(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子が受光によって蓄積した電荷を読み出して撮像信号として記録し、これを再生し画像として表示する表示手段を備えた撮像装置において、
前記読み出しを１フィールド期間内にｎ回行い、ｎ枚の画像を１フィールドの撮像信号として記録するとともに、前記撮像信号とともに該ｎの値及び表示位置に関する情報を識別信号として記録しておき、
記録された前記撮像信号を再生する際には、該撮像信号を記憶手段に一時的に蓄積するとともに、前記識別信号を読み出し、該識別信号に応じて該記憶手段を制御し、該ｎ枚の画像を時系列順に並べ替え、各画像を１フィールド期間に１枚ずつｍ回繰り返して表示することによって１／（ｎ×ｍ）のスロー再生を行うことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いて被写体の撮像を行うＣＣＤや、ビデオカメラ装置、カメラ装置等の撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日におけるビデオカメラ装置には、撮像管よりも小型軽量化及びローコスト化等が可能なことから撮像手段として複数の固体撮像素子で形成された固体撮像部（ＣＣＤイメージセンサ）が設けられている。図７（ａ）は、従来のビデオカメラ装置の構成を模式的に示すものである。
【０００３】
従来のビデオカメラ装置７０は、同図に示すように被写体の撮像を行うＣＣＤイメージセンサ７１と、ＣＣＤイメージセンサ７１からの撮像信号から相関二重サンプリング法を用いてノイズ成分を除去すると共に、これを適当な利得で増幅して出力するＣＤＳ／ＡＧＣ７２と、このＣＤＳ／ＡＧＣ７２からの撮像信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ７３と、このＡＤＣ７３からの出力を変換するＤＳＰ７４を有している。
【０００４】
また、このビデオカメラ装置７０は、ＤＳＰ７４からの撮像信号を一旦記憶するメモリ７７と、ＤＳＰ７４からの撮像信号をビデオテープに記録し再生するＶＴＲ７６と、メモリ７７の記憶読み出し制御を行うメモリ制御部（ＦＭＣ）７５とを有している。
【０００５】
そして、このビデオカメラ装置７０では、ＣＣＤイメージセンサ７１からの撮像信号を、ＣＤＳ／ＡＧＣ７２，ＡＤＣ７３，ＤＳＰ７４，ＦＭＣ７５を介して第１フィールド、第２フィールド毎に画像を読み出し、その撮像信号をＶＴＲ７６でビデオテープに記録する。
【０００６】
即ち、ＣＣＤ７１では、１フィールド期間内に１回ずつ光電変換素子の電荷を読み込み、第１フィールド及び第２フィールドの画像を合成することによって、同図（ｂ）に示すように、１フレームに１枚の画像を形成し、これをＶＴＲ７６を介してビデオテープに記録する。
【０００７】
また、このようにしてビデオテープに記録された画像を再生するには、ＶＴＲ７６からの出力をＦＭＣ７５に供給するとともに、この出力をメモリ７７に記憶させつつ出力端子７８を介して、例えば電子ビューファインダや小型液晶モニタ、テレビジョン受像器等の外部のモニタ装置に出力する。
【０００８】
特に、従来のビデオカメラ装置で、ビデオテープに記録された画像をスロー再生する場合、例えば１／１０の速度のスロー再生では、記録された第１フィールドを５回ずつ、第２フィールドを５回ずつ再生するか、或いは１フレームの画像を１０回繰り返す等をすることによって、１０フレーム期間で１フレームの画像を繰り返し再生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のビデオカメラ装置では、上述したように、数フィールド期間に１枚の画像を表示することによって、スロー再生とするものであるため、スロー再生時の画像表示が間欠的になり、スロー再生時の動解像度の向上を図ることが困難であるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ビデオカメラ装置におけるスロー再生の画像をスムーズなものとし、画質の向上を図ることのできる撮像装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、光電変換素子が受光によって蓄積した電荷を読み出して撮像信号として記録し、これを再生し画像として表示する表示手段を備えた撮像装置において、前記読み出しを１フィールド期間内にｎ回行い、ｎ枚の画像を１フィールドの撮像信号として記録するとともに、前記撮像信号とともに該ｎの値及び表示位置に関する情報を識別信号として記録しておき、記録された前記撮像信号を再生する際には、該撮像信号を記憶手段に一時的に蓄積するとともに、前記識別信号を読み出し、該識別信号に応じて該記憶手段を制御し、該ｎ枚の画像を時系列順に並べ替え、各画像を１フィールド期間に１枚ずつｍ回繰り返して表示することによって１／（ｎ×ｍ）のスロー再生を行ものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮像装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に係る撮像装置は、ビデオカメラ装置に適用することができる。
【００１５】
（撮像装置の全体構造）
この本発明の実施の形態となるビデオカメラ装置１００は、図１に示すように被写体の撮像を行いＣＣＤイメージセンサ１と、ＣＣＤイメージセンサ１からの撮像信号から相関二重サンプリング法を用いてノイズ成分を除去すると共に、これを適当な利得で増幅して出力するＣＤＳ／ＡＧＣ２と、このＣＤＳ／ＡＧＣ２からの出力をデジタル信号に変換するＡＤＣ３と、このＡＤＣ３からの撮像信号に対して所定のビデオプロセス処理等を施して出力するデジタルシグナルプロセッサ４（ＤＳＰ）とを有している。
【００１６】
また、このビデオカメラ装置１００は、ＤＳＰ４からの撮像信号を一旦記憶するメモリ６と、前記ＤＳＰ４からの撮像信号をビデオテープに記録し再生するＶＴＲ７と、記録時にはＤＳＰ４からの撮像信号を選択して出力し、再生時にはＶＴＲ７により再生された撮像信号を選択して出力する切り替えスイッチ１１と、メモリ６の記憶読み出し制御を行うメモリ制御部（ＦＭＣ）５とを有している。
【００１７】
さらに、このビデオカメラ装置１００は、ＤＳＰ４から供給される撮像信号に応じた画像及びＶＴＲ７で再生された画像を表示する、例えば電子ビューファインダや小型液晶モニタで形成された表示部８と、例えばテレビジョン受像器等の外部のモニタ装置に撮像信号を供給するための外部出力端子１０と、撮像モードに応じて記録時にはＣＣＤイメージセンサ１に蓄積された電荷の読み出し方を可変制御すると共に再生時には記録再生部７の再生状態を制御する制御部９とを有している。
【００１８】
そして、ＣＣＤイメージセンサ１は、光電変換素子を多数格子状に配列してなる固体撮像部を有するものであり、各光電変換素子が受光によって蓄積した電荷を電気信号として出力するものである。なお、これの固体撮像部は、１フィールド期間内に各光電変換素子の読み出しを複数回行う。
【００１９】
（記録時の動作）
次いで、上記構成を有するビデオカメラ装置１００において画像を記録する動作について説明する。図２（ａ）は、図１に示した撮像装置１００の記録時における動作を示すブロック図である。なお、ここではビデオカメラ装置１００の３倍速モードで撮像する場合について説明する。
【００２０】
先ず、制御部９は、通常の３倍の速さで各光電変換素子の電荷を読み出すように、１／１８０秒の間隔で、読み出し制御信号を各光電変換素子に供給する。これにより、光電変換素子に蓄積された電荷が、１／１８０秒の間隔で読み出されることとなる。
【００２１】
ＣＤＳ／ＡＧＣ２は、ＣＣＤイメージセンサ１からの撮像信号が供給されると、この撮像信号にいわゆる相関二重サンプリング法に基づくノイズ除去処理を施してリセットノイズ等を除去し、これを適当な利得で増幅してＡＤＣ３に供給する。このＣＤＳ／ＡＧＣ２からの出力は、ＡＤＣ３によってデジタル信号に変換される。
【００２２】
ＤＳＰ４は、補色系の色フィルタアレイにより得られた撮像信号に基づいて色分離（ＲＧＢ）を行い、この撮像信号に対して所定のビデオプロセス処理等を施し、これを切り替えスイッチ１１の被選択端子１１ｂに供給する。この切り替えスイッチ１１は、撮像時（記録時）には、選択端子１１ｃにより被選択端子１１ｂを選択するように切り替え制御されている。このため、ＤＳＰ４からの撮像信号は、この切り替えスイッチ１１を介して各フィールド毎にＦＭＣ５に供給される。
【００２３】
ＦＭＣ５は、この切り替えスイッチ１１を介して供給された撮像信号をメモリ６に一旦記憶制御し、これを各フィールド毎に通常の記録レートで読み出してＶＴＲ７に供給する。これにより、ＶＴＲ７において、所望の被写体の画像を各フィールド毎にビデオテープに記録することができる。
【００２４】
ＶＴＲ７では、１フレーム内に複数の画像を記録する。本実施形態では、１フィールド期間内に３回光電変換素子の電荷を読み出すため、ＶＴＲ７では、図２（ｂ）に示すように、１フィールド内に上下方向に３枚の画像が記録される。
【００２５】
また、ＶＴＲ７に画像を記録する際に、１フィールド期間内に何枚の画像が存在するかについての識別信号も併せて記録する。本実施形態では、１フィールド期間内に３枚の画像が存在するため、ｎ＝３として識別信号が記録される。さらに、本実施形態では、この識別信号には、１フィールド内に存在するｎ枚の画像がフィールド内においてどの位置にどのような順で記録されているかの表示位置に関する情報も含まれる。すなわち、本実施形態では、３枚の画像が、上から順に時系列に従って記録されているといった表示位置情報が、識別信号として記録される。
【００２６】
なお、本実施形態においては、１フィールド内に３枚の画像を上下に分割して記録したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３（ａ）に示すように、横方向に３枚の画像を並べるように存在させてもよい。また、本実施形態では、１フィールド内に３枚の画像を存在させたが、本発明はこれに限定されず、必要に応じて２枚、４枚、或いはそれ以上のｎ枚の画像を存在させることができる。この場合においても、例えば図３（ｂ）〜（ｅ）に示すように、上下或いは横方向に並べるようにして２、４……ｎ枚の画像を存在させることができる。
【００２７】
これらの場合、上述した識別信号には、例えば同図（ａ）にあっては「３枚の画像が横方向に時系列に従って配置されている。」という表示位置情報を含ませ、或いは同図（ｅ）にあっては「４枚の画像が、１行目１列、１行目２列、２行目１列、２行目２列の順に時系列に従って配置されている」という表示位置情報を含ませる。
【００２８】
（再生時の動作）
次に、このように記録された撮像信号の再生動作について説明する。図４（ａ）は、図１に示した撮像装置１００の再生動作時におけるブロック図である。
【００２９】
先ず、制御部９はＶＴＲ７を再生制御する。ＶＴＲ７は、撮像信号を各フィールド毎にビデオテープから再生し、この再生信号を切り替えスイッチ１１の被選択端子１１ａに供給する。なお、この再生信号を再生するとき、本実施形態では、撮像信号とともにスロー再生の際に使用される前記識別信号も再生される。
【００３０】
切り替えスイッチ１１は、再生時には、選択端子１１ｃにより被選択端子１１ａを選択するように切り替え制御されている。このため、ＶＴＲ７からの再生信号は、この切り替えスイッチ１１及びＦＭＣ５を介して各フィールド毎に表示部８及び外部出力端子１０に供給される。
【００３１】
これにより、記録された画像を前記表示部８に表示することができ、また、外部出力端子１０に例えばテレビジョン受像器等のモニタ装置が接続されている場合には、このモニタ装置に記録された画像を表示することができる。
【００３２】
そして、ビデオテープに記録された画像をスローで再生する場合は、以下のように行われる。なお、本実施形態において、ビデオテープには、図２（ｂ）に示したように、１フレーム内には３枚の画像が撮像画像として記録されている。
【００３３】
先ず、この再生信号をＶＴＲ７によって読み出し再生し、順次メモリ６に一旦記憶させる。この再生信号の読み出しの際に、識別信号も読み出されている。
【００３４】
次いで、この記憶された再生信号を、ＦＭＣ５において識別信号に応じて時系列順に並べ替え、図４（ｂ）に示すように、表示部８には、各画像が１フィールド期間に１枚ずつ表示されるようにする。このときの再生速度は、識別信号が有するｎ＝３の値に基づいて、１／（ｎ×ｍ）となる。なお、このｍの値は、操作者が任意の入力することができる。
【００３５】
すなわち、本実施形態においては、識別信号によってｎの値が定まり、操作者の選択によってｍの値が定まり、これらの結果、スロー再生の速度が決定される。例えば、操作者がｍ＝１と選択した場合には、１／３スローとなり、ｍ＝２と選択した場合には、１／６スローとなる。また、かかるＦＭＣ５での画像の並び替えは、識別信号に含まれる画像の表示位置情報に基づいて行われる。本実施形態においては、３枚の画像が１フィールド内に上から順に時系列に従って記録されていることから、ＦＭＣ５では、メモリ６に記憶されたｎ枚の画像を、上から順に読み出し、表示部８に表示させる。
【００３６】
かかる再生動作時のタイムチャートを図５に示す。なお、同図（ａ）は３倍速で録画したものを、操作者が「ｍ＝１」を選択することによって１／３スローで再生する場合について説明するものであり、（ｂ）は、操作者が「ｍ＝２」を選択することによって１／６スローで再生する場合について説明するものである。
【００３７】
同図に示すように、ＶＴＲ（ＲＥＣ）では、垂直同期信号ＶＤの信号間すなわち１フィールド期間内に３枚の画像を含む撮像信号が記録されている。具体的には、最初の１フィールドに「Ａ，Ｂ，Ｃ」の画像が記録され、次のフィールドには「Ｄ，Ｅ，Ｇ」の画像が記録されている。
【００３８】
そして、この撮像信号を再生する場合には、ＶＴＲ（ＲＥＣ）に示すように、最初のフィールドにおいて、通常のレートで先ず上記Ａ〜Ｃの画像を読み出す。これらの画像はメモリ６に記憶されるとともに、識別信号に基づいて、ＦＭＣ５において並び替えられ、これら３枚の画像は（ｎ×ｍ）回、すなわち３回ずつ繰り返して再生モニター（表示手段８）に送出される。
【００３９】
すなわち、本実施形態においてはｎの値は３であり、操作者が「ｍ＝１」を選択していることから、１／（３×１）のスロー再生が行われることとなり、具体的には、同図（ａ）のＶＴＲ（ＰＬＡＹ）に示すように、「Ａ，Ｂ，Ｃ」の３枚の画像を３フィールドにわたって３回繰り返して表示部８に送出する。
【００４０】
そして、再生モニター（表示部８）では、第１フィールドにおいては「Ａ」の画像のみを表示し、第２フィールドにおいては「Ｂ」の画像のみを表示し、第３フィールドにおいては「Ｃ」の画像のみを表示する。この結果、各画像が１フィールド毎に１枚ずつ、ｍ回すなわち１回だけ表示される。
【００４１】
一方、選択者がｍ＝２を選択することによって１／６スローで再生する場合には、図５（ｂ）に示すように、１フィールド期間に３枚存在する画像Ａ〜ＣをＶＴＲから読み出し、メモリ６に記憶するとともに、識別信号に基づいて、ＦＭＣ５において並び替え、図中ＶＴＲ（ＰＬＡＹ）に示すように、１フィールド期間毎に、（３×２）の回数、すなわち６回繰り返して再生モニターに送出する。
【００４２】
そして、再生モニターでは、第１、２フィールドにおいては「Ａ」の画像のみを表示し、第３、４フィールドにおいては「Ｂ」の画像のみを表示し、第５、６フィールドにおいては「Ｃ」の画像のみを表示する。この結果、各画像が１フィールド毎に１枚ずつ、ｍ回すなわち２回繰り返して表示されることとなる。
【００４３】
このようなビデオカメラ装置１００のスロー再生によれば、１フィールド期間に複数枚存在する画像を時系列順に並べ替えて１フィールドごとに表示するものであるため、画像の動解像度が向上し、なめらかなスロー再生を実現することができる。また、このビデオカメラ装置１００では、１フィールド期間内に何枚の画像が存在するかについての識別信号を、撮像信号とともに記録し、スロー再生のときには、この識別信号に基づいて適切な再生速度を決定するため、操作者は何倍速で記録されたものであるかの判断を要することなく、適切な速度でスロー再生を行うことができ、より容易にスロー再生を行うことができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、１フィールド期間に３枚の画像が上下に並んで存在する場合において、これらの画像のうちいずれか１枚を選択して表示させる形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ビデオテープに記録された画像が、例えば図３（ａ）に示したような、横方向に並べて複数枚存在している場合に、これを表示するときには、例えば図６に示すように、いずれか１枚の画像を選択して表示するようにしてもよい。さらに、例えば図６（ｂ）に示すように、画像の所要箇所を、電子ズーム等によって拡大して表示することもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明した本発明の撮像装置によれば、１フィールド期間内にｎ枚の画像を記録し、これを再生する際には、１フィールド期間に１枚ずつ、ｍ回繰り返して表示することによって１／（ｎ×ｍ）のスロー再生を行うので、ビデオカメラ装置におけるスロー再生の画像をスムーズなものとし、画質の向上を図ることができる。
【００４６】
さらに、倍速撮像する際に１フィールド期間に何枚の画像が記録されているかについての識別信号をビデオテープ等に記録しておき、スロー再生のときにこの識別信号に基づいて再生速度を決定するとともに、記憶手段を制御するようにすれば、より容易にスロー再生を行うことができ、撮像装置の操作性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置を適用した実施の形態のビデオカメラ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、実施形態に係るビデオカメラ装置の記録時における動作を示すブロック図であり、（ｂ）はその際に表示される画像の説明図である。
【図３】実施形態に係るビデオカメラ装置によって記録される画像の変形例を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、実施形態に係るビデオカメラ装置の再生時における動作を示すブロック図であり、（ｂ）はその際に表示される画像の説明図である。
【図５】実施形態に係るビデオカメラ装置の再生時における動作を示すタイムチャートである。
【図６】実施形態に係るビデオカメラ装置の再生時に表示される画像の変形例を示す説明図である。
【図７】従来のビデオカメラ装置の動作を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＣＣＤイメージセンサ、６…メモリ、５…メモリ制御部（ＦＭＣ）
２…相関二重サンプリング／自動利得制御部（ＣＤＳ／ＡＧＣ）
３…ＡＤＣ、４…ＤＳＰ、１１…切り替えスイッチ
７…記録再生部（ＶＴＲ）、８…表示部、９…制御部、１０…外部出力端子
【図１】
0003596307.tif 000002
【図２】
0003596307.tif 000003
【図３】
0003596307.tif 000004
【図４】
0003596307.tif 000005
【図５】
0003596307.tif 000006
【図６】
0003596307.tif 000007
【図７】
0003596307.tif 000008