JPH07123420A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH07123420A
JPH07123420A JP5287749A JP28774993A JPH07123420A JP H07123420 A JPH07123420 A JP H07123420A JP 5287749 A JP5287749 A JP 5287749A JP 28774993 A JP28774993 A JP 28774993A JP H07123420 A JPH07123420 A JP H07123420A
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image
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Yasuyuki Yamazaki
康之 山崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 限られた画素数の撮像素子を複数個用いて高
解像度の画像(カラー画像)が容易に得られる撮像装置
を得ること。 【構成】 第1の光学系により被写体像を予定結像面に
形成し、第1の光学系の光軸上であって予定結像面近傍
に配置した第2の光学系と、第1の光学系の光軸上であ
って第2の光学系の後方に配置した第3の光学系とで被
写体像の全てを第1の撮像手段に再結像し、第1の光学
系の光軸外に光軸を有し、第2の光学系の後方に配置し
た第4の光学系で被写体像の一部を第2の撮像手段に再
結像し、第1と第2の撮像手段とで得られる画像情報を
利用して高精細な画像情報を得る際、第1の撮像手段面
上に視覚的に高解像度を必要とする分光特性を有するフ
ィルターを設け、第2の撮像手段面上に視覚的に高解像
度を必要としない分光特性を有するフィルターを設けた
こと。

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、特に撮
像素子の画素数を増やすことなく限られた画素数の撮像
素子を複数個用いて高解像度の画像情報が容易に得られ
るようにした、例えば小型ビデオカメラやスチルビデオ
カメラ等に好適な撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、撮像装置に用いられている撮像素
子としての固体エリアセンサ(画素を2次元的に配列し
たイメージセンサ)は高画素化、低価格化、更に小型化
が可能となってきており、家庭用の小型ビデオカメラや
スチルビデオカメラ等に応用普及し、NTSC等の現行
規格のテレビでは充分な画質が得られるようになってき
た。
【0003】図16は従来の単板式より成る撮像装置の
撮像素子近傍の要部概略図である。
【0004】同図において101は撮影レンズ、102
は光学フィルターであり、例えばローパスフィルターや
近赤外光カットフィルター等より成っている。103は
固体撮像素子であり、例えばエリアセンサーより成って
おり、該撮像素子103面上に例えば図17、図18に
示すようなフィルター配列より成る色フィルターが設け
られている。同図では撮像素子103で得られた出力信
号(画像情報)を信号処理回路(不図示)で処理し、こ
れによりカラー化された映像信号を得て色再現を行なっ
ている。
【0005】単板式の撮像装置に比べて高解像度の出力
信号(画像情報)を得る為には図19、図20に示すよ
うな2板式、あるいは3板式より成る撮像装置が必要と
なってくる。
【0006】図19、図20において101は撮影レン
ズ、102は光学フィルターであり、例えばローパスフ
ィルターや近赤外光カットフィルター等より成ってい
る。104は色分解手段としてのダイクロイックプリズ
ム(又はハーフミラー)であり、図19においては入射
光を2つの色光に色分解しており、又図20においては
入射光を3つの色光に色分解している。103A,10
3B,103Cは各々固体撮像素子であり、例えばエリ
アセンサーより成っており、各プリズムの射出面に各々
設けられている。
【0007】これらの撮像装置においては各固体撮像素
子103A,103B,103Cから得られる出力信号
(画像情報)を信号処理回路(不図示)で処理し、これ
によりカラー化された映像信号を得て色再現を行なって
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の単
板式より成る撮像装置では、撮像素子の画素数が近年多
くなっているとはいえ、その解像度は固体撮像素子の画
素数で制限されてしまい所望の解像度の画像が得られ
ず、又高画素数の撮像素子は非常に高価であり、低コス
ト化を図るのが難しかった。
【0009】一方、2板式、あるいは3板式より成る撮
像装置では色分解手段としてダイクロイックプリズムや
ハーフミラー等の光学部材を用いている為、撮影レンズ
のバックフォーカスが極めて長くなり、装置全体の小型
化が図れないという問題点があった。又これらの光学部
材は高価であり、その為低コスト化を図るのが難しかっ
た。
【0010】本発明は限られた画素数を有する撮像素子
を複数個用いて各撮像素子の配置及び各撮像素子に被写
体像を形成する際の撮影系を構成する各光学要素を適切
に設定すると共に各撮像素子面上に所定の分光特性を有
するフィルターを設けることにより、高精細な画像情報
(カラー画像)が容易に得られるようにした撮像装置の
提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】(1−イ)本発明の撮像
装置は、第1の光学系により被写体像を予定結像面に形
成し、該第1の光学系の光軸上であって該予定結像面近
傍に配置した第2の光学系と、該第1の光学系の光軸上
であって該第2の光学系の後方に配置した第3の光学系
とで該予定結像面に形成した被写体像の全てを第1の撮
像手段に再結像し、該第1の光学系の光軸外に光軸を有
し、該第2の光学系の後方に配置した第4の光学系で該
予定結像面に形成した被写体像の一部を第2の撮像手段
に再結像し、該第1の撮像手段と該第2の撮像手段とで
得られる画像情報を利用して高精細な画像情報を得るよ
うにした撮像装置であって、該第1の撮像手段面上に視
覚的に高解像度を必要とする分光特性を有するフィルタ
ーを設け、該第2の撮像手段面上に視覚的に高解像度を
必要としない分光特性を有するフィルターを設けたこと
を特徴としている。
【0012】特に前記第4の光学系は複数のレンズ系を
有しており、前記第2の撮像手段は該複数のレンズ系に
対応した複数の撮像素子を有していることや、前記第4
の光学系の複数のレンズ系は前記第1の光学系が形成す
る被写体像を複数の領域に分割したときの各領域の被写
体像を各々対応する撮像素子面上に結像させていること
や、前記第3の光学系と前記第4の光学系の複数のレン
ズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることや、前記第1の
撮像手段からの出力信号を用いて高周波域の映像信号を
形成し、前記第2の撮像手段を構成する複数の撮像素子
からの出力信号を用いて低周波域の映像信号を形成した
ことや、前記第1の撮像手段からの出力信号を用いて輝
度信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成する複数の
撮像素子からの出力信号を用いて色信号を形成したこと
や、前記第2の撮像手段を構成する複数の撮像素子面上
に視覚的に高解像度を必要としない分光特性を有するフ
ィルターを複数個設けたことや、前記第1の撮像手段面
上に輝度色光特性の分光特性を有するフィルターを設け
たことや、前記第1の撮像手段面上に緑色光特性の分光
特性を有するフィルターを設けたことや、前記第1の撮
像手段の画素数は前記第2の撮像手段を構成する複数の
撮像素子の画素数に比べて多いこと等を特徴としてい
る。
【0013】(1−ロ)本発明の撮像装置は、第1の光
学系により被写体像を予定結像面に形成し、該第1の光
学系の光軸上であって該予定結像面近傍に配置した第2
の光学系と、該第1の光学系の光軸上であって該第2の
光学系の後方に配置した第3の光学系とで該予定結像面
に形成した被写体像の全てを第1の撮像手段に再結像
し、該第1の光学系の光軸外に光軸を有し、該第2の光
学系の後方に配置した第4の光学系で該予定結像面に形
成した被写体像の全てを第2の撮像手段に再結像し、該
第1の撮像手段と該第2の撮像手段とで得られる画像情
報を利用して高精細な画像情報を得るようにした撮像装
置であって、該第1の撮像手段面上に視覚的に高解像度
を必要とする分光特性を有するフィルターを設け、該第
2の撮像手段面上に視覚的に高解像度を必要としない分
光特性を有するフィルターを設けたことを特徴としてい
る。
【0014】特に前記第4の光学系は1つ又は複数のレ
ンズ系を有しており、前記第2の撮像手段は該1つ又は
複数のレンズ系に対応した1つ又は複数の撮像素子を有
していることや、前記第4の光学系の1つ又は複数のレ
ンズ系は前記第1の光学系が形成する被写体像の全領域
を対応する撮像素子面上に結像させていることや、前記
第3の光学系と前記第4の光学系の1つ又は複数のレン
ズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることや、前記第1の
撮像手段からの出力信号を用いて高周波域の映像信号を
形成し、前記第2の撮像手段を構成する1つ又は複数の
撮像素子からの出力信号を用いて低周波域の映像信号を
形成したことや、前記第1の撮像手段からの出力信号を
用いて輝度信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成す
る1つ又は複数の撮像素子からの出力信号を用いて色信
号を形成したことや前記第2の撮像手段を構成する1つ
又は複数の撮像素子面上に視覚的に高解像度を必要とし
ない分光特性を有するフィルターを複数個設けたこと
や、前記第1の撮像手段面上に輝度色光特性の分光特性
を有するフィルターを設けたことや、前記第1の撮像手
段面上に緑色光特性の分光特性を有するフィルターを設
けたことや、前記第1の撮像手段の画素数は前記第2の
撮像手段を構成する1つ又は複数の撮像素子の画素数に
比べて多いこと等を特徴としている。
【0015】(1−ハ)本発明の撮像装置は、被写体像
を第1の光学系により予定結像面に結像させ、該予定結
像面近傍に配置した第1の光学系と光軸を同じくする第
2の光学系と該第2の光学系の後方であって該第1の光
学系との光軸を一致させて配置した第3の光学系とによ
り予定結像面に形成した被写体像の全てを第1の撮像手
段面上に結像させると共に、該予定結像面に結像した被
写体像の少なくとも一部を該第1の光学系の光軸と異な
る光軸を有する1つ又は複数のレンズ系を有する第4の
光学系により該1つ又は複数の光学系が対応する1つ又
は複数の撮像素子を有する第2の撮像手段の該1つ又は
複数の撮像素子面上に結像させ、該第1の撮像手段と該
第2の撮像手段とからの画像情報を利用して全被写体像
に関する画像情報を得るようにした撮像装置であって、
該第1の撮像手段面上に視覚的に高解像度を必要とする
分光特性を有するフィルターを設け、該第2の撮像手段
を構成する1つ又は複数の撮像素子面上に視覚的に高解
像度を必要としない分光特性を有するフィルターを設け
たことを特徴としている。
【0016】特に前記第3の光学系と前記第4の光学系
を構成する1つ又は複数のレンズ系とはそれぞれ結像倍
率が異なることや、前記第1の撮像手段からの出力信号
を用いて高周波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像
手段を構成する1つ又は複数の撮像素子からの出力信号
を用いて低周波域の映像信号を形成したことや、前記第
1の撮像手段からの出力信号を用いて輝度信号を形成
し、前記第2の撮像手段を構成する1つ又は複数の撮像
素子からの出力信号を用いて色信号を形成したことや、
前記第2の撮像手段を構成する1つ又は複数の撮像素子
面上に視覚的に高解像度を必要としない分光特性を有す
るフィルターを複数個設けたことや、前記第1の撮像手
段面上に輝度色光特性の分光特性を有するフィルターを
設けたことや、前記第1の撮像手段面上に緑色光特性の
分光特性を有するフィルターを設けたことや、前記第1
の撮像手段の画素数は前記第2の撮像手段を構成する1
つ又は複数の撮像素子の画素数に比べて多いこと等を特
徴としている。
【0017】
【実施例】図1は本発明の実施例1の光学系の要部断面
図、図2は本発明の実施例1の要部斜視図である。
【0018】図中、1は第1の光学系であり、被写体像
を1次結像面(予定結像面)21上に結像させている。
【0019】2は第2の光学系であり、第1の光学系1
の光軸上であって、1次結像面21近傍に配置してお
り、該1次結像面21に形成した被写体像からの光束を
集光し後続するレンズ系に導光している。
【0020】3は第3の光学系であり、第1の光学系1
の光軸上であって、第2の光学系2の後方(像面側)に
配置している。即ち、第3の光学系3の光軸と第1の光
学系1の光軸と第2の光学系2の光軸とは互いに一致し
ている。
【0021】31は第1の撮像手段(主撮像手段)であ
り、第3の光学系3の後方の結像面に配置しており、例
えば固体エリアセンサより成っている。本実施例では第
1の撮像手段31面上に図3(A)に示すように視覚的
に高解像度を必要とする分光特性を有する緑(G)色の
フィルターを設けている。
【0022】第1の光学系1によって1次結像面21に
形成した被写体像の全領域を第2の光学系2と第3の光
学系3により第1の撮像手段31面上に再結像させてい
る。
【0023】4は第4の光学系であり、第41レンズ系
4A、第42レンズ系4B、第43レンズ系4C、そし
て第44レンズ系4Dの4つのレンズ系を有している。
【0024】4つのレンズ系4A,4B,4C,4Dは
第1の光学系1の光軸外に光軸を有し、第2の光学系2
の後方に配置している。
【0025】41は第2の撮像手段(副撮像手段)であ
り、例えば固体エリアセンサから成る4つの撮像素子4
1A,41B,41C,41Dを有し、各々4つのレン
ズ系4A,4B,4C,4Dの結像面に配置している。
本実施例では4つの撮像素子41A,41B,41C,
41D面上に図3(B)に示すように視覚的に高解像度
を必要としない分光特性を有する赤(R)色と青(B)
色のフィルターが主走査方向(図面上横方向)と副走査
方向(図面上縦方向)に交互に配列されてなる色フィル
ターを設けている。
【0026】第4の光学系4の4つのレンズ系(4A,
4B,4C,4D)は第1の光学系1が形成した1次結
像面21上の被写体像を複数の領域に分割し、各領域の
被写体像を各々対応する撮像素子41A,41B,41
C,41D面上に再結像させている。
【0027】尚、本実施例では第1の撮像手段31の撮
像素子の画素数が第2の撮像手段41を構成する複数の
撮像素子41A,41B,41C,41Dの画素数に比
べて多くなるように構成しており、後述するように第1
の撮像手段31で高周波域の映像信号を形成し、第2の
撮像手段41を構成する複数の撮像素子41A,41
B,41C,41Dで低周波域の映像信号を形成してい
る。
【0028】本実施例において第2の光学系2は図中実
線の光路32で示すように第1の光学系1の瞳1aと第
3の光学系3の瞳3aとが互いに略共役となるようにし
ている。又図中破線の光路42で示すように第4の光学
系4を構成する複数のレンズ系4A,4B,4C,4D
の瞳4A1,4B1,4C1,4D1が各々第1の光学
系1の分割した瞳領域近傍にそれぞれ結像するようにし
ている。
【0029】本実施例における第3の光学系3と第4の
光学系4の4つのレンズ系(4A,4B,4C,4D)
との結像倍率は互いに異なっており、これにより瞳結像
を有効にそろえている。
【0030】本実施例においては図2に示すように第1
の光学系1により被写体像を1次結像面21上に結像さ
せ、該被写体像を第2の光学系2を通して第3の光学系
3により第1の撮像手段31面上に該被写体像の全領域
を結像させている。又第4の光学系4の4つのレンズ系
4A,4B,4C,4Dにより1次結像面21に形成し
た被写体像を4つの領域に分割して各分割した一領域の
被写体像を第2の撮像手段41を構成する4つの撮像素
子41A,41B,41C,41D面上に各々結像させ
ている。
【0031】そして第1の撮像手段31と第2の撮像手
段41を構成する複数の撮像素子41A,41B,41
C,41Dとからの出力信号(画像情報)を用いて後述
する信号処理系によりカラー映像信号を得て色再現を行
なっている。
【0032】次に本実施例の画像処理方法を図4を用い
て説明する。同図は本実施例の撮像装置の映像信号処理
部(信号処理系)の要部ブロック図である。
【0033】同図において31,41A,41B,41
C,41Dは各々撮像素子であり、これらの撮像素子3
1,41A,41B,41C,41D面上には前記図3
に示した色フィルターがそれぞれ設けられている。
【0034】本実施例では第1の撮像手段31に結像さ
れた全被写体像を該撮像手段31から電気信号(G信
号)として出力し、サンプルホールド回路(S/H回
路)51でサンプルホールドして、アナログ−デジタル
変換回路(A/D変換回路)52でアナログ信号からデ
ジタル信号に変換し、メモリ(記憶回路)53に記憶し
ている。
【0035】又、第2の撮像手段41を構成する4つの
撮像素子41A,41B,41C,41Dに領域分割し
て結像された被写体像を該各撮像素子41A,41B,
41C,41Dから電気信号(R信号とB信号が交互に
出力される)として出力し、各サンプルホールド回路
(S/H回路)54A〜54Hで各々R信号とB信号の
タイミングでサンプルホールドして、R信号とB信号に
分離している。そして各信号を各アナログ−デジタル変
換回路(A/D変換回路)55A〜55Hでアナログ信
号からデジタル信号に変換し、各メモリ(記憶回路)5
6A〜56Hに記憶している。
【0036】そしてメモリ53に記憶されたG信号を輝
度信号処理回路57とカラー信号処理回路58に入力し
ている。又各メモリ56A〜56Hに領域分割して記憶
されたR信号とB信号を全画面が構成できる順序で各メ
モリ56A〜56Hからその情報を読み出し、カラー信
号処理回路58に入力している。輝度信号処理回路57
ではG信号を輝度信号として必要な信号処理、例えばオ
ートゲインコントロール(AGC)やガンマ補正等を行
ない、輝度信号として出力している。
【0037】カラー信号処理回路58では入力された
R,G,Bの各信号に対してAGCやガンマ補正、そし
てホワイトバランス調整等の処理を行ない、マトリクス
処理をして色差信号を出力している。そしてこれらの信
号を用いてカラー映像信号を得て色再現を行なってい
る。
【0038】尚、輝度信号と色差信号の各出力信号は必
要に応じてデジタル−アナログ変換回路(D/A変換回
路)でデジタル信号からアナログ信号に変換して出力す
るようにしても良く、あるいはエンコーダ回路で複合映
像信号に変換して出力しても良い。
【0039】本実施例においては輝度信号を高画素数の
第1の撮像手段31から得られる信号を用いて形成して
いるので従来の撮像装置に比べ高解像度化を図ることが
できる。
【0040】又、色信号に関しては必要とされる波長帯
域が狭い為、第1の撮像手段31に比べ画素数の少ない
第2の撮像手段41を構成する4つの撮像素子41A,
41B,41C,41Dからの出力信号を用いて形成す
ることによって、従来の多板式の撮像装置とは異なり、
多板化する際に高価な高画素数の撮像素子を複数個使用
することなく高解像度化を図ることができる。
【0041】更には色分解手段としてダイクロイックプ
リズムやハーフミラー等の高価な光学部材を用いずに多
板化及びカラー化を行なうことができる為、撮影レンズ
のバックフォーカスに制限を与えることもなくなる。
【0042】尚、本実施例において第1撮像手段31及
び第2の撮像手段41を構成する複数の撮像素子41
A,41B,41C,41D面上に設けた色フィルター
の配列は前記図3に示したフィルター配列に限らず、例
えば図5、図6、図7、図8に示すように輝度信号成分
と、色信号成分が得られれば、どのようなフィルター配
列であっても本発明は前述の実施例1と同様に適用する
ことができる。
【0043】即ち、図5においては第1の撮像手段31
面上にG(緑)色のフィルターを設け、第2の撮像手段
41(41A〜41D)面上に赤(R)色と青(B)色
のフィルターが主走査方向(図面上横方向)に交互に配
列されてなる色フィルターを設けている。又図6におい
ては第1の撮像手段31面上に黄(Y)色のフィルター
を設け、第2の撮像手段41(41A〜41D)面上に
赤(R)色と青(B)色のフィルターが主走査方向と副
走査方向(図面上縦方向)に交互に配列されてなる色フ
ィルターを設けている。又図7においては第1の撮像手
段31面上に黄(Y)色のフィルターを設け、第2の撮
像手段41(41A〜41D)面上に赤(R)色と青
(B)色のフィルターが主走査方向に交互に配列されて
なる色フィルターを設けている。又図8においては第1
の撮像手段31面上に白(W)色のフィルターを設け、
第2の撮像手段41(41A〜41D)面上に赤(R)
色と緑(G)色と青(B)色のフィルターが主走査方向
に交互に配列されてなる色フィルターを設けている。
【0044】特に図8に示したようなフィルター配列で
あれば、例えば高解像度の画像を必要としない場合には
第1の撮像手段31だけを用いて撮像することもでき
る。
【0045】又、本実施例においては第4の光学系を4
つのレンズ系より構成したが、この個数については4つ
に限定されるものではなく、例えば被写体像の全領域を
複数のレンズ系で領域分割して撮影できる個数であれば
幾つでも良い。特に第4の光学系4を5つ以上のレンズ
系で構成すれば更に高解像度化を図ることができる。
【0046】図9は本発明の実施例2の光学系の要部断
面図、図10は本発明の実施例2の要部斜視図である。
同図において図1、図2に示した要素と同一要素には同
符番を付している。
【0047】本実施例において前述の実施例1と異なる
点は第4の光学系4を2つのレンズ系4A,4Bより構
成し、該2つのレンズ系4A,4Bの結像面にそれぞれ
第2の撮像手段41としての撮像素子41A,41Bを
それぞれ配置し、該撮像素子41A面上に図11に示す
如く赤(R)色のフィルターを設け、又撮像素子41B
面上に青(B)色のフィルターを設け、この2つの撮像
素子41A,41B面上に1次結像面21に形成した被
写体像の全領域をそれぞれ再結像させ、該2つの撮像素
子41A,41Bからの信号と第3の光学系3の結像面
に配置した第1の撮像手段31からの信号とを用いて信
号処理系によりカラー映像信号を得て色再現を行なった
ことである。その他の構成及び光学的作用は実施例1と
略同様である。
【0048】即ち、本実施例においては第2の光学系2
が図中実線の光路32で示すように第1の光学系1の瞳
1aと第3の光学系3の瞳3aとが互いに略共役となる
ように構成し、又図中破線の光路42で示すように第4
の光学系4を構成する2つのレンズ系4A,4Bの瞳4
A1,4B1が第1の光学系1の瞳領域近傍にそれぞれ
結像するようにしている。
【0049】そして図10に示すように第1の光学系1
により被写体像を1次結像面21上に結像させ、該被写
体像を第2の光学系2を通して第3の光学系3により第
1の撮像手段31面上に該被写体像の全領域を結像させ
ている。又第4の光学系4の2つのレンズ系4A,4B
により1次結像面21に形成した被写体像を第2の撮像
手段41を構成する2つの撮像素子41A,41B面上
に該被写体像の全領域を各々結像させている。そして第
1の撮像手段31と第2の撮像手段41を構成する2つ
の撮像素子41A,41Bとで得られる出力信号(画像
情報)を用いて後述する信号処理系によりカラー映像信
号を得て色再現を行なっている。
【0050】次に本実施例の画像処理方法を図12を用
いて説明する。同図は本実施例の撮像装置の映像信号処
理部(信号処理系)の要部ブロック図である。
【0051】同図において31,41A,41Bは各々
撮像素子であり、これらの撮像素子31,41A,41
B面上には前記図11に示した色フィルターがそれぞれ
設けられている。
【0052】本実施例では第1の撮像手段31に結像さ
れた全被写体像を該撮像素子31から電気信号(G信
号)として出力し、サンプルホールド回路(S/H回
路)51でサンプルホールドして、アナログ−デジタル
変換回路(A/D変換回路)52でアナログ信号からデ
ジタル信号に変換し、メモリ(記憶回路)53に記憶し
ている。
【0053】又、第2の撮像手段41を構成する2つの
撮像素子41A,41Bに結像された全被写体像を各撮
像素子41A,41Bから電気信号(R信号とB信号)
として出力し、各サンプルホールド回路(S/H回路)
54A,54Bでサンプルホールドして、各アナログ−
デジタル変換回路(A/D変換回路)55A,55Bで
アナログ信号からデジタル信号に変換し、各メモリ(記
憶回路)56A,56Bに記憶している。
【0054】そしてメモリ53に記憶されたG信号を輝
度信号処理回路57とカラー信号処理回路58に入力し
ている。又各メモリ56A,56Bに記憶されたR信号
とB信号を各メモリ56A,56Bから読み出し、カラ
ー信号処理回路58に入力している。輝度信号処理回路
57ではG信号を輝度信号として必要な信号処理、例え
ばオートゲインコントロール(AGC)やガンマ補正等
を行ない、輝度信号として出力している。
【0055】カラー信号処理回路58では入力された
R,G,Bの各信号に対してAGCやガンマ補正、そし
てホワイトバランス調整等の処理を行ない、マトリクス
処理をして色差信号を出力している。そしてこれらの信
号を用いてカラー映像信号を得て色再現を行なってい
る。
【0056】本実施例においては前述の実施例1と同様
に輝度信号を高画素数の第1の撮像手段31から得られ
る信号を用いて形成しているので従来の撮像装置に比べ
高解像度化を図ることができる。
【0057】又、色信号に関しては必要とされる波長帯
域が狭い為、第1の撮像手段31に比べ画素数の少ない
第2の撮像手段41を構成する2つの撮像素子41A,
41Bから得られる出力信号を用いて形成することによ
って、従来の多板式の撮像装置とは異なり、多板化する
際に高価な高画素数の撮像素子を複数個使用することな
く高解像度化を図ることができる。
【0058】更には色分解手段としてダイクロイックプ
リズムやハーフミラー等の高価な光学部材を用いずに多
板化及びカラー化を行なうことができる為、撮影レンズ
のバックフォーカスに制限を与えることもなくなる。
【0059】又、本実施例における色信号処理系の回路
構成は撮像素子の画素数が従来の撮像装置で用いる撮像
素子の画素数に比べて少ないため、例えばメモリの記憶
容量が少なくてすみ、又S/H回路やA/D変換回路の
駆動周波数が小さくて済むので、回路構成が容易にで
き、更に消費電流が少なくてすむといった特長を有して
いる。
【0060】尚、本実施例において各撮像素子面上に設
けた色フィルターの配列は前記図11に示したフィルタ
ー配列に限らず、例えば図13に示すように輝度信号成
分と、色信号成分が得られれば、どのようなフィルター
配列であっても本発明は前述の実施例と同様に適用する
ことができる。
【0061】即ち、図13においては第1の撮像手段3
1面上に黄(Y)色のフィルターを設け、第2の撮像手
段41の撮像素子41A面上に赤(R)色のフィルター
を設け、そして第2の撮像手段41の撮像素子41B面
上に青(B)色のフィルターを設け、これにより前述の
実施例と同様な効果を得ている。
【0062】図14は本発明の実施例3の第1の撮像手
段31と第2の撮像手段41面上に設けた色フィルター
の配列の様子を示した説明図である。
【0063】本実施例は前述の実施例2を更に改良した
発明である。即ち、前述の実施例2と異なる点は第4の
光学系4を1つのレンズ系4Aより構成し、該1つのレ
ンズ系4Aの結像面に第2の撮像手段としての撮像素子
41Aを配置し、該撮像素子41A面上に図14(B)
に示す如く赤(R)色と青(B)色のフィルターが主走
査方向と副走査方向とに交互に配列されてなる色フィル
ターを設けたことである。このように第4の光学系4と
これに対応して配置される撮像素子の数を1つより構成
することによっても本発明は前述の実施例2と同様に適
用することができる。その他の構成及び光学的作用は実
施例2と略同様である。
【0064】次に本実施例の画像処理方法を図15を用
いて説明する。同図は本実施例の撮像装置の映像信号処
理部(信号処理系)の要部ブロック図である。
【0065】同図において31,41Aは各々撮像素子
であり、これらの撮像素子31,41A面上には前記図
14に示した色フィルターがそれぞれ設けられている。
【0066】本実施例では第1の撮像手段31に結像さ
れた被写体像を撮像素子31から電気信号(G信号)と
して出力し、サンプルホールド回路(S/H回路)51
でサンプルホールドして、アナログ−デジタル変換回路
(A/D変換回路)52でアナログ信号からデジタル信
号に変換し、メモリ(記憶回路)53に記憶している。
【0067】又、第2の撮像手段41に結像された被写
体像を撮像素子41Aから電気信号(R信号とB信号が
交互に出力される)として出力し、各サンプルホールド
回路(S/H回路)54A,54Bで各々R信号とB信
号のタイミングでサンプルホールドして、R信号とB信
号に分離している。そして各信号をアナログ−デジタル
変換回路(A/D変換回路)55A,55Bでアナログ
信号からデジタル信号に変換し、各メモリ(記憶回路)
56A,56Bに記憶している。そしてメモリ53に記
憶されたG信号を輝度信号処理回路57とカラー信号処
理回路58に入力している。
【0068】又、各メモリ56A,56Bに記憶された
R信号とB信号を各メモリ56A,56Bから読み出
し、カラー信号処理回路58に入力している。輝度信号
処理回路57ではG信号を輝度信号として必要な信号処
理、例えばオートゲインコントロール(AGC)やガン
マ補正等を行ない、輝度信号として出力している。
【0069】カラー信号処理回路58では入力された
R,G,Bの各信号に対してAGCやガンマ補正、そし
てホワイトバランス調整等の処理を行ない、マトリクス
処理をして色差信号を出力している。そしてこれらの信
号を用いてカラー映像信号を得て色再現を行なってい
る。
【0070】本実施例においては前述の実施例2に比べ
第2の撮像手段41を構成する撮像素子の数を少なくし
て構成している為、消費電力が少なくできるといった特
長を有している。
【0071】尚、本実施例において各撮像素子面上に設
けた色フィルターの配列は前記図14に示したフィルタ
ー配列に限らず、例えば図5、図6、図7、図8に示す
ように輝度信号成分と、色信号成分が得られれば、どの
ようなフィルター配列であっても本発明は前述の実施例
と同様に適用することができる。
【0072】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く撮像装置の各
要素を適切に構成し、第3の光学系の結像面に配置した
高画素数の第1の撮像手段で被写体像の高周波域成分を
撮像し、第4の光学系の結像面に配置した第1の撮像手
段より画素数の少ない第2の撮像手段で被写体像の低周
波域成分を撮像することにより、高価な高画素数の撮像
素子を複数個使用することなく、高解像度化が容易にで
き、更にダイクロイックプリズムやハーフミラー等の高
価な光学部材を用いる必要もなく、撮影光学系のバック
フォーカスに制限を与えることもなくなる。
【0073】更に色信号処理系の回路構成においては撮
像素子の画素数が従来の撮像装置に用いられる撮像素子
の画素数に比べて少ないため、例えばメモリの容量を少
なくでき、あるいはS/H回路やA/D変換回路の駆動
周波数が小さくてすむので回路構成を容易にすることが
でき、又消費電流を少なくすることのできる撮像装置を
達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の光学系の要部概略図
【図2】 本発明の実施例1の要部斜視図
【図3】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像手段
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図4】 本発明の実施例1の信号処理部の要部ブロッ
ク図
【図5】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像手段
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図6】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像手段
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図7】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像手段
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図8】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像手段
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図9】 本発明の実施例2の光学系の要部概略図
【図10】 本発明の実施例2の要部斜視図
【図11】 本発明の実施例2の第1、第2の各撮像手
段面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図12】 本発明の実施例2の信号処理部の要部ブロ
ック図
【図13】 本発明の実施例2の第1、第2の各撮像手
段面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図14】 本発明の実施例3の第1、第2の各撮像手
段面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
【図15】 本発明の実施例3の信号処理部の要部ブロ
ック図
【図16】 従来の撮像装置の要部概略図
【図17】 従来の撮像装置の撮像素子面上に設けた色
フィルターの配列を示した説明図
【図18】 従来の撮像装置の撮像素子面上に設けた色
フィルターの配列を示した説明図
【図19】 従来の2板式の撮像装置の要部概略図
【図20】 従来の3板式の撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
1 第1の光学系 2 第2の光学系 3 第3の光学系 4 第4の光学系 21 第1結像面 31 第1の撮像手段 41 第2の撮像手段 4A,4B,4C,4D レンズ系 41A,41B,41C,41D 撮像手段 51,52A,52B サンプルホールド回路 53 アナログ−デジタル変換回路 54,55A,55B メモリ 56 輝度信号処理回路 57 カラー信号処理回路

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の光学系により被写体像を予定結像
    面に形成し、該第1の光学系の光軸上であって該予定結
    像面近傍に配置した第2の光学系と、該第1の光学系の
    光軸上であって該第2の光学系の後方に配置した第3の
    光学系とで該予定結像面に形成した被写体像の全てを第
    1の撮像手段に再結像し、該第1の光学系の光軸外に光
    軸を有し、該第2の光学系の後方に配置した第4の光学
    系で該予定結像面に形成した被写体像の一部を第2の撮
    像手段に再結像し、該第1の撮像手段と該第2の撮像手
    段とで得られる画像情報を利用して高精細な画像情報を
    得るようにした撮像装置であって、 該第1の撮像手段面上に視覚的に高解像度を必要とする
    分光特性を有するフィルターを設け、該第2の撮像手段
    面上に視覚的に高解像度を必要としない分光特性を有す
    るフィルターを設けたことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記第4の光学系は複数のレンズ系を有
    しており、前記第2の撮像手段は該複数のレンズ系に対
    応した複数の撮像素子を有していることを特徴とする請
    求項1記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記第4の光学系の複数のレンズ系は前
    記第1の光学系が形成する被写体像を複数の領域に分割
    したときの各領域の被写体像を各々対応する撮像素子面
    上に結像させていることを特徴とする請求項2記載の撮
    像装置。
  4. 【請求項4】 前記第3の光学系と前記第4の光学系の
    複数のレンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることを特
    徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の撮像手段からの出力信号を用
    いて高周波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像手段
    を構成する複数の撮像素子からの出力信号を用いて低周
    波域の映像信号を形成したことを特徴とする請求項1又
    は2記載の撮像装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の撮像手段からの出力信号を用
    いて輝度信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成する
    複数の撮像素子からの出力信号を用いて色信号を形成し
    たことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。
  7. 【請求項7】 前記第2の撮像手段を構成する複数の撮
    像素子面上に視覚的に高解像度を必要としない分光特性
    を有するフィルターを複数個設けたことを特徴とする請
    求項1又は2記載の撮像装置。
  8. 【請求項8】 前記第1の撮像手段面上に輝度色光特性
    の分光特性を有するフィルターを設けたことを特徴とす
    る請求項1記載の撮像装置。
  9. 【請求項9】 前記第1の撮像手段面上に緑色光特性の
    分光特性を有するフィルターを設けたことを特徴とする
    請求項1記載の撮像装置。
  10. 【請求項10】 前記第1の撮像手段の画素数は前記第
    2の撮像手段を構成する複数の撮像素子の画素数に比べ
    て多いことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装
    置。
  11. 【請求項11】 第1の光学系により被写体像を予定結
    像面に形成し、該第1の光学系の光軸上であって該予定
    結像面近傍に配置した第2の光学系と、該第1の光学系
    の光軸上であって該第2の光学系の後方に配置した第3
    の光学系とで該予定結像面に形成した被写体像の全てを
    第1の撮像手段に再結像し、該第1の光学系の光軸外に
    光軸を有し、該第2の光学系の後方に配置した第4の光
    学系で該予定結像面に形成した被写体像の全てを第2の
    撮像手段に再結像し、該第1の撮像手段と該第2の撮像
    手段とで得られる画像情報を利用して高精細な画像情報
    を得るようにした撮像装置であって、 該第1の撮像手段面上に視覚的に高解像度を必要とする
    分光特性を有するフィルターを設け、該第2の撮像手段
    面上に視覚的に高解像度を必要としない分光特性を有す
    るフィルターを設けたことを特徴とする撮像装置。
  12. 【請求項12】 前記第4の光学系は1つ又は複数のレ
    ンズ系を有しており、前記第2の撮像手段は該1つ又は
    複数のレンズ系に対応した1つ又は複数の撮像素子を有
    していることを特徴とする請求項11記載の撮像装置。
  13. 【請求項13】 前記第4の光学系の1つ又は複数のレ
    ンズ系は前記第1の光学系が形成する被写体像の全領域
    を対応する撮像素子面上に結像させていることを特徴と
    する請求項12記載の撮像装置。
  14. 【請求項14】 前記第3の光学系と前記第4の光学系
    の1つ又は複数のレンズ系とはそれぞれ結像倍率が異な
    ることを特徴とする請求項11又は12記載の撮像装
    置。
  15. 【請求項15】 前記第1の撮像手段からの出力信号を
    用いて高周波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像手
    段を構成する1つ又は複数の撮像素子からの出力信号を
    用いて低周波域の映像信号を形成したことを特徴とする
    請求項11又は12記載の撮像装置。
  16. 【請求項16】 前記第1の撮像手段からの出力信号を
    用いて輝度信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成す
    る1つ又は複数の撮像素子からの出力信号を用いて色信
    号を形成したことを特徴とする請求項11又は12記載
    の撮像装置。
  17. 【請求項17】 前記第2の撮像手段を構成する1つ又
    は複数の撮像素子面上に視覚的に高解像度を必要としな
    い分光特性を有するフィルターを複数個設けたことを特
    徴とする請求項11又は12記載の撮像装置。
  18. 【請求項18】 前記第1の撮像手段面上に輝度色光特
    性の分光特性を有するフィルターを設けたことを特徴と
    する請求項11記載の撮像装置。
  19. 【請求項19】 前記第1の撮像手段面上に緑色光特性
    の分光特性を有するフィルターを設けたことを特徴とす
    る請求項11記載の撮像装置。
  20. 【請求項20】 前記第1の撮像手段の画素数は前記第
    2の撮像手段を構成する1つ又は複数の撮像素子の画素
    数に比べて多いことを特徴とする請求項11又は12記
    載の撮像装置。
  21. 【請求項21】 被写体像を第1の光学系により予定結
    像面に結像させ、該予定結像面近傍に配置した第1の光
    学系と光軸を同じくする第2の光学系と該第2の光学系
    の後方であって該第1の光学系との光軸を一致させて配
    置した第3の光学系とにより予定結像面に形成した被写
    体像の全てを第1の撮像手段面上に結像させると共に、
    該予定結像面に結像した被写体像の少なくとも一部を該
    第1の光学系の光軸と異なる光軸を有する1つ又は複数
    のレンズ系を有する第4の光学系により該1つ又は複数
    の光学系が対応する1つ又は複数の撮像素子を有する第
    2の撮像手段の該1つ又は複数の撮像素子面上に結像さ
    せ、該第1の撮像手段と該第2の撮像手段とからの画像
    情報を利用して全被写体像に関する画像情報を得るよう
    にした撮像装置であって、 該第1の撮像手段面上に視覚的に高解像度を必要とする
    分光特性を有するフィルターを設け、該第2の撮像手段
    を構成する1つ又は複数の撮像素子面上に視覚的に高解
    像度を必要としない分光特性を有するフィルターを設け
    たことを特徴とする撮像装置。
  22. 【請求項22】 前記第3の光学系と前記第4の光学系
    を構成する1つ又は複数のレンズ系とはそれぞれ結像倍
    率が異なることを特徴とする請求項21記載の撮像装
    置。
  23. 【請求項23】 前記第1の撮像手段からの出力信号を
    用いて高周波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像手
    段を構成する1つ又は複数の撮像素子からの出力信号を
    用いて低周波域の映像信号を形成したことを特徴とする
    請求項21記載の撮像装置。
  24. 【請求項24】 前記第1の撮像手段からの出力信号を
    用いて輝度信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成す
    る1つ又は複数の撮像素子からの出力信号を用いて色信
    号を形成したことを特徴とする請求項21記載の撮像装
    置。
  25. 【請求項25】 前記第2の撮像手段を構成する1つ又
    は複数の撮像素子面上に視覚的に高解像度を必要としな
    い分光特性を有するフィルターを複数個設けたことを特
    徴とする請求項21記載の撮像装置。
  26. 【請求項26】 前記第1の撮像手段面上に輝度色光特
    性の分光特性を有するフィルターを設けたことを特徴と
    する請求項21記載の撮像装置。
  27. 【請求項27】 前記第1の撮像手段面上に緑色光特性
    の分光特性を有するフィルターを設けたことを特徴とす
    る請求項21記載の撮像装置。
  28. 【請求項28】 前記第1の撮像手段の画素数は前記第
    2の撮像手段を構成する1つ又は複数の撮像素子の画素
    数に比べて多いことを特徴とする請求項21記載の撮像
    装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5917803A (en) * 1995-09-21 1999-06-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Disk cartridge capable of taking out a disk
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