JPH066814A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH066814A
JPH066814A JP4187346A JP18734692A JPH066814A JP H066814 A JPH066814 A JP H066814A JP 4187346 A JP4187346 A JP 4187346A JP 18734692 A JP18734692 A JP 18734692A JP H066814 A JPH066814 A JP H066814A
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JP
Japan
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image pickup
signal
address
prism
luminance
Prior art date
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Pending
Application number
JP4187346A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Mimura
敏彦 三村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH066814A publication Critical patent/JPH066814A/ja
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像素子の貼り合わせ誤差を電気的に補正
し、また鏡像画像も電気的に修正することにより、プリ
ズムを小型化し、撮像素子の貼り合わせ精度を大幅に緩
和する。 【構成】 光学系から入射した光をプリズムにより複数
に分離し、この分離された光を前記プリズムに貼り合わ
されたそれぞれ異なる撮像素子上に結像する撮像装置に
おいて、光学系で発生した歪を予め定められた値により
補正し、前記撮像素子のプリズムに対する貼り合わせ誤
差を電気的に補正するための手段を設ける。また、輝度
系あるいは色系のいずれかの撮像素子の信号を記憶する
ための記憶手段を設け、この記憶手段の信号の書き込み
時と読み出し時でアドレスを変えることにより、輝度系
と色系の2つの撮像素子の像の鏡像関係を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、撮像素子を複数用いた
撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より高画質を得るための撮影装置と
して、撮像素子を複数枚用いた多板式のものが知られて
いる。図12はその従来例の撮像装置のプリズム部を示
した図で、601,602は輝度系と色系にそれぞれ1
枚ずつ用いられた撮像素子、603はプリズムである。
撮像素子601,602はそれぞれプリズム603に貼
り合わされ、この際に光軸に対して非常に精度よくプリ
ズムに貼り合わせることが要求される。この貼り合わせ
精度は6自由度(x座標,y座標,z座標,x方向回転
角,y方向回転角,z方向回転角)必要であり、このう
ち例えばx方向に8.4μmずれると、TV画面(1/
2インチ,38万画素の場合)上では70nsとYC時
間差の画質劣化として表われる。また、y方向に関して
も9.8μmずれると、垂直1ライン分の色ズレとして
表われてしまう。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】このように従来の
多板式撮像装置にあっては、撮像素子を貼り合わせる場
合、非常に高精度が要求されるために、それ専用の高価
な治具が必要であるばかりでなく、貼り合わせが安定す
るまでに多くの時間と作業工程が必要であった。また光
をプリズムで2分割した場合に、通過光はそのまま使用
できるが、反射光はいわば鏡像となり、そのままでは左
右逆像の画像となるために、もう一度反射させる必要が
ある。そのため、反射側の光路長はどうしても長くな
り、図12に示すようにl1 +l2 +l3 =l1 +l4
として2つの撮像素子の光路長を同じにすると、プリズ
ムが大きくなってしまう。従って、このことは光学系全
体の大型化をもたらし、延いては撮像装置の大型化や高
重量化につながるという問題があった。
【0004】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、その目的は撮像素子の貼り合わせ
誤差を電気的に補正し、また2つの撮像素子の鏡像画像
も有効に修正することにより、プリズムを小型化でき、
また撮像素子の貼り合わせ精度を大幅に緩和できるよう
にした撮像装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光学系
から入射した光をプリズムにより複数に分離し、この分
離された光を前記プリズムに貼り合わされたそれぞれ異
なる撮像素子上に結像する撮像装置において、光学系で
発生した歪みを予め定められた値により補正し前記撮像
素子のプリズムに対する貼り合わせ誤差を電気的に補正
するための手段を設けたことを特徴とする撮像装置によ
って達成される。
【0006】また、本発明の目的は、光学系から入射し
た光をプリズムにより2つに分離しこの分離された光を
前記プリズムに貼り合わされた輝度系及び色系の2つの
撮像素子上に結像する撮像装置において、前記輝度系ま
たは色系のいずれかの撮像素子の信号を記憶するための
記憶手段を設け、この記憶手段の信号の書き込み時と読
み出し時でアドレスを変えることにより、前記輝度系と
色系の撮像素子の像の鏡像関係を修正することを特徴と
する撮像装置によって達成される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。まず、初めに撮像素子の貼り合わ
せの際の位置ずれを電気的に補間するための手段及びそ
のアルゴリズムについて説明する。貼り合わせ自由度
は、前述したように6自由度あり、そのうちz軸は光路
長の長さの差になり、画の歪みとして表われる、いわゆ
る倍率収差となる。また、x方向の回転角及びy方向の
回転角は、主に撮像素子ではあおりとして処理されてお
り、これらの電気的修正は難しいため、主として機械的
精度に頼らざるを得ない。この場合、本実施例では輝
度、色差を光学的に2つに分ける構成とするため、例え
ば色差の帯域が輝度に対して1/4でよいなら、光学的
許容錯乱円も同じく4倍大きくなり、機械的精度を大幅
に緩和することができる。更に、残りの3自由度に関し
ては、以下に説明する手法により容易に補間することが
できる。
【0008】まず、図2(a),(b)に示すようにプ
リズムに貼り合わされた輝度系、色系の撮像素子のそれ
ぞれの結像時に対応する画素の座標を各々(xn ,y
n )(xn ′,yn ′)と定義する。これに対して、図
3に示すように無彩色のチャートを撮像し、同図に黒点
で示す各ポイントの座標から各ポイントのレベルによる
重み付け重心点の算出を行い、各ポイントの代表点を決
定する。この重み付け重心点は、図4に示すように各座
標点のγ補正前の電気信号レベル(abcd)から以下
のように算出することができる。
【0009】
【数1】 X=a/Δ・xn +c/Δ・xn +b/Δ・xn+1 +d/Δ・xn+1 …(1)
【0010】
【数2】 Y=a/Δ・yn +b/Δ・yn +c/Δ・yn+1 +d/Δ・yn+1 …(2)
【0011】
【数3】Δ=a+b+c+d …(3) こうして算出された各ポイントの代表点から、輝度、色
差間の座標間距離を算出し、その最短のポイントを回転
の中心と判断する。2つのレジストレーションのずれた
画像は、平行移動と回転移動で合致できるので、先程算
出した回転の中心を(0,0)とし、それから距離の離
れた輝度、色差のポイントをそれぞれ(x,y),
(x′,y′)とすれば、その位置関係式は一般的な回
転変換であるので、次式のとおりとなる。
【0012】
【数4】 θは前記座標から、
【0013】
【数5】 で近似することができる。実際には、数ポイントの平均
値をとり、回転中心の座標の象限からθの±の判定も行
う。また、(4)式の回転の関係式から各撮像素子の座
標輝度(xn ,yn )と色差(xn ′,yn ′)の関係
を次のように導くことができる。
【0014】
【数6】 xn ′=xn +X′−X+(1−cosθ)(xn −X)−sinθ(yn −Y) …(6)
【0015】
【数7】 yn ′=yn +Y′−Y+sinθ(xn −X)+(cosθ−1)(yn −Y) …(7) 但し、X,Yは回転の中心である。これらの複雑な式
は、簡略化すれば(変数と定数という扱いにする)、次
式の通りとなる。
【0016】
【数8】xn ′=A1n +A2n +A3 …(8)
【0017】
【数9】yn ′=B1n +B2n +B3 …(9) 以上の6定数から輝度信号の読出座標と色差信号の読出
座標の位置関係を決定することができる。
【0018】ここで算出される6定数は、かなりの精度
を要するため小数を含み、これによって輝度座標から算
出される色差座標は小数を含むことになる。この場合、
この小数は各デジタル信号の位相項に当り厳密にはFF
Tにおいて位相項を制御する必要があるが、色差は輝度
信号に対して帯域が低くてもよいため、簡易的にリニア
補間で実現することが可能である。図5は実際の存在す
る色差信号の画素の座標と、算出された色差の座標の関
係を示した図である。同図から明らかなように実際に存
在するデータは各座標の整数部であり、小数部がそのま
まリニア補間の係数になるのがわかる。例えば、xn
n の整数部を〔 〕,小数部を( )で表わせば、図
5の関係から(xn ′,yn ′)の信号は、
【0019】
【数10】 e1 =(1−(xn ′))d1 +(xn ′)d2 …(10)
【0020】
【数11】 e2 =(1−(xn ′))d3 +(xn ′)d4 …(11)
【0021】
【数12】 e=(yn ′)e2 +(1−(yn ′))e1 …(12) で補間することができる。なお、本実施例ではリニア補
間を用いたが、補間方法としてはその他にも種々の方法
があることは言うまでもない。
【0022】そこで、以上のような基本的な考え方を基
に本発明の実施例を説明する。図1は本発明の撮影装置
の一実施例を示したブロック図である。本実施例では、
輝度用のセンサとして色フィルターのないW(ホワイ
ト)を、色用のセンサとして簡易なためRGB(赤、
緑、青)ストライプフィルターを使用した。この場合、
センサからの出力はインターレスであること、また輝度
と色に写る映像信号が鏡像であることにより、一度少く
とも色信号を全画素フレームメモリに記憶させる必要が
あるが、幸いなことにRGBストライプフィルターの場
合、前段でγ補正を行えるため、フレームメモリのビッ
ト長は8ビットでよい。また、本実施例では輝度信号用
メモリは、レンズシャッターを用いた装置であるため、
本来は輝度と色差の読出しタイミングを変えれば用いる
必要はないが、撮像素子の読出しタイミングの違いから
生じる暗電流の増加を防ぐために、メモリを両センサ側
に使用することにした。
【0023】図1において、101は光学系、102は
レンズシャッター、103は2Pプリズム、104はこ
の2Pプリズム103に貼り合わされた輝度信号用の撮
像素子、105は同じく2Pプリズム103に貼り合わ
された色信号用の撮像素子である。なお、2つの撮像素
子は各々光学LPFを含んでいるものとする。輝度系の
撮像素子104の信号は、輝度信号処理回路106で感
度補正やγ補正を受けた後、A/Dコンバータ108で
デジタル化される。A/Dコンバータ108に入力され
る信号は、撮像素子104の標準走査で出力された信号
であり、この信号は鏡像修正アドレス発生器117で指
示されるアドレスに従ってメモリ(RAM)111に書
込まれる。メモリ111に書込まれた信号を読出す場合
には、基準アドレス発生器116で発生するアドレスに
よって読出すことにより、輝度信号側で色信号側との鏡
像関係が修正される。図6にその信号のメモリ111へ
の書込みと読出しのタイミングを示す。なお、信号の書
込みと読出しに応じてスイッチ125が切換えられ、こ
れによって鏡像修正アドレス発生器117、基準アドレ
ス発生器116が信号の書込みと読出しに対応して切換
えられる。
【0024】一方、色系の撮像素子105に結像した映
像信号は、色信号処理回路107で所定の処理を施され
て色差信号R−YとB−Yになり、それぞれA/Dコン
バータ109,110へ出力される。A/Dコンバータ
109,110では、輝度信号用のA/Dコンバータ1
08と同一サンプリングレートによってデジタル化され
る。色差信号のメモリコントロールは複雑であるが、こ
れは図7に示すように輝度信号が実際に存在する画素の
アドレスを走査すればよいのに対して、色信号は前述し
た(4)式で示される変換式により算出された小数項を
含む仮想アドレスで走査する必要があるためである。従
って、実際の信号は前後左右の画素より補間することに
なり、1つの画素を得るのに常に4つのデータを同時に
必要とする。そこで、本実施例では図8に示すように信
号の書込み時に色差信号を予め画素の位置によりA,
B,C,Dに分類し、それぞれ色差用メモリ(RAM)
112,113のRAMA,RAMB,RAMC,RA
MDに記録することにする。図9はその4つのデータの
書込みのタイミングを示したタイムチャートである。メ
モリ112,113の各4つのメモリのアドレスは、そ
れぞれ独立して制御できるが、アドレスは撮像素子上の
座標に対応しており、信号の書込み時は全て共通にして
使用される。また、図9においてWEは各メモリのライ
トイネーブルを示し、このWEとメモリのアドレスは基
準アドレス発生器116のアドレスが使用される。
【0025】次に、メモリ112,113の読出動作に
ついて説明する。色信号の読出アドレスは、基準となる
輝度のアドレスを変換することで作成される。即ち、ア
ドレス変換回路115において、輝度用の撮像素子10
4の座標(xn ,yn )に対応する仮想色差座標(x
n ′,yn ′)を前述した(8),(9)式によって変
換することにより、色信号の読出アドレスが作成され
る。このアドレス変換回路115には、アドレス変換に
必要なパラメータA1 ,A2 ,A3 及びB1 ,B2,B3
が入力されている。これらのパラメータは予め治具に
よって測定されたものである。ここで作成される信号
は、小数点項を含むため補間が必要であり、例えば図7
に示したように出力すべき座標がR1 にあれば、アドレ
ス選択発生器114によりメモリ112,113からR
21,Ry22,Ry31,Ry32に相当するデータを補間
器119,120にアドレスとして発生させる。アドレ
ス変換回路115で発生した小数項は補間係数発生器1
18へ送られ、ここでその小数項により補間係数が作成
される。以上のアドレス選択発生器114、補間係数発
生器118は、ROMテーブルとセレクタを用いて構成
することができる。図10はその一例を示した図で、R
のx座標を〔xR 〕、y座標を〔yR 〕とすれば、補間
用データはそれぞれが偶数なのか奇数なのかで4パター
ンに分れる。従ってこのパターンによりRAMA,RA
MB,RAMC,RAMDに付与するアドレスは、図1
0に示すように決定することができる。また、補間器1
19,120の具体例を図11に示しており、乗算器M
1 〜M6 には図10に示した乗数がそれぞれ供給され
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、撮像素子
のプリズムに対する貼り合わせ精度を電気的に補正する
ことにより、撮像素子の貼り合わせ精度を従来に比べて
大幅に緩和することができる。従って、従来のような特
殊な治具を用いての煩雑な貼り合わせ作業が不要となる
ために、装置の製造を容易にし、装置の低コスト化を図
ることができる。また、輝度系と色系の2つの撮像素子
の鏡像関係を電気的に修正することにより、従来のよう
にプリズムの光路を長くとる必要がないため、プリズム
を小型化、軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の撮影装置の一実施例を示したブロック
図である。
【図2】輝度系及び色系の撮像素子における画素の座標
の定義を示した説明図である。
【図3】無彩色のチャートを示した説明図である。
【図4】座標上の実データ値の例を示した説明図であ
る。
【図5】仮想座標と実座標の関係を示した説明図であ
る。
【図6】メモリ111の信号の書き込みと読み出しのタ
イミングを示した図である。
【図7】輝度系信号のサンプル点とこれに対応する走査
ラインの関係を示した説明図である。
【図8】色信号を画素の位置により4つに分類する状態
を示した図である。
【図9】色差用の4つのメモリのデータ書き込みのタイ
ミングを示したタイムチャートである。
【図10】アドレス選択発生器114及び補間係数発生
器118のアドレスと係数の関係を示した図である。
【図11】補間器119及び120の具体例を示した回
路図である。
【図12】従来例の2枚式撮像装置のプリズム部の概略
構成を示した図である。
【符号の説明】
101 光学系 102 レンズシャッター 103 2Pプリズム 104 輝度信号用撮像素子 105 色信号用撮像素子 106 輝度信号処理回路 107 色信号処理回路 108〜110 A/Dコンバータ 111〜113 メモリ(RAM) 114 アドレス選択発生器 115 アドレス変換回路 116 基準アドレス発生器 117 鏡像修正アドレス発生器 118 補間係数発生器 119,120 補間器 121 基準クロック発生器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学系から入射した光をプリズムにより
    複数に分離し、この分離された光を前記プリズムに貼り
    合わされたそれぞれ異なる撮像素子上に結像する撮像装
    置において、光学系で発生した歪を予め定められた値に
    より補正し、前記撮像素子のプリズムに対する貼り合わ
    せ誤差を電気的に補正するための手段を設けたことを特
    徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 光学系から入射した光をプリズムにより
    2つに分離し、この分離された光を前記プリズムに貼り
    合わされた輝度系及び色系の2つの撮像素子上にそれぞ
    れ結像する撮像装置において、前記輝度系または色系の
    いずれかの撮像素子の信号を記憶するための記憶手段を
    設け、この記憶手段の信号の書き込み時と読み出し時で
    アドレスを変えることにより、前記輝度系と色系の2つ
    の撮像素子の像の鏡像関係を修正することを特徴とする
    撮像装置。
JP4187346A 1992-06-23 1992-06-23 撮像装置 Pending JPH066814A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4187346A JPH066814A (ja) 1992-06-23 1992-06-23 撮像装置

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JP4187346A JPH066814A (ja) 1992-06-23 1992-06-23 撮像装置

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JPH066814A true JPH066814A (ja) 1994-01-14

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ID=16204393

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JP4187346A Pending JPH066814A (ja) 1992-06-23 1992-06-23 撮像装置

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JP (1) JPH066814A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965849A (en) * 1996-11-27 1999-10-12 Yazaki Corporation Structure for mounting a sensing element for measuring a load of a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965849A (en) * 1996-11-27 1999-10-12 Yazaki Corporation Structure for mounting a sensing element for measuring a load of a vehicle

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