JPS645422Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS645422Y2 JPS645422Y2 JP1982041710U JP4171082U JPS645422Y2 JP S645422 Y2 JPS645422 Y2 JP S645422Y2 JP 1982041710 U JP1982041710 U JP 1982041710U JP 4171082 U JP4171082 U JP 4171082U JP S645422 Y2 JPS645422 Y2 JP S645422Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- pal
- ntsc
- state image
- horizontal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は固体撮像装置を用いたビデオカメラに
関するものである。
関するものである。
固体撮像素子を用いたビデオカメラは量産性、
信頼性が良い。小形軽量で低消費電力であるなど
の優れた特徴を有し、近年急速に開発されてい
る。その中核となる固体撮像素子にはMOS形、
CCD形あるいは両者の複合形等さまざまな方式
があるが、ここではMOS形を例にとり以下に説
明する。
信頼性が良い。小形軽量で低消費電力であるなど
の優れた特徴を有し、近年急速に開発されてい
る。その中核となる固体撮像素子にはMOS形、
CCD形あるいは両者の複合形等さまざまな方式
があるが、ここではMOS形を例にとり以下に説
明する。
第１図は素子の原理的な構成例を示す。同図に
おいて１，２はそれぞれ水平走査回路、垂直走査
回路であり、これらによつて選択されたホトダイ
オード３に蓄積した光情報を順次信号出力端子４
に読み出す。読み出す順序はまず垂直走査回路２
により垂直ゲートパルスPV1が発生し、次に水平
走査回路１によりｎ個のクロツクパルスからなる
水平ゲートパルス列PH1，PH2，…PHoが発生し
てｎ個のホトダイオードPD11，PD12，…PD1oが
順次読み出される。この行の読み出しが終ると垂
直ゲートパルスPV2と水平ゲートパルス列PH1，
PH2…PHoによりホトダイオードPD21，PD22，
PD2oが順次読み出される。以下同様にしてPDno
まで順次読み出されて１フイールドの映像信号と
なる。すなわち水平方向１行の読み出しがテレビ
受信機の１水平走査に対応する。したがつて、例
えばNTSC方式のビデオカメラ用の固体撮像素子
をそのままPALあるいは、SECAM方式のビデオ
カメラに用いることはできない。このことを
PAL方式を例にとり説明する。
おいて１，２はそれぞれ水平走査回路、垂直走査
回路であり、これらによつて選択されたホトダイ
オード３に蓄積した光情報を順次信号出力端子４
に読み出す。読み出す順序はまず垂直走査回路２
により垂直ゲートパルスPV1が発生し、次に水平
走査回路１によりｎ個のクロツクパルスからなる
水平ゲートパルス列PH1，PH2，…PHoが発生し
てｎ個のホトダイオードPD11，PD12，…PD1oが
順次読み出される。この行の読み出しが終ると垂
直ゲートパルスPV2と水平ゲートパルス列PH1，
PH2…PHoによりホトダイオードPD21，PD22，
PD2oが順次読み出される。以下同様にしてPDno
まで順次読み出されて１フイールドの映像信号と
なる。すなわち水平方向１行の読み出しがテレビ
受信機の１水平走査に対応する。したがつて、例
えばNTSC方式のビデオカメラ用の固体撮像素子
をそのままPALあるいは、SECAM方式のビデオ
カメラに用いることはできない。このことを
PAL方式を例にとり説明する。
PAL方式では１水平走査期間1HPAL＝64〓secで
あり、垂直走査期間は312.5HPAL、垂直帰線期間
は25HPALである。したがつてPAL方式としては
垂直方向に画素数（ホトダイオード数）mPAL＝
287.5必要である。これに対してNTSC方式では
１水平走査期間1HNTSC＝63・56〓secでありPAL方
式とほぼ等しいが、垂直走査期間は262.5HNTSC垂
直帰線期間は19〜21HNTSCである。したがつて垂
直方向の画素数はｍはｍ＝241.5〜243.5である。
例としてｍ＝242・５のNTSC用の固体撮像素子
を用いたPAL方式ビデオカメラの画像を第２図
に示す。同図ａは垂直方向の画素不足による画像
の垂直方向の縮みを考慮して水平方向の画像を縮
ませた（水平読み出し速度を速くした）場合であ
り、画像の欠落は水平・垂直ともある。このと
き、水平方向の画像欠落は固体撮像素子の形状を
変えなくても水平読み出し速度をａより遅くする
ことで回避できる（第２図ｂ）。しかしこの時第
３図ａに示す丸パタンを撮像すると同図ｂに示す
ように横長の橢円の画像になつてしまう。
あり、垂直走査期間は312.5HPAL、垂直帰線期間
は25HPALである。したがつてPAL方式としては
垂直方向に画素数（ホトダイオード数）mPAL＝
287.5必要である。これに対してNTSC方式では
１水平走査期間1HNTSC＝63・56〓secでありPAL方
式とほぼ等しいが、垂直走査期間は262.5HNTSC垂
直帰線期間は19〜21HNTSCである。したがつて垂
直方向の画素数はｍはｍ＝241.5〜243.5である。
例としてｍ＝242・５のNTSC用の固体撮像素子
を用いたPAL方式ビデオカメラの画像を第２図
に示す。同図ａは垂直方向の画素不足による画像
の垂直方向の縮みを考慮して水平方向の画像を縮
ませた（水平読み出し速度を速くした）場合であ
り、画像の欠落は水平・垂直ともある。このと
き、水平方向の画像欠落は固体撮像素子の形状を
変えなくても水平読み出し速度をａより遅くする
ことで回避できる（第２図ｂ）。しかしこの時第
３図ａに示す丸パタンを撮像すると同図ｂに示す
ように横長の橢円の画像になつてしまう。
以上述べた理由によりNTSC方式のビデオカメ
ラにはNTSC用固体撮像素子を、PAL方式のビ
デオカメラにはPAL用固体撮像素子を作らなけ
ればならず、固体撮像素子の大きな利点である量
産性の良さを生かしきれないという問題がある。
ラにはNTSC用固体撮像素子を、PAL方式のビ
デオカメラにはPAL用固体撮像素子を作らなけ
ればならず、固体撮像素子の大きな利点である量
産性の良さを生かしきれないという問題がある。
本考案の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、方式の異なるビデオカメラを同一の固体撮
像素子で構成することにある。
くし、方式の異なるビデオカメラを同一の固体撮
像素子で構成することにある。
PAL方式とNTSC方式を例にとると、本考案
の要点は以下の通りである。
の要点は以下の通りである。
(1) PAL方式のビデオカメラに用いることを基
準とする固体撮像素子をNTSC方式のビデオカ
メラに用いる時、垂直方向の読み出しを途中で
止め、さらに固体撮像素子に結像される光学像
を光学的に水平方向に拡大する。
準とする固体撮像素子をNTSC方式のビデオカ
メラに用いる時、垂直方向の読み出しを途中で
止め、さらに固体撮像素子に結像される光学像
を光学的に水平方向に拡大する。
(2) NTSC方式のビデオカメラに用いることを基
準とするが、垂直画素数は余分にある固体撮像
素子をPAL方式のビデオカメラに用いる時、
余分に配置した垂直方向の画素を含めて読み出
しさらに固体撮像素子に結像される光学像を光
学的に水平方向に縮少する。
準とするが、垂直画素数は余分にある固体撮像
素子をPAL方式のビデオカメラに用いる時、
余分に配置した垂直方向の画素を含めて読み出
しさらに固体撮像素子に結像される光学像を光
学的に水平方向に縮少する。
まず、上記(1)の一実施例を示す。第４図ａに示
すPAL方式を基準とする固体撮像素子５の垂直
画素数は288に選び、PAL方式のビデオカメラに
用いる場合には垂直方向288行をすべて読み出す
ようにして、同図ｂのように通常の光学系６の後
に固体撮像素子５を位置させる。同素子をNTSC
方式のビデオカメラに用いる場合には垂直方向
288行のうち243行だけを読み出すようにする。こ
れを示したのが第５図ａであり、斜線を施した部
分の光情報は読み出さない。このようにした素子
５′は第５図ｂに示すように、水平方向に光学像
を拡大する光学系７とともに通常の光学系の後に
位置させてNTSC方式のビデオカメラを構成す
る。ただし、水平方向に光学像を拡大する光学系
７の挿入位置はここでは問題ではなく、素子に結
像される光学像が横方向に拡大した像となればよ
い。この光学系７が必要な理由を以下に述べる。
すPAL方式を基準とする固体撮像素子５の垂直
画素数は288に選び、PAL方式のビデオカメラに
用いる場合には垂直方向288行をすべて読み出す
ようにして、同図ｂのように通常の光学系６の後
に固体撮像素子５を位置させる。同素子をNTSC
方式のビデオカメラに用いる場合には垂直方向
288行のうち243行だけを読み出すようにする。こ
れを示したのが第５図ａであり、斜線を施した部
分の光情報は読み出さない。このようにした素子
５′は第５図ｂに示すように、水平方向に光学像
を拡大する光学系７とともに通常の光学系の後に
位置させてNTSC方式のビデオカメラを構成す
る。ただし、水平方向に光学像を拡大する光学系
７の挿入位置はここでは問題ではなく、素子に結
像される光学像が横方向に拡大した像となればよ
い。この光学系７が必要な理由を以下に述べる。
第６図ａに示すように、垂直方向の読み出しを
途中までで打切るようにした素子５′に通常の光
学系６で丸パタンを結像させると、第６図ｂに示
すようにNTSC方式のモニタ８では縦長の橢円と
なつて映つてしまう。そこで、光学系７を設けて
あらかじめ素子５′に第７図ａに示すような横長
の光学像を結像させておくと、第７図ｂに示すよ
うにNTSC方式のモニタ８では丸パタンとして映
る。すなわち、PAL方式時には水平方向に配例
されたｎ個の画素がｎ／T1（T1はPAL方式時の
水平期間）の周波数で走査されて通常の丸パタン
が再生される。一方、NTSC方式時には水平方向
に、PAL方式時と同様にｎ個の画素がｎ／T2
（T2はNTSC方式時の水平期間）の周波数で走査
されるので、水平端部の画面欠けが防止される。
しかしながら、前述したように、PAL方式時に
は垂直方向に288行を割り当てるのに対し、
NTSC方式時には243行を割り当てるので、この
割り当てにより同一の高さの画面を表示すると第
６図ｂ実線に示すように、本来丸パタンとなるべ
きものが縦長の楕円となる。このため、NTSC方
式時には第５図ｂに示すように、水平方向に
288／243倍に拡大する光学系７が設けられる。
途中までで打切るようにした素子５′に通常の光
学系６で丸パタンを結像させると、第６図ｂに示
すようにNTSC方式のモニタ８では縦長の橢円と
なつて映つてしまう。そこで、光学系７を設けて
あらかじめ素子５′に第７図ａに示すような横長
の光学像を結像させておくと、第７図ｂに示すよ
うにNTSC方式のモニタ８では丸パタンとして映
る。すなわち、PAL方式時には水平方向に配例
されたｎ個の画素がｎ／T1（T1はPAL方式時の
水平期間）の周波数で走査されて通常の丸パタン
が再生される。一方、NTSC方式時には水平方向
に、PAL方式時と同様にｎ個の画素がｎ／T2
（T2はNTSC方式時の水平期間）の周波数で走査
されるので、水平端部の画面欠けが防止される。
しかしながら、前述したように、PAL方式時に
は垂直方向に288行を割り当てるのに対し、
NTSC方式時には243行を割り当てるので、この
割り当てにより同一の高さの画面を表示すると第
６図ｂ実線に示すように、本来丸パタンとなるべ
きものが縦長の楕円となる。このため、NTSC方
式時には第５図ｂに示すように、水平方向に
288／243倍に拡大する光学系７が設けられる。
次にNTSC方式を基準とする固体撮像素子を用
いる(2)の一実施例を示す。第８図ａに示す素子９
は垂直方向288行のうち243行読み出すようにし、
第８図ｂに示すように通常の光学系１０ととも
に、NTSC方式のビデオカメラを構成した時に
NTSC方式のモニタで画像歪みのないようにした
素子である。素子９′の垂直方向の画素288行を読
み出すようにして（第９図ａ）、PAL方式のビデ
オカメラを構成するには第９図ｂに示すように光
学像を水平方向に縮小する光学系１１を用いれば
よい。次に光学系１１を用いる理由を述べる。
いる(2)の一実施例を示す。第８図ａに示す素子９
は垂直方向288行のうち243行読み出すようにし、
第８図ｂに示すように通常の光学系１０ととも
に、NTSC方式のビデオカメラを構成した時に
NTSC方式のモニタで画像歪みのないようにした
素子である。素子９′の垂直方向の画素288行を読
み出すようにして（第９図ａ）、PAL方式のビデ
オカメラを構成するには第９図ｂに示すように光
学像を水平方向に縮小する光学系１１を用いれば
よい。次に光学系１１を用いる理由を述べる。
第１０図ａに示すように通常の光学系で素子
９′に丸パタンの光学像を結像させると、垂直方
向に読み出し数を増やしたためにPALモニタで
は横長の橢円となつてしまう。そこで、あらかじ
め水平方向に縮少した光学像を結像させておけば
PALモニタでは丸パタンとして映る。
９′に丸パタンの光学像を結像させると、垂直方
向に読み出し数を増やしたためにPALモニタで
は横長の橢円となつてしまう。そこで、あらかじ
め水平方向に縮少した光学像を結像させておけば
PALモニタでは丸パタンとして映る。
以下にPAL方式を基準とする場合に具体例を
述べるがNTSC方式を基準とする場合も同様な手
段で実現できる。まず、PAL方式を基準とする
固体撮像素子であるが、垂直方向の読み出し画素
数を制御する以外第１図と同様な構成で実現でき
る。読み出し画素数の制御は、例えば第１２図に
示すように水平走査回路を１３のように構成すれ
ばよい。同図においてＢ１，Ｂ２，…Ｂ２８８は
周知のシフトレジスタをブロツク的に示したもの
であり、スタートパルスSP、クロツクパルスCP
１，CP２により垂直ゲートパルス列φ１，φ２
…φ２８８を順次発生する。また＋Ｂは電源電圧
を示し、φ１，φ２…φ２４３はそのまま画素配
列の方に導かれるが、＋BXは制御電圧でありア
ース電位にするとφ２４４，φ２４５，…，φ２
８８は画素配列の方には導かれず、垂直方向244
行目からは選択されなくなる。すなわち、基準と
なるPAL方式では＋BXを電源電圧にしておけば
よく、NTSC方式して用いる時には＋BXをアー
ス電位にすればよい。
述べるがNTSC方式を基準とする場合も同様な手
段で実現できる。まず、PAL方式を基準とする
固体撮像素子であるが、垂直方向の読み出し画素
数を制御する以外第１図と同様な構成で実現でき
る。読み出し画素数の制御は、例えば第１２図に
示すように水平走査回路を１３のように構成すれ
ばよい。同図においてＢ１，Ｂ２，…Ｂ２８８は
周知のシフトレジスタをブロツク的に示したもの
であり、スタートパルスSP、クロツクパルスCP
１，CP２により垂直ゲートパルス列φ１，φ２
…φ２８８を順次発生する。また＋Ｂは電源電圧
を示し、φ１，φ２…φ２４３はそのまま画素配
列の方に導かれるが、＋BXは制御電圧でありア
ース電位にするとφ２４４，φ２４５，…，φ２
８８は画素配列の方には導かれず、垂直方向244
行目からは選択されなくなる。すなわち、基準と
なるPAL方式では＋BXを電源電圧にしておけば
よく、NTSC方式して用いる時には＋BXをアー
ス電位にすればよい。
第１３図に示すような水平走査回路１４でも垂
直方向の画素読み出しを制御できる。周知のよう
にシフトレジスタはクロツクパルスCP１よりパ
ルス列φ１，φ２，…，φ２８８のタイミングを
決め、クロツクパルスCP２によりＢ１→Ｂ２，
Ｂ２→Ｂ３…と情報を伝達する。この情報により
順次パルス列を発生する。そこでMOSスイツチ
MSを第１３図のように配置すれば、制御信号
CPNによりパルス列φ２４４，φ２４５，…，φ
２８８を発生させたり、停止させたりできる。こ
の場合制御用のMOSスイツチは１個で済み、さ
らにＢ２４４以降の動作は停止するので余分な電
力を消費しないという利点がある。
直方向の画素読み出しを制御できる。周知のよう
にシフトレジスタはクロツクパルスCP１よりパ
ルス列φ１，φ２，…，φ２８８のタイミングを
決め、クロツクパルスCP２によりＢ１→Ｂ２，
Ｂ２→Ｂ３…と情報を伝達する。この情報により
順次パルス列を発生する。そこでMOSスイツチ
MSを第１３図のように配置すれば、制御信号
CPNによりパルス列φ２４４，φ２４５，…，φ
２８８を発生させたり、停止させたりできる。こ
の場合制御用のMOSスイツチは１個で済み、さ
らにＢ２４４以降の動作は停止するので余分な電
力を消費しないという利点がある。
また、スタートパルスSPのとりこみを第１４
図に示すように制御電圧＋BY，＋BZで制御すれ
ば、NTSC方式の場合に垂直画素配列の中央部分
を使うことができる。すなわち、PAL方式では
＋BYはアース電位、＋BZは電源電圧とすればＢ
１から順次パルス列を発生するが、NTSC方式で
用いる時には＋BYを電源電圧、＋BZをアース電
位とすればＢ２３から順次パルス列を発生する。
このとき、制御用のMOSスイツチMSは第１３図
と異なりＢ２６５とＢ２６６の間に位置させて垂
直方向の読み出し画素数を確保する。
図に示すように制御電圧＋BY，＋BZで制御すれ
ば、NTSC方式の場合に垂直画素配列の中央部分
を使うことができる。すなわち、PAL方式では
＋BYはアース電位、＋BZは電源電圧とすればＢ
１から順次パルス列を発生するが、NTSC方式で
用いる時には＋BYを電源電圧、＋BZをアース電
位とすればＢ２３から順次パルス列を発生する。
このとき、制御用のMOSスイツチMSは第１３図
と異なりＢ２６５とＢ２６６の間に位置させて垂
直方向の読み出し画素数を確保する。
以上述べたようにして垂直方向の読み出し画素
数を容易に制御できる。
数を容易に制御できる。
次に上記固体撮像素子を用いて異なる方式のビ
デオカメラを構成する時の光学系であるが、第１
５図に示すように水平方向にのみ倍率を有するレ
ンズを上記素子の結像面の前に配置すればよい。
まず、PAL方式を基準とする固体撮像素子５′を
用いてNTSC方式のビデオカメラを構成する場合
であるが、第１６図ａに示すように水平方向に倍
率を有するレンズ１６，１５を配置して光学像を
水平方向に拡大すればよい。
デオカメラを構成する時の光学系であるが、第１
５図に示すように水平方向にのみ倍率を有するレ
ンズを上記素子の結像面の前に配置すればよい。
まず、PAL方式を基準とする固体撮像素子５′を
用いてNTSC方式のビデオカメラを構成する場合
であるが、第１６図ａに示すように水平方向に倍
率を有するレンズ１６，１５を配置して光学像を
水平方向に拡大すればよい。
次にNTSC方式を基準とする固体撮像素子９′
を用いてPAL方式のビデオカメラを構成する場
合には第１６図ｂに示すようなレンズ配置にして
光学像を水平方向に縮少すればよい。このように
して、以上述べたように、垂直方向の読み出し画
素数を制御できるようにしたPAL方式を基準と
する固体撮像素子あるいはNTSC方式を基準とす
る固体撮像素子を用いてそれぞれNTSC方式のビ
デオカメラ、PAL方式のビデオカメラを容易に
構成することができる。
を用いてPAL方式のビデオカメラを構成する場
合には第１６図ｂに示すようなレンズ配置にして
光学像を水平方向に縮少すればよい。このように
して、以上述べたように、垂直方向の読み出し画
素数を制御できるようにしたPAL方式を基準と
する固体撮像素子あるいはNTSC方式を基準とす
る固体撮像素子を用いてそれぞれNTSC方式のビ
デオカメラ、PAL方式のビデオカメラを容易に
構成することができる。
本考案によれば同一の固体撮像素子を用いて方
式の異なるビデオカメラを構成することができる
ので、ビデオカメラの方式毎に固体撮像素子を作
る必要がなく、素子の量産性が向上する効果があ
る。
式の異なるビデオカメラを構成することができる
ので、ビデオカメラの方式毎に固体撮像素子を作
る必要がなく、素子の量産性が向上する効果があ
る。
第１図は固体撮像素子の従来の回路図、第２
図、第３図は方式の相違の説明図、第４図〜第１
１図は本考案の要点を説明する構成図、第１２図
〜第１４図は本考案の素子の具体的回路図、第１
５図、第１６図は本考案の一実施例の構成図であ
る。 ５……固体撮像素子、６……通常の光学系、７
……光学系、８……モニタ。
図、第３図は方式の相違の説明図、第４図〜第１
１図は本考案の要点を説明する構成図、第１２図
〜第１４図は本考案の素子の具体的回路図、第１
５図、第１６図は本考案の一実施例の構成図であ
る。 ５……固体撮像素子、６……通常の光学系、７
……光学系、８……モニタ。
Claims (1)
- 水平方向にｎ個、垂直方向に所定行の画素が配
列された受光面を備え、水平方向にｎ／T1の周
波数で走査されたときは、水平期間T1の第１の
方式の画像信号を発生し、水平方向にｎ／T2の
周波数で走査されたときは、水平期間T2の第２
の方式の画像信号を発生することが可能な固体撮
像素子と、上記固体撮像素子がｎ／T2の周波数
で水平走査されるときに受光面の前面に設けら
れ、水平方向に倍率を有する光学手段とからなる
ことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982041710U JPS58147361U (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982041710U JPS58147361U (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147361U JPS58147361U (ja) | 1983-10-04 |
| JPS645422Y2 true JPS645422Y2 (ja) | 1989-02-10 |
Family
ID=30052886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1982041710U Granted JPS58147361U (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58147361U (ja) |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP1982041710U patent/JPS58147361U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58147361U (ja) | 1983-10-04 |
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