JPH07135592A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH07135592A
JPH07135592A JP5282446A JP28244693A JPH07135592A JP H07135592 A JPH07135592 A JP H07135592A JP 5282446 A JP5282446 A JP 5282446A JP 28244693 A JP28244693 A JP 28244693A JP H07135592 A JPH07135592 A JP H07135592A
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pal
signal
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JP5282446A
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Yoshihiro Honma
義浩 本間
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 PAL方式にもNTSC方式にも対応できる
ムービーカメラ機能、そして、画素数の多いPAL方式
センサーを使用した高精細なスチルカメラ機能をも有す
る撮像装置。 【構成】 光学ブロック11を通り入射した被写体像を
光電変換するPAL方式のCCD12と、CCD12出
力に対して種々の画像処理を行って画像信号に変換する
デジタル信号処理部15と、デジタルの映像信号を種々
の記録媒体に記録する記録部19と、デジタル映像信号
を外部のTVモニターに出力するビデオ出力部と、CC
D12からの出力を表示する電子ビューファインダー1
8を備え、全画素を長サイクルで読み出すモードと、画
像信号のブランキング期間にCCDの高速転送を行い不
要電荷を掃き捨てることにより任意の画素領域を切り出
して短サイクルで読み出すモードの撮影を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画と静止画の両方を
取り込むビデオカメラシステム等の撮像装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】PAL方式のセンサーは、同一サイズの
ものであれば一般にNTSC方式のセンサーより画素数
が多い、そこでPAL方式センサーを用いてそこからN
TSCの領域だけ切り出し、残りの画素で動き補償用に
用いるNTSC方式のカメラ一体型のビデオテープレコ
ーダ(VTR)が商品化されている。
【0003】また、PAL方式センサーは正方画素のた
め取り込んだ後の画像処理に有効である。そのため画像
の縦横変換や圧縮伸張など画像の2次元処理をするため
のセンサーとして適している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】動画と静止画の両方を
取り込む画像入力機器に於いて、高画素化及びデジタル
処理対応を考慮してPAL方式のセンサーを用いたシス
テムでは、動画(ムービー)は640x480画素の切
り出し領域にて30フレーム/秒で取り込み、静止画は
画質を高めるために768x580画素の全領域で取り
込む必要がある。しかし、従来技術ではPAL/NTS
Cの両方の画像を切り替えて取り込むようなことは行わ
れておらず、またPAL/NTSCの両方式に対応した
システムは構成が複雑で高価なものであった。
【0005】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めに成されたもので、PAL方式にもNTSC方式にも
対応できるムービーカメラ機能、そして、画素数の多い
PAL方式センサーを使用した高精細なスチルカメラ機
能をも有する撮像装置を提供することを目的とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、被写体像を画像信号に変換し蓄積するための撮像手
段と、該撮像手段の画像信号を記録する記録手段と、前
記撮像手段の画像信号を表示する表示手段を備え、前記
撮像手段に於いて全画素を長サイクルで読み出すモード
と、画像信号のブランキング期間にCCDの高速転送を
行い不要電荷を掃き捨てることにより任意の画素領域を
切り出して短サイクルで読み出すモードでの撮影を行え
ることを特徴とする構成によって、前記目的を達成しよ
うとするものである。
【0007】
【作用】上記構成により、比較的画素数の多いCCDセ
ンサーを用いて、そのCCDのブランキング期間に高速
転送を行い不要電荷を掃き捨てることにより任意の画素
領域を切り出して短サイクルで読み出す方法や、画像メ
モリーを用いたデジタル信号処理でメモリーのブランキ
ング期間に高速読み出しを行い、不要信号を除去するこ
とにより任意の画素領域を切り出して短サイクルで読み
出すことにより、ムービー動作モード時にはセンサーか
ら必要な領域を切り出して画像を取り込み、そして静止
画モード時には全領域の画像を長いサイクルで読み出し
て取り込むという異なる読み出し方式に対応したスチル
&ムービーカメラを構築できる。
【0008】更にビューファインダーなどの表示部に於
いても、前記の異なる読み出し方式に対応して、全領域
の画像を読み出すときには長いサイクルで表示し、任意
の画素領域を切り出して読み出すときには短いサイクル
で表示する表示手段を有する。また、このビューファイ
ンダーでは、全画素を長サイクルで読み出すモードと任
意の画素領域を切り出して短サイクルで読み出すモード
のどちらの動作モードでも同じ視野枠で同じ表示サイズ
にも表示できる表示手段を備えたビデオカメラシステム
を構築できる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例をPAL用のCCDセ
ンサーを用いた場合について説明する。
【0010】図1は本発明の第1実施例のシステムブロ
ック図である。同図の11は、レンズやシャッター等の
光学ブロックを示す。12は、固体撮像素子(CCD)
を示す。このCCDは、コンピューターへの画像入力に
対応して、PAL方式用の(768x580画素)セン
サーで正方画素である。13は、各ブロックやシステム
をコントロールするCPUである。14は、CCDの撮
像出力をデジタル信号に変換するA/Dコンバーターで
ある。
【0011】15は、A/Dコンバーター14からの映
像信号をデジタルで処理するデジタル信号処理部であ
る。ここでは、ホワイトバランス,AE補正、ガンマ処
理、画像圧縮、ノイズリダクション等その他様々な画像
処理を行う。23は、CCDからの画像データを、記憶
するメモリーである。デジタル信号処理部15では、こ
のメモリー23を用いて上記の様々な画像処理を行って
いる。16は、デジタル信号処理部からのデジタル信号
をアナログ信号に変換するD/Aコンバーターである。
17は、D/Aコンバーター16の出力を外部のTVモ
ニターに出力するためのビデオ出力部である。18は、
A/Dコンバーター14の出力を表示するための電子ビ
ューファインダーである。ただしA/Dコンバーター1
4の出力を表示するために白黒表示になる。
【0012】19は、デジタルの映像信号を様々な記録
媒体へ記録する記録部である。この記録部19には、デ
ジタル記録用のVTR、光磁気ディスク(MO)、小型
ハードディスク(HDD)、ICカード等の半導体メモ
リー等が接続されており、ムービーはVTRへ、スチル
画はMO、HDD、ICカードへ記録される。
【0013】20は、外部のコンピューターとデータの
送受をする外部インターフェイス(I/F)である。こ
こでは、外部のパソコンなどと画像データ等の受け渡し
を行う。
【0014】次に本実施例の動作について説明する。本
システムでは、PAL方式のCCDセンサー(768×
580画素)を用いることにより、同一システムでPA
LとNTSCの両方式に対応したシステムを実現してい
る。更に、以下に述べる3つのモードを持っている。そ
れは、NTSC(30フレーム/sec)とPAL(2
5フレーム/sec)のそれぞれのムービー動作モー
ド、コンピュータへの画像入力に対応した640×48
0画素の切り出しスチルモード、そして768×580
画素の全画面スチルモードである。
【0015】本システムでの各モードをわかりやすく説
明するために、表1にこれをまとめた。
【0016】
【表1】
【0017】この表1では上記の各モードについてPA
L/NTSCのそれぞれの方式の場合の画素数とその状
態を示している。
【0018】まずムービー動作モードについて説明す
る。PAL方式のムービー動作ではCCDからそのまま
読み出せば良いが、NTSC方式のムービー動作では6
40x480の画素領域を切り出して処理する。これは
PAL方式のCCDセンサーは50Hzで625ラインを
読み出すため、NTSC方式の60Hzで525ラインの
場合には全画素を読み出すことができない。そこで60
Hzで525ラインに対応した領域の640x480画素
の電荷のみを読み出すのである。この読み出し方法につ
いては以下に図2を参照して説明する。
【0019】図2(A)に、本実施例で用いているCC
DのPAL/NTSCモードの切り替え領域を示す。同
図の21はPALモードのCCD全領域を示す。これに
対し同図の22は、NTSCモードの切り出し領域を示
す。図2(B)には、電荷読み出し時の特に垂直ブラン
キング期間について注目したタイミング図を示す。同図
(B)のT1とT2は、それぞれ同図(A)のT1とT
2に対応している。このT1及びT2は、NTSCの領
域を切り出す際に垂直ブランキング期間を利用してNT
SC以外の領域を高速転送で掃き捨てるタイミングを示
している。つまりPALセンサーからNTSC領域を読
み出すときは、CCDセンサーの垂直方向の上下のライ
ンを掃き捨てて、残りの480ラインを使用する。そし
て図2の(C)に示す様に、水平方向も垂直方向と同様
に水平ブランキング期間に図2(A)のT3とT4の期
間を高速転送して掃き捨てる。以上の方法によりPAL
領域のCCDからNTSC領域を切り出して読み出す。
【0020】次に表1のコンピューター対応のスチル画
モードについて説明する。パソコンの標準ディスプレイ
はVGA(640x480)であり、パソコンへの画像
入力を考えた場合には、PALもNTSCも640x4
80画素を切り出して出力する方が都合が良い。そこで
このモードについても上記のPALのCCDセンサーか
ら切り出しモードでNTSCのムービー動作を行ったの
と同様に640x480画素を切り出して読み出し、そ
の画像データを外部インターフェイスを通して外部のコ
ンピューターへ伝送するのである。
【0021】続いて表1の全画面スチルモードは、CC
D全画面の静止画データを記録媒体へ保存するモードで
ある。静止画データを圧縮するにしても、より詳細な、
より多くの画像データを保持しておいたほうが望まし
い。そのためこのモードでは、CCDの画素をフルに生
かして全画素数の768x580画素をすべて取り込
む。PAL方式ではムービー動作モードでの読み出しで
全画面スチル画の取り込みを行えるが、NTSC方式で
はムービー時の切り出しから全画面の読み出しへ切り替
える必要がある。しかしNTSCタイミングでは全画素
を正しく読み出すことができないので、この場合にはP
ALタイミングで読み出し、メモリーに記憶させて圧縮
などの処理を行い、記録媒体に書き込むのである。
【0022】ここでNTSC方式に於いて全画面読み出
しを行った場合には、図1の電子ビューファインダー1
8で正しく表示が行われなくなる恐れがある。この場合
NTSC方式でもPAL用のビューファインダーを用い
てCCDの画素に対応して表示させるのが簡単な方法で
ある。つまりNTSC領域の切り出しのときは、切り出
した画素をそのまま表示し、全画面のときはファインダ
ーの全体に画像を映しだすのである。このようにするこ
とにより操作者も動作モードが一目でわかりシステム構
成上も簡単にできる。
【0023】次にCCD読み出し以外の方法でPAL/
NTSCの領域変換システムについて説明する。
【0024】図3は画像用フィールドメモリーの画素に
対応した構成概念図である。実線を含めた点線までの部
分がPAL対応の全メモリー領域であり、実線の部分が
NTSC対応の切り出し領域である。図3に図示するT
1、T2、T3、T4の各タイミングはNTSC領域外
の部分を示し、メモリーから読み出すときには同図
(B),(C)に示す様にブランキング期間中に高速読
み出しを行うのである。
【0025】これによりPAL方式でCCDから読み出
され、メモリーに書き込まれた信号からNTSCのタイ
ミングの信号を読み出すことができるのである。
【0026】又、上記のCCD読み出し方法と、メモリ
ーを用いた読み出し方法を複合してPAL方式のCCD
センサーからNTSC方式の画像信号を読み出してもよ
い。例えば、垂直方向はCCDの読み出しで580ライ
ンから480ライン読み出し、水平方向はメモリーを用
いて768画素から640画素を読み出すことにより、
PAL方式のCCDセンサーからNTSC方式の画像信
号を読み出すのである。
【0027】上記した方法により、全画素を長サイクル
で読み出すモードと、任意の画素領域を切り出して短サ
イクルで読み出すモードの、どちらでも操作者が希望す
るモードで被写体を撮影することができる。
【0028】(第2実施例)次に、CCDの全画素を長
サイクルで表示する表示系に於いて、切り出し画素を全
画素の表示より短いサイクルで表示する表示部の実施例
について説明する。
【0029】図4に本実施例の表示部のブロック図を示
す。同図の51は、画像データを表示するための水平方
向のタイミングクロック(H_CK)である。このパル
スにより水平方向の画像表示が順次行われるのである。
52は、水平方向の第1画素目からデータを転送するた
めのタイミングパルス(H_ST)である。このパルス
が入力されると水平方向の第1画素から表示が行われ
る。53は、画像データを表示するための垂直方向のタ
イミングクロック(V_CK)である。このパルスによ
り垂直方向の画像ライン表示が順次行われるのである。
54は、垂直方向の1ライン目から画像表示するための
タイミングパルス(V_ST)である。このパルスが入
力されると垂直方向の第1ライン目から表示が行われ
る。
【0030】55は、水平方向のシフトレジスタであ
る。H_CK51のパルスにより画像データを水平方向
に順次表示するためのゲートパルスを出力する。56
は、垂直方向のシフトレジスタである。V_CK53の
パルスにより画像ラインを垂直方向に順次表示するため
のゲートパルスを出力する。
【0031】57は、図1および図5に示すデジタル信
号処理部15などから送られる画像データである。この
画像データは前記したように全画素の50Hz/625
ラインや切り出しの60Hz/525ラインなど様々な
サイクルや画素数のデータが送られてくる。58は、H
シフトレジスタ55やVシフトレジスタ56の出力パル
スにより制御され、画像データ57を表示する液晶表示
部である。
【0032】本実施例の上記表示部の特徴的な動作につ
いて説明する。
【0033】まずCCDやメモリーから全画面モードで
ある768x580画素のデータが送られてきた場合の
動作を説明する。このときHシフトレジスタ55には約
15KHz周期で768画素を表示するためのタイミン
グパルスH_CK51とH_ST52が入力される。
又、Vシフトレジスタ56には50Hz周期で580ラ
インを表示するためのタイミングパルスV_CK53と
V_ST54が入力される。このタイミングパルスによ
りCCDの全画素768x580が50Hzで順次表示
される。これらH_CK・H_ST・V_CK・V_S
Tのパルスは図1に示すCPU13やデジタル信号処理
部15でCCDからの画像信号をもとに作られる。これ
は、CCDからの読み出しパルスのタイミングと同様の
タイミングで作ることになる。
【0034】次に切り出しモードである640x480
画素のデータが送られてきた場合の動作を説明する。こ
のときHシフトレジスタ55には約15KHz周期で6
40画素を表示するためのタイミングパルスH_CKと
H_STが入力される。又、Vシフトレジスタ56には
60Hz周期で480ラインを表示するためのタイミン
グパルスV_CKとV_STが入力される。このタイミ
ングパルスによりCCDの切り出し画素640x480
が60Hzで順次表示される。詳しく説明すると、切り
出しモードでは図3の(B)(C)に示されるような読
み出しタイミングが使われる。このタイミングに合わせ
図4の(B)(C)に示すようなタイミングパルスを作
り、ブランキング期間に切り出し領域以外の画素部分の
HとVのシフトレジスタを進ませるのである。これによ
り任意のサイクルの画像信号に対応してリアルタイムに
表示できる様になる。
【0035】(第3実施例)次に本発明の他の実施例に
ついて説明する。図5に本発明第3実施例のシステムブ
ロック図を示す。基本構成は第1実施例とほぼ同じであ
り、図1と同じブロックについては同一符号で示してあ
る。
【0036】第3実施例の特徴となっているところは、
31の光学ブロックと18の電子ビューファインダーの
入力である。光学ブロック31は、第1実施例の光学ブ
ロック(図1の11)に変倍式2焦点レンズを搭載した
構成になっている。
【0037】本システムでは、例えば図6に示す様にモ
ードによりビューファインダーの映像の視野枠が変わっ
てしまうのでは操作者に煩わしさを感じさせてしまう恐
れがある。そこで第3実施例では、どのモードでもファ
インダーの視野枠が同じになるように変倍式レンズを用
いた光学手段を制御する。
【0038】即ち、PALのムービー動作モードや全画
面スチルモード時には変倍式2焦点レンズをテレ側に
し、NTSCのムービー動作モードなどの切り出しモー
ド時には変倍式2焦点レンズをワイド側にすることによ
り、ファインダーの視野枠を合わせるのである。このと
き光学ブロックの変倍式2焦点レンズは、テレ側でPA
Lの画面を撮影したときと、ワイド側でNTSCの画面
を撮影したときとが同じ撮影領域になるように設定して
ある。
【0039】次に、PALとNTSCで同一のファイン
ダー(PAL用)を使用したときには、画素数が異なる
ため視野枠は同じでも表示サイズが変わってしまう。そ
こで図5に示すデジタル信号処理部15でNTSCの6
40x480画素をサンプリング変換して768x58
0画素に変換する。これによりファインダーに表示され
るサイズもPAL/NTSCで同じになる。
【0040】このサンプリング変換については様々な回
路構成が考えられるが、例えばPALとNTSCの両タ
イミング読み書き可能なフレームメモリーを用いて、N
TSCで書き込みPALで読み出し、不足画素について
は補間操作等を行って補う方法がある。ここでそのサン
プリング変換についての実施例について説明する。
【0041】図7にPALとNTSCの両タイミング読
み書き可能なフレームメモリーの概念構成図を示す。
【0042】図7の(A)がNTSC水平1ライン分の
メモリー構成を示し、(B)にPAL水平1ライン分の
構成を示す。又、(C)がNTSC垂直方向のメモリー
構成を示し、(D)にPAL垂直方向の構成を示す。こ
の図から分かる様にPALの1・2・4・5・6はそれ
ぞれNTSCの1・2・3・4・5を用い、PALの3
はNTSCの2と3を加算したものを用いている。この
加算した情報は図8に示すビットシフター73,77で
ビットシフトを行うことにより平均値補間を行ってい
る。このようにNTSCのタイミングでメモリーに書き
込まれた情報を、PALのタイミングで読み出すために
図8に示す回路構成を用いている。即ち、図8では、ラ
インメモリーバッファー72に1ライン前の情報があ
り、PALタイミングで読み出しながらSW74を切り
替えてPALの3ライン目は補間情報で補っているので
ある。図8の75に図示するように不足画素についても
同様の構成で1画素バッファー76を用いてPALの3
画素目は補間して補っている。因みにここでサンプリン
グ変換したPAL信号は電子ビューファインダーの表示
のために使われ、記録媒体に記録される情報はNTSC
のままである。
【0043】以上の構成により、表1にある様々なモー
ドでもビューファインダーの視野枠の見えはいつも一定
になる。よって操作者に煩わしさを与えずに各モードに
対応した画素情報の画像を得ることができるようにな
る。
【0044】因みにこのときの表示部は、常に60Hz
で625ライン表示となる。
【0045】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、全画
素を長サイクルで読み出すモードと、任意の画素領域を
切り出して短サイクルで読み出すモードの、どちらでも
操作者が希望するモードで被写体を撮影することができ
る。例えば簡単な構成のため画素数の多いPAL方式の
CCDセンサーを用いて、PALとNTSCの両方式に
対応したスチル&ムービーカメラシステムを構成でき
る。そして、ムービー動作モードとコンピューターの画
像入力に対応した切り出しモードと高精細な全画面スチ
ル記録モードの撮影・表示・記録が行える。更に変倍式
2焦点レンズを用いた光学手段とメモリーの特殊読み出
しが可能なデジタル画像処理により、上記のどのモード
でもファインダーの視野枠と表示サイズの変わらないビ
デオカメラシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例のブロック図である。
【図2】 実施例で用いるCCDのPAL/NTSCモ
ード切り替え説明図である。
【図3】 画像メモリーでのPAL/NTSCの領域変
換システムの説明図である。
【図4】 第2実施例の表示部のブロックとブランキン
グのノイズ除去の説明図である。
【図5】 第3実施例のブロック図である。
【図6】 ビューファインダーの映像視野がモードによ
り変化する例の説明図である。
【図7】 第3実施例のPALとNTSCの両タイミン
グ読み書き可能なフレームメモリー構成の説明図であ
る。
【図8】 第3実施例の画像メモリーのNTSC方式の
画像データからPAL方式の画像データを読み出すメモ
リー周辺回路のブロック図である。
【符号の説明】
11 光学ブロック 12 CCD 13 CPU 15 デジタル信号処理部 17 ビデオ出力部 18 ビューフアインダー 19 記録部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体像を画像信号に変換し蓄積するた
    めの撮像手段と、該撮像手段の画像信号を記録する記録
    手段と、前記撮像手段の画像信号を表示する表示手段を
    備え、前記撮像手段に於いて全画素を長サイクルで読み
    出すモードと、画像信号のブランキング期間にCCDの
    高速転送を行い不要電荷を掃き捨てることにより任意の
    画素領域を切り出して短サイクルで読み出すモードでの
    撮影を行えることを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の構成に加えて、前記撮像
    手段の画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
    と、該A/D変換器のデジタル信号の全画素を長サイク
    ルで読み出すモード或は任意の画素領域を切り出して短
    サイクルで読み出すモードにより異なるタイミングで書
    き込み、読み出すことが可能な画像メモリーとを備え、
    前記画像メモリーで画像信号のブランキング期間に高速
    読み出しを行い、不要信号を除去することにより任意の
    画素領域を切り出して短サイクルで読み出すことを特徴
    とする撮像装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の構成に加えて、前記画像
    メモリーの出力を任意の画素領域だけ取り出す信号処理
    部と、外部のコンピューター機器などと接続するための
    インターフェースを備え、前記画像メモリーの任意の画
    素領域を転送することを特徴とする撮像装置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の構成に加えて、全画素を
    長サイクルで読み出すモードに対応した表示手段を備
    え、任意の画素領域を切り出して短サイクルで読み出す
    モードなどの異なるタイミングの画像信号をそのままの
    画素数及び画素領域で表示することを特徴とする撮像装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項2記載の構成に加えて、異なる2
    つ以上の倍率で被写体を撮影する光学手段を備え、該光
    学手段を前記撮像手段の前段に配置した撮像装置に於い
    て、全画素を長サイクルで読み出すモードと任意の画素
    領域を切り出して短サイクルで読み出すモードで、前記
    表示手段での表示の範囲が変わらないことを特徴とする
    撮像装置。
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