(57)【要約】【課題】動画と静止画を時分割で処理することにより、インターレースＣＣＤを用いた撮像装置で、動画撮影中にＣＣＤ出力画素を全て使った静止画撮影を可能にする。【解決手段】選択手段３は、動画撮影時はＣＣＤ１の出力を、静止画撮影時はメモリ手段２の出力を、それぞれ選択してカメラ信号処理手段４に入力する。１フィールド期間を動画信号処理期間と静止画信号処理期間に分割し、期間を判別する判別信号を用いて選択手段３を切り替えることにより、動画と静止画の処理を並行して実行する。【選択図】図１
2005150898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段出力であるインターレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するＩＰ変換手段と、前記撮像素子の出力信号または前記ＩＰ変換手段の出力信号のいずれかを選択して出力する選択手段と、前記撮像素子の出力信号に同期して前記選択手段を制御するための制御信号を出力する同期信号発生手段と、前記選択手段の出力信号から輝度信号および色差信号を作成するカメラ信号処理手段と、前記カメラ信号処理手段の出力信号の画素数を所定の画素数に変換する画素数変換手段を備え、
垂直走査期間を第１および第２の垂直走査期間に分割し、前記選択手段において、前記第１の垂直走査期間は前記撮像素子の出力信号を選択し、前記第２の垂直走査期間は前記記憶手段の出力信号を選択するよう制御し、前記第１の垂直走査期間における前記画素数変換手段の出力信号を動画出力信号とし、前記第２の垂直走査期間における前記カメラ信号処理手段の出力信号を静止画出力信号とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
第１の垂直走査期間は垂直有効期間、第２の垂直走査期間は垂直ブランキング期間であるとした請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画撮影が可能なビデオカメラに用いて有効な撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画撮影機能を搭載したビデオカメラが各社から発売されてきている。静止画画素数は１００万画素を超えるものが大半であり、中には３００万画素を超えるものも出てきている。これらのビデオカメラに使われている撮像装置について説明する。
【０００３】
図７は従来の撮像装置のシステム構成を示すブロック図である。
【０００４】
まず動画撮影時について動作を説明する。レンズ（図示せず）、絞り（図示せず）を通って入射した光はＣＣＤ１で光電変換され、映像信号として出力される。説明の便宜上、ここではＣＣＤ１はインターレースＣＣＤとして説明する。選択手段３は、動画撮影時はＣＣＤ１の出力を選択し、カメラ信号処理手段４に入力する。カメラ信号処理手段４は、入力信号（補色または原色データ）に対してホワイトバランス処理、γ補正、輝度信号および色差信号の作成、輪郭強調など一連のカメラ信号処理を施す。画素数変換手段５は、カメラ信号処理手段４の出力をＮＴＳＣやＰＡＬなどのテレビジョン方式で表示可能な画素数に変換して出力する。選択手段８は、動画撮影時は画素数変換手段５の出力を選択してカメラ出力として出力する。
【０００５】
次に静止画撮影時の動作を説明する。静止画撮影ボタン（図示せず）が押されると、絞り（図示せず）が閉じられ、ＣＣＤ１での光電変換の結果得られた２フィールド分のインターレース映像信号は、メモリ手段２に入力される。メモリ手段２は２フィールド分の映像信号を記憶できる容量を持つ。メモリ手段２は、入力された２フィールドのインターレース映像信号を１フレームのプログレッシブ映像信号に変換して出力する。選択手段３は、静止画撮影時はメモリ手段２の出力を選択し、カメラ信号処理手段４に入力する。カメラ信号処理手段４は、入力信号（補色または原色データ）に対してホワイトバランス処理、γ補正、輝度信号および色差信号の作成、輪郭強調など一連のカメラ信号処理を施す。選択手段８は、静止画撮影時はカメラ信号処理手段４の出力を選択してカメラ出力として出力する。
【０００６】
ＣＣＤ１にプログレッシブＣＣＤを用いた場合は、図８のようにメモリ手段２と選択手段３を省略可能である。ただし、画素数変換手段５の出力がプログレッシブ映像信号になるため、インターレース映像信号を出力する場合には、プログレッシブ映像信号をインターレース映像信号に変換するためのメモリ手段９が別途必要になる。
【特許文献１】特開平５−３３６４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、第１にインターレースＣＣＤを用いた従来の撮像装置では、動画撮影中にＣＣＤ出力画素を全て使った静止画撮影ができない点である。図７でＣＣＤ１はインターレースＣＣＤであるから、カメラ信号処理手段４と画素数変換手段５の出力を同時に出力しても、カメラ信号処理手段４の出力はインターレース信号であるため、静止画垂直画素数はＣＣＤ出力画素数の１／２になってしまい、静止画垂直解像度は１／２に劣化する。
【０００８】
第２に、インターレースＣＣＤを用いた従来の撮像装置では、動画撮影中にＣＣＤ出力画素を全て使った静止画撮影を行うと、回路規模、コスト、消費電力が増大する点である。例えば図９のように、２系統のカメラ信号処理手段４および１０を設け、一方はＣＣＤ１から出力されるインターレース映像信号、他方はメモリ手段２から出力されるプログレッシブ映像信号を処理し、カメラ信号処理手段４のインターレース映像信号出力は画素数変換手段５を経て動画として出力し、カメラ信号処理手段１０のプログレッシブ映像信号出力は静止画として出力するといった構成が必要である。
【０００９】
第３に、プログレッシブＣＣＤを用いた従来の撮像装置では、動画撮影中にＣＣＤ出力画素を全て使った静止画撮影を行うと、コスト、電力が増大する点である。この場合は図６と同様の回路構成で済むが、一般にプログレッシブＣＣＤはコストが高く、画素数が同じであれば駆動周波数はインターレースＣＣＤの２倍となるので、消費電力が増大する。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、映像信号の垂直ブランキング期間に静止画を処理する構成とするため、動画撮影中に静止画撮影が可能になる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段出力であるインターレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するＩＰ変換手段と、前記撮像素子の出力信号または前記ＩＰ変換手段の出力信号のいずれかを選択して出力する選択手段と、前記撮像素子の出力信号に同期して前記選択手段を制御するための制御信号を出力する同期信号発生手段と、前記選択手段の出力信号から輝度信号および色差信号を作成するカメラ信号処理手段と、前記カメラ信号処理手段の出力信号の画素数を所定の画素数に変換する画素数変換手段を備え、垂直走査期間を第１および第２の垂直走査期間に分割し、前記選択手段において、前記第１の垂直走査期間は前記撮像素子の出力信号を選択し、前記第２の垂直走査期間は前記記憶手段の出力信号を選択するよう制御し、前記第１の垂直走査期間における前記画素数変換手段の出力信号を動画出力信号とし、前記第２の垂直走査期間における前記カメラ信号処理手段の出力信号を静止画出力信号とするものである。
【００１２】
これにより本発明は、映像信号の垂直ブランキング期間に静止画を処理する構成とするため、動画撮影中に静止画撮影が可能になることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の撮像装置は、動画と静止画を時分割で処理するため、カメラ信号処理手段を共用できるので、インターレースＣＣＤを用いて回路規模、コスト、電力の増加がほとんど無しに、動画撮影中にＣＣＤ出力画素を全て使った静止画撮影が可能になるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の請求項１〜２に記載の発明は、撮像素子と、前記撮像素子の出力信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段出力であるインターレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するＩＰ変換手段と、前記撮像素子の出力信号または前記ＩＰ変換手段の出力信号のいずれかを選択して出力する選択手段と、前記撮像素子の出力信号に同期して前記選択手段を制御するための制御信号を出力する同期信号発生手段と、前記選択手段の出力信号から輝度信号および色差信号を作成するカメラ信号処理手段と、前記カメラ信号処理手段の出力信号の画素数を所定の画素数に変換する画素数変換手段を備え、垂直走査期間を第１および第２の垂直走査期間に分割し、前記選択手段において、前記第１の垂直走査期間は前記撮像素子の出力信号を選択し、前記第２の垂直走査期間は前記記憶手段の出力信号を選択するよう制御し、前記第１の垂直走査期間における前記画素数変換手段の出力信号を動画出力信号とし、前記第２の垂直走査期間における前記カメラ信号処理手段の出力信号を静止画出力信号とするものであり、これにより、動画撮影中に静止画撮影を可能にするという目的を、回路規模をほとんど増加させることなく実現した。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態である撮像装置について説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
【００１７】
図において、１はレンズや絞り（いずれも図示せず）を介して入射される被写体の光学信号を光電変換して電気信号として出力する撮像素子であるＣＣＤ、２はＣＣＤ１からの映像信号を一時的に記憶する記憶手段であるメモリ手段、７はＣＣＤ１からのインターレースの映像信号をプログレッシブの映像信号に変換するＩＰ変換手段、３はＣＣＤ１からの映像信号とＩＰ変換手段７からの映像信号とか一方を選択する選択手段で、動画撮影時はＣＣＤ１からの映像信号を選択し、静止画撮影時はＩＰ変換手段７からの映像信号を選択する。４は選択手段３からの映像信号に対してホワイトバランス処理やガンマ補正、輝度信号及び色差信号の作成、輪郭強調などの一連のカメラ信号処理を行うカメラ信号処理手段、５はカメラ信号処理手段４の出力信号をＮＴＳＣやＰＡＬなどのテレビジョン方式で表示可能な画素数に変換する画素数変換手段、６は選択手段３の選択制御信号やメモリ手段の書き込み及び読み出し制御信号を発生する同期信号発生手段である。
【００１８】
以上のように構成された本実施の形態の撮像装置について、以下その動作について説明する。
【００１９】
まず、動画撮影時の動作について説明する。
【００２０】
レンズ（図示せず）、絞り（図示せず）を通って入射した光はＣＣＤ１で光電変換され、映像信号として出力される。ここでＣＣＤ１はインターレースＣＣＤである。選択手段３は、動画撮影時はＣＣＤ１の出力側を選択しているので、ＣＣＤ１からの映像信号は選択手段３を介してカメラ信号処理手段４に入力される。
【００２１】
カメラ信号処理手段４は、入力信号（補色または原色データ）に対してホワイトバランス処理、γ補正、輝度信号および色差信号の作成、輪郭強調など一連のカメラ信号処理を施す。カメラ信号処理手段４から出力された映像信号は、画素数変換手段５と出力端子１２とに出力される。
【００２２】
画素数変換手段５に入力された映像信号は、カメラ信号処理手段４から出力された映像信号を、ＮＴＳＣやＰＡＬなどのテレビジョン方式で表示可能な画素数に変換して出力する。具体的には、ＮＴＳＣやＰＡＬの信号方式に対応した、水平及び垂直方向の画素数に合致するように、画素補間などの信号処理を行うのである。画素数変換手段５から出力された映像信号は、テレビジョン受像機などの外部モニタに出力され映出される。
【００２３】
一方、カメラ信号処理手段４から出力された映像信号の一方は、出力端子１２から、ビデオカメラ内の記録再生手段や表示手段（ＬＣＤやＥＶＦなど）に出力される。
【００２４】
次に静止画撮影時の動作を、図２を参照しながら説明する。
【００２５】
図２は静止画撮影時のタイミングを示す図で、同図（ａ）は垂直同期信号、同図（ｂ）はＣＣＤ１からの出力信号をフィールド毎に示している。図において、（１）〜（４）はフィールドを示す番号である。
【００２６】
同図のように、あるタイミングで静止画撮影ボタン（図示せず）が押されると、選択手段３はＩＰ変換手段７側を選択し、続くフィールド（１）〜（４）の期間に、ＣＣＤ１からは動画として撮影された連続する４フィールドのインターレース映像信号Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２が出力される。この時、従来の静止画撮影のように絞りを閉じるとＣＣＤ１が露光されず、出力信号が途切れ、動画撮影に悪影響を与えるため、絞り（図示せず）を閉じる制御は行わない。
【００２７】
最初の３つのインターレース映像信号Ａ１、Ｂ１、Ａ２は、メモリ手段２に入力される。メモリ手段２は３フィールド分の映像信号を記憶できる容量を持つ。続いてフィールド（４）の期間に、メモリ手段２からは、連続する３フィールドのインターレース映像信号Ａ１、Ｂ１、Ａ２が同時に出力され、ＩＰ変換手段７に入力される。
【００２８】
ＩＰ変換手段７にはフィールド（４）の期間のＣＣＤ１の出力であるインターレース映像信号Ｂ２も供給される。ＩＰ変換手段７では、空間位置が同一の信号Ａ１とＡ２、およびＢ１とＢ２より画面内の動きを検出し、「動きが無い」と判断した場合はＡ１とＢ１からプログレッシブ信号を作成し、「動きがある」と判断した場合は、Ｂ１と、Ｂ１を走査線補間した信号Ｂ１’から擬似的にプログレッシブ信号を作成し、出力する。
【００２９】
ＩＰ変換手段７の動作イメージを図３に示す。図３（ａ）は連続する４フィールドを示す。この画像は、円形の物体３１が画面を横切る状態を撮影したものである。同図（ｂ）は円形の物体３１が画面を横切る様を模式的に示した図であり、同図（ａ）の３フィールド分を合成したものである。同図（ｃ）はフィールドを合成しフレームを生成する様子を示す模式図で、左図が画像に動きが無い場合の処理（いわゆるプログレッシブ処理）で、右図が画像に動きが有る場合の処理（走査線補間し疑似プログレッシブ生成）を示している。同図（ｄ）は同図（ｃ）右図で生成された疑似プログレッシブ画像を示す模式図である。
【００３０】
ＩＰ変換手段７はＡ１とＡ２、Ｂ１とＢ２の差をそれぞれ求め、差の絶対値が所定の値を超える領域を抽出することにより、画像の動き領域が検出される。動き領域は図３（ｂ）のハッチング部のようになる。図３（ｂ）の静止部分（ハッチング無し）は図３（ｃ）の左図のようにＡ１、Ｂ１からフレームを構成し、動き部分（ハッチング有り）は図３（ｃ）右図のようにＢ１とＢ１’（Ｂ１を垂直補間したもの）とからフレームを構成する。この結果、ＩＰ変換手段７の出力は図３（ｄ）のようにＢ１と同時刻のフレームが擬似的に得られることになる。
【００３１】
選択手段３は、静止画撮影時はＩＰ変換手段７の出力を選択し、カメラ信号処理手段４に入力する。カメラ信号処理手段４は、入力信号に対してホワイトバランス処理、γ補正、輝度信号および色差信号の作成、輪郭強調など一連のカメラ信号処理を施し、カメラ出力として出力する。
【００３２】
同期信号発生手段６は、選択手段３の制御信号、メモリ手段２の書き込みおよび読み出し制御信号を発生する。ここで、１フィールド期間を動画信号処理期間と静止画信号処理期間に分け、同期信号発生手段６で動画・静止画処理期間判別信号を作成し、この判別信号を用いて選択手段３を切り替えることにより、動画と静止画の処理を並行して実行することが可能になる。以下、この制御を行う場合について説明する。
【００３３】
図４は動画撮影時における同期信号発生手段６の内部信号である垂直同期信号と映像信号のタイミングを示すものである。図４ではＮＴＳＣ方式を例にあげて説明している。垂直同期信号の周期は２６２．５Ｈ（Ｈ：水平走査期間）であり、これに対して映像信号は２４０Ｈ存在するため、差し引き２２．５Ｈの垂直ブランキング期間が存在する。ここで動画処理期間を２４０Ｈ、静止画処理期間を２２．５Ｈとし、垂直ブランキング期間に静止画処理を行う。この様子を図５に示す。
【００３４】
図５は、動画・静止画同時撮影時のタイミングを示すものである。同図のように、同期信号発生手段６から出力される動画・静止画処理期間判別信号（図５（ｃ））を用いて、２６２．５Ｈのうち２４０Ｈを動画処理、２０Ｈを静止画処理に割り当てる。静止画データは２０ラインずつ分割処理される。この例を図６の模式図に示す。図６のように９６０ラインから成る静止画の場合は、２０ラインずつ４８分割処理されることになり、４８フィールドの期間で１枚の静止画が処理可能となる。図６において括弧内の数字は、ラインの分割数を示している。
【００３５】
カメラ信号処理手段４から分割出力された静止画信号は、後段の記録手段（図示せず）で結合処理され、テープやディスクやメモリカードなどの記録媒体に記録される。
【００３６】
以上のように本発明によれば、動画処理を行わない垂直ブランキング期間を用いて、静止画を処理することができる。したがって動画と静止画を時分割で処理するため、カメラ信号処理手段を共用できるので、インターレースＣＣＤを用いて回路規模、コスト、電力の増加がほとんど無しに、動画撮影中にＣＣＤ出力画素を全て使った静止画撮影が可能になる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、ＣＣＤ１を単一のＣＣＤとして説明したが、複数のＣＣＤを用いても良い。
【００３８】
また、上記実施の形態では、ＩＰ変換手段７での処理を連続する４フィールドから動き領域を求めるものとしたが、動き検出に用いるフィールド数は４フィールドに限るものではない。
【００３９】
また、上記実施の形態では、動画処理期間、静止画処理期間をそれぞれ２４０Ｈ、２０Ｈとして説明したが、それぞれの処理期間はこの値に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明によれば、動画撮影と静止画撮影を同時に行うことができる。また、垂直ブランキング期間に静止画処理が可能であることを活かすことによって、絞りを閉じる従来方式の静止画撮影直後に動画撮影モードに切り替える場合などに、静止画処理の完了を待つ必要無く動画撮影を開始してモードの移行期間を短縮するといった用途にも適用できる。さらに、本発明ではビデオカメラを例に説明したが、動画撮影が可能なデジタルスチルカメラに用いても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の撮像装置の実施の形態の構成を示したブロック図
【図２】同実施の形態における静止画撮影時のタイミングを示したタイミング図
【図３】同実施の形態におけるＩＰ変換手段の処理イメージを示した模式図
【図４】同実施の形態における動画撮影時のタイミングを示したタイミング図
【図５】同実施の形態における動画静止画同時撮影時のタイミングを示したタイミング図
【図６】同実施の形態における静止画分割処理のイメージを示した模式図
【図７】従来の撮像装置の構成１を示したブロック図
【図８】従来の撮像装置の構成２を示したブロック図
【図９】従来の撮像装置の構成３を示したブロック図
【符号の説明】
【００４２】
１    ＣＣＤ（撮像素子）
２    メモリ手段（記憶手段）
３    選択手段
４    カメラ信号処理手段
５    画素数変換手段
６    同期信号発生手段
７    ＩＰ変換手段
【図１】
2005150898.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005150898.tif 000009
【図８】
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【図９】
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