JPH07123312A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH07123312A
JPH07123312A JP5270246A JP27024693A JPH07123312A JP H07123312 A JPH07123312 A JP H07123312A JP 5270246 A JP5270246 A JP 5270246A JP 27024693 A JP27024693 A JP 27024693A JP H07123312 A JPH07123312 A JP H07123312A
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JP
Japan
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image
signal
image pickup
optical axis
image signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP5270246A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Murakami
敏夫 村上
Takuya Imaide
宅哉 今出
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07123312A publication Critical patent/JPH07123312A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】可変頂角プリズムを有するレンズとCCD固体
撮像素子を用いた撮像装置において、可変頂角プリズム
の光軸を制御して得た撮影信号を画像信号処理すること
によって、実効的に、上記撮像素子が有する画素数より
多い撮像素子によって撮影したのと同じ画像信号を得
て、解像度の高い画像を得る撮像装置を提供する。 【構成】可変頂角プリズム6の頂角をアクチェータ11
で制御することによって光軸の角度を制御するようにし
た撮影レンズ2と、CCD固体撮像素子3と、カメラ回
路4と、複数のメモリ6を有する画像信号処理回路5に
よって構成され、該撮像素子面上に順次異なる像が投影
されるように光軸の角度を制御し、このようにして撮影
した複数の撮影画像信号をメモリ6ニ収納、合成して新
たな1枚の画像信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に、
光軸の角度を任意に変化させることが可能な可変頂角プ
リズム(流体プリズム)を備えたレンズとCCD固体撮像
素子を用いて構成され、解像度の高い撮影画像を得るの
に好適な撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】2枚の並行板ガラスの間に、特殊な液体
を伸縮式の蛇腹で封じ込めた流体プリズムの、各々のガ
ラス板をアクチュエータによって水平(左右)方向と垂
直(上下)方向に回転させることが可能な構成をなし、
その並行ガラス板間の角度を変化させることによって光
軸の傾き制御するようにした、いわゆる可変頂角プリズ
ムを応用した撮像装置として、ICCE;DIGEST
OF TECHNIC-AL PAPERS(Inter
national Conference onCons
umer Electronics) 6頁〜7頁(JU
NE 8-10,1993)に記載されるものがある。こ
れは、ビデオカメラの手持ち撮影において生ずる手振れ
による画像の揺れを防止するものである。ビデオカメラ
の左右、上下の振れを検出し、アクチュエータによっ
て、上記可変頂角プリズムを画像の動きを補償する方向
に駆動制御するようにしているので、モニタ出力では振
れがないような安定した画像となる。すなわち、手振れ
が生じても撮像素子に投影される像が同じになるように
補正するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記、可変頂角プリズ
ムを有するレンズを備えた従来の撮像装置は、手振れ補
正システムを実現ならしめるようシステム設計されてい
るものであり、撮像素子に投影される像が常に同じにな
るように光軸の角度を制御するものである。
【0004】また、民生用のビデオカメラでは、撮像素
子にはCCD単板固体撮像素子を用いているのが一般で
あり、撮影画像としての解像度はCCD撮像素子の画素
数で限界解像度が決定されている。現在、高画素のもの
で略60万画素(横826×縦726)のものが実用化されてい
る。
【0005】本発明は、前記した従来技術とは異なる動
作を応用したもので、従来技術とは逆に、可変頂角プリ
ズムを有するレンズを備えた撮像装置において、撮像素
子面に順次異なる像が投影されるように光軸の角度を制
御するものである。すなわち撮像装置を実効的に左右、
上下方向に移動させたのと同じ効果を得るように動作さ
せるものである。
【0006】本発明の目的は、前記のように動作させる
ことによって、前記従来のレンズと撮像素子を用いて、
従来の撮像装置では得られない、解像度の高い画像信号
を得る撮像システムを提供するにある。さらに本発明
は、短時間に鮮明かつ正確な掌紋を電子的に摂取するよ
うな高解像度撮像システムを実現するに適するものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、例えば、撮
影対象面を左右上下複数部分に等分割した面を考える。
【0008】そして、可変頂角プリズムの頂角をアクチ
ェータで制御することによって光軸の角度を変化させ、
撮影対象の各分割部分単位に、かつ映像信号生成周期に
同期して順次撮影する。すなわち、撮影対象面を水平垂
直方向に順次面走査する。そして、カメラ回路で生成出
力される前記複数部分に対応する一枚一枚の複数の撮影
映像信号を順次画像信号処理回路に入力し、前記複数の
画像信号を合成して新たな一枚の画像信号を生成するこ
とにより達成される。
【0009】
【作用】前記、可変頂角プリズムを構成する2枚の光学
板ガラスの一方のガラス板を水平(左もしくは右)方向
に、他方のガラス板を垂直(上もしくは下)方向にそれ
ぞれアクチュエータよって所定の角度回転制御する。こ
の水平方向と垂直方向の制御の各々組合せによって、レ
ンズへの光の入射角を任意に設定することができる。例
えば、前記したように撮影対象面を、左右上下にそれぞ
れ等分割した複数部分の面を考え、撮影対象の各分割部
分毎、1フレーム時間(1/30秒)単位で順次繰返し撮
映するように動作させる。
【0010】前記撮映動作に対応して、カメラ回路で映
像信号が生成される。画像信号処理回路には該映像信号
が入力され、前記複数の撮影部分を複数のメモリ回路に
それぞれ記憶する。そして、前記、全撮影対象面を一撮
影によって得たのと実効的に等しい画像信号が得られる
ように、すなわち1枚の撮影画像として構成されるよう
な信号形態で順次読みだされる。これによって、従来
の、可変頂角プリズムを有するレンズ、撮像素子、カメ
ラ回路、電気的信号処理帯域を有する回路で、実効的に
解像度の高い画像信号を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例の構成を図1により
説明する。
【0012】図1において、1は可変頂角プリズムを有
する撮影レンズであり2が可変頂角プリズム、3はCC
D単板固体撮像素子、4は周知の映像信号を出力するカ
メラ回路である。5はカメラ回路で生成された1フレー
ム(1/30 秒)単位の映像信号を信号形式変換する
画像信号処理回路であり、カメラ回路からの信号を記憶
する複数の画像メモリ6と各々メモリに収納された画像
信号を所望の信号形態で読みだすメモリ読みだし制御回
路7と同期信号の付加など所定の信号に整える信号処理
回路8とで構成される。9は光軸補正回路、10はアク
チュエータコントローラ、10はアクチュエータ、12
は被写体の撮影対象領域でその領域をイ〜ハの領域に4
等分割して示した例である。コントローラ10はカメラ
回路で生成される映像信号に同期した制御信号でアクチ
ュエータ11を制御し、アクチュエータ11は可変頂角
プリズム2を駆動し光軸の傾きを変化させる。
【0013】図2は、可変頂角プリズムの2枚の並行ガ
ラス板間の角度を変化させた動作態様の模式図である。
アクチュエータが、一方のガラス板を水平方向に、他方
のガラス板を垂直方向に駆動することによって本図
(A)〜(I)の9つの代表的動作態様が得られ、対応
してそれぞれ光軸の傾きが変化する。図中一点鎖線はレ
ンズ、撮像素子の光軸中心線である。撮影対象にたいし
て、(A)の動作態様ではレンズの光軸と撮影対象の中
心光軸は同一線上で一致する。これを基準として、上
(G)、下(D)、左(C)、右(B)、左斜め上
(I)、左斜め下(F)、右斜め上(H)、右斜め下
(E)、撮影対象のいずれの傾斜の光軸もレンズの光軸
中心に変化させることが可能となり、従って、撮影対象
位置を任意に変化することができる。
【0014】以上のような構成において、以下にその動
作を説明する。
【0015】まず、可変頂角プリズム2が図2の動作態
様(A)となるようにコントローラ10よりアクチュエ
ータ11に制御信号が供給される。この時、撮影レンズ
1、CCD撮像素子3、カメラ回路4で構成されるカメ
ラは撮影対象範囲12のうちイの範囲の部分が捕らえら
れ、カメラ回路4から撮影信号が出力される。次に図2
の動作態様(B)と成るように制御することによって、
撮影対象範囲12の下部のロの範囲が捕らえられ、
(E)の態様でハの範囲が、そして(D)の態様でニの
範囲が捕らえられるように1フレーム時間(1/30
秒)単位で順次切り替え制御する。上記制御することに
よって、カメラ回路4から、フレーム時間単位で順次変
化する撮影対象イ、ロ、ハ、ニに対応する映像信号が出
力される。
【0016】カメラ回路4から出力された、撮影対象
イ、ロ、ハ、ニに対応する映像信号は、複数個有するの
画像メモリ6に、本実施例の場合4個のメモリにそれぞ
れ収納される。メモリ6に収納されたそれそれ映像信号
はメモリ読みだしコントロール回路7によって所望する
1枚の画像信号となるように読みだされる。その信号形
態の一例を図3に示す。図3(a)はカメラ回路4の出
力に得られる映像信号であり、撮影対象イ、ロ、ハ、ニ
に対応する信号がフレーム期間(1/30秒)毎に順次
えられる様子を示し、イ1・イ2・……、ロ1・ロ2・…
…、ハ1・ハ2・……、ニ1、ニ2……、はそれぞれフレ
ーム信号を構成するライン(水平)信号を示す。(b)
はメモリに収納した信号(a)から信号変換されてメモ
リ出力に読みだされた画像信号である。イ1ロ1・イ2
ロ2・………・ニ1ハ1・ニ2ハ2……と、(a)の信号構成
要素が並べ替えられて読みだされる。イ1ロ1、イ2ロ
2、………ニ1ハ1、ニ2ハ2、……は、それぞれ新たな
ライン(水平)信号であり、全体で新たなフレーム信号を
構成している。本実施例の場合、カメラ信号2ライン分
で、新たな1ライン信号が生成され、4フレーム分で新
たなフレーム信号が生成されることになり、すなわち、
1/7.5秒毎に同一画像信号が繰返し得られる。
【0017】これにより、本実施例においては、実際の
4倍の画素数の撮像素子で撮影したのと同じ画像信号が
得られる。例えば、60万画素の撮像素子を用いて、2
40万画素もの撮像素子を用いて撮影したのと等しい撮
影画像信号を得ることができる。なお、実施例図1にお
いて角度補正回路9は光軸制御による撮影領域が重なら
ないように映像信号から位置誤差を検出して補正する回
路である。
【0018】図4は本発明の高解像度撮像装置を用いて
実現する掌紋押捺装置などのシステム構成図である。
【0019】本体13において、14は実施例図1によ
って構成される高解像度撮像装置、15は撮影対象面で
この領域の掌紋等撮影対象を撮影し、ビデオモニタ16
に印象を表示する。17はシステム全体の制御、氏名付
加などデータ処理するためのパソコン、18は採取した
印象、付加情報をプリントアウトするプリンタである。
【0020】本装置により、インクを使用して押捺した
掌文と同等以上の品質の印象が簡単な操作によって得ら
れる。
【0021】以上の実施例においては、説明を判り易く
するために、撮影対象面を4分割制御し、隣合う4つの
撮影画像信号を合成して該対象面一つの撮影画像信号を
得る例について説明した。もちろん、複数分割制御、あ
るいは、隣合う撮影画像の一部が重なり合うようにアク
チュエータを制御し、重なり合った一方の画像信号を削
除し合成するような制御、信号生成方法であっても、実
効的に解像度の向上が図れることは言うまでもない。ま
た図2の可変頂角プリズムの制御動作態様図で(A)
(B)(E)(D)を用いて説明したが、撮影対象面1
2の中央部O点をレンズの光軸と一致させればその動作
態様は(E)(F)(I)(H)でも良く、本発明の目
的が達成される態様ならばその種類、および制御順序に
こだわるものでない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影する実祭のCCD固体撮像素子より多い画素数の撮像
素子によって撮影したのと、実効的に同じ画像信号を得
ることができる。したがって、従来の撮像素子では不可
能であった高解像度な撮影画像信号を生成することがで
きさらに、従来の撮像素子を用いて安価に実現できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す撮像装置のブロック構成
図である。
【図2】可変頂角プリズムの制御動作例を示す図であ
る。
【図3】本発明による画像信号形態を表す図である。
【図4】本発明の撮像装置を応用して実現する高解像度
撮像装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
1…撮影レンズ、 2…可変頂角プリズム、 3…CCD固体撮像素子、 4…カメラ回路、 5…画像信号処理回路、 6…画像メモリ、 7…メモリ読みだし制御回路、 8…信号処理回路、 9…可変頂角プリズム制御光軸補正回路、 10…アクチュエータコントローラ、 11…アクチュエータ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光軸の傾斜を制御することが可能な可変頂
    角プリズムを有する撮影レンズと、CCD固体撮像素子
    と、該撮像素子によって光電変換された信号から映像信
    号を生成するカメラ回路と、該映像信号を処理して所望
    の画像信号を得る画像信号処理手段を備える撮像装置で
    あって、 カメラの映像信号を生成する周期に同期して撮影する範
    囲が変化する様に、前記該可変頂角プリズムの光軸の傾
    斜を制御する制御手段と、 前記制御手段の制御に応じて撮影したそれぞれの撮影範
    囲に対応する映像信号を合成して新たな1枚の画像信号
    を生成する画像信号処理手段と、 を備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】光軸の傾斜を制御することが可能な可変頂
    角プリズムを有する撮影レンズと、CCD固体撮像素子
    と、該撮像素子によって光電変換された信号から映像信
    号を生成するカメラ回路と、該映像信号を処理して所望
    の画像信号を得る画像信号処理手段を備える撮像装置で
    あって、 撮影する範囲が変化する様に、前記該可変頂角プリズム
    の光軸の傾斜を制御する制御手段と、 前記制御手段の制御に応じて撮影したそれぞれの撮影範
    囲に対応する複数個所の映像信号を、それぞれ個別に収
    納する複数の画像メモリと該メモリに収納された映像信
    号を合成して新たな1枚の画像信号が生成されるように
    読みだすメモリ読みだし制御回路を有する画像信号処理
    手段と、 を備えることを特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項3】光軸の傾きを制御することが可能な可変頂
    角プリズムを有する撮影レンズと、CCD固体撮像素子
    と、該撮像素子によって光電変換された信号から映像信
    号を生成するカメラ回路と、該映像信号を処理して所望
    の画像信号を得る画像信号処理手段を備える撮像装置で
    あって、 撮影する範囲がカメラの映像信号を生成する周期に同期
    して変化する様に、前記該可変頂角プリズムの光軸の傾
    斜を制御する制御手段と、 前記制御手段の制御に応じて撮影したそれぞれの撮影範
    囲に対応する複数個所の映像信号を、それぞれ個別に収
    納する複数の画像メモリと該メモリに収納された映像信
    号を合成して新たな1枚の画像信号が生成されるように
    読みだすメモリ読みだし制御回路を有する画像信号処理
    手段と、 を備えることを特徴とする撮像装置。
  4. 【請求項4】前記複数の画像メモリに記憶された画像信
    号から、前記制御に応じて撮影される範囲の撮影境界検
    出信号を検出し、 該検出信号により前記制御手段を駆動し該可変頂角プリ
    ズムの光軸の傾斜を制御する光軸補正手段を有する請求
    項1、請求項2記載の撮像装置。
JP5270246A 1993-10-28 1993-10-28 撮像装置 Pending JPH07123312A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006013712A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Pentax Corp 撮像装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006013712A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Pentax Corp 撮像装置
JP4565907B2 (ja) * 2004-06-23 2010-10-20 Hoya株式会社 撮像装置

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