(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５は、動画撮影時は第１のメモリ手段２の出力を、静止画撮影時はＩＰ変換手段４の出力を、それぞれ選択してカメラ信号処理手段６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５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。さらに、同期信号の変換を行うことで、垂直ブランキング期間を拡張し、静止画処理時間の短縮を図る。【選択図】図１
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【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第１の同期信号に同期して記憶し、記憶内容を第２の同期信号に同期して出力する第１および第２の記憶手段と、前記第２の記憶手段の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、前記第１の記憶手段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と、前記画素数変換手段の出力信号を前記第２の同期信号に同期して記憶し、記憶内容を第３の同期信号に同期して出力する第３の記憶手段と、前記第１〜第３の同期信号および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を備え、
前記第２の同期信号は垂直ブランキング期間が前記第１および第３の同期信号の垂直ブランキング期間より長くなるように設定するとともに、前記第２の同期信号の垂直走査期間を第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第１の記憶手段の出力信号を選択し、前記第２の垂直走査期間は前記ＩＰ変換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記憶した前記第３の記憶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】
前記第１〜第３の同期信号の垂直走査期間は全て等しいとした、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使用し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１０は従来の撮像装置のシステム構成を示す図である。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。
【０００４】
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。
【０００５】
ＣＣＤ１にプログレッシブＣＣＤを用いた場合は、図１１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】
【０００６】
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１０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。
【０００７】
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１２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。
【０００８】
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１１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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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】
【００１０】
本発明の撮像装置は、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を用いて動画撮影中にＣＣＤ出力画素を全て使った静止画撮影が可能になり、動画処理に影響を与えない範囲で静止画処理期間をできるだけ長くとることで、単純に垂直ブランキング期間内に静止画処理を行う場合に比べて静止画処理速度を向上できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１及び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第１の同期信号に同期して記憶し、記憶内容を第２の同期信号に同期して出力する第１および第２の記憶手段と、前記第２の記憶手段の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、前記第１の記憶手段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と、前記画素数変換手段の出力信号を前記第２の同期信号に同期して記憶し、記憶内容を第３の同期信号に同期して出力する第３の記憶手段と、前記第１〜第３の同期信号および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を備え、前記第２の同期信号は垂直ブランキング期間が前記第１および第３の同期信号の垂直ブランキング期間より長くなるように設定するとともに、前記第２の同期信号の垂直走査期間を第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第１の記憶手段の出力信号を選択し、前記第２の垂直走査期間は前記ＩＰ変換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記憶した前記第３の記憶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し、静止画処理速度を可能な限り向上させるという目的を実現した。
【００１２】
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。図１に本発明の構成を示す。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図において、１は撮像素子であるＣＣＤで、本実施の形態ではインターレース方式のＣＣＤを使用した。２及び３は後述する同期信号発生手段９からの同期信号により動作制御されＣＣＤ１からの映像信号を記憶する第１及び第２のメモリ手段、４は第２のメモリ手段３からの映像信号をインターレース方式からプログレッシブ方式へ変換して出力するＩＰ変換手段、５は第１のメモリ手段２の出力とＩＰ変換手段４の出力とを切り換える選択手段で、動画撮影時は第１のメモリ手段２からの出力を選択し、静止画撮影時はＩＰ変換手段４からの出力を選択する。６は選択手段５で選択した映像信号に対してガンマ補正などの各種信号処理を施すカメラ信号処理手段、７はカメラ信号処理手段６からの映像信号を表示手段（図示せず）に表示可能な画素数に変換する画素数変換手段、８は画素数変換手段７からの映像信号を記憶する第３のメモリ、９は第１及び第２のメモリ手段２及び３に第１及び第２の同期信号を出力しかつ第３のメモリ手段８に第２及び第３の同期信号を出力する同期信号発生手段である。
【００１５】
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。
【００１６】
まず、動画撮影時の動作について説明する。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。ここでＣＣＤ１はインターレースＣＣＤである。ＣＣＤ１の出力信号は同期信号発生手段９から出力される第１の同期信号に同期して第１のメモリ手段２に入力される。第１のメモリ手段２からは、同期信号発生手段９から出力される第２の同期信号に同期してデータが読み出され、選択手段５に入力される。選択手段５は、動画撮影時は第１のメモリ手段２の出力を選択し、カメラ信号処理手段６に入力する。カメラ信号処理手段６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７は、カメラ信号処理手段６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。第３のメモリ手段８は、画素数変換手段７の出力信号を同期信号発生手段９から出力される第２の同期信号に同期して入力し、やはり同期信号発生手段９から出力される第３の同期信号に同期して出力される。
【００１７】
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。図２は静止画撮影時のタイミングを示す図である。（１）〜（４）はフィールドを示す番号である。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、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。
【００１８】
インターレース映像信号Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２は、同期信号発生手段９から出力される第１の同期信号に同期して第２のメモリ手段３に入力される。第２のメモリ手段３は４フィールド分の映像信号を記憶できる容量を持つ。フィールド（４）の期間に第２のメモリ手段３からは、同期信号発生手段９から出力される第２の同期信号に同期して、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４に入力される。ＩＰ変換手段４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。
【００１９】
ＩＰ変換手段４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。画像は円形の物体が画面を横切るものである。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）左のように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）右のようにＢ１と、Ｂ１を垂直補間したＢ１*からフレームを構成する。この結果、ＩＰ変換手段４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。
【００２０】
選択手段５は、静止画撮影時はＩＰ変換手段４の出力を選択し、カメラ信号処理手段６に入力する。カメラ信号処理手段６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。
【００２１】
同期信号発生手段９は、前述のように第１〜３のメモリ手段２、３、８の書き込みおよび読み出し制御信号を発生するとともに、選択手段３の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９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５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。
【００２２】
図４は動画撮影時における同期信号発生手段９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とが考えられる。この様子を図５に示す。
【００２３】
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９から出力される動画・静止画処理期間判別信号を用いて、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９（ａ）に示す。図９（ａ）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。カメラ信号処理手段６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、記録媒体に記録される。
【００２４】
しかし、上記の動作では、静止画が１フィールド期間に２０ラインずつしか処理されないため、静止画だけを処理する場合に比べて処理時間が長くなる。静止画の処理中は静止画撮影を行うことができないため、連写間隔を短くできないなど、システム性能に影響を及ぼす。また当然ながら、必要な処理時間は静止画画素数が多くなるほど長くなるため、静止画画素数が多くなるとこの影響は無視できなくなる
そこで、第２の同期信号の水平同期信号周期を短縮して垂直ブランキング期間を長くする同期変換を行うことが考えられる。これを以下に示す。図６は第１の同期信号に対して第２の同期信号の垂直ブランキング期間を長くする例を示したものである。図６はＮＴＳＣ信号を１３．５ＭＨｚサンプリングで処理する場合について示している。第１の同期信号は一般的な１Ｈ＝８５８Ｔ（Ｔ：処理クロック周期）、１フィールド＝２６２．５Ｈ、フィールド周波数：５９．９４Ｈｚという構成であるとする。ここで第２の同期信号を、フィールド周波数は同一とし、水平ブランキング期間を短縮して１Ｈ*＝７７０Ｔ（Ｈ*：水平走査期間）とすれば、１フィールド＝２９２．５Ｈ*という構成が考えられる。この結果、第２の同期信号の垂直ブランキング期間を第１の同期信号に比べて３０Ｈ長くすることができる。
【００２５】
上記同期変換のイメージを図７に示す。図７（ａ）（ｂ）の白い部分は映像有効期間を示し、１３．５ＭＨｚサンプリングでは水平７２０Ｔ、垂直２４０Ｈである。灰色の部分は水平および垂直ブランキング期間を示す。（ａ）の第１の同期信号水平ブランキング期間は１３８Ｔ、垂直ブランキング期間は２２．５Ｈである。これを映像有効期間はそのままで、（ｂ）の第２の同期信号のように水平ブランキング期間を５０Ｔに短縮して１Ｈ*＝７７０Ｔとすると、１フィールド＝２９２．５Ｈ*となり、垂直ブランキング期間は５２．５Ｈ*とすることができる。この結果、動画と静止画の処理タイミングは図８のように、１フィールド期間に動画２４０ラインと静止画５０ラインを処理できるようになる。静止画は５０ラインずつ分割処理されるため、図９（ｂ）に示すように、９６０ラインから成る静止画を２０分割で処理することが可能になり、静止画処理時間の短縮が実現できる。
【００２６】
ただし、第２の同期信号に同期して処理された動画はそのままではＮＴＳＣのモニタに表示できないため、ＮＴＳＣの正規の同期信号に同期させることが必要になる。図１の第３のメモリ手段８で、第３の同期信号に同期させる必要があるのはこのためである。この場合、第３の同期信号は図６に示す第１の同期信号と同じ構成で良い。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、上記実施の形態では、ＩＰ変換手段４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。
【００３０】
また、上記実施の形態では、動画処理期間を２４０Ｈ、静止画処理期間を２０Ｈまたは５０Ｈ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。
【００３１】
また、上記実施の形態では、同期変換の説明を１３．５ＭＨｚサンプリングを例に説明したが、サンプリング周波数はこの限りでは無く、第１の同期信号と第３の同期信号も同じ構成である必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の撮像装置の構成を示すブロック図
【図２】静止画撮影時のタイミングを示すタイミング図
【図３】ＩＰ変換の動作イメージを示すイメージ図
【図４】動画撮影時のタイミングを示すタイミング図
【図５】動画静止画同時撮影時のタイミングを示すタイミング図
【図６】同期変換の例を示すタイミング図
【図７】同期変換のイメージを示すイメージ図
【図８】同期変換を用いた動画静止画同時撮影時のタイミングを示すタイミング図
【図９】静止画分割処理のイメージを示すイメージ図
【図１０】従来の撮像装置の構成を示すブロック図
【図１１】従来の撮像装置の構成を示すブロック図
【図１２】従来の撮像装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３４】
１    CCD（撮像素子）
２    第１のメモリ手段（第１の記憶手段）
３    第２のメモリ手段（第２の記憶手段）
４    ＩＰ変換手段
５    選択手段
６    カメラ信号処理手段
７    画素数変換手段
８    第３のメモリ手段（第３の記憶手段）
９    同期信号発生手段
【図１】
2005159712.tif 000003
【図２】
2005159712.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005159712.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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