JPH0710105B2 - カラー撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は面順次式と同時式の両撮像装置を用いてカラー
撮像を行うカラー撮像装置に関する。

［従来技術］ 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
行い、このカラー円板に同期して観察者の目の前で別の
カラー円板を回転させ、カラー画像を観察するシステム
があった。その後、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、いわゆる同時式撮像装置が実用
化され、普及している。

一方、例えば特開昭60−73613号に開示されているよう
に、内視鏡の分野においては照明光を色順次に行い、単
一の撮像素子でカラー撮像をし、画像メモリによって各
色画像を同時に表示・観察するシステムが実用化されて
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ 色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、いわゆる色われ現象をおこし、画像が見にく
くなるという欠点があった。

一方、同時式撮像装置のうちカラーチップを撮像管ある
いは素子の前に貼り付ける単管、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言う欠点があった。また、ダイクロ
イックミラーを用いた三板あるいは三管式撮像装置はお
のおの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三つも
使う為、価格が高くなると言う欠点があった。

尚、内視鏡の分野で使われている色順次式撮像装置は被
写体や撮像装置が動いている場合、いわゆる色われを発
生するので、観察像が見にくくなり観察者が疲れると言
う欠点があった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたものであり、
撮像対象が動いている場合には色ずれ（色われ）の少な
い画像を得ることができ、且つ動きが少ない場合には高
解像度の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。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 面順次式撮像手段と、同時式撮像手段と、前記面順次式
撮像手段及び同時式撮像手段で撮像される同一の領域の
被写体の動きに対応する信号を出力する動き検知出力手
段と、該動き検知出力手段の検知出力に応じて前記面順
次式撮像手段の出力信号と前記同時式撮像手段の出力信
号との混合比率を変えて出力する撮像手段出力混合手段
とを設けることにより、動きが大きい場合には同時式撮
像装置の出力のウェートを大きくして色ずれの少ない画
像にし、一方動きの少ない場合には面順次式撮像装置の
出力のウェートを大きくして高解像度の画像を得られる
ようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図及び第２図は第１実施例のカラー撮像装置の構成図、
第３図はフィルム台に載置されたフィルムを示す説明図
である。

第２図に示すように第１実施例のカラー撮像装置１はフ
ィルム台に２に載置されたフィルム３を照明する照明装
置４と、照明されたフィルム３を撮像するテレビカメラ
５と、このテレビカメラ５に対する信号処理を行うカメ
ラ制御部６と、このカメラ制御部６から出力される標準
的な映像信号をカラー表示するテレビモニタ７とから構
成される。

撮像の対象となるフィルム３は第３図の矢印で示すよう
にフィルム台２上を上下、左右の任意の方向に移動でき
る状態にセットされる。照明装置４は、フィルム台２の
開口又は透明部を経てフィルム３を照明し、このフィル
ム３の透過光は照明装置４と反対側に配設されたテレビ
カメラ５側に入射する。

第１図に示すようにこのテレビカメラ５内には、フィル
ム３を透過して入射される光を分配する光学像分配装置
８が配置され、この光学像分配装置８によって面順次式
撮像装置９と同時式撮像装置11とに分配する。

つまり光学像分配装置８を透過した光は、モータ12によ
って回転される回転フィルタ13を通して面順次式撮像素
子14に入射される。又、光学像分配装置８で反射される
等した光は、モザイクフィルタ15を通して撮像素子16に
入射される。

テレビカメラ５内の撮像素子14から出力される面順次式
の信号は面順次式テレビカメラ制御装置17に入力され、
また撮像素子16から出力される同時式の信号は同時式テ
レビカメラ制御装置18に入力される。これらテレビカメ
ラ制御装置17,18によって、それぞれ信号処理されて同
一形態の映像信号（画像信号）に変換された後、両信号
は画像合成装置19に入力され、両信号が合成されて、テ
レビモニタ７に出力される。

この画像合成装置19は、フィルム台２上のフィルム３が
テレビカメラ５に対して移動しているか否かを検出する
動き検出装置21と接続されている。

この動き検出装置21は、面順次式テレビカメラ制御装置
17又は同時式テレビカメラ制御装置18からの信号が入力
され、該信号からフィルム３の画像が動いているか否か
の動き検出を行い、その結果を画像合成装置19に出力す
る。この動き検出は、例えば、入力される画像信号を基
にして、フレーム間差分等を求めることにより行っても
良いし、フィルム台２にフィルム３の動きを検出するセ
ンサを設けて機械的に行うようにしても良い。

上記画像合成装置19は動き検出装置21の結果を受けて、
フィルム３の動きが大きい場合には、同時式で得られる
画像を面順次式で得られた画像に比べて強めに（つまり
大きな重み付けで）合成し、フィルム３の動きが小さい
場合には、面順次式で得られた画像を同時式で得られた
画像に比べて強めに合成するという原則を守りながら、
両信号を合成してテレビモニタ７に出力する。

尚、両信号を合成する割り合いは、例えばフィルム３の
動き量に複数の基準を設け、検出された動き量が設定し
たある基準以上になれば、面順次式で得られる画像と同
時式で得られる画像の割り合いをある比率にするという
方法で決定できる。当然、高い基準を越えれば、同時式
で得られる画像の比率が高くなる。

このように構成された第１実施例の作用を以下に説明す
る。

照明装置４から出た照明光はフィルム３面を透過して光
学像を形成しテレビカメラ５に入力される。テレビカメ
ラ５内部では、入力された光学像を光学像分配装置８が
所望の割り合いで、例えば1:1で一方の撮像素子14と他
方の撮像素子16に分配する。一方の撮像素子14では光学
像は回転フィルタ13を通して入力され、他方の撮像素子
16ではモザイクフィルタ11を通して入力される。ここで
一方の撮像素子14から出力される信号は面順次式の信
号、他方の撮像素子16から出力される信号は同時式の信
号である。

テレビカメラ５から出力された面順次式の信号は面順次
式テレビカメラ制御装置17に入力され画像信号として出
力される。また同時式の信号は同時式テレビカメラ制御
装置18に入力され画像信号として出力される。

常にフィルム３の移動を監視している動き検出装置21
は、結果を画像合成装置19に出力する。画像合成装置19
は動き検出装置21の結果を受けて、フィルム３の動きが
大きい場合には、同時式で得られた画像を面順次式で得
られた画像に比べて強めに合成し、フィルム３の動きが
小さい場合には、面順次式で得られた画像を同時式で得
られた画像に比べて強めに合成する。

この結果、テレビモニタ７の表示画面上では撮像の対象
が動いている時には比較的色ずれの無い画像が、撮像の
対象が静止している時には高解像度の画像が表示される
ことになる。

面順次式の特徴は、同時式に比べて解像度が高いが、色
ずれを起こしやすいということであり、同時式の特徴
は、面順次式に比べて色ずれは起こしにくいが、解像度
は低いということである。

この第１実施例では、これらの特徴の利点が現われるよ
うにしているので、一方のみの装置の場合よりも品位の
良い画像が得られることになる。

尚、上記説明では動き量に複数の基準を設けたが、これ
に限られるものでなく、基準を１つしか設けないように
しても良い。この場合には、動き量は２値化され、フィ
ルム３が動いている場合には同時式、フィルム３が止っ
ている場合には面順次式というように、面順次式、同時
式に切り換えるのと同等の効果が得られることになる。

上記の実施例の他にも、次の様な構成・作用を実現する
ことによって、上記の実施例と同等の効果を得ることが
できる。動き検出手段の結果を光学像分配手段に出力す
る。画像合成手段の合成比率を例えば1:1等の一定にす
る。動き検出手段の結果を光学像分配手段に入力し、光
学像の分配比率を、動き検出手段を受けて合成比率を求
めるのと同じ方法で決定する。

以上の構成・作用で、面順次式で得られる画像と同時式
で得られる画像の合成に関して上記実施例と同等の効果
が得られ、全体としても上記実施例と同等の効果が得ら
れる。

第４図は顕微鏡に適用した第２実施例のカラー撮像装置
31を示す。

照明装置32を構成するランプ33にはトランス等で構成さ
れるランプ電源34から電力が供給される。このランプ33
による照明光は、該ランプ33の上方に配置されたコンデ
ンサレンズ35によって集光され、ステージ36の開口を経
て該開口に臨むスライドグラス37の被写体38に照射され
る。

このスライドグラス37はステージ36に図示しない固定部
材によって該ステージ36に固定されている。又、このス
ライドグラス37に載置された被写体38部分の上からカバ
ーグラス39が乗せられ、被写体38は両グラス37,39で挾
持されている。

上記カバーグラス39の直上には、鏡筒41の先端に取付け
られた対物レンズ42が配設され、被写体38の像を結び、
この像は鏡筒41の他端に取付けられた結像レンズ43によ
って拡大した像を結ぶようにしている。この結像レンズ
43が取付けられた鏡筒41の頂部（上端）には、TVカメラ
44が取付けられている。

上記TVカメラ44の構成は第１実施例と同様である。即
ち、TVカメラ44内の光軸上にはビームスプリッタとして
のハーフプリズム45が配置され、結像レンズ43を経て入
射される光を透過光と反射光に分岐する。この透過光側
の光軸上には第５図に示す回転カラーフィルタ46の透過
フィルタ部46R,46G,46Bが臨むように配置され、該透過
フィルタ部46R,46G,46Bを経た光は第１のCCD47に入射さ
れる。上記回転カラーフィルタ46は、モータ48によって
回転駆動されれることによって、円周方向に取付けた赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の透過フィルタ部46R,46G,
46Bが光軸上に順次臨むようになっている。上記ハーフ
プリズム45による反射光が進む光軸上にはカラーモザイ
クフィルタ49が取付けられた第２のCCD51が配設されて
いる。

上記ステージ36にはばね52,52の一端が取付けられ、ス
テージ36は水平面内で弾性的に保持されるようにしてあ
る。このステージ36の側面にはリニアモータ等で構成さ
れるアクチュエータ53に連結された駆動バー54の先端が
当てつけられている。このアクチュエータ53は、ステー
ジ移動指示手段55による移動指示信号により駆動信号を
出力するアクチュエータドライバ56と接続されている。
また、ステージ移動指示手段55による移動指示信号をス
イッチドライバ57を介して半導体スイッチ等で構成され
る切換スイッチ58の制御端に供給して、該切換スイッチ
58の切換を制御するようにしてある。

ところで、上記第１のCCD47はCCDドライバ、アンプ、A/
Dコンバータ、フレームメモリ、D/Aコンバータ等で構成
される第１のCCD制御回路61と接続され、この第１のCCD
制御回路61の出力端はスイッチ58の接点ａに接続されて
いる。

一方、第２のCCD51は同様にCCDドライバ及びアンプ等で
構成される第２のCCD制御回路62に接続され、この第２
のCCD制御回路62の出力端はスイッチ58の接点ｂが接続
されている。

上記スイッチ58の共通接点ｃはアンプ等で構成されるビ
デオ回路63の入力端に接続され、このビデオ回路63の出
力はカラーモニタ64に出力される。

上記スイッチ58は、移動指示信号が出力されると、共通
接点ｃは接点ｂとオンするようにその切換が制御される
ようになっている。

尚、クロック回路とかカウンタ回路等で構成されるタイ
ミングコントローラ65の出力は第１及び第２のCCD制御
回路61,62のタイミング信号入力端に供給されると共
に、モータ48を駆動する駆動信号を出力するモータ駆動
回路66にも供給される。

このように構成された第２実施例の動作を以下に説明す
る。

ランプ33で発しコンデンサレンズ35で集光され、被写体
38を透過した光はカバーグラス39、対物レンズ42及び結
像レンズ43を通ってハーフプリズム45に至る。ハーフプ
リズム45では入射した光が二分割され、一方は回転カラ
ーフィルタ46を通って第１のCCD47に、一方はカラーモ
ザイクフィルタ49を通って第２のCCD51に結像する。ス
テージ移動指示手段55からステージ移動の指示がなされ
ていない場合、すなわちステージ36が停止している間は
スイッチ58は接点ａ側に接続されている。その結果、回
転カラーフィルタ46と第１のCCD47による面順次式撮像
手段によって撮像され、第１のCCD制御回路61から出力
された画像信号がビデオ回路63に供給され、カラーモニ
タ64では高分解能で色再現性の良い画像が表示される。

一方、ステージ移動指示手段55からステージ移動指示が
出されると、スイッチ58の接点ｂに接続されると同時に
アクチュエータドライバ56がアクチュエータ53を駆動
し、駆動バー54あるいはばね52,52の張力によってステ
ージ36は水平にスライドする。このとき、ビデオ回路63
には第２のCCD制御回路62の出力が入力されており、カ
ラーモザイクフィルタ49と第２のCCD51で構成される同
時式撮像手段によって撮像された色ずれの無い画像がカ
ラーモニタ64で観察される。

この第２実施例の効果は第１実施例とほぼ同様である。

第６図は本発明の第３実施例のカラー撮像装置71を示
す。

第２実施例と異なるのは、ハーフプリズム45が無くな
り、その代わりに回転カラーフィルタ46の反射円板が光
軸に対して45度の角度で取り付けられていることであ
る。また、回転カラーフィルタ46の反射円板には第７図
のごとく、その円周方向にR,G,Bのカラー透過フィルタ
部46R,46G,46Bと、金属の蒸着等で作られた反射ミラー
部46rが貼付けられている。

その他は第２実施例と同様の構成である。

この第３実施例の動作を以下に説明する。

回転カラーフィルタ46の反射円板の回転位置によって、
結像レンズ43から出た光は透過または反射あるいは遮断
される。R,G,Bの透過フィルタ部46R,46G,46Bでは被写体
からの光のうち、各色成分の光のみが透過し第１のCCD4
7に結像する。一方、反射ミラー部46rでは光は反射さ
れ、カラーモザイクフィルタ49を通って第２のCCD51に
結像する。すなわち、回転カラーフィルタ46の反射円板
が１回転することによって、面順次式撮像手段と同時式
撮像手段の両方に被写体からの光が供給されるのであ
る。第１のCCD47、第２のCCD51の出力の切り換え等につ
いては第２実施例と同じである。

この第３実施例の効果は第２実施例と同様である。第８
図は本発明の第４実施例のカラー撮像装置81を示す。第
２実施例と異なる部分は、TVカメラ44内には回転カラー
フィルタ46を設けないで、照明装置32側に配置してい
る。回転カラーフィルタ46は、例えばコンデンサレンズ
35の中間、つまりランプ33と被写体38の間に配設されて
いる。この回転カラーフィルタ46はモータ駆動回路66か
らの駆動信号が供給されるモータ48で回転される。この
回転カラーフィルタ46は、第９図に示すようにR,G,Bの
透過フィルタ部46R,46G,46Bの他に光をそのまま通す透
過部46Tが設けてある。

また、第２のCCD制御回路62は、第２のCCD51からの画像
を記憶するフレームメモリを内蔵したものが用いてあ
る。

その他は第２実施例と同様の構成である。

この第４実施例の動作を以下に説明する。

回転カラーフィルタ46の回転位置として、光軸がR,G,B
の透過フィルタ部46R,46G,46Bと非透過部にある時、第
１のCCD47および第１のCCD制御回路61が作動し、面順次
照明による画像が第１のCCD制御回路61内のフレームメ
モリに記憶される。このとき第２のCCD49は作動しない
様にタイミングコントローラ65で制御される。

一方、回転カラーフィルタ46の円板が透過部46Tにある
ときは第１のCCD47の作動は中断し、第２のCCD51が作動
する。その結果、同時式撮像手段による画像が第２のCC
D制御回路62内のフレームメモリに記憶される。ステー
ジ移動指示手段55によってステージ36が移動している
時、あるいはステージ36が停止している場合の動作は第
２実施例と同じである。

又、この実施例の効果も第２実施例とほぼ同じである。

第10図は本発明の第５実施例のカラー撮像装置91を示
す。

第６図に示す第３実施例と異なる部分は、スイッチ58の
切換を行うスイッチドライバ57がステージ移動指示手段
55の出力で駆動されるのでなく、画像処理回路等で構成
される色ずれ検知手段92の出力で駆動されるようにして
ある。この色ずれ検知手段92には、例えば第１のCCD制
御回路61の出力信号が入力され、この出力信号から色ず
れ検知を行い、色ずれが検知された場合には接点ｂをオ
ンするようにしている。

この第５実施例の動作を以下に説明する。

この実施例ではステージ36が移動しているか停止してい
るかを、面順次式撮像手段の出力である第１のCCD制御
回路61の出力信号を使って検出している。その他の動作
は第３実施例と同様である。

尚、面順次式撮像手段の色ずれを検知する方法について
は、本願と同一出願人から特願平１−49042号、特願平
１−260728号その他で種々提案されている方法を用いる
ことができる。

第11図は本発明の第６実施例のカラー撮像装置101の主
要部を示す。

顕微鏡の結像レンズ102を経た光は、TVカメラ103を構成
するハーフプリズム104で透過光と反射光とに分岐さ
れ、透過光は、モータ105で回転される回転カラー円板1
06を経て第１のCCD107に像を結ぶ。一方、反射光は、カ
ラーモザイクフィルタ108を経て第１のCCD107と共役な
位置の第２のCCD109に像を結ぶ。

上記第１及び第２のCCD107,109はそれぞれ第１及び第２
のCCD制御回路111,112と接続され、それぞれ光電変換し
た信号から被写体像に対応した画像信号を生成し、オペ
アンプ等で構成される信号混合回路113にそれぞれ入力
される。

第２のCCD制御回路112の出力信号はさらにフィルタ等で
構成されるＹ信号分離回路114に入力され、このＹ信号
分離回路114で分離された輝度信号Ｙは、分配スイッチ1
15を介して第１及び第２フレームメモリ116,117に入力
される。

上記両フレームメモリ116,117の出力は動き検知回路118
に入力され、動き検知が行われる。この動き検知回路11
8の出力は信号混合回路113の混合比制御端に印加され、
この動き検知回路118の出力信号に応じて信号混合回路1
13に入力される２つの画像信号の混合比が制御される。

上記信号混合回路113の出力信号はビデオ回路119を介し
てカラーモニタ120に入力され、被写体像をカラー表示
する。

このように構成された第６実施例の動作を以下に説明す
る。

本実施例ではステージの動き検出は第２のCCD制御回路1
12の出力、すなわち同時式撮像手段の出力を用いて行っ
ている。Ｙ信号分離回路114で分離された第２のCCDの画
像信号のうちの輝度信号Ｙはフィールドあるいはフレー
ムごとに分配スイッチ115によって切り換えられながら
第１及び第２フレームメモリ116,117に交互に記憶され
る。動き検知回路118ではこれら第１及び第２フレーム
メモリ116,117に記憶された画像のずれを計算し、ステ
ージの動きの速度に対応した信号を出力する。

この出力は信号混合回路113における二つの入力の混合
比を決定するのに用いられる。動き検知地回路118の出
力が小さい時、すなわちステージの動きが遅い場合は面
順次式撮像手段の出力である第１のCCD制御回路111の出
力を高めに混合し、ステージの動きが大きい時は同時式
撮像手段の出力である第２のCCD制御回路112の混合比を
高めるのである。そしてステージが停止したならば、CC
D制御回路111の出力のみを信号混合回路113から出力す
るのである。その結果、ステージの動きの速度によっ
て、カラーモニタ120に表示される画像は面順次式撮像
手段の画像から同時式撮像手段の画像へと連続的に切り
替わる。

上述の各実施例では、面順次式撮像手段の撮像素子であ
る第１のCCD47,107として電荷蓄積部と電荷転送部が共
通であるライントランスファータイプのCCDを想定して
ある為、回転カラーフィルタ46又は回転カラー円板106
に光遮断部を必要としたが、第１のCCDとしてインタラ
イントランスファー型、あるいは電荷蓄積部と電荷転送
部が異なる領域であるフレームトランスファー型のもの
を用いれば、R,G,B透過フィルタ部46R,46G,46Bをもっと
広くし、光遮断部を少なくすることができる。また、ス
テージ36が動いていることを検知する為に、ステージ36
にマークを付け、このマークの動きを検知するようにし
ても良い。ステージ36と撮像手段の相対的な動きが検知
できれば手段は何でも良いのである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、面順次式の撮像手段
と同時式の撮像手段とから得られる各画像信号を被写体
の動きに対応した動き検知信号に応じてその混合比を切
換えるようにしているので、動きがある場合には色ずれ
の少ない画像が得られ、且つ動きが少ない場合には高解
像度の画像が得られるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例のカラー撮像装置の構成図、第２図は第
１実施例の概略構成図、第３図はフィルム台に移動自在
に載置されるフィルムを示す平面図、第４図は本発明の
第２実施例のカラー撮像装置の構成図、第５図は第２実
施例に用いられる回転カラーフィルタの正面図、第６図
は本発明の第３実施例のカラー撮像装置の構成図、第７
図は第３実施例に用いられる回転カラーフィルタの正面
図、第８図は本発明の第４実施例のカラー撮像装置の構
成図、第９図は第４実施例に用いられる回転カラーフィ
ルタの正面図、第10図は本発明の第５実施例のカラー撮
像装置の構成図、第11図は本発明の第６実施例のカラー
撮像装置の主要部を示す構成図である。 １……カラー撮像装置、２……フィルム台 ３……フィルム、４……照明装置 ５……テレビカメラ、６……カメラ制御部 ７……テレビモニタ、８……光学像分配装置 ９……面順次式撮像装置、11……同時式撮像装置 14,16……撮像装置、19……画像合成装置 21……動き検出装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】面順次式撮像手段と、 同時式撮像手段と、 前記面順次式撮像手段及び同時式撮像手段で撮像される
   同一の領域の被写体の動きに対応する信号を出力する動
   き検知出力手段と、 該動き検知出力手段の検知出力に応じて前記面順次式撮
   像手段の出力信号と前記同時式撮像手段の出力信号との
   混合比率を変えて出力する撮像手段出力混合手段とを設
   けたことを特徴とするカラー撮像装置。