JPH0865569A - Ｃｃｄカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １つのＣＣＤカメラ素子１０を用いて、この
ＣＣＤカメラ素子自体が備える画素数よりも高い解像度
を得るようにしたＣＣＤカメラ装置を提供する。 【構成】 ＣＣＤカメラ素子１０の一方の横側の辺を、
圧電効果素子１４を介して固定する。この圧電効果素子
１４には、制御回路２０よりフィールド毎に電圧が加え
られまたは電圧が加えられないように切り換え制御され
る。そして、圧電効果素子１４の歪により、ＣＣＤカメ
ラ素子１０は、水平方向の画素間の距離の１／２だけず
るように、制御回路２０の電圧を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つのＣＣＤカメラ素
子を用いて、その素子の備える画素数よりも高い解像度
を得るようにしたＣＣＤカメラ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤカメラ素子は、その素子が設計さ
れた時点で水平方向の画素数および垂直方向の画素数が
それぞれ定まる。そこで、既存のＣＣＤカメラ素子を用
いて水平方向の解像度を向上させるための１つの従来技
術は、複数のＣＣＤカメラ素子を用いて装置全体として
の画素数を増やすものである。例えば、２つのＣＣＤカ
メラ素子を用いるものにあっては、２つのＣＣＤカメラ
素子の光軸をずらして配置し、光学系手段により、それ
ぞれのＣＣＤカメラ素子が画素間の距離の１／２だけず
れた異なる画像を受けて信号を出力するようにし、２つ
のＣＣＤカメラ素子の信号を相互に補間することで解像
度の向上が図られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にあ
っては、光学系が複雑なものとなり、光学系部材および
ＣＣＤカメラ素子等の光軸の調整に手間がかかる。ま
た、ＣＣＤカメラ素子間の特性のバラツキにより出力信
号の大きさにずれを生じ易く、これを補正する回路等が
必要となる。このために、量産に適していない。

【０００４】本発明は、このような従来技術の事情に鑑
みてなされたもので、１つのＣＣＤカメラ素子を用いて
解像度の向上を図るようにしたＣＣＤカメラ装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のＣＣＤカメラ装置は、ＣＣＤカメラ素子
を、横側に設けた圧電効果素子を介して固定し、前記圧
電効果素子に電圧を加えまたは電圧を加えないように切
り換え制御する制御回路を設け、前記圧電効果素子に電
圧を加えることでその歪により前記ＣＣＤカメラ素子を
水平方向の画素間の距離の１／２だけ横方向にずらすよ
うに構成されている。

【０００６】また、本発明のＣＣＤカメラ装置は、ＣＣ
Ｄカメラ素子を、上下側のすくなくともいずれか一方に
設けた圧電効果素子を介して固定し、前記圧電効果素子
に電圧を加えまたは電圧を加えないように切り換え制御
する制御回路を設け、前記圧電効果素子に電圧を加える
ことでその歪により前記ＣＣＤカメラ素子を垂直方向の
画素間の距離の１／２だけ上下方向にずらすように構成
されても良い。

【０００７】そして、前記ＣＣＤカメラ素子から１フレ
ーム分の信号が出力される毎に、前記制御回路の出力が
切り換えられるように構成されることもできる。

【０００８】さらに、前記制御回路から前記圧電効果素
子に電圧を加えずに前記ＣＣＤカメラ素子から出力され
る１フレーム分の信号を第１信号としてメモリに記憶
し、前記制御回路から前記圧電効果素子に電圧を加えて
前記ＣＣＤカメラ素子から出力される１フレーム分の信
号を第２信号としてメモリに記憶し、前記メモリより前
記第１と第２信号から１画素毎に交互に信号を読み出す
ように構成されることもできる。

【０００９】

【作 用】請求項１記載のＣＣＤカメラ装置にあって
は、制御回路の電圧に応じて圧電効果素子が歪みまたは
歪まないことで、ＣＣＤカメラ素子が水平方向の画素間
の距離の１／２だけ水平方向にずらされるので、水平方
向で２倍の画素数の信号が得られる。

【００１０】また、請求項２記載のＣＣＤカメラ装置に
あっては、圧電効果素子が歪みまたは歪まないことで、
ＣＣＤカメラ素子が垂直方向の画素間の距離の１／２だ
け上下方向にずらされるので、垂直方向で２倍の画素数
の信号が得られる。

【００１１】そして、請求項３記載のＣＣＤカメラ装置
にあっては、ＣＣＤカメラ素子が１フレーム分の信号を
出力する毎にＣＣＤカメラ素子が画素間の１／２の距離
だけずらされるので、ＣＣＤカメラ素子がずらされた状
態での信号とずらされていない状態での信号の２つのフ
レーム信号により、解像度の高い１つのフレーム信号を
合成し得る。

【００１２】さらに、請求項４記載のＣＣＤカメラ装置
にあっては、ＣＣＤカメラ素子がずらされた状態での１
フレーム分の第１信号と、ずらされていない状態での１
フレーム分の第２信号が、メモリより１画素毎に交互に
読み出されるので、水平方向に２倍の画素数を有する１
つのフレーム信号が得られる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例につき図１ないし図４
を参照して説明する。図１は、本発明のＣＣＤカメラ装
置の一実施例の構造図であり、図２は、本発明装置に用
いられるブロック回路図であり、図３は、図２における
フリップフロップの動作を説明する図であり、図４は、
図１においてＣＣＤカメラ素子の水平方向のずれを図示
した図である。

【００１４】まず、図１において、ＣＣＤカメラ素子１
０の一方の横側の辺に接続部材１２の一端が固定され、
この接続部材１２の他端が圧電効果素子１４の一方の側
に固定される。この圧電効果素子１４の他方の側が、取
付部材１６を介してカメラ装置の筐体１８等に固定され
る。そして、圧電効果素子１４は、制御回路２０から電
圧が加えられまたは加えられない。そこで、制御回路２
０からの電圧の切り換え制御により、圧電効果素子１４
は歪みまたは歪まない２つの状態に制御され、この歪に
応じてＣＣＤカメラ１０が水平方向に僅かにずれる。な
お、図示してないが、ＣＣＤカメラ素子１０は、水平方
向に移動自在であるが垂直方向にはぶれないように、上
下側が適宜に摺接支持されていても良い。

【００１５】次に、本発明装置に用いられるブロック回
路につき、図２により説明する。フリップフロップ２２
のクロック入力端に同期分離ＩＣ（図示せず）から得ら
れてフィールド毎に切り換えられるＯＤＤ／ＥＶＥＮ入
力信号２４が与えられ、リセット入力端に同期分離用Ｉ
Ｃから４フィールド毎に出力されるフィールド１信号２
６が与えられる。フリップフロップ２２のＱ出力端は、
可変抵抗２８を介して接地される。この可変抵抗２８の
摺動出力端が圧電効果素子１４に接続される。なお、フ
リップフロップ２２と可変抵抗２８により制御回路２０
が形成される。

【００１６】ＣＣＤカメラ素子１０の出力信号は、Ａ／
Ｄ変換器３０を介してメモリ３２に与えられ適宜に記憶
される。このメモリ３２には、書込アドレスカウンタ３
４とフリップフロップ２２のＱ出力端から信号が書込ア
ドレスとして与えられ、また読出アドレスカウンタ３６
から読出アドレスが与えられ、その読出信号がＤ／Ａ変
換器３８でアナログ信号に変換されて映像出力４０とし
て出力される。読出アドレスカウンタ３６およびＤ／Ａ
変換器３８にはクロックパルス４２が与えられる。さら
に、このクロックパルス４２は、分周器４４で１／２の
周波数に変換されて、ＣＣＤカメラ素子１０とＡ／Ｄ変
換器３０および書込アドレスカウンタ３４に与えられ
る。

【００１７】かかる構成において、図３に示すごとく、
フリップフロップ２２は、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ入力２４と
フィールド１入力２６に応じて、Ｑ出力が図３（ｃ）の
ごとく、２フィールド毎にすなわち１フレーム毎に
“Ｈ”と“Ｌ”に切り換えられる。そこで、この“Ｈ”
出力信号としての電圧が、可変抵抗２８により適宜に分
圧されて圧電効果素子１４に与えられる。また、“Ｌ”
出力信号は、電圧が零である。したがって、圧電効果素
子１４は、フレーム毎に電圧が加えられまたは電圧が加
えられない２つの状態に切り換え制御される。

【００１８】ここで、可変抵抗２８で調整されて圧電効
果素子１４に与えられる電圧は、ＣＣＤカメラ素子１０
が、図４に示すごとく、水平方向の画素間の距離の１／
２だけずれるように圧電効果素子１４を歪ませる大きさ
に調整される。そこで、フリップフロップ２２のＱ出力
が“Ｌ”で、圧電効果素子１４が歪まない状態であれ
ば、図４に実線で示す位置でＣＣＤカメラ素子１０が動
作される。また、フリップフロップ２２のＱ出力が
“Ｈ”で、圧電効果素子１４が歪んだ状態であれば、図
４に破線で示す水平方向に画素間の距離の１／２だけず
れた位置でＣＣＤカメラ素子１０が動作される。したが
って、１フレーム毎にＣＣＤカメラ素子１０は、水平方
向の画素間の距離の１／２だけずれた２つの位置で画像
を撮影することとなり、２つの位置で撮影された画像を
重ねることで、水平方向にＣＣＤカメラ素子１０自体が
備える画素数の２倍の画素の信号を得ることができる。

【００１９】そこで、書込アドレスカウンタ３４とフリ
ップフロップ２２のＱ出力により指定されるメモリ３２
のアドレスを、フレーム毎に奇数番地と偶数番地とに切
り換え、２フレーム分の信号が記憶される。その後、読
出アドレスカウンタ３６により指定されるメモリ３２の
アドレスを、連続番地ですなわち各フレーム分の信号が
１画素毎に交互に読み出され、Ｄ／Ａ変換器３８でアナ
ログ信号に変換されて、映像出力４０として出力され
る。したがって、この映像出力４０は、ＣＣＤカメラ素
子１０の有する水平方向の画素数の２倍の画素数を有す
る信号となる。

【００２０】なお、上記実施例では、メモリ３２の奇数
番地と偶数番地とに、フレーム毎に切り換えて信号を記
憶したが、これに限られず、２フレーム分の信号を連続
番地で記憶させ、または別々のメモリに分けて記憶さ
せ、読み出すときにフレーム毎に信号が交互に読み出さ
れるようにしても良い。映像出力４０として出力される
信号が、フレーム毎に交互にＣＣＤカメラ素子１０の２
つの異なる位置でそれぞれ撮影された信号が配列されて
いれば、いかなる構成であっても良いことは勿論であ
る。

【００２１】本発明のＣＣＤカメラ装置の他の実施例を
図５および図６を参照して説明する。図５は、本発明の
ＣＣＤカメラ装置の他の実施例の構造図であり、図６
は、図５においてＣＣＤカメラ素子の垂直方向のずれを
図示した図である。

【００２２】まず、本発明の他の実施例にあっては、図
５に示すごとく、ＣＣＤカメラ素子１０の下側の辺に接
続部材１２の一端が固定され、この接続部材１２の他端
が圧電効果素子１４の一方の側に固定される。この圧電
効果素子１４の他方の側が、取付部材１６を介してカメ
ラ装置の筐体１８等に固定される。なお、ＣＣＤカメラ
素子１０の下側の辺に代えて、上側の辺に圧電効果素子
１４等が設けられて固定されても良い。そして、制御回
路２０から圧電効果素子１４に電圧が加えられ、または
加えられない。そこで、制御回路２０からの電圧の切り
換え制御により、圧電効果素子１４は歪みまたは歪まな
い２つの状態に制御され、ＣＣＤカメラ素子１０が垂直
方向に僅かにずれる。

【００２３】このＣＣＤカメラ素子１０の垂直方向のず
れが、図６に示すごとく、垂直方向の画素間の距離の１
／２となるように、圧電効果素子１４に加わる電圧の大
きさが調整される。

【００２４】かかる構成にあっては、ＣＣＤカメラ素子
１０は、垂直方向の画素間の距離の１／２だけずれた２
つの位置で画像を撮影することとなり、２つの位置が撮
影された画像を重ねることで、ＣＣＤカメラ素子１０自
体が備える垂直方向の画素数の２倍の画素信号を得るこ
とができる。すなわち、２倍の水平走査線が得られる。
ここで、２つの位置で撮影された画像を重ねるには、例
えば一方の位置におけるＣＣＤカメラ素子１０から得ら
れる水平走査信号をメモリの奇数番域に順次に記憶し、
他方の位置における水平走査信号を偶数番域に順次に記
憶し、読み出すときに連続した番域から２つの位置の水
平走査信号が交互に読み出されれば良い。

【００２５】なお、ＣＣＤカメラ素子１０を横側に設け
た第１の圧電効果素子１４を介して第１の枠に固定し、
この第１の枠を上下側いずれかに設けた第２の圧電効果
素子１４を介してカメラ装置の筐体１８に固定するなら
ば、第１と第２の圧電効果素子１４，１４が歪みまたは
歪まないことで、ＣＣＤカメラ素子１０を４つの位置に
ずらすことができ、水平および垂直方向にそれぞれ画素
数を２倍として解像度を向上させることも可能である。
また、ＣＣＤカメラ素子１０の両横側または上下の両側
に圧電効果素子１４をそれぞれ設け、一方の圧電効果素
子１４に電圧を加え他方の圧電効果素子１４には電圧を
加えないように交互に切り換えて、ＣＣＤカメラ素子１
０の位置をずらすようにしても良い。

【００２６】そして、圧電効果素子１４は、電気エネル
ギーを機械エネルギーに変換できる素子であれば良く、
水晶等の単結晶やチタン酸バリウム等の圧電セラミック
スおよび高分子系圧電材料等のいかなるものが用いられ
ても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＣＤカ
メラ装置は構成されているので、以下のごとき格別な効
果を奏する。

【００２８】請求項１記載のＣＣＤカメラ装置にあって
は、ＣＣＤカメラ素子自体が備える水平方向の画素数に
対して、水平方向に２倍の画素数の信号が得られる。そ
こで、既存のＣＣＤカメラ素子を用いて、本発明にあっ
ては水平方向に２倍の解像度が得られる。しかも、従来
のごとく複数のＣＣＤカメラ素子を用いて解像度の向上
を図るものに比べて、複雑な光学系を必要とせず、また
素子間の感度のずれに対する補正回路等も不要であり、
装置全体として安価であり、量産に好適である。

【００２９】また、請求項２記載のＣＣＤカメラ装置に
あっては、ＣＣＤカメラ素子自体が備える垂直方向の画
素数に対して、垂直方向に２倍の画素数の信号が得られ
る。そこで、既存のＣＣＤカメラ素子を用いて、本発明
にあっては２倍の水平走査信号が得られ、垂直方向で２
倍の解像度が得られる。近年研究の著しい高精細テレビ
用のＣＣＤカメラ装置として用いることもできる。

【００３０】そして、請求項３記載のＣＣＤカメラ装置
にあっては、１フレーム分の信号が出力される毎に、Ｃ
ＣＤカメラ素子の位置がずらされるので、２つの異なる
位置のＣＣＤカメラ素子で撮影された２フレーム分の信
号を重ねることで、解像度の高い１つのフレームの信号
を合成し得る。

【００３１】さらに、請求項４記載のＣＣＤカメラ装置
にあっては、１フレーム毎に切り換えられて水平方向に
２つの異なる位置のＣＣＤカメラ素子で撮影された信号
が、１画素毎に交互に読み出されるので、水平方向に２
倍の画素を有するＣＣＤカメラ素子で撮影されたのと同
様の信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＣＣＤカメラ装置の一実施例の構造図
である。

【図２】本発明装置に用いられるブロック回路図であ
る。

【図３】図２におけるフリップフロップの動作を説明す
る図である。

【図４】図１においてＣＣＤカメラ素子の水平方向のず
れを図示した図である。

【図５】本発明のＣＣＤカメラ装置の他の実施例の構造
図である。

【図６】図５においてＣＣＤカメラ素子の垂直方向のず
れを図示した図である。

【符号の説明】

１０ ＣＣＤカメラ素子 １４ 圧電効果素子 ２０ 制御回路 ２２ フリップフロップ ２４ ＯＤＤ／ＥＶＥＮ入力 ２６ フィールド１入力 ３２ メモリ ３４ 書込アドレスカウンタ ３６ 読出アドレスカウンタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＣＤカメラ素子を、横側に設けた圧電
   効果素子を介して固定し、前記圧電効果素子に電圧を加
   えまたは電圧を加えないように切り換え制御する制御回
   路を設け、前記圧電効果素子に電圧を加えることでその
   歪により前記ＣＣＤカメラ素子を水平方向の画素間の距
   離の１／２だけ横方向にずらすように構成したことを特
   徴とするＣＣＤカメラ装置。
2. 【請求項２】 ＣＣＤカメラ素子を、上下側のすくなく
   ともいずれか一方に設けた圧電効果素子を介して固定
   し、前記圧電効果素子に電圧を加えまたは電圧を加えな
   いように切り換え制御する制御回路を設け、前記圧電効
   果素子に電圧を加えることでその歪により前記ＣＣＤカ
   メラ素子を垂直方向の画素間の距離の１／２だけ上下方
   向にずらすように構成したことを特徴とするＣＣＤカメ
   ラ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のＣＣＤカメラ装
   置において、前記ＣＣＤカメラ素子から１フレーム分の
   信号が出力される毎に、前記制御回路の出力が切り換え
   られるように構成したことを特徴とするＣＣＤカメラ装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のＣＣＤカメラ装置におい
   て、前記制御回路から前記圧電効果素子に電圧を加えず
   に前記ＣＣＤカメラ素子から出力される１フレーム分の
   信号を第１信号としてメモリに記憶し、前記制御回路か
   ら前記圧電効果素子に電圧を加えて前記ＣＣＤカメラ素
   子から出力される１フレーム分の信号を第２信号として
   メモリに記憶し、前記メモリより前記第１と第２信号か
   ら１画素毎に交互に信号を読み出すように構成したこと
   を特徴とするＣＣＤカメラ装置。