【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇ
ｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いて画像を取
込む画像入力装置に関し、特に、取込んだ画像を表示装
置に映出する電子ＯＨＰ（Ｏｖｅｒ−Ｈｅａｄ Ｐｒｏ
ｊｅｃｔｏｒ）システムなどのプレゼンテーションシス
テムにおいて、カラー画像を入力する画像入力装置に関
する。The present invention relates to a CCD (Charge).
The present invention relates to an image input device that captures an image using an e-coupled device, and in particular, an electronic OHP (Over-Head Pro) that projects the captured image on a display device.
The present invention relates to an image input device for inputting a color image in a presentation system such as a projector system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】講演会や会議の場で行なわれるプレゼン
テーションにおいては、従来、光源、透明原稿台、レン
ズ、および反射装置を用いた光学式のＯＨＰ装置が用い
られてきた。しかし、近年、カメラによって撮影した画
像をディスプレイに表示する装置、あるいはカメラによ
って撮影した映像を投影するプロジェクタ装置などを使
って投影する方法がとられるようになってきた。これら
新しい方法は現在のところ、カメラやディスプレイ装置
の解像度の点を考えると光学式に劣る点もある。しか
し、これら新しい装置は原稿を専用の透明シート上に作
成する必要がなく、資料作りが極めて簡単であるという
利点を有する。したがって今後のエリアセンサ素子や、
プロジェクタで使用される液晶デバイスの発展動向によ
っては、十分光学式にとって代わる可能性がある。2. Description of the Related Art Conventionally, an optical OHP device using a light source, a transparent platen, a lens, and a reflecting device has been used in a presentation at a lecture or conference. However, in recent years, a method of projecting using a device that displays an image captured by a camera on a display or a projector device that projects an image captured by a camera has been used. At present, these new methods are inferior to optical systems in view of the resolution of cameras and display devices. However, these new devices have the advantage that the manuscript does not need to be created on a dedicated transparent sheet, and that the material creation is extremely simple. Therefore, future area sensor elements,
Depending on the development trend of the liquid crystal device used in the projector, there is a possibility that the liquid crystal device is sufficiently replaced by the optical type.
【０００３】カラー画像の解像度を決定する最も大きな
因子は、カメラに使用されるＣＣＤ素子である。カラー
画像を取込む際には、２つの方式が考えられる。その１
つは、通常のビデオカメラと同様にカラー用のエリアセ
ンサを用いる場合である。このエリアセンサは、各素子
の上にＹＭＣ色のカラーフィルターがチップボンディン
グされているＣＣＤを含む。これに対し第２の方式は、
モノクロ用のエリアセンサを用いるものである。この方
式においては、エリアセンサの前に、ＹＭＣ色またはＲ
ＧＢ色の３色の色フィルターを有する円板フィルターを
置き、ＣＣＤに入射する光の光路中にこの３色の色フィ
ルターを順次挿入する。これにより、モノクロ用のＣＣ
Ｄに入射する光は、その直前に挿入された色フィルター
を透過した光成分のみになる。したがってこの色信号を
順次Ｒ、Ｇ、Ｂごとに切換えて取込むことにより色信号
を得ることができる。[0003] The biggest factor that determines the resolution of a color image is the CCD device used in the camera. When capturing a color image, two methods are conceivable. Part 1
One is a case where a color area sensor is used similarly to a normal video camera. This area sensor includes a CCD in which a YMC color filter is chip-bonded on each element. In contrast, the second method is
A monochrome area sensor is used. In this method, the YMC color or R
A disk filter having three color filters of GB is placed, and these three color filters are sequentially inserted into the optical path of light incident on the CCD. With this, CC for monochrome
The light incident on D is only the light component transmitted through the color filter inserted immediately before D. Therefore, a color signal can be obtained by sequentially switching the color signals for each of R, G and B.
【０００４】第１の方法と第２の方法を比較した場合、
ＣＣＤの画素数が同一であれば、後者の方が解像度が優
れていることは自明である。なぜならば、前者の場合に
は得られる映像の１画素はＣＣＤの４画素によって構成
されるのに対し、後者の場合には得られる映像の１画素
はＣＣＤの１画素から得られる信号そのままだからであ
る。また、色再現性の点でも後者が優位である。なぜな
らば、前者の場合には１画素の色がその画素を構成する
ＣＣＤの４画素の混合であり、途中に複雑な色分離操作
が必要であるのに対して、後者の場合にはそうした色分
離処理は不要で、直接ＲＧＢの色信号を得ることができ
るからである。When the first method is compared with the second method,
If the number of pixels of the CCD is the same, it is obvious that the latter has better resolution. This is because, in the former case, one pixel of the obtained image is constituted by four pixels of the CCD, whereas in the latter case, one pixel of the obtained image is a signal obtained from one pixel of the CCD as it is. is there. The latter is also superior in color reproducibility. This is because, in the former case, the color of one pixel is a mixture of the four pixels of the CCD constituting the pixel, and a complicated color separation operation is required on the way, whereas in the latter case, such a color is used. This is because a separation process is not required and RGB color signals can be directly obtained.
【０００５】後者の方法を実現する方式として、２つの
方式が考えられている。第１の方式は、３色の色フィル
ターによって色分けされた円板フィルターをＣＣＤの受
光面上に挿入し、その円板フィルターを回転させる方式
である。第２の方式は、入射された被写体からの入射光
をプリズムで分け、分けられた各光路中に単色のフィル
ターをそれぞれ挿入し、それぞれのフィルターを通過し
た光を３枚のモノクロ用エリアセンサで取込む方式であ
る。この場合、単色のフィルターを３枚ではなく２枚し
か用いない方式もある。しかし、後者の場合は装置に機
械的精度が要求されること、必要なＣＣＤ素子も３個と
多く、量産化には不向きであることなどのため一般的に
は用いられない。[0005] Two methods have been considered as methods for realizing the latter method. The first method is a method in which a disc filter color-coded by three color filters is inserted on the light receiving surface of the CCD, and the disc filter is rotated. In the second method, the incident light from the subject is divided by a prism, a monochromatic filter is inserted in each of the divided optical paths, and the light passing through each filter is separated by three monochrome area sensors. It is a method of taking in. In this case, there is a method using only two filters of a single color instead of three filters. However, in the latter case, it is not generally used because mechanical accuracy is required for the device and the number of required CCD elements is as large as three, which is not suitable for mass production.
【０００６】これらの点から、講演会や会議の場におけ
るプレゼンテーションなど、比較的動きの少ない物体の
撮影のみに用いられるカメラにおいては、１つのＣＣＤ
素子と、３色に色分けされた色フィルターを有する円板
フィルターとを用い、円板フィルターをＣＣＤへの入射
光路中に挿入して回転させ、ＣＣＤからの出力を順次
Ｒ、Ｇ、Ｂごとに取込む方式が有利である。画像処理用
の入力装置や探査装置に搭載されるカメラなどにおい
て、この方式が採用されている。なお、このように回転
円板により比較的動きの少ない物体の画像を順次取込む
方式については、たとえば特公昭３９−５２７５号、実
公昭３９−１６７２２号の記載事項より公知である。[0006] From these points, in a camera used only for photographing an object with relatively little motion, such as a presentation at a lecture or a conference, one CCD is used.
Using a device and a disk filter having color filters classified into three colors, the disk filter is inserted into the optical path of incidence to the CCD and rotated, and the output from the CCD is sequentially output for each of R, G, and B. An uptake scheme is advantageous. This method is employed in an input device for image processing, a camera mounted on a search device, and the like. Such a method of sequentially capturing images of an object having relatively little motion by a rotating disk is known from, for example, Japanese Patent Publication No. 39-5275 and Japanese Utility Model Publication No. 39-16722.
【０００７】図１２は順次取込方式による従来の画像入
力装置（カメラ）のブロック図である。図１１は、図１
２に示される従来の画像入力装置において用いられる円
板フィルターおよび円板フィルターとＣＣＤとの、撮影
時の位置関係を模式的に示す。FIG. 12 is a block diagram of a conventional image input apparatus (camera) using a sequential capture method. FIG.
2 schematically shows a disk filter used in the conventional image input device shown in FIG. 2 and a positional relationship between the disk filter and the CCD during photographing.
【０００８】図１２を参照して、従来の画像入力装置は
レンズ１０と、レンズ１０の結像面上に受光面が配置さ
れたモノクロＣＣＤ５６と、モノクロＣＣＤ５６から出
力される信号を増幅するためのアンプ１６と、アンプ１
６の出力する信号をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉ
ｇｉｔａｌ）変換するためのＡ／Ｄ変換器１８とを含
む。レンズ１０とモノクロＣＣＤ５６との間には３色の
色フィルターＲ、Ｂ、Ｇを有する円板フィルター１２が
配置されており、円板フィルター１２はモノクロＣＣＤ
５６の垂直同期信号周期（Ｖ周期）に同期して、９Ｖ
（垂直周期）で回転するようになっている。したがって
モノクロＣＣＤ５６の出力する信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂの色
信号が順次交替的に現われるものとなっている。Referring to FIG. 12, a conventional image input device includes a lens 10, a monochrome CCD 56 having a light receiving surface disposed on an image forming surface of the lens 10, and an amplifying signal output from the monochrome CCD 56. Amplifier 16 and Amplifier 1
6 is A / D (Analog-to-Di)
and an A / D converter 18 for conversion. A disc filter 12 having three color filters R, B, and G is disposed between the lens 10 and the monochrome CCD 56. The disc filter 12 is a monochrome CCD.
9V in synchronization with 56 vertical synchronization signal cycles (V cycles)
(Vertical cycle). Therefore, the signal output from the monochrome CCD 56 is such that the R, G, and B color signals appear alternately and sequentially.
【０００９】画像入力装置はさらに、入力がＡ／Ｄ変換
器１８の出力に接続され、外部から与えられる３Ｖ周期
の制御信号に応答して、Ａ／Ｄ変換器１８の出力を３つ
の出力端子に順次切換えて出力するためのスイッチ２０
と、それぞれスイッチ２０の３つの出力端子の１つに接
続され、Ａ／Ｄ変換器１８から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの
デジタル画像信号を格納するためのメモリ２２Ｒ、２２
Ｇ、２２Ｂと、それぞれメモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ
の出力に接続され、各メモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの
出力するデジタル信号をＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ
−Ａｎａｌｏｇ）変換するためのＤ／Ａ変換器２４Ｒ、
２４Ｇ、２４Ｂと、Ｄ／Ａ変換器２４Ｒ、２４Ｇ、２４
Ｂの出力するアナログの色信号をエンコードして輝度信
号Ｙ、クロマ信号Ｃとして出力するためのエンコーダ２
６と、エンコーダ２６の出力する輝度信号Ｙとクロマ信
号Ｃとをミックスしてビデオ信号として出力するための
混合回路２８とを含む。The image input device further has an input connected to the output of the A / D converter 18 and outputs the output of the A / D converter 18 to three output terminals in response to an externally applied control signal having a cycle of 3 V. Switch 20 for sequentially switching and outputting
And memories 22R and 22 respectively connected to one of three output terminals of the switch 20 and storing R, G, and B digital image signals output from the A / D converter 18.
G, 22B and memories 22R, 22G, 22B, respectively.
And outputs the digital signal output from each of the memories 22R, 22G, and 22B to a digital-to-digital (D / A)
D / A converter 24R for performing (Analog) conversion;
24G, 24B and D / A converters 24R, 24G, 24
An encoder 2 for encoding the analog color signal output from B and outputting it as a luminance signal Y and a chroma signal C
6 and a mixing circuit 28 for mixing the luminance signal Y and the chroma signal C output from the encoder 26 and outputting the mixed signal as a video signal.
【００１０】図１２は、回転する円板フィルター１２の
各色フィルター１２Ｒ、１２Ｇ、１２ＢとＣＣＤ５６と
の、回転中における位置関係を模式的に示す。図１１に
おいては、わかりやすくするために、円板フィルター１
２を固定し、ＣＣＤ５６が回転した形として図示してい
る。図１１を参照して、円板フィルターの各色フィルタ
ー１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの各々において、第１フィー
ルドと第２フィールドとが続いて取込まれた後、次のフ
ィールド（第１フィールド）は、色間の移動期間とな
る。この間にＣＣＤから出力される信号は色信号として
用いられず、捨てられる。したがって各色につき３Ｖ
（垂直周期）だけの期間を要する。FIG. 12 schematically shows the positional relationship between the color filters 12R, 12G, 12B of the rotating disk filter 12 and the CCD 56 during rotation. In FIG. 11, the disc filter 1
2 is shown as fixed, and the CCD 56 is rotated. Referring to FIG. 11, in each of the color filters 12R, 12G, and 12B of the disk filter, after the first field and the second field are successively captured, the next field (first field) is a color field. It is a transfer period between. During this time, the signal output from the CCD is not used as a color signal and is discarded. Therefore 3V for each color
(Vertical cycle).
【００１１】図１１において、各色フィルター１２Ｒ、
１２Ｇ、１２Ｂの間には、黒色の帯が設けられており、
そのうち色フィルター１２Ｇと色フィルター１２Ｂとの
間の黒帯が他の２カ所よりも特に太い幅を有する。図１
２には示されていないが、フォトインタラプタによって
この帯がフォトインタラプタの前を通過した時点を検出
することにより、回転フィルター１２の回転位置を検出
し、回転フィルター１２の回転速度が補正されている。In FIG. 11, each color filter 12R,
A black band is provided between 12G and 12B,
Among them, the black band between the color filter 12G and the color filter 12B has a width particularly larger than the other two places. FIG.
Although not shown in FIG. 2, the rotation position of the rotary filter 12 is detected by detecting the time when this band passes in front of the photo interrupter by the photo interrupter, and the rotation speed of the rotary filter 12 is corrected. .
【００１２】図１３は、上述のフォトインタラプタの出
力と、ＣＣＤ５６の垂直同期信号との関係を模式的に示
すタイミングチャートである。図１３を参照して、太い
黒帯が通過するときに出力されるフォトインタラプタ出
力パルスＰ０の後、他の２カ所の黒帯を検出したときの
フォトインタラプタ出力パルスＰ１、Ｐ２がそれぞれ出
力される。そして２つのフォトインタラプタ出力パルス
の間に、３つの垂直同期信号が入るように回転フィルタ
ー１２の回転速度が補正されている。FIG. 13 is a timing chart schematically showing the relationship between the output of the photo interrupter and the vertical synchronizing signal of the CCD 56. Referring to FIG. 13, after a photointerrupter output pulse P0 output when a thick black band passes, photointerrupter output pulses P1 and P2 when two other black bands are detected are output, respectively. . The rotation speed of the rotation filter 12 is corrected so that three vertical synchronizing signals enter between two photointerrupter output pulses.
【００１３】図１４は、モノクロＣＣＤ５６から出力さ
れる映像信号とフォトインタラプタ出力との関係を示す
タイミングチャートである。図１４（ｂ）にはフォトイ
ンタラプタ出力（パルスＰ０、Ｐ１、Ｐ２）が示されて
いる。図１４（ａ）において、各波形内に示されている
記号（Ｇ１、Ｇ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｂ１、Ｂ２）はそれぞ
れ、緑色の第１、第２フィールド、赤色の第１、第２フ
ィールド、青色の第１、第２フィールドをそれぞれ表わ
している。図１４（ａ）に示されるように、緑色の２フ
ィールド分の信号と赤色の２フィールド分の信号との間
には１フィールド分の信号５８ｂが出力されている。し
かしこの信号はちょうどＣＣＤが黒帯上を通過している
ときの信号であるため、捨てられている。他の信号５８
ａ、５８ｃ、５８ｄについても同様である。FIG. 14 is a timing chart showing the relationship between the video signal output from the monochrome CCD 56 and the output of the photo interrupter. FIG. 14B shows the photointerrupter outputs (pulses P0, P1, and P2). In FIG. 14A, symbols (G1, G2, R1, R2, B1, B2) shown in each waveform are green first and second fields, red first and second fields, respectively. The blue and blue fields are respectively shown. As shown in FIG. 14A, a signal 58b for one field is output between a signal for two green fields and a signal for two red fields. However, since this signal is just a signal when the CCD is passing over the black band, it is discarded. Other signals 58
The same applies to a, 58c and 58d.
【００１４】図１４に示される各信号Ｇ１、Ｇ２、Ｒ
１、Ｒ２、Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ、図１２に示されるメ
モリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに順次格納され、同時に読
出されてＤ／Ａ変換器２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂを経てア
ナログ信号に変換され、エンコーダ２６、混合回路２８
によってカラービデオ信号に変換される。Each signal G1, G2, R shown in FIG.
1, R2, B1, and B2 are sequentially stored in memories 22R, 22G, and 22B shown in FIG. 12, read out at the same time, converted into analog signals via D / A converters 24R, 24G, and 24B. , Mixing circuit 28
Is converted into a color video signal.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
画像入力装置においては、１フレーム分の画像が揃うの
に９Ｖ（約０．１５秒）の期間を要する。そのため画像
取込中に被写体が移動されると、原色のずれた画像とな
って表示されることになり、画像を損う。特にプレゼン
テーションなどにおいては、指し棒を使う場合が多く、
指し棒は移動が激しいためこのような見苦しい表示が多
くなるおそれがある。このような欠点を補うためには、
１フレームの画像を取込む時間をより短くする必要があ
る。However, in the above-described conventional image input device, it takes 9 V (about 0.15 seconds) to complete the image for one frame. Therefore, if the subject is moved during image capturing, the image will be displayed as an image with the primary colors shifted, and the image will be damaged. Particularly in presentations, etc., the stick is often used,
Since the pointing rod moves rapidly, such an unsightly display may increase. To make up for these shortcomings,
It is necessary to shorten the time for capturing one frame of image.
【００１６】それゆえにこの発明の目的は、従来よりも
短い時間で１フレーム分の３原色分の画像を取込むこと
ができる画像入力装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image input apparatus capable of capturing one frame of an image for three primary colors in a shorter time than in the prior art.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明に係る画像入力
装置は、被写体からの入射光を集光して所定の結像面上
に光学像を結ばせるための光学系と、結像面上に配置さ
れた受光面を有する固体撮像素子と、円盤状であり、互
いに異なる３色の色フィルターが各々扇型領域に形成さ
れ、前記扇型領域の境界線が前記結像面の長方形領域の
長辺と平行な位置で通過するように配置され、予め定め
る中心軸のまわりに回転可能で、回転とともに３色の色
フィルターのそれぞれにより、固体撮像素子の受光面上
に入射する光の光路を順次交替的に完全に覆うことが可
能なように配置されたフィルター板と、フィルター板の
近傍に配置され、フィルター板上の３色の色フィルター
の境界のうちの予め定める１つが通過するのを検出して
検出信号を出力するための検出手段と、検出信号および
固体撮像素子の垂直同期信号に基づいて、フィルター板
を固体撮像素子の垂直周期の３の倍数である整数倍の回
転周期で中心軸のまわりに回転させるとともに、検出信
号が固体撮像素子の垂直帰線期間内に入るようにフィル
ター板の回転を補正するためのフィルター板回転手段
と、３つの出力端子を有し、回転位置検出信号および固
体撮像素子の垂直同期信号に応答して、固体撮像素子の
出力信号を、連続する２つの検出信号の間に、出力端子
のすべてに順次切換えて出力することにより、固体撮像
素子の出力信号のすべてをフィルター板の各色フィルタ
ーに対応した３つの色信号に分解するための色分解手段
とを含むことを特徴とする。An image input apparatus according to the present invention comprises: an optical system for condensing incident light from a subject to form an optical image on a predetermined image forming surface; A solid-state imaging device having a light receiving surface disposed in a circular shape, and three color filters different from each other are formed in a fan-shaped region, and a boundary of the fan-shaped region is defined by a rectangular region of the imaging surface. It is arranged so as to pass at a position parallel to the long side, is rotatable around a predetermined central axis, and rotates the light path of light incident on the light receiving surface of the solid-state imaging device by each of the three color filters with rotation. A filter plate arranged so as to be able to completely cover the filter in turn, and a predetermined one of the boundaries of the three color filters on the filter plate, which is arranged near the filter plate, passes through the filter plate. Detect and output detection signal Based on the detection means for the detection signal and the vertical synchronization signal of the solid-state imaging device, while rotating the filter plate around the central axis at a rotation period of an integral multiple of 3 times the vertical period of the solid-state imaging device, A filter plate rotating means for correcting the rotation of the filter plate so that the detection signal falls within the vertical retrace period of the solid-state imaging device; and three output terminals; a rotation position detection signal and vertical synchronization of the solid-state imaging device. In response to the signal, the output signal of the solid-state imaging device is sequentially switched to all of the output terminals between two consecutive detection signals and output, so thatall of the output signals of the solid-state imaging device are output to each color of the filter plate. Color separation means for separating the color signals into three color signals corresponding to the filters.
【００１８】[0018]
【作用】この発明に係る画像入力装置においては、フィ
ルター板上の色フィルターの境界のうちの予め定める１
つが検出手段上を通過すると、検出手段により検出信号
が出力される。フィルター板の回転は、検出信号と固体
撮像素子の垂直同期信号に基づいて、フィルター板の回
転周期が固体撮像素子の垂直周期の３の倍数である整数
倍となるように、かつ検出信号が垂直帰線期間に入るよ
うに調整される。さらに色分解手段は、検出信号および
垂直同期信号に応答して、２つの連続する検出信号の間
に撮像素子が出力した信号を、３つの出力端子に、順次
切換えて出力する。これにより、撮像素子の出力信号は
すべて３色の色信号のいずれかに分解され、従来のよう
に移動期間として捨てられる信号はない。In the image input apparatus according to the present invention, the predetermined one of the boundaries of the color filters on the filter plate is determined.
When one passes over the detecting means, the detecting means outputs a detection signal. The rotation of the filter plate is performed based on the detection signal and the vertical synchronization signal of the solid-state imaging device so that the rotation period of the filter plate becomes an integral multiple that is a multiple of 3 of the vertical period of the solid-state imaging device, and the detection signal is vertical. Adjusted to enter the retrace interval. Further, in response to the detection signal and the vertical synchronizing signal, the color separation means sequentially switches and outputs the signals output by the image sensor between two consecutive detection signals to three output terminals. As a result, all the output signals of the image sensor are decomposed into one of the three color signals, and there is no signal discarded as the moving period as in the related art.
【００１９】[0019]
【実施例】図２は、本発明に係る画像入力装置のブロッ
ク図であり、図１は図２に示される画像入力装置に用い
られる色フィルターおよびＣＣＤ撮像素子の位置関係を
示す。図２を参照して、この発明の一実施例に係る画像
入力装置は、光学系の一例としてのレンズ１０と、レン
ズ１０の受光面上に配置され、被写体の工学像を光電変
換により電気信号に変換するための固体撮像素子の一例
としてのモノクロＣＣＤ１４と、レンズ１０とモノクロ
ＣＣＤ１４との間に配置され、３つの色フィルター１２
Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ（図１（ｂ）参照）を有する、フィ
ルター板の一例としての回転フィルター１２と、モノク
ロＣＣＤ１４の出力する信号を増幅するためのアンプ１
６と、アンプ１６の出力する画像信号をＡ／Ｄ変換する
ためのＡ／Ｄ変換器１８と、入力がＡ／Ｄ変換器１８の
出力に接続され、外部から与えられるモノクロＣＣＤ１
４の垂直同期信号に同期してＡ／Ｄ変換器１８の出力を
３つの出力に切換えて与えるためのスイッチ２０と、そ
れぞれ入力がスイッチ２０の３つの出力に接続され、Ａ
／Ｄ変換器１８から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの色信号を２
フィールド分格納するためのメモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２
２Ｂと、それぞれ入力がメモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ
の出力に接続され、メモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから
同時に読出されるデジタルの映像信号をアナログ信号に
変換するためのＤ／Ａ変換器２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ
と、Ｄ／Ａ変換器２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂから与えられ
るアナログの各色映像信号をエンコードし、輝度信号Ｙ
およびクロマ信号Ｃとして出力するためのエンコーダ２
６と、エンコーダ２６の出力する輝度信号Ｙおよびクロ
マ信号Ｃを混合してカラービデオ信号として出力するた
めの混合回路２８とを含む。FIG. 2 is a block diagram of an image input device according to the present invention, and FIG. 1 shows a positional relationship between a color filter and a CCD image sensor used in the image input device shown in FIG. Referring to FIG. 2, an image input apparatus according to an embodiment of the present invention includes a lens 10 as an example of an optical system, and is disposed on a light receiving surface of lens 10, and converts an engineering image of a subject into an electric signal by photoelectric conversion. A monochrome CCD 14 as an example of a solid-state imaging device for converting the image into a color image, and three color filters 12 disposed between the lens 10 and the monochrome CCD 14.
R, 12G, and 12B (see FIG. 1B), a rotary filter 12 as an example of a filter plate, and an amplifier 1 for amplifying a signal output from the monochrome CCD 14.
6, an A / D converter 18 for A / D converting an image signal output from the amplifier 16, and a monochrome CCD 1 whose input is connected to the output of the A / D converter 18 and which is externally supplied.
A switch 20 for switching the output of the A / D converter 18 to three outputs in synchronization with the vertical synchronizing signal of No. 4 and providing the outputs to the three outputs of the switch 20.
The R, G, and B color signals output from the
Memories 22R, 22G, 2 for storing fields
2B, and the inputs are memories 22R, 22G, and 22B, respectively.
And D / A converters 24R, 24G, 24B for converting digital video signals read simultaneously from the memories 22R, 22G, 22B into analog signals.
And encodes each analog color video signal provided from the D / A converters 24R, 24G, and 24B, and outputs a luminance signal Y
And encoder 2 for outputting as chroma signal C
6 and a mixing circuit 28 for mixing the luminance signal Y and the chroma signal C output from the encoder 26 and outputting the mixed signal as a color video signal.
【００２０】この画像入力装置はさらに、モノクロＣＣ
Ｄ１４に与えるＣＣＤ駆動信号４６やクロック信号ＣＬ
Ｋ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ
を出力するためのＣＣＤ用ＳＳＧ（同期信号生成回路）
３０と、回転フィルター１２の近傍に設けられ、回転フ
ィルター１２の色フィルター１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの
境界の黒帯を検出して境界検出信号を出力するためのフ
ォトインタラプタ３２と、フォトインタラプタ３２の出
力が接続されるデータバス３８と、データバス３８に接
続され、画像入力装置各部の動作を制御するためのＣＰ
Ｕ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉ
ｔ）３６と、ＣＰＵ３６に接続されるとともに、１／２
ＣＬＫ、Ｈｓｙｎｃ、Ｖｓｙｎｃが与えられるアドレス
バス４０と、ＣＣＤ用ＳＳＧ３０からＨｓｙｎｃおよび
Ｙｓｙｎｃを受け、現在処理中のフィールドが第１フィ
ールドか第２フィールドかを判定して判定信号をデータ
バス３８を介してＣＰＵ３６に与えるためのフィールド
判定回路４４と、データバス３８を介してＣＰＵ３６に
よって制御され、回転フィルター１２を回転させるモー
タＭ３４を駆動するためのモータドライバ４２とを含
む。The image input device further includes a monochrome CC
CCD drive signal 46 and clock signal CL applied to D14
K, horizontal synchronization signal Hsync, vertical synchronization signal Vsync
SSG (synchronous signal generation circuit) for outputting CCD
A photo interrupter 32 provided near the rotary filter 12 for detecting a black band at the boundary between the color filters 12R, 12G, and 12B of the rotary filter 12 and outputting a boundary detection signal; and an output of the photo interrupter 32 And a CP connected to the data bus 38 for controlling the operation of each section of the image input device.
U (Central Processing Uni)
t) 36, connected to CPU 36, and
CLK, Hsync, and Vsync are supplied to the address bus 40, and Hsync and Ysync are received from the SSG 30 for CCD, and it is determined whether the field currently being processed is the first field or the second field, and a determination signal is transmitted via the data bus 38. A field determination circuit 44 to be provided to the CPU 36 and a motor driver 42 controlled by the CPU 36 via the data bus 38 to drive the motor M34 for rotating the rotary filter 12 are included.
【００２１】これらのうち、フォトインタラプタ３２が
検出手段に相当し、フィルター板回転手段は、モータド
ライバ４２、モータ３４およびＣＰＵ３６で実行される
制御プログラムの一部が相当する。また、色分解手段と
してはスイッチ２０およびＣＰＵ３６の制御プログラム
の該当部分が相当する。Of these, the photo interrupter 32 corresponds to the detecting means, and the filter plate rotating means corresponds to a part of the control program executed by the motor driver 42, the motor 34 and the CPU 36. The switch 20 and the corresponding part of the control program of the CPU 36 correspond to the color separation means.
【００２２】図５は、回転フィルター１２の模式的平面
図である。図５を参照して、回転フィルター１２には、
３つの色フィルター１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが設けられ
ている。各色フィルターは、回転フィルター１２の中心
を共有して３つの扇形となるように回転フィルター１２
を分割している。各色フィルター１２Ｒ、１２Ｇ、１２
Ｂは、図５に示されるように、中心軸１２０度の扇形を
なしている。青色フィルター１２Ｂと緑色フィルター１
２Ｇとの間には、幅２ｄの黒帯５０が設けられている。
一方、緑色フィルター１２Ｇと赤色フィルター１２Ｒの
間および赤色フィルター１２Ｒと青色フィルター１２Ｂ
との間の境界には、それぞれ幅ｄの黒帯５２、５４が設
けられている。フォトインタラプタ３２は、これら黒帯
５０〜５４がフォトインタラプタ３２の直前を通過する
ときに、検出信号を出力する。この検出信号は、各黒帯
５０〜５４の幅に対応したパルス幅を有するパルスであ
る。したがって、この検出信号のパルス幅を調べること
により、フォトインタラプタ３２前を通過した黒帯が黒
帯５０であるか、黒帯５２、５４のいずれかであるかを
知ることができる。FIG. 5 is a schematic plan view of the rotary filter 12. Referring to FIG. 5, the rotary filter 12 includes:
Three color filters 12R, 12G, and 12B are provided. Each color filter shares the center of the rotation filter 12 so that the rotation filter 12
Is divided. Each color filter 12R, 12G, 12
B has a sector shape having a central axis of 120 degrees as shown in FIG. Blue filter 12B and green filter 1
A black band 50 having a width of 2d is provided between the black belt 50 and 2G.
On the other hand, between the green filter 12G and the red filter 12R, and between the red filter 12R and the blue filter 12B.
Are provided with black bands 52 and 54 each having a width d. The photo interrupter 32 outputs a detection signal when these black bands 50 to 54 pass immediately before the photo interrupter 32. This detection signal is a pulse having a pulse width corresponding to the width of each of the black bands 50 to 54. Therefore, by examining the pulse width of this detection signal, it is possible to know whether the black band that passed in front of the photointerrupter 32 is the black band 50 or any of the black bands 52 and 54.
【００２３】図１（ｂ）には、モノクロＣＣＤ１４と色
フィルター１２の回転中における位置関係が模式的に示
されている。図１（ｂ）においては、簡単のために、回
転フィルター１２ではなく、ＣＣＤ１４が回転している
ように示されている。図１（ｂ）を参照して、ＣＣＤ１
４は、その撮像面の前縁が各色フィルターの境界と平行
となって横切るように配置されている。さらに図１
（ｂ）のＩ部分が図１（ａ）に拡大して示されている。
図１（ａ）を参照して、ＣＣＤ１４は、従来と異なり、
垂直走査方向が円板の回転方向と一致する方向となり、
水平走査方向が円板フィルター１２の周囲から円板フィ
ルター１２の中心方向に向く方向と平行になるように配
置されている。従来のような配置を「横型」というもの
とすれば、図１（ａ）に示される配置は「縦型」と呼ぶ
ことができる。FIG. 1B schematically shows the positional relationship between the monochrome CCD 14 and the color filter 12 during rotation. In FIG. 1B, for the sake of simplicity, not the rotary filter 12 but the CCD 14 is shown as rotating. With reference to FIG.
Numeral 4 is arranged so that the leading edge of the imaging plane is parallel to and crosses the boundary of each color filter. Further FIG.
FIG. 1A is an enlarged view of a portion I in FIG.
Referring to FIG. 1A, the CCD 14 is different from the related art,
The vertical scanning direction is the direction that matches the rotating direction of the disk,
It is arranged so that the horizontal scanning direction is parallel to the direction from the periphery of the disc filter 12 to the center of the disc filter 12. If the conventional arrangement is called “horizontal type”, the arrangement shown in FIG. 1A can be called “vertical type”.
【００２４】図３は、図２に示されるフィールド判定回
路４４のより詳細なブロック図である。図３を参照し
て、フィールド判定回路４はＤ端子にＨｓｙｎｃが、Ｃ
Ｋ端子にＶｓｙｎｃがそれぞれ与えられ、出力Ｑがデー
タバス３８に接続されたＤ−フリップフロップ（ＦＦ）
４８を含む。FIG. 3 is a more detailed block diagram of the field determination circuit 44 shown in FIG. Referring to FIG. 3, field determination circuit 4 has Hsync at D terminal and C at C terminal.
Vsync is applied to the K terminal, and the output Q is connected to a D-flip-flop (FF) connected to the data bus 38.
48.
【００２５】Ｄ−ＦＦ４８の動作を、図４を参照して説
明する。図４（ａ）、（ｂ）を参照して、Ｈｓｙｎｃお
よびＶｓｙｎｃは、第１フィールドと第２フィールドと
で１／２Ｈずれる。Ｄ−ＦＦ４８は、Ｖｓｙｎｃの立上
がりエッジで規定されるタイミングでＨｓｙｎｃの値を
取込み、出力Ｑに取込んだ値を出力する。したがって、
図４（ｃ）に示されるように、Ｄ−ＦＦ４８の出力Ｑ
は、第１フィールドにおいてはハイレベル、第２フィー
ルドにおいてはローレベルとなる。ＣＰＵ３６は、デー
タバス３８を介してＤ−ＦＦ４８の出力Ｑがハイレベル
であるかローレベルであるかを知ることにより、処理中
の信号が第１フィールドのものであるか、第２フィール
ドのものであるかを判別することができる。The operation of the D-FF 48 will be described with reference to FIG. Referring to FIGS. 4A and 4B, Hsync and Vsync are shifted by 1 / 2H between the first field and the second field. The D-FF 48 takes in the value of Hsync at the timing defined by the rising edge of Vsync, and outputs the taken value to the output Q. Therefore,
As shown in FIG. 4C, the output Q of the D-FF 48
Is at a high level in the first field and at a low level in the second field. The CPU 36 knows whether the output Q of the D-FF 48 is at a high level or a low level via the data bus 38, and determines whether the signal being processed is of the first field or of the second field. Can be determined.
【００２６】図１〜図５を参照して、この画像入力装置
は次の様に動作する。レンズ１０は被写体からの入射光
を集光して結像面上に被写体の光学像を結ばせる。この
とき回転フィルター１２は、モータ３４によって回転し
ており、したがって、モノクロＣＣＤ１４の受光面上に
入射する光は、回転フィルター１２の色フィルター１２
Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのいずれかを通過した光である。モ
ノクロＣＣＤ１４は、光学像を光電変換により電気信号
に変換してアンプ１６に与える。アンプ１６はモノクロ
ＣＣＤ１４の出力を増幅してＡ／Ｄ変換器１８に与え
る。Ａ／Ｄ変換器１８はアンプ１６の出力するアナログ
信号をデジタル信号に変換し、スイッチ２０の入力に与
える。スイッチ２０には、データバス３８を介してＶ周
期の制御信号が与えられており、スイッチ２０はこの制
御信号に応答して１Ｖ単位かつ３Ｖ周期でＡ／Ｄ変換器
１８の出力をメモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂのいずれか
に順次切換えて与える。各メモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２
Ｂは、スイッチ２０から与えられる、各色フィルター１
２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを通過した光線により形成される
光学像が変換された１フィールド分の電気信号をそれぞ
れ格納する。各メモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、格納
した１フィールド分の映像信号をそれぞれＤ／Ａ変換器
２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂに出力し、各Ｄ／Ａ変換器２４
Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂはこのデジタル信号をアナログ信号
に変換してエンコーダ２６に与える。エンコーダ２６
は、入力される信号をエンコードして輝度信号Ｙおよび
クロマ信号Ｃとして混合回路２８に与える。混合回路２
８は輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃとを混合してカラービデ
オ信号として出力する。Referring to FIGS. 1 to 5, this image input apparatus operates as follows. The lens 10 condenses incident light from the subject and forms an optical image of the subject on the image plane. At this time, the rotary filter 12 is being rotated by the motor 34, so that light incident on the light receiving surface of the monochrome CCD 14 is
This is light that has passed through any of R, 12G, and 12B. The monochrome CCD 14 converts the optical image into an electric signal by photoelectric conversion and supplies the electric signal to the amplifier 16. The amplifier 16 amplifies the output of the monochrome CCD 14 and supplies it to the A / D converter 18. The A / D converter 18 converts an analog signal output from the amplifier 16 into a digital signal and supplies the digital signal to an input of the switch 20. The switch 20 is supplied with a control signal having a V cycle via a data bus 38. In response to this control signal, the switch 20 outputs the output of the A / D converter 18 in units of 1V and in a 3V cycle to the memory 22R, 22G and 22B are sequentially supplied. Each memory 22R, 22G, 22
B is a color filter 1 provided from the switch 20.
One-field electrical signals obtained by converting an optical image formed by light beams passing through 2R, 12G, and 12B are stored. The memories 22R, 22G, and 22B output the stored video signals for one field to the D / A converters 24R, 24G, and 24B, respectively.
R, 24G, and 24B convert the digital signal into an analog signal and supply the analog signal to the encoder 26. Encoder 26
Encodes the input signal and supplies it to the mixing circuit 28 as a luminance signal Y and a chroma signal C. Mixing circuit 2
Numeral 8 mixes the luminance signal Y and the chroma signal C and outputs them as a color video signal.
【００２７】この間、ＣＣＤ用ＳＳＧ３０はクロック信
号ＣＬＫ、Ｈｓｙｎｃ、Ｖｓｙｎｃ、ＣＣＤ駆動信号４
６をそれぞれ出力している。フォトインタラプタ３２
は、回転フィールド１２の黒帯５０〜５４がその直前を
通過したことを検知して検知信号を出力する。フィール
ド判定回路４４は、図４に示される原理に従って、現在
処理中のフィールドが第１フィールドであるか第２フィ
ールドであるかを示す信号をデータバス３８に与える。
ＣＰＵ３６は、これら各信号に従って、以下に示すよう
なプログラムに従ってモータ３４、アンプ１６、スイッ
チ２０、メモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを制御する。以
下、ＣＰＵ３６によって実行されるプログラムの構造
を、図６および図７に示されるフローチャートに従って
説明する。During this time, the SSG 30 for the CCD receives the clock signals CLK, Hsync, Vsync, the CCD drive signal 4
6 are output. Photo interrupter 32
Detects that the black belts 50 to 54 of the rotating field 12 have passed immediately before, and outputs a detection signal. The field determination circuit 44 supplies a signal indicating whether the field currently being processed is the first field or the second field to the data bus 38 in accordance with the principle shown in FIG.
The CPU 36 controls the motor 34, the amplifier 16, the switch 20, and the memories 22R, 22G, and 22B according to the following programs in accordance with these signals. Hereinafter, the structure of the program executed by the CPU 36 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
【００２８】図６は、ＣＰＵ３６の実行するプログラム
のメインルーチンのフローチャートである。図６を参照
して、ステップＳ１において、初期パルスデータが図示
されないメモリの所定アドレスにセットされる。この初
期パルスデータは、予めパルスモータを駆動するために
準備されていた、パルスモータ駆動のための各種のデー
タを含む。制御はステップＳ２に進む。FIG. 6 is a flowchart of a main routine of a program executed by the CPU 36. Referring to FIG. 6, in step S1, initial pulse data is set to a predetermined address of a memory (not shown). The initial pulse data includes various data for driving the pulse motor, which is prepared in advance for driving the pulse motor. The control proceeds to step S2.
【００２９】ステップＳ２において、ＣＰＵ３６はパル
スモータ３４（図２参照）に起動をかける。制御はステ
ップＳ３に進む。In step S2, the CPU 36 starts the pulse motor 34 (see FIG. 2). The control proceeds to step S3.
【００３０】ステップＳ３においては、パルスモータが
起動したか否かの判断がされる。判断の答えがＹＥＳで
あれば制御はステップＳ４に進む。判断の答えがＮＯで
あれば、正常な動作が不可能であるということであるか
らこのプログラムはリターンする。In step S3, it is determined whether the pulse motor has started. If the answer to the determination is YES, the control proceeds to step S4. If the answer to the judgment is NO, it means that normal operation is impossible, and this program returns.
【００３１】ステップＳ４において、フォトインタラプ
タ３２の出力する、幅２ｄの黒帯５０を検知した信号間
の間隔Ｔが測定される。すなわち、回転フィルター１２
の１回転に要した期間の測定が行なわれる。制御はステ
ップＳ５に進む。In step S4, the interval T between the signals output from the photo interrupter 32 and detecting the black band 50 having a width of 2d is measured. That is, the rotary filter 12
Is measured during the period required for one rotation of the above. The control proceeds to step S5.
【００３２】ステップＳ５においては、測定された期間
Ｔが３Ｖ（ＣＣＤ１４の垂直周期の３倍）であるか否か
が判断される。判断の答えがＹＥＳであれば制御はステ
ップＳ６に進み、さもなければ制御はステップＳ７に進
む。In step S5, it is determined whether or not the measured period T is 3V (three times the vertical cycle of the CCD 14). If the answer is YES, the control proceeds to step S6, otherwise the control proceeds to step S7.
【００３３】制御がステップＳ６に進んだ場合、パルス
モータ３４を駆動するためのパルスデータに対し、パル
スモータをスローダウンさせるための調整処理が行なわ
れる。制御はその後ステップＳ８に進む。When the control proceeds to step S6, an adjustment process for slowing down the pulse motor is performed on the pulse data for driving the pulse motor 34. Control then proceeds to step S8.
【００３４】ステップＳ５から制御がステップＳ７に進
んだ場合、回転フィルターの１回転にかかる期間Ｔが、
３Ｖよりも大きくなっているわけであるから、パルスモ
ータ３６を駆動するためのパルスデータに対し、スロー
アップ調整のための処理が行なわれる。制御は同様にス
テップＳ８に進む。ステップＳ６、Ｓ７において行なわ
れる処理は、具体的には、ステップＳ１においてメモリ
に書込まれた初期パルスデータを、スローダウン後ある
いはスローアップ後のデータによって書替えることによ
り行なわれる。ステップＳ８においては、幅２ｄの黒帯
５０を検出するフォトインタラプタ３２の信号のパルス
幅の中に、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが入っているかどう
かの判断が行なわれる。判断の答えがＮＯであれば制御
はステップＳ４に戻り、ステップＳ４以下の回転フィル
ター１２の回転速度の調整処理が行なわれる。判断の答
えがＹＥＳであれば制御はステップＳ９に進み、信号取
込処理が行なわれることになる。信号取込処理の後、制
御はステップＳ８に戻る。When the control proceeds from step S5 to step S7, the period T required for one rotation of the rotary filter becomes:
Since it is higher than 3 V, a process for slow-up adjustment is performed on pulse data for driving the pulse motor 36. Control similarly proceeds to step S8. Processing performed in steps S6, S7, specifically, the initial pulse data written in the memory in step S1, is performed bychanging writing the data in or after slow-up after slowdown. In step S8, it is determined whether or not the vertical synchronizing signal Vsync is included in the pulse width of the signal of the photo interrupter 32 for detecting the black band 50 having the width 2d. If the answer to the determination is NO, the control returns to step S4, and the processing for adjusting the rotation speed of the rotary filter 12 in step S4 and subsequent steps is performed. If the answer to the determination is YES, the control proceeds to step S9, where a signal fetch process is performed. After the signal acquisition process, the control is Rureturns to step S8.
【００３５】図７は、図６のステップＳ９において行な
われる信号取込処理のフローチャートである。図７を参
照して、ステップＳ１１において、フォトインタラプタ
３２の出力パルスの立下がり時と、垂直同期信号Ｖｓｙ
ｎｃの立下がりとの間の時間差の測定が行なわれる。通
常、フォトインタラプタから出力される信号はハイレベ
ルであり、黒帯がフォトインタラプタの直前を横切った
ときのみローレベルとなる。また同様に、Ｖｓｙｎｃも
通常はハイレベルであり、垂直帰線期間のみローレベル
となる。ステップＳ１１で測定されたフォトインタラプ
タ出力信号の立下がりとＶｓｙｎｃ信号の立下がりとの
間の時間差は、次の回転フィルターの回転時に、回転速
度の補正のために用いられる。制御はステップＳ１２に
進む。FIG. 7 is a flowchart of the signal fetching process performed in step S9 of FIG. Referring to FIG. 7, in step S11, when the output pulse of photointerrupter 32 falls and the vertical synchronizing signal Vsy
A measurement is made of the time difference between the falling of nc. Normally, the signal output from the photointerrupter is at a high level, and becomes a low level only when the black band crosses immediately before the photointerrupter. Similarly, Vsync is normally at the high level, and is at the low level only during the vertical flyback period. The time difference between the fall of the photointerrupter output signal and the fall of the Vsync signal measured in step S11 is used for correcting the rotation speed when the next rotation of the rotation filter is performed. The control proceeds to step S12.
【００３６】ステップＳ１２においては、垂直同期信号
Ｖｓｙｎｃが立上がったか否かが判断される。すなわ
ち、垂直帰線期間が終了したか否かが判断される。判断
の答えがＮＯであれば制御は再びステップＳ１２に戻っ
て同様の判断を繰り返す。判断の答えがＹＥＳとなった
時点、すなわちＶｓｙｎｃが立上がった時点で制御はス
テップＳ１３に進む。In step S12, it is determined whether the vertical synchronization signal Vsync has risen. That is, it is determined whether or not the vertical flyback period has ended. If the answer to the determination is NO, the control returns to step S12 and repeats the same determination. When the answer to the determination is YES, that is, when Vsync rises, the control proceeds to step S13.
【００３７】ステップＳ１３においては、すべてのメモ
リ（図２におけるメモリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）が、
リードモードに設定される。制御はステップＳ１４に進
む。In step S13, all the memories (the memories 22R, 22G and 22B in FIG. 2)
Set to read mode. The control proceeds to step S14.
【００３８】ステップＳ１４においては、処理中のフィ
ールドが第１フィールドであるか否かについての判断が
行なわれる。この判断は、図２、図３、図４を参照して
既に説明されたように、フィールド判定回路４４の出力
する信号がハイレベルであるかローレベルであるかを知
ることにより行なわれる。判断の答えがＹＥＳであれば
制御はステップＳ１５に進み、さもなければ制御はステ
ップＳ２２に進む。In step S14, a determination is made as to whether the field being processed is the first field. This determination is made by knowing whether the signal output from the field determination circuit 44 is at a high level or a low level, as described above with reference to FIGS. 2, 3, and 4. If the answer is YES, the control proceeds to step S15, otherwise the control proceeds to step S22.
【００３９】図２においては図示されていないが、メモ
リ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂはそれぞれ、第１フィールド
のための領域および第２フィールドのための領域に区画
されている。ステップＳ１５においては、緑色の第１フ
ィールドのためのメモリ領域（Ｇ１メモリ）がライトモ
ードに設定される。制御はステップＳ６に進む。ステッ
プＳ６においては、再びＶｓｙｎｃが立上がったか否か
の判断が行なわれる。判断の答えがＮＯであれば制御は
再びＳ６に戻り、ステップＳ６の判断が繰り返される。
そしてＶｓｙｎｃが立上がった時点で制御はステップＳ
１７に進むことになる。ステップＳ６の処理の答えがＹ
ＥＳとなるまでの間、Ｇ１メモリに、ＣＣＤからの出力
信号のデジタル化された信号が書込まれることになる。Although not shown in FIG. 2, each of the memories 22R, 22G, and 22B is partitioned into an area for the first field and an area for the second field. In step S15, the memory area (G1 memory) for the green first field is set to the write mode. The control proceeds to step S6. In step S6, it is determined again whether Vsync has risen. If the answer to the determination is NO, the control returns to S6 again, and the determination in step S6 is repeated.
Then, when Vsync rises, the control proceeds to step S.
It will go to 17. The answer to the processing in step S6 is Y
Until ES, a digitized signal of the output signal from the CCD is written in the G1 memory.
【００４０】ステップＳ１７においては、Ｇ１メモリが
リードモードに設定される。制御はステップＳ１８に進
む。In step S17, the G1 memory is set to the read mode. The control proceeds to step S18.
【００４１】ステップＳ１８においては、緑色に続いて
赤色の信号が、赤色のためのメモリ２２Ｒのうちの第２
フィールドの分の領域に書込まれる。そのためにステッ
プＳ１８においては、Ｒ２メモリがライトモードに設定
される。制御はステップＳ１９に進む。In step S18, the red signal following the green signal is stored in the second memory 22R for the red color.
Written to the area of the field. Therefore, in step S18, the R2 memory is set to the write mode. The control proceeds to step S19.
【００４２】ステップＳ１９においては、Ｖｓｙｎｃが
立上がったか否かが判断される。判断の答えがＹＥＳと
なるまでこの判断は繰り返される。判断の答えがＹＥＳ
となれば制御はステップＳ２０に進む。ステップＳ１９
の処理が終了するまで、Ｒ２メモリに赤色信号の第２フ
ィールドのデジタル化された信号が書込まれることにな
る。In step S19, it is determined whether or not Vsync has risen. This determination is repeated until the answer to the determination is YES. The answer is YES
If so, the control proceeds to step S20. Step S19
Is completed, the digitized signal of the second field of the red signal is written into the R2 memory.
【００４３】ステップＳ２０においては、Ｒ２メモリが
リードモードに戻される。制御はステップＳ２１に進
む。ステップＳ２１においては、青色の信号を格納する
ためのメモリ２２Ｂのうち、第１フィールドのための領
域（Ｂ１メモリ）が、ライトモードに設定される。した
がってこの後、次のＶｓｙｎｃが立上がる時点まで、す
なわちステップＳ１２における判断の答えがＹＥＳとな
るまで、Ｂ１メモリに対してデジタル化された青色信号
が書込まれる。制御はステップＳ２９に進む。In step S20, the R2 memory is returned to the read mode. The control proceeds to step S21. In step S21, the area (B1 memory) for the first field in the memory 22B for storing the blue signal is set to the write mode. Therefore, thereafter, the digitized blue signal is written to the B1 memory until the next Vsync rises, that is, until the answer to the determination in step S12 is YES. The control proceeds to step S29.
【００４４】ステップＳ１４からステップＳ２２に制御
が進んだ場合、第１フィールドと第２フィールドとが、
ステップＳ１５〜ステップＳ２１における処理とは反対
となる。すなわち、ステップＳ２２においては、緑色の
信号を格納するためのメモリ２２Ｇのうち、第２フィー
ルドのデータを格納するための領域（Ｇ２メモリ）がラ
イトモードに設定される。制御はステップＳ２３に進
む。When the control proceeds from step S14 to step S22, the first field and the second field are
The processing is the opposite of the processing in steps S15 to S21. That is, in step S22, the area (G2 memory) for storing the data of the second field in the memory 22G for storing the green signal is set to the write mode. The control proceeds to step S23.
【００４５】ステップＳ２３においては、Ｖｓｙｎｃが
立上がるまで待合わせが行なわれる。Ｖｓｙｎｃが立上
がった時点で制御はステップＳ２４に進む。ステップＳ
２３の処理が終了するまで、Ｇ２メモリに対して、Ｇ信
号の第２フィールドのデジタル化された信号が書込まれ
ることになる。In step S23, waiting is performed until Vsync rises. When Vsync rises, the control proceeds to step S24. Step S
The digitized signal of the second field of the G signal is written to the G2 memory until the processing of 23 is completed.
【００４６】ステップＳ２４においては、Ｇ２メモリが
リードモードに設定される。制御はステップＳ２５に進
む。In step S24, the G2 memory is set to the read mode. The control proceeds to step S25.
【００４７】ステップＳ２５においては、Ｒ信号のデジ
タル化された信号を格納するためのメモリ２２Ｒのう
ち、第１フィールドの信号を格納するための領域（Ｒ１
メモリ）がライトモードに設定される。制御はステップ
Ｓ２６に進む。In step S25, in the memory 22R for storing the digitized signal of the R signal, an area (R1) for storing the signal of the first field is stored.
Memory) is set to the write mode. The control proceeds to step S26.
【００４８】ステップＳ２６においては、Ｖｓｙｎｃが
立上がったか否かの判断が行なわれ、立上がるまで待合
わせ処理が行なわれる。判断の答えがＹＥＳとなった時
点で制御はステップＳ２７に進む。すなわち、ステップ
Ｓ２６の待合わせ処理の期間、Ｒ１メモリに、Ｒ信号の
第１フィールドのデジタル化された信号が格納されるこ
とになる。In step S26, it is determined whether or not Vsync has risen, and a waiting process is performed until Vsync rises. When the answer to the determination is YES, the control proceeds to step S27. That is, the digitized signal of the first field of the R signal is stored in the R1 memory during the waiting process in step S26.
【００４９】ステップＳ２７においては、Ｒ１メモリが
再びリードメモリに設定される。制御はステップＳ２８
に進む。In step S27, the R1 memory is set as a read memory again. The control is step S28
Proceed to.
【００５０】ステップＳ２８においては、Ｂ信号のデジ
タル化された信号を格納するためのメモリ２２Ｂのう
ち、第２フィールドの信号を格納するための領域（Ｂ２
メモリ）がライトモードに設定される。制御はステップ
Ｓ２９に進む。これにより、次回のステップＳ１２にお
ける判断の答えがＹＥＳとなるまで、Ｂ２メモリに対す
る第２フィールドのＢ信号の書込みが行なわれることに
なる。In step S28, an area (B2) for storing the signal of the second field in the memory 22B for storing the digitized signal of the B signal
Memory) is set to the write mode. The control proceeds to step S29. Thus, the B signal of the second field is written to the B2 memory until the answer to the determination in the next step S12 is YES.
【００５１】ステップＳ２９においては、ステップＳ１
１において得られた補正データに従って、パルスデータ
の補正が行なわれる。ここでパルスデータを補正するこ
とにより、次回の回転フィルターの回転速度が微調整さ
れる。In step S29, step S1
The pulse data is corrected according to the correction data obtained in step 1. Here, by correcting the pulse data, the next rotation speed of the rotary filter is finely adjusted.
【００５２】図７に示される各ステップのうち、ステッ
プＳ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２１、
Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２４、Ｓ２７、Ｓ２８の処理と図２
に示されるスイッチ２０とが連動することにより、各メ
モリ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに対する偶数フィールドお
よび奇数フィールドの書込みが切換えて行なわれること
になる。Of the steps shown in FIG. 7, steps S13, S15, S17, S18, S20, S21,
The processing of S22, S24, S24, S27, S28 and FIG.
Are interlocked with each other, the writing of the even-numbered field and the odd-numbered field to each of the memories 22R, 22G, and 22B is switched.
【００５３】図８は、上述のように動作する画像入力装
置によって得られる映像信号と、フォトインタラプタの
出力信号、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの関係を示すタイミ
ング図である。図８を参照して、幅２ｄの黒帯の通過を
検出してフォトインタラプタが出力する２つのパルスＰ
０の間には、幅ｄの黒帯の通過に応答してパルスＰ１、
Ｐ２がそれぞれ発生される。回転フィルタ１２の回転
は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが、ステップＳ４〜Ｓ８に
おける処理により、回転フィルター１２の１回転ごと
に、パルスＰ０の期間内に入るように調整される。した
がって、Ｖｓｙｎｃは、図８に示されるように完全にフ
ォトインタラプタの出力する３種のパルスＰ０〜Ｐ２と
同期している。そしてＣＣＤ１４から出力され、アンプ
１６で増幅されてＡ／Ｄ変換器１８でデジタル化された
信号は、図８の最下段に示されるように、Ｂ信号の第２
フィールド、Ｇ信号の第１フィールド、Ｒ信号の第２フ
ィールド、Ｂ信号の第１フィールド、Ｇ信号の第２フィ
ールド、Ｒ信号の第１フィールド、…のように、順次各
色に対応したメモリに、フィールドごとに振分けられて
いく。そして図８と図１４とを比較して明らかなよう
に、本発明に係る画像入力装置においては、色間の移動
のために捨てられる映像信号５８ａ〜５８ｄ（図１４参
照）が存在しない。従来３Ｖの期間内に２フィールド分
の信号しか取込めなかったのと比較して、本発明に係る
画像入力装置の場合には、同じ時間内に３フィールド分
の信号が取込める。したがって画像の読込みが５０％向
上することになり、従来のような動く被写体に対する画
質の低下などが発生するおそれは小さくなる。FIG. 8 is a timing chart showing the relationship between the video signal obtained by the image input device operating as described above, the output signal of the photo interrupter, and the vertical synchronization signal Vsync. Referring to FIG. 8, two pulses P output from the photointerrupter upon detection of passage of a black band having a width of 2d are output.
During the period of 0, the pulses P1,
P2 is respectively generated. The rotation of the rotation filter 12 is adjusted by the processing in steps S4 to S8 so that the vertical synchronization signal Vsync enters the period of the pulse P0 every rotation of the rotation filter 12. Therefore, Vsync is completely synchronized with the three types of pulses P0 to P2 output from the photointerrupter, as shown in FIG. The signal output from the CCD 14, amplified by the amplifier 16 and digitized by the A / D converter 18 is the second signal of the B signal as shown in the lowermost part of FIG.
Fields, the first field of the G signal, the second field of the R signal, the first field of the B signal, the second field of the G signal, the first field of the R signal,. It is sorted for each field. As is apparent from a comparison between FIG. 8 and FIG. 14, in the image input apparatus according to the present invention, there are no video signals 58a to 58d (see FIG. 14) discarded for movement between colors. Compared with the conventional case where only two fields of signals can be captured within a period of 3 V, the image input device according to the present invention can capture signals of three fields within the same time. Therefore, the reading of the image is improved by 50%, and the likelihood that the image quality of a moving subject is deteriorated as in the related art is reduced.
【００５４】図９は、この発明の第２の実施例に係る画
像入力装置の、色フィルタ１２およびＣＣＤ１４の、回
転中における位置関係を示す模式図である。図９におい
て、簡単のために回転フィルター１２の代わりにＣＣＤ
１４が回転しているように描かれている。回転フィルタ
ー１２は、図１および図５に示されている第１の実施例
において用いられているものと同一である。ＣＣＤの配
置自体も、図１に示されるＣＣＤ１４の配置と同一であ
る。第２の実施例が第１の実施例と異なっているのは、
回転フィルター１２が、６Ｖで１回転するように回転制
御されていることである。このようにすることにより、
１つの色フィルター上をＣＣＤ１４が移動するのに要す
る時間は２Ｖとなり、したがって、２フィールド分の同
一の色に対する信号が連続して得られることになる。そ
の様子が図１０に示されている。FIG. 9 is a schematic diagram showing the positional relationship between the color filter 12 and the CCD 14 during rotation in the image input device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, for simplicity, a CCD is used instead of the rotary filter 12.
14 is depicted as rotating. The rotary filter 12 is the same as that used in the first embodiment shown in FIGS. The arrangement of the CCD itself is the same as the arrangement of the CCD 14 shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that
That is, the rotation of the rotation filter 12 is controlled so as to make one rotation at 6V. By doing this,
The time required for the CCD 14 to move on one color filter is 2 V, so that signals for the same color for two fields are continuously obtained. This is shown in FIG.
【００５５】図１０を参照して、フォトインタラプタの
出力するパルスＰ０〜Ｐ２の周期は、Ｖｓｙｎｃの周期
の半分となる。そして、図１０の最下段に示されている
ように、ＣＣＤから得られる画像信号は、Ｇ信号の第１
フィールドＧ１、第２フィールドＧ２、Ｒ信号の第１フ
ィールドＲ１、第２フィールドＲ２、Ｂ信号の第１フィ
ールドＢ１、第２フィールドＢ２、…のように、各色別
に第１フィールドおよび第２フィールドが連続して、か
つ各色ごとに交替的に現われる信号を含む。この各信号
を、フィールド判別およびフォトインタラプタの出力信
号に応じてＣＰＵで各メモリに振分けることにより、各
色別の映像信号を得るとができる。Referring to FIG. 10, the cycle of pulses P0 to P2 output from the photo interrupter is half of the cycle of Vsync. Then, as shown at the bottom of FIG. 10, the image signal obtained from the CCD is the first signal of the G signal.
The first field and the second field are continuous for each color such as a field G1, a second field G2, a first field R1 of the R signal, a second field R2, a first field B1, a second field B2,. And alternately appear for each color. By distributing these signals to each memory by the CPU according to the field discrimination and the output signal of the photo interrupter, a video signal for each color can be obtained.
【００５６】図１０に示される第２の実施例の場合に
も、図から明らかなように、３Ｖの間に３フィールド分
の映像信号を得ることができる。したがってこの場合に
も、従来の画像入力装置と比較して、５０％速い速度で
画像を入力することができる。Also in the case of the second embodiment shown in FIG. 10, a video signal for three fields can be obtained within 3 V, as is apparent from the figure. Therefore, also in this case, an image can be input at a speed 50% faster than that of a conventional image input device.
【００５７】以上の実施例によって明らかなように、従
来１画面分のカラー映像信号を得るためには９Ｖの期間
が必要であった。それに対し本発明に係る画像入力装置
の場合には、１画面分のカラー映像信号を得るためには
６Ｖのみが必要である。したがって単純に考えて５０％
の入力速度の向上を得ることができる。As is clear from the above embodiment, a period of 9 V was conventionally required to obtain a color video signal for one screen. On the other hand, in the case of the image input device according to the present invention, only 6 V is required to obtain a color video signal for one screen. So simply think 50%
Of the input speed can be improved.
【００５８】以上の実施例においては、ＣＣＤ１４はい
わゆる「縦型」の置き方となっていた。しかしこの発明
は必ずしもこれには限定されず、従来と同様に横型の置
き方であってもよい。ただし、縦型にすることにより、
ＣＣＤが色フィルターの間の境界を通り過ぎるのに要す
る時間が短くなり、回転フィルターとＣＣＤとの間の回
転速度の制御の精度がそれほど高くなくてもよいという
効果がある。また、縦型とすることにより、色フィルタ
ーの回転方向に要求される幅が短くて済み、したがって
回転フィルター１２の直径を小さくすることができ、装
置を小型化できるという効果もある。In the above embodiment, the CCD 14 is of a so-called "vertical type". However, the present invention is not necessarily limited to this, and a horizontal arrangement may be used as in the related art. However, by making it vertical,
The time required for the CCD to pass through the boundary between the color filters is reduced, and the effect of controlling the rotational speed between the rotary filter and the CCD need not be so high. In addition, by using the vertical type, the width required in the rotation direction of the color filter can be shortened, so that the diameter of the rotary filter 12 can be reduced, and the size of the device can be reduced.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出信号
と垂直同期信号とに応答して、固体撮像素子の出力する
映像信号を順次各色別に、各フィルター別に振分けるこ
とができ、その間色フィルターの移動のために映像信号
の一部を捨てる必要がない。そのため従来の方式と比較
して１画面のカラー映像を得るための時間がより少なく
て済む。その結果、１フレーム分の３原色の画像をより
高速に入力することができる画像入力装置を提供するこ
とができる。また、本発明によれば、色フィルターを円
盤状に形成し、３色の色フィルターを各々扇型領域に形
成し、これらの扇型領域の境界線がＣＣＤの結像面の長
方形領域の長辺と平行な位置で通過するように配置する
ことにより、ＣＣＤが色フィルターの間の境界を通り過
ぎるのに要する時間が短くなり、回転フィルターとＣＣ
Ｄとの間の回転速度の制御の精度がそれほど高くなくて
もよいという効果がある。また、色フィルターの回転方
向に要求される幅が短かくて済み、従って、回転フィル
ター１２の直径を小さくすることができ、装置を小型化
できるという、効果もある。As described above, according to the present invention, the video signal output from the solid-state imaging device can be sequentially sorted for each color and for each filter in response to the detection signal and the vertical synchronizing signal. There is no need to discard a part of the video signal for moving the color filter. Therefore, it takes less time to obtain one screen of color video as compared with the conventional method. As a result, it is possible to provide an image input device capable of inputting an image of three primary colors for one frame at a higher speed.Further, according to the present invention, the color filter is circular.
It is formed in a board shape, and each of the three color filters is formed in a fan-shaped area.
The boundary between these fan-shaped areas is the length of the CCD image plane.
Arrange so that it passes at a position parallel to the long side of the rectangular area
This allows the CCD to pass through the boundaries between the color filters.
It takes less time to cut, and the rotating filter and CC
The accuracy of the control of the rotation speed between D and D is not so high
The effect is also good. Also, how to rotate the color filter
The width required in the direction
The diameter of the heater 12 can be reduced, and the device can be downsized.
There is also an effect that you can do it.
【図１】図１は、本発明の第１の実施例に係る回転フィ
ルターおよびＣＣＤの位置関係を模式的に示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram schematically showing a positional relationship between a rotary filter and a CCD according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図２は、本発明の第１の実施例に係る画像入力
装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the image input device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】図３は、図２に示されるフィールド判定回路４
４の詳細ブロック図である。FIG. 3 is a diagram showing a field determination circuit 4 shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a detailed block diagram of No. 4.
【図４】図４は、フィールド判定回路４４の動作を示す
タイミング図である。FIG. 4 is a timing chart showing an operation of a field determination circuit 44;
【図５】図５は、回転フィルター１２における色フィル
ターの配置を示す模式的平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing an arrangement of a color filter in the rotary filter 12.
【図６】図６は、本発明の第１の実施例に係る画像入力
装置のＣＰＵで実行されるプログラムのメインルーチン
のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of a main routine of a program executed by a CPU of the image input device according to the first embodiment of the present invention.
【図７】図７は、図６の信号取込処理のサブルーチンの
フローチャートである。FIG. 7 is a flowchart of a subroutine of a signal fetching process of FIG. 6;
【図８】図８は、本発明の第１の実施例に係る画像入力
装置の動作を示すためのタイミング図である。FIG. 8 is a timing chart showing an operation of the image input apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図９】図９は、本発明の第２の実施例に係る画像入力
装置における、回転フィルター１２およびＣＣＤ１４の
配置の関係を示す模式的平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing the relationship between the arrangement of the rotary filter 12 and the CCD 14 in the image input device according to the second embodiment of the present invention.
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施例に係る画像
入力装置の動作を示すタイミング図である。FIG. 10 is a timing chart showing an operation of the image input device according to the second embodiment of the present invention.
【図１１】図１１は、従来の画像入力装置の回転フィル
ター１２およびＣＣＤ５６の位置関係を示す模式的平面
図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing a positional relationship between a rotary filter 12 and a CCD 56 of a conventional image input device.
【図１２】図１２は、従来の画像入力装置のブロック図
である。FIG. 12 is a block diagram of a conventional image input device.
【図１３】図１３は、従来の画像入力装置の動作を示す
タイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart showing the operation of a conventional image input device.
【図１４】図１４は、従来の画像入力装置の動作を示す
タイミング図である。FIG. 14 is a timing chart showing the operation of the conventional image input device.
【符号の簡単な説明】１０ レンズ １２ 回転フィルター １２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ 色フィルター １４ モノクロＣＣＤ ２０ スイッチ ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ メモリ ３２ フォトインタラプタ ３４ パルスモータ ３６ ＣＰＵ ４４ フィールド判定回路 ５０ 太い黒帯 ５２、５４ 細い黒帯[Brief Description of Symbols] 10 Lens 12 Rotary filter 12R, 12G, 12B Color filter 14 Monochrome CCD 20 Switch 22R, 22G, 22B Memory 32 Photointerrupter 34 Pulse motor 36 CPU 44 Field judgment circuit 50 Thick black belt 52, 54 Thin Black belt
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−142993（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153982（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−65585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−61587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269481（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−47291（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平３−502756（ＪＰ，Ａ)Continuation of the front page (56) References JP-A-63-142993 (JP, A) JP-A-63-153982 (JP, A) JP-A-2-65585 (JP, A) JP-A-61-61587 (JP) JP-A-61-269481 (JP, A) JP-B-49-47291 (JP, B1) JP-T-3-502756 (JP, A)
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|---|---|---|---|
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