JPH06269010A - 色分解光学系，撮像方法，及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現在広く利用されているイメージセンサを利
用して、ハイビジョン用の高解像度の画像信号を得る。 【構成】 例えばＧプリズム１４にはハーフミラー１６
が設けられており、これによって分割されたＧの光Ｇ
１，Ｇ２は、ＰＡＬ方式のＣＣＤによって構成されたイ
メージセンサＤＧ１，ＤＧ２にそれぞれ入射する。これ
らのイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２上には、例えばハイ
ビジョン方式の１／２の水平走査線を含む１６：９のイ
メージ領域が設定され、垂直方向にずらして配置され
る。そして、２つのセンサから得られた信号を走査変換
して合成すると、ハイビジョンに相当する水平走査線数
が得られる。解像度の低下を防ぐため、垂直方向にずら
したときの隣接水平画素列の開口部の重なり部分がマス
キングされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、色分解光学系，撮像方
法，及び撮像装置にかかり、例えばＰＡＬなどの従来方
式のイメージセンサを利用して、ハイビジョンなどのよ
うな従来よりも高い解像度の画像情報を得るのに好適な
色分解光学系，撮像方法，及び撮像装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】現在のＮ
ＴＳＣ方式のテレビジョンでは、画面表示は４：３のア
スペクト比となっている。ところが最近では、映画など
に代表されるような横長の画面、例えばハイビジョンの
ような１６：９のアスペクト比の画面が迫力などの観点
から所望されるに至っている。このハイビジョンの規格
は、次の表１に示すようになっており、画面の精細度は
従来のＮＴＳＣ方式よりも３〜５倍必要とされる。

【０００３】

【表１】

【０００４】この表１に示すように、例えば、水平走査
線数はＮＴＳＣ方式が５２５本，ＰＡＬ方式が６２５本
であるのに対し、ハイビジョンではそれらの約２倍の１
１２５本となっている。

【０００５】ところで、このようなハイビジョン用のイ
メージセンサである高画素密度ＣＣＤは今日の技術によ
っても非常に高価である。すなわち、高解像度であるこ
とから高速の信号処理速度が要求され、消費電力も多
く、また周辺の使用デバイスも技術的に極めて高度なも
のが多く要求され、これらが価格面にも大きく影響して
いる。従って、ハイビジョン用の撮像手段として広く実
用化されるまでには、なお相当の時間を要するものと考
えられる。

【０００６】本発明は、これらの点に着目したもので、
現在広く利用されているイメージセンサを利用して、ハ
イビジョン用の高解像度の画像信号を得ることができる
色分解光学系，撮像方法，及び撮像装置を提供すること
を、その目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の色分解光学系は、比較的解像度が高い第１
の方式（例えばハイビジョン）と異なる比較的解像度が
低い第２の方式（例えばＰＡＬ方式）に対応するもので
あって、第１の方式の水平走査線数の１／２の水平画素
列による第１の方式のアスペクト比のイメージエリアが
設定可能で、垂直方向に読出領域をずらしたときの隣接
水平画素列の開口部の重なり部分がマスキングされた第
１及び第２のイメージセンサと、撮像対象の光を分割す
る入射光分割手段とを備え、前記イメージセンサを、前
記入射光分割手段の分割光光軸上で垂直方向に読出領域
をずらしてそれぞれ配置したことを特徴とする。

【０００８】第２の発明は、前記第１及び第２のイメー
ジセンサは、水平方向に読出領域をずらしたときの隣接
垂直画素列の開口部の重なり部分がマスキングされてお
り、前記分割光光軸上で水平方向に読出領域をずらして
配置されていることを特徴とする。第３の発明は、少な
くとも緑の画像について、前記色分解光学系で撮像を行
い、第１及び第２のイメージセンサから読み出された画
像信号の走査変換を行って、第１の方式の垂直解像度を
有する緑の画像信号を得ることを特徴とする撮像方法で
ある。

【０００９】第４の発明は、前記色分解光学系の第１及
び第２のイメージセンサを同時駆動して、第１の方式の
水平走査周波数の１／２の周波数で信号を読み出す読出
制御手段と、これらの読出信号を一時的に格納するとと
もに、第２の方式の水平走査周波数に対応して時間軸方
向に圧縮出力するメモリ手段と、これから出力された信
号を第１の方式の水平走査に対応する順番となるように
走査変換する出力制御手段とを備えたことを特徴とする
撮像装置である。第５の発明は、前記撮像装置におい
て、前記メモリ手段から出力された緑の画像信号を利用
して、他の色の画像信号の修正又は補間の処理を行う画
像信号修正・補間手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、例えばＰＡＬ方式のＣＣＤが
用いられる。このイメージセンサ上には、例えばハイビ
ジョン方式の１／２の水平走査線を含む１６：９のイメ
ージ領域が設定され、垂直方向に読出領域がずらして配
置される。撮像対象からの光は、ハーフミラーなどで分
割されて、各イメージセンサに入射する。そして、２つ
のセンサから得られた信号を走査変換して合成すること
で、ハイビジョンに相当する水平走査線数が得られるよ
うになっている。解像度の低下を防ぐため、垂直方向に
ずらしたときの隣接水平画素列の開口部の重なり部分が
マスキングされる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による色分解光学系，撮像方
法，及び撮像装置の実施例について、添付図面を参照し
ながら詳細に説明する。 ＜本実施例の色分解光学系＞最初に、本実施例の色分解
光学系の構成について説明する。図１には、本実施例に
おける色分解光学系の構成が示されている。同図におい
て、光入射側は、Ｂ（青）の光成分を取り出すためのＢ
プリズム１０が配置されている。Ｂプリズム１０の光出
力側には、Ｒ（赤）の光成分を取り出すためのＲプリズ
ム１２が配置されている。更に、Ｒプリズム１２の光出
力側には、Ｇ（緑）の光成分を取り出すためのＧプリズ
ム１４が配置されている。Ｂプリズム１０とＲプリズム
１２との間には、微小の空気層（図示せず）が設けられ
ている。これらのプリズム構成は、一般的な３板構成の
撮像装置と同様である。

【００１２】本実施例では、更に、Ｇプリズム１４にハ
ーフミラー１６が設けられている。すなわち、Ｇプリズ
ム１４は、Ｇ第１プリズム１６ＡとＧ第２プリズム１６
Ｂとによって構成されており、それらの接合面にハーフ
ミラー１６が設けられている。また、ハーフミラー１６
は、図１に示すように入射光軸に対して４５゜の角度に
設けられているので、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の
結像面は９０゜の角度となり、プリズム製作及びイメー
ジセンサの取付けを精度よく行うことができる。なお、
図１に点線で示すようにハーフミラー１６を設け、イメ
ージセンサＤＧ１をイメージセンサＤＲ側に配置するよ
うにしてもよい。

【００１３】次に以上のような色分解光学系の作用につ
いて、図２を参照しながら説明する。まず、撮像光学系
（図示せず）から入射した入射光に含まれるＢの波長帯
の光は同図（Ａ）に示すように、このＢの光を選択的に
反射するＢプリズム１０のダイクロイック膜１０Ａによ
って反射される。反射されたＢの光は、更にＢプリズム
１０の入射面１０Ｂで全反射され、Ｂトリミングフィル
タ１０Ｃを介してＢのイメージセンサＤＢの結像面に入
射結像する。

【００１４】次に、入射光に含まれるＲの光は、同図
（Ｂ）に示すように、Ｂプリスム１０のダイクロイック
膜１０Ａを透過してＲプリズム１２に入射する。そし
て、Ｒの波長帯の光を選択的に反射するＲプリズム１２
のダイクロイック膜１２Ａによって反射される。反射さ
れたＲの光は、Ｂプリズム１０と空気層を介して接する
Ｒプリズム１２の入射面１２Ｂで全反射され、Ｒトリミ
ングフィルタ１２Ｃを介してＲのイメージセンサＤＲの
結像面に入射結像する。

【００１５】更に、入射光に含まれるＧの光は、同図
（Ｃ）に表示するように、Ｒプリズム１２のダイクロイ
ック膜１２Ａを透過してＧ第１プリズム１４に入射す
る。以上の作用は、従来のＲ，Ｇ，Ｂの３色分解光学系
と同様である。Ｇ第１プリズム１６Ａに入射したＧの光
は更にハーフミラー１６に入射し、このハーフミラー１
６で反射されたＧの光は、Ｇトリミングフィルタ１４Ａ
を介して２つあるＧのイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の
うちの一方の素子ＤＧ１の結像面に出射される。そし
て、ハーフミラー１６を透過したＧの光は、Ｇトリミン
グフィルタ１４Ｂを介して他方のイメージセンサＤＧ２
の結像面に入射結像する。

【００１６】以上のように、本実施例の色分解光学系
は、Ｂ及びＲについては一般的なものと同様となってい
るが、Ｇについては２分割されて２つのイメージセンサ
にそれぞれ入射するようになっており、全体で４板の構
成となっている。なお、イメージセンサＤＧ１の結像は
ハーフミラー１６による反射像であるため、他のイメー
ジセンサＤＢ，ＤＲ，ＤＧ２の結像に対して左右が反転
している。このため、イメージセンサＤＧ１について
は、ＣＣＤからの左右反転読出し，あるいはラインメモ
リやフレームメモリによる左右反転読出しを行って、正
規画像を得るようにする。

【００１７】＜ハイビジョンイメージエリアの設定＞次
に、各イメージセンサ上におけるハイビジョンのアスペ
クト比１６：９に相当するイメージエリアの設定につい
て説明する。イメージセンサＤＢ，ＤＲ，ＤＧ１，ＤＧ
２としては、一般に提供されている安価な１／３インチ
のイメージサイズをもつＰＡＬ方式用のＣＣＤ素子であ
って、手ぶれ補正されたものが用いられる。手ぶれ補正
されているため、イメージエリアの全領域で水平画素
（ピクセル）及び垂直画素が約２５％多くなっている。

【００１８】図３にはその様子が示されており、イメー
ジエリアの寸法は、垂直方向が３．６ｍｍ，水平方向が
４．９ｍｍとなっている。そして画素は、垂直方向が７
２６画素（従って７２６ラインとなる）、水平方向が８
５８画素である。また、斜線で示すＰＡＬ方式の規定領
域ＷＳは、垂直方向が５７５画素，水平方向が６６９画
素となっている。すなわち、手ぶれによってイメージセ
ンサ上における結像領域が上下左右に動いたとしても、
画像信号が取り出される前記規定領域ＷＳもその動いた
方向に移転することで、手ぶれ補正が行われるようにな
っている。

【００１９】次に、本実施例では、このようなＰＡＬ方
式の市販のイメージセンサをハイビジョン用に利用する
が、ハイビジョンのフレーム当りの有効走査線数１０３
５本を確保することは不可能であるので、その１／２，
すなわち５１７．５本の水平有効走査線数を確保するこ
ととする。そして、この垂直方向５１８（５１７．５を
繰り上げて５１８とする）画素と、図３に示したイメー
ジセンサの寸法と、ハイビジョンのアスペクト比横：縦
＝１６：９から水平方向の画素数を求めると８０８画素
となる。

【００２０】詳述すると、図３に示したイメージセンサ
の垂直，水平方向の画素数及び寸法から各画素間の寸法
を求めると、図４に示すように垂直方向が５μｍ，水平
方向が５．７μｍとなる。上述したように、垂直方向は
５１８画素であるからその全寸法は、５１８×５μｍ＝
２．５９ｍｍとなる。従って、１６：９のアスペクト比
となる水平方向寸法は２．５９×（１６／９）＝４．６
ｍｍとなり、この寸法内に含まれる画素数は４．６ｍｍ
／５．７μｍ＝８０８となる。

【００２１】図５には、このようにして求めたハイビジ
ョンのアスペクト比１６：９の規定領域ＷＷが斜線で示
されている。なお、このハイビジョン規定領域ＷＷのイ
メージエリア領域上における水平，垂直方向の位置は適
宜設定してもよい。図示の例では、垂直方向はほぼイメ
ージエリア領域の中央，水平方向は左側に寄せてハイビ
ジョン規定領域ＷＷが設定されている。

【００２２】図１に示したイメージセンサＤＢ，ＤＲ，
ＤＧ１，ＤＧ２には、以上のような１６：９の規定領域
ＷＷが設定される。そして、本実施例では、このハイビ
ジョン規定領域ＷＷについて電荷信号読出しが行われ
る。なお、規定領域ＷＷ以外の不必要な部分の電荷信号
の掃捨てと規定領域ＷＷ内の信号読出し手法について
は、例えば特願平３−３２９９４２号として出願された
ものがある。

【００２３】＜垂直方向にハイビジョン対応の解像度を
得るための手法＞次に、垂直方向にハイビジョンに相当
する解像度を得るための手法について説明する。ハイビ
ジョン方式の垂直方向の解像度は、上述したようにＮＴ
ＳＣ方式やＰＡＬ方式に対して約２倍となっている。と
ころが、図５に示したように、本実施例におけるイメー
ジセンサのハイビジョン規定領域ＷＷは、水平有効走査
線数がハイビジョンの１／２である。

【００２４】そこで、最も簡単にハイビジョンに相当す
る水平有効走査線数を得るための手法としては、規定領
域ＷＷのイメージエリア内で画素走査補間処理を行って
ハイビジョンの水平有効走査線数１１３５本を得るもの
が考えられる。しかし、この走査補間の手法では、垂直
方向に隣接する走査線の画像情報が同一であり、垂直方
向の画像解像力は、ハイビジョンの１／２の５１８画素
相当でしかない。

【００２５】そこで、このような走査補間法でなく、上
述したように２板（個）のイメージセンサＤＧ１，ＤＧ
２を組み合せて使用し、水平有効走査線数１０３５本の
ハイビジョン信号を得る手法が考えられる。図６には、
上述した２つのイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の部分が
拡大して示されている。Ｇの光は、矢印ＦＡで示すよう
にハーフミラー１６に入射して２分割され、それぞれイ
メージセンサＤＧ１，ＤＧ２に入射する。ここで、イメ
ージセンサＤＧ１，ＤＧ２を図７（Ａ）のように入射光
軸に対して全く同一の受光位置，すなわち、入射位置か
らハーフミラー１６を介してイメージセンサＤＧ１，Ｄ
Ｇ２を見たとき、それらが全く重なるように配置するの
ではなく、同図（Ｂ）のように光学軸上で垂直方向に１
画素分ずらして配置するようにする。

【００２６】図８には、このような配置のイメージセン
サＤＧ１，ＤＧ２の画素配列の一部（図７（Ｂ）の一
部）が平面的に示されている。図中、ｎ1＋ｍはイメー
ジセンサＤＧ１の水平ライン数を示しており、ｎ1＋１
からｎ1＋５１８の部分が図５に示したハイビジョンの
規定領域ＷＷとなっている。また、ｎ2＋ｍはイメージ
センサＤＧ２の水平ライン数を示しており、ｎ2＋１か
らｎ2＋５１８の部分が図５に示したハイビジョンの規
定領域ＷＷとなっている。なお、両者は１画素分垂直方
向にずれて配置されているので、ｎ2＝ｎ1＋１である。

【００２７】ハイビジョンでは、前記表１に示したよう
に２：１のインターレースとなっているので、２つのイ
メージセンサＤＧ１，ＤＧ２から第１及び第２の各フィ
ールド５１８本ずつ合計１０３６本の画像信号を得るも
のとする。２つのイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２は、他
のイメージセンサＤＢ，ＤＲとともに同時駆動される。
すなわち、イメージセンサＤＧ１の第ｎ1＋ｍラインの
電荷信号読出しが行われるときは、イメージセンサＤＧ
２の第ｎ2＋ｍ−１ラインの電荷信号読出しも同時に行
われる。

【００２８】そして、実線で示す矢印の読出信号によっ
て第１フィールドを構成し、点線で示す矢印の読出信号
によって第２フィールドを構成する。すなわち、イメー
ジセンサＤＧ１の第ｎ1＋１ラインがハイビジョン画像
の第１走査線，イメージセンサＤＧ２の第ｎ2＋２ライ
ンがハイビジョン画像の第２走査線，……という具合に
対応する。この関係は、次の表２にまとめられている。
このように、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２から交互に
読出信号を取り出して第１，第２のフィールドを構成す
る。

【００２９】

【表２】

【００３０】図９には、信号読出し処理のタイムチャー
トが示されている。イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２は上
述したように１画素分垂直方向にずれて配置されてお
り、また同時駆動される。このため、同図（Ａ），
（Ｂ）に示すように、ｎ1＋１ラインとｎ2ライン，ｎ1
＋３ラインとｎ2＋２ライン，ｎ1＋５ラインとｎ2＋４
ライン，……という具合にインターレースの手法で同時
に読み出されることになる。これらの各ラインの読出信
号は、ハイビジョンの水平同期周波数ｆHの１／２の周
波数で読み出されてラインメモリ（図示せず）に格納さ
れる。そしてその後、書込み時の２倍の速度，すなわち
ハイビジョンの水平同期周波数ｆHで読み出されてシリ
アルな信号となる（同図（Ｃ）参照）。このようにし
て、第１フィールドのハイビジョンの画像信号が得られ
る。第２フィールドについても同様である。

【００３１】ところが、このような手法では、イメージ
センサＤＧ１，ＤＧ２が入射光軸に対し垂直方向に１画
素分ずれて配置されているものの、各ラインの光学像受
光部分は第１フィールドと第２フィールドで共通してい
る。例えば、イメージセンサＤＧ１のｎ1＋１ラインの
受光画像と、イメージセンサＤＧ２のｎ2＋１ラインの
受光画像とは等しい。つまり、第１フィールドの第１走
査線の情報と、第２フィールドの第５１９走査線の情報
とは等しくなる。他のラインについても同様である。従
って、この手法では、上述した走査補間によってハイビ
ジョンの画像信号を得る手法と垂直解像力の点では同様
の結果となり、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２のハイビ
ジョンの規定領域ＷＷに含まれる５１８画素相当の解像
力しか得られない。

【００３２】このような手法に対する改良手法として
は、例えばイメージセンサＤＧ２をイメージセンサＤＧ
１に対して垂直方向に半画素ずらして配置する手法が考
えられる。図１０には、このように配置されたイメージ
センサＤＧ１，ＤＧ２の画素が示されている。このよう
な手法によれば、垂直解像力の向上は期待できるもの
の、ライン間隔が均等でなくなるため、好ましい方法と
はいえない。

【００３３】そこで、本実施例では、図１１に示すよう
に、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の各画素の一部に光
学マスク処理を施している。あるラインの画素に対して
は開口部の略下半分がマスキングされており、次のライ
ンの画素に対しては開口部の略上半分がマスキングされ
ている。このようなマスキングが交互に繰返し行われて
いる。このようなマスキングは、イメージセンサＤＧ
１，ＤＧ２について全く同様に行われているが、上述し
たように光学軸上で１ライン分垂直方向にずれて配置さ
れているため、結果的にマスキングが交互となる。

【００３４】具体的に説明すると、イメージセンサＤＧ
１のｎ1＋１ラインでは、画素の開口部の略下半分がマ
スキングされている。ｎ1＋２ラインでは、逆に画素の
開口部の略上半分がマスキングされている。以下、同様
にして、ｎ1＋３ラインでは略下半分，ｎ1＋４ラインで
は略上半分，……という具合である。

【００３５】これに対し、イメージセンサＤＧ２では、
１ライン垂直方向にずれて配置されているため、逆のマ
スキングとなる。すなわち、ｎ2＋１ラインでは、画素
の開口部の略上半分がマスキングされている。ｎ2＋２
ラインでは、逆に画素の開口部の略下半分がマスキング
されている。以下、同様にして、ｎ2＋３ラインでは略
上半分，ｎ2＋４ラインでは略下半分，……という具合
である。

【００３６】なお、各画素におけるマスキング部分を狭
くして開口部を大きくすると、受光面積が大きくなって
感度は向上するものの、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２
の対応するラインの画素の開口部に重なりが生じて垂直
方向の解像度（垂直画像分解度）が低下することにな
る。このため、マスキングは、イメージセンサＤＧ１，
ＤＧ２の合成された開口部が互いに重ならないように、
かつ、開口部の面積が最も大きくなるように設定され
る。

【００３７】このように光学マスクを施すと、各ライン
の画素の合成されたものがハイビジョン方式に対応した
画素数のイメージセンサの垂直画素配列と相似の配列と
なる。これによって、ハイビジョン画像を構成したとき
の隣接するラインの画素情報が異なったものとなり、結
果的に５１８の倍である１０３５ラインのハイビジョン
の解像度が得られるようになる。

【００３８】イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の各ライン
の信号読出しは、上述した通りである。すなわち、２つ
のイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２は、同様に同時駆動さ
れるので、イメージセンサＤＧ１の第ｎ1＋ｍラインの
電荷信号読出しが行われるときは、イメージセンサＤＧ
２の第ｎ2＋ｍ−１ラインの電荷信号読出しも同時に行
われる。

【００３９】そして、図１１に実線で示す矢印の読出信
号によって第１フィールドを構成し、点線で示す矢印の
読出信号によって第２フィールドを構成する。すなわ
ち、イメージセンサＤＧ１の第ｎ1＋１ラインがハイビ
ジョン画像の第１走査線，イメージセンサＤＧ２の第ｎ
2＋２ラインがハイビジョン画像の第２走査線，……と
いう具合に対応する。この関係は、上述した表２の通り
である。このように、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２か
ら交互に読出信号を取り出して第１，第２のフィールド
を構成する。

【００４０】図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ｎ1＋
１ラインとｎ2ライン，ｎ1＋３ラインとｎ2＋２ライ
ン，ｎ1＋５ラインとｎ2＋４ライン，……という具合に
インターレースの手法で同時に読み出されることにな
る。これらの各ラインの読出信号は、ハイビジョンの水
平同期周波数ｆHの１／２の周波数で読み出されてライ
ンメモリに格納されるとともに、書込み時の２倍の速
度，すなわちハイビジョンの水平同期周波数ｆHで読み
出されてシリアルな信号となる（同図（Ｃ）参照）。こ
のようにして、第１フィールドのハイビジョンの画像信
号が得られる。第２フィールドについても同様である。

【００４１】この場合において、本実施例では、図１１
のようにマスキングが施されているので、各ラインの光
学像受光部分が第１フィールドと第２フィールドとで異
なるものとなる。例えば、イメージセンサＤＧ１のｎ1
＋１ライン（第１走査線）の受光画像と、これに隣接す
るイメージセンサＤＧ２のｎ2＋１ライン（第５１９走
査線）の受光画像とは、マスキングのために異なるもの
となる。つまり、第１フィールドの第１走査線の情報
と、第２フィールドの第５１９走査線の情報とが異なる
ようになる。他のラインについても同様である。

【００４２】図１２（Ａ）には、以上のようなイメージ
センサＤＧ１，ＤＧ２の規定領域ＷＷ内にある画素の開
口部を光学軸上で合成してハイビジョンの走査線に対応
させた状態が示されている。同図中、丸印の画素は第１
フィールドの画像を構成し、四角印の画素は第２フィー
ルドの画像を構成する。また、白抜きの印はイメージセ
ンサＤＧ１の画素であり、黒塗りの印はイメージセンサ
ＤＧ２の画素を示す。更に、同図中の数字はハイビジョ
ンにおける走査線番号である。

【００４３】なお、Ｂ及びＲについては、イメージセン
サＤＢ，ＤＲから読み出された信号の修正を行ってハイ
ビジョンに相当する走査線数を得るようにする。図１３
には、その様子が示されており、インターレースの手法
に基づいて同図（Ａ）に示すように１ラインおきに信号
読出しが行われる。そして、同図（Ｂ）に示すように、
それら読出信号をメモリから高速読出しするともに、修
正データＨ（ｎ＋ｍ）を追加する。なお、読出信号を繰
返して補間するようにしてもよい。これについては、後
で詳述する。

【００４４】このように、本実施例によれば、Ｇについ
ては同様のマスキングを施した２つの市販のＰＡＬ方式
のイメージセンサを用いて、ハイビジョンに相当する１
０３５本の水平有効走査線の解像度の画像信号を得るこ
とができる。

【００４５】＜水平方向の解像度の向上を図るための手
法＞次に、水平方向の解像度の向上を図るための手法に
ついて説明する。ハイビジョンの規格では、表１に示す
ように水平方向の画素数は特に規定されていない。従っ
て、水平方向については、図５に示した規定領域ＷＷに
含まれる水平方向画素数８０８のままとしても基本的に
は差し支えない。しかし、現行のＮＴＳＣ方式などより
も高精細の画像を得ることを目的としてハイビジョン方
式があるのであるから、水平方向についてもより高い解
像度，すなわちより多くの画素数であることが好まし
い。

【００４６】最も簡単に水平方向の解像度を上げるに
は、水平方向に半画素ピッチ分ずらしてイメージセンサ
ＤＧ１，ＤＧ２を配置する手法が考えられる。ところ
が、この手法では、同一ライン上に位置するイメージセ
ンサＤＧ１の画素の開口部とイメージセンサＤＧ２の画
素の開口部とが一部重なるようになり、効果的な解像度
の向上は望めない。

【００４７】そこで、本実施例では、水平方向にも光学
マスク処理を施すことによって、かかる開口部の重なり
が生じないようにしている。図１４には、その様子が示
されている。イメージセンサＤＧ２は、イメージセンサ
ＤＧ１に対して光学軸上で画素ピッチＰの半分である
（１／２）Ｐ分水平方向にずれて配置されている。同図
中、斜線領域ＳＡは、上述した垂直方向の解像度を高め
るためのマスキング領域である。

【００４８】更に本実施例では、イメージセンサＤＧ１
の画素ＰＳとイメージセンサＤＧ２の画素ＰＳとの水平
方向の重なり部分にマスキングが施されており、斜線領
域ＳＢで示されている。なお、水平方向のマスキングＳ
Ｂは、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の画素間の開口部
が重ならないように、また、開口部の面積が最も大きく
なるように施すのが感度の点から好ましい。

【００４９】このようなイメージセンサ配置と水平方向
マスキングを行った場合は、イメージセンサＤＧ２の画
素の位置が水平方向に１／２画素ピッチずれることにな
る。すなわち、図１２（Ａ）に示したハイビジョンの走
査線上における各画素配列において、イメージセンサＤ
Ｇ２の画素，すなわち黒塗りの画素が水平方向に１／２
画素ピッチずれることになって、同図（Ｂ）に示すよう
になる。このように、例えば第１フィールドの第１走査
線上の画素開口部と、隣接する第２フィールドの第５１
９走査線上の画素開口部とは互いに画素間に位置するよ
うになり、ハイビジョンの画面空間上の画像で見ると、
それらの画素が合成される。これによって、イメージセ
ンサＤＧ１，ＤＧ２の規定領域ＷＷでは水平方向に８０
８画素であるが、ハイビジョン画像上ではその２倍相当
の水平解像度が得られるようになる。

【００５０】＜電荷信号の読出しと変換処理＞次に、以
上のようなイメージセンサＤＢ，ＤＲ，ＤＧ１，ＤＧ２
からの電荷信号読出しと、それらのハイビジョン画像信
号への変換処理について、更に説明する。図１５には、
信号読出処理回路の一例が示されている。なお、Ｂ，Ｒ
は同一の構成となっているので一方のみを示す。同図に
おいて、上述したイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２，ＤＢ
（ＤＲ）には、それらを同時駆動して信号読出しの制御
を行う読出制御部５０が設けられている。また、イメー
ジセンサＤＧ１，ＤＧ２，ＤＢ（ＤＲ）の電荷信号出力
側は、プリアンプ（ＰＡで図示）５２，５４，５６，Ａ
／Ｄ変換器５８，６０，６２をそれぞれ介してラインメ
モリ６４，６６，６８に接続されている。

【００５１】また、これらのうちのラインメモリ６４，
６６の出力側はラインメモリ７０，７２にそれぞれ接続
されており、ラインメモリ６８の出力側はラインメモリ
７４，７６にそれぞれ接続されている。そして、ライン
メモリ７０，７２の出力側は、走査変換用の切換スイッ
チ７８の切換入力側にそれぞれ接続されており、ライン
メモリ７４，７６の出力側は、データ補間処理用の切換
スイッチ８０の切換入力側にそれぞれ接続されている。
これらラインメモリ６４〜７６，切換スイッチ７８，８
０の動作制御は、出力制御部８２によって行われるよう
になっている。

【００５２】これらのうち、読出制御部５０によるイメ
ージセンサＤＢ（ＤＲ）からの信号読出しは、１ライン
おきに行う１水平画素列読出法と、２ラインずつ読み出
す２水平画素列読出法とがある。いずれでもよいが、本
例では理解を容易にするため、１水平画素列読出法で読
み出すものとする。

【００５３】図１６には、このような１水平画素列読出
法によるイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２，ＤＢ，ＤＲか
らの信号読出しの順序が示されている。同図中の数字
は、走査線の番号であるが、ＤＧ１，ＤＧ２については
ハイビジョンにおける走査線の順番を示している。この
図に示すように、Ｂ及びＲについては、１ラインおきに
信号読出しが行われる。読出制御部５０によるイメージ
センサＤＧ１，ＤＧ２からの信号読出しは、図１１に示
した通りである。同図に実線で示す矢印のように読み出
した信号によって第１フィールドを構成し、点線で示す
矢印のように読み出した信号によって第２フィールドを
構成する。なお、図１４に示した水平方向に解像度を高
める構成とするかどうかは、必要に応じて適宜決めてよ
い。

【００５４】イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２，ＤＢ（Ｄ
Ｒ）からの走査読出しからラインメモリ６４，６６，６
８に対する信号格納までの周波数は、ハイビジョン方式
の場合の周波数ｆHの１／２（１６．８７５ＫＨｚ）で
ある。上述したように、ＰＡＬ方式のＣＣＤの電荷信号
読出走査周波数は１５．６２５ＫＨｚであるが、この値
はｆH／２と概略同じであるので、格別な対策を講ずる
ことなく使用できる。しかし、ラインメモリ７０，７
２，７４，７６からの信号読出し以降は、ハイビジョン
方式の場合の周波数ｆHで行われるようになっている。
なお、本例における電荷読出走査手法は、読出周波数の
点を除けば通常の手法と同様である。

【００５５】次に、ラインメモリ６４，６６，６８は、
イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２，ＤＢ（ＤＲ）から読み
出された信号を格納するためのもので、１ライン分の信
号データが格納された時点でラインメモリ７０，７２，
７４，７６にそれぞれ並列に高速で出力されるようにな
っている。そして、ラインメモリ７０，７２，７４，７
６に格納された信号は、ハイビジョン方式の周波数，す
なわちイメージセンサから読み出すときの２倍の速度で
出力されるようになっている。

【００５６】次に、切換スイッチ７８は、ラインメモリ
７０，７２に格納された信号を、図１６に示すハイビジ
ョンの走査の順番となるように交互に選択的に出力して
走査変換を行うためのものである。また、切換スイッチ
８０は、ラインメモリ７４，７６に格納された信号を交
互に出力して信号データの補間を行うためのものであ
る。これらラインメモリ及び切換スイッチの動作は、出
力制御部８２によって動作制御が行われている。

【００５７】次に、図１７を参照しながら本装置の動作
について説明する。イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２，Ｄ
Ｂ（ＤＲ）からは、読出制御部５０によってハイビジョ
ンの水平走査周波数ｆHの１／２の周波数，別言すれば
２／ｆHの周期でインターレース走査による信号読出し
が行われる。図１７（Ａ）〜（Ｄ）には、これらの読出
信号が示されている。なお、この信号読出時に、例えば
特願平３−３２９９４２号として特許出願された手法を
利用して信号の取捨選択が行われる。

【００５８】最初、イメージセンサＤＢ（ＤＲ）からは
第１ライン目の画素列の電荷信号が読み出される。これ
が、図１７（Ａ）のＢ１，同図（Ｂ）のＲ１である。他
方、イメージセンサＤＧ１からは、図１６に示すよう
に、第１ライン目の画素列の電荷信号が読み出される。
これが、図１７（Ｃ）のＧ11である。イメージセンサＤ
Ｇ２からは、図１６に示す第１ライン目の１つ上のライ
ン（図示せず）の画素列の電荷信号が読み出される（図
１１参照）。これが、図１７（Ｄ）のＧ20である。これ
らの信号Ｇ11，Ｇ20，Ｂ１（Ｒ１）は、プリアンプ５
２，５４，５６による増幅，Ａ／Ｄ変換器５８，６０，
６２によるＡ／Ｄ変換の後、ラインメモリ６４，６６，
６８にそれぞれ格納される。そして、更に、これらのデ
ータは、ラインメモリ７０，７２，７４，７６にそれぞ
れ並列に高速で書き込まれる。

【００５９】次の時点で、今度はイメージセンサＤＧ
１，ＤＧ２，ＤＢ（ＤＲ）における飛び越し走査によっ
て第３ライン目の信号Ｂ３，Ｒ３，Ｇ13，Ｇ22が得ら
れ、同様にラインメモリ６４，６６，６８にそれぞれ格
納される。このとき、ラインメモリ７０，７２から信号
Ｂ１（Ｒ１）が格納時の２倍の速さ，すなわちハイビジ
ョンの水平走査周期で交互に読み出される。これによ
り、ハイビジョンの水平走査周期の２倍の信号がハイビ
ジョンの水平走査周期に時間圧縮されて、補間されたこ
とになる（図１７（Ｅ），（Ｆ）参照）。また、ライン
メモリ７０，７２からは、同様にハイビジョンの水平走
査周期で信号Ｇ11,Ｇ20が読み出されるが、出力制御部
８２による切換スイッチ７８の制御により、最初にＧ2
0，次にＧ11が読み出される（同図（Ｇ）参照）。

【００６０】以上の動作が繰返し行われ、ハイビジョン
対応のＢ，Ｒ，Ｇの画像信号が同図（Ｅ）〜（Ｇ）に示
すようにそれぞれ得られる。なお、Ｂ及びＲについて
は、同一信号の繰返しであるので、実質的な解像度はハ
イビジョンの１／２である。なお、同図（Ｅ）の最初の
信号Ｇ20は必要がないので捨てられる。このように、図
１５の装置によれば、垂直走査線数はＲ，Ｇ，Ｂいずれ
もハイビジョンと同等であり、Ｇについてはハイビジョ
ンの垂直解像度，Ｂ，Ｒについてはその１／２の垂直解
像度の画像信号が得られる。

【００６１】なお、上述したようにイメージセンサＤＧ
１の結像はハーフミラー１６による反射像であるため、
他のイメージセンサＤＢ，ＤＲ，ＤＧ２の結像に対して
左右反転している。このため、イメージセンサＤＧ１と
して左右反転読出し可能なものを使用しているときは、
読出制御部５０によって左右反転読出しを行うようにす
る。あるいは、出力制御部８２によるラインメモリ６４
又は７０からの信号出力時に、左右反転読出しを行うよ
うにしてもよい。後述する図１８の装置についても同様
である。

【００６２】次に、図１８及び図１９を参照しながら、
他の信号読出変換処理装置について説明する。上述した
図１５の装置では、Ｂ，Ｒについて同一信号を２回つづ
けて補間が行われているが、この例では、Ｇの信号を利
用してデータの修正が行われるようになっている。な
お、図１５と同様の構成部分には同一の符号を用いる。

【００６３】図１８において、イメージセンサＤＧ１，
ＤＧ２の出力側のＡ／Ｄ変換器５８，６０の出力側に
は、ＤＳＰ８４，８６がそれぞれ接続されている。ま
た、イメージセンサＢ（Ｒ）の出力側のＡ／Ｄ変換器６
２の出力側には、ＤＳＰ８８，９０がそれぞれ接続され
ている。また、これらＤＳＰ８８，９０には、乗算器９
２，９４がそれぞれ設けられている。

【００６４】乗算器９２では、Ａ／Ｄ変換器５８，６２
の出力に対し係数Ｋを含む乗算が行われるようになって
おり、乗算器９４では、Ａ／Ｄ変換器６０，６２の出力
に対し係数Ｋを含む乗算が行われるようになっている。
ＤＳＰ８４，８６，８８，９０の出力側は、ラインメモ
リ７０，７２，９６，９８にそれぞれ接続されており、
ラインメモリ９６，９８は更に前記ラインメモリ７４，
７６に接続されている。なお、ラインメモリ９６，９８
の動作制御も、出力制御部８２によって行われるように
なっている。

【００６５】以上のうち、ＤＳＰ８４，８６，８８，９
０は、入力信号に対していわゆるγ補正やホワイトクリ
ップなどの信号処理を行うためのものである。乗算器９
２，９４は、Ａ／Ｄ変換器６２から供給されるＢ（Ｒ）
の読出信号に対してＡ／Ｄ変換器５８，６０から供給さ
れるＧの読出信号及び係数Ｋの乗算を行って、その修正
を行うための回路である。なお、ラインメモリ９６，９
８は、ラインメモリ７０，７２と同様の作用を奏するも
のである。

【００６６】次に、以上のような装置の動作について、
図１９のタイムチャートを参照しながら説明する。各イ
メージセンサＤＧ１，ＤＧ２，Ｂ（Ｒ）からのデータ読
出順序は上述した場合と同様であり、同図（Ａ）〜
（Ｄ）は図１７の（Ａ）〜（Ｄ）と同様である。これら
のうち、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の読出信号につ
いては、ＤＳＰによるγ補正などの処理が行われること
を除いては前記図１５の場合と同様であり、切換スイッ
チ７８の出力は図１９（Ｅ）に示すようになる。

【００６７】他方、イメージセンサＤＢ（ＤＲ）の読出
信号に対しては、乗算器９２，９４による乗算が行われ
る。そして、その乗算結果に対してＤＳＰ８８，９０に
よる処理が行われ、処理後の信号がラインメモリ９６，
９８，７４，７６の作用によってシリアルなデータ列に
変換される。これによって、切換スイッチ８０の出力
は、図１９の（Ｆ），（Ｇ）に示すようになる。ここ
で、これら図１９の（Ｆ），（Ｇ）と、前記図１７の
（Ｅ），（Ｆ）を比較すれば明らかなように、本例では
Ｂ（Ｒ）の信号がＧの信号及び係数Ｋによって修正され
ている。

【００６８】例えば、乗算器９４に、イメージセンサＤ
Ｂ側から信号Ｂ１が入力されており、イメージセンサＤ
Ｇ２から信号Ｇ20が入力されているとすると、乗算器９
４の出力はＢ１＊Ｇ20＊Ｋとなる（同図（Ｆ）参照）。
なお、「＊」は乗算を表わす。また、乗算器９２に、イ
メージセンサＤＢ側から信号Ｂ１が入力されており、イ
メージセンサＤＧ１から信号Ｇ11が入力されているとす
ると、乗算器９２の出力はＢ１＊Ｇ11＊Ｋとなる（同図
（Ｆ）参照）。これら、Ｂ１＊Ｇ20＊Ｋと、Ｂ１＊Ｇ11
＊Ｋはラインメモリ９６，９８に格納されるとももに、
高速でラインメモリ７４，７６に書き込まれ、切換スイ
ッチ８０を介して交互に読み出される。すると、切換ス
イッチ８０の出力は、図１９（Ｆ）に示すようになる。
Ｒについても同様である（同図（Ｇ）参照）。

【００６９】以上の動作が繰返し行われ、ハイビジョン
対応のＧ画像信号が同図（Ｅ）に示すように得られる。
また、Ｂ及びＲについては、これらＧ画像信号と係数Ｋ
とによる修正が行われたＢ画像信号及びＲ画像信号が、
それぞれ同図（Ｆ），（Ｇ）に示すように得られる。こ
のように、イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２から得られた
垂直解像度の高いＧ画像信号を利用してＢ，Ｒの画像信
号の修正が行われている。入力画像中のＧ画像成分は、
ハイビジョンの場合、次式で示すように輝度信号中にお
ける割り合いが高く、Ｂ，Ｒの画像よりも多くの情報を
含んでいる。 Ｙ＝０．２１２Ｒ＋０．７０１Ｇ＋０．０８７Ｂ

【００７０】従って、ＢやＲについてイメージセンサを
２つ用いるよりも、Ｇについてイメージセンサを２つ用
いて垂直解像度の高い画像信号を得るとともに、これを
利用してＢ，Ｒの修正を行うようにすれば、簡便であり
ながら非常に効率的に垂直解像度を高めることができ
る。

【００７１】また、本例によれば、γ補正やホワイトク
リップなどの処理が、周波数の低い段階で行われてい
る。このように、イメージセンサからの読出信号に対し
て各種の信号処理を行う場合には、その周波数は低い方
が有利である。しかし、ハイビジョンの走査周波数とな
った後に各種信号処理を行うことを妨げるものではな
い。

【００７２】以上のように、本実施例によれば、Ｇの画
像の撮像に、光学マスク処理を施したイメージセンサを
２板用意するとともに、これらを垂直方向に１画素ずら
して配置し、これらのイメージセンサの読出信号にマル
チプレクス及び走査変換処理を行ってハイビジョン用の
高解像度の画像信号を得ることとしているので、次のよ
うな利点がある。

【００７３】（１）イメージセンサとして、安価な１／
３インチのＰＡＬ用のものを使用しているので、非常に
安価で現実的なハイビジョン用のビデオカメラを提供す
ることができる。 （２）Ｂ及びＲについては、いずれも単板構成としてい
るので、解像度の点では劣るものの小型，軽量化，低コ
スト化に非常に有効である。また、解像度については、
Ｂ，Ｒよりも多くの情報を含んでいる高解像度のＧの画
像信号を利用して信号の修正，補間を行うようにすれば
改善を図ることができる。

【００７４】（３）ハイビジョン用の信号には高速処理
が必要であるが、本実施例ではＰＡＬ用のイメージセン
サを使用しているため、格別な高速処理技術は必要とさ
れず、周辺のデバイスとして現在使用されている一般的
なものが使用できる。特に、マルチプレクスや走査変換
などの信号処理に現在普及しているＤＳＰが使用可能で
あり、汎用部品を使用してコストの低減を図るなど非常
に有利である。更に、光学マスクは、簡単な光学マスク
処置の工程を追加するのみで実現可能である。

【００７５】＜他の実施例＞なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば次のようなも
のも含まれる。 （１）前記実施例では、Ｇのみ２板とし、Ｂ，Ｒは１板
とした４板構成としたが、Ｒ，Ｇ，Ｂすべてを２板とし
全体で６板構成としてもよい。 （２）Ｂ，Ｒの画像信号に対する修正，補間は、必要に
応じて行ってよい。また、前記実施例では、Ｇの画像信
号と係数Ｋの乗算によって修正，補間を行ったが、その
手法も必要に応じて適宜変更してよい。例えば、Ｇの画
像信号を定数倍してＢ，Ｒの画像信号に加算するなどで
ある。

【００７６】（３）また、前記実施例ではイメージセン
サを１画素分垂直方向にずらして配置したが、この配置
自体は入射光軸に対して垂直方向に同一位置とするとと
もに、信号読出しを１ラインずらして行うようにして
も、同様の効果が得られる。このようにして信号読出領
域を２つのイメージセンサ間でずらす場合も、本発明に
含まれる。この場合、２つのイメージセンサの一方は他
方に対して垂直方向に１ラインずれて駆動されることに
なる。しかし、一般的にはＲ，Ｇ，Ｂの各イメージセン
サは同時駆動を行うようにした方が都合がよいので、前
記実施例のように入射光軸に対してずらした配置とす
る。水平方向についても同様である。

【００７７】（４）イメージセンサから読み出された信
号の処理には、例えば信号をデジタル信号に変換してＤ
ＳＰなどを利用するようにしてもよい。 （５）前記実施例では、１６：９のハイビジョンのアス
ペクト比の画像を得る場合を説明したが、必ずしもそれ
に限定されるものではなく、比率は適宜設定してよい。

【００７８】（６）前記実施例は、３板式の撮像装置に
適用したものであるが、単板式のカラー撮像装置や白黒
の撮像装置にも適用可能である。 （７）更に、前記実施例では、必要とするハイビジョン
の画像領域ＷＷをイメージセンサのほぼ中央に設定した
が、上下左右にずれた位置に設定するようにしてもよ
い。

【００７９】（８）前記実施例では、垂直方向に１画素
ピッチ，水平方向に１／２画素ピッチ撮像素子をずらし
て配置したが、２つの撮像素子をどの程度ずらすかは、
結局マスキングをどのように行うかということと関係し
ている。要するに、マスキングを行って配置した画素列
の開口中心線が、ハイビジョンに走査変換を行った後の
画面でみたときに等間隔となっていればよい。

【００８０】（９）上述したように、イメージセンサＤ
Ｇ１の結象が他のイメージセンサＤＢ，ＤＲ，ＤＧ２に
対して左右が反転するので、次の方法で正規の結像を得
ている。 左右反転した信号読出しを行うことができる性能を持
ったＣＣＤを用いる。 イメージセンサＤＧ１からは左右反転したまま信号読
出しを行うとともに、その信号をラインメモリやフレー
ムメモリなどのメモリ手段に格納し、読出時に左右反転
を行って正規の立像の画像信号を得るようにする。

【００８１】しかし、図２０に示すように、光学的に左
右反転を行って正規の結像を得るようにしてもよい。ま
ず、同図（Ａ）の例では、Ｒプリズム１２と微小の空気
層（図示せず）を介してＧ第１プリズム１００が設けら
れている。また、このＧ第１プリズム１００とＧ第２プ
リズム１０２との間には、ハーフミラー１０４が設けら
れている。

【００８２】入射光に含まれるＧの光は、Ｒプリズム１
２を透過してＧ第１プリズム１００に入射する。Ｇ第１
プリズム１００に入射したＧの光は更にハーフミラー１
０４に入射し、このハーフミラー１０４で反射分割され
たＧの光は、Ｒプリズム１２と空気層を介して接するＧ
第１プリズム１００の入射面１０６で全反射され、Ｇト
リミングフィルタ１４Ａを介してイメージセンサＤＧ１
の結像面に入射結像する。そして、ハーフミラー１０４
を透過したＧの光は、Ｇトリミングフィルタ１４Ｂを介
して他方のイメージセンサＤＧ２の結像面に入射結像す
る。

【００８３】次に、同図（Ｂ）の例では、Ｒプリズム１
２とダミープリズム１１０が接しており、このダミープ
リズム１１０と微小の空気層（図示せず）を介してＧ第
１プリズム１１２が設けられている。また、このＧ第１
プリズム１１２とＧ第２プリズム１１４との間には、ハ
ーフミラー１１６が設けられている。

【００８４】入射光に含まれるＧの光は、Ｒプリズム１
２，ダミープリズム１１０を透過してＧ第１プリズム１
１２に入射する。Ｇ第１プリズム１１２に入射したＧの
光は更にハーフミラー１１６に入射し、このハーフミラ
ー１１６で反射分割されたＧの光は、ダミープリズム１
１０と空気層を介して接するＧ第１プリズム１１２の入
射面１１８で全反射され、Ｇトリミングフィルタ１４Ａ
を介してイメージセンサＤＧ１の結像面に入射結像す
る。そして、ハーフミラー１１６を透過したＧの光は、
Ｇトリミングフィルタ１４Ｂを介して他方のイメージセ
ンサＤＧ２の結像面に入射結像する。

【００８５】以上、いずれにおいても、イメージセンサ
ＤＧ１に入射する光は、ＢやＲと同様に２回反射されて
いるため、同様の正立像が得られるようになる。従っ
て、左右反転の必要はなく、４つのイメージセンサＤ
Ｂ，ＤＲ，ＤＧ１，ＤＧ２は同じ性能のものを使用する
ことができる。 （１０）前記実施例では、ＰＡＬ方式に対応したイメー
ジセンサを用いたが、それに相当するものであれば他の
方式のものを用いてもよい。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による色分
解光学系，撮像方法，及び撮像装置によれば次のような
効果がある。 （１）ＰＡＬ方式などの比較的垂直解像度の低いイメー
ジセンサを利用してハイビジョンなどの解像度の高い画
像信号を得ることができるので、非常に安価で現実的な
高解像度のビデオカメラを得ることができる。 （２）画像信号の修正，補間を行うことで、解像度の高
い色の画像信号に基づいて他の色の画像信号の解像度を
改善することができる。 （３）また、周辺のデバイスも含めて一般的な汎用部品
を使用でき、技術的難易度も低い。光学マスクも、簡単
な光学マスク処置の工程を追加するのみで実現可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による色分解光学系の一実施例を示す構
成図である。

【図２】前記色分解光学系の作用を示す説明図である。

【図３】前記色分解光学系を構成するＰＡＬ方式のイメ
ージセンサのイメージ領域を示す説明図である。

【図４】前記イメージセンサの画素間隔を示す説明図で
ある。

【図５】前記イメージセンサ上に設定したハイビジョン
の規定領域を示す説明図である。

【図６】イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２に対する光入射
の様子を示す説明図である。

【図７】イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の配置関係を示
す説明図である。

【図８】マスキングを行わない場合のイメージセンサＤ
Ｇ１，ＤＧ２からの信号読出しの順序を示す説明図であ
る。

【図９】前記マスキングを行わない場合のイメージセン
サＤＧ１，ＤＧ２からの信号読出しの順序を示すタイム
チャートである。

【図１０】イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２を１／２画素
ずらして配置したときの走査位置を示す説明図である。

【図１１】マスキングを行った場合のイメージセンサＤ
Ｇ１，ＤＧ２からの信号読出しの順序を示す説明図であ
る。

【図１２】イメージセンサＤＧ１，ＤＧ２から読み出さ
れた画素とハイビジョン画面との対応を示す説明図であ
る。

【図１３】前記マスキングを行った場合のイメージセン
サＤＧ１，ＤＧ２からの信号読出しの順序を示すタイム
チャートである。

【図１４】水平方向に解像度を高めるためのマスキング
とイメージセンサＤＧ１，ＤＧ２の配置状態を示す説明
図である。

【図１５】Ｒ，Ｇ，Ｂの各イメージセンサからの信号読
出しと走査変換処理を行う回路例を示すブロック図であ
る。

【図１６】前記回路によるＲ，Ｇ，Ｂの各イメージセン
サにおける信号読出しの順序を示す説明図である。

【図１７】前記回路によるＲ，Ｇ，Ｂの各イメージセン
サにおける信号読出しの順序を示すタイムチャートであ
る。

【図１８】Ｒ，Ｇ，Ｂの各イメージセンサからの信号読
出しと走査変換及び修正処理を行う回路例を示すブロッ
ク図である。

【図１９】前記回路によるＲ，Ｇ，Ｂの各イメージセン
サにおける信号読出しの順序と修正を示すタイムチャー
トである。

【図２０】色分解光学系の他の実施例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１０…Ｂプリズム、１２…Ｒプリズム、１４，１００，
１０２，１１２，１１４…Ｇプリズム、１６，１０４，
１１６…ハーフミラー（入射光分割手段）、５０…読出
制御部（読出制御手段）、５２，５４，５６…プリアン
プ、５８，６０，６２…Ａ／Ｄ変換器、６４，６６，６
８，７０，７２，７４，７６，９６，９８…ラインメモ
リ（メモリ手段）、７８…切換スイッチ、８０…切換ス
イッチ（画像信号修正・補間手段）、８２…出力制御部
（出力制御手段）、９２，９４…乗算器（画像信号修正
・補間手段）、ＤＢ，ＤＲ…イメージセンサ、ＤＧ１，
ＤＧ２…第１及び第２のイメージセンサ、Ｐ…水平方向
の画素ピッチ、ＰＳ…画素、ＳＡ，ＳＢ…マスキング領
域、ＷＷ…ハイビジョンのイメージ領域。

フロントページの続き (72)発明者 中田 尚武 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 野崎 雅夫 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比較的解像度が高い第１の方式と異なる
   比較的解像度が低い第２の方式に対応するものであっ
   て、第１の方式の水平走査線数の１／２の水平画素列に
   よる第１の方式のアスペクト比のイメージエリアが設定
   可能で、垂直方向に読出領域をずらしたときの隣接水平
   画素列の開口部の重なり部分がマスキングされた第１及
   び第２のイメージセンサと、撮像対象の光を分割する入
   射光分割手段とを備え、前記イメージセンサを、前記入
   射光分割手段の分割光光軸上で垂直方向に読出領域をず
   らしてそれぞれ配置したことを特徴とする色分解光学
   系。
2. 【請求項２】 請求項１記載の第１及び第２のイメージ
   センサは、水平方向に読出領域をずらしたときの隣接垂
   直画素列の開口部の重なり部分がマスキングされてお
   り、前記分割光光軸上で水平方向に読出領域をずらして
   配置されていることを特徴とする色分解光学系。
3. 【請求項３】 少なくとも緑の画像について、請求項１
   又は２記載の色分解光学系で撮像を行い、第１及び第２
   のイメージセンサから読み出された画像信号の走査変換
   を行って、第１の方式の垂直解像度を有する緑の画像信
   号を得ることを特徴とする撮像方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の色分解光学系の第
   １及び第２のイメージセンサを同時駆動して、第１の方
   式の水平走査周波数の１／２の周波数で信号を読み出す
   読出制御手段と、これらの読出信号を一時的に格納する
   とともに、第２の方式の水平走査周波数に対応して時間
   軸方向に圧縮出力するメモリ手段と、これから出力され
   た信号を第１の方式の水平走査に対応する順番となるよ
   うに走査変換する出力制御手段と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記載の撮像装置において、前記
   メモリ手段から出力された緑の画像信号を利用して、他
   の色の画像信号の修正又は補間の処理を行う画像信号修
   正・補間手段を備えたことを特徴とする撮像装置。