JPS6386975A - Solid-state color image pickup device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To easily magnify a reproduced image without using any zoom lens, by contriving a driving pulse of a solid-state image pickup element. CONSTITUTION:In case of magnifying a designated area image in a reproduced image, a horizontal transfer pulse controlling circuit 17 and a vertical transfer pulse controlling circuit 18 are operated so that in case of a line having no designated area in one line, a horizontal transfer frequency and a vertical transfer frequency are set to (n) times a frequency required for usual driving, and in case of a line having a designated area in one line, as for the horizontal transfer frequency, it is set to 1/n of a usual frequency, in the designated area, and set to (n) times a usual frequency, in other area, and as for the vertical transfer frequency, it becomes 1/n of the usual frequency. A line interpolating means constituted of a switching circuit 22 and a 1H delay line 19 is operated so that a signal which has been read out of the line having a designated area in one line is supplied to an accumulating circuit, inputted to the accumulating part total (n-1) times in a period until the next vertical transfer operating by a pulse variation is started, and an output signal of the (n-1) times portion from this accumulating part becomes a line interpolating signal. By such an operation, a reproduced image of the designated area is magnified to n<2> times.

Description

【発明の詳細な説明】 り発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、電荷結合撮像素子等の固体撮像素子を用いた
固体カラー撮像装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a solid-state color imaging device using a solid-state imaging device such as a charge-coupled imaging device.

（従来の技術） 固体Ｉｌ会素子を用いたテレビジョン・カメラは、小型
・軽量で扱い易い、低消費電力である、焼付きや画像歪
がない、低残像である等の特徴を有するので、工業用監
視カメラとして用いられたり、あるいは医用の生体内視
鏡として体内で用いられたり、さらには、従来カメラの
設置が非常に困難であると思われていた場所へのカメラ
の、！２コも可能としている。工業用監視カメラの一例
の概観図を第１３図に示す。同図の監視カメラはズーム
レンズ１及びカメラ本体２から構成されている。(Prior Art) A television camera using a solid-state Illuminant element has characteristics such as being small and lightweight, easy to handle, low power consumption, no burn-in or image distortion, and low afterimage. They can be used as industrial surveillance cameras, used inside the body as medical endoscopes, and even installed in places where it was previously thought to be extremely difficult to install cameras! It is also possible to have two. FIG. 13 shows an overview of an example of an industrial surveillance camera. The surveillance camera shown in the figure is composed of a zoom lens 1 and a camera body 2.

カメラ本体２は固体撮像素子によって構成され、小型化
されている。これに対し、ズームレンズ１はその構成上
、あまり小さくできない。したがって、従来の監視カメ
ラにおいては、カメラの設買場所が制約を受けるという
問題点があった。The camera body 2 is composed of a solid-state image sensor and is miniaturized. On the other hand, the zoom lens 1 cannot be made very small due to its structure. Therefore, the conventional surveillance camera has a problem in that the location where the camera can be installed is restricted.

たとえばパイプの中に監視カメラを設置する場合、パイ
プの径が細くなると設置が不可能となる。For example, when installing a surveillance camera inside a pipe, it becomes impossible to install it if the diameter of the pipe becomes small.

そこで、レンズ系をズーム機能なしの単レンズ構成にす
ることによりレンズ系を小型にすることが考えられるが
、このようにすると、カメラを細いパイプの中に挿入で
きる反面、画像をズームすることができなくなるという
問題点が生じる。Therefore, it is possible to make the lens system smaller by making it a single lens structure without a zoom function, but while this allows the camera to be inserted into a thin pipe, it is difficult to zoom the image. The problem arises that it is no longer possible.

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたようにズーム機０シをもった従来の固体カラ
ー撮像装置においては、カメラ本体は小型であるにもか
かわらず、ズームレンズが大きいため、設置場所等が大
きく制約を受けるという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in the conventional solid-state color imaging device with a zoom device, the camera body is small, but the zoom lens is large, so the installation location is There was a problem in that there were significant restrictions on the

そこで、本発明は、固体撮像素子の駆動パルスを工夫す
ることにより、ズームレンズを使わなくても簡易に再生
画像の拡大を行なうことのできる固体カラーｆｌ像装置
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a solid-state color FL image device that can easily enlarge a reproduced image without using a zoom lens by devising drive pulses for a solid-state image sensor.

［発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 上記問題を達成するために本発明は、２次元的に配列さ
れた複数の受光素子上に色フィルタを設けた固体撮像素
子を用いた固体カラー児像装置において、再生画像上の
ある指定領域の画像が通常動作のときのｎ２（ｎは２以
上の正の整数）倍に拡大されるように、固体撮像素子を
駆動するためのパルスの周波数モードを前記指定領域と
他の領域の読出し走査期間で切換える手段と、固体撮像
素子からの出力信号のうち、指定領域に相当するライン
からの信号を、蓄積部を用いて遅延して出力しライン補
間信号を得るライン補間手段と、固体撮像素子及びライ
ン補間手段の出力信号から赤色光、緑色光及び青色光成
分を分離する色分離手段とを備えるようにしたものであ
る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above problems, the present invention uses a solid-state image sensor in which a color filter is provided on a plurality of two-dimensionally arranged light receiving elements. In a solid-state color infant imaging device, a pulse for driving a solid-state image sensor so that an image in a specified area on a reproduced image is enlarged by n2 times (n is a positive integer of 2 or more) times that in normal operation. means for switching the frequency mode of the designated area and the other area during the readout scanning period; and among the output signals from the solid-state image sensor, a signal from a line corresponding to the designated area is delayed and outputted using an accumulation section. and a color separation means for separating red light, green light, and blue light components from the output signals of the solid-state image sensor and the line interpolation means.

（作　用） 上述した本発明の作用を一例で説明すると次のようにな
る。再生画像の水平方向の長さを８１画面に現われる全
有効走査線数をＶとすると、指定領域を水平方向の長さ
がＨ／（ｎ＋１）以下で、垂直方向の走査線数がＶ／（
ｎ＋１＞以下であるような方形とする。固体ｆｉｌｌ像
素子の駆動パルスの周波数モードを切換える手段は、１
ライン中に指定領域がないラインでは、水平転送周波数
と垂直転送周波数を通常の駆動に必要な周波数の０４８
とし、１ライン中に指定領域があるラインでは、水平転
送周波数については指定領域で通常の１／ｎ、それ以外
の領域では通常の０倍とし、垂直転送周波数については
通常の１／ｎとなるように動作する。ライン補間手段は
、１ライン中に指定ＣＡＲがあるラインから読出された
信号が蓄積部に供給され、パルス変化による次の垂直転
送動作が始まるまでの期間に合計（ｎ−１）回蓄積部に
入力され、この蓄積部からの（ｎ−１）回分の出力信号
がライン補間信号となるように動作する。色分離手段は
３個のサンプル・ホールド回路を少なくとも具備してお
り、サンプル周波数が固体撮像素子の駆動パルスの水平
転送周波数の１／３になるように動作し、かつ各サンプ
ル・ホールド回路間でサンプルパルスの位相が互いに２
π／３の関係にあるように動作する。以上の作用により
指定領域の再生画像はｎ２倍に拡大される。(Function) The function of the present invention described above will be explained as follows by way of example. The horizontal length of the reproduced image is 81. If the total number of effective scanning lines appearing on the screen is V, then the specified area must have a horizontal length of H/(n+1) or less and a vertical number of scanning lines of V/(
It is assumed to be a rectangle such that n+1> or less. The means for switching the frequency mode of the driving pulse of the solid-state fill image element includes 1
For lines without designated areas, the horizontal transfer frequency and vertical transfer frequency are set to 048, which is the frequency required for normal driving.
For a line with a designated area within one line, the horizontal transfer frequency will be 1/n of the normal rate in the specified area, 0 times the normal rate in other areas, and the vertical transfer frequency will be 1/n of the normal rate. It works like this. The line interpolation means supplies the signal read from a line with a designated CAR to the storage section and supplies the signal to the storage section a total of (n-1) times until the next vertical transfer operation starts due to a pulse change. It operates so that the (n-1) output signal from this storage section becomes a line interpolation signal. The color separation means includes at least three sample and hold circuits, which operate so that the sampling frequency is 1/3 of the horizontal transfer frequency of the driving pulse of the solid-state image sensor, and between each sample and hold circuit. The phases of the sample pulses are 2
It operates as if there is a relationship of π/3. Due to the above action, the reproduced image of the specified area is enlarged by n2 times.

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図に本発明の一実茄例のブロック図を、また第２図
及び第３図に本発明を適用した内視鏡装置のシステム概
観図を、示す。FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show system overviews of an endoscope apparatus to which the present invention is applied.

第２図及び第３図の内視鏡装置は撮像ブロック３４を有
し、ここには撮像レンズ１１、光学的低域通過フィルタ
（以下、光学ＬＰＦという）１２、分光特性補正フィル
タ１３、色フィルタ１４、固体！！＠素子たとえば電荷
結合撮像素子く以下、ＣＣＤ撮像素子という）１５及び
光源３３が設けられている。ｍ像ブロック３４は、ＣＣ
Ｄ撮像素子１５の駆動回路及びその他の信＠処理回路を
有したカメラ制御部３６にケーブル３５を介して接続さ
れている。ＣＣＤ撮像素子１５は第３図に示すように、
複数の信号線が束ねられたケーブル３５を介して駆動に
必要なパルス及び電圧を受け、これに応答して映像信号
を出力し、これをケーブル３５を介してカメラ制御部３
６に伝送する。また光′ｇＡ３３は光フアイバーケーブ
ル３７を介してカメラ制御部３６から直接光として送ら
れてきたものであるが、このときカメラ制御部３６はＣ
ＣＤｆｉＣＣＤ撮像素子１挟合信号レベルに応じて光の
強弱を自動的に調面し、被写体に最適光りが与えられる
ような制卸を行なう。ｃｃｏａ像素子１５自体は非常に
小型・軽すであるので、円筒状のｆｆｉ像ブロブロック
３４たとえば直径１０ａａ＋、長さ３０＃ｌ１ｌＩ程度
の小型の円筒状にすることが可能である。またケーブル
３５と、搬像ブロック３４のケーブル３５に近い部分は
、十分な屈曲性を持つように作られている。The endoscope apparatus shown in FIGS. 2 and 3 has an imaging block 34, which includes an imaging lens 11, an optical low-pass filter (hereinafter referred to as optical LPF) 12, a spectral characteristic correction filter 13, and a color filter. 14. Solid! ! An @ element (for example, a charge-coupled image sensor (hereinafter referred to as a CCD image sensor)) 15 and a light source 33 are provided. m image block 34 is CC
It is connected via a cable 35 to a camera control unit 36 that includes a drive circuit for the D image sensor 15 and other signal processing circuits. As shown in FIG. 3, the CCD image sensor 15
It receives pulses and voltages necessary for driving via a cable 35 in which a plurality of signal lines are bundled, outputs a video signal in response, and sends this to the camera control unit 3 via the cable 35.
6. Furthermore, the light 'gA33 is directly sent as light from the camera control unit 36 via the optical fiber cable 37, but at this time the camera control unit 36
The intensity of the light is automatically adjusted according to the interposed signal level of the CDfi CCD image sensor 1, and control is performed so that the optimum light is given to the subject. Since the ccoa image element 15 itself is very small and light, the cylindrical ffi image block 34 can be made into a small cylindrical shape, for example, about 10 aa+ in diameter and 30#l1lI in length. Further, the cable 35 and the portion of the image carrier block 34 near the cable 35 are made to have sufficient flexibility.

第４図はＣＣＤ撮像素子１５の構造を示している。ＣＣ
Ｄ１ｆｌ像素子１５は、たとえば垂直方向４９２画素、
水平方向７８０画素の有効画素が配列されており、テレ
ビジョン方式のインターレース走査に対応するように垂
直転送ＣＣＤ４１の１段に対して２つの受光素子４２．
４３が対応するように構成されている。FIG. 4 shows the structure of the CCD image sensor 15. C.C.
The D1fl image element 15 has, for example, 492 pixels in the vertical direction,
780 effective pixels are arranged in the horizontal direction, and two light receiving elements 42.
43 is configured to correspond.

第４図は垂直転送ＣＣＤ４１の１段目のみを示している
が、他の各段及び他の垂直転送部についても同様な構造
である。垂直転送ＣＣＤ４１の１段に対しては、４つの
電極４４乃至４７が設けられ、各電極に対応する端子群
４８には４相の垂直転送パルスが供給される。これによ
り、垂直ブランキング期間に受光素子の信号電荷が垂直
転送部に読出され、垂直転送部の信号電荷が水平ブラン
キング期間に垂直方向へ１段ずつ次々と転送される。垂
直転送周波数は通常１５．７３ｋＨＺである。Although FIG. 4 shows only the first stage of the vertical transfer CCD 41, each of the other stages and other vertical transfer units have a similar structure. Four electrodes 44 to 47 are provided for one stage of the vertical transfer CCD 41, and four-phase vertical transfer pulses are supplied to a terminal group 48 corresponding to each electrode. Thereby, the signal charges of the light receiving element are read out to the vertical transfer section during the vertical blanking period, and the signal charges of the vertical transfer section are sequentially transferred one step at a time in the vertical direction during the horizontal blanking period. The vertical transfer frequency is typically 15.73kHz.

垂直転送部のＲ終段まで転送された信号電荷は、水平ブ
ランキング期間に水平転送ＣＣＤ５０に読出される。水
平転送ＣＣＤ５０には、２つの端子による端子群４９を
介して２相のパルスが供給され、これによって水平転送
ＣＣＤ５０の信号電荷は５速で水平転送され、出力部５
１から読出される。この水平転送周波数は、ＣＣＤｆｆ
１像素子の水平方向の画素数が約８００の場合、約１４
．３２　Ｍ　ＨＺとなる。The signal charges transferred to the R final stage of the vertical transfer section are read out to the horizontal transfer CCD 50 during the horizontal blanking period. Two-phase pulses are supplied to the horizontal transfer CCD 50 via a terminal group 49 made up of two terminals, whereby the signal charges of the horizontal transfer CCD 50 are horizontally transferred at 5 speeds, and the output section 5
It is read from 1. This horizontal transfer frequency is CCDff
When the number of pixels in the horizontal direction of one image element is approximately 800, approximately 14
．． It becomes 32 MHZ.

各受光素子４２．４３上には第５図に示すような色フィ
ルタ１４が設けられている。赤色（以下Ｒという）光透
過フィルタ１４１、緑色（以下Ｇという）光透過フィル
タ１４２、青色（以下Ｂという）光透過フィルタ１４３
が縦ストライブ状に水平方向に繰返し配列された構成を
している。A color filter 14 as shown in FIG. 5 is provided on each light receiving element 42,43. Red (hereinafter referred to as R) light transmission filter 141, green (hereinafter referred to as G) light transmission filter 142, blue (hereinafter referred to as B) light transmission filter 143.
are arranged repeatedly in the horizontal direction in the form of vertical stripes.

また、光学ＬＰＦＩ　２はＣＣＤ撮像素子１５の２次元
サンプリングに伴う偽信号を防止するために設けられて
おり、色フィルタ１４の水平方向の榛返し周波数４．７
７ＭＨｚの点と、その２倍の高調波である９、５５ＭＨ
ｚの点にトラップ特性があるように設計されている。分
光特性補正フィルタ１３はＣＣＤ１ｌｉｌ像素子１５自
体の分光特性を補正し、色再現性を向上する役目をして
いる。Further, the optical LPFI 2 is provided to prevent false signals caused by two-dimensional sampling of the CCD image sensor 15, and the horizontal repetition frequency of the color filter 14 is 4.7.
7MHz point and twice its harmonic, 9.55MHz
It is designed to have a trap characteristic at the point z. The spectral characteristic correction filter 13 serves to correct the spectral characteristics of the CCD 1lil image element 15 itself and improve color reproducibility.

ここで、本発明の主要部となるＣＣＤ撮像素子１５の駆
動回路〈第１図）、この駆動回路によってズーム走査さ
れる領域（第６図）及び駆動パルスのタイミング（第７
図、第８図、第９図）について説明する。Here, the driving circuit for the CCD image sensor 15 (FIG. 1), which is the main part of the present invention, the area zoomed and scanned by this driving circuit (FIG. 6), and the timing of the driving pulse (FIG. 7)
, FIG. 8, and FIG. 9) will be explained.

第６図は面積を２２　　（−４）倍に拡大して表示する
場合に、ズーム走査される領域Ｃを、庫像面の中央（通
常表示画面の中央に対応する）位置に設定した例である
。つまり、画面中央部で垂直、水平方向ともに全画面の
１／３の領域、すなわち、第６図で斜線を施した領域Ｃ
を拡大する部分として設定している。この領域Ｃは再生
画面上では、再生画面全体の水平方向の長さをＨ１有効
走査線数をＶとすると、（Ｈ／３ＸＶ／３）の方形部分
に相当する。Figure 6 shows an example in which the area C to be zoomed is set to the center of the image plane (corresponding to the center of the normal display screen) when displaying an area enlarged by 22 (-4) times. be. In other words, the area in the center of the screen is 1/3 of the entire screen in both the vertical and horizontal directions, that is, the area C shown with diagonal lines in Figure 6.
is set as the part to be enlarged. On the playback screen, this area C corresponds to a rectangular portion of (H/3XV/3), where the horizontal length of the entire playback screen is H1 and the number of effective scanning lines is V.

第１図の水平転送パルス制御回路１７及び垂直転送パル
ス制皿回路１８は、駆動パルス発生回路１６を制御する
ことにより、ＣＣＤ撮像素子１５に供給される駆動パル
スのタイミング及び周波数を切換えることができる。す
なわち、まず、第６図の領域Ａ、つまり走査する１ライ
ン中に指定された領域Ｃがないラインを走査するときに
は、水平転送周波数は通常の２倍の２８．６４　Ｍ　Ｈ
Ｚ　、垂直転送周波数も通常の２倍の３１．４７　　ｋ
Ｈｚに切換えられ、これによってＣＣＤｌｌ１ｌ像素子
１５が駆動される。The horizontal transfer pulse control circuit 17 and vertical transfer pulse control circuit 18 in FIG. 1 can switch the timing and frequency of the drive pulses supplied to the CCD image sensor 15 by controlling the drive pulse generation circuit 16. . That is, first, when scanning area A in FIG. 6, that is, a line in which there is no specified area C in one line to be scanned, the horizontal transfer frequency is 28.64 MH, which is twice the normal frequency.
Z, the vertical transfer frequency is also 31.47k, twice the normal one.
Hz, thereby driving the CCDll1l image element 15.

次に走査する１ライン中に指定された領ＩＣがあるライ
ンにおいては、まず垂直転送周波数については通常の１
／２の７．８７　ｋ　Ｈｚで転送する。Next, in the line in which the specified area IC is located in one line to be scanned, first, the vertical transfer frequency is set to the normal 1
/2 of 7.87 kHz.

次に水平転送周波数については、指定された領域Ｃが存
在しない部分、すなわち第６図の領域Ｂでは通常の２倍
の２８．６４Ｍｌ−１２とし、領域Ｃでは通常の１／２
の７．１６ＭＨ２とする。Next, regarding the horizontal transfer frequency, it is set to 28.64Ml-12, which is twice the normal frequency in the area where the specified area C does not exist, that is, area B in Figure 6, and 1/2 of the normal frequency in area C.
7.16MH2.

上記の駆動タイミングのうち、水平駆動パルスについて
示したものが第７図であり、垂直駆動パルスについて示
したものが第８図、第９図である。Of the above drive timings, FIG. 7 shows the horizontal drive pulse, and FIGS. 8 and 9 show the vertical drive pulse.

第７図は奇数フィールドにおける２相の水平転送パルス
のうちの１つを示している。固体撮像素子１５の垂直方
向の有効画数は４９２であるので、１乃至１６３　（−
Ｖ／３−１　）番目の行と３２９（−２Ｖ／３＋１）乃
至４９１　（−Ｖ−１）番目の行が第６図の領域Ａに相
当する。この領域Ａでは通常の２倍で水平転送している
ので、１ライン分を水平転送するのに要する時間は通常
の１／２の３１．７８μｓとなる。一方中央部の１６５
（−Ｖ／３＋１）乃至３２７　（−２Ｖ／３−１　）番
目の行のうち、水平方向で中央部のＨ／３に存在する部
分が第６図の領ｔｉｘｃに相当し、左右の各Ｈ／３に相
当する部分が領域Ｂに相当する。領域Ｃの部分に対応し
た区間では、水平転送パルスは通常の１／２の７．１６
ＭＨ２に切換えられている。したがって、領１４Ｂ、Ｃ
の１ライン分を水平転送するのに要する時間は通常と同
じ６３．５６μｓとなる。FIG. 7 shows one of the two-phase horizontal transfer pulses in an odd field. The effective number of vertical images of the solid-state image sensor 15 is 492, so 1 to 163 (-
The V/3-1)th row and the 329th (-2V/3+1) to 491st (-V-1)th rows correspond to area A in FIG. In this area A, horizontal transfer is performed at twice the normal rate, so the time required to horizontally transfer one line is 31.78 μs, which is half the normal time. On the other hand, 165 in the center
Among the (-V/3+1) to 327th (-2V/3-1) rows, the portion existing at H/3 in the center in the horizontal direction corresponds to region tixc in Figure 6, and each H on the left and right The portion corresponding to /3 corresponds to region B. In the section corresponding to region C, the horizontal transfer pulse is 7.16, which is 1/2 of the normal one.
Switched to MH2. Therefore, territory 14B, C
The time required to horizontally transfer one line is 63.56 μs, which is the same as usual.

なお、偶数フィールドについても同様であり、２乃至１
６４　（−Ｖ／３）番目の行と３３０（−２Ｖ／３＋２
）乃至４９２（−Ｖ）番目の行が領域Ａに相当し、１６
６　（−Ｖ／３＋２）乃至３２８（−２Ｖ／３）番目の
行が領ｉｉｉ！Ｂ、　Ｃに相当する。The same applies to even fields, 2 to 1.
64th (-V/3)th row and 330th (-2V/3+2
) to 492(-V)th row corresponds to area A, and 16
6 (-V/3+2) to 328th (-2V/3) rows are region iii! Corresponds to B and C.

第８図、第９図は４相の垂直転送パルスのうちの１つを
示しており、それぞれ奇、偶数フィールドに対応する。FIGS. 8 and 9 show one of the four-phase vertical transfer pulses, and correspond to odd and even fields, respectively.

奇数フィールドでは１乃至１６３番目の行と３２９乃至
４９１番目の行で、その周波数が通常の２倍の３１．４
７ｋＨｚ　、中央部の１６５乃至３２７番目の行で通常
の１／２の７．８７ｋＨｚに切換えられる。一方、偶数
フィールドでは２乃至１６４番目の行と３３０乃至４９
２番目の行で３１．４７ｋＨｚ　、１６６乃至３２８番
目の行で７．８７ｋＨｚに切換えられる。In the odd field, the frequency is 31.4, twice the normal frequency, in the 1st to 163rd rows and the 329th to 491st rows.
7 kHz, and is switched to 7.87 kHz, half of the normal frequency, in the 165th to 327th rows in the center. On the other hand, in the even field, the 2nd to 164th rows and the 330th to 49th rows
The frequency is switched to 31.47 kHz in the second row and 7.87 kHz in the 166th to 328th rows.

上記のような駆動パルスによってｃｃｏｉ像素子１５が
駆動される。The ccoi image element 15 is driven by the driving pulses as described above.

ＣＣＤＣＤ素像素子１５力信号は、第１図の１水平走査
期間に６３．５６　ｕｓ　’）　　（以下１日という）
遅延線１つを介してスイッチ回路２２の端子２１に供給
されるとともに、もう一方の端子２０にも直接供給され
る。スイッチ回路２２は垂直転送パルス制御回路１８か
らの信号により、端子２０及び２１の信号を選択して、
選択信号を以後のビデオ信号処理回路に供給する。The output signal of the CCDCD image element 15 is 63.56 us' in one horizontal scanning period in Fig. 1 (hereinafter referred to as 1 day).
It is supplied to the terminal 21 of the switch circuit 22 via one delay line, and also directly to the other terminal 20. The switch circuit 22 selects the signals at the terminals 20 and 21 according to the signal from the vertical transfer pulse control circuit 18, and
The selection signal is supplied to subsequent video signal processing circuits.

ビデオ信号処理回路では、まず３個のサンプル・ホール
ド（以下Ｓ　／　Ｈという）回路２３．２４゜２５に入
力される。これらのＳ／Ｈ回路２３゜２４．２５はその
サンプル用パルスを信号も運用パルス発生回路２６から
供給されているが、その周波数は水平転送パルスの周波
数の１／３に設定されており、かつ３個のＳ　／’　Ｈ
回路２３，２４゜２５間で互いに２π／３の位相関係に
ある。これにより、Ｓ／Ｈ回路２３．２４．２５の各出
力からは色フィルタ１４に対応したＲ、Ｇ、Ｂの信号が
独立に得られることになる。このようにして色分離され
た３原色信号はそれぞれプロセス回路２７．２８．２９
に入力される。プロセス回路２７゜２８．２９では、信
号処理用パルス発生回路２６からパルスを受け、クラン
プ、ガンマ補正、白レベルクリップ等の各種非線形処理
を入力信号に対して詣す。そしてプロセス回路の出力信
号ＥＲ。In the video signal processing circuit, the signal is first input to three sample and hold (hereinafter referred to as S/H) circuits 23, 24 and 25. These S/H circuits 23゜24.25 are supplied with their sample pulse signals from the operational pulse generation circuit 26, but the frequency is set to 1/3 of the frequency of the horizontal transfer pulse, and 3 S/'H
There is a phase relationship of 2π/3 between the circuits 23, 24 and 25. As a result, R, G, and B signals corresponding to the color filter 14 can be obtained independently from each output of the S/H circuits 23, 24, and 25. The three primary color signals color-separated in this way are processed by process circuits 27, 28, and 29, respectively.
is input. The process circuits 27, 28, and 29 receive pulses from the signal processing pulse generation circuit 26 and perform various nonlinear processing such as clamping, gamma correction, and white level clipping on the input signal. and the output signal ER of the process circuit.

Ｅａ、Ｅｓはエンコーダ及びＮＴＳＣ合成回路３０に入
力され、標準テレビジョン方式の１つであるＮＴＳＣ信
号が出力端子１０から得られるという構成になっている
。Ea and Es are input to an encoder and NTSC synthesis circuit 30, and an NTSC signal, which is one of the standard television systems, is obtained from an output terminal 10.

ここで、前記スイッチ回路２２の働きについてより詳し
く説明する。スイッチ回路２２と１Ｈ遅延線１９はライ
ン補間手段を構成し、第６図の領域Ａに相当する行の信
号伝送期間では端子２０を選択する。そして第６図の領
ｔＲＢ、Ｃに相当する行の信号伝送期間では、最初の１
ＨＴｆ１間は端子２０を選択し、次の１Ｈ期間は端子２
１を選択するという動作を繰返す。したがって、先に述
べたようにこの領域では、ＣＣＤＣＤ素像素子１５直転
送周波数は通常の１／２の７．８７ｋ）ｌ　ｚとなって
いるのに対し、上記スイッチング動作によりＣＣＤｗｉ
像素子１５のラインの出力信号が２度ずつ使用されライ
ン補間されることになる。これによりスイッチ回路２２
の出力信号が不足することはない。Here, the function of the switch circuit 22 will be explained in more detail. The switch circuit 22 and the 1H delay line 19 constitute line interpolation means, and select the terminal 20 during the signal transmission period of the row corresponding to area A in FIG. In the signal transmission period of the row corresponding to regions tRB and C in FIG.
Terminal 20 is selected during HTf1, and terminal 2 is selected during the next 1H period.
Repeat the operation of selecting 1. Therefore, as mentioned earlier, in this region, the direct transfer frequency of the CCDCD image element 15 is 7.87k)lz, which is half of the normal frequency, whereas the CCDwidth
The line output signals of the image element 15 are used twice for line interpolation. As a result, the switch circuit 22
There is no shortage of output signals.

一方、テレビジョン受ｉｉｉ側では、通常通り水平走査
周波数が１５．７３ｋＨＺで、２：１のインターレース
を行なっているので、スイッチ回路２２を通り、出力端
子１０から得られた映像信号を通常の再生システムで再
生すれば、第１０図に示すようなライン関係となる。On the other hand, on the television receiver III side, the horizontal scanning frequency is 15.73kHz as usual and 2:1 interlacing is performed, so the video signal passed through the switch circuit 22 and obtained from the output terminal 10 is reproduced normally. When reproduced by the system, the line relationship as shown in FIG. 10 will be obtained.

第１０図において１乃至４９２は固体撮像素子１５の垂
直方向の行番号であり、１′乃至４９２′は受像−の走
査線の番号である。同図では説明の都合上、縦横比の３
：４からはずれて描かれている。In FIG. 10, 1 to 492 are vertical row numbers of the solid-state image sensor 15, and 1' to 492' are scanning line numbers for image reception. For convenience of explanation, the figure has an aspect ratio of 3.
: It is drawn off from 4.

また実線部分は水平転送周波数が２８．６４　Ｍ　Ｈｚ
であり、破線部分は７．１６ＭＨ２である。まず受像機
の走査線の１′乃至８２′及び４１１′乃至４９２′番
目の部分は、第６図の領域Ａの部分に対応し、この期間
ではＣＣＤｆｆ１像素子１５の垂直及び水平転送周波数
と受像機の水平走査周波数の関係から、ｌｆｉ像側と受
像側で走査の同期が合致しておらず、画像は再生されな
い。Also, the solid line part indicates that the horizontal transfer frequency is 28.64 MHz.
The broken line portion is 7.16MH2. First, the 1' to 82' and 411' to 492' scanning lines of the receiver correspond to the area A in FIG. Due to the horizontal scanning frequency of the machine, the scanning synchronization on the LFI image side and the image receiving side do not match, and the image is not reproduced.

一方、受像機の走査線８３′乃至４１０′番目の部分、
つまり第６図の領域Ｂ、Ｃに相当する部分では、撮像側
の垂直転送周波数が受像側の水平走査周波数の１／２で
あるが、第１図のスイッチ回路２２の２度読出し処理に
よってｍ像側と受像側の走査の同期が合致する。つまり
、奇数フィールドでは撮像側の行番号で１６５．１６５
，１６７゜１６７、・・・というように２本ずつ繰返さ
れ、偶数フィールドではそれらの間に１６５（受像側の
走査線は８３′）の１つ下の走査１８４’から、１６６
．１６６．１６８，１６８．・・・というようにインタ
ーレースされる。したがって、垂直方向で見ると、その
長さ成分が元の画像の２倍に拡大される。また水平方向
について見ると水平転送周波数が２８．６４　Ｍ　ＨＺ
の部分では、水平方向の長さ成分が元の画像の１／２に
縮小され、水平転送周波数が７／６ＭＨ２の部分では水
平方向の長さ成分が元の画像の２倍に拡大される。結局
、第１０図で、受＠鵬の走査線８３′乃至４１０′番目
の範囲の破線で示した部分では、垂直、水平両方向とも
それぞれの長さ成分が２倍に拡大されており、面積的に
は元の画像を２２　　（−４）倍に拡大したものを得る
ことができる。On the other hand, the 83'th to 410'th scanning lines of the receiver,
In other words, in the parts corresponding to areas B and C in FIG. 6, the vertical transfer frequency on the imaging side is 1/2 of the horizontal scanning frequency on the image receiving side, but due to the double readout process of the switch circuit 22 in FIG. The scanning synchronization on the image side and the image receiving side match. In other words, in an odd field, the line number on the imaging side is 165.165.
, 167°, 167, ... are repeated two by two, and in between them, from 184' to 166, which is one line below 165 (the scanning line on the receiving side is 83').
．． 166.168,168. It is interlaced as follows. Therefore, when viewed in the vertical direction, its length component is expanded to twice that of the original image. Also, looking at the horizontal direction, the horizontal transfer frequency is 28.64 MHz.
In the part, the horizontal length component is reduced to 1/2 of the original image, and in the part where the horizontal transfer frequency is 7/6 MH2, the horizontal length component is expanded to twice the original image. After all, in the part shown by the broken line in the range of the 83' to 410' scanning lines of Uke@Peng in Fig. 10, each length component is expanded twice in both the vertical and horizontal directions, and the area can obtain a 22 (-4) times larger version of the original image.

ところでこのようにして得られた再生画像は、このまま
では走査線１′乃至８２′及び４１１′乃至４９２′番
目の部分と、走査線８３′乃至４１０番目の部分のうち
左右両側の各Ｈ／６の部分が見苦しくなる。したがって
この部分に対してはブランキングを滴すために、図１の
垂直転送パルス制御回路１８からの制御信号を用いて信
号処理用パルス発生回路２６にて適切な幅のプランキグ
パルスを作り、エンコーダ及びＮＴＳＣ合成回路１０に
てブランキング処理も行なう。この処理により最終的な
画像信号は、第１１図に示すように画像中央部（２Ｈ／
３Ｘ２Ｖ／３）の拡大部以外はブランキングされた画像
となる。By the way, in the reproduced image obtained in this way, the portions of scanning lines 1' to 82' and 411' to 492' and the portions of scanning lines 83' to 410 are H/6 on both the left and right sides. The part becomes unsightly. Therefore, in order to apply blanking to this portion, a blanking pulse of an appropriate width is generated in the signal processing pulse generation circuit 26 using the control signal from the vertical transfer pulse control circuit 18 in FIG. The encoder and NTSC synthesis circuit 10 also perform blanking processing. Through this processing, the final image signal is generated at the center of the image (2H/
The image is blanked except for the enlarged portion (3×2V/3).

以上詳述したこの実施例によれば次のように効果がある
。This embodiment described in detail above has the following effects.

まず、従来の監視カメラでは、撮像ブロック部が小型に
なってもズームレンズの大きさにより全体の大きさが左
右されていた。したがって、これらの監視カメラが挿入
されるバイブ等の径が細くなると、ズームレンズの大き
さにより使用可能な範囲が制約を受けていた。一方、カ
メラの小型・軽量化のためにレンズ系を単レンズ構成に
すると、より細いパイプに挿入できるが、画像のズーム
憬能を無くさなければならないという問題があった。First, in conventional surveillance cameras, even if the imaging block became smaller, the overall size was influenced by the size of the zoom lens. Therefore, as the diameter of the vibrator into which these surveillance cameras are inserted becomes smaller, the usable range is restricted by the size of the zoom lens. On the other hand, if the lens system is made to have a single lens configuration in order to make the camera smaller and lighter, it can be inserted into a narrower pipe, but there is a problem in that the ability to zoom the image must be eliminated.

これに対し、この実施例によると、駆動パルスのタイミ
ングを制御することにより、再生画面上にある指定され
た領域を面積でｎＺ（ｎは２以上の正の整数）倍に拡大
できるので、形状及び重量の大きいズームレンズを省略
することができ、カメラの小型・軽量化にも有効となる
。特にその性質上、従来大きさの制限からズームが不可
能であった生体内視鏡については、この実施例の装置は
有効である。On the other hand, according to this embodiment, by controlling the timing of the drive pulse, the designated area on the playback screen can be enlarged by nZ (n is a positive integer of 2 or more) times in area. Also, a heavy zoom lens can be omitted, which is effective in making the camera smaller and lighter. In particular, the apparatus of this embodiment is effective for in-vivo endoscopes, which conventionally cannot be zoomed due to size limitations.

また、従来ズームレンズを使わずに純電子的に拡大像を
得るには、１画面分のフレームメモリを使う必要があり
、しかもメモリへの自込み、拡大操作、読出し操作等時
間遅れを伴う要因が多い。Furthermore, in order to obtain a magnified image purely electronically without using a conventional zoom lens, it is necessary to use frame memory for one screen, and there are also factors that cause time delays such as loading the memory, enlarging operations, and reading operations. There are many.

このため動画像の場合は拡大画像が不自然になる場合も
ある。For this reason, in the case of a moving image, the enlarged image may look unnatural.

これに対し、この実施例によると、リアルタイムで動作
している駆動パルスのタイミングを１１１１３　ｔａｌ
ｌする方式であるため、動画像の不自然さは発生しない
。しかも実施例で示したように面積的に４倍にする場合
には、１Ｈ１延線が１個あるだけで良く、高価で消費電
力の大きなフレームメモリは不必要になるという製造上
の利点もある。On the other hand, according to this embodiment, the timing of the drive pulse operating in real time is 11113 tal
Since this is a method that reduces the number of images, unnaturalness of moving images does not occur. Moreover, when quadrupling the area as shown in the example, only one 1H1 wire extension is required, which has the manufacturing advantage of eliminating the need for an expensive frame memory that consumes a large amount of power. .

上記の説明では、２倍に拡大する領域は画面中央部にあ
るものとして説明したが、この位置に限定されるもので
はない。たとえばマイクロプロセッサ等により（Ｈ／３
ＸＶ／３）の大きさの方形の枠を電気的に発生させ、そ
れをモニタ上の画像に多重させる。使用者はマイクロプ
ロセッサを通して操作し、この枠を画面上の任意の位置
に移動させて、そこの位置のｍ１ｉｆｉを拡大するよう
にしてもよい。このときはその枠の位置情報をマイクロ
プロセッサにより読みとり、その値に応じて第１図の水
平、垂直転送パルス制ｕ（１回路１７及び１８に制御情
報を送るようにすればよい。これにより駆動のタイミン
グ及びブランキングの位は等も決定する。In the above description, the area to be enlarged twice is located at the center of the screen, but the area is not limited to this position. For example, by microprocessor etc. (H/3
A rectangular frame of size XV/3) is electrically generated and multiplexed on the image on the monitor. The user may manipulate the microprocessor to move this frame to any position on the screen to enlarge m1ifi at that position. In this case, the positional information of the frame may be read by a microprocessor, and control information may be sent to the horizontal and vertical transfer pulse system u (1 circuit 17 and 18 in FIG. 1) according to the value. The timing, blanking order, etc. are also determined.

また、上記の説明では、拡大率は面積で４倍として説明
してきたが、これに限るものではなく、より大きい拡大
も可能である。ただし撮像側と受像側の同期を合致させ
る必要があるので、拡大する領域の面積は拡大率に応じ
て変化する。たとえば、第１２図に示すように、水平方
向Ｘの大きさで垂直方向は走査線ｙ本分の斜線領域を面
積０２倍に拡大する場合を考える。遁象爛と受像側の同
期を合致されるためには、水平、垂直方向でそれぞれ次
の式が成り立てばよい。Further, in the above description, the magnification ratio has been explained as being four times the area, but it is not limited to this, and a larger magnification is also possible. However, since it is necessary to match the synchronization between the imaging side and the image receiving side, the area of the area to be enlarged changes depending on the enlargement ratio. For example, as shown in FIG. 12, consider a case where a diagonally shaded area with a size of X in the horizontal direction and y of scanning lines in the vertical direction is expanded to an area of 02 times. In order to synchronize the synchronization between the release and the image receiving side, the following equations should hold in both the horizontal and vertical directions.

ｎＸ＋　（Ｈ−Ｘ　）　／ｎ≦Ｈ ｎｙ＋　（Ｖ−Ｖ）／ｎ　　≦　■ ゆえに Ｘ　≦／Ｈ（ｎ　　＋１　　＞ ｙ　≦Ｖ／（ｎ＋１） が満足されれば良い。このときの駆ｖＪ１よ次のように
なる。すなわち、まず１ライン中に指定された領域がな
いラインでは、水平、垂直転送周波数をそれぞれ通常の
駆動に必要な周波数のｎ倍とする。nX+ (H - That is, for a line in which there is no designated area, the horizontal and vertical transfer frequencies are each set to n times the frequency required for normal driving.

次に１ライン中に指定された領域があるラインでは、ま
ず垂直転送周波数の通常の１／ｎ１水平転送周波数は指
定された領域に存在する分で通常の１／ｎ１それ以外で
は通常のｎ倍の周波数とする。Next, for a line that has a specified area in one line, the vertical transfer frequency is usually 1/n1, the horizontal transfer frequency is 1/n1 for the portion that exists in the specified area, and n times the normal number for other areas. Let the frequency be .

そして１ライン中に指定された領域が存在するラインか
らの読出し信号は、蓄積部（遅延線）に供給される。こ
のときは垂直転送周波数が通常の１／ｎになっているの
で、次の垂直転送動作が始まるまでの期間に直列に合計
（ｎ−１）回蓄積部に供給し、これを読出して出力信号
として用いる。The read signal from the line in which the designated area exists is supplied to the storage section (delay line). At this time, the vertical transfer frequency is 1/n of the normal frequency, so it is serially supplied to the storage unit a total of (n-1) times until the next vertical transfer operation starts, and is read out to produce an output signal. used as

このようにすれば受像側で面積が０２侶の拡大像を得る
ことができる。In this way, an enlarged image with an area of 0.2 mm can be obtained on the image receiving side.

上記実施例では、固体陽像素子として第４図に示すよう
なインターライン形のＣＯＤ　両像素子を例に説明した
が、これはＭＯ８型？１６素子などの他のｍｅ素子でも
よい。また有効画素数も４９２×７８０に限定されるも
のではない。光源としても第２図に示したものに限定す
る必要はなく、ＣＣＤ撮像素子を囲むリング状等、池の
形状でもよい。また光源はカメラ制徨０部３６から光フ
アイバーケーブル３７で伝送するとしたが、搬像ブロッ
ク３４の部分で電気的に発光する光源であってもよい。In the above embodiment, an interline type COD double image element as shown in FIG. 4 was used as an example of the solid-state positive image element, but is this an MO8 type? Other me elements such as 16 elements may also be used. Furthermore, the number of effective pixels is not limited to 492×780. The light source need not be limited to that shown in FIG. 2, and may be in the shape of a pond, such as a ring shape surrounding the CCD image sensor. Furthermore, although the light source is transmitted from the camera control unit 36 through the optical fiber cable 37, it may be a light source that electrically emits light at the image carrier block 34.

撮像ブロック３４の形状も第２図のものに限定されるも
のではない。またカメラ制御部３６内の駆動回路を撮像
ブロック３４内に設けてもよい。The shape of the imaging block 34 is also not limited to that shown in FIG. 2. Further, the drive circuit within the camera control section 36 may be provided within the imaging block 34.

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、ズームレンズを使
わなくても搬像画像を拡大することができる固体カラー
１６８置を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a solid color 168 arrangement capable of enlarging a conveyed image without using a zoom lens.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実旋例の構成を示すブロック図、第
２図及び第３図は本発明を用いた内規鏡のシステムを説
明するための図、第４図及び第５図は固体撮像素子の（
δ成例を示す説明図、第６図は拡大領域の説明図、第７
図は一実価例の水平ｇｌｖＪｖＪ作の説明図、第８図及
び第十分図は一実施拡大領域を一般化して説明するため
の図、第牛−−図は従来の監視用カメラの外形説明図で
ある。 １５・・・固体撮像素子、１９・・・１日遅延線、１６
・・・駆動パルス発生回路、１７・・・水平転送パルス
制御回路、１８・・・垂直転送パルス制御回路、２３゜
２４．２５・・・サンプル・ホールド回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 −４囚 第　５　図 第６図 第　７囚 ；Ｃ９１FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one practical example of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining an internal scope system using the present invention, and FIGS. 4 and 5 are Solid-state image sensor (
An explanatory diagram showing an example of δ formation, Fig. 6 is an explanatory diagram of an enlarged area, and Fig. 7 is an explanatory diagram showing an example of δ formation.
The figure is an explanatory diagram of an actual example of horizontal glvJvJ, Figures 8 and 10 are diagrams for generalizing and explaining the enlarged area of implementation, and the 2nd figure is an outline of a conventional surveillance camera It is an explanatory diagram. 15...Solid-state image sensor, 19...1 day delay line, 16
... Drive pulse generation circuit, 17... Horizontal transfer pulse control circuit, 18... Vertical transfer pulse control circuit, 23°24.25... Sample and hold circuit. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue - 4th prisoner 5th figure Figure 6 7th prisoner; C91

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）垂直、水平方向に配列された複数の受光素子上に
色フィルタを設けた固体撮像素子を用いた固体カラー撮
像装置において、再生画像上のある指定領域画像が、画
像を拡大しない通常動作のときのｎ＾２（ｎは２以上の
正の整数）倍に拡大されるように、前記固体撮像素子を
駆動するためのパルスの周波数モードを前記指定領域と
この領域外の読出し走査期間で切換える手段と、前記固
体撮像素子から出力された信号のうち前記指定領域に相
当するラインからの信号を、蓄積部を用いて遅延して出
力しライン補間信号を得るライン補間手段と、前記固体
撮像素子及び前記ライン補間手段の出力信号から赤色光
成分、緑色光成分及び青色光成分を分離する色分離手段
とを具備することを特徴とする固体カラー撮像装置。(1) In a solid-state color imaging device using a solid-state imaging device in which a color filter is provided on a plurality of light-receiving elements arranged in the vertical and horizontal directions, a specified area image on the reproduced image is operated normally without enlarging the image. The frequency mode of the pulse for driving the solid-state image sensor is set in the specified area and in the readout scanning period outside this area so that the frequency mode is expanded by n^2 (n is a positive integer of 2 or more) times means for switching, a line interpolation means for delaying and outputting a signal from a line corresponding to the specified area among the signals output from the solid-state imaging device using a storage section to obtain a line interpolation signal; and the solid-state imaging device. What is claimed is: 1. A solid-state color imaging device, comprising: an element and color separation means for separating a red light component, a green light component, and a blue light component from the output signal of the line interpolation means.