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JPH08181922A - Imaging device - Google Patents

Imaging device

Info

Publication number
JPH08181922A
JPH08181922A JP6325090A JP32509094A JPH08181922A JP H08181922 A JPH08181922 A JP H08181922A JP 6325090 A JP6325090 A JP 6325090A JP 32509094 A JP32509094 A JP 32509094A JP H08181922 A JPH08181922 A JP H08181922A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
video signals
image forming
forming position
photoelectric conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6325090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kosuke Nobuoka
幸助 信岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6325090A priority Critical patent/JPH08181922A/en
Priority to US08/576,674 priority patent/US5926216A/en
Publication of JPH08181922A publication Critical patent/JPH08181922A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE: To pick up a video image with high quality and less noise by compositing plural video signals whose signal level is controlled by a control means. CONSTITUTION: Plural video signals obtained by changing an image forming position on a light receiving face of a CCD 3 by a VAP image forming position change means 1 are stored in memories 9-1 to 9-4. A mean luminance level of the plural video signals is calculated by a mean value calculation circuit 10 and a gain set by a gain setting circuit 11 accordingly is multiplied with the video signals stored in the memories 9-1 to 9-4 by multipliers 12-1 to 12-4. Then the products are composited in a signal processing circuit 13 and is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被写体を撮像する撮像
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device for picking up an image of a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、2次元に配列されたCCD等の固
体撮像素子を用いた印刷、コンピュータ向けの撮像装置
では、スキャナ等一次元の画素配列のものに比べて総画
素数が不足するため、得られる画像の解像度が低く、高
品位な出力画像が得られないという問題がある。こうし
た問題に対して、近年固体撮像素子の受光面上に結像し
た光学像の結像位置を例えば垂直、水平に1/2画素単
位でずらして撮像した4フレームの画像を合成すること
により、4倍の画素数をもつ高精彩画像として再構成す
る試みがなされている。
2. Description of the Related Art At present, an image pickup device for printing or a computer using a solid-state image pickup device such as a CCD arranged two-dimensionally has a shortage of total pixels as compared with a one-dimensional pixel arrangement such as a scanner. However, there is a problem that the resolution of the obtained image is low and a high quality output image cannot be obtained. To solve such a problem, by synthesizing images of four frames, which are obtained by shifting the image forming position of the optical image formed on the light receiving surface of the solid-state image pickup device in units of 1/2 pixel vertically and horizontally, for example, Attempts have been made to reconstruct a high definition image with four times the number of pixels.

【0003】例えば、特開昭64−69160に記載さ
れている圧電素子を用いてCCDを水平、垂直に変位さ
せる方法や、特開昭63−284979に記載されてい
る撮像レンズ系とCCD間に設けた光学的光路変位手段
を用いる方法等により、見かけ上の解像度を向上させる
という方法が示されている。また、特開平4−3114
48では、光路変位手段としてVari-Angle-Prism( VA
P)を用いたものが記載されている。
For example, a method of displacing a CCD horizontally and vertically by using a piezoelectric element described in JP-A-64-69160, and between an image pickup lens system and a CCD described in JP-A-63-284979. A method of improving apparent resolution by a method using the provided optical optical path displacing means is disclosed. In addition, JP-A-4-3114
In 48, Vari-Angle-Prism (VA
P) is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例では、例えば4フレーム分の静止画像を撮影中
に、撮影している被写体にあたる光量が変化すると、画
像合成したときに画素毎にレベル差が生じるため、これ
がキャリア成分となって画質劣化につながるという問題
があった。
However, in the above-mentioned conventional example, when the amount of light hitting the subject being photographed changes while capturing still images for four frames, for example, a level difference occurs for each pixel when the images are combined. Therefore, there is a problem that this becomes a carrier component and leads to image quality deterioration.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたもので、撮像装置において、光
学像を映像信号に光電変換する光電変換手段と、前記光
電変換手段上に光学像を結像させる結像光学系と、前記
結像光学系による光電変換手段上での光学像の結像位置
を変化させる結像位置変化手段と、前記結像位置変化手
段により前記光電変換手段上の光学像の結像位置を所定
の位置に変化させたときに前記光電変換手段により光電
変換されることで得られる結像位置の異なる複数の映像
信号を記憶する記憶手段と、前記複数の映像信号の平均
信号レベルを算出する算出手段と、前記算出手段により
算出された信号レベルに応じて前記記憶手段に記憶され
た複数の映像信号の信号レベルを制御する制御手段と、
前記制御手段により信号レベルを制御された複数の映像
信号を合成する合成手段とを有するように構成したもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in an image pickup device, a photoelectric conversion means for photoelectrically converting an optical image into a video signal and the photoelectric conversion means are provided. An image forming optical system for forming an optical image, an image forming position changing means for changing an image forming position of the optical image on the photoelectric converting means by the image forming optical system, and the photoelectric conversion by the image forming position changing means. Storage means for storing a plurality of video signals having different image-forming positions obtained by being photoelectrically converted by the photoelectric conversion means when the image-forming position of the optical image on the means is changed to a predetermined position; Calculating means for calculating the average signal level of the video signal, and control means for controlling the signal levels of the plurality of video signals stored in the storage means according to the signal level calculated by the calculating means,
And a synthesizing unit for synthesizing a plurality of video signals whose signal levels are controlled by the control unit.

【0006】[0006]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0007】図1に本発明の実施例の構成ブロック図を
示す。図1において、1は結像位置変化手段であるVari
-Angle-Prism(VAP)、2は結像光学系である結像レ
ンズ系、3は光電変換手段であるCCD(Charge-couple
d device) 、4は二重相関サンプリング(CDS)回
路、5はオートゲインコントロール(AGC)回路、6
はA/Dコンバータである。
FIG. 1 shows a block diagram of the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes Vari, which is an image forming position changing means.
-Angle-Prism (VAP), 2 is an imaging lens system which is an imaging optical system, and 3 is a CCD (Charge-couple) which is photoelectric conversion means.
d device), 4 is a double correlation sampling (CDS) circuit, 5 is an automatic gain control (AGC) circuit, 6
Is an A / D converter.

【0008】7は第1のスイッチ、8は第2のスイッ
チ、9−1は第1のフレームメモリ、9−2は第2のフ
レームメモリ、9−3は第3のフレームメモリ、9−4
は第4のフレームメモリである。このフレームメモリ9
−1〜9−4により記憶手段が構成される。
Reference numeral 7 is a first switch, 8 is a second switch, 9-1 is a first frame memory, 9-2 is a second frame memory, 9-3 is a third frame memory, and 9-4.
Is a fourth frame memory. This frame memory 9
A storage unit is composed of -1 to 9-4.

【0009】10は算出手段である平均値算出回路、1
1はゲイン設定回路、12−1は第1の乗算器、12−
2は第2の乗算器、12−3は第3の乗算器、12−4
は第4の乗算器である。ゲイン設定回路11及び乗算器
12−1〜12−4により制御手段が構成される。13
は合成手段である信号処理回路、14は出力端子、15
は制御回路、16は水平方向VAPアクチュエータ、1
7は垂直方向VAPアクチュエータである。
Reference numeral 10 is an average value calculation circuit which is a calculation means.
1 is a gain setting circuit, 12-1 is a first multiplier, 12-
2 is a second multiplier, 12-3 is a third multiplier, 12-4
Is a fourth multiplier. The gain setting circuit 11 and the multipliers 12-1 to 12-4 constitute a control means. Thirteen
Is a signal processing circuit which is a synthesizing means, 14 is an output terminal, and 15
Is a control circuit, 16 is a horizontal VAP actuator, 1
Reference numeral 7 is a vertical VAP actuator.

【0010】次に図1を用いて本発明実施例の動作を説
明する。VAP1、結像レンズ系2を通じてCCD3の
受光面上に結像された光学像は光電変換され、二重相関
サンプリング回路4でノイズが除去され、AGC回路5
でゲインを制御された後、A/Dコンバータ6でディジ
タル信号に変換される。そして第1のスイッチ7に入力
される。第1のスイッチ7は、その出力が0〜3の4つ
に分かれており、各々メモリ9−1〜9−4にそれぞれ
接続されている。また、第1のスイッチ7の出力0〜3
は、第2のスイッチ8の入力0〜3にもそれぞれ接続さ
れており、第2のスイッチ8の出力は平均値検出回路1
0に入力される。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The optical image formed on the light receiving surface of the CCD 3 through the VAP 1 and the imaging lens system 2 is photoelectrically converted, noise is removed by the double correlation sampling circuit 4, and the AGC circuit 5 is used.
After the gain is controlled by, the digital signal is converted by the A / D converter 6. Then, it is input to the first switch 7. The output of the first switch 7 is divided into four, 0 to 3, which are respectively connected to the memories 9-1 to 9-4. Also, the outputs 0 to 3 of the first switch 7
Are also connected to the inputs 0 to 3 of the second switch 8, respectively, and the output of the second switch 8 is the average value detection circuit 1
Input to 0.

【0011】制御回路15は前記CCD3の受光面上で
の光学像の結像位置を、最初の位置である第1の位置、
前記第1の位置から水平方向に1/2画素ずれた第2の
位置、前記第1の位置から水平、垂直方向に1/2画素
ずつずれた第3の位置、及び前記第1の位置から垂直方
向に1/2画素ずれた第4の位置となるように順次制御
する。また同時に第1のスイッチ7と第2のスイッチ8
は、上記各結像位置にあるときに、それぞれ0,1,
2,3に切り換わるように制御される。
The control circuit 15 sets the image forming position of the optical image on the light receiving surface of the CCD 3 to the first position which is the first position,
A second position horizontally displaced from the first position by 1/2 pixel, a third position horizontally displaced from the first position by 1/2 pixel in the vertical direction, and a first position displaced from the first position. Sequential control is performed so that the fourth position is shifted by 1/2 pixel in the vertical direction. At the same time, the first switch 7 and the second switch 8
Are 0, 1, respectively when they are in the respective image forming positions.
It is controlled so as to switch to 2 and 3.

【0012】以上の動作によりCCD3の画像信号は、
ノイズ低減、ゲインコントロール、ディジタル変換され
た後、第1の位置の画像は第1のフレームメモリ9−
1、第2の位置の画像は第2のフレームメモリ9−2、
第3の位置の画像は第3のフレームメモリ9−3、第4
の位置の画像は第4のフレームメモリ9−4にそれぞれ
順次格納される。
By the above operation, the image signal of the CCD 3 is
After noise reduction, gain control, and digital conversion, the image at the first position is stored in the first frame memory 9-
The images at the first and second positions are the second frame memory 9-2,
The image at the third position is the third frame memory 9-3, the fourth
The images at the positions are sequentially stored in the fourth frame memory 9-4.

【0013】一方、平均値算出回路10では、第2のス
イッチ8を通じて入力されたディジタル映像信号の平均
レベルが算出される。ここで例えばCCD3からの信号
が補色モザイクの色キャリア成分を含む信号であって
も、その平均値は輝度レベルを表す。従って、平均値算
出回路10の出力は、撮像した各フレームの輝度レベル
を示すものとなり、ゲイン設定回路11は、算出された
輝度レベルに応じてゲインを決定し、各乗算器12−1
〜12−4により、各メモリ9−1〜9−4に記憶され
たディジタル映像信号に対してそのゲインを乗算する。
そして、各映像信号は信号処理回路13において合成さ
れ、出力端子14から出力される。
On the other hand, the average value calculation circuit 10 calculates the average level of the digital video signal input through the second switch 8. Here, for example, even if the signal from the CCD 3 is a signal including the color carrier component of the complementary color mosaic, the average value thereof represents the brightness level. Therefore, the output of the average value calculation circuit 10 indicates the brightness level of each imaged frame, and the gain setting circuit 11 determines the gain according to the calculated brightness level, and each multiplier 12-1.
12-4, the gains of the digital video signals stored in the memories 9-1 to 9-4 are multiplied.
Then, the video signals are combined in the signal processing circuit 13 and output from the output terminal 14.

【0014】その結果、信号処理回路13に入力される
4フレーム分のディジタル映像信号は、輝度レベルのそ
ろった信号となり、撮像過程で被写体の照度が変化して
も、信号処理回路13において合成した画像の画質は損
なわれない。
As a result, the digital video signals for four frames input to the signal processing circuit 13 become signals with uniform brightness levels, and are combined in the signal processing circuit 13 even if the illuminance of the subject changes during the image pickup process. The image quality is not impaired.

【0015】なお、AGC回路5では、主に低照度の被
写体を撮像する際に、大きなゲインをかける必要のある
ときに動作するためのおおまかなゲイン制御をするもの
であるため、ここで映像信号の輝度レベルを正確にそろ
えることはできない。また、結像位置の変化は、VAP
でなくてもよいことは言うまでもない。
Since the AGC circuit 5 performs a rough gain control to operate when it is necessary to apply a large gain, mainly when picking up an image of a low illuminance object, the video signal is used here. It is not possible to exactly align the brightness levels of. In addition, the change in the imaging position is
Needless to say, it does not have to be.

【0016】以上のように構成することで、撮影中に光
量変化が生じたような場合でも、高品位な静止画像を撮
影し、合成することが可能になった。
With the above-mentioned structure, it is possible to capture and combine high-quality still images even when the light amount changes during photography.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように本発明は、撮像装置におい
て、光学像を映像信号に光電変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段上に光学像を結像させる結像光学系
と、前記結像光学系による光電変換手段上での光学像の
結像位置を変化させる結像位置変化手段と、前記結像位
置変化手段により前記光電変換手段上の光学像の結像位
置を所定の位置に変化させたときに前記光電変換手段に
より光電変換されることで得られる結像位置の異なる複
数の映像信号を記憶する記憶手段と、前記複数の映像信
号の平均信号レベルを算出する算出手段と、前記算出手
段により算出された信号レベルに応じて前記記憶手段に
記憶された複数の映像信号の信号レベルを制御する制御
手段と、前記制御手段により信号レベルを制御された複
数の映像信号を合成する合成手段とを有するような構成
とした。
As described above, according to the present invention, in the image pickup device, photoelectric conversion means for photoelectrically converting an optical image into a video signal,
An image forming optical system for forming an optical image on the photoelectric converting means, an image forming position changing means for changing an image forming position of the optical image on the photoelectric converting means by the image forming optical system, and the image forming position. A plurality of video signals having different image forming positions obtained by being photoelectrically converted by the photoelectric converting unit when the image forming position of the optical image on the photoelectric converting unit is changed to a predetermined position by the changing unit are stored. Storage means, calculation means for calculating an average signal level of the plurality of video signals, and control for controlling signal levels of the plurality of video signals stored in the storage means according to the signal levels calculated by the calculation means And a synthesizing means for synthesizing a plurality of video signals whose signal levels are controlled by the control means.

【0018】以上のように構成することで、撮影中に光
量変化が生じたような場合でも、高品位な静止画像を撮
影し、合成することが可能になった。
With the above-mentioned structure, it is possible to capture and combine high-quality still images even when the light amount changes during photography.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例の撮像装置の構成ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a configuration block diagram of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 VAP 10 平均値算出回路 11 ゲイン設定回路 1 VAP 10 Average value calculation circuit 11 Gain setting circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学像を映像信号に光電変換する光電変
換手段と、 前記光電変換手段上に光学像を結像させる結像光学系
と、 前記結像光学系による光電変換手段上での光学像の結像
位置を変化させる結像位置変化手段と、 前記結像位置変化手段により前記光電変換手段上の光学
像の結像位置を所定の位置に変化させたときに前記光電
変換手段により光電変換されることで得られる結像位置
の異なる複数の映像信号を記憶する記憶手段と、 前記複数の映像信号の平均信号レベルを算出する算出手
段と、 前記算出手段により算出された信号レベルに応じて前記
記憶手段に記憶された複数の映像信号の信号レベルを制
御する制御手段と、 前記制御手段により信号レベルを制御された複数の映像
信号を合成する合成手段と、を有することを特徴とする
撮像装置。
1. A photoelectric conversion means for photoelectrically converting an optical image into a video signal, an imaging optical system for forming an optical image on the photoelectric conversion means, and an optical system on the photoelectric conversion means by the imaging optical system. Image forming position changing means for changing the image forming position of the image, and photoelectric conversion means for converting the image forming position of the optical image on the photoelectric converting means to a predetermined position by the photoelectric converting means. A storage unit for storing a plurality of video signals having different image-forming positions obtained by conversion, a calculation unit for calculating an average signal level of the plurality of video signals, and Control means for controlling the signal levels of the plurality of video signals stored in the storage means, and synthesizing means for synthesizing the plurality of video signals whose signal levels are controlled by the control means. Imaging device.
【請求項2】 請求項1において、前記記憶手段は複数
の記憶手段より構成されることを特徴とする撮像装置。
2. The image pickup device according to claim 1, wherein the storage unit is composed of a plurality of storage units.
【請求項3】 請求項1または2において、前記信号レ
ベルは輝度レベルであることを特徴とする撮像装置。
3. The image pickup device according to claim 1, wherein the signal level is a brightness level.
【請求項4】 請求項1乃至3において、前記光電変換
手段はCCD(Charge-coupled device)であることを特
徴とする撮像装置。
4. The image pickup device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion means is a CCD (Charge-coupled device).
【請求項5】 請求項1乃至4において、前記結像位置
変化手段はVAP(Vari-Angle Prism) であることを特
徴とする撮像装置。
5. The image pickup device according to claim 1, wherein the image forming position changing means is a VAP (Vari-Angle Prism).
JP6325090A 1994-12-27 1994-12-27 Imaging device Pending JPH08181922A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6325090A JPH08181922A (en) 1994-12-27 1994-12-27 Imaging device
US08/576,674 US5926216A (en) 1994-12-27 1995-12-21 Image sensing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6325090A JPH08181922A (en) 1994-12-27 1994-12-27 Imaging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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Family

ID=18173033

Family Applications (1)

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JP6325090A Pending JPH08181922A (en) 1994-12-27 1994-12-27 Imaging device

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030107