JP2668370B2 - Video camera equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の二次元撮像素子を用いたビデオカメ
ラ装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、撮像管，撮像板などの二次元撮像素子（以下
「イメージャ」という）を１〜３個用いたビデオカメラ
装置が知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、従来のビデオカメラ装置は、解像度を
上げるには、高画素数のイメージャを用いなければなら
ず、これに伴い次のような問題点が生ずる。 a.従来のテレビ標準用イメージャの画素数は20〜40万画
素で、倍密度とすると80〜160万画素となり、イメージ
ャを製造する際の歩留まりが急減し高価となる。 b.イメージャの画素数が増すと、受光部のサイズが大き
くなる（例えば1/2″→１″）ため、これに対応する光
学系が大きくなり、ビデオカメラ装置の容積，重量が増
大する。 c.イメージャの画素数が増すと、これに比例してデータ
速度が増え、これに対応する処理回路の設計が困難とな
る。 本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、撮像レンズを通った光を赤，青，緑の３原
色光に分解し、更にその緑原色光を２分して、その赤原
色光に第１のイメージャを、その青原色光に第２のイメ
ージャを、その２分した緑原色光に第3,第４のイメージ
ャを夫々対応させ、第3,第４のイメージャは光学的に水
平方向及び垂直方向に画素ピッチの1/2だけずらして配
置し、かつ、第1,第2,第３のイメージャの出力により一
方のフィールド信号を構成し、第1,第2,第４のイメージ
ャの出力より他方のフィールド信号を構成するようにす
る。 この構成により、イメージャの画素数を増すことな
く、縦，横の解像度を上げることができる。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により説明する。 第１図は、本発明の一実施例であるビデオカメラ装置
の構成図を示す。 図示のように、撮像レンズを通って来た光は、Ｒダイ
クロイックミラーで赤原色光成分だけが反射され、Ｒダ
イクロイックミラーを通った光は、次にＢダイクロイッ
クミラーでその青原色成分だけが反射され、Ｂダイクロ
イックミラーを通った光、即ち緑原色光成分は更にハー
フミラーで２分された後、光路的に等しく配置され、ノ
ーインターレースモードで作動するR,B,G₁,G₂の各イメ
ージャに入力され、電気信号に変換される。 第２図は、同実施例における各イメージャの画素位置
の平面的ずれを示す画素の相対的配置図である。 図示のように、２分された緑原色光成分に対応する
G₁,G₂イメージャは、光軸に直交する平面上で、水平方
向及び垂直方向に光学的に互に画素ピッチの1/2だけず
らして配置される。（Ｒイメージャの画素とＢイメージ
ャの画素との間には光学的に1/2ピッチのオフセットを
与え、これらの画素とG₁イメージャの画素又はG₂イメー
ジャの画素との間には、光軸に直交する平面上で水平方
向及び垂直方向に互に画素ピッチの1/2だけの光学的な
位置ずれがある。） そして、 で囲まれた画素は第１のフィールドで、又、 で囲まれた画素は第２のフィールドで読み出されるよう
に、タイミングGen部により駆動される。 即ち、各イメージャは第３図に示すタイミングで読み
出され、Ｒイメージャ,Bイメージャ,G₁イメージャの出
力により第１のフィールド信号が構成され、Ｒイメージ
ャ,Bイメージャ,G₂イメージャの出力により続いて第２
のフィールド信号が構成されていて、毎フィールド、R,
Bの信号は同じ位置の画素から読み出されるが、Ｇの信
号はG₁の画素,G₂の画素と異なる位置の画素から読み出
されるようにしている。 上述の如く構成する根拠は、輝度信号Ｙが Ｙ＝0.30R＋0.59G＋0.11B ……（１） で与えられ、Ｇと成分がＹの主成分になっており、更
に、色差信号（Ｂ−Ｙ），（Ｒ−Ｙ）はそれぞれ次式で
与えられ、 （Ｂ−Ｙ）＝−0.30R−0.59G＋0.89B ……（２） （Ｒ−Ｙ）＝0.70R−0.59G−0.11B ……（３） 視覚特性から色差信号の帯域は輝度信号の帯域の1/2以
下にしても画質劣化は知覚されず、R,Bの画素数をＧの1
/2としても解像度に影響を与えないことによる。 第１図において、R,B,G₁,G₂の各イメージャからの出
力は、アンプで増幅された後、γ及びKnee処理され、エ
ンコーダで上記（１），（２），（３）式による演算が
行われ、Y,（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）信号が出力される。 スイッチＳ−１は電子スイッチであって、フィールド
毎に切り換えられるようにタイミングGen部で制御され
ている。 信号蓄積時間，読み出しタイミングは第３図に示すと
おりであり、イメージャG₁,G₂は、ィメージャR,Bに対し
２倍の蓄積が行われハーフミラーによるロスが補正され
る。 このようにして、同一画素数のイメージャを用いた従
来のビデオカメラに比べて、水平，垂直解像度を共に略
２倍とすることができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、イメージャの
画素数を増すことなく、水平，垂直解像度を共に略２倍
とでき、高解像度にかかわらず、信号処理速度が変らな
いので処理回路の構成が容易であり、イメージャのサイ
ズを大きくする必要がないので光学系の重量，容積共に
コンパクトにできる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a video camera device using a plurality of two-dimensional image pickup devices. [Prior Art] Conventionally, a video camera device using one to three two-dimensional imaging elements (hereinafter, referred to as "imagers") such as an imaging tube and an imaging plate is known. [Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional video camera device, an imager having a large number of pixels must be used in order to increase the resolution, and the following problems occur with this. a. The number of pixels of the conventional TV standard imager is 200,000 to 400,000 pixels, and if the density is doubled, it is 800 to 1.6 million pixels, and the yield at the time of manufacturing the imager sharply decreases and becomes expensive. b. When the number of pixels of the imager increases, the size of the light receiving section increases (for example, 1/2 ″ → 1 ″), so the corresponding optical system increases, and the volume and weight of the video camera device increase. c. When the number of pixels of the imager increases, the data rate increases in proportion to this, and it becomes difficult to design a processing circuit corresponding to this. The present invention has been made in view of these problems. [Means for Solving the Problems] The present invention decomposes light passing through an imaging lens into three primary colors of red, blue and green, further divides the green primary light into two parts, and converts the green primary light into the red primary color light. The first imager is associated with the blue primary color light, the second imager is associated with the bisected green primary color light, and the third and fourth imagers are associated with each other. The third and fourth imagers are optically horizontal. And one of the field signals is constituted by the outputs of the first, second, and third imagers, and is shifted by 1/2 of the pixel pitch in the vertical direction. The output constitutes the other field signal. With this configuration, the vertical and horizontal resolutions can be increased without increasing the number of pixels of the imager. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a block diagram of a video camera device which is an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the light that has passed through the imaging lens reflects only the red primary color component at the R dichroic mirror, and the light that has passed through the R dichroic mirror reflects only the blue primary component at the B dichroic mirror. Then, the light passing through the B dichroic mirror, that is, the green primary color light component is further divided into two by a half mirror, and then arranged equally on the optical path, and each of R, B, G ₁ and G ₂ which operate in a no interlace mode. It is input to the imager and converted into an electric signal. FIG. 2 is a relative arrangement diagram of pixels showing a planar displacement of a pixel position of each imager in the embodiment. As shown in the figure, it corresponds to the divided green primary color light component.
The G ₁ and G ₂ imagers are optically displaced from each other in the horizontal and vertical directions by a half of the pixel pitch on a plane orthogonal to the optical axis. (Give optically ½ pitch offset between the R imager pixel and B imager pixel, is between the pixel and the G ₁ imager pixel or G ₂ imager pixel, the optical axis There is an optical misalignment of half the pixel pitch in the horizontal and vertical directions on the plane orthogonal to. The pixel surrounded by is the first field, and The pixels surrounded by are driven by the timing Gen section so that they are read out in the second field. That is, each imager is read out at the timing shown in FIG. 3, the first field signal is constituted by the outputs of the R imager, B imager, and G ₁ imager, and is continuously output by the output of the R imager, B imager, G ₂ imager. Second
The field signal of each field, R,
Although B signals are read from the pixels of the same position, the signal of G is to be read out from the position of a pixel different from the pixel, the G ₂ pixels G _1. The basis for the configuration as described above is that the luminance signal Y is given by Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B (1), G and the components are the main components of Y, and the color difference signal (BY) ) And (RY) are respectively given by the following equations, (BY) =-0.30R-0.59G + 0.89B (2) (RY) = 0.70R-0.59G-0.11B. (3) Even if the band of the chrominance signal is less than half of the band of the luminance signal from the visual characteristics, image quality deterioration is not perceived, and the number of pixels of R and B is set to 1 of G
Because / 2 does not affect the resolution. In FIG. ₁ , the output from each imager of R, B, G ₁ and G ₂ is amplified by an amplifier and then processed by γ and Knee, and the encoder uses the above equations (1), (2) and (3). Is performed, and the Y, (RY) and (BY) signals are output. The switch S-1 is an electronic switch, and is controlled by a timing Gen section so as to be switched for each field. The signal accumulation time and the readout timing are as shown in FIG. 3. The imagers G ₁ and G ₂ accumulate twice as much as the imagers R and B, and the loss due to the half mirror is corrected. In this way, the horizontal and vertical resolutions can be approximately doubled as compared with a conventional video camera using an imager with the same number of pixels. As described above, according to the present invention, the horizontal and vertical resolutions can be approximately doubled without increasing the number of pixels of the imager, and the signal processing speed does not change regardless of the high resolution. Therefore, the construction of the processing circuit is easy, and it is not necessary to increase the size of the imager, so that the weight and volume of the optical system can be made compact.

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例であるビデオカメラ装置の
構成図、第２図は同実施例の各イメージャの画素の相対
的配置図、第３図は同実施例の各イメージャの信号蓄積
時間と読み出しタイミング図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a video camera device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a relative arrangement diagram of pixels of each imager of the embodiment, and FIG. It is a signal storage time and the read-out timing chart of each imager of an Example.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．撮像レンズと、該撮像レンズを通った光を赤，青，
緑の３原色光に分解し、更にその緑原色光を２分する光
学装置と、その赤原色光に対応して配置された第１の二
次元撮像素子と、その青原色光に対応して配置された第
２の二次元撮像素子と、その２分された緑原色光に夫々
対応して設けられ、光軸に直交する平面上で水平方向及
び垂直方向に互に画素ピッチの1/2だけずらして配置さ
れた第3,第４の二次元撮像素子とを具備し、かつ第1,第
2,第３の二次元撮像素子の出力より第１のフィールド信
号を構成し、第1,第2,第４の二次元撮像素子の出力より
第２のフィールド信号を構成する装置を具備しているこ
とを特徴とするビデオカメラ装置。(57) [Claims] The imaging lens, and the light passing through the imaging lens,
An optical device for decomposing the light into three primary green lights and further dividing the green primary light into two parts, a first two-dimensional imaging device arranged corresponding to the red primary light, and The arranged second two-dimensional image pickup device and the two-dimensional green light of the primary color are provided corresponding to each other. And third and fourth two-dimensional image pickup devices that are arranged only shifted from each other.
2, comprising a device for forming a first field signal from the output of the third two-dimensional image sensor, and forming a second field signal from the output of the first, second, and fourth two-dimensional image sensors. A video camera device.