JPH06269010A - Color separation optical system, image pickup method and image pickup device - Google Patents

Color separation optical system, image pickup method and image pickup device

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Publication number
JPH06269010A
JPH06269010A JP5078730A JP7873093A JPH06269010A JP H06269010 A JPH06269010 A JP H06269010A JP 5078730 A JP5078730 A JP 5078730A JP 7873093 A JP7873093 A JP 7873093A JP H06269010 A JPH06269010 A JP H06269010A
Authority
JP
Japan
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image
signal
line
definition
image sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP5078730A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Takahashi
高橋  功
Keizo Kono
景三 河野
Naotake Nakada
尚武 中田
Masao Nozaki
雅夫 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
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Publication of JPH06269010A publication Critical patent/JPH06269010A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a picture signal with high resolution for high vision application by using an image sensor used widely at present. CONSTITUTION:For example, a half mirror 16 is provided to a G prism 14 and lights G1, G2 separated from a light G are made respectively incident image sensors DG1, DG2 comprising a PAL system CCD. A 16:9 image area including 1/2 horizontal scanning lines by the High Vision system, for example is set to the image sensors DG1, DG2 and they are arranged while being deviated in the vertical direction. Then the signals obtained from the two sensors are synthesized through scanning conversion, a horizontal scanning line number corresponding to that of the High Vision system is obtained and the deterioration in the resolution is prevented, then an overlapped part of an opening of adjacent horizontal picture element array when deviated in the vertical direction is masked.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、色分解光学系,撮像方
法,及び撮像装置にかかり、例えばPALなどの従来方
式のイメージセンサを利用して、ハイビジョンなどのよ
うな従来よりも高い解像度の画像情報を得るのに好適な
色分解光学系,撮像方法,及び撮像装置の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color separation optical system, an image pickup method, and an image pickup apparatus, and uses a conventional image sensor such as PAL to obtain a higher resolution than conventional such as HDTV. The present invention relates to improvements in a color separation optical system suitable for obtaining image information, an imaging method, and an imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】現在のN
TSC方式のテレビジョンでは、画面表示は4:3のア
スペクト比となっている。ところが最近では、映画など
に代表されるような横長の画面、例えばハイビジョンの
ような16:9のアスペクト比の画面が迫力などの観点
から所望されるに至っている。このハイビジョンの規格
は、次の表1に示すようになっており、画面の精細度は
従来のNTSC方式よりも3〜5倍必要とされる。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Current N
On a TSC television, the screen display has an aspect ratio of 4: 3. However, recently, a horizontally long screen represented by a movie or the like, for example, a screen having an aspect ratio of 16: 9 such as high definition has been desired from the viewpoint of power. The HDTV standard is as shown in Table 1 below, and the screen definition is required to be 3 to 5 times higher than that of the conventional NTSC system.

【0003】[0003]

【表1】 [Table 1]

【0004】この表1に示すように、例えば、水平走査
線数はNTSC方式が525本,PAL方式が625本
であるのに対し、ハイビジョンではそれらの約2倍の1
125本となっている。
As shown in Table 1, for example, the number of horizontal scanning lines is 525 in the NTSC system and 625 in the PAL system, while in the high-definition system, it is about twice as many as 1 in the horizontal line.
The number is 125.

【0005】ところで、このようなハイビジョン用のイ
メージセンサである高画素密度CCDは今日の技術によ
っても非常に高価である。すなわち、高解像度であるこ
とから高速の信号処理速度が要求され、消費電力も多
く、また周辺の使用デバイスも技術的に極めて高度なも
のが多く要求され、これらが価格面にも大きく影響して
いる。従って、ハイビジョン用の撮像手段として広く実
用化されるまでには、なお相当の時間を要するものと考
えられる。
By the way, such a high pixel density CCD which is an image sensor for high-definition is very expensive even with today's technology. In other words, because of the high resolution, high signal processing speed is required, power consumption is high, and peripheral devices used are also technically extremely sophisticated, which greatly affects the price. There is. Therefore, it is considered that it will take a considerable amount of time before it is widely put into practical use as an imaging means for high definition.

【0006】本発明は、これらの点に着目したもので、
現在広く利用されているイメージセンサを利用して、ハ
イビジョン用の高解像度の画像信号を得ることができる
色分解光学系,撮像方法,及び撮像装置を提供すること
を、その目的とする。
The present invention focuses on these points,
An object of the present invention is to provide a color separation optical system, an image pickup method, and an image pickup apparatus capable of obtaining a high-resolution image signal for high-definition by using an image sensor which is widely used at present.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の色分解光学系は、比較的解像度が高い第1
の方式(例えばハイビジョン)と異なる比較的解像度が
低い第2の方式(例えばPAL方式)に対応するもので
あって、第1の方式の水平走査線数の1/2の水平画素
列による第1の方式のアスペクト比のイメージエリアが
設定可能で、垂直方向に読出領域をずらしたときの隣接
水平画素列の開口部の重なり部分がマスキングされた第
1及び第2のイメージセンサと、撮像対象の光を分割す
る入射光分割手段とを備え、前記イメージセンサを、前
記入射光分割手段の分割光光軸上で垂直方向に読出領域
をずらしてそれぞれ配置したことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the color separation optical system of the present invention has a first high resolution.
Corresponding to a second method (for example, PAL method) having a relatively low resolution different from the above method (for example, high-definition), and the first method using a horizontal pixel row having half the number of horizontal scanning lines in the first method. The image area having the aspect ratio of the method can be set, and the first and second image sensors in which the overlapping portions of the openings of the adjacent horizontal pixel rows when the reading area is shifted in the vertical direction are masked, Incident light splitting means for splitting the light is provided, and the image sensor is arranged with the read regions being shifted in the vertical direction on the split light optical axis of the incident light splitting means.

【0008】第2の発明は、前記第1及び第2のイメー
ジセンサは、水平方向に読出領域をずらしたときの隣接
垂直画素列の開口部の重なり部分がマスキングされてお
り、前記分割光光軸上で水平方向に読出領域をずらして
配置されていることを特徴とする。第3の発明は、少な
くとも緑の画像について、前記色分解光学系で撮像を行
い、第1及び第2のイメージセンサから読み出された画
像信号の走査変換を行って、第1の方式の垂直解像度を
有する緑の画像信号を得ることを特徴とする撮像方法で
ある。
According to a second aspect of the present invention, in the first and second image sensors, an overlapping portion of openings of adjacent vertical pixel columns when the reading area is shifted in the horizontal direction is masked, and the divided light beam is divided. It is characterized in that the reading areas are arranged so as to be displaced in the horizontal direction on the axis. According to a third aspect of the present invention, at least a green image is picked up by the color separation optical system, scan conversion of the image signals read from the first and second image sensors is performed, and the vertical scanning of the first method is performed. An image pickup method is characterized in that a green image signal having a resolution is obtained.

【0009】第4の発明は、前記色分解光学系の第1及
び第2のイメージセンサを同時駆動して、第1の方式の
水平走査周波数の1/2の周波数で信号を読み出す読出
制御手段と、これらの読出信号を一時的に格納するとと
もに、第2の方式の水平走査周波数に対応して時間軸方
向に圧縮出力するメモリ手段と、これから出力された信
号を第1の方式の水平走査に対応する順番となるように
走査変換する出力制御手段とを備えたことを特徴とする
撮像装置である。第5の発明は、前記撮像装置におい
て、前記メモリ手段から出力された緑の画像信号を利用
して、他の色の画像信号の修正又は補間の処理を行う画
像信号修正・補間手段を備えたことを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is a read control means for simultaneously driving the first and second image sensors of the color separation optical system to read out a signal at a frequency half the horizontal scanning frequency of the first method. And memory means for temporarily storing these read signals and compressing and outputting in the time axis direction corresponding to the horizontal scanning frequency of the second method, and the signal output from the memory means for horizontal scanning of the first method. And an output control means for performing scan conversion so that the order corresponds to. In a fifth aspect of the present invention, the image pickup device includes image signal correction / interpolation means for correcting or interpolating an image signal of another color by using the green image signal output from the memory means. It is characterized by

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、例えばPAL方式のCCDが
用いられる。このイメージセンサ上には、例えばハイビ
ジョン方式の1/2の水平走査線を含む16:9のイメ
ージ領域が設定され、垂直方向に読出領域がずらして配
置される。撮像対象からの光は、ハーフミラーなどで分
割されて、各イメージセンサに入射する。そして、2つ
のセンサから得られた信号を走査変換して合成すること
で、ハイビジョンに相当する水平走査線数が得られるよ
うになっている。解像度の低下を防ぐため、垂直方向に
ずらしたときの隣接水平画素列の開口部の重なり部分が
マスキングされる。
According to the present invention, for example, a PAL CCD is used. On this image sensor, for example, a 16: 9 image area including 1/2 horizontal scanning lines of a high-definition system is set, and reading areas are arranged in a vertically shifted manner. Light from the imaging target is split by a half mirror or the like and is incident on each image sensor. By scanning-converting and synthesizing the signals obtained from the two sensors, the number of horizontal scanning lines corresponding to high-definition can be obtained. In order to prevent the resolution from being lowered, the overlapping portion of the openings of the adjacent horizontal pixel columns when shifted in the vertical direction is masked.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明による色分解光学系,撮像方
法,及び撮像装置の実施例について、添付図面を参照し
ながら詳細に説明する。 <本実施例の色分解光学系>最初に、本実施例の色分解
光学系の構成について説明する。図1には、本実施例に
おける色分解光学系の構成が示されている。同図におい
て、光入射側は、B(青)の光成分を取り出すためのB
プリズム10が配置されている。Bプリズム10の光出
力側には、R(赤)の光成分を取り出すためのRプリズ
ム12が配置されている。更に、Rプリズム12の光出
力側には、G(緑)の光成分を取り出すためのGプリズ
ム14が配置されている。Bプリズム10とRプリズム
12との間には、微小の空気層(図示せず)が設けられ
ている。これらのプリズム構成は、一般的な3板構成の
撮像装置と同様である。
Embodiments of a color separation optical system, an image pickup method, and an image pickup apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. <Color Separation Optical System of this Example> First, the configuration of the color separation optical system of this example will be described. FIG. 1 shows the configuration of the color separation optical system in this embodiment. In the figure, the light-incident side is B for extracting the B (blue) light component.
The prism 10 is arranged. An R prism 12 for extracting an R (red) light component is arranged on the light output side of the B prism 10. Further, a G prism 14 for extracting a G (green) light component is arranged on the light output side of the R prism 12. A minute air layer (not shown) is provided between the B prism 10 and the R prism 12. These prism configurations are similar to those of an image pickup device having a general three-plate configuration.

【0012】本実施例では、更に、Gプリズム14にハ
ーフミラー16が設けられている。すなわち、Gプリズ
ム14は、G第1プリズム16AとG第2プリズム16
Bとによって構成されており、それらの接合面にハーフ
ミラー16が設けられている。また、ハーフミラー16
は、図1に示すように入射光軸に対して45゜の角度に
設けられているので、イメージセンサDG1,DG2の
結像面は90゜の角度となり、プリズム製作及びイメー
ジセンサの取付けを精度よく行うことができる。なお、
図1に点線で示すようにハーフミラー16を設け、イメ
ージセンサDG1をイメージセンサDR側に配置するよ
うにしてもよい。
In this embodiment, the G prism 14 is further provided with a half mirror 16. That is, the G prism 14 includes the G first prism 16A and the G second prism 16A.
B and a half mirror 16 is provided on the joint surface thereof. Also, the half mirror 16
Is provided at an angle of 45 ° with respect to the incident optical axis as shown in FIG. 1, the image forming planes of the image sensors DG1 and DG2 are at an angle of 90 °, so that the prism fabrication and the mounting of the image sensor are accurate. Can be done well. In addition,
A half mirror 16 may be provided as shown by a dotted line in FIG. 1 and the image sensor DG1 may be arranged on the image sensor DR side.

【0013】次に以上のような色分解光学系の作用につ
いて、図2を参照しながら説明する。まず、撮像光学系
(図示せず)から入射した入射光に含まれるBの波長帯
の光は同図(A)に示すように、このBの光を選択的に
反射するBプリズム10のダイクロイック膜10Aによ
って反射される。反射されたBの光は、更にBプリズム
10の入射面10Bで全反射され、Bトリミングフィル
タ10Cを介してBのイメージセンサDBの結像面に入
射結像する。
Next, the operation of the above color separation optical system will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, the light in the B wavelength band included in the incident light incident from the imaging optical system (not shown) is dichroic of the B prism 10 that selectively reflects the B light. It is reflected by the film 10A. The reflected B light is further totally reflected by the incident surface 10B of the B prism 10 and is incident on the image forming surface of the B image sensor DB through the B trimming filter 10C to form an image.

【0014】次に、入射光に含まれるRの光は、同図
(B)に示すように、Bプリスム10のダイクロイック
膜10Aを透過してRプリズム12に入射する。そし
て、Rの波長帯の光を選択的に反射するRプリズム12
のダイクロイック膜12Aによって反射される。反射さ
れたRの光は、Bプリズム10と空気層を介して接する
Rプリズム12の入射面12Bで全反射され、Rトリミ
ングフィルタ12Cを介してRのイメージセンサDRの
結像面に入射結像する。
Next, the R light contained in the incident light is transmitted through the dichroic film 10A of the B prism 10 and enters the R prism 12 as shown in FIG. The R prism 12 that selectively reflects the light in the R wavelength band
Is reflected by the dichroic film 12A. The reflected R light is totally reflected by the incident surface 12B of the R prism 12 that is in contact with the B prism 10 through the air layer, and is incident on the image forming surface of the R image sensor DR through the R trimming filter 12C. To do.

【0015】更に、入射光に含まれるGの光は、同図
(C)に表示するように、Rプリズム12のダイクロイ
ック膜12Aを透過してG第1プリズム14に入射す
る。以上の作用は、従来のR,G,Bの3色分解光学系
と同様である。G第1プリズム16Aに入射したGの光
は更にハーフミラー16に入射し、このハーフミラー1
6で反射されたGの光は、Gトリミングフィルタ14A
を介して2つあるGのイメージセンサDG1,DG2の
うちの一方の素子DG1の結像面に出射される。そし
て、ハーフミラー16を透過したGの光は、Gトリミン
グフィルタ14Bを介して他方のイメージセンサDG2
の結像面に入射結像する。
Further, the G light included in the incident light is transmitted through the dichroic film 12A of the R prism 12 and is incident on the G first prism 14 as shown in FIG. The above operation is similar to that of the conventional R, G, B three-color separation optical system. The G light incident on the G first prism 16A further enters the half mirror 16, and the half mirror 1
The G light reflected by 6 is the G trimming filter 14A.
It is emitted to the image formation plane of one element DG1 of the two G image sensors DG1 and DG2 via. Then, the G light transmitted through the half mirror 16 passes through the G trimming filter 14B and the other image sensor DG2.
The incident image is formed on the image plane of.

【0016】以上のように、本実施例の色分解光学系
は、B及びRについては一般的なものと同様となってい
るが、Gについては2分割されて2つのイメージセンサ
にそれぞれ入射するようになっており、全体で4板の構
成となっている。なお、イメージセンサDG1の結像は
ハーフミラー16による反射像であるため、他のイメー
ジセンサDB,DR,DG2の結像に対して左右が反転
している。このため、イメージセンサDG1について
は、CCDからの左右反転読出し,あるいはラインメモ
リやフレームメモリによる左右反転読出しを行って、正
規画像を得るようにする。
As described above, the color separation optical system of this embodiment is similar to the general one for B and R, but is divided into two for G and is incident on two image sensors. It has a structure of four plates as a whole. Since the image formed by the image sensor DG1 is a reflected image by the half mirror 16, the left and right are inverted with respect to the image formed by the other image sensors DB, DR, DG2. Therefore, with respect to the image sensor DG1, the right-and-left reverse reading from the CCD or the right-and-left reverse reading by the line memory or the frame memory is performed to obtain a normal image.

【0017】<ハイビジョンイメージエリアの設定>次
に、各イメージセンサ上におけるハイビジョンのアスペ
クト比16:9に相当するイメージエリアの設定につい
て説明する。イメージセンサDB,DR,DG1,DG
2としては、一般に提供されている安価な1/3インチ
のイメージサイズをもつPAL方式用のCCD素子であ
って、手ぶれ補正されたものが用いられる。手ぶれ補正
されているため、イメージエリアの全領域で水平画素
(ピクセル)及び垂直画素が約25%多くなっている。
<Setting of high-definition image area> Next, the setting of an image area corresponding to a high-definition aspect ratio of 16: 9 on each image sensor will be described. Image sensor DB, DR, DG1, DG
2 is a CCD element for a PAL system, which is generally provided and has an image size of 1/3 inch, and which has been subjected to camera shake correction. Since the image stabilization is performed, the number of horizontal pixels (pixels) and vertical pixels is increased by about 25% in the entire area of the image area.

【0018】図3にはその様子が示されており、イメー
ジエリアの寸法は、垂直方向が3.6mm,水平方向が
4.9mmとなっている。そして画素は、垂直方向が7
26画素(従って726ラインとなる)、水平方向が8
58画素である。また、斜線で示すPAL方式の規定領
域WSは、垂直方向が575画素,水平方向が669画
素となっている。すなわち、手ぶれによってイメージセ
ンサ上における結像領域が上下左右に動いたとしても、
画像信号が取り出される前記規定領域WSもその動いた
方向に移転することで、手ぶれ補正が行われるようにな
っている。
This is shown in FIG. 3, and the size of the image area is 3.6 mm in the vertical direction and 4.9 mm in the horizontal direction. And the pixel is 7 in the vertical direction.
26 pixels (hence 726 lines), horizontal 8
It has 58 pixels. Further, the prescribed area WS of the PAL system shown by diagonal lines has 575 pixels in the vertical direction and 669 pixels in the horizontal direction. That is, even if the image forming area on the image sensor moves up and down, left and right due to camera shake,
The image stabilization is performed by also moving the specified area WS from which the image signal is taken out in the moving direction.

【0019】次に、本実施例では、このようなPAL方
式の市販のイメージセンサをハイビジョン用に利用する
が、ハイビジョンのフレーム当りの有効走査線数103
5本を確保することは不可能であるので、その1/2,
すなわち517.5本の水平有効走査線数を確保するこ
ととする。そして、この垂直方向518(517.5を
繰り上げて518とする)画素と、図3に示したイメー
ジセンサの寸法と、ハイビジョンのアスペクト比横:縦
=16:9から水平方向の画素数を求めると808画素
となる。
Next, in this embodiment, a commercially available image sensor of such a PAL system is used for high-definition, and the number of effective scanning lines 103 per frame of high-definition is 103.
Since it is impossible to secure five, 1/2 of that,
That is, the number of horizontal effective scanning lines of 517.5 is secured. Then, the number of pixels in the horizontal direction is obtained from the pixels in the vertical direction 518 (517.5 is rounded up to 518), the dimensions of the image sensor shown in FIG. 3, and the aspect ratio of high-definition horizontal: vertical = 16: 9. And becomes 808 pixels.

【0020】詳述すると、図3に示したイメージセンサ
の垂直,水平方向の画素数及び寸法から各画素間の寸法
を求めると、図4に示すように垂直方向が5μm,水平
方向が5.7μmとなる。上述したように、垂直方向は
518画素であるからその全寸法は、518×5μm=
2.59mmとなる。従って、16:9のアスペクト比
となる水平方向寸法は2.59×(16/9)=4.6
mmとなり、この寸法内に含まれる画素数は4.6mm
/5.7μm=808となる。
More specifically, when the dimension between each pixel is obtained from the number and dimensions of pixels in the vertical and horizontal directions of the image sensor shown in FIG. 3, the vertical direction is 5 μm and the horizontal direction is 5. It becomes 7 μm. As described above, since there are 518 pixels in the vertical direction, the total size is 518 × 5 μm =
It becomes 2.59 mm. Therefore, the horizontal dimension with an aspect ratio of 16: 9 is 2.59 × (16/9) = 4.6.
mm, and the number of pixels included in this dimension is 4.6 mm
/5.7 μm = 808.

【0021】図5には、このようにして求めたハイビジ
ョンのアスペクト比16:9の規定領域WWが斜線で示
されている。なお、このハイビジョン規定領域WWのイ
メージエリア領域上における水平,垂直方向の位置は適
宜設定してもよい。図示の例では、垂直方向はほぼイメ
ージエリア領域の中央,水平方向は左側に寄せてハイビ
ジョン規定領域WWが設定されている。
In FIG. 5, the prescribed region WW having the aspect ratio 16: 9 of high-definition thus obtained is shown by hatching. The position of the high-definition definition area WW in the horizontal and vertical directions on the image area area may be set appropriately. In the illustrated example, the high-definition prescribed area WW is set in the center of the image area area in the vertical direction and on the left side in the horizontal direction.

【0022】図1に示したイメージセンサDB,DR,
DG1,DG2には、以上のような16:9の規定領域
WWが設定される。そして、本実施例では、このハイビ
ジョン規定領域WWについて電荷信号読出しが行われ
る。なお、規定領域WW以外の不必要な部分の電荷信号
の掃捨てと規定領域WW内の信号読出し手法について
は、例えば特願平3−329942号として出願された
ものがある。
The image sensor DB, DR, shown in FIG.
The above 16: 9 defined area WW is set in DG1 and DG2. Then, in the present embodiment, the charge signal reading is performed on this high definition region WW. As for the method of sweeping away the charge signal in an unnecessary portion other than the specified area WW and the signal reading method in the specified area WW, there is, for example, the one filed as Japanese Patent Application No. 3-329942.

【0023】<垂直方向にハイビジョン対応の解像度を
得るための手法>次に、垂直方向にハイビジョンに相当
する解像度を得るための手法について説明する。ハイビ
ジョン方式の垂直方向の解像度は、上述したようにNT
SC方式やPAL方式に対して約2倍となっている。と
ころが、図5に示したように、本実施例におけるイメー
ジセンサのハイビジョン規定領域WWは、水平有効走査
線数がハイビジョンの1/2である。
<Method for Obtaining Resolution for High-Definition in Vertical Direction> Next, a method for obtaining resolution corresponding to high-definition in the vertical direction will be described. The vertical resolution of the high-definition system is NT as described above.
It is about double that of the SC and PAL systems. However, as shown in FIG. 5, the number of horizontal effective scanning lines in the high-definition region WW of the image sensor in this embodiment is 1/2 that of high-definition.

【0024】そこで、最も簡単にハイビジョンに相当す
る水平有効走査線数を得るための手法としては、規定領
域WWのイメージエリア内で画素走査補間処理を行って
ハイビジョンの水平有効走査線数1135本を得るもの
が考えられる。しかし、この走査補間の手法では、垂直
方向に隣接する走査線の画像情報が同一であり、垂直方
向の画像解像力は、ハイビジョンの1/2の518画素
相当でしかない。
Therefore, the simplest method for obtaining the number of horizontal effective scanning lines corresponding to high-definition is to perform pixel scanning interpolation processing within the image area of the prescribed area WW to obtain 1,135 horizontal effective scanning lines for high-definition. There is something to be gained. However, in this scanning interpolation method, the image information of the scanning lines adjacent in the vertical direction is the same, and the image resolution in the vertical direction is only 518 pixels, which is 1/2 of high definition.

【0025】そこで、このような走査補間法でなく、上
述したように2板(個)のイメージセンサDG1,DG
2を組み合せて使用し、水平有効走査線数1035本の
ハイビジョン信号を得る手法が考えられる。図6には、
上述した2つのイメージセンサDG1,DG2の部分が
拡大して示されている。Gの光は、矢印FAで示すよう
にハーフミラー16に入射して2分割され、それぞれイ
メージセンサDG1,DG2に入射する。ここで、イメ
ージセンサDG1,DG2を図7(A)のように入射光
軸に対して全く同一の受光位置,すなわち、入射位置か
らハーフミラー16を介してイメージセンサDG1,D
G2を見たとき、それらが全く重なるように配置するの
ではなく、同図(B)のように光学軸上で垂直方向に1
画素分ずらして配置するようにする。
Therefore, instead of such a scanning interpolation method, as described above, the two-plate (piece) image sensors DG1 and DG are used.
It is possible to use a combination of two and obtain a high-definition signal with 1035 horizontal effective scanning lines. In Figure 6,
The portions of the two image sensors DG1 and DG2 described above are shown enlarged. The light of G is incident on the half mirror 16 as shown by the arrow FA and is divided into two, and is incident on the image sensors DG1 and DG2, respectively. Here, as shown in FIG. 7A, the image sensors DG1 and DG2 are exactly the same light receiving position with respect to the incident optical axis, that is, the image sensors DG1 and D2 from the incident position through the half mirror 16.
When viewing G2, they are not arranged so that they overlap at all, but as shown in FIG.
It is arranged to be shifted by the pixel.

【0026】図8には、このような配置のイメージセン
サDG1,DG2の画素配列の一部(図7(B)の一
部)が平面的に示されている。図中、n1+mはイメー
ジセンサDG1の水平ライン数を示しており、n1+1
からn1+518の部分が図5に示したハイビジョンの
規定領域WWとなっている。また、n2+mはイメージ
センサDG2の水平ライン数を示しており、n2+1か
らn2+518の部分が図5に示したハイビジョンの規
定領域WWとなっている。なお、両者は1画素分垂直方
向にずれて配置されているので、n2=n1+1である。
FIG. 8 is a plan view showing a part (part of FIG. 7B) of the pixel array of the image sensors DG1 and DG2 having such an arrangement. In the figure, n1 + m indicates the number of horizontal lines of the image sensor DG1, and n1 + 1
The area from n1 to 518 is the specified area WW for high-definition television shown in FIG. Further, n2 + m represents the number of horizontal lines of the image sensor DG2, and the part from n2 + 1 to n2 + 518 is the specified area WW for high-definition television shown in FIG. It should be noted that since both of them are arranged vertically offset by one pixel, n2 = n1 + 1.

【0027】ハイビジョンでは、前記表1に示したよう
に2:1のインターレースとなっているので、2つのイ
メージセンサDG1,DG2から第1及び第2の各フィ
ールド518本ずつ合計1036本の画像信号を得るも
のとする。2つのイメージセンサDG1,DG2は、他
のイメージセンサDB,DRとともに同時駆動される。
すなわち、イメージセンサDG1の第n1+mラインの
電荷信号読出しが行われるときは、イメージセンサDG
2の第n2+m−1ラインの電荷信号読出しも同時に行
われる。
In the high-definition system, as shown in Table 1 above, the interlace is 2: 1. Therefore, a total of 1036 image signals from the two image sensors DG1 and DG2 in the first and second fields 518 respectively. Shall be obtained. The two image sensors DG1 and DG2 are simultaneously driven together with the other image sensors DB and DR.
That is, when the charge signal reading of the (n1 + m) th line of the image sensor DG1 is performed, the image sensor DG
The charge signal reading of the second n2 + m-1 line is also performed at the same time.

【0028】そして、実線で示す矢印の読出信号によっ
て第1フィールドを構成し、点線で示す矢印の読出信号
によって第2フィールドを構成する。すなわち、イメー
ジセンサDG1の第n1+1ラインがハイビジョン画像
の第1走査線,イメージセンサDG2の第n2+2ライ
ンがハイビジョン画像の第2走査線,……という具合に
対応する。この関係は、次の表2にまとめられている。
このように、イメージセンサDG1,DG2から交互に
読出信号を取り出して第1,第2のフィールドを構成す
る。
The read signal of the arrow shown by the solid line constitutes the first field, and the read signal of the arrow shown by the dotted line constitutes the second field. That is, the n1 + 1th line of the image sensor DG1 corresponds to the first scanning line of the high-definition image, the n2 + 2th line of the image sensor DG2 corresponds to the second scanning line of the high-definition image, and so on. This relationship is summarized in Table 2 below.
In this way, the read signals are alternately taken out from the image sensors DG1 and DG2 to form the first and second fields.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】図9には、信号読出し処理のタイムチャー
トが示されている。イメージセンサDG1,DG2は上
述したように1画素分垂直方向にずれて配置されてお
り、また同時駆動される。このため、同図(A),
(B)に示すように、n1+1ラインとn2ライン,n1
+3ラインとn2+2ライン,n1+5ラインとn2+4
ライン,……という具合にインターレースの手法で同時
に読み出されることになる。これらの各ラインの読出信
号は、ハイビジョンの水平同期周波数fHの1/2の周
波数で読み出されてラインメモリ(図示せず)に格納さ
れる。そしてその後、書込み時の2倍の速度,すなわち
ハイビジョンの水平同期周波数fHで読み出されてシリ
アルな信号となる(同図(C)参照)。このようにし
て、第1フィールドのハイビジョンの画像信号が得られ
る。第2フィールドについても同様である。
FIG. 9 shows a time chart of the signal reading process. The image sensors DG1 and DG2 are arranged vertically offset by one pixel as described above, and are simultaneously driven. Therefore, FIG.
As shown in (B), n1 + 1 line and n2 line, n1
+3 line and n2 +2 line, n1 +5 line and n2 +4
Lines, and so on, are read simultaneously by the interlaced method. The read signal of each of these lines is read at a frequency of 1/2 of the horizontal synchronizing frequency fH of high-definition and stored in a line memory (not shown). Then, thereafter, the signal is read at a speed twice as high as that at the time of writing, that is, at the horizontal synchronizing frequency fH of high-definition and becomes a serial signal (see FIG. 7C). In this way, the high-definition image signal of the first field is obtained. The same applies to the second field.

【0031】ところが、このような手法では、イメージ
センサDG1,DG2が入射光軸に対し垂直方向に1画
素分ずれて配置されているものの、各ラインの光学像受
光部分は第1フィールドと第2フィールドで共通してい
る。例えば、イメージセンサDG1のn1+1ラインの
受光画像と、イメージセンサDG2のn2+1ラインの
受光画像とは等しい。つまり、第1フィールドの第1走
査線の情報と、第2フィールドの第519走査線の情報
とは等しくなる。他のラインについても同様である。従
って、この手法では、上述した走査補間によってハイビ
ジョンの画像信号を得る手法と垂直解像力の点では同様
の結果となり、イメージセンサDG1,DG2のハイビ
ジョンの規定領域WWに含まれる518画素相当の解像
力しか得られない。
However, in such a method, although the image sensors DG1 and DG2 are arranged shifted by one pixel in the direction perpendicular to the incident optical axis, the optical image receiving portion of each line is the first field and the second field. It is common in the field. For example, the light receiving image of the n1 + 1 line of the image sensor DG1 and the light receiving image of the n2 + 1 line of the image sensor DG2 are equal. That is, the information of the first scanning line in the first field and the information of the 519th scanning line in the second field are equal. The same applies to the other lines. Therefore, this method has the same result in terms of vertical resolving power as the method of obtaining the high-definition image signal by the above-described scanning interpolation, and only obtains the resolving power corresponding to 518 pixels included in the high-definition prescribed area WW of the image sensors DG1 and DG2. I can't.

【0032】このような手法に対する改良手法として
は、例えばイメージセンサDG2をイメージセンサDG
1に対して垂直方向に半画素ずらして配置する手法が考
えられる。図10には、このように配置されたイメージ
センサDG1,DG2の画素が示されている。このよう
な手法によれば、垂直解像力の向上は期待できるもの
の、ライン間隔が均等でなくなるため、好ましい方法と
はいえない。
As an improved method for such a method, for example, the image sensor DG2 is replaced by the image sensor DG.
A method of shifting by half a pixel in the direction perpendicular to 1 may be considered. FIG. 10 shows pixels of the image sensors DG1 and DG2 arranged in this way. According to such a method, although the vertical resolution can be expected to be improved, it cannot be said to be a preferable method because the line intervals are not uniform.

【0033】そこで、本実施例では、図11に示すよう
に、イメージセンサDG1,DG2の各画素の一部に光
学マスク処理を施している。あるラインの画素に対して
は開口部の略下半分がマスキングされており、次のライ
ンの画素に対しては開口部の略上半分がマスキングされ
ている。このようなマスキングが交互に繰返し行われて
いる。このようなマスキングは、イメージセンサDG
1,DG2について全く同様に行われているが、上述し
たように光学軸上で1ライン分垂直方向にずれて配置さ
れているため、結果的にマスキングが交互となる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 11, an optical mask process is applied to a part of each pixel of the image sensors DG1 and DG2. For the pixels on a certain line, the lower half of the opening is masked, and for the pixels on the next line, the upper half of the opening is masked. Such masking is alternately repeated. Such masking is performed by the image sensor DG
1 and DG2 are performed in exactly the same manner, but as described above, they are arranged so as to be vertically displaced by one line on the optical axis, and as a result, masking alternates.

【0034】具体的に説明すると、イメージセンサDG
1のn1+1ラインでは、画素の開口部の略下半分がマ
スキングされている。n1+2ラインでは、逆に画素の
開口部の略上半分がマスキングされている。以下、同様
にして、n1+3ラインでは略下半分,n1+4ラインで
は略上半分,……という具合である。
Specifically, the image sensor DG
In the n1 + 1 line of 1, the lower half of the pixel opening is masked. On the n1 + 2 line, on the contrary, substantially the upper half of the pixel opening is masked. In the same manner, the lower half of the n1 + 3 line, the upper half of the n1 + 4 line, and so on.

【0035】これに対し、イメージセンサDG2では、
1ライン垂直方向にずれて配置されているため、逆のマ
スキングとなる。すなわち、n2+1ラインでは、画素
の開口部の略上半分がマスキングされている。n2+2
ラインでは、逆に画素の開口部の略下半分がマスキング
されている。以下、同様にして、n2+3ラインでは略
上半分,n2+4ラインでは略下半分,……という具合
である。
On the other hand, in the image sensor DG2,
The masking is reversed because the lines are arranged vertically offset from each other. That is, in the n2 + 1 line, the upper half of the pixel opening is masked. n2 + 2
On the contrary, in the line, the lower half of the opening of the pixel is masked. In the same manner, the upper half of the n2 + 3 line, the lower half of the n2 + 4 line, and so on.

【0036】なお、各画素におけるマスキング部分を狭
くして開口部を大きくすると、受光面積が大きくなって
感度は向上するものの、イメージセンサDG1,DG2
の対応するラインの画素の開口部に重なりが生じて垂直
方向の解像度(垂直画像分解度)が低下することにな
る。このため、マスキングは、イメージセンサDG1,
DG2の合成された開口部が互いに重ならないように、
かつ、開口部の面積が最も大きくなるように設定され
る。
If the masking portion in each pixel is narrowed and the opening is enlarged, the light receiving area is increased and the sensitivity is improved, but the image sensors DG1 and DG2.
Therefore, the pixel openings of the corresponding lines are overlapped with each other, and the vertical resolution (vertical image resolution) is reduced. Therefore, masking is performed by the image sensor DG1,
So that the combined openings of DG2 do not overlap each other,
Moreover, the area of the opening is set to be the largest.

【0037】このように光学マスクを施すと、各ライン
の画素の合成されたものがハイビジョン方式に対応した
画素数のイメージセンサの垂直画素配列と相似の配列と
なる。これによって、ハイビジョン画像を構成したとき
の隣接するラインの画素情報が異なったものとなり、結
果的に518の倍である1035ラインのハイビジョン
の解像度が得られるようになる。
When the optical mask is applied in this way, the composite of the pixels of each line becomes an array similar to the vertical pixel array of the image sensor having the number of pixels corresponding to the high-definition system. As a result, the pixel information of adjacent lines when forming a high-definition image becomes different, and as a result, a high-definition resolution of 1035 lines, which is twice 518, can be obtained.

【0038】イメージセンサDG1,DG2の各ライン
の信号読出しは、上述した通りである。すなわち、2つ
のイメージセンサDG1,DG2は、同様に同時駆動さ
れるので、イメージセンサDG1の第n1+mラインの
電荷信号読出しが行われるときは、イメージセンサDG
2の第n2+m−1ラインの電荷信号読出しも同時に行
われる。
The signal reading of each line of the image sensors DG1 and DG2 is as described above. That is, since the two image sensors DG1 and DG2 are driven simultaneously at the same time, when the charge signal of the (n1 + m) th line of the image sensor DG1 is read out, the image sensor DG
The charge signal reading of the second n2 + m-1 line is also performed at the same time.

【0039】そして、図11に実線で示す矢印の読出信
号によって第1フィールドを構成し、点線で示す矢印の
読出信号によって第2フィールドを構成する。すなわ
ち、イメージセンサDG1の第n1+1ラインがハイビ
ジョン画像の第1走査線,イメージセンサDG2の第n
2+2ラインがハイビジョン画像の第2走査線,……と
いう具合に対応する。この関係は、上述した表2の通り
である。このように、イメージセンサDG1,DG2か
ら交互に読出信号を取り出して第1,第2のフィールド
を構成する。
The read signal of the arrow shown by the solid line in FIG. 11 constitutes the first field, and the read signal of the arrow shown by the dotted line constitutes the second field. That is, the (n1 + 1) th line of the image sensor DG1 is the first scan line of the high-definition image and the (n) th line of the image sensor DG2 is
The 2 + 2 line corresponds to the second scanning line of the high-definition image, and so on. This relationship is as shown in Table 2 above. In this way, the read signals are alternately taken out from the image sensors DG1 and DG2 to form the first and second fields.

【0040】図9(A),(B)に示すように、n1+
1ラインとn2ライン,n1+3ラインとn2+2ライ
ン,n1+5ラインとn2+4ライン,……という具合に
インターレースの手法で同時に読み出されることにな
る。これらの各ラインの読出信号は、ハイビジョンの水
平同期周波数fHの1/2の周波数で読み出されてライ
ンメモリに格納されるとともに、書込み時の2倍の速
度,すなわちハイビジョンの水平同期周波数fHで読み
出されてシリアルな信号となる(同図(C)参照)。こ
のようにして、第1フィールドのハイビジョンの画像信
号が得られる。第2フィールドについても同様である。
As shown in FIGS. 9A and 9B, n1 +
One line and n2 line, n1 + 3 line and n2 + 2 line, n1 + 5 line and n2 + 4 line, and so on are read simultaneously by the interlaced method. The read signal of each of these lines is read at a frequency of 1/2 of the high-definition horizontal sync frequency fH and stored in the line memory, and at the same speed as that at the time of writing, ie, at the high-definition horizontal sync frequency fH. The signal is read out and becomes a serial signal (see FIG. 7C). In this way, the high-definition image signal of the first field is obtained. The same applies to the second field.

【0041】この場合において、本実施例では、図11
のようにマスキングが施されているので、各ラインの光
学像受光部分が第1フィールドと第2フィールドとで異
なるものとなる。例えば、イメージセンサDG1のn1
+1ライン(第1走査線)の受光画像と、これに隣接す
るイメージセンサDG2のn2+1ライン(第519走
査線)の受光画像とは、マスキングのために異なるもの
となる。つまり、第1フィールドの第1走査線の情報
と、第2フィールドの第519走査線の情報とが異なる
ようになる。他のラインについても同様である。
In this case, in this embodiment, as shown in FIG.
Since the masking is performed as described above, the optical image receiving portion of each line is different between the first field and the second field. For example, n1 of the image sensor DG1
Due to masking, the +1 line (first scanning line) received light image and the n2 + 1 line (519th scanning line) received image of the image sensor DG2 adjacent thereto are different from each other due to masking. That is, the information of the first scanning line in the first field and the information of the 519th scanning line in the second field are different. The same applies to the other lines.

【0042】図12(A)には、以上のようなイメージ
センサDG1,DG2の規定領域WW内にある画素の開
口部を光学軸上で合成してハイビジョンの走査線に対応
させた状態が示されている。同図中、丸印の画素は第1
フィールドの画像を構成し、四角印の画素は第2フィー
ルドの画像を構成する。また、白抜きの印はイメージセ
ンサDG1の画素であり、黒塗りの印はイメージセンサ
DG2の画素を示す。更に、同図中の数字はハイビジョ
ンにおける走査線番号である。
FIG. 12A shows a state in which the apertures of the pixels in the specified region WW of the image sensors DG1 and DG2 as described above are combined on the optical axis to correspond to the high-definition scanning line. Has been done. In the figure, the circled pixels are the first
The image of the field is formed, and the pixels of the square marks form the image of the second field. In addition, white marks indicate pixels of the image sensor DG1, and black marks indicate pixels of the image sensor DG2. Further, the numbers in the figure are scanning line numbers in high definition.

【0043】なお、B及びRについては、イメージセン
サDB,DRから読み出された信号の修正を行ってハイ
ビジョンに相当する走査線数を得るようにする。図13
には、その様子が示されており、インターレースの手法
に基づいて同図(A)に示すように1ラインおきに信号
読出しが行われる。そして、同図(B)に示すように、
それら読出信号をメモリから高速読出しするともに、修
正データH(n+m)を追加する。なお、読出信号を繰
返して補間するようにしてもよい。これについては、後
で詳述する。
For B and R, the signals read from the image sensors DB and DR are modified to obtain the number of scanning lines corresponding to high definition. FIG.
Shows the situation, and signal reading is performed every other line based on the interlacing method as shown in FIG. Then, as shown in FIG.
The read signals are read out from the memory at high speed, and the correction data H (n + m) is added. The read signal may be repeatedly interpolated. This will be described in detail later.

【0044】このように、本実施例によれば、Gについ
ては同様のマスキングを施した2つの市販のPAL方式
のイメージセンサを用いて、ハイビジョンに相当する1
035本の水平有効走査線の解像度の画像信号を得るこ
とができる。
As described above, according to this embodiment, two commercially available PAL image sensors with similar masking are used for G, which corresponds to high-definition 1
An image signal having a resolution of 035 horizontal effective scanning lines can be obtained.

【0045】<水平方向の解像度の向上を図るための手
法>次に、水平方向の解像度の向上を図るための手法に
ついて説明する。ハイビジョンの規格では、表1に示す
ように水平方向の画素数は特に規定されていない。従っ
て、水平方向については、図5に示した規定領域WWに
含まれる水平方向画素数808のままとしても基本的に
は差し支えない。しかし、現行のNTSC方式などより
も高精細の画像を得ることを目的としてハイビジョン方
式があるのであるから、水平方向についてもより高い解
像度,すなわちより多くの画素数であることが好まし
い。
<Method for Improving Horizontal Resolution> Next, a method for improving the horizontal resolution will be described. In the high-definition standard, as shown in Table 1, the number of pixels in the horizontal direction is not specified. Therefore, in the horizontal direction, basically, the number of horizontal pixels 808 included in the defined area WW shown in FIG. However, since there is a high-definition system for the purpose of obtaining a higher definition image than the current NTSC system, it is preferable that the resolution is higher in the horizontal direction, that is, the number of pixels is larger.

【0046】最も簡単に水平方向の解像度を上げるに
は、水平方向に半画素ピッチ分ずらしてイメージセンサ
DG1,DG2を配置する手法が考えられる。ところ
が、この手法では、同一ライン上に位置するイメージセ
ンサDG1の画素の開口部とイメージセンサDG2の画
素の開口部とが一部重なるようになり、効果的な解像度
の向上は望めない。
The easiest way to increase the resolution in the horizontal direction is to arrange the image sensors DG1 and DG2 by shifting them by a half pixel pitch in the horizontal direction. However, in this method, the apertures of the pixels of the image sensor DG1 and the apertures of the pixels of the image sensor DG2 that are located on the same line partially overlap with each other, and it is impossible to expect an effective improvement in resolution.

【0047】そこで、本実施例では、水平方向にも光学
マスク処理を施すことによって、かかる開口部の重なり
が生じないようにしている。図14には、その様子が示
されている。イメージセンサDG2は、イメージセンサ
DG1に対して光学軸上で画素ピッチPの半分である
(1/2)P分水平方向にずれて配置されている。同図
中、斜線領域SAは、上述した垂直方向の解像度を高め
るためのマスキング領域である。
Therefore, in the present embodiment, the optical mask processing is performed also in the horizontal direction so that the overlapping of the openings does not occur. This is shown in FIG. The image sensor DG2 is arranged horizontally offset from the image sensor DG1 by (1/2) P which is half the pixel pitch P on the optical axis. In the figure, the shaded area SA is a masking area for increasing the resolution in the vertical direction described above.

【0048】更に本実施例では、イメージセンサDG1
の画素PSとイメージセンサDG2の画素PSとの水平
方向の重なり部分にマスキングが施されており、斜線領
域SBで示されている。なお、水平方向のマスキングS
Bは、イメージセンサDG1,DG2の画素間の開口部
が重ならないように、また、開口部の面積が最も大きく
なるように施すのが感度の点から好ましい。
Further, in this embodiment, the image sensor DG1
The pixel PS and the pixel PS of the image sensor DG2 are masked in the overlapping portion in the horizontal direction, and are shown by the shaded area SB. In addition, horizontal masking S
From the standpoint of sensitivity, B is preferably applied so that the openings between the pixels of the image sensors DG1 and DG2 do not overlap and the area of the openings is the largest.

【0049】このようなイメージセンサ配置と水平方向
マスキングを行った場合は、イメージセンサDG2の画
素の位置が水平方向に1/2画素ピッチずれることにな
る。すなわち、図12(A)に示したハイビジョンの走
査線上における各画素配列において、イメージセンサD
G2の画素,すなわち黒塗りの画素が水平方向に1/2
画素ピッチずれることになって、同図(B)に示すよう
になる。このように、例えば第1フィールドの第1走査
線上の画素開口部と、隣接する第2フィールドの第51
9走査線上の画素開口部とは互いに画素間に位置するよ
うになり、ハイビジョンの画面空間上の画像で見ると、
それらの画素が合成される。これによって、イメージセ
ンサDG1,DG2の規定領域WWでは水平方向に80
8画素であるが、ハイビジョン画像上ではその2倍相当
の水平解像度が得られるようになる。
When such an image sensor arrangement and horizontal masking are performed, the pixel position of the image sensor DG2 is shifted by 1/2 pixel pitch in the horizontal direction. That is, in each pixel array on the high-definition scanning line shown in FIG.
The G2 pixel, that is, the black pixel, is ½ in the horizontal direction.
The pixel pitch shifts as shown in FIG. Thus, for example, the pixel opening on the first scan line in the first field and the 51st pixel in the adjacent second field
The pixel openings on the 9th scanning line are located between pixels, and when viewed in the image on the high-definition screen space,
Those pixels are combined. As a result, in the specified area WW of the image sensors DG1 and DG2, the horizontal movement of 80
Although it has 8 pixels, a horizontal resolution equivalent to twice that on a high-definition image can be obtained.

【0050】<電荷信号の読出しと変換処理>次に、以
上のようなイメージセンサDB,DR,DG1,DG2
からの電荷信号読出しと、それらのハイビジョン画像信
号への変換処理について、更に説明する。図15には、
信号読出処理回路の一例が示されている。なお、B,R
は同一の構成となっているので一方のみを示す。同図に
おいて、上述したイメージセンサDG1,DG2,DB
(DR)には、それらを同時駆動して信号読出しの制御
を行う読出制御部50が設けられている。また、イメー
ジセンサDG1,DG2,DB(DR)の電荷信号出力
側は、プリアンプ(PAで図示)52,54,56,A
/D変換器58,60,62をそれぞれ介してラインメ
モリ64,66,68に接続されている。
<Reading out and converting charge signal> Next, the image sensors DB, DR, DG1 and DG2 as described above.
The charge signal reading from the digital camera and the conversion processing of those into a high-definition image signal will be further described. In FIG.
An example of a signal read processing circuit is shown. In addition, B, R
Have the same configuration, only one is shown. In the figure, the above-mentioned image sensors DG1, DG2, DB
The (DR) is provided with a read control unit 50 that controls the signal reading by driving them at the same time. The charge signal output sides of the image sensors DG1, DG2, DB (DR) are connected to preamplifiers (shown by PA) 52, 54, 56, A.
It is connected to the line memories 64, 66 and 68 via the / D converters 58, 60 and 62, respectively.

【0051】また、これらのうちのラインメモリ64,
66の出力側はラインメモリ70,72にそれぞれ接続
されており、ラインメモリ68の出力側はラインメモリ
74,76にそれぞれ接続されている。そして、ライン
メモリ70,72の出力側は、走査変換用の切換スイッ
チ78の切換入力側にそれぞれ接続されており、ライン
メモリ74,76の出力側は、データ補間処理用の切換
スイッチ80の切換入力側にそれぞれ接続されている。
これらラインメモリ64〜76,切換スイッチ78,8
0の動作制御は、出力制御部82によって行われるよう
になっている。
Of these, the line memories 64,
The output side of 66 is connected to the line memories 70 and 72, respectively, and the output side of the line memory 68 is connected to the line memories 74 and 76, respectively. The output sides of the line memories 70 and 72 are connected to the switching input side of the scan conversion changeover switch 78, and the output sides of the line memories 74 and 76 are changed over to the data interpolation processing changeover switch 80. Each is connected to the input side.
These line memories 64-76, changeover switches 78, 8
The operation control of 0 is performed by the output control unit 82.

【0052】これらのうち、読出制御部50によるイメ
ージセンサDB(DR)からの信号読出しは、1ライン
おきに行う1水平画素列読出法と、2ラインずつ読み出
す2水平画素列読出法とがある。いずれでもよいが、本
例では理解を容易にするため、1水平画素列読出法で読
み出すものとする。
Of these, the signal read from the image sensor DB (DR) by the read control unit 50 includes one horizontal pixel column reading method performed every other line and two horizontal pixel column reading method reading every two lines. . Either of them may be used, but in this example, the one horizontal pixel column readout method is used for easy understanding.

【0053】図16には、このような1水平画素列読出
法によるイメージセンサDG1,DG2,DB,DRか
らの信号読出しの順序が示されている。同図中の数字
は、走査線の番号であるが、DG1,DG2については
ハイビジョンにおける走査線の順番を示している。この
図に示すように、B及びRについては、1ラインおきに
信号読出しが行われる。読出制御部50によるイメージ
センサDG1,DG2からの信号読出しは、図11に示
した通りである。同図に実線で示す矢印のように読み出
した信号によって第1フィールドを構成し、点線で示す
矢印のように読み出した信号によって第2フィールドを
構成する。なお、図14に示した水平方向に解像度を高
める構成とするかどうかは、必要に応じて適宜決めてよ
い。
FIG. 16 shows the sequence of signal reading from the image sensors DG1, DG2, DB, DR by the one horizontal pixel column reading method. The numbers in the figure are the numbers of the scanning lines, but for DG1 and DG2, they show the order of the scanning lines in high-definition. As shown in this figure, for B and R, signal reading is performed every other line. The reading of signals from the image sensors DG1 and DG2 by the reading control unit 50 is as shown in FIG. In the figure, the signal read out as indicated by the solid line arrow constitutes the first field, and the signal read out as indicated by the dotted line arrow constitutes the second field. It should be noted that whether or not the configuration for increasing the resolution in the horizontal direction shown in FIG. 14 may be appropriately determined as necessary.

【0054】イメージセンサDG1,DG2,DB(D
R)からの走査読出しからラインメモリ64,66,6
8に対する信号格納までの周波数は、ハイビジョン方式
の場合の周波数fHの1/2(16.875KHz)で
ある。上述したように、PAL方式のCCDの電荷信号
読出走査周波数は15.625KHzであるが、この値
はfH/2と概略同じであるので、格別な対策を講ずる
ことなく使用できる。しかし、ラインメモリ70,7
2,74,76からの信号読出し以降は、ハイビジョン
方式の場合の周波数fHで行われるようになっている。
なお、本例における電荷読出走査手法は、読出周波数の
点を除けば通常の手法と同様である。
Image sensors DG1, DG2, DB (D
R) from scan reading to line memories 64, 66, 6
The frequency until the signal is stored for 8 is 1/2 (16.875 KHz) of the frequency fH in the case of the high-definition system. As described above, the charge signal read scanning frequency of the PAL type CCD is 15.625 KHz, but since this value is approximately the same as fH / 2, it can be used without taking any special measures. However, the line memories 70 and 7
After reading the signals from 2, 74, and 76, the frequency is fH in the case of the high-definition system.
The charge reading scanning method in this example is the same as the normal method except for the reading frequency.

【0055】次に、ラインメモリ64,66,68は、
イメージセンサDG1,DG2,DB(DR)から読み
出された信号を格納するためのもので、1ライン分の信
号データが格納された時点でラインメモリ70,72,
74,76にそれぞれ並列に高速で出力されるようにな
っている。そして、ラインメモリ70,72,74,7
6に格納された信号は、ハイビジョン方式の周波数,す
なわちイメージセンサから読み出すときの2倍の速度で
出力されるようになっている。
Next, the line memories 64, 66 and 68 are
For storing the signals read from the image sensors DG1, DG2, DB (DR), the line memories 70, 72,
74 and 76 are output in parallel at high speed. Then, the line memories 70, 72, 74, 7
The signal stored in 6 is output at a high-definition frequency, that is, at a speed twice as fast as when read from the image sensor.

【0056】次に、切換スイッチ78は、ラインメモリ
70,72に格納された信号を、図16に示すハイビジ
ョンの走査の順番となるように交互に選択的に出力して
走査変換を行うためのものである。また、切換スイッチ
80は、ラインメモリ74,76に格納された信号を交
互に出力して信号データの補間を行うためのものであ
る。これらラインメモリ及び切換スイッチの動作は、出
力制御部82によって動作制御が行われている。
Next, the changeover switch 78 selectively and alternately outputs the signals stored in the line memories 70 and 72 in the order of high-definition scanning shown in FIG. 16 to perform scanning conversion. It is a thing. The changeover switch 80 is for alternately outputting the signals stored in the line memories 74 and 76 to interpolate the signal data. The operation of the line memory and the changeover switch is controlled by the output control unit 82.

【0057】次に、図17を参照しながら本装置の動作
について説明する。イメージセンサDG1,DG2,D
B(DR)からは、読出制御部50によってハイビジョ
ンの水平走査周波数fHの1/2の周波数,別言すれば
2/fHの周期でインターレース走査による信号読出し
が行われる。図17(A)〜(D)には、これらの読出
信号が示されている。なお、この信号読出時に、例えば
特願平3−329942号として特許出願された手法を
利用して信号の取捨選択が行われる。
Next, the operation of this apparatus will be described with reference to FIG. Image sensor DG1, DG2, D
From B (DR), the read control unit 50 performs signal reading by interlaced scanning at a frequency of 1/2 of the horizontal scanning frequency fH of high-definition, or in other words, a cycle of 2 / fH. These read signals are shown in FIGS. 17 (A) to (D). At the time of reading this signal, the selection of the signal is performed by utilizing the method patented as Japanese Patent Application No. 3-329942.

【0058】最初、イメージセンサDB(DR)からは
第1ライン目の画素列の電荷信号が読み出される。これ
が、図17(A)のB1,同図(B)のR1である。他
方、イメージセンサDG1からは、図16に示すよう
に、第1ライン目の画素列の電荷信号が読み出される。
これが、図17(C)のG11である。イメージセンサD
G2からは、図16に示す第1ライン目の1つ上のライ
ン(図示せず)の画素列の電荷信号が読み出される(図
11参照)。これが、図17(D)のG20である。これ
らの信号G11,G20,B1(R1)は、プリアンプ5
2,54,56による増幅,A/D変換器58,60,
62によるA/D変換の後、ラインメモリ64,66,
68にそれぞれ格納される。そして、更に、これらのデ
ータは、ラインメモリ70,72,74,76にそれぞ
れ並列に高速で書き込まれる。
First, the charge signal of the pixel line of the first line is read from the image sensor DB (DR). This is B1 in FIG. 17 (A) and R1 in FIG. 17 (B). On the other hand, as shown in FIG. 16, the charge signal of the pixel line on the first line is read from the image sensor DG1.
This is G11 in FIG. 17 (C). Image sensor D
From G2, the charge signal of the pixel column on the line immediately above the first line (not shown) shown in FIG. 16 is read (see FIG. 11). This is G20 in FIG. 17 (D). These signals G11, G20, B1 (R1) are supplied to the preamplifier 5
2, 54, 56 amplification, A / D converters 58, 60,
After A / D conversion by 62, line memories 64, 66,
68, respectively. Further, these data are written in parallel to the line memories 70, 72, 74 and 76 at high speed.

【0059】次の時点で、今度はイメージセンサDG
1,DG2,DB(DR)における飛び越し走査によっ
て第3ライン目の信号B3,R3,G13,G22が得ら
れ、同様にラインメモリ64,66,68にそれぞれ格
納される。このとき、ラインメモリ70,72から信号
B1(R1)が格納時の2倍の速さ,すなわちハイビジ
ョンの水平走査周期で交互に読み出される。これによ
り、ハイビジョンの水平走査周期の2倍の信号がハイビ
ジョンの水平走査周期に時間圧縮されて、補間されたこ
とになる(図17(E),(F)参照)。また、ライン
メモリ70,72からは、同様にハイビジョンの水平走
査周期で信号G11,G20が読み出されるが、出力制御部
82による切換スイッチ78の制御により、最初にG2
0,次にG11が読み出される(同図(G)参照)。
At the next time, this time the image sensor DG
Signals B3, R3, G13, G22 of the third line are obtained by interlaced scanning in 1, DG2, DB (DR), and similarly stored in the line memories 64, 66, 68, respectively. At this time, the signal B1 (R1) is alternately read from the line memories 70 and 72 at twice the speed at the time of storage, that is, at the horizontal scanning cycle of high-definition. As a result, a signal having twice the horizontal scanning cycle of high-definition is time-compressed and interpolated into the horizontal scanning cycle of high-definition (see FIGS. 17E and 17F). Similarly, the signals G11 and G20 are read from the line memories 70 and 72 in the horizontal scanning period of high-definition, but the output control unit 82 controls the changeover switch 78 to first output G2.
0, and then G11 is read (see (G) in the figure).

【0060】以上の動作が繰返し行われ、ハイビジョン
対応のB,R,Gの画像信号が同図(E)〜(G)に示
すようにそれぞれ得られる。なお、B及びRについて
は、同一信号の繰返しであるので、実質的な解像度はハ
イビジョンの1/2である。なお、同図(E)の最初の
信号G20は必要がないので捨てられる。このように、図
15の装置によれば、垂直走査線数はR,G,Bいずれ
もハイビジョンと同等であり、Gについてはハイビジョ
ンの垂直解像度,B,Rについてはその1/2の垂直解
像度の画像信号が得られる。
The above-described operation is repeated, and B, R, and G image signals compatible with high-definition are obtained as shown in FIGS. In addition, since the same signal is repeated for B and R, the actual resolution is 1/2 of that of high definition. The first signal G20 in FIG. 7E is unnecessary and is discarded. As described above, according to the apparatus of FIG. 15, the number of vertical scanning lines is the same as that of high-definition for R, G, and B. The vertical resolution of G is high-definition, and the resolution of B and R is 1/2 of that. The image signal of

【0061】なお、上述したようにイメージセンサDG
1の結像はハーフミラー16による反射像であるため、
他のイメージセンサDB,DR,DG2の結像に対して
左右反転している。このため、イメージセンサDG1と
して左右反転読出し可能なものを使用しているときは、
読出制御部50によって左右反転読出しを行うようにす
る。あるいは、出力制御部82によるラインメモリ64
又は70からの信号出力時に、左右反転読出しを行うよ
うにしてもよい。後述する図18の装置についても同様
である。
As described above, the image sensor DG
Since the image formation of 1 is a reflection image by the half mirror 16,
The left and right are inverted with respect to the image formation of the other image sensors DB, DR and DG2. For this reason, when the image sensor DG1 that is capable of left-right inversion reading is used,
The read control unit 50 is configured to perform left-right inverted read. Alternatively, the line memory 64 by the output control unit 82
Alternatively, the left-right inversion reading may be performed when the signal is output from 70. The same applies to the device of FIG. 18 described later.

【0062】次に、図18及び図19を参照しながら、
他の信号読出変換処理装置について説明する。上述した
図15の装置では、B,Rについて同一信号を2回つづ
けて補間が行われているが、この例では、Gの信号を利
用してデータの修正が行われるようになっている。な
お、図15と同様の構成部分には同一の符号を用いる。
Next, referring to FIG. 18 and FIG.
Another signal read conversion processing device will be described. In the device of FIG. 15 described above, the same signal is continuously repeated twice for B and R, but in this example, the data of G is corrected using the signal of G. The same components as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals.

【0063】図18において、イメージセンサDG1,
DG2の出力側のA/D変換器58,60の出力側に
は、DSP84,86がそれぞれ接続されている。ま
た、イメージセンサB(R)の出力側のA/D変換器6
2の出力側には、DSP88,90がそれぞれ接続され
ている。また、これらDSP88,90には、乗算器9
2,94がそれぞれ設けられている。
In FIG. 18, the image sensor DG1,
DSPs 84 and 86 are connected to the output sides of the A / D converters 58 and 60 on the output side of the DG 2, respectively. Further, the A / D converter 6 on the output side of the image sensor B (R)
DSPs 88 and 90 are respectively connected to the output side of 2. Further, the DSP 88, 90 has a multiplier 9
2, 94 are provided respectively.

【0064】乗算器92では、A/D変換器58,62
の出力に対し係数Kを含む乗算が行われるようになって
おり、乗算器94では、A/D変換器60,62の出力
に対し係数Kを含む乗算が行われるようになっている。
DSP84,86,88,90の出力側は、ラインメモ
リ70,72,96,98にそれぞれ接続されており、
ラインメモリ96,98は更に前記ラインメモリ74,
76に接続されている。なお、ラインメモリ96,98
の動作制御も、出力制御部82によって行われるように
なっている。
The multiplier 92 includes A / D converters 58 and 62.
The output including the coefficient K is multiplied by the coefficient K, and the multiplier 94 performs the multiplication including the coefficient K by the outputs of the A / D converters 60 and 62.
The output sides of the DSPs 84, 86, 88, 90 are connected to the line memories 70, 72, 96, 98, respectively,
The line memories 96, 98 further include the line memories 74,
Connected to 76. The line memories 96 and 98
The output control unit 82 also performs the operation control of.

【0065】以上のうち、DSP84,86,88,9
0は、入力信号に対していわゆるγ補正やホワイトクリ
ップなどの信号処理を行うためのものである。乗算器9
2,94は、A/D変換器62から供給されるB(R)
の読出信号に対してA/D変換器58,60から供給さ
れるGの読出信号及び係数Kの乗算を行って、その修正
を行うための回路である。なお、ラインメモリ96,9
8は、ラインメモリ70,72と同様の作用を奏するも
のである。
Of the above, the DSPs 84, 86, 88, 9
0 is for performing signal processing such as so-called γ correction and white clipping on the input signal. Multiplier 9
2, 94 are B (R) supplied from the A / D converter 62
Is a circuit for multiplying the G read signal supplied from the A / D converters 58 and 60 by the G read signal and the coefficient K to correct the read signal. The line memories 96 and 9
8 has the same operation as the line memories 70 and 72.

【0066】次に、以上のような装置の動作について、
図19のタイムチャートを参照しながら説明する。各イ
メージセンサDG1,DG2,B(R)からのデータ読
出順序は上述した場合と同様であり、同図(A)〜
(D)は図17の(A)〜(D)と同様である。これら
のうち、イメージセンサDG1,DG2の読出信号につ
いては、DSPによるγ補正などの処理が行われること
を除いては前記図15の場合と同様であり、切換スイッ
チ78の出力は図19(E)に示すようになる。
Next, regarding the operation of the above apparatus,
This will be described with reference to the time chart of FIG. The order of reading data from each of the image sensors DG1, DG2, B (R) is the same as in the case described above, and FIGS.
(D) is the same as (A) to (D) of FIG. Of these, the read signals of the image sensors DG1 and DG2 are the same as in the case of FIG. 15 except that the .gamma. Correction is performed by the DSP, and the output of the changeover switch 78 is shown in FIG. ).

【0067】他方、イメージセンサDB(DR)の読出
信号に対しては、乗算器92,94による乗算が行われ
る。そして、その乗算結果に対してDSP88,90に
よる処理が行われ、処理後の信号がラインメモリ96,
98,74,76の作用によってシリアルなデータ列に
変換される。これによって、切換スイッチ80の出力
は、図19の(F),(G)に示すようになる。ここ
で、これら図19の(F),(G)と、前記図17の
(E),(F)を比較すれば明らかなように、本例では
B(R)の信号がGの信号及び係数Kによって修正され
ている。
On the other hand, the read signals of the image sensor DB (DR) are multiplied by the multipliers 92 and 94. Then, the multiplication results are processed by the DSPs 88 and 90, and the processed signals are stored in the line memories 96 and 90.
It is converted into a serial data string by the action of 98, 74 and 76. As a result, the output of the changeover switch 80 becomes as shown in (F) and (G) of FIG. Here, as is clear by comparing (F) and (G) in FIG. 19 with (E) and (F) in FIG. 17, in this example, the B (R) signal is the G signal and It is modified by the factor K.

【0068】例えば、乗算器94に、イメージセンサD
B側から信号B1が入力されており、イメージセンサD
G2から信号G20が入力されているとすると、乗算器9
4の出力はB1*G20*Kとなる(同図(F)参照)。
なお、「*」は乗算を表わす。また、乗算器92に、イ
メージセンサDB側から信号B1が入力されており、イ
メージセンサDG1から信号G11が入力されているとす
ると、乗算器92の出力はB1*G11*Kとなる(同図
(F)参照)。これら、B1*G20*Kと、B1*G11
*Kはラインメモリ96,98に格納されるとももに、
高速でラインメモリ74,76に書き込まれ、切換スイ
ッチ80を介して交互に読み出される。すると、切換ス
イッチ80の出力は、図19(F)に示すようになる。
Rについても同様である(同図(G)参照)。
For example, in the multiplier 94, the image sensor D
The signal B1 is input from the B side, and the image sensor D
If the signal G20 is input from G2, the multiplier 9
The output of No. 4 is B1 * G20 * K (see (F) in the figure).
In addition, "*" represents multiplication. Further, if the signal B1 is input to the multiplier 92 from the image sensor DB side and the signal G11 is input from the image sensor DG1, the output of the multiplier 92 is B1 * G11 * K (FIG. (See (F)). These are B1 * G20 * K and B1 * G11
* K is stored in the line memories 96 and 98,
The data is written in the line memories 74 and 76 at high speed and is read out alternately via the changeover switch 80. Then, the output of the changeover switch 80 becomes as shown in FIG.
The same applies to R (see (G) in the same figure).

【0069】以上の動作が繰返し行われ、ハイビジョン
対応のG画像信号が同図(E)に示すように得られる。
また、B及びRについては、これらG画像信号と係数K
とによる修正が行われたB画像信号及びR画像信号が、
それぞれ同図(F),(G)に示すように得られる。こ
のように、イメージセンサDG1,DG2から得られた
垂直解像度の高いG画像信号を利用してB,Rの画像信
号の修正が行われている。入力画像中のG画像成分は、
ハイビジョンの場合、次式で示すように輝度信号中にお
ける割り合いが高く、B,Rの画像よりも多くの情報を
含んでいる。 Y=0.212R+0.701G+0.087B
The above operation is repeated, and a G image signal compatible with high-definition is obtained as shown in FIG.
For B and R, these G image signal and coefficient K
B image signal and R image signal corrected by
They are obtained as shown in FIGS. In this way, the B and R image signals are corrected by using the G image signals with high vertical resolution obtained from the image sensors DG1 and DG2. The G image component in the input image is
In the case of high-definition, the ratio in the luminance signal is high as shown by the following expression, and contains more information than the B and R images. Y = 0.212R + 0.701G + 0.087B

【0070】従って、BやRについてイメージセンサを
2つ用いるよりも、Gについてイメージセンサを2つ用
いて垂直解像度の高い画像信号を得るとともに、これを
利用してB,Rの修正を行うようにすれば、簡便であり
ながら非常に効率的に垂直解像度を高めることができ
る。
Therefore, rather than using two image sensors for B and R, two image sensors for G are used to obtain an image signal with high vertical resolution, and this is used to correct B and R. By doing so, it is possible to increase the vertical resolution very efficiently while being simple.

【0071】また、本例によれば、γ補正やホワイトク
リップなどの処理が、周波数の低い段階で行われてい
る。このように、イメージセンサからの読出信号に対し
て各種の信号処理を行う場合には、その周波数は低い方
が有利である。しかし、ハイビジョンの走査周波数とな
った後に各種信号処理を行うことを妨げるものではな
い。
Further, according to this example, the processes such as γ correction and white clip are performed at the low frequency stage. As described above, when various kinds of signal processing are performed on the read signal from the image sensor, it is advantageous that the frequency is low. However, it does not prevent performing various signal processing after the high-definition scanning frequency is reached.

【0072】以上のように、本実施例によれば、Gの画
像の撮像に、光学マスク処理を施したイメージセンサを
2板用意するとともに、これらを垂直方向に1画素ずら
して配置し、これらのイメージセンサの読出信号にマル
チプレクス及び走査変換処理を行ってハイビジョン用の
高解像度の画像信号を得ることとしているので、次のよ
うな利点がある。
As described above, according to this embodiment, two image sensors that have been subjected to an optical mask process are prepared for picking up an image of G, and these are arranged by shifting one pixel in the vertical direction. Since the readout signal of the image sensor is subjected to the multiplex and scan conversion processing to obtain the high resolution image signal for high-definition, there are the following advantages.

【0073】(1)イメージセンサとして、安価な1/
3インチのPAL用のものを使用しているので、非常に
安価で現実的なハイビジョン用のビデオカメラを提供す
ることができる。 (2)B及びRについては、いずれも単板構成としてい
るので、解像度の点では劣るものの小型,軽量化,低コ
スト化に非常に有効である。また、解像度については、
B,Rよりも多くの情報を含んでいる高解像度のGの画
像信号を利用して信号の修正,補間を行うようにすれば
改善を図ることができる。
(1) As an image sensor, inexpensive 1 /
Since a 3-inch PAL camera is used, a very inexpensive and realistic high-definition video camera can be provided. (2) Since both B and R have a single-plate structure, they are inferior in terms of resolution, but are very effective in reducing size, weight, and cost. Regarding the resolution,
The improvement can be achieved by correcting and interpolating the signal by using a high resolution G image signal containing more information than B and R.

【0074】(3)ハイビジョン用の信号には高速処理
が必要であるが、本実施例ではPAL用のイメージセン
サを使用しているため、格別な高速処理技術は必要とさ
れず、周辺のデバイスとして現在使用されている一般的
なものが使用できる。特に、マルチプレクスや走査変換
などの信号処理に現在普及しているDSPが使用可能で
あり、汎用部品を使用してコストの低減を図るなど非常
に有利である。更に、光学マスクは、簡単な光学マスク
処置の工程を追加するのみで実現可能である。
(3) High-definition signals require high-speed processing, but since the PAL image sensor is used in this embodiment, no special high-speed processing technology is required, and peripheral devices are used. The general thing currently used as can be used. In particular, a DSP currently popular for signal processing such as multiplex and scan conversion can be used, and it is very advantageous in that cost can be reduced by using general-purpose components. Further, the optical mask can be realized only by adding a simple optical mask treatment step.

【0075】<他の実施例>なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば次のようなも
のも含まれる。 (1)前記実施例では、Gのみ2板とし、B,Rは1板
とした4板構成としたが、R,G,Bすべてを2板とし
全体で6板構成としてもよい。 (2)B,Rの画像信号に対する修正,補間は、必要に
応じて行ってよい。また、前記実施例では、Gの画像信
号と係数Kの乗算によって修正,補間を行ったが、その
手法も必要に応じて適宜変更してよい。例えば、Gの画
像信号を定数倍してB,Rの画像信号に加算するなどで
ある。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments, and includes the following, for example. (1) In the above-described embodiment, only G has two plates and B and R have one plate. However, all R, G, and B have two plates, and a total of six plates may be used. (2) Correction and interpolation for the B and R image signals may be performed as necessary. Further, in the above-described embodiment, the correction and the interpolation are performed by multiplying the G image signal by the coefficient K, but the method may be appropriately changed as necessary. For example, the G image signal is multiplied by a constant and added to the B and R image signals.

【0076】(3)また、前記実施例ではイメージセン
サを1画素分垂直方向にずらして配置したが、この配置
自体は入射光軸に対して垂直方向に同一位置とするとと
もに、信号読出しを1ラインずらして行うようにして
も、同様の効果が得られる。このようにして信号読出領
域を2つのイメージセンサ間でずらす場合も、本発明に
含まれる。この場合、2つのイメージセンサの一方は他
方に対して垂直方向に1ラインずれて駆動されることに
なる。しかし、一般的にはR,G,Bの各イメージセン
サは同時駆動を行うようにした方が都合がよいので、前
記実施例のように入射光軸に対してずらした配置とす
る。水平方向についても同様である。
(3) In the above embodiment, the image sensor is arranged so as to be shifted by one pixel in the vertical direction. However, this arrangement itself is at the same position in the vertical direction with respect to the incident optical axis, and the signal reading is performed by one. The same effect can be obtained by shifting the lines. The present invention also includes the case where the signal read area is shifted between the two image sensors in this way. In this case, one of the two image sensors is driven by being shifted by one line in the vertical direction with respect to the other. However, in general, it is more convenient for the R, G, and B image sensors to be driven simultaneously. Therefore, the image sensors are arranged so as to be displaced with respect to the incident optical axis as in the above embodiment. The same applies to the horizontal direction.

【0077】(4)イメージセンサから読み出された信
号の処理には、例えば信号をデジタル信号に変換してD
SPなどを利用するようにしてもよい。 (5)前記実施例では、16:9のハイビジョンのアス
ペクト比の画像を得る場合を説明したが、必ずしもそれ
に限定されるものではなく、比率は適宜設定してよい。
(4) For processing the signal read from the image sensor, for example, the signal is converted into a digital signal and D
You may make it utilize SP etc. (5) In the above-described embodiment, the case where an image with a high-definition aspect ratio of 16: 9 is obtained has been described. However, the present invention is not limited to this, and the ratio may be set appropriately.

【0078】(6)前記実施例は、3板式の撮像装置に
適用したものであるが、単板式のカラー撮像装置や白黒
の撮像装置にも適用可能である。 (7)更に、前記実施例では、必要とするハイビジョン
の画像領域WWをイメージセンサのほぼ中央に設定した
が、上下左右にずれた位置に設定するようにしてもよ
い。
(6) The above embodiment is applied to a three-plate type image pickup device, but is also applicable to a single-plate type color image pickup device and a monochrome image pickup device. (7) Further, in the above-mentioned embodiment, the required high-definition image area WW is set at the substantially center of the image sensor, but it may be set at a position shifted vertically and horizontally.

【0079】(8)前記実施例では、垂直方向に1画素
ピッチ,水平方向に1/2画素ピッチ撮像素子をずらし
て配置したが、2つの撮像素子をどの程度ずらすかは、
結局マスキングをどのように行うかということと関係し
ている。要するに、マスキングを行って配置した画素列
の開口中心線が、ハイビジョンに走査変換を行った後の
画面でみたときに等間隔となっていればよい。
(8) In the above-described embodiment, the image pickup devices are arranged with a one-pixel pitch in the vertical direction and a 1 / 2-pixel pitch in the horizontal direction, but how much the two image pickup devices are displaced is as follows.
After all, it is related to how to perform masking. In short, it suffices that the center lines of the apertures of the pixel rows arranged by masking be equidistant when viewed on the screen after the scan conversion to high definition.

【0080】(9)上述したように、イメージセンサD
G1の結象が他のイメージセンサDB,DR,DG2に
対して左右が反転するので、次の方法で正規の結像を得
ている。 左右反転した信号読出しを行うことができる性能を持
ったCCDを用いる。 イメージセンサDG1からは左右反転したまま信号読
出しを行うとともに、その信号をラインメモリやフレー
ムメモリなどのメモリ手段に格納し、読出時に左右反転
を行って正規の立像の画像信号を得るようにする。
(9) As described above, the image sensor D
Since the left and right of the image of G1 is reversed with respect to the other image sensors DB, DR, and DG2, normal imaging is obtained by the following method. A CCD is used that has the capability of reading out the signal with left-right inversion. A signal is read from the image sensor DG1 while being left-right inverted, and the signal is stored in a memory means such as a line memory or a frame memory. When read out, the signal is left-right inverted to obtain a normal vertical image signal.

【0081】しかし、図20に示すように、光学的に左
右反転を行って正規の結像を得るようにしてもよい。ま
ず、同図(A)の例では、Rプリズム12と微小の空気
層(図示せず)を介してG第1プリズム100が設けら
れている。また、このG第1プリズム100とG第2プ
リズム102との間には、ハーフミラー104が設けら
れている。
However, as shown in FIG. 20, the right and left may be optically reversed to obtain a normal image. First, in the example of FIG. 3A, the G first prism 100 is provided via the R prism 12 and a minute air layer (not shown). A half mirror 104 is provided between the G first prism 100 and the G second prism 102.

【0082】入射光に含まれるGの光は、Rプリズム1
2を透過してG第1プリズム100に入射する。G第1
プリズム100に入射したGの光は更にハーフミラー1
04に入射し、このハーフミラー104で反射分割され
たGの光は、Rプリズム12と空気層を介して接するG
第1プリズム100の入射面106で全反射され、Gト
リミングフィルタ14Aを介してイメージセンサDG1
の結像面に入射結像する。そして、ハーフミラー104
を透過したGの光は、Gトリミングフィルタ14Bを介
して他方のイメージセンサDG2の結像面に入射結像す
る。
The G light included in the incident light is the R prism 1
The light passes through 2 and enters the G first prism 100. G first
The G light incident on the prism 100 is further reflected by the half mirror 1.
The G light that is incident on 04 and is reflected and split by the half mirror 104 is in contact with the R prism 12 via the air layer.
The light is totally reflected by the incident surface 106 of the first prism 100, and the image sensor DG1 passes through the G trimming filter 14A.
The incident image is formed on the image plane of. And the half mirror 104
The G light that has passed through is incident on the image forming surface of the other image sensor DG2 via the G trimming filter 14B and forms an image.

【0083】次に、同図(B)の例では、Rプリズム1
2とダミープリズム110が接しており、このダミープ
リズム110と微小の空気層(図示せず)を介してG第
1プリズム112が設けられている。また、このG第1
プリズム112とG第2プリズム114との間には、ハ
ーフミラー116が設けられている。
Next, in the example of FIG.
2 and the dummy prism 110 are in contact with each other, and the G first prism 112 is provided via the dummy prism 110 and a minute air layer (not shown). Also, this G first
A half mirror 116 is provided between the prism 112 and the G second prism 114.

【0084】入射光に含まれるGの光は、Rプリズム1
2,ダミープリズム110を透過してG第1プリズム1
12に入射する。G第1プリズム112に入射したGの
光は更にハーフミラー116に入射し、このハーフミラ
ー116で反射分割されたGの光は、ダミープリズム1
10と空気層を介して接するG第1プリズム112の入
射面118で全反射され、Gトリミングフィルタ14A
を介してイメージセンサDG1の結像面に入射結像す
る。そして、ハーフミラー116を透過したGの光は、
Gトリミングフィルタ14Bを介して他方のイメージセ
ンサDG2の結像面に入射結像する。
The G light included in the incident light is the R prism 1
2, G first prism 1 through the dummy prism 110
It is incident on 12. The G light incident on the G first prism 112 is further incident on the half mirror 116, and the G light reflected and split by the half mirror 116 is the dummy prism 1.
10 is totally reflected by the incident surface 118 of the G first prism 112 which is in contact with the G first trimming filter 14A through the air layer.
The incident image is formed on the image forming surface of the image sensor DG1 via. Then, the G light transmitted through the half mirror 116 is
The incident image is formed on the image forming surface of the other image sensor DG2 through the G trimming filter 14B.

【0085】以上、いずれにおいても、イメージセンサ
DG1に入射する光は、BやRと同様に2回反射されて
いるため、同様の正立像が得られるようになる。従っ
て、左右反転の必要はなく、4つのイメージセンサD
B,DR,DG1,DG2は同じ性能のものを使用する
ことができる。 (10)前記実施例では、PAL方式に対応したイメー
ジセンサを用いたが、それに相当するものであれば他の
方式のものを用いてもよい。
In any of the above, since the light incident on the image sensor DG1 is reflected twice like B and R, a similar erect image can be obtained. Therefore, there is no need for left-right inversion, and four image sensors D
B, DR, DG1, and DG2 having the same performance can be used. (10) In the above-mentioned embodiment, the image sensor compatible with the PAL system is used, but any other system may be used as long as it is equivalent thereto.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による色分
解光学系,撮像方法,及び撮像装置によれば次のような
効果がある。 (1)PAL方式などの比較的垂直解像度の低いイメー
ジセンサを利用してハイビジョンなどの解像度の高い画
像信号を得ることができるので、非常に安価で現実的な
高解像度のビデオカメラを得ることができる。 (2)画像信号の修正,補間を行うことで、解像度の高
い色の画像信号に基づいて他の色の画像信号の解像度を
改善することができる。 (3)また、周辺のデバイスも含めて一般的な汎用部品
を使用でき、技術的難易度も低い。光学マスクも、簡単
な光学マスク処置の工程を追加するのみで実現可能であ
る。
As described above, the color separation optical system, the image pickup method, and the image pickup apparatus according to the present invention have the following effects. (1) Since a high-resolution image signal such as high-definition can be obtained by using an image sensor having a relatively low vertical resolution such as the PAL system, a very inexpensive and realistic high-resolution video camera can be obtained. it can. (2) By correcting and interpolating the image signal, it is possible to improve the resolution of the image signals of other colors based on the image signal of the color with high resolution. (3) Further, general general-purpose components can be used including peripheral devices, and the degree of technical difficulty is low. The optical mask can also be realized by adding a simple optical mask treatment step.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による色分解光学系の一実施例を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a color separation optical system according to the present invention.

【図2】前記色分解光学系の作用を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of the color separation optical system.

【図3】前記色分解光学系を構成するPAL方式のイメ
ージセンサのイメージ領域を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an image area of a PAL type image sensor that constitutes the color separation optical system.

【図4】前記イメージセンサの画素間隔を示す説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a pixel interval of the image sensor.

【図5】前記イメージセンサ上に設定したハイビジョン
の規定領域を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a high-definition prescribed area set on the image sensor.

【図6】イメージセンサDG1,DG2に対する光入射
の様子を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing how light is incident on the image sensors DG1 and DG2.

【図7】イメージセンサDG1,DG2の配置関係を示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a positional relationship between image sensors DG1 and DG2.

【図8】マスキングを行わない場合のイメージセンサD
G1,DG2からの信号読出しの順序を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an image sensor D without masking.
It is explanatory drawing which shows the order of the signal read-out from G1, DG2.

【図9】前記マスキングを行わない場合のイメージセン
サDG1,DG2からの信号読出しの順序を示すタイム
チャートである。
FIG. 9 is a time chart showing the sequence of signal reading from the image sensors DG1 and DG2 when the masking is not performed.

【図10】イメージセンサDG1,DG2を1/2画素
ずらして配置したときの走査位置を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing scanning positions when the image sensors DG1 and DG2 are arranged so as to be displaced by 1/2 pixel.

【図11】マスキングを行った場合のイメージセンサD
G1,DG2からの信号読出しの順序を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an image sensor D when masking is performed.
It is explanatory drawing which shows the order of the signal read-out from G1, DG2.

【図12】イメージセンサDG1,DG2から読み出さ
れた画素とハイビジョン画面との対応を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a correspondence between pixels read from the image sensors DG1 and DG2 and a high-definition screen.

【図13】前記マスキングを行った場合のイメージセン
サDG1,DG2からの信号読出しの順序を示すタイム
チャートである。
FIG. 13 is a time chart showing the sequence of signal reading from the image sensors DG1 and DG2 when the masking is performed.

【図14】水平方向に解像度を高めるためのマスキング
とイメージセンサDG1,DG2の配置状態を示す説明
図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing masking for increasing the resolution in the horizontal direction and an arrangement state of image sensors DG1 and DG2.

【図15】R,G,Bの各イメージセンサからの信号読
出しと走査変換処理を行う回路例を示すブロック図であ
る。
FIG. 15 is a block diagram showing an example of a circuit that performs signal reading and scan conversion processing from each of the R, G, and B image sensors.

【図16】前記回路によるR,G,Bの各イメージセン
サにおける信号読出しの順序を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a signal reading order in each of the R, G, and B image sensors by the circuit.

【図17】前記回路によるR,G,Bの各イメージセン
サにおける信号読出しの順序を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 17 is a time chart showing the sequence of signal reading in each of the R, G, and B image sensors by the circuit.

【図18】R,G,Bの各イメージセンサからの信号読
出しと走査変換及び修正処理を行う回路例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 18 is a block diagram showing an example of a circuit that performs signal reading from each of R, G, and B image sensors, scan conversion, and correction processing.

【図19】前記回路によるR,G,Bの各イメージセン
サにおける信号読出しの順序と修正を示すタイムチャー
トである。
FIG. 19 is a time chart showing the order of signal reading and correction in each of the R, G, and B image sensors by the circuit.

【図20】色分解光学系の他の実施例を示す構成図であ
る。
FIG. 20 is a configuration diagram showing another embodiment of the color separation optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…Bプリズム、12…Rプリズム、14,100,
102,112,114…Gプリズム、16,104,
116…ハーフミラー(入射光分割手段)、50…読出
制御部(読出制御手段)、52,54,56…プリアン
プ、58,60,62…A/D変換器、64,66,6
8,70,72,74,76,96,98…ラインメモ
リ(メモリ手段)、78…切換スイッチ、80…切換ス
イッチ(画像信号修正・補間手段)、82…出力制御部
(出力制御手段)、92,94…乗算器(画像信号修正
・補間手段)、DB,DR…イメージセンサ、DG1,
DG2…第1及び第2のイメージセンサ、P…水平方向
の画素ピッチ、PS…画素、SA,SB…マスキング領
域、WW…ハイビジョンのイメージ領域。
10 ... B prism, 12 ... R prism, 14,100,
102, 112, 114 ... G prism, 16, 104,
116 ... Half mirror (incident light splitting means), 50 ... Read control section (read control means), 52, 54, 56 ... Preamplifier, 58, 60, 62 ... A / D converter, 64, 66, 6
8, 70, 72, 74, 76, 96, 98 ... Line memory (memory means), 78 ... Changeover switch, 80 ... Changeover switch (image signal correction / interpolation means), 82 ... Output control section (output control means), 92, 94 ... Multiplier (image signal correction / interpolation means), DB, DR ... Image sensor, DG1,
DG2 ... First and second image sensors, P ... Horizontal pixel pitch, PS ... Pixels, SA, SB ... Masking area, WW ... Hi-vision image area.

フロントページの続き (72)発明者 中田 尚武 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 野崎 雅夫 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内Front page continued (72) Inventor Naotake Nakata 3-12 Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Japan Victor Company of Japan, Ltd. (72) Masao Nozaki 3-12 Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Japan Victor Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 比較的解像度が高い第1の方式と異なる
比較的解像度が低い第2の方式に対応するものであっ
て、第1の方式の水平走査線数の1/2の水平画素列に
よる第1の方式のアスペクト比のイメージエリアが設定
可能で、垂直方向に読出領域をずらしたときの隣接水平
画素列の開口部の重なり部分がマスキングされた第1及
び第2のイメージセンサと、撮像対象の光を分割する入
射光分割手段とを備え、前記イメージセンサを、前記入
射光分割手段の分割光光軸上で垂直方向に読出領域をず
らしてそれぞれ配置したことを特徴とする色分解光学
系。
1. A horizontal pixel column corresponding to a second system having a relatively low resolution different from the first system having a relatively high resolution, and having a horizontal pixel line number of 1/2 of the number of horizontal scanning lines of the first system. The first and second image sensors in which the image area having the aspect ratio of the first method can be set, and the overlapping portions of the openings of the adjacent horizontal pixel rows when the reading area is shifted in the vertical direction are masked, Incident light splitting means for splitting light to be imaged, and the image sensors are arranged with their reading areas shifted in the vertical direction on the split light optical axis of the incident light splitting means. Optical system.
【請求項2】 請求項1記載の第1及び第2のイメージ
センサは、水平方向に読出領域をずらしたときの隣接垂
直画素列の開口部の重なり部分がマスキングされてお
り、前記分割光光軸上で水平方向に読出領域をずらして
配置されていることを特徴とする色分解光学系。
2. The first and second image sensors according to claim 1, wherein the overlapping portions of the openings of the adjacent vertical pixel rows when the reading area is shifted in the horizontal direction are masked, and the divided light beams are divided. A color-separation optical system, wherein the reading areas are arranged so as to be horizontally displaced on an axis.
【請求項3】 少なくとも緑の画像について、請求項1
又は2記載の色分解光学系で撮像を行い、第1及び第2
のイメージセンサから読み出された画像信号の走査変換
を行って、第1の方式の垂直解像度を有する緑の画像信
号を得ることを特徴とする撮像方法。
3. The method of claim 1, at least for green images.
Alternatively, the first and second images are captured by the color separation optical system described in 2.
The image pickup method is characterized in that the image signal read from the image sensor is subjected to scan conversion to obtain a green image signal having a vertical resolution of the first method.
【請求項4】 請求項1又は2記載の色分解光学系の第
1及び第2のイメージセンサを同時駆動して、第1の方
式の水平走査周波数の1/2の周波数で信号を読み出す
読出制御手段と、これらの読出信号を一時的に格納する
とともに、第2の方式の水平走査周波数に対応して時間
軸方向に圧縮出力するメモリ手段と、これから出力され
た信号を第1の方式の水平走査に対応する順番となるよ
うに走査変換する出力制御手段とを備えたことを特徴と
する撮像装置。
4. A read method for simultaneously driving the first and second image sensors of the color separation optical system according to claim 1 to read out a signal at a frequency half the horizontal scanning frequency of the first method. The control means, the memory means for temporarily storing these read signals, and compressing and outputting in the time axis direction corresponding to the horizontal scanning frequency of the second method, and the signal output from the memory means of the first method. An image pickup apparatus, comprising: an output control unit that performs scan conversion so that an order corresponding to horizontal scanning is obtained.
【請求項5】 請求項4記載の撮像装置において、前記
メモリ手段から出力された緑の画像信号を利用して、他
の色の画像信号の修正又は補間の処理を行う画像信号修
正・補間手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
5. The image signal correcting / interpolating means according to claim 4, wherein the image signal correcting / interpolating means for correcting or interpolating an image signal of another color using the green image signal output from said memory means. An image pickup apparatus comprising:
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