JPH04172780A - 撮像装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は撮像装置に関するものである。

従来の技術 近年、撮像装置の高画質化に対する取り組みが活発にな
ってきている。以下に第３図を用いて従来の撮像装置の
一例を示す。

第３図は、従来の撮像装置の概略を示すものである。第
３図で１０はレンズ、１１はレンズ１０で集光された被
写体の光学情報を電気信号に変換する撮像部、１２は撮
像部１１で電気信号に変換された被写体信号をＴＶ信号
に変換する信号処理部、１３は撮像部１１を駆動する撮
像駆動部、１４は信号処理部１２．撮像駆動部１３の動
作の基準となる同期信号を発生する同期発生部である。

以上のような構成を持つ撮像装置の動作について以下に
詳細を示す。

第４図は代表的な撮像部であるＣＣＤ撮像素子の構造を
示したものである。第４図で１００Ａ。

１００Ｂは光電変換作用により光学情報を電気信号に変
換し蓄積する光電変換部、１０１は光電変換部１００Ａ
、１００Ｂで蓄積した信号電荷を読み出し、垂直方向に
転送する垂直転送部であり、１０２゜１０３．１０４，
１０５はそれぞれ垂直転送パルスφＶ＋１０６．　φＶ
２１０７．　φＶ３１０８゜φＶ４１０９で駆動される
単位レジスタである。

１１０は垂直転送部ＩＣ）１から送られてきた信号電荷
を水平方向に転送する水平転送部であり１１１゜１１２
は水平転送パルス１１３，１１４で駆動される単位レジ
スタである。１１５はＣＣＤ撮像素子の出力部であるフ
ローティングデイフュージョンアンプ、１１６は信号出
力端である。

上述のＣＣＤ撮像素子の動作について以下に示す。ＣＣ
Ｄ撮像素子の動作にはフィールド読み出し方式とフレー
ム読み出し方式の２つがある。まず第５図、第６図を用
いてフィールド読み出し方式の説明を行ない、次に第７
図を用いてフレーム読み出し方式の説明を行なう。

フィールド読み出し方式では１フイールドごとに交互に
異なった読み出し方がなされる。

第５図、第６図はＣＣＤ撮像素子のフィールド読み出し
方式の撮像駆動信号とその時の第４図Ａの矢印で示した
垂直転送段の１水平期間内の信号の流れを示したもので
ある。

まず第５図は第１フイールドでの撮像駆動信号と信号の
流れを示すものである。斜線で示すところが信号電荷で
ある。第５図で１２０は光電変換部１００Ａ、１００Ｂ
からの信号読み出しを指示する読み出し信号、１２１は
水平走査期間と同期した水平同期パルスであり、これら
は同期発生部１４から撮像駆動部１３に送られる。読み
出し信号１２０がＨになると（１＝１＋）φＶ＋１０６
゜φＶ３１０８は読み出しパルス１２２．１２３をレジ
スタ１０２，１０４に印加し、光電変換部１００Ａ、１
００Ｂに蓄積していた信号電荷を一度に全部取り出す。

次にφＶ＋１０６．φＶ３１０８に転送印加電圧１２４
，１２５を与えたままφＶ２１０７によりレジスタ１０
３に転送印加電圧１２６を与え（ｔ＝ｔ２）、レジスタ
１０２，１０４に蓄積していた信号電荷を加算する。引
き続きレジスタ１０２の転送印加電圧１２４を解除しく
ｔ＝ｔ３）その次にφＶ４１０９によりレジスタ１０５
に転送印加電圧１２７を与え（１＝　１＋）信号をルジ
スタ分シフトさせる。同様の動作を行なえばｔ＝ｔ＋ｏ
の時点でｔ＝ｔ２の時点から１水平走査線分転送するこ
とができ、また引き続き動作を繰り返せば水平転送部１
１０に近い方から水平転送部１１０のレジスタ１１１に
信号電荷を１水平期間ごとに送り出すことができる。送
られた信号電荷は水平転送パルス１１３．１１４によっ
て水平転送部１１０を転送され、フローティングデイフ
ュージョンアンプ１１５を通して出力端１１６より出力
される。このようにして、光電変換部１００に蓄積され
ていたすべての第１フイールドの電荷が出力される。　
さて次に第２フイールドの信号の転送について第６図を
用いて説明する。

上記転送を行なっている間、充電変換部１００Ａ、１０
０Ｂには第２フィールド期間の被写体情報が電気信号に
変換され、蓄積されている。この信号の読み出し、転送
は、第１フイールドの信号の転送と基本的には同じであ
るが、−点違う点は、第１フイールドの信号の転送では
、ｔ＝ｔ２において、レジスタ１０２，１０４に蓄積さ
れていた信号電荷をφＶ　　１０７によりレジスタ１０
３に印加電圧を与えて加算していたのに対し、第２フイ
ールドの信号の転送では、φＶ４１０９によりレジスタ
１０５に印加電圧を与えて加算する。

その後の流れは同じである。以上のようにして第２フイ
ールドの信号電荷を出力する。

上述の第１フイールド、第２フイールドの読み出しを交
互に行なってい（方法をフィールド読み出し方法という
。

次にフレーム読み出し方法について述べる。第７図は第
４図の垂直転送部のＡで示したラインにおけるフレーム
読み出し方法での信号転送の様子を示したものである。

第７図で１３０，１３１はそれぞれ光電変換Ｈ１００Ａ
、１００Ｂからの信号読み出しを指示する読み出し信号
である。まず第１フイールドの信号の読み出しでは読み
出し信号１３０をＨにし、（ｔ＝ｔａ＋）φＶ＋１０６
で読み出しパルス１３２をレジスタ１０２に印加し、光
電変換部１００Ａに蓄積していた信号電荷を取り出す。

次にφＶ＋１０６によりレジスタ１０２に転送印加電圧
１３３を与えたまま、φＶ２１０７によりレジスタ１０
３に転送印加電圧１３４を与え（ｔ＝ｔａ２）レジスタ
１０２に蓄積していた信号電荷をルジスタ分拡張する。

引き続きレジスタ１０２の転送印加電圧１３３を解除し
てレジス夕１０４に転送印加電圧１３５を加え（ｔ＝ｔ
ａ３）信号をルジスタ分シフトする。同様の動作を繰り
返し行ない垂直転送部１０１から水平転送部１１０のレ
ジスタ１１１へ信号電荷を１水平期間ごとに送り出す。

送られた信号電荷を水平転送部１１０で転送し、フロー
ティングデイフュージョンアンプ１１５を通し、８カ端
１１６より出力する。この送り出された光電変換部１０
０Ａの信号は第１フイールドの信号として取り扱われる
。

次に第２フイールドの信号の読み出しでは読み出し信号
１３１をＨにしくｔ＝ｔｂ＋）φＶ３１０８で読み出し
パルス１３６をレジスタ１０４に印加し、光電変換部１
００Ｂに蓄積していた信号電荷を取り出す。次にφＶ３
１０８でレジスタ１０４に転送印加電圧１３７を与えた
ままφＶ４１０９でレジスタ１０５に転送印加電圧を与
え（ｔ＝ｔｂ２）レジスタ１０４に蓄積していた信号電
荷をルジスタ分拡張する。以後第１フイールドの信号の
転送と同じ方法で光電変換部１００Ｂに蓄積していた信
号電荷をすべて出力する。この送り出された信号は第２
フイールドの信号として取り扱われる。

以上のような信号読み出し方法をフレーム読み出し方法
という。

フィールド、フレーム両読み出し方法にかかわらず、読
み出された信号電荷は信号処理部１２でＴＶ信号にふさ
れしい形に変換され、出力される。発明が解決しようと
する課題 前述のフィールド読み出し、およびフレーム読み出し方
法の違いをまとめると第８図のようになる。即ち、信号
の読み出し形式については、フィールド読み出し方法は
、２つの光電変換部の信号をミックスして読み出すのに
対し、フレーム読み出し方法は、個々の光電変換部の信
号を別々に読み出す。従って、垂直方向への解像度はフ
レーム読み出し方法の方が断熱有利となる。一方被写体
信号の蓄積時間については、フィールド読み出し方法で
は１フイールドごとに全画素の信号を読み出すため、蓄
積時間は１フィールド−１／６０ｓｅｃなのに対し、フ
レーム読み出し方法では１フレームごとに個々の光電変
換部の信号を読み出すため、蓄積時間は１フレーム−１
／　３０　ｓ　ｅ　ｃとなる。

これは、フレーム読み出し方法では、蓄積時間がフィー
ルド読み出し方法に比べ２倍あるため、残像が残りやす
（なり、動きが速い被写体に対しては尾を引いたような
画像となってとても見づら（なることを示している。こ
のようにフレーム。

フィールド各読み出し方法には一長一短があり、その読
み出し方法は一方に固定されている。

課題を解決するための手段 上述の課題を解決するため本発明ではフィールド読み出
し走査とフレーム読み出し走査の切り換えが可能な撮像
手段と、画像の動きを検出する動き検出手段とを備えた
撮像装置であって、前記撮像手段は前記動き検出手段が
「画像の動きがある」と判断する時はフィールド読み出
し走査を、「画像の動きがない」と判断する時はフレー
ム読み出し走査を選択することを特徴とする撮像装置を
提案する。

作用 上記手段により、動きのない被写体ではフィールド読み
出し方法を、動きのある被写体ではフレーム読み出し方
法を選択する。

実施例 第１図（ａ）に本発明の撮像装置の一例を示す。第１図
（ａ）で２００はレンズ、２０１は撮像部、２０２は信
号処理部、２０３は撮像駆動部であり、その内部にはフ
レーム読み出し駆動部２０４とフィールド読み出し駆動
部２０５が存在する。２０６は同期発生部、２０７は被
写体の動きを検出する動き検出部、２０８はフレーム読
み出し駆動部２０４と、フィールド読み出し駆動部２０
５からの駆動信号を選択するスイッチである。

第１図（ｂ）は動き検出部２０７の概略を示すものであ
る。２１１は信号入力端であり２０７のａの端子に相当
する。２１２はアナログ信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換回路、２１３は１フイ一ルド期間の信号を
格納するフィールドメモリー、２１４は直接入力してき
た信号とフィールドメモリー２１３で１フイ一ルド期間
遅延させた信号との差をとる差分回路、２１５は信号の
絶対値をとる絶対値回路（以下ＡＢＳ回路）、２１６は
信号の高域をカットするローパスフィルター回路（以下
り、　Ｐ、　Ｆ回路）、２１７はローパスフィルター回
路２１７から出力する信号と、内部に持つ基準電圧を比
較する比較回路（以下ＤＥＴ回路）、２１８は同期信号
入力端であり２０７のｂの端子に相当する。２１９は同
期信号入力端に入力する同期信号に同期してスイッチ２
０８を切り換える信号を発生する切り換え信号ｉ主回路
、２２０は信号出力端であり２０７のＣに相当する。

以上の構成を持っ撮像装置の動作について第２図を用い
て説明する。第２図の２３０〜２３７は第１図の撮像回
路のそれぞれＡ−Ｈ点での波形を示したものである。

レンズ２００を通して結像された被写体情報は撮像部２
０１で電気信号に変換される（２３１）。

この信号は、動き検出部２０７内のＡ　、／　Ｄ変換部
２１２でディジタル信号に変換され（第２図では簡単の
ためアナログ波形のまま示している）フィールドメモリ
ー２１３に格納され、出力される。即ち１フイ一ルド期
間遅延されるわけである（２３２）。

直接送られてきた信号と遅延された信号は差分回路２１
４で減算されるのであるが（２３３＞、この信号が前の
フィールドからの動きの情報を持っている。次にＡＢＳ
回路２１５でこの信号の絶対値をとり（２３４）、ＬＰ
Ｆ回路２１６で高域成分をカットする（２３５）。次に
ＤＥＴ回路２１７において基準電位２３９七の比較を行
ない、基準よりも大きい信号の抽出を行なう（２３６）
。この抽出されたポイントが、「画像が動いた」と判断
されたポイントである。次に切り換え信号発生回路にお
いて、この抽出されたポイントの次のフィールド期間を
同期信号２３０のタイミングに合わせて変化させる。こ
の信号か動き検出信号として動き検出部２０７から出力
し、スイッチ２０８の切り換えを行なう。即ち、「動き
がない」と判断じている時は垂直解像度の高いフレーム
読み出し駆動部２０４からの信号を、「動きがある」と
判断している時は動残像の少ないフィールド読み出し駆
動部２０５からの信号を選択する。その信号の流れを示
したのが２３８である。なお、ここで示すフレーム読み
出し、フィールド読み出し駆動信号は従来例で示したも
のと全く同じである。

発明の効果 以上のように本発明の撮像装置により、動きのある時は
フィールド読み出しを、動きのない時はフレーム読み出
しを選択することができ、その結果、動残像の少ない垂
直解像度の高い画像が得られ、その効果は極めて大なる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１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２図は同撮像装置の信号の流れを示す波形図
、第３図は従来の撮像装置の構成を示すブロック図、第
４図はＣＣＤ撮像素子の構成を示す構成図、第５図およ
び第６図はフィールド読み出し方法を説明するための模
式図、第７図はフレーム読み出し方法を説明するための
模式図、第８図はフィールド読み出しと、フレーム読み
出しの比較を説明するための模式図である。 ２００・・・・・・レンズ、２０１・・・・・・撮像部
、２０２・・・・・・信号処理部、２０３・・・・・・
撮像駆動部、２０４・・・・・・フレーム読み出し駆動
部、２０５・・・・・・フィールド読み出し駆動部、２
０６・・・・・・同期発生部、２０７．２１０・・・・
・・動き検出部、２０８・・・・・・スイッチ、２１２
・・・・・・Ａ／Ｄ、２１３・・・・・・フィールドメ
モリー、２１４・・・・・・差分回路、２１５・・・・
・・絶対値回路、２１６・・・・・・Ｌ、　Ｐ、　Ｆ、
２１７・・・・・・比較回路、２１９・・・・・・切り
換え信号発生回路。 代理人の氏名　弁理士小鍜治明　ほか２名薪１図 敵２図 第３図 第４図 第５図 （ｆｆｉＴｈ波形う 艶６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フィールド読み出し走査とフレーム読み出し走査の切り
   換えが可能な撮像手段と、画像の動きを検出する動き検
   出手段とを備えた撮像装置であって、前記撮像手段は、
   前記動き検出手段が「画像の動きがある」と判断する時
   はフィールド読み出し走査を、「画像の動きがない」と
   判断する時はフレーム読み出し走査を選択することを特
   徴とする撮像装置。