JPH03173288A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH03173288A
JPH03173288A JP1310704A JP31070489A JPH03173288A JP H03173288 A JPH03173288 A JP H03173288A JP 1310704 A JP1310704 A JP 1310704A JP 31070489 A JP31070489 A JP 31070489A JP H03173288 A JPH03173288 A JP H03173288A
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JP
Japan
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signal
solid
image
scanning direction
correction
Prior art date
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Pending
Application number
JP1310704A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Unno
靖行 吽野
Shigeyuki Suda
須田 繁幸
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correct distortion in the subscanning direction at readout of a solid-state image pickup element by reading a picture for each scanning line in the subscanning direction orthogonal to a main scanning direction and varying a drive pulse frequency of the solid-state image pickup element is this case. CONSTITUTION:A microprocessor 4 calculates the correction quantity of each longitudinal line based on a correction data to apply correction control to the timing of a drive pulse of a CCD drive pulse generating circuit 5. A picture signal whose longitudinal picture distortion is corrected is read out of a CCD3G with horizontal and vertical CCD drive pulses generated from the circuit 5. The time interval of the signal read by the pulse train for vertical CCD drive is not constant. Then the signal is converted into a consecutive signal by a sample-and-hold circuit 6 and an LPF 7. The picture signal read in the longitudinal direction should be separated into the number of scanning lines, a-sets in the stage of the conversion into a television signal finally, then the signal is converted into a discrete signal being a pulse signal whose time interval is equal by the sample-and-hold circuit 8. The signal is converted into a digital signal at an A/D converter 9 and stored sequentially in a frame memory 10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、撮像素子としてCCD等の固体撮像素子を複
数用いたカラーテレビカメラ等の固体撮像装置に関し、
特に撮像光学系等が原因で生ずる複数の固体撮像素子に
おける各色の画像間の重ね合わせ誤差、各色の画像の幾
何学的歪の電気的補正に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a solid-state imaging device such as a color television camera that uses a plurality of solid-state imaging devices such as CCD as an imaging device.
In particular, it relates to electrical correction of overlay errors between images of each color in a plurality of solid-state image sensors and geometric distortion of images of each color caused by imaging optical systems and the like.

(従来の技術〕 般にカラーテレビカメラでは、被写体像を赤、緑、青の
3原色に分解して撮像し、各色の画像を重ね合わせるこ
とによってカラー画像を再現1−る。そのため、撮像レ
ンズに倍率色収差が残存していると、各色の画像の大き
さが一致せず再現したカラー画像には色ずれが生してし
まう。また、撮像レンズに歪曲収差が残存していると5
各色の画像に樽型、糸巻型などの幾何学的歪が生してし
まう。
(Prior Art) In general, a color television camera captures an image of a subject by separating it into the three primary colors of red, green, and blue, and reproduces a color image by superimposing the images of each color. If chromatic aberration of magnification remains in the image pickup lens, the sizes of images of each color will not match, resulting in color shift in the reproduced color image.Furthermore, if distortion aberration remains in the imaging lens,
Geometric distortions such as a barrel shape or a pincushion shape occur in images of each color.

従来、撮像管式カラーテレビカメラでは、前記各色の画
像間重ね合わせ誤差、幾何学的歪の補正を信号電荷読み
出し用電子ビーム偏向系の制御により行っていた。しか
し、最近広く用いられるようになってきた固体撮像素子
カメラの場合は、偏向系−制御による補正かできない。
Conventionally, in an image pickup tube type color television camera, correction of the overlay error between images of each color and geometric distortion has been performed by controlling an electron beam deflection system for reading signal charges. However, in the case of solid-state imaging device cameras that have recently become widely used, correction can only be made by controlling the deflection system.

そこで、補正を電気的に行う手法として、固体撮像素子
の駆動パルスの周波数を制御して画像補正を行うものが
特開昭58−59690号公報に、固体撮像素子から信
号を読み出す際に補間処理によって画像補正を行うもの
が特開昭61−89791号公報に、また、画像信号を
フレームメモリに人力し、デジタル信号処理技術によっ
て画像補正を行うものが特開昭62−230267号公
報にそれぞれ記載されている。
Therefore, as a method for electrically performing correction, a method for performing image correction by controlling the frequency of the drive pulse of the solid-state image sensor is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-59690, which performs interpolation processing when reading signals from the solid-state image sensor. JP-A No. 61-89791 discloses an image correction method that performs image correction using a digital signal processing technique, and JP-A No. 62-230267 discloses an image correction method that manually inputs an image signal into a frame memory and performs image correction using digital signal processing technology. has been done.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、固体撮像素子カメラ対応の前記従来例に
はそれぞわ次のような問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned conventional examples compatible with solid-state image sensor cameras each have the following problems.

まず、固体撮像素子の駆動パルスの周波数を11制御す
る手法では、水・ト駆動周波数を変化させることにより
画像の主走査方向(一般に水平方向)の補正は’IT 
ribとなるか、重置駆動周波数は、用いているテレビ
方式の1秒間フレーム数、1フレーム内走り線数から決
まる値(NTSC方式ならば15.72に11Z)から
変化させることはできないので、画像の副走査方向(一
般に垂直方向)の補正は原理的に不可能である。また、
固体撮像素?’−かう信号を読み出す際に補間処理を行
うL法及び画像信号をフレームメモリに人力し、デジタ
ルイに1号処理を行う手法では、いずれも、高精度の補
iEを行うためには複雑なIKみ付は補間演pを行う必
要かあり、テレビカメラのように画像をほぼ実時間て処
理することか要求される装置に不向きである。
First, in the method of controlling the frequency of the driving pulse of the solid-state image sensor, correction in the main scanning direction (generally horizontal direction) of the image is achieved by changing the driving frequency.
The superposition drive frequency cannot be changed from the value determined by the number of frames per second and the number of running lines in one frame of the TV system being used (15.72 to 11Z for the NTSC system). Correction of an image in the sub-scanning direction (generally vertical direction) is impossible in principle. Also,
Solid-state image sensor? '-The L method, which performs interpolation processing when reading out such a signal, and the method, which manually inputs the image signal into a frame memory and performs No. 1 processing on the digital IE, both require complex interpolation in order to perform high-precision interpolation iE. IK detection requires interpolation, and is not suitable for devices such as television cameras that are required to process images almost in real time.

本発明は以上のような従来技術の問題に鑑みてなされた
もので、多板式固体撮像素子カラー撮像装置で生ずる各
色の画像間の市ね合わせ誤差、各色の画像の幾何学的歪
を高精度に補正することか可能となる固体撮像装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and it is possible to eliminate alignment errors between images of each color and geometric distortion of images of each color, which occur in a multi-plate solid-state image sensor color imaging device, with high precision. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can perform corrections.

(課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するため、本発明では固体撮像装置をつ
ぎの(1)、(2)のとおりに構成する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention configures a solid-state imaging device as shown in (1) and (2) below.

(1)主走査方向の複数の走査線から成る画像を形成す
るための固体撮像装置において、前記画像を主走査方向
と直交する副走査方向の走査線毎に読み出すとともに、
この読出しを行う際の固体撮像素子の駆動パルス周波数
を可変とすることによって、前記固体撮像素子の読出し
時に副走査方向の歪を補正する固体撮像装置。
(1) In a solid-state imaging device for forming an image consisting of a plurality of scanning lines in the main scanning direction, the image is read out for each scanning line in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and
A solid-state imaging device that corrects distortion in the sub-scanning direction when reading out the solid-state imaging device by making the drive pulse frequency of the solid-state imaging device variable when performing this reading.

(2)副走査方向の各ライン毎に信号読出しが可能な固
体撮像素子と、この固体撮像素fからの副走査方向の読
出し周波数を所定の補正データに応じて可変することに
よって副走査方向の歪を補正する補正回路と、この補正
回路の出力を記憶するフレームメモリと、このフレーム
メモリからの−F走食方向の読出し周波数を所定の補正
データに応じて可変することによって主走査方向の歪を
補正する補正回路とを備え、前記固体撮像素子にて11
られる画像信号を主走査方向と副走査方向とで独存して
補正する固体撮像装置。
(2) A solid-state image sensor capable of reading out signals for each line in the sub-scanning direction, and a readout frequency in the sub-scanning direction from the solid-state image sensor f that is varied according to predetermined correction data. A correction circuit for correcting distortion, a frame memory for storing the output of this correction circuit, and a distortion in the main scanning direction by varying the reading frequency in the -F scanning direction from this frame memory according to predetermined correction data. and a correction circuit that corrects 11 in the solid-state image sensor.
A solid-state imaging device that corrects image signals independently in the main scanning direction and sub-scanning direction.

(作用) +Wf記(1) 、  (2) ノM成ニ、k ’)、
a l ノ5’il 体撮像素fにおける各色の画像間
の市ね合わせ誤差及び各色の画像の幾何学的歪を高精度
に補正することができる。
(Action) + Wf (1), (2) ノM seini, k'),
Alignment error between images of each color in the body image sensor f and geometric distortion of images of each color can be corrected with high precision.

(実施例) 以F、本発明を実3に例によって詳しく説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail by way of example.

第1図は、本発明を3板式CCD (chargeco
upled device)カラーテレビカメラに適用
した本発明の第1¥施例のブロック図である。被写体か
ら出た光は、撮像レンズ1を通り色分解プリズム2によ
フて赤色光R1緑色光G、青色九Bの3原色に分解され
、この3原色光R,G、Bによる光学像は、それぞれC
CD  3R,3G、3B(固体撮像素−F)士に結像
するようになってぃる。
FIG. 1 shows the present invention in a three-plate CCD (chargeco
1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention applied to a color television camera (uploaded device); FIG. The light emitted from the object passes through the imaging lens 1 and is separated by the color separation prism 2 into three primary colors: red light R1, green light G, and blue light B. The optical image formed by these three primary color lights R, G, and B is , respectively C
Images are formed on CDs 3R, 3G, and 3B (solid-state image sensors-F).

撮像レンズ1には、一般に倍率色収差、歪曲収差が残存
しており、そのことが原因で生ずるRG、B各色画像間
の市ね合わせ誤差、各画像の幾何学的歪の核子を第2図
を用いて説明する。図には無彩色の長方形物体50を撮
像したときに、CCD  3R,3G、3B上にできる
像を示している。51.52.53はそれぞ3R,3G
The imaging lens 1 generally has residual chromatic aberration of magnification and distortion, and the alignment errors between the RG and B color images caused by these aberrations, as well as the nucleus of the geometric distortion of each image, are shown in Figure 2. I will explain using The figure shows images formed on the CCDs 3R, 3G, and 3B when an achromatic rectangular object 50 is imaged. 51, 52, 53 are 3R and 3G respectively
.

3BFの像であり、それらは、図(b)に示す通りレン
ズの歪曲収差のために間型に歪んでおり、かつ倍率色収
差のために大きさも一致していない。
3BF images, and as shown in Figure (b), they are distorted in size due to lens distortion and do not match in size due to lateral chromatic aberration.

CCD  3R13G、3Bからの信号に対する補正は
、補正晴は異なるけれども補正方式は共通なので、ここ
ではCCD  3Gの信号を例にとり補正方式を説明す
る。
The correction method for the signals from the CCD 3R13G and 3B is the same, although the correction method is different, so the correction method will be explained here by taking the signal from the CCD 3G as an example.

CCDからの信号読出し方式には、インターライン転送
方式、フレーム転送方式などがあるが、インターライン
転送方式について、一般的なテレビカメラ用CCDと本
実施例のCCDの違いを第3図を用いて説明する。第3
図(a)に一般的なテレビカメラ用CCDの信号読出し
方式を、文筆3 tA (b )に本実施例のCCDの
信号読出し方式を示す。第3図(a)では、フォトダイ
オード60で作られた電荷は、垂直ブランキング期間に
![直CCD61に移され、その後走査線が1本進むた
びに![直CCDは1クロツクずつ転送し、水・F、 
CCD 62に1走査線分の信号電荷を送り込む。そし
て、水平CCDに送られた信号′I′「荷は水゛ト二走
査のスピードに合わせて順次、信号検出部63に転送さ
れる。以−トの信号読出しの過程で、縦方向の1本分の
信号電荷だけを読み出すことができないため、画像の縦
方向の補正は一切行うことができない。そこで、IC直
CCD駆動パルス周波数を制御することによる縦方向の
画像補正なり能にするために、本実施例では第3図(b
)に示す信号読出し方式を用いる。第3図(b)のCC
Dでは、第3図(a)のCCDと比べて市直CCD、水
平CCDの役割りが人ね替わっている。すなわち、フォ
トダイオード64で作られた電荷は、まず水平CCD6
5に一度に転送さゎ、縦方向の1ライン分の信号ずつ垂
直CCD66を通して信号検出部67で読み出される。
Signal readout methods from CCDs include interline transfer methods, frame transfer methods, etc. Regarding interline transfer methods, the differences between a general TV camera CCD and the CCD of this example are shown in Figure 3. explain. Third
Figure (a) shows the signal readout method of a general CCD for a television camera, and Figure 3 (b) shows the signal readout method of the CCD of this embodiment. In FIG. 3(a), the charge created by the photodiode 60 during the vertical blanking period! [Transferred directly to CCD 61, and then every time one scanning line advances! [Direct CCD transfers one clock at a time, water, F,
A signal charge for one scanning line is sent to the CCD 62. Then, the signal 'I' sent to the horizontal CCD is sequentially transferred to the signal detection unit 63 in accordance with the speed of the horizontal scanning. Since it is not possible to read out only the main signal charge, it is impossible to perform any vertical correction of the image.Therefore, in order to make it possible to perform vertical image correction by controlling the IC direct CCD drive pulse frequency. , in this example, Fig. 3 (b
) is used. CC in Figure 3(b)
In D, the roles of the city direct CCD and the horizontal CCD are changed compared to the CCD shown in FIG. 3(a). That is, the charge created by the photodiode 64 is first transferred to the horizontal CCD 6.
The signals of one line in the vertical direction are transferred at a time and read out by the signal detecting section 67 through the vertical CCD 66.

次に前述のようにCCDから縦方向の信号を読み出す段
階で行わわる画像の縦方向の補正手法について説明する
。補正を行う画像として第4図に示す例で考える。すな
わち、レンズの間型歪曲収差のために点線70のように
歪んでしまっている画像を最終的には、1点鎖線71の
ように補正するが、まず縦方向の補正を行って実線72
のようにすることを考える。
Next, a method of correcting the image in the vertical direction, which is performed at the stage of reading out the vertical signals from the CCD as described above, will be described. Consider the example shown in FIG. 4 as an image to be corrected. In other words, an image that is distorted as shown by the dotted line 70 due to the lens distortion aberration is eventually corrected as shown by the dashed-dotted line 71, but first vertical correction is performed and the image is distorted as shown by the solid line 72.
Consider doing something like this.

第5図は、CCDの縦方向の1ラインを示したもので、
簡単のために縦方向の画素数を走査線数aに等しいとす
る。図中で斜線部す画素分(b < a )に圧縮され
ている画像をa画素分に引き伸ばすことを考える。Su
、SRはそれぞれ補正を行おうとしている画像の最上部
、最上部の画素を示す。
Figure 5 shows one line in the vertical direction of the CCD.
For simplicity, it is assumed that the number of pixels in the vertical direction is equal to the number of scanning lines a. Consider expanding an image compressed to a number of pixels (b < a) indicated by diagonal lines in the figure to a number of pixels. Su
, SR indicate the topmost pixel and the topmost pixel of the image to be corrected, respectively.

ここから、JL体的な補正手段の説明に入る。From here, we will begin to explain the JL type correction means.

第5図に示したような縦方向の1ラインごとの信号は垂
直CCD66 (第3図(b)参照)に転送され、そこ
から垂直CCD駆動パルスによって1画素毎の信号とし
て読み出される。第6図(a)にai!!ji素分の信
号の補正を行わずに読み出す場合のパルス列を示す。パ
ルス数はa%で、a個のパルス発生に要する時間なτと
する。つぎに前記のように、b画素分に圧縮されている
画像をalIhI素分に引き伸ばすためのパルス列につ
いて説明する。第5図中SuからSlまでのb画素分の
信号を読み出すためのb個のパルスが必要になるか、そ
の時の第1パルスは垂直CCD上の信号をトーカから読
み出す方式ならばSlの位置に、上方から読み出す方式
ならばSuの位置に対応じていなければならない。また
、全ての補正状態で縦方向1ラインの信号読出しに要す
る時間は共通であることが必要なので、b個のパルス発
生に要する時間は前記非補正時の時間τに等しくなけれ
ばならない。更にこの例のように間型歪曲収差によって
像が歪んでいる場合は、歪み方が一様ではなく、両像周
辺部はど強く圧縮されているので、それに対応じて画像
周辺部はど大きく引き伸ばす、すなわち、パルス間隔を
長くしてやらなければならない。以上のことから補正読
出しに必要なパルス列は第6図(b)のようになる。
The signal for each line in the vertical direction as shown in FIG. 5 is transferred to the vertical CCD 66 (see FIG. 3(b)), from which it is read out as a signal for each pixel by a vertical CCD drive pulse. In Figure 6(a) ai! ! A pulse train is shown when the signal of ji components is read out without being corrected. The number of pulses is a%, and the time required to generate a number of pulses is τ. Next, as described above, a pulse train for expanding an image compressed into b pixels into alIhI elements will be explained. In Figure 5, are b pulses required to read out the signals for b pixels from Su to Sl?If the method is to read out the signals on the vertical CCD from the talker, then the first pulse will be at the Sl position. , if the method is to read from above, it must correspond to the position of Su. Furthermore, since the time required to read out the signal of one line in the vertical direction must be the same in all correction states, the time required to generate b pulses must be equal to the time τ in the non-correction state. Furthermore, when the image is distorted due to inter-form distortion aberration as in this example, the distortion is not uniform, and the periphery of both images is strongly compressed, so the periphery of the image is correspondingly greatly compressed. It must be stretched, that is, the pulse interval must be lengthened. From the above, the pulse train necessary for corrected readout is as shown in FIG. 6(b).

また、ここでは、画像の横方向の補正は行わないので水
平CCD65 (第3図(b)参照)は通常の等間隔パ
ルスで駆動される。
Further, here, since no horizontal correction of the image is performed, the horizontal CCD 65 (see FIG. 3(b)) is driven with normal equally spaced pulses.

前述のような補正を画面全体について行うには、縦方向
の1ライン毎にパルス列幅τは一定としておいて、パル
ス列中のパルスの数及びパルスの配置を変化させる必要
がある。
In order to perform the above-mentioned correction on the entire screen, it is necessary to keep the pulse train width τ constant for each line in the vertical direction and change the number of pulses and the arrangement of the pulses in the pulse train.

第1図中マイクロプロセッサ4は、補正データに基づい
て縦方向各ラインの補正量を計算し、CCD駆動パルス
発生回路5の駆動パルスのタイミングを補正制御する。
The microprocessor 4 in FIG. 1 calculates the amount of correction for each line in the vertical direction based on the correction data, and controls the timing of the drive pulse of the CCD drive pulse generation circuit 5 to correct it.

CCD駆動パルス発生回路5から発生した水平CCD駆
動パルス、垂直CCD駆動パルスによってCOD  3
Gからは前述の通り縦方向の画像歪が補正された画像信
号が読み出される。ここで補正データは、あらかじめ、
ROMに記憶させておいてもよいし、外部からRAMに
i!Fき込んだものを用いてもよい。
COD 3 is generated by the horizontal CCD drive pulse and vertical CCD drive pulse generated from the CCD drive pulse generation circuit 5.
As described above, an image signal whose vertical image distortion has been corrected is read from G. Here, the correction data is prepared in advance.
It may be stored in ROM, or it may be stored in RAM from outside. You may also use one with F.

前述の垂直CCD駆動用のパルス列によって読み出され
た信号は第7図(a)に示すように時間1:11隔か一
定でない。そこでまず、この信号をサンプルホールド回
路6.ローパスフィルタフによって第7図(b)に示す
連続信号にする。縦方向に読み出した画像信号は、最終
的にテレビ信号に変換する段階では走査線本数分、a個
に分離されていなければいけないので、サンプリング回
路8によって第7図(e)に示す時間的に等間隔のパル
ス信号であるm散信号にする。その信号をA/D変換回
路9によってデジタル信号に変換し順次フレームメモリ
10に記憶させる。画面内の縦方向全てのラインについ
て以上の操作が終了した段階ではフレームメモリ1O−
)−には第4図72の実線に対応する画像が記憶さおで
いる。
As shown in FIG. 7(a), the signals read out by the pulse train for driving the vertical CCD described above are not constant at intervals of 1:11. Therefore, first, this signal is sampled and held by the sample and hold circuit 6. A continuous signal as shown in FIG. 7(b) is generated by a low-pass filter. The image signal read out in the vertical direction must be separated into a pieces corresponding to the number of scanning lines at the stage of final conversion into a television signal, so the sampling circuit 8 divides the image signal into a number of parts corresponding to the number of scanning lines, as shown in FIG. 7(e). An m-dispersed signal, which is a pulse signal at equal intervals, is generated. The signal is converted into a digital signal by an A/D conversion circuit 9 and sequentially stored in a frame memory 10. When the above operations have been completed for all vertical lines on the screen, the frame memory 10-
)- has an image corresponding to the solid line in FIG. 4 72 stored therein.

次に前述の手法で縦方向の補正か完Yした画像に横方向
の補正を行う手法について説明する。説明は第8図を用
いて行う。実線80は横方向の補正を行う画像、1点鎖
線81は補正完了後前られる画像、斜線部82は補正手
法を説明するための横方向の1ライン(1走査線に対応
)である。
Next, a method of performing horizontal correction on an image that has been vertically corrected or completed using the above-described method will be described. The explanation will be given using FIG. A solid line 80 is an image to be corrected in the horizontal direction, a dashed-dot line 81 is an image to be moved forward after the correction is completed, and a diagonal line 82 is one line in the horizontal direction (corresponding to one scanning line) for explaining the correction method.

今、横方向の全画素数をp、斜線部82に含まれる画素
数をq (q<p)とする、q画素の画像をρ画素分に
拡大するには第6図(b)と同様のパルス列を用いて信
号を誘み出せばよい。但し、この場合はパルス数は9個
、モしてτに対応する時間はテレビ方式を決めれば自動
的に決められてしまう。史に、この場合は縦方向には画
像補正が完了しているので、ライン毎の信号は等間隔パ
ルスで読み出すが、その読出し周波数もテレビ方式から
自動的に決まる。横方向の補正も縦方向と同様に補正デ
ータに応じて信号読出しのためのパルス列を変化させる
必要があるか、補正量の計p及びそれに対応したパルス
列の発生は第1図のマイクロプロセッサ4.15号読出
しパルス発生回路11を用いて行われる。
Now, assuming that the total number of pixels in the horizontal direction is p, and the number of pixels included in the diagonal area 82 is q (q<p), to enlarge an image of q pixels to ρ pixels, use the same method as in FIG. 6(b). The signal can be induced using a pulse train. However, in this case, the number of pulses is nine, and the time corresponding to τ is automatically determined when the television system is determined. Historically, in this case, since the image correction has been completed in the vertical direction, the signal for each line is read out using equally spaced pulses, and the readout frequency is also automatically determined based on the television system. Is it necessary to change the pulse train for signal readout in accordance with the correction data in the horizontal direction correction as well as in the vertical direction?The total correction amount p and generation of the corresponding pulse train are determined by the microprocessor 4. This is performed using the No. 15 read pulse generation circuit 11.

前述の通り、フレームメモリ10から横方向のライン毎
に読み出された信号は、D/A変換回路12でアナログ
信号に変換され、更にサンプルホールド回路13.ロー
パスフィルタ14を経て連続信号となる。その信号は通
常のテレビカメラで撮像素子を走査することによって得
られる信号と全く同等のものであり、かつ画像の歪みは
補正されている。
As mentioned above, the signals read out for each horizontal line from the frame memory 10 are converted into analog signals by the D/A conversion circuit 12, and then converted to analog signals by the sample and hold circuits 13. It passes through a low-pass filter 14 and becomes a continuous signal. The signal is exactly equivalent to the signal obtained by scanning an image sensor with a normal television camera, and the image distortion has been corrected.

ここまでは、CC03Gからの信号について画像補正手
法の説明を行ってきた。CCD3R,3B上に結像され
る画像については3Gの画像と同様に画像歪を補正し、
かつレンズの倍率色収差による3R,3G、3B上の画
像の大きさのずれは、例えば3Gの画像を基準に3R,
3Bの画像の大きさを一致させるようにCCD駆動パル
ス、フレームメモリからの信号読出しノ〜ルスを制御す
ればよい。
Up to this point, the image correction method for the signal from CC03G has been explained. For images formed on CCD 3R and 3B, image distortion is corrected in the same way as 3G images,
Also, the size deviation of the images on 3R, 3G, and 3B due to the lateral chromatic aberration of the lens is, for example, based on the image of 3G, 3R, 3G, and 3B.
It is sufficient to control the CCD drive pulse and the signal readout pulse from the frame memory so that the sizes of the 3B images match.

以1.のようにして得られたCCD  3R。Below 1. CCD 3R obtained as follows.

3G、3Bからの18号は、NTSC方式なとのテレビ
(+”j ””jに変換され、モニタに映されるか、そ
の画像は画像歪、レジストレーシヨンずわが完全に補正
された非常に美しいものとなる。
No. 18 from 3G and 3B is either converted to NTSC TV (+"j ""j) and displayed on a monitor, or the image is a very becomes beautiful.

本実施例では画像を引き伸ばすことにより補正を行うと
いう手法を採ったが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、画像を圧縮することにより補正を行う手法を採
用してもよい。例えば、CCDの縦方向C画素(c>a
)分の画像を圧縮してa画素分の画像としたい時には、
垂直CCD駆動パルスのパルス列が第6図(b)と同様
に時間幅はでで、かつ画像の歪み方に応じた間隔をもつ
計C個のパルスで構成されるようにしておけばよい。
Although this embodiment adopted a method of performing correction by stretching the image, the present invention is not limited to this, and a method of performing correction by compressing the image may also be adopted. For example, CCD vertical direction C pixels (c>a
) when you want to compress the image into a pixel image,
It is sufficient that the pulse train of the vertical CCD driving pulses has a large time width, as in FIG. 6(b), and is composed of a total of C pulses having intervals corresponding to the way the image is distorted.

本実施例は3板式CCDカメラの例であるが、本発明は
、2板式、4板式など3板式以外のカラーカメラや単板
式モノクロテレビカメラ及び撮像素子としてMo5y素
子などCCD以外の固体撮像素子を用いた多板式カラー
カメラに適用可能なことは言うまでもない。
Although this embodiment is an example of a 3-panel CCD camera, the present invention is also applicable to color cameras other than 3-panel cameras such as 2-panel and 4-panel cameras, single-panel monochrome television cameras, and solid-state imaging devices other than CCDs such as Mo5y elements as image sensors. Needless to say, this method is applicable to the multi-disc color camera used.

さらに、本発明や9板式のカラーテレビカメラやモノク
ロテレビカメラにおけるレンズの歪曲収差に起因する幾
何学歪の補正にも用いることができることは当然である
Furthermore, it goes without saying that the present invention can also be used to correct geometric distortion caused by lens distortion in the present invention, a nine-plate color television camera, and a monochrome television camera.

又、色分解には、プリズムに限らず、ハーフミラ−1色
フィルタの組合せ等の適宜の手段を用いることかできる
Further, color separation is not limited to a prism, and any suitable means such as a combination of a half mirror and a single color filter can be used.

次に本発明をズームレンズ付カラーテレビカメラに通用
した本発明の第2実施例について説明する。ズームレン
ズではズーミングなどによって使用状態(フォーカス位
置、焦点距離、絞り値)が変化すると、それに応じて倍
率色収差、歪曲収差も変化する。そのため、画像を補正
するためのccDg動パルス制御、フレームメモリから
の信号読出しパルス制御もレンズの使用状態に応じて変
化させなければいけない。本実施例はそのイΔ率色収差
、歪曲収差の変動にリアルタイムで追随して常に最適の
画像補正を行うことを可能にしたものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in which the present invention is applied to a color television camera with a zoom lens. In a zoom lens, when the usage conditions (focus position, focal length, aperture value) change due to zooming, etc., the chromatic aberration of magnification and distortion change accordingly. Therefore, the ccDg motion pulse control for correcting the image and the signal readout pulse control from the frame memory must also be changed depending on the usage state of the lens. This embodiment makes it possible to always perform optimal image correction by following the fluctuations of the Δ-rate chromatic aberration and distortion in real time.

補正方式自体は第1実施例と同じであるが、第2実施例
ではレンズ状態を表す信号から最適な補正量を計算し、
それに応じてCCD駆動パルス及びフレームメモリから
の信号読出しパルスの制御が行えるようになっている。
The correction method itself is the same as the first embodiment, but in the second embodiment, the optimum correction amount is calculated from the signal representing the lens condition,
The CCD drive pulse and the signal read pulse from the frame memory can be controlled accordingly.

本実施例の説明を第9図を用いて行う。第9図には補正
データを出力する能力を備えたレンズ部分のみを示し、
レンズ側から出力される補正データは第1図のマイクロ
プロセッサ4に入力されるものとする。第9図において
90はズームレンズ本体、91,92゜93はそわぞれ
ズームレンズ90に内蔵されたポテンショメータであっ
て、ポテンショメータ91はフォーカス位置、ポテンシ
ョメータ92はズーム比、ポテンショメータ93は絞り
値のデータを読み出すために備えられている。94.9
596はそれぞ1前記ポテンショメータ91,92゜9
3からのデータをデジタル信号に変換するA/D変換回
路、97はズームレンズ90のいくつかの使用状態(フ
ォーカス位置、焦点距離、絞り値)における倍率色収差
、歪曲収差情報か記憶されているROM、98はポテン
ショメータ91 92.93からのデータとROMの情
報に基づいて適切な補正データを計算し出力するマイク
ロプロセッサである。
This embodiment will be explained using FIG. 9. Figure 9 shows only the lens portion that has the ability to output correction data.
It is assumed that the correction data output from the lens side is input to the microprocessor 4 shown in FIG. In FIG. 9, 90 is the zoom lens body, 91, 92, and 93 are potentiometers built into the zoom lens 90. Potentiometer 91 is the focus position, potentiometer 92 is the zoom ratio, and potentiometer 93 is the aperture value data. is provided for reading out. 94.9
596 respectively 1 said potentiometer 91, 92°9
3 is an A/D conversion circuit that converts the data from 3 into a digital signal, and 97 is a ROM that stores information on magnification chromatic aberration and distortion aberration in several usage states (focus position, focal length, aperture value) of the zoom lens 90. , 98 is a microprocessor that calculates and outputs appropriate correction data based on data from the potentiometers 91, 92, and 93 and information in the ROM.

第9図において、ポテンショメータ91゜92.93か
ら出力される信号は、それぞれA/D変換回路94,9
5.96を通った技、マイクロプロセッサ98に人力さ
れる。マイクロプロセッサ98は、入力されたデータに
応じてROM97より倍率色収差、歪曲収差情報を読み
出し、必要ならば補間計算も行ってレンズ使用状態に応
じた適切な補正データを出力する。その補iEデータは
第1図マイクロプロセッサ4に人力され、前記実施例と
同様の動作でR2O,B各色の画像補正かなされる。レ
ンズの使用状態が変化すると直ちに新しい使用状態に適
切な補正データが計pされ、そのデータに基づいて画像
補正かなされるので常に美しいテレビ画像が得られるこ
とになる。
In FIG. 9, signals output from potentiometers 91, 92, and 93 are respectively output from A/D conversion circuits 94 and 9.
5.96, it is manually powered by the microprocessor 98. The microprocessor 98 reads out the chromatic aberration of magnification and distortion information from the ROM 97 according to the input data, performs interpolation calculations if necessary, and outputs appropriate correction data according to the state of use of the lens. The supplementary iE data is input manually to the microprocessor 4 in FIG. 1, and image correction for each color of R2O and B is performed in the same manner as in the previous embodiment. As soon as the usage status of the lens changes, correction data appropriate for the new usage status is calculated, and image correction is performed based on the data, so that beautiful television images are always obtained.

なお、重連の実施例においては、−iE走査方向を水・
P一方向、副走査方向を垂直方向としたが、この逆とし
てもよい。また、まず水平方向の歪補正をした後に垂直
方向の歪補正を行い、−枚の画像を垂直方向の1ライン
つつ出力させてプリンタ等に供給してもよい。
In addition, in the embodiment of multiplexing, the -iE scanning direction is
Although one P direction and the sub-scanning direction are vertical, the reverse direction may be used. Alternatively, the distortion in the horizontal direction may be corrected first, and then the distortion in the vertical direction may be corrected, and the negative images may be outputted in one line in the vertical direction and then supplied to a printer or the like.

なお、プリンタによるプリントアウトの場合には垂直方
向に連なるプリントヘットを水平方向に走査させてプリ
ントを行う方がプリントヘッドのドツト密度上好ましい
ので、そのようなプリンタへの画像データとしては垂直
方向の1ラインずつの出力が好ましい。そして、その場
合には固体撮像素子として第3IA(a)に示したもの
を用いることができる。
In addition, when printing out using a printer, it is preferable to print by scanning the print heads in the vertical direction in the horizontal direction, in terms of the dot density of the print head, so image data in the vertical direction is Output one line at a time is preferred. In that case, the solid-state image sensor shown in 3rd IA(a) can be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以F説明したように、この発明によりば、レンズの倍率
色収差、歪曲収差が原因で生ずる複数の固体撮像素子に
おける各色の画像間の重ね合わせ誤差、及び各固体撮像
素子の各色の画像歪を高精度に補正することができて美
しい画像が得られ。
As explained below, according to the present invention, it is possible to increase the overlay error between images of each color in a plurality of solid-state image sensors and the image distortion of each color of each solid-state image sensor, which is caused by lateral chromatic aberration and distortion of the lens. You can obtain beautiful images with accurate correction.

かつ補正の過程で画素間の複雑な補間演算を行う必要が
ないので、補正装置の回路規模も比較的小さくてすむ。
Moreover, since there is no need to perform complicated interpolation calculations between pixels during the correction process, the circuit scale of the correction device can be relatively small.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例の構成図、第2図はレンズ
の倍率色収差、歪曲収差の画像への影響を説明する図、
第3図はCCDからの信号読出し方式を説明する図、第
4図は画像の補正の順序を説明する図、第5図はCCD
の縦方向1ラインの拡大図、第6図はCCDからの信号
読出し用のパルス列を表す図、第7図はCCDから読み
出された時間的に不等間隔のパルス信号を等間隔のパル
スf、イ号に変換する桟子を説明する図、第8図は横方
向の画像補正を説明する図、第9図は本発明の第2実施
例の構成図である。 1・・・・・・撮像レンズ 2・・・・・・3色分解プリズム 3R,3G、3B−・・・・・C0D 4・・・・・・マイクロプロセッサ 5・・・・−CCD D動パルス発生回路6・・・・・
・サンプルホールド回路 7・・・・・・ローパスフィルタ 8・・・・・・サンプリング回路 9・・・−A / D変換回路 10・・・・・・フレームメモリ 11・・・・・・1.1号読出しパルス発生回路12・
・・・−D / A変換回路 13・・・・・・サンプルホールド回路14・・・・・
・ローパスフィルタ
Fig. 1 is a block diagram of the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram illustrating the effects of lateral chromatic aberration and distortion of the lens on images;
Figure 3 is a diagram explaining the signal readout method from the CCD, Figure 4 is a diagram explaining the order of image correction, and Figure 5 is a diagram explaining the signal readout method from the CCD.
6 is a diagram showing a pulse train for reading signals from the CCD, and FIG. 7 is an enlarged view of one line in the vertical direction of , FIG. 8 is a diagram illustrating horizontal image correction, and FIG. 9 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention. 1...Imaging lens 2...3 color separation prism 3R, 3G, 3B-...C0D 4...Microprocessor 5...-CCD D movement Pulse generation circuit 6...
- Sample hold circuit 7...Low pass filter 8...Sampling circuit 9...-A/D conversion circuit 10...Frame memory 11...1. No. 1 read pulse generation circuit 12.
...-D/A conversion circuit 13... Sample hold circuit 14...
・Low pass filter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)主走査方向の複数の走査線から成る画像を形成す
るための固体撮像装置において、前記画像を主走査方向
と直交する副走査方向の走査線毎に読み出すとともに、
この読出しを行う際の固体撮像素子の駆動パルス周波数
を可変とすることによって、前記固体撮像素子の読出し
時に副走査方向の歪を補正することを特徴とする固体撮
像装置。
(1) In a solid-state imaging device for forming an image consisting of a plurality of scanning lines in the main scanning direction, the image is read out for each scanning line in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and
A solid-state imaging device characterized in that distortion in the sub-scanning direction is corrected when reading out the solid-state imaging device by making variable the drive pulse frequency of the solid-state imaging device when performing this reading.
(2)副走査方向の各ライン毎に信号読出しが可能な固
体撮像素子と、この固体撮像素子からの副走査方向の読
出し周波数を所定の補正データに応じて可変することに
よって副走査方向の歪を補正する補正回路と、この補正
回路の出力を記憶するフレームメモリと、このフレーム
メモリからの主走査方向の読出し周波数を所定の補正デ
ータに応じて可変することによって主走査方向の歪を補
正する補正回路とを備え、前記固体撮像素子にて得られ
る画像信号を主走査方向と副走査方向とで独立して補正
することを特徴とする固体撮像装置。
(2) A solid-state image sensor capable of reading signals for each line in the sub-scanning direction, and distortion in the sub-scanning direction by varying the readout frequency in the sub-scanning direction from this solid-state image sensor according to predetermined correction data. a correction circuit that corrects the distortion, a frame memory that stores the output of this correction circuit, and a readout frequency in the main scanning direction from the frame memory that is varied in accordance with predetermined correction data to correct distortion in the main scanning direction. What is claimed is: 1. A solid-state imaging device comprising: a correction circuit; the solid-state imaging device comprising: a correction circuit; the solid-state imaging device corrects an image signal obtained by the solid-state imaging device independently in a main scanning direction and a sub-scanning direction;
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6707498B1 (en) 1997-11-11 2004-03-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Charge transfer of solid-state image pickup device
JP2008005137A (en) * 2006-06-21 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state imaging device and imaging system

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