JPH0444870B2 - - Google Patents
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- JPH0444870B2 JPH0444870B2 JP58135429A JP13542983A JPH0444870B2 JP H0444870 B2 JPH0444870 B2 JP H0444870B2 JP 58135429 A JP58135429 A JP 58135429A JP 13542983 A JP13542983 A JP 13542983A JP H0444870 B2 JPH0444870 B2 JP H0444870B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/58—Means for changing the camera field of view without moving the camera body, e.g. nutating or panning of optics or image sensors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体撮像カメラに関し、特に静止した
被写体を撮像する場合に高解像度の撮像出力信号
が得られるようにしたもので、いわゆる電子式ス
チールカメラ等に固体撮像カメラを提供するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a solid-state imaging camera that can obtain a high-resolution imaging output signal especially when imaging a stationary object, and is used in a so-called electronic still camera or the like. This is what we provide.
(発明の技術的背景)
近年、CCDなどの電荷転送素子を利用した所
謂固体撮像素子が実用化されてきており、これを
用いた固体撮像カメラが種々提案されてきてい
る。しかし、固体撮像素子の受光面構造は、第1
図に模式的に示したように、受光面S内に多数の
微少受光素子Pが規則的ではあるが離散して配置
されているため、結像面にこの受光面を一致させ
ておいたとしても光不感領域Qに至る入射光像は
何ら映像信号として利用されることがない。(Technical Background of the Invention) In recent years, so-called solid-state imaging devices using charge transfer devices such as CCDs have been put into practical use, and various solid-state imaging cameras using them have been proposed. However, the light-receiving surface structure of a solid-state image sensor is
As schematically shown in the figure, a large number of minute light-receiving elements P are arranged regularly but discretely within the light-receiving surface S, so even if this light-receiving surface is aligned with the image forming surface, The incident light image reaching the light-insensitive area Q is not used as a video signal at all.
このような固体撮像素子を用いた固体撮像カメ
ラの解像度を高める試みとして、被写体が静止し
ているかもしくは動きがきわめて遅い場合、空間
絵素ずらしという手法がある。この手法は、第1
図の光不感領域Qに受光素子Pに相当するもう1
個の絵素を等価的に配置する方法である。例えば
第2図に示すように、一旦正規の状態で受光素子
Pからの映像信号を画像メモリに取り込んだ後、
撮像すべき光像を微少角偏向することによつて互
いに隣接する受光素子P間の光不感領域に到達し
ていた光像を矢印Xで示すように隣接する受光素
子P上にもたらす。そして再度この状態で受光素
子Pからの撮像信号を画像メモリに取り込んだ
後、両映像信号を画像メモリ上で合成して2倍の
絵素数を有する映像信号を得るようにしたもので
あつて、これによれば、水平方向の解像度は原理
的に2倍になる。この場合、光像の偏向に機械的
可動手段を用いると偏向のために若干の時間を要
するため、撮像する対象物体としては静止した被
写体の方が好ましい。 As an attempt to increase the resolution of a solid-state imaging camera using such a solid-state imaging device, there is a method called spatial pixel shifting when the subject is stationary or moves very slowly. This method uses the first
Another one corresponding to the light-receiving element P is placed in the light-insensitive area Q in the figure.
This is a method of arranging picture elements equivalently. For example, as shown in FIG. 2, once the video signal from the light receiving element P is taken into the image memory in a normal state,
By deflecting the light image to be captured by a small angle, the light image that has reached the light-insensitive area between the adjacent light receiving elements P is brought onto the adjacent light receiving elements P as shown by the arrow X. Then, in this state, the image signal from the light receiving element P is taken into the image memory again, and then both video signals are combined on the image memory to obtain a video signal having twice the number of picture elements. According to this, the resolution in the horizontal direction is doubled in principle. In this case, if a mechanical movable means is used to deflect the optical image, it will take some time for the deflection, so it is preferable that the object to be imaged is a stationary object.
こうした空間絵素ずらしの手法は、例えば第3
図に原理構成を示すように、撮像レンズ10の前
面にレンズ光軸Oを別小角偏向させる光軸偏向手
段12を配置し、また固体撮像素子14から得ら
れる撮像出力信号を記録するフレームメモリ16
によつて達成される。この構成によればまず光軸
偏向手段12の初期状態すなわち光軸偏向のない
状態で被写体を撮像し、撮像出力信号をフレーム
メモリ16に記録し、次に光軸偏向手段12を動
作させ撮像レンズ10への光軸をδだけ傾けた状
態で再度撮像を行なう。撮像レンズ10への入射
光線がδだけ傾くと、その出射光線もδだけ傾
き、結果的に結像面、すなわち固体撮像素子14
の受光面上では次の(1)式で表される距離d
d=f tanδ …(1)
だけ像の移動が生ずることになる。ここで、fは
撮像レンズから固体撮像素子までの像距離を示
し、被写体からレンズまでの物体距離が無限遠の
場合には撮像レンズの焦点距離に等しくなる。 This method of spatial picture element shifting is, for example, the third
As shown in the figure, an optical axis deflecting means 12 for deflecting the lens optical axis O by a small angle is arranged in front of the imaging lens 10, and a frame memory 16 for recording the imaging output signal obtained from the solid-state imaging device 14.
achieved by. According to this configuration, the object is first imaged in the initial state of the optical axis deflection means 12, that is, in a state without optical axis deflection, the imaging output signal is recorded in the frame memory 16, and then the optical axis deflection means 12 is operated and the imaging lens Imaging is performed again with the optical axis toward 10 tilted by δ. When the incident light ray to the imaging lens 10 is tilted by δ, the outgoing light ray is also tilted by δ, and as a result, the imaging plane, that is, the solid-state image sensor 14
On the light-receiving surface of , the image moves by a distance d d = f tan δ (1) expressed by the following equation (1). Here, f indicates the image distance from the imaging lens to the solid-state image sensor, and becomes equal to the focal length of the imaging lens when the object distance from the subject to the lens is infinite.
ところで、上述した従来公知の空間絵素ずらし
手法では第3図に示す光軸偏向手段12として光
軸に対して傾けて配置された球面ガラスあるいは
1個のクサビ形プリズムを利用し、これを光軸ま
わりに回転させることで光軸偏向作用を得ていた
ので、その光軸偏向に伴う結像面上での像移動の
軌跡は円形となる。従つて、例えば、水平方向で
の解像度を向上させることを目的とする場合に
は、円形走査の軌跡中1点しか利用できない。さ
らに従来方式の決定的な欠点としては、(1)式でも
明らかなように、光軸偏向手段としての像の移動
量は像距離f換言すれば物体距離に応じて変化す
ることになるが、一方、固体撮像カメラにおい
て、用いられる固体撮像素子が決められると、適
正な像の移動量はその受光面構造から決定される
ので、結果的に上述した形態のものでは例えばオ
ペーク送像装置など特定の物体距離のもとでしか
利用できないことがある。従つて、上述のものは
例えば物体距離が種々変化する通常のテレビジヨ
ンカメラなどには適用できないものであつた。 By the way, in the above-mentioned conventional spatial pixel shifting method, a spherical glass or a wedge-shaped prism arranged at an angle with respect to the optical axis is used as the optical axis deflecting means 12 shown in FIG. Since the optical axis deflection effect was obtained by rotating around the axis, the locus of image movement on the imaging plane due to the optical axis deflection becomes circular. Therefore, for example, when the purpose is to improve the resolution in the horizontal direction, only one point in the circular scanning trajectory can be used. Furthermore, a decisive drawback of the conventional method is that, as is clear from equation (1), the amount of movement of the image as an optical axis deflecting means changes depending on the image distance f, in other words, the object distance. On the other hand, in solid-state imaging cameras, once the solid-state imaging device to be used is determined, the appropriate amount of image movement is determined from its light-receiving surface structure. It may be possible to use it only under an object distance of . Therefore, the above method cannot be applied to, for example, a normal television camera in which the object distance varies.
(発明の目的)
以上の技術的背景に鑑み、本発明の目的は、像
の移動方向を一定(例えば水平方向)に保ちつ
つ、しかも物体距離が変化しても常に一定の像の
移動量が維持できるような光軸偏向手段を使用
し、空間絵素ずらしの手法により高解像度な撮像
出力信号を得ることにある。(Objective of the Invention) In view of the above technical background, an object of the present invention is to maintain the moving direction of the image constant (for example, horizontal direction) and to maintain the same amount of image movement even when the object distance changes. The objective is to obtain a high-resolution imaging output signal by using a spatial pixel shifting method using optical axis deflection means that can maintain the image quality.
(発明の構成)
本発明の構成は、特許請求の範囲に記載したよ
うに、頂角のほぼ等しい2個のクサビ形プリズム
からなる光軸偏向手段を撮像光軸上に備えて、高
解像度な撮像出力信号が得られるような固体撮像
カメラとしたことを特徴とするものである。(Structure of the Invention) As described in the claims, the structure of the present invention includes an optical axis deflecting means consisting of two wedge-shaped prisms having approximately equal apex angles on the imaging optical axis, thereby achieving high resolution. The present invention is characterized in that it is a solid-state imaging camera that can obtain an imaging output signal.
次に、本発明の主要部をなす光軸偏向手段につ
いて説明する。 Next, the optical axis deflecting means which constitutes the main part of the present invention will be explained.
2個のクサビ形プリズムは、固体撮像カメラの
撮像光軸上にあつて、かつその光軸を中心にして
互いに逆方向に等量回転するように構成されてい
る。すなわち、頂角の等しい2個のクサビ形プリ
ズムを、光軸を中心に互いに逆方向に回転させる
ことにより所定の像の移動方向(一般には水平方
向)でのみ頂角可変プリズムとして作用させ、ま
た、その回転を固体撮像カメラのフオーカス位置
情報や使用ズームレンズのズーム倍率情報、もし
くはそれら両情報により制御することにより、物
体距離の変化にもかかわらず、常に一定量の像の
移動を行うことが可能となる。従つて、上記光軸
偏向手段を使用することにより、固体撮像カメラ
の水平走査方向における撮像出力信号の解像度を
有効に高めることができる。 The two wedge-shaped prisms are located on the imaging optical axis of the solid-state imaging camera and are configured to rotate by equal amounts in opposite directions about the optical axis. That is, by rotating two wedge-shaped prisms with the same apex angle in opposite directions to each other around the optical axis, the prisms act as variable apex angle prisms only in a predetermined image movement direction (generally horizontal direction), and By controlling the rotation using the focus position information of the solid-state imaging camera, the zoom magnification information of the zoom lens used, or both information, it is possible to always move the image by a constant amount regardless of changes in the object distance. It becomes possible. Therefore, by using the optical axis deflecting means, the resolution of the imaging output signal in the horizontal scanning direction of the solid-state imaging camera can be effectively increased.
第4図a,b,cは光軸偏向手段の動作原理説
明図である。クサビ形プリズム20A,20Bは
それぞれ頂角θであり、光軸Oに介挿されてい
る。第4図aの位置ではそれぞれのプリズムの頂
角が相殺され光軸偏向は生じない。第4図bの位
置ではプリズム20Aが光軸を中心として反時計
方向に、またプリズム20bが時計方向にともに
角度ψ回転した状態でこれら両プリズムの合成さ
れた頂角は水平方向でのみ変化しており、それに
応じて光軸Oは水平方向に角度δだけ偏向するこ
とになる。また、第4図cの位置で最大の偏向角
δmaxが得られ、この最大偏向角δmaxは
δmax=2θ(n−1) …(2)
で表される。但しnはプリズムの屈折率である。
なお第4図bにおいて両プリズムが回転してゆく
過程での水平方向の偏向角δは、それぞれのプリ
ズムの回転角を|ψ|(プリズム20Aがψプリ
ズム20Bは−ψとすると
δ=θ sinψ …(3)
と表すことができる。 FIGS. 4a, 4b, and 4c are explanatory diagrams of the operating principle of the optical axis deflecting means. The wedge-shaped prisms 20A and 20B each have an apex angle θ and are interposed on the optical axis O. At the position shown in FIG. 4a, the apex angles of the respective prisms cancel each other out, and no optical axis deflection occurs. In the position shown in Fig. 4b, the prism 20A is rotated counterclockwise about the optical axis, and the prism 20b is rotated clockwise by an angle ψ, and the combined apex angle of both prisms changes only in the horizontal direction. Accordingly, the optical axis O is deflected horizontally by an angle δ. Further, the maximum deflection angle δmax is obtained at the position shown in FIG. 4c, and this maximum deflection angle δmax is expressed as δmax=2θ(n-1) (2). However, n is the refractive index of the prism.
In addition, in Fig. 4b, the horizontal deflection angle δ during the process of rotation of both prisms is determined by the rotation angle of each prism as |ψ| (if prism 20A is ψ and prism 20B is -ψ, δ=θ sinψ …(3) It can be expressed as:
従つて、像の移動量を表す前述の(1)式は
d=f tan(θ sinψ) …(3)
となり、ここにθはプリズムの頂角で一定である
から、回転角ψを像距離f(これは物体距離に一
義的に対応する)の変化に応じて制御すれば、像
の移動量dを一定に保つことが可能となる。この
ことを利用して、(3)式における像の移動量dが一
定となるように、物体距離に応じてプリズム回転
角ψを手動もしくは自動的に調整することによ
り、本発明の目的、すなわち、撮像出力信号の高
解像度化が達成できる。 Therefore, the above equation (1) expressing the amount of image movement becomes d=f tan(θ sinψ) ...(3) where θ is constant at the apex angle of the prism, so the rotation angle ψ is expressed as the image distance. By controlling according to changes in f (which uniquely corresponds to the object distance), it is possible to keep the image movement amount d constant. Utilizing this fact, the object of the present invention can be achieved by manually or automatically adjusting the prism rotation angle ψ according to the object distance so that the image movement amount d in equation (3) is constant. , high resolution of the imaging output signal can be achieved.
第5図はクサビ形プリズム20A,20Bを光
軸を中心に互いに逆方向に等角度回転させるため
の駆動系の一例で、モータMギヤトレイン30に
よりクサビ形プリズム20A,20Bの周辺に固
定されたギヤが回転される。 FIG. 5 shows an example of a drive system for rotating wedge-shaped prisms 20A and 20B at equal angles in opposite directions around the optical axis. The gears are rotated.
(実施例の説明)
第6図は、本発明固体撮像カメラの全体系を示
すシステムブロツク図であり、40は光軸偏向手
段、42は撮像レンズ、44は固体撮像素子を示
す。また50は固体撮像素子44からの出力を適
宜増幅・成形する映像プロセスアンプ、52は
A/Dコンバータ、54は画像メモリとしてのフ
レームメモリ、56はD/Aコンバータで、ここ
から高解像度の映像出力信号が得られる。60は
各回路に供給すべきクロツクパルスやテレビジヨ
ン同期信号を発生する同期信号発生部、62はフ
レームメモリ駆動回路、また64は固体撮像素子
駆動回路である。70はシステム制御部72は、
撮像レンズ距離設定検出部、74は光軸偏向手段
の駆動および偏向角検出部である。(Description of Embodiments) FIG. 6 is a system block diagram showing the overall system of the solid-state imaging camera of the present invention, in which 40 is an optical axis deflecting means, 42 is an imaging lens, and 44 is a solid-state imaging device. Further, 50 is a video process amplifier that appropriately amplifies and shapes the output from the solid-state image sensor 44, 52 is an A/D converter, 54 is a frame memory as an image memory, and 56 is a D/A converter, from which high-resolution images are generated. An output signal is obtained. Reference numeral 60 designates a synchronization signal generating section that generates clock pulses and television synchronization signals to be supplied to each circuit, 62 a frame memory drive circuit, and 64 a solid-state image sensor drive circuit. 70 is a system control unit 72,
An imaging lens distance setting detection section 74 is a drive and deflection angle detection section for the optical axis deflection means.
次に、上記構成からなる本発明固体撮像カメラ
の動作について説明する。 Next, the operation of the solid-state imaging camera of the present invention having the above configuration will be explained.
光軸偏向手段の駆動および偏向角検出部74
は、第5図に示すモータMを回転させるサーボ系
を構成しており、システム制御部70から(1)40
のクサビ形プリズムが第4図aの位置(以下この
位置をAポジシヨンという)に停止するのか第4
図bの位置(以下この位置をBポジシヨンとい
う)に停止するのかの情報、および(2)Aポジシヨ
ンからBポジシヨンまでの回転角度ψoをいくら
に設定するかの2種類の情報を受ける。このよう
なシステム制御部70から供給される2種類の情
報により光軸偏向手段の駆動および偏向角検出部
74はモータMを回転しクサビ形プリズムをA、
またはBポジシヨンの位置に停止する。モータM
が回転するのに一定の時間を必要とするが、この
モータMが回転している途中段階であることを知
らせる情報を駆動および偏向角検出部74はシス
テム制御部70に送つている。 Drive of optical axis deflection means and deflection angle detection section 74
constitutes a servo system that rotates the motor M shown in FIG.
Does the wedge-shaped prism stop at the position shown in Figure 4 a (hereinafter referred to as the A position)?
Two types of information are received: (1) information on whether to stop at the position shown in FIG. Based on these two types of information supplied from the system control unit 70, the optical axis deflection means driving and deflection angle detection unit 74 rotates the motor M to move the wedge-shaped prism A,
Or stop at position B. Motor M
Although it takes a certain amount of time for the motor M to rotate, the drive and deflection angle detection section 74 sends information to the system control section 70 informing that the motor M is in the middle of rotating.
撮像レンズ距離設定検出部72は、撮像レンズ
42のズーム倍率情報(ズームレンズの場合)と
フオーカス位置の情報を電気信号に変換し、シス
テム制御部70に送る機能を有しているものであ
る。 The imaging lens distance setting detection section 72 has a function of converting zoom magnification information (in the case of a zoom lens) and focus position information of the imaging lens 42 into electrical signals and sending them to the system control section 70 .
一般に、テレビジヨンカメラにおいて、撮像レ
ンズ42をズームレンズとした場合、ズーム倍率
とフオーカス位置は、被写体を撮像するカメラマ
ンの意図により固定される。これらズーム倍率情
報とフオーカス位置情報の電気信号は、レンズ距
離設定検出部72次体もしくはシステム制御扮部
70に送られ、前述した原理に基づき光軸偏向手
段40の回転位置ψoを計算する。この計算は、
前述の(3)式に基づいて行われ、ズーム倍率、フオ
ーカス位置はそれぞれ(3)式中の像の移動量dおよ
び像距離fに関係しているから、それらの具体的
数値を撮像レンズ距離設定検出部72で取り込む
ことにより、像の移動量dを一定にするために必
要なクサビ形プリズムの回転角ψoを求めること
ができる。すなわち、撮像レンズから被写体まで
の物体距離に関連して像距離が定まり、さらに、
このとき固体撮像素子面で、受光素子P相互間の
画素間隔の1/2だけ像移動を行なうための必要な
回転角ψoが計算から求まる。 Generally, in a television camera, when the imaging lens 42 is a zoom lens, the zoom magnification and focus position are fixed according to the intention of the cameraman who images the subject. These electrical signals of zoom magnification information and focus position information are sent to the lens distance setting detection section 72 or the system control section 70, and calculate the rotational position ψo of the optical axis deflection means 40 based on the above-described principle. This calculation is
This is done based on the above equation (3), and since the zoom magnification and focus position are related to the image movement amount d and the image distance f in equation (3), respectively, these specific values can be calculated as the imaging lens distance. By capturing the data in the setting detection unit 72, it is possible to obtain the rotation angle ψo of the wedge-shaped prism necessary to keep the image movement amount d constant. That is, the image distance is determined in relation to the object distance from the imaging lens to the subject, and furthermore,
At this time, the rotation angle ψo required to move the image by 1/2 of the pixel interval between the light receiving elements P on the solid-state image sensor surface is calculated.
この回転角ψoを求める計算を行なう機能は、
上述したようにレンズ距離設定検出部72または
システム制御部70のいずれかにあればよく、計
算結果としての回転角ψoの情報はシステム制御
部70から光軸偏向手段の駆動および偏向角検出
部74に送られる。 The function that calculates this rotation angle ψo is
As described above, the information on the rotation angle ψo as a calculation result may be provided in either the lens distance setting detection section 72 or the system control section 70, and the information on the rotation angle ψo as a calculation result is transmitted from the system control section 70 to the drive of the optical axis deflection means and the deflection angle detection section 74. sent to.
画像メモリとしてのフレームメモリ54は2回
にわたる撮像出力信号を合成するためのものであ
るが、フレームメモリ54のデータは、フレーム
メモリ駆動回路62により駆動されて記録された
画像データをテレビジヨン信号としてD/Aコン
バータ56に送り、そのD/Aコンバータ56の
出力が本発明固体撮像カメラの系としての出力と
なつているが、理解を助けるためにD/Aコンバ
ータ56の出力信号をモニタに映出したときの画
面位置とフレームメモリ内部のデータとの対応を
第7図に示す。 The frame memory 54 as an image memory is for combining two imaging output signals, but the data in the frame memory 54 is driven by a frame memory drive circuit 62 to convert the recorded image data into a television signal. The output signal of the D/A converter 56 is the output of the solid-state imaging camera system of the present invention, but to aid understanding, the output signal of the D/A converter 56 is displayed on a monitor. FIG. 7 shows the correspondence between the screen position at the time of output and the data inside the frame memory.
フレームメモリ内部の1個のデータ位置が、画
面上では、1個の〇または×の点となつて示され
ており、メモリデータの内容は撮像素子の出力と
関係しており画面の明暗が決まつている。また、
撮像素子内においては〇と×の位置関係は、これ
らが前述の(1)および(3)式の像の移動量dに相当す
る距離だけ離れていることは言うまでもない。 One data position inside the frame memory is shown as one ○ or × dot on the screen, and the contents of the memory data are related to the output of the image sensor, and the brightness and darkness of the screen is determined. It is worshiped. Also,
It goes without saying that the positional relationship between 0 and x within the image sensor is such that they are separated by a distance corresponding to the amount of movement d of the image in equations (1) and (3) above.
このフレームメモリにおいて、〇印の位置にあ
るデータは、例えばクサビ形プリズムがAポジシ
ヨンにあるときの画像を記録している。また、×
印の位置にあるデータはBポジシヨンの画像を記
録したデータである。フレームメモリから信号を
読み出すときは、〇×〇×…の順読み出しを行な
う。なお、撮像信号の記録に関しては、A/Dコ
ンバータ52から供給される画像データ(デイジ
タル量)を〇印位置に相当するところに記録する
か×位置に相当するところに記録するかは、シス
テム制御部70からの信号により制御されるが、
システム制御70には、クサビ形プリズムが、A
のポジシヨンにするか、Bのポジシヨンにするか
を指令している情報があり、これによつてフレー
ムメモリ54にも指令を出せばよい。なお、フレ
ームメモリの水平方向の1ラインにあるデータ数
は、固体撮像素子の水平画素数をNとして、1絵
素を1個のデータとしてデイジタル化した場合に
は、2N個となり、1回目の書き込みにより〇印
の部分のN個のデータを、2回目の書き込みのと
きに×印のN個のデータをそれぞれ記録するよう
にする。 In this frame memory, the data at the position marked with a circle records an image when the wedge-shaped prism is in the A position, for example. Also, ×
The data at the marked position is data recorded as an image at the B position. When reading signals from the frame memory, reading is performed in the order of 〇×〇×.... Regarding the recording of the image signal, it is determined by the system control whether the image data (digital amount) supplied from the A/D converter 52 is recorded at a location corresponding to the ○ mark position or at a location corresponding to the x position. controlled by a signal from section 70,
The system control 70 includes a wedge-shaped prism A
There is information instructing whether to set the position 1 or the position B, and based on this information, a command can be issued to the frame memory 54 as well. Note that the number of data in one horizontal line of the frame memory is 2N when the number of horizontal pixels of the solid-state image sensor is N and one pixel is digitized as one data. By writing, the N pieces of data marked with O are recorded, and during the second writing, the N pieces of data marked with × are recorded.
次に、第6図のシステムを制御してD/Aコン
バータ56の出力映像信号として、水平解像度を
2倍にした映像信号を得るまでの手順を第8図に
より説明する。 Next, a procedure for controlling the system shown in FIG. 6 to obtain a video signal with twice the horizontal resolution as the output video signal of the D/A converter 56 will be explained with reference to FIG.
カメラマンがズームレンズのズーム倍率、フオ
ーカス位置を決定すれば、この情報からシステム
制御部70は、光軸偏向手段40の必要な回転角
ψoを計算して駆動および検出部74に出力する。
これにより駆動および検出部74が動作を開始し
モータMが回転してA、又はBのポジシヨンにモ
ータが停止する。これは、どちらのポジシヨンで
もよく、例えばモータの回転角度の少ない方を選
べばよい。 When the cameraman determines the zoom magnification and focus position of the zoom lens, the system control section 70 calculates the necessary rotation angle ψo of the optical axis deflection means 40 from this information and outputs it to the drive and detection section 74.
As a result, the drive and detection section 74 starts operating, the motor M rotates, and the motor stops at position A or B. This may be either position; for example, the one with the smaller rotation angle of the motor may be selected.
AポジシヨンとBポジシヨンのいずれにモータ
Mが停止したかによつて、2つのケースに分かれ
て2度の記録を行なうことになるが、この場合の
途中の経緯は図示のとおりである。2つのケース
に分かれたのは、モータが大きく回転する必要が
あるのは※印の個所を1個だけ通るように工夫を
したためであり、もし、スタートを必ずAポジシ
ヨンとしたとすれば、くりかえして記録するとき
1回の記録で必ず2回モータを回転させる必要を
生じ、これは時間的にも不利なことである。 Depending on whether the motor M is stopped at the A position or the B position, recording is performed twice in two cases, and the process in this case is as shown in the figure. The reason why the motor is divided into two cases is because the motor needs to rotate a lot because it has been devised so that it passes through only one place marked with *.If the start is always set to the A position, the motor must rotate repeatedly. When recording data, it is necessary to rotate the motor twice for one recording, which is disadvantageous in terms of time.
本発明は上述した例にのみ限られるものでな
く、各種変形して実施してもよい。例えば、上述
例では、撮像レンズをズームレンズとし、またフ
レームメモリを使用するものとしたが、いわゆる
ズームレンズでない固有の焦点距離をもつレンズ
の場合は、(3)式における像距離fに相当するフオ
ーカス位置情報のみを用いてクサビ形プリズムの
回転角を制御すればよい。また、フレームメモリ
は他の画像メモリ、例えばフイールドメモリやラ
インメモリに変更してもよく、要は、本発明の特
許請求の範囲を逸脱しないように実施することで
本発明の目的を十分達成することができる。 The present invention is not limited to the example described above, and may be implemented with various modifications. For example, in the above example, the imaging lens is a zoom lens and frame memory is used, but in the case of a lens that is not a so-called zoom lens and has a unique focal length, the image distance f in equation (3) corresponds to It is sufficient to control the rotation angle of the wedge-shaped prism using only the focus position information. Further, the frame memory may be changed to other image memory, such as field memory or line memory, and the purpose of the present invention can be sufficiently achieved by implementing the present invention without departing from the scope of the claims. be able to.
また、本発明で使用する光軸偏向手段は固体撮
像素子受光面における像の移動方向が一定である
ので像の移動量は2個の位置(例えばAポジシヨ
ンとBポジシヨン)のみに限定されず、さらに増
し、空間絵素ずらしを複数回行い、解像度を一層
高めることもできる。また、第4図a〜c間すな
わちクサビ形プリズムが90゜回転される間に1セ
ツトの画像信号の記録がなされるとすればクサビ
形プリズムの回転位相に応じてフレームメモリ内
での画像信号の合成を考慮することにより、クサ
ビ形プリズムの360゜回転中に4セツト分の画像信
号の記録すなわち4画面分撮像することも原理的
に可能となる。 Furthermore, since the optical axis deflecting means used in the present invention has a constant moving direction of the image on the light-receiving surface of the solid-state image sensor, the amount of image movement is not limited to only two positions (for example, A position and B position); It is also possible to further increase the resolution by shifting the spatial picture elements multiple times. Furthermore, if one set of image signals is recorded between a and c in FIG. By considering the composition of the images, it becomes theoretically possible to record four sets of image signals, that is, to capture images for four screens during 360° rotation of the wedge-shaped prism.
さらにクサビ形プリズムを回転駆動するモータ
をパルスモータにすればプリズム回転位置検出は
モータ駆動パルスを計数することで得られプリズ
ムまわりにその位置検出部材を別に設ける必要が
なくなる。 Furthermore, if the motor for rotationally driving the wedge-shaped prism is a pulse motor, the prism rotational position can be detected by counting motor drive pulses, and there is no need to separately provide a position detecting member around the prism.
(発明による効果)
以上説明したように本発明によれば、光軸を中
心にして互いに逆方向に等量回転するようにした
頂角がほぼ等しい2個のクサビ形プリズムを光軸
偏向手段として使用し、空間絵素ずらしの手法を
実現しているため、通常のテレビジヨンカメラや
スチールカメラのように、物体距離が任意の値を
とりうるカメラに対し、空間絵素ずらし法によつ
て解像度を十分に改善することができる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, two wedge-shaped prisms having approximately equal apex angles, which are rotated by equal amounts in opposite directions around the optical axis, are used as optical axis deflecting means. Since the spatial pixel shifting method has been realized using the spatial pixel shifting method, the resolution can be improved by using the spatial pixel shifting method for cameras where the object distance can take an arbitrary value, such as regular television cameras and still cameras. can be sufficiently improved.
また、撮像レンズにズームレンズを使用した場
合、従来の空間絵素ずらし方は適用できず、従つ
てその効果も期待できなかつたが、本発明によれ
ば、第6図に実施例で示したように、ズーム倍率
情報によつてクサビ形プリズムの回転角を制御す
ることで固有の焦点を有する撮像レンズの場合と
同様に何らの困難なく撮像出力信号の解像度を高
めることができる。 Furthermore, when a zoom lens is used as an imaging lens, the conventional method of spatial pixel shifting cannot be applied, and therefore the effect cannot be expected, but according to the present invention, the method shown in the embodiment shown in FIG. By controlling the rotation angle of the wedge-shaped prism using the zoom magnification information, it is possible to increase the resolution of the imaging output signal without any difficulty, as in the case of an imaging lens having a unique focal point.
以上においては、本発明による解像度向上が期
待できるカメラは、静止している被写体を撮像す
る、いわゆる静止画用カメラに限つて説明した
が、クサビ形プリズムの回転速度を速くし、シヤ
ツター速度も高速シヤツターが許されるものとす
れば、きわめて短時間の間に2回の撮像を行うこ
とで若干の動きに対しても十分に解像度の高い撮
像出力信号を得ることができる。 In the above, the camera that can be expected to improve resolution by the present invention is limited to a so-called still image camera that images a stationary subject. If shuttering is allowed, it is possible to obtain an imaging output signal with sufficiently high resolution even for slight movements by performing imaging twice in a very short period of time.
第1図は固体撮像素子の受光面の構造図、第2
図は空間絵素ずらしの手法の説明図、第3図は同
じく空間絵素ずらしの手法実現のための原理的構
成図、第4図a,b,cは本発明固体撮像カメラ
に使用する光軸偏向手段の原理説明図、第5図は
クサビ形プリズムを回転させるための駆動系の一
例を示す構造図、第6図は本発明固体撮像カメラ
の全体系を示すブロツク線図、第7図はフレーム
メモリ内のデータ配列を示す説明図、第8図は本
発明により解像度を2倍にした映像信号を得るた
めの手順を示すフローチヤートである。
10…撮像レンズ、12…光軸偏向手段、14
…固体撮像素子、16…フレームメモリ、20
A,20B…クサビ形プリズム、30…ギヤトレ
イン、40…光軸偏向手段、42…撮像レンズ、
44…固体撮像素子、50…映像プロセスアン
プ、52…A/Dコンバータ、54…フレームメ
モリ、56…D/Aコンバータ、60…同期信号
発生部、62…フレームメモリ駆動回路、64…
固体撮像素子駆動回路、70…システム制御部、
72…撮像レンズ距離設定検出部、74…光軸偏
向手段の駆動および偏向角検出部、S…受光面、
P…受光素子、Q…光不感領域、O…レンズ光
軸、δ…偏向角、θ…クサビ形プリズム頂角、ψ
…同プリズム回転角、M…モータ。
Figure 1 is a structural diagram of the light-receiving surface of a solid-state image sensor, Figure 2
The figure is an explanatory diagram of the method of spatial pixel shifting, Figure 3 is a diagram of the principle configuration for realizing the method of spatial pixel shifting, and Figures 4 a, b, and c are lights used in the solid-state imaging camera of the present invention. FIG. 5 is a structural diagram showing an example of a drive system for rotating the wedge-shaped prism; FIG. 6 is a block diagram showing the overall system of the solid-state imaging camera of the present invention; FIG. 7 8 is an explanatory diagram showing the data arrangement in the frame memory, and FIG. 8 is a flowchart showing the procedure for obtaining a video signal with double resolution according to the present invention. 10...Imaging lens, 12...Optical axis deflection means, 14
...Solid-state image sensor, 16...Frame memory, 20
A, 20B... Wedge-shaped prism, 30... Gear train, 40... Optical axis deflection means, 42... Imaging lens,
44... Solid-state image sensor, 50... Video process amplifier, 52... A/D converter, 54... Frame memory, 56... D/A converter, 60... Synchronization signal generation section, 62... Frame memory drive circuit, 64...
Solid-state image sensor drive circuit, 70... system control unit,
72... Imaging lens distance setting detection section, 74... Optical axis deflection means drive and deflection angle detection section, S... Light receiving surface,
P...Photodetector, Q...Light-insensitive area, O...Lens optical axis, δ...Deflection angle, θ...Wedge-shaped prism apex angle, ψ
...Same prism rotation angle, M...Motor.
Claims (1)
て互いに逆方向に等量回転するように設けられた
頂角のほぼ等しい2個のクサビ形プリズムを備
え、これらのプリズムの複数の回転位置において
撮像して得られた撮像出力信号を合成して、高解
像度画像信号を得るようにしたことを特徴とする
固体撮像カメラ。 2 前記2個のクサビ形プリズムの回転を、固体
撮像カメラからのフオーカス位置情報により制御
するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の固体撮像カメラ。 3 前記2個のクサビ形プリズムの回転を、固体
撮像カメラからのフオーカス位置情報およびズー
ム倍率情報により制御するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の固体撮像カメ
ラ。[Scope of Claims] 1. Two wedge-shaped prisms with approximately equal apex angles are provided on the optical axis of the imaging optical system so as to rotate by equal amounts in opposite directions about the optical axis, and A solid-state imaging camera characterized in that a high-resolution image signal is obtained by combining imaging output signals obtained by imaging at a plurality of rotational positions of a prism. 2. The solid-state imaging camera according to claim 1, wherein the rotation of the two wedge-shaped prisms is controlled by focus position information from the solid-state imaging camera. 3. The solid-state imaging camera according to claim 1, wherein the rotation of the two wedge-shaped prisms is controlled by focus position information and zoom magnification information from the solid-state imaging camera.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58135429A JPS6027278A (en) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | solid state imaging camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58135429A JPS6027278A (en) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | solid state imaging camera |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6027278A JPS6027278A (en) | 1985-02-12 |
JPH0444870B2 true JPH0444870B2 (en) | 1992-07-23 |
Family
ID=15151517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58135429A Granted JPS6027278A (en) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | solid state imaging camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6027278A (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH06100506B2 (en) * | 1986-07-09 | 1994-12-12 | 富士通株式会社 | Infrared imaging device |
JPS63169614A (en) * | 1987-01-07 | 1988-07-13 | Oputo:Kk | Image stabilizing device |
FR2617293B1 (en) * | 1987-06-26 | 1989-10-20 | Angenieux P Ets | TRICHROME SEPARATOR DEVICE FOR PROCESSING A POLYCHROMATIC IMAGE |
JP2682758B2 (en) * | 1991-05-02 | 1997-11-26 | アイホン株式会社 | Pan-tilt mechanism for TV door phone |
US6429895B1 (en) | 1996-12-27 | 2002-08-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus and method capable of merging function for obtaining high-precision image by synthesizing images and image stabilization function |
US20090059374A1 (en) * | 2005-08-26 | 2009-03-05 | Yoshichi Otake | Image stabilizing device |
JP4666191B2 (en) | 2006-05-26 | 2011-04-06 | 日本ビクター株式会社 | Image shake correction device |
JP5446669B2 (en) * | 2009-09-28 | 2014-03-19 | ソニー株式会社 | Optical apparatus and imaging apparatus |
JP5787699B2 (en) * | 2010-12-06 | 2015-09-30 | 株式会社アルファラボ・ソリューション | Image blur correction unit, image blur correction device, and optical device |
WO2019234796A1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 三菱電機株式会社 | Illumination device |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP58135429A patent/JPS6027278A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6027278A (en) | 1985-02-12 |
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