JPH1118097A - 撮像装置及び撮像方法及びその撮像方法を記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素ずらしにより高画質静止画撮影を可能と
するとともに、動画撮影と同じカメラ信号処理を行うこ
とを可能とする。 【解決手段】 水平２画素及び垂直４画素単位の８画素
ブロック単位で周期性を有する色フィルタを配された撮
像素子と、撮像面へと入射する光束を±２／３画素シフ
トする画素ずらし手段と、前記撮像素子より出力された
画素データを少なくとも９フレーム分記憶可能な画像メ
モリと、前記画像メモリへの書き込みを等価的に縦横３
倍の画素数を有する撮像素子と等価の画素データの空間
的配置に等しくなるように画素データの配列を行うメモ
リコントローラと、画像メモリからの読み出しデータ複
数ライン混合する加算回路と、前記加算回路より出力さ
れた複数ライン混合フィールド読み出し画素データを処
理するカメラプロセス手段とを備えた撮像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画素ずらしを行う
ことによって高画質画像を可能とした撮像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ（以下パ
ソコンと称す）の急速な普及に伴い、画像入力機器の必
要性が高まっている。

【０００３】パソコン用に画像入力装置として、代表的
なのが、スキャナーであり、これは、基本的には紙に書
かれた（印刷された）文書または、写真等の印刷物を対
象としている。

【０００４】スキャナーでは、撮像素子としてラインセ
ンサーを使用しており、解像度的には、２００dpi(Dot/
inch)から上は、１２００dpiまでと、極めて高い解像度
をカバーしている。

【０００５】解像度は、通常文書上に書かれた１０ポイ
ントのフォントが十分に判読できるか否かが目安になっ
ており、そのための最低の解像度は、２００dpiであ
る。したがって、スキャナーは解像度的には、十分な性
能を有している。

【０００６】一方、ビデオ技術を用いた画像入力装置と
しては、ビジュアライザー（書画カメラ）があり、多数
の提案及び製品化がなされている。

【０００７】これは、照明付きの原稿台にカメラを支え
る支柱を設け、ビデオカメラを取り付けて原稿台上の原
稿を撮影するようにしたものである。

【０００８】ビデオビジュアライザーでは、撮像素子と
してエリアセンサーを使用しており、解像度的には、ビ
デオカメラの解像度が限界である。ビデオカメラの解像
度は、Ａ４版の原稿をフル（横置き）に撮像した場合に
約６７dpiの解像力が限界である（ＮＴＳＣ方式ビデオ
で縦横比１対１の場合の横方向画素数は、６４０／９．
５＝６７．４dpiとなる）。

【０００９】ここでスキャナーには、スキャン時間が、
長くかかること（カラーでは、１０秒から２０秒）、ま
たスキャンが終わるまでの全体の画像を把握できないと
いう問題がある。

【００１０】スキャンが終わるまで全体のフレーミング
がわからないという欠点を改善するためには、プレビュ
ーモードを備えたものが提案されているが、プレビュー
を行い、それからマウス等のポインティングデバイス
で、実際のスキャン箇所を指定する必要がある等、操作
が複雑である。

【００１１】この他、スキャナーの実用上の問題点は、
立体物を撮像できないことであり、用途は、自ずと文書
からの入力に限定されている。

【００１２】この点、ビデオビジュアライザーは、操作
が容易で、フレーミングも容易で、文書、立体物の撮像
も可能である等、スキャナーの操作性、スキャン時間の
問題点を解決できる反面、解像度に問題を有している。

【００１３】すなわちビデオビジュアライザーの解像度
は、現状では、６７dpi程度しか得られず、画質上満足
がいくものではないが、フレーミングに関しても、ズー
ムレンズを有しており、原稿台上で原稿を移動し、且つ
ズーム比を調整することにより、所望のフレーミングが
モニターを見ながら、リアルタイムに実現できる特徴が
ある。

【００１４】そこで、ビデオビジュアライザーの解像度
を向上し、スキャナー並の解像度を得ることができれ
ば、文書のみならず、立体物の高画質札御図が可能とな
る。

【００１５】このような要望を満たす方法として、第１
にビジュアライザーに使用ｓうるエリアセンサーの画素
数を増加させることが考えられるが、現状ビジュアライ
ザーで通常使用されているエリアセンサーは４５０ＴＶ
ラインの解像力を満足する総画素数４１万画素（有効画
素３８万）のエリアセンサーであり、これを近年デジタ
ルスチルカメラ用に開発されてきた１００万画素、１３
０万画素、１６０万画素の高画質センサーに代えること
が考えられる。

【００１６】しかしながらこのような高画質センサー
は、一般にチップサイズが大きくなって高価となり、画
素サイズを小さくして集積度を上げようとすれば、感度
が低下してＳ／Ｎが劣化する等の問題を生じることにな
る。

【００１７】また仮にこれらの高画質センサーを用いた
としても、その解像力は、Ａ４フルサイズを１００万画
素のエリアセンサーで撮像したとして１００dpi、１３
５万画素エリアセンサーで撮像したとして１３５dpi、
１６０万画素で１３５dpi（アスペクト比１対１に変換
後）であり、スキャナー並と呼ぶことのできる２００dp
iには、程遠いものでしかない。

【００１８】さらに既存の従来型のビジュアライザーと
の上位互換を維持しようとした場合、アナログビデオ出
力（例えばＮＴＳＣ方式）を持たせる必要があり、この
際、画質的には、総画素数４１万画素（有効画素数３８
万）の画質レベルが望まれるが、上記高画質センサー
は、４１万画素のビデオレートに互換の出力モードをそ
のセンサーの画素配列上有しておらず、これを実現する
には、スキャンレート変換回路を追加する必要性を生
じ、コストアップとなる。

【００１９】またスキャンレート変換自体も、輪郭部
（エッジ）の画質を劣化（不自然なギザギザ）させる要
因となることは周知の事実であり、スキャンレートが４
１万画素相当に変換されたとしても、実際の４１万画素
センサーの場合と比較して、エッジ部の画質劣化は避け
ることが出来ない。

【００２０】そこで、撮像素子の画素数を変えずに、入
射光と撮像素子の相対的位置を画素の端数（１／Ｎ）づ
つずらして撮像し、解像度を上げるいわゆる画素ずらし
という方法がある。具体的には、撮像レンズと撮像素子
との光学上の中継空間における光路内に平行平板状の光
透過ガラスを配設し、該光透過ガラスを所定量回転し、
本来は撮像素子の画素と画素の間の不感帯に届いていた
光学画像情報を画素上に導くことにより、解像度を向上
せしめるものである。

【００２１】もちろん、この他にも画素ずらしを実現す
る方法として、撮像素子自体を微小量移動させる方式が
あるが、移動精度の確保に困難を伴い、実用性に欠け
る。

【００２２】この画素ずらしの手法によれば、撮像素子
自体の画素数を増加させなくても、平行平板状のガラス
の作用により、高画質の撮像を行うことが出来るため、
高画質化の極めて有効な手法として、認識されている。

【００２３】またこの画素ずらしの手法を用いれば、撮
像素子にビデオ用の４１万画素のセンサーを使用するこ
とにより、容易にアナログビデオ出力を同時に得ること
ができる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画素ずらしシステムを用いて、２００dpiクラスの解像
度を有するビジュアライザーを実現するためには、以下
に示すような問題点がある。

【００２５】まず最も単純に１／２画素ずらしを行う場
合を考えると、解像力は最大で２倍にしかならず、A4版
原稿をフルサイズ（横置き）に撮像した場合、１３５
（６７×２）dpiが最大である。

【００２６】これは紙面上の１０ポイントのフォントを
入力するには不十分である上に、カラー撮像では画像メ
モリーが１６フレーム必要になり、コスト的にも高価な
ものになる。

【００２７】またホワイトバランス等の色信号処理等
を、外部接続されたパーソナルコンピュータ側で行う必
要があり、処理時間が長くかかる（通常１０〜２０
秒）。

【００２８】純色フィルタ、補色フィルタにかかわら
ず、原色を用いるので、文書入力用に白黒信号を生成す
るのに演算が必要となり、パソコンでこれを実行しなけ
ればならないため、さらに処理時間を要する。

【００２９】また解像力を上げるために、さらに画素ず
らし間隔を１／３画素ずらしとした場合を考えると、解
像力的には、２００dpiを達成できるが、上記の１／２
画素ずらしと同様に、画像メモリーのサイズが３６フレ
ーム分必要となり高価であるとともに、ホワイトバラン
ス等の色信号処理をパソコン側で行うために、処理時間
が長くかかる問題点を有する。

【００３０】またいずれのシステムにおいても、画素ず
らしを行うことによって得た映像信号を処理する信号処
理回路は、通常のテレビジョン信号処理回路との互換が
なく、その信号処理系が専用となるとともに、パソコン
で処理する場合には、さらにパソコン側の処理に負担を
描けることになる。

【００３１】またビジュアライザーの機能拡張の一環と
して、撮像部の向きを可変として、原稿以外の被写体を
動画で撮像することを可能とした装置が提案されている
が、信号処理系を動画撮影時と、画素ずらし高画質静止
画撮影時とで、別個に独立した信号処理系を設けなけれ
ばならず、システムが大がかりで、高価になり、処理時
間も長くなる等、実現が困難であった。

【００３２】そこで、本発明の課題は、画素ずらしを行
うことにより、高画質の画像取り込みを可能とするとと
もに、処理効率が良く、高速で、かつメモリ効率の良い
画素ずらし方法及び装置を提供することにある。

【００３３】また本発明の課題は、画素ずらしによって
取り込んだ画像データを既存のカメラプロセス回路で処
理可能とすることにより、信号処理及びメモリの効率
化、高速化を実現し得る画素ずらし方法及び装置を提供
することにある。

【００３４】また本発明の課題は、画素ずらしに適した
ローパスフィルタ制御を実現した画素ずらし方法及び装
置を提供することにある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本願における請求項１に記載の発明によれば、
撮像素子の撮像面へと入射する光束を所定画素数単位で
シフトする画素ずらし手段と、前記画素ずらし手段によ
ってシフトされた各位置において撮像された画素データ
を記憶可能な画像メモリと、前記画像メモリに、前記画
素データを縦横N（Nは整数）倍の画素数を有する撮像素
子と等価の画素データの空間的配列で記憶するととも
に、記憶された前記画素データの読み出しを１フレーム
づつ分割して複数回で行うメモリコントローラとを備え
た撮像装置を特徴とする。

【００３６】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、請求項１の発明において、前記撮像素子は、撮
像面に水平２画素及び垂直４画素単位の８画素ブロック
単位で周期性を有する色フィルタを配されており、前記
画素ずらし手段は前記撮像素子の撮像面へと入射する光
束をプラス及びマイナス方向に２／３画素シフトするよ
うに動作し、前記メモリは画素データを少なくとも９フ
レーム分記憶可能であり、前記メモリコントローラは前
記画像メモリに前記画素データを縦横３倍の画素数を有
する撮像素子の画素データの空間的配列で記憶するとと
もに、記憶された画素データの読み出しを１フレームづ
つ分割して９回行うように構成された撮像装置を特徴と
する。

【００３７】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、請求項２の発明において、さらに前記メモリよ
り読み出された画素データに上下ライン混合の演算処理
を行うことにより上下ライン混合のフィールド読み出し
を可能とする加算回路と、前記加算回路より出力された
上下ライン混合のフィールド読み出し画素データを処理
するカメラプロセス回路とを有する画像処理部を備えた
撮像装置を特徴とする。

【００３８】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、請求項３の発明において、前記色フィルターは
補色市松の画素配列に形成され、前記メモリコントロー
ラは、前記撮像素子より上下ライン非混合のフレーム全
画素読み出しモードで読み出された画素データを前記メ
モリに記憶するとともに、垂直２画素ごとのマゼンタ及
びグリーンの反転を補正すべく水平方向に１画素あるい
は１／３画素シフトする補正手段を備えた撮像装置を特
徴とする。

【００３９】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、請求項４の発明において、前記補正手段によ
る、水平１画素または１／３画素ずらしは、マゼンタ及
びグリーンのフィールド撮像時に対してのみ、且つ垂直
方向画素ずらしがゼロのときにのみ行うようにした撮像
装置を特徴とする。

【００４０】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、請求項２または３の発明において、前記色分解
フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列とした撮像装置
を特徴とする。

【００４１】また本願における請求項７に記載の発明に
よれば、請求項２，５または６の発明において、１／３
画素ピッチの光学的ローパスフィルタを、撮像レンズと
前記撮像素子との間に配した撮像装置を特徴とする。

【００４２】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、請求項３または６の発明において、前記画像処
理部は、さらに画像データ転送用バッファメモリと、外
部デジタル出力インタフェースを備えている撮像装置を
特徴とする。

【００４３】また本願における請求項９に記載の発明に
よれば、全画素読み出しのフレーム読み出しと複数ライ
ン混合のフィールド読み出しの可能な撮像素子と、前記
撮像素子からの複数ライン混合のフィールド読み出しで
読み出された画素データを処理するカメラプロセス手段
と、前記撮像素子の撮像面へと入射する光束を所定画素
数単位でシフトする画素ずらし手段と、前記撮像素子よ
り読み出された画素データを記憶可能な画像メモリと、
前記撮像素子より全画素読み出しのフレーム読み出しさ
れた画素データを前記画像メモリに書き込むにあたり、
縦横N(Nは整数）倍の画素数を有する撮像素子と等価の
画素データの空間的配列で記憶するとともに、記憶され
た画素データの読み出しを１フレームづつ分割して複数
回で行わせるメモリコントローラと、前記メモリコント
ローラによって前記画像メモリより読み出された画素デ
ータに対して複数ライン混合の演算処理を行った複数ラ
イン混合のフィールド読み出し画素データを処理するカ
メラプロセス手段とを備えた撮像装置を特徴とする。

【００４４】また本願における請求項１０に記載の発明
によれば、請求項9の発明において、前記撮像素子は、
撮像面に水平２画素及び垂直４画素単位の８画素ブロッ
ク単位で周期性を有する色フィルタを配されており、前
記画素ずらし手段は前記撮像素子の撮像面へと入射する
光束をプラス及びマイナス方向に２／３画素シフトする
ように動作し、前記メモリは画素データを少なくとも９
フレーム分記憶可能であり、前記メモリコントローラは
前記画像メモリへの画素データの書き込みにあたり、縦
横３倍の画素数を有する撮像素子の画素データの空間的
配列で記憶するとともに、記憶された画素データの読み
出しを１フレームづつ分割して９回行うように構成され
ている撮像装置を特徴とする。

【００４５】また本願における請求項11に記載の発明に
よれば、請求項10の発明において、前記色フィルターは
補色市松の画素配列に形成され、前記メモリコントロー
ラは、前記撮像素子より上下ライン非混合のフレーム全
画素読み出しモードで読み出された画素データを前記メ
モリに記憶するとともに、垂直２画素ごとのマゼンタ及
びグリーンの反転を補正すべく水平方向に１画素あるい
は１／３画素シフトする補正手段を備えた撮像装置を特
徴とする。

【００４６】また本願における請求項12に記載の発明に
よれば、請求項11の発明において、前記補正手段によ
る、水平１画素または１／３画素ずらしは、マゼンタ及
びグリーンのフィールド撮像時に対してのみ、且つ垂直
方向画素ずらしがゼロのときにのみ行う撮像装置を特徴
とする。

【００４７】また本願における請求項13に記載の発明に
よれば、請求項9，10または12の発明において、さらに
光学ローパスフィルタと、前記光学ローパスフィルタの
機能をキャンセルする光学ローパスフィルタ制御手段と
を備え、前記撮像素子より複数ライン混合フィールド読
み出しした信号を出力する場合に光学ローパスフィルタ
機能を作用させ、前記撮像素子より全画素フレーム読み
出しを行う場合には、前記光学ローパスフィルタの機能
をキャンセルするように構成されている撮像装置を特徴
とする。

【００４８】また本願における請求項14に記載の発明に
よれば、請求項13の発明において、前記光学ローパスフ
ィルタ制御手段は、１画素ピッチの２枚の複屈折水晶板
のうち、一方を回転させる手段とした撮像装置を特徴と
する。

【００４９】また本願における請求項15に記載の発明に
よれば、請求項13の発明において、前記光学ローパスフ
ィルタ制御手段は、１画素ピッチの光学ローパスフィル
タと４／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを相対
的に回転させる手段である撮像装置を特徴とする。

【００５０】また本願における請求項16に記載の発明に
よれば、請求項13の発明において、前記撮像素子より複
数ライン混合フィールド読み出しした信号を出力する場
合には動画を撮像モード、光学ローパスフィルタ機能を
作用させ、前記撮像素子より全画素フレーム読み出しを
行う場合には静止画撮影モードとなるように構成されて
いる撮像装置を特徴とする。

【００５１】また本願における請求項１７に記載の発明
によれば、請求項９または１６の発明において、前記撮
像素子からの複数ライン混合のフィールド読み出しで読
み出された画素データを処理するカメラプロセス回路
と、前記メモリコントローラによって前記画像メモリよ
り読み出された画像データに対して複数ライン混合の演
算処理を行った複数ライン混合のフィールド読み出し画
素データを処理するカメラプロセス回路とは、同一のカ
メラプロセス回路を兼用した撮像装置を特徴とする。

【００５２】また本願における請求項１８に記載の発明
によれば、請求項９乃至１７の発明において、前記画像
メモリより読み出した前記各フレームの画像データを格
納する転送用バッファメモリを備え、該バッファメモリ
内の所望のフレームの画像データのみを外部接続装置へ
と高速転送可能な転送手段を備えた撮像装置を特徴とす
る。

【００５３】また本願における請求項１９に記載の発明
によれば、請求項９乃至１８の発明において、前記色分
解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列である撮像装
置を特徴とする。

【００５４】また本願における請求項２０に記載の発明
によれば、水平２画素及び垂直４画素単位の８画素ブロ
ック単位で周期性を有する色フィルタを配された撮像素
子と、撮像素子の撮像面へと入射する光束を±２／３画
素シフトする画素ずらし手段と、前記撮像素子に蓄積さ
れた各画素データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変
換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段より出力されたデジタル
画素データを少なくとも９フレーム分記憶可能な画像メ
モリと、前記画像メモリへの書き込みを等価的に縦横３
倍の画素数を有する撮像素子と等価の画素データの空間
的配置に等しくなるように画素データの配列を行うメモ
リコントローラと、前記画像メモリからの読み出しデー
タに対して、複数ライン混合する処理を行う加算回路
と、前記加算回路より出力された複数ライン混合フィー
ルド読み出し画素データを処理するカメラプロセス手段
とを備えた撮像装置を特徴とする。

【００５５】また本願における請求項２１に記載の発明
によれば、請求項２０の発明において、前記メモリコン
トローラは前記画像メモリより、画素データを１フレー
ムづつ分割して９回で読み出すように構成された撮像装
置を特徴とする。

【００５６】また本願における請求項２２に記載の発明
によれば、請求項２０または２１において、前記色フィ
ルターは補色市松の画素配列に形成され、前記画素ずら
し手段は、垂直２画素ごとのマゼンタ及びグリーンの反
転を補正すべく水平方向に１画素あるいは１／３画素シ
フトする補正手段を備えた撮像装置を特徴とする。

【００５７】また本願における請求項２３に記載の発明
によれば、請求項２２の発明において、前記補正手段に
よる、水平１画素または１／３画素ずらしは、マゼンタ
及びグリーンのフィールド撮像時に対してのみ、且つ垂
直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行う撮像装置を特
徴とする。

【００５８】また本願における請求項２４に記載の発明
によれば、請求項２０または２１の発明において、前記
色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列とした撮
像装置を特徴とする。

【００５９】また本願における請求項２５に記載の発明
によれば、請求項２２，２３または２４の発明におい
て、１／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを、撮
像レンズと前記撮像素子との間に配した撮像装置を特徴
とする。

【００６０】また本願における請求項２６に記載の発明
によれば、請求項２０，２１または２４の発明におい
て、さらに画像データ転送用バッファメモリと、外部デ
ジタル出力インタフェースを備えた撮像装置を特徴とす
る。

【００６１】また本願における請求項２７に記載の発明
によれば、水平２画素及び垂直４画素単位の８画素ブロ
ック単位で周期性を有する色フィルタを配された撮像素
子と、前記撮像素子より画素データを全画素フレーム読
み出しする全画素フレーム読み出しモードと、前記撮像
素子より画素データを複数ライン混合してフィールド読
み出しするフィールド読み出しモードとで駆動可能な撮
像素子駆動手段と、撮像素子の撮像面へと入射する光束
を±２／３画素シフトする画素ずらし手段と、前記光学
ローパスフィルタ手段と、前記撮像素子に蓄積された各
画素データを少なくとも９フレーム分記憶可能な画像メ
モリと、前記画素ずらし手段を動作させるとともに撮像
素子を前記全画素フレーム読み出しモードで駆動し、前
記撮像素子より読み出された画素データを前記画像メモ
リへと書き込むにあたり、等価的に縦横３倍の画素数を
有する撮像素子と等価の画素データの空間的配置に等し
くなるように画素データの配列を行う制御手段と、動画
撮像においては前記撮像素子より読み出された複数ライ
ン混合画像データを処理し、静止画撮像においては、前
記画像メモリからの読み出された画像データに対して、
複数ライン混合してフィールド読み出しデータの形式で
処理するカメラプロセス手段とを備えた撮像装置を特徴
とする。

【００６２】また本願における請求項２８に記載の発明
によれば、請求項２７の発明において、前記制御手段
は、前記画像メモリより画素データを１フレームづつ分
割して９回読み出すように構成されている撮像装置を特
徴とする。

【００６３】また本願における請求項２９に記載の発明
によれば、請求項２７の発明において、前記色フィルタ
ーは補色市松の画素配列に形成され、前記画素ずらし手
段は、垂直２画素ごとのマゼンタ及びグリーンの反転を
補正すべく水平方向に１画素あるいは１／３画素シフト
する補正手段を備えた撮像装置を特徴とする。

【００６４】また本願における請求項３０に記載の発明
によれば、請求項２９の発明において、前記補正手段に
よる、水平１画素または１／３画素ずらしは、マゼンタ
及びグリーンのフィールド撮像時に対してのみ、且つ垂
直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行う撮像装置を特
徴とする。

【００６５】また本願における請求項３１に記載の発明
によれば、請求項２７または２８の発明において、前記
色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列である撮
像装置を特徴とする。

【００６６】また本願における請求項３２に記載の発明
によれば、請求項２７，３０または３１の発明におい
て、前記光学ローパスフィルタ制御手段は、そのローパ
ス機能をキャンセルする機能を備え、動画撮像時に前記
撮像素子より複数ライン混合フィールド読み出しした信
号を出力する場合に光学ローパスフィルタ機能を作用さ
せ、静止画撮像時に前記撮像素子より全画素フレーム読
み出しを行う場合には、前記光学ローパスフィルタの機
能をキャンセルするように構成された撮像装置を特徴と
する。

【００６７】また請求項３３に記載の発明によれば、請
求項３２に記載の発明において、前記光学ローパスフィ
ルタ制御手段は、１画素ピッチの２枚の複屈折水晶板の
うち、一方を回転させる手段である撮像装置を特徴とす
る。

【００６８】また本願における請求項３４に記載の発明
によれば、請求項３２の発明において、前記光学ローパ
スフィルタ制御手段は、１画素ピッチの光学ローパスフ
ィルタと４／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを
相対的に回転させる手段である撮像装置を特徴とする。

【００６９】また本願における請求項３５に記載の発明
において、請求項３３または３４の発明において、前記
撮像素子より複数ライン混合フィールド読み出しした信
号を出力する場合には動画を撮像モード、光学ローパス
フィルタ機能を作用させ、前記撮像素子より全画素フレ
ーム読み出しを行う場合には静止画撮影モードとなるよ
うに構成されている撮像装置を特徴とする。

【００７０】また本願における請求項３６に記載の発明
によれば、請求項２７の発明において、前記カメラプロ
セス手段は、撮像素子からの複数ライン混合のフィール
ド読み出しで読み出された画素データを処理するカメラ
プロセス回路と、前記メモリコントローラによって前記
画像メモリより読み出された画像データに対して複数ラ
イン混合の演算処理を行った複数ライン混合のフィール
ド読み出し画素データを処理するカメラプロセス回路と
を別個に備えている撮像装置を特徴とする。

【００７１】また本願における請求項３７に記載の発明
において、請求項２７の発明において、前記カメラプロ
セス手段は、撮像素子からの複数ライン混合のフィール
ド読み出しで読み出された画素データを処理するカメラ
プロセス回路と、前記メモリコントローラによって前記
画像メモリより読み出された画像データに対して複数ラ
イン混合の演算処理を行った複数ライン混合のフィール
ド読み出し画素データを処理するカメラプロセス回路と
で、同一のカメラプロセス回路を兼用する撮像装置を特
徴とする。

【００７２】また本願における請求項３８に記載の発明
によれば、請求項２８の発明において、前記画像メモリ
より読み出した前記各フレームの画像データを格納する
転送用バッファメモリを備え、該バッファメモリ内の所
望のフレームの画像データのみを外部接続装置へと高速
転送可能な転送手段を備えた撮像装置を特徴とする。

【００７３】また本願における請求項３９に記載の発明
によれば、請求項３８の発明において、前記転送手段
は、外部デジタル出力インタフェースを備えた撮像装置
を特徴とする。

【００７４】また本願における請求項４０に記載の発明
によれば、撮像素子の撮像面へと入射する光束を所定画
素数単位でシフトして画素ずらしを行い、前記画素ずら
しによってシフトされた各位置において撮像された画素
データをメモリに記憶し、前記画像メモリへの前記画素
データの書き込みを行うにあたり、縦横N倍の画素数を
有する空間的配列で記憶するとともに、記憶された前記
画素データの読み出しを１フレームづつ分割して複数回
で行うように制御する撮像方法を特徴とする。

【００７５】また本願における請求項４１に記載の発明
によれば、請求項４０の発明において、前記撮像素子
に、撮像面に水平２画素及び垂直４画素単位の８画素ブ
ロック単位で周期性を有する色フィルタを配された撮像
素子を用い、画素ずらしをプラス及びマイナス方向に２
／３画素シフトするように動作させ、前記画像メモリへ
の画素データの書き込みを縦横３倍の画素数を有する空
間的配列で９フレーム分行うとともに、記憶された画素
データの読み出しを１フレームづつ分割して９回行うよ
うにした撮像方法を特徴とする。

【００７６】また本願における請求項４２に記載の発明
によれば、請求項４１の発明において、前記メモリより
読み出された画素データに上下ライン混合の演算処理を
行うことにより上下ライン混合のフィールド読み出しを
行ったデータに対してカメラプロセスを実行するように
した撮像方法を特徴とする。

【００７７】また本願における請求項４３に記載の発明
によれば、請求項４１の発明において、前記色フィルタ
ーに補色市松の画素配列を用い、前記撮像素子より上下
ライン非混合のフレーム全画素読み出しモードで読み出
された画素データを前記メモリに記憶するとともに、垂
直２画素ごとのマゼンタ及びグリーンの反転を補正すべ
く水平方向に１画素あるいは１／３画素シフトする補正
を行うようにした撮像方法を特徴とする。

【００７８】また本願における請求項４４に記載の発明
によれば、請求項４３において、前記補正は、水平１画
素または１／３画素ずらしは、マゼンタ及びグリーンの
フィールド撮像時に対してのみ、且つ垂直方向画素ずら
しがゼロのときにのみ行うようにした撮像方法を特徴と
する。

【００７９】また本願における請求項４５に記載の発明
によれば、請求項４０，４１または４２の発明におい
て、前記色フィルタにＲＧＢベイヤーフィルタ配列を用
いた撮像方法を特徴とする。

【００８０】また本願における請求項４６に記載の発明
によれば、請求項４１，４４または４５の発明におい
て、１／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを、撮
像レンズと前記撮像素子との間に配した撮像方法を特徴
とする。

【００８１】また本願における請求項４７に記載の発明
によれば、動画撮像時は、撮像素子より複数ライン混合
のフィールド読み出しを行ってカメラプロセスを行い、
静止画撮像時には、前記撮像素子の撮像面へと入射する
光束を所定画素数単位でシフトして画素ずらしを行うと
ともに、前記撮像素子より画像データを全画素読み出し
でフレーム読み出しを行い、前記撮像素子より全画素読
み出しのフレーム読み出しされた画像データを前記画像
メモリへと書き込むにあたり、縦横N倍の画素数を有す
る撮像素子の画素データと等価の空間的配列で記憶し、
画像メモリに記憶された画素データの読み出す場合に
は、１フレームづつ分割して複数回で行うようにし、そ
の読み出された画像データに対して複数ライン混合の演
算処理を行った複数ライン混合のフィールド読み出し画
素データに対してカメラプロセスを行うようにした撮像
方法を特徴とする。

【００８２】また本願における請求項４８に記載の発明
によれば、請求項４７の発明において、前記撮像素子
に、その撮像面に水平２画素及び垂直４画素単位の８画
素ブロック単位で周期性を有する色フィルタを配された
ものを用い、前記画素ずらしはプラス及びマイナス方向
に２／３画素シフトし、前記画像メモリへの画素データ
の書き込みを縦横３倍の画素数を有する空間的配列で記
憶するとともに、記憶された画素データの読み出しを１
フレームづつ分割して９回行うようにした撮像方法を特
徴とする。

【００８３】また本願における請求項４９に記載の発明
によれば、請求項４８の発明において、前記色フィルタ
ーは補色市松の画素配列に形成され、前記画素ずらし
は、垂直２画素ごとのマゼンタ及びグリーンの反転を補
正すべく水平方向に１画素あるいは１／３画素シフトす
る補正を行う撮像方法を特徴とする。

【００８４】また本願における請求項５０に記載の発明
によれば、請求項４９の発明において、前記水平１画素
または１／３画素ずらしの補正は、マゼンタ及びグリー
ンのフィールド撮像時に対してのみ、且つ垂直方向画素
ずらしがゼロのときにのみ行う撮像方法を特徴とする。

【００８５】また本願における請求項５１に記載の発明
によれば、請求項４７または４９の発明において、光学
ローパスフィルタと、前記光学ローパスフィルタの機能
をキャンセルする光学ローパスフィルタ制御手段を用
い、前記撮像素子より複数ライン混合フィールド読み出
しした信号を出力する場合に光学ローパスフィルタ機能
を作用させ、前記撮像素子より全画素フレーム読み出し
を行う場合には、前記光学ローパスフィルタの機能をキ
ャンセルするようにした撮像方法を特徴とする。

【００８６】また本願における請求項５２に記載の発明
によれば、請求項５１の発明において、前記光学ローパ
スフィルタ制御手段は、１画素ピッチの２枚の複屈折水
晶板のうち、一方を回転させる手段である撮像方法を特
徴とする。

【００８７】また本願における請求項５３に記載の発明
によれば、請求項５１の発明において、前記光学ローパ
スフィルタ制御手段は、１画素ピッチの光学ローパスフ
ィルタと４／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを
相対的に回転させる手段である撮像方法を特徴とする。

【００８８】また本願における請求項５４に記載の発明
によれば、請求項４７の発明において、前記画像メモリ
より読み出された画像データに対して複数ライン混合の
演算処理を行って複数ライン混合のフィールド読み出し
画素データとすることにより、前記撮像素子からの複数
ライン混合のフィールド読み出しで読み出された画素デ
ータと、同一機能のカメラプロセス回路を使用するよう
にした撮像方法を特徴とする。

【００８９】また本願における請求項５５に記載の発明
によれば、請求項４８，５０，５２乃至５３の発明にお
いて、前記色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配
列である撮像方法を特徴とする。

【００９０】また本願における請求項５６に記載の発明
によれば、請求項４０乃至５５の発明における撮像方法
を実行するプログラムを記憶した記録媒体を特徴とす
る。

【００９１】

【発明の実施の形態】以下、本発明における撮像装置
を、各図を参照しながら、その実施の形態について説明
する。

【００９２】水平または垂直方向に画素ずらしを行うこ
とにより解像度を向上するものは、種々提案されている
が、まず本発明の実施の形態の説明に入る前に、画素ず
らしの基本原理及び基本動作について説明する。

【００９３】撮像素子の撮像面側には、カラーフィルタ
が配されており、そのカラーフィルタの画素配列として
は、「ＲＧＢベイヤー配列」、「補色市松配列」と称さ
れる色配列が主流であり、これらのカラーフィルタを施
した撮像素子を用いて１／２画素ずらしを行って解像力
を向上した場合を例にして説明する。

【００９４】図２５はＲＧＢベイヤー配列のカラーフィ
ルタの色配列を、図２６は補色市松配列をそれぞれ示す
ものであり、これらのフィルタは単板固体撮像素子の各
画素上に各々のフィルターの各セルが１対１に対応して
形成されている。

【００９５】図２７は図２５に示す１６画素からなるＲ
ＧＢベイヤー配列において、画素ずらしを行う際の移動
方向及び移動量を示す図であり、これら１６画素の配列
に対して、仮に定められた基準位置（図２５のＲＧＢベ
イヤー配列では、たとえば左上端のＲを基準位置とす
る）から、Ｘ方向（水平方向）及びＹ方向（垂直方向）
に１／２画素ずつシフトする場合の相対移動位置を表し
ている。

【００９６】すなわち図２７は、１６画素からなるパタ
ーンが、４つのブロックに分けられ、それぞれのブロッ
ク内において、１／２画素ずらしが行われる様子を個々
に示したものである。各ブロック内における数字は、画
素ずらしの移動方向及び順序を示している。

【００９７】同図において、左上のブロックについて見
ると、（１）は１６画素の配列の基準位置、（２）はＹ
方向に１／２画素、（３）はＸ方向に１／２画素、
（４）はＸ、Ｙ両方向に１／２画素シフトすることをそ
れぞれ示している。

【００９８】すなわち（１）〜（４）で示す画素ずらし
は、基準位置１に対して画素を水平、垂直方向にそれぞ
れ１／２画素ずらして画像を取り込む動作を示すもので
ある。

【００９９】また左下のブロックは、基準位置（１）よ
り、Ｙ方向すなわち垂直方向に１画素シフトした位置５
を基準として、（６），（７），（８）というように、
Ｙ方向，Ｘ方向，ＸＹ両方向に１／２画素ずらしを行っ
たときの移動位置を示している。

【０１００】また右上のブロックにおける（９）〜（１
２）で示す画素ずらしは、基準位置１より、Ｘ方向すな
わち水平方向に１画素シフトした位置（９）を基準とし
て、（１０），（１１），（１２）というように、Ｙ方
向，Ｘ方向，ＸＹ両方向に１／２画素ずらしを行ったと
きの移動位置を示している。

【０１０１】また右下のブロックにおける（１３）〜
（１６）で示す画素ずらしは、基準位置（１）より、Ｘ
及びＹ方向すなわち水平及び垂直方向に１画素シフトし
た位置（１３）を基準として、（１４），（１５），
（１６）というように、Ｙ方向，Ｘ方向，ＸＹ両方向に
１／２画素ずらしを行ったときの移動位置を示してい
る。

【０１０２】このようにして、基準位置よりＹ方向、Ｘ
方向、ＸＹ両方向に１画素シフトした４つのブロック内
において、１／２画素単位で画素ずらしを行い、結果と
して、もとの１画素に対して、各々別色の色信号を得る
ことができる。これらの対応関係を図２８に示してい
る。

【０１０３】図２８の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
は、上記のように１６画素について４ブロックづつの１
／２画素ずらしを行った結果、撮像された画素データを
示すものである。同図（ａ）の４つの太線で分割された
ブロックは、図２７の太線で分割された左上ブロック
（４画素分）に相当する。

【０１０４】そして、図２７の左上ブロックに着目し、
Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれ（１）〜（４）のように１／
２画素づつシフトし、画像を撮像すると、図２７の各１
画素ごとに、４画素分の情報を得ることができる。他の
画素についても同様に、１／２画素ピッチで４画素分の
情報を得ることができる。

【０１０５】図２８（ａ）は、１／２画素ピッチで画素
ずらしを行い、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素ごとに、４画素分の情
報を得ることができることを示している。

【０１０６】図２８（ｂ）は、図２７の右上の４画素に
ついて着目し、Ｘ方向に１画素シフトした位置におい
て、１／２画素ずらし（９）〜（１２）を行うことによ
り、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画素について４画素分の情報
を撮像することができることを示している。

【０１０７】同様に、図２８（ｃ）は、図２７の左下の
４画素について着目し、Ｙ方向に１画素シフトした位置
において、１／２画素ずらし（５）〜（８）を行うこと
により、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画素について４画素分の
情報を撮像することができることを示している。

【０１０８】同様に、図２８（ｄ）は、図２７の右下の
４画素について着目し、Ｘ，Ｙ両方向に１画素シフトし
た位置において、１／２画素ずらし（１３）〜（１６）
を行うことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの画素について
４画素分の情報を撮像することができることを示してい
る。

【０１０９】このようにすると、たとえば図２７の基準
位置（１）においては、本来Ｒ１画素分の情報しか得る
ことのできないところ、Ｒで４画素分、Ｇに相当する４
画素分、Ｂに相当する４画素分の画像情報を得ることが
できる。

【０１１０】図２９は上述のように、画素ずらしを行う
ことによって得たＲＧＢそれぞれの画像情報を、それぞ
れＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色信号メモリに記憶するととも
に、アドレス変換を行い、各色メモリごとに色信号情報
をＸ，Ｙ方向に再配置した状態を示すもので、Ｒ，Ｇ，
Ｂそれぞれの色信号メモリに各色信号情報が集められ、
各色ごとに一枚の画像を構成している。

【０１１１】したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画素につい
て、図２７の画素ずらし前の画素パターンに対し、Ｘ，
Ｙ方向にそれぞれ２倍の解像度を得ることができるとと
もに、各画素位置において各色の情報を得ることがで
き、１６箇所（１／２画素ずらしをＸＹ方向に各２箇所
で計４箇所×各色４箇所＝１６）の色情報を画素ずらし
によって得ることができ、もとの撮像素子の画素数の１
６倍の画像データを得ることができる。

【０１１２】以上のような１６箇所の画素ずらし動作を
行うためには、撮像光学系の光路内に挿入された平行平
板の傾きを変化させ、あるいは、撮像素子を微小振動さ
せる等の制御を行いながら、撮像素子の撮像面に入射さ
れる光束を、Ｘ方向に基準位置から０，１／２，１，３
／２画素ピッチの４箇所に移動させるとともに、Ｙ方向
にも同じく、０，１／２，１，３／２画素ピッチの４箇
所に移動させる必要がある。この制御のシーケンスを図
３２に示す。

【０１１３】また、これらの色信号メモリから、各色ご
との画像情報を読み出して、パソコン等で容易に画像処
理、編集、表示、プリント等を行うことができる。また
この色情報のまま、あるいは必要に応じてコンポジット
信号に変換して他のビデオ機器、モニタ等に出力するこ
とも可能である。

【０１１４】また図３０，３１は補色市松画素配列のカ
ラーフィルタに対して、上述のような画素ずらしを行っ
た場合を図示したものである。

【０１１５】フィルタの画素配列が異なるだけで、処理
自体は、上述と同様であるため、説明は省略し、結果の
み図示することにする。各画素が補色のシアン（Ｃ）、
マゼンタ（Ｍ）、グリーン（Ｇ）、イエロー（Ｙ）につ
いて、それぞれ１／２画素ずらしで４画素ずつ取り込
み、Ｘ，Ｙ方向それぞれについて、及びＸ，Ｙ両方向に
ついて、１画素シフトしたところで、再度１／２画素ず
らしで４画素ずつ取り込むことにより、上述と同様に、
もとの撮像素子の画素数の１６倍の画像データを得るこ
とができる。

【０１１６】また図３１は、各画素ずらしごとに撮像し
た画像データをアドレス変換し、色ごとにメモリ上で再
配置した状態を示すものであり、シアン（Ｃ）、マゼン
タ（Ｍ）、グリーン（Ｇ）、イエロー（Ｙ）の色メモリ
ごとに、一枚の画像を構成している。

【０１１７】したがってこれらの色信号メモリから、各
色ごとの画像情報を読み出して、パソコン等で容易に画
像処理、編集、表示、プリント等を行うことができる。
またこの色情報のまま、あるいは必要に応じてコンポジ
ット信号に変換して他のビデオ機器、モニタ等に出力す
ることも可能である。

【０１１８】またこの場合も、画素ずらしの方向は、Ｘ
方向に基準位置から０，１／２，１，３／２画素ピッチ
の４箇所に移動させるとともに、Ｙ方向にも同じく、
０，１／２，１，３／２画素ピッチの４箇所に移動させ
る必要がある。

【０１１９】また上述のような１／２画素ずらし制御
（ＲＧＢベイヤー又は補色市松フィルターの場合）によ
って得られる解像度はカラーで２倍となり、６７．４×
２≒１３５dpiである。

【０１２０】次に１／３画素ずらしを行った場合につい
て説明する。

【０１２１】図３３は、ＲＧＢベイヤー配列のフィルタ
におけるＸ，Ｙ方向それぞれ６×６＝３６画素のブロッ
クについて、これをＸ，Ｙ方向３×３＝９画素の４つの
ブロックに分割し、各分割ブロックごとに、１／３画素
ピッチで２回づつＸ，Ｙ方向に画素ずらしを行う処理を
示すものである。これによって３倍の解像度を得ること
ができる。また図３４は、これによって撮像された画素
データを示すものである。

【０１２２】図３３において、左上９画素ブロックにつ
いて、その数字１で表した画素位置を基準位置とし、１
／３画素ピッチで、２回（１／３，２／３）づつ、Ｘ，
Ｙ方向にそれぞれシフトし、画像の取り込みを行う。

【０１２３】これによって得られた画像データは、図３
４の（ａ）に示す。Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素それぞれについ
て、Ｘ，Ｙ方向それぞれ１／３画素ピッチで画素ずらし
を２回行うので、３×３＝９画素のデータを得ることが
できる。

【０１２４】続いて、同図（ｃ）に示すように、基準位
置（１）に対して、Ｙ方向に１画素シフトし、左下のブ
ロックについて、同様に（１０）〜（１８）で示すよう
に、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素それぞれについて、Ｘ，Ｙ方向そ
れぞれ１／３画素ピッチで画素ずらしを２回行い、３×
３＝９画素のデータを得ることができる。

【０１２５】また同図（ｂ）に示すように、基準位置
（１）に対して、Ｘ方向に１画素シフトし、右上のブロ
ックについて、同様に（１９）〜（２７）で示すよう
に、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素それぞれについて、Ｘ，Ｙ方向そ
れぞれ１／３画素ピッチで画素ずらしを２回行い、３×
３＝９画素のデータを得ることができる。

【０１２６】さらに同図（ｄ）に示すように、基準位置
１に対して、Ｘ，Ｙ方向にそれぞれ１画素シフトし、右
下のブロックについて、同様に（２８）〜（３６）で示
すように、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素それぞれについて、Ｘ，Ｙ
方向それぞれ１／３画素ピッチで画素ずらしを２回行
い、３×３＝９画素のデータを得ることができる。

【０１２７】尚、（１０）〜（１８）のブロック、（１
９）〜（２７）のブロック、（２８）〜（３６）のブロ
ックをそれぞれＹ方向、Ｘ方向、Ｘ及びＹ方向に１画素
シフトして撮像することによって、各画素に対して、本
来なら他の色の画素の存在する位置における画素データ
を得ることができる。

【０１２８】また図３５は、上記の画素ずらしによって
得た色情報を、各色メモリに格納するとともに、アドレ
ス変換を行って、各色ごとに再配置した状態の色信号配
列を示すものである。

【０１２９】同図に示すように、各画素について、Ｘ，
Ｙ方向各々３倍の解像度（画素数）及び各画素位置にお
いて３倍の各色情報を得ることができる。すなわち１／
３画素ずらしを各Ｘ，Ｙ方向に計９箇所行い、各色４色
であるから、合計３６の色情報を画素ずらしにより得る
ことができるわけである。これはもとの撮像素子の画素
数の３６倍のデータを得ることができるものであり、解
像力としては、６７×３≒２００dpiを実現することが
できる。

【０１３０】３６箇所の画素ずらしを実際に実現するた
めには、図３８に示すように、Ｘ方向に１／３画素ピッ
チで、基準位置から０，１／３，２／３，１，４／３，
５／３画素分移動して６箇所でサンプリングを行い、Ｙ
方向にも基準位置から０，１／３，２／３，１，４／
３，５／３画素分移動して６箇所でサンプリングを行
い、合計３６箇所のサンプリングを行う。これらのサン
プリングを図３６に示す順に行ったときのＸ方向、Ｙ方
向における画素ずらし量が図３８に示されている。

【０１３１】尚、この場合も、前述の１／２画素ずらし
のときと同様に、撮像素子はフレーム全画素読み出しモ
ードを用いて駆動される。

【０１３２】また図３６は、同様の１／３画素ずらしを
補色市松配列の色フィルタに対して行った場合を示すも
のであり、図３７はその画素ずらしの結果メモリの取り
込まれた画素データをアドレス変換して、各色ごとに再
配置した状態の色信号配列を示すものである。

【０１３３】この場合も上述のＲＧＢベイヤー配列にお
ける画素ずらしとアルゴリズムは同じなので、説明は省
略し、図示だけとする。

【０１３４】画素ずらしによる高画質撮像の基本原理
は、以上のようになっているが、上記のシステムでは、
上記の１／２画素ずらしでは、得られる解像力が最大で
２倍であり、Ａ４原稿横置きフルサイズで、１３５（６
７×２）dpiが最大であり、１０ポイントのフォントを
入力するには不十分な解像力である。

【０１３５】また必要とする画像メモリも、上記の１／
２画素ずらしで１６フレーム分となり、高価となる。

【０１３６】ホワイトバランス等の色処理を、たとえば
パソコン側でおこなわなければならず、また純色、補色
にかかわらず、原色を用いるので、文書入力用に白黒信
号を生成する必要があり、演算処理時間が長くかかる
（通常１０〜２０秒）。

【０１３７】また上記の１／３画素ずらしの場合は、解
像力の上では、２００dpiを達成できるが、必要な画像
メモリのサイズが、３６フレーム分必要となり、高価と
なり、また同様にホワイトバランス等の色処理や、文書
入力用の白黒信号の生成等の処理をパソコン側で行うた
め、処理時間が長くなる問題がある。

【０１３８】次に本発明の特徴とする構成について、そ
の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態
は、上記の画素ずらしシステムの改良にある。

【０１３９】すなわち水平、垂直方向に最低１／３画素
単位で画素ずらしを行い、２００dpi程度の高解像度を
実現することにある。

【０１４０】またこのような高解像度を実現するにあた
り、補色市松配列のような標準的な色配列の撮像素子の
使用を可能とし、偽色発生を防止することにある。

【０１４１】また高解像度静止画撮影モードに加えて、
通常のアナログビデオ出力モードを設け、静止画だけで
なく、動画撮影も可能とするとともに、これらいずれの
モードにおいても、効率の良いカメラプロセスを実現す
ることにある。

【０１４２】また高解像度静止画データのパソコンへの
転送にあたり、転送に要する時間を極力短縮し、選択部
のみの転送を可能とする。

【０１４３】以下本発明における撮像装置の実施の形態
について説明する。

【０１４４】（第１の実施形態）図１は本発明における
撮像装置をビジュアライザーに適用した場合を示すブロ
ック図である。

【０１４５】同図において、１は撮像レンズ、２は撮像
レンズ後端に配設された画素ずらし機構であり、本発明
の画素ずらし手段を実現するものである。画素ずらし機
構は、たとえば撮像レンズ光学系の光路内に挿入された
平行平板の光軸に対する傾斜角を変更することによっ
て、入射光束の撮像面上における入射位置をシフトし、
撮像素子の画素のない画素間に入射されるべき情報の撮
像を可能とし、高解像化を図ったものである。

【０１４６】３は画素ずらし機構の後端に取り付けら
れ、オンチップカラーフィルタ（補色フィルターで且つ
後述するような市松配列あるいはＲＧＢ原色ベイヤー配
列）を備えたＣＣＤ等の撮像素子、４は相関２重サンプ
リング（ＣＤＳ）回路及び自動利得制御（ＡＧＣ）回路
（以下ＣＤＳ／ＡＧＣ回路と称す）、５は撮像素子を駆
動する撮像素子駆動回路（Ｖdrive）、６は撮像素子を
駆動するための各種タイミングパルス信号を発生するタ
イミング発生器（TG)である。

【０１４７】７は撮像部全体を制御する撮像部システム
コントロール用のマイクロコンピュータ（以下マイコン
と称す）、８は画素ずらし機構を駆動する電気回路であ
り、マイコン７によって制御される。

【０１４８】また９はカメラヘッド部であり、撮像部を
構成する。

【０１４９】１０は撮像部と後段の画像処理部（後述）
とを結ぶケーブル、１１は撮像素子３より出力された画
像信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、１２
はデジタル高解像静止画データを記憶する画像メモリ、
１３は画像メモリ１２の書き込み、読み出しアドレス制
御を行うメモリコントローラ、１４は画像メモリ１２よ
りの上下２ラインの読み出しデータを加算する加算回
路、１５はカラーフィルタの補色市松の画素パターンに
対応する色信号より輝度信号（Ｙ）及びクロマ信号（Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙ）を生成するためのカメラプロセス回路、
１６は撮像素子の画面のアスペクト比を正方画素パター
ン１対１に変換するための水平方向スケーラ、１７はパ
ソコンへの画像データ転送用のバッファメモリー、１８
は輝度信号及び色信号からＲＧＢ信号を生成するための
ＲＧＢマトリクス回路である。

【０１５０】１９はパソコンとのデータ転送を司るイン
ターフェース（Ｉ／Ｆ）コントローラで、この画像転送
インタフェースには、高速転送の可能なＵＳＢあるいは
ＩＥＥＥ１３９４等が用いられている。インターフェー
ス１９は、単独であるいはバッファメモリ１７ととも
に、本発明の転送手段を構成する。

【０１５１】２０は本装置の画像処理部２２及び撮像部
９を初めとしてシステム全体を制御するシステムコント
ロール用のマイコン（シスコン）、２１は出力形態すな
わち輝度及びクロマ信号と、ＲＧＢ信号とを切り換える
スイッチ、２２は画像処理部のブロックを示すものであ
る。したがってメモリコントローラ１３と、システムコ
ントローラ２０とで、あるいはそれぞれ単独でも制御手
段を構成する。そして以下に示す画素ずらし、撮像、撮
像素子より読み出した画素データの画像メモリへの記
憶、アドレス変換、転送に係わる一連の処理は、システ
ムコントローラ２０内に配されたＲＯＭ等の記録媒体に
記憶されたプログラム、あるいは外部接続されたパソコ
ン側の記録媒体に記録されたプログラムによって実行さ
れる。

【０１５２】本発明の撮像装置の主な構成は以上のよう
になっており、以下、本実の形態の動作について説明す
る。

【０１５３】撮像レンズ１を介して入射する被写体（図
示せず）の光学像は、画素ずらし機構に入射される。画
素ずらし機構は撮像レンズ１と撮像素子３との間に配設
されており、このため、撮像レンズ１には、ズームレン
ズを用いてズーム比を変更させても、画素ずらし機構に
要求される機械的動作は、撮像レンズ１には関係せず、
撮像素子３の画素ピッチのみに関連する。

【０１５４】撮像素子３に仮に４１万画素（総画素数）
１／３インチサイズのＣＣＤセンサを用いたとすると、
ＣＣＤの画素ピッチは水平方向６．３５μm、垂直方向
７．４μmであり、水平、垂直方向に各々４．２３μm、
４．９３μm光路をシフトさせると２／３画素ずらし
（１画素間隔の２／３）が実現される。

【０１５５】画素ずらし機構２は、水平及び垂直方向に
各々独立にプラス及びマイナス両方向に２／３画素分の
光路のシフトすなわち画素ずらしを行う（その制御につ
いては後述）。図２にその画素ずらしの相対位置の関係
を示す。

【０１５６】同図で（１）は基準位置、（２）はＹ方向
すなわち垂直方向に２／３画素ずらした位置、（３）は
−２／３画素Ｙ方向にずらした位置、（４）はＸ方向す
なわち水平方向に２／３画素ずらした位置、（７）は同
じくＸ方向に−２／３画素ずらした位置、（５），
（６），（８），（９）は、各々Ｘ方向及びＹ方向の両
方に±２／３画素ずらすことによって生じる相対位置を
示している。

【０１５７】図２においては、各画素ごとの基準点（”
・”で示す）は常に左上隅の位置としている。図２の様
な９箇所の相対位置を有する画素ずらし（光路シフト）
を図３（ａ）に示す補色市松フィルタ（Ｃ：シアン，
Ｙ：イエロー，Ｇ：グリーン，Ｍ：マゼンタ）を有する
撮像素子３に対して行うと、図４に示す様な各位置にお
ける画像信号を得ることができる。

【０１５８】この処理について、さらに詳しく説明す
る。

【０１５９】図４は、図３（ａ）に示す補色市松配列の
カラーフィルタを用いた場合における４×４＝１６画素
について、これを上下左右に２／３画素ずらししたとき
のサンプリングデータを概念的に示すものである。

【０１６０】図３（ａ）に示す補色市松配列のカラーフ
ィルタを用いた場合、たとえば図３（ａ）の配列の左上
端部のＣの画素位置では、基準位置(1)では本来のＣ画
素のデータが得られている。

【０１６１】図３(ｃ)は、基準位置（１）における、Ｙ
方向の各画素Ｃ，Ｇ，Ｃ，Ｍの配列を抜き出したもので
ある。各画素を今〜で示し、１画素を１／３ピッチ
で分割して示し、図２の基準点を”・”で示す。また基
準位置(Ａ)において、各画素〜に、それぞれ光束Ｌ
１〜Ｌ４が入射しているものとする。

【０１６２】この状態において、(２)で示すように、
(１)の基準位置に対して〜の画素をそれぞれＹ方向
に２／３画素ずらしを行うと、〜の画素の基準点”
・”には、それぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が入射し、
基準位置（１）の状態と同じである。

【０１６３】一方、（３）で示すように、基準位置
（１）の状態から、−Ｙ方向に２／３画素ずらしを行う
と、〜の画素の基準点（は、の画素に続く画素
Ｃ）”・”には、それぞれ光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４
が入射しており、基準位置（１）と異なる色の画素Ｇ，
Ｃ，Ｍ，Ｃにそれぞれ入射されていることが分かる。

【０１６４】したがって、図３（ｃ）のＣ，Ｇ，Ｃ，Ｍ
の各画素〜に対して、２回の画素ずらしによる３回
のサンプリングが行われ、それぞれ，，，の
Ｃ，Ｇ，Ｃ，Ｍの画素それぞれについて、ＣＧＣ，ＧＣ
Ｇ，ＣＭＣ，ＭＣＭの色配列でサンプリングが行われ、
画素数が３倍になっていることがわかる。

【０１６５】図４は、上記の画素ずらしを、図３（ａ）
の画素配列に対して行うようにしたものである。

【０１６６】図４(a)は、上述のように、”１”は基準
位置、”２”はＹ方向に２／３画素ずらしを行った場合
を、”３”は−Ｙ方向に２／３画素ずらしを行った場合
をそれぞれ示している。

【０１６７】同図において、基準位置(1)でサンプリン
グされる画素データを右上がりの斜線によるハッチング
で示し、基準位置(2)でサンプリングされる画素データ
を右下がりの斜線によるハッチングで示し、基準位置
(3)でサンプリングされる画素データを横線のハッチン
グで示す。

【０１６８】このような画素データ配列となることは、
上述の通りであり、同図の３×３＝９画素のブロック
が、図３（ａ）の画素１つに相当する。

【０１６９】同様にして、図４（ｂ）は、図２の
（４），（５），（６）の位置に±２／３画素ずらしを
行うことによって得られる画素データ配列を示すもので
あり、同図中、移動位置（４）でサンプリングされる画
素データを右上がりの斜線によるハッチングで示し、移
動位置（５）でサンプリングされる画素データを右下が
りの斜線によるハッチングで示し、基準位置（６）でサ
ンプリングされる画素データを横線のハッチングで示
す。

【０１７０】図４（ｃ）は、図２の（７），（８），
（９）の位置に±２／３画素ずらしを行うことによって
得られる画素データ配列をそれぞれ示すものであり、同
図中、移動位置（７）でサンプリングされる画素データ
を右上がりの斜線によるハッチングで示し、移動位置
（８）でサンプリングされる画素データを右下がりの斜
線によるハッチングで示し、基準位置（９）でサンプリ
ングされる画素データを横線のハッチングで示す。

【０１７１】以上９箇所の相対位置への移動が終了した
状態では、図５に示すような画素データの空間配置によ
る画像データを得ることができる。

【０１７２】図３（ｂ）は、撮像素子の補色市松配列の
フィルタと比較を行いやすくするために、図５の画素デ
ータ配置を書き直し、図３（ａ）とともに示したもので
ある。

【０１７３】図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、
グリーンＧと、マゼンタＭの配置の不一致を除けば、±
２／３画素ずらしの結果、画素数にして３倍の密度のデ
ータが得られている。

【０１７４】図６（ａ）は、図２の９箇所の各相対位置
を実現するためのＸ方向，Ｙ方向の画素ずらし機構によ
る駆動方法を示す。

【０１７５】Ｘ，Ｙ方向各々に、０，＋２／３，−２／
３画素ずらしを１フレーム毎に合計９回（９フレーム）
行う。

【０１７６】画素ずらしは、相対的な移動であり、図６
（ｂ）に示すように、０，２／３，４／３画素ずらしを
各々Ｘ，Ｙ方向に行っても同様の効果が得られる。

【０１７７】ここで注目すべきは、図３（ａ）と図３
（ｂ）の比較から明らかなように、グリーンＧと、マゼ
ンタＭの配置の不一致部分をメモリ上で位置を入れ換え
れば、通常の撮像素子の補色市松配列のフィルタにおけ
る画素配列と全く同一の画素配列となり、通常のカメラ
プロセス回路で、画素ずらし後の信号を処理することが
可能となる点である。

【０１７８】これは動画と画素ずらしによる高画質撮像
が同じシステム及び回路構成で可能となることを意味し
ており、これによりパソコン等の外部接続された装置側
における信号処理の付加を格段に軽減することができ、
高速化、メモリの効率化、回路構成の簡略化に顕著な効
果を有する。

【０１７９】尚、グリーンＧと、マゼンタＭの配置の不
一致部分をメモリ上で位置を入れ換えることを行わなく
ても、画素ずらしのアルゴリズムを変更することによっ
て、画素ずらしの段階で、画素データの空間配置を、完
全に通常の撮像素子の補色市松配列のフィルタにおける
画素配列と同一にすることができる。この方法について
は、後述する。

【０１８０】一方、同じ様な９箇所の相対位置を生じる
画素ずらしを補色市松フィルタ以外のたとえば原色ベイ
ヤー配列の撮像素子に適用すると次のようになる。画素
ずらしのアルゴリズムは前述の補色市松フィルタのとき
と同様であり、説明は省略し、結果のみ図示する。

【０１８１】図７に原色ＲＧＢベイヤー配列を示す。図
８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、前述の補色市松配列の場
合と同様に各相対位置における画素データ配列を示し、
図９が９箇所の相対位置の全てへの移動が終了した場合
の画素データの空間配置となる。

【０１８２】図９を図７（ａ）のフィルタ配列に則した
形に書き直して図７（ｂ）のような画素データ配置と
し、図７（ａ）と比較すると、図７（ｂ）は３倍の画素
密度を持ったＲＧＢベイヤー配列そのものとなってい
る。

【０１８３】したがって、ＲＧＢベイヤー配列の場合
は、Ｘ，Ｙ方向の±２／３画素ずらしにより得られた３
倍密度の高解像静止画は、画素ずらしを行わない通常の
動画と同じ画像処理すなわちカメラプロセス回路を用い
ることができる。

【０１８４】すなわち通常のＮＴＳＣ等のテレビジョン
信号処理回路を兼用することが出来る。

【０１８５】次に、上述したように、補色市松の画素配
列の場合も、更に画素ずらし時に、所定の相対位置の移
動を追加することにより、グリーンＧ，マゼンタＭの配
置の不一致を補正することができ、画素ずらし動作によ
る画素情報の取り込み動作を終了した時点で、通常の画
素配列と同じ画素配置が得られるようにする構成につい
て説明する。

【０１８６】図１０にその具体的方法を示す。

【０１８７】同図に示すように、右上がりの斜線で示す
画素すなわち相対位置（１），（４），（７）に関し、
グリーンＧ及びマゼンタＭのラインについてのみ１／３
画素（＋方向でも−方向でもよい。図１０は＋１／３の
場合を示す）の水平方向（Ｘ方向）のシフトを追加し、
グリーンＧ及びマゼンタＭの配列の補正を行う。

【０１８８】この補正は、図１１に示すように、右上が
り斜線で示す相対位置（１），（４），（７）に関し、
グリーンＧ及びマゼンタＭのラインについて１画素（＋
方向でも−方向でもよく、図１１は＋１画素の場合を示
す）の水平方向（Ｘ方向）のシフトを追加しても同様で
ある。この１／３画素または１画素のグリーンＧ，マゼ
ンタＭラインの水平方向シフトにより、図１２に示す最
終画像データ配置を得る。

【０１８９】図１２を図１３のように書き直し、図３
（ａ）と比較すると、図１２は３倍の画素密度を有した
補色市松配列そのものとなる。

【０１９０】このようにして、補色市松の場合も２／３
画素ずらしに１／３画素または１画素の補正を加えるこ
とにより、画素ずらしを行わない場合すなわち通常の動
画と同じカメラ信号処理を３倍密度の高解像静止画に用
いることができる。

【０１９１】したがって通常の補色フィルタを用いたカ
メラ信号処理回路を兼用することができ、高画質静止画
撮像も通常の動画撮像も可能な撮像装置を実現すること
ができる。

【０１９２】図１４，図１５に実際の画素ずらし機構の
駆動方法を示す。図１４は水平１／３画素ずらしによる
グリーンＧ，マゼンタＭの補正の場合、図１５は１画素
シフトによる補正の場合を示す。

【０１９３】いずれの場合も相対位置が（１），
（４），（７）の場合、かつＧ，Ｍラインを読み出すフ
ィールドの場合に対してのみ水平方向に補正シフトを追
加する。

【０１９４】画素ずらしの機構自体の構成は特に限定さ
れるものではなく、上述のように、Ｘ方向及びＹ方向の
±２／３画素ずらしに対応し得るものであればよい。

【０１９５】そして同様のＸ方向の画素ずらし機構を補
正用としてもう１組追加すれば、上記Ｇ，Ｍの補正も実
現できる。

【０１９６】以上のような画素ずらし機構の動作は、シ
ステムコントロール回路２０の指令に基づきマイコン７
及び画素ずらし駆動回路８により実現される。

【０１９７】以上説明した原理に基づいて動作する画素
ずらし機構により、被写体の光学像は撮像素子３上に結
像する。

【０１９８】撮像素子３は、ＴＧ６及び駆動回路５によ
りフレーム全画素読み出しモードにて駆動され、補色市
松の場合は第１のフィールドからは、シアンＣ，イエロ
ーＹの色信号のみが出力され、また第２フィールドから
はグリーンＧ，マゼンタＭの色信号のみが読み出され、
出力される。

【０１９９】撮像素子３の出力信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ
回路４に供給され、相関２重サンプリングの後、所定レ
ベルに増幅される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４の出力は、ケ
ーブル１０を介してＡ／Ｄ変換器１１に供給され、デジ
タル色信号に変換される。

【０２００】このデジタル色信号は画素ずらしの結果、
画像メモリ１２に、図１２に示す様な配列で書き込まれ
る。

【０２０１】この書き込み制御は、システムコントロー
ラ２０によってメモリコントローラ１３を制御すること
によって行われる。

【０２０２】画像メモリ１２に書き込まれた画像データ
は、縦横（Ｘ，Ｙ）３倍の画素密度を有し、模式的に
は、図１６に示すように通常の場合（画素ずらしなし）
と同じフレーミングすなわち画素配列で、画素密度が３
倍に増加したものである。

【０２０３】書き込み終了後、画像メモリ１２の画像デ
ータはメモリコントローラ１３により、図１７に示す９
つのフレームに分割して読み出される。

【０２０４】また１フレームごとの読み出しに際して、
上下２ラインを同時に読み出し、加算回路１４により、
上下２ラインの加算混合を行い、フィールド画像データ
に変換する。

【０２０５】加算回路１４より出力されたフィールド画
像データは、カメラプロセス回路１５に供給され、通常
の補色市松配列のフィールド読み出し信号より輝度信号
及びクロマ信号を生成するためのカメラ信号処理がデジ
タル的になされ、輝度信号及びクロマ信号が出力され
る。

【０２０６】この出力デジタル信号は水平方向スケーラ
１６に供給され、ここで正方画素の縦横比（アスペクト
比）１対１への変換がなされる。これはパソコンのディ
スプレイ上に表示するために必要な変換である。

【０２０７】もちろんはじめからアスペクト比１対１の
画素サイズの撮像素子を用いれば、このスケーラは省略
し得る。

【０２０８】スケーリング後の画像データは、転送用の
バッファメモリ１７に供給され、ここで、１フレーム分
の蓄積を行う。

【０２０９】このバッファメモリは、インタフェースコ
ントローラ１９よりの制御に基づき、所定のデータを転
送レートに応じて所定量読み出し、必要に応じて、ＲＧ
Ｂマトリクス回路１８を介してＲＧＢ信号に変換してか
ら、あるいはそのままの輝度信号及びクロマ信号の形で
インターフェースコントローラ１９に供給する。

【０２１０】インタフェースコントローラ１９は、所定
の転送方式によりパソコンと通信を行い、画像データの
転送を行う。本実施の形態では、ＩＥＥＥ１３９４等の
高速転送の可能なインタフェースを用いているが、他の
ＵＳＢ等でもよく、特に限定されるものではなく、パソ
コン側との兼ね合いで決定すればよい。

【０２１１】１フレーム分の転送が終了し、バッファメ
モリー１７が空になると、２枚目のフレームが画像メモ
リ１２より読み出され、同様の処理を行った後、バッフ
ァメモリ１７に蓄積され、インタフェースコントローラ
１９を介してパソコンに転送される。

【０２１２】同様の動作を９フレーム全てに対して行
い、高画質静止画の１枚分のパソコンへの転送を終了す
る。

【０２１３】シスコン２０は、以上の動作を所定のシー
ケンスで各コンポーネントを制御し、実行する。

【０２１４】一方、本発明の第１の実施形態において、
撮像素子３とレンズ１との間に、光学的ローパスフィル
タを配設すると、偽色信号が減少し、高画質静止画の画
質がさらに向上する。

【０２１５】図１８に光学的ローパスフィルタの特性を
示す。同図において、（ａ）は水晶複屈折板を１枚挿入
し、Ｘ方向（水平方向）に画素ピッチの１／３の複屈折
を持たせ、水平方向に光学的ローパスフィルタ効果を持
たせたものである。

【０２１６】また同図（ｂ）は、同様の効果をＹ方向
（垂直方向）に持たせたものである。

【０２１７】同図（ｃ）は、Ｘ，Ｙの２方向の１／３ピ
ッチ水晶複屈折板各１枚を用い、Ｘ，Ｙ２方向に光学的
ローパス効果を持たせたものである。

【０２１８】同図（ｄ）は、斜め方向の偽色信号を減ら
すために、Ｘ方向１／３画素ピッチ、４５°の斜め方向
に√２／３ピッチの合計２枚の水晶複屈折板を配置した
ものである。（ａ）はＸ方向、（ｂ）はＹ方向、（ｃ）
はＸ，Ｙ両方向、（ｄ）はＸ方向及び４５°の斜め方向
の偽色信号の減少に効果を有する。

【０２１９】尚、上述した本発明における画素ずらしシ
ステムによると、撮像素子からは全画素読み出しを行っ
て画素数を実質的に増加させた撮像素子で撮像した場合
と同じ空間配置でメモリへと記憶し、メモリから読み出
してカメラプロセス回路へと供給する際に上下２ライン
の加算を行っているため、メモリに記憶する前に解像力
の低下を生じない。

【０２２０】たとえば、撮像素子のフィールド読み出し
方法として知られているように、第１フィールドで奇数
ラインを２ライン加算して読み出し、第２フィールドで
偶数ラインを２ライン加算して読み出すものでは、画素
ずらしを行っても、互いに重なり合った２ラインを交互
に読み出すため、仮想的な画素サイズが大きくなり（３
画素分）、解像力がさほど向上しない。すでに撮像素子
からの読み出し時に１ラインを挟んだ２ラインを加算し
ながら画素をシフトしているからである。

【０２２１】これに対して、本発明は撮像素子からは全
画素読み出ししてメモリに記憶し、この段階で画素ずら
しによる高画質を得、メモリから読み出す際（高画質の
画素空間配置にした後）、隣接する２ラインを加算して
いるので、画素劣化が最小限ですむ。

【０２２２】（第２の実施形態）図１９は、本発明にお
ける撮像装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図
である。図１に示す第１の実施形態の構成との差異は、
動画出力機能を追加し、動画及び高解像静止画両対応の
撮像装置を実現したところにある。以下、図１と異なる
箇所を中心に説明する。

【０２２３】同図において、２３は図１に示すカメラプ
ロセス回路１５と同じ機能を有するカメラプロセス回
路、２４は回転機構を有する光学的ローパスフィルタ
（回転位置によってローパス機能をＯＮ，ＯＦＦでき
る）、２５は光学的ローパスフィルタの回転機構を駆動
する回転駆動回路、２６は切換スイッチである。

【０２２４】本発明の第２の実施形態の動作は、以下の
通りである。システムコントローラ２０は、初期状態で
は動画モードにて動作するよう、制御信号をマイコン７
に供給する。

【０２２５】マイコン７は、この制御信号に基づいて回
転駆動回路２５を駆動する。回転駆動回路２５は、図２
０に示すように、例えばＹ方向の水晶ローパスフィルタ
をモータｍｏ等で回転せしめ、図２１の（ｂ）に示すよ
うに複屈折を起こす方向が垂直（Ｙ）方向になるように
する。

【０２２６】一方、Ｘ方向の水晶ローパスフィルタは、
図２１の（ａ）に示すように、複屈折を起こす方向が水
平（Ｘ）方向になるように固定されており、このため図
２１（ｃ）に示すように、Ｘ，Ｙ方向各々１画素ピッチ
で複屈折をなす光学ローパスフィルタが実現される。こ
うして動画モード時における偽色信号の発生を防止する
ことができる。

【０２２７】マイコン７は、一方で、ＴＧ（タイミング
発生器）６を制御し、撮像素子３が上下２ライン混合の
フィールド読み出しモードになるようにする。

【０２２８】これによって撮像素子３よりのフィールド
読み出し画像データは、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４、ケーブ
ル１０を介してＡ／Ｄ変換器１１に供給され、デジタル
信号に変換された後、カメラプロセス回路２３に供給さ
れる。

【０２２９】カメラプロセス回路は、デジタル化された
フィールド読み出し画像データを処理し、最終的にはア
ナログのビデオ信号を出力する。

【０２３０】一方、デジタル化されたフィールド読み出
し画像データは、切換スイッチ２６を介して（システム
コントローラ２０の制御に基づく）、カメラプロセス回
路１５にも供給され、カメラプロセス回路１５にて輝度
信号及びクロマ信号が出力される。

【０２３１】このデジタルの輝度信号及びクロマ信号
は、水平方向スケーラ１６に供給され、縦横比（アスペ
クト比）１対１への変換がなされる。

【０２３２】スケーリング後の出力は、転送用のバッフ
ァメモリ１７に供給され、１フレーム分の蓄積が行われ
る。バッファメモリの内容は、図１の場合と同様の手順
でパソコンに転送される。そして転送が終了し、バッフ
ァメモリ１７が空になると、次のフレームが取り込ま
れ、同様にしてパソコンに転送される。

【０２３３】この取り込み、転送の動作が繰り返され、
パソコン上には、擬似的に動画が表示される。この疑似
動画像は、高解像静止画を取り込む際に、画角を決定す
るためのフレーミングに最適である。

【０２３４】この疑似動画像のフレームレートを上げる
ために、バッファメモリ１７には、１フィールド分のみ
の蓄積を行い、データ量を減少し、その分、パソコンへ
の転送時間を短縮することもできる。

【０２３５】また転送に際して１／２または１／３等の
間引きやＪＰＥＧ等のデータ圧縮を行って、さらにデー
タ量を減少させ、転送時間を短縮し、フレームレートを
改善することもできる。

【０２３６】尚、フレーミングに関しては、カメラプロ
セス回路２３よりのアナログビデオ信号をテレビモニタ
に接続して画像をモニタするようにしてもよい。

【０２３７】このようにして、フレーミングを行った
後、高解像静止画のキャプチャー（取り込み）操作が実
行されると、シスコン２０は、制御信号をマイコン７に
供給し、マイコン７は回転駆動回路２５を駆動し、たと
えばＹ方向の水晶ローパスフィルタを回転する。

【０２３８】この回転により、Ｙ方向の水晶ローパスフ
ィルタは、図２１（ｄ）に示すように、複屈折を起こす
方向が−Ｘ方向となる。このためＸ方向の水晶ローパス
フィルターによる複屈折との間でそのローパス機能が相
殺され、高解像静止画の取り込みが可能となる。

【０２３９】一方、マイコン７は、ＴＧ６を制御し、撮
像素子３を全画素フレーム読み出しモードで駆動制御さ
せる。

【０２４０】以下、同様に、第１の実施形態の説明にし
たがい、高解像静止画が画素ずらしにより取り込まれ、
パソコンへと転送される。

【０２４１】以上述べたように、第２の実施形態によれ
ば、高解像静止画の取り込み時に、光学ローパスフィル
タの機能をキャンセルする場合について述べたが、図２
２に示す水晶ローパスフィルタの構成を取ると、高解像
静止画撮像時の偽色信号を減少することができる。

【０２４２】図２２において、Ｘ方向の（ａ）は図２１
と同じであるが、（ｂ）に関して４／３画素ピッチの水
晶複屈折板を斜め方向に用いる。

【０２４３】動画撮像モード時は、図２２（ｃ）に示す
ように動画の斜め方向の偽色信号を主に除去し、高解像
静止画モード時は、図２２（ｄ）に示すように相殺後も
１／３画素ピッチのＸ方向の光学的ローパス効果が残
り、Ｘ方向の偽色信号が除去され、画質改善を行うこと
ができる。

【０２４４】図２２（ｅ）は、１／３画素ピッチのロー
パス効果がＹ方向に残るように、Ｘ方向、斜め方向の両
方の水晶板を回転した場合である。この場合は、高解像
静止画のＹ方向の偽色信号が改善される。

【０２４５】さらに図２２（ｆ）は、１／３画素ピッチ
のローパス効果が斜め方向に残るように、Ｘ方向の水晶
を回転した場合を示す。この場合は、高解像静止画の斜
め方向の偽色信号が改善される。

【０２４６】（第３の実施形態）図２３は、本発明にお
ける撮像装置の第３の実施形態を示すブロック図であ
る。図１９に示す第２の実施形態との差異は、図１９の
カメラプロセス回路２３を取り外し、カメラプロセス回
路１５よりアナログビデオ出力を取り出したものであ
る。

【０２４７】本実施例によれば、動画撮像と高解像静止
画撮像とで、同一のカメラプロセス回路を兼用すること
ができる。

【０２４８】（第４の実施形態）図２４は、本発明にお
ける撮像装置の第４の実施形態を示すブロック図であ
る。

【０２４９】同図において、２７は少なくとも９フレー
ム分の容量を有する画像データ転送用のバッファメモリ
で、９フレーム分の容量を有するので、選択箇所すなわ
ち全画面を転送しなくても、所望の画面のみをパソコン
に転送することができる。

【０２５０】すなわちパソコン上で、動画モードでプレ
ビュー後、高解像静止画として画像を取り込みたい箇所
を矩形領域で指定する。この領域指定の方法は、例え
ば、パソコンディスプレイ上において、マウス等のポイ
ンタで指定することができるが、他の方法でもよい。

【０２５１】そして指定された領域の先頭アドレスと終
端アドレスを、パソコン側からインタフェースコントロ
ーラ１９を介してシスコン２０に供給する。これに応じ
てシスコン２０は、バッファメモリ２７を制御し、指定
された領域の画像データのみをパソコン側へと転送する
ように動作するものである。

【０２５２】この方式によれば、操作者は、パソコンの
ディスプレイ上において、動画を見ながらのフレーミン
グ、画像の確認、高解像静止画の取り込み、編集といっ
た一連の処理を、すべてパソコンのディスプレイ上にお
いて行うことができる。

【０２５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ない画素ずらしで、効率よく画像の取り込みが可能と
なり、スキャナー並の高解像力を実現できるとともに、
高速の処理が可能、かつ画像メモリを大幅に節約でき、
コスト的に極めて有利である。

【０２５４】また画素ずらし後のカメラプロセスを、フ
ィールド画として処理できるので、既存の動画用のカメ
ラプロセス回路（カメラプロセスＩＣ）を使用すること
ができ、従来の長い処理時間を要するソフトウェアによ
る処理に比較して、極めて高速に短時間での処理が実現
できる。

【０２５５】また本発明の画素ずらしアルゴリズムによ
れば、従来の方式に比較して、画素ずらし回数が格段に
少なくて済み（従来の１／３画素ずらしでは３６箇所必
要であったが、本発明の実施形態では９箇所で済む）、
メモリ効率の向上、画像取り込み及び処理の高速化が可
能となるだけでなく、画素ずらしを行う機構も高速化及
び簡略化できる。

【０２５６】また本発明によれば、画素ずらし方式に適
応したローパスフィルタを用いることにより、高解像静
止画における偽色信号を除去し、解像度の向上に合わせ
た画質の改善を図ることができる。

【０２５７】また本発明によれば、高解像静止画出力だ
けでなく、通常のビデオ（動画）出力を併用して設けた
ので、高解像静止画だけでなく、動画撮像も可能とな
り、撮像部を備えたカメラヘッドの姿勢を可動とすれ
ば、通常のビデオカメラのように、人物、景色等の撮像
も可能となり、テレビ会議システムにおける人物撮影用
カメラ等にも使用可能である。

【０２５８】また高解像静止画モード及び通常動画モー
ドの両方に対応するよう光学ローパスフィルタ特性を可
変できるようにしたので、いずれのモードにおいても偽
色信号の発生を抑えることができる。

【０２５９】また高解像静止画撮影モードと通常動画撮
影モードとで、同一のカメラプロセス回路が使用できる
ため、コスト的にも、スペース的にも極めて有利にな
る。

【０２６０】また画素ずらしによって取り込んだ画像を
転送用バッファメモリを介して転送するようにしたの
で、選択部分のみの転送が可能となり、転送時間を優先
する場合に有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明撮像装置の第１の実施形態を示すブロッ
ク図である。

【図２】２／３画素ずらしのアルゴリズムを説明するた
めの図である。

【図３】補色市松配列の色フィルタと、画素ずらしによ
って高画素化された画素配列（アドレス変換後）、画素
ずらし動作を示す図である。

【図４】２／３画素ずらしの動作を説明する図である。

【図５】２／３画素ずらしによって画像メモリ内に取り
込まれた画素データを示す図である。

【図６】２／３画素ずらしの画素ずらし機構の制御アル
ゴリズムを説明するための図である。

【図７】ＲＧＢベイヤー配列の色フィルタと、画素ずら
しによって高画素化された画素配列（アドレス変換後）
を示す図である。

【図８】２／３画素ずらしの動作を説明する図である。

【図９】２／３画素ずらしによって画像メモリ内に取り
込まれた画素データを示す図である。

【図１０】画素ずらしに伴う補正機構の動作を説明する
ための図である。

【図１１】画素ずらしに伴う補正機構の動作を説明する
ための図である。

【図１２】画素ずらし後のメモリ内の画素データの最終
配置を示す図である。

【図１３】図１２の画素データにアドレス変換を行った
状態を示す図である。

【図１４】１／３画素シフトによる補正動作を示す図で
ある。

【図１５】１画素シフトによる補正動作を示す図であ
る。

【図１６】画像メモリに記憶されている画像情報を実際
の画像で示した図である。

【図１７】画像メモリからの画像転送を説明するための
図である。

【図１８】光学ローパスフィルタの特性を示す図であ
る。

【図１９】本発明撮像装置の第２の実施形態を示すブロ
ック図である。

【図２０】光学ローパスフィルタの駆動系の構成を示す
図である。

【図２１】光学ローパスフィルタの動作及び特性の変化
を説明するための図である。

【図２２】光学ローパスフィルタの動作及び特性の変化
を説明するための図である。

【図２３】本発明撮像装置の第３の実施形態を示すブロ
ック図である。

【図２４】本発明撮像装置の第４の実施形態を示すブロ
ック図である。

【図２５】画素ずらしの原理を説明するための図で、Ｒ
ＧＢベイヤー配列の色フィルタを示す図である。

【図２６】画素ずらしの原理を説明するための図で、補
色市松配列の色フィルタを示す図である。

【図２７】１／２画素ずらしのアルゴリズムを説明する
ための図である。

【図２８】ＲＧＢベイヤー配列の色フィルタに対して１
／２画素ずらしを行ったときのデータを示す図である。

【図２９】図２８のデータのアドレス変換後の画像デー
タを示す図である。

【図３０】補色市松配列の色フィルタにおいて、１／２
画素ずらしを行ったときのデータを示す図である。

【図３１】図３０のデータのアドレス変換後の画像デー
タを示す図である。

【図３２】１／２画素ずらしの画素ずらし機構の制御ア
ルゴリズムを説明するための図である。

【図３３】１／３画素ずらしのアルゴリズムを説明する
ための図である。

【図３４】ＲＧＢベイヤー配列の色フィルタに対して１
／３画素ずらしを行ったときのデータを示す図である。

【図３５】図３４のデータのアドレス変換後の画像デー
タを示す図である。

【図３６】補色市松配列の色フィルタにおいて、１／３
画素ずらしを行ったときのデータを示す図である。

【図３７】図３６のデータのアドレス変換後の画像デー
タを示す図である。

【図３８】１／３画素ずらしの画素ずらし機構の制御ア
ルゴリズムを説明するための図である。

【符号の説明】

１ 撮像レンズ ２ 画素ずらし機構 ３ 撮像素子 ７ マイコン ９ 撮像部 １２ 画像メモリ １３ メモリコントローラ １４ 加算器 １５ カメラプロセス回路 １６ 水平スケーラ １７ バッファメモリ １８ ＲＧＢマトリクス回路 １９ インタフェース（転送手段） ２０ システムコントローラ ２２ 画像処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/64 Ｇ０６Ｆ 15/62 Ｘ 15/64 ３３０

Claims (56)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子の撮像面へと入射する光束を所
   定画素数単位でシフトする画素ずらし手段と、 前記画素ずらし手段によってシフトされた各位置におい
   て撮像された画素データを記憶可能な画像メモリと、 前記画像メモリに、前記画素データを縦横N（Nは整数）
   倍の画素数を有する撮像素子と等価の画素データの空間
   的配列で記憶するとともに、記憶された前記画素データ
   の読み出しを１フレームづつ分割して複数回で行うメモ
   リコントローラと、を備えたことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記撮像素子は、撮像面に水平２画素及び垂直４画素単
   位の８画素ブロック単位で周期性を有する色フィルタを
   配されており、前記画素ずらし手段は前記撮像素子の撮
   像面へと入射する光束をプラス及びマイナス方向に２／
   ３画素シフトするように動作し、前記メモリは画素デー
   タを少なくとも９フレーム分記憶可能であり、前記メモ
   リコントローラは前記画像メモリに前記画素データを縦
   横３倍の画素数を有する撮像素子の画素データの空間的
   配列で記憶するとともに、記憶された画素データの読み
   出しを１フレームづつ分割して９回行うように構成され
   ていることを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 さらに前記メモリより読み出された画素データに上下ラ
   イン混合の演算処理を行うことにより上下ライン混合の
   フィールド読み出しを可能とする加算回路と、前記加算
   回路より出力された上下ライン混合のフィールド読み出
   し画素データを処理するカメラプロセス回路とを有する
   画像処理部を備えたことを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記色フィルターは補色市松の画素配列に形成され、前
   記メモリコントローラは、前記撮像素子より上下ライン
   非混合のフレーム全画素読み出しモードで読み出された
   画素データを前記メモリに記憶するとともに、垂直２画
   素ごとのマゼンタ及びグリーンの反転を補正すべく水平
   方向に１画素あるいは１／３画素シフトする補正手段を
   備えたことを特徴とする撮像装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記補正手段による、水平１画素または１／３画素ずら
   しは、マゼンタ及びグリーンのフィールド撮像時に対し
   てのみ、且つ垂直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行
   うことを特徴とする撮像装置。
6. 【請求項６】 請求項２または３において、 前記色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列であ
   ることを特徴とする撮像装置。
7. 【請求項７】 請求項２，５または６において、 １／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを、撮像レ
   ンズと前記撮像素子との間に配したことを特徴とする撮
   像装置。
8. 【請求項８】 請求項３または６において、 前記画像処理部は、さらに画像データ転送用バッファメ
   モリと、外部デジタル出力インタフェースを備えている
   ことを特徴とする撮像装置。
9. 【請求項９】 全画素読み出しのフレーム読み出しと複
   数ライン混合のフィールド読み出しの可能な撮像素子
   と、 前記撮像素子からの複数ライン混合のフィールド読み出
   しで読み出された画素データを処理するカメラプロセス
   手段と、 前記撮像素子の撮像面へと入射する光束を所定画素数単
   位でシフトする画素ずらし手段と、 前記撮像素子より読み出された画素データを記憶可能な
   画像メモリと、 前記撮像素子より全画素読み出しのフレーム読み出しさ
   れた画素データを前記画像メモリに書き込むにあたり、
   縦横N(Nは整数）倍の画素数を有する撮像素子と等価の
   画素データの空間的配列で記憶するとともに、記憶され
   た画素データの読み出しを１フレームづつ分割して複数
   回で行わせるメモリコントローラと、 前記メモリコントローラによって前記画像メモリより読
   み出された画素データに対して複数ライン混合の演算処
   理を行った複数ライン混合のフィールド読み出し画素デ
   ータを処理するカメラプロセス手段と、を備えたことを
   特徴とする撮像装置。
10. 【請求項１０】 請求項9において、 前記撮像素子は、撮像面に水平２画素及び垂直４画素単
    位の８画素ブロック単位で周期性を有する色フィルタを
    配されており、前記画素ずらし手段は前記撮像素子の撮
    像面へと入射する光束をプラス及びマイナス方向に２／
    ３画素シフトするように動作し、前記メモリは画素デー
    タを少なくとも９フレーム分記憶可能であり、前記メモ
    リコントローラは前記画像メモリへの画素データの書き
    込みにあたり、縦横３倍の画素数を有する撮像素子の画
    素データの空間的配列で記憶するとともに、記憶された
    画素データの読み出しを１フレームづつ分割して９回行
    うように構成されていることを特徴とする撮像装置。
11. 【請求項１１】 請求項10において、 前記色フィルターは補色市松の画素配列に形成され、前
    記メモリコントローラは、前記撮像素子より上下ライン
    非混合のフレーム全画素読み出しモードで読み出された
    画素データを前記メモリに記憶するとともに、垂直２画
    素ごとのマゼンタ及びグリーンの反転を補正すべく水平
    方向に１画素あるいは１／３画素シフトする補正手段を
    備えたことを特徴とする撮像装置。
12. 【請求項１２】 請求項11において、 前記補正手段による、水平１画素または１／３画素ずら
    しは、マゼンタ及びグリーンのフィールド撮像時に対し
    てのみ、且つ垂直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行
    うことを特徴とする撮像装置。
13. 【請求項１３】 請求項9，10または12においてさらに
    光学ローパスフィルタと、前記光学ローパスフィルタの
    機能をキャンセルする光学ローパスフィルタ制御手段と
    を備え、前記撮像素子より複数ライン混合フィールド読
    み出しした信号を出力する場合に光学ローパスフィルタ
    機能を作用させ、前記撮像素子より全画素フレーム読み
    出しを行う場合には、前記光学ローパスフィルタの機能
    をキャンセルするように構成されていることを特徴とす
    る撮像装置。
14. 【請求項１４】 請求項13において、 前記光学ローパスフィルタ制御手段は、１画素ピッチの
    ２枚の複屈折水晶板のうち、一方を回転させる手段であ
    ることを特徴とする撮像装置。
15. 【請求項１５】 請求項13において、 前記光学ローパスフィルタ制御手段は、１画素ピッチの
    光学ローパスフィルタと４／３画素ピッチの光学的ロー
    パスフィルタを相対的に回転させる手段であることを特
    徴とする撮像装置。
16. 【請求項１６】 請求項13において、 前記撮像素子より複数ライン混合フィールド読み出しし
    た信号を出力する場合には動画を撮像モード、光学ロー
    パスフィルタ機能を作用させ、前記撮像素子より全画素
    フレーム読み出しを行う場合には静止画撮影モードとな
    るように構成されていることを特徴とする撮像装置。
17. 【請求項１７】 請求項９または１６において、 前記撮像素子からの複数ライン混合のフィールド読み出
    しで読み出された画素データを処理するカメラプロセス
    手段と、 前記メモリコントローラによって前記画像メモリより読
    み出された画像データに対して複数ライン混合の演算処
    理を行った複数ライン混合のフィールド読み出し画素デ
    ータを処理するカメラプロセス手段とは、同一のカメラ
    プロセス回路を兼用したことを特徴とする撮像装置。
18. 【請求項１８】 請求項９乃至１７において、 前記画像メモリより読み出した前記各フレームの画像デ
    ータを格納する転送用バッファメモリを備え、該バッフ
    ァメモリ内の所望のフレームの画像データのみを外部接
    続装置へと高速転送可能な転送手段を備えたことを特徴
    とする撮像装置。
19. 【請求項１９】 請求項９乃至１８において、 前記色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列であ
    ることを特徴とする撮像装置。
20. 【請求項２０】 水平２画素及び垂直４画素単位の８画
    素ブロック単位で周期性を有する色フィルタを配された
    撮像素子と、 撮像素子の撮像面へと入射する光束を±２／３画素シフ
    トする画素ずらし手段と、 前記撮像素子に蓄積された各画素データをデジタルデー
    タに変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段より出力されたデジタル画素データ
    を少なくとも９フレーム分記憶可能な画像メモリと、 前記画像メモリへの書き込みを等価的に縦横３倍の画素
    数を有する撮像素子と等価の画素データの空間的配置に
    等しくなるように画素データの配列を行うメモリコント
    ローラと、 前記画像メモリからの読み出しデータに対して、複数ラ
    イン混合する処理を行う加算回路と、 前記加算回路より出力された複数ライン混合フィールド
    読み出し画素データを処理するカメラプロセス手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０において、 前記メモリコントローラは前記画像メモリより、画素デ
    ータを１フレームづつ分割して９回で読み出すように構
    成されていることを特徴とする撮像装置。
22. 【請求項２２】 請求項２０または２１において、 前記色フィルターは補色市松の画素配列に形成され、前
    記画素ずらし手段は、垂直２画素ごとのマゼンタ及びグ
    リーンの反転を補正すべく水平方向に１画素あるいは１
    ／３画素シフトする補正手段を備えたことを特徴とする
    撮像装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２において、 前記補正手段による、水平１画素または１／３画素ずら
    しは、マゼンタ及びグリーンのフィールド撮像時に対し
    てのみ、且つ垂直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行
    うことを特徴とする撮像装置。
24. 【請求項２４】 請求項２０または２１において、 前記色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列であ
    ることを特徴とする撮像装置。
25. 【請求項２５】 請求項２２，２３または２４におい
    て、 １／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを、撮像レ
    ンズと前記撮像素子との間に配したことを特徴とする撮
    像装置。
26. 【請求項２６】 請求項２０，２１または２４におい
    て、 さらに画像データ転送用バッファメモリと、外部デジタ
    ル出力インタフェースを備えていることを特徴とする撮
    像装置。
27. 【請求項２７】 水平２画素及び垂直４画素単位の８画
    素ブロック単位で周期性を有する色フィルタを配された
    撮像素子と、 前記撮像素子より画素データを全画素フレーム読み出し
    する全画素フレーム読み出しモードと、前記撮像素子よ
    り画素データを複数ライン混合してフィールド読み出し
    するフィールド読み出しモードとで駆動可能な撮像素子
    駆動手段と、 撮像素子の撮像面へと入射する光束を±２／３画素シフ
    トする画素ずらし手段と、 前記光学ローパスフィルタ手段と、 前記撮像素子に蓄積された各画素データを少なくとも９
    フレーム分記憶可能な画像メモリと、 前記画素ずらし手段を動作させるとともに撮像素子を前
    記全画素フレーム読み出しモードで駆動し、前記撮像素
    子より読み出された画素データを前記画像メモリへと書
    き込むにあたり、等価的に縦横３倍の画素数を有する撮
    像素子と等価の画素データの空間的配置に等しくなるよ
    うに画素データの配列を行う制御手段と、 動画撮像においては前記撮像素子より読み出された複数
    ライン混合画像データを処理し、静止画撮像において
    は、前記画像メモリからの読み出された画像データに対
    して、複数ライン混合してフィールド読み出しデータの
    形式で処理するカメラプロセス手段と、を備えたことを
    特徴とする撮像装置。
28. 【請求項２８】 請求項２７において、 前記制御手段は、前記画像メモリより画素データを１フ
    レームづつ分割して９回読み出すように構成されている
    ことを特徴とする撮像装置。
29. 【請求項２９】 請求項２７において、 前記色フィルターは補色市松の画素配列に形成され、前
    記画素ずらし手段は、垂直２画素ごとのマゼンタ及びグ
    リーンの反転を補正すべく水平方向に１画素あるいは１
    ／３画素シフトする補正手段を備えたことを特徴とする
    撮像装置。
30. 【請求項３０】 請求項２９において、 前記補正手段による、水平１画素または１／３画素ずら
    しは、マゼンタ及びグリーンのフィールド撮像時に対し
    てのみ、且つ垂直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行
    うことを特徴とする撮像装置。
31. 【請求項３１】 請求項２７または２８において、 前記色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列であ
    ることを特徴とする撮像装置。
32. 【請求項３２】 請求項２７，３０または３１におい
    て、 前記光学ローパスフィルタ制御手段は、そのローパス機
    能をキャンセルする機能を備え、動画撮像時に前記撮像
    素子より複数ライン混合フィールド読み出しした信号を
    出力する場合に光学ローパスフィルタ機能を作用させ、
    静止画撮像時に前記撮像素子より全画素フレーム読み出
    しを行う場合には、前記光学ローパスフィルタの機能を
    キャンセルするように構成されていることを特徴とする
    撮像装置。
33. 【請求項３３】 請求項３２において、 前記光学ローパスフィルタ制御手段は、１画素ピッチの
    ２枚の複屈折水晶板のうち、一方を回転させる手段であ
    ることを特徴とする撮像装置。
34. 【請求項３４】 請求項３２において、 前記光学ローパスフィルタ制御手段は、１画素ピッチの
    光学ローパスフィルタと４／３画素ピッチの光学的ロー
    パスフィルタを相対的に回転させる手段であることを特
    徴とする撮像装置。
35. 【請求項３５】 請求項３３または３４において、 前記撮像素子より複数ライン混合フィールド読み出しし
    た信号を出力する場合には動画を撮像モード、光学ロー
    パスフィルタ機能を作用させ、前記撮像素子より全画素
    フレーム読み出しを行う場合には静止画撮影モードとな
    るように構成されていることを特徴とする撮像装置。
36. 【請求項３６】 請求項２７において、 前記カメラプロセス手段は、撮像素子からの複数ライン
    混合のフィールド読み出しで読み出された画素データを
    処理するカメラプロセス回路と、 前記メモリコントローラによって前記画像メモリより読
    み出された画像データに対して複数ライン混合の演算処
    理を行った複数ライン混合のフィールド読み出し画素デ
    ータを処理するカメラプロセス回路とを別個に備えてい
    ることを特徴とする撮像装置。
37. 【請求項３７】 請求項２７において、 前記カメラプロセス手段は、撮像素子からの複数ライン
    混合のフィールド読み出しで読み出された画素データを
    処理するカメラプロセス回路と、 前記メモリコントローラによって前記画像メモリより読
    み出された画像データに対して複数ライン混合の演算処
    理を行った複数ライン混合のフィールド読み出し画素デ
    ータを処理するカメラプロセス回路とで、同一のカメラ
    プロセス回路を兼用することを特徴とする撮像装置。
38. 【請求項３８】 請求項２８において、 前記画像メモリより読み出した前記各フレームの画像デ
    ータを格納する転送用バッファメモリを備え、該バッフ
    ァメモリ内の所望のフレームの画像データのみを外部接
    続装置へと高速転送可能な転送手段を備えたことを特徴
    とする撮像装置。
39. 【請求項３９】 請求項３８において、 前記転送手段は、外部デジタル出力インタフェースを備
    えていることを特徴とする撮像装置。
40. 【請求項４０】 撮像素子の撮像面へと入射する光束を
    所定画素数単位でシフトして画素ずらしを行い、 前記画素ずらしによってシフトされた各位置において撮
    像された画素データをメモリに記憶し、 前記画像メモリへの前記画素データの書き込みを行うに
    あたり、縦横N倍の画素数を有する空間的配列で記憶す
    るとともに、記憶された前記画素データの読み出しを１
    フレームづつ分割して複数回で行うように制御するよう
    にしたことを特徴とする撮像方法。
41. 【請求項４１】 請求項４０において、 前記撮像素子に、撮像面に水平２画素及び垂直４画素単
    位の８画素ブロック単位で周期性を有する色フィルタを
    配された撮像素子を用い、画素ずらしをプラス及びマイ
    ナス方向に２／３画素シフトするように動作させ、前記
    画像メモリへの画素データの書き込みを縦横３倍の画素
    数を有する空間的配列で９フレーム分行うとともに、記
    憶された画素データの読み出しを１フレームづつ分割し
    て９回行うようにしたことを特徴とする撮像方法。
42. 【請求項４２】 請求項４１において、 前記メモリより読み出された画素データに上下ライン混
    合の演算処理を行うことにより上下ライン混合のフィー
    ルド読み出しを行ったデータに対してカメラプロセスを
    実行するようにしたことを特徴とする撮像方法。
43. 【請求項４３】 請求項４１において、 前記色フィルターに補色市松の画素配列を用い、前記撮
    像素子より上下ライン非混合のフレーム全画素読み出し
    モードで読み出された画素データを前記メモリに記憶す
    るとともに、垂直２画素ごとのマゼンタ及びグリーンの
    反転を補正すべく水平方向に１画素あるいは１／３画素
    シフトする補正を行うようにしたことを特徴とする撮像
    方法。
44. 【請求項４４】 請求項４３において、 前記補正は、水平１画素または１／３画素ずらしは、マ
    ゼンタ及びグリーンのフィールド撮像時に対してのみ、
    且つ垂直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行うように
    したことを特徴とする撮像方法。
45. 【請求項４５】 請求項４０，４１または４２におい
    て、 前記色フィルタにＲＧＢベイヤーフィルタ配列を用いた
    ことを特徴とする撮像方法。
46. 【請求項４６】 請求項４１，４４または４５におい
    て、 １／３画素ピッチの光学的ローパスフィルタを、撮像レ
    ンズと前記撮像素子との間に配したことを特徴とする撮
    像方法。
47. 【請求項４７】 動画撮像時は、撮像素子より複数ライ
    ン混合のフィールド読み出しを行ってカメラプロセスを
    行い、 静止画撮像時には、前記撮像素子の撮像面へと入射する
    光束を所定画素数単位でシフトして画素ずらしを行うと
    ともに、前記撮像素子より画像データを全画素読み出し
    でフレーム読み出しを行い、 前記撮像素子より全画素読み出しのフレーム読み出しさ
    れた画像データを前記画像メモリへと書き込むにあた
    り、縦横N倍の画素数を有する撮像素子の画素データと
    等価の空間的配列で記憶し、 画像メモリに記憶された画素データの読み出す場合に
    は、１フレームづつ分割して複数回で行うようにし、そ
    の読み出された画像データに対して複数ライン混合の演
    算処理を行った複数ライン混合のフィールド読み出し画
    素データに対してカメラプロセスを行うようにしたこと
    を特徴とする撮像方法。
48. 【請求項４８】 請求項４７において、 前記撮像素子に、その撮像面に水平２画素及び垂直４画
    素単位の８画素ブロック単位で周期性を有する色フィル
    タを配されたものを用い、前記画素ずらしはプラス及び
    マイナス方向に２／３画素シフトし、前記画像メモリへ
    の画素データの書き込みを縦横３倍の画素数を有する空
    間的配列で記憶するとともに、記憶された画素データの
    読み出しを１フレームづつ分割して９回行うようにした
    ことを特徴とする撮像方法。
49. 【請求項４９】 請求項４８において、 前記色フィルターは補色市松の画素配列に形成され、前
    記画素ずらしは、垂直２画素ごとのマゼンタ及びグリー
    ンの反転を補正すべく水平方向に１画素あるいは１／３
    画素シフトする補正を行うことを特徴とする撮像方法。
50. 【請求項５０】 請求項４９において、 前記水平１画素または１／３画素ずらしの補正は、マゼ
    ンタ及びグリーンのフィールド撮像時に対してのみ、且
    つ垂直方向画素ずらしがゼロのときにのみ行うことを特
    徴とする撮像方法。
51. 【請求項５１】 請求項４７または４９において光学ロ
    ーパスフィルタと、前記光学ローパスフィルタの機能を
    キャンセルする光学ローパスフィルタ制御手段を用い、
    前記撮像素子より複数ライン混合フィールド読み出しし
    た信号を出力する場合に光学ローパスフィルタ機能を作
    用させ、前記撮像素子より全画素フレーム読み出しを行
    う場合には、前記光学ローパスフィルタの機能をキャン
    セルするようにしたことを特徴とする撮像方法。
52. 【請求項５２】 請求項５１において、 前記光学ローパスフィルタ制御手段は、１画素ピッチの
    ２枚の複屈折水晶板のうち、一方を回転させる手段であ
    ることを特徴とする撮像方法。
53. 【請求項５３】 請求項５１において、 前記光学ローパスフィルタ制御手段は、１画素ピッチの
    光学ローパスフィルタと４／３画素ピッチの光学的ロー
    パスフィルタを相対的に回転させる手段であることを特
    徴とする撮像方法。
54. 【請求項５４】 請求項４７において、 前記画像メモリより読み出された画像データに対して複
    数ライン混合の演算処理を行って複数ライン混合のフィ
    ールド読み出し画素データとすることにより、前記撮像
    素子からの複数ライン混合のフィールド読み出しで読み
    出された画素データと、同一機能のカメラプロセス回路
    を使用するようにしたことを特徴とする撮像方法。
55. 【請求項５５】 請求項４８，５０，５２乃至５３にお
    いて、 前記色分解フィルタはＲＧＢベイヤーフィルタ配列であ
    ることを特徴とする撮像方法。
56. 【請求項５６】 請求項４０乃至５５において、 前記撮像方法を実行するプログラムを記憶した記録媒
    体。