JP3397398B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に撮
像素子の画素数を増やすことなく限られた画素数の撮像
素子を複数個用いて高解像度の画像情報が容易に得られ
るようにした、例えば小型ビデオカメラやスチルビデオ
カメラ等に好適な撮像装置に関するものである。
像素子の画素数を増やすことなく限られた画素数の撮像
素子を複数個用いて高解像度の画像情報が容易に得られ
るようにした、例えば小型ビデオカメラやスチルビデオ
カメラ等に好適な撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型ビデオカメラやスチルビデオ
カメラ等の撮像装置に用いられている撮像素子としての
固体エリアセンサ（画素を２次元的に配列したイメージ
センサ）は、高画素化、低価格化、そして小型化が可能
となり、多くの撮像装置に用いられている。
カメラ等の撮像装置に用いられている撮像素子としての
固体エリアセンサ（画素を２次元的に配列したイメージ
センサ）は、高画素化、低価格化、そして小型化が可能
となり、多くの撮像装置に用いられている。
【０００３】現在実用化されている撮像素子の画素数は
４０万画素程度であり、これはＮＴＳＣ等の現行規格の
テレビ用程度の解像度を有している。しかしながら、例
えばこれで入力した画像を大画面用の画像やハードコピ
ーそしてコンピュータグラフィック等に表示した場合、
画素の粗さが目立ってきて、高精細な画像として出力す
ることは難かしい。
４０万画素程度であり、これはＮＴＳＣ等の現行規格の
テレビ用程度の解像度を有している。しかしながら、例
えばこれで入力した画像を大画面用の画像やハードコピ
ーそしてコンピュータグラフィック等に表示した場合、
画素の粗さが目立ってきて、高精細な画像として出力す
ることは難かしい。
【０００４】又、最近ではＨＤＴＶ用の２００万画素の
固体エリアセンサも開発されつつある。しかしながら、
この画素数でも超大画面表示用の入力として用いるには
解像度が十分でない。より高精細（高解像度）な解像度
の画像を得るには現状のエリアセンサの画素数は必ずし
も十分でない。
固体エリアセンサも開発されつつある。しかしながら、
この画素数でも超大画面表示用の入力として用いるには
解像度が十分でない。より高精細（高解像度）な解像度
の画像を得るには現状のエリアセンサの画素数は必ずし
も十分でない。
【０００５】従来より撮像素子を用いて高精細な画像を
得る方法として、撮像素子の画素密度を高め、画素数を
増やすことによって高解像度の画像を得る方法がある。
得る方法として、撮像素子の画素密度を高め、画素数を
増やすことによって高解像度の画像を得る方法がある。
【０００６】一般に画素密度を高める為に画素面積を縮
小すると出力信号が小さくなりＳ／Ｎ比が劣化してく
る。このＳ／Ｎ比の低下を考慮した場合、２００万の画
素数はもはや限界に近く、現状ではさらに画素数を増加
させ解像度を向上させることは大変難しい。
小すると出力信号が小さくなりＳ／Ｎ比が劣化してく
る。このＳ／Ｎ比の低下を考慮した場合、２００万の画
素数はもはや限界に近く、現状ではさらに画素数を増加
させ解像度を向上させることは大変難しい。
【０００７】そこで従来より画素数を増やすことなく高
精細な画像を得る方法が種々と提案されている。例えば
特公昭５０−１３０５２号公報や、特公昭５９−１８９
０９号公報や、そして特公昭５９−４３０３５号公報等
では画素ズラシによる方法が提案されている。
精細な画像を得る方法が種々と提案されている。例えば
特公昭５０−１３０５２号公報や、特公昭５９−１８９
０９号公報や、そして特公昭５９−４３０３５号公報等
では画素ズラシによる方法が提案されている。
【０００８】この画素ズラシによる方法では、例えば図
８（Ａ），（Ｂ）に示すように撮像光学系１０１の像面
側に被写体像に基づく光束を分割する光学素子１０４、
例えばダイクロイックプリズムやハーフミラー等を配置
し、該光学素子１０４で分割された光束を画素の半ピッ
チあるいはそれ以下の量だけ位置ズラシして配置した複
数の固体エリアセンサ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃで
撮像することにより、高解像度の画像を得ている。
８（Ａ），（Ｂ）に示すように撮像光学系１０１の像面
側に被写体像に基づく光束を分割する光学素子１０４、
例えばダイクロイックプリズムやハーフミラー等を配置
し、該光学素子１０４で分割された光束を画素の半ピッ
チあるいはそれ以下の量だけ位置ズラシして配置した複
数の固体エリアセンサ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃで
撮像することにより、高解像度の画像を得ている。
【０００９】又、特開平４−２８６４８０号公報では結
像レンズの後方に１つ以上の光路分割手段を配置し、該
光路分割手段で被写体像を複数に分割し、分割した複数
の被写体像を各々結像面位置に配置した複数の固体エリ
アセンサ面上にそれぞれ結像させ、互いに他の結像位置
でのセンサで撮像できない領域を補間しあうようにして
全被写体像を撮像して、これにより高解像度の画像を得
ている。
像レンズの後方に１つ以上の光路分割手段を配置し、該
光路分割手段で被写体像を複数に分割し、分割した複数
の被写体像を各々結像面位置に配置した複数の固体エリ
アセンサ面上にそれぞれ結像させ、互いに他の結像位置
でのセンサで撮像できない領域を補間しあうようにして
全被写体像を撮像して、これにより高解像度の画像を得
ている。
【００１０】又、特開昭６３−１９３６７８号公報では
撮影光学系の光路中に楔形の偏向部材を配置し、該偏向
部材の回転によって生ずる画像の移動を周期的に撮像素
子で撮像し、これにより画素数以上の画像情報を得てい
る。
撮影光学系の光路中に楔形の偏向部材を配置し、該偏向
部材の回転によって生ずる画像の移動を周期的に撮像素
子で撮像し、これにより画素数以上の画像情報を得てい
る。
【００１１】又、特開昭６０−２５０７８９号公報で
は、撮影光学系で形成した被写体像を２次結像光学系で
複数の画像に分離し、該分離した複数の画像を各々複数
の撮像素子面上に結像させ、該複数の撮像素子からの撮
像信号を合成して出力することにより高解像度の画像を
得ている。
は、撮影光学系で形成した被写体像を２次結像光学系で
複数の画像に分離し、該分離した複数の画像を各々複数
の撮像素子面上に結像させ、該複数の撮像素子からの撮
像信号を合成して出力することにより高解像度の画像を
得ている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】高精細な画像を得る方
法として画素ズラシによる方法は、撮像光学系１０１の
像面側にダイクロイックプリズムやハーフミラー等の光
学素子１０４を配置して被写体像に基づく光束を分割し
ている為、該撮像光学系１０１のバックフォーカスが極
めて長くなり、装置全体が大型化してしまうという問題
点があった。又これらのダイクロイックプリズムやハー
フミラー等の光学素子１０４は高価であり、低コスト化
を図るのが難しかった。
法として画素ズラシによる方法は、撮像光学系１０１の
像面側にダイクロイックプリズムやハーフミラー等の光
学素子１０４を配置して被写体像に基づく光束を分割し
ている為、該撮像光学系１０１のバックフォーカスが極
めて長くなり、装置全体が大型化してしまうという問題
点があった。又これらのダイクロイックプリズムやハー
フミラー等の光学素子１０４は高価であり、低コスト化
を図るのが難しかった。
【００１３】又、特開平４−２８６４８０号公報で提案
されている方法は、光路の分割数を無数に増やすことに
より高解像度の画像を得ることができるが、その為には
撮影レンズのバックフォーカスを極めて長くしなければ
ならず、装置全体が大型化してしまうという問題点があ
った。その為実際には２板式、又は３Ｐプリズム等を用
いても３板式程度が限度であった。
されている方法は、光路の分割数を無数に増やすことに
より高解像度の画像を得ることができるが、その為には
撮影レンズのバックフォーカスを極めて長くしなければ
ならず、装置全体が大型化してしまうという問題点があ
った。その為実際には２板式、又は３Ｐプリズム等を用
いても３板式程度が限度であった。
【００１４】又、特開昭６３−１９３６７８号公報で提
案されている方法は、１フレームの画像を複数回の撮像
によって合成するため、動画には適さず、又静止画像で
あっても出力画像を得る為には時間がかかりすぎるとい
う問題点があった。
案されている方法は、１フレームの画像を複数回の撮像
によって合成するため、動画には適さず、又静止画像で
あっても出力画像を得る為には時間がかかりすぎるとい
う問題点があった。
【００１５】又、特開昭６０−２５０７８９号公報で提
案されている方法は、光束分割手段としての光束分離鏡
を１次結像面から微小にズラして配置することにより画
像の境界部分の画素欠落を防止しているが、実際には該
光束分離鏡の厚みや軸外光束の瞳等の問題があって構成
上大変難しいという問題点があった。又画素数の増加も
高々２倍ないし３倍程度であって高解像度の画像を得る
には難しかった。
案されている方法は、光束分割手段としての光束分離鏡
を１次結像面から微小にズラして配置することにより画
像の境界部分の画素欠落を防止しているが、実際には該
光束分離鏡の厚みや軸外光束の瞳等の問題があって構成
上大変難しいという問題点があった。又画素数の増加も
高々２倍ないし３倍程度であって高解像度の画像を得る
には難しかった。
【００１６】本発明は限られた画素数を有する撮像素子
を複数個用いて各撮像素子の配置及び各撮像素子に被写
体像を形成する際の撮影系を構成する各光学要素を適切
に設定し、特に複数の撮像素子のうち、少なくとも２つ
の撮像素子を空間的に画素ズラシして配置することによ
り、高精細な画像情報が容易に得られるようにした撮像
装置の提供を目的とする。
を複数個用いて各撮像素子の配置及び各撮像素子に被写
体像を形成する際の撮影系を構成する各光学要素を適切
に設定し、特に複数の撮像素子のうち、少なくとも２つ
の撮像素子を空間的に画素ズラシして配置することによ
り、高精細な画像情報が容易に得られるようにした撮像
装置の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の撮像装
置は、第１の光学系により被写体像を予定結像面に形成
し、該第１の光学系の光軸上であって該予定結像面近傍
に配置した第２の光学系と、該第１の光学系の光軸外に
光軸を有し、該第２の光学系の後方に配置した複数のレ
ンズ系を有する第３の光学系とで、該予定結像面に形成
した被写体像の全てを該複数のレンズ系に対応する複数
の撮像素子を有する撮像手段の該複数の撮像素子に各々
再結像し、該複数の撮像素子で得られる画像情報を利用
して高精細な画像情報を得るようにしたことを特徴とし
ている。
置は、第１の光学系により被写体像を予定結像面に形成
し、該第１の光学系の光軸上であって該予定結像面近傍
に配置した第２の光学系と、該第１の光学系の光軸外に
光軸を有し、該第２の光学系の後方に配置した複数のレ
ンズ系を有する第３の光学系とで、該予定結像面に形成
した被写体像の全てを該複数のレンズ系に対応する複数
の撮像素子を有する撮像手段の該複数の撮像素子に各々
再結像し、該複数の撮像素子で得られる画像情報を利用
して高精細な画像情報を得るようにしたことを特徴とし
ている。
【００１８】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記撮像手段を構成する複数の撮像素子のうち、少
なくとも２つの撮像素子は空間的に画素ズラシがされて
いることを特徴としている。請求項３の発明は請求項１
の発明において、前記撮像手段を構成する複数の撮像素
子面上に少なくとも色フィルターを設けたことを特徴と
している。
て、前記撮像手段を構成する複数の撮像素子のうち、少
なくとも２つの撮像素子は空間的に画素ズラシがされて
いることを特徴としている。請求項３の発明は請求項１
の発明において、前記撮像手段を構成する複数の撮像素
子面上に少なくとも色フィルターを設けたことを特徴と
している。
【００１９】請求項４の発明の撮像装置は、被写体像を
第１の光学系により予定結像面に結像させ、該予定結像
面近傍に配置した第１の光学系と光軸を同じくする第２
の光学系と、該第１の光学系の光軸とは異なる光軸を有
し、第２の光学系の後方に配置した複数のレンズ系を有
する第３の光学系とにより予定結像面に形成した被写体
像の全てを該複数のレンズ系に対応する複数の撮像素子
を有する撮像手段の該複数の撮像素子面上に各々結像さ
せ、該複数の撮像素子からの画像情報を利用して高精細
な画像情報を得るようにした撮像装置であって、該撮像
手段を構成する複数の撮像素子のうち、少なくとも２つ
の撮像素子は空間的に画素ズラシがされていることを特
徴としている。
第１の光学系により予定結像面に結像させ、該予定結像
面近傍に配置した第１の光学系と光軸を同じくする第２
の光学系と、該第１の光学系の光軸とは異なる光軸を有
し、第２の光学系の後方に配置した複数のレンズ系を有
する第３の光学系とにより予定結像面に形成した被写体
像の全てを該複数のレンズ系に対応する複数の撮像素子
を有する撮像手段の該複数の撮像素子面上に各々結像さ
せ、該複数の撮像素子からの画像情報を利用して高精細
な画像情報を得るようにした撮像装置であって、該撮像
手段を構成する複数の撮像素子のうち、少なくとも２つ
の撮像素子は空間的に画素ズラシがされていることを特
徴としている。
【００２０】請求項５の発明は請求項４の発明におい
て、前記撮像手段を構成する複数の撮像素子面上に少な
くとも色フィルターを設けたことを特徴としている。
て、前記撮像手段を構成する複数の撮像素子面上に少な
くとも色フィルターを設けたことを特徴としている。
【００２１】
【実施例】図１は本発明の実施例１の光学系の要部断面
図、図２は本発明の実施例１の要部斜視図である。
図、図２は本発明の実施例１の要部斜視図である。
【００２２】図中、１は第１の光学系であり、被写体像
を１次結像面（予定結像面）２１上に結像させている。
を１次結像面（予定結像面）２１上に結像させている。
【００２３】２は第２の光学系であり、第１の光学系１
の光軸上であって、１次結像面２１近傍に配置してお
り、該１次結像面２１に形成した被写体像からの光束を
集光して後続するレンズ系に導光している。
の光軸上であって、１次結像面２１近傍に配置してお
り、該１次結像面２１に形成した被写体像からの光束を
集光して後続するレンズ系に導光している。
【００２４】３は第３の光学系であり、第３１レンズ系
３Ａと第３２レンズ系３Ｂの２つのレンズ系を有してい
る。
３Ａと第３２レンズ系３Ｂの２つのレンズ系を有してい
る。
【００２５】２つのレンズ系３Ａ，３Ｂは第１の光学系
１の光軸外に光軸を有し、第２の光学系２の後方に該第
２の光学系２の光軸を挟んでそれぞれ配置している。
１の光軸外に光軸を有し、第２の光学系２の後方に該第
２の光学系２の光軸を挟んでそれぞれ配置している。
【００２６】３１は撮像手段であり、例えば固体エリア
センサから成る２つの撮像素子３１Ａ，３１Ｂを有し、
各々２つのレンズ系３Ａ，３Ｂの結像面に配置してい
る。本実施例では後述するように２つの撮像素子３１
Ａ，３１Ｂを空間的に画素ズラシして配置している。
センサから成る２つの撮像素子３１Ａ，３１Ｂを有し、
各々２つのレンズ系３Ａ，３Ｂの結像面に配置してい
る。本実施例では後述するように２つの撮像素子３１
Ａ，３１Ｂを空間的に画素ズラシして配置している。
【００２７】第３の光学系の２つのレンズ系（３Ａ，３
Ｂ）は第１の光学系１が形成した１次結像面２１上の被
写体像の全てを各々対応する撮像素子３１Ａ，３１Ｂ面
上に再結像させている。
Ｂ）は第１の光学系１が形成した１次結像面２１上の被
写体像の全てを各々対応する撮像素子３１Ａ，３１Ｂ面
上に再結像させている。
【００２８】本実施例において第２の光学系２は図中実
線の光路３２で示すように第３の光学系３を構成する複
数のレンズ系３Ａ，３Ｂの瞳３Ａ１，３Ｂ１が第１の光
学系１の瞳１ａ領域近傍に結像するようにしている。
線の光路３２で示すように第３の光学系３を構成する複
数のレンズ系３Ａ，３Ｂの瞳３Ａ１，３Ｂ１が第１の光
学系１の瞳１ａ領域近傍に結像するようにしている。
【００２９】本実施例においては図２に示すように第１
の光学系１により被写体像を１次結像面２１上に結像さ
せ、該被写体像を第２の光学系２を通して第３の光学系
３の２つのレンズ系３Ａ，３Ｂにより１次結像面２１に
形成した被写体像の全てを空間的に画素ズラシされた撮
像素子３１Ａ，３１Ｂ面上に各々結像させている。
の光学系１により被写体像を１次結像面２１上に結像さ
せ、該被写体像を第２の光学系２を通して第３の光学系
３の２つのレンズ系３Ａ，３Ｂにより１次結像面２１に
形成した被写体像の全てを空間的に画素ズラシされた撮
像素子３１Ａ，３１Ｂ面上に各々結像させている。
【００３０】図３は２つの撮像素子３１Ａ，３１Ｂ面上
に結像された被写体像（画像）を合成する場合を示した
説明図である。
に結像された被写体像（画像）を合成する場合を示した
説明図である。
【００３１】本実施例では同図に示すように撮像素子３
１Ａの配置位置に対して撮像素子３１Ｂを水平方向（主
走査方向）に、その画素幅ｔの（１／２）ｔだけ画素ズ
ラシして配置している。そして各撮像素子３１Ａ，３１
Ｂ面上に結像された画像を画像合成処理回路（不図示）
で合成することによって水平方向の解像度を２倍向上さ
せ高解像度の画像を得ている。
１Ａの配置位置に対して撮像素子３１Ｂを水平方向（主
走査方向）に、その画素幅ｔの（１／２）ｔだけ画素ズ
ラシして配置している。そして各撮像素子３１Ａ，３１
Ｂ面上に結像された画像を画像合成処理回路（不図示）
で合成することによって水平方向の解像度を２倍向上さ
せ高解像度の画像を得ている。
【００３２】本実施例ではこのように第３の光学系３が
形成する複数の画像を画像合成処理回路で合成すること
により、第１の光学系１が形成する画像（被写体像）の
限界解像度までを得られるようにしている。
形成する複数の画像を画像合成処理回路で合成すること
により、第１の光学系１が形成する画像（被写体像）の
限界解像度までを得られるようにしている。
【００３３】次に本実施例の画像処理方法を図４を用い
て説明する。図４は本実施例の撮像装置の信号処理系の
要部ブロック図である。
て説明する。図４は本実施例の撮像装置の信号処理系の
要部ブロック図である。
【００３４】本実施例においては各撮像素子３１Ａ，３
１Ｂからの電気信号を各サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ
回路）５１Ａ，５１Ｂでサンプルホールドし、各アナロ
グ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）５２Ａ，５２
Ｂでアナログ信号をデジタル信号に変換し、各メモリ
（記憶回路）５３Ａ，５３Ｂに記憶している。そして各
メモリ５３Ａ，５３Ｂから情報を読み出し画像合成処理
回路５４で合成し、高解像度の画像を得ている。
１Ｂからの電気信号を各サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ
回路）５１Ａ，５１Ｂでサンプルホールドし、各アナロ
グ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）５２Ａ，５２
Ｂでアナログ信号をデジタル信号に変換し、各メモリ
（記憶回路）５３Ａ，５３Ｂに記憶している。そして各
メモリ５３Ａ，５３Ｂから情報を読み出し画像合成処理
回路５４で合成し、高解像度の画像を得ている。
【００３５】尚、本実施例において高解像度の画像を必
要としない場合は撮像手段３１を構成する一方の撮像素
子からの画像情報を用いて被写体像を撮像するようにし
ても良い。
要としない場合は撮像手段３１を構成する一方の撮像素
子からの画像情報を用いて被写体像を撮像するようにし
ても良い。
【００３６】図５は本発明の実施例２の要部斜視図であ
る。同図において図１に示した要素と同一要素には同符
番を付している。
る。同図において図１に示した要素と同一要素には同符
番を付している。
【００３７】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は第３の光学系３を４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄより構成し、該４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄの結像面にそれぞれ空間的に画素ズラシがされ
た複数の撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄを配
置し、その複数の撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３
１Ｄ面上に１次結像面２１に形成した被写体像の全てを
それぞれ結像させたことである。その他の構成及び光学
的作用は実施例１と略同様である。
点は第３の光学系３を４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄより構成し、該４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄの結像面にそれぞれ空間的に画素ズラシがされ
た複数の撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄを配
置し、その複数の撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３
１Ｄ面上に１次結像面２１に形成した被写体像の全てを
それぞれ結像させたことである。その他の構成及び光学
的作用は実施例１と略同様である。
【００３８】即ち、本実施例においては第３の光学系３
を４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄより構成し、
該４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの結像面にそ
れぞれ撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄを配置
し、そのうち撮像素子３１Ａの配置位置に対して撮像素
子３１Ｂを水平方向（主走査方向）にその画素幅ｔの
（１／２）ｔだけ画素ズラシして配置し、撮像素子３１
Ｄを垂直方向（副走査方向）に（１／２）ｔだけ画素ズ
ラシして配置している。更に撮像素子３１Ｃを撮像素子
３１Ｄの配置位置に対し水平方向に（１／２）ｔだけ画
素ズラシし、かつ撮像素子３１Ｂの配置位置に対し垂直
方向に（１／２）ｔだけ画素ズラシして配置している。
を４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄより構成し、
該４つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの結像面にそ
れぞれ撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄを配置
し、そのうち撮像素子３１Ａの配置位置に対して撮像素
子３１Ｂを水平方向（主走査方向）にその画素幅ｔの
（１／２）ｔだけ画素ズラシして配置し、撮像素子３１
Ｄを垂直方向（副走査方向）に（１／２）ｔだけ画素ズ
ラシして配置している。更に撮像素子３１Ｃを撮像素子
３１Ｄの配置位置に対し水平方向に（１／２）ｔだけ画
素ズラシし、かつ撮像素子３１Ｂの配置位置に対し垂直
方向に（１／２）ｔだけ画素ズラシして配置している。
【００３９】そして各撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１
Ｃ，３１Ｄからの画像情報（出力信号）を利用して画像
合成処理回路（不図示）で合成することによって高解像
度の画像を得ている。
Ｃ，３１Ｄからの画像情報（出力信号）を利用して画像
合成処理回路（不図示）で合成することによって高解像
度の画像を得ている。
【００４０】図６はこのときの４つの撮像素子３１Ａ，
３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄから得られる画像情報を合成す
る様子を示した説明図である。
３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄから得られる画像情報を合成す
る様子を示した説明図である。
【００４１】同図に示すように撮像素子３１Ａの配置位
置に対して他の撮像素子３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄの配置
位置は、前述の如くそれぞれ水平方向又は垂直方向又は
双方の方向へそれぞれ（１／２）ｔだけ画素ズラシされ
ている。このとき各撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，
３１Ｄからの画像情報を合成して得られる画像の解像度
は水平方向と垂直方向でそれぞれ２倍となる。
置に対して他の撮像素子３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄの配置
位置は、前述の如くそれぞれ水平方向又は垂直方向又は
双方の方向へそれぞれ（１／２）ｔだけ画素ズラシされ
ている。このとき各撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，
３１Ｄからの画像情報を合成して得られる画像の解像度
は水平方向と垂直方向でそれぞれ２倍となる。
【００４２】尚、本実施例においては第３の光学系を４
つのレンズ系より構成したが、該光学系の数とそれに対
応する撮像素子の数を更に増やし、かつそれに伴なって
画素ズラシのピッチを小さくすれば、より高解像度化が
図ることができ、より高精細な画像を得ることができ
る。
つのレンズ系より構成したが、該光学系の数とそれに対
応する撮像素子の数を更に増やし、かつそれに伴なって
画素ズラシのピッチを小さくすれば、より高解像度化が
図ることができ、より高精細な画像を得ることができ
る。
【００４３】次に本発明の実施例３の撮像装置について
説明する。
説明する。
【００４４】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は各撮像素子３１Ａ，３１Ｂ面上に色フィルターを設
け、カラー映像信号（カラー画像）を得たことである。
その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であ
る。
点は各撮像素子３１Ａ，３１Ｂ面上に色フィルターを設
け、カラー映像信号（カラー画像）を得たことである。
その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であ
る。
【００４５】即ち、本実施例では撮像素子３１Ａ面上に
緑（Ｇ）色のフィルターを設け、又撮像素子３１Ｂ面上
に赤（Ｒ）色と青（Ｂ）色のフィルターを交互に設け、
それぞれの撮像素子３１Ａ，３１Ｂから色分離された緑
（Ｇ）信号、赤（Ｒ）信号、そして青（Ｂ）信号の３つ
の信号を得て信号処理回路で処理しカラー映像信号を得
ている。これにより高解像度のカラー画像を得ている。
緑（Ｇ）色のフィルターを設け、又撮像素子３１Ｂ面上
に赤（Ｒ）色と青（Ｂ）色のフィルターを交互に設け、
それぞれの撮像素子３１Ａ，３１Ｂから色分離された緑
（Ｇ）信号、赤（Ｒ）信号、そして青（Ｂ）信号の３つ
の信号を得て信号処理回路で処理しカラー映像信号を得
ている。これにより高解像度のカラー画像を得ている。
【００４６】図７は本発明の実施例４の要部斜視図であ
る。同図において図２に示した要素と同一要素には同符
番を付している。
る。同図において図２に示した要素と同一要素には同符
番を付している。
【００４７】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は第３の光学系３を３つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃ
より構成し、該３つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃの結像
面にそれぞれ空間的に画素ズラシされた３つの撮像素子
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを配置し、かつ各撮像素子３１
Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ面上にそれぞれ色フィルターを設け
たことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１
と略同様である。
点は第３の光学系３を３つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃ
より構成し、該３つのレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃの結像
面にそれぞれ空間的に画素ズラシされた３つの撮像素子
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを配置し、かつ各撮像素子３１
Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ面上にそれぞれ色フィルターを設け
たことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１
と略同様である。
【００４８】即ち、本実施例では第３の光学系３を３つ
のレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃより構成し、該３つのレン
ズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃの結像面にそれぞれ配置した各撮
像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのうち、該撮像素子３１
Ａ面上に例えば赤（Ｒ）色のフィルターを設け、該撮像
素子３１Ｂ面上に緑（Ｇ）色のフィルターを設け、そし
て該撮像素子３１Ｃ面上に青（Ｂ）色のフィルターを設
けている。そして各々の撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１
Ｃから色分離された緑（Ｇ）信号、赤（Ｒ）信号、そし
て青（Ｂ）信号の３つの信号を用いて信号処理回路で処
理しカラー映像信号を得て色再現を行なっている。これ
により高解像度のカラー画像を得ている。
のレンズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃより構成し、該３つのレン
ズ系３Ａ，３Ｂ，３Ｃの結像面にそれぞれ配置した各撮
像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃのうち、該撮像素子３１
Ａ面上に例えば赤（Ｒ）色のフィルターを設け、該撮像
素子３１Ｂ面上に緑（Ｇ）色のフィルターを設け、そし
て該撮像素子３１Ｃ面上に青（Ｂ）色のフィルターを設
けている。そして各々の撮像素子３１Ａ，３１Ｂ，３１
Ｃから色分離された緑（Ｇ）信号、赤（Ｒ）信号、そし
て青（Ｂ）信号の３つの信号を用いて信号処理回路で処
理しカラー映像信号を得て色再現を行なっている。これ
により高解像度のカラー画像を得ている。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く撮像装置の各
要素を適切に構成し、特に撮像手段を構成する複数の撮
像素子のうち、少なくとも２つの撮像素子を空間的に画
素ズラシして配置することにより、限られた画素数の撮
像素子を用いて高解像度の画像を得ることができ、しか
も撮影光学系のバックフォーカス等に制限を与えず、容
易な画像合成で高解像化を図ることができる撮像装置を
達成することができる。
要素を適切に構成し、特に撮像手段を構成する複数の撮
像素子のうち、少なくとも２つの撮像素子を空間的に画
素ズラシして配置することにより、限られた画素数の撮
像素子を用いて高解像度の画像を得ることができ、しか
も撮影光学系のバックフォーカス等に制限を与えず、容
易な画像合成で高解像化を図ることができる撮像装置を
達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の光学系の要部断面図
【図２】 本発明の実施例１の要部斜視図
【図３】 本発明の実施例１の画像の合成に関する説明
図
図
【図４】 本発明の実施例１の信号処理部の要部ブロッ
ク図
ク図
【図５】 本発明の実施例２の要部斜視図
【図６】 本発明の実施例２の画像の合成に関する説明
図
図
【図７】 本発明の実施例４の要部斜視図
【図８】 従来の撮像装置の要部概略図
１ 第１の光学系
２ 第２の光学系
３ 第３の光学系
２１ 第１結像面
３１ 撮像手段
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ レンズ系
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ 撮像素子
５１Ａ，５１Ｂ サンプルホールド回路
５２Ａ，５２Ｂ Ａ／Ｄ変換回路
５３Ａ，５３Ｂ メモリ
５４ 画像合成処理回路
フロントページの続き
(72)発明者 小倉 栄夫
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 竹田 伸弘
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 関田 誠
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 田中 常文
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 山崎 康之
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 堀 正志
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 小杉 真人
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(56)参考文献 特開 昭58−76807（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 5/222 - 5/257
H04N 5/335
H04N 9/04 - 9/11
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の光学系により被写体像を予定結像
面に形成し、該第１の光学系の光軸上であって該予定結
像面近傍に配置した第２の光学系と、該第１の光学系の
光軸外に光軸を有し、該第２の光学系の後方に配置した
複数のレンズ系を有する第３の光学系とで、該予定結像
面に形成した被写体像の全てを該複数のレンズ系に対応
する複数の撮像素子を有する撮像手段の該複数の撮像素
子に各々再結像し、該複数の撮像素子で得られる画像情
報を利用して高精細な画像情報を得るようにしたことを
特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 前記撮像手段を構成する複数の撮像素子
のうち、少なくとも２つの撮像素子は空間的に画素ズラ
シがされていることを特徴とする請求項１記載の撮像装
置。 - 【請求項３】 前記撮像手段を構成する複数の撮像素子
面上に少なくとも色フィルターを設けたことを特徴とす
る請求項１記載の撮像装置。 - 【請求項４】 被写体像を第１の光学系により予定結像
面に結像させ、該予定結像面近傍に配置した第１の光学
系と光軸を同じくする第２の光学系と、該第１の光学系
の光軸とは異なる光軸を有し、第２の光学系の後方に配
置した複数のレンズ系を有する第３の光学系とにより予
定結像面に形成した被写体像の全てを該複数のレンズ系
に対応する複数の撮像素子を有する撮像手段の該複数の
撮像素子面上に各々結像させ、該複数の撮像素子からの
画像情報を利用して高精細な画像情報を得るようにした
撮像装置であって、該撮像手段を構成する複数の撮像素
子のうち、少なくとも２つの撮像素子は空間的に画素ズ
ラシがされていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項５】 前記撮像手段を構成する複数の撮像素子
面上に少なくとも色フィルターを設けたことを特徴とす
る請求項４記載の撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28774793A JP3397398B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 撮像装置 |
| US08/734,385 US5694165A (en) | 1993-10-22 | 1996-10-17 | High definition image taking apparatus having plural image sensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28774793A JP3397398B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120665A JPH07120665A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3397398B2 true JP3397398B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=17721240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28774793A Expired - Fee Related JP3397398B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397398B2 (ja) |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP28774793A patent/JP3397398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120665A (ja) | 1995-05-12 |
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