JPH09219867A - Still color picture image pickup device and its method - Google Patents

Still color picture image pickup device and its method

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JPH09219867A
JPH09219867A JP31422396A JP31422396A JPH09219867A JP H09219867 A JPH09219867 A JP H09219867A JP 31422396 A JP31422396 A JP 31422396A JP 31422396 A JP31422396 A JP 31422396A JP H09219867 A JPH09219867 A JP H09219867A
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JP
Japan
Prior art keywords
solid
image pickup
pickup device
color
photoelectric conversion
Prior art date
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Pending
Application number
JP31422396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fuminori Suzuki
文典 鈴木
Satoshi Watanabe
悟史 渡邊
Hiroshi Kitagawa
宏 北川
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TECHNO MEDIA KK
Original Assignee
TECHNO MEDIA KK
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09219867A publication Critical patent/JPH09219867A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a moving image which obtains a picture of high quality equivalent to a three-CCD type at cost as low as a single-CCD type, prevents an inputting time from becoming redundant and is free from moire stripes. SOLUTION: This device uses what obtained by fixing a color filter with different color component areas corresponding to the arraying interval of photoelectric conversion element to the front face of the image picking-up face of a solid-state image pickup device 33 with the image picking-up face constituted by arraying many photoelectric conversion elements in the state of a matrix. Then the solid-state image pickup device and incident light to the solid-state image pickup device 33 are mutually displaced by the unit of the arraying interval of photoelectric conversion element along the image picking-up face to change the irradiating position of the incident light to the solid-state image pickup device 33 to image-compose image data of the solid-state image pickup device 33 picked up at the plural changed positions. In addition the dislocation is executed so as to invert moire phase to prevent moire stripes from being visualized in the moving image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像デバイスを
用いたカラー静止画撮像装置及び方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color still image pickup device and method using a solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】従来、CCD(Cha
rge Coupled Device、電荷結合デバ
イス)等の固体撮像デバイスを用いたカラー撮像装置シ
ステムには以下のようなものがある。
Conventionally, CCD (Cha
There are the following types of color image pickup apparatus systems using solid-state image pickup devices such as a large coupled device (charge coupled device).

【0003】1)三板式カラーカメラ 入射光を光学系(プリズム)を用いて色の三原色に分解
し、その三成分それぞれを三枚の固体撮像デバイスを用
いて受光する。この三板式カラーカメラによれば、一度
に色の三成分を取り出すことができ、処理系も成分毎に
独立するため理想的な撮像特性を得ることができる。そ
の反面、三枚の固体撮像デバイスが必要であり、色分解
光学系が複雑であり、しかも三枚の固体撮像デバイスの
取付精度も要求されることからシステムは高価になると
いう問題点がある。
1) Three-plate color camera: Incident light is separated into three primary colors using an optical system (prism), and each of the three components is received by three solid-state image pickup devices. According to this three-plate type color camera, three color components can be taken out at a time, and the processing system is independent for each component, so that ideal image pickup characteristics can be obtained. On the other hand, three solid-state image pickup devices are required, the color separation optical system is complicated, and the mounting precision of the three solid-state image pickup devices is also required, so that the system becomes expensive.

【0004】2)単板式カラーカメラ 固体撮像デバイスの各画素(光電変換素子)のそれぞれ
に色フィルタを付け、一個の固体撮像デバイスから色情
報も得ようとする方式である。色フィルタは原色または
補色を各画素に対応してモザイク状やストライプ状に配
列したものが用いられる。この単板式カラーカメラで
は、三板式に比べて特別な色分解光学系が不要であり、
且つ固体撮像デバイスは単一で済むためシステムは安価
となる利点がある。しかし、画素当たり取り出せる情報
は単色であり、不足する色情報は隣の画素の情報で補う
ため、それが原因で偽色の発生や分解能の劣化を伴うと
いう問題点がある。
2) Single-plate type color camera This is a system in which a color filter is attached to each pixel (photoelectric conversion element) of the solid-state image pickup device to obtain color information from one solid-state image pickup device. As the color filter, a filter in which primary colors or complementary colors are arranged in a mosaic pattern or a stripe pattern corresponding to each pixel is used. Compared to the three-plate type, this single-plate type color camera does not require a special color separation optical system,
In addition, a single solid-state image pickup device is sufficient, so that the system is inexpensive. However, the information that can be taken out per pixel is a single color, and the lacking color information is supplemented by the information of the adjacent pixel, which causes the problem of generation of false colors and deterioration of resolution.

【0005】3)色フィルタ転換単板式カラーカメラ 固体撮像デバイスを単板で用い、被写体から固体撮像デ
バイスまでの光路内に配設された色フィルタを固体撮像
デバイスの電荷転送タイミングと同期させて順次転換
し、これにより色情報を取り出す。それらを蓄積、合成
してカラー静止画像を得る。この場合において画素ずら
し法を行って解像度の向上を図った例がある(特開平6
−181546号)。この色フィルタ転換式では、単板
で三枚式と同等の画質が得られる利点があるものの、比
較的大きな色フィルタを回転等させて固体撮像デバイス
に入射させる光の色を順次変更するようにしているため
撮像入力に時間を要し、しかも装置が大形化するという
問題点がある。
3) Color filter conversion single-plate color camera A solid-state image pickup device is used as a single plate, and color filters arranged in the optical path from the subject to the solid-state image pickup device are sequentially synchronized with the charge transfer timing of the solid-state image pickup device. The color information is extracted by this conversion. A color still image is obtained by accumulating and synthesizing them. In this case, there is an example in which the pixel shifting method is performed to improve the resolution (Japanese Patent Laid-Open No. 6-242242).
181546). This color filter conversion type has the advantage of obtaining the same image quality as the three-plate type with a single plate, but by rotating a relatively large color filter etc., the color of the light incident on the solid-state imaging device is changed sequentially. Therefore, there is a problem that it takes time to input an image and the size of the apparatus becomes large.

【0006】本発明は上述の実情に鑑みてなされたもの
であり、単板式程度のコストで三板式並の高画質を得る
ことを可能とし、且つ入力時間が冗長化することのない
カラー静止画撮像装置及び方法を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to obtain a high image quality as high as that of a three-plate system at a cost of a single-plate system, and a color still image without input time redundancy. An object is to provide an imaging device and method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明にかかるカラー静止画撮像装置は、光電変換
素子がマトリックス状に多数配列されてなる撮像面を有
する固体撮像デバイスと、前記固体撮像デバイスの前記
撮像面の前面に固定されると共に前記光電変換素子の配
列間隔に対応して異なる色成分領域を有する色フィルタ
と、前記固体撮像デバイスと該固体撮像デバイスに対す
る入射光とを前記撮像面に沿って前記光電変換素子の配
列間隔単位で相対変位させ、該固体撮像デバイスに対す
る該入射光の照射位置を変更する駆動手段と、前記駆動
手段によって照射位置が変更された複数の位置において
撮像された前記固体撮像デバイスの画像データを記録す
る蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積された前記画像デー
タを読み出して画像合成する処理手段と、を有すること
を特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a color still image pickup device according to the present invention comprises a solid-state image pickup device having an image pickup surface in which a large number of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix. A color filter fixed to the front surface of the imaging surface of the solid-state imaging device and having different color component regions corresponding to the arrangement intervals of the photoelectric conversion elements; the solid-state imaging device and incident light to the solid-state imaging device; Drive means for relatively displacing the photoelectric conversion elements along the imaging surface in units of arrangement intervals and changing the irradiation position of the incident light with respect to the solid-state imaging device; and a plurality of positions where the irradiation position is changed by the driving means. Storage means for recording imaged image data of the solid-state imaging device, and image data obtained by reading out the image data stored in the storage means. Processing means for combining, and having a.

【0008】好適には、前記駆動手段は、前記光電変換
素子の大きさに相当する大きさの前記入射光の照射領域
が前記固体撮像デバイスの前記色フィルタの隣接する全
ての種類の色成分領域上に移動するように、該固体撮像
デバイスと該入射光とを複数回に亘って相対変位させ
る。
[0008] Preferably, the driving means has all kinds of color component areas in which the incident area of the incident light having a size corresponding to the size of the photoelectric conversion element is adjacent to the color filter of the solid-state image pickup device. The solid-state imaging device and the incident light are relatively displaced a plurality of times so as to move upward.

【0009】また解像度をさらに向上させるため、前記
駆動手段は、前記固体撮像デバイスと前記入射光とを前
記光電変換素子の配列間隔の1/2相対変位させ、さら
にそこから該光電変換素子の配列間隔単位で相対変位さ
せて該固体撮像デバイスに対する該入射光の照射位置を
変更する。
Further, in order to further improve the resolution, the driving means displaces the solid-state image pickup device and the incident light relative to each other by ½ of the arrangement interval of the photoelectric conversion elements, and further from there, the arrangement of the photoelectric conversion elements. The irradiation position of the incident light with respect to the solid-state imaging device is changed by performing relative displacement in intervals.

【0010】好適な構成として、前記駆動手段は、前記
固体撮像デバイスを第1の方向及び前記第1の方向と直
角をなす第2の方向に移動自在に支持する支持装置を有
し、前記支持装置は、入射光の光軸に対して垂直面を構
成する支持板部と、前記支持板部の両側に直角に設けら
れた起立部と、両側の前記起立部の端部に設けられた該
支持板部と平行な取付板部をそれぞれ有し、弾性を有す
る薄板を折り曲げて一体に成形された第1及び第2の板
部材を有する。前記第1及び第2の板部材は好適には折
り曲げ部において屈曲に対する剛性を低減されている。
As a preferred structure, the drive means has a support device for movably supporting the solid-state image pickup device in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction. The device comprises a support plate portion that constitutes a surface perpendicular to the optical axis of incident light, standing portions that are provided at right angles on both sides of the supporting plate portion, and the standing portions that are provided at the ends of the standing portions on both sides. The first and second plate members each have a mounting plate portion parallel to the support plate portion and are formed by bending a thin plate having elasticity. The bending strength of the first and second plate members is preferably reduced in bending.

【0011】また、上述の目的を達成するための本発明
にかかるカラー静止画撮像方法は、光電変換素子がマト
リックス状に多数配列されてなる撮像面を有する固体撮
像デバイスの該撮像面の前面に、該光電変換素子の配列
間隔に対応して異なる色成分領域を有する色フィルタを
固定したものを用い、前記固体撮像デバイスと該固体撮
像デバイスに対する入射光とを前記撮像面に沿って前記
光電変換素子の配列間隔単位で相対変位させて該固体撮
像デバイスに対する該入射光の照射位置を変更し、変更
された複数の位置において撮像された前記固体撮像デバ
イスの画像データを画像合成することを特徴とする。
The color still image pickup method according to the present invention for achieving the above-mentioned object has a solid-state image pickup device having a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix in front of the image pickup surface. Using a fixed color filter having different color component regions corresponding to the arrangement interval of the photoelectric conversion elements, and photoelectric conversion of the solid-state imaging device and incident light to the solid-state imaging device along the imaging surface. Characterized in that the irradiation position of the incident light with respect to the solid-state imaging device is changed by relatively displacing the elements in an array interval unit, and image data of the solid-state imaging device imaged at a plurality of changed positions is image-synthesized. To do.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図4は本発明の原理の説明図である。図4
は色フィルタ11の一部を表し、図中多数描かれた正方
形のそれぞれは色フィルタ11の色成分領域12を示し
ている。この各色成分領域12に三原色RGBのフィル
タがモザイク状に配置される。フィルタの色配列はこの
例では、いわゆるベイヤー配列と呼ばれるものであり、
GRが交互に配列された行とBGが交互に配列された行
とがGが市松状になるように交互に配列されている。因
に、G信号を多くすることにより解像度が向上すること
が知られている。
FIG. 4 is an explanatory view of the principle of the present invention. FIG.
Represents a part of the color filter 11, and each of a large number of squares shown in the drawing represents a color component region 12 of the color filter 11. Filters for the three primary colors RGB are arranged in a mosaic pattern in each color component region 12. In this example, the color arrangement of the filters is what is called a Bayer arrangement,
Rows in which GRs are arranged alternately and rows in which BGs are arranged alternately are arranged so that G is in a checkered pattern. It is known that the resolution is improved by increasing the G signal.

【0014】固体撮像デバイス(図4では示されていな
い)はこの色フィルタ11の背面に位置している。固体
撮像デバイスは例えばCCDであり、画素となる光電変
換素子であるフォトダイオードがマトリックス状に多数
(例えば、7μmの配列間隔で25万個)配列されてな
る撮像面を有し、この撮像面の前面に色フィルタ11が
固定されている。色フィルタ11のそれぞれの色成分領
域12は固体撮像デバイスの各光電変換素子に一対一で
対向するように設けら、各光電変換素子には各々対向す
る色成分領域のフィルタを透過した入射光が照射される
ようになっている。そして、この色フィルタ11及び固
体撮像デバイスはカメラのレンズ系(図示せず)の焦点
位置に位置決めして取り付けられる。
A solid-state image pickup device (not shown in FIG. 4) is located on the back surface of the color filter 11. The solid-state imaging device is, for example, a CCD, and has an imaging surface in which a large number of photodiodes, which are photoelectric conversion elements that become pixels, are arranged in a matrix (for example, 250,000 at an arrangement interval of 7 μm). The color filter 11 is fixed to the front surface. Each color component area 12 of the color filter 11 is provided so as to face each photoelectric conversion element of the solid-state image pickup device in a one-to-one manner, and each photoelectric conversion element receives the incident light transmitted through the filter of the color component area facing each other. It is supposed to be irradiated. Then, the color filter 11 and the solid-state imaging device are positioned and attached at the focal position of the lens system (not shown) of the camera.

【0015】このような固体撮像デバイスでは、各光電
変換素子に付属するフィルタの色がそれぞれ決まってい
るので、一つの光電変換素子から取り出せる色情報は一
回の撮像当たり単一である。
In such a solid-state image pickup device, the color of the filter attached to each photoelectric conversion element is fixed, so that the color information that can be taken out from one photoelectric conversion element is single for each image pickup.

【0016】カメラのレンズ系からの入射光は固体撮像
デバイスの撮像面の全面に亘って照射されるが、ここで
一例として入射光が照射している撮像面のある一点Wに
ついて考える。図4(a)においてW点の固体撮像デバ
イス上の位置座標を(0,0)とする。図4(a)の状
態から固体撮像デバイスを色フィルタ11と共に撮像面
内のXY座標上で正確に一画素分(光電変換素子の配列
間隔分)下方にずらすと、図4(b)に示すように、W
点は固体撮像デバイス上の位置座標(0,1)に移動す
る。
The incident light from the lens system of the camera is applied over the entire image pickup surface of the solid-state image pickup device. Here, as an example, consider a point W on the image pickup surface irradiated by the incident light. In FIG. 4A, the position coordinate of the point W on the solid-state imaging device is (0, 0). When the solid-state image pickup device together with the color filter 11 is accurately shifted downward by one pixel (the arrangement interval of photoelectric conversion elements) from the state of FIG. 4A on the XY coordinate in the image pickup plane, it is shown in FIG. 4B. Like W
The point moves to the position coordinate (0, 1) on the solid-state imaging device.

【0017】つまり、固体撮像デバイスの位置座標
(0,0)の位置のフィルタ色はGであるが、位置座標
(0,1)の位置のフィルタ色はBであるので、位置座
標(0,0)、(0,1)の二つの位置でそれぞれ撮像
することで、W点について色の二成分(G,B)の情報
を取り出すことができる。
That is, the filter color at the position of the position coordinate (0, 0) of the solid-state image pickup device is G, but the filter color at the position of the position coordinate (0, 1) is B, and therefore the position coordinate (0, 0). By capturing images at two positions of 0) and (0, 1), information of two color components (G, B) can be extracted for the point W.

【0018】また同様に、固体撮像デバイスを左方にず
らして、W点を位置座標(1,0)に移動させればその
位置のフィルタ色はRとなり、そこで撮像すればRの情
報を得ることができる。結局、W点における必要な全て
の色の三成分(R,G,B)は位置座標(0,0)、
(0,1)、(1,0)でそれぞれ撮像することで取り
出すことができる。
Similarly, if the solid-state image pickup device is shifted to the left and the point W is moved to the position coordinate (1,0), the filter color at that position becomes R, and if the image is picked up there, the information of R is obtained. be able to. After all, the three components (R, G, B) of all the necessary colors at the point W are position coordinates (0, 0),
It can be taken out by imaging at (0,1) and (1,0) respectively.

【0019】一方、この色フィルタ11では色の配列の
関係上、例えば図4(a)のV点では色の三成分を得る
ためには、位置座標(0,0)、(0,1)、(1,
1)での撮像が必要である。
On the other hand, in the color filter 11, in order to obtain the three color components at the point V in FIG. 4A, for example, position coordinates (0,0), (0,1) in order to obtain the three color components. , (1,
Imaging in 1) is required.

【0020】従って、この色フィルタ11の例では位置
座標(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)
でそれぞれ撮像することにより、合計四回の撮像で全て
の画素について全部の色成分を得ることができる。
Therefore, in this example of the color filter 11, the position coordinates (0,0), (0,1), (1,0), (1,1) are used.
By picking up each of the images in step 1, all color components can be obtained for all pixels by a total of four times of imaging.

【0021】尚、ここに示した固体撮像デバイスの色フ
ィルタの配列は説明のための単なる一例であり、固体撮
像デバイスの移動方向、距離、順番、回数等を色フィル
タの色配列に対応して適宜選択することで全ての画素に
ついて全部の色成分を得ることができる。
The arrangement of the color filters of the solid-state imaging device shown here is merely an example for explanation, and the moving direction, distance, order, number of times, etc. of the solid-state imaging device correspond to the color arrangement of the color filters. By selecting appropriately, all color components can be obtained for all pixels.

【0022】このように、色フィルタを有する固体撮像
デバイスを入射光に対して相対移動させ、複数の位置に
おいて撮像した画像データを合成することで、固体撮像
デバイスの画素数が比較的少なくても解像度の良いカラ
ー静止画像を得ることが可能である。
As described above, by moving the solid-state image pickup device having the color filter relative to the incident light and synthesizing the image data picked up at a plurality of positions, even if the number of pixels of the solid-state image pickup device is relatively small. It is possible to obtain a color still image with good resolution.

【0023】次に、本発明の撮像装置の一例について説
明する。図1は本発明にかかる撮像カメラ要部の分解斜
視図、図2は本発明にかかる撮像カメラの一部破断して
内部構造を示す斜視図である。
Next, an example of the image pickup apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is an exploded perspective view of an essential part of an image pickup camera according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a partially broken internal structure of the image pickup camera according to the present invention.

【0024】図2に示すように、この撮像カメラ21は
筺体22の前面部にレンズ系23を有し、レンズ系23
の焦点位置にCCD(図2では図示されていない)を支
持するベースプレート24が筺体22内に配設される。
ベースプレート24は筺体22にねじ25により固定さ
れ、入射光の照射位置を変更する駆動手段としてのCC
D駆動装置26を介してベースプレート24にCCDが
搭載される。
As shown in FIG. 2, the image pickup camera 21 has a lens system 23 on the front surface of a housing 22.
A base plate 24 that supports a CCD (not shown in FIG. 2) at the focal position is disposed in the housing 22.
The base plate 24 is fixed to the housing 22 with screws 25, and serves as a driving means for changing the irradiation position of incident light.
A CCD is mounted on the base plate 24 via the D drive device 26.

【0025】筺体22内にはさらに、メイン回路基板2
7が固定され、メイン回路基板27により所定の制御動
作を行う。筺体22の背面には、カメラ操作者が操作す
るための電源スイッチ28、モード切換スイッチ29、
外部電源ジャック30、信号入出力端子31等が通常の
撮像カメラと同様に設けられる。
Further, the main circuit board 2 is provided in the housing 22.
7 is fixed, and the main circuit board 27 performs a predetermined control operation. On the back surface of the housing 22, a power switch 28, a mode selection switch 29, which is operated by a camera operator,
The external power supply jack 30, the signal input / output terminal 31 and the like are provided as in a normal image pickup camera.

【0026】図1に示すように、ベースプレート24の
中央部には方形の窓部32が開口され、そこをレンズ系
23からの入射光が通過するように位置決め固定される
と共に窓部32にCCD33が臨むように配設されて入
射光を受光する。CCD33はXY支持装置34により
支持される。XY支持装置34は第1及び第2の板部材
であるX軸板部材35とY軸板部材36を有している。
As shown in FIG. 1, a rectangular window portion 32 is opened in the central portion of the base plate 24. The rectangular window portion 32 is positioned and fixed so that the incident light from the lens system 23 passes therethrough, and the CCD 33 is attached to the window portion 32. Are arranged so as to face each other and receive incident light. The CCD 33 is supported by the XY support device 34. The XY support device 34 has an X-axis plate member 35 and a Y-axis plate member 36 that are first and second plate members.

【0027】X軸板部材35は、入射光の光軸に対して
垂直面を構成する支持板部37と、支持板部37の両側
に直角に設けられた起立部38と、両起立部38の端部
に設けられた支持板部37と平行な取付板部39を有
し、例えばステンレス鋼等の弾性を有する金属薄板を折
り曲げて一体に成形される。支持板部37の中央にはレ
ンズ系23からの入射光が通過する方形の窓部40が開
口される。支持板部37と起立部38との境界の折り曲
げ部及び、起立部38と取付板部39との境界の折り曲
げ部にはそれぞれスリット41、42が形成されてい
る。両側の取付板部39にはそれぞれ2個のねじ取付穴
43が開口され、X軸板部材35はそのねじ取付穴43
を用いてねじ44によりベースプレート24に固定され
る。
The X-axis plate member 35 has a support plate portion 37 which constitutes a plane perpendicular to the optical axis of the incident light, a standing portion 38 provided at right angles on both sides of the support plate portion 37, and both standing portions 38. It has a mounting plate part 39 parallel to the support plate part 37 provided at the end of the, and is formed integrally by bending a thin metal plate having elasticity such as stainless steel. A square window 40 through which the incident light from the lens system 23 passes is opened in the center of the support plate 37. Slits 41 and 42 are formed at the bent portion at the boundary between the support plate portion 37 and the rising portion 38 and at the bent portion at the boundary between the rising portion 38 and the mounting plate portion 39, respectively. Two screw mounting holes 43 are formed in each of the mounting plate portions 39 on both sides, and the X-axis plate member 35 has the screw mounting holes 43.
And is fixed to the base plate 24 with screws 44.

【0028】尚。折り曲げ部において屈曲に対する剛性
を低減させる手段としては、上述のようにスリットを設
ける代わりに、折り曲げ部に複数の小孔を連ねて開口す
るようにしてもよい。
Incidentally, As means for reducing the rigidity against bending at the bent portion, a plurality of small holes may be formed in a row at the bent portion instead of providing the slit as described above.

【0029】ここで、取付板部39がベースプレート2
4に固定された状態で支持板部37はベースプレート2
4から所定距離離間し且つ平行となる。折り曲げ部にス
リット41、42が形成されていることにより各折り曲
げ部での屈曲に対する剛性が低減され、折り曲げ部で屈
曲することで支持板部37はベースプレート24に対し
て略平行状態を維持したまま第1の方向であるX軸方向
(図示例では横方向)に弾性変位することが可能であ
る。
Here, the mounting plate portion 39 is the base plate 2
4, the support plate 37 is fixed to the base plate 2
4 is separated by a predetermined distance and becomes parallel. By forming the slits 41 and 42 in the bent portion, the rigidity against bending at each bent portion is reduced, and by bending at the bent portion, the support plate portion 37 remains substantially parallel to the base plate 24. It is possible to elastically displace in the X-axis direction (lateral direction in the illustrated example), which is the first direction.

【0030】同様にXY支持装置34のY軸板部材36
は、支持板部45、起立部46、取付板部47、窓部4
8、スリット49、50を有し、X軸板部材35の一回
り小さい相似形をし、薄板を屈曲して成形される。X軸
板部材35とY軸板部材36を組み合わせた状態を表す
図3に示すように、Y軸板部材36はねじ取付穴51を
用いて内側に入り込む形でX軸板部材35の支持板部3
7に固定される。
Similarly, the Y-axis plate member 36 of the XY support device 34.
Is a support plate portion 45, a standing portion 46, a mounting plate portion 47, a window portion 4
8 has slits 49 and 50, has a shape similar to the X-axis plate member 35, and is formed by bending a thin plate. As shown in FIG. 3 showing a state in which the X-axis plate member 35 and the Y-axis plate member 36 are combined, the Y-axis plate member 36 is a support plate for the X-axis plate member 35 in such a manner that the Y-axis plate member 36 enters inside by using the screw mounting holes 51. Part 3
7 fixed.

【0031】取付板部47がX軸板部材35に固定され
た状態でY軸板部材36の支持板部45はX軸板部材3
5の支持板部37から所定距離離間し且つ平行となる。
折り曲げ部で屈曲することでY軸板部材36の支持板部
45はX軸板部材35の支持板部37に対して略平行状
態を維持したままX軸と直角をなす第2の方向であるY
軸方向(図示例では縦方向)に弾性変位することが可能
である。従って、両支持板部37、45の動きが合成さ
れることで、Y軸板部材36の支持板部45はベースプ
レート24に対してXY平面内(入射光に対して直交す
る面内)で移動することができる。
While the mounting plate portion 47 is fixed to the X-axis plate member 35, the support plate portion 45 of the Y-axis plate member 36 is attached to the X-axis plate member 3.
5 is separated from the support plate portion 37 of FIG.
By bending at the bent portion, the support plate portion 45 of the Y-axis plate member 36 is in the second direction that is perpendicular to the X-axis while maintaining a substantially parallel state to the support plate portion 37 of the X-axis plate member 35. Y
It is possible to elastically displace in the axial direction (vertical direction in the illustrated example). Therefore, by combining the movements of the support plate portions 37 and 45, the support plate portion 45 of the Y-axis plate member 36 moves in the XY plane (in the plane orthogonal to the incident light) with respect to the base plate 24. can do.

【0032】このようにXY支持装置34をX軸板部材
35とY軸板部材36とで構成することで、簡単な構成
にて正確に作動する支持装置を得ることが可能である。
By thus constructing the XY support device 34 with the X-axis plate member 35 and the Y-axis plate member 36, it is possible to obtain a support device that operates accurately with a simple structure.

【0033】Y軸板部材36の支持板部45の四隅には
ねじ取付穴52が開口され、このねじ取付穴52を用い
て支持板部45にXY移動プレート53がねじ54によ
り固定される。XY移動プレート53の中央には窓部5
5が開口され、そこにCCD33が固定される。CCD
33はその回路基板56との間にCCD位置決め板57
を介在させて回路基板56に取り付けられると共に、回
路基板56とCCD位置決め板57に開口されたねじ取
付穴58を用いてねじ59によりXY移動プレート53
に固定される。
Screw mounting holes 52 are opened at the four corners of the support plate portion 45 of the Y-axis plate member 36, and the XY moving plate 53 is fixed to the support plate portion 45 by screws 54 using the screw mounting holes 52. The window 5 is provided at the center of the XY moving plate 53.
5 is opened, and the CCD 33 is fixed there. CCD
33 is a CCD positioning plate 57 between it and its circuit board 56.
Is attached to the circuit board 56 with the interposition of the XY moving plate 53 with screws 59 using the screw mounting holes 58 opened in the circuit board 56 and the CCD positioning plate 57.
Fixed to

【0034】ここで、固体撮像デバイスとしてのCCD
33は上述のX軸及びY軸の方向にマトリックス状に光
電変換素子が多数配列されてなる撮像面を有し、撮像面
に図4に示すような色フィルタ11が固定されている。
XY移動プレート53にCCD33が固定された状態に
おいて、撮像面のXY方向が前述のXY支持装置34の
XY方向と一致し、且つCCD33の撮像面が入射光に
対して所定の位置になるようにCCD位置決め板57に
よって調節される。
Here, a CCD as a solid-state image pickup device
Reference numeral 33 has an image pickup surface in which a large number of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix in the directions of the X axis and the Y axis, and the color filter 11 as shown in FIG. 4 is fixed to the image pickup surface.
With the CCD 33 fixed to the XY moving plate 53, the XY direction of the image pickup surface matches the XY direction of the XY support device 34 described above, and the image pickup surface of the CCD 33 is located at a predetermined position with respect to incident light. It is adjusted by the CCD positioning plate 57.

【0035】XY移動プレート53の側部及び下部にそ
れぞれX軸係合腕60及びY軸係合腕61が形成され
る。それに対応して、ベースプレート24にはX軸駆動
部62及びY軸駆動部63が設けられている。X軸駆動
部62は、ベースプレート24に固定された支持部材6
4と、ばね材よりなる変位増幅アングル65と、X軸方
向に変位するX軸圧電素子66とを有している。
An X-axis engaging arm 60 and a Y-axis engaging arm 61 are formed on the side and bottom of the XY moving plate 53, respectively. Correspondingly, the base plate 24 is provided with an X-axis drive unit 62 and a Y-axis drive unit 63. The X-axis drive unit 62 includes the support member 6 fixed to the base plate 24.
4, a displacement amplification angle 65 made of a spring material, and an X-axis piezoelectric element 66 that is displaced in the X-axis direction.

【0036】変位増幅アングル65は、支持部材64に
ねじ67により固定される支点部68と、中間腕部69
と、中間腕部69の先端に設けられた係合部70とを有
し、係合部70の先端に開口された孔71にXY移動プ
レート53のX軸係合腕60が嵌入して位置決めされ
る。
The displacement amplification angle 65 includes a fulcrum portion 68 fixed to the support member 64 by screws 67 and an intermediate arm portion 69.
And an engaging portion 70 provided at the tip of the intermediate arm portion 69, and the X-axis engaging arm 60 of the XY moving plate 53 is fitted into a hole 71 opened at the tip of the engaging portion 70 for positioning. To be done.

【0037】X軸圧電素子66は支持部材64と中間腕
部69の間に挟圧されて取付られる。変位増幅アングル
65の支点部68の先端には板ばね85が形成され、X
軸圧電素子66の取付時にこの板ばね85が中間腕部6
9をX軸圧電素子66に押し付けるように作用する。
The X-axis piezoelectric element 66 is clamped and attached between the support member 64 and the intermediate arm portion 69. A leaf spring 85 is formed at the tip of the fulcrum 68 of the displacement amplification angle 65, and
When the shaft piezoelectric element 66 is attached, the leaf spring 85 causes the intermediate arm portion 6 to move.
9 to press the X-axis piezoelectric element 66.

【0038】X軸圧電素子66は図示しないドライバ回
路装置に接続され、所定のタイミングで電圧が印加され
ることで変位する。X軸圧電素子66が変位すると、そ
の動きは変位増幅アングル65により拡大されてX軸係
合腕60に伝達され、XY移動プレート53、すなわち
CCD33をX軸方向に移動させる。印加電圧を変更す
ることでCCD33の移動量を調節することができ、こ
れらの制御は公知の手段を用いてすることが可能であ
る。
The X-axis piezoelectric element 66 is connected to a driver circuit device (not shown) and is displaced when a voltage is applied at a predetermined timing. When the X-axis piezoelectric element 66 is displaced, the movement is enlarged by the displacement amplification angle 65 and transmitted to the X-axis engaging arm 60, and the XY moving plate 53, that is, the CCD 33 is moved in the X-axis direction. The amount of movement of the CCD 33 can be adjusted by changing the applied voltage, and these controls can be performed using known means.

【0039】Y軸駆動部63もX軸駆動部62と同様な
構成をしており、支持部材72、変位増幅アングル7
3、Y軸方向に変位するY軸圧電素子74とを有し、所
定のタイミングでY軸圧電素子74に電圧が印加される
ことでXY移動プレート53、すなわちCCD33をY
軸方向に移動させる。
The Y-axis drive unit 63 also has the same structure as the X-axis drive unit 62, and includes a support member 72 and a displacement amplification angle 7.
3, the Y-axis piezoelectric element 74 which is displaced in the Y-axis direction, and when a voltage is applied to the Y-axis piezoelectric element 74 at a predetermined timing, the XY moving plate 53, that is, the CCD 33 is moved to the Y direction.
Move in the axial direction.

【0040】ここでは、圧電素子66、74の駆動によ
りCCD33を光電変換素子の配列間隔毎に移動させる
必要があるが、その圧電素子66、74に対する印加電
圧(駆動電圧)とCCD33の移動距離とのキャリブレ
ーションは、例えばテストパターンを撮像したときにテ
レビモニタに現れるモアレ縞を利用して容易に行うこと
ができる。
Here, it is necessary to move the CCD 33 at every arrangement interval of the photoelectric conversion elements by driving the piezoelectric elements 66 and 74, but the applied voltage (driving voltage) to the piezoelectric elements 66 and 74 and the moving distance of the CCD 33. The calibration can be easily performed by using the moire fringes that appear on the TV monitor when the test pattern is imaged.

【0041】一例として、レゾリューションチャートに
は、分解能測定のために白地に黒い縦縞パターンと横縞
パターンが描かれており、それぞれ縞の太さと間隔が次
第に狭まっていくようになっている。撮像装置で撮像し
た画像をビデオモニタで見ながら、このチャートに焦点
を合わせて行くと、前述した単板式の欠点である偽色が
白と黒との境目部分に発生するため、縞パターンと重な
る位置に赤と青が交互になった別の縞模様が現れる。こ
の偽色の縞模様はテストパターンの縞よりも太く間隔も
大きいので見易く、CCDを移動させた時の移動量も同
様に大きいので確認し易い。
As an example, in the resolution chart, black vertical stripe patterns and horizontal stripe patterns are drawn on a white background for measuring the resolution, and the thickness and interval of the stripes are gradually narrowed. Focusing on this chart while viewing the image captured by the image capture device on the video monitor, the false color, which is the drawback of the single-panel system described above, occurs at the boundary between white and black, so it overlaps with the stripe pattern. Another striped pattern with alternating red and blue appears at the position. This false-color striped pattern is thicker than the test pattern and has a larger interval, so that it is easy to see, and since the moving amount when the CCD is moved is also large, it is easy to confirm.

【0042】X方向の調整を行うには、縦縞パターン上
に現れた偽色の位置を観察しながら、駆動電圧を調整す
る。偽色の位置は、正確にはモニタに対する位置ではな
く、縦縞パターンに対する相対位置を見る。移動させた
前後で丁度赤と青が入れ代わるようになれば、移動量は
丁度1画素である。Y方向の調整は、横縞パターンを使
って同様に行うことができる。
To adjust in the X direction, the drive voltage is adjusted while observing the position of the false color appearing on the vertical stripe pattern. The position of the false color is not precisely the position with respect to the monitor, but the relative position with respect to the vertical stripe pattern. If the colors of red and blue change before and after the movement, the amount of movement is just one pixel. The adjustment in the Y direction can be similarly performed using the horizontal stripe pattern.

【0043】尚、ここで用いることのできるテストチャ
ートはレゾリューションチャートに限られるものではな
く、適当に見易い偽色が出るパターンであればよい。
The test chart that can be used here is not limited to the resolution chart, and may be any pattern that produces an appropriately easy-to-see false color.

【0044】図5は上述の撮像装置に対応した装置全体
のブロック図、図6はその制御フロー図である。図5に
示すように、CCD33はイメージ入射光を光電変換し
てADコンバータ75に出力する。ADコンバータ75
はCCD33からの信号を画像データとして量子化し、
その画像データはシステムコントロール76の制御にて
蓄積手段であるデータ蓄積装置77に順次蓄積される。
処理手段であるデジタルシグナルプロセス(DSP)7
8は蓄積装置77に蓄積された画像データを読み出して
一枚の画に合成して出力する。一方、CCD駆動装置2
6はシステムコントロール76の命令で適宜CCD33
を画素の配列間隔単位で移動させる。
FIG. 5 is a block diagram of the entire apparatus corresponding to the above-described image pickup apparatus, and FIG. 6 is a control flow chart thereof. As shown in FIG. 5, the CCD 33 photoelectrically converts the image incident light and outputs it to the AD converter 75. AD converter 75
Quantizes the signal from CCD 33 as image data,
The image data is sequentially stored in the data storage device 77 which is a storage means under the control of the system controller 76.
Digital signal process (DSP) 7 as processing means
Reference numeral 8 reads out the image data stored in the storage device 77, synthesizes the image data into one image, and outputs the image. On the other hand, CCD driving device 2
6 is an instruction of the system control 76, and the CCD 33 is appropriately used.
Are moved in units of pixel arrangement intervals.

【0045】CCD33の移動と撮像は例えば図6に示
すように行われる。すなわち、最初にステップ79で、
XY座標(0,0)で撮像した画像データをデータ蓄積
装置77の第1のメモリに蓄積する。次にステップ80
で、XY座標(0,1)で撮像した画像データをデータ
蓄積装置77の第2のメモリに蓄積する。次にステップ
81、でXY座標(1,0)で撮像した画像データをデ
ータ蓄積装置77の第3のメモリに蓄積する。次にステ
ップ82で、XY座標(1,1)で撮像した画像データ
をデータ蓄積装置77の第4のメモリに蓄積する。最後
にステップ83で、DSP78が第1〜第4のメモリか
ら画像データを読み出して一枚の画に合成して出力す
る。
The movement and image pickup of the CCD 33 are performed as shown in FIG. 6, for example. That is, first in step 79,
The image data captured at the XY coordinates (0,0) is stored in the first memory of the data storage device 77. Then step 80
Then, the image data captured at the XY coordinates (0, 1) is stored in the second memory of the data storage device 77. Next, at step 81, the image data captured at the XY coordinates (1, 0) is stored in the third memory of the data storage device 77. Next, at step 82, the image data taken at the XY coordinates (1, 1) is stored in the fourth memory of the data storage device 77. Finally, in step 83, the DSP 78 reads out the image data from the first to fourth memories, synthesizes it into one image, and outputs it.

【0046】このように、複数の位置において撮像した
画像データを合成することで、固体撮像デバイスの画素
数が比較的少なくても解像度の良いカラー静止画像を得
ることが可能となる。この例の場合は三原色それぞれの
画像データが全画素について得られることになるので従
来の色フィルタを有する固体撮像デバイスに比べて3倍
の解像度が達成される。
As described above, by combining the image data picked up at a plurality of positions, it is possible to obtain a color still image with good resolution even if the solid-state image pickup device has a relatively small number of pixels. In the case of this example, since image data for each of the three primary colors is obtained for all pixels, a resolution three times higher than that of a conventional solid-state imaging device having a color filter can be achieved.

【0047】ところで従来、固体撮像デバイスの解像度
を上げる手法として画素ずらし法がある。CCD等の固
体撮像デバイスの解像度は画素数で決まり、固体撮像デ
バイス自体の解像度を上げるためには画素を高密度に配
列しなければならず素子自体の改良による高解像度化に
は限界がある。そこで、限られた画素数の固体撮像デバ
イスの解像度を上げる従来の技術として考えられたのが
画素ずらし法である。これは固体撮像デバイスの本来の
位置における撮像に加えて固体撮像デバイスと入射光と
の相対位置を画素ピッチ(光電変換素子の配列間隔)の
例えば1/2ずらした位置においても撮像を行い、本来
は画素が存在しない空間からも情報を取り出し、その情
報を本来の画像に挿入することで解像度を向上させるも
のである。ずらし量を画素ピッチの1/3、1/4、・
・・間隔にしてサンプリング点を増やせば、素子の一画
素当たりの感光範囲との関係にもよるが、さらに細かい
空間情報を得ることも可能である。
By the way, conventionally, there is a pixel shift method as a method for increasing the resolution of a solid-state image pickup device. The resolution of a solid-state imaging device such as a CCD is determined by the number of pixels, and in order to increase the resolution of the solid-state imaging device itself, it is necessary to arrange pixels in high density, and there is a limit to the improvement of resolution by improving the element itself. Therefore, the pixel shifting method has been considered as a conventional technique for increasing the resolution of a solid-state imaging device having a limited number of pixels. In addition to imaging at the original position of the solid-state imaging device, imaging is also performed at a position where the relative position between the solid-state imaging device and incident light is shifted by, for example, 1/2 of the pixel pitch (arrangement interval of photoelectric conversion elements). Is to improve the resolution by extracting information from a space where no pixels exist and inserting the information into the original image. The shift amount is 1/3, 1/4 of the pixel pitch,
.. If the sampling points are increased at intervals, it is possible to obtain even finer spatial information, depending on the relationship with the photosensitive area per pixel of the element.

【0048】この画素ずらし法を本発明に応用すること
でさらに高い解像度を有する画像を得ることが可能とな
る。図7は本発明に画素ずらし法を応用する一例の説明
図である。
By applying this pixel shift method to the present invention, an image having a higher resolution can be obtained. FIG. 7 is an explanatory diagram of an example in which the pixel shift method is applied to the present invention.

【0049】図7において、正方形で示したものは固体
撮像デバイスの各画素84を表している。いま、左上角
にある画素84の中心点をC、X方向に画素ピッチの1
/2移動させた点をC1、Y方向に画素ピッチの1/2
移動させた点をC2、X、Y両方向に画素ピッチの1/
2移動させた点をC3とする。
In FIG. 7, the squares represent the pixels 84 of the solid-state image pickup device. Now, the center point of the pixel 84 in the upper left corner is C, and the pixel pitch is 1 in the X direction.
1/2 the moved point is 1/2 of the pixel pitch in the C1 and Y directions
The moved point is 1 / of the pixel pitch in both C2, X, and Y directions.
The point moved by 2 is designated as C3.

【0050】画素ずらしを応用した本発明にかかる撮像
においては、先ず左上角にある画素84の中心が点Cあ
るときにこれを中心として1画素ピッチずつ固体撮像デ
バイスを上述したように移動させ、4ヶ所それぞれの位
置で撮像を行う。次に左上角にある画素84の中心が点
C1に来るように固体撮像デバイスを半画素分移動さ
せ、その位置を中心として同様に1画素ピッチずつ固体
撮像デバイスを上述したように移動させ、4ヶ所それぞ
れの位置で撮像を行う。同様に、中心が点C2、点C3
に来るようにそれぞれ移動させ、各々の位置を中心とし
て1画素ピッチずつ固体撮像デバイスを上述したように
移動させ、4ヶ所それぞれの位置で撮像を行う。最後
に、このように撮像した合計16枚の画像データを合成
して、一つのカラー静止画を得る。
In the image pickup according to the present invention to which the pixel shift is applied, first, when the center of the pixel 84 in the upper left corner is the point C, the solid-state image pickup device is moved by one pixel pitch with the point C as the center, as described above. Imaging is performed at each of four positions. Next, the solid-state imaging device is moved by half a pixel so that the center of the pixel 84 at the upper left corner comes to the point C1, and the solid-state imaging device is similarly moved by one pixel pitch with the position at the center as described above. Imaging is performed at each position. Similarly, the centers are points C2 and C3.
, And the solid-state imaging device is moved by 1 pixel pitch centering on each position as described above to perform imaging at each of four positions. Finally, a total of 16 pieces of image data thus captured are combined to obtain one color still image.

【0051】尚、この例では一つの静止画像を得るのに
16回の撮像を行うことになるが、固体撮像デバイスを
微少量移動させるに要する圧電素子の作動時間は僅かで
あり、極めて短時間で16回の撮像を行うことができ
る。
In this example, 16 times of imaging are performed to obtain one still image, but the operation time of the piezoelectric element required to move the solid-state imaging device by a small amount is short, and the operation time is extremely short. It is possible to take images 16 times.

【0052】このように画素ずらしを併用することで高
解像度が達成でき、図7で説明した例では、1個の25
万画素の固体撮像デバイスを用いて100万画素のデバ
イスを3板用いたのと同等の解像度を得ることが可能と
なる。
A high resolution can be achieved by using the pixel shift together as described above. In the example described with reference to FIG.
It is possible to obtain a resolution equivalent to that obtained by using a 3-megapixel device having 1 million pixels by using a solid-state imaging device having 10 million pixels.

【0053】ところで、本発明の高精細静止画カメラ
は、高精細静止画を撮ることを目的としているが、通常
のCCDカメラとして、ビデオ信号レベルでの使用も可
能であることが求められることがある。このときには偽
色(モアレ縞)は欠点とみなされ、問題となる。本発明
は、この問題をも解決する手段を提供するので、以下に
説明する。
The high-definition still image camera of the present invention is intended for taking high-definition still images, but it is required that it can be used at a video signal level as a normal CCD camera. is there. At this time, the false color (moiré fringe) is regarded as a defect and becomes a problem. The present invention provides means for solving this problem as well, and will be described below.

【0054】通常、モザイクカラーCCDカメラは、ド
ット毎の色合いが正確に検出できないため、高い周波数
成分が含まれる映像では、その近辺に偽色(モアレ縞)
が生じる。これを防止するためには、画像をCCDの手
前で、ある程度ぼかす、すなわち高周波数成分をカット
する必要があり、一般に、オプティカル・ローパスフィ
ルターが用いられる。しかし、完全にはモアレが消去で
きないので、さらにエッジ検出回路と色信号抑圧回路と
を組み合わせて、モアレ消去回路が用いられる。
Usually, the mosaic color CCD camera cannot accurately detect the hue of each dot, and therefore, in an image containing a high frequency component, a false color (moire fringe) is generated in the vicinity thereof.
Occurs. In order to prevent this, it is necessary to blur the image to some extent before the CCD, that is, to cut off high-frequency components, and an optical low-pass filter is generally used. However, since the moire cannot be completely erased, the moire elimination circuit is used by further combining the edge detection circuit and the color signal suppression circuit.

【0055】本発明の高精細静止画カメラは、高精細画
を撮ることを目的としているため、画像の高周波成分が
重要であり、オプティカル・ローパスフィルターを用い
ることは出来ない。従って、本発明の高精細静止画カメ
ラを通常の解像度のモードで動作させると、前述の偽色
の問題が発生してしまう。
Since the high-definition still image camera of the present invention is intended to take a high-definition image, the high frequency component of the image is important, and an optical low pass filter cannot be used. Therefore, when the high-definition still image camera of the present invention is operated in the normal resolution mode, the above-mentioned problem of false color occurs.

【0056】一つの解決策として、通常の解像度のモー
ドにおいては、1露出時間(例えば1/60秒)以内
に、少なくとも1周期の割合で、X−Y微動テーブルを
振動させ、オプティカル・ローパスフィルターを用いる
ことなく高周波数成分をカットし、偽色の問題を解決す
る方法もある。しかし、この場合、完全にモアレ縞を消
そうとすると画像がぼけ過ぎ、オプティカル・ローパス
フィルターと同じ程度の効果に押さえようとすれば、振
動の制御が難しい上、従来と同じようにモアレ消去回路
が必要となる。
As one solution, in the normal resolution mode, the XY fine movement table is vibrated at a rate of at least one cycle within one exposure time (for example, 1/60 seconds), and the optical low-pass filter is used. There is also a method of solving the problem of false color by cutting high frequency components without using. However, in this case, if you try to completely eliminate the moiré fringes, the image becomes too blurry, and if you try to suppress it to the same level of effect as an optical low-pass filter, it is difficult to control the vibration, and the moiré erasing circuit is the same as before. Is required.

【0057】本発明は、この問題をも解決する手段を提
供する。すなわち、通常の解像度のモードにおいては、
第1フィールドと第2フィールドでモアレの位相が逆転
するようにX−Y微動テーブルをフィールド毎に移動さ
せ、モアレを視認できないようにすることによって偽色
の問題を解決するのである。その移動方向は、用いられ
るカラーフィルターの色の並び方によるが、本願の実施
例に示したカラーフィルター(RGBG)の場合は、
X、Y共に1画素同時に動かし、結果的に斜めに移動す
るのが適当である。つまり、前述のX方向及びY方向の
調製方法の説明からわかるように、X方向に1画素ずら
すと細かい縦筋パターン上に現れるモアレ縞の赤と青が
入れ代わり、更にY方向に1画素ずらすと細かい横筋パ
ターン上に現れるモアレ縞の赤と青が入れ代わる。これ
をフィールド毎に繰り返すと、実際には赤と青が交互に
表示されているにも拘わらず、人間の目には全くモアレ
が見えなくなるのである。このとき、CCDの読み出し
タイミングもフィールド毎に1画素分ずらすことによ
り、解像度の高い画像信号が得られる。
The present invention provides means for solving this problem as well. That is, in the normal resolution mode,
The false color problem is solved by moving the XY fine movement table for each field so that the moiré phase is reversed between the first field and the second field so that the moiré cannot be visually recognized. The moving direction depends on how the colors of the color filters used are arranged, but in the case of the color filter (RGBG) shown in the embodiments of the present application,
It is appropriate to move both X and Y by one pixel at the same time and consequently move diagonally. That is, as can be seen from the above description of the adjustment method in the X direction and the Y direction, when the pixel is shifted by 1 pixel in the X direction, the red and blue moire stripes appearing on the fine vertical stripe pattern are replaced with each other, and by further shifting by 1 pixel in the Y direction. The red and blue moire fringes appearing on the fine horizontal stripe pattern are exchanged. When this is repeated for each field, the moire is completely invisible to the human eye, although red and blue are actually displayed alternately. At this time, by shifting the CCD read timing by one pixel for each field, a high-resolution image signal can be obtained.

【0058】このように、本発明の高精細静止画カメラ
は、高精細静止画だけでなく、モアレの全く見えない、
従来になく画質の良いビデオ信号を、オプティカル・ロ
ーパスフィルターやモアレ消去回路を用いることなく、
得ることができるのである。
As described above, the high-definition still image camera of the present invention is not limited to high-definition still images, and does not show moire at all.
Video signals with better image quality than ever before, without using optical low-pass filters or moire elimination circuits,
You can get it.

【0059】尚、上述の説明では固体撮像デバイス上の
入射光の照射位置を移動させるために固体撮像デバイス
を移動させているが、本発明では固体撮像デバイスと入
射光とを相対変位することが必要であり、固体撮像デバ
イスを移動させる代わりに入射光を移動させるようにし
てもよい。これは例えば、ガラス板等を用いて行うこと
ができる。
In the above description, the solid-state imaging device is moved in order to move the irradiation position of the incident light on the solid-state imaging device. However, in the present invention, the solid-state imaging device and the incident light can be relatively displaced. It is necessary, and the incident light may be moved instead of moving the solid-state imaging device. This can be done, for example, using a glass plate or the like.

【0060】すなわち、ガラス板等の屈折率が空気より
大きな透明材料をX軸及びY軸を中心としてそれぞれ独
立に僅かに回動できるように支持して光路上のCCDに
前方に配置し、その透明材料の傾き角度を変化させるこ
とで入射光を屈折させてそのの照射位置を変更すること
ができる。この場合、小さな傾き角度で大きく入射光を
偏向させるには、透明材料の厚みを増やせばよい。
That is, a transparent material such as a glass plate having a refractive index larger than that of air is supported so as to be slightly rotatable independently about the X axis and the Y axis, and the transparent material is arranged in front of the CCD on the optical path. By changing the inclination angle of the transparent material, incident light can be refracted and the irradiation position thereof can be changed. In this case, the thickness of the transparent material may be increased to largely deflect the incident light with a small inclination angle.

【0061】また、上述の例ではRGBがモザイク上に
配列された色フィルタを用いているが、本発明に用いる
色フィルタはこれに限られるものではない。RGBのフ
ィルタをモザイク状に並べる並べ方は種々の組み合わせ
があり、さらに補色Cy、M、Yeあるいは白色Wを加
えたもの等種々の色フィルタアレイ(CFA)について
本発明を適用できる。
Further, although the color filters in which RGB are arranged on the mosaic are used in the above example, the color filter used in the present invention is not limited to this. There are various combinations in which RGB filters are arranged in a mosaic pattern, and the present invention can be applied to various color filter arrays (CFA) such as those to which complementary colors Cy, M, Ye or white W are added.

【0062】さらに、RGBを順番にストライプ状に配
列した色フィルタも好適に使用できる。上述のモザイク
状配列の場合は入射光の照射位置をXYの両方向に移動
させる必要があるが、ストライプ状配列を用いた場合に
は、ストライプを横切る一方向の移動だけで足り、駆動
装置の構造を簡素化できる利点がある。
Further, a color filter in which RGB is sequentially arranged in a stripe pattern can be preferably used. In the case of the above-mentioned mosaic arrangement, it is necessary to move the irradiation position of the incident light in both the XY directions, but in the case of using the stripe arrangement, it is sufficient to move in one direction across the stripes. There is an advantage that can be simplified.

【0063】また、上述の説明では固体撮像デバイスの
例としてCCDを挙げたが、本発明はこれに限られず、
その他例えば、MOS形撮像デバイス、CPD(Cha
rge Priming Device、呼び水転送デ
バイス)等についても同様に適用することができる。
Further, in the above description, the CCD is mentioned as an example of the solid-state image pickup device, but the present invention is not limited to this.
Others, for example, a MOS type image pickup device, a CPD (Cha
The same can be applied to a raging priming device, a priming device, etc.).

【0064】また、駆動源として上述の例では圧電素子
を用いているが、その他、磁歪素子も好適に使用でき、
さらにプランジャソレノイドのような直線モータ、回転
モータ、単なる電磁石も使用することができる。
Further, although the piezoelectric element is used as the driving source in the above example, a magnetostrictive element can also be suitably used,
Further, a linear motor such as a plunger solenoid, a rotary motor, or a simple electromagnet can be used.

【0065】上述の説明では撮像面が平面となっている
例について示したが、光電変換素子で構成される撮像面
は必ずしも平面でなくとも良く、場合によっては撮像面
を例えば、球面状に構成すると共に、球面内で相対移動
させるようにすることも可能である。
In the above description, an example in which the image pickup surface is a flat surface has been shown, but the image pickup surface formed by the photoelectric conversion elements does not necessarily have to be a flat surface. In some cases, the image pickup surface is formed into a spherical shape, for example. At the same time, it is possible to make relative movement within the spherical surface.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
電変換素子がマトリックス状に多数配列されてなる撮像
面を有する固体撮像デバイスの撮像面の前面に光電変換
素子の配列間隔に対応して異なる色成分領域を有する色
フィルタを固定したものを用い、固体撮像デバイスに対
する入射光の照射領域を光電変換素子の配列間隔単位で
変更し、変更された複数の位置において撮像された固体
撮像デバイスの画像データを画像合成して一枚のカラー
静止画像を得るようにしているので、固体撮像デバイス
の個数、画素数を増やすことなく、単板式程度のコスト
で三板式並の高画質を得ることができ、且つ入力時間が
冗長化することもない。更に、モアレ縞の全く見えない
動画像をも作成することが出来る。
As described above, according to the present invention, the photoelectric conversion elements are arranged on the front surface of the imaging surface of the solid-state imaging device having the imaging surface in which a large number of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix. , A solid-state imaging device in which the irradiation area of incident light to the solid-state imaging device is changed in units of arrangement intervals of photoelectric conversion elements, and images are captured at a plurality of changed positions. Since the image data of the above is combined to obtain one color still image, it is possible to obtain high image quality comparable to that of the three-panel system at the cost of a single-panel system without increasing the number of solid-state imaging devices and the number of pixels. The input time is not redundant. Furthermore, it is possible to create a moving image in which moire fringes cannot be seen at all.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明にかかる撮像カメラ要部の分解斜視図FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of an imaging camera according to the present invention.

【図2】 本発明にかかる撮像カメラの一部破断して内
部構造を示す斜視図
FIG. 2 is a perspective view showing an internal structure of the image pickup camera according to the present invention with a part thereof cut away.

【図3】 本発明にかかるX軸板部材とY軸板部材を組
み合わせた状態を表すXY支持装置の斜視図
FIG. 3 is a perspective view of an XY support device showing a state in which an X-axis plate member and a Y-axis plate member according to the present invention are combined.

【図4】 本発明の原理の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle of the present invention.

【図5】 本発明にかかる撮像装置に対応した装置全体
のブロック図
FIG. 5 is a block diagram of an entire apparatus corresponding to the image pickup apparatus according to the present invention.

【図6】 図5の装置の制御フロー図FIG. 6 is a control flow chart of the apparatus of FIG.

【図7】 本発明に画素ずらし法を応用する一例の説明
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example in which the pixel shift method is applied to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 色フィルタ 12 色成分領域 21 撮像カメラ 22 筺体 23 レンズ系 24 ベースプレート 26 駆動装置 27 メイン回路基板 28 電源スイッチ 29 モード切換スイッチ 30 外部電源ジャック 31 信号入出力端子 33 CCD 34 XY支持装置 35 X軸板部材 36 Y軸板部材 37、45 支持板部 38、46 起立部 39、47 取付板部 41、42、49、50 スリット 53 XY移動プレート 56 回路基板 57 CCD位置決め板 60 X軸係合腕 61 Y軸係合腕 62 X軸駆動部 63 Y軸駆動部 64、72 支持部材 65、73 変位増幅アングル 66 X軸圧電素子 74 Y軸圧電素子 75 ADコンバータ 76 システムコントロール 77 データ蓄積装置 78 デジタルシグナルプロセス 11 color filter 12 color component area 21 imaging camera 22 housing 23 lens system 24 base plate 26 driving device 27 main circuit board 28 power switch 29 mode change switch 30 external power jack 31 signal input / output terminal 33 CCD 34 XY support device 35 X axis plate Member 36 Y-axis plate member 37, 45 Support plate part 38, 46 Standing part 39, 47 Mounting plate part 41, 42, 49, 50 Slit 53 XY moving plate 56 Circuit board 57 CCD positioning plate 60 X-axis engaging arm 61 Y Shaft engagement arm 62 X-axis drive unit 63 Y-axis drive unit 64, 72 Support member 65, 73 Displacement amplification angle 66 X-axis piezoelectric element 74 Y-axis piezoelectric element 75 AD converter 76 System control 77 Data storage device 78 Digital signal process

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換素子がマトリックス状に多数配
列されてなる撮像面を有する固体撮像デバイスと、 前記固体撮像デバイスの前記撮像面の前面に固定される
と共に前記光電変換素子の配列間隔に対応して異なる色
成分領域を有する色フィルタと、 前記固体撮像デバイスと該固体撮像デバイスに対する入
射光とを前記撮像面に沿って前記光電変換素子の配列間
隔単位で相対変位させ、該固体撮像デバイスに対する該
入射光の照射位置を変更する駆動手段と、 前記駆動手段によって照射位置が変更された複数の位置
において撮像された前記固体撮像デバイスの画像データ
を記録する蓄積手段と、 前記蓄積手段に蓄積された前記画像データを読み出して
画像合成する処理手段と、 を有することを特徴とするカラー静止画撮像装置。
1. A solid-state imaging device having an imaging surface in which a large number of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, and fixed to the front surface of the imaging surface of the solid-state imaging device and corresponding to the arrangement interval of the photoelectric conversion elements. A color filter having different color component regions, relative displacement of the solid-state image pickup device and incident light to the solid-state image pickup device along the image pickup surface in units of arrangement intervals of the photoelectric conversion elements, and with respect to the solid-state image pickup device. Driving means for changing the irradiation position of the incident light, accumulating means for recording image data of the solid-state imaging device imaged at a plurality of positions where the irradiation position is changed by the driving means, and accumulating in the accumulating means. And a processing unit which reads the image data and synthesizes the image, and a color still image pickup device.
【請求項2】 前記駆動手段は、前記光電変換素子の大
きさに相当する大きさの前記入射光の照射領域が前記固
体撮像デバイスの前記色フィルタの隣接する全ての種類
の色成分領域上に移動するように、該固体撮像デバイス
と該入射光とを複数回に亘って相対変位させることを特
徴とする請求項1のカラー静止画撮像装置。
2. The drive means is configured such that the incident area of the incident light having a size corresponding to the size of the photoelectric conversion element is on all adjacent color component areas of the color filter of the solid-state imaging device. The color still image pickup device according to claim 1, wherein the solid-state image pickup device and the incident light are relatively displaced a plurality of times so as to move.
【請求項3】 前記色フィルタの前記色成分領域が各前
記光電変換素子の大きさに相当する大きさでモザイク状
に配置されたことを特徴とする請求項1記載のカラー静
止画撮像装置。
3. The color still image pickup device according to claim 1, wherein the color component regions of the color filter are arranged in a mosaic pattern having a size corresponding to the size of each photoelectric conversion element.
【請求項4】 前記色フィルタの前記色成分領域が前記
光電変換素子の幅に相当する幅でストライプ状に配置さ
れたことを特徴とする請求項1記載のカラー静止画撮像
装置。
4. The color still image pickup device according to claim 1, wherein the color component regions of the color filter are arranged in a stripe shape with a width corresponding to the width of the photoelectric conversion element.
【請求項5】 前記駆動手段は前記入射光に対して前記
固体撮像デバイスを移動させることを特徴とする請求項
1記載のカラー静止画撮像装置。
5. The color still image pickup device according to claim 1, wherein the driving unit moves the solid-state image pickup device with respect to the incident light.
【請求項6】 前記駆動手段は、前記固体撮像デバイス
と前記入射光とを前記光電変換素子の配列間隔の1/2
相対変位させ、さらにそこから該光電変換素子の配列間
隔単位で相対変位させて該固体撮像デバイスに対する該
入射光の照射位置を変更することを特徴とする請求項1
記載のカラー静止画撮像装置。
6. The drive means divides the solid-state imaging device and the incident light by half the arrangement interval of the photoelectric conversion elements.
2. The relative displacement, and further relative displacement in units of arrangement intervals of the photoelectric conversion elements from there, change the irradiation position of the incident light with respect to the solid-state imaging device.
The described color still image pickup device.
【請求項7】 前記駆動手段は、前記固体撮像デバイス
を第1の方向及び前記第1の方向と直角をなす第2の方
向に移動自在に支持する支持装置を有し、 前記支持装置は、入射光の光軸に対して垂直面を構成す
る支持板部と、前記支持板部の両側に直角に設けられた
起立部と、両側の前記起立部の端部に設けられた該支持
板部と平行な取付板部をそれぞれ有し、弾性を有する薄
板を折り曲げて一体に成形された第1及び第2の板部材
を有することを特徴とする請求項1記載のカラー静止画
撮像装置。
7. The drive means includes a support device that supports the solid-state imaging device so as to be movable in a first direction and a second direction that is perpendicular to the first direction, and the support device includes: Support plate portions that form a plane perpendicular to the optical axis of the incident light, upright portions that are provided at right angles on both sides of the support plate portion, and the support plate portions that are provided at the ends of the upright portions on both sides. 2. The color still image pickup device according to claim 1, further comprising: first and second plate members integrally formed by bending elastic thin plates, each of which has a mounting plate portion parallel to the above.
【請求項8】 前記第1及び第2の板部材は折り曲げ部
において屈曲に対する剛性を低減されていることを特徴
とする請求項7記載のカラー静止画撮像装置。
8. The color still image pickup device according to claim 7, wherein the bending strength of the first and second plate members is reduced in bending.
【請求項9】 前記処理手段は、静止画の合成の他に、
動画像を出力するビデオ信号作成機能を有し、 前記ビデオ信号作成機能は、前記固体撮像デバイスと前
記入射光とを前記固体撮像デバイスの配列間隔単位で横
方向又は縦方向又は両方向に相対変位させて撮像された
2種類の画像を入力し、第1の画像を第1フィールドの
タイミングで出力し、第2の画像を第2フィールドのタ
イミングで出力することを特徴とする請求項1記載のカ
ラー静止画撮像装置。
9. The processing means, in addition to combining still images,
A video signal creating function for outputting a moving image is provided, wherein the video signal creating function relatively displaces the solid-state imaging device and the incident light in a horizontal direction or a vertical direction or both directions in an array interval unit of the solid-state imaging device. 2. The color according to claim 1, wherein two types of images captured by the camera are input, the first image is output at the timing of the first field, and the second image is output at the timing of the second field. Still image pickup device.
【請求項10】 前記第1の画像と第2の画像は双方に
現れるモアレ縞の位相が互いに反転の関係となっている
ことを特徴とする請求項9記載のカラー静止画撮像装
置。
10. The color still image capturing apparatus according to claim 9, wherein the first image and the second image have a relationship in which the phases of the moire fringes appearing on both the images are inverted from each other.
【請求項11】 光電変換素子がマトリックス状に多数
配列されてなる撮像面を有する固体撮像デバイスの該撮
像面の前面に、該光電変換素子の配列間隔に対応して異
なる色成分領域を有する色フィルタを固定したものを用
い、 前記固体撮像デバイスと該固体撮像デバイスに対する入
射光とを前記撮像面に沿って前記光電変換素子の配列間
隔単位で相対変位させて該固体撮像デバイスに対する該
入射光の照射位置を変更し、変更された複数の位置にお
いて撮像された前記固体撮像デバイスの画像データを画
像合成する、 ことを特徴とするカラー静止画撮像方法。
11. A color having a different color component region corresponding to the arrangement interval of the photoelectric conversion elements on the front surface of the solid-state imaging device having an imaging surface in which a large number of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix. Using a fixed filter, the solid-state image pickup device and incident light to the solid-state image pickup device are relatively displaced along the image pickup surface in units of arrangement intervals of the photoelectric conversion elements, and the incident light to the solid-state image pickup device is changed. A color still image capturing method, characterized in that the irradiation position is changed, and image data of the solid-state imaging device imaged at a plurality of changed positions is image-synthesized.
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