JPH0723285A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被写体像のフレーミングが容易に行えるよう
にする。 【構成】 被写体像を形成する光学系１０１、この光学
系１０１の結像面の近傍に配設されるフィールドレンズ
１０２、及び光学系１０１の結像面の少なくとも一部の
領域を結像する光学系１０３から光学機構を構成し、光
学系１０１の結像面にラインセンサ１０５を配設すると
共に光学系１０３の結像面にエリアセンサ１０４を配設
し、このエリアセンサ１０４の対向する２辺の縁に受光
部１０４ｃ，１０４ｄを設置してエリアセンサ１０４の
撮影領域に対するラインセンサ１０５の位置を検出し、
エリアセンサ１０４の露光ムラを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学系を介して得た画
像を高精細に取り込むための撮像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、昇華型熱転写方式、熱現像銀塩写
真方式等によるカラープリンタが市販されるようになっ
たが、映像信号をプリント出力するカラープリンタの高
解像・高画質化が進み、例えば、Ａ４サイズで４００ｄ
ｐｉ相当（４０００×３２００画素相当）のプリント出
力が得られるほどの性能が得られている。

【０００３】ところで、画像入力機に用いられるエリア
センサとしては、ハイビジョン用センサとして２００万
画素（１９２０×１０３６画素）のものが存在する程度
であり、上記カラープリンタに見合うだけの解像度を得
るためには、ラインセンサ（５００画素相当）を用いて
必要ライン数（４０００ライン）だけ走査する方法が一
般的である。

【０００４】ここで、ラインセンサを走査する場合、１
画面の撮影にかなりの時間が必要になるため、被写体像
のフレーミングをラインセンサからの出力信号をモニタ
で確認しながら行ったのでは、レスポンスが悪いため、
操作性を損なうという問題がある。これを解決する手段
として、ラインセンサとエリアセンサを併用する方法が
提案されている。

【０００５】図７は従来の撮像装置を示す原理的構成図
である。

【０００６】光学系７０１の出射光路上にはハーフミラ
ー７０２が配設され、その透過光路上の結像面７０４の
一端にはラインセンサ７０３が配設されている。また、
ハーフミラー７０２の反射光路上の結像面７０５の中央
部にはエリアセンサ７０６が配設されている。

【０００７】図７の構成では、エリアセンサ７０６から
の映像信号をモニタへ出力することで、被写体像のフレ
ーミングを行うためのファインダ代わりとして用い、実
際の撮影・記録はラインセンサ７０３からの高精細な画
像を用いて行う。

【０００８】図８は従来の撮像装置の電気系の構成を示
すブロック図である。

【０００９】ラインセンサ７０３には撮像信号処理回路
８０１が接続され、エリアセンサ７０６にはその出力信
号を処理するための撮像信号処理回路８０２が接続され
ている。撮像信号処理回路８０１，８０２の各出力信号
は信号処理回路８０３及びホワイトバランス検出回路８
０４に印加される。また、ラインセンサ７０３には、こ
れをステップモータ等を用いて移動させるためのライン
センサ駆動装置８０５が接続される。

【００１０】このラインセンサ駆動装置８０５のほか、
信号処理回路８０３及びホワイトバランス検出回路８０
４は制御回路８０６によって制御され、この制御回路８
０６に対しては操作手段８０７を介して条件や設定を行
うことができる。さらに、出力信号を発生する信号処理
回路８０３にはモニタ８０８が接続され、処理結果等が
表示される。

【００１１】図８の構成においては、エリアセンサ７０
６から得られる映像信号は、撮像信号処理回路８０２→
信号処理回路８０３を経てモニタ８０８に出力される。
一方、ラインセンサ７０３から得られる映像信号は、撮
像信号処理回路８０１→信号処理回路８０３を経て出力
信号が記録部へ送出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、図７の構成の場合、ハーフミラーによ
って入射光量を２分割しているため、次のような問題が
ある。 （１）各センサへの受光面光量が半減する。 （２）ラインセンサを用いて撮影する場合、入射光量の
内のごく一部の光を受光して撮像しているが、大半の入
射光量を無駄にしている。すなわち、露光時間をＴとす
ると、ラインセンサの１画素あたりの露光時間は、Ｔ／
Ｎ（Ｎは走査線数）となり、極めて短い露出時間にな
る。 （３）映像のカラー化を行うため、ラインセンサ受光面
での光量損失がある。

【００１３】このような理由からラインセンサ受光面の
入射光量が非常に少なくなり、このため、撮影時間を長
くとる必要があり、カメラとして使い勝手の悪いシステ
ムになることは避けられない。

【００１４】また、エリアセンサとラインセンサの画面
サイズが異なっているため、エリアセンサにより得られ
る画像はラインセンサで得られる画像の一部であり、同
一画面でないためにエリアセンサから得られる画像を基
に被写体像のフレーミングを十分に行う必要があった。

【００１５】本発明の目的は、被写体像のフレーミング
が容易に行えるようにする撮像装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、被写体像を形成する第１の光学系
と、この光学系の結像面の近傍に配設される第２の光学
系と、前記第１の光学系の結像面の少なくとも一部の領
域を結像する第３の光学系と、前記第１の光学系の結像
面に配設されると共に画素が一次元的に形成されている
第１の撮像素子と、前記第３の光学系の結像面に配設さ
れると共に画素が二次元的に形成されている第２の撮像
素子と、前記第１の撮像素子を前記第１の光学系の結像
面の一端から他端へ移動させる駆動手段と、前記第２の
撮像素子の撮影領域に対する前記第１の撮像素子の位置
を検出する検出手段とを設けるようにしている。

【００１７】第２の撮像措置の露光ムラを防止するた
め、前記第１の撮像素子が前記第２の撮像素子の撮影領
域内に入る以前に前記第２の撮像素子の露光を開始する
ようにしている。

【００１８】同様に、第２の撮像素子の露光ムラを防止
するには、前記第２の撮像素子の露光終了は、前記第２
の撮像素子の撮影領域から前記第１の撮像素子が抜け出
た後に行えばよい。

【００１９】フレーミングを確実に行うために、前記検
出手段による検出信号の生成は、撮影開始信号の発生か
ら前記第２の撮像素子による露光の開始までの間に行っ
ている。

【００２０】

【作用】上記した手段によれば、光学部が３つの光学系
と２つの結像面からなり、最初の光学系の結像面に配設
された第１の撮像素子（ラインセンサ）を走査させる
際、同時に３つ目の光学系による第２の結像面に配設さ
れた第２の撮像素子（エリアセンサ）に設けた検出手段
（受光部）で検出し、ラインセンサの位置を把握し、被
写体像のフレーミングを行う。したがって、被写体像の
フレーミングが容易に行え、かつ被写体からの入射光量
を有効に利用することができる。

【００２１】第２の撮像素子の撮像領域内に第１の撮像
素子が進入する前に前記第２の撮像素子の露光を開始す
ることで、第２の撮像素子の露光ムラを防止することが
できる。

【００２２】さらに、第２の撮像素子の撮影領域から第
１の撮像素子が抜け出た後に前記第２の撮像素子の露光
を終了するようにすることで、同様に、第２の撮像素子
の露光ムラを防止することができる。

【００２３】また、撮影開始信号の発生から前記第２の
撮像素子による露光の開始までに、検出手段による検出
信号の生成を行えば、フレーミングを確実に行うことが
できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００２５】図１は本発明による撮像装置の光学系を示
す構成図である。また、図２は図１の光学系の斜視図で
ある。

【００２６】第１の光学系１０１の出射光路には第２の
光学系としてのフィールドレンズ１０２が配設され、さ
らにフィールドレンズ１０２の出射光路上には第３の光
学系１０３が配設されている。このように、３つの光学
系から光学系を構成することにより、分割プリズム等で
光束を分けるのと異なり、光量ロスを防止でき、各セン
サにおける受光量を増やすことができる。

【００２７】光学系１０３の結像位置には、その二次像
（結像面Ｂ）を撮像するためのエリアセンサ１０４（第
２の撮像素子）が配設されている。ここで、光学系１０
３は、一次ピント面のラインセンサ１０５から得られる
被写体像と二次ピント面のエリアセンサ１０４から得ら
れる被写体像を同一にするための像倍率変倍光学系とし
て機能している。

【００２８】また、フィールドレンズ１０２の入り側に
は、フィールドレンズ１０２に近接させて第１の撮像素
子としてのラインセンサ１０５が画面領域の外に配設さ
れている。ラインセンサ１０５は、図の結像面Ａ（一次
像）上を上下方向に移動し、この移動によって走査が行
われる。

【００２９】図３は図１及び図２に示したエリアセンサ
の詳細を示す正面図である。図中、１０４ａは被写体像
を撮像するための撮像領域内の画素群であり、各画素面
上にはカラー化のための不図示のカラーフィルタが設け
られている。１０４ｂは画素群１０４ａより出力される
映像信号を出力するための水平転送部である。さらに、
１０４ｃ及び１０４ｄは画素群１０４ａの上下の近傍に
設けられたライン状の受光部であり、ラインセンサ１０
５の走査時の位置を検出する位置検出手段として機能す
る。

【００３０】また、図４はエリアセンサの他の例を示す
正面図である。なお、図３に示したと同一であるものに
は同一引用数字を用いたので、重複する説明は省略する
が、図３のエリアセンサ１０４がライン状の受光部を用
いていたのに対し、ここでは、極めて短い長さの受光部
４０１ａ〜４０１ｄを各コーナ部に設けるようにしてい
る。

【００３１】図５は本発明による撮像装置の電気系の構
成を示すブロック図である。なお、図５では図８と同一
であるものには同一引用数字を用いたので、以下におい
ては重複する説明を省略する。

【００３２】この構成は、撮像信号処理回路８０１と信
号処理回路８０３の間にメモリ５０１を接続すると共に
撮像信号処理回路８０２と信号処理回路８０３との間に
はメモリ５０２を接続し、さらに撮像信号処理回路８０
２及びメモリ５０２の出力を入力とし、検出信号を出力
する動き検出回路５０３を設けたところに特徴がある。
撮像信号処理回路８０１から出力される画像信号はメモ
リ５０１に記憶され、撮像信号処理回路８０２から出力
される画像信号はメモリ５０２に記憶される。

【００３３】信号処理回路８０３はメモリ５０１及びメ
モリ５０２の各々から画像情報を読み出し、これらを合
成し、その結果を信号処理回路８０３へ送出する。エリ
アセンサ１０４とラインセンサ１０５で同時に撮影を行
い、両者の画像を合成することにより、或る効果を得る
ことができる。例えば、映像のカラー化を行う場合、ラ
インセンサ１０５から輝度信号・エリアセンサ１０４面
上にカラーフィルタを設けた時に比べ、大幅にラインセ
ンサ１０５の感度を改善することができ、撮影時間を短
縮することが可能になる。

【００３４】合成に際しては、ラインセンサ１０５が撮
影領域内に入ったことを認識し、エリアセンサ１０４と
被写体との空間位置を同期させることにより、メモリ５
０１，５０２のメモリ空間を信号処理回路８０３によっ
て合成する。また、信号処理回路８０３は、他の画像出
力装置や記録装置へ出力するための処理を行う。

【００３５】この場合、エリアセンサ１０４とラインセ
ンサ１０５の同時に露光させるに際しては、露光のタイ
ミングが極めて重要である。このために、本発明では受
光部１０４ｃ，１０４ｄが設けられ、エリアセンサ１０
４の撮影領域内におけるラインセンサ１０５の位置を検
出している。

【００３６】次に、図６のタイミングチャートを参照し
て図５の構成の動作について説明する。

【００３７】撮影者が撮影を行うために操作手段８０７
のレリーズを操作すると、制御回路８０６から撮影スタ
ート信号が発生する。撮影スタート信号の発生と同時に
ラインセンサ駆動パルスが発生し、この信号に基づいて
ラインセンサ駆動装置８０５が動作し、ラインセンサ１
０５が上下方向へ移動する。

【００３８】ラインセンサ１０５がエリアセンサ１０４
上に設けられた受光部１０４ｃ（ラインセンサ位置検出
手段）を通過する際、エリアセンサ１０４側の光束を横
切ることにより、受光部１０４ｃの輝度変化を検知し、
受光部１０４ｃからラインセンサ位置検出信号が出力さ
れる。このラインセンサ位置検出信号に基づいてエリア
センサ残留電荷クリアパルスが出され、エリアセンサ１
０４の残留電荷がクリアされ、かつエリアセンサ１０４
の露光が開始される。

【００３９】エリアセンサ残留電荷クリアパルスが出さ
れてから一定時間（撮影時間）が通過すると、撮影終了
信号及びエリアセンサ読出パルスが発生する。この場
合、撮影終了信号は、受光部１０４ｄがラインセンサ１
０５の通過時の輝度変化を検知することにより発生させ
ることができる。

【００４０】以上の如き構成により、ラインセンサの走
査が撮影領域内に入ってからエリアセンサの露光開始を
行うことによるラインセンサの露光ムラの問題を未然に
防止することができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００４２】請求項１の撮像装置においては、被写体像
を形成する第１の光学系と、この光学系の結像面の近傍
に配設される第２の光学系と、前記第１の光学系の結像
面の少なくとも一部の領域を結像する第３の光学系と、
前記第１の光学系の結像面に配設されると共に画素が一
次元的に形成されている第１の撮像素子と、前記第３の
光学系の結像面に配設されると共に画素が二次元的に形
成されている第２の撮像素子と、前記第１の撮像素子を
前記第１の光学系の結像面の一端から他端へ移動させる
駆動手段と、前記第２の撮像素子の撮影領域に対する前
記第１の撮像素子の位置を検出する検出手段とを設ける
ようにしたので、被写体像のフレーミングが容易に行
え、かつ被写体からの入射光量を有効に利用することが
できる。

【００４３】請求項２の撮像装置においては、前記第１
の撮像素子が前記第２の撮像素子の撮影領域内に入る以
前に前記第２の撮像素子の露光を開始するようにしたの
で、第２の撮像素子の露光ムラを防止することができ
る。

【００４４】請求項３の撮像装置においては、前記第２
の撮像素子の撮影領域から前記第１の撮像素子が抜け出
た後に前記第２の撮像素子の露光を終了するようにした
ので、第２の撮像素子の露光ムラを防止することができ
る。

【００４５】請求項４の撮像装置においては、前記検出
手段は、撮影開始信号の発生から前記第２の撮像素子に
よる露光の開始までの間に検出信号を生成するようにし
たので、フレーミングを確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による撮像装置の光学系を示す構成図で
ある。

【図２】図１の光学系の斜視図である。

【図３】図１及び図２に示したエリアセンサの詳細を示
す正面図である。

【図４】エリアセンサの他の例を示す正面図である。

【図５】本発明による撮像装置の電気系の構成を示すブ
ロック図である。

【図６】図５の構成の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図７】従来の撮像装置を示す原理的構成図である。

【図８】従来の撮像装置の電気系の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１０１ 光学系 １０２ フィールドレンズ １０３ 光学系 １０４ エリアセンサ １０４ａ 画素群 １０４ｂ 水平転送部 １０４ｃ 受光部 １０４ｄ 受光部 １０５ ラインセンサ ４０１ａ〜４０１ｄ 受光部 ５０１，５０２ メモリ ５０３ 動き検出回路 ８０１ 撮像信号処理回路 ８０２ 撮像信号処理回路 ８０３ 信号処理回路 ８０４ ホワイトバランス検出回路 ８０５ ラインセンサ駆動装置 ８０６ 制御回路 ８０７ 操作手段 ８０８ モニタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を形成する第１の光学系と、こ
   の光学系の結像面の近傍に配設される第２の光学系と、
   前記第１の光学系の結像面の少なくとも一部の領域を結
   像する第３の光学系と、前記第１の光学系の結像面に配
   設されると共に画素が一次元的に形成されている第１の
   撮像素子と、前記第３の光学系の結像面に配設されると
   共に画素が二次元的に形成されている第２の撮像素子
   と、前記第１の撮像素子を前記第１の光学系の結像面の
   一端から他端へ移動させる駆動手段と、前記第２の撮像
   素子の撮影領域に対する前記第１の撮像素子の位置を検
   出する検出手段とを具備することを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１の撮像素子が前記第２の撮像素
   子の撮影領域内に入る以前に前記第２の撮像素子の露光
   を開始す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２の撮像素子の撮影領域から前記
   第１の撮像素子が抜け出た後に前記第２の撮像素子の露
   光を終了することを特徴とする請求項１記載の撮像装
   置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、撮影開始信号の発生か
   ら前記第２の撮像素子による露光の開始までの間に検出
   信号を生成することを特徴とする請求項１記載の撮像装
   置。