JP2982986B2 - 画像入力装置、画像出力装置および画像システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＶカメラ等で用いら
れている固体撮像素子による高精細画像入力技術に係る
画像入力装置，画像出力装置および画像システムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子（以下、単にセンサと呼ぶ
場合は固体撮像素子をさす）は小型で消費電力が小さ
く、また、残像がないなどの多くの特長を有することか
ら、最近では画像入力装置で広く用いられるようになっ
ている。しかし、まだ、画素数が実用レベルで高々４０
万画素程度と少ないため、従来から用いられている撮像
管に比べて画質が劣り、大画面用やハードコピー用など
高精細画像の要求される分野に適用できるレベルには達
していない。

【０００３】固体撮像素子を高解像度化する技術は画素
密度を高め、画素数を増やす方法が主流であり、これま
でに高品位テレビ（ＨＤＴＶ）用として２００万画素の
固体撮像素子が試作されている。しかし、この画素密度
を高める方法では画素面積が小さくなりＳ／Ｎが劣化す
る。さらに、画素数が多くなるにしたがって固体撮像素
子の駆動速度やＡ／Ｄ変換の速度が高まり、技術的な困
難さが増す。このような状況をかんがみるに、上記２０
０万の画素数はもはや限界に近く、現状では、さらに画
素数を増加させ解像度を向上することは困難となってい
る。

【０００４】上記限界を克服する方法として、複数個の
固体撮像素子を用いて各固体撮像素子が入力した画像を
電気信号の段階でもとの１枚の画像として合成すること
により入力画像の高精細化を図る方法が試みられてい
る。このような方法の１つが画素補間法である。図２３
に画素補間法の原理を示す。図２３において、Ｐ_i,j は
１つの画素、Ｓ_i,j は画素内の感光部を示す。固体撮像
素子の撮像部は２次元状に配列された画素で構成されて
いるが、個々の画素は光強度を読み取る感光部と、信号
転送路等の非感光部からなる。すなわち、直接撮像に寄
与する感光部は図２３に示すように離散的に配置されて
おり、感光部と感光部の間には直接撮像には寄与しない
非感光部が存在する。画素補間法は、この非感光部の存
在を利用し、画像のサンプリング点を倍増することによ
り入力画像の高精細化を図る方法である。すなわち、あ
る固体撮像素子（図２３（ａ））が入力した画像と、同
一の被写体像を画素数および画素ピッチが同一の他の固
体撮像素子（図２３（ｂ））が被写体像とセンサの画素
の相対的な位置関係を画素ピッチの１／２ずらして入力
した画像を合成すれば、それぞれの画像においてセンサ
の非感光部にあたる領域の光強度情報がもう一方の画像
ではサンプリングされていることになる。これは、合成
画像では図２３（ｃ）に示すように２倍のサンプリング
密度で画像情報を読み取ったことに相当し、高精細化が
可能になる。以上は２個の固体撮像素子を用いて水平解
像度のみを高める例を述べたが、垂直方向に補間すれば
垂直解像度を高めることができ、さらに４個の固体撮像
素子を使用すれば水平，垂直両方向の解像度を高めるこ
とが可能である。

【０００５】複数のセンサが並列入力した画像を合成す
る方法として従来用いられている方法の原理図を図２４
（ａ）〜（ｄ）に示す。図２４（ａ）において、ＳＳ１
およびＳＳ２は固体撮像素子、Ｌはレンズ、４はハーフ
ミラー、９は信号合成器、Ｖ１およびＶ２は固体撮像素
子ＳＳ１，ＳＳ２からの信号列、ＶＭは合成された信号
列、図２４（ｂ）〜（ｄ）において、Ｖ１_i,j 〜Ｖ１
_i+2,j およびＶ２_i,j 〜Ｖ２_i+2,j はそれぞれ固体撮像
素子ＳＳ１およびＳＳ２の画素Ｐ１_i,j 〜Ｐ１_i+2,j お
よびＰ２_i,j 〜Ｐ２_i+2,j からの信号である。従来の方
法ではハーフミラー４等を用いて画素ピッチが１／２だ
けずれるように入力した２つの固体撮像素子からの信号
Ｖ１およびＶ２を、図２４に示す信号列ＶＭのようにそ
れぞれの画素からの信号が交互に並ぶように信号を合成
して、これを撮像装置の出力信号としている。

【０００６】以上述べたように、従来の画素補間法では
複数の固体撮像素子からの信号を単に１画素毎に交互に
並べなおして１本の画信号列として出力する。この方法
においては、画素数の少ない低解像度の固体撮像素子を
用いても高精細画像入力が可能であり、かつ固体撮像素
子を駆動する速度を小さくすることが可能である。しか
しながら、出力される合成画像においては使用する固体
撮像素子の数に応じて画素数が倍増するため、合成画像
の周波数が倍増し、さらに、ディジタル化においては高
速のＡ／Ｄ変換が必要となり、また、符号化などの信号
処理においては単位時間当たりの信号処理量が増大する
といった多くの問題を抱えている。特に、超高精細な画
像を得るため多数の固体撮像素子を用いる場合は単位時
間あたりに処理する情報量が飛躍的に増大するため、Ａ
／Ｄ変換や符号化が十分な性能で行えないという問題が
ある。

【０００７】本発明は、複数の固体撮像素子を用いても
処理する情報量を僅かの増加に止めることができる画像
入力装置，画像出力装置および画像システムを提供する
ことを目的とする。

【０００８】本発明にかかる画像入力装置は、入力画像
の画素を、水平方向または垂直方向または水平及び垂直
方向または斜め方向に、ひとつまたは複数画素毎に間引
いた、互いに画素補間となる複数の分割画像に分割し、
前記分割画像の信号を各々出力する撮像手段と、前記複
数の分割画像の信号のうちのひとつを基準信号とし、前
記基準信号と他の分割画像の信号との差信号を算出する
差信号検出手段とを備え、前記撮像手段が前記複数の分
割画像の同一座標の画素の信号を並列に出力することで
前記差信号検出手段の算出する前記差信号が前記入力画
像の隣接画素間の差信号となるようにしたものである。
また、本発明にかかる画像入力装置は、入力画像の画素
を、水平方向または垂直方向または水平及び垂直方向ま
たは斜め方向に、ひとつまたは複数画素毎に間引いた、
互いに画素補間となる複数の分割画像に分割し、前記分
割画像の信号を各々出力する撮像手段と、前記複数の分
割画像の信号の平均値の信号を基準信号とし、前記基準
信号と前記複数の分割画像の信号との差信号を算出する
差信号検出手段とを備え、前記撮像手段が前記複数の分
割画像の同一座標の画素の信号を並列に出力することで
前記差信号検出手段の算出する前記差信号が前記入力画
像の隣接画素の平均化された信号と、前記隣接画素の各
々の信号との間の信号差となるようにしたものである。
また、本発明にかかる画像入力装置は、 前記入力画像
装置に置いて、前記撮像手段が、撮像レンズと、該撮像
レンズを通過した光の光路を分割する光路分割手段と、
前記光路分割手段により分割された各光路の結像位置に
配置された複数の固体撮像素子とを備え、前記複数の固
体撮像素子は、各々が入力する画像が互いに水平方向ま
たは垂直方向または水平及び垂直方向または斜め方向
に、画素補間となるよう配置されているものである。

【０００９】また、本発明にかかる画像出力装置は、前
記各画像入力装置から出力された前記基準信号と前記差
信号とを入力し、前記基準信号と前記差信号との差を同
一座標の画素毎に算出することにより前記複数の分割画
像の信号を画素毎に再生する手段と、再生した前記複数
の分割画像の信号を隣接した画素の信号として再配列す
ることで前記入力画像の信号を合成する手段とを備えた
ものである。

【００１０】さらに、本発明にかかる画像システムは、
前記各画像入力装置を入力手段とし、前記画像出力装置
を出力手段として構成されたものである。

【００１１】

【作用】本発明にかかる画像入力手段においては、出力
するデータ量を大幅に低減することが可能となる。以下
にこの原理を説明する。

【００１２】よく知られているように一般に画像では隣
接画素間の濃度（明るさ）には大きな相関がある。した
がって、通常の画信号に比べて隣接画素間の差信号は非
常に小さな値となる。図２５にこの例を示す。図２５
（ａ）は通常の画信号分布、（ｂ）は差信号分布であ
る。図２５から明らかなように差信号は０を中心とした
非常に狭い範囲の値に集中的に分布する。本発明の差信
号検出手段で得られる差信号はオリジナル画像におい
て、常に隣接画素間の信号差が出力されることになり、
図２５に示すように隣接画素間の相関性からこの差信号
の情報量は極めて少なくなっており、これを出力とすれ
ば情報量を大幅に低減することが可能である。

【００１３】また、本発明にかかる画像出力装置は、前
記画像入力装置から出力される画信号から元の画像を復
号する。さらに、本発明にかかる画像システムは、対象
とする画像の取り込みから再生までを行う。

【００１４】

【実施例】実施例１ 本発明の画像入力装置１００の第１の実施例の概略構成
を図１に示す。図１において、１０１は撮像手段、１０
２は差信号検出手段を示し、１１〜１４はＣＣＤセン
サ、２２〜２４は差動増幅器、３１〜３４はＡ／Ｄ変換
器、４，４１および４２はハーフミラー、５は信号混合
器、Ｌはレンズ、Ｖ１〜Ｖ４は前記ＣＣＤセンサ１１〜
１４のアナログ出力信号、Ｖ_1-2 ，Ｖ_1-3 ，Ｖ_1-4 はア
ナログ信号、ＶＤ１，ＶＤ_1-2 ，ＶＤ_1-3 ，ＶＤ_1-4 お
よびＶＣはディジタル信号である。本実施例では４つの
ＣＣＤセンサ１１〜１４を用い、水平方向とともに垂直
方向も画素補間により高解像度化を実現する。このた
め、本実施例では３枚のハーフミラー４，４１，４２に
よりレンズＬ通過後の光を４分割し、４箇所に被写体像
を結像させ、それぞれの結像位置に配置されたＣＣＤセ
ンサ１１〜１４で、互いに画素補間の関係にある４枚の
画像を入力する。

【００１５】本実施例ではＣＣＤセンサ１１のアナログ
出力信号Ｖ１を基準にして、他のＣＣＤセンサ１２−１
４のアナログ出力信号Ｖ２〜Ｖ４との差信号Ｖ_1-2 （＝
Ｖ１−Ｖ２），Ｖ_1-3 （＝Ｖ１−Ｖ３），Ｖ_1-4 （＝Ｖ
１−Ｖ４）をそれぞれ差動増幅器２２〜２４により出力
する。次に、Ｖ１，Ｖ_1-2 ，Ｖ_1-3 ，Ｖ_1-4 をＡ／Ｄ変
換器３１〜３４でディジタル信号ＶＤ１，ＶＤ_1-2 ，Ｖ
Ｄ_1-3 ，ＶＤ_1-4 に変換する。ここで、ＶＤ１はＣＣＤ
センサ１１のアナログ出力信号Ｖ１をそのままディジタ
ル化した信号である。最後にこれらの４つのディジタル
信号ＶＤ１，ＶＤ_1-2 ，ＶＤ_1-3 ，ＶＤ_1-4 を信号混合
器５で時分割等により多重化して１本の信号系列のディ
ジタル信号ＶＣとして伝送路等に出力する。

【００１６】以上の方法により得られるディジタル化さ
れた差信号ＶＤ_1-2 〜ＶＤ_1-4 では情報量の大幅な削減
が可能となる。図２は４つのＣＣＤセンサ１１〜１４の
等価的な画素配列を示す。図２においてＰ１_i,j 〜Ｐ４
_i,j はそれぞれＣＣＤセンサ１１〜１４で同時に走査さ
れる画素である。本実施例では上述のように４カ所の結
像位置に配置されたＣＣＤセンサ１１〜１４が、互いに
画素補間の関係にある４枚の画像を入力するため、図２
に示されるように等価的に隣接関係にある４つの画素Ｐ
１_i,j 〜Ｐ４_i,j からの信号がアナログ出力信号Ｖ１〜
Ｖ４として並列に出力されることになる。前述のように
隣接画素間の信号値には強い相関があり、このためそれ
ぞれの信号レベル差はごく僅かとなっている。したがっ
て、ＣＣＤセンサ１１〜１４からの直接のアナログ信号
に比べると差信号の電圧値がとりうる範囲はごく狭い範
囲に限られ、情報量は大幅に圧縮されている。

【００１７】実施例２ 実施例１による画像入力装置１００で入力した画像の再
生は、図３に示す実施例２の画像出力装置２００で可能
である。図３において、２０１は復号手段であり、６は
信号分離器、７１〜７４はＤ／Ａ変換器、８２，８３，
８４は差動増幅器、９は信号合成器、Ｎは信号伝送路、
ＭはＣＲＴ等のモニタである。ここでは送られてきたデ
ィジタル信号ＶＣを信号分離器６で４つの並列な信号列
ＶＤ１，ＶＤ_1-2 ，ＶＤ_1-3 ，ＶＤ_1-4 に分離する。こ
こで、信号ＶＤ１，ＶＤ_1-2 ，ＶＤ_1-3 ，ＶＤ_1-4 は上
記図１のディジタル信号ＶＤ１，ＶＤ_1-2 ，ＶＤ_1-3 ，
ＶＤ_1-4 とそれぞれ同一の信号である。これらの信号を
Ｄ／Ａ変換器７１〜７４でアナログ信号とする。次に、
差動増幅器８２〜８４によりＤ／Ａ変換器７１の出力信
号とＤ／Ａ変換器７２〜７４の各出力信号の差分をと
る。これより、差動増幅器８２の出力はＶ１−（Ｖ１−
Ｖ２）＝Ｖ２となり、ＣＣＤセンサ１２が入力した画像
に相当するアナログ出力信号となる。同様に、差動増幅
器８３および８４はＣＣＤセンサ１３および１４が入力
した画像に相当するアナログ出力信号Ｖ３，Ｖ４をそれ
ぞれ出力する。

【００１８】次に、上記３つの差動増幅器８２〜８４か
らの画像に相当するアナログ出力信号Ｖ２〜Ｖ４および
Ｄ／Ａ変換器７１からのＣＣＤセンサ１１が入力した画
像に相当するアナログ出力信号Ｖ１を信号合成器９に入
力し、ここで１枚の画像としての画信号に合成してモニ
タＭに再生する。

【００１９】上記した実施例１の画像入力装置では、３
つの差動増幅器２２〜２４からの信号は隣接画素間の差
信号であり、出力信号の情報量を大幅に低減できる。

【００２０】実施例３ 本発明の第３の実施例の概略構成を図４に示す。本実施
例は、画像入力装置１００を示すものである。図４にお
いて、３２０，３３０および３４０はＡ／Ｄ変換器であ
る。本実施例でも４枚のＣＣＤセンサ１１〜１４を使用
し、水平方向とともに垂直方向も画素補間により高解像
度化を実現する。本実施例で用いるレンズＬから４つの
ＣＣＤセンサ１１〜１４までの光学系および電気系はＡ
／Ｄ変換器３２０，３３０および３４０を除いて実施例
１と同一である。また、本実施例の画像入力装置１００
の出力信号であるディジタル信号ＶＣを得るプロセスも
実施例１と同じである。

【００２１】本実施例ではＡ／Ｄ変換器３２０，３３０
および３４０をＡ／Ｄ変換器３１に比べビット数の少な
いものを使用する。これら３つのＡ／Ｄ変換器３２０〜
３４０へ入力される信号は隣接画素間の差信号であり、
図２５からも明らかなように差信号の信号振幅のほとん
どが通常の画信号分布幅の数分の１の分布幅で分布して
おり、同一の刻み幅でＡ／Ｄ変換すれば、少ないビット
数でのＡ／Ｄ変換でも従来の場合と同一の階調再現が可
能となる。

【００２２】実施例４ 本発明の第４の実施例を図５に示す。本実施例は、画像
入力装置１００を示すものである。図５において、２１
〜２４は差動増幅器、３０はＡ／Ｄ変換器、９０は信号
加算器である。本実施例でも４枚のＣＣＤセンサ１１〜
１４を使用し、水平方向とともに垂直方向も画素補間に
より高解像度化を実現する。本実施例で用いられるレン
ズＬから４つのＣＣＤセンサ１１〜１４までの光学系は
実施例１と同一である。

【００２３】本実施例では、４つのＣＣＤセンサ１１〜
１４の出力信号の平均値の信号Ｖ０（＝（Ｖ１＋Ｖ２＋
Ｖ３＋Ｖ４）／４）を信号加算器９０で得る。そして、
信号Ｖ０と各ＣＣＤセンサ１１〜１４のアナログ出力信
号Ｖ１〜Ｖ４との差信号Ｖ_０−１ ，Ｖ_０−２ ，Ｖ
_０−３ ，Ｖ_０−４ をそれぞれ差動増幅器２１〜２４
で作る。そして、Ｖ０とＶ_０−１ ，Ｖ_０−２ ，Ｖ
_０−３ ，Ｖ_０−４ をディジタル化した後、信号混合
器５で時分割等により多重化して１本の信号系列のディ
ジタル信号ＶＣとして伝送路等に出力する。

【００２４】本実施例による画像入力装置１００で入力
した画像を出力側で再生するには上記ディジタル信号Ｖ
Ｃを得たプロセスと逆のプロセスを行い、４つのＣＣＤ
センサ１１〜１４で入力した画像に相当するアナログ信
号を復号し、これを水平，垂直方向に１画素おきに合成
した信号をつくればよい。

【００２５】本実施例ではＶ０，Ｖ_0-1 ，Ｖ_0-2 ，Ｖ
_0-3 ，Ｖ_0-4 の５つのディジタル信号系列をつくるが、
４つの差信号Ｖ１〜Ｖ４は平均化された信号との差であ
るため、より一層少ないビットでの信号形成が可能とな
る。

【００２６】実施例５ 本発明の第５の実施例を図６に示す。本実施例は、画像
入力装置１００を示すものである。図６において２５は
差動増幅器である。本実施例でも４つのＣＣＤセンサ１
１〜１４を使用し、水平方向とともに垂直方向も画素補
間により高解像度化を実現する。本実施例で用いるレン
ズＬから４つのＣＣＤセンサ１１〜１４までの光学系は
実施例１と同一である。

【００２７】本実施例でも実施例１と同様に差信号のデ
ィジタル信号ＶＤ_1-2 ，ＶＤ_1-3 ，ＶＤ_1-4 をつくり、
これを信号混合器５で時分割等により多重化して１本の
信号系列のディジタル信号ＶＣとして出力する。４つの
ディジタル信号のうち、ＶＤ１，ＶＤ_1-2 ，ＶＤ_1-3 は
実施例１と同じ方法で作るが、ディジタル信号ＶＤ_3-4
はＣＣＤセンサ１１と１３の差信号Ｖ_1-3 とＣＣＤセン
サ１１と１４の差信号Ｖ_1-4 のさらに差をとった信号を
ディジタル化してつくった信号である。この信号は結局
ＣＣＤセンサ１３と１４の出力信号の差に等しい信号で
ある。

【００２８】本実施例でＣＣＤセンサ１３と１４の差信
号Ｖ_3-4 を取り出す理由は、ディジタル信号Ｖ_3-4 がＣ
ＣＤセンサ１１と１４の差信号Ｖ_1-4 に比べ振幅分布が
より小さいためである。すなわち、Ｖ_1-4 は図２に示す
画素Ｐ１_i,j とＰ４_i,j からの信号差であり、一方Ｖ
_3-4 は画素Ｐ３_i,j とＰ４_i,j からの信号差であるが、
図２から明らかなようにＰ３_i,j とＰ４_i,j の距離がＰ
１_i,j とＰ４_i,j の距離に比べて短く、したがってＰ３
_i,j とＰ４_i,j からの信号間により大きな相関性がある
ためである。

【００２９】本実施例による画像入力装置１００で入力
した画像を出力側で再生するには上記ディジタル信号Ｖ
Ｃを得たプロセスと逆のプロセスを行い、４つのＣＣＤ
センサ１１〜１４で入力した画像に相当する画信号を復
合し、これを水平，垂直方向に１画素おきに合成した信
号をつくればよい。

【００３０】上記本実施例の画像入力装置１００ではす
べての差信号が水平または垂直方向の最近接画素間の差
信号である実施例１よりさらに情報量の圧縮が可能とな
る。

【００３１】実施例６ 本発明の第６の実施例を図７に示す。この実施例は、本
発明による画像システム３００を示すものであり、画像
入力装置１００と画像出力装置２００とからなる。図７
において１１Ｒ〜１４Ｒ，１１Ｇ〜１４Ｇ，１１Ｂ〜１
４ＢはＣＣＤセンサ、２２Ｒ〜２４Ｒ，２２Ｇ〜２４
Ｇ，２２Ｂ〜２４Ｂは差動増幅器、３１Ｒ〜３４Ｒ，３
１Ｇ〜３４Ｇ，３１Ｂ〜３４ＢはＡ／Ｄ変換器、５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂは信号混合器、ＤＰ１〜ＤＰ４はダイクロイ
ックプリズム、６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは信号分離器、７１Ｒ
〜７４Ｒ，７１Ｇ〜７４Ｇ，７１Ｂ〜７４ＢはＤ／Ａ変
換器、９Ｒ，９Ｇ，９Ｂは信号合成器である。本実施例
でも３枚のハーフミラー４，４１，４２によりレンズＬ
通過後の光を４分割するが、本実施例ではさらに分割さ
れた各光路にそれぞれダイクロイックプリズムＤＰ１〜
ＤＰ４を配置する。上記ハーフミラー４，４１，４２お
よびダイクロイックプリズムＤＰ１〜ＤＰ４の配置によ
り、Ｒ，Ｇ，Ｂに色分解された被写体像をそれぞれ４カ
所に結像することができる。そして、全ての結像位置に
ＣＣＤセンサ１１〜１４を配置し、これらのＣＣＤセン
サ１１〜１４のうち（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ）、（１
２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）、（１３Ｒ，１３Ｇ，１３
Ｂ）、（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）をそれぞれ１つの組
として、各組内では画素をずらすことなく入力し、各組
の間では互いに画素補間の関係にある画像を入力し、合
計で１２枚の画像を入力する。本実施例での画素補間法
は前記実施例１〜４と同様とする。

【００３２】本実施例の画像入力装置１００では、Ｒ，
Ｇ，Ｂに対応した３つの出力信号ＶＣＲ，ＶＣＧおよび
ＶＣＢを出力するが、各出力信号のつくり方および画像
出力装置２００の動作原理は実施例１および２と同様で
ある。本実施例の画像システム３００では高精細なカラ
ー画像を少ない情報量で出力することができる。

【００３３】実施例７ 本発明の第７の実施例を図８に示す。本実施例は、画像
入力装置１００を示すものである。図８において、２２
０，２３０および２４０は入力された２つのディジタル
信号の差を出力する減算回路である。本実施例で用いる
レンズＬから４つのＣＣＤセンサ１１〜１４までの光学
系は実施例１と同一である。本実施例では４つのＣＣＤ
センサ１１〜１４のアナログ出力信号Ｖ１〜Ｖ４を先に
Ａ／Ｄ変換器３１〜３４でＡ／Ｄ変換してディジタル信
号ＶＤ１〜ＶＤ４とし、次にＶＤ１と他のディジタル信
号ＶＤ２〜ＶＤ４との差信号ＶＤ_１−２ ，Ｖ
Ｄ_１−３，ＶＤ_１−４ を減算回路２２０，２３０，２
４０により取り出す。そして、ＶＤ１とＶＤ_１−２ ，
ＶＤ_１−３ ，ＶＤ_１−４ を信号混合器５で時分割に
混合して１本の信号系列のディジタル信号ＶＣとして伝
送路等に出力する。

【００３４】本実施例による画像入力装置装置１００で
入力した画像を出力側で再生するには、合成信号である
ディジタル信号ＶＣを得たプロセスと逆のプロセスを行
い、４つのＣＣＤセンサ１１〜１４で入力した画像に相
当する画信号を復号し、これを水平，垂直方向に１画素
おきに合成した信号をつくればよい。

【００３５】実施例８ 本発明の第８の実施例の概略構成図を図９に示す。本実
施例は、画像入力装置１００を示すものである。図９に
おいて、ＰＤは１画素分の遅延回路、ＬＤは１ライン分
の遅延回路、ＡＶ２〜ＡＶ４は平均化回路を示す。本実
施例でも実施例１と同じ光学系を使用する。また、前記
実施例７と同様に４つのＣＣＤセンサ１１〜１４のアナ
ログ出力信号Ｖ１〜Ｖ４を先にＡ／Ｄ変換器３１〜３４
でＡ／Ｄ変換してディジタル信号ＶＤ１〜ＶＤ４とす
る。

【００３６】本実施例では図９に示すように１ライン分
の遅延回路ＬＤと１画素分の遅延回路ＰＤを用いてＣＣ
Ｄセンサ１１から得られたディジタル信号ＶＤ１を遅延
状態の異なる４本の信号ＶＤ１（ｉ，ｊ），ＶＤ１（ｉ
＋１，Ｊ），ＶＤ１（ｉ，ｊ＋１），ＶＤ１（ｉ＋１，
ｊ＋１）に分配する。ここで、ＶＤ１（ｉ，ｊ）は全く
遅延のない信号、ＶＤ１（ｉ＋１，ｊ）は１画素分遅延
された信号、ＶＤ１（ｉ，ｊ＋１）は１ライン分遅延さ
れた信号、ＶＤ１（ｉ＋１，ｊ＋１）は１画素分および
１ライン分遅延された信号である。このように４本の遅
延信号をつくった後、平均化回路ＡＶ２〜ＡＶ４により
ＶＤ１（ｉ，ｊ）とＶＤ（ｉ＋１，ｊ）を平均した信号
ＶＤＡ２、ＶＤ１（ｉ，ｊ）とＶＤ１（ｉ，ｊ＋１）を
平均した信号ＶＤＡ３、ＶＤ１（ｉ，ｊ）とＶＤ１（ｉ
＋１，ｊ＋１）を平均した信号ＶＤＡ４をつくる。

【００３７】一方、他の３つのＣＣＤセンサ１２〜１４
からのディジタル信号ＶＤ２〜ＶＤ４については、 デ
ィジタル信号ＶＤ２およびＶＤ３は１ライン分の遅延回
路ＬＤを通した後、それぞれ減算回路２２０，２３０の
２つの入力端の一方に入力し、また、ディジタル信号Ｖ
Ｄ４は１ライン分の遅延回路ＬＤおよび１画素分の遅延
回路ＰＤを通した後、減算回路２４０の２つの入力端の
１つに入力する。減算回路２２０，２３０および２４０
のそれぞれのもう一方の入力端には上記信号ＶＤＡ２，
ＶＤＡ３およびＶＤＡ４を入力する。したがって、減算
回路２２０は信号ＶＤＡ２と１ライン分遅延したディジ
タル信号ＶＤ２の差信号ＶＤＡ_1-2 を出力し、減算回路
２３０は信号ＶＤＡ３と１ライン分遅延したディジタル
信号ＶＤ３の差信号ＶＤＡ_1-3 を出力し、また、減算回
路２４０はディジタル信号ＶＤＡ４と１ライン分と１画
素分遅延したディジタル信号ＶＤ４の差信号ＶＤＡ_1-4
を出力する。以上の３つの減算回路２２０，２３０，２
４０からの出力と上記ＶＤ１（ｉ，ｊ）の４つの信号を
信号合成器５で１本の信号系列に多重して、伝送路等に
出力する。

【００３８】次に、本実施例の構成で得られる平均化さ
れた信号ＶＤＡ２，ＶＤＡ３およびＶＤＡ４を用いるこ
とにより差信号の振幅分布を極めて小さくできることを
示す。図１０に４つのＣＣＤセンサ１１〜１４の相対的
な画素配置を示す。図１０において、Ｐ１_i,j 〜Ｐ１
_i+1,j+1 ，Ｐ２_i,j 〜Ｐ２_i+1,j+1 ，Ｐ３_i,j 〜Ｐ３
_i+1,j+1 ，Ｐ４_i,j 〜Ｐ４_i+1,j+1 はそれぞれＣＣＤセ
ンサ１１〜１４の画素であり、（Ｐ１_i,j ，Ｐ２_i,j ，
Ｐ３_i,j ，Ｐ４_i,j ）の組の画素からの信号が同時に出
力される。次に、これより１画素分遅れて（Ｐ１
_i+1,j ，Ｐ２_i+1,j ，Ｐ３_i+1,j ，Ｐ４_i+1,j ，）の組
の画素からの信号が同時に出力される。また、（Ｐ１
_i,j ，Ｐ２_i,j ，Ｐ３_i,j ，Ｐ４_i,j ）の組から１ライ
ン分遅れて（Ｐ１_i,j+1 ，Ｐ２_i,j+1 ，Ｐ３_i,j+1 ，Ｐ
４_i,j+1 ）の組の画素からの信号が同時に出力され、さ
らにこれより１画素分遅れて（Ｐ１_i+1,j+1 ，Ｐ２
_i+1,j+1 ，Ｐ３_i+1,j+1 ，Ｐ４_i+1,j+1 ）の組の画素か
らの信号が同時に出力される。したがって、いま（Ｐ１
_i+1,j+1 ，Ｐ２_i+1,j+1 ，Ｐ３_i+1,j+1 ，Ｐ４
_i+1,j+1 ）の組の画素からの信号がＡ／Ｄ変換器３１〜
３４から出力されているとすると、平均化回路ＡＶ２に
入力される信号ＶＤ１（ｉ，ｊ）は１ライン分と１画素
分遅延された信号であるため画素Ｐ１（ｉ，ｊ）からの
信号であり、また、平均化回路ＡＶ２に入力されるもう
一方の信号ＶＤ１（ｉ＋１，ｊ）は１ライン分遅延され
た信号であるため画素Ｐ１（ｉ＋１，ｊ）からの信号と
なる。したがって、平均化回路ＡＶ２の出力信号は画素
Ｐ１（ｉ，ｊ）とＰ１（ｉ＋１，ｊ）からの信号の平均
値となる。これが減算回路２２０の一方の入力信号であ
るが、もう一方の入力信号は上述のようにＣＣＤセンサ
１２からのディジタル信号ＶＤ２を１ライン分遅延した
信号であり、これは画素Ｐ２（ｉ，ｊ）からの信号であ
る。ここで、画素Ｐ２（ｉ，ｊ）は図１０から明らかな
ようにＰ１（ｉ，ｊ）とＰ１（ｉ＋１，ｊ）の中間に位
置するためこれらの画素からの信号の平均値と画素Ｐ２
（ｉ，ｊ）からの信号レベルの差は極僅かとなる。同様
に減算回路２３０では画素Ｐ１（ｉ，ｊ）とＰ１（ｉ，
ｊ＋１）からの信号の平均値とこれらの画素の中間に位
置する画素Ｐ３（ｉ，ｊ）からの信号の差が出力とな
り、減算回路２４０では画素Ｐ１（ｉ，ｊ）とＰ１（ｉ
＋１，ｊ＋１）からの信号の平均値とこれらの画素の中
間に位置する画素Ｐ４（ｉ，ｊ）からの信号の差が出力
となり、いずれも差信号の信号振幅は極めて小さくな
る。

【００３９】本実施例による画像入力装置１００で入力
した画像を出力側で再生するには、上記合成信号である
ディジタル信号ＶＣを得たプロセスと逆のプロセスを行
い、４つのＣＣＤセンサ１１〜１４で入力した画像に相
当する画信号を復号し、これを水平，垂直方向に１画素
おきに合成した信号をつくればよい。

【００４０】実施例９ 本発明の第９の実施例の概略構成図を図１１に示す。本
実施例は、画像入力装置１００を示すものである。本実
施例でも実施例１と同じ光学系を使用し、また、前記実
施例７および８と同様に４つのＣＣＤセンサ１１〜１４
のアナログ出力信号Ｖ１〜Ｖ４を先にＡ／Ｄ変換器３１
〜３４でＡ／Ｄ変換してディジタル信号ＶＤ１〜ＶＤ４
とする。さらに、実施例８と同様にＣＣＤセンサ１１の
隣接画素間からの信号の平均値とＣＣＤセンサ１２，１
３および１４のそれぞれ１つの画素からの信号との差信
号を取り出す。ただし、実施例８では平均化回路ＡＶ４
で図１０に示すＰ１（ｉ，ｊ）とＰ１（ｉ＋１，ｊ＋
１）の２つの画素からの信号を平均したのに対し、本実
施例では画素Ｐ４（ｉ，ｊ）をとりまく４つのＣＣＤセ
ンサ１１〜１４の画素Ｐ１（ｉ，ｊ），Ｐ１（ｉ＋１，
ｊ），Ｐ１（ｉ，ｊ＋１）およびＰ１（ｉ＋１，ｊ＋
１）からの信号を平均化回路ＡＶ４に入力し、これらの
平均値を出力する。したがって、この出力信号とＰ４
（ｉ，ｊ）からの信号との差信号の振幅分布はより小さ
くなる。

【００４１】実施例１０ 本発明の第１０の実施例の概略構成図を図１２に示す。
本実施例は、画像入力装置１００を示すものである。図
１２においてＤＳＰは信号処理回路である。本実施例で
も実施例１と同じ光学系を使用し、また、前記実施例７
〜９と同様に４つのＣＣＤセンサ１１〜１４のアナログ
出力信号Ｖ１〜Ｖ４を先にＡ／Ｄ変換器３１〜３４でＡ
／Ｄ変換してディジタル信号ＶＤ１〜ＶＤ４とする。本
実施例では前記実施例７〜９で述べたディジタル信号間
の平均化、減算等の演算を信号処理装置ＤＳＰ内でプロ
グラマブルに行う。また、信号処理回路ＤＳＰでは信号
の多重化まで行い合成信号を出力する。

【００４２】上記構成により本実施例では前記実施例７
〜９の画像入力装置１００を１つの装置で実現できる。

【００４３】実施例１１ 本発明の第１１の実施例を図１３に示す。本実施例は、
画像システム３００を示すものである。図１３におい
て、ＰＪは投影型表示装置、ＬＣＤ１〜ＬＣＤ４は液晶
パネル、Ｍ１〜Ｍ３はハーフミラー、ＬＮはレンズ、Ｓ
Ｃはスクリーンである。本実施例の光学系の構成および
差信号の取り出し方は前記実施例１と同じである。本実
施例では、３つの差信号およびＣＣＤセンサ１１からの
信号をＡ／Ｄ変換器３１〜３４でＡ／Ｄ変換した後、並
列に出力する。

【００４４】本実施例のように並列に信号を出力し、さ
らに伝送も並列に行えば、４つの信号を合成／分解する
必要がなくなる。また、各伝送路の容量は少なくて済
む。さらに再生に図１３に示すような重畳方式の表示装
置（特願平３−１１７７７３号参照）を用いれば４系統
の信号を再生側においても合成する必要がなくなる。

【００４５】実施例１２ 本発明の第１２の実施例を図１４に示す。本実施例は、
画像システム３００を示すものである。本実施例の光学
系の構成および差信号の取り出し方は前記実施例１１と
同じである。本実施例では、差動増幅器２２〜２４から
の３つの差信号を信号混合器５１で合成して１つの信号
列にして、これとＣＣＤセンサ１１からの信号を並列に
出力する。

【００４６】実施例１３ 本発明の第１３の実施例の概略構成を図１５に示す。本
実施例は、画像入力装置１００を示すものである。本実
施例では１枚のハーフミラー４によりレンズＬ通過後の
光を２分割し、２箇所に被写体像を結像させ、それぞれ
の結像位置に配置されたＣＣＤセンサ１１，１２で、斜
め方向に互いに画素補間の関係にある２枚の画像を入力
する。斜め方向の画素補間法を図１６に示す。図１６に
おいて右上りの斜線部で示されたＳ１１はＣＣＤセンサ
１１によるサンプリング領域、左上りの斜線部で示され
たＳ１２はＣＣＤセンサ１２によるサンプリング領域、
Ｓ１３はＣＣＤセンサ１１，１２のいずれでもサンプリ
ングされない領域である。本実施例では斜め方向の画素
補間入力と、Ｓ１３のようなサンプリングされない領域
のデータを上下左右の４画素の信号値から決定する方法
により水平方向とともに垂直方向も高解像度化を実現す
る。

【００４７】本実施例では２つのＣＣＤセンサ１１，１
２の出力信号から並列な２つのディジタル信号ＶＤ１，
ＶＤ_1-2 を作り、これを信号混合器５で時分割等により
多重化して１本の信号系列のディジタル信号ＶＣとして
伝送路等に出力する。ただし、２つのディジタル信号の
うちＶＤ１はＣＣＤセンサ１１からのアナログ出力信号
Ｖ１をそのままディジタル化したものであるが、ＶＤ
_1-2 はＣＣＤセンサ１２のアナログ出力信号Ｖ２とＣＣ
Ｄセンサ１１のアナログ出力信号Ｖ１の差信号をディジ
タル化した信号である。

【００４８】実施例１４ 図１７は本発明の第１４の実施例を示すもので、実施例
１３（図１５）による画像入力装置１００で入力した画
像信号を復号する画像出力装置２００を示すものであ
る。送られてきたディジタル信号ＶＣを信号分離器６で
２つの並列な信号列ＶＤ１，ＶＤ_１−２ に分離する。
ここで、ＶＤ１，ＶＤ_１−２ は前記図３のＶＤ１，Ｖ
Ｄ_１−２ と同一の信号である。これらの信号をＤ／Ａ
変換器７１，７２でアナログ信号とする。次に、差動増
幅器８２によりＤ／Ａ変換器７１の出力信号とＤ／Ａ変
換器７２の出力信号の差分をとる。これにより、差動増
幅器８２の出力はＶ１−（Ｖ１−Ｖ２）＝Ｖ２となり、
ＣＣＤセンサ１２が入力した画像に相当するアナログ出
力信号となる。

【００４９】次に、差動増幅器８２からの出力信号およ
びＤ／Ａ変換器７１からのＣＣＤセンサ１１が入力した
アナログ出力信号を信号合成器９に入力し、さらに、こ
の信号合成器９でサンプリングされない領域のデータを
上下左右の４画素の信号値から決定し、これらから１枚
の画像信号を合成して表示装置に再生する。

【００５０】上記本実施例の画像出力装置２００では補
間方向は斜め方向であるが、差動増幅器８２からの信号
は隣接画素間の差信号であり、少ないビット数でのＡ／
Ｄ変換が可能となる。

【００５１】実施例１５ 本発明の第１５の実施例の概略を図１８に示す。本実施
例は、画像入力装置１００を示すものである。図１８に
おいて、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１２Ｒ，１２Ｇ，１
２ＢはＣＣＤセンサ、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは差動増
幅器、３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ，３２Ｒ，３２Ｇ，３２
ＢはＡ／Ｄ変換器、５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは信号混合器、Ｄ
Ｐ１，ＤＰ２はダイクロイックプリズムである。本実施
例では１枚のハーフミラー４によりレンズＬ通過後の光
を２分割し、さらに分割された各光路にはそれぞれダイ
クロイックプリズムＤＰ１，ＤＰ２を配置する。上記ハ
ーフミラー４およびダイクロイックプリズムＤＰ１，Ｄ
Ｐ２の配置によりＲ，Ｇ，Ｂに色分解された被写体像を
それぞれ２箇所に結像することができる。そして、全て
の結像位置にＣＣＤセンサを配置し、これらのＣＣＤセ
ンサのうち１１Ｒ，１１Ｇおよび１１Ｂを１つの組と
し、また１２Ｒ，１２Ｇおよび１２Ｂを他の組として、
各組の間で互いに画素補間の関係にある６枚の画像を入
力する。本実施例での画素補間法は実施例１３と同様と
する。

【００５２】本実施例では６つのＣＣＤセンサ１１Ｒ，
１１Ｇ，１１Ｂ，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの出力信号を
元にして並列な６つのディジタル信号ＶＤ１Ｒ，ＶＤ１
Ｇ，ＶＤ１Ｂ，ＶＤ２Ｒ，ＶＤ２Ｇ，ＶＤ２Ｂを作り、
これを信号混合器５Ｒ，５Ｇ，５Ｂで時分割等により多
重化して１本の信号系列のディジタル信号ＶＣとして出
力する。ただし、６つのディジタル信号のうちＶＤ１
Ｒ，ＶＤ１Ｇ，ＶＤ１ＢはＣＣＤセンサ１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂからのアナログ信号Ｖ１Ｒ，Ｖ１Ｇ，Ｖ１Ｂ
をそれぞれそのままディジタル化したものであるが、Ｖ
Ｄ２Ｒ，ＶＤ２Ｇ，ＶＤ２ＢはそれぞれＣＣＤセンサ１
２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのアナログ出力信号Ｖ２Ｒ，Ｖ２
Ｇ，Ｖ２ＢとＣＣＤセンサ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから
のアナログ信号Ｖ１Ｒ，Ｖ１Ｇ，Ｖ１Ｂのそれぞれ差信
号をディジタル化した信号である。

【００５３】本実施例による画像入力装置１００で入力
した画像を出力側で再生するには上記合成信号であるデ
ィジタル信号ＶＣを得たプロセスと逆のプロセスを実行
して６つのＣＣＤセンサ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１２
Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂで入力した画像に相当するアナログ
出力信号を復号し、これをＲ，Ｇ，Ｂごとに水平，垂直
方向に１画素おきに合成した信号を作る。これらの合成
信号はＲ，Ｇ，Ｂごとにそれぞれ斜め方向に補間する形
でサンプリングされた信号であり、サンプリングされな
い領域のデータは上下左右の４画素の信号値から決定
し、上記合成信号にさらにこれらのデータによる信号を
重畳して表示用のＲ，Ｇ，Ｂ各信号を生成する。

【００５４】実施例１６ 本発明の第１６の実施例を図１９に示す。本実施例は、
画像入力装置１００を示すものである。図１９において
ＤＰ５はダイクロイックプリズム、１ＲＢは画素上に赤
（Ｒ）および青（Ｂ）のカラーフィルタが交互に配列さ
れたＣＣＤセンサである。本実施例では入射光を２色に
分解するダイクロイックプリズムＤＰ５を使用する。す
なわち、入射光のうち緑（Ｇ）成分はＣＣＤ１１および
１２が配置されている端面に導き、他の成分はＣＣＤセ
ンサ１ＲＢが配置されている端面に導く。このように、
本実施例ではＧ成分の画像を２つのＣＣＤセンサ１１，
１２で入力し、ＲおよびＢ成分の画像は１つのＣＣＤセ
ンサ１ＲＢで入力する。ここで、ＣＣＤセンサ１１およ
び１２は互いに水平方向に画素補間の関係を満たすよう
に配置する。Ｇ成分の画像の入力に２つのＣＣＤセンサ
１１，１２を用いるのは人間の目の感度が緑成分で最も
高く、この成分の解像度を高くするだけで画像の高精細
化が可能であるという理論に基づいた方法である。

【００５５】上記光学系を用い、本実施例ではＣＣＤセ
ンサ１１および１２からのＧ成分の信号が相関性が高い
ことを利用し、これらの差信号を差動増幅器２２から取
り出す。そして、この差信号と並列にＣＣＤセンサ１１
の出力信号およびＣＣＤセンサ１ＲＢの出力信号を取り
出し、これら３系列の信号を合成して伝送路等に出力す
る。

【００５６】実施例１７ 本発明の第１７の実施例を図２０に示す。本実施例は、
画像入力装置１００を示すものである。図２０におい
て、Ｃ１およびＣ２はＣＣＤカメラである。本実施例で
は水平方向に互いに画素補間の関係を満たすように配置
された２台のＣＣＤカメラＣ１，Ｃ２を用いて水平方向
に高精細化された画像を入力する。本実施例では２台の
ＣＣＤカメラＣ１，Ｃ２の出力信号の差を取り出し、こ
の差信号と２台のＣＣＤカメラＣ１，Ｃ２のいずれか一
方の出力を並列にＡ／Ｄ変換した後合成して伝送路等に
出力する。

【００５７】実施例１８ 本発明の第１８の実施例を図２１に示す。本実施例は、
画像入力装置１００を示すものである。図２１におい
て、１はＣＣＤセンサ、Ｄは信号分配器であり、レンズ
１とともに撮像手段１０１を構成している。上記画像入
力装置１００の各実施例では入力する画像を光学的手段
により複数の画像に分解したが、本実施例では１つのＣ
ＣＤセンサ１で入力した画像を信号分配器Ｄを用いて電
気的手段により複数の画像に分解する。本実施例では分
割数を４とした。分解方法を図２２に示す。図２２にお
いて（ａ）はＣＣＤセンサ１が入力した画像、（ｂ）〜
（ｅ）はそれぞれ分解された画像である。図２２に示す
ように、ＣＣＤセンサ１が入力した画像（ａ）から水
平，垂直方向にそれぞれ１画素づつ間引いて、４枚の分
解画像をつくる。以上の方法で分解した４つの画像の信
号を前記実施例１等と同様の方法により１本の基準信号
と３つの差信号に変換してこれらを多重化等の方法で出
力端に出力する。本方法で入力した画像を出力側で再生
するには、前記実施例１等で述べた方法を用いることが
できる。

【００５８】以上においては本発明の１８の実施例を示
したにとどまり、本発明の精神を脱することなく種々の
変更が可能なことは言うまでもない。例えば、上記実施
例では固体撮像素子としてＣＣＤセンサを用いたが、固
体撮像素子の種類を問わず本発明を実施できることは本
発明の原理からして明らかである。また、上記実施例で
はいずれも１つの方向については画素ピッチの１／２だ
けずらした２枚の画像による合成としたが、画素ピッチ
の１／３づつずらした３枚の画像を同一方向に合成して
その方向の解像度をさらに高めることも可能である。

【００５９】また、実施例３（図４）では３つのＡ／Ｄ
変換器３２０〜３４０のビット数を刻み幅を等しいまま
で少なくしているが、刻み幅を変えてビット数を減らし
てもよい。

【００６０】また、実施例４（図５）では基準信号Ｖ０
として４つのＣＣＤセンサ１１〜１４からの信号値の平
均値をとったが、３つまたは２つのＣＣＤセンサの平均
値をとることもできる。

【００６１】また、実施例５（図６）では３つの差信号
の１つＶ_3-4 を図２に示す画素Ｐ３_i,j とＰ４_i,j から
の信号の差をとってつくったが、これを画素Ｐ２_i,j と
Ｐ４_i,j からの信号の差信号に置き換えることも可能で
ある。

【００６２】また、実施例６（図７）ではダイクロイッ
クプリズムＤＰ１〜ＤＰ４を用いたが、これは実施例１
の各ＣＣＤセンサ１１〜１４をダイクロイックプリズム
とその端面に張り付けた３つのＣＣＤセンサに置き換
え、信号系列をＲＧＢの３系統としたことになるが、こ
のような方法は実施例１のみならず上記実施例の中で４
枚のＣＣＤセンサ１１〜１４を使用する全ての実施例に
も適用できる。

【００６３】また、実施例８（図９）および実施例９
（図１１）ではＣＣＤセンサ１１の隣接した２つあるい
は４つの画素からの信号値の平均値信号を基準信号とし
たが、遅延回路ＰＤやＬＤの数を増やしさらに離れた画
素まで含めて平均値信号をつくってもよい。この場合単
純な平均をとる方法の他に各画素ごとに重み係数を決め
て平均値信号をつくることも可能である。同様な方法は
実施例１０（図１２）でも可能である。

【００６４】また、実施例１１（図１３）および実施例
１２（図１４）では各ＣＣＤセンサ１１〜１４に対応し
て信号を並列に出力するが、この方法は他の全ての実施
例にも適用可能である。

【００６５】また、実施例１３（図１５）および実施例
１５（図１８）では斜め方向の画素補間を行うが、水平
方向のみあるいは垂直方向のみの画素補間とすることも
できる。また、実施例１７（図２０）では２台のＣＣＤ
カメラＣ１，Ｃ２を使用したが、４台のカメラを用いて
水平方向と垂直方向の解像度を高めることも可能であ
る。

【００６６】以上説明したように本発明にかかる画像入
力装置は、請求項１では、入力画像の画素を、水平方向
または垂直方向または水平及び垂直方向または斜め方向
に、ひとつまたは複数画素毎に間引いた、互いに画素補
間となる複数の分割画像に分割し、前記分割画像の信号
を各々出力する撮像手段と、前記複数の分割画像の信号
のうちのひとつを基準信号とし、前記基準信号と他の分
割画像の信号との差信号を算出する差信号検出手段とを
備え、前記撮像手段が前記複数の分割画像の同一座標の
画素の信号を並列に出力することで前記差信号検出手段
の算出する前記差信号が前記入力画像の隣接画素間の差
信号となるようにし、また、請求項２では、入力画像の
画素を、水平方向または垂直方向または水平及び垂直方
向または斜め方向に、ひとつまたは複数画素毎に間引い
た、互いに画素補間となる複数の分割画像に分割し、前
記分割画像の信号を各々出力する撮像手段と、前記複数
の分割画像の信号の平均値の信号を基準信号とし、前記
基準信号と前記複数の分割画像の信号との差信号を算出
する差信号検出手段とを備え、前記撮像手段が前記複数
の分割画像の同一座標の画素の信号を並列に出力するこ
とで前記差信号検出手段の算出する前記差信号が前記入
力画像の隣接画素の平均化された信号と、前記隣接画素
の各々の信号との間の信号差となるようにし、また、請
求項３では、請求項１と２において、前記撮像手段が、
撮像レンズと、該撮像レンズを通過した光の光路を分割
する光路分割手段と、前記光路分割手段により分割され
た各光路の結像位置に配置された複数の固体撮像素子と
を備え、前記複数の固体撮像素子は、各々が入力する画
像が互いに水平方向または垂直方向または水平及び垂直
方向または斜め方向に、画素補間となるよう配置されて
いるようにしたので、従来の方法に比べ出力信号の情報
量を大幅に低減することが可能である。この結果、この
画像入力装置の出力信号を処理する画像出力装置や、前
記画像入力装置や画像出力装置を用いて構成した画像シ
ステムは、信号を伝送の場合には符号化速度や伝送容量
を大幅に低減でき、また、蓄積する場合には蓄積容量の
低減も可能である。また、出力信号を並列に伝送すれ
ば、１本の伝送路の容量をさらに小さくでき、小容量の
伝送路でも高精細画像を高速に伝送することが可能とな
る。さらにＡ／Ｄ変換やＤ／Ａ変換の速度も従来法に比
べ遅くすることが可能であり、さらに必要な各種画像処
理は並列処理により従来法に比べ高速化できる。

【００６７】また、本発明の画像入力装置では並列入力
並列処理のため低精細度用のＣＣＤセンサ、Ａ／Ｄ変換
器等を用いることができ、低コストで高精細な撮像装置
を実現できるとともに、上述のように伝送容量を低減で
きるため、伝送コストも低減可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の概略構成図である。

【図２】第１の実施例の原理説明図である。

【図３】本発明の実施例２の原理説明図である。

【図４】本発明の実施例３の概略構成図である。

【図５】本発明の実施例４の概略構成図である。

【図６】本発明の実施例５の概略構成図である。

【図７】本発明の実施例６の概略構成図である。

【図８】本発明の実施例７の概略構成図である。

【図９】本発明の実施例８の概略構成図である。

【図１０】本発明の実施例８の原理の説明図である。

【図１１】本発明の実施例９の概略構成図である。

【図１２】本発明の実施例１０の概略構成図である。

【図１３】本発明の実施例１１の概略構成図である。

【図１４】本発明の実施例１２の概略構成図である。

【図１５】本発明の実施例１３の概略構成図である。

【図１６】実施例１３の画素補間法の説明図である。

【図１７】本発明の実施例１４の概略構成図である。

【図１８】本発明の実施例１５の概略構成図である。

【図１９】本発明の実施例１６の概略構成図である。

【図２０】本発明の実施例１７の概略構成図である。

【図２１】本発明の実施例１７の概略構成図である。

【図２２】実施例１７の画素補間法による入力画像高精
細化の原理説明図である。

【図２２】従来の画素補間法の説明図である。

【図２３】隣接画素間の差信号振幅分布を示す図であ
る。

【図２４】画像合成の従来の一例を説明するための図で
ある。

【図２５】通常の画像信号分布と差信号分布を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ＣＣＤセンサ １１〜１４ ＣＣＤセンサ ２１〜２５ 差動増幅器 ３０〜３４ Ａ／Ｄ変換器 ３２０ Ａ／Ｄ変換器 ３３０ Ａ／Ｄ変換器 ３４０ Ａ／Ｄ変換器 ４ ハーフミラー ４１ ハーフミラー ４２ ハーフミラー ５ 信号混合器 ６ 信号分離器 ７１〜７４ Ｄ／Ａ変換器 ８２〜８４ 差動増幅器 ９０ 信号加算器 ９ 信号合成器 Ｌ レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−177672（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−295383（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−223886（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335 H04N 5/225 - 5/232

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像の画素を、水平方向または垂直
   方向または水平及び垂直方向または斜め方向に、ひとつ
   または複数画素毎に間引いた、互いに画素補間となる複
   数の分割画像に分割し、前記分割画像の信号を各々出力
   する撮像手段と、前記複数の分割画像の信号のうちのひ
   とつを基準信号とし、前記基準信号と他の分割画像の信
   号との差信号を算出する差信号検出手段とを備え、 前記撮像手段が前記複数の分割画像の同一座標の画素の
   信号を並列に出力することで前記差信号検出手段の算出
   する前記差信号が前記入力画像の隣接画素間の差信号と
   なることを特徴とする画像入力装置。
2. 【請求項２】 入力画像の画素を、水平方向または垂直
   方向または水平及び垂直方向または斜め方向に、ひとつ
   または複数画素毎に間引いた、互いに画素補間となる複
   数の分割画像に分割し、前記分割画像の信号を各々出力
   する撮像手段と、前記複数の分割画像の信号の平均値の
   信号を基準信号とし、前記基準信号と前記複数の分割画
   像の信号との差信号を算出する差信号検出手段とを備
   え、 前記撮像手段が前記複数の分割画像の同一座標の画素の
   信号を並列に出力することで前記差信号検出手段の算出
   する前記差信号が前記入力画像の隣接画素の平均化され
   た信号と、前記隣接画素の各々の信号との間の差信号と
   なることを特徴とする画像入力装置。
3. 【請求項３】 前記撮像手段が、撮像レンズと、該撮像
   レンズを通過した光の光路を分割する光路分割手段と、
   前記光路分割手段により分割された各光路の結像位置に
   配置された複数の固体撮像素子とを備え、 前記複数の固体撮像素子は、各々が入力する画像が互い
   に水平方向または垂直方向または水平及び垂直方向また
   は斜め方向に、画素補間となるよう配置されていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の画像入力装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の画像
   入力装置から出力された前記基準信号と前記差信号とを
   入力し、前記基準信号と前記差信号との差を同一座標の
   画素毎に算出することにより前記複数の分割画像の信号
   を画素毎に再生する手段と、再生した前記複数の分割画
   像の信号を隣接した画素の信号として再配列することで
   前記入力画像の信号を合成する手段とを備えたことを特
   徴とす る画像出力装置。
5. 【請求項５】 入力手段に請求項１乃至３のいずれかに
   記載の画像入力装置を用い、出力手段に請求項４記載の
   画像出力装置を用いて構成したことを特徴とする画像シ
   ステム。