JPH0514820A

JPH0514820A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH0514820A
Application number: JP3183396A
Authority: JP
Inventors: Fumio Nagumo; 文男名雲; Takashi Asaida; 貴浅井田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【構成】第１の周波数ｆ_CCD1又は第２の周波数ｆ_CCD2
の読み出しクロックレートで固体イメージセンサ１Ｒ，
１Ｇ，１Ｂから読み出される撮像信号をＡ／Ｄ変換器３
Ｒ，３Ｇ，３Ｂにより上記読み出しクロックレートでデ
ィジタル化し、上記読み出しクロックレートの撮像デー
タにレートコンバータ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂによりレート変
換処理を施して、第３の周波数ｆ_STD1又は第４の周波数
ｆ_STD2の送り出しクロックレートの撮像データを形成
し、この撮像データにディジタルプロセス回路６，７に
より画像処理を施して出力する。【効果】１個の固体イメージセンサから読み出される
撮像信号からＤ−１規格やＤ−２規格に適合したディジ
タル画像信号を形成して出力することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子（CCD :
Charge Coupled Device ）により形成されたＣＣＤイメ
ージセンサなどの固体イメージセンサを撮像部に用いた
固体撮像装置に関し、特に、固体イメージセンサにより
得られる撮像信号をディジタル化し、複数種類のクロッ
クレートの画像データを形成して出力する固体撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＣＤイメージセンサなどの離
散的な絵素構造を有する固体イメージセンサを撮像部に
用いた固体撮像装置では、上記固体イメージセンサ自体
がサンプリング系であるために、上記固体イメージセン
サによる撮像信号に空間サンプリング周波数ｆ_CCDから
の折り返し成分が混入することら知られている。従来、
撮像光学系に複屈折型の光学的ローパスフィルタを設け
て、撮像信号のベースバンド成分の高域成分を抑圧する
ことにより、上記固体イメージセンサによるサンプリン
グ系のナイキスト条件を満たすようにして、撮像信号の
ベースバンド成分への折り返し成分の発生を防止するよ
うにしている。

【０００３】また、カラー画像を撮像するカラーテレビ
ジョンカメラ装置では、緑色画像撮像用の固体イメージ
センサと赤色絵素および青色絵素用の色コーディングフ
ィルタを設けた固体イメージセンサにより三原色画像を
撮像する二板式固体撮像装置や、三原色画像を個別の固
体イメージセンサにより撮像する三板式固体撮像装置等
の多板式固体撮像装置が実用化されている。

【０００４】さらに、上記多板式固体撮像装置における
解像度の向上を図るための手法として、緑色画像撮像用
の固体イメージセンサに対して、絵素の空間サンプリン
グ周期の１／２だけ、赤色画像撮像用および青色画像撮
像用の固体イメージセンサをずらして配置するようにし
た所謂空間絵素ずらし法が知られている。この空間絵素
ずらし法を採用することによって、アナログ出力の多板
式固体撮像装置では、固体イメージセンサの画素数の限
界を越える高い解像度を実現することができる。

【０００５】また、放送局などで使用する業務用のディ
ジタルビデオテープレコーダの規格として、Ｄ−１規格
やＤ−２規格などが規格化されており、これらの規格に
適合したディジタルビデオ関連機器に対するディジタル
インターフェースがカラーテレビジョンカメラ装置にも
必要とされている。ここで、４：２：２ディジタルコン
ポーネントビデオ信号の規格であるＤ−１規格では、サ
ンプリング周波数をＮＴＳＣ方式における水平周波数ｆ
_H(NTSC)の８５８倍に当たるとともにＰＡＬ方式におけ
る水平周波数ｆ_H(PAL))の８６４倍に当たる１３．５Ｍ
Ｈｚとし、どちらの方式での水平周波数の整数倍でロッ
クできるようになっている。また、ディジタルコンポジ
ットビデオ信号の規格であるＤ−２規格では、サンプリ
ング周波数をサブキャリヤの４倍の４Ｆ_SCとし、サブキ
ャリヤとサンプリングクロックとのビート妨害を最小に
するようになっており、ＮＴＳＣ方式のサンプリング周
波数ｆ_S(NTSC)は１４．３ＭＨｚでＰＡＬ方式のサンプ
リング周波数ｆ_S(PAL)は１７．７３４ＭＨｚである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
Ｄ−１規格やＤ−２規格に適合したディジタル画像信号
を直接出力するような固体撮像装置を実現しようとする
場合に、解像度が高く、折り返し歪みの少ない画質の良
好なディジタル画像信号を直接出力するためには、撮像
部に使用する固体イメージセンサのサンプリングレート
（画素数）は、該固体イメージセンサに対するプリフィ
ルタである光学的ローパスフィルタの不完全さ、すなわ
ち、光学的ローパスフィルタではなだらかなロールオフ
特性しか得られれず、ＭＴＦ特性を良好にすることと折
り返し歪み成分を少なくすることとの両立が困難である
ということを考慮すると、上記Ｄ−１規格やＤ−２規格
におけるサンプリングレートよりも高くする必要があ
る。また、固体イメージセンサによる撮像信号につい
て、該固体イメージセンサの画素毎の欠陥補正処理など
をディジタル処理で行うことや、ビート妨害が発生を防
止することなどを考慮すると、固体イメージセンサのサ
ンプリングレートと、該固体イメージセンサによる撮像
信号をディジタル化するアナログディジタル変換手段に
おけるサンプリングレートと一致させることが望まし
い。そして、上述の如きＤ−１規格やＤ−２規格に適合
したディジタル画像信号を直接出力するような固体撮像
装置の撮像部には、画素数がＤ−１規格やＤ−２規格に
対応するように個別に設定された各規格専用の固体イメ
ージセンサが用いられていた。

【０００７】そこで、本発明は、上述の如き実情に鑑
み、１個の固体イメージセンサから読み出される撮像信
号から上述の如きＤ−１規格やＤ−２規格に適合したデ
ィジタル画像信号を形成して出力することのできる固体
撮像装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、上述の目的を達成するために、第１の周波数ｆ
_CCD1又は第２の周波数ｆ_CCD2の読み出しクロックレート
で読み出される撮像信号を上記読み出しクロックレート
でディジタル化し、上記第１の周波数ｆ_CCD1又は第２の
周波数ｆ_CCD2の読み出しクロックレートの撮像データの
少なくとも一方にレート変換処理を施して、第３の周波
数ｆ_STD1又は第４の周波数ｆ_STD2の送り出しクロックレ
ートの撮像データに変換できるように画素数を設定した
固体イメージセンサと、上記固体イメージセンサから読
み出される上記読み出しクロックレートの撮像信号を上
記読み出しクロックレートでディジタル化するアナログ
ディジタル変換手段と、上記アナログディジタル変換手
段によりディジタル化された上記読み出しクロックレー
トの撮像データにレート変換処理を施し、上記第３の周
波数ｆ_STD1又は第４の周波数ｆ_STD2の送り出しクロック
レートの撮像データを形成するレート変換手段と、上記
レート変換手段により得られる上記送り出しクロックレ
ートの撮像データに上記送り出しクロックレートで画像
処理を施すデータ処理手段とを備え、上記第３の周波数
ｆ_STD1又は第４の周波数ｆ_STD2の送り出しクロックレー
トの画像データを上記データ処理手段から出力すること
を特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明に係る固体撮像装置では、第１の周波数
ｆ_CCD1又は第２の周波数ｆ_CCD2の読み出しクロックレー
トで固体イメージセンサから読み出される撮像信号をア
ナログディジタル変換手段により上記読み出しクロック
レートでディジタル化し、このアナログディジタル変換
手段によりディジタル化された上記読み出しクロックレ
ートの撮像データに対して、レート変換手段によりレー
ト変換処理を施し、上記第３の周波数ｆ_STD1又は第４の
周波数ｆ_STD2の送り出しクロックレートの画像データを
形成する。そして、上記レート変換手段により得られる
上記送り出しクロックレートの撮像データに対して、デ
ータ処理手段により上記送り出しクロックレートで画像
処理を施し、上記第３の周波数ｆ_STD1又は第４の周波数
ｆ_STD2の送り出しクロックレートの画像データを上記デ
ータ処理手段から出力する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例
について、図面に従い詳細に説明する。本発明に係る固
体撮像装置は、例えば図１に示すように構成される。

【００１１】この図１に示す固体撮像装置は、撮像レン
ズから光学的ローパスフィルタを介して入射される撮像
光を色分解プリズムにより三原色光成分に分解して、被
写体像の三原色画像を三枚のＣＣＤイメージセンサ１
Ｒ，２Ｇ，１Ｂにより撮像するＮＴＳＣ方式のカラーテ
レビジョンカメラ装置に本発明を適用し、Ｄ１規格に適
合した画像データとＤ２規格に適合した画像データとを
選択的に出力できるようにしたものである。

【００１２】この実施例において、カラーテレビジョン
カメラ装置の撮像部を構成している上記三枚のＣＣＤイ
メージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、空間絵素ずらし法を
採用して、図２に示すように、緑色画像撮像用のＣＣＤ
イメージセンサ１Ｇに対して、絵素の空間サンプリング
周期τ_sの１／２だけ、赤色画像撮像用および青色画像
撮像用のＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｂをずらして配
置されている。そして、上記三枚のＣＣＤイメージセン
サ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、システムコントローラ１１によ
り切り換え制御されるクロック切り換えスイッチ１２を
介して第１の読み出しクロック発生器１３からの第１の
読み出しクロックパルスＣＫ_CCD1又は第２の読み出しク
ロック発生器１４からの第２の読み出しクロックパルス
ＣＫ_CCD2が供給され、上記第１又は第２の読み出しクロ
ックパルスＣＫ_CCD1，ＣＫ_CCD2により駆動されて、各絵
素の撮像電荷が読み出される。

【００１３】上記第１の読み出しクロック発生器１３
は、Ｄ１規格のサンプリング周波数ｆ_STD1（８５８ｆ_H
＝１３．５ＭＨｚ）のｍ₁／ｎ₁倍（ただし、ｍ₁，ｎ
₁はｍ₁＞ｎ₁なる整数）、例えばｍ₁＝４，ｎ₁＝３
として、ｆ_CCD1＝ｆ_STD1・ｍ₁／ｎ₁ ＝８５８ｆ_H・４／３＝１１４４ｆ_H ＝１８．００ＭＨｚなるサンプリング周波数ｆ_CCD1（１８．００ＭＨｚ）の
第１の読み出しクロックパルスＣＫ_CCD1を出力する。ま
た、上記第２の読み出しクロック発生器１４は、Ｄ２規
格のサンプリング周波数ｆ_STD2（４ｆ_sc＝１４．３ＭＨ
ｚ）のｍ₂／ｎ₂倍（ただし、ｍ₂ ，ｎ₂はｍ₂ ≧ｎ₂
なる整数）、例えばｍ₂＝５，ｎ₂＝４として、ｆ_CCD2＝ｆ_STD2・ｍ₂ ／ｎ₂ ＝４ｆ_sc・５／４＝５ｆ_sc ＝１１３７．５ｆ_H ＝１７．８９８ＭＨｚなるサンプリング周波数ｆ_CCD2（１７．８９８ＭＨｚ）
の第２の読み出しクロックパルスＣＫ_CCD2を出力する。
そして、上記システムコントローラ１１は、Ｄ１規格の
撮像動作モード（以下、Ｄ１モードという）時に上記第
１の読み出しクロックパルスＣＫ_CCD1を選択し、また、
Ｄ２規格の撮像動作モード（以下、Ｄ２モードという）
時に上記第２の読み出しクロックパルスＣＫ_CCD2を選択
するように、上記クロック切り換えスイッチ１２の切り
換え制御を行う。

【００１４】ここで、上記Ｄ１モード時に１８．００Ｍ
Ｈｚのサンプリング周波数ｆ_CCD1の第１の読み出しクロ
ックパルスＣＫ_CCD1により各絵素の撮像電荷が読み出さ
れるＣＣＤイメージセンサの実効画素数（最終的なシス
テムブランキング内にある画素数）Ｎ₁（Ｎ^H×Ｎ^V）
は、ｆ_CCD1＝１１４４ｆ_Hであるから、１水平操作期間
を６３．５５６ｓｅｃとし、ブランキング期間を１０．
９μｓｅｃとすると、１ライン当たり、Ｎ^H＝１１４４×（６３．５５６−１０．９）／６３．
５５６＝９４７．８であって、垂直方向の実効画素数Ｖ₁を４８５として、Ｎ₁＝９４７．８^H×４８５^V となる。また、上記Ｄ２モード時に１７．８９８ＭＨｚ
のサンプリング周波数ｆ_CCD1の第２の読み出しクロック
パルスＣＫ_CCD2により各絵素の撮像電荷が読み出される
ＣＣＤイメージセンサの実効画素数（最終的なシステム
ブランキング内にある画素数）Ｎ₂（Ｎ^H×Ｎ^V）は、
ｆ_CCD2＝１１３７．５ｆ_Hであるから、１水平操作期間
を６３．５５６ｓｅｃとし、ブランキング期間を１０．
９μｓｅｃとすると、１ライン当たり、Ｎ^H＝１１３７．５×（６３．５５６−１０．９）／６
３．５５６＝９４２．４であって、Ｎ₂＝９４２．４^H×４８５^V となる。

【００１５】そして、２／３”光学系（８．８^H×６．
６^V＝１１．０^D）に適用する場合の理想的ユニットセ
ルサイズは、Ｄ１モードで９．２９μｍ^H×１３．６１
μｍ^Vとなり、また、Ｄ２モードで９．３４μｍ^H×１
３．６１μｍ^Vとなる。そこで、この実施例では、上記
各ＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのユニットセ
ルサイズを９．３μｍ^H×１３．６μｍ^Vとしてある。
この９．３μｍ^H×１３．６μｍ^Vのユニットセルサイ
ズのＣＣＤイメージセンサによる撮像出力画像の対角及
びアスペクトレシオの誤差は、Ｄ１モードにおける対角
の誤差が＋０．０８％でアスペクトレシオの誤差が−
０．２３％となり、また、Ｄ２モードにおける対角の誤
差が−０．３％でアスペクトレシオの誤差が＋０．３５
％となり、無視できる。

【００１６】なお、上記各ＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，
１Ｇ，１Ｂのユニットセルサイズを９．２５μｍ^H×１
３．５μｍ^Vとすると、対角及びアスペクトレシオの誤
差は、Ｄ１モードにおける対角の誤差が−０．５％でア
スペクトレシオの誤差が−０．４％となり、また、Ｄ２
モードにおける対角の誤差が−０．９％でアスペクトレ
シオの誤差が＋０．１５％となる。また、上記各ＣＣＤ
イメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのユニットセルサイズ
を９．２μｍ^H×１３．５μｍ^Vとすると、対角及びア
スペクトレシオの誤差は、Ｄ１モードにおける対角の誤
差が−０．７％でアスペクトレシオの誤差が＋０．１％
となり、また、Ｄ２モードにおける対角の誤差が−１．
３％でアスペクトレシオの誤差が＋０．７％となる。

【００１７】上記空間絵素ずらし法を採用した三枚のＣ
ＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、被写体像の三
原色画像について、上記緑色画像撮像用のＣＣＤイメー
ジセンサ１Ｇと上記赤色画像撮像用および青色画像撮像
用の各ＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｂとがτ_s／２だ
けずれた位置を空間サンプリングする。従って、上記各
ＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂによる三原色撮
像信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*は、上記第１の読み出しクロッ
クパルスＣＫ_CCD1により読み出しを行うＤ１モード時の
信号スペクトラムを図３に示し、また、上記第２の読み
出しクロックパルスＣＫ_CCD2により読み出しを行うＤ２
モード時の信号スペクトラムを図４に示てあるように、
上記ＣＣＤイメージセンサ１Ｇによる緑色撮像信号Ｓ_G*
の上記サンプリング周波数ｆ_CCD1，ｆ_CCD2の成分と上記
各ＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｂによる赤色撮像信号
Ｓ_R*および青色撮像信号Ｓ_B*の上記サンプリング周波数
ｆ_CCD1，ｆ_CCD2の成分とが互いに逆位相となっている。

【００１８】そして、上記第１又は第２の読み出しクロ
ックパルスＣＫ_CCD1，ＣＫ_CCD2により上記ＣＣＤイメー
ジセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから読み出される各色撮像信
号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*は、それぞれ相関二重サンプリング
処理やレベル制御などを行うアナログ処理回路２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂを介してアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに供給される。

【００１９】これら各Ａ／Ｄ変換器３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ
は、上記各色撮像信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*のサンプリング
レートに等しいクロックレートすなわち上記読み出しク
ロックパルスＣＫ_CCD1，ＣＫ_CCD2と同じサンプリング周
波数ｆ_CCD1，ｆ_CCD2のクロックパルスＣＫ_AD1ＣＫ_AD2
が上記クロック切り換えスイッチ１２を介して選択的に
供給されている。そして、上記Ａ／Ｄ変換器３Ｒ，３
Ｇ，３Ｂは、上記各色撮像信号Ｓ_R*，Ｓ_G*，Ｓ_B*を上記
クロックパルスＣＫ_AD1ＣＫ_AD2により上記サンプリン
グ周波数ｆ_CCD1，ｆ_CCD2の読み出しクロックレートでそ
のままディジタル化して、上記各色撮像信号Ｓ_R*，
Ｓ_G*，Ｓ_B*のスペクトルと同じ信号スペクトルの各ディ
ジタル色信号Ｄ_R*，Ｄ_R*，Ｄ_B*を形成する。

【００２０】上記Ａ／Ｄ変換器３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにより
得られる各ディジタル色信号Ｄ_R，Ｄ_G，Ｄ_Bは、第１
のディジタルプロセス処理回路４に供給される。

【００２１】上記第１のディジタルプロセス処理回路４
は、上記読み出しクロックパルスＣＫ_CCD1，ＣＫ_CCD2の
と同じサンプリング周波数ｆ_CCD1，ｆ_CCD2のクロックパ
ルスＣＫ_DP1，ＣＫ_DP2が上記クロック切り換えスイッ
チ１２を介して供給されている。そして、この第１のデ
ィジタルプロセス処理回路４は、上記サンプリング周波
数ｆ_CCD1，ｆ_CCD2の読み出しクロックレートの各ディジ
タル色信号Ｄ_R*，Ｄ_R*，Ｄ_B*に対して、上記クロックパ
ルスＣＫ_DP1，ＣＫ_DP2により上記読み出しクロックレ
ートでビート妨害を伴うことなく欠陥補正などの絵素毎
の画像処理を行う。この第１のディジタルプロセス処理
回路４により絵素毎の画像処理の施された各ディジタル
色信号Ｄ_R*，Ｄ_R*，Ｄ_B*は、それぞれレートコンバータ
５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを介して第２のディジタルプロセス処
理回路６に供給される。

【００２２】上記各レートコンバータ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
は、上記読み出しクロックパルスＣＫ_CCD1，ＣＫ_CCD2と
同じサンプリング周波数ｆ_CCD1，ｆ_CCD2のクロックパル
スＣＫ_DP1，ＣＫ_DP2が上記クロック切り換えスイッチ
１２を介して供給されているとともに、第１の送り出し
クロック発生器１５からの第１の送り出しクロックパル
スＣＫ_STD1又は第２の送り出しクロック発生器１６から
の第２の送り出しクロックパルスＣＫ_STD2がクロック切
り換えスイッチ１７を介して供給されている。

【００２３】ここで、上記第１の送り出しクロック発生
器１５は、Ｄ１規格のサンプリング周波数ｆ_STD1（８５
８ｆ_H＝１３．５ＭＨｚ）の第１の送り出しクロックパ
ルスＣＫ_STD1を出力する。また、上記第２の送り出しク
ロック発生器１６は、Ｄ２規格のサンプリング周波数ｆ
_STD2（４ｆ_sc＝１４．３ＭＨｚ）の第２の送り出しクロ
ックパルスＣＫ_STD2を出力する。そして、上記切り換え
スイッチ１７は、Ｄ１モード時に上記第１の送り出しク
ロックパルスＣＫ_STD1を選択し、また、Ｄ２モード時に
上記第２の送り出しクロックパルスＣＫ_STD2を選択する
ように、上記システムコントローラ１１により切り換え
制御される。

【００２４】上記各レートコンバータ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
は、図５に示すように、上記サンプリング周波数
ｆ_CCD1，ｆ_CCD2の読み出しクロックレートの入力データ
ｘ_nが供給される例えば６段のシフトレジスタ２１と、
係数レジスタ２２により与えられる係数ａ_Pを上記シフ
トレジスタ２１の各段の出力に乗算する乗算器２３と、
上記乗算器２３による乗算出力を加算する加算器２４
と、この加算器２４により得られる上記サンプリング周
波数ｆ_CCD1，ｆ_CCD2の読み出しクロックレートの加算出
力ｙ_m’を上記Ｄ１，Ｄ２規格のサンプリング周波数ｆ
_STD1，ｆ_STD2の送り出しクロックレートで取り出すラッ
チ回路２５により構成される。

【００２５】そして、上記レートコンバータ５Ｇは、Ｄ
１モード時に、図６に示すようなインパルスレスポンス
の係数ａ_Pが表１に示す処理シーケンスに従って上記係
数レジスタ２２により上記乗算器２３に与えられること
により、上記サンプリング周波数ｆ_CCD1（１８．００Ｍ
Ｈｚ）の読み出しクロックレートのディジタル色信号Ｄ
_G*をＤ１規格のサンプリング周波数ｆ_STD1（１３．５Ｍ
Ｈｚ）の送り出しクロックレートのディジタル色信号Ｄ
_Gに変換するレート変換処理を行う。

【００２６】

【表１】

【００２７】また、上記ディジタル色信号Ｄ_R*，Ｄ_B*に
対するレート変換処理を行う上記各レートコンバータ５
Ｒ，５Ｂでは、図７に示すようなインパルスレスポンス
の係数ａ_Pが表２に示す処理シーケンスに従って上記係
数レジスタ２２により上記乗算器２３に与えられること
により、上記読み出しクロックレートのディジタル色信
号Ｄ_R*，Ｄ_B*をＤ１規格の送り出しクロックレートのデ
ィジタル色信号Ｄ_R，Ｄ_Bに変換するレート変換処理を
行う。

【００２８】

【表２】

【００２９】すなわち、上記各レートコンバータ５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂは、Ｄ１モード時に、図３及び図８に示すよ
うな補間処理とダウンサンプリング処理により、上記第
１のディジタルプロセス処理回路４から供給される上記
サンプリング周波数ｆ_CCD1（１８．００ＭＨｚ）の読み
出しクロックレートの各ディジタル色信号Ｄ_R*，Ｄ_G*，
Ｄ_B*に対して、ｍ₁＝４，ｎ₁＝３として、ｆ_STD1＝ｆ_CCD1・ｎ₁／ｍ₁ ＝１８．００・３／４ＭＨｚ＝１３．５ＭＨｚとするレート変換処理を行い、Ｄ１規格のサンプリング
周波数ｆ_STD1（１３．５ＭＨｚ）の送り出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号Ｄ_R，Ｄ_G，Ｄ_Bを形成す
る。

【００３０】ここで、この実施例の固体撮像装置では、
上述のように空間絵素ずらし法を採用しているので、上
記ＣＣＤイメージセンサ１Ｇによる緑色撮像信号Ｓ_G*の
実サンプル●と上記ＣＣＤイメージセンサ１Ｒによる赤
色撮像信号Ｓ_R*の実サンプル▲との間にπの位相差があ
り、上記ｎを奇数（ｎ＝３）とした場合に、アップコン
バージョンされたシーケンスは、例えば緑色撮像データ
の実サンプル●と合った位相に設定すると、赤色撮像デ
ータ及び青色撮像データにπの位相差をつける処置をし
なければ、両者は同相とならない。Ｄ１規格及びＤ２規
格ともに、Ｒ，Ｂ，Ｇは同位相であるから、π位相シフ
タを入れる必要がある。

【００３１】これは周波数領域でいえばｎｆ_CCD（＝４
ｆ_STD1）での位相が反転していることに対応し、上記サ
ンプリング周波数ｆ_CCD1でのキャリヤが互いに反転した
緑色撮像データと赤色撮像データ及び青色撮像データに
対して、０〜ｆ_STD／２の通過帯域は略同特性で、ｎｆ
_CCD1（＝４ｆ_STD1）でのキャリア位相が互いに反転して
いる異なる図３に示すような特性を有するアップコンバ
ージョン用の補間フィルタを用いて、上記ｎｆ_CCD（＝
４ｆ_STD1）でキャリア位相を反転させることにより、上
記ｎｆ_CCD（＝４ｆ_STD1）での位相を揃えた図３に示す
ような出力を上記補間フィルタから得ることができる。

【００３２】そして、上記ｎが奇数であって、緑色撮像
データと赤色撮像データ及び青色撮像データとに対し
て、０〜ｆ_STD／２の通過帯域は略同特性で、ｎｆ_CCD
でのキャリア位相が互いに反転している異なる特性は、
インパルスレスポンスで表現すると上述の図６及び図７
のようになる。

【００３３】また、上記各レートコンバータ５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂは、Ｄ２モード時に、インパルスレスポンスの
係数ａ_Pが所定の処理シーケンスに従って上記係数レジ
スタ２２により上記乗算器２３に与えられることによ
り、上記第１のディジタルプロセス処理回路４から供給
される上記サンプリング周波数ｆ_CCD2（１７．８９８Ｍ
Ｈｚ）の読み出しクロックレートの各ディジタル色信号
Ｄ_R*，Ｄ_R*，Ｄ_B*に対して、ｎ₂ ＝４，ｍ₂ ＝５とし
て、ｆ_STD2＝ｆ_CCD・ｎ₂ ／ｍ₂ ＝１７．８９８・４／５ＭＨｚ＝１４．３ＭＨｚとする図９に示すようなレート変換処理を行い、Ｄ２規
格のサンプリング周波数ｆ_STD2（１４．３ＭＨｚ）の送
り出しクロックレートの各ディジタル色信号Ｄ_R，
Ｄ_G，Ｄ_Bを形成する。

【００３４】上記各レートコンバータ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
により得られる上記サンプリング周波数ｆ_STD1，ｆ_STD2
のクロックレートの各ディジタル色信号Ｄ_R，Ｄ_G，Ｄ
_Bは、パラレルシリアル変換回路８ＲＧＢを介してシリ
アル出力される。また、上記各レートコンバータ５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂにより得られる上記サンプリング周波数ｆ
_STD1，ｆ_STD2の送り出しクロックレートの各ディジタル
色信号Ｄ_R，Ｄ_G，Ｄ_Bは、第２のディジタルプロセス
処理回路６において、上記サンプリング周波数ｆ_STD1，
ｆ_STD2のクロックレートでガンマ補正などのプロセス処
理が施されてから、第３のディジタルプロセス処理回路
７に供給されるとともに、それぞれディジタルアナログ
（Ｄ／Ａ）変換器９Ｒ，９Ｇ，９Ｂによりアナログ化さ
れて、アナログ色信号Ｒ，Ｇ，Ｂとして、それぞれポス
トフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを介して出力され
る。

【００３５】上記第３のディジタルプロセス処理回路７
では、上記第２のディジタルプロセス処理回路６から供
給される上記サンプリング周波数ｆ_STD1，ｆ_STD2の送り
出しクロックレートの各ディジタル色信号Ｄ_R，Ｄ_G，
Ｄ_Bについてのマトリクス演算処理によって、上記送り
出しクロックレートのディジタル輝度信号Ｄ_Y、各ディ
ジタル色差信号Ｄ_U，Ｄ_V、コンポジットビデオ信号Ｄ
_CS及びビューファインダ用のビデオ信号Ｄ_VFを形成す
る。

【００３６】上記第３のディジタルプロセス処理回路７
により得られる上記送り出しクロックレートのディジタ
ル輝度信号Ｄ_Y及び各ディジタル色差信号Ｄ_U，Ｄ
_Vは、パラレルシリアル変換回路８ＹＵＶを介してシリ
アル出力される。また、上記第３のディジタルプロセス
処理回路７により得られる上記送り出しクロックレート
のコンポジットビデオ信号Ｄ_CSは、パラレルシリアル変
換回路８ＣＳを介してシリアル出力される。さらに、Ｄ
１モード時に上記第３のディジタルプロセス処理回路７
により得られる上記サンプリング周波数ｆ_STD1の送り出
しクロックレートのディジタル輝度信号Ｄ_Y及び各ディ
ジタル色差信号Ｄ_U，Ｄ_Vは、Ｄ１処理回路８Ｄ１によ
り各ディジタル色差信号Ｄ_U，Ｄ_Vには６．７５ＭＨｚ
のクロックレートにダウンサンプリング処理が施され、
また、ディジタル輝度信号Ｄ_Yには遅延補償処理が施さ
れて、パラレル出力される。また、上記第３のディジタ
ルプロセス処理回路７により得られるディジタル輝度信
号Ｄ_Y、各ディジタル色差信号Ｄ_U，Ｄ_V、コンポジッ
トビデオ信号Ｄ_CS及びビューファインダ用のビデオ信号
Ｄ_VFは、それぞれディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
９Ｙ，９Ｕ，９Ｖ，９ＣＳ，９ＶＦによりアナログ化さ
れて、アナログ輝度信号Ｙ、各アナログ色差信号Ｕ，
Ｖ、アナログコンポジットビデオ信号ＣＳ及びビューフ
ァインダ用のビデオ信号ＶＦとして、それぞれポストフ
ィルタ１０Ｙ，１０Ｕ，１０Ｖ，１０ＣＳ，１０ＶＦを
介して出力される。

【００３７】なお、上述の実施例では、本発明をＮＴＳ
Ｃ方式のカラーテレビジョンカメラ装置に適用し、Ｄ１
規格に適合した画像データとＤ２規格に適合した画像デ
ータとを選択的に出力できるようにしたが、本発明は、
上述の実施例のみに限定さるものでなく、Ｄ１モードで
はｍ₁＝８，ｎ₁＝５として、ｆ_CCD1＝ｆ_STD1・ｍ₁／ｎ₁ ＝８５８ｆ_H・８／５＝１３．５・８／５ＭＨｚ＝２１．６ＭＨｚのサンプリング周波数ｆ_CCD1を採用し、また、Ｄ２モー
ドではｍ₂＝３，ｎ₂＝２として、ｆ_CCD2＝ｆ_STD2・ｍ₂ ／ｎ₂ ＝４ｆ_sc・３／２＝６ｆ_sc ＝２１．４８ＭＨｚのサンプリング周波数ｆ_CCD2を採用しても良い。また、
上述の実施例では、Ｄ１規格に適合した画像データとＤ
２規格に適合した画像データとを選択的に出力するよう
にしたが、Ｄ１モード又はＤ２モード専用の固体撮像装
置とするようにしても良く、この場合にも共通の固体イ
メージセンサを用いることができる。

【００３８】さらに、例えば、ＰＡＬ方式のカラーテレ
ビジョンカメラ装置に適用し、Ｄ１規格に適合した画像
データとＤ２規格に適合した画像データとを選択的に出
力することもできる。本発明をＰＡＬ方式のカラーテレ
ビジョンカメラ装置に適用した場合に、上記第１の読み
出しクロック発生器１３は、Ｄ１規格のサンプリング周
波数ｆ_STD1（８５８ｆ_H＝１３．５ＭＨｚ）のｍ₁／ｎ
₁倍（ただし、ｍ₁，ｎ₁はｍ₁＞ｎ₁なる整数）、例
えばｍ₁＝４，ｎ₁＝３として、ｆ_CCD1＝ｆ_STD1・ｍ₁／ｎ₁ ＝８６４ｆ_H・４／３＝１１５２ｆ_H ＝１８．００ＭＨｚなるサンプリング周波数ｆ_CCD1（１８．００ＭＨｚ）の
第１の読み出しクロックパルスＣＫ_CCD1を出力する。ま
た、上記第２の読み出しクロック発生器１４は、ｍ₂＝
ｎ₂として、ｆ_CCD2＝ｆ_STD2・ｍ₂ ／ｎ₂ ＝４ｆ_sc ＝１１５２ｆ_H ＝１７．７３４ＭＨｚなるサンプリング周波数ｆ_CCD2（１７．７３４ＭＨｚ）
の第２の読み出しクロックパルスＣＫ_CCD2を出力する。

【００３９】さらに、上記第１の送り出しクロック発生
器１５は、Ｄ１規格のサンプリング周波数ｆ_STD1（８５
８ｆ_H＝１３．５ＭＨｚ）の第１の送り出しクロックパ
ルスＣＫ_STD1を出力する。また、上記第２の送り出しク
ロック発生器１６は、Ｄ２規格のサンプリング周波数ｆ
_STD2（４ｆ_sc＝１７．７３４ＭＨｚ）の第２の送り出し
クロックパルスＣＫ_STD2を出力する。

【００４０】そして、上記各レートコンバータ５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂは、Ｄ１モード時に、上記第１のディジタルプ
ロセス処理回路４から供給される上記サンプリング周波
数ｆ_CCD1（１８．００ＭＨｚ）の読み出しクロックレー
トの各ディジタル色信号Ｄ_R*，Ｄ_G*，Ｄ_B*に対して、ｍ
₁＝４，ｎ₁＝３として、ｆ_STD1＝ｆ_CCD1・ｎ₁／ｍ₁ ＝１８．００・３／４ＭＨｚ＝１３．５ＭＨｚとするレート変換処理を行い、Ｄ１規格のサンプリング
周波数ｆ_STD1（１３．５ＭＨｚ）の送り出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号Ｄ_R，Ｄ_G，Ｄ_Bを出力す
る。また、Ｄ２モード時には、上記第１のディジタルプ
ロセス処理回路４から供給される上記サンプリング周波
数ｆ_CCD2（１７．７３４ＭＨｚ）の読み出しクロックレ
ートの各ディジタル色信号Ｄ_R*，Ｄ_G*，Ｄ_B*に対して、
ｍ₂＝ｎ₂のレート変換処理を施し、Ｄ２規格のサンプ
リング周波数ｆ_STD2（１７．７３４ＭＨｚ）の送り出し
クロックレートの各ディジタル色信号Ｄ_R，Ｄ_G，Ｄ_B
を出力する。

【００４１】ここで、２／３”光学系（８．８^H×６．
６^V＝１１．０^D）の場合、理想的ユニットセルサイズ
は、Ｄ１モードで９．４０２μｍ^H×１１．４７８μｍ
^V、また、Ｄ２モードで９．５４２μｍ^H×１１．４７
８μｍ^Vであるから、例えば、上記各ＣＣＤイメージセ
ンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのユニットセルサイズを９．４μ
ｍ^H×１１．４μｍ^Vとすることにより、対角及びアス
ペクトレシオの誤差は、Ｄ１モードにおける対角の誤差
が−０．２６％でアスペクトレシオの誤差が−０．６６
％となり、また、Ｄ２モードにおける対角の誤差が−
１．２％でアスペクトレシオの誤差が＋０．８％とな
る。また、ユニットセルサイズを９．５μｍ^H×１１．
４μｍ^Vとすると、対角及びアスペクトレシオの誤差
は、Ｄ１モードにおける対角の誤差が＋０．４％でアス
ペクトレシオの誤差が−１．７％となり、また、Ｄ２モ
ードにおける対角の誤差が−０．５％でアスペクトレシ
オの誤差が−０．２４％となる。なお、アスペクトレシ
オの誤差は、２％以下であれば、十分に実用に耐え得
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置では、共通の
固体イメージセンサにより、Ｄ−１規格やＤ−２規格に
適合したディジタル画像信号を直接出力することができ
る。また、撮像部に使用する固体イメージセンサのサン
プリングレート（画素数）がＤ−１規格やＤ−２規格に
おけるサンプリングレートよりも高いので、該固体イメ
ージセンサに対するプリフィルタである光学的ローパス
フィルタの不完全さによる影響を避けて、解像度が高
く、折り返し歪みの少ない画質の良好なディジタル画像
信号を直接出力することができる。

【００４３】さらに、固体イメージセンサのサンプリン
グレートと、該固体イメージセンサによる撮像出力信号
をディジタル化するアナログディジタル変換手段におけ
るサンプリングレートとが一致しているので、ビート妨
害の発生を防止することができ、また、該固体イメージ
センサの画素毎の欠陥補正処理などをディジタル処理で
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】上記固体撮像装置における各ＣＣＤイメージセ
ンサの配設状態を示す模式図である。

【図３】上記固体撮像装置のＤ１モードの撮像動作の説
明に供する信号スペクトラムを示す図である。

【図４】上記固体撮像装置のＤ２モードの撮像動作の説
明に供する信号スペクトラムを示す図である。

【図５】上記固体撮像装置のレートコンバータの構成を
示すブロック図である。

【図６】上記レートコンバータの補間フィルタのＤ１モ
ードの撮像動作におけるインパルスレスポンスを示す図
である。

【図７】上記レートコンバータの補間フィルタのＤ２モ
ードの撮像動作におけるインパルスレスポンスを示す図
である。

【図８】Ｄ１モードの撮像動作における上記レートコン
バータの動作説明に供する図である。

【図９】Ｄ２モードの撮像動作における上記レートコン
バータの動作説明に供する図である。

【符号の説明】

１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ・・・ＣＣＤイメージセンサ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器４・・・・・・・・・・第１のディジタルプロセス処理
回路５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ・・・レートコンバータ６・・・・・・・・・・第２のディジタルプロセス処理
回路７・・・・・・・・・・第３のディジタルプロセス処理
回路８ＹＵＶ，８ＣＳ・・・パラレルシリアル変換回路８Ｄ１・・・・・・・・Ｄ１処理回路１１・・・・・・・・・・システムコントローラ１２，１７・・・・・・・クロック切り換えスイッチ１３，１４・・・・・・・読み出しクロック発生器１５，１６・・・・・・・送り出しクロック発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の周波数ｆ_CCD1又は第２の周波数ｆ
_CCD2の読み出しクロックレートで読み出される撮像信号
を上記読み出しクロックレートでディジタル化し、上記
第１の周波数ｆ_CCD1又は第２の周波数ｆ_CCD2の読み出し
クロックレートの撮像データの少なくとも一方にレート
変換処理を施して、第３の周波数ｆ_STD1又は第４の周波
数ｆ_STD2の送り出しクロックレートの撮像データに変換
できるように画素数を設定した固体イメージセンサと、上記固体イメージセンサから読み出された上記読み出し
クロックレートの撮像信号を上記読み出しクロックレー
トでディジタル化するアナログディジタル変換手段と、上記アナログディジタル変換手段によりディジタル化さ
れた上記読み出しクロックレートの撮像データにレート
変換処理を施し、上記第３の周波数ｆ_STD1又は第４の周
波数ｆ_STD2の送り出しクロックレートの撮像データを形
成するレート変換手段と、上記レート変換手段により得られる上記送り出しクロッ
クレートの撮像データに上記送り出しクロックレートで
画像処理を施すデータ処理手段とを備え、上記第３の周
波数ｆ_STD1又は第４の周波数ｆ_STD2の送り出しクロック
レートの画像データを上記データ処理手段から出力する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】上記レート変換手段は、上記アナログデ
ィジタル変換手段によりディジタル化された読み出し周
波数ｆ_CCDの読み出しクロックレートの撮像データにつ
いて、ｆ_STD＝ｆ_CCD・ｎ／ｍ（ただし、ｍ，ｎはｍ＞
ｎなる正の整数である）とするレート変換処理を行い、
送り出し周波数ｆ_STDの送り出しクロックレートの撮像
データを形成することを特徴とする請求項１記載の固体
撮像装置。
【請求項３】上記第３の周波数ｆ_STD1又は第４の周波
数ｆ_STD2の送り出しクロックレートの画像データを上記
データ処理手段から選択的に出力させる切り換え手段を
設けたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】上記データ処理手段から出力される上記
第３の周波数ｆ_STD1又は第４の周波数ｆ_STD2の送り出し
クロックレートの画像データをシリアルデータに変換し
て出力するパラレルシリアル変換手段を設けたことを特
徴とする請求項１記載の固体撮像装置。