JPH09261545A - Image input device - Google Patents

Image input device

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JPH09261545A
JPH09261545A JP8066836A JP6683696A JPH09261545A JP H09261545 A JPH09261545 A JP H09261545A JP 8066836 A JP8066836 A JP 8066836A JP 6683696 A JP6683696 A JP 6683696A JP H09261545 A JPH09261545 A JP H09261545A
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image
resolution
spatial filter
transmission band
optical axis
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Masayuki Nishikawa
昌之 西川
Hideo Okada
英生 岡田
Tetsuo Iwaki
哲男 岩木
Toru Okuda
徹 奥田
Chiaki Yamawaki
千明 山脇
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To select a transmission-through band of a spatial filter for preventing moire depending on the resolution in the image input device provided with an image shift means to receive a plurality of images with different resolution. SOLUTION: A position of an image formed on an image pickup face of a CCD 14 is deviated by tilting a transparent refraction flat plate 22 with respect to an optical axis 10 of an incident light from a subject to attain shift of image. An image is shifted at a distance shorter than a distance between photo sensing parts of the CCD 14 and resulting plural images are synthesized to obtain an image with high resolution. A transmission-through band of the spatial filter 12 for preventing moire is selected by changing a relative angle between double refraction plates 20, 21. In the case of input of an image with high resolution by an image shift mechanism 13, the transmission-through band of the spatial filter 12 is selected toward high frequencies to obtain an image with excellent resolution.

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、複数の異なる解像
度を有する画像が入力可能な画像入力装置、特にイメー
ジシフト手段とモアレ除去のための空間フィルタとを備
える画像入力装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image input device capable of inputting images having a plurality of different resolutions, and more particularly to an image input device provided with an image shift means and a spatial filter for removing moire.

【0002】[0002]

【従来の技術】動画像を撮像するビデオムービや静止画
像を撮像する画像入力装置であるスチルカメラなどに
は、画素を2次元マトリクス状に配置して撮像面を構成
するCCDなどの固体撮像素子が広く用いられている。
撮像する対象となる画像は高解像度化が進み、撮像装置
としても高解像度の画像入力が可能であることが望まれ
ている。高解像度化のためには、固体撮像素子の撮像面
の画素数を多くすればよいけれども、生産が技術的に困
難であったり、生産性が乏しくなって高価になってしま
う。このような状況をふまえて、画素数の少ない撮像素
子を使用しながら高解像度を得る手法として、イメージ
シフト法が提案されている。
2. Description of the Related Art In a video camera for picking up a moving image or a still camera as an image input device for picking up a still image, a solid-state image pickup device such as a CCD in which pixels are arranged in a two-dimensional matrix to form an image pickup surface. Is widely used.
The resolution of the image to be captured is increasing, and it is desired that the image capturing apparatus can also input a high resolution image. To increase the resolution, it is sufficient to increase the number of pixels on the image pickup surface of the solid-state image pickup device, but the production is technically difficult, or the productivity becomes poor and the cost becomes high. In consideration of such a situation, an image shift method has been proposed as a method for obtaining high resolution while using an image sensor having a small number of pixels.

【0003】図22は、イメージシフト法の基本的な原
理を示す。被写体からの光が入射するレンズ群1の光軸
2に沿って、イメージシフト機構3が固体撮像素子であ
るCCD4の撮像面の前に設けられている。イメージシ
フト機構3には屈折板5が含まれ、光軸2に対する傾斜
角度を変えることによって、CCD4の撮像面に到達す
る光路2aをΔだけ変化させることができる。
FIG. 22 shows the basic principle of the image shift method. An image shift mechanism 3 is provided in front of an image pickup surface of a CCD 4, which is a solid-state image pickup device, along an optical axis 2 of a lens group 1 on which light from a subject enters. The image shift mechanism 3 includes a refraction plate 5, and by changing the inclination angle with respect to the optical axis 2, the optical path 2a reaching the image pickup surface of the CCD 4 can be changed by Δ.

【0004】図23〜図26は、イメージシフト動作に
よって解像度が向上する原理を示す。図23は、図22
のCCD4の撮像面における感光部である画素の配列パ
ターンを示す。図23の数字1〜9の部分が感光部の配
列パターンであり、水平方向の感光部の配列パターン間
距離をΔx、垂直方向の感光部の配列パターン間距離を
Δyとする。CCD14の撮像面の第1の位置に画像が
結像するとき、図23の数字1〜9の位置からの映像信
号が、CCD4から第1画像信号として取り出される。
次に、CCD4の撮像面に結像する画像の位置を、Δx
/2,Δy/2ずつずらすように、屈折板5を傾斜させ
ると、入射光路2aがずれる。入射光路2aがずれたと
きの映像信号をCCD4から第2画像信号として取り出
し、第1画像信号と合成すると、図24に示すように感
光部を配置した状態と等価な画像が得られる。これによ
って、空間的なサンプリング間隔が短くなり、高解像度
を得ることができる。
23 to 26 show the principle of improving the resolution by the image shift operation. 23 is the same as FIG.
3 shows an array pattern of pixels which are photosensitive portions on the image pickup surface of CCD 4. The numbers 1 to 9 in FIG. 23 are the arrangement patterns of the photosensitive portions, and the distance between the arrangement patterns of the photosensitive portions in the horizontal direction is Δx, and the distance between the arrangement patterns of the photosensitive portions in the vertical direction is Δy. When the image is formed at the first position on the image pickup surface of the CCD 14, the video signals from the positions 1 to 9 in FIG. 23 are taken out from the CCD 4 as the first image signal.
Next, the position of the image formed on the image pickup surface of the CCD 4 is set to Δx
When the refracting plate 5 is tilted so as to be shifted by / 2 or Δy / 2, the incident optical path 2a is displaced. When the video signal when the incident optical path 2a is deviated is taken out from the CCD 4 as the second image signal and is combined with the first image signal, an image equivalent to the state where the photosensitive portion is arranged as shown in FIG. 24 is obtained. As a result, the spatial sampling interval is shortened and high resolution can be obtained.

【0005】図25は、屈折板5を傾斜させることによ
って、CCD4に結像する画像をΔx/2ずつずらして
第2画像信号を取り出し、第1画像信号と合成した画像
によって実現される等価的な感光部の配置を示す。図2
6は、CCD4に結像する画像を、Δx/2ずつずらし
て第2画像信号を取り出し、次に、Δx/2,Δy/2
ずつずらして第3画像信号を取り出し、さらにΔy/2
ずつずらして第4画像信号を取り出し、第1〜第4画像
信号を合成した画像を得る場合と等価な感光部の配置を
示す。
FIG. 25 is an equivalent view realized by an image in which the image formed on the CCD 4 is shifted by Δx / 2 by tilting the refracting plate 5 to take out the second image signal and combined with the first image signal. The arrangement of various photosensitive parts is shown. FIG.
Reference numeral 6 shifts the image formed on the CCD 4 by Δx / 2 to obtain a second image signal, and then outputs Δx / 2 and Δy / 2.
The third image signal is picked up by shifting by Δy / 2
The layout of the photosensitive portions is equivalent to the case where the fourth image signal is taken out by shifting each and the image obtained by combining the first to fourth image signals is obtained.

【0006】図23のような感光部の配置であっても、
イメージシフトを行うことによって、図24〜図26に
示すようにして高解像度を得ることができるけれども、
以下に示すような事柄が問題となる。一般に、ビデオカ
メラに用いられている固体撮像素子であるCCD4など
では、入射光像は垂直および水平方向に一定の間隔でサ
ンプリングして取り込むため、解像することができる最
高の空間周波数はサンプリングする空間周波数の1/
2、すなわちナイキスト周波数となる。ナイキスト周波
数以上の空間周波数成分が含まれる場合には、偽信号あ
るいはモアレが発生する。これらを発生させないため
に、サンプリング前にナイキスト周波数を超える高い空
間周波数成分を減少させる必要があり、空間フィルタが
用いられる。しかしながら、図22に示すような光学系
では、ナイキスト周波数を超える周波数成分を減少させ
るために空間フィルタを用いると、高解像度にするため
にイメージシフトを行ってサンプリング間隔を短くする
ときに、空間フィルタによって高域周波数成分が減少さ
せられているため、高解像度を得ることができない。
Even if the photosensitive portion is arranged as shown in FIG.
Although high resolution can be obtained by performing image shift as shown in FIGS. 24 to 26,
The following issues are a problem. Generally, in the CCD 4 which is a solid-state image sensor used in a video camera, the incident light image is sampled and taken in at a constant interval in the vertical and horizontal directions, so that the highest spatial frequency that can be resolved is sampled. 1 / spatial frequency
2, that is, the Nyquist frequency. When a spatial frequency component higher than the Nyquist frequency is included, a false signal or moire occurs. In order not to generate these, it is necessary to reduce high spatial frequency components above the Nyquist frequency before sampling, and a spatial filter is used. However, in the optical system as shown in FIG. 22, if the spatial filter is used to reduce the frequency components exceeding the Nyquist frequency, the spatial filter is used when the image shift is performed to shorten the sampling interval in order to achieve high resolution. Since the high frequency components are reduced by, the high resolution cannot be obtained.

【0007】図27は、特開平3−226078に先行
技術として開示されている2種類の空間フィルタを切換
える構成を示す。レンズ群1とCCD4との間の光軸2
上に、空間フィルタ6を、低解像度用空間ローパスフィ
ルタ7と、高解像度用空間ローパスフィルタ8を切換え
て挿入可能である。低解像度用空間ローパスフィルタ7
および高解像度用空間ローパスフィルタ8は支持枠9に
よって支持され、イメージシフトを行わないときには低
解像度用空間ローパスフィルタ7を使用し、イメージシ
フトを行うときには高解像度用空間ローパスフィルタ8
を使用するように切換える。高解像度を得る手法として
は、イメージシフトを用いるばかりではなく、カラー用
の撮像素子を用いて、低解像度ではカラー画像を撮像
し、高解像度では白黒画像を撮像することもできる。さ
らに、空間ローパスフィルタは、低解像度の画像撮像時
にのみ使用し、高解像度の画像撮像時は空間ローパスフ
ィルタを光軸から退避させる手法もある。
FIG. 27 shows a configuration for switching between two types of spatial filters disclosed in JP-A-3-226078 as prior art. Optical axis 2 between lens group 1 and CCD 4
The spatial filter 6 can be inserted by switching the low resolution spatial low pass filter 7 and the high resolution spatial low pass filter 8 above. Low resolution spatial low pass filter 7
The high-resolution spatial low-pass filter 8 is supported by the support frame 9. The low-resolution spatial low-pass filter 7 is used when the image shift is not performed, and the high-resolution spatial low-pass filter 8 is used when the image shift is performed.
Switch to use. As a method for obtaining high resolution, not only image shift can be used but also a color image can be captured using a color image sensor and a monochrome image can be captured at high resolution. Furthermore, there is a method in which the spatial low-pass filter is used only when capturing a low-resolution image, and the spatial low-pass filter is retracted from the optical axis when capturing a high-resolution image.

【0008】また、特開平4−236585には、空間
フィルタに複屈折板を使用し、複屈折板を回転可能とし
て透過帯域を可変とし、光学系の焦点深度内で空間フィ
ルタの挿入によるピントのずれに基づく像のボケを利用
し、解像度が低下し過ぎることを防ぐ撮像光学系が提案
されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-236585, a birefringent plate is used for a spatial filter, the birefringent plate is rotatable so that a transmission band is variable, and a spatial filter is inserted within a depth of focus of an optical system for focusing. An image pickup optical system has been proposed which uses blurring of an image based on a shift to prevent the resolution from being lowered too much.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】特開平3−22607
8の先行技術では、イメージシフトによって映像のサン
プリング間隔を変化させるときに、複数の透過帯域に応
じた空間フィルタの交換を行うけれども、複数の異なる
空間フィルタが必要となり、フィルタ枚数の増加による
製造コストの上昇や、部品点数の増加、撮像装置の大型
化を招く。さらに、解像度に応じて空間フィルタを交換
するためには、光軸上から一方の空間フィルタを退避さ
せてから他方の空間フィルタを挿入し、低解像度のモー
ドと高解像度のモードとを切換えるので、迅速な切換え
は困難である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the prior art of No. 8, although the spatial filters are exchanged according to a plurality of transmission bands when the image sampling interval is changed by the image shift, a plurality of different spatial filters are required, and the manufacturing cost due to the increase in the number of filters is increased. Increase, the number of parts, and the size of the image pickup apparatus are increased. Furthermore, in order to replace the spatial filter according to the resolution, one spatial filter is retracted from the optical axis and the other spatial filter is inserted, so that the low resolution mode and the high resolution mode are switched. Rapid switching is difficult.

【0010】低解像度撮影において空間ローパスフィル
タを使用し、高解像度撮影を行うときには空間ローパス
フィルタを光軸より退避させる先行技術では、フィルタ
枚数や交換速度の点で改善されるけれども、バックフォ
ーカスが短くなるので、ダミーガラス等を挿入すること
によって光学系を補償する必要が生じ得る。ダミーガラ
ス等を挿入する場合は、結局、光学フィルタを交換する
構成と同様の問題が生じる。
In the prior art in which a spatial low-pass filter is used in low-resolution shooting and the spatial low-pass filter is retracted from the optical axis when high-resolution shooting is performed, the back focus is short although the number of filters and the replacement speed are improved. Therefore, it may be necessary to compensate the optical system by inserting a dummy glass or the like. When a dummy glass or the like is inserted, the same problem as in the case of replacing the optical filter eventually arises.

【0011】また、特開平4−236585の先行技術
では、ピントのずれによる像のボケ自体を利用して解像
度の低下に対応するけれども、空間フィルタの回転によ
る周波数帯域の変更のための機構が具体的に開示されて
おらず、その記載のみに基づいては実現させることが困
難である。また、開示されている考え方は、ピントのず
れによって解像度が低下することを補償する動作につい
てであり、イメージシフトによって撮像素子自体の解像
度よりもさらに高解像度にする場合に対応させる考え方
とは異なる。
Further, in the prior art of Japanese Patent Laid-Open No. 4-236585, although the resolution of the image is reduced by utilizing the image blur itself due to the focus shift, a mechanism for changing the frequency band by rotating the spatial filter is concrete. However, it is difficult to realize based only on the description. Further, the disclosed idea is about an operation of compensating for a decrease in resolution due to a focus shift, and is different from the idea to cope with the case where the image shift is made to have a higher resolution than the resolution of the image pickup device itself.

【0012】また、イメージシフトによって解像度の異
なる画像を入力する際には、低解像度用の空間ローパス
フィルタと、高解像度用の空間ローパスフィルタに加え
てイメージシフト機構が必要となる。イメージシフト
を、屈折板を傾斜させて光路をずらすことによって行う
場合は、イメージシフト機構を挿入することによって屈
折板以降の光路長に変化が発生し、光学系の改良や補償
の必要が生じる。
Further, when inputting images having different resolutions by image shift, an image shift mechanism is required in addition to the spatial low pass filter for low resolution and the spatial low pass filter for high resolution. When the image shift is performed by inclining the refraction plate and shifting the optical path, the optical path length after the refraction plate is changed by inserting the image shift mechanism, and it is necessary to improve or compensate the optical system.

【0013】本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、
複数の解像度を高速かつ簡便に切換えることができ、解
像度に応じた最適な画像を得ることが可能な画像入力装
置を提供することである。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
An object of the present invention is to provide an image input device capable of switching a plurality of resolutions at high speed and easily and capable of obtaining an optimum image according to the resolutions.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、撮像素子へ入
射する光路と撮像素子との相対的な位置関係をずらすイ
メージシフト手段を備え、第1の解像度、およびイメー
ジシフト手段によって第1の解像度よりも高い第2の解
像度を有する画像を入力可能な画像入力装置において、
被写体からの入射光を入力する光学系と被写体の画像を
取り込む撮像素子との間に設けられ、入射光の空間周波
数の透過帯域を少なくとも2種類以上に切換え可能な空
間フィルタと、制御手段であって、第1の解像度を有す
る画像の入力時には、空間フィルタが第1の透過帯域と
なり、第2の解像度を有する画像の入力時には、空間フ
ィルタが第1の透過帯域よりも高い空間周波数を透過可
能な第2の透過帯域になり、かつイメージシフト手段が
動作し、撮像素子へ入射する光路のずれに同期して複数
の画像が入力可能なように制御する制御手段とを含むこ
とを特徴とする画像入力装置である。本発明に従えば、
空間フィルタは、被写体からの入射光の空間周波数の透
過帯域を、第1の解像度に対応する第1の透過帯域と第
2の解像度に対する第2の透過帯域とに切換え可能であ
る。第2の透過帯域は、第1の透過帯域よりも高い空間
周波数成分を透過可能であるので、第1の解像度よりも
高い第2の解像度を有する画像入力時に、解像度を低下
させることなく画像入力を行わせることができる。
According to the present invention, there is provided image shift means for displacing a relative positional relationship between an optical path incident on an image pickup device and the image pickup device. In an image input device capable of inputting an image having a second resolution higher than the resolution,
A spatial filter that is provided between an optical system that inputs incident light from a subject and an image pickup device that captures an image of the subject, and that is capable of switching the transmission band of the spatial frequency of the incident light to at least two types, and a control means. When inputting an image having a first resolution, the spatial filter has a first transmission band, and when inputting an image having a second resolution, the spatial filter can transmit a spatial frequency higher than the first transmission band. The second transmission band, the image shift means operates, and the control means controls so that a plurality of images can be input in synchronization with the shift of the optical path incident on the image sensor. It is an image input device. According to the present invention,
The spatial filter can switch the transmission band of the spatial frequency of the incident light from the subject into a first transmission band corresponding to the first resolution and a second transmission band corresponding to the second resolution. Since the second pass band can pass spatial frequency components higher than the first pass band, when inputting an image having a second resolution higher than the first resolution, the image input can be performed without lowering the resolution. Can be done.

【0015】また本発明で、前記イメージシフト手段
は、被写体からの入射光を入力する光学系と被写体から
の画像を取り込む固体撮像素子との間に設けられ、光軸
に対して傾斜させて撮像素子へ入射する光路をずらすこ
とが可能な透明な平板状の屈折板を備えることを特徴と
する。本発明に従えば、透明な平板状の屈折板を光軸に
対して傾斜させることによって、撮像素子へ入射する光
路をずらし、撮像素子の感光部の配列ピッチよりも高い
解像度を等価的に得ることができる。
Further, in the present invention, the image shift means is provided between an optical system for inputting incident light from a subject and a solid-state image pickup device for taking in an image from the subject and picks up an image with an inclination with respect to the optical axis. It is characterized by comprising a transparent flat plate-like refracting plate capable of shifting the optical path incident on the element. According to the invention, by tilting the transparent flat refracting plate with respect to the optical axis, the optical path incident on the image sensor is shifted, and a resolution higher than the arrangement pitch of the photosensitive parts of the image sensor is equivalently obtained. be able to.

【0016】さらに本発明は、撮像素子へ入射する光路
と撮像素子との相対的な位置関係をずらすイメージシフ
ト手段を備え、第1の解像度、およびイメージシフト手
段によって第1の解像度よりも高い第2の解像度を有す
る画像を入力可能な画像入力装置において、前記イメー
ジシフト手段は、被写体からの入射光を入力する光学系
と被写体の画像を取り込む撮像素子との間に設けられ、
入射光の空間周波数の透過帯域を少なくとも2種類以上
に切換え可能な空間フィルタとして動作可能であって、
イメージシフト手段としては、空間フィルタの一部が光
軸に対して傾斜し、撮像素子へ入射する光路をずらすよ
うに構成され、制御手段であって、第1の解像度を有す
る画像の入力時には、空間フィルタが第1の透過帯域と
なり、第2の解像度を有する画像の入力時には、空間フ
ィルタが第1の透過帯域よりも高い空間周波数を透過可
能な第2の透過帯域になり、かつイメージシフト手段と
して動作し、撮像素子へ入射する光路のずれに同期して
複数の画像が入力可能なように制御する制御手段を含む
ことを特徴とする画像入力装置である。本発明に従え
ば、空間フィルタが第1および第2の解像度に対応し
て、第1および第2の透過帯域を切換え可能であり、空
間フィルタの一部を光軸に対して傾斜させてイメージシ
フト手段としても動作させることができる。イメージシ
フトによって第2の解像度は第1解像度よりも高くなる
ように切換えられ、第2の透過帯域は第1の透過帯域よ
りも高い空間周波数を透過可能であるので、解像度の高
い画像をイメージシフト機構の挿入に伴うバックフォー
カスの増加を防ぎながら得ることができる。さらに、イ
メージシフトと空間フィルタとを兼用させることができ
るので、コンパクトな光学系を実現することができる。
Further, the present invention comprises an image shift means for shifting the relative positional relationship between the optical path incident on the image pickup element and the image pickup element, and the first resolution and the first shift higher than the first resolution by the image shift means. In an image input device capable of inputting an image having a resolution of 2, the image shift means is provided between an optical system for inputting incident light from a subject and an image sensor for capturing an image of the subject,
It is possible to operate as a spatial filter capable of switching at least two types of transmission bands of the spatial frequency of incident light,
As the image shift means, a part of the spatial filter is tilted with respect to the optical axis and is configured to shift the optical path incident on the image pickup element, and is the control means, and when an image having the first resolution is input, The spatial filter serves as the first transmission band, and when an image having the second resolution is input, the spatial filter serves as the second transmission band capable of transmitting a spatial frequency higher than the first transmission band, and the image shift means. The image input device is characterized by including a control unit that operates as described above and controls so that a plurality of images can be input in synchronization with the deviation of the optical path incident on the image pickup element. According to the present invention, the spatial filter can switch the first and second transmission bands corresponding to the first and second resolutions, and a part of the spatial filter is tilted with respect to the optical axis to form an image. It can also be operated as a shift means. By the image shift, the second resolution is switched to be higher than the first resolution, and the second transmission band can transmit a spatial frequency higher than the first transmission band. It can be obtained while preventing an increase in back focus due to the insertion of the mechanism. Further, since the image shift and the spatial filter can be combined, a compact optical system can be realized.

【0017】また本発明で、前記第1の解像度を有する
画像は動画像であることを特徴とする。本発明に従え
ば、第1の解像度の画像は動画像であるため、静止画像
と動画像の2種類を撮像することが可能である。
Further, according to the present invention, the image having the first resolution is a moving image. According to the present invention, since the image of the first resolution is a moving image, it is possible to capture two types of still images and moving images.

【0018】また本発明で、前記空間フィルタは、光軸
と平行な軸を中心に相対的に回転可能に支持される少な
くとも2枚以上の複屈折板を含むように構成され、複屈
折板間の相対的な回転によって前記第1および第2の透
過帯域に切換え可能であることを特徴とする。本発明に
従えば、空間フィルタは2枚以上の複屈折板の相対的な
回転によって透過帯域を切換え可能であるので、空間フ
ィルタ自体を光軸から移動させる必要はなく、簡単な機
構で迅速な透過帯域の切換えを行うことができる。
Further, in the present invention, the spatial filter is configured to include at least two or more birefringent plates supported so as to be rotatable relative to each other about an axis parallel to the optical axis. It is possible to switch to the first and second transmission bands by relative rotation of. According to the present invention, since the transmission band of the spatial filter can be switched by the relative rotation of two or more birefringent plates, it is not necessary to move the spatial filter itself from the optical axis, and it is possible to quickly perform the operation with a simple mechanism. The transmission band can be switched.

【0019】また本発明で、前記複屈折板間の相対的な
回転角度は、第1の透過帯域と第2の透過帯域とで約4
5度変化させることを特徴とする。本発明に従えば、透
過帯域の切換えを約45度の回転角度の変化で行うこと
ができるので、切換えのための可動機構の変化距離を小
さく、切換えを迅速に行うことができる。また機構が簡
素化されるので、小型かつ耐久性を高めることもでき
る。
Further, in the present invention, the relative rotation angle between the birefringent plates is about 4 between the first transmission band and the second transmission band.
It is characterized by changing 5 degrees. According to the present invention, the transmission band can be switched by changing the rotation angle of about 45 degrees, so that the change distance of the movable mechanism for switching can be small and the switching can be performed quickly. Further, since the mechanism is simplified, the size and durability can be improved.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態と
しての画像入力装置の概略的な構成を示す。被写体から
の画像は、光軸10に沿って入射され、レンズ群11お
よび空間フィルタ12、レンズ群11および空間フィル
タ12の間に介在されるイメージシフト機構13を経
て、固体撮像素子であるCCD14の撮像面に結像す
る。イメージシフト機構13および空間フィルタ12
は、イメージシフト機構駆動装置15および空間フィル
タ駆動装置16によってそれぞれ機械的に駆動される。
イメージシフト機構駆動装置15および空間フィルタ駆
動装置16は、システムコントローラ17によって制御
される。CCD14の撮像面に結像した画像に対応する
出力は、信号処理回路18によって映像信号に変換され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic configuration of an image input device as an embodiment of the present invention. An image from a subject is incident along the optical axis 10, passes through the lens group 11 and the spatial filter 12, and the image shift mechanism 13 interposed between the lens group 11 and the spatial filter 12, and then the CCD 14 which is a solid-state image pickup device. Form an image on the imaging surface. Image shift mechanism 13 and spatial filter 12
Are mechanically driven by the image shift mechanism driving device 15 and the spatial filter driving device 16, respectively.
The image shift mechanism driving device 15 and the spatial filter driving device 16 are controlled by the system controller 17. The output corresponding to the image formed on the image pickup surface of the CCD 14 is converted into a video signal by the signal processing circuit 18.

【0021】空間フィルタ12は、2枚の複屈折板2
0,21を含む。複屈折板20,21は、光軸10を中
心に相対的に回転可能である。2枚の複屈折板20,2
1を光軸10を中心に相対的に回転させると、透過可能
な空間周波数の範囲である透過帯域を変化させることが
可能である。空間フィルタ12についての構成や動作原
理については、後述する。イメージシフト機構13は、
基本的には図22に示す従来技術と同様に、平板状の屈
折板22を光軸10に対して傾斜させ、CCD14の撮
像面に入射する光路を変更させることによってイメージ
シフト動作を行う。
The spatial filter 12 comprises two birefringent plates 2
Including 0 and 21. The birefringent plates 20 and 21 are relatively rotatable around the optical axis 10. Two birefringent plates 20, 2
When 1 is relatively rotated about the optical axis 10, it is possible to change the transmission band, which is the range of spatial frequencies that can be transmitted. The configuration and operating principle of the spatial filter 12 will be described later. The image shift mechanism 13
Basically, the image shift operation is performed by tilting the flat refracting plate 22 with respect to the optical axis 10 and changing the optical path incident on the image pickup surface of the CCD 14 as in the prior art shown in FIG.

【0022】システムコントローラ17は、CCD14
の本来の解像度である第1解像度で画像入力を行うとき
には、通常解像度用の制御信号をイメージシフト機構駆
動装置15および空間フィルタ駆動装置16に送る。イ
メージシフト機構駆動装置15は、屈折板22の表面が
ほぼ光軸10に対して垂直となるような位置で停止させ
る。被写体からの入射光は、レンズ群11、屈折板2
2、複屈折板20,21を透過してCCD14の撮像面
に結像する。空間フィルタ駆動装置16は、複屈折板2
0,21を光軸10を中心として相対的に回転させ、入
射する光の透過帯域を第1解像度でモアレが発生しない
第1の透過帯域となる所定位置で停止させる。CCD1
4は、撮像面に結像した画像に対応する信号を出力し、
信号処理回路18によって映像信号に変換する。映像信
号は、画像メモリに記憶される静止画として出力するこ
ともでき、従来からのビデオ信号として陰極線管(略称
「CRT」)等に映し出されるような、いわゆる動画像
としても出力可能である。
The system controller 17 has a CCD 14
When an image is input at the first resolution, which is the original resolution of, the control signal for normal resolution is sent to the image shift mechanism driving device 15 and the spatial filter driving device 16. The image shift mechanism driving device 15 stops at a position where the surface of the refraction plate 22 is substantially perpendicular to the optical axis 10. The incident light from the subject is the lens group 11 and the refraction plate 2.
2. The light passes through the birefringent plates 20 and 21 and forms an image on the image pickup surface of the CCD 14. The spatial filter driving device 16 includes the birefringent plate 2
0 and 21 are relatively rotated about the optical axis 10, and the transmission band of the incident light is stopped at a predetermined position which is the first transmission band where moire does not occur at the first resolution. CCD1
4 outputs a signal corresponding to the image formed on the imaging surface,
The signal processing circuit 18 converts the video signal. The video signal can be output as a still image stored in the image memory, or can be output as a so-called moving image that is displayed on a cathode ray tube (abbreviated as "CRT") as a conventional video signal.

【0023】第1の解像度よりも解像度が高い画像が得
られる第2の解像度で撮影を行うときは、システムコン
トローラ17は高解像度用の制御信号を空間フィルタ駆
動装置16に与え、空間フィルタ12の複屈折板20,
21を光軸10を中心として相対的に回転させる。空間
フィルタ12の複屈折板20,21に入射する光の透過
帯域を、第1の透過帯域よりも高い空間周波数帯域を透
過させることができる第2の透過帯域となるような位置
で停止させる。次に、システムコントローラ17は、イ
メージシフト機構駆動装置15に制御信号を送り、図2
2および図23〜図26で説明した先行技術と同様に、
1フレームの画像を撮像する毎にイメージシフト機構1
3の屈折板22を光軸10に対して傾斜させ、CCD1
4の撮像面への結像位置を2カ所もしくは4カ所に移動
させる。このような結像位置の移動に同期し、システム
コントローラ17はCCD14および信号処理回路18
へも制御信号を送り、画像を合成して第1の解像度より
も解像度の高い、すなわち空間的なサンプリング間隔の
短い画像データを生成するように制御する。
When shooting at a second resolution which provides an image having a higher resolution than the first resolution, the system controller 17 gives a control signal for high resolution to the spatial filter driving device 16 to cause the spatial filter 12 to operate. Birefringent plate 20,
21 is relatively rotated about the optical axis 10. The transmission band of the light incident on the birefringent plates 20 and 21 of the spatial filter 12 is stopped at a position where it becomes a second transmission band capable of transmitting a spatial frequency band higher than the first transmission band. Next, the system controller 17 sends a control signal to the image shift mechanism driving device 15,
2 and the prior art described in FIGS. 23 to 26,
Image shift mechanism 1 each time one frame image is captured
The refraction plate 22 of 3 is tilted with respect to the optical axis 10, and the CCD 1
The image forming position of 4 on the imaging surface is moved to 2 or 4 positions. In synchronization with such movement of the image forming position, the system controller 17 causes the CCD 14 and the signal processing circuit 18 to operate.
A control signal is also sent to the control unit to synthesize the images to generate image data having a higher resolution than the first resolution, that is, a short spatial sampling interval.

【0024】図2、図3および図4は、空間フィルタ1
2が複屈折板20,21の相対的な回転によって透過帯
域を可変にすることができる原理について示す。説明の
便宜上、一方の複屈折板20は固定し、他方の複屈折板
21のみを回転させ、透過帯域を可変にする場合を例と
して示す。図2に示すように、光軸10の方向にx軸、
CCD14の撮像面の画素の配列の水平方向および垂直
方向をそれぞれz軸およびy軸とするx,y,z直交3
軸方向を想定する。2枚の複屈折板20,21は、図2
では間隔をあけているけれども、接触している状態とす
ることもできる。複屈折板20,21の形状は矩形板状
であるけれども、CCD14に入射する有効光束が、第
1および第2の透過帯域において透過可能であれば他の
形状、たとえば円板状でもよい。複屈折板20,21の
光学軸方向は、入射する光軸に対して約45度となるよ
うに切り出されている。図3は、複屈折板20,21の
光学軸について、zy面への投影を示す。図3(a)に
示す複屈折板20の光学軸は、zy面についてz軸方向
に、図3(b)に示す複屈折板21の光学軸方向はzy
面の原点を中心に、z軸から半時計まわりに約135度
の方向に、それぞれ投影される。図4に示すように、複
屈折板20,21に入射する光は、常光と異常光とに分
離され、CCD14の撮像面上に分離して結像する。ま
ず、複屈折板20で常光の像23と異常光の像24とに
分離され、複屈折板21ではそれぞれの像23,24が
そのまま常光として透過する成分と、異常光として分離
される成分とによって像が形成され、像25,26が追
加される。前述の複屈折板20,21の構成によれば、
4つの分離点像23〜26の輝度をほぼ等しくし、水平
方向の分離点間距離LをほぼCCD14の感光部間の距
離とすることができる。
2, 3 and 4 show a spatial filter 1
2 shows the principle that the transmission band can be made variable by the relative rotation of the birefringent plates 20 and 21. For convenience of explanation, a case where one birefringent plate 20 is fixed and only the other birefringent plate 21 is rotated to make the transmission band variable is shown as an example. As shown in FIG. 2, in the direction of the optical axis 10, the x-axis,
X, y, z orthogonal 3 where the horizontal direction and the vertical direction of the array of pixels on the imaging surface of the CCD 14 are the z axis and the y axis, respectively.
Assume the axial direction. The two birefringent plates 20 and 21 are shown in FIG.
Although they are spaced apart, they can be in contact with each other. Although the birefringent plates 20 and 21 have a rectangular plate shape, they may have another shape, for example, a disk shape, as long as the effective light beam entering the CCD 14 can be transmitted in the first and second transmission bands. The optical axes of the birefringent plates 20 and 21 are cut out at about 45 degrees with respect to the incident optical axis. FIG. 3 shows the projection of the optical axes of the birefringent plates 20 and 21 onto the zy plane. The optical axis of the birefringent plate 20 shown in FIG. 3A is in the z-axis direction with respect to the zy plane, and the optical axis direction of the birefringent plate 21 shown in FIG. 3B is zy.
Projection is performed in the direction of about 135 degrees counterclockwise from the z-axis centering on the origin of the surface. As shown in FIG. 4, the light incident on the birefringent plates 20 and 21 is separated into ordinary light and extraordinary light, and separated and imaged on the imaging surface of the CCD 14. First, the birefringent plate 20 separates an ordinary light image 23 and an extraordinary light image 24, and the birefringent plate 21 separates the respective images 23 and 24 as ordinary light and a component separated as extraordinary light. An image is formed by and images 25 and 26 are added. According to the configuration of the birefringent plates 20 and 21 described above,
The brightness of the four separation point images 23 to 26 can be made substantially equal to each other, and the distance L between the separation points in the horizontal direction can be made substantially the distance between the photosensitive portions of the CCD 14.

【0025】図5は、空間フィルタ12を、1/3イン
チ形のCCD14に対応させた透過帯域の1例を示す。
複屈折板20の常光と異常光との分離幅は7.5μm、
複屈折板21の分離幅は5.3μmとする。サンプリン
グ周波数fsの1/2のナイキスト周波数fnは、空間
フィルタ12のカットオフ周波数fcと一致し、ナイキ
スト周波数fn以上の周波数において、透過帯域が減少
しているため、偽信号およびモアレの発生を少なくする
ことができる。
FIG. 5 shows an example of a transmission band in which the spatial filter 12 is made to correspond to the 1/3 inch CCD 14.
The separation width of ordinary light and extraordinary light of the birefringent plate 20 is 7.5 μm,
The separation width of the birefringent plate 21 is 5.3 μm. The Nyquist frequency fn, which is 1/2 the sampling frequency fs, matches the cutoff frequency fc of the spatial filter 12, and the transmission band is reduced at frequencies above the Nyquist frequency fn, so that the occurrence of spurious signals and moire is reduced. can do.

【0026】図6および図7は、空間フィルタ12を、
第1の透過帯域よりも高い周波数帯域まで透過可能な第
2の透過帯域に切換える構成を示す。図6は、複屈折板
20,21のzy平面についての光学軸の方向を(a)
および(b)でそれぞれ投影して示す。複屈折板20の
光学軸方向はz軸方向であり、複屈折板21の光学軸は
zy平面の原点を中心にz軸から反時計まわりに約18
0度の方向とする。このような空間フィルタ12の構成
であると、図7に示すように、入射した光は複屈折板2
0,21によって常光と異常光とに分離され、CCD1
4の撮像面上に到達し、2つの分離点像23と27とが
形成される。2つの分離点像23と27の輝度はほぼ等
しく、分離点間距離は2.2μmとなる。
6 and 7, the spatial filter 12 is
The structure which switches to the 2nd transmission band which can permeate | transmit a frequency band higher than a 1st transmission band is shown. FIG. 6 shows the direction of the optical axis with respect to the zy plane of the birefringent plates 20 and 21 in (a).
And (b) are respectively projected and shown. The optical axis direction of the birefringent plate 20 is the z-axis direction, and the optical axis of the birefringent plate 21 is about 18 from the z-axis counterclockwise about the origin of the zy plane.
The direction is 0 degree. With such a configuration of the spatial filter 12, as shown in FIG.
It is separated into ordinary light and extraordinary light by 0, 21 and CCD 1
4, and two separated point images 23 and 27 are formed. The two separation point images 23 and 27 have almost the same brightness, and the separation point distance is 2.2 μm.

【0027】図8は、図6および図7に従って構成され
る空間フィルタ12の透過帯域を示す。図5と比較し
て、カットオフ周波数fcが高域にシフトし、より高い
周波数帯域まで透過可能であることが判る。したがっ
て、イメージシフトによって空間的なサンプリング間隔
を短くし、サンプリング周波数fsを高くする場合にお
いても、高域の周波数成分を透過させることが可能で、
解像度の高い画像を得ることができる。
FIG. 8 shows the transmission band of the spatial filter 12 constructed according to FIGS. 6 and 7. It can be seen that the cut-off frequency fc shifts to a higher range and can be transmitted up to a higher frequency band as compared with FIG. Therefore, even when the spatial sampling interval is shortened by the image shift and the sampling frequency fs is increased, it is possible to transmit the high frequency component.
A high-resolution image can be obtained.

【0028】図3および図6によって第1および第2の
透過帯域の空間フィルタ12の構成を比較すると、複屈
折板21の光学軸がzy面上において半時計まわりに約
45度変化している。したがって、このような透過帯域
の切換えを行うには、第1の透過帯域を示す図3の状態
から、光軸10を中心に複屈折板21を反時計まわりに
約45度角変位させればよい。第2の透過帯域から第1
の透過帯域に切換える際は、光軸10を中心に時計まわ
りに約45度変化させればよい。このように、空間フィ
ルタ12の切換えは、約45度と比較的小さい回転角度
で可能となるので、透過帯域を切換えるのに要する時間
は短時間で済み、かつ移動させる距離も少ないので、耐
久性の高い構造を得ることができる。なお、2枚の複屈
折板20,21の位置が入射する光軸10方向に関して
入れ代わっても、同様の効果を得ることができるので、
複屈折板20,21の光軸10に関する位置関係は入れ
換えることもできる。また、切換えるための回転軸は、
光軸10に平行であればよい。
Comparing the configurations of the spatial filters 12 in the first and second transmission bands with reference to FIGS. 3 and 6, the optical axis of the birefringent plate 21 changes about 45 degrees counterclockwise on the zy plane. . Therefore, in order to switch such a transmission band, the birefringence plate 21 is angularly displaced counterclockwise by about 45 degrees from the state of FIG. 3 showing the first transmission band. Good. From the second transmission band to the first
When switching to the transmission band of the above, it may be changed about 45 degrees clockwise about the optical axis 10. In this way, the spatial filter 12 can be switched with a relatively small rotation angle of about 45 degrees, so that the time required for switching the transmission band is short and the distance to be moved is small, so that the durability is improved. It is possible to obtain a high structure. The same effect can be obtained even if the positions of the two birefringent plates 20 and 21 are switched with respect to the direction of the incident optical axis 10.
The positional relationship of the birefringent plates 20 and 21 with respect to the optical axis 10 can be exchanged. Also, the rotation axis for switching is
It may be parallel to the optical axis 10.

【0029】図9および図10は、複屈折板21を複屈
折板20に対して相対的に回転させる空間フィルタ駆動
装置16の構成の一例を示す。複屈折板21は円板状で
あり、その外周部が円環状の保持部材30によって保持
されている。保持部材30は、少なくとも外周の3点を
回転ローラ31によって支持され、入射する光軸または
それに平行な軸を中心として回転可能である。さらに、
保持部材30の外周に突起32を設け、レバー33と連
結する。レバー33は、ねじりばね34によって一方向
に付勢されている。突起32には、複屈折板21および
保持部材30の半径方向に延びる溝35が形成され、レ
バー33の一端に固定されるピン36が結合している。
レバー33の他端は、モータ37の回転軸38の先端に
固定されている。回転軸38の軸線方向は、複屈折板2
1および保持部材30の回転軸と平行である。ねじりば
ね34は、回転軸38を中心に、レバー33を図9の実
線で示す状態となるように押圧している。図9の実線で
示す状態は、モータ37による駆動力を発生させないと
きの所定位置として、第1の透過帯域に対応させる。
FIG. 9 and FIG. 10 show an example of the structure of the spatial filter driving device 16 which rotates the birefringent plate 21 relative to the birefringent plate 20. The birefringent plate 21 has a disc shape, and an outer peripheral portion thereof is held by an annular holding member 30. The holding member 30 is supported by at least three points on the outer circumference by a rotating roller 31, and is rotatable about an incident optical axis or an axis parallel to the optical axis. further,
A protrusion 32 is provided on the outer periphery of the holding member 30 and is connected to the lever 33. The lever 33 is biased in one direction by a torsion spring 34. A groove 35 extending in the radial direction of the birefringent plate 21 and the holding member 30 is formed in the protrusion 32, and a pin 36 fixed to one end of the lever 33 is coupled to the protrusion 32.
The other end of the lever 33 is fixed to the tip of the rotary shaft 38 of the motor 37. The axial direction of the rotating shaft 38 is the birefringent plate 2
1 and the rotation axis of the holding member 30. The torsion spring 34 presses the lever 33 about the rotating shaft 38 so that the lever 33 is in the state shown by the solid line in FIG. 9. The state shown by the solid line in FIG. 9 corresponds to the first transmission band as the predetermined position when the driving force by the motor 37 is not generated.

【0030】モータ37に通電して、図9の時計まわり
方向の回転駆動力を発生させると、回転駆動力がねじり
ばね34によるばね付勢力を超えれば、レバー33は回
転軸38を中心として時計まわり方向に揺動変位する。
ピン36は、溝35の端部で移動が制限され、仮想線で
示す位置で停止する。このときの停止位置は、空間フィ
ルタ12が第2の透過帯域となる所定位置である。レバ
ー33が、実線で示す第1の透過帯域に対応する位置
と、仮想線で示す第2の透過帯域に対応する位置との間
で揺動変位する際に、ピン36は溝35中を移動する。
図9では、ピン36が溝35の半径方向外方の端部に位
置するときに位置決めを行っているけれども、図10に
示すように、実線で示す第1の透過帯域に対応するピン
36が停止する溝35の端部と、仮想線で示す第2の透
過帯域とするためのピン36が停止する溝35の端部の
位置が変わるような構成も可能である。すなわち図10
では、第1の透過帯域に対しては、溝35の半径方向外
方の端部、第2の透過帯域に関しては、溝35の半径方
向内方の端部がそれぞれ位置決めを行う。図9の構成と
図10の構成とは、レバー33および溝35の長さが異
なる。図9および図10に示すように、溝35の端部が
制限位置となって複屈折板21の回転角を決めることが
できるので、空間フィルタ駆動装置16の構成を簡素か
つ小型にすることができ、透過帯域を迅速に切換えるこ
とが可能である。
When the motor 37 is energized to generate a rotational driving force in the clockwise direction of FIG. 9, if the rotational driving force exceeds the spring biasing force of the torsion spring 34, the lever 33 moves clockwise around the rotating shaft 38. Swing displacement in the circumferential direction.
The movement of the pin 36 is restricted at the end of the groove 35, and the pin 36 stops at the position indicated by the imaginary line. The stop position at this time is a predetermined position where the spatial filter 12 is in the second transmission band. When the lever 33 swings between the position corresponding to the first transmission band indicated by the solid line and the position corresponding to the second transmission band indicated by the phantom line, the pin 36 moves in the groove 35. To do.
In FIG. 9, the positioning is performed when the pin 36 is located at the radially outer end of the groove 35. However, as shown in FIG. 10, the pin 36 corresponding to the first transmission band indicated by the solid line is A configuration is also possible in which the position of the end of the groove 35 that stops and the position of the end of the groove 35 that stops the pin 36 for forming the second transmission band shown by the phantom line change. That is, FIG.
Then, with respect to the first transmission band, the radially outer end of the groove 35 is positioned, and with respect to the second transmission band, the radially inner end of the groove 35 is positioned. The lever 33 and the groove 35 are different in length from the configuration of FIG. 9 and the configuration of FIG. 10. As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the end of the groove 35 becomes the limiting position and the rotation angle of the birefringent plate 21 can be determined, so that the configuration of the spatial filter driving device 16 can be simplified and downsized. It is possible to switch the transmission band quickly.

【0031】図11および図12は、空間フィルタ12
の複屈折板21と、空間フィルタ駆動装置16との他の
構成例を示す。円板状の複屈折板21は、外周部を円環
状の保持部材40によって保持される。保持部材40
は、少なくとも3点の回転ローラ41によって外周部を
回転可能に支持される。回転軸は、入射する光軸と平行
である。保持部材40の外周部には突起42が設けら
れ、レバー43の一端と結合している。レバー43は保
持部材40の形状に合わせた円弧状の部分を有し、入射
光を遮らないように構成されている。レバー43の他端
は、引張りばね44によって図11の上方に付勢されて
いる。レバー43の一端と突起42との結合は、突起4
2に保持部材40の半径方向外方に延びるように形成さ
れた溝45と、レバー43の一端に設けられるピン46
とによって行われる。ピン46は、保持部材40の半径
方向に沿って溝45内を移動可能である。レバー43の
他端は、引張りばね44によって引張られる方向と反対
方向にプランジャ47によって引張ることも可能であ
る。レバー43の他端と円弧部分との間には、軸48が
設けられ、軸48を支点として変位可能である。プラン
ジャ47は、可動部49を図の上下方向に出没変位させ
ることができ、可動部49がレバー43の他端に結合し
ている。
11 and 12 show the spatial filter 12
Another configuration example of the birefringent plate 21 and the spatial filter driving device 16 will be shown. The disc-shaped birefringent plate 21 is held at its outer peripheral portion by a holding member 40 having an annular shape. Holding member 40
Is rotatably supported on the outer periphery by at least three rotating rollers 41. The rotation axis is parallel to the incident optical axis. A protrusion 42 is provided on the outer peripheral portion of the holding member 40, and is connected to one end of a lever 43. The lever 43 has an arc-shaped portion matching the shape of the holding member 40, and is configured so as not to block incident light. The other end of the lever 43 is biased upward in FIG. 11 by a tension spring 44. The connection between one end of the lever 43 and the protrusion 42 is the protrusion 4
2, a groove 45 formed so as to extend outward in the radial direction of the holding member 40, and a pin 46 provided at one end of the lever 43.
And done by The pin 46 is movable in the groove 45 along the radial direction of the holding member 40. The other end of the lever 43 can be pulled by the plunger 47 in the direction opposite to the direction pulled by the tension spring 44. A shaft 48 is provided between the other end of the lever 43 and the circular arc portion, and is displaceable with the shaft 48 as a fulcrum. The plunger 47 is capable of displacing the movable portion 49 in the vertical direction in the drawing, and the movable portion 49 is coupled to the other end of the lever 43.

【0032】図12は、プランジャ47が可動部49を
吸引した状態を示す。プランジャ47の吸引力は、引張
りばね44の引張り力よりも大きく、この結果、レバー
43は軸48を支点に角変位し、半径方向内方で溝45
と結合していたピン46が半径方向外方で溝45と結合
するような位置まで変化する。このようなレバー43の
移動によって保持部材40は回転し、複屈折板21の光
学軸の方向を変化させることができる。
FIG. 12 shows a state in which the plunger 47 has sucked the movable portion 49. The attraction force of the plunger 47 is larger than the tension force of the tension spring 44. As a result, the lever 43 is angularly displaced about the shaft 48 as a fulcrum, and the groove 45 is radially inward.
The pin 46, which has been coupled with, moves radially outward to a position where it is coupled with the groove 45. The holding member 40 is rotated by such movement of the lever 43, and the direction of the optical axis of the birefringent plate 21 can be changed.

【0033】プランジャ47に駆動力を発生させない
で、レバー43の他端を引張りばね44によって引張っ
ている図11の状態が、第1の透過帯域となる所定位置
とし、プランジャ47による吸引力で複屈折板21を回
転させる図12に示す状態が第2の透過帯域となる所定
位置とすると、2つの停止位置によって複屈折板21の
回転角が決められ、機構が簡素でかつ小型であり、空間
フィルタ12の透過帯域を迅速に変化させることができ
る空間フィルタ駆動装置16を実現することができる。
The state in FIG. 11 in which the other end of the lever 43 is pulled by the tension spring 44 without generating the driving force in the plunger 47 is the predetermined position which is the first transmission band, and the attraction force by the plunger 47 causes the compounding to occur. When the state shown in FIG. 12 in which the refraction plate 21 is rotated is the predetermined position where the second transmission band is obtained, the rotation angle of the birefringence plate 21 is determined by the two stop positions, the mechanism is simple and small, and the space is small. It is possible to realize the spatial filter drive device 16 that can change the transmission band of the filter 12 rapidly.

【0034】図13は、空間フィルタ駆動装置16につ
いてのさらに他の構成例を示す。複屈折板21は円板状
であり、その外周を円環状の保持部材50によって保持
される。保持部材50は、外周の少なくとも3点を回転
ローラ51によって支持され、入射する光軸と平行な軸
を中心に回転可能な構造となっている。保持部材50の
外周には、ウォームギア52からの回転駆動力が伝達さ
れる。ウォームギア52は、モータ53によって回転さ
れ、ウォームギア52の回転に伴って保持部材50の外
周上に形成されるホイールギア部54を介して回転駆動
力が保持部材50に伝達される。モータ53の回転数
は、保持部材50の回転角に対応するので、モータ53
の回転数を図示を省略したカウンタなどで計数すること
によって、複屈折板21の回転角を検出し、精度よく制
御することができる。このような簡素化された機構は、
小型に構成することができ、空間フィルタ12としての
透過帯域を迅速に変化させることが可能である。
FIG. 13 shows still another configuration example of the spatial filter driving device 16. The birefringent plate 21 has a disc shape, and the outer circumference thereof is held by a ring-shaped holding member 50. The holding member 50 has a structure in which at least three points on the outer circumference are supported by the rotating roller 51 and is rotatable about an axis parallel to the incident optical axis. The rotational driving force from the worm gear 52 is transmitted to the outer periphery of the holding member 50. The worm gear 52 is rotated by the motor 53, and the rotational driving force is transmitted to the holding member 50 via the wheel gear portion 54 formed on the outer periphery of the holding member 50 as the worm gear 52 rotates. Since the rotation speed of the motor 53 corresponds to the rotation angle of the holding member 50, the motor 53
The rotation angle of the birefringent plate 21 can be detected and accurately controlled by counting the number of rotations of (1) with a counter (not shown). Such a simplified mechanism
It can be configured in a small size, and the transmission band of the spatial filter 12 can be changed quickly.

【0035】以上の説明では、一方の複屈折板20を固
定し、他方の複屈折板21のみを入射する光軸と平行な
軸を中心に約45度回転駆動しているけれども、両方の
複屈折板20,21を同等に、たとえば相対的に変化す
る角度が45度のときには、一方を時計まわりに22.
5度、他方を反時計まわりに22.5度ずつ回転させる
ような構成も可能である。
In the above description, one birefringent plate 20 is fixed and only the other birefringent plate 21 is driven to rotate about 45 degrees about an axis parallel to the incident optical axis. When the refraction plates 20 and 21 are equivalent to each other, for example, when the relative change angle is 45 degrees, one of the refraction plates 20 and 21 is rotated clockwise 22.
A configuration in which the other is rotated by 5 degrees and the other by 22.5 degrees counterclockwise is also possible.

【0036】複屈折板20,21は、従来からビデオム
ービなどに固定帯域用空間フィルタの構成部品として使
用されており、そのような2枚の複屈折板20,21を
用いて、光軸に対し相対角度を変化させて空間フィルタ
としての透過帯域を可変にすることができる。したがっ
て、複数の空間フィルタを用意して、着脱や交換および
光学系の補償を行う必要がないため、機構の大型化およ
び部品点数の増加を抑えることが可能である。また、従
来のビデオムービに使用している空間フィルタの複屈折
板を流用可能であるので、新規に空間フィルタを製造す
る際のコストアップを抑えることが可能である。さら
に、空間フィルタの機構が簡単でかつ小型であるので、
空間フィルタの透過帯域を迅速に変化させることができ
る。
The birefringent plates 20 and 21 have been conventionally used as a component of a fixed band spatial filter in a video movie or the like. On the other hand, by changing the relative angle, the transmission band as a spatial filter can be made variable. Therefore, it is not necessary to prepare a plurality of spatial filters for attachment / detachment, replacement, and compensation of the optical system, so that it is possible to suppress an increase in the size of the mechanism and an increase in the number of parts. Further, since the birefringent plate of the spatial filter used in the conventional video movie can be used, it is possible to suppress the cost increase when a new spatial filter is manufactured. Furthermore, since the mechanism of the spatial filter is simple and small,
The transmission band of the spatial filter can be changed quickly.

【0037】図14および図15は、前述の図2に示す
ような複屈折板20,21の配置で、第1の透過帯域を
得るための光学軸の配置の他の例および光入射光の分離
状態をそれぞれ示す。複屈折板20,21の光学軸は、
入射する光軸に対して約45度に切り出されており、図
14(a)に示すように、複屈折板20の光学軸のyz
平面への投影がz軸方向であることは、図3および図4
の構成と同様である。本構成では、複屈折板21の光学
軸のzy平面への投影が、zy平面の原点を中心にz軸
から反時計まわりに約45度の方向となるようにしてい
る。入射した光は、複屈折板20,21によって常光と
異常光とに分離され、図3および図4と同様にしてCC
D14の撮像面上において図15に示すような分離点と
なる像23〜26が形成される。各分離点の輝度はほぼ
等しく、水平方向の分離点間距離Lは、ほぼCCD14
の感光部間の距離と等しくする。このときの入射光の透
過帯域は、図3および図4の場合と同様な第1透過帯域
である。第2の透過帯域とする場合は、前述の図6およ
び図7のように複屈折板21を回転させる。図14
(b)から図6(b)の状態までは、複屈折板21を、
入射する光軸を中心に反時計まわりに135度回転させ
ればよい。光軸に対する複屈折板20,21の位置は前
後に入れ換えてもよく、また回転変位は相対的であるの
で、複屈折板20を回転させて複屈折板21を固定して
もよく、さらに両方の複屈折板20,21を同等に回転
させるようにしてもよい。
FIGS. 14 and 15 show another example of the arrangement of the optical axes for obtaining the first transmission band in the arrangement of the birefringent plates 20 and 21 as shown in FIG. 2 and the incident light. The separated states are shown. The optical axes of the birefringent plates 20 and 21 are
It is cut out at about 45 degrees with respect to the incident optical axis, and as shown in FIG. 14A, yz of the optical axis of the birefringent plate 20.
The fact that the projection on the plane is in the z-axis direction means that FIG.
The configuration is the same as that described above. In this configuration, the projection of the optical axis of the birefringent plate 21 on the zy plane is about 45 degrees counterclockwise from the z axis with the origin of the zy plane as the center. The incident light is separated into ordinary light and extraordinary light by the birefringent plates 20 and 21, and the CC light is transmitted in the same manner as in FIGS.
Images 23 to 26, which are separation points, are formed as shown in FIG. 15 on the imaging surface of D14. The brightness of each separation point is substantially equal, and the distance L between the separation points in the horizontal direction is approximately equal to the CCD 14.
It is equal to the distance between the photosensitive parts. The transmission band of the incident light at this time is the same first transmission band as in the cases of FIGS. 3 and 4. In the case of the second transmission band, the birefringent plate 21 is rotated as shown in FIGS. 6 and 7 described above. FIG.
From (b) to the state of FIG. 6 (b), the birefringent plate 21 is
It may be rotated counterclockwise by 135 degrees about the incident optical axis. The positions of the birefringent plates 20 and 21 with respect to the optical axis may be interchanged back and forth, and since the rotational displacement is relative, the birefringent plate 20 may be rotated to fix the birefringent plate 21. The birefringent plates 20 and 21 may be rotated equally.

【0038】図16および図17は、図2に示す配置
で、透過帯域が切換え可能な空間フィルタ12のさらに
他の例を示す。複屈折板20,21は、入射する光軸に
対して約45度に切り出されており、yz平面への投影
が図16(a),(b)にそれぞれ示すように、複屈折
板20,21の両方ともz方向となるように配置する。
複屈折板20,21に入射した光は、常光と異常光とに
分離され、図6と同様にしてCCD14の撮像面上にお
いては図17に示すような分離点となる像23,27が
形成される。両方の分離点の輝度はほぼ等しく、分離点
間の距離はCCD14の感光部間距離の1/2にほぼ等
しくする。空間フィルタ12のカットオフ周波数fc
は、ナイキスト周波数fnと一致し、ナイキストfn以
上の周波数において、透過帯域が減少するため、偽信号
およびモアレの発生を少なくすることが可能である。
16 and 17 show still another example of the spatial filter 12 whose transmission band can be switched in the arrangement shown in FIG. The birefringent plates 20 and 21 are cut out at about 45 degrees with respect to the incident optical axis, and the projections on the yz plane are as shown in FIGS. 16A and 16B, respectively. Both 21 are arranged so as to be in the z direction.
The light incident on the birefringent plates 20 and 21 is separated into ordinary light and extraordinary light, and images 23 and 27 as separation points as shown in FIG. 17 are formed on the image pickup surface of the CCD 14 in the same manner as in FIG. To be done. The brightness of both separation points is substantially equal, and the distance between the separation points is approximately equal to 1/2 of the distance between the photosensitive parts of the CCD 14. Cutoff frequency fc of the spatial filter 12
Is the same as the Nyquist frequency fn, and the transmission band is reduced at frequencies above the Nyquist fn, so it is possible to reduce the occurrence of spurious signals and moire.

【0039】図18および図19は、第2の解像度にお
いて撮像するときの例を示す。複屈折板20,21の光
学軸のyz平面への投影は、図18(a),(b)にそ
れぞれ示す。入射した光が複屈折板20,21によって
常光と異常光とに分離され、CCD14の撮像面上にお
いて分離する状態は図19に示す。分離点の輝度はほぼ
等しく、分離点間の距離が図17よりも短くなるので、
透過帯域は高い周波数側にずれ、第2透過帯域の空間フ
ィルタを実現することができる。図16(b)の状態と
図18(b)の状態とでは、複屈折板21が約180度
回転している。したがって、入射する光軸を中心として
複屈折板21を180度回転させれば、第1解像度と第
2解像度とを切換えることができる。なお、2枚の複屈
折板20,21の位置は、入射する光軸方向に入れ代わ
っても同様の効果が得られ、また回転角度は相対的なも
のであるので、複屈折板20側を回転させても、あるい
は複屈折板20,21の両方を同等に回転させても同様
の効果を得ることができる。
FIGS. 18 and 19 show an example of imaging at the second resolution. The projection of the optical axes of the birefringent plates 20 and 21 onto the yz plane is shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), respectively. A state in which the incident light is separated into ordinary light and extraordinary light by the birefringent plates 20 and 21 and separated on the image pickup surface of the CCD 14 is shown in FIG. Since the brightness of the separation points is almost equal and the distance between the separation points is shorter than that in FIG. 17,
The pass band is shifted to the higher frequency side, and the spatial filter of the second pass band can be realized. In the state of FIG. 16B and the state of FIG. 18B, the birefringent plate 21 is rotated by about 180 degrees. Therefore, if the birefringent plate 21 is rotated 180 degrees about the incident optical axis, the first resolution and the second resolution can be switched. Note that the two birefringent plates 20 and 21 have the same effect even if they are switched in the direction of the incident optical axis, and the rotation angles are relative. The same effect can be obtained by rotating the birefringent plates 20 and 21 equally.

【0040】さらに、本実施形態ではイメージシフトを
屈折板22の傾斜を利用して行っているけれども、固体
撮像素子であるCCD14に入射される光路が相対的に
ずれる構成であれば、同様にイメージシフトによって解
像度を高めることができる。
Further, although the image shift is performed by utilizing the inclination of the refraction plate 22 in this embodiment, if the optical path incident on the CCD 14 which is the solid-state image pickup device is relatively displaced, the image is similarly obtained. The shift can increase the resolution.

【0041】図20は、本発明の実施の他の形態による
画像入力装置の構成を示す。本実施形態で図1の実施形
態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複した説
明を省略する。本実施形態のイメージシフト機構60
は、レンズ群11と、CCD14との間に配置される。
イメージシフト機構60は、複屈折板61,62を入射
する光軸10に対して傾斜させることが可能なイメージ
シフト機構駆動装置65と、複屈折板61,62を光軸
10を中心に相対的に回転可能に支持する回転駆動装置
66とによって駆動される。イメージシフト機構駆動装
置65および回転駆動装置66は、システムコントロー
ラ67によって制御される。
FIG. 20 shows the structure of an image input apparatus according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, portions corresponding to the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Image shift mechanism 60 of the present embodiment
Are arranged between the lens group 11 and the CCD 14.
The image shift mechanism 60 includes an image shift mechanism drive device 65 capable of inclining the birefringent plates 61 and 62 with respect to the incident optical axis 10, and a birefringent plate 61 and 62 relative to the optical axis 10. It is driven by a rotary drive device 66 which is rotatably supported by the rotary drive device 66. The image shift mechanism drive device 65 and the rotation drive device 66 are controlled by the system controller 67.

【0042】図21は、イメージシフト機構60による
イメージシフトの原理について示す。入射した光は、複
屈折板61,62を傾斜させることによって、光路63
が変更され、CCD14上での結像位置がΔだけずらさ
れる。また、2枚の複屈折板61,62を光軸10を中
心にして相対的に回転させることによって、透過帯域を
可変とすることができる。
FIG. 21 shows the principle of image shift by the image shift mechanism 60. The incident light is transmitted through the optical path 63 by inclining the birefringent plates 61 and 62.
Is changed, and the image formation position on the CCD 14 is shifted by Δ. In addition, the transmission band can be made variable by relatively rotating the two birefringent plates 61 and 62 about the optical axis 10.

【0043】図20の実施形態では、第1解像度で撮影
を行うときには、システムコントローラ67から制御信
号を回転駆動装置66およびイメージシフト機構駆動装
置65に送り、その制御信号によって回転駆動装置66
は複屈折板61,62を光軸10を中心に相対的に回転
させ、イメージシフト機構60の複屈折板61,62に
入射する光の透過帯域を、モアレが発生しない第1の透
過帯域となる所定位置で停止させる。さらに、イメージ
シフト機構駆動装置65によって複屈折板61,62
が、ほぼ光軸10に対して垂直となる位置で停止させ
る。被写体からの入射光は、レンズ群11、複屈折板6
1,62を透過してCCD14の撮像面上に結像する。
結像した画像は、信号として取り出され、信号処理回路
18によって処理されて映像信号が生成される。このと
きの撮影画像は画像メモリに記憶され、静止画として出
力される。また従来と同様に、ビデオ信号としてCRT
等に映し出す動画像としても出力可能である。
In the embodiment shown in FIG. 20, when shooting at the first resolution, a control signal is sent from the system controller 67 to the rotary drive device 66 and the image shift mechanism drive device 65, and the rotary drive device 66 is sent by the control signal.
Rotates the birefringent plates 61 and 62 relative to each other about the optical axis 10 and sets the transmission band of light incident on the birefringent plates 61 and 62 of the image shift mechanism 60 to the first transmission band in which moire does not occur. Is stopped at a predetermined position. Further, the image shift mechanism driving device 65 is used to drive the birefringent plates 61, 62.
However, it is stopped at a position substantially perpendicular to the optical axis 10. The incident light from the subject is the lens group 11 and the birefringent plate 6
An image is formed on the image pickup surface of the CCD 14 through the light beams 1, 62.
The formed image is taken out as a signal and processed by the signal processing circuit 18 to generate a video signal. The captured image at this time is stored in the image memory and output as a still image. Also, as in the conventional case, a CRT is used as a video signal.
It can also be output as a moving image that is displayed on the screen.

【0044】第1の解像度よりも高解像度で画像を得る
ことができる第2の解像度で撮影を行うときには、シス
テムコントローラ67からの制御信号を回転駆動装置6
6に送り、回転駆動装置66によってイメージシフト機
構60の複屈折板61,62を光軸10を中心として相
対回転させる。複屈折板61,62は、入射する光の透
過帯域として、第1の透過帯域よりも高い周波数帯域で
ある第2透過帯域となる所定位置に停止させる。次に、
システムコントローラ67は、イメージシフト機構駆動
装置65、信号処理回路18およびCCD14に制御信
号を送り、1フレームの撮影毎にイメージシフト機構6
0の複屈折板61,62を光軸10に対して傾斜させ、
結像位置をCCD14上の2カ所もしくは4カ所に移動
させ、各位置における画像データを信号処理回路18を
用いて合成し、第1の解像度の画像よりもサンプリング
間隔が短くて解像度の高い第2の解像度の画像データを
生成するように制御する。
When shooting at a second resolution which allows an image to be obtained at a higher resolution than the first resolution, a control signal from the system controller 67 is sent to the rotary drive device 6.
6, the birefringent plates 61 and 62 of the image shift mechanism 60 are relatively rotated about the optical axis 10 by the rotation driving device 66. The birefringent plates 61 and 62 stop at a predetermined position, which is a second transmission band that is a frequency band higher than the first transmission band as a transmission band of incident light. next,
The system controller 67 sends a control signal to the image shift mechanism driving device 65, the signal processing circuit 18 and the CCD 14 and the image shift mechanism 6 for each frame photographing.
Inclining the birefringent plates 61 and 62 of 0 with respect to the optical axis 10,
The image forming position is moved to two or four positions on the CCD 14, and the image data at each position is combined using the signal processing circuit 18, and the sampling interval is shorter and the resolution is higher than that of the image of the first resolution. The control is performed so as to generate the image data of the resolution.

【0045】イメージシフト機構60が複屈折板61,
62の相対的な回転によって、第1および第2の透過帯
域を切換えることができる原理は、図1の実施形態にお
いて空間フィルタ12の複屈折板20,21についてと
同様であるので、説明を省略する。イメージシフトに関
しては、複屈折板61,62の両方を入射する光軸10
に対して傾斜するような構成ではなく、複屈折板61,
62のうちのいずれか一方を光軸10に対して傾斜可能
な構成とし、イメージシフトを行うようにすることもで
きる。
The image shift mechanism 60 includes a birefringent plate 61,
The principle that the first and second transmission bands can be switched by the relative rotation of 62 is the same as that of the birefringent plates 20 and 21 of the spatial filter 12 in the embodiment of FIG. To do. Regarding the image shift, the optical axis 10 which enters both the birefringent plates 61 and 62
The birefringent plate 61,
It is also possible to make one of the members 62 tiltable with respect to the optical axis 10 and perform the image shift.

【0046】本実施形態のように、複屈折板61,62
によって、イメージシフト機構60を構成し、高域周波
数成分を通過するようにして、光軸10に対して傾斜し
てイメージシフトを行えば、空間フィルタとイメージシ
フト機構とを別の機構として作る必要がないため、部品
点数を削減することが可能である。また、従来からビデ
オムービなどに用いられている光学系の空間ローパスフ
ィルタを、回転および傾斜させることのみによって、空
間フィルタとイメージシフト機構とを共に実現すること
ができるので、イメージシフト機構を別に挿入すること
によるバックフォーカスの増加を防ぐことも可能とな
り、コンパクトな光学系を実現することができる。ま
た、複数の空間フィルタの着脱や、交換および光学系の
補償を必要としないので、機構の大型化および部品点数
の増加を抑えることが可能である。さらに、複屈折板6
1,62には、現在のビデオムービに使用している空間
フィルタの構成部品を流用することができるので、新規
な部品を使用することによる製造コスト上昇を防ぐこと
ができる。
As in this embodiment, the birefringent plates 61, 62
The image shift mechanism 60 is configured by the above, and if the image shift is performed by inclining with respect to the optical axis 10 so as to pass the high frequency component, it is necessary to make the spatial filter and the image shift mechanism as separate mechanisms. Therefore, the number of parts can be reduced. In addition, since the spatial filter and the image shift mechanism can be realized together only by rotating and tilting the spatial low-pass filter of the optical system that has been conventionally used for video movies, etc., the image shift mechanism is inserted separately. It is also possible to prevent an increase in back focus due to this, and it is possible to realize a compact optical system. Further, since it is not necessary to attach / detach or replace a plurality of spatial filters, or to compensate for the optical system, it is possible to suppress an increase in the size of the mechanism and the number of parts. Further, the birefringent plate 6
Since the components of the spatial filter used in the current video movie can be used for Nos. 1 and 62, it is possible to prevent an increase in manufacturing cost due to the use of new components.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、空間フィ
ルタを入射光の空間周波数の透過帯域が少なくとも2種
以上に切換え可能とし、第1の解像度を有する画像入力
時には空間フィルタを第1の透過帯域とし、第1の解像
度よりも解像度の高い第2の解像度を有する画像の入力
時には空間フィルタを第1の透過帯域よりも高い空間周
波数を透過可能な第2の透過帯域とするので、空間フィ
ルタを挿入したまま解像度の異なる画像入力が可能であ
る。同一の空間フィルタで透過帯域を切換えることがで
きるので、切換えのために必要な移動のための空間を小
さくし、撮像素子の小型軽量化を図ることができ、イメ
ージシフトやその他の機構と組合せて解像度の高い画像
も良好に得ることができる。
As described above, according to the present invention, the spatial filter can be switched so that the transmission band of the spatial frequency of the incident light is at least two types, and the first spatial filter is used when an image having the first resolution is input. Since the spatial filter is the second transmission band capable of transmitting a spatial frequency higher than the first transmission band when an image having a second resolution higher than the first resolution is input, Images with different resolutions can be input with the spatial filter inserted. Since the transmission band can be switched with the same spatial filter, the space for movement required for switching can be reduced, the image sensor can be made smaller and lighter, and it can be combined with image shift and other mechanisms. Images with high resolution can also be satisfactorily obtained.

【0048】また本発明によれば、透明な平板状の屈折
板を光軸に対して傾斜させることによってイメージシフ
トを行うことができるので、撮像素子の有する画素の配
列ピッチ以下の解像度を簡単な構成ですることができ
る。
Further, according to the present invention, since the image shift can be performed by inclining the transparent flat refracting plate with respect to the optical axis, the resolution less than the pixel arrangement pitch of the image pickup device can be easily achieved. Can be configured.

【0049】さらに本発明によれば、撮像素子に入射す
る光路をずらして第1の解像度よりも高い解像度の第2
の解像度の画像を生成するためのイメージシフト手段
と、第1および第2解像度に対応して透過帯域を第1透
過帯域および第2透過帯域に切換えることが可能な空間
フィルタとを、複数またはいずれか一方の複屈折板の傾
斜および相対的回転によって行うことができるので、イ
メージシフト手段と空間フィルタとを1つの機構として
構成することができる。したがって、部品点数を減少さ
せ、さらにイメージシフト機構を挿入することによるバ
ックフォーカスの増加を防ぐことが可能となり、コンパ
クトな光学系を実現することができる。
Furthermore, according to the present invention, the optical path incident on the image pickup device is shifted so that the second resolution having a higher resolution than the first resolution is obtained.
A plurality of image shifters for generating an image having a resolution and a spatial filter capable of switching the transmission band between the first transmission band and the second transmission band corresponding to the first and second resolutions. Since it can be performed by inclining and relative rotating one of the birefringent plates, the image shift means and the spatial filter can be configured as one mechanism. Therefore, it is possible to reduce the number of components and prevent an increase in back focus due to the insertion of the image shift mechanism, and it is possible to realize a compact optical system.

【0050】また本発明によれば、第1の解像度を有す
る画像は動画像であるので、撮像素子によって連続的に
形成される画像を利用して、円滑な動画を得ることがで
きる。したがって、動画像と高解像度の静止画像の2種
類の撮像を1つの撮像装置で撮影することが可能であ
り、ユーザーに利便性がある。
Further, according to the present invention, since the image having the first resolution is a moving image, it is possible to obtain a smooth moving image by using the images continuously formed by the image pickup device. Therefore, it is possible to take two types of images, a moving image and a high-resolution still image, with one image pickup device, which is convenient for the user.

【0051】また本発明によれば、空間フィルタは2枚
以上の複屈折板を用いてその相対的な回転により透過帯
域を切換えることができるので、従来から用いられてい
る空間フィルタの構成部品である複屈折板を流用して、
容易に形成することができる。また、複数の解像度に応
じて空間フィルタを交換する必要がないので、解像度の
切換え機構が簡素化され、必要な空間も小さくてよく、
画像入力装置の製造コストの上昇を防ぐことができる。
Further, according to the present invention, since the spatial filter can switch the transmission band by the relative rotation of two or more birefringent plates, it is a component of the conventional spatial filter. Utilizing a certain birefringent plate,
It can be easily formed. Further, since it is not necessary to replace the spatial filter according to a plurality of resolutions, the resolution switching mechanism is simplified and the required space may be small.
It is possible to prevent an increase in the manufacturing cost of the image input device.

【0052】また本発明によれば、複屈折板間の相対的
な回転角度を約45度変化させるだけで透過帯域を切換
えることができるので、切換えのための機構の移動距離
が小さく、透過帯域の切換えを迅速に行うことができる
とともに、機構の耐久性も高めることができる。
Further, according to the present invention, the transmission band can be switched only by changing the relative rotation angle between the birefringent plates by about 45 degrees, so that the moving distance of the mechanism for switching is small and the transmission band is small. It is possible to quickly switch between the two and to improve the durability of the mechanism.

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

【図1】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態における空間フィルタ12の構
成を示す簡略化した斜視図である。
FIG. 2 is a simplified perspective view showing a configuration of a spatial filter 12 in the embodiment shown in FIG.

【図3】図2の空間フィルタ12における複屈折板2
0,21の光学軸の方位を示す投影図である。
FIG. 3 is a birefringent plate 2 in the spatial filter 12 of FIG.
It is a projection figure which shows the azimuth | direction of the optical axis of 0,21.

【図4】図3に示す方位の光学軸を有する複屈折板2
0,21によって、CCD14の撮像面に入射光が結像
する際の分離状態を示す図である。
FIG. 4 is a birefringent plate 2 having an optical axis with the orientation shown in FIG.
FIG. 3 is a view showing a separation state when incident light is imaged on an image pickup surface of CCD 14 by 0 and 21.

【図5】図3の光学軸の組合せによって実現される空間
フィルタの透過帯域を示すグラフである。
5 is a graph showing a transmission band of the spatial filter realized by the combination of the optical axes of FIG.

【図6】図2の空間フィルタで、第1透過帯域よりも高
い周波数帯域まで透過可能な第2透過帯域とするための
光学軸の方向を示す投影図である。
FIG. 6 is a projection view showing the direction of an optical axis for making a second transmission band that allows transmission to a frequency band higher than the first transmission band in the spatial filter of FIG.

【図7】図6の光学軸の投影に対応して入射光がCCD
14に結像する際の分離状態を示す図である。
FIG. 7: Incident light corresponds to the projection of the optical axis in FIG.
It is a figure which shows the isolation | separation state at the time of focusing on 14.

【図8】図6の光学軸の配置に対応して得られる空間フ
ィルタの透過帯域を示すグラフである。
8 is a graph showing a transmission band of the spatial filter obtained corresponding to the arrangement of the optical axes in FIG.

【図9】図1の実施形態で、複屈折板21を回転させる
ための空間フィルタ駆動装置16の構成の一例を示す簡
略化した正面図である。
9 is a simplified front view showing an example of the configuration of the spatial filter driving device 16 for rotating the birefringent plate 21 in the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図10】図1の空間フィルタ12を構成する複屈折板
21の回転のための空間フィルタ駆動装置16の構成の
他の例を示す正面図である。
10 is a front view showing another example of the configuration of the spatial filter driving device 16 for rotating the birefringent plate 21 that constitutes the spatial filter 12 of FIG.

【図11】図1の実施形態で、空間フィルタ12の複屈
折板21を回転させるための空間フィルタ駆動装置16
のさらに他の構成によって一方の透過帯域を得る状態を
示す簡略化した正面図である。
FIG. 11 is a spatial filter driving device 16 for rotating the birefringent plate 21 of the spatial filter 12 in the embodiment of FIG.
6 is a simplified front view showing a state in which one transmission band is obtained by still another configuration of FIG.

【図12】図11に示す空間フィルタ駆動装置16が他
方の透過帯域となる状態を示す簡略化した正面図であ
る。
FIG. 12 is a simplified front view showing a state where the spatial filter driving device 16 shown in FIG. 11 has the other transmission band.

【図13】図1の実施形態で、空間フィルタ12の複屈
折板21を回転させる空間フィルタ駆動装置16のさら
に他の構成を示す簡略化した正面図である。
13 is a simplified front view showing still another configuration of the spatial filter driving device 16 for rotating the birefringent plate 21 of the spatial filter 12 in the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図14】図2に示す複屈折板20,21の光学軸の方
向について、第1透過帯域を実現するための他の例を示
すyz平面への投影図である。
14 is a projection diagram on the yz plane showing another example for realizing the first transmission band in the direction of the optical axes of the birefringent plates 20 and 21 shown in FIG.

【図15】図14の光学軸配列に対応して得られる入射
光のCCD14への結像による分離状態を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a state of separation of incident light obtained corresponding to the optical axis arrangement of FIG. 14 by image formation on the CCD.

【図16】図2の複屈折板20,21の光学軸の方向に
ついて、さらに他の例を示すyz平面への投影図であ
る。
16 is a projection diagram on the yz plane showing still another example of the directions of the optical axes of the birefringent plates 20 and 21 of FIG.

【図17】図16に示す光学軸に対応して得られる入射
光のCCD14への結像による分離状態を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing a state of separation of incident light obtained corresponding to the optical axis shown in FIG. 16 by image formation on the CCD.

【図18】図16に示す光学軸の方位を有する複屈折板
を回転させて、第2透過帯域を実現する際の光学軸の方
位を示すyz平面への投影図である。
18 is a projection diagram on the yz plane showing the azimuth of the optical axis when the birefringent plate having the azimuth of the optical axis shown in FIG. 16 is rotated to realize the second transmission band.

【図19】図18に示す光学軸の方位を有する状態で、
入射光が結像する際の分離状態を示す図である。
FIG. 19 shows a state in which the azimuth of the optical axis shown in FIG.
It is a figure which shows the isolation | separation state when incident light forms an image.

【図20】本発明の実施の他の形態による画像入力装置
の概略的な構成を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration of an image input device according to another embodiment of the present invention.

【図21】図20の実施形態におけるイメージシフト機
構60によるイメージシフトの原理を示す簡略化した側
面図である。
21 is a simplified side view showing the principle of image shift by the image shift mechanism 60 in the embodiment of FIG.

【図22】従来からの屈折板を傾斜させてイメージシフ
トを行う原理を示す簡略化した側面図である。
FIG. 22 is a simplified side view showing the principle of performing image shift by tilting a conventional refraction plate.

【図23】撮像素子の感光部の配列状態を示す簡略化し
た正面図である。
FIG. 23 is a simplified front view showing an arrangement state of photosensitive units of an image sensor.

【図24】イメージシフトによって解像度が高められた
等価的な撮像素子の感光部の配列状態を示す簡略化した
正面図である。
FIG. 24 is a simplified front view showing an arrangement state of photosensitive units of an equivalent image pickup device whose resolution is increased by image shifting.

【図25】イメージシフトによって解像度が高められた
等価的な撮像素子の感光部の配列状態を示す簡略化した
正面図である。
FIG. 25 is a simplified front view showing an arrangement state of photosensitive units of an equivalent image pickup device whose resolution is increased by image shifting.

【図26】イメージシフトによって解像度が高められた
等価的な撮像素子の感光部の配列状態を示す簡略化した
正面図である。
FIG. 26 is a simplified front view showing an arrangement state of photosensitive units of an equivalent image pickup device whose resolution is increased by image shifting.

【図27】先行技術による空間フィルタを含む画像入力
装置の概略的な構成を示すブロック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing a schematic configuration of an image input device including a spatial filter according to the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光軸 11 レンズ群 12 空間フィルタ 13,60 イメージシフト機構 14 CCD 15,65 イメージシフト機構駆動装置 16 空間フィルタ駆動装置 17,67 システムコントローラ 18 信号処理回路 20,21,61,62 複屈折板 22 屈折板 30,40,50 保持部材 31,41,51 回転ローラ 32,42 突起 33,43 レバー 34 ねじりばね 35,45 溝 36,46 ピン 37,53 モータ 44 引張りばね 47 プランジャ 52 ウォームギア 54 ホイールギア部 63 光路 66 回転駆動装置 10 Optical Axis 11 Lens Group 12 Spatial Filter 13,60 Image Shift Mechanism 14 CCD 15,65 Image Shift Mechanism Driving Device 16 Spatial Filter Driving Device 17,67 System Controller 18 Signal Processing Circuit 20, 21, 61, 62 Birefringent Plate 22 Refraction plate 30, 40, 50 Holding member 31, 41, 51 Rotating roller 32, 42 Protrusion 33, 43 Lever 34 Torsion spring 35, 45 Groove 36, 46 Pin 37, 53 Motor 44 Tension spring 47 Plunger 52 Worm gear 54 Wheel gear part 63 optical path 66 rotation drive device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 徹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山脇 千明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toru Okuda 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Within Sharp Co., Ltd. Within the corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像素子へ入射する光路と撮像素子との
相対的な位置関係をずらすイメージシフト手段を備え、
第1の解像度、およびイメージシフト手段によって第1
の解像度よりも高い第2の解像度を有する画像を入力可
能な画像入力装置において、 被写体からの入射光を入力する光学系と被写体の画像を
取り込む撮像素子との間に設けられ、入射光の空間周波
数の透過帯域を少なくとも2種類以上に切換え可能な空
間フィルタと、 制御手段であって、 第1の解像度を有する画像の入力時には、空間フィルタ
が第1の透過帯域となり、 第2の解像度を有する画像の入力時には、空間フィルタ
が第1の透過帯域よりも高い空間周波数を透過可能な第
2の透過帯域になり、かつイメージシフト手段が動作
し、撮像素子へ入射する光路のずれに同期して複数の画
像が入力可能なように制御する制御手段とを含むことを
特徴とする画像入力装置。
1. An image shift means for displacing a relative positional relationship between an optical path incident on an image sensor and the image sensor,
The first resolution and the first by the image shifting means
In an image input device capable of inputting an image having a second resolution higher than the resolution of, the space of the incident light is provided between the optical system for inputting the incident light from the subject and the image sensor for capturing the image of the subject. A spatial filter capable of switching at least two kinds of frequency pass bands, and a control means, wherein the spatial filter becomes the first pass band and has the second resolution when an image having the first resolution is input. At the time of image input, the spatial filter becomes a second transmission band capable of transmitting a spatial frequency higher than the first transmission band, and the image shift means operates to synchronize with the deviation of the optical path incident on the image sensor. An image input device comprising: a control unit that controls so that a plurality of images can be input.
【請求項2】 前記イメージシフト手段は、 被写体からの入射光を入力する光学系と被写体からの画
像を取り込む撮像素子との間に設けられ、光軸に対して
傾斜させて撮像素子へ入射する光路をずらすことが可能
な透明な平板状の屈折板を備えることを特徴とする請求
項1記載の画像入力装置。
2. The image shift means is provided between an optical system for inputting incident light from a subject and an image pickup device for taking in an image from the subject, and is incident on the image pickup device while being inclined with respect to an optical axis. The image input device according to claim 1, further comprising a transparent flat plate-shaped refraction plate capable of shifting an optical path.
【請求項3】 撮像素子へ入射する光路と撮像素子との
相対的な位置関係をずらすイメージシフト手段を備え、
第1の解像度、およびイメージシフト手段によって第1
の解像度よりも高い第2の解像度を有する画像を入力可
能な画像入力装置において、 前記イメージシフト手段は、 被写体からの入射光を入力する光学系と被写体の画像を
取り込む撮像素子との間に設けられ、入射光の空間周波
数の透過帯域を少なくとも2種類以上に切換え可能な空
間フィルタとして動作可能であって、 イメージシフト手段としては、空間フィルタの一部が光
軸に対して傾斜し、撮像素子へ入射する光路をずらすよ
うに構成され、 制御手段であって、 第1の解像度を有する画像の入力時には、空間フィルタ
が第1の透過帯域となり、 第2の解像度を有する画像の入力時には、空間フィルタ
が第1の透過帯域よりも高い空間周波数を透過可能な第
2の透過帯域になり、かつイメージシフト手段として動
作し、撮像素子へ入射する光路のずれに同期して複数の
画像が入力可能なように制御する制御手段を含むことを
特徴とする画像入力装置。
3. An image shift means for displacing a relative positional relationship between an optical path incident on the image sensor and the image sensor,
The first resolution and the first by the image shifting means
In the image input device capable of inputting an image having a second resolution higher than that of, the image shift means is provided between an optical system for inputting incident light from a subject and an image sensor for capturing an image of the subject. The image pickup device can operate as a spatial filter capable of switching the transmission band of the spatial frequency of the incident light into at least two types, and as the image shift means, a part of the spatial filter is inclined with respect to the optical axis. The control means is configured so as to shift the optical path incident on the optical path, and the spatial filter serves as the first transmission band when an image having the first resolution is input, and the spatial filter is used when an image having the second resolution is input. The filter becomes a second transmission band capable of transmitting a spatial frequency higher than the first transmission band, operates as an image shift means, and enters the image sensor. In synchronism with the displacement of the Ruhikariro image input apparatus characterized by comprising control means for controlling so that a plurality of images can be input.
【請求項4】 前記第1の解像度を有する画像は動画像
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の画像入力装置。
4. The image input device according to claim 1, wherein the image having the first resolution is a moving image.
【請求項5】 前記空間フィルタは、光軸と平行な軸を
中心に相対的に回転可能に支持される少なくとも2枚以
上の複屈折板を含むように構成され、複屈折板間の相対
的な回転によって前記第1および第2の透過帯域に切換
え可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載の画像入力装置。
5. The spatial filter is configured to include at least two or more birefringent plates that are supported so as to be rotatable relative to each other about an axis parallel to the optical axis. The image input device according to any one of claims 1 to 4, wherein the image input device is switchable to the first and second transmission bands by various rotations.
【請求項6】 前記複屈折板間の相対的な回転角度は、
第1の透過帯域と第2の透過帯域とで約45度変化させ
ることを特徴とする請求項5記載の画像入力装置。
6. The relative rotation angle between the birefringent plates is
The image input device according to claim 5, wherein the first transmission band and the second transmission band are changed by about 45 degrees.
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