JPH0779448A - 面順次カラーカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面順次カラーカメラにおいて、静止画時の高
解像度を確保しつつ、動画時の色割れを軽減し、画像の
連続性を改善してカメラの応答性を向上する。 【構成】 画素の走査をインタレース方式で行なうこと
によって被写体画像を撮像し、得られた各色ごとの撮像
信号をそれぞれのメモリに取り込むことによって同時信
号に変換する面順次カラーカメラにおいて、カメラが動
画モードで撮影を行なうべきか、静止画モードで撮影を
行なうべきかを設定し（１８）、かつ動画モードに設定
された時は、撮像された各色のフィールド分のデータを
それぞれの色の対応フィールドのメモリ（５，６，７）
に書き込みかつそれぞれの色のフレームを構成する他の
フィールドのメモリにも同時書き込みを行なう。カメラ
が静止画モードに設定された時は、得られた各色のフィ
ールド分のデータを各色のそれぞれ対応するフィールド
のメモリ（５，６，７）に順次書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面順次カラーカメラに
関し、特に静止画像を高解像度で撮像可能であり、しか
も動画時における色割れを実質的に低減して応答性を改
善した面順次カラーカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の面順次カラーカメラの概
略の構成を示す。同図のカラーカメラは、撮像用レンズ
５１、撮像部５２、走査制御回路５３、画像信号処理回
路５４、三原色Ｒ，Ｇ，Ｂに対応するメモリブロック５
５，５６，５７、出力回路５８，５９，６０、および信
号切替えスイッチ６１を具備する。

【０００３】撮像用レンズ５１は、図示しない被写体の
像を撮像部５２内の図示しない撮像素子の受光エリアに
投影する。撮像部５２は、例えば色分解用回転カラーフ
ィルタと前記撮像素子などを備え、被写体像を各色ごと
に順次撮像して対応する電気信号に変換するものであ
る。また、走査制御回路５３は、撮像部５２の走査のタ
イミングおよび、必要に応じて、走査位置を制御するも
のである。

【０００４】画像信号処理回路５４は、撮像部５２から
出力される画像信号に例えばガンマ補正その他の画像処
理を行なうとともにＡ／Ｄ変換をも行うものである。ス
イッチ６１は、画像信号処理回路５４から出力される面
順次カラー信号を各色ごとに順次対応するメモリブロッ
ク５５，５６，５７に切替え入力する。また、出力回路
５８，５９，６０は、各色Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する信号処
理回路および出力増幅器を含むものである。

【０００５】図６の面順次カラーカメラにおいては、走
査制御回路５３によって撮像部５２がインタレース駆動
され、各色ごとの撮像信号が得られる。この撮像信号は
画像信号処理回路５４によって適切に画像処理され、か
つデジタル信号に変換された後、スイッチ６１により順
次対応するメモリ５５，５６，５７に書き込まれる。そ
して、これらのメモリブロック５５，５６，５７に書き
込まれた各色に対応する画像情報が同時的に読み出され
各出力回路５８，５９，６０を介してＲ，Ｇ，Ｂの同時
信号として出力される。

【０００６】上記構成において、撮像部５２は、走査制
御回路５３によりインタレース駆動され、各色の各フィ
ールドごとに順次撮像信号を出力する。そして、各メモ
リブロック５５，５６，５７は、各色ごとに、複数フィ
ールドからなる１フレーム分の記憶領域を備えている。
従って、撮像部５２から出力される撮像信号を１フィー
ルドごとに順次各色のメモリブロックに書き込み、１ブ
ロック分のデータが書き込まれた後に読み出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の面順
次カラーカメラにおいては、被写体が動いた場合に、面
順次色分解撮像を行なう撮像部５２の面順次周期が速く
ない場合には、色割れが生じ、かつ画像の連続性が著し
く無くなり、撮像画像の品質上問題が多くかつカメラの
操作性が悪くなるという不都合があった。

【０００８】このような動画時の画質を改善するため
に、撮像デバイスなどの撮像系の１フレームの撮像時間
を速くすることによって面順次周期を速くすることがで
きるが、この場合は撮像系が高速動作を行う必要があ
り、撮像デバイスおよびその他の回路素子の高速化、高
感度化、および高帯域化を計る必要があるなど技術的に
問題も多くかつコストも高くなるという不都合があっ
た。

【０００９】本発明の目的は、前述の従来例の装置にお
ける問題点に鑑み、従来と同様の撮像系の走査速度を使
用しながら、動画時の面順次色分解周期を速くしてみか
け上色割れを少なくしかつ画像の連続性を改善して面順
次カラーカメラの操作性を向上することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、被写体のカラー画像を面順次方式
で、かつ画素の走査をインタレース方式で行うことによ
って撮像し、得られた各色ごとの撮像信号をそれぞれの
メモリに取り込むことによって同時信号に変換する面順
次カラーカメラにおいて、

【００１１】カメラが動画モードで撮影を行なうべき
か、静止画モードで撮影を行なうべきかを設定するため
のモード設定手段、および該モード設定手段によってカ
メラが動画モードに設定された時は、撮像された各色の
フィールド分のデータをそれぞれの色の対応フィールド
のメモリに書き込むとともにそれぞれの色のフレームを
構成する他のフィールドのメモリにも同時書き込みを行
い、前記モード設定手段によって、カメラが静止画モー
ドに設定された時は、得られた各色のフィールド分のデ
ータを各色のそれぞれ対応するフィールドのメモリに順
次書き込むための走査制御手段を設ける。

【００１２】前記走査制御手段は、動画モード時または
静止画モード時にインタレースのための所定のシーケン
スで所定のフィールドが得られるようカメラの垂直方向
の走査のタイミングを１フレームを構成する各フィール
ド単位に所定の時間だけずらすか、または垂直走査位置
を所定量だけずらすよう構成すると好都合である。

【００１３】さらに、前記モード設定手段は動画モード
および静止画モードの判定を自動的に行うモード判定手
段を含むよう構成できる。

【００１４】

【作用】上記構成に係わる面順次カラーカメラにおいて
は、前記モード設定手段によってカメラが動画モードに
設定されると、撮像された各色のフィールド分のデータ
をそれぞれの色の対応するフィールドのメモリに書き込
むとともに同じ色のフィールドを構成する他のフィール
ドのメモリにも同じデータを書き込む。これによって、
垂直方向の解像度は下がるがカラー画像の面順次繰返し
取り込み周期を短くすることができ、動画時にも色割れ
が少なくなりかつ画像の連続性が改善される。また、前
記モード設定手段によってカメラが静止画モードに設定
された時は、撮像された各色のフィールド分のデータを
それぞれの色の対応するフィールドのメモリに順次書き
込む。従って、カラー画像の面順次繰返し取り込み周期
は長くなるが、垂直方向の解像度が低下することがなく
高品質の画像が得られる。

【００１５】また、前記走査制御手段は、カメラの垂直
方向の走査のタイミングを１フレームを構成する各フィ
ールド単位に所定の時間だけずらすか、或いは垂直走査
位置を所定量だけずらすことによって、上述のように撮
像された各色のフィールド分のデータをそれぞれの色の
対応フィールドおよび他のフィールドにも書き込む場合
などに１フレームを構成する各フィールドが適切にイン
タレースを行うことができるようなシーケンスで撮像デ
ータを出力できるようになる。これによって、撮像画像
をディスプレイ装置などで表示する場合にも適切なイン
タレース走査、従って適切な画像表示が行われる。

【００１６】さらに、前記モード設定手段に、動画モー
ドおよび静止画モードの判定を自動的に行うモード判定
手段を設けることにより、被写体の状態、すなわち動き
のある被写体であるか或いは静止した被写体であるかに
応じてそれぞれ適切な撮影モードに自動的に設定され、
被写体の状態に応じた適切な撮像を行うことが可能にな
る。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１は、本発明の１実施例に係わる面順次カ
ラーカメラの概略の構成を示す。同図のカメラは、撮像
レンズ１、撮像部２、走査制御回路３、画像信号処理回
路４、画像データメモリ５，６，７、出力回路８，９，
１０、面順次信号切替えスイッチ１１、出力切替えスイ
ッチ１２，１３，１４、同時書き込み用スイッチ１５，
１６，１７、そして、動画／静止画検出回路１８などに
よって構成される。

【００１８】撮像部２は、図示しない回転色分解円盤フ
ィルタおよび撮像デバイスを有し、該撮像デバイスの受
光面に撮像レンズ１によって被写体画像が結像される。
走査制御回路３は、撮像部２の撮像デバイスの走査のタ
イミングおよび、必要に応じて、走査位置を制御するも
のである。走査制御回路３はまた、面順次信号切り替え
スイッチ１１を制御し、各色の画像信号がそれぞれ対応
する色の画像データメモリ５，６，７に適切に書き込ま
れるよう制御する。

【００１９】画像信号処理回路４は撮像部２から得られ
た撮像信号に例えばガンマ補正などの画像処理を行いか
つ処理された画像信号をデジタル信号に変換する。画像
データメモリ５，６，７は、例えば三原色Ｒ，Ｇ，Ｂの
各々の１フレーム分の記憶領域を有する。この実施例で
は、１フレームは偶数フィールドおよび奇数フィールド
からなるものとし、従ってメモリ５は偶数フィールド用
の記憶領域５−Ｅおよび奇数フィールド用の記憶領域５
−Ｏからなる。また、緑色（Ｇ）のデータを記憶するメ
モリ６も、偶数フィールド用の記憶領域６−Ｅおよび奇
数フィールド用の記憶領域６−Ｏからなる。さらに、青
色（Ｂ）の画像データを記憶するメモリ７も、偶数フィ
ールド用の記憶領域７−Ｅおよび奇数フィールド用の記
憶領域７−Ｏを備えている。

【００２０】各色の出力回路８，９，１０は、それぞ
れ、所定の信号処理回路および出力増幅器を含む。面順
次信号切り替えスイッチ１１は、走査制御回路１１から
の制御信号を介して撮像部２内の回転色分解円盤フィル
タ（不図示）の回転に同期して得られる各色の画像デー
タを順次対応する色のメモリ５，６，７に書き込むよう
切り替えられる。また、出力切り替えスイッチ１２，１
３，１４は、それぞれ、各メモリ５，６，７からのデー
タを出力する場合に、偶数フィールドおよび奇数フィー
ルドを順次切替え出力するものである。さらに、同時書
き込みスイッチ１５，１６，１７は、後に説明するよう
に、動画モード時に閉じられて、同じフィールドの画像
データを偶数フィールド用メモリ領域および奇数フィー
ルド用メモリ領域に同時書き込みを行なうためのもので
ある。

【００２１】さらに、動画／静止画検出回路１８は、被
写体に動きがあるか否かを判定して走査制御回路３に制
御信号を入力しかつ動画モードに前記同時書き込みスイ
ッチ１５，１６，１７を閉じる等の制御を行なう。な
お、動画／静止画の検出は、例えば、所定時間離れた時
点での画像信号の差分が所定値以上であるか否かを判定
することによって容易に検出できる。なお、前記走査制
御回路３は、撮像素子における偶数フィールドおよび奇
数フィールドの各走査位置を変更し、或いは走査のタイ
ミングを１フレームを構成する各フィールド単位に所定
時間ずらせるなどの機能をも有している。

【００２２】以上のような構成を有する面順次カラーカ
メラにおいては走査制御回路３からの制御によって撮像
部２の図示しない撮像デバイスの走査が行われ、撮像レ
ンズ１によって該撮像デバイスの受光面に結像された画
像に対応する撮像信号が順次出力される。撮像部２に
は、それぞれの色Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタ領域を有する回
転色分解色フィルタが設けられこの回転色分解円盤フィ
ルタの回転に同期して各色ごとの撮像データが面順次方
式で出力される。画像信号処理回路４はこのような撮像
信号を受け入れ、例えばガンマ補正その他の処理を行っ
た後Ａ／Ｄ変換器を用いてデジタル画像データに変換す
る。この画像データは、次に面順次信号スイッチ１１に
入力され、各色のフィールドに対応するデータごとに対
応する色のメモリ５，６，７に順次書き込まれる。従っ
て、面順次信号スイッチ１１は、前記撮像部２の回転色
分解円盤フィルタの回転に同期して順次切り替えられ
る。

【００２３】上述のようにして画像データを各メモリ
５，６，７に書き込む際に、動画／静止画検出回路１８
が被写体画像に動きがあり動画モードであると判定した
場合には、各同時書き込みスイッチ１５，１６，１７が
閉じられ、各色のフィールドの画像データが偶数フィー
ルドの記憶領域および奇数フィールドの記憶領域に同時
に書き込まれる。そして、このような書き込みが行われ
た後に、各メモリ５，６，７から画像データが同時に読
み出されそれぞれのスイッチ１２，１３，１４および出
力回路８，９，１０を介して同時信号として出力され
る。この場合、各切り替えスイッチ１２，１３，１４は
インタレースのために偶数フィールド用のメモリ領域お
よび奇数フィールド用のメモリ領域から交互にデータを
出力するよう切り替えられる。このようにして動画モー
ド時には、同じフィールドの画像データを奇数フィール
ドおよび偶数フィールドに同時に書き込むから、カラー
画像の面順次繰返し取り込み周期を短くすることができ
る。

【００２４】また、動画／静止画検出回路１８が、被写
体に動きが無いかほとんど無いものと判定した場合に
は、前記同時書き込みスイッチ１５，１６，１７は開か
れた状態とされ、撮像された画像データはフィールドご
とに順次対応するメモリ領域に書き込まれる。従って、
この場合は各メモリ５，６，７の各フィールドのデータ
領域に全てのデータを書き込むのに上述の動画の場合よ
りも長い時間を必要とするが、垂直方向の解像度の低下
を生じることがなく高品質の撮像が可能となる。

【００２５】次に、図２〜図４を参照して具体的に画像
データを各色の画像データメモリに書き込む場合の動作
につき説明する。図２は、６フレーム、すなわち１２フ
ィールド、を１周期としてカラー画図を取り込む場合の
タイミングを示す。同図の１）において、Ｔは回転色分
解円盤フィルタの一回転する期間すなわち１周期を示し
ており、６フレームからなっている。そしてＲ１，Ｇ
１，Ｂ１は、それぞれ、１回転目で赤、緑、青のそれぞ
れの色の画像が撮像デバイスに入力するフレームを示
し、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、それぞれ、２回転目で赤、
緑、青のそれぞれの画像が撮像デバイスに結像されるフ
レーム期間を示している。そして各フレーム期間Ｒ１，
Ｇ１，Ｂ１，……はそれぞれ偶数フィールドＥおよび奇
数フィールドＯから構成されている。

【００２６】１）〜５）は、動画モード時の動作タイミ
ングを示している。２）において、Ｒ１Ｏは、円盤フィ
ルタの１回転目の奇数フィールド（ｏｄｄ）の画像デー
タを示しており、この画像データが３）に示されるよう
にメモリの各フィールドにＲ１として同時書き込みされ
る。また、２）において、Ｇ１Ｏは円盤フィルタの１回
転目の緑色の奇数フィールドのデータを示し、このデー
タＧ１Ｏが４）に示されるように１回転目の緑の画像デ
ータＧ１として奇数および偶数フィールドに同時書き込
みされる。同様に、円盤フィルタの１回転目の青の奇数
フィールドのデータはＢ１Ｏで示され、これが５）で示
されるように１回転目の青データＢ１として奇数および
偶数フィールドのメモリに同時に書き込まれる。円盤フ
ィルタの２回転目も同様にして奇数および偶数フィール
ドのメモリに順次同時書き込みが行われる。なお、各メ
モリからの読出しは、前記切り替えスイッチ１２，１
３，１４を切り替えながら行なわれ、インタレースされ
た信号が出力される。

【００２７】６）〜１０）は、静止画の場合のタイミン
グを示し、この場合は、回転円盤フィルタの１回転、す
なわち１周期、おきにカメラ側でカメラの垂直走査信号
を１／２水平周期分シフトすることにより、フィールド
を合わせて順次メモリへ書き込みを行なっている。すな
わち、回転円盤フィルタの１周期目で奇数（ｏｄｄ）走
査位置を撮像するようにし、２周期目で偶数（ｅｖｅ
ｎ）走査位置を撮像するようにして、回転円盤フィルタ
の２周期で１画面分のカラー高解像度画面をメモリに取
り込むようにして入る。これによって、各色の画像デー
タメモリ５，６，７のそれぞれの偶数および奇数フィー
ルドにはそれぞれ正しく偶数および奇数フィールドの撮
像データが順次取り込まれる。従って、このようなメモ
リ５，６，７を本来のタイミングで偶数、奇数フィール
ド交互に読み出すことにより高解像度の画像が得られ
る。また、動画時には、静止画の場合の半分の時間でカ
ラー画像を取り込むことができるから、色割れを少なく
しかつ連続性を改善することができる。

【００２８】図３は、４．５フレーム、すなわち９フィ
ールド、を１周期としてカラー画像を取り込む例を示
す。従って、この場合は回転円盤フィルタは４．５フレ
ームで１回転する。また、この場合も２フィールドで１
フレームを構成するインタレース撮像モードとなってい
る。図３の１１）〜１５）は、静止画モードの場合を示
し、回転円盤の２回転を１つの周期として１画面分の高
解像度カラー画面を順次各色のメモリに書き込んでい
る。

【００２９】これに対し、動画時は、１６）〜２０）に
示されるように、メモリへの書き込みフィールドが各カ
ラーチャネルで同じになるようすなわち奇数、偶数に変
化しないよう、カメラ側の走査系で垂直走査信号を適宜
１／２水平周期ずらして、メモリへの取り込みタイミン
グのカラー信号を全て奇数（ｏｄｄ）に変更し、かつ奇
数および偶数メモリ領域へこれら奇数フィールドのデー
タを同時書き込みしている。従って、この実施例では、
回転円盤フィルタの１回転分の時間すなわち、４．５フ
レームでカラー画像の取り込みが可能となり前記図２の
場合よりもさらに高速化している。

【００３０】図４は、２フィールドで１フレームを構成
するインタレース撮像モードにおいて、３フレーム、す
なわち６フィールドを１周期としてカラー画像を取り込
む例を示す。動画時には、チャート２１）〜２５）に示
す用に、撮像する各色チャネルの奇数（ｏｄｄ）フィー
ルドでそれぞれの色のデータメモリに書き込みを行なっ
ており、しかも各メモリの奇数及び偶数データ領域に同
じ奇数フィールドのデータを同時書き込みしている。

【００３１】また、静止画時は、回転円盤フィルタの１
回転おきに、カメラ側でカメラの垂直走査信号を１／２
水平周期分シフトすることにより、偶数（ｅｖｅｎ）走
査位置を取り込み、カメラの垂直走査信号を１／２水平
周期分シフトしない周期では奇数（ｏｄｄ）走査位置を
取り込むようにしている。これによって、回転円盤フィ
ルタの２回転で１画面分の高解像度カラー画像をメモリ
へ取り込んでいる。この様子をチャート２６）〜３０）
に示す。

【００３２】図５は、以上のような画像取り込み動作に
おいて、カメラ側の走査系で垂直走査信号をずらすこと
によってフィールドを変更する場合の詳細な動作を示
す。なお、図５は、前記図３のチャート１１）〜２０）
の場合に対応するもので、４．５フレーム、すなわち９
フィールド、で１周期分のカラー画像の取り込みを行な
う場合を示している。このような場合は、前に述べたよ
うに、動画時に同時書き込みをする時のフィールドの設
定を行なっている。

【００３３】図５に示すように、被写体の黒−白−黒の
部分を撮像するものとし、静止画時は実線で示された偶
数フィールドの走査位置（ｅｖｅｎ）および点線で示さ
れた奇数フィールドの走査位置（ｏｄｄ）がそれぞれ交
互に１／２Ｈの間隔で存在する。また、動画時には、垂
直走査のスタート位置を奇数フィールドのみ１／２Ｈず
らすことによってメモリへの取り込みタイミングを全て
奇数フィールドに変更する。ただし、静止画時から動画
時に移行した場合に，被写体のディスプレイでの表示位
置の重心がずれないよう、カメラ側であらかじめ全体を
１／４Ｈずらした後に奇数フィールドを１／２Ｈずらし
てフィールド反転を行なっている。従って、ディスプレ
イ上での表示は、白い部分が幅広に表示される。ただ
し、画面の白い部分の上側エッジおよび下側エッジがそ
れぞれ逆方向にずれて表示されるから、表示画像の重心
が静止画の場合と比較してずれることがなくなる。この
ような処理は、回転円盤フィルタの回転数が異なる場
合、すなわち図２および図４などの場合にも同様に適用
できる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、動画時
においては、インタレースモードでの１フィールド分の
データを対応する色のフレームを構成する他のフィール
ドへも同時書き込みを行ない、一方静止画時においては
得られた各フィールド分のデータを順次対応フィールド
へ書き込んでいく。このため、動画時においては、垂直
方向の解像度は低下するが、画像の取り込み周期が短縮
され、面順次カラー撮像システムにおいても、色割れを
実質的に軽減できかつ画像の連続性を改善することがで
きる。また、静止画時は、取り込み周期は長くなるが高
解像度の画像を撮像することが可能になる。従って、被
写体の状況、すなわち静止しているかあるいは動いてい
るか、に応じてそれぞれ最適の撮像が行なわれかつカメ
ラの操作性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる面順次カラーカメラ
の該略の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の面順次カラーカメラにおける画像データ
の取り込み動作を説明するためのタイムチャートであ
る。

【図３】図１の面順次カラーカメラにおける画像データ
の取り込み動作を説明するためのタイムチャートであ
る。

【図４】図１の面順次カラーカメラにおける画像データ
の取り込み動作を説明するためのタイムチャートであ
る。

【図５】図１の面順次カラーカメラにおける垂直方向走
査位置のシフト動作を示す説明図である。

【図６】従来の面順次カラーカメラの該略の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 撮像レンズ ２ 撮像部 ３ 走査制御回路 ４ 画像信号処理回路 ５，６，７ 画像データメモリ ８，９，１０ 出力回路 １１ 面順次信号切り替えスイッチ １２，１３，１４ フィールド切り替えスイッチ １５，１６，１７ 同時書き込み用スイッチ １８ 動画／静止画検出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体のカラー画像を面順次方式で、か
   つ画素の走査をインタレース方式で行なうことによって
   撮像し、得られた各色ごとの撮像信号をそれぞれのメモ
   リに取り込むことによって同時信号に変換する面順次カ
   ラーカメラであって、 カメラが動画モードで撮影を行なうべきか、静止画モー
   ドで撮影を行なうべきかを設定するためのモード設定手
   段、および前記モード設定手段によってカメラが動画モ
   ードに設定された時は、撮像された各色のフィールド分
   のデータをそれぞれの色の対応フィールドのメモリに書
   き込むとともにそれぞれの色のフレームを構成する他の
   フィールドのメモリにも同時書き込みを行ない、前記モ
   ード設定手段によってカメラが静止画モードに設定され
   た時は、得られた各色のフィールド分のデータを各色の
   それぞれ対応するフィールドのメモリに順次書き込むた
   めの走査制御手段、 を具備することを特徴とする面順次カラーカメラ。
2. 【請求項２】 前記走査制御手段は、動画モード時また
   は静止画モード時にインタレースのための所定のシーケ
   ンスで所定のフィールドが得られるようカメラの垂直方
   向の走査のタイミングを１フレームを構成する各フィー
   ルド単位に所定の時間だけずらすか、または垂直走査位
   置を所定量だけずらすことを特徴とする請求項１に記載
   の面順次カラーカメラ。
3. 【請求項３】 前記モード設定手段は、動画モードおよ
   び静止画モードの判定を自動的に行なうモード判定手段
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の面順
   次カラーカメラ。