(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の撮像素子と、入射光線を光学的に分割して前記第１および第２の撮像素子に導く光学系と、前記第１および第２の撮像素子のそれぞれの受光面側に回転自在に設けられ、回転中心を通る分割線により分割された複数の色フィルタ要素を有する第１および第２の回転色フィルタと、前記第１および第２の回転色フィルタを、前記撮像素子の画素信号の読出速度に応じた回転速度で回転駆動する手段とを備え、前記各撮像素子から出力される画素信号は、画像の水平方向に関して相互に１／２画素分ずれていることを特徴とする電子カメラ装置。
【請求項２】
前記第１の回転色フィルタは、グリーンのフィルタ要素とレッドのフィルタ要素を有し、前記第２の回転色フィルタは、グリーンのフィルタ要素とブルーのフィルタ要素を有することを特徴とする請求項１に記載の電子カメラ装置。
【請求項３】
前記第１および第２の回転色フィルタは、それぞれ２つの色フィルタ要素に均等に分割されることを特徴とする請求項２に記載の電子カメラ装置。
【請求項４】
前記回転駆動手段は相互に垂直に配設された第１および第２の回転軸を備え、前記第１および第２の回転色フィルタは、それぞれ第１および第２の回転軸に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の電子カメラ装置。
【請求項５】
前記回転駆動手段は、前記第１または第２の回転軸に連結された単一のモータと、前記第１および第２の回転軸を同期して回転させる歯車機構とを有することを特徴とする請求項４に記載の電子カメラ装置。
【請求項６】
前記回転駆動手段は単一の回転軸を有し、前記第１および第２の回転色フィルタは、この回転軸に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の電子カメラ装置。
【請求項７】
前記回転駆動手段は、前記回転軸に連結された単一のモータを有することを特徴とする請求項６に記載の電子カメラ装置。
【請求項８】
前記回転駆動手段は相互に垂直に配設された第１および第２のモータを備え、前記第１および第２の回転色フィルタは、それぞれ第１および第２のモータの出力軸に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の電子カメラ装置。
【請求項９】
第１および第２の撮像素子と、入射光線を光学的に分割して前記第１および第２の撮像素子に導く光学系と、前記各撮像素子の受光面側に回転自在に設けられ、回転中心を通る分割線により均等に分割された４つの色フィルタ要素を有し、前記色フィルタ要素は回転色フィルタの円周方向に沿って、レッドのフィルタ要素、グリーンのフィルタ要素、ブルーのフィルタ要素およびグリーンのフィルタ要素の順に配列される１つの回転色フィルタと、この回転色フィルタを、前記撮像素子の画素信号の読出速度に応じた回転速度で回転駆動する手段と、前記撮像素子から出力されるグリーン（Ｇ）信号、レッド（Ｒ）信号、およびブルー（Ｂ）信号をそれぞれ格納するＧメモリ、第１および第２のＲメモリ、第１および第２のＢメモリを有する画素信号格納手段と、この画素信号格納手段から読み出されたＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号に所定の演算処理を施して画素信号を出力する手段と、前記撮像素子と画素信号格納手段の間に設けられた信号切換スイッチと、前記画素信号格納手段と画素信号出力手段の間に設けられた読出スイッチとを備え、前記各撮像素子から出力される画素信号は、画像の水平方向に関して相互に１／２画素分ずれ、前記信号切換スイッチは、前記撮像素子から出力されるＲ信号が前記第１または第２のＲメモリに書き込まれ、前記撮像素子から出力されるＢ信号が前記第１または第２のＢメモリに書き込まれるように切り換えられ、前記読出スイッチは、前記第１および第２のＲメモリから読み出されるＲ信号が１画素毎に交互に前記画像信号出力手段に入力され、前記第１および第２のＢメモリから読み出されるＢ信号が１画素毎に交互に前記画像信号出力手段に入力されるように切り換えられることを特徴とする電子カメラ装置。
【請求項１０】
第１および第２の撮像素子と、入射光線を光学的に分割して前記第１および第２の撮像素子に導く光学系と、前記各撮像素子の受光面側に回転自在に設けられ、回転中心を通る分割線により分割された複数の色フィルタ要素を有する回転色フィルタと、前記色フィルタ要素と一体的に設けられた光学フィルタと、前記回転色フィルタを、前記撮像素子の画素信号の読出速度に応じた回転速度で回転駆動する手段とを備え、前記各撮像素子から出力される画素信号は、画像の水平方向に関して相互に１／２画素分ずれていることを特徴とする電子カメラ装置。
【請求項１１】
前記光学系に設けられた第１の光学フィルタと、前記レッドのフィルタ要素の面に設けられ、前記第１の光学フィルタよりも低いカットオフ周波数を有する第２の光学フィルタと、前記ブルーのフィルタ要素の面に設けられ、前記第１の光学フィルタよりも低いカットオフ周波数を有する第３の光学フィルタとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の電子カメラ装置。
【請求項１２】
前記第１または第２の回転軸に円板状のフィルタ部材が一体的に取り付けられ、前記フィルタ部材は、高周波成分を除去するためのカットオフ特性を有する半円板状の光学フィルタと、実質的に全ての光線を通過させる半円板状のオールパスフィルタとから構成されることを特徴とする請求項４に記載の電子カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ハイビジョン方式等の高精細モードの画像信号を生成する電子カメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来高精細モードの電子カメラ装置として、４板式の撮像装置を備えたものが提案されている（１９９３年テレビジョン学会年次大会において発表された「４板式ＣＣＤハイビジョン撮像実験」）。この撮像装置は、被写体像を光学的に４つに分解するダイクロイックプリズムと、このプリズムの４つの出射面にそれぞれ設けられた撮像素子（ＣＣＤ）とを備えている。すなわちプリズムへの入射光は、このプリズム内においてＢ（ブルー）光、Ｒ（レッド）光および２つのＧ（グリーン）光に分解されて、４つのＣＣＤへ導かれ、各ＣＣＤからの出力信号に基づいて高精細モードのカラーの画像信号が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのように４つのＣＣＤを設ける構成によると、ＣＣＤの消費電力は大きいため大規模な電源装置を必要とするという問題があり、またＣＣＤは高価であるのでＣＣＤを多数設けると電子カメラ装置が高価になるという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、大規模な電源装置を必要としない、安価な電子カメラ装置を得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子カメラ装置は、第１および第２の撮像素子と、各撮像素子の受光面に対向して回転自在に設けられ、回転中心を通る分割線により分割された複数の色フィルタ要素を有する回転色フィルタと、この回転色フィルタを、撮像素子の画素信号の読出速度に応じた回転速度で回転駆動する手段とを備え、各撮像素子から出力される画素信号は、画像の水平方向に関して相互に１／２画素分ずれていることを特徴としている。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例により本発明を説明する。
図１は、本発明の第１実施例である電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示す断面図である。
【０００７】
図示しない撮影レンズを通過した入射光線はハーフミラー１１において光学的に分割され、第１および第２の撮像素子（ＣＣＤ）１２、１３の受光面に導かれる。各ＣＣＤ１２、１３は、例えば１３０万画素のフォトダイオードを有している。ＣＣＤ１２、１３は相互に垂直に設けられており、これらのＣＣＤ１２、１３の受光面は光学的に等価な位置にある。したがって、ＣＣＤ１２、１３の各受光面には同じ大きさの被写体像が結像され、またこれらの像は相互に鏡像である。画素信号はＣＣＤ１２、１３から相互に逆の方向に読み出され、これによりＣＣＤ１２、１３から出力される画素信号は同じ画像を形成する。なお後述するように、各ＣＣＤ１２、１３から読み出された画素信号は所定の処理を施され、高精細モードの画像信号（Ｙ、Ｐｒ、Ｐｂ）として図示しないモニタ装置に出力される。
【０００８】
ＣＣＤ１２、１３の受光面の前方、すなわちＣＣＤ１２、１３とハーフミラー１１の間には、第１および第２の回転色フィルタ１４、１５が配設されている。回転色フィルタ１４、１５はそれぞれ円板状を有し、第１および第２の回転軸１６、１７に取り付けられ、回転自在である。第１の回転色フィルタ１４は、回転中心を通る分割線１４ａにより均等に２分割されたＧ（グリーン）フィルタ要素１４ｂとＲ（レッド）フィルタ要素１４ｃとを有し、第２の回転色フィルタ１５は、回転中心を通る分割線１４ａにより均等に２分割されたＧ（グリーン）フィルタ要素１５ｂとＢ（ブルー）フィルタ要素１５ｃとを有する。
【０００９】
第１および第２の回転軸１６、１７は相互に垂直に配設され、図示しない固定枠に回転自在に支持されている。第１の回転軸１６の基端部、すなわち第１の回転色フィルタ１４とは反対側の端部は、継手１８を介してモータ２１の出力軸に連結され、基端部と回転色フィルタ１４の間にはベベルギア２２が設けられている。一方、第２の回転軸１７と平行に中間回転軸２３が設けられており、ベベルギア２２は中間回転軸２３に取り付けられたベベルギア２４に噛合している。中間回転軸２３には伝導ギア２５が設けられ、この伝導ギア２５は、第２の回転軸１７に取り付けられた伝導ギア２６に噛合している。
【００１０】
したがってモータ２１の出力軸が回転すると、これと一体的にベベルギア２２と第１の回転色フィルタ１４が回転し、ベベルギア２４と伝導ギア２５、２６を介して第２の回転色フィルタ１５が回転する。第１および第２の回転色フィルタ１４、１５は同じ速度で回転し、また回転位相も相互に一致している。すなわち例えば、第１の回転色フィルタ１４の分割線１４ａが第１のＣＣＤ１２の縁部に平行である時、第２の回転色フィルタ１５の分割線１５ａは第２のＣＣＤ１３の縁部に平行である（図１に示す状態）。
【００１１】
このように本実施例では、単一のモータ２１が設けられており、このモータ２１の回転力は直接第１の回転軸１６に伝達され、またベベルギア２２等から成る歯車機構によって第２の回転軸１７は第１の回転軸１６と同期して回転する。
【００１２】
回転色フィルタ１４、１５はＣＣＤ１２、１３の画素信号の読出速度に応じた回転速度で回転し、本実施例では読出速度の約半分の速度で回転する。例えばＣＣＤ１２、１３から１フィールドの画素信号を読み出すのに要する時間（垂直ブランキング期間を含む）が 1/60 秒である場合、回転色フィルタ１４、１５は 1/30 秒で１回転する。電子シャッタ動作（電荷蓄積動作）は、後述するように、分割線１４ａ、１５ａがＣＣＤ１２、１３の前方に位置していない間に行われ、これによりＣＣＤ１２の受光面には、Ｇフィルタ要素１４ｂまたはＲフィルタ要素１４ｃを介した被写体像が結像され、ＣＣＤ１３の受光面には、Ｇフィルタ要素１５ｂまたはＢフィルタ要素１５ｃを介した被写体像が結像される。
【００１３】
図２は、第１および第２のＣＣＤ１２、１３から出力される画素信号の各フィールドにおける配列を示している。
【００１４】
Ｇ1 信号は、第１の回転色フィルタ１４のＧフィルタ要素１４ｂが第１のＣＣＤ１２に対向した状態で電子シャッタ動作が行われることにより生成され、Ｇ2 信号は、第２の回転色フィルタ１５のＧフィルタ要素１５ｂが第２のＣＣＤ１３に対向した状態で電子シャッタ動作が行われることにより生成される。Ｒ信号は、Ｒフィルタ要素１４ｃが第１のＣＣＤ１２に対向した状態で電子シャッタ動作が行われることにより生成され、Ｂ信号は、Ｂフィルタ要素１５ｃが第２のＣＣＤ１３に対向した状態で電子シャッタ動作が行われることにより生成される。図２に示されるように、ＣＣＤ１２から出力される画素信号（Ｇ1 信号、Ｒ信号）と、ＣＣＤ１３から出力される画素信号（Ｇ2 信号、Ｂ信号）は、画像の水平方向に関して相互に１／２画素分ずれている。これにより、再生画像において水平方向の解像度が高められる。
【００１５】
なお、各ＣＣＤ１２、１３において、上下方向に隣接する２つのフォトダイオードに発生した画素信号は、垂直転送ＣＣＤにおいて混合されるため、例えば符号Ａ１〜Ａ４により示した各一対の信号は、ＣＣＤ１２、１３からはそれぞれ１画素の信号として出力される。
【００１６】
このように、第１のＣＣＤ１２からは、Ｇ1 信号から成る画像信号とＲ信号から成る画像信号とが 1/60 秒毎に交互に出力される。同様に、第２のＣＣＤ１３からは、Ｇ2 信号から成る画像信号とＢ信号から成る画像信号とが 1/60 秒毎に交互に出力される。このように、２つのＣＣＤ１２、１３から順次出力されるＧ1 信号とＧ2 信号により第１フィールドが構成され、またＲ信号とＢ信号により第２フィールドが構成される。
【００１７】
図３は、電子カメラ装置の概略の回路構成を示している。
第１のＣＣＤ１２からは、回転色フィルタ１４の位置に応じて、Ｇ1 信号またはＲ信号が出力され、第２のＣＣＤ１３からは、回転色フィルタ１５の位置に応じて、Ｇ2 信号またはＢ信号が出力される。第１および第２のＣＣＤ１２、１３からの画素信号の読出動作は、それぞれＣＣＤ駆動回路３１、３２によって制御される。ＣＣＤ駆動回路３１、３２はＣＣＤクロック発生器３３により生成されるクロック信号に基づいて作動し、このクロック信号はＣＣＤクロック発生器３３において、システム制御回路３４から出力される指令信号に基づいて生成される。
【００１８】
Ｇ1 信号とＲ信号は、サンプルホールド回路４１においてサンプルホールドされ、Ｇ2 信号とＢ信号は、サンプルホールド回路４２においてサンプルホールドされる。サンプルホールド回路４１、４２から出力されたＧ1 信号とＧ2 信号は、加算器４３において相互に加算され、Ｇ信号として交互にＧプロセス回路４４に入力される。すなわちＧ1 信号とＧ2 信号は、上述したように、相互に１／２画素分ずれた状態で、Ｇプロセス回路４４に入力される。一方、サンプルホールド回路４１、４２から出力されたＲ信号とＢ信号は、それぞれＲプロセス回路４５とＢプロセス回路４６に入力される。
【００１９】
Ｇ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、プロセス回路４４〜４６においてガンマ補正等の処理を施され、Ａ／Ｄ変換器４７〜４９においてデジタル信号に変換される。デジタルのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号はそれぞれＧメモリ５１、Ｒメモリ５２およびＢメモリ５３に一旦格納され、これらのメモリから読み出されてＤ／Ａ変換器５４〜５６によりアナログ信号に変換される。
【００２０】
アナログのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、マトリクス回路５７において所定の演算処理を施され、これにより輝度信号と色差信号が求められる。これらの輝度信号と色差信号は加算器６１〜６３において、同期信号発生器３３から出力される複合同期信号（ＣＳＹＮＣ）を付加された後、増幅器６４〜６６において増幅され、ハイビジョン方式等の高精細モードに準じたＹ信号、Ｐｒ信号およびＰｂ信号として図示しないモニタ装置等に出力される。
【００２１】
サンプルホールド回路４１、４２、Ａ／Ｄ変換器４７〜４９、メモリ５１〜５３およびＤ／Ａ変換器５４〜５６は、後述するように、タイミングパルス発生器６７から出力されるクロック信号（ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）あるいはフィールド信号（Ｆ１、Ｆ２）に基づいて作動する。プロセス回路４４〜４６は同期信号発生器３３から出力される制御信号（ＢＬＫ、ＣＰ、ＦＬＤ）に基づいて作動する。制御信号（ＣＰ）はクランプパルスであり、この信号によりプロセス回路４４〜４６において画像信号の基準レベルが所定値に定められる。制御信号（ＢＬＫ）はブランキング信号であり、この信号によりブランキング期間が挿入される。制御信号（ＦＬＤ）はフィールドインデックス信号であり、この信号に基づいて第１フィールドと第２フィールドの識別が行われる。
【００２２】
タイミングパルス発生器６７において、クロック信号（ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）は同期信号発生器３３から出力される基本クロック信号（基本ＣＬＫ）に基づいて生成され、第１および第２フィールド信号（Ｆ１、Ｆ２）は同期信号発生器３３から出力されるフィールドインデックス信号（ＦＬＤ）に基づいて生成される。また同期信号発生器３３からは、基本クロック信号等の他、回転色フィルタ１４、１５の回転位相を制御するための信号、すなわち色フィルタ位相パルスが出力される。この位相パルスは、例えば第１フィールド信号（Ｆ１）に同期して出力される。
【００２３】
なおシステム制御回路３４には、本電子カメラ装置を駆動するための種々のスイッチ類が設けられた操作部６８が接続されている。
【００２４】
次に図４と図５を参照して、各ＣＣＤ１２、１３から出力される画素信号が図３に示す回路において処理されるタイミングを説明する。
【００２５】
クロック信号（ＣＬＫ１）の周期は、同期信号発生器３３から出力される基本クロック信号（基本ＣＬＫ）と同じである。クロック信号（ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）の周期は、クロック信号（ＣＬＫ１）の２倍であり、クロック信号（ＣＬＫ２）とクロック信号（ＣＬＫ３）の位相は、相互に半周期だけずれている。各クロック信号（ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）の立ち上がりにおいて、１つの画素信号に対するサンプリング等の処理が行われる。
【００２６】
タイミングパルス発生器６７から第１フィールド信号（Ｆ１）が出力されている時、第１回転色フィルタ１４のＧフィルタ要素１４ｂがＣＣＤ１２の受光面に対向し、第２回転色フィルタ１５のＧフィルタ要素１５ｂがＣＣＤ１３の受光面に対向している。したがってこの時、ＣＣＤ１２、１３からはＧ1 信号とＧ2 信号が出力される。これに対し、タイミングパルス発生器６７から第２フィールド信号（Ｆ２）が出力されている時、第１回転色フィルタ１４のＲフィルタ要素１４ｃがＣＣＤ１２の受光面に対向し、第２回転色フィルタ１５のＢフィルタ要素１５ｃがＣＣＤ１３の受光面に対向している。したがってこの時、ＣＣＤ１２、１３からはＲ信号とＢ信号が出力される。
【００２７】
サンプルホールド回路４１では、クロック信号（ＣＬＫ３）の立ち上がりＲＳ３に同期して画素信号（Ｇ1 信号またはＲ信号）がサンプルされ、そのレベルは次の画素信号が入力されるまで、すなわち次の立ち上がりＲＳ３まで保持される。同様に、サンプルホールド回路４２では、クロック信号（ＣＬＫ２）の立ち上がりＲＳ２に同期して画素信号（Ｇ2 信号またはＢ信号）がサンプルされ、そのレベルは次の画素信号が入力されるまで保持される。
【００２８】
プロセス回路４４〜４６では、サンプルホールド回路４１、４２あるいは加算器４３から出力される画素信号に対して所定の処理が施され、Ａ／Ｄ変換器４７〜４９に出力される。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器４７、Ｇメモリ５１、Ｄ／Ａ変換器５４では、クロック信号（ＣＬＫ１）の立ち上がりＲＳ１に同期してＧ信号の処理が行われる。すなわち、クロック信号（ＣＬＫ１）の立ち上がりＲＳ１に同期して、Ｇ信号はＡ／Ｄ変換されるとともにＧメモリ５１に書き込まれる。この書込み動作は、図５に示すように第１フィールド信号（Ｆ１）がＨ（ハイ）の時行われる。すなわち、ＣＣＤ１２、１３からＧ1 信号、Ｇ2 信号が出力されている時、この画素信号がＧプロセス回路４４において処理されるので、これに同期してＧ信号がメモリ５１に書き込まれる。Ｇ信号は、クロック信号（ＣＬＫ１）の立ち上がりＲＳ１に同期してＧメモリ５１から読み出されてＤ／Ａ変換される。
【００３０】
同様に、Ａ／Ｄ変換器４８、Ｒメモリ５２、Ｄ／Ａ変換器５５におけるＲ信号の処理は、クロック信号（ＣＬＫ３）の立ち上がりＲＳ３に同期して行われる。またＡ／Ｄ変換器４９、Ｂメモリ５３、Ｄ／Ａ変換器５６におけるＢ信号の処理は、クロック信号（ＣＬＫ２）の立ち上がりＲＳ２に同期して行われる。Ｒ信号およびＢ信号のＲメモリ５２およびＢメモリ５３への書込み動作は、図５に示すように第２フィールド信号（Ｆ２）がＨ（ハイ）の時、すなわち、ＣＣＤ１２、１３からＲ信号、Ｂ信号が出力されている時、これに同期して行われる。
【００３１】
図６は、回転色フィルタの回転制御を行う回路の構成を示している。なお、この図では、第１の回転色フィルタ１４とこれを回転駆動するための機構のみが示されており、第２の回転色フィルタ１５とこれを回転駆動するための機構については省略されている。
【００３２】
モータ２１のハウジング内には、原点センサ７１と回転数センサ７２が設けられている。原点センサ７１は、モータ２１の出力軸が１回転する毎に１つのパルス信号を出力するものであり、回転色フィルタ１４の分割線１４ａが第１のＣＣＤ１２に対して所定の位置関係にある時、パルス信号を出力するように構成されている。回転数センサ７２は、モータ２１の回転速度に応じた周期のパルス信号である速度信号を出力するもので、このパルス信号はモータ２１の１回転について例えば数１０個出力される。
【００３３】
原点センサ７１の出力信号は、位相比較器７３において、同期信号発生器３３から出力された色フィルタ位相パルスと比較される。位相比較器７３では、原点センサ７１の出力信号と位相パルスとの位相差に応じた大きさの位相差信号が出力され、この位相差信号はローパスフィルタ７４により高周波成分を除去されて、加算器７５に入力される。一方、回転数センサ７２から出力される速度信号は、ＦＶ変換器７６に入力され、このＦＶ変換器７６により速度信号の周期が電圧に変換されて加算器７５に入力される。
【００３４】
なお、原点センサ７１の出力信号はシステム制御回路３４にも入力される。システム制御回路３４では、この出力信号のタイミングに基づいて、回転色フィルタ１４、１５の分割線１４ａ、１５ａの回転位置等が検出され、これにより、後述する不要電荷の掃き出し等のＣＣＤ１２、１３の駆動制御等が行われる。
【００３５】
さて加算器７５では、ローパスフィルタ７４の出力信号とＦＶ変換器７６の出力信号とが加算され、これにより得られた制御信号が電力増幅器７７により所定の増幅率で増幅されて、モータ２１に出力される。すなわちモータ２１は電力増幅器７７の出力信号に従って回転駆動される。
【００３６】
例えば回転色フィルタ１４、１５の位相が遅れている場合、位相比較器７３すなわちローパスフィルタ７４からは相対的に大きい値の電圧信号が出力され、加算器７５の出力信号は相対的に大きい値となり、モータ２１の回転速度は加速される。逆に、回転色フィルタ１４、１５の位相が進んでいる場合、ローパスフィルタ７４からは相対的に小さい値の電圧信号が出力され、加算器７５の出力信号は相対的に小さい値となり、モータ２１の回転速度は減速される。このような制御により、回転色フィルタ１４、１５の回転速度は一定に保たれ、また回転位相がフィールド信号（Ｆ１、Ｆ２）に対応した所定の状態に制御される。
【００３７】
図７は回転色フィルタ１４の回転位相を示すものである。回転色フィルタ１４は、図において時計方向に回転している。フェーズ１は、回転色フィルタ１４の分割線１４ａがＣＣＤ１２上を通過し終わって、Ｒフィルタ要素１４ｂがＣＣＤ１２に対向した状態である。フェーズ２は、回転色フィルタ１４がフェーズ１からさらに回転して分割線１４ａがＣＣＤ１２に接近した状態である。フェーズ３は、フェーズ２の後、分割線１４ａがＣＣＤ１２上を通過してＢフィルタ要素１４ｃがＣＣＤ１２に対向した状態である。フェーズ４は、フェーズ３の後、分割線１４ａがＣＣＤ１２に接近した状態である。
【００３８】
次に図８を参照し、ＣＣＤ１２、１３の概略構成と、ＣＣＤからの画素信号の読出動作を説明する。
【００３９】
各ＣＣＤは、水平方向（図の横方向）および垂直方向（図の縦方向）にそれぞされ所定間隔毎に配置された多数のフォトダイオード８１を有する受光部８２と、受光部８２に隣接して設けられた蓄積部８３とを有しており、蓄積部８３は受光部８２に発生した少なくとも１フィールド分の画素信号を蓄積するだけの容量を有している。垂直方向に並ぶ各列のフォトダイオード８１の横には、垂直転送ＣＣＤ８４が形成されている。垂直転送ＣＣＤ８４の一方の端部はスミアドレイン８５に接続し、また他方の端部は蓄積部８３に接続している。蓄積部８３の受光部８２とは反対側には、水平転送ＣＣＤ８６が設けられている。
【００４０】
タイミングＴ1 、Ｔ5 では、それまでにフォトダイオード８１に蓄積されていた不要電荷が垂直転送ＣＣＤ８４に移され、これにより各フォトダイオード８１は空となって有効電荷（画素信号）の蓄積が開始される。タイミングＴ2 、Ｔ6 では、垂直転送ＣＣＤ８４にある不要電荷がスミアドレイン８５に転送され、このスミアドレイン８５から外部に掃き出される。なお、この間、フォトダイオード８１には有効電荷が蓄積されている。
【００４１】
フォトダイオード８１に蓄積された有効電荷は、タイミングＴ3 、Ｔ7 においてフォトダイオード８１から垂直転送ＣＣＤ８４に転送される。これによりフォトダイオード８１における有効電荷の蓄積が終了する。すなわち、タイミングＴ1 、Ｔ5 とタイミングＴ3 、Ｔ7 との間が電子シャッタスピードに対応する。
【００４２】
タイミングＴ4 、Ｔ8 では、有効電荷の垂直転送が開始され、有効電荷は垂直転送ＣＣＤ８４から蓄積部８３内へ転送される。この間、フォトダイオード８１と垂直転送ＣＣＤ８４では、不要電荷が蓄積され始める。１フィールド分の画素信号がが全て蓄積部８３に転送されると、その後、所定のタイミングで信号読出しが行われる。すなわち、有効電荷は蓄積部８３から水平転送ＣＣＤ８６を通って外部に出力される。
【００４３】
図９は、第１のＣＣＤ１２における画素信号の転送動作と、このＣＣＤ１２からの画素信号の読出動作とを示すタイミングチャートである。図７〜図９を参照して、画素信号の転送・読出動作と回転色フィルタ１４の回転動作とを説明する。
【００４４】
回転色フィルタ１４は、ＣＣＤによる撮像時、モータ制御回路（図示せず）に制御され、常に一定の回転速度で回転する。図９の例において、回転色フィルタ１４は 1/30 秒の間に１回転している。
【００４５】
静止画の画素信号の読出動作において、フェーズ１（符号Ｐ１）からフェーズ２（符号Ｐ４）の間、Ｒフィルタ要素１４ｂがＣＣＤ１２に対向している。この間、タイミングＴ1 においてフォトダイオード８１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ８４に転送され、次いでＦＬＤ信号がＬ（ロー）からＨ（ハイ）に変化する（符号Ｐ２）と同時に、垂直ブランキング信号がＨからＬとなる（符号Ｐ３）。
【００４６】
垂直ブランキング信号がＬである間、まずタイミングＴ2 において垂直転送ＣＣＤ８４の不要電荷がスミアドレイン８５に掃き出され、タイミングＴ3 においてフォトダイオード８１に蓄積された有効電荷（Ｒ信号）が垂直転送ＣＣＤ８４に転送される。フェーズ２において（符号Ｐ４）、分割線１４ａがＣＣＤ１２上を通過し始める。そしてタイミングＴ4 において垂直転送ＣＣＤ８４のＲ信号が蓄積部８３に転送される。この転送動作は垂直ブランキング信号がＬからＨに変化する（符号Ｐ５）までに終了する。
【００４７】
フェーズ３では（符号Ｐ６）、ＣＣＤ１２にはＧフィルタ要素１４ｃが対向するようになり、タイミングＴ5 においてフォトダイオード８１の不要電荷（分割線１４ａがＣＣＤ１２上を通過している間に蓄積される不要電荷）が垂直転送ＣＣＤ８４に転送される。そしてタイミングＴ6 において垂直転送ＣＣＤ８４の不要電荷がスミアドレイン８５に掃き出され、タイミングＴ7 においてフォトダイオード８１に蓄積された有効電荷（Ｇ1 信号）が垂直転送ＣＣＤ８４に転送される。次いでフェーズ４では（符号Ｐ７）、分割線１４ａがＣＣＤ１２上を通過し始める。フェーズ３からフェーズ４に移行する間に、ＦＬＤ信号がＨからＬに変化する（符号Ｐ８）とともに、垂直ブランキング信号がＨからＬに変化する（符号Ｐ９）。
【００４８】
このように垂直ブランキング信号がＨである間、Ｇ1 信号が生成されるが、これと並行して、蓄積部８３に蓄積されたＲ信号の読出しが行われる。
【００４９】
このＲ信号の読出しが終了すると、タイミングＴ8 において垂直転送ＣＣＤ８４のＧ1 信号が蓄積部８３に転送される。このＧ1 信号は、垂直ブランキング信号がＬからＨに変化した後（符号Ｐ１０）、この信号がＨである間に蓄積部８３から読み出される。
【００５０】
第２のＣＣＤ１３における画素信号の転送および読出動作も、第１のＣＣＤにおける動作と同様である。
【００５１】
以上のように本実施例によれば、２つのＣＣＤ１２、１３と２つの回転色フィルタ１４、１５により得られた画素信号（Ｇ1 、Ｇ2 、Ｒ、Ｂ）に基づいて、高精細モードに準じた画像信号（Ｙ、Ｐｒ、Ｐｂ）を得ることができる。すなわち本実施例は、従来のように４つのＣＣＤを設ける構成ではなく、ＣＣＤを２つ設ける構成により高精細モードの画像信号を生成することができ、したがって消費電力を低減するとともに、電源装置を小型化することができ、安価な電子カメラ装置を得ることが可能となる。
【００５２】
図１０は第２実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示している。この図において、第１実施例（図１）と同一または対応する構成要素には同一符号を付している。
【００５３】
ＣＣＤ１２、１３は相互に平行に配設されており、円板状の第１の回転色フィルタ１４はＣＣＤ１２の受光面に対向して設けられ、また円板状の第２の回転色フィルタ１５はＣＣＤ１３の受光面に対向して設けられている。これらの回転色フィルタ１４、１５は回転軸９１に取り付けられ、回転軸９１の基端部は継手１８を介してモータ２１の出力軸に連結されている。すなわち本実施例では、単一の回転軸９１が設けられ、この回転軸９１は単一のモータ２１によって回転駆動される。
【００５４】
ＣＣＤ１２、１３の間にはミラー９２、９３が設けられ、ミラー９２の上方にはハーフミラー１１が配設され、ミラー９３の上方にはミラー９４が配設されている。撮影レンズから導かれる被写体像は、ハーフミラー１１において２分割される。１つの被写体像はミラー９４、９３において反射され、第１の回転色フィルタ１４を通ってＣＣＤ１２の受光面に結像される。他の被写体像は、ミラー９２において反射され、第２の回転色フィルタ１５を通ってＣＣＤ１３の受光面に結像される。
【００５５】
第１および第２の回転色フィルタ１４、１５は第１実施例（図１）と同じ構成を有し、第１の回転色フィルタ１４はＧフィルタ要素とＲフィルタ要素から成り、第２の回転色フィルタ１５はＧフィルタ要素とＢフィルタ要素から成る。
【００５６】
モータ２１の出力軸が回転すると、これと一体的に第１および第２の回転色フィルタ１４、１５が回転する。回転色フィルタ１４、１５の回転速度と回転位相は図６の回転制御回路と同じ回路によって制御される。
【００５７】
第２実施例によれば、回転色フィルタ１４、１５が共に回転軸９１によって直接回転駆動されるので、第１実施例と比較してベベルギア２２等の歯車機構が不要となり、機械的な構成が簡単になる。
第２実施例の他の構成および作用は第１実施例と同様である。
【００５８】
図１１は第３実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示している。この図において、上記各実施例と同一または対応する構成要素には同一符号を付している。
【００５９】
ＣＣＤ１２、１３は相互に垂直に配設されており、円板状の第１の回転色フィルタ１４はＣＣＤ１２の受光面に対向して、また円板状の第２の回転色フィルタ１５はＣＣＤ１３の受光面に対向して設けられている。第１および第２のモータ８５、８６は相互に垂直に配設されており、第１の回転色フィルタ１４は第１のモータ８５の出力軸に取り付けられ、第２の回転色フィルタ１５は第２のモータ８６の出力軸に取り付けられている。第１および第２の回転色フィルタ１４、１５は第１および第２実施例と同じ構成を有している。回転色フィルタ１４、１５の回転速度と回転位相は図６の回転制御回路と同様な回路により制御され、すなわち回転制御回路は、モータ９５、９６の制御のため２つ設けられている。ただし回転制御回路に入力されるフィールド信号（Ｆ１）は共通である。
【００６０】
第３実施例によれば、回転色フィルタ１４、１５がそれぞれ別のモータ９５、９６によって回転駆動されるので、第２実施例と比較してモータの数は多いが、回転色フィルタ１４、１５の間に配設される光学部材はハーフミラー１１だけでよいので、光学部材の構成を簡単るすることができる。また第１実施例と比較すると、ベベルギア２２等の歯車機構が不要であるので、機械的な構成が簡単になる。
その他の構成および作用は第１および第２実施例と同様であり、その説明は省略する。
【００６１】
図１２は第４実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示し、図１３は回転色フィルタの色フィルタ要素の配置を示している。この図において、上記各実施例と同一または対応する構成要素には同一符号を付している。
【００６２】
第４実施例では、回転色フィルタ１０１は１つ設けられている。回転色フィルタ１０１が取り付けられた回転軸１０２には、伝導ギア１０３が設けられ、この伝導ギア１０３はモータ２１の出力軸に設けられた伝導ギア１０４に噛合している。ＣＣＤ１２、１３は、その受光面を回転色フィルタ１０１に対向させて配設されている。回転色フィルタ１０１を挟んで第１のＣＣＤ１２の反対側にはミラー１０５が設けられ、また第２のＣＣＤ１３の反対側にはハーフミラー１１が設けられている。
【００６３】
撮影レンズから導かれる被写体像はハーフミラー１１において２分割される。１つの被写体像はミラー１０５において反射され、回転色フィルタ１０１を通ってＣＣＤ１２の受光面に結像される。他の被写体像は、回転色フィルタ１０１を通ってＣＣＤ１３の受光面に結像される。
【００６４】
回転色フィルタ１０１は第１〜第３実施例とは異なり、回転中心を通る２つの分割線１０１ａ、１０１ｂにより均等に４分割された２つのＧフィルタ要素１０１ｃ、１０１ｄとＲフィルタ要素１０１ｅとＢフィルタ要素１０１ｆとを有する。各色フィルタ要素は回転色フィルタ１０１の円周方向に沿って、Ｒフィルタ要素１０１ｅ、Ｇフィルタ要素１０１ｄ、Ｂフィルタ要素１０１ｆおよびＧフィルタ要素１０１ｃの順に配列されている。Ｇフィルタ要素１０１ｃ、１０１ｄは、それぞれＲフィルタ要素１０１ｅとＢフィルタ要素１０１ｆに隣接しており、すなわちＧフィルタ要素１０１ｃ、１０１ｄは、回転軸１０２を挟んで対向している。図１０に示すように、ＣＣＤ１２、１３は各色フィルタ要素１０１ｃ〜１０１ｆによって覆われるような大きさを有している。
【００６５】
回転色フィルタ１０１は、ＣＣＤ１２、１３の画素信号の読出速度の約1/4 の速度で図１３の矢印Ａ方向に回転する。例えばＣＣＤ１２、１３から１フィールドの画素信号を読み出すのに要する時間が 1/60 秒である場合、回転色フィルタ１４、１５は 1/15 秒で１回転する。電子シャッタ（電荷蓄積動作）は、分割線１０１ａ、１０１ｂがＣＣＤ１２、１３の前方に位置していない間に行われ、これにより被写体像がＣＣＤ１２、１３の受光面に結像される。このシャッター速度は例えば 3.5msである。
【００６６】
図１４は、回転色フィルタ１０１の回転位置の 1/60 秒毎の変化を示し、図１５は、各フィールドとＣＣＤの各色フィルタ要素との関係を示している。符号ＦＬＤ１〜ＦＬＤ４は第１〜第４フィールドをそれぞれ示している。すなわち、本実施例では４フィールドモードにより撮影動作が行われる。第１および第２のＣＣＤ１２、１３には、第１フィールドではＧフィルタ要素１０１ｃ、１０１ｄがそれぞれ対向し、第２フィールドではＲフィルタ要素１０１ｅとＢフィルタ要素１０１ｆがそれぞれ対向する。また第１および第２のＣＣＤ１２、１３には、第３フィールドではＧフィルタ要素１０１ｄ、１０１ｃがそれぞれ対向し、第４フィールドではＢフィルタ要素１０１ｆとＲフィルタ要素１０１ｅがそれぞれ対向する。
【００６７】
図１６は、第１および第２のＣＣＤ１２、１３から出力される画素信号の各フィールドにおける配列を示している。
【００６８】
第１フィールドは、Ｇフィルタ要素１０１ｃが第１のＣＣＤ１２に対向している時このＣＣＤ１２から出力されるＧ1 信号と、Ｇフィルタ要素１０１ｄが第２のＣＣＤ１３に対向している時このＣＣＤ１３から出力されるＧ2 信号とにより、構成される。第２フィールドは、Ｒフィルタ要素１０１ｅが第１のＣＣＤ１２に対向している時このＣＣＤ１２から出力されるＲ信号と、Ｂフィルタ要素１０１ｆが第２のＣＣＤ１３に対向している時このＣＣＤ１３から出力されるＢ信号とにより、構成される。第３フィールドは、Ｇフィルタ要素１０１ｄが第１のＣＣＤ１２に対向している時このＣＣＤ１２から出力されるＧ1 信号と、Ｇフィルタ要素１０１ｃが第２のＣＣＤ１３に対向している時このＣＣＤ１３から出力されるＧ2 信号とにより、構成される。第４フィールドは、Ｂフィルタ要素１０１ｆが第１のＣＣＤ１２に対向している時このＣＣＤ１２から出力されるＢ信号と、Ｒフィルタ要素１０１ｅが第２のＣＣＤ１３に対向している時このＣＣＤ１３から出力されるＲ信号とにより、構成される。
【００６９】
ＣＣＤ１２から出力される画素信号（Ｇ1 信号、Ｒ信号）と、ＣＣＤ１３から出力される画素信号（Ｇ2 信号、Ｂ信号）は、第１実施例（図２参照）と同様に、画像の水平方向に関して相互に１／２画素分ずれている。
【００７０】
各フィールドは 1/60 秒に対応しており、第１のＣＣＤ１２からは、Ｇ1 信号から成る画像信号、Ｒ信号から成る画像信号、Ｇ1 信号から成る画像信号、Ｂ信号から成る画像信号がこの順に 1/60 秒毎に交互に出力される。同様に、第２のＣＣＤ１３からは、Ｇ2 信号から成る画像信号、Ｂ信号から成る画像信号、Ｇ2 信号から成る画像信号、Ｒ信号から成る画像信号がこの順に 1/60 秒毎に交互に出力される。
【００７１】
図１７と図１８は第４実施例における電子カメラ装置の概略の回路構成を示している。第４実施例では、後述するように４フィールドモードと２フィールドモードによる動作が可能であるが、図１７と図１８は４フィールドモード時の状態を示している。なお図１７と図１８において、第１実施例の回路構成（図３）と同一または対応する構成要素には同一符号を付しており、この構成要素についての詳細な説明は省略する。
【００７２】
サンプルホールド回路４１、４２とプロセス回路４５、４６との間には、ＲＢ信号切換スイッチ１１０が設けられている。このスイッチ１１０は、図１７に示すように第１〜第３フィールドでは、タイミングパルス発生器６７からＬ（ロー）信号すなわち第４フィールド信号（Ｆ４）が入力されることにより、Ｒプロセス回路４５とＢプロセス回路４６がそれぞれサンプルホールド回路４１、４２に接続するように切り換えられる。またスイッチ１１０は、第４フィールドでは、図１８に示すようにＲプロセス回路４５とＢプロセス回路４６がそれぞれサンプルホールド回路４２、４１に接続するように切り換えられる。
【００７３】
Ｒプロセス回路４５の出力信号はＡ／Ｄ変換器１１１、１１２においてデジタル信号に変換され、それぞれ第１および第２のＲメモリ１１３、１１４に書き込まれる。Ｂプロセス回路４６の出力信号はＡ／Ｄ変換器１１５、１１６においてデジタル信号に変換され、それぞれ第１および第２のＢメモリ１１７、１１８に書き込まれる。
【００７４】
Ｒメモリ１１３、１１４とＢメモリ１１７、１１８は読出スイッチ１２０に接続され、読出スイッチ１２０はＤ／Ａ変換器５５、５６に接続されている。読出スイッチ１２０は４フィールドモードでは、各メモリから画素信号が出力されるタイミングに同期して切り換えられる。すなわち、Ｄ／Ａ変換器５５には、第１および第２のＲメモリ１１３、１１４から出力される画素信号が１画素毎に交互に入力され、Ｄ／Ａ変換器５６には、第１および第２のＢメモリ１１７、１１８から出力される画素信号が１画素毎に交互に入力される。一方、後述するように２フィールドモードでは、読出スイッチ１２０はフィールド信号（Ｆ１〜Ｆ４）に同期して切り換えられる。
【００７５】
読出スイッチ１２０の切換制御は、タイミングパルス発生器６７により行われる。読出スイッチ１２０の制御端子とタイミングパルス発生器６７の間には、モード切換スイッチ１２１が設けられている。モード切換スイッチ１２１の一方の入力端子には、タイミングパルス発生器６７からクロック信号（ＣＬＫ３）が入力され、他方の入力端子には、タイミングパルス発生器６７からＯＲ回路１２２を介してフィールド信号（Ｆ２、Ｆ３）が入力される。モード切換スイッチ１２１はタイミングパルス発生器６７から出力されるモード信号（ＭＯＤＥ）に応じて切り換えられ、４フィールドモードの時、クロック信号（ＣＬＫ３）が読出スイッチ１２０に供給され、２フィールドモードの時、フィールド信号（Ｆ２、Ｆ３）が読出スイッチ１２０に供給される。
【００７６】
Ｇメモリ５１とタイミングパルス発生器６７の間には、ＯＲ回路１２３が設けられている。ＯＲ回路１２３にはタイミングパルス発生器６７からフィールド信号（Ｆ１、Ｆ３）が供給され、このフィールド信号（Ｆ１、Ｆ３）はＧメモリ５１に対してライトイネーブル信号として出力される。同様に、タイミングパルス発生器６７から出力されるフィールド信号（Ｆ２）は、第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８に対してライトイネーブル信号として出力され、またフィールド信号（Ｆ４）は第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７に対してライトイネーブル信号として出力される。
【００７７】
なお回転色フィルタ１０１の回転位相は、第１実施例と同様な回路（図６）により制御され、この制御は、タイミングパルス発生器６７から出力されるフィールド信号（Ｆ４）に基づいて行われる。
【００７８】
図１９は、４フィールドモードにおける各回路のＲ信号とＢ信号に対する処理を、また図２０は各ＣＣＤ１２、１３から出力される画素信号が処理されるタイミングを、それぞれ示している。図１７〜図２０を参照して第４実施例における４フィールドモードの作用を説明する。なお図１９において、長円により囲まれた語句は、その語句の示す動作等が有効であること、すなわち、例えば読み出された画素信号が後段の回路に入力されることを示している。
【００７９】
図２０に示すように、フィールド信号（Ｆ１〜Ｆ４）は同期信号発生器３３から出力されるフィールドインデックス信号（ＦＬＤ）に応じて生成される。すなわち、フィールドインデックス信号（ＦＬＤ）がＨとＬに切り換えられる毎に、第１フィールド信号（Ｆ１）、第２フィールド信号（Ｆ２）、第３フィールド信号（Ｆ３）、第４フィールド信号（Ｆ４）が１つずつ順次出力される。各フィールド信号（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）が出力されている期間は、それぞれ第１〜第４フィールドに対応する。
【００８０】
まず、ＣＣＤ１２、１３から画素信号を読み出して各メモリ５１、１１３、１１４、１１７、１１８に書き込む動作を説明する。
【００８１】
第１フィールド信号（Ｆ１）が出力されている時、ＲＢ信号切換スイッチ１１０は図１７に示す位置に定められ、Ｇメモリ５１が書込み可能な状態にあり、またＲメモリ１１３、１１４、Ｂメモリ１１７、１１８は書込み不可能な状態にある。
【００８２】
この時、回転色フィルタ１０１のＧフィルタ要素１０１ｃ、１０１ｄが第１および第２のＣＣＤ１２、１３に対向しているので（図１４参照）、第１のＣＣＤ１２からはＧ1 信号が出力され、第２のＣＣＤ１３からはＧ2 信号が出力される（図２０参照）。Ｇ1 信号はサンプルホールド回路４１を介して加算器４３に入力され、Ｇ2 信号はサンプルホールド回路４２を介して加算器４３に入力される。Ｇ1 信号とＧ2 信号は、加算器４３を経て順次Ａ／Ｄ変換され、Ｇメモリ５１に書き込まれる。このような第１フィールドの画素信号のＡ／Ｄ変換とメモリへの書込み動作のタイミングは、タイミングパルス発生器６７から出力されるクロック信号（ＣＬＫ１）に同期して行われる。このクロック信号（ＣＬＫ１）の出力タイミングは第１実施例（図４）と同じである。
【００８３】
なおＧ1 信号とＧ2 信号は、それぞれスイッチ１１０を介してＲプロセス回路４５とＢプロセス回路４６に入力されるが、Ｒメモリ１１３、１１４とＢメモリ１１７、１１８は書込み不可能であるので、これらのメモリへのＧ1 信号とＧ2 信号の書込みは行われない。
【００８４】
第２フィールド信号（Ｆ２）が出力されている時、ＲＢ信号切換スイッチ１１０は図１７に示す位置に定められており、Ｇメモリ５１は書込み不可能な状態となり、第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８が書込み可能な状態となる。また第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７は書込み不可能である。
【００８５】
この時、回転色フィルタ１０１のＲフィルタ要素１０１ｅとＢフィルタ要素１０１ｆが第１および第２のＣＣＤ１２、１３に対向しているので（図１４参照）、第１のＣＣＤ１２からはＲ信号が出力され、第２のＣＣＤ１３からはＢ信号が出力される（図２０参照）。Ｒ信号はサンプルホールド回路４１を介してＲプロセス回路４５に入力され、Ｂ信号はサンプルホールド回路４２を介してＢプロセス回路４６に入力される。Ｒ信号とＢ信号は、それぞれＲプロセス回路４５とＢプロセス回路４６において所定の処理を施され、Ａ／Ｄ変換されて第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８に書き込まれる。このような第２フィールドの画素信号のＡ／Ｄ変換とメモリへの書込み動作のタイミングは、タイミングパルス発生器６７から出力されるクロック信号（ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）に同期して行われる。このクロック信号（ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）の出力タイミングは、クロック信号（ＣＬＫ１）と同様に、第１実施例（図４）と同じである。
【００８６】
なおＲ信号とＢ信号は、それぞれ加算器４３を介してＧプロセス回路４４に入力されるが、Ｇメモリ５１は書込み不可能であるので、このメモリへの書込みは行われない。
【００８７】
第３フィールド信号（Ｆ３）が出力されている時、ＲＢ信号切換スイッチ１１０は図１７に示す位置に定められており、Ｇメモリ５１が書込み可能な状態にあり、Ｒメモリ１１３、１１４、Ｂメモリ１１７、１１８は書込み不可能な状態にある。したがって、第１フィールド信号（Ｆ１）の出力時と同様な作用により、第３フィールドの画素信号がＧメモリ５１に書き込まれる。
【００８８】
第４フィールド信号（Ｆ４）が出力されている時、ＲＢ信号切換スイッチ１１０は図１８に示す位置に切り換えられ、Ｇメモリ５１は書込み不可能な状態となり、第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７が書込み可能な状態となる。また、第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８は書込み不可能である。
【００８９】
第２フィールドとは逆に、回転色フィルタ１０１のＢフィルタ要素１０１ｆとＲフィルタ要素１０１ｅが第１および第２のＣＣＤ１２、１３に対向しているので（図１４参照）、第１のＣＣＤ１２からはＢ信号が出力され、第２のＣＣＤ１３からはＲ信号が出力される（図２０参照）。Ｒ信号はサンプルホールド回路４２を介してＲプロセス回路４５に入力され、Ｂ信号はサンプルホールド回路４１を介してＢプロセス回路４６に入力される。Ｒ信号とＢ信号は、それぞれＲプロセス回路４５とＢプロセス回路４６において所定の処理を施され、Ａ／Ｄ変換されて第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７に書き込まれる。
【００９０】
以上のように、第１フィールドではＣＣＤ１２、１３から読み出された画素信号はＧメモリ５１に書き込まれ、また既にＧメモリ５１に画素信号が格納されている場合には、ＣＣＤ１２、１３から読み出された画素信号により書き換えられる。同様に、第２フィールドでは第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８の画素信号が書き換えられ、第３フィールドではＧメモリ５１の画素信号が書き換えられ、第４フィールドでは第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７の画素信号が書き換えられる。
【００９１】
次に、各メモリ５１、１１３、１１４、１１７、１１８に格納されている画素信号の読出動作について説明する。
【００９２】
上述したように４フィールドモードにおいて、モード切換スイッチ１２１はタイミングパルス発生器６７から出力されるモード信号（ＭＯＤＥ）により、クロック信号（ＣＬＫ３）が読出スイッチ１２０に供給される状態に定められる。また、読出スイッチ１２０は４フィールドモードではクロック信号（ＣＬＫ３）に従って切り換えられ、すなわち各メモリ５１、１１３、１１４、１１７、１１８から画素信号が出力されるタイミングに同期して切り換えられる。
【００９３】
Ｇメモリ５１に格納されているＧ信号は、タイミングパルス発生器６７から出力されるクロック信号（ＣＬＫ１）に従って読み出され、Ｄ／Ａ変換されるとともにマトリクス回路５７に入力される。なお第１および第３フィールドでは、Ｇメモリ５１のＧ信号は、ＣＣＤ１２、１３から出力された画素信号によって更新されつつあり、この更新されたＧ信号がそのままＧメモリ５１から読み出される。
【００９４】
第１および第２のＲメモリ１１３、１１４に格納されているＲ信号は、タイミングパルス発生器６７から出力されるクロック信号（ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）に従って読み出される。この読出動作において読出スイッチ１２０は、モード切換スイッチ１２１を介して供給されるクロック信号（ＣＬＫ３）に従って切り換えられる。すなわち第１のＲメモリ１１３から１画素のＲ信号がＤ／Ａ変換器５５に転送された時、スイッチ１２０は切り換えられ、次に第２のＲメモリ１１４から１画素のＲ信号がＤ／Ａ変換器５５に転送される。この転送動作が完了すると、スイッチ１２０は切り換えられ、次に第１のＲメモリ１１３から１画素のＲ信号がＤ／Ａ変換器５５に転送される。このような動作が繰り返され、Ｒメモリ１１３、１１４から交互に１画素ずつ、Ｒ信号が読み出されてマトリクス回路５７に入力される。
【００９５】
なお第２フィールドでは、第１のＲメモリ１１３のＲ信号は、第１のＣＣＤ１２から出力された画素信号によって更新されつつあり、この更新されたＲ信号がそのまま第１のＲメモリ１１３から読み出される。また、第４フィールドでは、第２のＲメモリ１１４のＲ信号が、第２のＣＣＤ１３から出力された画素信号によって更新されつつあり、この更新されたＲ信号がそのまま第２のＲメモリ１１４から読み出される。
【００９６】
Ｂ信号についても、Ｒ信号と同様な動作によって、Ｂメモリ１１７、１１８から読み出され、Ｄ／Ａ変換されてマトリクス回路５７に入力される。この読出動作の間、Ｒ信号と同様に、Ｂ信号の更新も行われ、第２フィールドでは、第２のＢメモリ１１８のＢ信号が更新されつつあり、この更新されたＢ信号がそのまま第２のＢメモリ１１８から読み出される。また、第４フィールドでは、第１のＢメモリ１１７のＢ信号が更新されつつあり、この更新されたＢ信号がそのまま第１のＢメモリ１１７から読み出される。
【００９７】
Ｇ信号、Ｒ信号およびＢ信号はマトリクス回路５７において所定の演算処理を施され、これにより輝度信号と色差信号が求められる。これらの輝度信号と色差信号は加算器６１〜６３において複合同期信号（ＣＳＹＮＣ）を付加された後、増幅器６４〜６６において増幅され、ハイビジョン方式等の高精細モードに準じたＹ信号、Ｐｒ信号およびＰｂ信号として図示しないモニタ装置等に出力される。
【００９８】
以上のように第４実施例の４フィールドモードによれば、特に図１６に明示されるように、Ｒ信号とＢ信号は全画素について生成されており、Ｒ信号とＢ信号のサンプリング数はＧ信号と同じである。したがって、従来装置と比較してＲ信号とＢ信号の水平解像度が高められ、これにより輝度信号と色差信号の水平解像度が向上して再生画像の画質が向上する。
【００９９】
図２１〜図２３は、第４実施例における２フィールドモード時の状態を示し、図２４は、２フィールドモードにおける各回路のＲ信号とＢ信号に対する処理を示している。これらの図を参照して第４実施例における２フィールドモードの作用を説明する。なお図２４において、長円により囲まれた語句は、図１９と同様に、その語句の示す動作等が有効であることを示している。
【０１００】
ＣＣＤ１２、１３から画素信号を読み出して各メモリ５１、１１３、１１４、１１７、１１８に書き込む動作は、４フィールドモード時と同じである。すなわち、第１〜第３フィールドでは、ＲＢ信号切換スイッチ１１０は図２１と図２２に示す位置に定められている。第１フィールドでは、ＣＣＤ１２、１３から読み出された画素信号がＧメモリ５１に書き込まれ、第２フィールドでは、Ｒ信号とＢ信号は、それぞれ第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８に書き込まれる。第３フィールドでは、ＣＣＤ１２、１３から読み出された画素信号がＧメモリ５１に書き込まれる。第４フィールドでは、ＲＢ信号切換スイッチ１１０は図２３に示す位置に定められ、Ｒ信号とＢ信号は、それぞれ第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７に書き込まれる。
【０１０１】
各メモリ５１、１１３、１１４、１１７、１１８に格納されている画素信号の読出動作は、４フィールドモードとは異なり、モード切換スイッチ１２１はＯＲ回路１２２側に切り換えられている。したがって、第２フィールド信号（Ｆ２）と第３フィールド信号（Ｆ３）がモード切換スイッチ１２２を介して読出スイッチ１２０に供給され、読出スイッチ１２０はフィールドに応じて切り換えられる。
【０１０２】
Ｇメモリ５１に格納されているＧ信号は、第１〜第４フィールド信号（Ｆ１〜Ｆ４）のいずれが出力されていても、常にタイミングパルス発生器６７から出力されるクロック信号（ＣＬＫ１）に従って読み出されており、Ｄ／Ａ変換されてマトリクス回路５７に入力される。なお第１および第３フィールドでは、Ｇメモリ５１のＧ信号は、ＣＣＤ１２、１３から出力された画素信号によって更新されつつあり、この更新されたＧ信号がそのままＧメモリ５１から読み出される。
【０１０３】
第１フィールド信号（Ｆ１）が出力されている時、図２１に示すように、読出スイッチ１２０は第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７をそれぞれＤ／Ａ変換器５５、５６に接続する。したがって、第２のＲメモリ１１４に格納されているＲ信号と第１のＢメモリ１１７に格納されているＢ信号は、タイミングパルス発生器６７から出力されるクロック信号（ＣＬＫ３、ＣＬＫ２）に従って読み出され、それぞれＤ／Ａ変換されてマトリクス回路５７に入力される。この時、第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８からＲ信号とＢ信号が読み出されるが、読出スイッチ１２０がこれらのメモリ１１３、１１８とＤ／Ａ変換器５５、５６との間を遮断しているため、このＲ信号とＢ信号はＤ／Ａ変換されない。
【０１０４】
第２フィールド信号（Ｆ２）が出力されている時、図２２に示すように、読出スイッチ１２０は第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８をそれぞれＤ／Ａ変換器５５、５６に接続する。この第２フィールドでは、上述したように、ＣＣＤ１２、１３から出力されたＲ信号とＢ信号が、それぞれ第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８に書き込まれ、それまで格納されていた信号が更新される。したがって第２フィールドでは、第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８からは、更新されつつあるＲ信号とＢ信号がそれぞれクロック信号（ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）に従って読み出される。これらの信号はＤ／Ａ変換されてマトリクス回路５７に入力される。またこの時、第１フィールドと同様に、第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７から読み出される信号は、Ｄ／Ａ変換器５５、５６には出力されない。
【０１０５】
第３フィールド信号（Ｆ３）が出力されている時、読出スイッチ１２０の状態は第２フィールドと同じである。したがって第３フィールドでは、第２フィールドにおいてメモリ１１３、１１８に格納されたＲ信号とＢ信号が読み出され、Ｄ／Ａ変換されてマトリクス回路５７に入力される。またこの時も、第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７から読み出される信号は、Ｄ／Ａ変換器５５、５６には出力されない。
【０１０６】
第４フィールド信号（Ｆ４）が出力されている時、図２３に示すように、読出スイッチ１２０は第２のＲメモリ１１４と第１のＢメモリ１１７をそれぞれＤ／Ａ変換器５５、５６に接続する。この第４フィールドでは、上述したように、ＣＣＤ１２、１３から出力されたＢ信号とＲ信号が、それぞれ第１のＢメモリ１１７と第２のＲメモリ１１４に書き込まれ、それまで格納されていた信号が更新される。したがって第４フィールドでは、第１のＢメモリ１１７と第１のＲメモリ１１４からは、更新されつつあるＢ信号とＲ信号がそれぞれクロック信号（ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）に従って読み出される。これらの信号はＤ／Ａ変換されてマトリクス回路５７に入力される。またこの時、第１フィールドと同様に、第１のＲメモリ１１３と第２のＢメモリ１１８から読み出される信号は、Ｄ／Ａ変換器５５、５６には出力されない。
【０１０７】
Ｇ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、４フィールドモードと同様に、マトリクス回路５７等において所定の処理を施され、高精細モードに準じたＹ信号、Ｐｒ信号およびＰｂ信号として図示しないモニタ装置等に出力される。
【０１０８】
図２５は第５実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示している。この図において、第１実施例（図１）と同一または対応する構成要素には同一符号を付している。
【０１０９】
ハーフミラー１１を構成する光学部材の入射面には、第１の光学フィルタ１３１が貼付されている。第１の回転色フィルタ１４のＲフィルタ要素１４ｃの面と、第２の回転色フィルタ１５のＢフィルタ要素１５ｃの面には、それぞれ第２および第３の光学フィルタ１３２、１３３が貼付されている。光学フィルタ１３１〜１３３以外の構成は第１実施例と同じである。
【０１１０】
第１実施例において図４に示したように、Ｇ信号のサンプリング周波数（ＣＬＫ１）は、Ｒ信号とＢ信号のサンプリング周波数（ＣＬＫ２、ＣＬＫ３）の２倍である。第１の光学フィルタ１３１はＧ信号に雑音として含まれる高周波成分を除去するためのカットオフ特性を有し、第２および第３の光学フィルタ１３２、１３３はＲ信号またはＢ信号に雑音として含まれる高周波成分を除去するためのカットオフ特性を有している。すなわち第１の光学フィルタ１３１のカットオフ周波数は第２および第３の光学フィルタ１３２、１３３のそれよりも高く、第２および第３の光学フィルタ１３２、１３３のカットオフ周波数は同じである。
【０１１１】
Ｇフィルタ要素１４ｂ、１５ｂがそれぞれＣＣＤ１２、１３に対向している時、光線は第１の光学フィルタ１３１とＧフィルタ要素１４ｂ、１５ｂを通過してＣＣＤ１２、１３に導かれ、第２および第３の光学フィルタ１３２、１３３を通過しない。したがってＣＣＤ１２、１３には、Ｇ信号に対する雑音信号が除去された被写体像が結像される。
【０１１２】
Ｒフィルタ要素１４ｃとＢフィルタ要素１５ｃがそれぞれＣＣＤ１２、１３に対向している時、光線は第１の光学フィルタ１３１を通過した後、Ｒフィルタ要素１４ｃと第２の光学フィルタ１３２を通過して第１のＣＣＤ１２に導かれ、あるいはＢフィルタ要素１５ｃと第３の光学フィルタ１３３を通過して第２のＣＣＤ１３に導かれる。すなわちＣＣＤ１２、１３に導かれる光線は、第１および第２の光学フィルタ１３１、１３２または第１および第３の光学フィルタ１３１、１３３により高周波成分を除去される。したがって、Ｒ信号とＢ信号の雑音除去におけるカットオフ特性の曲線の傾斜が急峻になり、第１の光学フィルタ１３１が用いられない場合と比較して、より良好なカットオフ特性が得られる。
【０１１３】
図２６は第６実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示しており、第５実施例（図２５）と同一または対応する構成要素には同一符号を付している。
【０１１４】
第５実施例と異なる構成を説明すると、第６実施例では、円板状のフィルタ部材１３４が回転軸１７に一体的に取り付けられ、フィルタ部材１３４は半円板状の第３の光学フィルタ１３４ａとオールパスフィルタ１３４ｂとから構成されている。第２の回転色フィルタ１５には光学フィルタは貼付されていない。その他の構成は第５実施例と同じである。
【０１１５】
第３の光学フィルタ１３４ａは回転色フィルタ１５のＢフィルタ要素に対向して設けられ、第５実施例と同様に、Ｂ信号に雑音として含まれる高周波成分を除去するためのカットオフ特性を有している。オールパスフィルタ１３４ｂは、回転色フィルタ１５のＧフィルタ要素に対向して設けられ、実質的に全ての光線を通過させる。またオールパスフィルタ１３４ｂの慣性モーメントは第３の光学フィルタ１３４ａと略同じである。
【０１１６】
したがって、フィルタ部材１３４と回転色フィルタ１５の回転動作はスムーズとなり、回転ムラが発生することはない。その他の作用は第５実施例と同じである。
【０１１７】
なお、第６実施例において、第１の回転色フィルタ１４についても、第２の光学フィルタとオールパスフィルタから成るフィルタ部材を設けてもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＣＣＤを２つ設けた構成により高精細モードの画像信号を得ることができ、したがってＣＣＤを４つ設けた構成と比較して、消費電力を低減させることができるとともに電源装置を小形化させることができ、安価な電子カメラ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示す断面図である。
【図２】第１および第２のＣＣＤから出力される画素信号の各フィールドにおける配列を示す図である。
【図３】第１実施例の電子カメラ装置の概略の回路構成を示すブロック図である。
【図４】画素信号をメモリへ書き込む動作等に用いられる各クロック信号の位相関係を示す図である。
【図５】回転色フィルタの回転位相とＣＣＤから出力される画素信号との関係を示す図である。
【図６】回転色フィルタの回転制御を行う回路の構成を示すブロック図である。
【図７】回転色フィルタの回転位相を示す図である。
【図８】ＣＣＤからの画素信号の読出動作を示す図である。
【図９】ＣＣＤにおける画素信号の転送動作とＣＣＤからの画素信号の読出動作とを示すタイミングチャートである。
【図１０】第２実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示す断面図である。
【図１１】第３実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示す断面図である。
【図１２】第４実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示す断面図である。
【図１３】回転色フィルタの色フィルタ要素の配置を示す図である。
【図１４】回転色フィルタの回転位置の 1/60 秒毎の変化を示す図である。
【図１５】各フィールドとＣＣＤの各色フィルタ要素との関係を示す図である。
【図１６】第４実施例における第１および第２のＣＣＤ１２、１３から出力される画素信号の、各フィールドにおける配列を示す図である。
【図１７】第４実施例における電子カメラ装置の概略の回路構成を示すブロック図であり、４フィールドモードでの第１〜第３フィールドを示す。
【図１８】図１７と同様なブロック図であり、４フィールドモードでの第４フィールドを示す。
【図１９】４フィールドモードにおける各回路のＲ信号とＢ信号に対する処理を示す図である。
【図２０】第１および第２のＣＣＤから出力される画素信号が処理されるタイミングを示す図である。
【図２１】図１７と同様なブロック図であり、２フィールドモードでの第１フィールドを示す。
【図２２】図１７と同様なブロック図であり、２フィールドモードでの第２および第３フィールドを示す。
【図２３】図１７と同様なブロック図であり、２フィールドモードでの第４フィールドを示す。
【図２４】２フィールドモードにおける各回路のＲ信号とＢ信号に対する処理を示す図である。
【図２５】第５実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示す断面図である。
【図２６】第６実施例の電子カメラ装置のＣＣＤおよび回転色フィルタの近傍の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１２、１３  ＣＣＤ
１４、１５、１０１  回転色フィルタ
【図１】
0003650413.tif 000002
【図２】
0003650413.tif 000003
【図３】
0003650413.tif 000004
【図４】
0003650413.tif 000005
【図５】
0003650413.tif 000006
【図６】
0003650413.tif 000007
【図７】
0003650413.tif 000008
【図８】
0003650413.tif 000009
【図９】
0003650413.tif 000010
【図１０】
0003650413.tif 000011
【図１１】
0003650413.tif 000012
【図１２】
0003650413.tif 000013
【図１３】
0003650413.tif 000014
【図１４】
0003650413.tif 000015
【図１５】
0003650413.tif 000016
【図１６】
0003650413.tif 000017
【図１７】
0003650413.tif 000018
【図１８】
0003650413.tif 000019
【図１９】
0003650413.tif 000020
【図２０】
0003650413.tif 000021
【図２１】
0003650413.tif 000022
【図２２】
0003650413.tif 000023
【図２３】
0003650413.tif 000024
【図２４】
0003650413.tif 000025
【図２５】
0003650413.tif 000026
【図２６】
0003650413.tif 000027