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JPH1176159A - 複数の撮像素子を組み合わせた画像形成装置 - Google Patents

複数の撮像素子を組み合わせた画像形成装置

Info

Publication number
JPH1176159A
JPH1176159A JP9261006A JP26100697A JPH1176159A JP H1176159 A JPH1176159 A JP H1176159A JP 9261006 A JP9261006 A JP 9261006A JP 26100697 A JP26100697 A JP 26100697A JP H1176159 A JPH1176159 A JP H1176159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
pixels
pixel
ccd
circuit
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
JP9261006A
Other languages
English (en)
Inventor
Minami Amano
南 天野
Fujio Okada
藤夫 岡田
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.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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 Fuji Photo Optical Co Ltd filed Critical Fuji Photo Optical Co Ltd
Priority to JP9261006A priority Critical patent/JPH1176159A/ja
Publication of JPH1176159A publication Critical patent/JPH1176159A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来から用いている撮像素子を利用し、この
撮像素子の画素数に比べて倍増した画素数で高解像度の
画像を形成する。 【解決手段】 対物光学系10の光路を二つに分離する
ハーフミラー11、このハーフミラー11の二つの分離
光路において、異なる画素位置のデータからなる画像信
号を形成するように配置された第1CCD12及び第2
CCD13と、これらCCD12,13で得られた画像
信号を合成し高画素数の画像を形成する画像合成回路2
3を設ける。また、この画像合成回路23内には、上記
CCD12,13で設定された画素以外の欠落画素を周
囲の画素信号から演算し生成する欠落画素生成回路を設
ける。これらの構成により、上記CCD12,13で従
来設定されていた画素数の、例えば4倍の画素数の画像
が形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数の撮像素子を組み合
わせた画像形成装置、特に電子内視鏡等において増倍し
た画素数で高解像度の画像を得ることができる画像形成
装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】電子内視鏡、ビデオカメラ等の撮像素子
として、CCD(Charge Coupled Device)等が用いら
れており、被写体画像の解像度はこのCCDの画素数に
依存することになる。近年では、1/2インチ程度の大
きさで、130万画素を有するCCDも製作されてお
り、これらの画素数の大きいCCDはハイビジョン画像
の撮影等に用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の高画
素数のCCDは、特殊な駆動回路や信号処理回路が必要
となり、径の大きさ等に制限のある電子内視鏡に適用す
るには現状では困難であり、またコスト的にも高くなる
という不都合があった。
【0004】一方、内視鏡で捉えられる被観察体内画像
をハイビジョン方式の画面に表示すれば、高画質で見や
すい画像を得ることができ、診断及び治療等の観察画像
としても有益なものとなる。従って、従来用いていた、
例えば40万画素程度のCCDを用いて、それ以上の画
素数に相当する高解像度の画像が得られるならば、特殊
な回路も必要なく、コストを抑制した装置を得ることが
可能となる。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、従来から用いている撮像素子を利用
し、この撮像素子の画素数に比べて倍増した画素数で高
解像度の画像を形成することができる複数の撮像素子を
組み合わせた画像形成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1請求項の発明に係る複数の撮像素子を組み合わ
せた画像形成装置は、一つの対物光学系からの受像側光
路を分離するための光路分離素子(例えばハーフミラ
ー)と、この光路分離素子で分離された光路にそれぞれ
配置され、被写体画像での異なる画素位置のデータから
なる画像信号を形成するように配置された複数の撮像素
子と、これら複数の撮像素子から得られた画像信号を合
成し、当該撮像素子の画素数よりも大きい画素数の画像
を形成する画像合成回路と、を含んでなることを特徴と
する。第2請求項に係る発明は、上記画像合成回路では
上記撮像素子で設定された画素以外の欠落画素を周囲の
画素信号から演算し生成することを特徴とする。
【0007】上記の構成によれば、一つの対物光学系に
対しハーフミラーを介して、例えば二つのCCDが取り
付けられ、これらのCCDは画素単位が市松模様を形成
するように異なる位置に配置される。即ち、市松模様の
四角形が当該CCDで設定される画素の1/4の大きさ
に相当する状態で、この四角形分を互いに斜めにずらし
て市松模様の同色部(例えば白黒の市松模様の黒部)が
形成されるように、二つのCCDを配置する。これによ
れば、一画素の大きさが当該CCDで設定される一画素
の1/4となり、二つのCCDで例えば一松模様の黒部
の画素情報を得ることができる。従って、この場合は、
当該CCDの画素数の2倍の画素数の画像信号が形成さ
れる。
【0008】そして、上記の市松模様の白部は、CCD
では情報が得られない欠落画素となるので、この欠落画
素については、周囲の画素信号、例えば上下左右の4画
素或いは左右の2画素等から画素信号を生成することが
できる。これによれば、当該CCDの画素数の4倍の画
素数の画像信号が形成される。
【0009】
【実施例】図1には、実施形態例に係る複数の撮像素子
を組み合わせた画像形成装置の回路構成が示され、図2
には、図1の画像合成回路の詳細な構成が示されてお
り、この装置は電子内視鏡に適用されたものである。図
1において、対物光学系10は内視鏡先端部に配置され
ており、この対物光学系10の後側に、受像側光路を透
過光路と反射光路に分離するハーフミラー(光路分離素
子)11が配置される。このハーフミラー11の代り
に、ビームスプリッター等の他の光路分離素子を用いる
ことができる。このハーフミラー11には、その透過光
路側に第1CCD12、その反射光路側に第2CCD1
3が光学的に接続されており、これらのCCD12,1
3として、例えば40万画素のものが取り付けられる。
これらCCD12,13は、一つのCCDドライバー1
4によって同様に駆動制御される。
【0010】図3には、上記第1及び第2CCD12,
13の像光路に対する取付けの関係が示されており、こ
の図は、これらCCD12,13を光軸100の対物光
学系10の光路に重ねて置いたものである。当該例で
は、本来CCD12,13で設定されているl1 ×l2
の大きさの画素Aに対し、その1/4の大きさの画素
a,b(a=b)をそれぞれのCCD12,13で設定
するために、画素a(=b)の大きさの分だけ互いに斜
めにずれるように、これらCCD12,13を取付け配
置する。これによれば、図3の右下に示すように、上記
画素aと画素bで例えば白黒の市松模様の同色部(黒部
又は白部)が形成されるような形になる。なお、このC
CD12,13では、内部のフォトダイオード等の構成
を変える必要はなく、従来のCCDをそのまま使用する
ことになる。
【0011】また、上記第1CCD12の後段には、C
DS(Correlated Double Sampling−相関二重サンプリ
ング)回路16、A/D変換器17、所定の画像処理を
施すためのDSP(デジタル信号プロセッサ)18が接
続され、他方の第2CCD13にも同様に、CDS回路
19、A/D変換器20、DSP21が接続される。そ
して、上記DSP18,21の出力を入力し、例えば1
60万画素に相当する画像を合成する画像合成回路23
が設けられ、またこの画像合成回路23を含む各回路を
統轄制御するCPU24が設けられる。
【0012】図2は、上記画像合成回路23の内部構成
であり、図示されるように、画像合成回路23には、上
記第1CCD12の出力に基づいて形成された画像デー
タを格納する第1メモリ26、上記第2CCD13の出
力に基づいて形成された画像データを格納する第2メモ
リ27、これらの画像データを加算する加算回路28が
設けられる。
【0013】また、上記CCD12,13で得られる画
素では欠落する欠落画素のデータを生成する欠落画素生
成回路29、この欠落画素生成回路29の出力と上記加
算回路28の出力を加算し、全画素情報を備えた画像を
形成する加算回路30が配置される。上記の欠落画素生
成回路29は、その欠落画素の上下左右の画素情報の加
算平均値、或いは左右のみの加算平均値(その他の方法
でもよい)を演算して欠落画素信号として出力する。
【0014】図4及び図5には、上記の第1CCD12
と第2CCD13で得られる画素情報が示されており、
図(A)は画像(画面)領域Wにおいて第1CCD12
で得られる画素データで、図(B)は第2CCD13で
得られる画素データ、図(C)は加算画像データであ
る。図3で説明したように、上記CCD12,13は互
いにa(=b)の一画素分だけ斜めにずれており、これ
によって図4及び図5に示されるように異なる画素位置
の画像データを出力することになる。
【0015】即ち、図4(A)に示されるように、当該
CCD12,13で従来設定されている画素A(l1 ×
l2 )の1/4の大きさの画素a1 ,a2 ,a3 …のデ
ータがCCD12で得られ、図4(B)に示されるよう
に、画素aの斜め位置にある画素b1 ,b2 ,b3 …の
データがCCD13で得られることになる。図4では、
例えば”全”という文字を撮影した状態が示され、CC
D12では図(A)の画素データ(黒色部)、CCD1
3では図(B)の画素データ(斜線部)が読み出され
る。これらの画素データから構成される画像信号は、図
1のCDS16,19、DSP18,21等で所定の処
理が施された後、画像合成回路23内の第1及び第2メ
モリ26,27へ格納される。
【0016】この画像合成回路23内では、加算回路2
8によって上記の第1メモリ26の画像データと第2メ
モリ27の画像データが加算され、図4(C)に示され
るような”全”という文字が得られる。この図4(C)
の画像は、80万(40万×2)画素からなり、40万
画素の一つのCCDを用いたときの2倍の解像度の画像
となる。
【0017】しかし、この図4(C)の画像において
は、画素の大きさを1/4に縮小する一方、2枚のCC
D12,13を用いることから、図3で理解されるよう
に欠落画素eが生じる。そこで、当該例では上述したよ
うに欠落画素生成回路29を設け、上記欠落画素eを周
囲の画素データから加工している。即ち、図5の画面W
の欠落画素e12で考えると、上下のa2 ,a12と左右の
b1 ,b2 の画素データの加算平均を演算し、これを欠
落画素e12の画素データとする。なお、端部の画素にお
いて上下、左右に一つのデータしか存在しない場合は、
2倍にする等の修正を施すことになる。この欠落画素の
データの加工方法には、周知の各種の方法が適用でき
る。
【0018】そして、この欠落画素データは、上記欠落
画素生成回路29から加算回路30に出力され、ここで
加算回路28の出力に加算されることになり、これによ
って欠落画素のない一枚の画像が形成される。この場合
の画像は、160万(=40万×4)画素の画像とな
る。従って、当該例では、40万画素の2枚のCCD1
2,13を用いて、4倍の画素数の高解像度の画質が得
られることになる。
【0019】図6には、上記の画像合成回路23内の他
の構成例が示されており、この例は、左右のデータのみ
を利用して欠落画素データの生成を行ったものである。
図6において、第1メモリ26に、左右データの加算平
均を演算して欠落画素データとする第1欠落画素生成回
路32及び加算回路33が接続され、第2メモリ27
に、同様に左右データの加算平均を演算して欠落画素デ
ータとする第2欠落画素生成回路34及び加算回路35
が設けられる。
【0020】この例では、各ライン上の欠落画素が充足
されたフィールド画像が形成され、上記加算回路33の
出力を奇数フィールドの画像データとして、上記加算回
路35の出力を偶数フィールドの画像データとして用
い、これらのフィールド画像データをインターレース走
査することにより画像表示が可能となる。
【0021】上記例では、二つのCCD12,13で同
一像を撮像するようにしたが、三つ、四つのCCDを用
い、光路分離素子で分離光路を増やして新たにCCDを
配置することもでき、これによって解像度を更に向上さ
せることが可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えばハーフミラーで複数に分離した光路のそれぞれに
撮像素子を配置し、異なる画素位置のデータからなる画
像信号を抽出して合成するようにしたので、使用した撮
像素子で従来得られていた画素数の例えば4倍の画素数
の画像を形成することができ、ハイビジョン画像等とし
て利用できる高解像度の画像を得ることが可能となる。
【0023】また、請求項2記載の発明によれば、画像
合成回路では上記撮像素子で設定された画素以外の欠落
画素を周囲の画素信号から演算し生成するようにしたの
で、欠落画素が生じる場合でも、その欠落画素のデータ
を良好に充足して高解像度の画像を形成できるという利
点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係る複数の撮像素子を組
み合わせた画像形成装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の画像合成回路内の構成を示すブロック図
である。
【図3】実施形態例の二つのCCDの像光路に対する取
付けの関係を示す図である。
【図4】実施形態例の二つのCCDで得られる画素情報
を示し、図(A)は第1CCDで得られる画素データ、
図(B)は第2CCDで得られる画素データ、図(C)
は両方を加算した画像データである。
【図5】実施形態例の画像での画素データの構成を示す
図である。
【図6】実施形態例の画像合成回路内の他の構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
10 … 対物光学系、 11 … ハーフミラー、 12,13 … CCD、 16,19 … CDS、 18,21 … DSP、 23 … 画像合成回路、 24 … CPU、 26,27 … メモリ、 29,32,34 … 欠落画素生成回路、 28,30,33,35 … 加算回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの対物光学系からの受像側光路を分
    離するための光路分離素子と、 この光路分離素子で分離された光路にそれぞれ配置さ
    れ、異なる画素位置のデータからなる画像信号を形成す
    るように配置された複数の撮像素子と、 これら複数の撮像素子から得られた画像信号を合成し、
    当該撮像素子の画素数よりも大きい画素数の画像を形成
    する画像合成回路と、を含んでなる複数の撮像素子を組
    み合わせた画像形成装置。
  2. 【請求項2】 上記画像合成回路は、上記撮像素子で設
    定された画素以外の欠落画素を周囲の画素信号から演算
    し生成することを特徴とする上記第1請求項記載の複数
    の撮像素子を組み合わせた画像形成装置。
JP9261006A 1997-09-09 1997-09-09 複数の撮像素子を組み合わせた画像形成装置 Pending JPH1176159A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9261006A JPH1176159A (ja) 1997-09-09 1997-09-09 複数の撮像素子を組み合わせた画像形成装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7650062B2 (en) 2005-01-14 2010-01-19 Victor Company Of Japan, Ltd. Information recording apparatus, information reproducing apparatus, and related computer programs
JP2011118415A (ja) * 1999-05-26 2011-06-16 Daimler Ag カラー画像を撮像するための装置
US8471936B2 (en) 2006-06-16 2013-06-25 Sony Corporation Imaging device and signal processing method

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