JPH06292094A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画素数の増加および撮像素子のサイズ拡大に
よらず高解像度化が図られた撮像素子を用いた撮像装置
を提供する。 【構成】 ＣＣＤ、圧電素子およびフレーム合成部は、
イメージシフト法による緑成分画像の高精細化を実行
し、ｎ倍に高精細化された画像をフレーム合成部から出
力する。各補間処理部は、カラー用のＣＣＤからの各画
像の画素密度を、フレーム合成部から出力される画像の
画素密度と合わせる。画像合成部は、緑成分画像の動き
が大きい場合には、緑用の補間処理部からの画像を用
い、緑成分画像の動きが小さい場合には、フレーム合成
部からの高精細化画像を用いて画像合成を行い、合成後
の画像を解像度が増やされた緑成分画像として出力す
る。また、他の補間処理部は、緑成分画像以外の解像度
が増やされた色成分画像を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭用ビデオカメラや
放送用カメラ等に適用される撮像装置であって、特に、
高精細な動画像を得るための撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子は、小型で消費電力が小さ
く、また、残像がないなどの多くの特長を有する。よっ
て、最近では、家庭用ビデオカメラやハンディタイプの
放送用カメラなど、固体撮像素子を用いた撮像装置が増
えている。しかし、固体撮像素子を用いた撮像装置は撮
像管を用いた撮像装置に比べて解像度が低いことから、
今後の高解像度化が期待されている。

【０００３】固体撮像素子の解像度は画素数で決まるの
で、従来は、撮像素子内の画素数を増やすことにより固
体撮像素子の高解像度化が図られてきた。従来の撮像素
子内の画素数を増やす主たる方法として、微細加工技術
を用いて画素密度を高める方法がある。また、撮像素子
のサイズを大きくして画素数を増やすという方法もあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画素密度を高
める方法には、プロセスが難しくなるという問題があ
る。さらに、画素面積縮小によって感度低下を引き起こ
すという問題もある。近年、画素密度を高める方法によ
ってＨＤＴＶ用の２００万画素の固体撮像素子が開発さ
れているが、感度の低下を考慮すると、この画素数はも
はや限界に近い。よって、画素数の増加によって、さら
に解像度を向上させることは困難である。また、画素数
の増加に伴って、撮像素子の駆動速度やディジタル化の
際のＡ−Ｄ変換速度などを高速化しなければならない。
高速化にも限界があり、この点からも画素数の増加は制
限される。

【０００５】一方、画素密度を変えずに撮像素子のサイ
ズを大きくする方法には、製造歩留りを低下させコスト
増を招くという問題がある。このために、この方法によ
る固体撮像素子の用途は、もっぱら天文などの科学用や
軍事用に限られている。

【０００６】よって、本発明は、画素数の増加および撮
像素子のサイズ拡大によらず高解像度化が図られた撮像
素子を用いた撮像装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、画像を複数の色成分に分解して撮像するカラー撮像
手段と、画像を撮像し高精細化した緑成分画像を出力す
るモノクローム撮像手段と、撮像された各画像の動領域
を検出する動領域検出手段と、カラー撮像手段からの各
画像の画素密度を補間によって増やす補間手段と、動領
域検出手段による緑成分画像の動領域の動きの程度に応
じて、補間手段からの緑成分画像とモノクローム撮像手
段からの高精細化された緑成分画像とを合成する画像合
成手段とを備えたものである。

【０００８】

【作用】本発明におけるモノクローム撮像手段は、イメ
ージシフト法による緑成分画像の高精細化を実行する。
よって、モノクローム撮像手段から出力される画像はｎ
倍に高精細化されたものとなるので、補間手段は、カラ
ー撮像手段からの各画像の画素密度を、モノクローム撮
像手段から出力される画像の画素密度と合わせる。画像
合成手段は、緑成分画像の動きが大きい場合には、カラ
ー撮像手段で撮像され補間処理がなされた画像を用い、
緑成分画像の動きが小さい場合には、イメージシフト法
による高精細化画像を用いて画像合成を行い、合成後の
画像を解像度が増やされた緑成分画像として出力する。
また、補間手段は、緑成分画像以外の解像度が増やされ
た色成分画像を出力する。

【０００９】動領域と静止領域とでは要求される解像度
が異なること、およびカラー画像の解像度が緑成分の解
像度に大きく依存することから、このように、緑成分画
像と他の色成分画像とを分けて取り扱い、また、動領域
と静止領域とを分けて取り扱うことで、それぞれの領域
およびそれぞれの色成分に適した画像の高解像度化が可
能になる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例による撮像装置
の構成を示すブロック図である。この撮像装置には、レ
ンズ１を通った光をカラー撮像手段とモノクローム撮像
手段の双方の撮像素子上に同一被写体像を結像するため
に、レンズ１の後方に配置されたハーフミラー２が設け
られている。カラー撮像手段は、色分解光学系であるダ
イクロイックプリズム（ＤＰ）と、赤用のＣＣＤエリア
センサ（以下、単にＣＣＤという。）１１Ｒと、緑用の
ＣＣＤ１１Ｇと、青用のＣＣＤ１１Ｂとを含む。モノク
ローム撮像手段は、緑用フィルタ（ＦＧ）で覆われたモ
ノクローム用ＣＣＤ１と高精細化された緑成分画像を作
成するフレーム合成部７とを含む。また、ＣＣＤ１に
は、後述するイメージシフト法を実現するための圧電素
子３が接している。

【００１１】ＣＣＤ１１Ｒからの画像信号は、画像中の
動領域を検出する動領域検出部６Ｒと、この動領域検出
部６Ｒからの検出信号に応じた画素密度を高くするため
の補間処理を行う補間処理部５Ｒとに入力される。補間
処理部５Ｒの出力は、赤成分画像信号として出力端子９
Ｒから出力される。ＣＣＤ１１Ｇからの画像信号は、画
像中の動領域を検出する動領域検出部６Ｇと、画素密度
を高くするための補間処理を行う補間処理部５Ｇとに入
力される。ＣＣＤ１１Ｂからの画像信号は、画像中の動
領域を検出する動領域検出部６Ｂと、この動領域検出部
６Ｂからの検出信号に応じた画素密度を高くするための
補間処理を行う補間処理部５Ｂとに入力される。補間処
理部５Ｂの出力は、青成分画像信号として出力端子９Ｂ
から出力される。

【００１２】ＣＣＤ１からのイメージシフト法による画
像信号は、フレーム合成部７で合成され、画像合成部８
に入力される。画像合成部８は、動領域検出部６Ｇの検
出信号に従って、補間処理部５Ｇの出力とフレーム合成
部７の出力とのいずれかを選択して緑成分画像信号とし
て出力端子９Ｇに出力するものである。

【００１３】以上の構成において、モノクローム撮像手
段は、イメージシフト法によってｎ倍に高精細化した緑
成分画像信号を出力する。また、カラー撮像手段からの
緑成分画像信号は、補間処理部５Ｇによる画素密度の補
間処理によって、モノクローム撮像手段からの画像信号
の画素密度と一致した画素密度とされる。また、カラー
撮像手段からの赤成分画像信号は、補間処理部５Ｒによ
る画素密度の補間処理によって、モノクローム撮像手段
からの画像信号の画素密度と一致した画素密度とされ、
青成分画像信号は、補間処理部５Ｂによる画素密度の補
間処理によって、モノクローム撮像手段からの画像信号
の画素密度と一致した画素密度とされる。なお、補間手
段は、補間処理部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂで構成され、画像合
成手段は、画像合成部８で構成されている。

【００１４】固体撮像素子では、２次元の光学像情報を
読み取り電気信号に変換する光電変換部が、図２（ａ）
に示すように離散的に配置されている。そして、隣接す
る光電変換部の間には、撮像に直接寄与しない非感光領
域が存在する。イメージシフト法とは、この非感光領域
の存在を利用し、画像のサンプリング数を倍増すること
により入力画像の高精細化を図る方法である。

【００１５】すなわち、ある入力フレーム画像を図２
（ａ）に示されるものとすると、次に入力されるフレー
ム画像を、図２（ｃ）に示すような被写体像と撮像素子
の画素の相対的な位置関係を画素ピッチの１／２ずらし
た画像とする。そして、両画像を合成する。すると、図
２（ｂ）に示すように、実効的に２倍の画素密度で画像
を入力したことに相当し、高精細化が達成される。な
お、図２には、簡単のため２枚の画像を水平方向に補間
する場合を示したが、水平方向および垂直方向ともに補
間によって高精細化を図ることもできる。また、画素ピ
ッチの１／３ずつずらして一方向について３倍の高精細
化を図ることもできる。

【００１６】イメージシフト法は、このように複数のフ
レームの合成により（または、複数のフィールドの合成
により）高精細化を実現する方法である。従って、動領
域では、多重像が生ずるため適用できない。そこで、複
数フレームにわたって画像変化のない静止領域にのみイ
メージシフト法を適用する。しかし、人間の目の視覚特
性は、動領域に対しては静止領域に対するよりも解像力
が劣る。すなわち、比較的低精細でも画質の劣化は少な
い。よって、静止領域のみを高精細化すれば、視覚的に
は画面全体が高精細化されることになる。

【００１７】また、ここでは、緑成分の静止領域のみが
高精細化されることになる。しかし、一般にカラー画像
では、輝度成分のみ高精細にすることにより視覚的に高
精細な画像が再現されることが知られている。緑成分が
輝度成分に近い成分であることを考慮すれば、緑成分の
みを高精細にすることにより視覚的には画面全体が高精
細化される。

【００１８】次に図１を参照して第１の実施例による撮
像装置の動作について説明する。レンズ１の後方に配置
されたハーフミラー２は、各ＣＣＤ１，１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂに同一の被写体像を結像する。各ＣＣＤ１，
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、フレーム蓄積法で走査を行
う。

【００１９】モノクローム撮像手段におけるイメージシ
フト法を実現するために、圧電素子３は、ＣＣＤ１をフ
レーム周期に同期して振動させる。つまり、ＣＣＤ１を
１／２画素ピッチずつ、右、下、左、上のように、フレ
ーム周期に同期してシフトさせる。そして、フレーム合
成部７は、各フレームの画像を合成する。ＣＣＤ１にお
いて図３（ａ）に示すように光電変換部が配置されてい
るとすると、フレーム合成部７で合成されて得られる画
像は、図３（ｂ）に示すように、水平方向、垂直方向そ
れぞれ２倍に高精細化されたものとなる。図３（ｂ）に
おいて、Ｐ１を第ｎフレームの画像の画素とすると、Ｐ
２は第ｎ＋１フレームの画素、Ｐ３は第ｎ＋２フレーム
の画素、Ｐ４は第ｎ＋３フレームの画素となる。

【００２０】ＣＣＤ１１Ｒで撮像された画像は、補間処
理部５Ｒの補間処理によって、画素密度がフレーム合成
部７から出力される画像の画素密度と同一のものとされ
る。補間処理部５Ｒは、水平方向についてはフィールド
内補間を行う。垂直方向については、動領域検出部６Ｒ
からの検出信号に従って、動領域ではフィールド内補
間、静止領域ではフィールド間補間を実行する静動適応
型の補間を行う。そして、補間処理部５Ｒは、補間後の
信号を、赤成分画像の出力信号として出力端子９Ｒに出
力する。

【００２１】ＣＣＤ１１Ｂで撮像された画像も、同様
に、補間処理部５Ｂの補間処理によって、画素密度がフ
レーム合成部７から出力される画像の画素密度と同一の
ものとされる。そして、補間処理部５Ｂは、補間後の信
号を、青成分画像の出力信号として出力端子９Ｂに出力
する。

【００２２】ＣＣＤ１１Ｇで撮像された画像は、補間処
理部５Ｇで画素密度がフレーム合成部７から出力される
画像の画素密度と同一のものとされるが、補間処理部５
Ｇは、動領域、静止領域にかかわらず全画面についてＥ
ＤＴＶ等で用いられている公知の方法による動領域のた
めの補間処理を実行する。

【００２３】動領域検出部６Ｇは、緑成分画像信号につ
いて動領域の検出を行い、動きの程度に応じた動き検出
信号を出力する。なお、動領域の検出は、輝度変化の検
出等により実行される。画像合成部８は、補間処理部５
Ｇからの画像信号とフレーム合成部７からの画像信号と
を入力する。また、動領域検出部６Ｇからの動き検出信
号が動きの程度が大きいことを示している場合には、補
間処理部５Ｇからの画像信号を緑成分画像の出力信号と
して出力端子９Ｇに出力する。動き検出信号が動きの程
度が小さいことを示している場合には、フレーム合成部
７からの画像信号を出力する。

【００２４】フレーム合成部７から画像合成部８に入力
される信号は、高精細化された緑成分画像信号であり、
この画像信号が動き検出信号が小さいときに出力される
ことから、緑成分画像の静止領域が高精細化される。ま
た、動き検出信号が大きいときに動領域のための補間処
理が施された緑成分画像が出力されることから、緑成分
画像の動領域は、従来の動画撮像処理と同一速度で処理
される。

【００２５】図４は本発明の第２の実施例による撮像装
置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、図
１に示された撮像装置とほぼ同一の構成であるが、この
場合には、補間処理部５１Ｇが緑成分画像信号について
補間処理を実行する際に、カラー撮像手段のＣＣＤ１１
Ｇからの画像信号に加えて、モノクローム撮像手段のＣ
ＣＤ１で撮像された画像信号も使用する。

【００２６】図５〜図８を参照して補間処理部５１Ｇの
補間処理について説明する。図５〜図８において、実線
矩形で示される画素は、ＣＣＤ１１Ｇで撮像される緑成
分画像の画素を示し、円形で示される画素は、ＣＣＤ１
で撮像される画像の画素を示している。また、網掛け矩
形部分および斜線円形部分は各フィールドでサンプリン
グされる画素を示している。Pq(m,n) （q=1 〜4 、m=i,
i+1 、n=j,j+1 ）は画素位置を示す。ここで、i,i+1 は
水平方向の画素アドレス、j,j+1 は垂直方向の画素アド
レス（ライン番号）を示す。ｋ，ｋ＋１，ｋ＋２，ｋ＋
３は、補間処理後の画像におけるライン番号を示す。

【００２７】モノクローム撮像手段はイメージシフト法
で撮像を行っているので、対応する画素の位置がフレー
ム毎に異なっている。例えば、今、図５に示すように、
ＣＣＤ１からの第ｎフレーム画像における画素位置が、
ＣＣＤ１１Ｇからの画像における画素位置（P1(m,n) で
示される位置）と同じであるとする。ただし、ＣＣＤ１
１ＧとＣＣＤ１とで、画素配列は１ラインずれていると
する。

【００２８】図５（ａ）は奇数フィールドの画素配置、
図５（ｂ）は偶数フィールドの画素配置を示している。
ＣＣＤ１１ＧとＣＣＤ１とにおいて画素配列が１ライン
ずれているので、奇数フィールドで、ＣＣＤ１１Ｇでは
j番目のラインの画素がサンプリングされるのに対し
て、ＣＣＤ１では、j+1 番目のラインの画素がサンプリ
ングされる。

【００２９】補間処理部５１Ｇは、ＣＣＤ１１Ｇからの
画素とＣＣＤ１からの画素とを入力し、両者を合成して
補間された画像信号を作成する。すなわち、第ｎフレー
ムの奇数フィールドでは、補間処理部５１Ｇは、ｋ，ｋ
＋２，・・・，奇数ラインの画像信号を出力する。ただ
し、P2(m,n) で示される画素についてはサンプリングデ
ータがないので、その左右のP1(m,n) で示される画素の
平均値をP2(m,n) の値とする。

【００３０】偶数フィールドでは、ＣＣＤ１１Ｇではj+
1 番目のラインの画素がサンプリングされ、ＣＣＤ１で
は j番目のラインの画素がサンプリングされる。補間処
理部５１Ｇから出力されるべきラインは、ｋ＋１，ｋ＋
３，・・・，偶数ラインであるが、これらのラインの画
素（P3(m,n),P4(m,n) で示される画素）はサンプリング
されていない。そこで、（１），（２）式のように、サ
ンプリングされた画素からP3(m,n),P4(m,n) で示される
画素の値を求めそれを出力する。

【００３１】 P3(i,j)=[P1(i,j)+P1(i+1,j)+P1(i,j+1)+P1(i+1,j+1)]/4 ・・・（１） P4(i,j)=[P1(i,j)+P1(i,j+1)]/2 ・・・（２） 第ｎ＋１フレームでは、ＣＣＤ１が圧電素子２によって
１／２画素ピッチずらされるので、図６に示すような画
素配置となる。図６（ａ）は奇数フィールドの画素配
置、図６（ｂ）は偶数フィールドの画素配置を示してい
る。

【００３２】奇数フィールドで、ＣＣＤ１１Ｇでは j番
目のラインの画素がサンプリングされ、ＣＣＤ１ではj+
1 番目のラインの画素がサンプリングされる。ここで、
ＣＣＤ１１Ｇでは前フレームの奇数フィールドにおける
画素（ j番目のラインのP1(m,n) で示される位置）と同
一の画素がサンプリングされるが、ＣＣＤ１では、画素
位置が撮像側で右に１／２画素ピッチ分（出力側で１画
素ピッチ分）だけシフトしているので、サンプリング画
素は、j+1 番目のラインのP2(m,n) で示される画素とな
る。

【００３３】奇数フィールドでは、補間処理部５１Ｇ
は、ｋ，ｋ＋２，・・・，奇数ラインの画像信号を出力
する。ただし、ｋラインのP2(m,n) で示される画素につ
いては、サンプリング画素はないので、その左右のP1
(m,n) で示される画素の平均値をその値とする。また、
（ｋ＋２）ラインのP1(m,n) で示される画素について
は、サンプリング画素はないので、その左右のP2(m,n)
で示される画素の平均値をその値とする。

【００３４】偶数フィールドでは、ＣＣＤ１１Ｇではj+
1 番目のラインの画素がサンプリングされ、ＣＣＤ１で
は j番目のラインの画素がサンプリングされる。補間処
理部５１Ｇから出力されるべきラインは、ｋ＋１，ｋ＋
３，・・・，偶数ラインであるが、これらのラインの画
素（P3(m,n),P4(m,n) で示される画素）はサンプリング
されていない。そこで、（３），（４）式のように、サ
ンプリングされた画素からP3(m,n),P4(m,n) で示される
画素の値を求めそれを出力する。

【００３５】 P3(i,j)=[P1(i,j)+P1(i+1,j)+2×P2(i,j+1)]/4 ・・・（３） P4(i,j)=[2×P1(i,j)+P2(i-1,j+1)+P2(i,j+1)]/4 ・・・（４） 第ｎ＋２フレームでは、ＣＣＤ１が圧電素子２によって
下に１／２画素ピッチずらされるので、図７に示すよう
な画素配置となる。図７（ａ）は奇数フィールドの画素
配置、図７（ｂ）は偶数フィールドの画素配置を示して
いる。

【００３６】奇数フィールドで、ＣＣＤ１１Ｇでは j番
目のラインの画素がサンプリングされ、ＣＣＤ１ではj+
1 番目のラインの画素がサンプリングされる。ここで、
ＣＣＤ１１Ｇでは前フレームの奇数フィールドにおける
画素（ j番目のラインのP1(m,n) で示される位置）と同
一の画素がサンプリングされるが、ＣＣＤ１では、画素
位置が撮像側で下に１／２画素ピッチ分（出力側で１画
素ピッチ分）だけシフトしているので、サンプリング画
素は、j+1 番目のラインのP3(m,n) で示される画素とな
る。

【００３７】奇数フィールドでは、補間処理部５１Ｇ
は、ｋ，ｋ＋２，・・・，奇数ラインの画像信号を出力
する。ただし、ｋラインのP2(m,n) で示される画素につ
いては、サンプリング画素はないので、その左右のP1
(m,n) で示される画素の平均値をその値とする。また、
（ｋ＋２）ラインのP1(m,n) およびP2(m,n) で示される
画素については、サンプリング画素はないので、
（５），（６）式のように、サンプリングされた画素か
らP1(m,n),P2(m,n) で示される画素の値を求めそれを出
力する。

【００３８】 P1(i,j+1)=[P3(i-1,j+1)+P3(i,j+1)+P1(i,j)]/3 ・・・（５） P2(i,j+1)=[4×P3(i,j+1)+P1(i,j)+P1(i+1,j)]/6 ・・・（６） 偶数フィールドでは、ＣＣＤ１１Ｇではj+1 番目のライ
ンの画素がサンプリングされ、ＣＣＤ１では j番目のラ
インの画素がサンプリングされる。補間処理部５１Ｇか
ら出力されるべきラインは、ｋ＋１，ｋ＋３，・・・，
偶数ラインであるが、これらのラインの画素（P3(m,n),
P4(m,n) で示される画素）にはサンプリングされていな
いものがある。そこで、（ｋ＋１）ラインのP4(m,n) で
示される画素については、その左右のP3(m,n) で示され
る画素の平均値をその値とする。また、（ｋ＋３）ライ
ンについては、（７），（８）式のように、サンプリン
グされた画素からP3(m,n),P4(m,n) で示される画素の値
を求めそれを出力する。

【００３９】 P3(i,j+1)=[P1(i,j+1)+P1(i+1,j+1)+P3(i,j+2)]/3 ・・・（７） P4(i,j+1)=[4×P1(i,j+1)+P3(i-1,j+2)+P3(i,j+2)]/6 ・・・（８） 第ｎ＋３フレームでは、ＣＣＤ１が圧電素子２によって
左に１／２画素ピッチずらされるので、図８に示すよう
な画素配置となる。図８（ａ）は奇数フィールドの画素
配置、図８（ｂ）は偶数フィールドの画素配置を示して
いる。

【００４０】奇数フィールドで、ＣＣＤ１１Ｇでは j番
目のラインの画素がサンプリングされ、ＣＣＤ１ではj+
1 番目のラインの画素がサンプリングされる。ここで、
ＣＣＤ１１Ｇでは前フレームの奇数フィールドにおける
画素（ j番目のラインのP1(m,n) で示される位置）と同
一の画素がサンプリングされるが、ＣＣＤ１では、画素
位置が撮像側で左に１／２画素ピッチ分（出力側で１画
素ピッチ分）だけシフトしているので、サンプリング画
素は、j+1 番目のラインのP4(m,n) で示される画素とな
る。

【００４１】奇数フィールドでは、補間処理部５１Ｇ
は、ｋ，ｋ＋２，・・・，奇数ラインの画像信号を出力
する。ただし、ｋラインのP2(m,n) で示される画素につ
いては、サンプリング画素はないので、その左右のP1
(m,n) で示される画素の平均値をその値とする。また、
（ｋ＋２）ラインのP1(m,n) およびP2(m,n) で示される
画素については、サンプリング画素はないので、
（９），（１０）式のように、サンプリングされた画素
からP1(m,n),P2(m,n) で示される画素の値を求めそれを
出力する。

【００４２】 P1(i,j+1)=[P1(i,j)+2×P4(i,j+1)]/3 ・・・（９） P2(i,j+1)=[P1(i,j)+P1(i+1,j)+2×P4(i,j+1)+ 2×P4(i+1,j+1)]/6 （１０） 偶数フィールドでは、ＣＣＤ１１Ｇではj+1 番目のライ
ンの画素がサンプリングされ、ＣＣＤ１では j番目のラ
インの画素がサンプリングされる。補間処理部５１Ｇか
ら出力されるべきラインは、ｋ＋１，ｋ＋３，・・・，
偶数ラインであるが、これらのラインの画素（P3(m,n),
P4(m,n) で示される画素）にはサンプリングされていな
いものがある。そこで、（ｋ＋１）ラインのP3(m,n) で
示される画素については、その左右のP4(m,n) で示され
る画素の平均値をその値とする。また、（ｋ＋３）ライ
ンについては、（１１），（１２）式のように、サンプ
リングされた画素からP3(m,n),P4(m,n) で示される画素
の値を求めそれを出力する。

【００４３】 P3(i,j+1)=[P4(i,j+2)+P4(i+1,j+2)+2×P1(i,j+1)+P1(i+1,j+1)]/6 （１１） P4(i,j+1)=[2×P1(i,j+1)+P4(i,j+2)]/3 ・・（１２） 以上の４フレーム（８フィールド）の処理が繰り返し実
行されることにより、水平方向および垂直方向に２倍の
高精細化がなされた緑成分画像信号が、補間処理部５１
Ｇから出力される。以下、第１の実施例における処理と
同様の処理が実行される。本実施例による撮像装置は、
補間処理部５１Ｇがモノクローム撮像手段からの画像信
号も用いて補間処理を行うので、緑成分画像の動領域も
高精細にすることができる。

【００４４】図９は本発明の第３の実施例による撮像装
置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、図
１に示された撮像装置とほぼ同一の構成であるが、イメ
ージシフト法の内容が図１に示された撮像装置の場合と
は異なる。

【００４５】この場合には、図１０に示すイメージシフ
ト法が行われる。図９において、実線矩形は、カラー撮
像手段のＣＣＤ１１Ｇからの画像信号における画素を示
す。実線円形は、モノクローム撮像手段のＣＣＤ１で撮
像された画像信号における画素を示す。圧電素子３は、
１フレーム毎に画素位置が右、下、左上の順にシフトす
るようにＣＣＤ１を移動させる。

【００４６】すなわち、第１の実施例および第２の実施
例におけるイメージシフト法では、１フレーム毎に画素
位置を１／２画素ピッチずつ右、下、左、上の順でシフ
トさせて４フレームで４つの画素位置をサンプリングし
たが、本実施例におけるイメージシフト法では、３フレ
ームでカラー撮像手段でサンプリングされる位置を除く
３つの画素位置をサンプリングする。そして、フレーム
合成部７１は、ＣＣＤ１からの３フレーム分の画素およ
びＣＣＤ１１Ｇからの１フレーム分の画素を合成してフ
レーム画像を作成する。以下、第１の実施例における処
理と同様の処理が実行される。

【００４７】図１１は本発明の第４の実施例による撮像
装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すよう
に、本実施例による撮像装置は、モノクローム撮像手段
として単板式ＣＣＤカメラＣ１を有し、カラー撮像手段
として３板式カラーＣＣＤカメラＣ２を有する。そし
て、両ＣＣＤカメラの撮像素子上に同一被写体を結像さ
せるためのハーフミラー２が配置される。なお、単板式
ＣＣＤカメラＣ１は、内部にＣＣＤとともにイメージシ
フト法を実現するための圧電素子を有する。

【００４８】３板式カラーＣＣＤカメラＣ２から、第１
の実施例ないし第３の実施例におけるＣＣＤ１１Ｒ，１
１Ｇ，１１Ｂからの画像信号と同様の画像信号が出力さ
れるので、この撮像装置は、第１の実施例による撮像装
置と同様に動作して、高精細化された画像信号を出力す
る。

【００４９】なお、ここでは、ＣＣＤカメラを用いた場
合を示したが、カメラの種類とは無関係に本実施例を実
施することができる。また、２つのカメラが同一被写体
を撮像できるようにハーフミラー２が配置された場合を
示したが、撮像エリアを特定できる機能を備えれば、ハ
ーフミラー２を設ける必要はない。例えば、そのような
機能があれば、２つのカメラを平行に配置したり、一定
の角度をもたせて配置することもできる。

【００５０】また、上記各実施例では、１方向について
１／２画素ピッチだけずらすイメージシフト法を採用し
た場合を示したが、１／３画素ピッチあるいは１／４画
素ピッチずつずらしてさらに解像度を高めることもでき
る。上記各実施例では、圧電素子でＣＣＤを振動させて
撮像素子上で被写体像をシフトさせるイメージシフト法
を採用した場合を示したが、例えば、レンズ１と撮像素
子との間で透明板を振動させる方法等の他の方法によっ
てもよい。

【００５１】上記各実施例では、カラー撮像手段が撮像
した緑成分画像を用いて動領域検出を行う場合を示した
が、カラー撮像手段による他の色成分画像やモノクロー
ム撮像手段が撮像した画像を用いて行うことも可能であ
る。

【００５２】さらに、第１の実施例ないし第３の実施例
では、カラー撮像手段として、ダイクロイックプリズム
を用いた３ＣＣＤ方式を採用した場合を示したが、２個
のＣＣＤによって赤成分画像および青成分画像のみを撮
像するカラー撮像手段であってもよい。ただし、その場
合には、動領域検出をこれらの赤成分画像および青成分
画像を用いて行うか、あるいはモノクローム撮像手段が
撮像した画像を用いて行うことになる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像装置が、緑成分画像とその他の色成分画像とを分け
て撮像し、かつ、動領域と静止領域とを検出し、緑成分
画像については動領域に補間画像を用い、また、静止領
域に高精細化した画像を用いる構成であるから、それぞ
れの色およびそれぞれの領域に適した処理が施された高
解像度の画像を出力できる。すなわち、画像の精細度に
大きな影響を与える緑成分画像の静止領域については、
時間をかけることにより画素数の少ない撮像素子で十分
高精細な画像を得ることができる。また、動領域につい
ては、従来の動画撮像の速度と同一の速度で撮像でき、
自然な動画像を得ることができる。

【００５４】このように、本発明によれば、画素数の少
ない撮像素子を用いても高精細な画像を出力できるもの
を提供できる効果がある。よって、ＨＤＴＶ等の高精細
な動画撮像装置を低コストで実現できる。さらに、ＨＤ
ＴＶ用等の高解像度の撮像素子を用いれば、より高精細
な動画を得ることができる。

【００５５】また、動領域を検出して取り出しているの
で、動画を受信側に伝送する場合に、動領域と静止領域
において１コマ前に動領域であった部分との画像信号の
みを送ればよく、伝送信号を容易に圧縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による撮像装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】イメージシフト法による画像の高精細化を示す
説明図である。

【図３】フレーム合成の方法を示す説明図である。

【図４】本発明の第２の実施例による撮像装置の構成を
示すブロック図である。

【図５】第ｎフレームの撮像画像と出力画像との間の画
素位置関係を示す説明図である。

【図６】第ｎ＋１フレームの撮像画像と出力画像との間
の画素位置関係を示す説明図である。

【図７】第ｎ＋２フレームの撮像画像と出力画像との間
の画素位置関係を示す説明図である。

【図８】第ｎ＋３フレームの撮像画像と出力画像との間
の画素位置関係を示す説明図である。

【図９】本発明の第３の実施例による撮像装置の構成を
示すブロック図である。

【図１０】イメージシフト法の他の例を示す説明図であ
る。

【図１１】本発明の第４の実施例による撮像装置の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ ＣＣＤエリアセンサ ２ ハーフミラー ３ 圧電素子 ４ レンズ ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ，５１Ｇ 補間処理部 ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ 動領域検出部 ７，７１ フレーム合成部 ８ 画像合成部 Ｃ１，Ｃ２ ＣＣＤカメラ ＦＧ 緑用フィルタ ＤＰ ダイクロイックプリズム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を複数の色成分に分解して撮像する
   カラー撮像手段と、 前記画像を撮像し高精細化した緑成分画像を出力するモ
   ノクローム撮像手段と、 撮像された各画像の動領域を検出し検出信号を出力する
   動領域検出手段と、 前記カラー撮像手段からの各画像の画素密度を補間によ
   って増やす補間手段と、 前記動領域検出手段からの緑成分画像の検出信号に応じ
   て、前記補間手段からの緑成分画像と前記モノクローム
   撮像手段からの高精細化された緑成分画像とを合成する
   画像合成手段とを備えた撮像装置。