JPH0856363A - 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高速度の画像取
り込みを可能にする。 【構成】 電子シャッタ動作が可能な固体撮像素子（２
４）と、被写体（２１）の画像光を各原色に色分解して
前記固体撮像素子（２４）に供給する色分解フィルタ
（２３）とを備えた面順次カラーカメラにおいて、色分
解フィルタ（２３）の各色境界が固体撮像素子（２４）
上を横切る時間間隔を１フィールド時間と同じくし、電
子シャッタにて前記色分解フィルタ（２３）の色境界が
撮像素子（２４）の撮像面上を通過している時間中の不
要電荷を掃き出し、一色の画像電荷蓄積時間を１フィー
ルド未満として画像取り込みを行なう。

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、特に色分解された被写体の画像光の連続する一色
の蓄積時間を１フィールド時間未満とすることにより高
速度の画像取り込みを可能にした面順次カラーカメラに
関する。

【０００２】

【従来の技術】面順次カラーカメラは、被写体の画像光
を色分解フィルタを使用して各原色に色分解して撮像す
ることにより各原色の映像信号を時分割的に得るもので
あり、簡単な構造で高解像度の画像が得られるという利
点がある。

【０００３】図８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５
１、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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】図８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がインターレース駆
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。

【０００７】上記構成において、撮像部５２は、走査制
御回路５３によりインターレース駆動され、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。

【０００８】このような面順次カラーカメラにおいて
は、色分解フィルタの各色領域が撮像素子の前面を通過
する間に少なくとも２フィールド以上の画像電荷の蓄積
を行ない、色分解フィルタの各色領域ごとに少なくとも
連続する２つのフィールド分の撮像を行なっていた（特
開昭６３−３０１６８８号参照）。これは、従来の面順
次カラーカメラにおいては、撮像素子として撮像管など
の残像特性を有するものを使用した場合に対処したもの
であり、各々の原色像あたり２フィールド時間以上ずつ
連続して撮像することにより残像による色の混濁を防止
したものである。

【０００９】あるいは、本件出願人の特許出願「面順次
カラーカメラ」（特願平５−１７９８５３号、平成５年
６月２５日出願）では、色分解フィルタの各色領域にお
いて１フィールドの間のみ撮像を行なうが、ある色と次
の色の撮像期間との間に１フィールド以上の画像取り込
みを行なわない期間を設けている。このように各色ごと
の撮像期間の間に画像電荷の蓄積を行なわない期間を設
けることによっても残像による色の混濁を生じることな
く高品質の画像を得ることが可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記各従来
例の面順次カラーカメラでは、色分解フィルタの各色領
域が撮像素子の撮像面を通過する時間を少なくとも２フ
ィールド期間以上としなければならず、画像取り込みに
時間がかかり、面順次カラーカメラの一層の高速化を図
るうえでの制約となっていた。

【００１１】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、面順次カラーカメラにおいて、高速
度で画像取り込みができるようにすることにある。

【００１２】本発明の他の目的は、面順次カラーカメラ
において、高速度の画像取り込みを可能にしながら撮像
品質の向上を図ることにある。

【００１３】本発明のさらに他の目的は、面順次カラー
カメラにおいて、高速度の画像取り込みが行なわれる動
作と比較的高速度でありかつ高品質の画像取り込みが行
なわれる動作とを切換え可能にし、撮像条件に応じて最
適の画像取り込みができるようにした面順次カラーカメ
ラを提供することにある。

【００１４】

【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、電子シャッタ動作が可能な固体撮
像素子と、被写体の画像光を各原色に色分解して前記固
体撮像素子に供給する色分解フィルタとを備えた面順次
カラーカメラにおいて、前記色分解フィルタの色境界が
前記固体撮像素子上を横切る周期を１フィールド時間と
同じくし、電子シャッタにて前記色分解フィルタの色境
界が前記撮像素子の撮像面上を通過している時間中の不
要電荷を掃き出し、一色の画像電荷蓄積時間を１フィー
ルド時間未満として画像取り込みを行なうよう構成す
る。

【００１５】また、前記各原色ごとにそれぞれ２フィー
ルド分の記憶領域を有する画像メモリを設け、前記撮像
素子によって得られた面順次カラー信号を各色ごとに対
応する記憶領域に順次振り分け記憶させるとともに、前
記画像メモリの各色の記憶領域から並列的に画像データ
の読み出しを行なうことによって出力画像信号を生成す
るよう構成すると好都合である。

【００１６】さらに、前記撮像素子はノンインタレース
モードで読み出しを行ない、かつ各色の画像データを対
応する色の奇数および偶数フィールドの記憶領域に同時
書き込みを行なうよう構成することもできる。

【００１７】さらに、前記撮像素子はインタレースモー
ドで読み出しを行ない、かつ各色の画像データを対応す
る色の奇数および偶数フィールドの記憶領域に１フィー
ルドずつ単独に書き込みを行なうよう構成することもで
きる。

【００１８】さらに、前記撮像素子はインタレースモー
ドの動作とノンインタレースモードの動作との切り替え
が可能なものとし、ノンインタレースモードの場合は各
色の画像データを対応する色の奇数および偶数フィール
ドの記憶領域に同時書き込みを行ない、インタレースモ
ードの場合は各色の画像データを対応する色の奇数およ
び偶数フィールドの記憶領域に１フィールドずつ単独に
書き込みを行なうよう構成すると好都合である。

【００１９】

【作用】上記構成に係わる面順次カラーカメラにおいて
は、色分解フィルタの各色境界が前記固体撮像素子上を
横切る時間間隔を１フィールド時間と同じくし、電子シ
ャッタにて前記色分解フィルタの色境界が前記撮像素子
の撮像面上を通過している時間中、すなわち混色期間中
の不要電荷を掃き出し、残りの１フィールド未満の蓄積
時間で一色の画像取り込みを行なう。したがって、色分
解フィルタの三原色Ｒ，Ｇ，Ｂが１回ずつ撮像素子の撮
像面上を通過する時間で１画面分のカラー画像を取り込
むことも可能となり高速度の画像取り込みが実現でき
る。この場合、色分解フィルタの各色領域ごとに従来の
ように２フィールド以上の期間を設ける必要がなくな
り、高速度の画像取り込みを行なうことが可能になる。

【００２０】また、各原色ごとにそれぞれ２フィールド
分の記憶領域を有する画像メモリを備え、前記撮像素子
によって得られた面順次カラー信号を各色ごとに対応す
る記憶領域に順次振り分け記憶させた後、各色の記憶領
域から並列的に画像データの読み出しを行なうことによ
ってＲＧＢの同時出力画像信号を生成することができ
る。なお、各画像メモリの各色のフィールドの記憶領域
から並列的に画像データの読み出しを行なう場合に例え
ば２対１のインターレース方式で行なえばハイビジョン
用モニタテレビジョンへ画像出力を行なうことが可能に
なる。

【００２１】また、前記画像メモリへの画像データの記
憶の際に、前記撮像素子はノンインターレースモードで
読み出しを行ない、かつ各色の画像データを対応する色
の奇数および偶数フィールドの記憶領域に同時書き込み
を行なうことによって、色分解フィルタのＲＧＢ各色領
域が一回ずつ撮像素子の撮像面上を通過する時間で１画
面分の画像取り込みを行なうことが可能になる。したが
って、１フィールドの時間が１／６０秒の場合に、１／
６０×３＝０．０５秒と極めて高速度で１画面分の画像
取り込みを行なうことができる。

【００２２】また、前記撮像素子をインターレースモー
ドで読み出しを行ない、かつ各色の画像データを対応す
る色の奇数および偶数フィールドの記憶領域に１フィー
ルドずつ単独に書き込みを行なう場合は、ＲＧＢ各色領
域がそれぞれ２回撮像素子の撮像画面上を通過する時間
でより高解像度のフレーム画像を高速度で取り込むこと
が可能になる。例えば、１フィールドの時間が１／６０
秒の場合は、ＲＧＢ各色領域の最初のサイクルで１／６
０秒×３にて奇数フィールドの画像を取り込み、次のＲ
ＧＢ各色領域のサイクルで１／６０秒×３にて偶数フィ
ールドの画像を取り込む。これによって２×１／６０×
３＝０．１秒にて高解像度のカラーフレーム画像を取り
込むことができる。

【００２３】さらに、以上のような動作、すなわち撮像
素子をノンインターレースモードとして各色の画像デー
タを対応する色の奇数および偶数フィールドの記憶領域
に同時書き込みを行なう動作と撮像素子をインターレー
スモードとして各色の画像データを対応する色の奇数お
よび偶数フィールドの記憶領域に１フィールドずつ単独
に書き込みを行なう動作とを切り替え可能とすることに
より高速度の画像取り込みを必要とする場合と高解像度
の画像を必要とする場合とを状況に応じて選択できるよ
うになる。たとえば、被写体またはカメラに若干の動き
があるような場合には、高速画像取り込みが可能なモー
ドを選択し、被写体がほぼ静止しており高解像度の画像
取り込みが必要な場合にはインターレースモードで画像
取り込みを行なえば良い。

【００２４】

【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。

【００２５】撮像部２は、図示しない回転色分解円板フ
ィルタおよびＣＣＤ等の固体撮像素子を有し、該撮像素
子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の撮像素子の走査の
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。

【００２６】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。

【００２７】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内の回転色分解円板フィル
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。

【００２８】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、撮像素子の走査モードを切り替え制御し、
例えばインターレースモードで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。

【００２９】図２は、図１の面順次カラーカメラの撮像
部２近辺の詳細な構成を示す。図２の装置は、被写体２
１の画像光を撮像素子２４の撮像面に結像させる結像レ
ンズ２２（図１のレンズ１に対応する）と、結像レンズ
２２と固体撮像素子２４との間に回転可能に配置された
色分解フィルタ３とを備えている。前記撮像素子２４
は、たとえばＣＣＤによって構成され、この撮像素子２
４は後に詳細に説明するように電子シャッタ動作が可能
なものとされる。

【００３０】図２の装置はさらに、撮像素子２４に駆動
パルスを供給する駆動回路２５および同期信号発生回路
２６、撮像素子２４の撮像信号出力を増幅する増幅器２
７を備えている。増幅器２７から出力された撮像信号は
前述の画像信号処理回路４に供給され所定の画像処理が
施された後デジタル信号に変換されてデジタルカラー画
像信号が生成される。

【００３１】また、色分解フィルタ２３を回転駆動する
ためにモータのようなフィルタ駆動装置２８が設けら
れ、さらに色分解フィルタ２３の回転を検出するための
例えばフォトインタラプタのような回転検出器２９が設
けられている。該回転検出器２９の出力は前記同期信号
発生回路２６に入力されている。

【００３２】図３は、図２の装置に使用されている回転
色分解円板フィルタ（以下、単に色分解フィルタと称す
る）２３の詳細な構造を示す。同図の色分解フィルタ２
３は、互いに１２０度の等しい角度で区分されたＧ，
Ｂ，Ｒの各色のフィルタ領域３１，３２，３３を備えて
いる。フィルタ領域３１は緑色（Ｇ）の光のみを通過さ
せるよう構成され、フィルタ領域３２は青色（Ｂ）の光
のみを通過させるよう構成され、かつフィルタ領域３３
は赤色（Ｒ）の光のみを通過させるよう構成されてい
る。このような色分解フィルタ２３は回転軸３４の回り
に前記駆動装置２８によって固体撮像素子２４の走査タ
イミングと同期して回転される。図３には、このような
色分解フィルタ２３と前記固体撮像素子２４の撮像面の
位置関係が示されている。したがって、色分解フィルタ
２３が矢印の方向に回転する場合に、各フィルタ領域３
１，３２，３３の境界部分が該固体撮像素子２４の撮像
面上を通過する時間が混色時間となる。

【００３３】さらに、色分解フィルタ２３の例えばフィ
ルタ領域３１と３２の境界線上の外周部分には不透明領
域３５が形成されており、この不透明領域３５は前記図
２の回転検出器２９によって色分解フィルタ２３の回転
に応じた信号を得るために使用される。

【００３４】また、本発明に係わる面順次カラーカメラ
に使用される固体撮像素子としては電子シャッタ動作が
可能なものが使用される。すなわち、電荷蓄積型の画素
を有し、蓄積時間を制御することができ、かつリセット
動作が可能なものが使用される。図４の（ａ）は、この
ような電子シャッタ動作が可能であり、図１および図２
の面順次カラーカメラに使用される固体撮像素子２４の
構成例を示す。図４の（ａ）に示された固体撮像素子
は、２次元的にマトリクス状に配置された複数の受光素
子、すなわちフォトダイオード４１と、該フォトダイオ
ード４１から画像光に対応する電荷信号を図示しないフ
ィールドシフトゲートを介して受入れて縦方向に、すな
わち図面では上から下方向に、転送する垂直転送ＣＣＤ
４２と、各垂直転送ＣＣＤ４２から順次転送されて来た
垂直方向の画素からの映像信号電荷を順次水平方向に転
送する水平転送ＣＣＤ４３を備えている。また、水平転
送ＣＣＤ４３の出力を映像信号出力として外部に取り出
すために増幅器４４が設けられている。

【００３５】このような固体撮像素子においては、図示
しない被写体の画像光が各画素、すなわちフォトダイオ
ード４１に照射され、各画素の位置における画像光の強
度に応じた電荷が図示しないフィールドシフトゲートを
介してｎ番目のフィールドとｎ＋１番目のフィールドの
間に各フォトダイオード４１に隣接する垂直転送ＣＣＤ
４２に転送される。そして、垂直転送ＣＣＤ４２はこの
ようにして各フォトダイオード４１から入力される画像
電荷を順次転送し水平転送ＣＣＤ４３に与える。水平転
送ＣＣＤ４３は、垂直転送ＣＣＤ４２から要求される電
荷を順次水平方向に転送し、増幅器４を介して映像信号
出力として外部に供給する。

【００３６】このような固体撮像素子は、図４の（ｂ）
に示すようなフィールドシフトゲートパルスの１周期ご
とに１フィールド分の画像情報が得られるよう駆動され
る。そして、各フォトダイオード４１における画像電荷
の蓄積は、蓄積開始パルスの例えば立下り時点から開始
され、フィールドシフトゲートパルスの立上り時点まで
行なわれる。すなわち、蓄積開始パルスの立下りからフ
ィールドシフトゲートパルスの立上りまでの期間が画像
光の蓄積期間となる。したがって、１つのフィールド期
間におけるこの蓄積期間の前の期間は画像電荷が蓄積さ
れず掃き出される。また、蓄積期間の間に各画素に蓄積
された画像電荷は蓄積期間の終了後、すなわち各フィー
ルドの終わりに転送され外部に出力される。

【００３７】図２〜図４に示される装置においては、被
写体２１からの画像光は結像レンズ２２によって固体撮
像素子２４の撮像面上に結像される。同期信号発生回路
２６からの制御信号に基づき、撮像素子駆動回路２５が
所定のフィールド周期で固体撮像素子２４に駆動パルス
を入力し画像の掃き出し、蓄積、転送などの動作を行な
わせる。この場合、同期信号発生回路２６からフィルタ
駆動装置２８にも制御信号が入力され、色分解フィルタ
２３の回転と固体撮像素子２４の走査が同期するよう制
御される。

【００３８】また、回転検出器２９によって色分解フィ
ルタ２３の不透明領域３５が検出され、これによって色
分解フィルタの回転位置などに関する情報が同期信号発
生回路２６に入力される。同期信号発生回路は、回転検
出器２９からの信号などに基づき、色分解フィルタ２３
の回転位置と固体撮像素子２４の撮像面の位置などから
色分解フィルタ２３の色境界が固体撮像素子２４の上を
通過している期間、すなわち混色期間を検出する。同期
信号発生回路２６は、この混色期間を示す信号を撮像素
子駆動回路２５に入力する。撮像素子駆動回路２５は、
同期信号発生回路２６からの信号に基づき、混色期間が
終了した後に蓄積開始パルスを生成し固体撮像素子２４
に入力する。固体撮像素子２４は蓄積開始パルスが入力
されるまでは画像電荷を掃き出すよう動作しているが、
蓄積開始パルスが駆動回路２５から入力されると、画像
電荷の蓄積を開始する。この画像電荷の蓄積は各フィー
ルド期間の終わりまで続けられ、各フィールド期間の終
わりに蓄積された電荷が外部に転送される。

【００３９】図５は、固体撮像素子２４の動作をさらに
詳細に示すものである。同図に示されるように、本発明
に係わる面順次カラーカメラにおいては、色分解フィル
タ２３の各色領域の境界が固体撮像素子２４上を通過す
る時間間隔は１フィールド期間と一致している。したが
って、３フィールドで色分解フィルタ２３が一回転する
ことになる。なお、色分解フィルタとして、各色領域を
周期的に１組以上設けたものを使用した場合には、色分
解フィルタの回転数はさらに低くなるが、各色境界が撮
像素子上を通過する時間間隔は１フィールド期間と一致
する。

【００４０】図５において、各フィールドの始めの時間
ＴＭ１（始めのフィールドについてのみ示す）が混色期
間となっている。したがって、この混色期間に撮像素子
の画素に蓄積される信号は掃き出し動作を行なうことで
排除する。そして、混色期間ＴＭ１の終わりに蓄積開始
パルスが与えられ画素電荷の蓄積が開始される。すなわ
ち、固体撮像素子の全画素に同じ色の光が入射している
期間のみ蓄積動作を行なう。このような蓄積動作は各フ
ィールド期間の終わりまで続けられ、フィールド期間の
終わりに外部に転送され出力される。このようにして、
いずれのフィールド期間をも犠牲にすることなく画像取
り込みに使用することが可能となり、高速度の撮像が行
なわれる。なお、混色期間の決定、したがって蓄積開始
のタイミング設定は、色分解フィルタ２３の構造、色分
解フィルタ２３の回転軸３４と撮像素子２４との位置関
係、撮像素子２４の画面サイズ、色分解フィルタ２３の
回転速度などによってあらかじめ決定できる。

【００４１】次に、再び図１に戻ると、以上のようにし
て撮像部２によって得られた撮像信号は画像信号処理回
路４において、たとえばガンマ補正その他の処理を行な
った後Ａ／Ｄ変換器を用いてデジタル画像データに変換
される。この画像データは、面順次信号スイッチ１１に
入力され、後に詳細に説明するようにフィールド単位で
対応する色のメモリ５，６，７に順次書き込まれる。し
たがって、面順次信号スイッチ１１は、前記撮像部２の
色分解フィルタ２３の回転に同期して順次切り替えられ
る。

【００４２】以上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、各々の同時書き込みスイッチ１５，１６，１
７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。この場合は、色分解フィルタが一
回転する時間、すなわち３フィールド分の時間で１画面
分の画像の取り込みが行なわれる。

【００４３】そして、このような書き込みが行なわれた
後に、各メモリ５，６，７から画像データが並列的に読
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ＲＧＢ同時信号として出力
される。この場合、各切替えスイッチ１２，１３，１４
はインター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り返し取り込み周期を短くすること
ができる。

【００４４】また、動画／静止画検出回路１８が、被写
体に動きがないかほとんどな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。したがっ
て、この場合は、各メモリ５，６，７の全フィールドに
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、すなわち色分解フィルタ２３が２回転する時間を必
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。

【００４５】次に、図６および図７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６は、３フィールドを１周期と
してカラー画像を取り込む場合のタイミングを示す。こ
の場合は、撮像素子はノンインターレース読み出し動作
を行ない、フィールド画像とフレーム画像が同じ状態で
出力されるように設定する。そして、画像メモリ５，
６，７ではフィールド単位で出力される映像信号をそれ
ぞれの色の奇数フィールドメモリおよび偶数フィールド
メモリへ同時書き込みを行なう。

【００４６】すなわち、前記撮像部２から出力され画像
信号処理回路４にて画像処理されたカメラ出力が、図６
に示すように、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，
……のようにフィールドごとに変化すると、メモリの奇
数フィールドおよび偶数フィールドの記憶データも図示
のごとく同時に変化する。すなわち、赤色のカメラ出力
Ｒ１が図においてＲ奇数フィールドメモリおよびＲ偶数
フィールドメモリと表示された赤色用の奇数フィールド
用の記憶領域５−Ｏおよび偶数フィールド用の記憶領域
５−Ｅに同時書き込みされる。次に緑色のカメラ信号Ｇ
１が緑色用の奇数フィールド用の記憶領域６−Ｏおよび
偶数フィールド用の記憶領域６−Ｅに同時書き込みさ
れ、さらに緑色のカメラ信号が奇数フィールド用の記憶
領域７−Ｏおよび偶数フィールド用記憶領域７−Ｅに同
時書き込みされる。したがって、３フィールド期間にて
カラー画像データの記憶周期が繰り返される。これによ
り、１フィールドの時間を１／６０秒とすれば、１／６
０×３＝０．０５秒にてカラーフィールド画像を取り込
むことができる。

【００４７】次に、図７は、前述の静止画モードの場合
の動作タイミングを示す。この場合は、撮像素子はイン
ターレース読み出し動作を行ない、フィールド画像を２
回順番に取り込むことにより、フレーム画像が構築され
るように設定する。画像メモリにはフィールド単位で出
力される画像データを奇数フィールドおよび偶数フィー
ルド独立に各記憶領域へ書き込みを行なう。

【００４８】すなわち図７において、カメラ出力が前述
と同様にＲ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，……で
あるとすると、始めの３フィールドの時間で、各データ
Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１をそれぞれＲの奇数フィールド用の記
憶領域５−Ｏ、Ｇの奇数フィールド用記憶領域６−Ｏ、
Ｂの奇数フィールド用記憶領域７−Ｏに順次記憶させ
る。そして、次の３フィールドの時間でカメラからの各
画像データＲ２，Ｇ２，Ｂ２を、それぞれＲの偶数フィ
ールド用記憶領域５−Ｅ、Ｇの偶数フィールド用記憶領
域６−Ｅ、Ｂの偶数フィールド用記憶領域７−Ｅに記憶
させる。これにより、６フィールド期間にてカラー画像
の記憶周期が繰り返される。すなわち前記図３の色分解
フィルタ２３を使用した場合は該色分解フィルタ２３の
２回転分で１画面分のカラー画像の取り込みが行なわれ
る。１フィールドの時間を１／６０秒とすれば、１／６
０×２×３＝０．１秒にてカラーフレーム画像を取り込
むことが可能になる。この場合は図６の場合よりもカラ
ー画像の取り込み速度はやや遅いものの、高解像度の画
像を比較的高速度で取り込むことが可能になる。

【００４９】なお、画像メモリ５，６，７からのデータ
の読み出しを２：１インターレース方式にて行なえばハ
イビジョンモニタへ画像出力を行なうことも可能とな
る。

【００５０】また、上記実施例においては、動画／静止
画検出回路１８によって動画モードと静止画モードとに
分けてそれぞれ図６および図７の動作を行なうよう構成
しているが、図６および図７の各動作を単独で行なうこ
とができるカラーカメラも実現可能である。また、図６
および図７のような各動作方式を動画モードと静止画モ
ードとに応じて切り替えるのではなく、被写体の画像光
の強度に応じて切り替えたり、あるいは必要とする画像
取り込み速度に応じて切り替えるよう構成することもで
きる。

【００５１】また、１フィールドの期間が通常の１／６
０秒より短いもの、例えば１／１８０秒のような、高速
駆動可能な撮像素子を使用することによりさらに高速度
の画像取り込みが可能となる。例えば１フィールドが１
／１８０秒の撮像素子をノンインターレースモードで動
作させ、前記図６に示すように奇数および偶数フィール
ドの記憶領域に同時書き込みを行なう場合には、０．０
５／３秒ときわめて高速でＲＧＢフィールド画像を撮像
することが可能になる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、色分解
フィルタの各色境界が固体撮像素子上を横切る周期また
は時間間隔を１フィールド時間と同じくし、電子シャッ
タにて混色期間中の不要電荷を掃き出し、一色の画像電
荷蓄積時間を１フィールド未満として画像取り込みを行
なうよう構成したから、極めて高速度で画像取り込みを
行なうことが可能になり、必要に応じて面順次カラーカ
メラを動画的なモードで使用することも十分可能にな
る。

【００５３】特に、撮像素子をノンインターレースモー
ドで動作させ、各色の画像データを対応する色の奇数お
よび偶数フィールドの記憶領域に同時書き込みした場合
には、色分解フィルタの１つの色領域の通過時間が撮像
素子読み出しの１フィールド期間に設定されるので、３
フィールド期間にてＲＧＢフィールド画像を撮像するこ
とができる。したがって、１フィールドが１／６０秒と
すれば０．０５秒という高速度で画像取り込みを行なう
ことが可能になる。

【００５４】また、撮像素子の読み出し方式をインター
レースモードに設定し、画像メモリの各領域にフィール
ドごとに独立に書き込むよう構成した場合には、６フィ
ールド期間でＲＧＢフレーム画像を取り込むことが可能
となり、比較的高速度で高解像度の画像取り込みを行な
うことが可能になる。

【００５５】さらに、被写体の状況、例えば被写体の動
きの有無、被写体の画像光の強度、その他に応じて上記
２つの動作方式を切替え可能とした場合には、それぞれ
の状況に応じて最適の画像取り込みを高速度で行なうこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係わる面順次カラーカメラ
の全体構成を示す概略的ブロック図である。

【図２】図１の面順次カラーカメラの撮像部の詳細な構
成を示すブロック図である。

【図３】図２の撮像部に使用されている色分解フィルタ
の構成を示す平面図である。

【図４】図２の撮像部に使用されている撮像素子として
のＣＣＤの概略の構成を示す説明図（ａ）および制御パ
ルスを示すタイミング図（ｂ）である。

【図５】本発明に係わる面順次カラーカメラにおける色
分解フィルタの各色領域と撮像素子の動作との時間関係
を示すタイミング図である。

【図６】本発明に係わる面順次カラーカメラにおける高
速動作モードにおける面順次カラー信号の画像メモリへ
の書き込み動作を示す説明図である。

【図７】本発明の面順次カラーカメラにおける高解像度
動作モードにおける面順次カラー信号の画像メモリへの
書き込み関係を示す説明図である。

【図８】従来の面順次カラーカメラの概略の構成を示す
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 面順次信号切替えスイッチ １２，１３，１４ フィールド切替えスイッチ １５，１６，１７ 同時書き込みスイッチ １８ 動画／静止画検出回路 ２１ 被写体 ２２ 撮像レンズ ２３ 色分解フィルタ ２４ 固体撮像素子 ２５ 撮像素子駆動回路 ２６ 同期信号発生回路 ２７ 増幅器 ２８ フィールド駆動装置 ２９ 回転検出器 ３１，３２，３３ 色フィルタ領域 ３４ 回転軸 ３５ 不透明領域 ４１ フォトダイオード ４２ 垂直転送ＣＣＤ ４３ 水平転送ＣＣＤ ４４ 増幅器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子シャッタ動作が可能な固体撮像素子
   と、被写体の画像光を各原色に色分解して前記固体撮像
   素子に供給する色分解フィルタとを備えた面順次カラー
   カメラであって、 前記色分解フィルタの各色境界が前記固体撮像素子上を
   横切る時間間隔を１フィールド時間と同じくし、電子シ
   ャッタにて前記色分解フィルタの色境界が前記撮像素子
   の撮像面上を通過している時間中の不要電荷を掃き出
   し、一色の画像電荷蓄積時間を１フィールド時間未満と
   して画像取り込みを行なうことを特徴とする面順次カラ
   ーカメラ。
2. 【請求項２】 さらに、前記各原色ごとにそれぞれ２フ
   ィールド分の記憶領域を有する画像メモリを備え、前記
   撮像素子によって得られた面順次カラー信号を各色ごと
   に対応する記憶領域に順次振り分け記憶させるととも
   に、前記画像メモリの各色の記憶領域から並列的に画像
   データの読み出しを行なうことによって出力画像信号を
   生成する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】 前記撮像素子はノンインターレースモー
   ドで読み出しを行ない、かつ各色の画像データを対応す
   る色の奇数及び偶数フィールドの記憶領域に同時書き込
   みを行なうことを特徴とする請求項２に記載の面順次カ
   ラーカメラ。
4. 【請求項４】 前記撮像素子はインターレースモードで
   読み出しを行ない、かつ各色の画像データを対応する色
   の奇数及び偶数フィールドの記憶領域に１フィールドず
   つ単独に書き込みを行なうことを特徴とする請求項２に
   記載の面順次カラーカメラ。
5. 【請求項５】 前記撮像素子はインターレース動作とノ
   ンインターレース動作との切り替えが可能であり、ノン
   インターレースモードの場合は各色の画像データを対応
   する色の奇数及び偶数フィールドの記憶領域に同時書き
   込みを行ない、インターレースモードの場合は各色の画
   像データを対応する色の奇数及び偶数フィールドの記憶
   領域に１フィールドずつ単独に書き込みを行なうことを
   特徴とする請求項２に記載の面順次カラーカメラ。