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JP3397399B2 - Imaging device - Google Patents
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JP3397399B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JP3397399B2
JP3397399B2 JP28774893A JP28774893A JP3397399B2 JP 3397399 B2 JP3397399 B2 JP 3397399B2 JP 28774893 A JP28774893 A JP 28774893A JP 28774893 A JP28774893 A JP 28774893A JP 3397399 B2 JP3397399 B2 JP 3397399B2
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image
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filter
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に撮
像素子の画素数を増やすことなく限られた画素数の撮像
素子を複数個用いて高解像度の画像情報が容易に得られ
るようにした、例えば小型ビデオカメラやスチルビデオ
カメラ等に好適な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 apparatus, and more particularly to a high resolution image information easily obtained by using a plurality of image pickup elements having a limited number of pixels without increasing the number of pixels of the image pickup element. The present invention relates to an image pickup apparatus suitable for, for example, a small video camera or a still video camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、撮像装置に用いられている撮像素
子としての固体エリアセンサ(画素を2次元的に配列し
たイメージセンサ)は高画素化、低価格化、更に小型化
が可能となってきており、家庭用の小型ビデオカメラや
スチルビデオカメラ等に応用普及し、NTSC等の現行
規格のテレビでは充分な画質が得られるようになってき
た。
2. Description of the Related Art In recent years, solid-state area sensors (image sensors in which pixels are two-dimensionally arrayed) used as image pickup devices in image pickup devices have become capable of increasing the number of pixels, lowering their prices, and further reducing their size. Therefore, it has been widely applied to home-use compact video cameras, still video cameras, and the like, and sufficient image quality has been obtained in televisions of current standards such as NTSC.

【0003】図14は従来の単板式より成る撮像装置の
撮像素子近傍の要部概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of a main part in the vicinity of an image pickup element of a conventional single plate type image pickup apparatus.

【0004】同図において101は撮影レンズ、102
は光学フィルターであり、例えばローパスフィルターや
近赤外光カットフィルター等より成っている。103は
固体撮像素子であり、例えばエリアセンサーより成って
おり、該撮像素子103面上に例えば図15、図16に
示すようなフィルター配列より成る色フィルターが設け
られている。同図では撮像素子103で得られた出力信
号(画像情報)を信号処理回路(不図示)で処理し、こ
れによりカラー化された映像信号を得て色再現を行なっ
ている。
In the figure, 101 is a taking lens and 102
Is an optical filter, and is composed of, for example, a low-pass filter or a near-infrared light cut filter. Reference numeral 103 denotes a solid-state image sensor, which is composed of, for example, an area sensor, and a color filter having a filter array as shown in FIGS. 15 and 16 is provided on the surface of the image sensor 103, for example. In the figure, an output signal (image information) obtained by the image sensor 103 is processed by a signal processing circuit (not shown), and thereby a colorized video signal is obtained and color reproduction is performed.

【0005】単板式の撮像装置に比べて高解像度の出力
信号(画像情報)を得る為には図17、図18に示すよ
うな2板式、あるいは3板式より成る撮像装置が必要と
なってくる。
In order to obtain a high-resolution output signal (image information) as compared with a single-plate type image pickup device, a two-plate type or three-plate type image pickup device as shown in FIGS. 17 and 18 is required. .

【0006】図17、図18において101は撮影レン
ズ、102は光学フィルターであり、例えばローパスフ
ィルターや近赤外光カットフィルター等より成ってい
る。104は色分解手段としてのダイクロイックプリズ
ム(又はハーフミラー)であり、図17においては入射
光を2つの色光に色分解しており、又図18においては
入射光を3つの色光に色分解している。103A,10
3B,103Cは各々固体撮像素子であり、例えばエリ
アセンサーより成っており、各プリズムの射出面に各々
設けられている。
In FIGS. 17 and 18, 101 is a taking lens, and 102 is an optical filter, which is composed of, for example, a low-pass filter or a near-infrared light cut filter. Reference numeral 104 denotes a dichroic prism (or a half mirror) as a color separation means, which separates the incident light into two color lights in FIG. 17, and also separates the incident light into three color lights in FIG. There is. 103A, 10
Reference numerals 3B and 103C are solid-state image pickup devices, each of which is composed of, for example, an area sensor and is provided on the exit surface of each prism.

【0007】これらの撮像装置においては各固体撮像素
子103A,103B,103Cから得られる出力信号
(画像情報)を信号処理回路(不図示)で処理し、これ
によりカラー化された映像信号を得て色再現を行なって
いる。
In these image pickup devices, an output signal (image information) obtained from each solid-state image pickup element 103A, 103B, 103C is processed by a signal processing circuit (not shown) to obtain a colorized video signal. Color reproduction is performed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の単
板式より成る撮像装置では、撮像素子の画素数が近年多
くなっているとはいえ、その解像度は固体撮像素子の画
素数で制限されてしまい所望の解像度の画像が得られ
ず、又高画素数の撮像素子は非常に高価であり、低コス
ト化を図るのが難しかった。
However, although the number of pixels of the image pickup device has been increasing in recent years in the conventional single-plate type image pickup device, its resolution is limited by the number of pixels of the solid-state image pickup device. It is difficult to reduce the cost because it is not possible to obtain an image with a resolution of 2) and the image pickup device with a high number of pixels is very expensive.

【0009】一方、2板式、あるいは3板式より成る撮
像装置では色分解手段としてダイクロイックプリズムや
ハーフミラー等を用いている為、撮影レンズのバックフ
ォーカスが極めて長くなり、装置全体の小型化が図れな
いという問題点があった。又これらの光学部材は高価で
あり、その為低コスト化を図るのが難しかった。
On the other hand, in a two-plate type or three-plate type image pickup device, since a dichroic prism, a half mirror or the like is used as color separation means, the back focus of the photographing lens becomes extremely long, and the size of the entire device cannot be reduced. There was a problem. Further, these optical members are expensive, and thus it is difficult to reduce the cost.

【0010】本発明は限られた画素数を有する撮像素子
を複数個用いて各撮像素子の配置及び各撮像素子に被写
体像を形成する際の撮影系を構成する各光学要素を適切
に設定すると共に、各撮像素子面上に所定の分光特性を
有するフィルターを設けることにより、高精細な画像情
報(カラー画像)が容易に得られるようにした撮像装置
の提供を目的とする。
According to the present invention, a plurality of image pickup devices having a limited number of pixels are used to appropriately set the arrangement of the image pickup devices and the respective optical elements constituting the image pickup system when a subject image is formed on each image pickup device. At the same time, an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus in which a filter having a predetermined spectral characteristic is provided on each image pickup element surface so that high-definition image information (color image) can be easily obtained.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の撮像装
置は、第1の光学系により被写体像を予定結像面に形成
し、該第1の光学系の光軸上であって該予定結像面近傍
に配置した第2の光学系と、該第1の光学系の光軸上で
あって該第2の光学系の後方に配置した第3の光学系と
で該予定結像面に形成した被写体像の全てを第1の撮像
手段に再結像し、該第1の光学系の光軸外に光軸を有
し、該第2の光学系の後方に配置した第4の光学系で該
予定結像面に形成した被写体像の一部を第2の撮像手段
に再結像し、該第1の撮像手段と該第2の撮像手段とで
得られる画像情報を利用して高精細な画像情報を得るよ
うにした撮像装置であって、該第1の撮像手段面上に所
定の分光特性を有するフィルターを設け、該第2の撮像
手段面上に該所定の分光特性と異なる分光特性を有する
フィルターを設けたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus, wherein a first optical system forms a subject image on a predetermined image formation plane, and the image is formed on the optical axis of the first optical system. The second optical system arranged near the planned image forming surface and the third optical system arranged on the optical axis of the first optical system and behind the second optical system form the planned image formation. All of the subject images formed on the surface are re-imaged on the first image pickup means, have an optical axis outside the optical axis of the first optical system, and are arranged behind the second optical system. Part of the subject image formed on the planned image forming surface by the optical system of FIG. 2 is re-imaged on the second image pickup means, and the image information obtained by the first image pickup means and the second image pickup means is used. An image pickup apparatus for obtaining high-definition image information by providing a filter having a predetermined spectral characteristic on the surface of the first image pickup means, and setting the predetermined image on the surface of the second image pickup means. It is characterized in that a filter having a spectral characteristic different from a spectral characteristic of light characteristics.

【0012】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記第4の光学系は複数のレンズ系を有しており、
前記第2の撮像手段は該複数のレンズ系に対応した複数
の撮像素子を有していることを特徴としている。請求項
3の発明は請求項2の発明において、前記第4の光学系
の複数のレンズ系は前記第1の光学系が形成する被写体
像を複数の領域に分割したときの各領域の被写体像を各
々対応する撮像素子面上に結像させていることを特徴と
している。請求項4の発明は請求項2又は3の発明にお
いて、前記第3の光学系と前記第4の光学系の複数のレ
ンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることを特徴として
いる。請求項5の発明は請求項2、3又は4の発明にお
いて、前記第1の撮像手段からの出力信号を用いて低周
波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成す
る複数の撮像素子からの出力信号を用いて高周波域の映
像信号を形成したことを特徴としている。請求項6の発
明は請求項2、3、4又は5の発明において、前記第1
の撮像手段からの出力信号を用いて色信号を形成し、前
記第2の撮像手段を構成する複数の撮像素子からの出力
信号を用いて輝度信号を形成したことを特徴としてい
る。請求項7の発明は請求項1の発明において、前記第
1の撮像手段面上に設けるフィルターは分光特性が異な
る複数の領域を有するフィルターを設けたことを特徴と
している。請求項8の発明は請求項1又は2の発明にお
いて、前記第2の撮像手段を構成する複数の撮像素子面
上に輝度色光特性の分光特性を有するフィルターを設け
たことを特徴としている。請求項9の発明は請求項1又
は2の発明において、前記第2の撮像手段を構成する複
数の撮像素子面上に緑色光特性の分光特性を有するフィ
ルターを設けたことを特徴としている。請求項10の発
明は請求項1又は2の発明において、前記第2の撮像手
段を構成する複数の撮像素子は少なくともラインセンサ
ーより成っていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the fourth optical system has a plurality of lens systems.
The second image pickup means has a plurality of image pickup elements corresponding to the plurality of lens systems. According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the plurality of lens systems of the fourth optical system divides the subject image formed by the first optical system into a plurality of regions, and the subject images of the respective regions are divided. Is imaged on the surface of the corresponding image pickup device. According to a fourth aspect of the invention, in the second or third aspect of the invention, the third optical system and the plurality of lens systems of the fourth optical system have different imaging magnifications. According to a fifth aspect of the invention, in the second, third or fourth aspect of the invention, a plurality of signals forming the second image pickup means by forming a low frequency image signal using the output signal from the first image pickup means. The image signal in the high frequency range is formed by using the output signal from the image pickup device. The invention of claim 6 is the same as the invention of claim 2, 3, 4 or 5,
The color signal is formed by using the output signal from the image pickup means, and the luminance signal is formed by using the output signals from the plurality of image pickup elements forming the second image pickup means. The invention of claim 7 is characterized in that, in the invention of claim 1, the filter provided on the surface of the first image pickup means is provided with a filter having a plurality of regions having different spectral characteristics. The invention of claim 8 is characterized in that, in the invention of claim 1 or 2, a filter having a spectral characteristic of luminance color light characteristics is provided on a plurality of image pickup device surfaces constituting the second image pickup means. The invention of claim 9 is characterized in that, in the invention of claim 1 or 2, a filter having a spectral characteristic of a green light characteristic is provided on a plurality of image pickup device surfaces constituting the second image pickup means. A tenth aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the plurality of image pickup elements forming the second image pickup means are at least line sensors.

【0013】請求項11の発明の撮像装置は、被写体像
を第1の光学系により予定結像面に結像させ、該予定結
像面近傍に配置した第1の光学系と光軸を同じくする第
2の光学系と該第2の光学系の後方であって該第1の光
学系との光軸を一致させて配置した第3の光学系とによ
り予定結像面に形成した被写体像の全てを第1の撮像手
段面上に結像させると共に、該予定結像面に結像した被
写体像を分割した複数の領域を、該第1の光学系の光軸
と異なる光軸を有する複数のレンズ系を有し該第2の光
学系の後方に配置した第4の光学系によりそれぞれの光
学系に対応する複数の撮像素子を有する第2の撮像手段
の該複数の撮像素子面上に各々結像させ、該複数の撮像
素子からの画像情報を合成して全被写体像に関する画像
情報を得るようにした撮像装置であって、該第1の撮像
手段面上に所定の分光特性を有するフィルターを設け、
該第2の撮像手段を構成する複数の撮像素子面上に該所
定の分光特性と異なる分光特性を有するフィルターを設
けたことを特徴としている。
An image pickup apparatus according to the invention of claim 11 forms an image of a subject on a planned image forming surface by the first optical system, and has the same optical axis as the first optical system arranged near the planned image forming surface. Object image formed on the planned image formation plane by the second optical system and the third optical system that is arranged behind the second optical system and has the optical axes of the first optical system and the first optical system aligned with each other. Are imaged on the surface of the first image pickup means, and a plurality of areas obtained by dividing the subject image formed on the planned image formation surface have an optical axis different from the optical axis of the first optical system. On the plurality of image pickup element surfaces of the second image pickup means having a plurality of image pickup elements corresponding to the respective optical systems by the fourth optical system having a plurality of lens systems and arranged behind the second optical system. To form image information on all subject images by combining image information from the plurality of image pickup devices And an imaging device, provided with a filter having a predetermined spectral characteristic in the first image pickup means surface,
It is characterized in that a filter having a spectral characteristic different from the predetermined spectral characteristic is provided on a plurality of image pickup device surfaces constituting the second image pickup means.

【0014】請求項12の発明は請求項11の発明にお
いて、前記第3の光学系と前記第4の光学系の複数のレ
ンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることを特徴として
いる。請求項13の発明は請求項11又は12の発明に
おいて、前記第1の撮像手段からの出力信号を用いて低
周波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成
する複数の撮像素子からの出力信号を用いて高周波域の
映像信号を形成したことを特徴としている。請求項14
の発明は請求項11又は12の発明において、前記第1
の撮像手段からの出力信号を用いて色信号を形成し、前
記第2の撮像手段を構成する複数の撮像素子からの出力
信号を用いて輝度信号を形成したことを特徴としてい
る。請求項15の発明は請求項11の発明において、前
記第1の撮像手段面上に設けるフィルターは分光特性が
異なる複数の領域を有することを特徴としている。請求
項16の発明は請求項11又は12の発明において、前
記第2の撮像手段を構成する複数の撮像素子面上に輝度
色光特性の分光特性を有するフィルターを設けたことを
特徴としている。請求項17の発明は請求項11又は1
2の発明において、前記第2の撮像手段を構成する複数
の撮像素子面上に緑色光特性の分光特性を有するフィル
ターを設けたことを特徴としている。請求項18の発明
は請求項11又は12の発明において、前記第2の撮像
手段を構成する複数の撮像素子は少なくともラインセン
サーより成り、該ラインセンサーを走査することによっ
て、前記被写体像を分割した領域の画像情報を得ること
を特徴としている。
According to a twelfth aspect of the invention, in the eleventh aspect of the invention, the third optical system and the plurality of lens systems of the fourth optical system have different imaging magnifications. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the eleventh or twelfth aspect of the invention, a plurality of image pickups forming the second image pickup section by forming a low-frequency video signal using the output signal from the first image pickup section. It is characterized in that a high frequency image signal is formed by using an output signal from the element. Claim 14
In the invention of claim 11 or 12, the invention of
The color signal is formed by using the output signal from the image pickup means, and the luminance signal is formed by using the output signals from the plurality of image pickup elements forming the second image pickup means. According to a fifteenth aspect of the invention, in the eleventh aspect of the invention, the filter provided on the surface of the first imaging means has a plurality of regions having different spectral characteristics. A sixteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the eleventh or twelfth aspect of the invention, a filter having a spectral characteristic of luminance color light characteristics is provided on a plurality of image pickup device surfaces forming the second image pickup means. The invention of claim 17 is claim 11 or 1.
In the second aspect of the invention, a filter having a spectral characteristic of green light characteristics is provided on the surfaces of the plurality of image pickup devices forming the second image pickup means. According to a eighteenth aspect of the present invention, in the eleventh or twelfth aspect of the present invention, the plurality of image pickup devices forming the second image pickup means are composed of at least a line sensor, and the subject image is divided by scanning the line sensor. The feature is that image information of the area is obtained.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の実施例1の光学系の要部断面
図、図2は本発明の実施例1の要部斜視図である。
FIG. 1 is a sectional view of the essential parts of an optical system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the essential parts of the first embodiment of the present invention.

【0016】図中、1は第1の光学系であり、被写体像
を1次結像面(予定結像面)21上に結像させている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a first optical system, which forms a subject image on a primary image forming surface (planned image forming surface) 21.

【0017】2は第2の光学系であり、第1の光学系1
の光軸上であって、1次結像面21近傍に配置してお
り、該1次結像面21に形成した被写体像からの光束を
集光して後続するレンズ系に導光している。
Reference numeral 2 is a second optical system, and the first optical system 1
Of the subject image formed on the primary image forming surface 21 and is guided to the subsequent lens system. There is.

【0018】3は第3の光学系であり、第1の光学系1
の光軸上であって、第2の光学系2の後方(像面側)に
配置している。即ち、第3の光学系3の光軸と第1の光
学系1の光軸と第2の光学系2の光軸とは互いに一致し
ている。
Reference numeral 3 denotes a third optical system, and the first optical system 1
It is arranged on the optical axis of, and behind the second optical system 2 (on the image plane side). That is, the optical axis of the third optical system 3, the optical axis of the first optical system 1, and the optical axis of the second optical system 2 coincide with each other.

【0019】31は第1の撮像手段(主撮像手段)であ
り、第3の光学系3の後方の結像面に配置しており、例
えば固体エリアセンサより成っている。本実施例では第
1の撮像手段31面上に図3(B)に示すように視覚的
に高解像度を必要としない分光特性を有する赤(R)色
と青(B)色のフィルターが主走査方向(図面上横方
向)と副走査方向(図面上縦方向)に交互に配列されて
なる色フィルターを設けている。
Reference numeral 31 denotes a first image pickup means (main image pickup means), which is arranged on the image forming plane behind the third optical system 3 and is composed of, for example, a solid area sensor. In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, a red (R) color filter and a blue (B) color filter having spectral characteristics that do not require visually high resolution are mainly provided on the surface of the first image pickup means 31. The color filters are arranged alternately in the scanning direction (horizontal direction in the drawing) and in the sub-scanning direction (vertical direction in the drawing).

【0020】第1の光学系1によって1次結像面21に
形成した被写体像の全領域を第2の光学系2と第3の光
学系3により第1の撮像手段31面上に再結像させてい
る。
The entire area of the subject image formed on the primary imaging surface 21 by the first optical system 1 is recombined on the surface of the first image pickup means 31 by the second optical system 2 and the third optical system 3. I'm making you image.

【0021】4は第4の光学系であり、第41レンズ系
4A、第42レンズ系4B、第43レンズ系4C、そし
て第44レンズ系4Dの4つのレンズ系を有している。
Reference numeral 4 denotes a fourth optical system, which has four lens systems, a 41st lens system 4A, a 42nd lens system 4B, a 43rd lens system 4C, and a 44th lens system 4D.

【0022】4つのレンズ系4A,4B,4C,4Dは
第1の光学系1の光軸外に光軸を有し、第2の光学系2
の後方に配置している。
The four lens systems 4A, 4B, 4C and 4D have an optical axis outside the optical axis of the first optical system 1 and the second optical system 2
It is located behind.

【0023】41は第2の撮像手段(副撮像手段)であ
り、例えば固体エリアセンサから成る4つの撮像素子4
1A,41B,41C,41Dを有し、各々4つのレン
ズ系4A,4B,4C,4Dの結像面に配置している。
本実施例では4つの撮像素子41A,41B,41C,
41D面上に図3(A)に示すように視覚的に高解像度
を必要とする分光特性を有する緑(G)色のフィルター
を設けている。
Reference numeral 41 denotes a second image pickup means (sub-image pickup means), which is, for example, four image pickup elements 4 each including a solid-state area sensor.
1A, 41B, 41C, 41D, which are arranged on the image planes of the four lens systems 4A, 4B, 4C, 4D, respectively.
In this embodiment, four image pickup devices 41A, 41B, 41C,
As shown in FIG. 3A, a green (G) color filter having a spectral characteristic requiring visually high resolution is provided on the surface 41D.

【0024】第4の光学系4の4つのレンズ系(4A,
4B,4C,4D)は第1の光学系1が形成した1次結
像面21上の被写体像を複数の領域に分割し、各領域の
被写体像を各々対応する撮像素子41A,41B,41
C,41D面上に再結像させている。
The four lens systems of the fourth optical system 4 (4A,
4B, 4C, 4D) divides the subject image on the primary image forming surface 21 formed by the first optical system 1 into a plurality of regions, and the subject images in the respective regions are respectively associated with image pickup devices 41A, 41B, 41.
The image is re-formed on the C and 41D planes.

【0025】本実施例において第2の光学系2は図中実
線の光路32で示すように第1の光学系1の瞳1aと第
3の光学系3の瞳3aとが互いに略共役となるようにし
ている。又図中破線の光路42で示すように第4の光学
系4を構成する複数のレンズ系4A,4B,4C,4D
の瞳4A1,4B1,4C1,4D1が第1の光学系1
の分割した瞳領域近傍にそれぞれ結像するようにしてい
る。
In the second embodiment, in the second optical system 2, the pupil 1a of the first optical system 1 and the pupil 3a of the third optical system 3 are substantially conjugate with each other, as indicated by the optical path 32 of the solid line in the figure. I am trying. Further, as shown by an optical path 42 indicated by a broken line in the drawing, a plurality of lens systems 4A, 4B, 4C, 4D which constitute the fourth optical system 4 are formed.
Pupils 4A1, 4B1, 4C1, 4D1 of the first optical system 1
An image is formed near each of the divided pupil regions.

【0026】本実施例における第3の光学系3と第4の
光学系4の4つのレンズ系(4A,4B,4C,4D)
との結像倍率は互いに異なっており、これにより瞳結像
を有効にそろえている。
Four lens systems (4A, 4B, 4C, 4D) of the third optical system 3 and the fourth optical system 4 in this embodiment.
The image forming magnifications of and are different from each other, which effectively aligns the pupil image formation.

【0027】本実施例においては図2に示すように第1
の光学系1により被写体像を1次結像面21上に結像さ
せ、該被写体像を第2の光学系2を通して第3の光学系
3により第1の撮像手段31面上に該被写体像の全領域
を結像させている。又第4の光学系4の4つのレンズ系
4A,4B,4C,4Dにより1次結像面21に形成し
た被写体像を4つの領域に分割して各分割した一領域の
被写体像を第2の撮像手段41を構成する4つの撮像素
子41A,41B,41C,41D面上に各々結像させ
ている。
In this embodiment, as shown in FIG.
The subject image is formed on the primary image forming surface 21 by the optical system 1, and the subject image is formed on the surface of the first image pickup means 31 by the third optical system 3 through the second optical system 2. The entire area of is imaged. Further, the four lens systems 4A, 4B, 4C, and 4D of the fourth optical system 4 divide the subject image formed on the primary imaging surface 21 into four regions, and divide the subject image in each region into the second region. The four image pickup devices 41A, 41B, 41C and 41D constituting the image pickup means 41 are imaged respectively.

【0028】そして第1の撮像手段31からの出力信号
(画像情報)と第2の撮像手段41を構成する4つの撮
像素子41A,41B,41C,41Dからの出力信号
(画像情報)を用いて後述する信号処理系(不図示)に
よりカラー映像信号を得て色再現を行なっている。
The output signal (image information) from the first image pickup means 31 and the output signals (image information) from the four image pickup elements 41A, 41B, 41C and 41D constituting the second image pickup means 41 are used. A color image signal is obtained by a signal processing system (not shown) which will be described later and color reproduction is performed.

【0029】本実施例では第3の光学系3と第4の光学
系4との光軸を一致させずにそれぞれ配置して、1次結
像面21に形成された被写体像を所望の重複度、倍率で
それぞれ対応する撮像素子面上に再結像させている。
In this embodiment, the optical axes of the third optical system 3 and the fourth optical system 4 are arranged so that they do not coincide with each other, and the object images formed on the primary image plane 21 are overlapped as desired. The image is re-imaged on the surface of the corresponding image pickup device at a magnification and a magnification.

【0030】又、本実施例では第4の光学系4が形成す
る複数の分割像の和は第1の光学系1が形成する被写体
像の全領域が含まれるように構成している。即ち隣接す
る分割画像が互いに境界部分の画素を重複して持たせる
ように構成することによって、画像の境界部分に不都合
が生じないようにしている。
Further, in the present embodiment, the sum of the plurality of divided images formed by the fourth optical system 4 is configured to include the entire area of the subject image formed by the first optical system 1. That is, the adjacent divided images are configured to overlap each other with pixels at the boundary portion so that no inconvenience occurs at the image boundary portion.

【0031】次に本実施例の画像処理方法を図4を用い
て説明する。同図は本実施例の撮像装置の映像信号処理
部(信号処理系)の要部ブロック図である。
Next, the image processing method of this embodiment will be described with reference to FIG. This figure is a block diagram of the essential parts of the video signal processing unit (signal processing system) of the image pickup apparatus of this embodiment.

【0032】同図において41A,41B,41C,4
1D,31は各々撮像素子であり、これらの撮像素子4
1A,41B,41C,41D,31面上には前記図3
に示した色フィルターがそれぞれ設けられている。
In the figure, 41A, 41B, 41C, 4
1D and 31 are image pickup devices, and these image pickup devices 4
1A, 41B, 41C, 41D, 31 on the surface of FIG.
The color filters shown in are provided respectively.

【0033】本実施例では第2の撮像手段41の4つの
撮像素子41A,41B,41C,41Dに領域分割し
て結像された被写体像を各撮像素子41A,41B,4
1C,41Dから電気信号(G信号)として出力し、各
サンプルホールド回路(S/H回路)51A,51B,
51C,51Dでサンプルホールドして、各アナログ−
デジタル変換回路(A/D変換回路)53A,53B,
53C,53Dでアナログ信号からデジタル信号に変換
し、各メモリ(記憶回路)55A,55B,55C,5
5Dに記憶している。
In this embodiment, a subject image formed by dividing the area into four image pickup devices 41A, 41B, 41C and 41D of the second image pickup means 41 is formed into image pickup devices 41A, 41B and 4.
1C, 41D output as an electric signal (G signal), and each sample hold circuit (S / H circuit) 51A, 51B,
Sample hold with 51C and 51D, each analog-
Digital conversion circuits (A / D conversion circuits) 53A, 53B,
The analog signals are converted into digital signals by 53C and 53D, and the memories (memory circuits) 55A, 55B, 55C and 5 are converted.
Stored in 5D.

【0034】又、第1の撮像手段31に結像された全被
写体像を撮像素子31から電気信号(R信号とB信号が
交互に出力される)として出力し、各サンプルホールド
回路(S/H回路)52A,52Bでサンプルホールド
して、各アナログ−デジタル変換回路(A/D変換回
路)54A,54Bでアナログ信号からデジタル信号に
変換し、各メモリ(記憶回路)56A,56Bに記憶し
ている。
Further, the entire image of the subject formed on the first image pickup means 31 is outputted from the image pickup device 31 as an electric signal (R signal and B signal are alternately outputted), and each sample hold circuit (S / S) is outputted. H circuit) 52A, 52B sample-hold, each analog-digital conversion circuit (A / D conversion circuit) 54A, 54B converts an analog signal into a digital signal, and stores it in each memory (memory circuit) 56A, 56B. ing.

【0035】そして各メモリ55A,55B,55C,
55Dに領域分割して記憶されたG信号を全画面が構成
できる順序で各メモリ55A,55B,55C,55D
からその情報を読み出し、輝度信号処理回路57とカラ
ー信号処理回路58にそれぞれ入力している。又メモリ
56A,56Bに記憶されたR信号とB信号をカラー信
号処理回路58に入力している。
The memories 55A, 55B, 55C,
Each memory 55A, 55B, 55C, 55D is arranged in such an order that the entire screen can compose the G signal stored by dividing the area into 55D.
The information is read out from and is input to the luminance signal processing circuit 57 and the color signal processing circuit 58, respectively. The R signal and B signal stored in the memories 56A and 56B are input to the color signal processing circuit 58.

【0036】輝度信号処理回路57ではG信号を輝度信
号として必要な信号処理、例えばオートゲインコントロ
ール(AGC)やガンマ補正等が行ない、輝度信号とし
て出力している。カラー信号処理回路58では入力され
たR,G,Bの各信号に対してAGCやガンマ補正、そ
してホワイトバランス調整等の処理を行ない、マトリク
ス処理をして色差信号を出力している。そしてこれらの
信号を用いてカラー映像信号を得て色再現を行なってい
る。
The luminance signal processing circuit 57 performs necessary signal processing on the G signal as a luminance signal, for example, automatic gain control (AGC) and gamma correction, and outputs it as a luminance signal. The color signal processing circuit 58 performs processing such as AGC, gamma correction, and white balance adjustment on the input R, G, and B signals, performs matrix processing, and outputs color difference signals. Then, a color video signal is obtained using these signals to perform color reproduction.

【0037】尚、輝度信号と色差信号の各出力信号は必
要に応じてデジタル−アナログ変換回路(D/A変換回
路)でデジタル信号からアナログ信号に変換して出力す
るようにしても良く、あるいはエンコーダ回路で複合映
像信号に変換して出力しても良い。
Each output signal of the luminance signal and the color difference signal may be converted from a digital signal to an analog signal by a digital-analog conversion circuit (D / A conversion circuit) as necessary, or may be output. It may be converted into a composite video signal by the encoder circuit and output.

【0038】本実施例では各撮像素子41A,41B,
41C,41D,31の画素数を全て同数より構成して
おり、前述の如く信号処理系により第1の撮像手段31
から低周波域の映像信号を形成し、第2の撮像手段41
を構成する複数の撮像素子41A,41B,41C,4
1Dから高周波域の映像信号を形成している。特に輝度
信号に関しては第2の撮像手段41を構成する複数の撮
像素子41A,41B,41C,41Dからの出力信号
を用いて形成しているので従来の撮像装置に比べ高解像
度化を図ることができる。
In this embodiment, the image pickup devices 41A, 41B,
The number of pixels of 41C, 41D, and 31 are all the same, and the first image pickup means 31 is formed by the signal processing system as described above.
To form a low-frequency video signal from the second image pickup means 41.
Of the plurality of image pickup elements 41A, 41B, 41C, 4 constituting the
A high-frequency video signal is formed from 1D. In particular, the luminance signal is formed by using the output signals from the plurality of image pickup elements 41A, 41B, 41C, 41D that constitute the second image pickup means 41, and therefore, higher resolution can be achieved as compared with the conventional image pickup apparatus. it can.

【0039】尚、本実施例において各撮像素子31,4
1A,41B,41C,41D面上に設けた色フィルタ
ーの配列は前記図3に示したフィルター配列に限らず、
例えば図5、図6、図7、図8に示すように輝度信号成
分と色信号成分が得られれば、どのようなフィルター配
列であっても本発明は前述の実施例1と同様に適用する
ことができる。
In the present embodiment, the image pickup devices 31, 4 are
The arrangement of the color filters provided on the 1A, 41B, 41C and 41D surfaces is not limited to the filter arrangement shown in FIG.
For example, as long as a luminance signal component and a chrominance signal component are obtained as shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8, the present invention is applied in the same manner as in the above-described first embodiment, regardless of the filter arrangement. be able to.

【0040】即ち、図5においては第2の撮像手段41
(41A〜41D)面上に緑(G)色のフィルターを設
け、第1の撮像手段31面上に赤(R)色と青(B)色
のフィルターが主走査方向に交互に配列されてなる色フ
ィルターを設けている。又図6においては第2の撮像手
段41(41A〜41D)面上に黄(Y)色のフィルタ
ーを設け、第1の撮像手段31面上に赤(R)色と青
(B)色のフィルターが主走査方向と副走査方向に交互
に配列されてなる色フィルターを設けている。又図7に
おいては第2の撮像手段41(41A〜41D)面上に
黄(Y)色のフィルターを設け、第1の撮像手段31面
上に赤(R)色と青(B)色のフィルターが主走査方向
に交互に配列されてなる色フィルターを設けている。又
図8においては第2の撮像手段41(41A〜41D)
面上に白(W)色のフィルターを設け、第1の撮像手段
31面上に赤(R)色と緑(G)色と青(B)色のフィ
ルターが主走査方向に交互に配列されてなる色フィルタ
ーを設けている。
That is, in FIG. 5, the second image pickup means 41 is used.
A green (G) color filter is provided on the (41A to 41D) surface, and red (R) color and blue (B) color filters are alternately arranged in the main scanning direction on the surface of the first imaging unit 31. A color filter is provided. In FIG. 6, a yellow (Y) color filter is provided on the surface of the second image pickup means 41 (41A to 41D), and red (R) and blue (B) colors are provided on the surface of the first image pickup means 31. A color filter is provided in which the filters are arranged alternately in the main scanning direction and the sub scanning direction. In FIG. 7, a yellow (Y) color filter is provided on the surface of the second image pickup means 41 (41A to 41D), and red (R) and blue (B) colors are provided on the surface of the first image pickup means 31. A color filter is provided in which the filters are arranged alternately in the main scanning direction. Further, in FIG. 8, the second image pickup means 41 (41A to 41D)
A white (W) color filter is provided on the surface, and red (R), green (G), and blue (B) filters are alternately arranged in the main scanning direction on the surface of the first imaging unit 31. It has a color filter.

【0041】特に図8に示したようなフィルター配列で
あれば、例えば高解像度の画像を必要としない場合には
第1の撮像手段31だけの信号を用いて撮像することも
できる。
In particular, with the filter arrangement shown in FIG. 8, for example, when a high-resolution image is not required, the image can be picked up by using only the signal of the first image pickup means 31.

【0042】又、本実施例においては第2の撮像手段4
1の4つの撮像素子41A,41B,41C,41Dの
うち一部の撮像素子だけを選択して用いることにより被
写体像の一部分を選択的に使用できるようにしている。
Further, in the present embodiment, the second image pickup means 4
A part of the subject image can be selectively used by selecting and using only a part of the four image pickup devices 41A, 41B, 41C, and 41D.

【0043】又、本実施例では第4の光学系4を4つの
レンズ系4A,4B,4C,4Dより構成したが、この
個数については4つに限定されるものではなく、例えば
被写体像の全領域を複数のレンズ系で領域分割して撮影
できる個数であれば幾つでも良い。特に第4の光学系4
を5つ以上のレンズ系で構成すれば更に高解像度のカラ
ー画像を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the fourth optical system 4 is composed of four lens systems 4A, 4B, 4C and 4D, but the number is not limited to four and, for example, a subject image can be formed. Any number may be used as long as the whole area is divided by a plurality of lens systems and can be photographed. Especially the fourth optical system 4
Is composed of five or more lens systems, it is possible to obtain a higher resolution color image.

【0044】更に第1の撮像手段31と第2の撮像手段
41を構成する複数の撮像素子41A,41B,41
C,41Dの画素数は同一でなくても良く、特に該複数
の撮像素子41A,41B,41C,41Dの画素数を
第1の撮像手段31の画素数より多くした場合は第4の
光学系4は1つのレンズ系より構成しても良い。
Further, a plurality of image pickup elements 41A, 41B, 41 constituting the first image pickup means 31 and the second image pickup means 41.
The number of pixels of C and 41D does not have to be the same, and particularly when the number of pixels of the plurality of image pickup elements 41A, 41B, 41C and 41D is larger than the number of pixels of the first image pickup means 31, the fourth optical system. 4 may be composed of one lens system.

【0045】本実施例においてはこのように前述の如く
撮像装置の各要素を適切に設定し、第3の光学系3の結
像面に配置した第1の撮像手段31で被写体像の低周波
域成分を撮像し、第4の光学系4の結像面に配置した第
2の撮像手段41を構成する複数の撮像素子41A,4
1B,41C,41Dで被写体像の高周波域成分を撮像
することにより、従来の撮像装置とは異なり色分解手段
としてのダイクロイックプリズムやハーフミラー等の高
価な光学部材を用いずに多板化及びカラー化を行なうこ
とができ、これにより撮影レンズのバックフォーカスに
制限を与えることもなくなる。
In this embodiment, as described above, each element of the image pickup device is appropriately set, and the first image pickup means 31 arranged on the image forming plane of the third optical system 3 sets the low frequency of the object image. A plurality of image pickup devices 41A, 4A constituting the second image pickup means 41 arranged on the image plane of the fourth optical system 4 for picking up the image of the region component.
1B, 41C, and 41D capture high-frequency components of a subject image, so that unlike conventional image pickup devices, multiple plates and color can be obtained without using expensive optical members such as dichroic prisms and half mirrors as color separation means. Can be performed, and thereby, the back focus of the taking lens is not restricted.

【0046】図9は本発明の実施例2の第1の撮像手段
31と第2の撮像手段41を構成する複数の撮像素子4
1A,41B,41C,41D面上に設けた色フィルタ
ーの配列の様子を示した説明図である。
FIG. 9 shows a plurality of image pickup devices 4 constituting the first image pickup means 31 and the second image pickup means 41 of the second embodiment of the present invention.
It is explanatory drawing which showed the mode of arrangement of the color filter provided on 1A, 41B, 41C, 41D surface.

【0047】本実施例において前述の実施例1と異なる
点は第2の撮像手段41を構成する複数の撮像素子41
A,41B,41C,41Dをエリアセンサーの代わり
にラインセンサー(CCD)より構成し、該複数のライ
ンセンサー41A,41B,41C,41Dをそれぞれ
副走査方向に走査することにより被写体像の全領域を撮
像したことである。その他の構成及び光学的作用は実施
例1と略同様である。
The present embodiment differs from the above-mentioned first embodiment in that a plurality of image pickup elements 41 constituting the second image pickup means 41.
A, 41B, 41C and 41D are composed of line sensors (CCD) instead of area sensors, and the plurality of line sensors 41A, 41B, 41C and 41D are respectively scanned in the sub-scanning direction to cover the entire area of the subject image. That is, it was taken. Other configurations and optical functions are substantially the same as those in the first embodiment.

【0048】即ち、本実施例においては第2の撮像手段
41を構成する4つの撮像素子41A,41B,41
C,41Dをラインセンサーより構成し、該各ラインセ
ンサー41A,41B,41C,41D面上に図9
(A)に示すように緑(G)色のフィルターを設けてい
る。そして第4の光学系4の4つのレンズ系4A,4
B,4C,4Dにより1次結像面21に形成した被写体
像を4つの領域に分割して、各分割した一領域の被写体
像を各ラインセンサー41A,41B,41C,41D
面上に各々結像させている。そして各ラインセンサー4
1A,41B,41C,41Dをそれぞれ副走査方向に
走査することによって被写体像の全領域を該各ラインセ
ンサー41A,41B,41C,41Dで領域分割して
撮像している。
That is, in the present embodiment, the four image pickup devices 41A, 41B, 41 constituting the second image pickup means 41 are used.
C and 41D are composed of line sensors, and the line sensors 41A, 41B, 41C, and 41D are shown in FIG.
As shown in (A), a green (G) color filter is provided. And the four lens systems 4A, 4 of the fourth optical system 4
The subject image formed on the primary imaging surface 21 by B, 4C, and 4D is divided into four regions, and the divided subject images in each region are divided into line sensors 41A, 41B, 41C, and 41D.
Each image is formed on the surface. And each line sensor 4
By scanning 1A, 41B, 41C and 41D respectively in the sub-scanning direction, the entire area of the subject image is divided into areas by the respective line sensors 41A, 41B, 41C and 41D and the images are picked up.

【0049】そして前述の実施例1と同様に第1の撮像
手段31と第2の撮像手段41を構成する4つの撮像素
子41A,41B,41C,41Dとからの信号(画像
情報)を用いて前記図4に示した映像信号処理部(信号
処理系)で処理し、輝度信号と色差信号を得て色再現を
行なっている。
Then, as in the above-described first embodiment, signals (image information) from the four image pickup devices 41A, 41B, 41C and 41D constituting the first image pickup means 31 and the second image pickup means 41 are used. The video signal processing unit (signal processing system) shown in FIG. 4 is used to obtain a luminance signal and a color difference signal for color reproduction.

【0050】本実施例ではラインセンサーの画素数を通
常のエリアセンサの主走査方向の画素数より数倍多くし
て構成しており、これにより従来の撮像装置に比べ高解
像度化を図っている。
In the present embodiment, the number of pixels of the line sensor is set to be several times larger than the number of pixels of the normal area sensor in the main scanning direction, whereby the resolution is higher than that of the conventional image pickup apparatus. .

【0051】尚、本実施例において各撮像素子面上に設
けた色フィルターの配列は図9に示したフィルター配列
に限らず、例えば図10、図11、図12、図13に示
すように輝度信号成分と色信号成分が得られれば、どの
ようなフィルター配列であっても適用することができ
る。図10〜図13に示した各フィルター配列は前記図
5〜図8に示したフィルター配列と同様である。
The arrangement of the color filters provided on the surface of each image pickup device in this embodiment is not limited to the filter arrangement shown in FIG. 9, and, for example, as shown in FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12 and FIG. Any filter arrangement can be applied as long as the signal component and the color signal component are obtained. Each filter arrangement shown in FIGS. 10 to 13 is similar to the filter arrangement shown in FIGS.

【0052】特に前述の実施例1と同様に図13に示し
たようなフィルター配列であれば、例えば高解像度の画
像を必要としない場合には第1の撮像手段31だけを用
いて撮像することもでき、これにより各ラインセンサー
41A,41B,41C,41Dを副走査方向に走査さ
せる必要がなくなる為、動画も撮影でき、又撮影時間も
短くすることができる。
In particular, if the filter array shown in FIG. 13 is used as in the case of the first embodiment, for example, when a high resolution image is not required, only the first image pickup means 31 is used for image pickup. By doing so, it is not necessary to scan each line sensor 41A, 41B, 41C, 41D in the sub-scanning direction, so that a moving image can be taken and the shooting time can be shortened.

【0053】又、本実施例においては第4の光学系4を
4つのレンズ系4A,4B,4C,4Dより構成した
が、この個数については特に4つに限定されるものでは
なく、1つもしくは被写体像の全領域を複数のレンズ系
で領域分割して撮影できる個数であれば幾つでも良い。
In the present embodiment, the fourth optical system 4 is composed of four lens systems 4A, 4B, 4C and 4D, but the number is not limited to four and one Alternatively, any number may be used as long as the whole area of the subject image can be divided into a plurality of lens systems and photographed.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば前述の如く撮像装置の各
要素を適切に構成し、第1の撮像手段で被写体像の低周
波域成分を撮像し、第2の撮像手段で被写体像の高周波
域成分を撮像することより、ダイクロイックプリズムや
ハーフミラー等の高価な光学部材を用いることなく、限
られた画素数の撮像素子を用いて高解像度の画像(カラ
ー画像)を得ることができ、しかも撮影光学系のバック
フォーカスに制限を与えることもなくなる。
According to the present invention, each element of the image pickup apparatus is appropriately configured as described above, the first image pickup means picks up a low frequency component of the object image, and the second image pickup means changes the image of the object image. By capturing a high-frequency component, a high-resolution image (color image) can be obtained using an imaging device with a limited number of pixels without using expensive optical members such as a dichroic prism and a half mirror. Moreover, the back focus of the photographing optical system is not restricted.

【0055】更には第2の撮像手段の複数の撮像素子の
うちの一部の撮像素子だけを選択して使用することによ
り被写体像の一部分を選択的に使用することができる撮
像装置を達成することができる。
Further, by selecting and using only a part of the plurality of image pickup devices of the second image pickup means, an image pickup device which can selectively use a part of the subject image is achieved. be able to.

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

【図1】 本発明の実施例1の光学系の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of an optical system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1の要部斜視図FIG. 2 is a perspective view of a main part of the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像素子
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施例1の信号処理系の要部ブロッ
ク図
FIG. 4 is a block diagram of a main part of a signal processing system according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像素子
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像素子
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像素子
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施例1の第1、第2の各撮像素子
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施例2の第1、第2の各撮像素子
面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the second embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施例2の第1、第2の各撮像素
子面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on each of the first and second image pickup device surfaces of the second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施例2の第1、第2の各撮像素
子面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the second embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施例2の第1、第2の各撮像素
子面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the second embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施例2の第1、第2の各撮像素
子面上に設けた色フィルターの配列を示した説明図
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the surfaces of the first and second image pickup devices according to the second embodiment of the present invention.

【図14】 従来の撮像装置の要部概略図FIG. 14 is a schematic view of a main part of a conventional imaging device.

【図15】 従来の撮像装置の撮像素子面上に設けた色
フィルターの配列を示した説明図
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on the image pickup element surface of a conventional image pickup apparatus.

【図16】 従来の撮像装置の撮像素子面上に設けた色
フィルターの配列を示した説明図
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an array of color filters provided on an image pickup element surface of a conventional image pickup apparatus.

【図17】 従来の2板式の撮像装置の要部概略図FIG. 17 is a schematic view of a main part of a conventional two-plate type imaging device.

【図18】 従来の3板式の撮像装置の要部概略図FIG. 18 is a schematic view of a main part of a conventional three-plate type imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の光学系 2 第2の光学系 3 第3の光学系 4 第4の光学系 21 第1結像面 31 第1の撮像手段 41 第2の撮像手段 4A,4B,4C,4D レンズ系 41A,41B,41C,41D 撮像素子 51A,51B,51C,51D サンプルホールド
回路 52A,52B サンプルホールド
回路 53A,53B,53C,53D アナログ−デジタ
ル変換回路 54A,54B アナログ−デジタ
ル変換回路 55A,55B,55C,55D メモリ 56A,56B メモリ 57 輝度信号処理回路 58 カラー信号処理回路
1 1st optical system 2 2nd optical system 3 3rd optical system 4 4th optical system 21 1st image formation plane 31 1st image pickup means 41 2nd image pickup means 4A, 4B, 4C, 4D lens Systems 41A, 41B, 41C, 41D Image pickup devices 51A, 51B, 51C, 51D Sample-hold circuits 52A, 52B Sample-hold circuits 53A, 53B, 53C, 53D Analog-digital conversion circuits 54A, 54B Analog-digital conversion circuits 55A, 55B, 55C, 55D memory 56A, 56B memory 57 luminance signal processing circuit 58 color signal processing circuit

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の光学系により被写体像を予定結像
面に形成し、該第1の光学系の光軸上であって該予定結
像面近傍に配置した第2の光学系と、該第1の光学系の
光軸上であって該第2の光学系の後方に配置した第3の
光学系とで該予定結像面に形成した被写体像の全てを第
1の撮像手段に再結像し、該第1の光学系の光軸外に光
軸を有し、該第2の光学系の後方に配置した第4の光学
系で該予定結像面に形成した被写体像の一部を第2の撮
像手段に再結像し、該第1の撮像手段と該第2の撮像手
段とで得られる画像情報を利用して高精細な画像情報を
得るようにした撮像装置であって、 該第1の撮像手段面上に所定の分光特性を有するフィル
ターを設け、該第2の撮像手段面上に該所定の分光特性
と異なる分光特性を有するフィルターを設けたことを特
徴とする撮像装置。
1. A second optical system which forms a subject image on a planned image forming plane by the first optical system, and is arranged on the optical axis of the first optical system and near the planned image forming plane. A first image pickup means for all the subject images formed on the planned image forming surface by the third optical system arranged on the optical axis of the first optical system and behind the second optical system. Image formed on the planned image forming plane by the fourth optical system which is re-imaged on the optical axis and has an optical axis outside the optical axis of the first optical system, and which is arranged behind the second optical system. Device for re-imaging a part of the image on the second image pickup means and obtaining high-definition image information by using image information obtained by the first image pickup means and the second image pickup means in a, the filter having a predetermined spectral characteristic onto an imaging device surface of the first provided, the predetermined spectral characteristic onto an imaging device surface of the second
An image pickup apparatus comprising a filter having a spectral characteristic different from the above .
【請求項2】 前記第4の光学系は複数のレンズ系を有
しており、前記第2の撮像手段は該複数のレンズ系に対
応した複数の撮像素子を有していることを特徴とする請
求項1記載の撮像装置。
2. The fourth optical system has a plurality of lens systems, and the second image pickup means has a plurality of image pickup devices corresponding to the plurality of lens systems. The image pickup apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記第4の光学系の複数のレンズ系は前
記第1の光学系が形成する被写体像を複数の領域に分割
したときの各領域の被写体像を各々対応する撮像素子面
上に結像させていることを特徴とする請求項2記載の撮
像装置。
3. The plurality of lens systems of the fourth optical system are provided on respective image pickup element surfaces of object images of respective areas when the object image formed by the first optical system is divided into a plurality of areas. The image pickup apparatus according to claim 2, wherein the image is formed on the image.
【請求項4】 前記第3の光学系と前記第4の光学系の
複数のレンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることを特
徴とする請求項2又は3記載の撮像装置。
4. The image pickup apparatus according to claim 2, wherein the third optical system and the plurality of lens systems of the fourth optical system have different imaging magnifications.
【請求項5】 前記第1の撮像手段からの出力信号を用
いて低周波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像手段
を構成する複数の撮像素子からの出力信号を用いて高周
波域の映像信号を形成したことを特徴とする請求項2、
3又は4記載の撮像装置。
5. A low-frequency image signal is formed using the output signal from the first image pickup means, and a high-frequency area is formed using output signals from a plurality of image pickup elements forming the second image pickup means. 3. The video signal according to claim 2 is formed .
The imaging device according to 3 or 4 .
【請求項6】 前記第1の撮像手段からの出力信号を用
いて色信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成する複
数の撮像素子からの出力信号を用いて輝度信号を形成し
たことを特徴とする請求項2、3、4又は5記載の撮像
装置。
6. A color signal is formed using an output signal from the first image pickup means, and a luminance signal is formed using output signals from a plurality of image pickup elements forming the second image pickup means. The image pickup apparatus according to claim 2, 3, 4, or 5 .
【請求項7】 前記第1の撮像手段面上に設けるフィル
ターは分光特性が異なる複数の領域を有することを特徴
とする請求項1記載の撮像装置。
7. A fill provided on the surface of the first image pickup means.
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the target has a plurality of regions having different spectral characteristics .
【請求項8】 前記第2の撮像手段を構成する複数の撮
像素子面上に輝度色光特性の分光特性を有するフィルタ
ーを設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像
装置。
8. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein a filter having a spectral characteristic of a luminance color light characteristic is provided on a plurality of image pickup device surfaces forming the second image pickup means.
【請求項9】 前記第2の撮像手段を構成する複数の撮
像素子面上に緑色光特性の分光特性を有するフィルター
を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装
置。
9. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein a filter having a spectral characteristic of a green light characteristic is provided on a surface of a plurality of image pickup elements forming the second image pickup means.
【請求項10】 前記第2の撮像手段を構成する複数の
撮像素子は少なくともラインセンサーより成っているこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。
10. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the plurality of image pickup elements forming the second image pickup means are at least line sensors.
【請求項11】 被写体像を第1の光学系により予定結
像面に結像させ、該予定結像面近傍に配置した第1の光
学系と光軸を同じくする第2の光学系と該第2の光学系
の後方であって該第1の光学系との光軸を一致させて配
置した第3の光学系とにより予定結像面に形成した被写
体像の全てを第1の撮像手段面上に結像させると共に、
該予定結像面に結像した被写体像を分割した複数の領域
を、該第1の光学系の光軸と異なる光軸を有する複数の
レンズ系を有し該第2の光学系の後方に配置した第4の
光学系によりそれぞれの光学系に対応する複数の撮像素
子を有する第2の撮像手段の該複数の撮像素子面上に
結像させ、該複数の撮像素子からの画像情報を合成
て全被写体像に関する画像情報を得るようにした撮像装
置であって、 該第1の撮像手段面上に所定の分光特性を有するフィル
ターを設け、該第2の撮像手段を構成する複数の撮像素
子面上に該所定の分光特性と異なる分光特性を有するフ
ィルターを設けたことを特徴とする撮像装置。
11. An object image is formed on a planned image forming surface by a first optical system, and a second optical system having the same optical axis as that of the first optical system arranged near the planned image forming surface. The first image pickup means includes all of the subject image formed on the planned image forming plane by the third optical system which is arranged behind the second optical system and whose optical axis is aligned with that of the first optical system. While focusing on the surface,
A plurality of areas obtained by dividing the subject image formed on the planned image forming surface
And the first optical system of the plurality having a different optical axis optical axis lens system have a of the second optical system by the fourth optical system arranged behind the plurality corresponding to the respective optical systems The second image pickup means having an image pickup element is provided on each of the plurality of image pickup element surfaces.
S is imaged, an imaging device to obtain image information image information synthesized by for all subject image from the image pickup device of the plurality of, with a predetermined spectral characteristic in the first image pickup means plane A filter is provided, and a filter having a spectral characteristic different from the predetermined spectral characteristic is provided on the surfaces of the plurality of image pickup devices forming the second image pickup means.
An image pickup device comprising a filter .
【請求項12】 前記第3の光学系と前記第4の光学系
の複数のレンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることを
特徴とする請求項11記載の撮像装置。
12. The image pickup apparatus according to claim 11, wherein the third optical system and the plurality of lens systems of the fourth optical system have different imaging magnifications.
【請求項13】 前記第1の撮像手段からの出力信号を
用いて低周波域の映像信号を形成し、前記第2の撮像手
段を構成する複数の撮像素子からの出力信号を用いて高
周波域の映像信号を形成したことを特徴とする請求項1
1又は12記載の撮像装置。
13. A low-frequency video signal is formed by using an output signal from the first image pickup means, and a high-frequency area is formed by using output signals from a plurality of image pickup devices constituting the second image pickup means. 2. The video signal according to claim 1 is formed.
The imaging device according to 1 or 12.
【請求項14】 前記第1の撮像手段からの出力信号を
用いて色信号を形成し、前記第2の撮像手段を構成する
複数の撮像素子からの出力信号を用いて輝度信号を形成
したことを特徴とする請求項11又は12記載の撮像装
置。
14. A color signal is formed using an output signal from the first image pickup means, and a luminance signal is formed using output signals from a plurality of image pickup elements forming the second image pickup means. The imaging device according to claim 11 or 12, characterized in that.
【請求項15】 前記第1の撮像手段面上に設けるフィ
ルターは分光特性が異なる複数の領域を有することを特
徴とする請求項11記載の撮像装置。
15. A filter provided on the surface of the first image pickup means.
The image pickup apparatus according to claim 11, wherein the router has a plurality of regions having different spectral characteristics .
【請求項16】 前記第2の撮像手段を構成する複数の
撮像素子面上に輝度色光特性の分光特性を有するフィル
ターを設けたことを特徴とする請求項11又は12記載
の撮像装置。
16. The image pickup apparatus according to claim 11, wherein a filter having a spectral characteristic of a luminance color light characteristic is provided on a plurality of image pickup device surfaces constituting the second image pickup means.
【請求項17】 前記第2の撮像手段を構成する複数の
撮像素子面上に緑色光特性の分光特性を有するフィルタ
ーを設けたことを特徴とする請求項11又は12記載の
撮像装置。
17. The image pickup apparatus according to claim 11, wherein a filter having a spectral characteristic of a green light characteristic is provided on a plurality of image pickup device surfaces forming the second image pickup means.
【請求項18】 前記第2の撮像手段を構成する複数の
撮像素子は少なくともラインセンサーより成り、該ライ
ンセンサーを走査することによって、前記被写体像を分
割した領域の画像情報を得ることを特徴とする請求項1
1又は12記載の撮像装置。
18. plurality of imaging elements constituting the second imaging means Ri comprises at least a line sensor, said line
The image of the subject is separated by scanning the sensor.
The image information of the divided area is obtained.
The imaging device according to 1 or 12.
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