JPH0955885A - 撮像装置 - Google Patents
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- JPH0955885A JPH0955885A JP7205888A JP20588895A JPH0955885A JP H0955885 A JPH0955885 A JP H0955885A JP 7205888 A JP7205888 A JP 7205888A JP 20588895 A JP20588895 A JP 20588895A JP H0955885 A JPH0955885 A JP H0955885A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素ずらしにより高解像度静止画像を得るこ
とのできる撮像装置を得る。 【解決手段】 レンズ１を通じて入射される被写体像は
可変頂角プリズム２により１フィールド毎に画素ずらし
され、さらに色フィルタ３ａで色分解された後、ＣＣＤ
３の撮像面に結像される。ＣＣＤ３から１フィールドづ
つ画像信号を読み出す際に、各画像信号における被写体
像のずれが補正されるようなタイミングで読み出しを行
う。読み出された画像信号は動画として用いられると共
に、複数の画像信号を合成することにより、１枚の高画
像度の静止画像を得ることができる。
とのできる撮像装置を得る。 【解決手段】 レンズ１を通じて入射される被写体像は
可変頂角プリズム２により１フィールド毎に画素ずらし
され、さらに色フィルタ３ａで色分解された後、ＣＣＤ
３の撮像面に結像される。ＣＣＤ３から１フィールドづ
つ画像信号を読み出す際に、各画像信号における被写体
像のずれが補正されるようなタイミングで読み出しを行
う。読み出された画像信号は動画として用いられると共
に、複数の画像信号を合成することにより、１枚の高画
像度の静止画像を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタルスチルカ
メラ、ビデオカメラ等の撮像装置に関するものである。
メラ、ビデオカメラ等の撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＣＤ等の撮像素子を用いた撮像
装置を高解像度化するためには、使用する撮像素子の画
素数を増やすかあるいは３板式のように撮像素子の使用
個数を増やす方法が考えられる。しかしながら前者の方
法では、撮像素子の価格が上昇し、後者の方法では、撮
像素子３個分の価格が必要になると共に、光路を３つに
分岐するための光学プリズムのような大きな光学部材が
必要になるという問題が生じる。
装置を高解像度化するためには、使用する撮像素子の画
素数を増やすかあるいは３板式のように撮像素子の使用
個数を増やす方法が考えられる。しかしながら前者の方
法では、撮像素子の価格が上昇し、後者の方法では、撮
像素子３個分の価格が必要になると共に、光路を３つに
分岐するための光学プリズムのような大きな光学部材が
必要になるという問題が生じる。
【０００３】そこで「画素ずらし」という手法を用いて
高解像度化することが知られている。画素ずらしは、互
いの位置が微小量ずれている複数枚の画像を得、それら
を合成することにより１枚の高解像度の静止画像を得る
という方法であり、例えば特公昭５０−１７１３４号公
報等に開示されている。画素ずらしを単板式で行うもの
としては、例えば特公平１−８６３号に開示される技術
が知られている。これは光学系、撮像素子又は被写体を
所定量づつずらせながら撮像して得た複数枚の画像を合
成することにより、１枚の高解像度の静止画像を得ると
いうものである。
高解像度化することが知られている。画素ずらしは、互
いの位置が微小量ずれている複数枚の画像を得、それら
を合成することにより１枚の高解像度の静止画像を得る
という方法であり、例えば特公昭５０−１７１３４号公
報等に開示されている。画素ずらしを単板式で行うもの
としては、例えば特公平１−８６３号に開示される技術
が知られている。これは光学系、撮像素子又は被写体を
所定量づつずらせながら撮像して得た複数枚の画像を合
成することにより、１枚の高解像度の静止画像を得ると
いうものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の画素ずらしは基本的な技術が提案されているだけ
であり、特に単板式で画素ずらしを行う場合に、具体的
にどのように色処理等を行うのか、また動画の撮像を行
いながら静止画の高解像度化処理を行うのか等について
は何ら開示されてなく、実際の撮像装置を開発する上で
問題となっていたものである。
従来の画素ずらしは基本的な技術が提案されているだけ
であり、特に単板式で画素ずらしを行う場合に、具体的
にどのように色処理等を行うのか、また動画の撮像を行
いながら静止画の高解像度化処理を行うのか等について
は何ら開示されてなく、実際の撮像装置を開発する上で
問題となっていたものである。
【０００５】そこで本発明は、画素ずらしによる高解像
度化を実現することのできる撮像装置を得ることを目的
としている。
度化を実現することのできる撮像装置を得ることを目的
としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては、撮像
面に結像された被写体像を光電変換して画像信号と成す
撮像素子と、上記撮像素子の撮像面に結像される上記被
写体像を所定期間毎に微少量変位させる画像変位手段
と、上記撮像素子の撮像面から上記被写体像の変位に対
応する画像信号を順次に読み出し、その際、上記微少量
の変位を補正するタイミングで読み出しを行う読み出し
制御手段とを設けている。
面に結像された被写体像を光電変換して画像信号と成す
撮像素子と、上記撮像素子の撮像面に結像される上記被
写体像を所定期間毎に微少量変位させる画像変位手段
と、上記撮像素子の撮像面から上記被写体像の変位に対
応する画像信号を順次に読み出し、その際、上記微少量
の変位を補正するタイミングで読み出しを行う読み出し
制御手段とを設けている。
【０００７】
【作用】本発明によれば、画像変位手段は撮像素子の撮
像面上で例えば１フィールドの所定期間毎に被写体像を
例えば１画素づつずらせる。読み出し制御手段は、撮像
面から所定期間づつずらされた画像信号を順次にずれを
補正するタイミングで読み出す。従って、読み出された
複数の画像信号を用いて１枚の高解像度静止画を合成す
ることができると共に、動画を撮像しながら高解像度静
止画を得ることができる。
像面上で例えば１フィールドの所定期間毎に被写体像を
例えば１画素づつずらせる。読み出し制御手段は、撮像
面から所定期間づつずらされた画像信号を順次にずれを
補正するタイミングで読み出す。従って、読み出された
複数の画像信号を用いて１枚の高解像度静止画を合成す
ることができると共に、動画を撮像しながら高解像度静
止画を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例による単板
方式による撮像装置の構成を示すブロック図である。図
において、レンズ１を経て入射した被写体像は可変頂角
プリズム２により画素ずらしされた後、色フィルタ３ａ
を介して撮像素子としてのＣＣＤ３の撮像面に結像され
る。
方式による撮像装置の構成を示すブロック図である。図
において、レンズ１を経て入射した被写体像は可変頂角
プリズム２により画素ずらしされた後、色フィルタ３ａ
を介して撮像素子としてのＣＣＤ３の撮像面に結像され
る。
【０００９】可変頂角プリズム２は、図示のように２枚
の透明板１０２ａ、１０２ｂを蛇腹１０３ａ、１０３ｂ
で接続して形成される空間に高屈折率の液体１２０を封
入して成るもので、透明板１０２ａ、１０２ｂを光軸に
対して傾けることにより、ＣＣＤ３の撮像面上に結像さ
れる被写体像をずらすことができるものである。尚、こ
の可変頂角プリズム２については図７について後述によ
り詳しく説明する。
の透明板１０２ａ、１０２ｂを蛇腹１０３ａ、１０３ｂ
で接続して形成される空間に高屈折率の液体１２０を封
入して成るもので、透明板１０２ａ、１０２ｂを光軸に
対して傾けることにより、ＣＣＤ３の撮像面上に結像さ
れる被写体像をずらすことができるものである。尚、こ
の可変頂角プリズム２については図７について後述によ
り詳しく説明する。
【００１０】ＣＣＤ３は結像された被写体像を光電変換
して画像信号と成し、この画像信号はＳ／Ｈ・Ａ／Ｄ変
換回路４でサンプリングホールドされた後、ディジタル
画像信号に変換される。メモリコントローラ５は上記デ
ィジタル画像信号を取り込んでメモリ６に一旦書き込ん
だ後、これを読み出してＤＳＰ（デジタル信号処理回
路）７に送る。ここで処理された信号はメモリコントロ
ーラ５を経てＤ／Ａ変化器８によりアナログ信号に変換
され、所定方式のビデオ信号として出力される。また、
ＤＳＰ７で処理された信号あるいは上記ビデオ信号を記
録装置２０で記録することもできる。以上の動作はシス
テムコントローラ９の制御により行われる。またシステ
ムコントローラ９は制御回路１０を介して可変頂角プリ
ズム２の画素ずらしを制御すると共に、駆動回路１１を
介してＣＣＤ３を駆動制御する。
して画像信号と成し、この画像信号はＳ／Ｈ・Ａ／Ｄ変
換回路４でサンプリングホールドされた後、ディジタル
画像信号に変換される。メモリコントローラ５は上記デ
ィジタル画像信号を取り込んでメモリ６に一旦書き込ん
だ後、これを読み出してＤＳＰ（デジタル信号処理回
路）７に送る。ここで処理された信号はメモリコントロ
ーラ５を経てＤ／Ａ変化器８によりアナログ信号に変換
され、所定方式のビデオ信号として出力される。また、
ＤＳＰ７で処理された信号あるいは上記ビデオ信号を記
録装置２０で記録することもできる。以上の動作はシス
テムコントローラ９の制御により行われる。またシステ
ムコントローラ９は制御回路１０を介して可変頂角プリ
ズム２の画素ずらしを制御すると共に、駆動回路１１を
介してＣＣＤ３を駆動制御する。
【００１１】図２は単板方式におけるＣＣＤ３の撮像面
に設けられる色分解用の色フィルタ３ａの配列を示す。
図示のように、Ｇフィルタが各行、各列に画素毎にオフ
セットされて配され、その間にＲ、Ｂの各フィルタが配
されたいわゆるベイヤー配列となっている。
に設けられる色分解用の色フィルタ３ａの配列を示す。
図示のように、Ｇフィルタが各行、各列に画素毎にオフ
セットされて配され、その間にＲ、Ｂの各フィルタが配
されたいわゆるベイヤー配列となっている。
【００１２】次に上記色フィルタ配列を用いた場合の信
号処理の方法について説明する。先ず、１ライン目の輝
度信号Ｙ1 は、 Ｙ1 ＝Ｇ11、Ｒ11、Ｇ21、Ｒ21、Ｇ31…… のように、ライン上の各画素値をスイッチングすること
により作られる。以下同様にして、 Ｙ2 ＝Ｂ12、Ｇ12、Ｂ22、Ｇ22……… Ｙ3 ＝Ｇ13、Ｒ13、Ｇ23、Ｒ23……… により各ラインの輝度信号が作られる。
号処理の方法について説明する。先ず、１ライン目の輝
度信号Ｙ1 は、 Ｙ1 ＝Ｇ11、Ｒ11、Ｇ21、Ｒ21、Ｇ31…… のように、ライン上の各画素値をスイッチングすること
により作られる。以下同様にして、 Ｙ2 ＝Ｂ12、Ｇ12、Ｂ22、Ｇ22……… Ｙ3 ＝Ｇ13、Ｒ13、Ｇ23、Ｒ23……… により各ラインの輝度信号が作られる。
【００１３】次に低域色信号ＲL 、ＧL 、ＢL を作る。
これは各色画素値のローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用い
た補間により以下のようにして作られる。 ＲL1＝Ｒ11、（Ｒ11＋Ｒ21）／２、Ｒ21、（Ｒ21＋Ｒ31）／２…… ＧL1＝Ｇ11、（Ｇ11＋Ｇ21）／２、Ｇ21、（Ｇ21＋Ｇ31）／２…… ＢL1＝Ｂ11、（Ｂ11＋Ｂ21）／２、Ｂ21、（Ｂ21＋Ｂ31）／２…… 次にこれらの低域色信号ＲL 、ＧL 、ＢL を用いて色差
信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが作られる。
これは各色画素値のローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用い
た補間により以下のようにして作られる。 ＲL1＝Ｒ11、（Ｒ11＋Ｒ21）／２、Ｒ21、（Ｒ21＋Ｒ31）／２…… ＧL1＝Ｇ11、（Ｇ11＋Ｇ21）／２、Ｇ21、（Ｇ21＋Ｇ31）／２…… ＢL1＝Ｂ11、（Ｂ11＋Ｂ21）／２、Ｂ21、（Ｂ21＋Ｂ31）／２…… 次にこれらの低域色信号ＲL 、ＧL 、ＢL を用いて色差
信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが作られる。
【００１４】以上の処理はＤＳＰ７で行われる。図３は
ＤＰＳ７における、動画処理に関する部分を示す。前記
メモリ６からの１画面分のデータをＬＰＦ１２に通じ、
さらにバンドパスフィルタ１３に通じることにより、ア
パーチャ補正信号ＡＰＣが得られる。この信号ＡＰＣと
ＬＰＦ１２からの信号とが加算器１４で加算されること
により、輝度信号Ｙが得られる。
ＤＰＳ７における、動画処理に関する部分を示す。前記
メモリ６からの１画面分のデータをＬＰＦ１２に通じ、
さらにバンドパスフィルタ１３に通じることにより、ア
パーチャ補正信号ＡＰＣが得られる。この信号ＡＰＣと
ＬＰＦ１２からの信号とが加算器１４で加算されること
により、輝度信号Ｙが得られる。
【００１５】一方、上記１画面分のデータは色分離回路
１５で色分離処理されてＲＧＢ信号が得られ、このＲＧ
Ｂ信号をＬＰＦ１６に通じることにより、低域色信号Ｒ
L 、ＧL 、ＢL 信号が得られる。さらにこの信号ＲL 、
ＧL 、ＢL をマトリクス回路１７でマトリクス処理する
ことにより色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得ることができ
る。
１５で色分離処理されてＲＧＢ信号が得られ、このＲＧ
Ｂ信号をＬＰＦ１６に通じることにより、低域色信号Ｒ
L 、ＧL 、ＢL 信号が得られる。さらにこの信号ＲL 、
ＧL 、ＢL をマトリクス回路１７でマトリクス処理する
ことにより色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得ることができ
る。
【００１６】次に、ＣＣＤ３の読み出しタイミングと可
変頂角プリズム２の制御タイミングについて説明する。
図４はＣＣＤ３の構成を模式的に示す。図において、各
フォトダイオード３ａに蓄積された電荷は垂直レジスタ
３ｂに読み出され、垂直駆動パルスＶＣＣＤに従って１
水平ブランキング期間に２段づつ２本の水平レジスタ３
ｃ、３ｄに転送される。転送された電荷は水平駆動パル
スＨＣＣＤに従って１水平走査期間内に出力アンプ３
ｅ、３ｆを介して出力される。
変頂角プリズム２の制御タイミングについて説明する。
図４はＣＣＤ３の構成を模式的に示す。図において、各
フォトダイオード３ａに蓄積された電荷は垂直レジスタ
３ｂに読み出され、垂直駆動パルスＶＣＣＤに従って１
水平ブランキング期間に２段づつ２本の水平レジスタ３
ｃ、３ｄに転送される。転送された電荷は水平駆動パル
スＨＣＣＤに従って１水平走査期間内に出力アンプ３
ｅ、３ｆを介して出力される。
【００１７】ここで、ＣＣＤ３の水平画素数６４０、垂
直画素数４８０であるとすると、 （６４０×２）×２４０ により、１フィールド期間内に全ての画素を読み出すこ
とができる。
直画素数４８０であるとすると、 （６４０×２）×２４０ により、１フィールド期間内に全ての画素を読み出すこ
とができる。
【００１８】図５は上述した１フィールド全画素読み出
し方式におけるＣＣＤ３と可変頂角プリズム２の動作タ
イミングを示す。（Ａ）はフィールドインデックス信号
であり、ＯＤＤフィールド、ＥＶＥＮフィールドを示
す。（Ｂ）はＳＹＮＣパルスで、水平同期信号を示す。
（Ｃ）は上記垂直駆動パルスＶＣＣＤ、（Ｄ）は上記水
平駆動パルスＨＣＣＤである。また（Ｅ）は可変頂角プ
リズム２の位置制御パルスであり、ＯＤＤフィールドと
ＥＶＥＮフィールドとで異る位置にセットして、フィー
ルド間で画素ずらしが行われることを示している。
し方式におけるＣＣＤ３と可変頂角プリズム２の動作タ
イミングを示す。（Ａ）はフィールドインデックス信号
であり、ＯＤＤフィールド、ＥＶＥＮフィールドを示
す。（Ｂ）はＳＹＮＣパルスで、水平同期信号を示す。
（Ｃ）は上記垂直駆動パルスＶＣＣＤ、（Ｄ）は上記水
平駆動パルスＨＣＣＤである。また（Ｅ）は可変頂角プ
リズム２の位置制御パルスであり、ＯＤＤフィールドと
ＥＶＥＮフィールドとで異る位置にセットして、フィー
ルド間で画素ずらしが行われることを示している。
【００１９】図６（ａ）は図５（Ｄ）の水平駆動パルス
ＨＣＣＤのＯＤＤフィールドにおける（ａ）の部分の拡
大を示し、図６（ｂ）は同じくＥＶＥＮフィールドにお
ける（ｂ）の部分の拡大を示したものであり、それぞれ
水平ブランキング期間との関係を示している。即ち、Ｏ
ＤＤフィールドでは、通常の走査開始位置から水平レジ
スタ３ｃ、３ｄを読み出し始める。こさに対してＥＮＥ
Ｎフィールドでは、１画素分遅れたタイミングで読み出
しを始めている。
ＨＣＣＤのＯＤＤフィールドにおける（ａ）の部分の拡
大を示し、図６（ｂ）は同じくＥＶＥＮフィールドにお
ける（ｂ）の部分の拡大を示したものであり、それぞれ
水平ブランキング期間との関係を示している。即ち、Ｏ
ＤＤフィールドでは、通常の走査開始位置から水平レジ
スタ３ｃ、３ｄを読み出し始める。こさに対してＥＮＥ
Ｎフィールドでは、１画素分遅れたタイミングで読み出
しを始めている。
【００２０】このように、ＯＤＤでフィールドとＥＶＥ
ＮフィールドとでＣＣＤ３の読み出しタイミングを調整
することによって、可変頂角プリズム２によりＣＣＤ３
の撮像面上でフィールド毎にずらされた被写体像の光学
的位置のずれを補正することができる。尚、ここでのず
らし量１画素分は被写体像の光学的変位量と対応してい
る。
ＮフィールドとでＣＣＤ３の読み出しタイミングを調整
することによって、可変頂角プリズム２によりＣＣＤ３
の撮像面上でフィールド毎にずらされた被写体像の光学
的位置のずれを補正することができる。尚、ここでのず
らし量１画素分は被写体像の光学的変位量と対応してい
る。
【００２１】以上述べた動作によれば、ＣＣＤ３で連続
する動画を撮像する場合、フィールド毎に画素ずらしを
行っても、ＣＣＤ３から画素ずらしされた画像データを
取り出しながら、しかも連続した動画出力には何らの位
置ずれを生じさせないようにすることができる。
する動画を撮像する場合、フィールド毎に画素ずらしを
行っても、ＣＣＤ３から画素ずらしされた画像データを
取り出しながら、しかも連続した動画出力には何らの位
置ずれを生じさせないようにすることができる。
【００２２】図７は可変頂角プリズム２の構成を示す。
図において、１０２ａ、１０２ｂは対向する２枚の透明
板であり、これとその外周を封止する前記蛇腹１０３
ａ、１０３ｂとしてのフィルム１０３とによって密封さ
れた空間に高屈折率の前記液体１２０（不図示）が満た
されている。１０４ａ、１０４ｂは透明板１０２ａ、１
０２ｂを挟持する枠体であり、透明板１０２ａ、１０２
ｂをピッチ軸１０５ａ、ヨ一軸１０５ｂの周りに回動自
在に保持している。
図において、１０２ａ、１０２ｂは対向する２枚の透明
板であり、これとその外周を封止する前記蛇腹１０３
ａ、１０３ｂとしてのフィルム１０３とによって密封さ
れた空間に高屈折率の前記液体１２０（不図示）が満た
されている。１０４ａ、１０４ｂは透明板１０２ａ、１
０２ｂを挟持する枠体であり、透明板１０２ａ、１０２
ｂをピッチ軸１０５ａ、ヨ一軸１０５ｂの周りに回動自
在に保持している。
【００２３】１０６ａは前側枠体１０４ａの一端に固着
された駆動コイルであり、その両面に対向して永久磁石
１０７ａ並びに継鉄１０８ａ、１０９ａが配置され、こ
れらによって閉じた磁気回路を構成している。１１１ａ
は枠体１０４ａに一体的に構成された腕部であり、ここ
にスリット１１０ａを有している。１１２ａ及び１１３
ａは上記スリット１１０ａを挟んで対向した位置に配置
される例えばＩＲＥＤ等の発光素子及び受光した光束の
スポットの位置によって出力が変化する例えばＰＳＤ等
の受光素子であり、発光素子１１２ａから発射された光
束はスリット１１０ａを透過した後に受光素子１１３ａ
へ照射されるようになっている。
された駆動コイルであり、その両面に対向して永久磁石
１０７ａ並びに継鉄１０８ａ、１０９ａが配置され、こ
れらによって閉じた磁気回路を構成している。１１１ａ
は枠体１０４ａに一体的に構成された腕部であり、ここ
にスリット１１０ａを有している。１１２ａ及び１１３
ａは上記スリット１１０ａを挟んで対向した位置に配置
される例えばＩＲＥＤ等の発光素子及び受光した光束の
スポットの位置によって出力が変化する例えばＰＳＤ等
の受光素子であり、発光素子１１２ａから発射された光
束はスリット１１０ａを透過した後に受光素子１１３ａ
へ照射されるようになっている。
【００２４】１１４ａ、１１４ｂは装置全体のピッチ方
向、ヨ一方向の振れ量を検出できるように装置の支持部
に取り付けられた振れ検出器である。１０ａは装置の制
御を行う制御回路、１０ｂは制御回路１０ａよりの駆動
信号にしたがって上記駆動コイル１０６ａを駆動するコ
イル駆動回路、１１５は駆動コイル１０６ａの作用点で
あり、空間上の表われない点である。
向、ヨ一方向の振れ量を検出できるように装置の支持部
に取り付けられた振れ検出器である。１０ａは装置の制
御を行う制御回路、１０ｂは制御回路１０ａよりの駆動
信号にしたがって上記駆動コイル１０６ａを駆動するコ
イル駆動回路、１１５は駆動コイル１０６ａの作用点で
あり、空間上の表われない点である。
【００２５】なお、図７では省略しているが、ヨ一方向
にもそれぞれ駆動コイル１０６ｂ、永久磁石１０７ｂ、
継鉄１０８ｂ、１０９ｂ、スリット１１０ｂ、腕部１１
１ｂ、発光素子１１２ｂ、受光素子１１３ｂが配置さ
れ、ピッチ側の動作と同様に機能する。
にもそれぞれ駆動コイル１０６ｂ、永久磁石１０７ｂ、
継鉄１０８ｂ、１０９ｂ、スリット１１０ｂ、腕部１１
１ｂ、発光素子１１２ｂ、受光素子１１３ｂが配置さ
れ、ピッチ側の動作と同様に機能する。
【００２６】上記のように構成された可変頂角プリズム
２によれば、制御回路１０ａ、駆動回路１０ｂにより駆
動コイル１０６ａ、１０６ｂを駆動制御し、透明板１０
２ａ、１０２ｂをそれぞれの方向に傾けることによっ
て、ＣＣＤ３の撮像面上で被写体像を１フィールド毎に
水平又は垂直方向に１画素分ずらせることができる。
２によれば、制御回路１０ａ、駆動回路１０ｂにより駆
動コイル１０６ａ、１０６ｂを駆動制御し、透明板１０
２ａ、１０２ｂをそれぞれの方向に傾けることによっ
て、ＣＣＤ３の撮像面上で被写体像を１フィールド毎に
水平又は垂直方向に１画素分ずらせることができる。
【００２７】次に上記の画素ずらしによって１フィール
ドづつ得られる複数枚の画像から１枚の高解像度静止画
を得る方法について図８、図９を用いて説明する。図８
（ａ）はＯＤＤフィールドにおけるＣＣＤ３の撮像面上
における色フィルタの画素配置を示す。図８（ｂ）はＥ
ＶＥＮフィールドにおけるＣＣＤ３の撮像面上における
色フィルタの画素配置を示すもので、ＯＤＤフィールド
と同一の被写体像に対して画素配置が相対的に１画素分
水平方向にずれている。
ドづつ得られる複数枚の画像から１枚の高解像度静止画
を得る方法について図８、図９を用いて説明する。図８
（ａ）はＯＤＤフィールドにおけるＣＣＤ３の撮像面上
における色フィルタの画素配置を示す。図８（ｂ）はＥ
ＶＥＮフィールドにおけるＣＣＤ３の撮像面上における
色フィルタの画素配置を示すもので、ＯＤＤフィールド
と同一の被写体像に対して画素配置が相対的に１画素分
水平方向にずれている。
【００２８】即ち、（ａ）ではＧ信号のサンプリングに
寄与した画素情報が（ｂ）ではＲ又はＢ信号のサンプリ
ングに寄与している。また（ａ）でＲ又はＢ信号のサン
プリングに寄与した画素情報は（ｂ）ではＧ信号のサン
プリングに寄与している。
寄与した画素情報が（ｂ）ではＲ又はＢ信号のサンプリ
ングに寄与している。また（ａ）でＲ又はＢ信号のサン
プリングに寄与した画素情報は（ｂ）ではＧ信号のサン
プリングに寄与している。
【００２９】この図８の（ａ）と（ｂ）のデータを組み
合わせると、図９（ａ）（ｂ）に示すような第１の画像
データと第２の画像データとが得られる。第１の画像デ
ータは、輝度信号の形成に最も寄与するＧ信号が全画面
にわたって得られる。また、第２の画像データは、Ｒと
Ｂとが水平ストライプ状に配列されている。このように
２フィールドで得られるずらされた２つの画像を合成す
ることにより、図９に示す高帯域信号用の２つの画像デ
ータが生成される。
合わせると、図９（ａ）（ｂ）に示すような第１の画像
データと第２の画像データとが得られる。第１の画像デ
ータは、輝度信号の形成に最も寄与するＧ信号が全画面
にわたって得られる。また、第２の画像データは、Ｒと
Ｂとが水平ストライプ状に配列されている。このように
２フィールドで得られるずらされた２つの画像を合成す
ることにより、図９に示す高帯域信号用の２つの画像デ
ータが生成される。
【００３０】これらの第１、第２の画像データの処理回
路を図１０に示す。図において、図８（ａ）（ｂ）に示
すＯＤＤフィールドのデータとＥＶＥＮフィールドのデ
ータとは色分離回路２１により図９に示す第１の画像デ
ータと第２の画像データとに色分離される。このうち
Ｒ、Ｂ信号についてはＲＢ垂直補間回路２２により垂直
方向に補間され、低域色信号ＲL 、ＧL 、ＢL が生成さ
れる。また Ｙ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ により輝度信号Ｙが生成される。
路を図１０に示す。図において、図８（ａ）（ｂ）に示
すＯＤＤフィールドのデータとＥＶＥＮフィールドのデ
ータとは色分離回路２１により図９に示す第１の画像デ
ータと第２の画像データとに色分離される。このうち
Ｒ、Ｂ信号についてはＲＢ垂直補間回路２２により垂直
方向に補間され、低域色信号ＲL 、ＧL 、ＢL が生成さ
れる。また Ｙ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ により輝度信号Ｙが生成される。
【００３１】次に各種輪郭補償処理やＬＰＦ処理がＬＰ
Ｆ、ＡＰＣ処理回路２４で行われることにより、高帯域
の輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得ることがで
きる。
Ｆ、ＡＰＣ処理回路２４で行われることにより、高帯域
の輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得ることがで
きる。
【００３２】次に上記処理における信号のサンプリング
に対応する光学ＬＰＦについて説明する。高帯域画像デ
ータのサンプリングにおける特徴はＲとＢの信号が水平
ストライプ状に配列されていることである。従って、こ
のＲＢの水平ストライプの周波数よりも高い周波数帯域
を光学的に除去しておかないとモアレが発生する。
に対応する光学ＬＰＦについて説明する。高帯域画像デ
ータのサンプリングにおける特徴はＲとＢの信号が水平
ストライプ状に配列されていることである。従って、こ
のＲＢの水平ストライプの周波数よりも高い周波数帯域
を光学的に除去しておかないとモアレが発生する。
【００３３】図１１は上記の場合におけるサンプリング
から生ずるキャリアの出る様子を示す。図において、水
平ストライプにより作り出される繰り返しパターンによ
って、Ｒ、Ｂ信号成分については垂直＝ｆSV／２、水平
＝０、ｆHSのポイントにあるキャリアが問題となる。従
って、これをトラップするように、垂直方向に光学ＬＰ
ＦをＣＣＤ３の前に設ける必要がある。
から生ずるキャリアの出る様子を示す。図において、水
平ストライプにより作り出される繰り返しパターンによ
って、Ｒ、Ｂ信号成分については垂直＝ｆSV／２、水平
＝０、ｆHSのポイントにあるキャリアが問題となる。従
って、これをトラップするように、垂直方向に光学ＬＰ
ＦをＣＣＤ３の前に設ける必要がある。
【００３４】光学ＬＰＦを設けることにより、垂直方向
に帯域が制御されてしまうが、実際には、動画の撮像時
にはフリッカ防止のために垂直＝ｆSV／２のポイントを
トラップすることが多いので、実質的には問題はない。
に帯域が制御されてしまうが、実際には、動画の撮像時
にはフリッカ防止のために垂直＝ｆSV／２のポイントを
トラップすることが多いので、実質的には問題はない。
【００３５】次に静止画と動画との切り換えについて説
明する。本実施例では、通常は動画モードで撮像されて
いる。その間前述したように可変頂角プリズム２と読み
出し位置の制御が動作している。また、不図示の静止画
撮像スイッチがＯＮされると、ＯＮされた直後のフィー
ルドについて前述した合成処理が行われて出力される。
明する。本実施例では、通常は動画モードで撮像されて
いる。その間前述したように可変頂角プリズム２と読み
出し位置の制御が動作している。また、不図示の静止画
撮像スイッチがＯＮされると、ＯＮされた直後のフィー
ルドについて前述した合成処理が行われて出力される。
【００３６】本実施例では純色ベイヤー型の色フィルタ
配列を使用して、ＯＤＤフィールドとＥＶＥＮフィール
ドとで高解像度化をはかる方法について説明したが、補
色モザイク型色フィルタを用いても同様の効果が得られ
る。図１２は補色モザイク色フィルタ配列の一例を示
す。この色フィルタ配列のＣＣＤ３を左右、上下に１画
素づつ４画素変位することで１サイクルとなるように可
変頂角プリズム２を駆動する。上下方向にも変位する場
合には、水平方向だけでなく垂直方向の読み出し位置を
それに合わせてずらせる必要がある。
配列を使用して、ＯＤＤフィールドとＥＶＥＮフィール
ドとで高解像度化をはかる方法について説明したが、補
色モザイク型色フィルタを用いても同様の効果が得られ
る。図１２は補色モザイク色フィルタ配列の一例を示
す。この色フィルタ配列のＣＣＤ３を左右、上下に１画
素づつ４画素変位することで１サイクルとなるように可
変頂角プリズム２を駆動する。上下方向にも変位する場
合には、水平方向だけでなく垂直方向の読み出し位置を
それに合わせてずらせる必要がある。
【００３７】また実施例では、ＣＣＤ３の読み出し位置
による制御を行ったが、出力表示する時に調整制御を行
うようにしてもよい。また、本装置の出力画像の記録に
ついては説明していないが、ＣＣＤ３の出力をそのまま
順次記録してもよいし、輝度・色差信号に変換後に記録
してもよい。さらに高解像度化処理を記録した信号に対
して行うようにしてもよい。
による制御を行ったが、出力表示する時に調整制御を行
うようにしてもよい。また、本装置の出力画像の記録に
ついては説明していないが、ＣＣＤ３の出力をそのまま
順次記録してもよいし、輝度・色差信号に変換後に記録
してもよい。さらに高解像度化処理を記録した信号に対
して行うようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれは、
高解像度静止画を容易に安価に得ることができると共
に、動画と静止画とを同時に撮像することができる撮像
装置を実現することができる。
高解像度静止画を容易に安価に得ることができると共
に、動画と静止画とを同時に撮像することができる撮像
装置を実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】色フィルタの構成図である。
【図３】動画処理を示すブロック図である。
【図４】ＣＣＤの構成図である。
【図５】動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図５の一部の拡大図である。
【図７】可変頂角プリズムの分解斜視図である。
【図８】フィールド毎の色フィルタ画素配置を示す構成
図である。
図である。
【図９】合成された画像データの構成図である。
【図１０】静止画処理のブロック図である。
【図１１】サンプリングキャリアを説明するための特性
図である。
図である。
【図１２】色フィルタの他の配列を示す構成図である。
２ 可変頂角プリズム ３ ＣＣＤ ３ａ 色フィルタ ５ メモリコントローラ ６ メモリ ７ ＤＳＰ ９ システムコントローラ １０ 制御回路 １１ 駆動回路
Claims (5)
- 【請求項１】 撮像面に結像された被写体像を光電変換
して画像信号と成す撮像素子と、 上記撮像素子の撮像面に結像される上記被写体像を所定
期間毎に微少量変位させる画像変位手段と、 上記撮像素子の撮像面から上記被写体像の変位に対応す
る画像信号を順次に読み出し、その際、上記微少量の変
位を補正するタイミングで読み出しを行う読み出し制御
手段とを備えた撮像装置。 - 【請求項２】 上記被写体像を色分解するための複数の
色フィルタを配列して成る色フィルタ手段を上記撮像素
子の撮像面に設け、 上記画像変位手段は、上記被写体像の同一部分が異る色
フィルタに対応するように上記被写体像を変位させるよ
うにした請求項１記載の撮像装置。 - 【請求項３】 上記読み出し制御手段から順次に読み出
された複数の画像信号を合成して１つの高解像度静止画
像信号を生成する画像合成手段を備えた請求項１又は２
記載の撮像装置。 - 【請求項４】 上記読み出し制御手段から順次に読み出
しされた複数の画像信号を動画像信号として記録する記
録手段を設けた請求項１又は２記載の撮像装置。 - 【請求項５】 上記高解像度静止画像信号を記録する記
録手段を設けた請求項３記載の撮像装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20588895A JP4377970B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 撮像装置 |
| US08/695,233 US6195125B1 (en) | 1995-08-11 | 1996-08-07 | Pixel shifting image sensor with a different number of images sensed in each mode |
| ES96112905T ES2268697T3 (es) | 1995-08-11 | 1996-08-09 | Aparato para la deteccion de imagenes que utiliza diferentes metodos de desplazamiento de los pixels. |
| DE69636322T DE69636322T2 (de) | 1995-08-11 | 1996-08-09 | Bildaufnahmevorrichtung mit verschiedenen Methoden zur Bildpunktverschiebung |
| EP96112905A EP0758831B1 (en) | 1995-08-11 | 1996-08-09 | Image sensing apparatus using different pixel shifting methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20588895A JP4377970B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955885A true JPH0955885A (ja) | 1997-02-25 |
| JP4377970B2 JP4377970B2 (ja) | 2009-12-02 |
Family
ID=16514399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20588895A Expired - Fee Related JP4377970B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4377970B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147715A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-26 | Canon Inc | 撮像装置及び方法 |
| US7595826B2 (en) | 1997-01-08 | 2009-09-29 | Ricoh Company, Ltd. | Method a system for improving resolution in color image data generated by a color image sensor |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP20588895A patent/JP4377970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7595826B2 (en) | 1997-01-08 | 2009-09-29 | Ricoh Company, Ltd. | Method a system for improving resolution in color image data generated by a color image sensor |
| JP2008147715A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-26 | Canon Inc | 撮像装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4377970B2 (ja) | 2009-12-02 |
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