JPH1198518A - カラー撮像装置及びカラー撮像方法 - Google Patents
カラー撮像装置及びカラー撮像方法Info
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- JPH1198518A JPH1198518A JP9269377A JP26937797A JPH1198518A JP H1198518 A JPH1198518 A JP H1198518A JP 9269377 A JP9269377 A JP 9269377A JP 26937797 A JP26937797 A JP 26937797A JP H1198518 A JPH1198518 A JP H1198518A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 103
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 23
- KPHWPUGNDIVLNH-UHFFFAOYSA-M diclofenac sodium Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)CC1=CC=CC=C1NC1=C(Cl)C=CC=C1Cl KPHWPUGNDIVLNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】入射光の利用効率及び撮像デバイスの光電変換
素子の使用効率を高めることができるカラー撮像方法、
及びこれらと同様のことができ、しかも安価且つ小型の
カラー撮像装置を提供する。 【解決手段】光を電気信号に変換する1つの単板撮像デ
バイス10と、入射された光を分光することにより得ら
れた3つの原色光R、G及びBを単板撮像デバイスの受
光面に形成される3つの受光領域にそれぞれ照射するダ
イクロイックプリズム23と、このダイクロイックプリ
ズムに入射される光を生成するレンズ系21と、を備
え、単板撮像デバイス10の受光面は矩形状を有し、該
単板撮像デバイス10の受光面に形成される3つの受光
領域のそれぞれは、単板撮像デバイス10の長手方向を
短手方向にしたアスペクト比が略1:2の矩形状に形成
される。
素子の使用効率を高めることができるカラー撮像方法、
及びこれらと同様のことができ、しかも安価且つ小型の
カラー撮像装置を提供する。 【解決手段】光を電気信号に変換する1つの単板撮像デ
バイス10と、入射された光を分光することにより得ら
れた3つの原色光R、G及びBを単板撮像デバイスの受
光面に形成される3つの受光領域にそれぞれ照射するダ
イクロイックプリズム23と、このダイクロイックプリ
ズムに入射される光を生成するレンズ系21と、を備
え、単板撮像デバイス10の受光面は矩形状を有し、該
単板撮像デバイス10の受光面に形成される3つの受光
領域のそれぞれは、単板撮像デバイス10の長手方向を
短手方向にしたアスペクト比が略1:2の矩形状に形成
される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像を得る
ためのカラー撮像装置及びカラー撮像方法に関し、特に
単板式でカラー画像を得る技術に関する。
ためのカラー撮像装置及びカラー撮像方法に関し、特に
単板式でカラー画像を得る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、主なカラー撮像方式として3板式
と単板式とが知られている。最も基本的なカラー撮像方
式の1つである3板式のカラー撮像装置では、例えば特
開平5−341111号公報に示されるように、フィル
タ、屈折板、3色分解プリズム等といった光学系と3個
の撮像デバイスが用いられる。入射光は、フィルタ、屈
折板等の後段に設けられた3色分解プリズムによって赤
(R)、緑(G)及び青(B)といった3つの原色光に
分離され、それぞれR、G及びB用の撮像デバイスに導
かれる。各撮像デバイスは二次元に配列された光電変換
素子を有し、これらの光電変換素子は、入射された原色
光を、その明暗に応じた電気信号に変換する。この変換
により得られた電気信号は、各原色光のイメージ信号と
して外部に出力される。
と単板式とが知られている。最も基本的なカラー撮像方
式の1つである3板式のカラー撮像装置では、例えば特
開平5−341111号公報に示されるように、フィル
タ、屈折板、3色分解プリズム等といった光学系と3個
の撮像デバイスが用いられる。入射光は、フィルタ、屈
折板等の後段に設けられた3色分解プリズムによって赤
(R)、緑(G)及び青(B)といった3つの原色光に
分離され、それぞれR、G及びB用の撮像デバイスに導
かれる。各撮像デバイスは二次元に配列された光電変換
素子を有し、これらの光電変換素子は、入射された原色
光を、その明暗に応じた電気信号に変換する。この変換
により得られた電気信号は、各原色光のイメージ信号と
して外部に出力される。
【0003】一方、単板式のカラー撮像装置では、1個
の撮像デバイスと色フィルタアレイが用いられる。各撮
像デバイスは二次元に配列された光電変換素子を有し、
色フィルタアレイは、各光電変換素子に対応するR、G
及びB用の色フィルタで構成されている。入射光は、
R、G及びB用の色フィルタを経由して撮像デバイスの
各光電変換素子に導かれる。色フィルタの配列は種々考
案されており、例えば図7(A)に示すような「ベイヤ
方式」、図7(B)に示すような「GストライプRB市
松方式」等の配列が知られている。そして、R、G及び
Bに対応する光電変換素子によって1つの画素が形成さ
れる。撮像デバイスの各光電変換素子からは、フィルタ
の種類に応じてR、G又はBといった原色光のイメージ
信号が出力される。
の撮像デバイスと色フィルタアレイが用いられる。各撮
像デバイスは二次元に配列された光電変換素子を有し、
色フィルタアレイは、各光電変換素子に対応するR、G
及びB用の色フィルタで構成されている。入射光は、
R、G及びB用の色フィルタを経由して撮像デバイスの
各光電変換素子に導かれる。色フィルタの配列は種々考
案されており、例えば図7(A)に示すような「ベイヤ
方式」、図7(B)に示すような「GストライプRB市
松方式」等の配列が知られている。そして、R、G及び
Bに対応する光電変換素子によって1つの画素が形成さ
れる。撮像デバイスの各光電変換素子からは、フィルタ
の種類に応じてR、G又はBといった原色光のイメージ
信号が出力される。
【0004】この単板式のカラー撮像装置としては、例
えば特開平8−182006号公報に記載された単板式
カラー固体撮像装置が知られている。この単板式カラー
固体撮像装置は、空間画素と呼ばれる小区画にR、G及
びB用の光電変換素子を備えている。そして、入射光の
一部がプリズムでR、G及びBに色分解されて上記各光
線変換素子上に導かれる。これにより、色フィルタを使
用する従来の単板式カラー撮像装置に比べ、入射光の利
用効率が高くなるというものである。
えば特開平8−182006号公報に記載された単板式
カラー固体撮像装置が知られている。この単板式カラー
固体撮像装置は、空間画素と呼ばれる小区画にR、G及
びB用の光電変換素子を備えている。そして、入射光の
一部がプリズムでR、G及びBに色分解されて上記各光
線変換素子上に導かれる。これにより、色フィルタを使
用する従来の単板式カラー撮像装置に比べ、入射光の利
用効率が高くなるというものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した3板式のカラ
ー撮像装置は、入射光が基本的にロスなく利用できるの
でSN比が大きいという利点があるが、その反面、次の
ような欠点がある。即ち、撮像デバイスを3個用い、し
かも色分解光学系が必要なので装置が高価になる。ま
た、R、G及びB用といった3つの撮像デバイスの各画
素(光電変換素子)位置をミクロンオーダーで正確に合
わせなければならないので精密加工が必要である。更
に、バックフォーカスの長い撮像レンズが必要であるの
で、カメラが大きく且つ重くなる。
ー撮像装置は、入射光が基本的にロスなく利用できるの
でSN比が大きいという利点があるが、その反面、次の
ような欠点がある。即ち、撮像デバイスを3個用い、し
かも色分解光学系が必要なので装置が高価になる。ま
た、R、G及びB用といった3つの撮像デバイスの各画
素(光電変換素子)位置をミクロンオーダーで正確に合
わせなければならないので精密加工が必要である。更
に、バックフォーカスの長い撮像レンズが必要であるの
で、カメラが大きく且つ重くなる。
【0006】これに対し、単板式のカラー撮像装置は、
撮像デバイスは1個でよく、色分解光学系も不要である
ので、3板式に比べて廉価且つ小型であるという特徴が
ある。しかしながら、各原色光の画素密度は3板式の三
分の一であるので3板式に比べて画質が劣る。また、
R、G及びBの各光電変換素子が例えば図7に示すよう
に混ざり合って配列されているので、3板式に比べると
間引かれた情報しか得られない。従って、肉眼で見る場
合は画質の劣化が問題になることはないが、画像処理す
る場合に情報量が不足するという問題がある。
撮像デバイスは1個でよく、色分解光学系も不要である
ので、3板式に比べて廉価且つ小型であるという特徴が
ある。しかしながら、各原色光の画素密度は3板式の三
分の一であるので3板式に比べて画質が劣る。また、
R、G及びBの各光電変換素子が例えば図7に示すよう
に混ざり合って配列されているので、3板式に比べると
間引かれた情報しか得られない。従って、肉眼で見る場
合は画質の劣化が問題になることはないが、画像処理す
る場合に情報量が不足するという問題がある。
【0007】なお、単板式の場合は、実際は、隣接する
画素の相関関係に基づいて各色毎に補完処理されたイメ
ージデータがカラー撮像装置から出力される。しかし、
この場合であっても元になる情報量が不足するので、画
像処理する際にエッジの強調処理等が必要であるという
問題がある。更に、光電変換素子の配列が複雑なため
に、撮像デバイスを走査するための回路が複雑になった
り、或るいは得られたイメージデータの処理が複雑にな
るという問題がある。
画素の相関関係に基づいて各色毎に補完処理されたイメ
ージデータがカラー撮像装置から出力される。しかし、
この場合であっても元になる情報量が不足するので、画
像処理する際にエッジの強調処理等が必要であるという
問題がある。更に、光電変換素子の配列が複雑なため
に、撮像デバイスを走査するための回路が複雑になった
り、或るいは得られたイメージデータの処理が複雑にな
るという問題がある。
【0008】また、上記特開平8−182006号公報
に記載された単板式カラー固体撮像装置では、入射光の
利用効率は上がるが、R、G及びBといった3つの光電
変換素子で1つの空間画素が形成され、この空間画素が
複数配列されて撮像デバイスが形成されるので、上述し
た画素密度の低下、画像処理する際の情報量不足及び光
電変換素子の配列の複雑さといった単板式固有の問題は
解消されていない。
に記載された単板式カラー固体撮像装置では、入射光の
利用効率は上がるが、R、G及びBといった3つの光電
変換素子で1つの空間画素が形成され、この空間画素が
複数配列されて撮像デバイスが形成されるので、上述し
た画素密度の低下、画像処理する際の情報量不足及び光
電変換素子の配列の複雑さといった単板式固有の問題は
解消されていない。
【0009】更に、従来の単板式カラー撮像装置の内部
には、一般に、3:4のアスペクト比(画面の縦と横と
の比)を有する撮像デバイスが、例えば図8に示すよう
に、横長に配置されている。ところが、カラー撮像装置
の用途によっては、上記撮像デバイスから得られるイメ
ージデータの全てを使用するとは限らない。
には、一般に、3:4のアスペクト比(画面の縦と横と
の比)を有する撮像デバイスが、例えば図8に示すよう
に、横長に配置されている。ところが、カラー撮像装置
の用途によっては、上記撮像デバイスから得られるイメ
ージデータの全てを使用するとは限らない。
【0010】例えば映像を利用した車両の自動運転シス
テムでは、上記撮像デバイスから得られるイメージデー
タの一部のみが外界情報として必要である。即ち、撮像
デバイスから得られた画像のうち上部(例えば空)の画
像は不必要である。従って、画面のアスペクト比は
「1:2」程度であれば十分であり、従来のアスペクト
比3:4の撮像デバイスを横長にして使用するカラー撮
像装置では、使用されない光電変換素子が多くなる。
テムでは、上記撮像デバイスから得られるイメージデー
タの一部のみが外界情報として必要である。即ち、撮像
デバイスから得られた画像のうち上部(例えば空)の画
像は不必要である。従って、画面のアスペクト比は
「1:2」程度であれば十分であり、従来のアスペクト
比3:4の撮像デバイスを横長にして使用するカラー撮
像装置では、使用されない光電変換素子が多くなる。
【0011】本発明の第1の目的は、上述した従来のカ
ラー撮像装置の諸欠点を解消するためになされたもので
あり、入射光の利用効率及び撮像デバイスの光電変換素
子使用効率を高めることができ、しかも安価且つ小型の
カラー撮像装置を提供することにある。
ラー撮像装置の諸欠点を解消するためになされたもので
あり、入射光の利用効率及び撮像デバイスの光電変換素
子使用効率を高めることができ、しかも安価且つ小型の
カラー撮像装置を提供することにある。
【0012】また、本発明の第2の目的は、入射光の利
用効率及び撮像デバイスの光電変換素子の使用効率を高
めることができるカラー撮像方法を提供することにあ
る。
用効率及び撮像デバイスの光電変換素子の使用効率を高
めることができるカラー撮像方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本発明のカラー撮像装置は、光を電気信号に
変換する単板撮像デバイスと、入射された光を分光する
ことにより得られた3つの原色光を前記単板撮像デバイ
スの受光面に形成される3つの受光領域にそれぞれ照射
する分光手段、とを備えている。
るために、本発明のカラー撮像装置は、光を電気信号に
変換する単板撮像デバイスと、入射された光を分光する
ことにより得られた3つの原色光を前記単板撮像デバイ
スの受光面に形成される3つの受光領域にそれぞれ照射
する分光手段、とを備えている。
【0014】このカラー撮像装置によれば、分光された
R、G及びBといった3つの原色光は、単板撮像デバイ
ス上の3つの領域にそれぞれ照射される。この構成は原
理的に3板式と同じであるので、3板式と同様に入射光
がロスなく利用できるという利点を有する。また、3板
式と異なり撮像デバイスは1つだけ設ければよいので、
装置が高価になるという欠点を解消できる。
R、G及びBといった3つの原色光は、単板撮像デバイ
ス上の3つの領域にそれぞれ照射される。この構成は原
理的に3板式と同じであるので、3板式と同様に入射光
がロスなく利用できるという利点を有する。また、3板
式と異なり撮像デバイスは1つだけ設ければよいので、
装置が高価になるという欠点を解消できる。
【0015】このカラー撮像装置は、前記分光手段に入
射される光を生成する光学系を更に備えて構成すること
ができる。この光学系には、例えばレンズ、ミラー、光
学フィルタ、絞り機構等といった被写体の映像を分光手
段に導く各種部材が含まれる。
射される光を生成する光学系を更に備えて構成すること
ができる。この光学系には、例えばレンズ、ミラー、光
学フィルタ、絞り機構等といった被写体の映像を分光手
段に導く各種部材が含まれる。
【0016】前記単板撮像デバイスの受光面は矩形状を
有し、該単板撮像デバイスの受光面に形成される前記3
つの受光領域のそれぞれは、前記単板撮像デバイスの長
手方向を短手方向にした矩形状に形成することができ
る。この場合、前記単板撮像デバイスの受光面に形成さ
れる各受光領域のアスペクト比を1:2にすることがで
きる。
有し、該単板撮像デバイスの受光面に形成される前記3
つの受光領域のそれぞれは、前記単板撮像デバイスの長
手方向を短手方向にした矩形状に形成することができ
る。この場合、前記単板撮像デバイスの受光面に形成さ
れる各受光領域のアスペクト比を1:2にすることがで
きる。
【0017】この構成によれば、従来のアスペクト比
3:4の撮像デバイスを1個だけ用いてカラー撮像装置
を構成することができ、しかも、例えば車両の自動運転
システムにおける外界情報収集等に用いられる横長のカ
ラー画像(例えばアスペクト比1:2)を得るような用
途の場合に、撮像デバイスを形成する光電変換素子の利
用効率を高めることができる。
3:4の撮像デバイスを1個だけ用いてカラー撮像装置
を構成することができ、しかも、例えば車両の自動運転
システムにおける外界情報収集等に用いられる横長のカ
ラー画像(例えばアスペクト比1:2)を得るような用
途の場合に、撮像デバイスを形成する光電変換素子の利
用効率を高めることができる。
【0018】また、前記分光手段はダイクロイックプリ
ズム又はダイクロイックミラーで構成することができ
る。更に、本発明のカラー撮像装置は、前記単板撮像デ
バイスから得られるイメージデータを、前記3つの原色
光のそれぞれに対応するイメージデータに分類して出力
するための制御手段を更に備えて構成することができ
る。
ズム又はダイクロイックミラーで構成することができ
る。更に、本発明のカラー撮像装置は、前記単板撮像デ
バイスから得られるイメージデータを、前記3つの原色
光のそれぞれに対応するイメージデータに分類して出力
するための制御手段を更に備えて構成することができ
る。
【0019】また、上記第2の目的を達成するために、
本発明のカラー撮像方法は、入射された光を3つの原色
光に分光し、分光された各原色光を単板撮像デバイスの
受光面に形成される3つの受光領域にそれぞれ照射する
ように構成されている。
本発明のカラー撮像方法は、入射された光を3つの原色
光に分光し、分光された各原色光を単板撮像デバイスの
受光面に形成される3つの受光領域にそれぞれ照射する
ように構成されている。
【0020】この場合、前記受光面は矩形状を有し、該
受光面に形成される前記3つの受光領域のそれぞれは、
前記受光面の長手方向を短手方向にした矩形状に形成さ
れるように構成できる。また、前記受光面に形成される
各受光領域のアスペクト比は1:2になるように構成で
きる。
受光面に形成される前記3つの受光領域のそれぞれは、
前記受光面の長手方向を短手方向にした矩形状に形成さ
れるように構成できる。また、前記受光面に形成される
各受光領域のアスペクト比は1:2になるように構成で
きる。
【0021】また、本発明のカラー撮像方法は、前記単
板撮像デバイスから得られるイメージデータを、前記3
つの原色光のそれぞれに対応するイメージデータに分類
して出力するステップを更に有するように構成できる。
板撮像デバイスから得られるイメージデータを、前記3
つの原色光のそれぞれに対応するイメージデータに分類
して出力するステップを更に有するように構成できる。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
るカラー撮像装置の構成を示す。このカラー撮像装置
は、被写体の映像を検出するための撮像デバイス10
と、この撮像デバイス10の受光面に被写体の映像を結
像させるための光学系20と、撮像デバイス10から得
られるアナログイメージ信号に基づいてデジタルイメー
ジ信号を得るための信号処理部30とから構成されてい
る。
るカラー撮像装置の構成を示す。このカラー撮像装置
は、被写体の映像を検出するための撮像デバイス10
と、この撮像デバイス10の受光面に被写体の映像を結
像させるための光学系20と、撮像デバイス10から得
られるアナログイメージ信号に基づいてデジタルイメー
ジ信号を得るための信号処理部30とから構成されてい
る。
【0023】光学系20は、レンズ系21とダイクロイ
ックプリズム23とで構成されている。レンズ系21
は、被写体の映像をダイクロイックプリズム23を介し
て撮像デバイス10上に結像させるために使用される。
このレンズ系21には絞り機構22が設けられており、
入射光量を制御できるようになっている。
ックプリズム23とで構成されている。レンズ系21
は、被写体の映像をダイクロイックプリズム23を介し
て撮像デバイス10上に結像させるために使用される。
このレンズ系21には絞り機構22が設けられており、
入射光量を制御できるようになっている。
【0024】ダイクロイックプリズム23は、本発明の
分光手段に対応し、入射された可視光をプリズムによっ
て三原色光に分光する。このダイクロイックプリズム2
3は、図1に示すように、第1プリズム231、第2プ
リズム232及び第3プリズム233で構成されてい
る。第1プリズム231の所定面(図1参照)には青色
光を反射するための第1ダイクロイック膜231aがコ
ーティングされており、第2プリズムの所定面(図1参
照)には赤色光を反射するための第2ダイクロイック膜
232aがコーティングされている。
分光手段に対応し、入射された可視光をプリズムによっ
て三原色光に分光する。このダイクロイックプリズム2
3は、図1に示すように、第1プリズム231、第2プ
リズム232及び第3プリズム233で構成されてい
る。第1プリズム231の所定面(図1参照)には青色
光を反射するための第1ダイクロイック膜231aがコ
ーティングされており、第2プリズムの所定面(図1参
照)には赤色光を反射するための第2ダイクロイック膜
232aがコーティングされている。
【0025】レンズ系21から射出された光はダイクロ
イックプリズム23の第1プリズム231に入射し、第
1ダイクロイック膜231aで青色光が反射される。残
余の光は第1ダイクロイック膜231aを透過して第2
プリズム232に入射する。そして、第2ダイクロイッ
ク膜232aで赤色光が反射される。残余の光、つまり
緑色光(G)は第2ダイクロイック膜232aを透過し
て第3プリズム233に入射し、この第3プリズム23
3を透過して第3射出面233bから射出される。
イックプリズム23の第1プリズム231に入射し、第
1ダイクロイック膜231aで青色光が反射される。残
余の光は第1ダイクロイック膜231aを透過して第2
プリズム232に入射する。そして、第2ダイクロイッ
ク膜232aで赤色光が反射される。残余の光、つまり
緑色光(G)は第2ダイクロイック膜232aを透過し
て第3プリズム233に入射し、この第3プリズム23
3を透過して第3射出面233bから射出される。
【0026】ダイクロイック膜231aで反射された青
色光(B)は、第1プリズム231内で全反射されて第
1射出面231bから射出される。また、第2ダイクロ
イック膜232aで反射された赤色光(R)は第2プリ
ズム232内で全反射されて射出面232bから射出さ
れる。このようにして各射出面231b、232b及び
233bから射出された青色光(B)、赤色光(R)及
び緑色光(G)は、平行に撮像デバイス10に導かれ
る。これら3つの原色光によって形成される映像の像姿
勢は同一である。なお、各射出面231b、232b及
び233bには、色分解をより完全なものにするため
に、トリミングフィルタを設けてもよい。
色光(B)は、第1プリズム231内で全反射されて第
1射出面231bから射出される。また、第2ダイクロ
イック膜232aで反射された赤色光(R)は第2プリ
ズム232内で全反射されて射出面232bから射出さ
れる。このようにして各射出面231b、232b及び
233bから射出された青色光(B)、赤色光(R)及
び緑色光(G)は、平行に撮像デバイス10に導かれ
る。これら3つの原色光によって形成される映像の像姿
勢は同一である。なお、各射出面231b、232b及
び233bには、色分解をより完全なものにするため
に、トリミングフィルタを設けてもよい。
【0027】本発明の分光手段としては、ダイクロイッ
クプリズム23の代わりにダイクロイックミラーを用い
ることができる。ダイクロイックミラーは、特定の波長
の光を透過又は反射するミラーを組み合わせることによ
り可視光を三原色光に分光する。ダイクロイックミラー
を用いた場合の光学系20の構成を図2に示す。図2に
おいて、ミラーAは赤色光のみを反射し、その他の光を
透過する。また、ミラーBは青色光のみを反射し、その
他の光を透過する。ミラーC及びミラーDは全ての光を
反射する全反射ミラーである。
クプリズム23の代わりにダイクロイックミラーを用い
ることができる。ダイクロイックミラーは、特定の波長
の光を透過又は反射するミラーを組み合わせることによ
り可視光を三原色光に分光する。ダイクロイックミラー
を用いた場合の光学系20の構成を図2に示す。図2に
おいて、ミラーAは赤色光のみを反射し、その他の光を
透過する。また、ミラーBは青色光のみを反射し、その
他の光を透過する。ミラーC及びミラーDは全ての光を
反射する全反射ミラーである。
【0028】レンズ系21から射出された光はミラーA
に入射し、このミラーAで赤色光が反射され、残余の光
はミラーAを透過してミラーBに入射する。そして、こ
のミラーBで青色光が反射され、残余の光、つまり緑色
光(G)はミラーBを透過し、この光学系20から射出
される。ミラーAで反射された赤色光は、更にミラーC
で全反射されてこの光学系20から射出される。また、
ミラーBで反射された青色光は更にミラーDで全反射さ
れてこの光学系20から射出される。このようにして光
学系20から射出された青色光(B)、赤色光(R)及
び緑色光(G)は、平行に撮像デバイス10に導かれ
る。なお、上記ダイクロイックプリズム23の場合と同
様に、この光学系20からの射出される各原色光を、色
分解をより完全なものにするために、トリミングフィル
タによってフィルタリングするように構成してもよい。
に入射し、このミラーAで赤色光が反射され、残余の光
はミラーAを透過してミラーBに入射する。そして、こ
のミラーBで青色光が反射され、残余の光、つまり緑色
光(G)はミラーBを透過し、この光学系20から射出
される。ミラーAで反射された赤色光は、更にミラーC
で全反射されてこの光学系20から射出される。また、
ミラーBで反射された青色光は更にミラーDで全反射さ
れてこの光学系20から射出される。このようにして光
学系20から射出された青色光(B)、赤色光(R)及
び緑色光(G)は、平行に撮像デバイス10に導かれ
る。なお、上記ダイクロイックプリズム23の場合と同
様に、この光学系20からの射出される各原色光を、色
分解をより完全なものにするために、トリミングフィル
タによってフィルタリングするように構成してもよい。
【0029】次に、撮像デバイス10について説明す
る。本発明の撮像デバイスとしては、2次元に光電変換
素子が配列されたイメージセンサ、例えばCCD型デバ
イス、MOS型デバイス、積層型デバイス、内部増幅型
デバイス等といった固体撮像デバイス、或いは撮像管を
用いることができる。なお、上記積層型デバイスは、イ
ンタライン形CCDやMOS形デバイスを走査回路とし
て用い、この素子の上面に光導電膜を堆積したデバイス
である。また、内部増幅型デバイスには、AMI(ampl
ified MOS intelligent imager)、SIT(static ind
uced tranjistor)、CMD(charge modulation devic
e)、FGA(floating gate array)等が含まれる。
る。本発明の撮像デバイスとしては、2次元に光電変換
素子が配列されたイメージセンサ、例えばCCD型デバ
イス、MOS型デバイス、積層型デバイス、内部増幅型
デバイス等といった固体撮像デバイス、或いは撮像管を
用いることができる。なお、上記積層型デバイスは、イ
ンタライン形CCDやMOS形デバイスを走査回路とし
て用い、この素子の上面に光導電膜を堆積したデバイス
である。また、内部増幅型デバイスには、AMI(ampl
ified MOS intelligent imager)、SIT(static ind
uced tranjistor)、CMD(charge modulation devic
e)、FGA(floating gate array)等が含まれる。
【0030】この撮像デバイス10は、図3に示すよう
に、縦長に配置される。そして、撮像デバイス10の、
略3等分された受光面の各領域に、ダイクロイックプリ
ズム23によって分光された赤色光(R)、緑色光
(G)及び青色光(B)が照射される。従って、撮像デ
バイス10の受光面には、例えば図4に示すような像姿
勢が揃った3つの映像が結像する。3:4のアスペクト
比を有する撮像デバイスの全受光面を使用する場合、各
原色光に対応する受光領域のアスペクト比は4:9とい
う横長の映像となる。
に、縦長に配置される。そして、撮像デバイス10の、
略3等分された受光面の各領域に、ダイクロイックプリ
ズム23によって分光された赤色光(R)、緑色光
(G)及び青色光(B)が照射される。従って、撮像デ
バイス10の受光面には、例えば図4に示すような像姿
勢が揃った3つの映像が結像する。3:4のアスペクト
比を有する撮像デバイスの全受光面を使用する場合、各
原色光に対応する受光領域のアスペクト比は4:9とい
う横長の映像となる。
【0031】上述したように、車両の自動運転システム
で使用される画像のアスペクト比は「1:2」程度で十
分であるので、上述した構成により得られる各原色光の
画像のアスペクト比は、これを満足する。なお、上記の
ような横長のイメージデータを得ることのできる本発明
に係るカラー撮像装置は、近年普及しつつあるアスペク
ト比が3:4より横長のテレビジョンに使用する映像、
デジタルカメラのワイド画面を実現するための映像など
を得るのに好適である。
で使用される画像のアスペクト比は「1:2」程度で十
分であるので、上述した構成により得られる各原色光の
画像のアスペクト比は、これを満足する。なお、上記の
ような横長のイメージデータを得ることのできる本発明
に係るカラー撮像装置は、近年普及しつつあるアスペク
ト比が3:4より横長のテレビジョンに使用する映像、
デジタルカメラのワイド画面を実現するための映像など
を得るのに好適である。
【0032】信号処理部30は、撮像デバイス10の受
光面に結像された映像に対応するアナログイメージ信号
をデジタルイメージ信号に変換して出力する。この信号
処理部30は、例えばサンプルホールド回路、A/D変
換器等により構成されている。この信号処理部30で
は、撮像デバイス10を走査することにより順次得られ
る各イメージ信号はサンプリングされ、ホールドされ、
更にデジタル化される。これにより、アナログイメージ
信号からデジタルイメージ信号が得られる。
光面に結像された映像に対応するアナログイメージ信号
をデジタルイメージ信号に変換して出力する。この信号
処理部30は、例えばサンプルホールド回路、A/D変
換器等により構成されている。この信号処理部30で
は、撮像デバイス10を走査することにより順次得られ
る各イメージ信号はサンプリングされ、ホールドされ、
更にデジタル化される。これにより、アナログイメージ
信号からデジタルイメージ信号が得られる。
【0033】この信号処理部30には、撮像デバイス1
0から得られたイメージデータを利用し易い形に変更す
る機能を付加することができる。即ち、従来から使用さ
れている撮像デバイスを、該撮像デバイスに内蔵される
走査回路を含めてそのまま使用する場合、図4に示す主
走査が副走査方向に繰り返しながら走査されることにな
る。従って、1回の主走査によって撮像デバイス10か
ら得られるイメージデータは、「赤色光のデータ→緑色
光のデータ→青色光のデータ」の順番になる。
0から得られたイメージデータを利用し易い形に変更す
る機能を付加することができる。即ち、従来から使用さ
れている撮像デバイスを、該撮像デバイスに内蔵される
走査回路を含めてそのまま使用する場合、図4に示す主
走査が副走査方向に繰り返しながら走査されることにな
る。従って、1回の主走査によって撮像デバイス10か
ら得られるイメージデータは、「赤色光のデータ→緑色
光のデータ→青色光のデータ」の順番になる。
【0034】仮に、上記のようにして得られたイメージ
データを1つのフレームメモリに格納して処理するとす
れば、1つの画素を再現するために必要なR、G及びB
のイメージデータを得るために、このフレームメモリに
3回アクセスする必要がある。従って、画像処理に要す
る時間が長くなるので高速処理が可能な高性能プロセッ
サを使用する必要がある。
データを1つのフレームメモリに格納して処理するとす
れば、1つの画素を再現するために必要なR、G及びB
のイメージデータを得るために、このフレームメモリに
3回アクセスする必要がある。従って、画像処理に要す
る時間が長くなるので高速処理が可能な高性能プロセッ
サを使用する必要がある。
【0035】このような問題を解消するために、図5に
示すように、赤色光用のフレームメモリ300、緑色光
用のフレームメモリ301及び青色光用のフレームメモ
リ302を独立に設け、撮像デバイス10から順次読み
出されるイメージデータに含まれる赤色光に対応するデ
ータ、緑色光に対応するデータ及び青色光に対応するデ
ータを、それぞれ対応するフレームメモリ300、30
1及び302に格納するように構成できる。
示すように、赤色光用のフレームメモリ300、緑色光
用のフレームメモリ301及び青色光用のフレームメモ
リ302を独立に設け、撮像デバイス10から順次読み
出されるイメージデータに含まれる赤色光に対応するデ
ータ、緑色光に対応するデータ及び青色光に対応するデ
ータを、それぞれ対応するフレームメモリ300、30
1及び302に格納するように構成できる。
【0036】この構成によれば、各フレームメモリ30
0、301及び302に並行してアクセスできるので、
1つの画素を再現するために必要なR、G及びBのイメ
ージデータを1回のアクセス時間で得ることができる。
従って、画像処理に要する時間が上記1つのフレームメ
モリを有する場合の三分の一になるので、高性能のプロ
セッサを必要としない。従って、カラー撮像装置を安価
に構成できるという利点がある。
0、301及び302に並行してアクセスできるので、
1つの画素を再現するために必要なR、G及びBのイメ
ージデータを1回のアクセス時間で得ることができる。
従って、画像処理に要する時間が上記1つのフレームメ
モリを有する場合の三分の一になるので、高性能のプロ
セッサを必要としない。従って、カラー撮像装置を安価
に構成できるという利点がある。
【0037】以上の説明では、撮像デバイス10とし
て、アスペクト比が3:4の撮像デバイスを縦長に使用
してカラー撮像装置を構成する場合について説明した
が、図6に示すように、1つのチップ上に、アスペクト
比が1:2程度の受光面を有するR、G及びB用のイメ
ージセンサが独立して形成された撮像デバイスを使用し
てもよい。この場合、走査回路はイメージセンサ毎に設
けられ、その走査方向は任意に決定できる。この構成に
よれば、R、G及びB領域からのイメージ信号がそれぞ
れ独立に得られるので、信号処理部30に特別な機能を
持たせる必要がなくなる。
て、アスペクト比が3:4の撮像デバイスを縦長に使用
してカラー撮像装置を構成する場合について説明した
が、図6に示すように、1つのチップ上に、アスペクト
比が1:2程度の受光面を有するR、G及びB用のイメ
ージセンサが独立して形成された撮像デバイスを使用し
てもよい。この場合、走査回路はイメージセンサ毎に設
けられ、その走査方向は任意に決定できる。この構成に
よれば、R、G及びB領域からのイメージ信号がそれぞ
れ独立に得られるので、信号処理部30に特別な機能を
持たせる必要がなくなる。
【0038】以上説明した本発明の実施の形態に係るカ
ラー撮像装置によれば、特別な撮像デバイスの開発を行
わなくても車両の自動運転システムに必要なアスペクト
比1:2程度のカラー画像を効率よく得ることができ
る。また、また、従来の単板式のカラー撮像装置のよう
に色フィルタを使用しないので、入射光の利用効率を高
めることができる。また、撮像デバイスは1個だけ使用
されるので、従来の3板式に比べて安価になる。更に、
光軸合わせを通常の単板式カラー撮像装置と同様に簡単
に行うことができるので、3板式のような精密加工は不
要である。
ラー撮像装置によれば、特別な撮像デバイスの開発を行
わなくても車両の自動運転システムに必要なアスペクト
比1:2程度のカラー画像を効率よく得ることができ
る。また、また、従来の単板式のカラー撮像装置のよう
に色フィルタを使用しないので、入射光の利用効率を高
めることができる。また、撮像デバイスは1個だけ使用
されるので、従来の3板式に比べて安価になる。更に、
光軸合わせを通常の単板式カラー撮像装置と同様に簡単
に行うことができるので、3板式のような精密加工は不
要である。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
入射光の利用効率及び撮像デバイスの光電変換素子使用
効率を高めることができ、しかも安価且つ小型のカラー
撮像装置を提供できると共に、入射光の利用効率及び撮
像デバイスの光電変換素子使用効率を高めることができ
るカラー撮像方法を提供できる。
入射光の利用効率及び撮像デバイスの光電変換素子使用
効率を高めることができ、しかも安価且つ小型のカラー
撮像装置を提供できると共に、入射光の利用効率及び撮
像デバイスの光電変換素子使用効率を高めることができ
るカラー撮像方法を提供できる。
【図1】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置に使
用される光学系の他の例を示す図である。
用される光学系の他の例を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置にお
ける撮像デバイスの配置を説明するための図である。
ける撮像デバイスの配置を説明するための図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置で得
られる撮像デバイス上の被写体の映像を説明するための
図である。
られる撮像デバイス上の被写体の映像を説明するための
図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の信
号処理部の他の構成を示す図である。
号処理部の他の構成を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態に係るカラー撮像装置の撮
像デバイスの他の構成を示す図である。
像デバイスの他の構成を示す図である。
【図7】従来の単板式カラー撮像装置における色フィル
タの配列を説明するための図である。
タの配列を説明するための図である。
【図8】従来の単板式カラー撮像装置における撮像デバ
イスの配置を説明するための図である。
イスの配置を説明するための図である。
10 撮像デバイス 20 光学系 21 レンズ系 22 絞り機構 23 ダイクロイックプリズム 30 信号処理部
Claims (11)
- 【請求項1】光を電気信号に変換する単板撮像デバイス
と、 入射された光を分光することにより得られた3つの原色
光を前記単板撮像デバイスの受光面に形成される3つの
受光領域にそれぞれ照射する分光手段、とを備えたカラ
ー撮像装置。 - 【請求項2】前記分光手段に入射される光を生成する光
学系を更に備えた請求項1に記載のカラー撮像装置。 - 【請求項3】前記単板撮像デバイスの受光面は矩形状を
有し、該単板撮像デバイスの受光面に形成される前記3
つの受光領域のそれぞれは、前記単板撮像デバイスの長
手方向を短手方向にした矩形状に形成される請求項1又
は請求項2に記載のカラー撮像装置。 - 【請求項4】前記単板撮像デバイスの受光面に形成され
る各受光領域のアスペクト比は1:2である請求項3に
記載のカラー撮像装置。 - 【請求項5】前記分光手段はダイクロイックプリズムで
成る請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のカラー
撮像装置。 - 【請求項6】前記分光手段はダイクロイックミラーで成
る請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のカラー撮
像装置。 - 【請求項7】前記単板撮像デバイスから得られるイメー
ジデータを、前記3つの原色光のそれぞれに対応するイ
メージデータに分類して出力するための制御手段を更に
備えた請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載のカラ
ー撮像装置。 - 【請求項8】入射された光を3つの原色光に分光し、 分光された各原色光を単板撮像デバイスの受光面に形成
される3つの受光領域にそれぞれ照射するカラー撮像方
法。 - 【請求項9】前記受光面は矩形状を有し、該受光面に形
成される前記3つの受光領域のそれぞれは、前記受光面
の長手方向を短手方向にした矩形状に形成される請求項
8に記載のカラー撮像方法。 - 【請求項10】前記受光面に形成される各受光領域のア
スペクト比は1:2である請求項8又は請求項9に記載
のカラー撮像方法。 - 【請求項11】前記単板撮像デバイスから得られるイメ
ージデータを、前記3つの原色光のそれぞれに対応する
イメージデータに分類して出力するステップを更に有す
る請求項8乃至請求項10の何れか1項に記載のカラー
撮像方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9269377A JPH1198518A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | カラー撮像装置及びカラー撮像方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9269377A JPH1198518A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | カラー撮像装置及びカラー撮像方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1198518A true JPH1198518A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17471564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9269377A Withdrawn JPH1198518A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | カラー撮像装置及びカラー撮像方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1198518A (ja) |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP9269377A patent/JPH1198518A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |