Ｒ，Ｂを１枚のＣＣＤで構成する
ことで約６ＭＨｚの色信号帯域が得られることになる。
他方、上述したように、民生用ハイビジョン用ＶＴＲの
性能は輝度帯域で１３ＭＨｚ程度，色信号帯域で４ＭＨ
ｚ程度である。従って、色信号についてはかかるＶＴＲ
の性能を十分満たすことになる。That is, a color signal band of about 6 MHz can be obtained by configuring R and B with one CCD.
On the other hand, as described above, the performance of the consumer-use HDTV VTR is about 13 MHz in the luminance band and 4 MH in the color signal band.
It is about z. Therefore, for color signals, such VTR
The performance of will be sufficiently satisfied.

【００４２】撮像素子２４ によって得られたこのよう
なＲ，Ｂの信号は、相関二重サンプリング回路３０によ
るサンプリングの後、プロセス処理回路３６，時間軸変
換回路３８，マトリクス回路４０による処理を受ける。The R and B signals obtained by the image pickup device 24 are processed by the process processing circuit 36, the time axis conversion circuit 38 and the matrix circuit 40 after being sampled by the correlated double sampling circuit 30.

【００４３】次に、Ｒ／Ｂプリズム１６を透過したＧの
成分は、Ｇ１プリズム１８とＧ２プリズム２０との境界
に形成されたハーフミラーによって２分され、それぞれ
Ｇ１，Ｇ２の撮像素子ＣＣＤに分割入射する。そして、
上述したように、１／６０秒のシャッタモード動作でフ
レーム読出しの手法によって１ラインおきに信号の読出
しが行なわれる。すなわち、第１フィールドでは図１
（Ｂ）の実線の画素の電荷信号が読み出され、第２フィ
ールドでは同図の破線の画素の電荷信号が読み出され
る。なお、Ｇ１，Ｇ２の撮像素子２６，２８の信号読出
しを同時に行うようにすると回路構成上都合がよいが、
後段で時間軸変換を行っているなどの理由から必ずしも
同時である必要はない。Next, the G component transmitted through the R / B prism 16 is divided into two by a half mirror formed at the boundary between the G1 prism 18 and the G2 prism 20, and divided into G1 and G2 image pickup devices CCD, respectively. Incident. And
As described above, the signal is read every other line by the frame reading method in the shutter mode operation for 1/60 seconds. That is, in the first field, as shown in FIG.
The charge signal of the pixel indicated by the solid line in (B) is read out, and the charge signal of the pixel indicated by the broken line in the figure is read out in the second field. It should be noted that it is convenient in terms of circuit configuration to read signals from the G1 and G2 image pickup devices 26 and 28 at the same time.
It is not always necessary to be simultaneous because the time axis conversion is performed in the latter stage.

【００４４】次に、撮像素子２６，２８から出力された
信号には、相関二重サンプリング回路３２，３４による
サンプリングの後、Ａ／Ｄ変換器４２，４４によってデ
ジタル信号に変換され、更に補間回路４６，４８による
補間処理が行われる。Next, the signals output from the image pickup devices 26 and 28 are sampled by the correlated double sampling circuits 32 and 34, converted into digital signals by the A / D converters 42 and 44, and further interpolated. Interpolation processing by 46 and 48 is performed.

【００４５】この補間の手法の１つとしては、 最初のライン（例えば第１フィールドの第１ライン）
については、Ｇ１の撮像素子２６から得られた信号の低
周波成分とＧ２の撮像素子２８から得られた信号の高周
波成分を加算する， 次のライン（例えば第１フィールドの第２ライン）に
ついては、逆にＧ２の撮像素子２８から得られた信号の
低周波成分とＧ１の撮像素子２６から得られた信号の高
周波成分を加算する，がある。As one of the interpolation methods, the first line (for example, the first line of the first field)
For, the low frequency component of the signal obtained from the G1 image pickup device 26 and the high frequency component of the signal obtained from the G2 image pickup device 28 are added. For the next line (for example, the second line of the first field), Conversely, the low frequency component of the signal obtained from the G2 image sensor 28 and the high frequency component of the signal obtained from the G1 image sensor 26 are added.

【００４６】他の補間の手法としては、 最初のライン（例えば第１フィールドの第１ライン）
については、Ｇ１の撮像素子２６から得られた信号とＧ
２の撮像素子２８から得られた信号の高周波成分を加算
する， 次のライン（例えば第１フィールドの第２ライン）に
ついては、逆にＧ２の撮像素子２８から得られた信号と
Ｇ１の撮像素子２６から得られた信号の高周波成分を加
算する，がある。As another interpolation method, the first line (for example, the first line of the first field)
Regarding the signal obtained from the image sensor 26 of G1 and G
For the next line (for example, the second line of the first field) in which the high frequency components of the signals obtained from the image sensor 28 of No. 2 are added, the signal obtained from the image sensor 28 of G2 and the image sensor of G1 are reversed. There is the addition of the high frequency components of the signal obtained from 26.

【００４７】補間後の信号に対しては、時間軸変換回路
５０，５２による時間軸変換，ライン切換スイッチ５４
によるいずれの信号を出力するかのライン切換えが行わ
れて、所望のものがＧの映像信号として出力されること
になる。この信号は、Ｒ，Ｂの信号とともにマトリクス
回路４０に供給され、ここで所定のマトリクス処理が行
われて、輝度信号Ｙ，色差信号Ｐr，Ｐb が得られる。With respect to the interpolated signal, the time-axis conversion circuits 50 and 52 perform time-axis conversion and a line changeover switch 54.
The line is switched to determine which signal is to be output, and the desired signal is output as the G video signal. This signal is supplied to the matrix circuit 40 together with the R and B signals, where a predetermined matrix process is performed to obtain a luminance signal Y and color difference signals Pr and Pb.

【００４８】図８には、水平方向の解像度（ＴＶ本）と
垂直方向の解像度（ＴＶ本）との関係が示されている。
Ｇ１，Ｇ２と２つの撮像素子をＧ用に用いているので全
体では同図に実線で示すように水平７５０ＴＶ本，垂直
５００ＴＶ本程度となるが、斜め解像度は低下してい
る。FIG. 8 shows the relationship between the horizontal resolution (TV books) and the vertical resolution (TV books).
Since G1 and G2 and two image pickup devices are used for G, the total is about 750 TV lines in the horizontal direction and 500 TV lines in the vertical direction as shown by the solid line in the figure, but the diagonal resolution is lowered.

【００４９】このように、本実施例によれば、ハイビジ
ョンの規格に相当する水平，垂直方向の画素数の映像信
号が得られるわけではないが、一般に提供されている安
価なＰＡＬ用の撮像素子を利用して、民生用のハイビジ
ョンＶＴＲには十分な帯域の映像信号を得ることができ
る。As described above, according to this embodiment, it is not possible to obtain a video signal having the number of pixels in the horizontal and vertical directions corresponding to the standard of high-definition, but a generally available inexpensive image pickup device for PAL. , It is possible to obtain a video signal in a sufficient band for a consumer-use high-definition VTR.

【００５０】＜第２実施例＞次に、図９及び図１０を参
照しながら本発明の第２実施例について説明する。な
お、上述した第１実施例と同様の構成部分又は第１実施
例に対応する構成部分には同一の符号を用いることとす
る（第３実施例以下についても同様）。前記第１実施例
は３板式であるが、この第２実施例ではＲ，Ｂにそれぞ
れ撮像素子を用意して全体で４板式の構成となってい
る。Ｇ１，Ｇ２については前記第１実施例と同様であ
る。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The same components as those in the first embodiment or components corresponding to the first embodiment are designated by the same reference numerals (the same applies to the third and subsequent embodiments). The first embodiment is a three-plate type, but in the second embodiment, image pickup devices are prepared for R and B, respectively, so that a four-plate type is formed as a whole. G1 and G2 are the same as in the first embodiment.

【００５１】図１０には、本実施例の色分解光学系が示
されている。同図において、光入射側は、Ｒの光成分を
取り出すためのＲプリズム６０が配置されている。Ｒプ
リズム６０の光出力側には、Ｂの光成分を取り出すため
のＢプリズム６２が配置されている。更に、Ｂプリズム
６２の光出力側には、Ｇの光成分を取り出すためのＧプ
リズム６４が配置されている。本実施例では、更に、Ｇ
プリズム６４にハーフミラー６６が設けられており、こ
れによってＧの光が２分割されるようになっている。そ
して、各プリズム６０，６２，６４のＲ，Ｇ，Ｂの光の
出力側には、撮像素子６８，７０，２６，２８がそれぞ
れ設けられている。FIG. 10 shows the color separation optical system of this embodiment. In the figure, an R prism 60 for extracting the R light component is arranged on the light incident side. A B prism 62 for extracting the B light component is disposed on the light output side of the R prism 60. Further, on the light output side of the B prism 62, a G prism 64 for extracting the G light component is arranged. In this embodiment, G
The prism 64 is provided with a half mirror 66, so that the G light is split into two. Image pickup devices 68, 70, 26, 28 are provided on the output sides of the R, G, B lights of the prisms 60, 62, 64, respectively.

【００５２】以上のように、本実施例の色分解光学系
は、Ｂ及びＲについては一般的なものと同様となってい
るが、Ｇについては２分割されて２つの撮像素子にそれ
ぞれ入射するようになっており、全体で４板の構成とな
っている。なお、Ｇ１の撮像素子２６の結像はハーフミ
ラー６６による反射像であるため、他の撮像素子の結像
に対して左右が反転している。このため、撮像素子２６
については、例えばラインメモリやフレームメモリによ
る左右反転読出しを行って、正規画像を得るようにす
る。As described above, the color separation optical system of this embodiment is similar to the general one for B and R, but is divided into two for G and is incident on two image pickup devices respectively. It has a structure of four plates as a whole. Since the image formation of the G1 image pickup device 26 is a reflection image by the half mirror 66, the left and right are inverted with respect to the image formation of the other image pickup devices. Therefore, the image sensor 26
For, for example, right-and-left inversion reading is performed by a line memory or a frame memory to obtain a normal image.

【００５３】図９には、各撮像素子の画素の配列の様子
が示されており、Ｒについては同図（Ａ），Ｂについて
は同図（Ｂ）に示すようになる。なお、Ｇ１，Ｇ２につ
いては同図（Ｃ）のようになり、これは前記第１実施例
と同様である。FIG. 9 shows the arrangement of the pixels of each image pickup device. R is as shown in FIG. 9A, and B is as shown in FIG. It should be noted that G1 and G2 are as shown in FIG. 7C, which is the same as in the first embodiment.

【００５４】このように、第２実施例によれば、Ｒ，Ｂ
それぞれに専用の撮像素子６８，７０が用いられる。従
って、前記第１実施例と比較して、Ｒ，Ｂの信号帯域が
倍の１２ＭＨｚ以上となり、色信号の改良が図られる。
また、前記第１実施例では、各Ｒ，Ｂが単板構成となっ
ているため、色フィルタ２２を用いている。この色フィ
ルタ２２としてはいわゆる有機フィルタを使用すること
になるが、そのフィルタ特性は色分解光学系で使用され
るダイクロイックフィルタよりも一般に悪い。ところ
が、本実施例では、色分解光学系のダイクロイックフィ
ルタによってＲ，Ｂが分離されているので、色再現特性
が改善されるようになる。As described above, according to the second embodiment, R, B
Dedicated image pickup devices 68 and 70 are used for each. Therefore, as compared with the first embodiment, the R and B signal bands are doubled to 12 MHz or more, and the color signal is improved.
Further, in the first embodiment, since each R and B has a single plate structure, the color filter 22 is used. A so-called organic filter is used as the color filter 22, but its filter characteristic is generally worse than that of the dichroic filter used in the color separation optical system. However, in this embodiment, since R and B are separated by the dichroic filter of the color separation optical system, the color reproduction characteristic is improved.

【００５５】＜第３実施例＞次に、図１１を参照しなが
ら第３実施例について説明する。この第３実施例は、
Ｒ，Ｂについては第１実施例と同様にＲ／Ｂの単板構成
とし、Ｇ用に３つの撮像素子を用いて全体で４板構成と
したものである。すなわち、図１０に（ ）で示すよう
に、Ｒプリズム６０の代わりにＲ／Ｂプリズムを用いて
Ｒの撮像素子６８の代わりにＲ／Ｂの撮像素子及び色フ
ィルタを配置する。また、Ｂプリズム６２の代わりにＧ
プリズムを用いてＧの光を３分割し、Ｂプリズム７０の
代わりにＧ１の撮像素子を配置する。そして、撮像素子
２６，２８のかわりにＧ２，Ｇ３の撮像素子を配置す
る。<Third Embodiment> Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In this third embodiment,
As for R and B, a single plate structure of R / B is used as in the first embodiment, and three image pickup devices for G are used to form a total of four plates. That is, as shown by () in FIG. 10, an R / B prism is used instead of the R prism 60, and an R / B image sensor and a color filter are arranged instead of the R image sensor 68. Also, instead of the B prism 62, G
The G light is divided into three using a prism, and a G1 image pickup device is arranged in place of the B prism 70. Then, the G2 and G3 image pickup devices are arranged instead of the image pickup devices 26 and 28.

【００５６】次に、図１１を参照しながら各撮像素子の
画素ずらしにおいて説明する。なお、同図中、Ｇ１，Ｇ
２を重ねて表示すると却って分りにくくなるので、多少
ずらして表示している（以下の実施例でも同様）。Ｇ２
は、Ｇ１に対して垂直方向に１画素ピッチずらすととも
に、水平方向には同位相に配置する。また、Ｇ３は、Ｇ
１に対して垂直，水平両方向にそれぞれ１／２画素ピッ
チずらして配置する。また、Ｒ／Ｂは、Ｇ３と同じ位相
で配置する（図示せず）。Next, the pixel shift of each image sensor will be described with reference to FIG. In the figure, G1 and G
It is difficult to understand if the two are overlapped and displayed, so they are displayed with a slight shift (the same applies to the following examples). G2
Are shifted by 1 pixel pitch in the vertical direction with respect to G1, and are arranged in the same phase in the horizontal direction. Also, G3 is G
They are arranged so as to be shifted by 1/2 pixel pitch in both the vertical and horizontal directions with respect to 1. Further, R / B is arranged in the same phase as G3 (not shown).

【００５７】前記第１及び第２実施例の場合、信号の帯
域は広がるものの垂直解像度は５００ＴＶ本程度であ
る。この第３実施例は、５００ＴＶ本以上の垂直解像度
を得ることができるようにしたものである。Ｇ１，Ｇ
２，Ｇ３は同時に信号読出しを行い、これらの３ライン
の信号で２ラインを形成する。例えば、第１フィールド
の最初のラインでは、Ｇ１の低周波成分とＧ３の高周波
成分を加える。次のラインは、Ｇ２の低周波成分とＧ３
の高周波成分を加えるという具合である。In the case of the first and second embodiments, although the signal band is widened, the vertical resolution is about 500 TV lines. In the third embodiment, a vertical resolution of 500 TV lines or more can be obtained. G1, G
Signals of 2 and G3 are simultaneously read out, and two lines are formed by the signals of these three lines. For example, in the first line of the first field, the low frequency component of G1 and the high frequency component of G3 are added. The next line is the low frequency component of G2 and G3
That is, the high frequency component of is added.

【００５８】また、第２フィールドの最初のラインで
は、Ｒ／Ｂのラインの低周波成分にＧ１，Ｇ２の高周波
成分を加える。次のラインでは、Ｇ３の低周波成分にＧ
１，Ｇ２の高周波成分を加えるという具合である。この
ようにすることで、インターレース効果によって垂直解
像度の向上を図ることができる。なお、前記第１実施例
と同様に斜め解像度が低下するようになる。In the first line of the second field, the high frequency components G1 and G2 are added to the low frequency components of the R / B line. In the next line, G3
That is, the high frequency components of 1 and G2 are added. By doing so, the vertical resolution can be improved by the interlace effect. The diagonal resolution is reduced as in the first embodiment.

【００５９】＜第４実施例＞次に、図１２を参照しなが
ら第４実施例について説明する。この第４実施例は、Ｒ
／Ｂの撮像素子と、Ｇ１〜Ｇ３の３つの撮像素子を用い
る点で前記第３実施例と同様であるが、Ｇ３をＧ１に対
して水平方向に１／２画素ピッチずらして配置し、垂直
方向には同位相とした点で異なる。この実施例によれ
ば、第３実施例と比較して垂直解像度は５００ＴＶ本程
度であるが、水平解像度や斜め解像度が改善される。<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this fourth embodiment, R
Similar to the third embodiment in that the image pickup device of / B and the three image pickup devices of G1 to G3 are used, but G3 is arranged with a 1/2 pixel pitch shift in the horizontal direction with respect to G1, and is vertically arranged. The directions differ in that they have the same phase. According to this embodiment, the vertical resolution is about 500 TV lines as compared with the third embodiment, but the horizontal resolution and the diagonal resolution are improved.

【００６０】＜第５，第６実施例＞次に、図１３を参照
しながら第５，第６実施例について説明する。まず、第
５実施例から説明すると、Ｒ，Ｂについては第１実施例
と同様である。本実施例では、Ｇ１〜Ｇ４の撮像素子が
用いられて全体で５板構成となっている。Ｇ２は、Ｇ１
に対して垂直方向に１画素ピッチずらして配置する。Ｇ
３，Ｇ４は、Ｇ１に対して水平，垂直両方向に１／２画
素ピッチずらすとともに、Ｇ４はＧ３に対して更に垂直
方向に１画素ピッチずらして配置する。<Fifth and Sixth Embodiments> Next, the fifth and sixth embodiments will be described with reference to FIG. First, the fifth embodiment will be described. R and B are the same as in the first embodiment. In this embodiment, the image pickup devices G1 to G4 are used to form a five-plate structure as a whole. G2 is G1
1 pixel pitch is shifted in the vertical direction. G
G3 and G4 are displaced from each other in the horizontal and vertical directions by 1/2 pixel pitch, and G4 is further displaced from G3 in the vertical direction by one pixel pitch.

【００６１】すなわち、図１１に示した第３実施例のＧ
３に対し、Ｇ４垂直方向に１画素ピッチずらした構成と
なっている。このように、Ｇ４を更に加えることで、第
３実施例よりも更に垂直解像度の向上を図ることができ
る。次に、第６実施例は、前記第５実施例においてＲ，
Ｂをそれぞれ独立して単板構成とし、全体でＲ，Ｂ，Ｇ
１〜Ｇ４の６板構成としたものである。第５実施例と比
較して色信号の帯域が広げるようになり、色再現性が改
善される。That is, G of the third embodiment shown in FIG.
3 is shifted by 1 pixel in the vertical direction of G4. As described above, by further adding G4, the vertical resolution can be further improved as compared with the third embodiment. Next, the sixth embodiment is the same as the fifth embodiment except that R,
B has a single-plate configuration independently of each other, and R, B, G as a whole
It has a six-plate configuration of 1 to G4. As compared with the fifth embodiment, the color signal band is widened and the color reproducibility is improved.

【００６２】＜第７実施例＞次に、図１４を参照しなが
ら第７実施例について説明する。この実施例は、単板で
Ｒ／Ｂの両方の信号を得る撮像素子を用いる第１，第
３，第４，第５実施例に適用可能なものである。Ｒ／Ｂ
の撮像素子の色フィルタは、図１４に示すように、Ｒ＋
ＢとＲとが水平方向に交互に配列された構成となってい
る。つまり、図１（Ａ）と比較してＢの代わりにＲ＋Ｂ
のフィルタを用いた構成となっている。<Seventh Embodiment> Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is applicable to the first, third, fourth and fifth embodiments which use image pickup elements for obtaining both R / B signals with a single plate. R / B
As shown in FIG. 14, the color filter of the image sensor of
B and R are arranged alternately in the horizontal direction. That is, R + B instead of B as compared with FIG.
It is configured using the filter of.

【００６３】この実施例によれば、Ｒ＋Ｂの信号からＲ
の信号を差し引くことでＢの信号が得られる。また、こ
のようにして求めたＢの信号をＲ＋Ｂの信号から差し引
くことでＲの信号が得られる。このような演算を行うこ
とで、解像度やＳ／Ｎの改善を図ることができる。な
お、この手法は、特公昭３−１３９０８４号公報に開示
されている。According to this embodiment, from the signal of R + B to R
The signal of B is obtained by subtracting the signal of B. Further, the R signal is obtained by subtracting the B signal thus obtained from the R + B signal. By performing such calculation, the resolution and S / N can be improved. This method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-139084.

【００６４】＜第８，第９実施例＞次に、図１９を参照
しながら本発明の第８，第９実施例について説明する。
これらの実施例も、単板でＲ／Ｂの両方の信号を得る撮
像素子を用いる第１，第３，第４，第５実施例に適用可
能なものである。<Eighth and Ninth Embodiments> Next, the eighth and ninth embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.
These embodiments are also applicable to the first, third, fourth and fifth embodiments using the image pickup device for obtaining both R / B signals with a single plate.

【００６５】まず、第８実施例では、同図（Ａ）に示す
ように、Ｒ／Ｂの撮像素子の色フィルタがフィールドチ
ドリの配列となっている。例えば、同図の実線で示す第
１フィールドの画素に着目すると、Ｒ，Ｂが垂直，水平
両方向に交互に配列された状態となる。同図の破線で示
す第２フィールドの画素に着目しても、同様に、Ｒ，Ｂ
が垂直，水平両方向に交互に配列された状態となる。First, in the eighth embodiment, as shown in FIG. 9A, the color filters of the R / B image pickup element are arranged in a field pedestal. For example, focusing on the pixels in the first field indicated by the solid line in the figure, the R and B are arranged alternately in both the vertical and horizontal directions. Focusing on the pixels in the second field indicated by the broken line in FIG.
Are arranged alternately in both vertical and horizontal directions.

【００６６】次に、第９実施例では、同図（Ｂ）に示す
ように、Ｒ／Ｂの撮像素子の色フィルタがフレームドチ
ドリの配列となっている。例えば、同図の実線で示す第
１フィールドの画素に着目すると、Ｒ，Ｂが垂直方向に
は同一のものが連続して配列され、水平両方向には交互
に配列された状態となる。同図の破線で示す第２フィー
ルドの画素に着目しても、同様である。しかし、両者を
合わせてフレームでみると、垂直方向にもＲ，Ｂが交互
に配列された状態となる。これら第８，第９実施例によ
れば、Ｒ／Ｂにおいて水平，垂直両方向の解像度が向上
する。Next, in the ninth embodiment, as shown in FIG. 6B, the color filters of the R / B image pickup element are arranged in a framed plover. For example, focusing on the pixels in the first field indicated by the solid line in the figure, the same R and B are continuously arranged in the vertical direction and are alternately arranged in both horizontal directions. The same applies when focusing on the pixels in the second field indicated by the broken line in the figure. However, when the two are combined and viewed in a frame, R and B are alternately arranged in the vertical direction. According to these eighth and ninth embodiments, the resolution in both the horizontal and vertical directions in R / B is improved.

【００６７】＜他の実施例＞なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば次のようなも
のも含まれる。 （１）前記実施例において、Ｇ用の複数の撮像素子の各
画素に対して、それらの開口が重ならないようにマスク
を設けるようにすれば、感度は低下するものの解像度の
向上を図ることができる。例えば、第１実施例において
Ｇ１，Ｇ２を交互に垂直方向にマスクを設けると、図８
に点線で示すように１０００ＴＶ本程度の垂直方向の解
像度を得ることができる。<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments, and includes, for example, the following ones. (1) In the above-described embodiment, if a mask is provided for each pixel of the plurality of G image pickup elements so that their openings do not overlap each other, the sensitivity is lowered but the resolution is improved. it can. For example, when G1 and G2 are alternately provided with a mask in the vertical direction in the first embodiment, as shown in FIG.
As shown by a dotted line, a vertical resolution of about 1000 TV lines can be obtained.

【００６８】（２）画素ずらしも何ら上記実施例に限定
されるものではなく、例えばいずれかのＧに対してＲや
Ｂ，あるいはＲ／Ｂを１／２画素ピッチ水平方向にずら
すなど、必要に応じて適宜行ってよい。 （３）前記実施例は、本発明をハイビジョン用のカメラ
に適用したものであるが、他の規格の高精細テレビジョ
ンにも同様に適用可能である。(2) Pixel shifting is not limited to the above embodiment, and it is necessary to shift R or B or R / B with respect to any G in the horizontal direction by a 1/2 pixel pitch. It may be appropriately performed according to (3) In the above-mentioned embodiment, the present invention is applied to a high-definition camera, but it is also applicable to high-definition televisions of other standards.

【００６９】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるテレ
ビジョンカメラによれば次のような効果がある。 （１）ＰＡＬ用の手ぶれ補正機能付き撮像素子をＧにつ
いては複数用いるとともに、シャッタモード駆動を行っ
てフレーム読出しすることとしたので、ハイビジョンな
どの高精細テレビジョン用カメラを安価に提供できる。As described above, the television camera according to the present invention has the following effects. (1) Since a plurality of image pickup devices with a shake correction function for PAL are used for G and the shutter mode driving is performed to read out frames, a high-definition television camera for high definition television can be provided at low cost.

【００７０】（２）複数のＧの撮像素子については、水
平又は垂直方向に画素ずらしを行うこととしたので、良
好な解像度を得ることができる。 （３）更に、Ｒ，Ｂの撮像素子を、Ｒ／Ｂ単板構成，独
立２板構成，Ｒ＋Ｂ／Ｒ単板構成など各種の構成とする
ことにより、構成の簡素化による低コスト化，高解像度
化などの効果が得られる。(2) With respect to a plurality of G image pickup elements, pixel shift is performed in the horizontal or vertical direction, so that good resolution can be obtained. (3) Further, by adopting various configurations such as the R / B single-plate configuration, the independent two-plate configuration, and the R + B / R single-plate configuration for the R and B image pickup elements, the cost can be reduced and the cost can be increased by simplifying the configuration. An effect such as resolution can be obtained.

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

【図１】本発明によるテレビジョンカメラの第１実施例
における画素配列を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a pixel array in a first embodiment of a television camera according to the present invention.

【図２】前記第１実施例の主要部を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the first embodiment.

【図３】前記第１実施例における各撮像素子の画素ずら
しの様子を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of pixel shifting of each image sensor in the first embodiment.

【図４】前記第１実施例におけるフィールド毎の走査の
様子を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of scanning for each field in the first embodiment.

【図５】前記第１実施例におけるＧの信号処理回路を示
すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a G signal processing circuit in the first embodiment.

【図６】ＰＡＬ用ＣＣＤ上におけるハイビジョンのアス
ペクト比の領域設定の様子を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a manner of setting a region of a high-definition aspect ratio on a PAL CCD.

【図７】シャッタモード，フレーム読出しを示す説明図
である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a shutter mode and frame reading.

【図８】水平，垂直方向の走査線数を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing the number of scanning lines in the horizontal and vertical directions.

【図９】本発明の第２実施例における画素配列の様子を
示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array in the second embodiment of the present invention.

【図１０】前記第２実施例における色分解光学系を示す
説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a color separation optical system in the second embodiment.

【図１１】本発明の第３実施例における画素配列の様子
を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array in the third embodiment of the present invention.

【図１２】本発明の第４実施例における画素配列の様子
を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１３】本発明の第５，第６実施例における画素配列
の様子を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array in fifth and sixth embodiments of the present invention.

【図１４】本発明の第７実施例における画素配列の様子
を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array according to a seventh embodiment of the present invention.

【図１５】従来のＲＧＢ方式のテレビジョンカメラを示
す構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram showing a conventional RGB television camera.

【図１６】前記従来例における画素配列の様子とフィー
ルド読出しの手法を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array and a field reading method in the conventional example.

【図１７】従来のデュアルグリーン方式のテレビジョン
カメラを示す構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram showing a conventional dual green television camera.

【図１８】前記従来例における画素配列の様子を示す説
明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array in the conventional example.

【図１９】本発明の第８，第９実施例における画素配列
の様子を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a state of a pixel array in the eighth and ninth embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…撮像光学系、１２…光学フィルタ、１４…色分解
光学系、１６…Ｒ／Ｂプリズム、１８…Ｇ１プリズム、
２０…Ｇ２プリズム、２２…色フィルタ、２４…Ｒ／Ｂ
の撮像素子、２６…Ｇ１の撮像素子、２８…Ｇ２の撮像
素子、３０，３２，３４…相関二重サンプリング回路、
３６…プロセス処理回路、３８，５０，５２…時間軸変
換回路、４０…マトリクス回路、４２，４４…Ａ／Ｄ変
換器、４６，４８…補間回路、６０…Ｒプリズム、６２
…Ｂプリズム、６４…Ｇプリズム、６６…ハーフミラ
ー、６８…Ｒの撮像素子、７０…Ｂの撮像素子、ＷＨ…
ハイビジョンの規定領域。10 ... Imaging optical system, 12 ... Optical filter, 14 ... Color separation optical system, 16 ... R / B prism, 18 ... G1 prism,
20 ... G2 prism, 22 ... Color filter, 24 ... R / B
Image sensor, 26 ... G1 image sensor, 28 ... G2 image sensor, 30, 32, 34 ... Correlated double sampling circuit,
36 ... Process processing circuit, 38, 50, 52 ... Time axis conversion circuit, 40 ... Matrix circuit, 42, 44 ... A / D converter, 46, 48 ... Interpolation circuit, 60 ... R prism, 62
... B prism, 64 ... G prism, 66 ... Half mirror, 68 ... R image sensor, 70 ... B image sensor, WH ...
High-definition prescribed area.

フロントページの続き (72)発明者 吉田 政二 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 北村 宏行 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内Front page continued (72) Inventor Masaji Yoshida, 3-12 Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Japan Victor Company of Japan (72) Inventor Hiroyuki Kitamura 3--12, Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama Within Victor Company of Japan, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 高精細テレビジョンのアスペクト比に対
応する規定領域を設定した手ぶれ補正機能付きＰＡＬ方
式の撮像素子を、Ｇについて複数用意するとともに画素
ずらしを行って配置し、それらをシャッタモードで駆動
してフレーム読出しの手法で信号を読み出すことを特徴
とするテレビジョンカメラ。1. A plurality of PAL-type image pickup devices with an image stabilization function, in which a prescribed region corresponding to an aspect ratio of a high-definition television is set, are prepared for G, and pixels are arranged so that they are arranged in a shutter mode. A television camera characterized by being driven and reading a signal by a frame reading method. 【請求項２】 請求項１記載のテレビジョンカメラにお
いて、前記画素ずらしは、いずれか１つのＧの撮像素子
を、他のいずれかのＧの撮像素子に対して、水平又は垂
直の少なくとも一方の方向に、１／２又は１画素ピッチ
ずらした画素ずらしであることを特徴とするテレビジョ
ンカメラ。2. The television camera according to claim 1, wherein the pixel shift is such that one of the G image pickup elements is at least one of horizontal and vertical with respect to any of the other G image pickup elements. A television camera characterized in that the pixels are shifted in the direction by 1/2 or 1 pixel pitch. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかに記載のテレ
ビジョンカメラにおいて、Ｂ，Ｒの撮像素子を、Ｂ及び
Ｒの色フィルタを用いた単板式、Ｂ，Ｒ毎に独立して単
板で構成した２板式、Ｂ＋Ｒ及びＲの色フィルタを用い
た単板式のいずれかの構成としたことを特徴とするテレ
ビジョンカメラ。3. The television camera according to claim 1, wherein the B and R image pickup elements are a single plate type using color filters of B and R, and the B and R image pickup elements are independently provided for each of the B and R image pickup elements. A television camera characterized in that it has either one of a two-plate type constituted by a plate and a single-plate type using B + R and R color filters.