JPH06217328A - カラー撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被写体が動いている場合でも色ずれのない画像
が得られるカラー撮像装置を得ることにある。 【構成】被写体３６の動き量を検出し、この動き量が第
１の所定値を超えたとき画像合成回路１８に対して、面
順次式撮像装置１の出力の動きベクトル量を検出してこ
の検出値に応じて画素ずれを補正する色ずれ補正装置３
の出力をモニタ１９に取込むための指令を与え、また被
写体３６の動き量が第１の所定値を超え、かつ第２の所
定値を超えたとき画像合成回路１８に対して同時式撮像
装置２の出力をモニタ１９に取込むための指令を与え、
さらに被写体３６の動き量が第１の所定値を超え、かつ
第２の所定値以内のとき、色ずれ補正手段３からの出力
と同時式撮像装置２の出力を合成してモニタ１９に出力
するための指令を与える被写体動き検出回路１７とを具
備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は面順次式撮像装置と同時
式撮像装置を用いて被写体のカラー撮像を行うカラー撮
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー撮像装置と白黒撮像管ある
いは白黒撮像素子の前でカラーフィルタ円板を回転させ
てカラー撮像を行う面順次式撮像装置がある。また、撮
像管あるいは撮像素子の前面にカラーモザイクフィルタ
を貼りつけてカラー撮像したりダイクロイックミラーで
色分解して複数の撮像管あるいは撮像素子で撮像する同
時式撮像装置が実用化され普及している。

【０００３】一方、例えば特開平３−２１９７８８号公
報に開示されているように、面順次式撮像装置と同時式
撮像装置を合わせ持ち、被写体の動きを検出し、これに
より両撮像装置からの信号を切換えていく装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】面順次式撮像装置は、
被写体と撮像装置が相対的に動いている場合、色ずれ現
象を起こし、画像が見にくくなるという欠点があった。

【０００５】また、同時式撮像装置のうちカラーチップ
を撮像管、あるいは、撮像素子の前に貼りつける単管、
あるいは単板カラー撮像装置は、複数個の画素によって
色を決定する為、分解能が十分にとれないという欠点が
あった。

【０００６】そして、ダイクロックミラーを用いた３板
あるいは３管式撮像装置は、各々の素子または撮像管の
位置合わせが難しく、また高分解能のものは高価な撮像
素子または撮像管を３つも使う為、価格が高くなるとい
う欠点があった。

【０００７】一方、面順次式と同時式の両撮像装置を合
わせ持ち、被写体の動き検出により両撮像装置からの信
号を切換えていくという装置は、被写体が動くと画像の
解像度が低下するという欠点があった。

【０００８】本発明は前述の欠点を除去するためなされ
たものであり、被写体が動いている場合でも色ずれのな
い画像が得られるカラー撮像装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、白黒撮像手段の前でカ
ラーフィルタを回転させて被写体のカラー撮像を行いモ
ニタに出力する面順次式撮像装置と、この面順次式撮像
装置の出力の動きベクトル量を検出し、この検出値に応
じて画素ずらしを行い色ずれを補正する色ずれ補正手段
と、色分解装置で色分解して前記被写体を同時にカラー
撮像し前記モニタに出力する同時式撮像装置と、前記モ
ニタに入力される前記同時式撮像装置および前記面順次
式撮像装置の出力をいずれかに切換えたり、両出力を合
成する画像合成手段と、

【００１０】前記被写体の動き量を検出し、この動き量
が第１の所定値を超えたとき前記画像合成手段に対して
前記色ずれ補正手段の出力を前記モニタに取込むための
指令を与え、また前記被写体の動き量が第１の所定値を
超え、かつ第２の所定値を超えたとき前記画像合成手段
に対して前記同時式撮像装置の出力を前記モニタに取込
むための指令を与え、さらに前記被写体の動き量が第１
の所定値を超え、かつ第２の所定値以内のとき、前記色
ずれ補正手段からの出力と前記同時式撮像装置の出力を
合成して前記モニタに出力するための指令を与える動き
検出手段とを具備したカラー撮像装置である。

【００１１】

【作用】請求項１に対応する発明によれば、被写体の動
き量が第１の所定値を超えたとき色ずれ補正手段の出力
をモニタに取込み、また被写体の動き量が第１の所定値
を超え、かつ第２の所定値を超えたとき同時式撮像装置
の出力をモニタに取込み、さらに被写体の動き量が第１
の所定値を超え、かつ第２の所定値以内のとき、色ずれ
補正手段の出力と同時式撮像装置の出力を合成してモニ
タに出力させるようにしたので、面順次式撮像装置およ
び色分解装置の利点を生かすことができ、被写体が動い
ている場合でも色ずれのない画像が得られる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００１３】始めに、図１および図２を参照して本発明
の第１の実施例について説明する。図１は第１の実施例
のカラー撮像装置の概略構成図を示すブロック図であ
り、これは面順次式撮像装置１と、同時式撮像装置２
と、色ずれ補正装置３と、照明装置４と、ステージ５
と、対物レンズ６と、結像レンズ７と、ハーフプリズム
８と、被写体動き検出回路１７と、画像合成回路１８お
よびモニタ１９からなっている。

【００１４】面順次式撮像装置１は、回転フィルタ９、
モータ１１、モータ駆動回路１２、ＣＭＤ（Charge Mod
ulation Device）カメラ１３（面順次式撮像素子を構成
している）、ＣＭＤ制御回路１５から構成されている。

【００１５】また、同時式撮像装置２は、カラーモザイ
クフィルタ１０、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カ
メラ１４（同時式撮像素子を構成している）、ＣＣＤ制
御回路１６から構成されている。

【００１６】照明装置４から、ステージ５、被写体３５
を通った光は、対物レンズ６および結像レンズ７を通っ
てハーフプリズム８に至る。ハーフプリズム８では、入
射光が２分割されて面順次式撮像装置１および同時式撮
像装置２に分配される。この分配された光の一方は、回
転フィルタ９を通ってＣＭＤカメラ１３に入射結像さ
れ、また該分配された他方の光は、カラーモザイクフィ
ルタ１０を通ってＣＣＤカメラ１４に入射結像される。

【００１７】回転フィルタ９は、円板の周縁部に形成さ
れている窓（図示せず）にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）のカラー透過フィルタが貼付けられており、モー
タ駆動回路１２により駆動するモータ１１によって回転
する。

【００１８】ＣＭＤカメラ１３に結像された信号は、Ｃ
ＭＤ制御回路１５において図示しないＡ／Ｄ変換器によ
りデジタル信号に変換されてＲ，Ｇ，Ｂの画像信号とな
り、色ずれ補正装置３に入力される。

【００１９】色ずれ補正装置３は、図２に示すようにフ
ィールドメモリ３０，３１，３２と、動きベクトル検出
回路３３、アドレス制御回路３４とから構成されてい
る。フィールドメモリ３０，３１，３２は、ＣＭＤ制御
回路１５からのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を一時記憶するも
のであり、また動きベクトル検出回路３３はＣＭＤ制御
回路１５からのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号の動きベクトル量
を検出するものであり、さらにアドレス制御回路３４は
動きベクトル検出回路３３から画像合成回路１８へ画像
信号を送るタイミングを変えて画素ずらし（色ずらし）
を行い色ずれを補正するものである。

【００２０】ＣＣＤカメラ１４に結像された信号は、Ｃ
ＣＤ制御回路１６において図示しないＡ／Ｄ変換器によ
りデジタル信号に変換されてＲ，Ｇ，Ｂの画像信号とな
り、画像合成回路１８および被写体動き検出回路１７に
入力される。

【００２１】被写体動き検出回路１７は、例えばフレー
ム間差分により被写体３６の動きを検出し、被写体３６
の動きに応じた信号を画像合成回路１８に出力するもの
である。具体的には、被写体３６の動き量を検出し、こ
の動き量が第１の所定値を超えたとき画像合成回路１８
に対して色ずれ補正装置３の出力をモニタ１９に取込む
ための指令を与え、また被写体３６の動き量が第１の所
定値を超え、かつ第２の所定値を超えたとき画像合成回
路１８に対して同時式撮像装置のＣＣＤ制御回路１６か
らの出力をモニタ１９に取込むための指令を与え、さら
に被写体３６の動き量が第１の所定値を超え、かつ第２
の所定値以内のとき、色ずれ補正装置３からの出力とＣ
ＣＤ制御回路１６の出力を合成してモニタ１９に出力す
るための指令を与える。

【００２２】画像合成回路１８は、モニタ１９に入力さ
れる同時式撮像装置２のＣＣＤ制御回路１６および色ず
れ補正装置３の出力を切換えたり、色ずれ補正装置３で
補正された画像信号の視野が小さくなってしまうとき
は、面順次式撮像装置１の出力画像の回りに同時式撮像
装置２の出力画像で補うことができるようになってお
り、この動作は被写体動き検出回路１７からの指令に応
じて行われる。

【００２３】ここで、色ずれ補正装置３について、図３
〜図５を参照して説明するが、始めに、図３を参照して
動きベクトル検出回路３３の原理について説明する。動
きベクトル検出回路３３は、前フレームの画像情報より
間引いて取り出した代表点の画像情報と現フレームの画
像情報との相関演算を行うものである。図３に示す画像
全体を、Ｋ×Ｌ画像からなる小ブロックに分けた場合に
は、それぞれのブロックの代表点の抽出領域となり、こ
のブロックは全部でＭ×Ｎ個である。

【００２４】１フレームの画像の横方向の座標をｘ方
向、縦方向の座標をｙ方向とし、横方向ｉ番目で縦方向
ｊ番目のブロックをＢijと表す。代表点はこのような１
ブロックに対して１点、例えばそのブロックの中心に選
ばれる。図３では、ブロックＢijの代表点の座標をＣij
としており、このＣijを（Ｃi ，Ｃj ）とすれば、
（１）式により示される。 Ｃi ＝Ｋ（ｉ−１）＋Ｋ／２

【００２５】 Ｃj ＝Ｌ（ｊ−１）＋Ｌ／２ （ｉ＝１〜Ｍ，ｊ＝１〜Ｎ） …（１） 前記ブロックＢijは、この代表点抽出領域と相関検出領
域の関係を示しており、相関検出領域の大きさをＳｘ×
Ｓｙとする。そして、前フレームの代表点Ｃijと現フレ
ームの対応する相関検出領域内の各点の画像情報との相
関値を（２）式により求める。

【００２６】ｐij（ｕ，ｖ）＝｜Ｇt （Ｃi-u ，Ｃj-v
）−Ｇt-1 （Ｃi ，Ｃj ）｜…（２）（２）式で、
（ｕ，ｖ）はｘ方向及びｙ方向のずれ量を表し、Ｇt は
現フレームの画像を表し、Ｇt-1 前フレームの画像を表
している。

【００２７】（２）式は、各ブロック個々に行われ、画
像全体に亘って小ブロックの個数分、これらの相関値を
累積加算して、画像全体の相関値ｐ´を（３）式によっ
て求める。

【００２８】

【数１】 ここで、ずれ量ｕ，ｖのとり得る範囲は（４）式で示さ
れる。 −Ｋ／２＋１≦ｕ≦Ｋ／２

【００２９】−Ｌ／２＋１≦ｖ≦Ｌ／２
…（４） そして、（４）式の
範囲内において相関値ｐ´を最小とするｕ，ｖが動きベ
クトルを与える。この例では、代表点抽出領域が相関検
出領域を包含しているために、（５）式に示すような関
係がある。 −Ｋ／２＋１≦−Ｓｘ／２≦ｕ≦Ｓｘ／２≦Ｋ／２

【００３０】−Ｌ／２＋１≦−Ｓｙ／２≦ｖ≦Ｓｙ／２
≦Ｌ／２ …（５） すなわち、ある１つ
の代表点の画像情報に対する相関検出領域の画像情報が
持つ相関は、それぞれ１回の演算によって求められる。
従って、すべての画像情報を保持する手段は必要ではな
く、代表点の画像情報のみを保持する手段があれば良い
ことになる。

【００３１】図２の動きベクトル検出回路３３は、以上
のような原理に基づくものであり、ＣＭＤ制御回路１５
からのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を、図４に示すようにブロ
ック分けし、いまＧの各ブロックの代表点とＲ，Ｂの同
位置の各ブロックの各点との信号の差を取り、その結果
を各ブロックの同座標同志で足し（ａ(0,0) ＋ｂ(0,0)
＋…ｉ(0,0) ）、値が一番小さいところが、Ｇの代表点
の移動した場所と判定する。

【００３２】その移動量および移動方向に応じた出力に
よってアドレス制御回路３４がフィールドメモリ３０，
３１，３２から画像合成回路１８へ画像を送るタイミン
グを変え、画素ずらしを行う。このような画素ずらしに
より色ずれ補正を行うと、画像の有効範囲は図５に示す
斜線部、つまりＲ，Ｇ，Ｂの画像の重なった部分とな
る。

【００３３】このように構成された第１実施例の動作に
ついて説明するが、始めに被写体動き検出回路１７から
検出信号が出力されないとき、すなわち被写体３６の動
きがないときについて説明する。照明装置４から出た照
明光は、被写体３６を透過して光学像を形成し、テレビ
カメラ内に入力される。テレビカメラ内部では、入力さ
れた光学像をハーフプリズム８が所望の割合で、例えば
１：１で一方の撮像素子であるＣＭＤカメラ１３と他方
の撮像素子であるＣＣＤカメラ１４に分配する。ＣＭＤ
カメラ１３では、光学像は回転フィルタ９を通して入力
され、ＣＣＤカメラ１４ではモザイクフィルタ１０を通
して入力される。ここで、ＣＭＤカメラ１３から出力さ
れる信号は面順次式信号であり、ＣＣＤカメラ１４から
出力される信号は同時式信号である。

【００３４】ＣＭＤカメラ１３からの面順次式信号は、
ＣＭＤ制御回路１５に入力され、Ａ／Ｄ変換器によりデ
ジタル信号に変換されると共に、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号
として出力され、これがフィールドメモリ３０〜３２と
画像合成回路１８を介してモニタ１９に出力される。こ
の場合、画像合成回路１８の切換手段は、ＣＭＤ制御回
路１５からの出力のみが入力されるようになっているの
で、ＣＣＤ制御回路１６からの出力は画像合成回路１８
およびモニタ１９には何等入力されない。

【００３５】以上述べた動作は、被写体３６に動きがな
い場合であるが、被写体３６に動きがある場合には、以
下のような動作となる。すなわち、被写体動き検出回路
１７が被写体の動きを検出し、被写体の動きに応じた検
出信号を画像合成回路１８に入力する。画像合成回路１
８は、被写体の移動量が極小さい時は、面順次式撮像装
置の出力を、色ずれ補正装置３により画素ずらしを行っ
た後の画像信号がモニタ１９に出力される。

【００３６】また、被写体の移動量が大きくなり、色ず
れ補正装置３からの画像信号では、視野が小さくなると
きは、画像合成回路１８は、色ずれ補正装置３からの画
像信号の回りを、ＣＣＤ制御回路１６からの同時式撮像
の画像を囲んだ画像信号をモニタ１９に出力する。

【００３７】さらに、被写体３６の移動量が大きくなっ
た時は、画像合成回路１８は、ＣＣＤ制御回路１６から
の画素信号のみをモニタ１９に出力する。この結果、同
時式撮像装置の長所である色ずれがないと言う点を生か
し、解像度が低いと言う短所を補われ、また面順次式撮
像装置の長所である高解像度の画像が得られると言う点
を生かし、色ずれが起こり易いと言う短所を補うことが
できる。

【００３８】図６は、本発明の第２の実施例を示すブロ
ック図であり、前述の第１の実施例と異なる点は、被写
体動き検出回路１７を設けず、ステージ５の移動を検出
するステージ移動検出回路２５を設けたものである。こ
れは、具体的には、移動量検出用集積回路を用いたり、
あるいはエンコーダを用いる。第２の実施例も、第１の
実施例と同様な効果が得られることは言うまでもない。

【００３９】前述の図１の実施例では被写体動き検出回
路１７にＣＣＤ制御回路１６からの出力を入力するよう
にしたが、これをＣＭＤ制御回路１５からの出力を入力
するようにしても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被写
体が動いている場合でも色ずれのない画像が得られるカ
ラー撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー撮像装置の第１の実施例の
概略構成を示すブロック図。

【図２】図１の色ずれ補正装置を説明するためのブロッ
ク図。

【図３】図２の動きベクトル検出回路の原理を説明する
ための図。

【図４】図１の色ずれ補正装置を説明するためのブロッ
ク図。

【図５】図１の色ずれ補正装置を説明するためのブロッ
ク図。

【図６】本発明によるカラー撮像装置の第２の実施例の
概略構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…面順次式撮像装置、２…同時式撮像装置、３…色ず
れ補正装置、４…照明装置、５…ステージ、６…対物レ
ンズ、７…結像レンズ、８…ハーフプリズム、９…回転
フィルタ、１０…カラーモザイクフィルタ、１１…モー
タ、１２…モータ駆動回路、１３…ＣＭＤテレビカメ
ラ、１４…ＣＣＤテレビカメラ、１５…ＣＭＤ制御回
路、１６…ＣＣＤ制御回路、１７…被写体動き検出回
路、１８…画像合成回路、１９…テレビモニタ、２５…
ステージ移動検出回路、３６…被写体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白黒撮像手段の前でカラーフィルタを回
   転させて被写体のカラー撮像を行いモニタに出力する面
   順次式撮像装置と、 この面順次式撮像装置の出力の動きベクトル量を検出
   し、この検出値に応じて画素ずらしを行い色ずれを補正
   する色ずれ補正手段と、 色分解装置で色分解して前記被写体を同時にカラー撮像
   し前記モニタに出力する同時式撮像装置と、 前記モニタに入力される前記同時式撮像装置および前記
   面順次式撮像装置の出力をいずれかに切換えたり、両出
   力を合成する画像合成手段と、 前記被写体の動き量を検出し、この動き量が第１の所定
   値を超えたとき前記画像合成手段に対して前記色ずれ補
   正手段の出力を前記モニタに取込むための指令を与え、
   また前記被写体の動き量が第１の所定値を超え、かつ第
   ２の所定値を超えたとき前記画像合成手段に対して前記
   同時式撮像装置の出力を前記モニタに取込むための指令
   を与え、さらに前記被写体の動き量が第１の所定値を超
   え、かつ第２の所定値以内のとき、前記色ずれ補正手段
   からの出力と前記同時式撮像装置の出力を合成して前記
   モニタに出力するための指令を与える動き検出手段と、 を具備したカラー撮像装置。