JPH06268900A - 高精細度カメラ - Google Patents

高精細度カメラ

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JPH06268900A
JPH06268900A JP5049266A JP4926693A JPH06268900A JP H06268900 A JPH06268900 A JP H06268900A JP 5049266 A JP5049266 A JP 5049266A JP 4926693 A JP4926693 A JP 4926693A JP H06268900 A JPH06268900 A JP H06268900A
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JP5049266A
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Yasumasa Kodama
安正 児玉
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 画角を16:9から4:3に変換するアナモ
フィックレンズ10と、横と縦の画素数の比率が4×3
である緑用のCCD素子16と、この緑用のCCD素子
16の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置さ
れ同じく画素数の比率が4×3である赤用のCCD素子
15及び青用のCCD素子17と、各CCD素子15,
16,17からの映像信号に対して高精細度処理を施す
高精細度処理回路20とを有する。 【効果】 コストの大幅な低減と、消費電力の削減、既
存のテレビジョン方式のCCD素子で高精細度テレビジ
ョン用の映像信号を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばCCD素子を複
数枚用いて被写体を撮像してカラー映像信号を得ると共
に、高精細度テレビジョンに対応可能な高精細度カメラ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、テレビジョン画面に表示される映
像を、例えば高精細度テレビジョン(いわゆるハイビジ
ョン)のように、NTSC方式やPAL方式のような従
来の標準とされている解像度よりも更に高い解像度とす
ることが望まれている。
【0003】この高精細度テレビジョンのような高い解
像度を得るために、従来より、ビデオカメラでは以下の
2つの方法が取られている。
【0004】すなわち、1つの方法は、ビデオカメラに
内蔵されるCCD素子の単位面積当たりの画素数を増や
すことであり、他の1つの方法は、CCD素子の面積を
大きくすることによって、CCD素子を多数の画素で構
成しようとするものである。
【0005】また、上記ハイビジョンは、モニタのアス
ペクト比が16:9であり、走査線数は1125本とな
り、上記NTSC方式等のような従来のフォーマットと
は大きく異なっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
上記高精細度テレビジョン用の映像信号を得るために
は、ビデオカメラにおいて、レンズ系や、CCD素子、
信号処理回路等を上記従来のフォーマット用のビデオカ
メラとは異なる新規な構成としなければならず、コスト
アップの要因となっている。例えば、高精細度カメラ用
のCCD素子においては、未だ需要が少ないため生産数
量が少なく、また、CCD素子の画素数を増やさなけれ
ばならないため製造時の歩留りも悪く、したがってコト
スが高くなっている。
【0007】そこで、本発明は、上述のような実情に鑑
みて提案されたものであり、安価な高精細度カメラを提
供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の高精細度カメラ
は、上述の目的を達成するために提案されたものであ
り、画角をK:LからM:Nに変換するアナモフィック
レンズと、横と縦の画素数の比率がM×Nである第1の
CCD素子及びこの第1のCCD素子の空間的位置に対
して斜めにずらした位置に配置され横と縦の画素数の比
率がM×Nである第2のCCD素子からなり上記アナモ
フィックレンズを介した被写体からの光を撮像する多板
の撮像手段と、上記撮像手段からの映像信号に対して所
定の高精細度処理を施す高精細度処理手段とを有するも
のである。
【0009】ここで、上記K:Lは16:9(すなわち
いわゆるハイビジョンに対応)であり、上記M:Nは
4:3(すなわち現行のNTSC方式やPAL方式に対
応)であり、上記高精細度処理手段により高精細度処理
が施された映像信号は、アスペクト比が16:9のモニ
タ手段(すなわち高精細度テレビジョン)に送る信号で
ある。また、上記モニタ手段に送られる映像信号は、上
記高精細度処理手段により高精細度処理が施された映像
信号を記録再生手段によって記録再生した後の映像信号
とすることもできる。
【0010】
【作用】本発明の高精細度カメラによれば、アナモフィ
ックレンズによって画角をK:LからM:Nに変換して
いるため、撮像手段の各CCD素子は縦と横の画素数の
比率がM×Nのものを使用できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0012】本実施例の高精細度カメラは、画角をK:
LからM:Nに変換するアナモフィックレンズ10と、
横と縦の画素数の比率がM×Nである第1のCCD素子
(緑用のCCD素子)16及び、この第1のCCD素子
16の空間的位置に対して斜めにずらした位置に配置さ
れ横と縦の画素数の比率がM×Nである第2のCCD素
子(赤用のCCD素子15及び青用のCCD素子17)
からなり、上記アナモフィックレンズ10を介した被写
体からの光を撮像する多板(3板式)の撮像手段と、上
記CCD素子15,16,17からの映像信号に対して
後述する所定の高精細度処理を施す高精細度処理回路2
0とを有するものである。
【0013】ここで、本実施例では、上記K:Lは1
6:9(すなわちいわゆるハイビジョンに対応)であ
り、上記M:Nは4:3(すなわち現行のNTSC方式
やPAL方式に対応)であり、上記高精細度処理回路2
0により高精細度処理が施された映像信号は、アスペク
ト比が16:9のモニタ22(すなわち高精細度テレビ
ジョン)に送る信号である。また、上記高精細度処理回
路20により高精細度処理が施された映像信号は、記録
装置23で例えば磁気テープ,光磁気ディスク等の記録
媒体に記録し、再生装置24によって当該記録媒体から
再生した映像信号を、上記モニタ22同様のモニタ25
に送って表示することも可能である。
【0014】なお、上記アナモフィックレンズ10と
は、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる像を生ずる
光学系(レンズ系)であり、本実施例では、上述したよ
うに、画角を16:9から4:3に変換する(水平方向
のみ縮める)ものを用いている。
【0015】すなわち、本実施例の高精細度カメラにお
いては、図2に示すように、上記アナモフィックレンズ
10によって、画角を16:9から4:3に変換して、
図3に示すような縦と横の画素数の比が4:3(すなわ
ち水平方向980画素で垂直方向580画素の例えばP
AL方式用)のCCD素子15,16,17によって撮
像し、このCCD素子15,16,17からの映像信号
を、後述する高精細度処理回路20によって高精細度処
理することで、図4に示すような水平方向1960画素
で垂直方向1160画素となる映像信号を得るようにし
ている。なお、高精細度テレビジョンの規格であるBA
T規格では、垂直方向1920画素×水平方向1035
画素となる映像信号が規格化されているので、本実施例
のカメラによってこの規格に対応して必要十分な映像信
号を得ることができることが判る。
【0016】さらに、本実施例の高精細度カメラにおい
ては、上記アナモフィックレンズ10を着脱自在とする
ことで、当該カメラで高精細度テレビジョン方式にも既
存のPAL方式やNTSC方式にも対応可能となる。
【0017】以下詳細に説明する。図1において、撮像
レンズ11は、上記アナモフィックレンズ10を介した
図示を省略する被写体からの光を集光する光学系であ
り、この撮像レンズ11で集光された被写体からの光
は、色分解プリズムとしてのダイクロイックプリズム1
2に入射される。このダイクロイックプリズム12に入
射された光は、このダイクロイックプリズム12によっ
て、赤(R)、緑(G)、青(B)の成分に色分解さ
れ、それぞれ色成分に対応付けて設けられた上記CCD
素子15(赤用)、CCD素子16(緑用)、CCD素
子17(青用)にそれぞれ入射される。
【0018】これらCCD素子15,16,17にそれ
ぞれ入射された赤(R),緑(G),青(B)の角成分
の光は、これらCCD素子15,16,17において光
電変換された後、上記高精細度処理回路20に送られ
る。
【0019】当該高精細度処理回路20では、図示しな
い転送パルス発生回路等からの各種パルスによって、映
像信号(原色信号)とされ、それぞれA/D変換により
ディジタル信号に変換した後、例えばそれぞれフレーム
メモリ等に蓄える。
【0020】ここで、上記各CCD素子15,16,1
7は、図5のAに示すように、各画素(図中細かい正方
形で示す)の横方向のピッチをPx、縦方向のピッチを
Pyとしたときに、緑(G)用のCCD素子16の空間
的位置に対して赤(R)及び青(B)用CCD素子1
5,16のピッチが横方向にPx/2、縦方向にPy/
2ずらして配置、すなわち、緑(G)用CCD素子16
の空間的位置に対して赤(R)及び青(B)用CCD素
子15,17を斜めにずらした位置(図5のB及びC参
照)に配置するようにしている。
【0021】上記高精細度処理回路20内のフレームメ
モリにそれぞれ記憶されたディジタル映像信号は、図示
しない書き込み/読み出し回路から供給されるアドレス
信号によって、当該フレームメモリからそれぞれ読み出
された後、当該高精細度処理回路20によって所定の高
精細度処理として後述する輝度高域処理及び補間処理等
が施される。ここで、この高精細度処理回路20では、
次のような方法で、上記フレームメモリから読み出され
た、赤(R)、青(B)、緑(G)のディジタル映像信
号に対して補間処理を施す。
【0022】すなわち、図6に示すように、図中二重枠
で示した正方形を原信号、これ以外の正方形を補間信号
(原信号の上下左右斜めの点)としたとき、補間信号G
H1を原信号G1及びG2を加算平均して求め、補間信
号GV1を原信号G1及びG3を加算平均して求め、補
間信号GHVを原信号G1,G2,G3,G4を加算平
均して求め、補間信号GV2を原信号G2及びG4を加
算平均して求め、補間信号GH2を原信号G3及びG4
を加算平均して求める。この説明においては、Gすなわ
ち、緑(G)成分の映像信号について述べているが、赤
(R)及び青(B)の映像信号についても同様の方法で
補間処理が行われる。
【0023】これを緑(G)の場合を例にとって、式
(1) 〜式(3) で示す。
【0024】 GH1=(G1+G2)/2 (1) GV1=(G1+G3)/2 (2) GHV1=(G1+G2+G3+G4)/4 (3)
【0025】なお、赤(R)及び青(B)の場合も式
(1) 〜式(3) と同様であり、これを式(4) 〜式(6) 及び
式(7) 〜式(9) に示す。
【0026】 RH1=(R1+R2)/2 (4) RV1=(R1+R3)/2 (5) RHV1=(R1+R2+R3+R4)/4 (6)
【0027】 BH1=(B1+B2)/2 (7) BV1=(B1+B3)/2 (8) BHV1=(B1+B2+B3+B4)/4 (9)
【0028】上記高精細度処理回路20では、このよう
な補間処理で得られた補間信号に対して、次のような色
処理、輝度低域処理及び輝度高域処理を施す。
【0029】すなわち、色処理では、上記補間処理によ
る各色に対応する補間信号及び後述する低域輝度信号Y
Lに基づいて色差信号R−YL及びB−YLを生成し、
これらを当該カメラの他の回路等に供給する。
【0030】輝度低域処理では、上記補間信号に基づい
て、低域輝度信号YLを生成する。この低域輝度執行Y
Lの生成は、例えばR、G、Bの成分の比率が、式(10)
で示す割合となるように、R、G、Bを混合して得る。
【0031】 YL=0.59G+ 0.3R+ 0.1B (10)
【0032】しかしながら、この低域輝度信号YLの生
成時においては、補間処理で生成した補間信号を用いる
ので、解像度の向上を図ることができない。
【0033】そこで、次の輝度高域処理によって、図7
に示すように、解像度を向上させるようにしている。
【0034】図7において、図中2重枠で示す正方形の
うち、「G」と記してあるものは緑(G)の原信号を、
「R」と記してあるものは赤(R)の原信号を、これ以
外の正方形の内、「GV1」と記してあるものは図6に
おいて説明したように、緑(G)の原信号G1及びG3
を加算平均して得た補間信号、「GV2」と記してある
ものは図6において説明したように緑(G)の原信号G
2及びG4を加算平均して得た補間信号、「RV1」と
記してあるのは図6の説明から明らかなように赤(R)
の原信号R1及びR3を加算平均して得た補間信号を、
「RV2」と記してあるものは、図6の説明から明らか
なように赤(R)の原信号R2及びR4を加算平均して
得た補間信号である。なお、赤(R)の補間信号の代わ
りに青(B)の補間信号を用いる場合、この図7に対応
させると、「RV1」は「BV1」となり、「BV1」
は図6の説明から明らかなように、青(B)の原信号B
1及びB3を加算平均して得た補間信号であえ、「RV
2」は「BV2」となり、「BV2」は図6の説明から
明らかなように青(B)の原信号B2及びB4を加算平
均して得た補間信号である。
【0035】すなわち、輝度高域処理においては、この
図7に示すように、例えばnライン目においては、緑
(G)の原信号と垂直補間のみの赤(R)の補間信号R
V1、RV2、・・・、RVnを交互に並べ配置し、n
+1ライン目においては、赤(R)の原信号と垂直補間
のみの緑(G)の補間信号GV1、GV2、・・・、G
Vnを交互に配置するようにする。これらから高域輝度
信号YHを得るための式(11)を示す。
【0036】 YH=0.5 G+0.5 R (11)
【0037】なお、青(B)の補間信号を用いる場合
は、例えばnライン目においては、みどりの原信号と垂
直補間のみの青(B)の補間信号B1、B2、・・・、
BVnを交互に並べるようにし、n+1ライン目におい
ては、青(B)の原信号と、垂直補間のみの緑(G)の
補間信号G1、G2、・・・、GVnを交互に並べるよ
うにする。これから高域輝度信号YHを得るための式(1
2)を示す。
【0038】 YH=0.5 G+0.5 B (12)
【0039】なお、高域輝度信号YHは次の式(13)を用
いても得ることができる。
【0040】 YH=0.5 G+0.25R+0.25B (13)
【0041】この式(13)で高域輝度信号YHを得るため
の配列としては、例えばnライン目においては、緑
(G)の原信号と垂直補間のみの赤(R)の補間信号R
V1、RV2、・・・、RVn並びに垂直補間のみの青
(B)の補間信号BV1、BV2、・・・、BVnを加
算平均したもの、すなわち、(RV1+BV1)/2、
(RV2+BV2)/2、・・・、(RVn+BVn)
/2を交互に並べるようにし、n+1ライン目において
は、赤(R)の原信号及び青(B)の原信号の加算平均
したものと垂直補間のみの緑(G)の補間信号GV1、
GV2、・・・、GVnを交互に並べるようにする配列
が考えられる。
【0042】さらに、次のような方法によって実現する
こともできる。すなわち、赤(R)の上下の原信号と、
青(B)の上下の原信号を加算平均したもの、(R+R
+B+B)/4を緑(G)の原信号と交互に並べた配列
である。
【0043】ここで、以上説明したような処理によって
得られた高域輝度信号YH及び低域輝度信号YLは、さ
らに輝度処理が施される。この輝度処理は、輝度低域処
理による低域輝度信号YL及び輝度高域処理による高域
輝度処理YHに基づいて輝度信号Yを生成する処理であ
る。
【0044】ここで、図8を参照してこの輝度処理につ
いて説明する。
【0045】図8に示すように、輝度処理は、具体的に
言うと、少なくとも加算回路25及び27、ローパスフ
ィルタ26を有する回路によって実現される。
【0046】先ず、ステップST1においては、加算回
路25において低域輝度信号YLから高域輝度信号YH
が減算され、ステップST2で示すようになる。
【0047】次に、加算回路25から出力されたステッ
プST2に示す加算出力は、ステップST3に示すよう
にローパスフィルタ26に供給され、このステップST
3に示すように低域濾波されたものとなる。
【0048】続くステップST4においては、加算回路
27により、ステップST3で得られた低域濾波出力と
ステップST1で入力された高域輝度信号YHが加算さ
れることにより、ステップST1に示した入力高域輝度
信号YHの低域部分がステップST3の高域輝度信号−
YHの低域部分で相殺され、このステップST4に示す
ように、低域輝度信号YLの低域部分と高域輝度信号Y
Hの高域部分の混合された輝度信号Yとなる。
【0049】そして、この輝度信号Yは、図示しないカ
メラの他の回路等に供給される。
【0050】前記色差信号R−YL及びB−YLと、上
記輝度信号Yから生成したカラー映像信号を、端子21
を介して、モニタ22や記録装置23等に供給する。上
記モニタ22では、その映像表示面に画像としして映出
させた場合、従来と同じCCD素子を用いているにも係
わらず、水平方向においては2倍の画素数と等化とな
り、2倍の解像度を得ることができるようになる。
【0051】ところで、垂直方向は、原信号と原信号の
垂直補間信号で映像信号を構成させているので、2倍の
画素数とは同等ではないが、解像度は向上する。なお、
2次元フィルタで処理するのであれば、垂直方向には原
信号と垂直補間信号を用いることができ、水平と同様の
効果を得ることができる。
【0052】このように、本実施例においては、緑
(G)用CCD素子16の空間的位置に対して縦横1/
2ピッチずつ、すなわち、斜めにずらした赤(R)用C
CD素子15及び青(B)用CCD素子17を用いて、
映像信号を得ると共に、緑(G)用CCD素子16から
の信号と赤(R)及び青(B)用CCD素子15,17
からの映像信号の補間信号の内、垂直補間信号と高域輝
度信号YHの生成用とし、高域輝度信号YHの生成時の
混合比として0.5G+0.5R、0.5G+0.5
B、0.5G+0.25R+0.25B等を用いて高域
輝度信号YLを得て、一方、低域輝度信号YLを0.5
9G+0.3R+0.11Bを用いて生成し、さらに輝
度処理において低域輝度信号YLの低域部分及び高域輝
度信号YHの高域部分からなる輝度信号Yを得るように
したので、従来使用されてきたCCD素子を用いて得た
映像信号と等化な映像信号を得ることができ、ビデオカ
メラを小型軽量化できると共に、物理的画素数を増加さ
せることなく、少なくとも同一画素数のCCD素子を用
いて従来の解像度の2倍以上の解像度の映像信号を得る
ことができる。
【0053】また、上述から明らかなように、CCD素
子の画素数を増加させていないので、消費電力の増大、
歩留りの悪化等、CCD素子の画素数を増加させること
によって生ずる様々な不都合が生ずることがない。
【0054】なお、上述の実施例は、本発明の一例であ
り、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成
を取りえることは言うまでもない。
【0055】
【発明の効果】上述のように、本発明の高精細度カメラ
においては、アナモフィックレンズによって画角をK:
LからM:Nに変換しているため、撮像手段は縦と横の
画素数の比率がM×Nのものを使用できる。すなわち、
例えば、既存のNTSC方式やPAL方式用のCCD素
子を用いて、例えばアスペクト比が16:9の高精細度
テレビジョン用の高精細度カメラを実現することができ
るので、コストの大幅な低減、消費電力の削減が可能と
なり、さらに高精細度テレビジョン方式と既存のテレビ
ジョン方式との互換も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の高精細度カメラの要部の概略構
成を示す図である。
【図2】アナモフィックレンズによる画角の変換を説明
するための図である。
【図3】PAL方式用のCCD素子の画素を示す図であ
る。
【図4】本実施例カメラによって得られる画素を示す図
である。
【図5】本実施例の各CCD素子の各画素の空間的配置
を説明するための図である。
【図6】高精細度処理回路における補間処理を説明する
ための図である。
【図7】高精細度処理回路における輝度高域処理を説明
するための図である。
【図8】高精細度処理回路における輝度処理を説明する
ための図である。
【符号の説明】
10・・・・・・・アナモフィックレンズ 11・・・・・・・撮像レンズ 12・・・・・・・ダイクロイックプリズム 15・・・・・・・赤(R)用CCD素子 16・・・・・・・緑(G)用CCD素子 17・・・・・・・青(B)用CCD素子 20・・・・・・・高精細度処理回路 22,25・・・・モニタ 23・・・・・・・記録装置 24・・・・・・・再生装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画角をK:LからM:Nに変換するアナ
    モフィックレンズと、 横と縦の画素数の比率がM×Nである第1のCCD素子
    及び、この第1のCCD素子の空間的位置に対して斜め
    にずらした位置に配置され横と縦の画素数の比率がM×
    Nである第2のCCD素子からなり、上記アナモフィッ
    クレンズを介した被写体からの光を撮像する多板の撮像
    手段と、 上記撮像手段からの映像信号に対して所定の高精細度処
    理を施す高精細度処理手段とを有することを特徴とする
    高精細度カメラ。
  2. 【請求項2】 上記K:Lは16:9であり、上記M:
    Nは4:3であり、上記高精細度処理手段により所定の
    高精細度処理が施された映像信号は、アスペクト比が1
    6:9のモニタ手段に送る信号であることを特徴とする
    請求項1記載の高精細度カメラ。
  3. 【請求項3】 上記モニタ手段に送られる映像信号は、
    上記高精細度処理手段により所定の高精細度処理が施さ
    れた映像信号を記録再生手段によって記録再生した映像
    信号であることを特徴とする請求項2記載の高精細度カ
    メラ。
JP5049266A 1993-03-10 1993-03-10 高精細度カメラ Withdrawn JPH06268900A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1718082A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Thomson Licensing A 4k x 2k video camera
JP2007043392A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車載用撮像装置および車載カメラシステム

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