(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域分割型並列読み出し撮像素子から読み出した映像信号を表示するビューファインダ装置であって、
前記領域分割型並列読み出し撮像素子の各撮像領域から並列的に映像信号を読み出す読み出し手段と、
前記並列的に読み出された信号を各撮像領域ごとにフィールド間オフセット空間サブナイキスト標本化する標本化手段と、
前記標本化手段から出力された各撮像領域ごとの標本化データを合成して一枚の映像を形成する合成手段と、
前記合成手段から出力された信号を可視表示する表示手段と
を具備したことを特徴とするビューファインダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のビューファインダ装置において、
前記標本化手段は、前記領域分割型並列読み出し撮像素子の各撮像領域から読み出されたアナログ映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を有することを特徴とするビューファインダ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のビューファインダ装置において、
前記ＡＤ変換器の駆動クロックパルスとして、画素クロックパルスを一つおきに間引いて形成した第１フィールド用クロックパルスおよび第２フィールド用クロックパルスを用いることにより、各撮像領域ごとの前記フィールド間オフセット空間サブナイキスト標本化を行うことを特徴とするビューファインダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビカメラのビューファインダ装置に関するものである。
【０００２】
さらに詳述すると、本発明は、領域分割型並列読み出し撮像素子から読み出した映像信号を表示する新規なビューファインダ装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
一般にテレビカメラのビューファインダ装置には、そのテレビカメラから出力される信号の規格（水平，垂直駆動周波数など）と同じ規格を有する映像信号を表示している。
【０００４】
一方、超高精細撮像を行うための撮像素子として、領域分割型並列読み出し撮像素子が知られている。たとえば、スミス他による論文（C.Smith el al.:“An 8M-CCD for an Ultra High Definition TV Camera”,1999 IEEE Workshop on Charge-Coupled Devices and Advanced Image Sensors,pp.175-178(1999)）には、８００万画素の超高精細撮像素子が発表されている。
【０００５】
図１の１０１は、領域分割型並列読み出し撮像素子を模式的に描いた図である。この領域分割型並列読み出し撮像素子１０１は、撮像面を１６に分割し、それぞれ別の出力チャネルを通じて信号を読み出すものである。このようにすることにより、撮像素子の１出力チャネルあたりの読み出し速度に起因して画素数が制限されることを回避し、複数の出力を合成することにより超高精細撮像が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種の領域分割型並列読み出し撮像素子に対して従来から知られているビューファインダ技術を適用する場合には、全体の撮像出力を合成した後に、ビューファインダ用表示器に表示させることになる。
【０００７】
しかしながら、この種の領域分割型並列読み出し撮像素子を用いたテレビカメラのビューファインダ装置は、未だ実現されていない。
【０００８】
その理由は、▲１▼領域分割型並列読み出し素子からの信号を合成した超高精細映像信号は、データレートが非常に高いので、従来から知られている通常のビューファンダ装置にそのまま適用することは困難であり、▲２▼単に表示画素数を減少させて表示したとしても、ビューファインダ上で被写体の細部を表示させることができなくなるので焦点合わせが不可能になる、といった問題が生じるからである。
【０００９】
特に、多画素カメラにおいてフォーカス合わせが困難となることは、ＮＴＳＣ方式とハイビジョン方式での比較により明らかである。従来方式のビューファインダにおいて、この問題を解決する手法として、空間オフセットサブナイキスト標本化による空間周波数の高域成分を時間周波数へ振り替え、フォーカス合わせの補助とする手法（岡野ほか：「フォーカスインジケーター」、ＴＶ学技報、Vol.11,No.10,pp.1-5,(1987)）が提案されている。しかし、この手法は、簡単な装置構成化ないし手軽な回路構成化という観点からみると、さらに改良の余地があるといえる。
【００１０】
よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、表示画素数を減らした簡易な回路構成にも拘わらず、確実かつ容易な焦点合わせ操作を可能としたビューファインダ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、領域分割型並列読み出し素子を使ったテレビカメラの表示データ量を、フィールド間オフセット空間サブナイキスト標本化することにより減少させると同時に、フィールド間オフセット空間サブナイキスト標本化することでビューファインダ画面の輪郭・縞模様部等に発生するフリッカ（ちらつき）現象を、超高精細テレビカメラのフォーカス合わせに利用することができるようにしている。
【００１２】
すなわち、本発明は、領域分割型並列読み出し撮像素子から読み出した映像信号を表示するビューファインダ装置であって、前記領域分割型並列読み出し撮像素子の各撮像領域から並列的に映像信号を読み出す読み出し手段と、前記並列的に読み出された信号を各撮像領域ごとにフィールド間オフセット空間サブナイキスト標本化する標本化手段と、前記標本化手段から出力された各撮像領域ごとの標本化データを合成して一枚の映像を形成する合成手段と、前記合成手段から出力された信号を可視表示する表示手段とを具備したものである。
【００１３】
ここで、前記標本化手段は、前記領域分割型並列読み出し撮像素子の各撮像領域から読み出されたアナログ映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を有する構成とすることができる。
【００１４】
各撮像領域ごとの前記フィールド間オフセット空間サブナイキスト標本化は、前記ＡＤ変換器の駆動クロックパルスとして、画素クロックパルスを一つおきに間引いて形成した第１フィールド用クロックパルスおよび第２フィールド用クロックパルスを用いることにより行うことが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明を適用したビューファインダ装置を示す回路図である。本図において、１０１は領域ａ〜領域ｐを有する領域分割型並列読み出し撮像素子、１０２ａは領域ａからの出力信号、１０３はＡＤ変換器、１０４はＦＩＦＯ（First-In First-Out）メモリ、１０５はＡＤ変換処理およびメモリ書き込みのためのタイミングパルス発生器（ＴＧＷ）、１０６はメモリ読み出しのためのタイミングパルス発生器（ＴＧＲ）、１０８ａは領域ａの変換された信号、１０８ｂ〜１０８ｐは領域ｂ〜領域ｐの変換された信号、１０９はマルチプレクサ、１１０はマルチプレクサ切り換えのためのタイミングパルス発生器（ＴＧＭ）、１１１はＤＡ変換器、１１２は表示器（ディスプレイ）である。
【００１７】
領域分割型並列読み出し撮像素子１０１は、ここでは垂直方向に２つ、水平方向に８つに分割された、出力数が１６のものとする。それぞれの領域にはａからｐまでの符号を付けてある。各領域ａ〜ｐからの映像出力は並列的に処理されるので、以下の説明では、領域ａからの出力信号１０２ａについて、その処理を述べる。すなわち、マルチプレクサ１０９に入力される残りの信号１０８ｂ〜１０８ｐも、すべて同じ処理を受けるので説明は省略する。
【００１８】
出力信号１０２ａはＡＤ変換器１０３により標本化および量子化され、ＦＩＦＯメモリ１０４に記憶される。その際、図２に示す標本化パターンとなるように、タイミングパルス発生器（ＴＧＷ）１０５は図３に示すタイミングのパルスをＡＤ変換器１０３およびＦＩＦＯメモリ１０４に与える。
【００１９】
ここで、図２の２０１は領域分割型並列読み出し撮像素子８×８画素の標本化構造、２０２は第１フィールドの標本点、２０３は第２フィールドの標本点、２０４は標本化しない点を示す。また、図３において、３０１は垂直同期信号、３０２はＴＧＷ（タイミングパルス発生器１０５）の垂直出力波形、３０３は水平同期信号、３０４はＴＧＷの水平出力波形、３０５は画素クロック（＝システムクロック）、３０６は第１フィールド奇数ライン波形、３０７は第２フィールド奇数ライン波形、３０８は偶数ライン波形である。
【００２０】
これにより、領域ａの信号はフレームメモリであるＦＩＦＯメモリ１０４に蓄えられる。なお、領域分割型並列読み出し撮像素子１０１の領域ａが表示する画像の走査とは逆順に信号を出力する場合は、ＦＩＦＯメモリ１０４をＬＩＦＯ(Last-In First-Out)メモリに替えればよい。
【００２１】
ＦＩＦＯメモリ１０４に蓄えられた信号は次のフレームにおいて、タイミングパルス発生器（ＴＧＲ）１０６により与えられる図４に示すパルスに従い読み出され、信号１０８ａとなる。
【００２２】
ここで、図４の４０１は垂直同期信号、４０２はＴＧＲ（タイミングパルス発生器１０６）の垂直出力波形、４０３は水平同期信号、４０４はＴＧＲの水平出力波形、４０５は画素クロック、４０６はＴＧＲの出力波形である。
【００２３】
他の領域ｂ〜ｐについても、それぞれの領域の画面内での位置に応じたパルスにより読み出され（図４（Ｂ）において破線で示してある）、信号１０８ｂ〜１０８ｐとなる。
【００２４】
これらの信号１０８ａ〜１０８ｐは、マルチプレクサ１０９に並列的に入力される。マルチプレクサ１０９の切り換えタイミングは、図５に示すタイミングを発生するタイミングパルス発生器（ＴＧＭ）１１０により決定される。
【００２５】
ここで、図５の５０１は垂直同期信号、５０２はＴＧＭ（タイミングパルス発生器１１０）の垂直出力波形、５０２ａは領域ａ〜ｈ選択部、５０２ｂは領域ｉ〜ｐ選択部、５０３は水平同期信号、５０４はＴＧＭの水平出力波形、５０４ａは領域ａまたはｉ選択部、５０４ｂは領域ｂまたはｊ選択部、５０４ｃは領域ｃまたはｋ選択部、５０４ｄは領域ｄまたはｌ選択部、５０４ｅは領域ｅまたはｍ選択部、５０４ｆは領域ｆまたはｎ選択部、５０４ｇは領域ｇまたはｏ選択部、５０４ｈは領域ｈまたはｐ選択部である。
【００２６】
マルチプレクサ１０９の出力はＤＡ変換器１１１によりアナログ信号に変換され、表示器（ディスプレイ）１１２に表示される。
【００２７】
本実施形態による効果
以上の動作により、表示器（ディスプレイ）１１２上には、領域分割型並列読み出し撮像素子１０１の出力がフィールド間オフセットサブサンプルされて表示される。これにより、ビューファインダ用表示器の画素数は、テレビカメラの画素数の１／４、信号帯域はテレビカメラから出力される信号の１／８、水平駆動周波数は１／４にすることができる。
【００２８】
また、テレビカメラ信号における空間周波数の高域成分が時間周波数に変換されてフリッカ（ちらつき）となるので、表示されている輪郭・縞模様部分等のちらつきが最大となるようレンズを調節することにより、カメラマンは容易にフォーカス合わせを行うことができる。すなわち、図２に示されている標本点２０２（白丸）と標本点２０３（黒丸）は時間を変えて表示されることになるので、空間的に高い周波数で変化している被写体像は、時間軸でみると違うタイミングで表示されることになる。したがって、高い垂直方向の周波数成分があるときには、それがフリッカとなり、時間軸方向に変化する映像として表示される。フォーカス合わせのためには、高い周波数成分が最大となるように調節すればよいので、カメラマンはビューファインダ（表示器）をのぞきながら、フリッカが最大になるよう調整をすればよい。
【００２９】
また、ビューファインダ（表示器）に表示される映像に時間遅れがあるとカメラマンは操作しにくくなるが、図１に示した本装置の信号遅れは１フィールド分であり、カメラマンの操作性に影響を与えるものではない。すなわち、本装置では、ＦＩＦＯメモリ１０４の書き込み／読み出しに起因して、１フィールド分の遅れが生じるだけである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係るビューファインダ装置よれば、表示画素数を減らした簡易な回路構成にも拘わらず、確実かつ容易な焦点合わせ操作が可能になる。
【００３１】
より具体的に述べるならば、領域分割型並列読み出し撮像素子を用いた超高精細カメラにおいて、撮像素子からの各出力をフィールド間オフセット空間サブナイキスト標本化し、それらを合成することにより、画素数の少ないビューファインダ装置の実現を可能にすると同時に、同標本化によって生じるフリッカを目視することによりフォーカス合わせの補助とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したビューファインダ装置を示す回路図である。
【図２】本ビューファインダ装置に表示する画像の標本点を示す図である。
【図３】撮像素子出力から本ビューファインダ装置に表示する画像を得るためのタイミング（ＡＤ変換およびメモリライト部）を示す図である。
【図４】撮像素子出力から本ビューファインダ装置に表示する画像を得るためのタイミング（メモリリード部）を示す図である。
【図５】撮像素子出力から本ビューファインダ装置に表示する画像を得るためのタイミング（マルチプレクサ部）を示す図である。
【符号の説明】
１０１    領域分割型並列読み出し撮像素子
１０２ａ    領域ａの出力信号
１０３    ＡＤ変換器
１０４    ＦＩＦＯメモリ
１０５    ＡＤ変換処理およびメモリ書き込みのためのタイミングパルス発生器（ＴＧＷ）
１０６    メモリ読み出しのためのタイミングパルス発生器（ＴＧＲ）
１０８ａ〜１０８ｐ    領域ａ〜領域ｐの変換された信号
１０９    マルチプレクサ
１１０    マルチプレクサ切り換えのためのタイミングパルス発生器（ＴＧＭ）
１１１    ＤＡ変換器
１１２    表示器（ディスプレイ）
２０１    撮像素子８×８の標本化構造
２０２    第１フィールドの標本点
２０３    第２フィールドの標本点
２０４    標本化しない点
３０１    垂直同期信号
３０２    ＴＧＷの垂直出力波形
３０３    水平同期信号
３０４    ＴＧＷの水平出力波形
３０５    画素クロック（システムクロック）
３０６    第１フィールド奇数ライン波形
３０７    第２フィールド奇数ライン波形
３０８    偶数ライン波形
４０１    垂直同期信号
４０２    ＴＧＲの垂直出力波形
４０３    水平同期信号
４０４    ＴＧＲの水平出力波形
４０５    画素クロック
４０６    ＴＧＲの出力波形
５０１    垂直同期信号
５０２    ＴＧＭの垂直出力波形
５０２ａ    領域ａ〜ｈ選択部
５０２ｂ    領域ｉ〜ｐ選択部
５０３    水平同期信号
５０４    ＴＧＭの水平出力波形
５０４ａ    領域ａまたはｉ選択部
５０４ｂ    領域ｂまたはｊ選択部
５０４ｃ    領域ｃまたはｋ選択部
５０４ｄ    領域ｄまたはｌ選択部
５０４ｅ    領域ｅまたはｍ選択部
５０４ｆ    領域ｆまたはｎ選択部
５０４ｇ    領域ｇまたはｏ選択部
５０４ｈ    領域ｈまたはｐ選択部
【図１】
0003854455.tif 000002
【図２】
0003854455.tif 000003
【図３】
0003854455.tif 000004
【図４】
0003854455.tif 000005
【図５】
0003854455.tif 000006