JPH07322149A

JPH07322149A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH07322149A
Application number: JP6106645A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Horii; 博之堀井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】高解像度化を容易に図ることが可能な撮像装
置を提供できるようにする。【構成】２つ以上の撮像モードで動作する撮像センサ
６と、前記撮像センサ６から出力される画像信号に所定
の信号処理を施すための第１の信号処理手段１７と、前
記撮像センサ６から出力される画像信号を記憶する記憶
手段３２と、前記記憶手段３２に記憶された画像信号に
所定の信号処理を施すための第２の信号処理手段８とを
設け、前記第１の撮像モードにおいては前記撮像センサ
６により得られた画像信号を前記第１の信号処理手段１
７により処理させるとともに、前記第２の撮像モードに
おいては前記撮像センサ６により得られた画像信号を前
記記憶手段３２に記憶させた後に前記第２の信号処理手
段８に処理させるようにして、通常の画像処理とは異な
る画像処理を別途に行うことができるようにする。

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係わり、特
に、任意の信号処理を可能とするカメラ、また高解像度
カメラに用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、任意の信号処理が可能なように構
成されたビデオカメラにおいては、撮像センサの出力に
所定の信号処理を施して映像信号（ビデオ信号）に変換
し、前記変換したビデオ信号を外部に出力するようにし
ていた。また、カメラヘッドと信号処理部とが分離可能
なビデオカメラが従来より実用化されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のビデオカメラにおいては、出力信号がビデオ信号の
形態で出力されるために、信号処理を任意に行ったり、
高解像度化を自由に図ったりすることが困難であった。
また、通常撮像モードの他に光軸をずらして複数回の撮
像を行うことにより、高解像度化を図るなどの処理が困
難であった。

【０００４】また、従来のヘッド分離カメラの場合、光
学レンズと撮像センサのみをカメラヘッドと分離したカ
メラであり、これは、前記撮像センサの出力をそのまま
出力するようにしたものであった。すなわち、縦２画素
分のデータ加算が行われた信号を出力するようにしたも
のであった。このため、この画像信号を使って高解像度
化を行うことができなかった。

【０００５】本発明は上述の問題点にかんがみ、高解像
度化を容易に図ることができる撮像装置を提供できるよ
うにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、少
なくとも第１の撮像モードおよび第２の撮像モードを有
し、２つ以上の撮像モードで動作する撮像センサと、前
記撮像センサから出力される画像信号に所定の信号処理
を施す第１の信号処理手段と、前記撮像センサから出力
される画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に
記憶された画像信号に所定の信号処理を施す第２の信号
処理手段と、前記第１の撮像モードにおいては、前記撮
像センサから与えられる画像信号を前記第１の信号処理
手段により処理させるようにするとともに、前記第２の
撮像モードにおいては、前記記憶手段に記憶された画像
信号を前記第２の信号処理手段により処理させるように
制御する制御手段とを具備している。

【０００７】また、本発明の他の特徴とするところは、
光学レンズと、少なくとも第１の撮像モードおよび第２
の撮像モードを有し、２つ以上の撮像モードで動作する
撮像センサと、前記撮像センサにより撮像された画像信
号を処理するための第１の信号処理手段と、前記撮像セ
ンサにより撮像された画像信号をＡ／Ｄ変換するための
Ａ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信
号に変換された画像信号を記憶する記憶手段と、前記記
憶手段に記憶されたディジタルの画像信号を処理するた
めの第２の信号処理手段と、前記撮像センサにより撮像
された画像信号を処理するモードを第１の撮像モードと
第２の撮像モードとに切り換えるモード切換手段と、前
記モード切換手段が第１の撮像モードを選択していると
きには前記第１の信号処理手段による信号処理を行わせ
るように制御するとともに、前記モード切換手段が第２
の撮像モードを選択しているときには前記第２の信号処
理手段による信号処理を行わせるように制御する制御手
段とを具備している。

【０００８】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記撮像センサは、第１の撮像モードにおいては、
縦方向２ライン分の撮像データを同時に読み出し、縦２
画素分の画像信号の加算を行った信号を出力し、第２の
撮像モードにおいては画像データの加算を行わずに、各
画素毎の信号を出力することを特徴としている。

【０００９】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記撮像センサは、補色モザイクフィルタを用いた
撮像センサであることを特徴としている。

【００１０】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記撮像センサは、ＣＣＤ撮像素子であることを特
徴としている。

【００１１】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、光学レンズと、前記光学レンズを通して入射する光
の光軸を移動させる光軸移動手段と、前記光軸移動制御
手段の動作を制御するための光軸移動制御手段と、少な
くとも第１の撮像モードおよび第２の撮像モードを有
し、２つ以上の撮像モードで動作する撮像センサと、前
記撮像センサにより撮像された画像信号に所定の信号処
理を施す第１の信号処理手段と、前記撮像センサにより
撮像された画像信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換
器と、前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換さ
れた画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記
憶された画像信号に所定の信号処理を施す第２の信号処
理手段と、第１の撮像モードにおいては、前記第１の信
号処理手段に所定の信号処理を行わせ、第２の撮像モー
ドにおいては、前記光軸制御手段で前記光軸移動手段を
制御させながら複数回の撮像を行わせ、それにより得ら
れた画像信号を前記記憶手段に記憶するとともに、前記
第２の信号処理手段に所定の信号処理を行わせるように
制御する制御手段とを設けている。

【００１２】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記撮像センサは、第１の撮像モードにおいては、
縦方向２ライン分の撮像信号を同時に読み出すととも
に、縦２画素分の画像信号の加算を行った信号を出力
し、第２の撮像モードにおいては、画像信号の加算を行
わずに、各画素毎の信号を出力するようにしている。

【００１３】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記撮像センサは、補色モザイクフィルタを用いた
撮像センサであることを特徴としている。

【００１４】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記撮像センサは、ＣＣＤ撮像素子であることを特
徴としている。

【００１５】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記光軸移動手段は、可変頂角プリズムであること
を特徴としている。

【００１６】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記光軸移動手段は、レンズシフトであることを特
徴としている。

【００１７】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記光軸移動手段は、平行平板を回転させる方式で
あることを特徴としている。

【００１８】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記請求項１乃至請求項１１記載の撮像装置におい
て、光学レンズおよび撮像センサを含む撮像ユニットと
前記撮像ユニットの信号を受けて信号処理を行う信号処
理ユニットとを分離し、これらの両ユニットをケーブル
にて接続可能としている。

【００１９】

【作用】本発明の撮像装置は前記技術手段よりなるの
で、撮像センサを第１の撮像モードおよび第２の撮像モ
ードの２つの撮像モードで動作させることができるよう
になるとともに、前記２つの撮像モードに合わせて後段
の信号処理を行うようにすることにより、通常の信号処
理を行ってその信号処理結果をモニタに表示するだけで
はなく、撮像センサの持つ個々の画素の出力を取り出
し、高解像度化のような別の信号処理を行うことが可能
となる。

【００２０】さらに、撮像センサの直前に、光軸移動手
段を設けることにより、画素ずらしを行って撮像を行う
ことができるようになるとともに、その撮像により得ら
れた画像信号に、画素ずらしのための信号処理を行うこ
とにより、高解像度での撮像が可能となる。

【００２１】また、カメラヘッドを信号処理部から分離
させることが可能となり、かつカメラヘッドが交換可能
になることにより、通常の撮像カメラや画素ずらし対応
カメラを容易に組み合わせることができるようになる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の撮像装置の一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施例を示す撮
像装置のブロック図である。図１において、１は光学レ
ンズ、２は絞り、３は光学系のドライバ、６は撮像セン
サ、７は同期信号発生器（ＳＳＧ）、８は全体の動作を
制御するシステムコントローラー、９は操作スイッチ、
１２はタイミングジェネレータ（ＴＧ）、１３はサンプ
ルホールド／ＡＧＣ、１４はＡ／Ｄ変換器、１５は切り
換えスイッチ（ＳＷ）、１７は第１の信号処理部、１８
は第１のメモリ、１９は第１のメモリ制御部、２０はＤ
／Ａ変換器、２１はビデオエンコーダ、２２はビデオ信
号、３２は第２のメモリ、３３は第２のメモリ制御部で
ある。

【００２３】図１において、光学レンズ１および絞り２
を通って入射する光によって撮像センサ６上に光学像が
結像される。前記撮像センサ６は、例えば、カラーフィ
ルタを持ったエリアセンサであったり、ＣＣＤセンサで
あったり、ＭＯＳ型センサであったりしてよい。また、
各画素にバイポーラトランジスタを持ったバイポーライ
メージセンサ（ＢＡＳＩＳ）を用いることもできる。

【００２４】撮像センサ６および全体のシステムは、操
作スイッチ９からのマニュアル操作により、第１の撮像
モードか第２の撮像モードかが選択され、システムコン
トローラ８の制御により、第１の撮像モードあるいは第
２の撮像モードのいずれかの撮像モードで動作する。こ
こで、第１の撮像モードと第２の撮像モードの違いは、
撮像センサ６を駆動するタイミング信号の違いであり、
後段の処理系の違いである。

【００２５】先ず、最初に第１の撮像モードの動作につ
いて説明する。第１の撮像モードにおいては、撮像セン
サ６は、同期信号発生器７により発生された同期信号に
従い、タイミングジェネレータ１２により発生された第
１のタイミング信号により駆動される。第１の撮像モー
ドにおいては、撮像センサ６はセンサ内部で縦２画素の
加算を行って出力する撮像モードであり、タイミングジ
ェネレータ１２による駆動パルスによって制御される。

【００２６】一般的には、撮像センサ６を駆動するため
のタイミングパルスジェネレータは、撮像センサに特有
のタイミングパルスであるため、それぞれの撮像センサ
に合わせてＩＣが用意されている。第１の撮像モードで
は、撮像センサ内部で縦２画素の画素加算が行われ、サ
ンプルホールド／ＡＧＣ回路１３により、相関２重サン
プリングおよびＡＧＣ（自動利得制御）が行われ、Ａ／
Ｄ変換器１４によりディジタル化される。

【００２７】このようにしてディジタル化された画像信
号は、切り換えスイッチ１５により、第１の撮像モード
では第１の信号処理部１７へ送られ、第２の撮像モード
においては第２のメモリ３２に送られる。

【００２８】第１の撮像モードでは、切り換えスイッチ
１５を通った画像信号は、第１の信号処理部１７に送ら
れ、ここで信号処理され、輝度２色差（ＹＵＶ）に変換
される。この第１の信号処理部１７では、撮像センサ６
のカラーフィルタを通って光蓄積された信号から一般的
な色信号（ＲＧＢ、ＹＵＶなど）に変換するための、色
変換処理、ホワイトバランス、ガンマ変換、アパーチャ
補正、ローパスフィルタ等の信号処理が通常行われる。

【００２９】一般的には、撮像センサ６に特有の処理を
行うために、それぞれの撮像センサ６に合わせて信号処
理用のＩＣが用意されている。輝度２色差に変換された
信号は、第１のメモリ１８に入力される。

【００３０】通常は、輝度２色差の信号はこの第２のメ
モリ１８を素通りしてＤ／Ａ変換器２０に供給され、こ
こでアナログ信号化される。次に、エンコーダ２１によ
りビデオ信号にエンコードされ、ビデオ信号またはＳビ
デオ信号のような出力映像信号２２として出力される。

【００３１】また、操作スイッチ９で、静止画撮像モー
ドでのスイッチ（図示せず）が押下されたときには、第
１の信号処理部１７で輝度２色差に変換された信号を、
第１のメモリ制御部１９に制御された第１のメモリ１８
に記憶させ、撮像センサ６が第２の撮像モードで動作し
ている間、この第１のメモリ１８に記憶した画像信号を
読み出してＤ／Ａ変換器２０に送り、エンコーダ２１に
よりエンコードを行って、ビデオ信号またはＳビデオ信
号２２として出力する。

【００３２】次に、第２の撮像モードでの動作を説明す
る。第２の撮像モードにおいては、撮像センサ６の内部
で縦２画素の加算は行われず、個々の画素の露光量に応
じた蓄積信号が独立に出力される。第２の撮像モードに
おいては、第１の撮像モード同様に、入射光は光学レン
ズ１および絞り２を通って撮像センサ６上に至り、そこ
に光学像が結像されて撮像される。撮像センサ６により
撮像された画像信号は、タイミングジェネレータ１２に
よるタイミングに従って出力される。

【００３３】ここで、タイミングジェネレータ１２は、
撮像センサ６の内部で縦２画素分の加算が行われないよ
うなタイミングパルスを発生し、撮像センサ６を駆動す
る。撮像センサ６より出力される画像信号は、第１の撮
像モードと同様に、相関２重サンプリングとＡＧＣとが
サンプルホールド／ＡＧＣ回路１３によって行われ、次
に、Ａ／Ｄ変換器１４によりディジタル化される。次い
で、ディジタル化された画像信号は、切り換えスイッチ
１５を通り第２のメモリ３２に与えられ、ここに記憶さ
れる。

【００３４】第２のメモリ３２に記憶された画像データ
は、撮像センサ６の持っている各画素の独立したデータ
である。この独立した画像データは、システムコントロ
ーラ８により読み出され、演算処理されて色信号に変換
され、ディスク等の記憶媒体を備えた高解像度記憶装置
３４に記憶され、必要に応じて外部に出力される。ここ
での演算処理も、撮像センサ６のカラーフィルタを通っ
て光蓄積された信号から一般的な色信号（ＲＧＢ、ＹＵ
Ｖなど）に変換するためのものであり、色変換処理、ホ
ワイトバランス、ガンマ変換、アパーチャ補正、ローパ
スフィルタ等の信号処理が行われる。

【００３５】さらに、ここでの信号処理演算は、所謂画
像処理のための色処理、およびプリントするための色処
理であり、第１の信号処理部１７のようにモニタに表示
するために最適化された信号処理ではない処理を別途に
行うことができる。

【００３６】なお、図１に示したように、本実施例の撮
像装置の場合には、第１の信号処理部１７はＡ／Ｄ変換
器１４および切り換えスイッチ１５の後ろに配設され、
ディジタルでの信号処理を行っている。しかしながら、
本発明は、第１の信号処理部１７の処理をディジタル処
理に限定するものではなく、アナログ処理を行い、メモ
リーに入力する際にＡ／Ｄ変換を行いディジタル処理を
行うようにすることも可能である。

【００３７】図２は、撮像センサのカラーフィルタ配列
を示す図である。カラーフィルタは、補色モザイクフィ
ルタであり、シアン（Ｃｙ）、マジェンダ（Ｍｇ）、イ
エロー（Ｙｅ）、グリーン（Ｇｒ）により構成されてい
る。補色モザイクのカラーフィルタ配列は、シアンとイ
エローの列と、グリーンとマジェンダの列とが交互に配
置され、また、グリーンとマジェンダの列は、１ライン
毎に順番が変わるように配列されている。

【００３８】第１の撮像モードにおいては、撮像センサ
６の内部で縦２画素の加算が行われ、第１フィールドは
１ライン目より２ライン毎に、第２フィールドは２ライ
ン目より２ライン毎に、以下のように出力される。第１フィールドＣｙ_1,1＋Ｇｒ_1,2，Ｙｅ_2,1＋Ｍｇ_2,2，Ｃｙ_3,1＋
Ｇｒ_3,2，Ｙｅ_4,1＋Ｍｇ_4,2，・・・・・Ｃｙ_1,3＋Ｍｇ_1,4，Ｙｅ_2,3＋Ｇｒ_2,4，Ｃｙ_3,3＋
Ｍｇ_3,4，Ｙｅ_4,3＋Ｇｒ_4,4，・・・・・Ｃｙ_1,5＋Ｇｒ_1,6，Ｙｅ_2,5＋Ｍｇ_2,6，Ｃｙ_3,5＋
Ｇｒ_3,6，Ｙｅ_4,5＋Ｍｇ_4,6，・・・・・Ｃｙ_1,7＋Ｍｇ_1,8，Ｙｅ_2,7＋Ｇｒ_2,8，Ｃｙ_3,7＋
Ｍｇ_3,8，Ｙｅ_4,7＋Ｇｒ_4,8，・・・・・・・・・・

【００３９】第２フィールドＧｒ_1,2＋Ｃｙ_1,3，Ｍｇ_2,2＋Ｙｅ_2,3，Ｇｒ_3,2＋
Ｃｙ_3,3，Ｍｇ_4,2＋Ｙｅ_4,3，・・・・・Ｍｇ_1,4＋Ｃｙ_1,5，Ｇｒ_2,4＋Ｙｅ_2,5，Ｍｇ_3,4＋
Ｃｙ_3,5，Ｇｒ_4,4＋Ｙｅ_4,5，・・・・・Ｇｒ_1,6＋Ｃｙ_1,7，Ｍｇ_2,6＋Ｙｅ_2,7，Ｇｒ_3,6＋
Ｃｙ_3,7，Ｍｇ_4,6＋Ｙｅ_4,7，・・・・・Ｍｇ_1,8＋Ｃｙ_1,9，Ｇｒ_2,8＋Ｙｅ_2,9，Ｍｇ_3,8＋
Ｃｙ_3,9，Ｇｒ_4,8＋Ｙｅ_4,9，・・・・・・・・・・

【００４０】前述したように、本実施例の撮像装置は第
２の撮像モードにおいては、撮像センサ６の内部での縦
２画素の加算を行わずに、各画素の光蓄積した信号をそ
のまま出力するようにしている。そして、全データを２
フィールドの期間に１ライン毎のインターレース出力
か、または、上下半分づつに分けて出力するようにして
いる。

【００４１】図３は、図１の撮像装置の動作を説明する
フローチャートである。図３に示したように、先ず、ス
テップＰ１にて、システムコントローラ８により動作撮
像モードを、動画撮像モードである第１の撮像モードに
設定し、撮像センサ６をこの撮像モードにて動作させ
る。

【００４２】そして、撮像した画像信号を第１の信号処
理手段１７により信号処理し、第１のメモリ１８を素通
りさせてＤ／Ａ変換器２０に供給してアナログ信号に変
換する。そして、ステップＰ２にてアナログ信号に変換
した画像信号をエンコーダ２１によりエンコードし、ビ
デオ信号として出力することにより撮像動画を表示する
ようにしている。

【００４３】次のステップＰ３では、操作スイッチ９の
操作がなされたか否かが判断され、操作スイッチ９によ
り静止画撮像モードの操作が行われるまで動画撮像モー
ドが保持される。そして、静止画撮像モードである第２
の撮像モードの操作スイッチが押下されると、現状の動
画撮像モードの撮像画像を第１のメモリ１８に記憶する
とともに（ステップＰ４）、これを読み出して表示を行
うようにする（ステップＰ５）。

【００４４】これにより、次のステップＰ６において、
表示状態が撮像センサ６により撮像されている動画像か
ら、第１のメモリ１８に記憶されている静止画像に切り
換えられる。その後、撮像モードが静止画撮像モード、
すなわち、第２の撮像モードに切り換えられる。

【００４５】第２の撮像モードでは、撮像センサ６は静
止画撮像モードで動作し、切り換えスイッチ１５は入力
される画像信号を第２のメモリ３２に送る側に切り換え
られる。この静止画撮像モードで撮像センサ６により撮
像された画像信号は、各画素毎の独立したデータとして
第２のメモリ３２に記憶される（ステップＰ７）。

【００４６】そして、第２のメモリ３２に記憶された画
像データは、システムコントローラ８により読み出され
て演算処理され、輝度２色差データまたはＲＧＢデータ
に変換される（ステップＰ８）。ここでの信号処理演算
は、所謂画像処理のための色処理であったり、プリント
するための色処理であったりする処理、すなわち、第１
の信号処理部１７のようにモニタに表示するために最適
化された信号処理ではない処理、例えば、高解像度化を
実現するための処理のような処理を別途に行うのに都合
がよい。

【００４７】なお、本実施例では、前記第２の信号処理
部をシステムコントローラ８によるソフトウェアにより
構成して上述のような処理を行っている。しかし、前記
信号処理部をハードウェアにより実現するようにしても
よい。

【００４８】図４は、本発明の撮像装置の第２の実施例
である。図４において、４は光軸を移動させるための回
転可能な平行平板、５は回転可能な平行平板４を制御す
るための制御手段であり、その他の構成は図１に示した
撮像装置と同様である。

【００４９】図４の撮像装置においては、レンズ１およ
び絞り２と撮像センサ６との間に、回転可能な平行平板
４を配置し、これを光軸に対して垂直な２軸を回転中心
として回転させるようにしている。これにより、撮像セ
ンサ６上に結像する光学像を移動させることが可能とな
り、回転可能な平行平板４の回転角を制御手段５により
制御することで、撮像センサ６上に結像する光学像を所
望の移動量分だけ移動させることができるようになる。

【００５０】図５は、この平行平板４を光軸に対して垂
直な軸を中心に回転させることにより、光学像が移動す
ることを示した図である。ここで、平行平板４の回転角
をθ、光学像の移動量をｄとする。この時、光学像の移
動量ｄは、平行平板４の屈折率ｎ、厚みＴ，および回転
角θの関数となる。

【００５１】ここで、平行平板４について特定のものを
選択すると、屈折率ｎと厚みＴは１意的に定まるため、
光学像の移動量ｄは回転角θのみの関数となる。これを
次式に示す。ｄ＝ｆ（θ，ｎ，Ｔ） …（１式）

【００５２】

【数１】

【００５３】ここで、θが小さいときには、次の近似式
が成り立つ。

【００５４】

【数２】

【００５５】（３式）において、θが小さいときには、
ｓｉｎθはほぼ直線近似できるので、簡単に平行平板４
の回転角θより光学像の移動量ｄを求めることができ
る。このことは、逆に、光学像の移動量ｄより平行平板
４の回転角θを簡単に求めることができる。

【００５６】

【数３】

【００５７】図４において、第１の撮像モードでの動作
は、第１の実施例と同様である。また、第２の撮像モー
ドでは撮像センサ６は画素加算を行わず、各画素個々の
光蓄積データを出力させて、更に平行平板４をこれの制
御手段５により制御しながら、第２のメモリ３２への格
納を複数回繰り返す。

【００５８】これにより、画素ずらしを行いながら画像
信号の取り込みを行い、この取り込んだ画像信号を色処
理等の演算処理することにより、高解像度の画像を得る
ことができる。実際には、撮像センサ６上の光学像が、
左に１画素分、下に１画素分、右に１画素分、順に移動
するように平行平板４の移動を制御し、それぞれの状態
で撮像して得た画像信号を第２のメモリ３２に記憶させ
る。

【００５９】このように１画素ずつ光学像を移動させ
て、それぞれの位置でメモリに記憶させることで、各画
素位置には、４色（Ｃｙ、Ｙｅ、Ｍｇ、Ｇｒ）のそれぞ
れのフィルタデータが第２のメモリ３２上に記憶される
ことになる。これにより、各画素に４色のデータがある
ので、各画素毎に演算処理可能であり、単板のカラーセ
ンサに比較して解像度を高くすることが可能である。

【００６０】次に、図６を使って、平行平板４を動かし
ながら画素ずらしを行ったときの撮像例を説明する。図
６（ａ）は、補色モザイクフィルタでの撮像を示してい
る。先ず、この状態で撮像した画像データを第２のメモ
リ３２に記憶させる。図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態
より、平行平板４を回転させ１画素分のみ画像を左にシ
フトさせた状態である。点線は、移動した光学像の範囲
を示す。

【００６１】図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態より、平
行平板４を回転させ１画素分のみ画像を上にシフトさせ
た状態であり、図６（ｄ）は、図６（ｃ）の状態より、
平行平板４を回転させ１画素分のみ画像を右にシフトさ
せた状態である。この４回の状態により、光学像を１画
素づつ上下左右方向に動かして得た４種類の画像データ
を記憶することができる。

【００６２】図７は、第２の実施例の撮像装置の動作を
説明するためのフローチャートである。図７において、
先ず、ステップＰ１にてシステムコントローラ８により
動作撮像モードを動画撮像モード（すなわち、第１の撮
像モード）に設定し、撮像センサ６をこの撮像モードに
て動作させるようにする。

【００６３】そして、撮像した画像信号を第１の信号処
理手段１７により信号処理し、第１のメモリ１８を素通
しさせてＤ／Ａ変換器２０に供給し、アナログ信号に変
換する。そして、アナログ信号に変換した画像信号をエ
ンコーダ２１に供給してエンコードしてビデオ信号とし
て表示する（ステップＰ２）。

【００６４】次に、ステップＰ３に進んでキー操作によ
り静止画モード設定されたか否かを判断し、操作スイッ
チ９により静止画撮像モードにする操作が行われるまで
この撮像モードを保持する。

【００６５】そして、静止画撮像モード（第２の撮像モ
ード）スイッチが押下されると、現状の動画撮像モード
の撮像画像を第１のメモリ１８に記憶し（ステップＰ
４）、これを読み出して表示する（ステップＰ５）。次
に、ステップＰ６において撮像センサ６により撮像して
いる画像から、第１のメモリ１８に記憶された画像に表
示を切り換えた後、動画撮像モードを静止画撮像モード
（すなわち、第２の撮像モード）に切り換える。

【００６６】静止画撮像モードでは、撮像センサ６は静
止画撮像モードで動作し、切り換えスイッチ１５は画像
信号を第２のメモリ３２に送る側に切り換えられる。こ
の静止画撮像モードで撮像センサ６により撮像された画
像信号は、各画素毎の独立したデータとして第２のメモ
リ３２に記憶される（ステップＰ７）。

【００６７】次に、ステップＰ８に進み、平行平板４を
この制御手段５の制御の下で撮像センサ６に結像する光
学像を１画素分左にシフトして図６（ｂ）の状態とし、
これを第２のメモリ３２に記憶する。

【００６８】同様に、次のステップＰ９にて、１画素分
上にシフトして図６（ｃ）の状態とし、これを第２のメ
モリ３２に記憶する。同様に、１画素分右にシフトし、
図６（ｄ）の状態とし、これを第２のメモリ３２に記憶
する（ステップＰ１０）。そして、最後に、１画素分下
にシフトし、光学像をもとの位置に戻す（ステップＰ１
１）。

【００６９】このように平行平板４を使って、１画素ず
つシフトを行いながら画像データを４回取り込み、この
４回分の画像データを使って、システムコントローラ８
が読み出して演算処理を行い、輝度２色差データまたは
ＲＧＢデータに変換する。

【００７０】ここでの信号処理演算は、単板センサより
カラー画像を作る処理とは異なり、４色（Ｃｙ、Ｍｇ、
Ｙｅ、Ｇｒ）の各データが全ての画素にそろっているた
め、単純なマトリックス演算処理でカラー画像信号を作
ることができる。このために、単板センサの画像信号に
比較し高解像度な画像信号を作ることができる。

【００７１】なお、この例では第２の信号処理部をシス
テムコントローラ８によるソフトウェアにより構成して
いるが、前記第２の信号処理部はハードウェアにより実
現するようにしてもよい。

【００７２】また、この第２の実施例では、平行平板４
を用いて画素ずらしを行うようにした例を説明したが、
レンズシフト（複数のレンズのうち１枚または複数枚を
光軸に対し垂直方向にシフトさせる）や、可変頂角プリ
ズムなどを用いても同様の画素ずらしを行うことは可能
である。

【００７３】さらに、第２の実施例では、１画素ずらし
を４回行い解像度を高めたが、１／２画素ずらしを縦横
各４回、合計１６回行うことでより解像度を上げること
も可能である。

【００７４】次に、本発明の撮像装置の第３の実施例を
説明する。図８は、第３の実施例を示す撮像装置の概略
構成図である。この第３の実施例は、撮像装置をカメラ
ヘッド部とカメラの信号処理部とに分離して構成し、複
数のカメラヘッド部を選択的に接続することができるよ
うにしたものである。

【００７５】図８において、１０１は第１のカメラヘッ
ド部、１０２は第２のカメラヘッド部、１０３は第３の
カメラヘッド部である。また、１１０はカメラの信号処
理部、１１１はホストコンピュータ、１１２は表示用モ
ニタ、１２１、１２２、１２３はカメラヘッド部と信号
処理部とを接続するための信号ケーブル、１２５はホス
トコンピュータとカメラ信号処理部とを接続するための
信号ケーブル、１２６はビデオケーブルである。

【００７６】図９および図１０は、カメラヘッド部のブ
ロック図である。図１１は、カメラの信号処理部のブロ
ック図である。図９のカメラヘッド部は、画素ずらしを
行わないカメラヘッド部であり、図１０のカメラヘッド
部は、画素ずらしを行い光解像度化を行うカメラヘッド
部である。なお、図９、図１０および図１１において、
４０はアンプ、４１は画像信号伝送線、４２は同期信号
発生器７により発生された同期信号を伝送するための信
号線、４３はカメラヘッド部の動作を制御する制御装置
（ＭＰＵ）、４４は制御装置４３とカメラのシステムコ
ントローラ４５との間を接続する信号線である。

【００７７】この第３の実施例においては、カメラヘッ
ドと信号処理部とを分離するようにしたので、複数種類
のカメラヘッドを自由に組み合わせることが可能とな
る。これにより、各カメラヘッドと信号処理部との組合
せにより、１つの撮像モードのみしかサポートしない撮
像システムを構成したり、あるいは高解像度の撮像を可
能とする撮像システムを構成したりすることがでいる。

【００７８】

【発明の効果】本発明は上述したように、撮像センサの
動画撮像モードを２つ以上の複数モード設けるととも
に、前記複数の動画撮像モードに対応させて信号処理部
を少なくとも２種類設け、それぞれの動画撮像モードで
別々に信号処理を行うようにしたので、モニタ表示用の
信号処理およびその他の画像信号処理を良好に行うこと
ができるようにすることができる。

【００７９】また、光軸移動手段を設け、これを用いて
画素ずらしを行いながら撮像センサの持っている各画素
の信号を独立に取り出すようにすることができるので、
高解像度での撮像を行うことができる。

【００８０】さらに、カメラヘッドと信号処理部とを分
離することで、複数種類のカメラヘッドを自由に組み合
わせることが可能となり、その組合せにより、１つの撮
像モードのみしかサポートしない撮像システムとした
り、高解像度での撮像を可能とする撮像システムとした
りすることが可能となった。

【００８１】また、光軸移動手段に関し、レンズシフト
を行う方法は光学系の大きさを大きくすることなしに実
現可能であり、可変頂角プリズムを利用する方法は光軸
を大きく振ることも可能であり、また、平行平板を回転
させる方法は微小変異を比較的容易に行うことが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す撮像装置のブロック図
である。

【図２】単板撮像センサの補色モザイクフィルタ配列の
一例を示す図である。

【図３】第１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】本発明の第２の実施例を示す撮像装置のブロッ
ク図である。

【図５】平行平板による光軸移動の説明図である。

【図６】画素ずらしによる撮像例を示す図である。

【図７】第２の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】本発明の第３の実施例を示す撮像装置のブロッ
ク図である。

【図９】第１のカメラヘッド部の構成を示すブロック図
である。

【図１０】第２のカメラヘッド部の構成を示すブロック
図である。

【図１１】カメラの信号処理部の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１光学レンズ２絞り３光学系のドライバ４光軸を移動させるための回転可能な平行平板５回転可能な平行平板を制御するための制御手段６撮像センサ７同期信号発生器（ＳＳＧ）８全体を制御するシステムコントローラ９操作スイッチ１２タイミングジェネレータ（ＴＧ）１３サンプルホールド／ＡＧＣ１４Ａ／Ｄ変換器１５切り換えスイッチ１７第１の信号処理部１８第１の記憶部１９第１の記憶制御部２０Ｄ／Ａ変換器２１ビデオエンコーダ２２ビデオ信号３２第２の記憶部３３第２の記憶制御部３４高解像度信号記憶装置１０１第１のカメラヘッド部１０２第２のカメラヘッド部１０３第３のカメラヘッド部１１０カメラの信号処理部１１１ホストコンピュータ１１２表示用モニタ１２１カメラヘッド部と信号処理部とを接続するため
の信号ケーブル１２２カメラヘッド部と信号処理部とを接続するため
の信号ケーブル１２３カメラヘッド部と信号処理部とを接続するため
の信号ケーブル１２５ホストコンピュータと信号処理部とを接続する
ための信号ケーブル１２６ビデオケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１の撮像モードおよび第２
の撮像モードを有し、２つ以上の撮像モードで動作する
撮像センサと、前記撮像センサから出力される画像信号に所定の信号処
理を施す第１の信号処理手段と、前記撮像センサから出力される画像信号を記憶する記憶
手段と、前記記憶手段に記憶された画像信号に所定の信号処理を
施す第２の信号処理手段と、前記第１の撮像モードにおいては、前記撮像センサから
与えられる画像信号を前記第１の信号処理手段により処
理させるようにするとともに、前記第２の撮像モードに
おいては、前記記憶手段に記憶された画像信号を前記第
２の信号処理手段により処理させるように制御する制御
手段とを具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】光学レンズと、少なくとも第１の撮像モードおよび第２の撮像モードを
有し、２つ以上の撮像モードで動作する撮像センサと、前記撮像センサにより撮像された画像信号を処理するた
めの第１の信号処理手段と、前記撮像センサにより撮像された画像信号をＡ／Ｄ変換
するためのＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換された画
像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたディジタルの画像信号を処理
するための第２の信号処理手段と、前記撮像センサにより撮像された画像信号を処理するモ
ードを第１の撮像モードと第２の撮像モードとに切り換
えるモード切換手段と、前記モード切換手段が第１の撮像モードを選択している
ときには前記第１の信号処理手段による信号処理を行わ
せるように制御するとともに、前記モード切換手段が第
２の撮像モードを選択しているときには前記第２の信号
処理手段による信号処理を行わせるように制御する制御
手段とを具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】前記撮像センサは、第１の撮像モードに
おいては、縦方向２ライン分の撮像データを同時に読み
出し、縦２画素分の画像信号の加算を行った信号を出力
し、第２の撮像モードにおいては画像データの加算を行
わずに、各画素毎の信号を出力することを特徴とする請
求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】前記撮像センサは、補色モザイクフィル
タを用いた撮像センサであることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】前記撮像センサは、ＣＣＤ撮像素子であ
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記
載の撮像装置。
【請求項６】光学レンズと、前記光学レンズを通して入射する光の光軸を移動させる
光軸移動手段と、前記光軸移動制御手段の動作を制御するための光軸移動
制御手段と、少なくとも第１の撮像モードおよび第２の撮像モードを
有し、２つ以上の撮像モードで動作する撮像センサと、前記撮像センサにより撮像された画像信号に所定の信号
処理を施すための第１の信号処理手段と、前記撮像センサにより撮像された画像信号をＡ／Ｄ変換
するためのＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換された画
像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された画像信号に所定の信号処理を
施すための第２の信号処理手段と、第１の撮像モードにおいては、前記第１の信号処理手段
に信号処理を行わせ、第２の撮像モードにおいては、前
記光軸制御手段で前記光軸移動手段を制御させながら複
数回の撮像を行わせ、それにより得られた画像信号を前
記記憶手段に記憶するとともに、前記第２の信号処理手
段に所定の信号処理を行わせるように制御する制御手段
とを設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】前記撮像センサは、第１の撮像モードに
おいては、縦方向２ライン分の撮像信号を同時に読み出
すとともに、縦２画素分の画像信号の加算を行った信号
を出力し、第２の撮像モードにおいては、画像信号の加算を行わず
に、各画素毎の信号を出力することを特徴とする請求項
６記載の撮像装置。
【請求項８】前記撮像センサは、補色モザイクフィル
タを用いた撮像センサであることを特徴とする請求項６
乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】前記撮像センサは、ＣＣＤ撮像素子であ
ることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記
載の撮像装置。
【請求項１０】前記光軸移動手段は、可変頂角プリズ
ムであることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいず
れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】前記光軸移動手段は、レンズシフトで
あることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか
１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】前記光軸移動手段は、平行平板を回転
させる方式であることを特徴とする請求項６乃至請求項
９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】前記請求項１乃至請求項１２記載の撮
像装置において、光学レンズおよび撮像センサを含む撮像ユニットと、前記撮像ユニットの信号を受けて信号処理を行う信号処
理ユニットとを分離し、これらの２つのユニットをケー
ブルにて接続可能としたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】光学レンズおよび撮像センサを含む撮
像ユニットと、前記撮像ユニットの信号を受けて信号処
理を行う信号処理ユニットとを信号ケーブルにて接続す
るようにするとともに、前記撮像ユニットを交換可能と
したことを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。