JPH08331465A

JPH08331465A - ２板式撮像装置

Info

Publication number: JPH08331465A
Application number: JP7131755A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Okauchi; 茂樹岡内; Tatsuji Katayama; 達嗣片山; Masayoshi Sekine; 正慶関根; Katsuhiko Mori; 克彦森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】種々の画質による撮像を行うことが可能な２
板式撮像装置を提供できるようにすることを目的とす
る。【構成】撮像光学系１を通過した被写体像が結像され
る２つの撮像素子３、４と、上記２つの撮像素子３、４
のうち、少なくとも一方の撮像素子４に結像される被写
体像の結像位置を移動させる移動手段７と、上記移動手
段７の動作を制御する制御手段８とを設け、上記撮像素
子４に結像される被写体像の結像位置を制御することに
より、輝度及び色の解像度を向上させた撮像を行った
り、或いはダイナミックレンジを拡大させた撮像を行っ
たりすることを一つの撮像装置を用いて行うことができ
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２板式撮像装置に関し、
特に、画像の輝度あるいは色の解像度を改良したり、ダ
イナミックレンジの拡大したりする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、２板式撮像装置においては画
像の輝度あるいは色の解像度に関する改良、およびダイ
ナミックレンジの拡大に関して様々な提案がなされてい
る。たとえば、画像の輝度の解像度の改良に関する一例
として、特開昭５５−１６５１９号公報では、２つの撮
像素子を被写体像に対する相対的な位置を水平方向に絵
素配列の１／２ピッチずれるように設定して、その色フ
ィルタはそれぞれ撮像面に対して垂直方向に輝度信号フ
ィルタ成分と、色信号フィルタ成分とを交互に配列し、
かつその配列順序が２つの色フィルタ間で交互に入れ違
うように構成し水平方向の解像力と色再現性の向上を実
現している。

【０００３】また、画像の色解像度の改良に関する一例
として、特開平６−８６３０１号公報では、水平方向お
よび垂直方向にそれぞれ２画素ずつ並べて成る計４画像
のうち、少なくとも２画素が補色の異なる分光特性を有
する同構成の２つの撮像素子を、上記４画素の信号に関
して対応する画素同士を重ね合わせ（具体的には、一画
素ピッチ分水平方向にずらして配置する）た信号から、
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を抽出するよう構成し、色および輝度の
解像度の向上を実現している。

【０００４】また、ダイナミックレンジ拡大に関する一
例として、特開昭５６−３９６８０号公報では被写体か
らの入射光を所定比をもって２つに分割してそれぞれの
撮像素子に受光し、それらを混合して映像信号を得るよ
うに構成し、輝度差の大きい被写体でも白とびや黒つぶ
れのない映像を得ることができるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の各装置では、一つの撮像装置においては、解像度
を向上させる性能か、あるいはダイナミックレンジを拡
大させる性能のどちらか一つの性能しか持ち合わせてい
なかった。このため、従来の撮像装置においては、一つ
の撮像装置において画像の輝度あるいは色の解像度を向
上させたり、ダイナミックレンジを拡大させたりするこ
とを選択的に行うことはできなかった。

【０００６】本発明は上述の問題点に鑑み、種々の画質
による撮像を行うことが可能な２板式撮像装置を提供で
きるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の２板式撮像装置
は、撮像光学系を通過した被写体像がそれぞれ結像され
る２つの撮像素子と、上記２つの撮像素子のうち、少な
くとも一方の撮像素子に結像される被写体像の結像位置
を移動させる移動手段と、上記移動手段の動作を制御す
る制御手段とを具備している。

【０００８】また、本発明の他の特徴とするところは、
撮像光学系を通過した被写体像がそれぞれ結像される２
つの撮像素子と、上記２つの撮像素子のうち、少なくと
も一方の撮像素子に結像される被写体像の結像位置を移
動させる移動手段と、上記撮像素子を用いて行われる複
数の撮像モードのうちの一つを選択する撮像モード選択
手段と、上記撮像モード選択手段によって選択された撮
像モードに応じて上記移動手段の動作を制御する制御手
段とを具備している。

【０００９】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、撮像光学系を通過した被写体像がそれぞれ結像され
る２つの撮像素子と、上記２つの撮像素子のうち、少な
くとも一方の撮像素子に結像される被写体像の結像位置
を移動させる移動手段と、上記撮像素子を用いて行われ
る複数の撮像モードのうちの一つを選択する撮像モード
選択手段と、上記撮像素子の出力に基づいて上記移動手
段の動作をフィードバック制御し、上記撮像モード選択
手段によって選択された撮像モードに対応したずれ量と
なるように制御する制御手段とを具備している。

【００１０】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、撮像モード選択手段が画質を選択するようにしてい
る。

【００１１】

【作用】本発明は上記技術手段を有するので、撮像光学
系を通過した被写体像が結像される２つの撮像素子のう
ち、少なくとも一方の撮像素子に結像される被写体像の
結像位置を自由に制御することが可能となり、これによ
り、輝度及び色の解像度を向上させたり、或いはダイナ
ミックレンジを拡大させたりすることを選択的に行うこ
とができるがようになる。

【００１２】また、本発明の他の特徴によれば、撮像モ
ード選択手段によって選択された撮像モードに応じて移
動手段の動作が制御されるので、被写体像の結像位置が
上記撮像モード選択手段によって選択された撮像モード
に対応する最適な位置に制御される。

【００１３】また、本発明のその他の特徴によれば、撮
像モード選択手段によって選択された撮像モードに対応
したずれ量となるように移動手段の動作がフィードバッ
ク制御されるので、被写体像の結像位置が上記撮像モー
ド選択手段によって選択された撮像モードに対応する最
適な位置に制御されるとともに、上記被写体像の結像位
置を位置決めする精度を向上させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の２板式撮像装置の一実施例を
図面を参照して説明する。図１は、本発明の２板式撮像
装置の概略構成を示す機能構成図である。図１におい
て、１は撮像光学系、３は第１の撮像素子、４は第２の
撮像素子、５は映像信号処理手段、６は表示手段、７は
移動手段、８は制御手段、９は撮像モード選択手段であ
る。

【００１５】撮像光学系１は、被写体からの光を装置内
部に導くためのものである。また、第１の撮像素子３お
よび第２の撮像素子４は、上記撮像光学系１を通過した
被写体像が結像される位置に設けられており、撮像面に
結像される被写体像を電気信号に変換する。

【００１６】映像信号処理手段５は、上記第１の撮像素
子３から出力される撮像信号Ｓ１および第２の撮像素子
４から出力される撮像信号Ｓ２に所定の処理を施して映
像信号Ｓ３を生成する。

【００１７】移動手段７は、上記２つの撮像素子３に結
像される被写体像の位置を移動させるためのものであ
る。また、制御手段８は移動手段７の動作を制御するた
めものであり、上記第１の撮像素子３に結像される被写
体像の位置が撮像モードに対応する所定の位置になるよ
うにするためのものである。

【００１８】撮像モード選択手段９は、上記撮像素子
３、４を用いて行われる複数の撮像モードのうちの一つ
を選択するためのものである。本実施例においては、高
解像モードおよびダイナミックレンジ拡大モードの両方
を実現できるようにした例を示している。

【００１９】このように構成した本実施例の２板式撮像
装置によれば、第２の撮像素子４の位置を移動手段７に
よって制御し、上記第２の撮像素子４の撮像面に結像さ
れる被写体像の結像位置を自由に制御することができ
る。

【００２０】したがって、上記第２の撮像素子４を所定
の位置に移動させることにより、輝度及び色の解像度を
向上させたり、或いはダイナミックレンジを拡大させた
りすることができるようになる。なお、上述した実施例
では各機能をハード的に示しているが、これらの機能は
コンピュータのプログラムによって構成されている。

【００２１】次に、本発明の２板式撮像装置の具体的な
構成を実施例に基づいて説明する。図２は、本発明の一
実施例である２板式撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。図２において、システムコントロール回路１０は
マイクロコンピュータであり、本実施例の撮像装置全体
の制御を行う。

【００２２】撮像光学系１１はレンズ１２と絞り１３と
を備えている。上記レンズ１２は、ズーミング動作時に
ズーム駆動回路１４によって駆動される。また、合焦動
作時にはフォーカス駆動回路１５によって駆動される。

【００２３】絞り１３は、露出制御時にアイリス駆動回
路１６によってその開度が調整される。なお、ズーム駆
動回路１４、フォーカス駆動回路１５およびアイリス駆
動回路１６はシステムコントロール回路１０によって制
御される。

【００２４】撮像光学系１１を通った光線は、ハーフミ
ラー２１を通って第１および第２のＣＣＤ（イメージセ
ンサ）２２、２３にそれぞれ導かれる。したがって、こ
れらの第１および第２のＣＣＤ２２、２３の撮像面には
同じ被写体像が結像される。なお、第１および第２のＣ
ＣＤ２２、２３にはそれぞれフィルタ５１、５２が設け
られている。

【００２５】これらの第１および第２のＣＣＤ２２、２
３は、ＣＣＤドライバ３５によって駆動され、これによ
り第１および第２のＣＣＤ２２、２３上に結像された被
写体像に対応した映像信号が生成され、上記映像信号が
第１および第２のＡ／Ｄ変換器３１、３２にそれぞれ供
給される。上記ＣＣＤドライバー３５は、システムコン
トロール回路１０によって制御される同期信号発生回路
３６から出力されるパルス信号により作動するようにな
されている。

【００２６】第１および第２のＡ／Ｄ変換器３１、３２
に入力された映像信号は、ここでディジタル信号に変換
され、次いで、画像メモリ３３、３４に与えられて記憶
される。上記映像信号が記憶される画像メモリ３３、３
４のアドレスは、アドレス制御回路３７を介してシステ
ムコントロール回路１０により制御される。

【００２７】映像信号処理回路３８は、第１および第２
の画像メモリ３３、３４に記憶された映像信号に対して
後述する処理を施し、これにより輝度信号とともにＲ信
号、Ｇ信号およびＢ信号を生成する。これらのＲ信号、
Ｇ信号およびＢ信号は不図示のインタフェース回路を介
して、記録媒体やコンピュータ、あるいはディスプレイ
装置に出力される。

【００２８】相関検出回路４２は、２つの画像メモリ３
３、３４に記憶された画像データを元にして両者の相関
を検出する。上記相関検出は、具体的には第１および第
２のＣＣＤ２２、２３上に結像された画像がどれだけず
れているのかを、例えば、マッチングによって測定する
ようにしている。

【００２９】ここから得られる出力は、水平方向に１．
３画素、垂直方向に０．７画素といった値で、それがシ
ステムコントロール回路１０に入力され、そこで現在設
定されている画質切り換えスイッチ４１の状態に応じた
命令にして、ＣＣＤ駆動回路４３に入力される。

【００３０】すると、上記入力に従って所望の相関値に
なるよう積層圧電素子４４が駆動して第１のＣＣＤ２２
の位置を移動させる。すなわち、上記相関検出回路４２
は、システムコントロール回路１０、ＣＣＤ駆動回路４
３および積層圧電素子４４によってフィードバック制御
が行われる。上記積層圧電素子４４は、上記第１のＣＣ
Ｄ２２を光軸に垂直な面上で撮像画面の水平垂直方向に
移動させるように構成されている。

【００３１】システムコントロール回路１０に接続され
た画質切換スイッチ４１は、高解像モードとダイナミッ
クレンジ拡大モードの２つの機能を切り換えるためのも
のである。映像信号処理回路３８には、電子ビューファ
インダ（略してＥＶＦ）３９が接続されていて、撮像さ
れている映像が表示されるようになっている。

【００３２】ハーフミラー２１は、第１および第２のＣ
ＣＤ２２、２３に略同等の光量に分配して導くようにす
るためのものである。なお、第１および第２のＣＣＤ２
２、２３に導かれる光量は厳密に同じでなくてもかまわ
ない。なぜならば、これらの光量が異なる場合は、第１
および第２のＣＣＤ２２、２３の出力をゲイン調整する
ことにより、これらの出力信号の大きさが同じになるよ
うにすることができるからである。

【００３３】図３は、第１および第２のＣＣＤ２２、２
３の受光面上に設けれたカラーフィルタ５１、５２の配
列例を示すものである。これらのカラーフィルタ５１、
５２は、補色市松カラーフィルタであり、第１および第
２のＣＣＤ２２、２３の撮像面上において同じ構成であ
る。

【００３４】これらのカラーフィルタ５１、５２では、
マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｅ）
およびグリーン（Ｇ）を透過させる各フィルタ要素が交
互に配設されている。すなわち、水平方向および垂直方
向にそれぞれ２画素ずつ並べてなる計４画素には、グリ
ーン（Ｇ）の他に、補色の異なる分光特性を有するマゼ
ンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）およびシアン（Ｃｅ）
の３画素が設けられている。

【００３５】次に、これら第１および第２のＣＣＤ２
２、２３の出力から、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を抽出する方法に
ついて説明する。まず、Ｒ信号の抽出について説明す
る。マゼンタ（Ｍｇ）に含まれるＲ信号をＲ_Mg、Ｂ信号
をＢ_Mgとする。また、イエロー（Ｙｅ）に含まれるＲ信
号をＲ_Ye、Ｇ信号をＧ_Ye、シアン（Ｃｙ）に含まれるＧ
信号をＧ_Cyとする。さらに、Ｂ信号をＢ_Cyとすると、Ｍｇ＝Ｒ_Mg＋Ｂ_Mg、Ｙｅ＝Ｒ_Ye＋Ｇ_Ye、Ｃｙ＝Ｇ_Cy＋Ｂ
_Cy と表すことができる。

【００３６】Ｒ信号は、垂直方向に並ぶマゼンタ（Ｍ
ｇ）とイエロー（Ｙｅ）、およびグリーン（Ｇ）とシア
ン（Ｃｙ）の４画素から、次の式により得られる。Ｒ_S＝（Ｍｇ＋Ｙｅ）−α（Ｇ＋Ｃｙ）＝Ｒ_Mg＋Ｂ_Mg＋Ｒ_Ye＋Ｇ_Ye−αＧ−αＧ_Cy−αＢ_Cy ＝Ｒ_Mg＋Ｒ_Ye＋Ｇ_Ye−α（Ｇ＋Ｇ_Cy）＋Ｂ_Mg−αＢ_Cy ＝Ｒ_Mg＋Ｒ_Ye …（１）ただし、この（１）式が成立するためには、 α＝Ｇ_Ye／（Ｇ＋Ｇ_Cy）＝Ｂ_Mg／Ｂ_Cy が成立することが条件である。

【００３７】Ｂ信号についても同様に、次の式により得
られる。Ｂ_S＝（Ｍｇ＋Ｃｙ）−β（Ｇ＋Ｙｅ）＝Ｒ_Mg＋Ｂ_Mg＋Ｇ_Cy＋Ｂ_Cy−βＧ−βＲ_Ye−βＧ_Ye ＝Ｂ_Mg＋Ｂ_Cy＋Ｇ_Cy−β（Ｇ＋Ｇ_Ye）＋Ｒ_Mg−βＲ_Ye ＝Ｂ_Mg＋Ｂ_Cy …（２）ただし、この（２）式が成立するためには、 β＝Ｇ_Cy／（Ｇ＋Ｇ_Ye）＝Ｒ_Mg／Ｒ_Ye が成立することが条件である。

【００３８】Ｇ信号については、輝度信号（Ｙ）と、
（１）式、（２）式により求められたＲ_S，Ｂ_Sとから
得られる。すなわち、Ｇ_S＝Ｙ−Ｒ_S−Ｂ_S ＝（Ｍｇ＋Ｃｙ＋Ｇ＋Ｙｅ）−Ｒ_S−Ｂ_S ＝Ｇ＋Ｇ_Ye＋Ｇ_Cy …（３）

【００３９】そして、上記式を満たすα、βはあらかじ
め求められ設定される。次に、上記のように構成された
本実施例の撮像装置により行われる２つの撮像モード、
すなわち、高解像モードおよびダイナミックレンジ拡大
モードについて説明する。

【００４０】まず、高解像モードを説明する。画質切換
スイッチ４１が操作されて高解像モードが選択される
と、第１および第２のＣＣＤ２２、２３にそれぞれ結像
される被写体像が水平１．０画素、垂直０画素だけずれ
るように、第１のＣＣＤ２２の位置が制御される。上記
位置制御は、撮像される画像からのフィードバックにて
行われる。この状態は、図４に示すような画素配列にな
る。

【００４１】このようにして画素を重ね合わせると、こ
れらの重なり合った２画素（図４における斜線部分）か
ら輝度信号およびＲ，Ｇ，Ｂ信号を抽出することができ
るようになり、輝度及び色の解像度を向上させることが
できる。

【００４２】つづいて、第１フィールド、第２フィール
ドにおける読み出し方を、図５に示す。図５から明らか
なように、本実施例においてはそれぞれの画素出力を重
複して利用することにより、第１フィールドと第２フィ
ールドの映像信号を得るようにしている。

【００４３】次に、ダイナミックレンジ拡大モードを説
明する。ダイナミックレンジ拡大モードが選択される
と、２つのＣＣＤ２２、２３に結像される被写体像がち
ょうど重なるように第１のＣＣＤ２２の位置が制御され
る。この状態では２つのＣＣＤの出力信号をそのまま加
算するので、ダイナミックレンジが拡大される。

【００４４】なお、上記実施例において、高解像モード
においては水平方向のみに画素を１．０画素ずらすとし
て説明したが、垂直方向にのみ１．０画素ずらすように
する高解像モードを設けることも可能である。このよう
にすると、垂直方向の解像度を向上させることができ
る。

【００４５】また、水平および垂直の両方向に１．０画
素ずつずらすようにすると、水平および垂直の両方向に
おいて解像度を向上させることができる。これらの画素
の重ね合わせの配列を、図６の（ａ）、（ｂ）に示す。

【００４６】また、ダイナミックレンジの拡大に関して
は、たとえば、第１のＣＣＤ２３に入射する光量を、透
過量の制御を行うことができる液晶フィルタ等で減少さ
せて、２つのＣＣＤ２２、２３の出力を合成することも
可能である。

【００４７】次に、本発明の２板式撮像装置の第２の実
施例について説明する。図７は、本発明の２板式撮像装
置の第２の実施例を示す構成図であり、第１の実施例と
同一のものは同一番号を付して詳細な説明を省く。

【００４８】図７において、６１、６２は、第１および
第２のＣＣＤ２２、２３に貼りつけられた色フィルタで
ある。その構成は、図８の如くになっており、一般的に
は緑市松フィールド順式配列と呼ばれている。

【００４９】また、６３は積層型圧電素子からなるアク
チュエータで、光分離面６５ａを有するプリズム６５
と、第２のＣＣＤ２３（フィルタ６２を含む）とが一体
になった状態で第２のＣＣＤ２３に光が入射する方向に
駆動回路６６により移動させることができる。

【００５０】ここで、プリズム６５と第２のＣＣＤ２３
とを一体的に移動させるのは、光路長が変化しないよう
にするためである。６４は２つのＣＣＤ２２、２３から
得られるＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号とＲＧＢ信号を抽
出する処理を行う映像信号処理回路である。

【００５１】上記構成において、高解像モードが選択さ
れると、２つのＣＣＤ２２、２３にそれぞれ結像される
被写体像が水平０．５画素、垂直０画素だけずれるよう
にプリズム６５と第２のＣＣＤ２３の位置が、撮像され
る画像からのフィードバックにより制御される。この状
態での画素配列を図９に示す。

【００５２】図中、画素の左上部に▲印が付いているの
が第２のＣＣＤ２３の画素である。図９において、奇数
行は第１フィールド、偶数行は第２フィールドに対応し
ている。ここでは、緑信号は走査線ごとに位相がπだけ
ずれた形で得られるので、水平方向に加算することによ
り解像度を向上することができる。

【００５３】すなわち、ＩＨ遅延信号と原信号とを０．
５画素ずつ連続にサンプリングしながら、１画素ごとに
交互にサンプリングする。一方、赤と青の信号は０．５
画素ずつ連続にサンプリングしながら１画素ずつ間をあ
けてサンプリングする。

【００５４】ところで、緑信号は各走査線で連続した信
号が得られるが、赤、青信号は各走査線でどちらか一方
の信号しか得られず、いわゆる緑順次色信号となる。こ
れを同時信号に変換するために、ＩＨ遅延線（図示せ
ず）を用いて、同時信号に変換するようにしている。

【００５５】なお、ダイナミックレンジ拡大モードで
は、第１の実施例と同様に２つのＣＣＤ２２、２３にそ
れぞれ結像される被写体像がちょうど重なるようにプリ
ズム６５と第２のＣＣＤ２３の位置を制御する。

【００５６】次に、本発明の２板式撮像装置の第３の実
施例について説明する。図１０は、第３の実施例を説明
するための２板式撮像装置の構成を示すブロック図であ
り、本実施例の場合には光学系を２つ有する２眼撮像装
置でもある。システムコントロール回路７０はマイクロ
コンピュータであり、本実施例の２眼２板式撮像装置の
全体の制御を行う。

【００５７】第１の撮像光学系７１は、レンズ７２およ
び絞り７３を備えている。また、第２の撮像光学系８１
はレンズ８２と絞り８３を備えている。これらのレンズ
７２、８２はズーミング動作時にズーム駆動回路７４、
８４によって駆動される。また、合焦動作時にフォーカ
ス駆動回路７５、８５によって駆動される。絞り７３お
よび８３は、露出制御時にアイリス駆動回路７６、８６
によって開度を調整される。

【００５８】また、第１の撮像光学系７１および第２の
撮像光学系８１は、光軸可変素子７７、８７をさらに有
している。この光軸可変素子７７、８７の具体的な構成
としては、２枚の平行平板の間にシリコンオイルが封入
されていて、平行平板の相対的角度とシリコンオイルの
屈折率で光軸の変化量が決定されるようになされてい
る。なお、上記光軸可変素子７７、８７は光軸駆動回路
７８、８８によって駆動される。

【００５９】ズーム駆動回路７４、８４、フォーカス駆
動回路７５、８５、アイリス駆動回路７６、８６および
光軸駆動回路７８、８８はシステムコントロール回路７
０によって制御される。

【００６０】第１の撮像光学系７１および第２の撮像光
学系８１を通った光線は、全反射ミラー７９および８９
で反射して直交した後、第１のＣＣＤ９２および第２の
ＣＣＤ９３に導かれる。これにより、各ＣＣＤ９２、９
３上に被写体像がそれぞれ結像される。

【００６１】光軸が直交する場所にはハーフミラー９１
が挿脱自在に設けられている。上記ハーフミラー９１は
ミラー駆動回路９４により駆動されるようになされてい
る。また、上記ミラー駆動回路９４はシステムコントロ
ール回路７０によって制御されるようになされている。

【００６２】第１および第２のＣＣＤ９２、９３には、
フィルタ９５、９６がそれぞれ設けられている。これら
のフィルタ９５および９６は、第１の実施例のフィルタ
５１、５２と同一のものである。また、上記ＣＣＤ９
２、９３は、ＣＣＤドライバ１０５によって駆動され
る。

【００６３】これにより、上記第１および第２のＣＣＤ
９２、９３上にそれぞれ結像された被写体像に対応した
映像信号がＡ／Ｄ変換器１０１、１０２にそれぞれ供給
される。ＣＣＤドライバ１０５は、システムコントロー
ル回路７０によって制御される同期信号発生回路１０６
から出力されるパルス信号により作動するようになされ
ている。

【００６４】Ａ／Ｄ変換器１０１、１０２に入力された
アナログの映像信号は、ここでディジタル信号に変換さ
れ、第１および第２の画像メモリ１０３、１０４に記憶
される。上記第１および第２の画像メモリ１０３、１０
４のアドレスは、アドレス制御回路１０７を介してシス
テムコントロール回路７０により制御される。

【００６５】第２のＣＣＤ９３には、積層型の圧電素子
１０８が取り付けられている。この圧電素子１０８は、
第２のＣＣＤ９３を光軸に垂直な面内で撮像画面の水
平、垂直方向に移動させることができるものであり、Ｃ
ＣＤ移動回路１０９により駆動される。上記ＣＣＤ移動
回路１０９は、システムコントロール回路７０によって
制御される。

【００６６】第１および第２の画像メモリ１０３、１０
４に記憶された映像信号は、相関検出回路１１０にて両
者の相関が検出される。そして、上記相関検出回路１１
０の相関検出出力はシステムコントロール回路７０に入
力され、上記相関検出出力に基づいて立体撮像か２Ｄ撮
像かの何方かが選択される。

【００６７】また、撮像モード選択スイッチ１１１の状
態と、高解像撮像かダイナミックレンジ拡大撮像かを切
り換えるための画質切換スイッチ１１２の状態とによ
り、光軸駆動回路７８、８８や、ＣＣＤ移動回路１０９
の動作を制御するようにしている。

【００６８】映像信号処理回路１１３は、第１および第
２の画像メモリ１０３、１０４に記憶された映像信号に
対して第１の実施例で述べた処理を施して輝度信号とと
もにＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号を出力する。そして、
本実施例においては立体撮像も可能となっていることか
ら、出力は２系統ある。なお、映像信号処理回路１１３
には電子ビューファインダーＥＶＦ１１４が接続されて
いる。

【００６９】上記のように構成された２板式撮像装置に
おいて、まず立体撮像モードについて説明する。撮像モ
ード選択スイッチ１１１により立体撮像モードが選択さ
れると、ミラー駆動回路９４が動作して、ハーフミラー
９１が光軸上から退避するように移動される。

【００７０】つづいて、第１および第２の光軸駆動回路
７８、８８が光軸可変素子７７、８７を駆動し、光軸を
平行にする。第１の撮像光学系７１（以後、右側光学系
とする）を通った光線は第２のＣＣＤ９３上に結像し、
その出力はＡ／Ｄ変換１０２、第２の画像メモリ１０４
を介して映像信号処理回路１１３に入力される。

【００７１】ここで、各ＣＣＤ９２、９３に貼りつけら
れている色フィルタ９５、９６の配列は第１の実施例と
同じであるから、マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙ
ｅ）、シアン（Ｃｅ）およびグリーンの水平、垂直方向
にそれぞれ２画素ずつ並べてなる全部で４画素からＲ，
Ｇ，Ｂ信号を抽出し、これらのＲ，Ｇ，Ｂ信号を右側映
像信号出力として出力される。

【００７２】一方、第２の撮像光学系８１（以後左側光
学系とする）を通った光線は、第１のＣＣＤ９２上に結
像し、その出力はＡ／Ｄ変換器１０１、画像メモリ１０
３を介して映像信号処理回路１１３に入力され、左側映
像信号として出力される。

【００７３】この時、左右が同じ撮像状態となるよう
に、ズームおよびフォーカスレンズの駆動がシステムコ
ントロール回路７０により制御される。なお、立体表現
を適切にするために、立体撮像時には被写体を見込む
角、すなわち輻輳角を制御する必要がある。

【００７４】そこで、第１および第２の画像メモリ１０
３、１０４に記憶された左右の映像信号の相関を、相関
検出回路１１０により求める。そして、上記相関検出回
路１１０により求めた検出出力に基づき、光軸可変素子
７１、８１を駆動して左右の画像のずれをなくすように
する。この時、主となる被写体は画面の略中心に移動し
左右の光軸はその主被写体に向くようになる。

【００７５】この相関検出は、フィールド毎あるいはフ
レーム毎に行われるので、被写体が移動した場合でも、
輻輳角は追従する。しかし、被写体があるいは被写体に
近づき過ぎた場合には、警告を発して追従がキャンセル
される。なお、再スタートは追従可能範囲に入ると自動
的に行われる。

【００７６】次に、通常撮像モードについて説明する。
撮像モード選択スイッチ１１１により２Ｄ撮像モードが
選択されると、ハーフミラー９１が光軸上に挿入される
ようにミラー駆動回路９４により駆動されて位置決めさ
れる。なお、この位置決めは製造時に行われて最適な位
置となるように調整されている。つづいて、光軸駆動回
路８８により光軸可変素子８７を駆動し光軸を一直線に
する。そして、第１の撮像光学系７１の絞り７３を閉じ
る。

【００７７】これにより、第１の撮像光学系７１からの
入射光は、絞り７３のところでシャットアウトされ、第
２の撮像光学系８１からの入射光のみが撮像に関与する
ことになる。第２の撮像光学系８１を通った光線は、全
反射ミラー８９で反射された後、ハーフミラー９１によ
り分光され、ＣＣＤ９２、９３の撮像面に結像する。

【００７８】ハーフミラー９１は上述の光軸が交差する
位置で主光線に対して、４５°の角度をもって配置され
ている。上記２つのＣＣＤ９２、９３により光電変換さ
れて生成された映像信号はＡ／Ｄ変換器１０１、１０
２、画像メモリ１０３、１０４を介して映像信号処理回
路１１３に入力される。そして、上記映像信号処理回路
１１３において、画質切換スイッチ１１２の状態に応じ
て処理されて、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が生成されて出力する。

【００７９】画質切換スイッチ１１２は、高解像モード
とダイナミックレンジ拡大モードの２つのどちらかを選
ぶようになっている。これらのモードを選択した時のＣ
ＣＤを移動させるための圧電素子１０８の作動や、その
時の映像処理内容は第１の実施例と同様のため、ここで
は詳細な説明を省略する。

【００８０】本実施例では、立体撮像モード時に輻輳角
を変更するために設けられた光軸可変素子８７を用いて
２Ｄ撮像モード時における手振補正を行っている。すな
わち、Ａ／Ｄ変換器１０１の出力を相関検出回路１１０
に入力する。

【００８１】そして、相関検出回路１１０において１フ
レーム前の映像信号である画像メモリ１０３の画像デー
タと、現在の映像信号であるＡ／Ｄ変換器１０１の出力
データとの相関を取り、そこで得られた画素のずれ量か
ら第１および第２の画像メモリ１０３、１０４から読み
出すアドレスをアドレス制御回路１０７で制御すること
により手振れを補正するようにしている。

【００８２】ところで、積層型圧電素子１０８の印加電
圧に対する変位量の過時的な変化は非常に少ないため、
ＣＣＤの位置制御を毎フレーム毎に行う必要はない。そ
こで、圧電素子１０８によりＣＣＤの位置制御は、数フ
レームあるいは数十フレーム毎に行い、他は手振れ補正
を行うようにするのが望ましい。

【００８３】

【発明の効果】本発明は上述したように、撮像光学系を
通過した被写体像がそれぞれ結像される２つの撮像素子
と、上記２つの撮像素子のうち、少なくとも一方の撮像
素子に結像される被写体像の結像位置を移動させる移動
手段と、上記移動手段の動作を制御する制御手段とを設
けたので、上記撮像素子に結像される被写体像の結像位
置を制御することにより、輝度及び色の解像度を向上さ
せたり、ダイナミックレンジを拡大させたりすることを
選択的に行うことができるようになり、一つの撮像装置
において複数の画質モードによる撮像を行うことが可能
となる。

【００８４】また、本発明の他の特徴によれば、選択さ
れた撮像モードに応じた所定の位置となるように被写体
像の結像位置を制御するようにしたので、撮像モードを
選択するだけで被写体像の結像位置を自動的に制御する
ことができて、一つの撮像装置において複数の画質モー
ドによる撮像を行う際の操作性を向上させることができ
る。

【００８５】また、本発明のその他の特徴によれば、撮
像モード選択手段によって選択された撮像モードに対応
したずれ量となるように移動手段の動作をフィードバッ
ク制御するようにしたので、撮像モードを選択するだけ
で被写体像の結像位置を自動的に制御することができ
て、一つの撮像装置において複数の画質モードによる撮
像を行う際の操作性を向上させることができるととも
に、安定した撮像を行うことができるようにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２板式撮像装置の要旨を示すクレーム
対応図である。

【図２】２板式撮像装置の具体的な構成を説明する第１
の実施例の２板式撮像装置のブロック図である。

【図３】第１および第２のＣＣＤの受光面上に設けられ
たカラーフィルタの配列を示す図である。

【図４】第１および第２のＣＣＤの対応する画素同志を
重ね合わせた状態を示す図である。

【図５】第１および第２フィールドにおける信号の抽出
を示す図である。

【図６】高解像モード時の画素の重ね合わせのバリエー
ションを示す図である。

【図７】本発明の２板式撮像装置の第２の実施例を示す
ブロック図である。

【図８】第２の実施例におけるカラーフィルタの配列を
示す図である。

【図９】第２の実施例における高解像モード時の画素配
列を示す図である。

【図１０】本発明の第３の実施例を示す２眼２板式撮像
装置のブロック図である。

【符号の説明】

１撮像光学系３第１の撮像素子４第２の撮像素子５映像信号処理手段６表示手段７移動手段８制御手段９撮像モード選択手段１０，７０システムコントロール信号１２，７２，８２レンズ１３，７３，８３絞り２２，２３，９２，９３ＣＣＤ３８，６４，１１３映像信号処理回路２１，９１ハーフミラー６５プリズム４２，１１０相関検出回路４１，１１２画質切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森克彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像光学系を通過した被写体像がそれぞ
れ結像される２つの撮像素子と、上記２つの撮像素子のうち、少なくとも一方の撮像素子
に結像される被写体像の結像位置を移動させる移動手段
と、上記移動手段の動作を制御する制御手段とを具備するこ
とを特徴とする２板式撮像装置。
【請求項２】撮像光学系を通過した被写体像がそれぞ
れ結像される２つの撮像素子と、上記２つの撮像素子のうち、少なくとも一方の撮像素子
に結像される被写体像の結像位置を移動させる移動手段
と、上記撮像素子を用いて行われる複数の撮像モードのうち
の一つを選択する撮像モード選択手段と、上記撮像モード選択手段によって選択された撮像モード
に応じて上記移動手段の動作を制御する制御手段とを具
備することを特徴とする２板式撮像装置。
【請求項３】撮像光学系を通過した被写体像がそれぞ
れ結像される２つの撮像素子と、上記２つの撮像素子のうち、少なくとも一方の撮像素子
に結像される被写体像の結像位置を移動させる移動手段
と、上記撮像素子を用いて行われる複数の撮像モードのうち
の一つを選択する撮像モード選択手段と、上記撮像素子の出力に基づいて上記移動手段の動作をフ
ィードバック制御し、上記撮像モード選択手段によって
選択された撮像モードに対応したずれ量となるように制
御する制御手段とを具備することを特徴とする２板式撮
像装置。
【請求項４】上記撮像モード選択手段は画質を選択す
ることを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に
記載の２板式撮像装置。