JPH0694906A - 光分岐プリズム光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＴＴＬ方式の光学ファインダを備えた簡単か
つコンパクトな撮像装置を構成する。 【構成】 プリズム２１は第１および第２の光分離面２
１ａ、２１ｂを有する。撮影レンズから入射した光線の
一部は、第１の光分離面２１ａで反射されて第１のＣＣ
Ｄ２３に導かれる。第１の光分離面２１ａを透過して第
２の光分離面２１ｂで反射された光線は、第１のＣＣＤ
２２に導かれる。第１および第２の光分離面２１ａ、２
１ｂを透過した光線は、プリズム２１から出射され、ミ
ラー２４、２９で反射されてファインダ光学系２５に導
かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばスチルビデオカ
メラに設けられ、２板式撮像装置に用いられる光分岐プ
リズム光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばカラー画像を得るために、
Ｇ，Ｒ／Ｂ２板式撮像装置すなわち２つのイメージセン
サを設けたスチルビデオカメラが知られている。このよ
うなスチルビデオカメラでは、撮影レンズを介して入射
した光を分岐させて２つのイメージセンサに導くため、
撮影レンズの後方には光分岐プリズムが設けられる。こ
のようなスチルビデオカメラにＴＴＬ方式の光学ファイ
ンダを設ける場合、図１２に示されるように、撮影レン
ズ５１と分岐プリズム５２の間にクイックリターンミラ
ー５３を配設することが考えられる。この構成では、ミ
ラー５３が実線で示す下降位置にある時、入射光線はミ
ラー５３、５４を介してファインダ光学系５５に導か
れ、ミラー５３が破線で示す上昇位置にある時、分岐プ
リズム５２を介して２つのイメージセンサ５６、５７に
導かれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにクイックリ
ターンミラー５３を有する構成によると、ミラー５３が
撮影レンズ５１と分岐プリズム５２の間に位置している
ため、構成が複雑となる。また撮影レンズ５１が長いｆ
Ｂ（バックフォーカス）を有していることが必要となっ
て、撮影レンズ５１の光軸方向の長さおよび径が大きく
なり、装置全体が大型化するという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、ＴＴＬ方式の光学ファイ
ンダを備えた簡単かつコンパクトな撮像装置を構成する
ことを可能にする光分岐プリズム光学装置を提供するこ
とである。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明に係る光分岐プリ
ズム光学装置は、第１および第２の光分離面を有し、第
１および第２の光分離面によって入射光を３方向に分岐
させ、２つのイメージセンサとファインダ光学系に導く
ことを特徴としている。

【０００６】

【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
１は本発明の第１実施例であるプリズム光学装置を備え
たスチルビデオカメラのブロック図である。

【０００７】システムコントロール回路１０はマイクロ
コンピュータであり、本スチルビデオカメラの全体の制
御を行う。

【０００８】撮像光学系１１を通った光線は、プリズム
２１を通って第１および第２のＣＣＤ２２、２３に導か
れ、これらのＣＣＤ２２、２３上では同じ被写体像が結
像される。またこの光線は、プリズム２１およびミラー
２４、２９を介してファインダ光学系２５に導かれる。
第１および第２のＣＣＤ２２、２３には、それぞれフィ
ルタ５１、５２が設けられる。これらのＣＣＤ２２、２
３はＣＣＤドライバ２６によって駆動され、これによ
り、ＣＣＤ２２、２３上に結像された被写体像に対応し
た画像信号が、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路３
１、３２に供給される。ＣＣＤドライバ２６は、システ
ムコントロール回路１０によって制御される同期信号発
生回路２７から出力されるパルス信号により作動する。

【０００９】ＣＤＳ回路３１、３２に入力された画像信
号は、リセット雑音を除去された後、プリプロセス回路
３３、３４においてγ補正等の所定の処理を施される。
そしてこの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器３５、３６におい
てデジタル信号に変換され、画像メモリ４１〜４４に格
納される。画像信号が格納される画像メモリ４１〜４４
のアドレスは、システムコントロール回路１０によりア
ドレス制御回路４５を介して制御される。

【００１０】映像処理回路４６は、画像メモリ４１〜４
４に格納された画像信号に対して、後述する処理を施
し、これにより、輝度信号とともに、Ｒ信号、Ｇ信号お
よびＢ信号が出力される。これらの信号はインターフェ
イス回路を介してコンピュータあるいはディスプレイ装
置に出力される。また、これらの信号は、記録回路４９
を介して磁気ディスクあるいは固体メモリ等の記録媒体
Ｍに記録される。

【００１１】システムコントロール回路１０に接続され
たマニュアルスイッチ４７は、本スチルビデオカメラを
操作するため、また表示素子４８は、マニュアルスイッ
チ４７による操作の内容等を表示するために、それぞれ
設けられる。

【００１２】プリズム２１は第１および第２の光分離面
２１ａ、２１ｂを有しており、これらの光分離面２１
ａ、２１ｂの作用により、第１および第２のＣＣＤ２
２、２３とファインダ光学系２５に導かれる光量が例え
ば４：４：２の比に分離され、各ＣＣＤ２２、２３に同
じ強度の光が導かれる。すなわち、撮像光学系１１から
プリズム２１に入射した光線の一部は、第１の光分離面
２１ａで反射されて第２のＣＣＤ２３に導かれ、他の光
線は、第１の光分離面２１ａを透過して第２の光分離面
２１ｂに導かれる。第２の光分離面２１ｂにおいて、一
部の光線は反射して第１のＣＣＤ２２に導かれ、他の光
線、すなわち第１および第２の光分離面２１ａ、２１ｂ
を透過した光線は、プリズム２１の外部に出射される。
この光線は、ミラー２４、２９で反射されてファインダ
光学系２５に導かれる。なお、ミラー２４、２９はファ
インダ光学系２５の光軸を撮影光学系１１の光軸からず
らすための部材であり、省略することもできる。

【００１３】第１および第２のＣＣＤ２２、２３に導か
れる光量は必ずしも同じである必要はなく、これらの光
量が異なる場合には、ＣＣＤ２２、２３の出力のゲイン
調整により、これらの出力信号の大きさを同じにすれば
よい。

【００１４】図２は、第１および第２のＣＣＤ２２、２
３の受光面上に設けられたカラーフィルタ５１、５２の
配列を示すものである。これらのカラーフィルタ５１、
５２は、補色市松カラーフィルタであり、同じ構成を有
している。これらのカラーフィルタ５１、５２では、マ
ゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｅ）お
よびグリーン（Ｇ）を透過させる各フィルタ要素が交互
に配設されている。すなわち、水平方向および垂直方向
にそれぞれ２画素ずつ並べて成る計４画素には、グリー
ン（Ｇ）の他に、補色の異なる分光特性を有するマゼン
タ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）およびシアン（Ｃｅ）の
３画素が設けられている。

【００１５】第２のカラーフィルタ５２のＣＣＤ２３に
対する位置関係を、第１のカラーフィルタ５１のＣＣＤ
２２に対する位置関係と比較すると、第２のカラーフィ
ルタ５２は、ＣＣＤ２３に対し１画素分だけ水平方向
（図２では左方向）にずらして設けられている。例えば
画面の左上隅の画素Ｐに注目すると、第１のカラーフィ
ルタ５１ではマゼンタであるが、第２のカラーフィルタ
５２ではグリーンである。

【００１６】このようにＣＣＤ２２、２３の画素分光特
性は、それぞれ規則的に変化しており、補色色差線順次
式である。また、第１のＣＣＤ２２の画素分光特性に対
して、第２のＣＣＤ２３の画素分光特性は１画素分だけ
水平方向にずれている。

【００１７】第１のＣＣＤ２２の出力信号と第２のＣＣ
Ｄ２３の出力信号は、デジタル信号として画像メモリ４
１〜４４に一旦格納されるが、これらのメモリから読み
出され、映像信号処理回路４６において処理される。す
なわち、対応する画素同士が相互に重ね合わせられると
ともに、この重ね合わされた信号から各画素に対応する
Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号が抽出されて映像信号が得
られる。

【００１８】図３はこの重ね合わせの状態を示してい
る。この図から理解されるように、第１のＣＣＤ２２の
フィルタ５１のマゼンタ（Ｍｇ）と第２のＣＣＤ２３の
フィルタ５２のグリーン（Ｇ）が、フィルタ５１のグリ
ーン（Ｇ）とフィルタ５２のマゼンタ（Ｍｇ）が、フィ
ルタ５１のイエロー（Ｙｅ）とフィルタ５２のシアン
（Ｃｙ）が、フィルタ５１のシアン（Ｃｙ）とフィルタ
５２のイエロー（Ｙｅ）が、それぞれ同じ画素に対応し
ている。なお図３において、Ｐｘは水平方向の各画素の
間隔（１ピッチ）、Ｐｙは垂直方向の各画素の間隔（１
ピッチ）をそれぞれ示す。

【００１９】まずＲ信号の抽出について説明する。マゼ
ンタ（Ｍｇ）に含まれるＲ信号をＲ_Mg、Ｂ信号をＢ_Mg、
イエロー（Ｙｅ）に含まれるＲ信号をＲ_Ye、Ｇ信号をＧ
_Ye、シアン（Ｃｙ）に含まれるＧ信号をＧ_Cy、Ｂ信号を
Ｂ_Cyとすると、 Ｍｇ= Ｒ_Mg＋Ｂ_Mg、Ｙｅ= Ｒ_Ye＋Ｇ_Ye、Ｃｙ= Ｇ_Cy＋Ｂ
_Cy と表すことができる。

【００２０】Ｒ信号は、垂直方向に並ぶマゼンタ（Ｍ
ｇ）とイエロー（Ｙｅ）、およびこれらに重ね合わされ
たグリーン（Ｇ）とシアン（Ｃｙ）の４画素（図３にお
いて斜線を付された画素）から、次の式により得られ
る。 Ｒ_S ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ）−α（Ｇ＋Ｃｙ） ＝Ｒ_Mg＋Ｂ_Mg＋Ｒ_Ye＋Ｇ_Ye−αＧ−αＧ_Cy−αＢ_Cy ＝Ｒ_Mg＋Ｒ_Ye＋Ｇ_Ye−α（Ｇ＋Ｇ_Cy）＋Ｂ_Mg−αＢ_Cy ＝Ｒ_Mg＋Ｒ_Ye （１） ただし、この（１）式が成立するためには、 α＝Ｇ_Ye／（Ｇ＋Ｇ_Cy）＝Ｂ_Mg／Ｂ_Cy が成立することが条件である。

【００２１】Ｂ信号についても同様に、次の式により得
られる。 Ｂ_S ＝（Ｍｇ＋Ｃｙ）−β（Ｇ＋Ｙｅ） ＝Ｒ_Mg＋Ｂ_Mg＋Ｇ_Cy＋Ｂ_Cy−βＧ−βＲ_Ye−βＧ_Ye ＝Ｂ_Mg＋Ｂ_Cy＋Ｇ_Cy−β（Ｇ＋Ｇ_Ye）＋Ｒ_Mg−βＲ_Ye ＝Ｂ_Mg＋Ｂ_Cy （２） ただし、この（２）式が成立するためには、 β＝Ｇ_Cy／（Ｇ＋Ｇ_Ye）＝Ｒ_Mg／Ｒ_Ye が成立することが条件である。

【００２２】Ｇ信号については、輝度信号（Ｙ）と、
（１）式、（２）式により求められたＲ_S 、Ｂ_S とから
得られる。すなわち、 Ｇ_S ＝Ｙ−Ｒ_S −Ｂ_S ＝（Ｍｇ＋Ｃｙ＋Ｇ＋Ｙｅ）−Ｒ_S −Ｂ_S ＝Ｇ＋Ｇ_Ye＋Ｇ_Cy （３）

【００２３】次に、このようにして得られたＲＧＢ信号
および輝度信号Ｙのスペクトルを考える。

【００２４】まず輝度信号Ｙのスペクトルを説明する。
基本サンプリング列を、 Ｓ_O (x,y)=Σ_m Σ_n δ（ｘ− 2mP_x, y− 4nP_y) とおく（ただし、δはデルタ関数、ｘは水平方向の座
標、ｙは垂直方向の座標、ｍ、ｎは整数）。そして、Ｍ
ｇ、Ｇ、Ｙｅ、Ｃｙの画素に対する光学像分布を第１の
ＣＣＤ２２に対して、それぞれＩ_A1Mg(x,y) 、Ｉ_A1G(x,
y) 、Ｉ_A1Ye(x,y)、Ｉ_A1Cy(x,y)と表し、また第２のＣ
ＣＤ２３に対して、それぞれＩ_A2Mg(x,y)、Ｉ_A2G(x,
y)、Ｉ_A2Ye(x,y)、Ｉ_A2Cy(x,y)と表し、図４において相
互に線Ｌで結ばれている４画素の組合せに対するスペク
トルを求める。

【００２５】ここで、第１および第２のＣＣＤ２２、２
３の各画素の出力が等しいと仮定して、 Ｉ_AMg(x,y) ＝Ｉ_A1Mg(x,y) ＝Ｉ_A2Mg (x,y) Ｉ_AG (x,y) ＝Ｉ_A1G (x,y) ＝Ｉ_A2G (x,y) Ｉ_AYe (x,y) ＝Ｉ_A1Ye (x,y)＝Ｉ_A2Ye (x,y) Ｉ_ACy (x,y) ＝Ｉ_A1Cy (x,y)＝Ｉ_A2Cy (x,y) とおく。そして、第１および第２フィールドの輝度信号
成分のスペクトルを、 Ｉ_Y1(u,v）＝Ｉ_AMg(u,v)exp(-jP_y v)＋Ｉ_AG(u,v)exp(-j
P_y v)＋Ｉ_AYe(u,v)＋Ｉ_ACy(u,v) Ｉ_Y2(u,v）＝Ｉ_AMg (u,v) ＋Ｉ_AG(u,v) ＋Ｉ_AYe(u,v)ex
p(-jP_yv)＋Ｉ_ACy(u,v)exp(-jP_yv) とおくと（ただし、ｕは水平方向の角空間周波数、ｖは
垂直方向の角空間周波数、ｊは虚数）、第１および第２
フィールドの輝度信号スペクトルは、 Ｙ₁(u,v)＝Ｉ_Y1(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)(１＋exp( -jP_xu))(１＋exp(-j2P_y v)) ｝ ＝Ｉ_Y1(u,v)*｛Ｓ_O(u,v)４exp( -jP_xu/2)exp( -jP_yv) ・cos( P_xu/2) cos(P_yv)｝ （４） Ｙ₂(u,v)＝Ｉ_Y2(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)exp(-jP_yv) (１＋exp( -jP_xu)) ・(１＋exp(-j2P_yv))｝ ＝Ｉ_Y2(u,v)*｛Ｓ_O(u,v)４exp( -jP_xu/2)exp(-j2P_yv) ・cos( P_x u/2) cos(P_yv)｝ （５） となる。ここでＳ_O(u,v)は基本サンプリング列Ｓ_O(x,y)
のスペクトルで、 Ｓ_O (u,v) ＝( 1/8P_x P_y ) Σ_m Σ_n δ（u − 2πm/2
p_x,v− 2πn/4P_y) である。また * 記号はコンボルーション積分を表す。

【００２６】（４）式および（５）式から、輝度信号ス
ペクトルは、１／２Ｐｘ、１／４Ｐｙ、３／４Ｐｙの成
分が消滅し、また０、１／Ｐｘ、１／Ｐｙの所で（Ｉ_Y1
(u,v）＋Ｉ_Y2(u,v））スペクトルがコンボルートされ
（コンボルーション積分）、１／２Ｐｙの所で（Ｉ
_Y1(u,v）−Ｉ_Y2(u,v））スペクトルがコンボルートされ
ることが分かる。したがって、この輝度信号スペクトル
は図５に示されるようなものとなる。なお図５におい
て、横軸は水平方向における空間周波数、縦軸は垂直方
向における空間周波数である。

【００２７】この図に示されるように、水平方向に関し
ては、１／Ｐｘの所において（Ｉ_Y1(u,v）＋Ｉ_Y2(u,
v））の信号の側帯波成分が現れ、垂直方向に関して
は、１／２Ｐｙの所において（Ｉ_Y1(u,v）−Ｉ_Y2(u,
v））の信号の側帯波成分が現れる。なお、この１／２
Ｐｙの所の側帯波成分の振幅は小さく、像の分布Ｉ
_A (x,y) がフラット（一様）等のようにｖ＝２πｍ／Ｐ
ｙ（ｍは整数）の周波数の場合や、Ｍｇ＋ＧとＹｅ＋Ｃ
ｙの値が等しい場合には、Ｉ_Y1＝Ｉ_Y2となるので、この
側帯波成分は消滅する。

【００２８】Ｒ信号のスペクトルも、輝度信号の場合と
同様にして求められる。すなわち、第１および第２のＣ
ＣＤ２２、２３の各画素の出力が等しいと仮定し、第１
および第２フィールドのＲ信号成分のスペクトルを、 Ｉ_R1(u,v）＝Ｉ_AMg (u,v)exp(-jP_y v)−αＩ_AG(u,v) ex
p( -jP_y v)＋Ｉ_AYe (u,v）−αＩ_ACy (u,v) Ｉ_R2(u,v) ＝Ｉ_AMg (u,v)−αＩ_AG(u,v) ＋Ｉ_AYe (u,v)
exp(-jP_y v)−αＩ_ACy(u,v)exp(-jP_y v) とおくと、第１および第２フィールドのＲ信号のスペク
トルは、 Ｒ₁(u,v)＝Ｉ_R1(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)(１＋exp( -jP_xu))(１＋exp(-j2P_yv)) ｝ ＝Ｉ_R1(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)４exp( -jP_xu/2)exp(-jP_yv) ・cos( P_xu/2)cos(P_yv)｝ （６） Ｒ₂(u,v)＝Ｉ_R2(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)exp(-jP_yv)(１＋exp( -jP_xu)) ・ (１＋exp(-j2P_yv))｝ ＝Ｉ_R2(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)４exp( -jP_xu/2)exp(-j2P_yv) ・cos( P_xu/2)cos( P_yv)｝ （７） となる。

【００２９】（６）式および（７）式から理解されるよ
うに、Ｒ信号のスペクトルは輝度信号と同じ所に現れる
（図６（ａ））。また像の分布Ｉ_A (x,y) がフラット等
のようにｖ＝２πｍ／Ｐｙ（ｍは整数）の周波数の場合
や、Ｍｇ−αＧとＹｅ−αＣｙの値が等しい場合には、
Ｉ_R1＝Ｉ_R2となるので、輝度信号と同様に、インターレ
ースによって１／２Ｐｙの成分も消滅する。

【００３０】Ｂ信号のスペクトルも、輝度信号の場合と
同様にして求められる。すなわち、第１および第２のＣ
ＣＤ２２、２３の各画素の出力が等しいと仮定し、第１
および第２フィールドのＢ信号成分のスペクトルを、 Ｉ_B1(u,v）＝Ｉ_AMg (u,v)exp(-jP_yv)−βＩ_AG(u,v)exp
(-jP_yv)−βＩ_AYe(u,v）＋Ｉ_ACy(u,v) Ｉ_B2(u,v) ＝Ｉ_AMg(u,v) −βＩ_AG(u,v)−βＩ_AYe(u,v)
exp(-jP_yv)＋Ｉ_ACy (u,v)exp(-jP_yv) とおくと、第１および第２フィールドのＢ信号のスペク
トルは、 Ｂ₁(u,v)＝Ｉ_B1(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)(１＋exp( -jP_xu))(１＋exp(-j2P_yv)) ｝ ＝Ｉ_B1(u,v)*｛Ｓ_O (u,v) ４exp( -jP_xu/2)exp( -jP_yv) ・cos( P_xu/2)cos( P_yv)｝ （８） Ｂ₂(u,v)＝Ｉ_B2(u,v)*｛Ｓ_O (u,v) exp( -jP_yv )( 1＋exp( -jP_xu)) ・ (１＋exp(-j2P_yv)) ｝ ＝Ｉ_B2(u,v)*｛Ｓ_O (u,v) ４exp( -jP_xu/2)exp(-j2P_yv) ・cos( P_xu/2)cos( P_yv)｝ （９） となる。

【００３１】（８）式および（９）式から理解されるよ
うに、Ｂ信号もＲ信号と同様に、輝度信号と同じ所にス
ペクトルが現れる（図６（ｂ））。また像の分布Ｉ
_A (x,y)がフラット等のようにｖ＝２πｍ／Ｐｙ（ｍは
整数）の周波数の場合や、Ｍｇ−βＧと−βＹｅ＋Ｃｙ
の値が等しい場合には、Ｉ_B1＝Ｉ_B2となるので、輝度信
号と同様に、インターレースによって１／２Ｐｙの成分
も消滅する。

【００３２】Ｇ信号のスペクトルも、上述したのと同様
にして求められる。すなわち、第１および第２のＣＣＤ
２２、２３の各画素の出力が等しいと仮定し、第１およ
び第２フィールドのＢ信号成分のスペクトルを、 Ｉ_G1(u,v) ＝Ｉ_Y1(u,v) −Ｉ_R1(u,v) −Ｉ_B1(u,v) ＝ -Ｉ_AMg(u,v)exp(-jP_yv)+(１−α−β)Ｉ_AG(u,v)exp(-jP_y v) ＋(2−β)Ｉ_AYe(u,v）＋(2−α)Ｉ_ACy(u,v) Ｉ_G2(u,v) ＝Ｉ_Y2(u,v) −Ｉ_R2(u,v) −Ｉ_B2(u,v) ＝ -Ｉ_AMg (u,v) −(1−α−β)Ｉ_AG(u,v) ＋(2−β)Ｉ_AYe(u,v) ・exp( -jP_yv)＋(2−α)Ｉ_ACy (u,v)exp(-jP_yv) とおくと、 Ｇ₁(u,v)＝Ｉ_G1(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)(１＋exp( -jP_x u))(1+exp(-j2P_yv))｝ ＝Ｉ_G1(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)４exp( -jP_xu/2)exp( -jP_yv) ・cos( P_xu/2)cos( P_yv)｝ （１０） Ｇ₂(u,v)＝Ｉ_G2(u,v)*｛Ｓ_O (u,v)exp(-jP_yv )( 1＋exp( -jP_x u )) ・ (１＋exp(-j2P_yv)) ｝ ＝Ｉ_G2(u,v)*｛Ｓ_O (u,v) ４exp( -jP_xu/2)exp(-j2P_yv) ・cos( P_xu/2)cos( P_yv)｝ （１１） となる。

【００３３】（１０）式および（１１）式から理解され
るように、Ｇ信号もＲ信号およびＢ信号と同様に、輝度
信号と同じ所にスペクトルが現れる（図６（ｃ））。ま
た像の分布Ｉ_A (x,y) がフラット等のようにｖ＝２πｍ
／Ｐｙ（ｍは整数）の周波数の場合や、−Ｍｇ＋（１−
α−β）Ｇと（２−α）Ｃｙの値が等しい場合には、Ｉ
_G1＝Ｉ_G2となるので、輝度信号と同様に、インターレー
スによって１／２Ｐｙの成分も消滅する。

【００３４】次に、図６（ａ）〜（ｃ）に示される本実
施例による各色信号のスペクトルを、図１２に示される
ようなＧ，Ｒ／Ｂ方式のフィルタを用いた場合のスペク
トルと比較する。

【００３５】図７は、Ｇ，Ｒ／Ｂ方式のフィルタを用い
た場合のスペクトルを上述したのと同じ手法により解析
した結果を示す。この図に示されるように、Ｒ信号およ
びＢ信号では、側帯波成分が（１／２Ｐｘ，１／４Ｐ
ｙ）の所に現れている。このため、側帯波成分をカット
して色信号の基本波成分を得るために設けられるローパ
スフィルタのカットオフ周波数は、ナイキストの定理に
より、水平方向については１／４Ｐｘ、垂直方向につい
ては１／８Ｐｙまで制限される。

【００３６】これに対し、本実施例のように補色市松カ
ラーフィルタを用いた構成によると、図６に示されるよ
うに、各色信号では、側帯波成分が（１／Ｐｘ，０）と
（１／２Ｐｙ，０）の所に現れている。したがって、色
信号の基本波成分を得るために設けられるローパスフィ
ルタのカットオフ周波数は、水平方向については１／２
Ｐｘ、垂直方向については１／４Ｐｙよりも低ければよ
い。すなわち本実施例によれば、ローパスフィルタのカ
ットオフ周波数を、図７の比較例に対して２倍だけ高く
することができ、これにより、ＣＣＤ２２、２３による
再現可能な色信号のスペクトル範囲が従来よりも拡大さ
れ、解像度が向上している。

【００３７】なおＧ信号に関し、本実施例では（０，１
／２Ｐｙ）の所に側帯波成分が現れているのに対し、比
較例ではこの所に側帯波成分が現れていないが、この垂
直方向の側帯波成分は上述したようにインターレースに
よって消滅するため、実際にはあまり問題とならない。

【００３８】図８は本実施例と比較例における再現可能
なスペクトル範囲を示している。色信号のスペクトル範
囲は、比較例では破線Ｂ１で示されるように１／４Ｐｘ
までであるが、本実施例では破線Ｂ２で示されるように
１／２Ｐｘまで拡大されている。なお、輝度信号のスペ
クトル範囲は、比較例、本実施例ともに、実線Ｓ１、Ｓ
２で示すように同じである。

【００３９】次に図９を参照してＲＧＢ信号の実際の抽
出方法について説明する。この図の画素配置において、
第１および第２のＣＣＤ２２、２３をそれぞれパラメー
タＡ、Ｂで表し、水平方向をパラメータｉ、垂直方向を
パラメータｊで表す。なおこの図において、重ね合わせ
て示された各画素のうち上方に位置するものが第１のＣ
ＣＤ２２に対応し、下方に位置するものが第２のＣＣＤ
２３に対応するものとする。各画素からの信号を、第１
のＣＣＤ２２に関しては、 ＶA,i,j ＝Ｍｇ、ＶA,i+1,j ＝Ｇ ＶA,i,j+１＝Ｙｅ、ＶA,i+1,j+1 ＝Ｃｙ ＶA,i,j+2 ＝Ｇ 、ＶA,i+1,j+2 ＝Ｍｇ ＶA,i,j+3 ＝Ｙｅ、ＶA,i+1,j+3 ＝Ｃｙ となるように配置し、第２のＣＣＤ２３に関しては、 ＶB,i,j ＝Ｇ 、ＶB,i+1,j ＝Ｍｇ ＶB,i,j+1 ＝Ｃｙ、ＶB,i+1,j+1 ＝Ｙｅ ＶB,i,j+2 ＝Ｍｇ、ＶB,i+1,j+2 ＝Ｇ ＶB,i,j+3 ＝Ｃｙ、ＶB,i+1,j+3 ＝Ｙｅ となるように配置する。ここで、i=1,3,5,...;j=1,5,
9,... の値をとるものとする。

【００４０】一回目の走査で第１フィールドの信号すな
わち、 ＶA,i,j ＝Ｍｇ、ＶA,i+1,j ＝Ｇ ＶA,i,j+2 ＝Ｇ 、ＶA,i+1,j+2 ＝Ｍｇ ＶB,i,j ＝Ｇ 、ＶB,i+1,j ＝Ｍｇ ＶB,i,j+2 ＝Ｍｇ、ＶB,i+1,j+2 ＝Ｇ が抽出され、二回目の走査で第２フィールドの信号すな
わち、 ＶA,i,j+1 ＝Ｙｅ、ＶA,i+1,j+1 ＝Ｃｙ ＶA,i,j+3 ＝Ｙｅ、ＶA,i+1,j+3 ＝Ｃｙ ＶB,i,j+1 ＝Ｃｙ、ＶB,i+1,j+1 ＝Ｙｅ ＶB,i,j+3 ＝Ｃｙ、ＶB,i+1,j+3 ＝Ｙｅ が抽出される。

【００４１】以上の全画素信号が画像メモリ４１〜４４
に記憶される。これらの画素信号は、映像処理回路４６
に読み出され、演算により奇フィールドの奇偶数走査線
のｉ番目の画素に対し、 Ｒi,k ＝（ＶA,i,j ＋ＶA,i,j+1 ）−α（ＶB,i,j ＋ＶB,i,j+1 ） ＝（Ｍｇ＋Ｙe ）−α（Ｇ＋Ｃｙ） （１２） Ｒi,k+1 ＝（ＶB,i,j+2+ＶA,i,j+3 ）−α（ＶA,i,j+2 + ＶB,i,j+3） ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ）−α（Ｇ＋Ｃｙ） （１３） Ｂi,k ＝（ＶA,i,j + ＶB,i,j+1 ）−β（ＶB,i,j + ＶA,i,j+1) ＝（Ｍｇ＋Ｃｙ）−β（Ｇ＋Ｙｅ） （１４） Ｂi,k+1 ＝（ＶB,i,j+2 ＋ＶB,i,j+3 ）−β（ＶA,i,j+2 ＋ＶA,i,j+3) ＝（Ｍｇ＋Ｃｙ）−β（Ｇ＋Ｙｅ） （１５） Ｇi,k ＝ (ＶA,i,j ＋ＶA,i,j+1 ＋ＶB,i,j ＋ＶB,i,j+1)−pＲk −qＢk ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙ）−pＲk −qＢk （１６） Ｇi,k+1 ＝（ＶB,i,j+2 ＋ＶA,i,j+3 ＋ＶA,i,j+2 ＋ＶB,i,j+3 ） −pＲk+1 −qＢk+1 ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙ）−pＲk+1−qＢk+1 （１７） のＲＧＢ信号が得られる。

【００４２】同様にして、奇フィールドの奇偶数走査線
のｉ＋１番目の画素に対し、 Ｒi+1,k ＝（ＶB,i+1,j ＋ＶB,i+1,j+1 ）−α（ＶA,i+1,j ＋ＶA,i+1,j+1) ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ）−α（Ｇ＋Ｃｙ） （１８） Ｒi+1,k+1 ＝ (ＶA,i+1,j+2 ＋ＶB,i+1,j+3 ） −α（ＶB,i+1,j+2 ＋ＶA,i+1,j+3) ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ）−α（Ｇ＋Ｃｙ） （１９） Ｂi+1,k ＝（ＶB,i+1,j ＋ＶA,i+1,j+1 ）−β（ＶA,i+1,j ＋ＶB,i+1,j+1) ＝（Ｍｇ＋Ｃｙ）−β（Ｇ＋Ｙｅ） （２０） Ｂi+1,k+1 ＝（ＶA,i+1,j+2 ＋ＶA,i+1,j+3 ） −β（ＶB,i+1,j+2 ＋ＶB,i+1,j+3 ） ＝（Ｍｇ＋Ｃｙ）−β（Ｇ＋Ｙｅ） （２１） Ｇi+1,k ＝（ＶB,i+1,j ＋ＶB,i+1,j+1 ＋ＶA,i+1,j ＋ＶA,i+1,j+1 ） −pＲi+1,k −qＢi+1,k ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙ）−pＲi+1,k −qＢi+1,k （２２） Ｇi+1,k+1 ＝ (ＶA,i+1,j+2 ＋ＶB,i+1,j+3 ＋ＶB,i+1,j+2 ＋ＶA,i+1,j+3 ） −pＲi+1,k+1 −qＢi+1,k+1 ＝（Ｍｇ＋Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙ） − pＲi+1,k+1 − qＢi+1,k+1 （２３） のＲＧＢ信号が得られる。ここで、p,q は（３）式を参
照すれば１であっても良いが、Ｙ成分の値に応じ、適当
に調整できることが好ましい。

【００４３】α、β、ｐ、ｑの定数は、システムコント
ロール回路１０において実行されるソフトウェアのパラ
メータを調整することによって定められる。

【００４４】偶フィールドについては、ｊ＋１番目とｊ
＋２番目の画素を組み合わせることにより、上記（１
２）〜（２３）式と同様な式によりＲＧＢ信号が得られ
る。なお、以上の式はガンマ補正を施していないリニア
な演算方法であり、ガンマ補正された信号が画像メモリ
４１〜４４に記憶されているのであれば、一旦リニアに
変換した後、それらの演算が行われ、その演算後、正規
のガンマ補正が行われる。

【００４５】図１０は、以上説明したＲＧＢ信号の抽出
を実施するための演算回路構成の一例を示し、この回路
は映像信号処理回路４６の内部に設けられる。この図に
おいて、第１のＣＣＤ２２からの出力信号はスイッチ５
１を介して画像メモリ４１、４２の一方に入力され、第
２のＣＣＤ２３からの出力信号はスイッチ５２を介して
画像メモリ４３、４４の一方に入力される。スイッチ５
１、５２はシステムコントロール回路１０の制御によっ
て切り換えられ、第１フィールドの画像信号が入力され
る時、一方の端子５１ａ、５２ａ側に、また第２フィー
ルドの画像信号が入力される時、他方の端子５１ｂ、５
２ｂ側にそれぞれ接続される。すなわち画像メモリ４
１、４３には第１フィールドの画像信号が格納され、画
像メモリ４２、４４には第２フィールドの画像信号が格
納される。

【００４６】画像メモリ４１〜４４から読み出された信
号は、加算器６１〜６５、減算器６６〜６９およびレベ
ルシフト回路７１〜７６の何れかにおいて、所定の演算
を施され、Ｇ信号、Ｒ信号およびＢ信号が求められる。
Ｇ信号は直接Ｇ端子８１から出力されるが、Ｒ信号およ
びＢ信号は、スイッチ５３、５４を介して、Ｒ端子８２
あるいはＢ端子８３から出力される。図１０の演算回路
による演算は（１２）〜（２３）式に従ったものであ
り、（１２）式を例にとってこの回路の作用を説明す
る。

【００４７】まず、スイッチ５１、５２はそれぞれ一方
の端子５１ａ、５２ａ側に切り換えられており、画像メ
モリ４１には第１フィールドのマゼンタの信号 (ＶA,i,
j)が格納され、画像メモリ４３には第１フィールドのグ
リーンの信号 (ＶB,i,j)が格納される。次いでスイッチ
５１、５２が他方の端子５１ｂ、５２ｂ側に切り換えら
れ、画像メモリ４２には第２フィールドのイエローの信
号 (ＶA,i,j+1)が格納され、画像メモリ４４には第２フ
ィールドのシアンの信号 (ＶB,i,j+1)が格納される。

【００４８】第１フィールドのマゼンタの信号 (ＶA,i,
j)と第２フィールドのイエローの信号 (ＶA,i,j+1)は、
加算器６１において加算される。また第１フィールドの
グリーンの信号 (ＶB,i,j)と第２フィールドのシアンの
信号 (ＶB,i,j+1)は、加算器６３において加算される。
加算器６１の出力信号はレベルシフト回路７４において
係数１を乗じられ、また加算器６３の出力信号はレベル
シフト回路７３において係数αを乗じられる。減算器６
７では、レベルシフト回路７４の出力信号からレベルシ
フト回路７３の出力信号が減算され、これにより（１
２）式が実行されたこととなる。この時スイッチ５３は
Ｒ出力端子側に切り換えられており、このＲ端子８２か
らＲ信号が出力される。

【００４９】なお、レベルシフト回路７１〜７６におけ
るレベルシフト量は、システムコントロール回路１０に
より、演算の内容に応じて制御される。すなわち、レベ
ルシフト回路７１〜７４は、α、βおよび１のいずれか
に定められ、レベルシフト回路７５、７６は、ｐおよび
ｑのいずれかに定められる。スイッチ５３、５４は、ｉ
番目の画素の演算の時、図の上側に切り換えられ、ｉ＋
１番目の画素の演算の時、図の下側に切り換えられる。

【００５０】以上のように本実施例では、撮像光学系１
１からプリズム２１に入射した光線は、第１および第２
の光分離面２１ａ、２１ｂによって３方向に分岐し、第
１および第２のＣＣＤ２２、２３とファインダ光学系２
５に導かれる。したがって、撮像光学系１１とプリズム
２１の間に、クイックリターンミラー等の部材を設ける
必要がなく、構成が簡単である。また撮像光学系１１と
プリズム２１の間の距離が短くなるため、撮像光学系１
１のレンズ１２のｆＢ（バックフォーカス）を短くする
ことができ、レンズ１２の光軸方向の長さおよび径を小
さくして装置全体を小型化することができる。

【００５１】また本実施例では、映像信号処理回路４６
から出力される色信号の解像度が輝度信号と同等程度ま
で高められ、このような画像信号を例えばコンピュータ
に入力して画素単位で画像処理を行った場合であって
も、画質の劣化が目立つという問題はない。また本実施
例は、２板式であって、しかも同じ構成のフィルタ５
１、５２を用いているため、装置の規模を大きくするこ
となく、また簡単かつ安価な回路構成で色信号の解像度
を向上させることができる。

【００５２】図１１は、本発明の第２実施例を示すもの
である。この実施例におけるプリズム２１は、第１実施
例と同様な構成を有するが、ＣＣＤ２２およびミラー２
９の配置が異なる。すなわち、撮像光学系１１からプリ
ズム２１に入射した光線の一部は、第１の光分離面２１
ａで反射されて第２のＣＣＤ２３に導かれ、他の光線
は、第１の光分離面２１ａを透過して第２の光分離面２
１ｂに導かれる。第２の光分離面２１ｂにおいて、一部
の光線は反射してプリズム２１から出射し、ミラー２９
で反射されたファインダ光学系２５に導かれる。第１お
よび第２の光分離面２１ａ、２１ｂで反射された光線
は、第１のＣＣＤ２２に導かれる。

【００５３】この第２実施例によれば、第１実施例と同
様な効果が得られるが、さらに、第１実施例よりもミラ
ー２４が省略されているため、構成がより単純になる。

【００５４】第１および第２実施例では、２つの補色市
松カラーフィルタ５１、５２が設けられていたが、これ
に代えて、ＧフィルタとＲ／Ｂフィルタを設けてもよ
い。すなわち、第１のＣＣＤ２２に設けられたフィルタ
５１は、Ｒ／Ｂフィルタ、すなわち赤色の光を透過させ
る画素と青色の光を透過させる画素とが交互に配設され
たフィルタであり、第２のＣＣＤ２３に設けられたフィ
ルタ５２は、Ｇフィルタ、すなわち全画素において緑色
の光を透過させるフィルタである。

【００５５】さらに上記各実施例では、第１および第２
の光分離面２１ａ、２１ｂは入射光を所定の比率で分離
させる半透鏡面であったが、これに代えて、フィルタ５
１、５２を省略するとともに、第１の光分離面２１ａに
よって第２のＣＣＤ２３に緑色の光のみを導き、第２の
光分離面２１ｂによって第１のＣＣＤ２２に赤色および
青色の光を導くようにしてもよい。

【００５６】なお、本発明はスチルビデオカメラのみな
らず、他の光学装置にも適用できることは勿論である。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＴＴＬ方
式の光学ファインダを備えた簡単かつコンパクトな撮像
装置を構成することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を適用したスチルビデオカ
メラの回路構成を示すブロック図である。

【図２】第１および第２のＣＣＤの受光面上に設けられ
たカラーフィルタの配列を示す図である。

【図３】第１および第２のＣＣＤの出力信号に関し、対
応する画素同士を重ね合わせた状態を示す図である。

【図４】第１および第２フィールドにおける色信号の抽
出方法を説明するための図である。

【図５】実施例における輝度信号のスペクトル分布を示
す図である。

【図６】実施例における色信号のスペクトル分布を示す
図である。

【図７】比較例における色信号のスペクトル分布を示す
図である。

【図８】比較例と実施例における再現可能なスペクトル
の範囲を示す図である。

【図９】実施例における色信号の抽出方法を説明するた
めの図である。

【図１０】映像信号処理回路の構成例を示す回路図であ
る。

【図１１】第２実施例のプリズム光学装置を示す図であ
る。

【図１２】従来例を示す図である。

【符号の説明】

２１ プリズム ２１ａ 第１の光分離面 ２１ｂ 第２の光分離面 ２２、２３ ＣＣＤ ２４、２９ ミラー ２５ ファインダ光学系

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２板式撮像装置に用いられる光分岐プリ
   ズム光学装置であって、第１および第２の光分離面を有
   し、第１および第２の光分離面によって入射光を３方向
   に分岐させ、２つのイメージセンサとファインダ光学系
   に導くことを特徴とする光分岐プリズム光学装置。
2. 【請求項２】 第１の光分離面で反射された光が一方の
   イメージセンサに導かれ、第１の光分離面を透過して第
   ２の光分離面で反射された光が他方のイメージセンサに
   導かれ、第１および第２の光分離面を透過した光がファ
   インダ光学系に導かれることを特徴とする請求項１の光
   分岐プリズム光学装置。
3. 【請求項３】 第１の光分離面で反射された光が一方の
   イメージセンサに導かれ、第１の光分離面を透過して第
   ２の光分離面で反射された光がファインダ光学系に導か
   れ、第１および第２の光分離面を透過した光が他方のイ
   メージセンサに導かれることを特徴とする請求項１の光
   分岐プリズム光学装置。