JPH01130677A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、平面状の被写体の光学像と対応する画像信号
を発生する固体撮像素子を有する撮像装置に関するもの
である。

（従来の技術） 固体撮像素子の光電変換部は、光に感度を有する領域が
予め定められた幾何学的な配列形状に従って配列寄れる
ことにより構成されているから。

固体撮像素子によって発生される画像信号は、被写体の
画像を標本化したものになる。

ところで、固体撮像素子における画像の標本化に際し１
画像の中に含まれている空間周波数が固体撮像素子にお
ける標本化周′波数ｆｃの１／２の周波数、すなわちナ
イキスト周波数よりも高い場合には、画像の空間周波数
におけるナイキスト周波数ｆｎよりも高い周波数成分が
、固体撮像素子におけるナイキスト周波数ｆｎ以下の周
波数領域に折返されて、折返し歪を生じることは周知の
とおりであり、前記の折返し歪が大きな画質の劣化を再
生画像に生じさせる。

第３図は一体撮像素子の一例として示すＣＯＤライン・
イメニジセンサの感光部であり、この感光部は矩形状′
め画素が（１’／ｆｃ’）の画素ピッチで主走査方向に
配列されている場合の例である。

第３図示のＣＯＤライン・イメージセンサの感光部は、
それの１画素の感度形状は第３図中の右方に画示しであ
るように矩形であるために、それの読取りの空間周波数
特性を示すＭ　Ｔ　Ｆ　（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔ　
ｒａｎｓｆｅｒ　Ｆ　ｕｎｃｔｉｏｎ）が第４図中にＭ
ＴＦ特性として示されているような曲線で表わされ。

また、標本抽出動作（サンプリング動作）によって生じ
る側帯波のエンベロープは第４図中の破線で示すものと
なって、標本化周波数ｆｃ（サンプリング周波数）以上
の周波数成分が折返し歪となる。

前記した折返し歪は、ナイキスト周波数ｆｎにおいて理
想的な遮断特性を示す第４図中で一点鎖線によって表わ
されているような理想的な低域通過濾波器が使用された
としても第４図中の斜線部の範囲の折返し歪（残留折返
し歪）は除去することはできない。

そのため、折返し歪を生じさせる標本化周波数ｆｃ（サ
ンプリング周波数ｆｃ）以上の空間周波数７成分を除去
しうるような光学的ローパスフィルタを例えば水晶のよ
うな複屈折物質を用いて作り、それを被写体と固体撮像
素子の光電変換部との間に設けたり、あるいは固体撮像
素子の光電変換部における感光部に第６図に示されてい
るような斜形状の画素が（１／ｆｃ）の画素ピッチで主
走査方向に配列されるようにして、それの１画素の感度
形状が第６図中の右方に画示しであるように台形状のも
のとしたり、または固体撮像素子自体を画素ピッチ周波
数ｆｃ以との振動数で揺動（ウオブリング）させるよう
にしたりすることが行われていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記した光学的ローパスフィルタを用いた従
来の解決手段では、光学的ローパスフィルタの特性が第
５図に例示されているように櫛型の通過特性を有してい
るものであるために、それの効果には限界があ□す、ま
た、光学的ローパスフィルタを構成するのに使用される
複屈折物質材料としては一般的に水晶が用いられるので
、それを実現させうる大きさにはコストとからの限度も
ある等の問題があり、また、固体撮像素子の光電変換部
における感光部に第６図に示されているような斜形状の
画素を（１；／ｆｃ）の画素ピッチで主走査方向に配列
させるようにした場合には、第７図示の特性曲線で示さ
れているように折返し歪は減少できるが、第６図に示さ
れているような斜形状の画素を（１／ｆｃ）の画素ピッ
チで主走査方向に配列させた感光部を有する固体撮像素
子は、それの製作が困難であったり副走査方向について
は効果が無いなどの点に問題があり、さらに、固体撮像
素子自体を画素ピッチ周波数ｆｃ以上の振動数で揺動（
ウオブリング）させるようにする従来の手段では、それ
を実施するための装置の構成が複雑になるということが
問題になる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は平面状の被写体の光学像と対応する画像信号を
発生する固体撮像素子を有する撮像装置において、平面
状の被写体と固体撮像素子における光電変換部との間に
設けられた結像レンズ系にｊより平面状の被写体の光学
像が固体撮像素子における光電変換部に結像されるよう
にする手段と、前記した結像レンズ系によって固体撮像
素子の光電変換部に結像された平面状の被写体の光学像
が所定量だけぼかされた状態になるように平面状の被写
体と固体撮像素子と結像レンズ系との相対的な位置関係
を変化させる手段とを備えてなる撮像装置を提供するも
のである。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら本発明の撮像装置の具体
的な内容を詳細に説明する。第１図は本発明の撮像装置
の一実施態様のブロック図であり。

こｑ第１図において１はコントロール部、２はフォーカ
スモータドライブ回路、３はフォーカス調整モータ、４
は結像レンズ系、５は固体撮像素子、６は光学ファイン
ダ、７は反射鏡（ミラー）、８は平面状の被写体、９は
光源である。

第一１図示の撮像装置において、光源９からの光で照射
されている平面状の被写体８の光学像と対応する光は、
結像レンズ系４を介して固体撮像素子５として用いられ
ているライン・イメージセンサ５における光電変換部に
入射される。

操作者による最初のフォーカス調整時に、前記した結像
レンズ系４の出射側と固体撮像素子５として用いられて
いるライン・イメージセンサ５における光電変換部との
間の光路中には、第１図中において点線で図示されてい
るような反射鏡７が挿入されて、被写体の光学像と対応
する光が前記の反射鏡７を介して光学ファインダ６に入
射されるようにされる。

前記した光学ファインダ６は、平面状の被写体８と光学
ファインダにおける被写体の光学像の結像面との距離が
、平面状の被写体８と固体撮像素子５における、被写体
の光学像の結像面との距離に等しくなるようにして設置
されているから、平面状の被写体８の光学像が光学ファ
インダ６に最も鮮明に映出された状態になるように操作
者が結像レンズ系４の調節を行うと、それによって平面
状の被写体８の光学像が固体撮像素子５における光電変
換部の結像面に結像されうる状態になされるのである。

前記のように、光学ファインダ６を用いて被写体８の光
学像が固体撮像素子５における光電変換部の結像面に結
像された状態となるように結像レンズ系４を調整した後
に、コントロール部１に設けられている図示されていな
い始動釦を操作すると、前記した反射鏡７が図示されて
いない機構によって、結像レンズ系４の出射側と固体撮
像素子５として用いられているライン・イメージセンサ
５における光電変換部との間の光路中から除去されどと
もに、コントロール部１からの信号によってフォーカス
モータドライブ回路２がフォーカス調整モータ３に駆動
電力が供給され、フォーカス調整モータ３により結像レ
ンズ系４のレンズが変位されて、前記した固体撮像素子
５として用いられているライン・イメージセンサ５の光
電変換部における平面状の被写体８の光学像が所定量だ
けぼかされた状態になるようにする。前記したフォーカ
ス調整モータ３による結像レンズ系４のレンズの変位は
、結像レンズ系の全体的な変位であっても、あるいは結
像レンズ系の一部のレンズの変位であってもよい。

前記のように、固体撮像素子５として用いられているラ
イン・イメージセンサ５の光電変換部における平面状の
被写体８の光学像が所定量だけぼかされた状態になされ
て後に、コントロール部１から出力される信号により、
図示されていない駆動機構により固体撮像索子５として
用いられているライン・イメージセンサ５に対して第１
図中−の矢印１０の方向への副走査が開始される。

第２図は前記のような本発明の撮像装置における残留折
返し歪を示す特性曲線倒閣であり、この第２図に示され
ている残留折返し歪の址と、既述した従来例における残
留折返し歪の量とを比較すると本発明の撮像装置の場合
には残留折返し歪の量が従来例の場合に比べて大巾に減
少されていることが明らかである。

前記した第１図に示す実施例では、固体撮像素子５とし
てライン・イメージセンサ（ＣＣＤラインセンサ）を用
いて、ライン・イメージセンサ５の主走査方向に直交す
る方向で第１中の矢印１０のようにライン・イメージセ
ンサ５を副走査させるものとされており、また、最初の
フォーカス調整は操作者が光学アアインダ６における被
写体の光像の状態を見ながら手動で行うものとされてお
り、さらに、平面状の被写体８が光透過型の被写体であ
るとして示されているが、本発明の実施に当っては固体
撮像素子５として二次元的なイメージセンサが用いられ
てもよく、また、最初のフォーカス調材がオート・フォ
ーカス↓こよって行われるようになされてもよく、さら
に、平面状の被写体が光反射型の被写体であってもよい
のである。

また、前記の実施例の説明においては、操作者による最
初のフォーカス調整によって、光学ファインダ６を用い
て被写体８の光学像が固体撮像素子５における光電変換
部の結像面に結像された状態となるように結像レンズ系
４が調整された後に、前記した固体撮像素子５として用
いられているライン・イメージセンサ５の光ｉ％！変換
部における平面状の被写体８の光学像が所定量だけぼか
された状態にするのに、コントロール部１からの信号に
よっ７てフォーカスモータドライブ回路２がフオ・・＝
カス調整モータ３に駆動電力を供給して、フォーカス調
整モータ３により結像レンズ系４のレンズを変位させて
、前記した固体撮像素子５として用いられているライン
・イメージセンサ５の光電変換部における平面状の被写
体８の光学像が所定量だけぼかされた状態になるように
しているが、固体撮像素子５として用いられているライ
ン・イメージセンサ５の光電変換部における平面状の被
写体８の光学像が所定量だけぼかされた状態になるよう
にするのには１例えば被写体８と固体撮像索子５との一
方または双方を光軸方向で変位させるようにして、固体
撮像素子５として用いられているライン・イメージセン
サ５の光電変換部における平面状の被写体８の光学像が
所定量だけぼかされた状態になるようにしてもよい。

また、前記のように固体撮像素子の光電変換部における
平面状の被写体８の光学像が所定量だけぼかされた状態
にした場合に固体撮像素子５から出力される画像信号に
よって再生される再生画像の解像度は、固体撮像素子５
の光電変換部における平面状の被写体８の光学像が所定
量だけぼかされる前の状態に固体撮像素子５から出力さ
れる画像信号によって再生される再生画像の解像度に比
べて低下した状態の再生画像になるが、前記のように固
体撮像素子５の光電変換部における平面状の被写体８の
光学像が所定量だけぼかされた状態にした場合に固体撮
像素子５から出力される画像信号によって再生された再
生画像の解像度が充分なものとなるような画素数を有す
る固体撮像素子５を使用すれば、前記した原因による再
生像の解像度の低下は何等の問題ともならない。

なお、第２図に例示されている本発明の撮像装置におけ
る残留折返し歪を示す特性曲線例図におけるナイキスト
限界内におけるＭＴＦの大巾な低下による画質の悪化も
、再生画像の解像度が充分なものとなるような画素数を
有する固体撮像索子５を使用すれば何等問題とはならな
い。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように１本発
明の撮像装置は平面状の被写体の光学像と対応する画像
信号を発生する固体撮像素子を有する撮像装置において
、平面状の被写体と固体撮像素子における光電変換部と
の間に設けられた結像レンズ系により平面状の被写体の
光学像が固体撮像素子における光電変換部に結像される
ようにする手段と、前記した結像レンズ系によって固体
撮像素子の光電変換部に結像された平面状の被写体の光
学像が所定量だけぼかされた状態になるように平面状の
被写体と固体撮像素子と結像レンズ系との相対的な位置
関係を変化させる手段とを備えてなる撮像装置であって
、本発明の撮像装置においては複屈折物質を用いた高価
な光学的ローパスフィルタを使用することなく、折返し
歪を効果的に低減させて高画質の再生画像を得ることの
できる画像信号を容易に発生することのできる装置を安
価に提供することができ、また、デイフォーカス量を被
写体の種類に応じて、それぞれ適宜に設定することによ
り、それぞれの被写体について゛それぞれ最適な再生画
像が得られるような状態の両像信号を容易に発生させる
ことができるのであり１本発明によれば既述した従来の
問題点は良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置の一実施態様のブロック図、
第２図、第４図及び第５図ならびに第７図は特性曲線例
図、第３図及び第６図は従来の固体撮像素子の感光部の
平面図である。 １・・・コントロール部、２・・・フォーカスモータド
ライブ回路、３・・・フォーカス調整モータ、４・・・
結像レンズ系、５・・・固体撮像素子、６・・・光学フ
ァインダ、７・・・反射鏡（ミラー）、８・・・平面状
の被写体。 ９・・・光源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平面状の被写体の光学像と対応する画像信号を発生する
   固体撮像素子を有する撮像装置において、平面状の被写
   体と固体撮像素子における光電変換部との間に設けられ
   た結像レンズ系により平面状の被写体の光学像が固体撮
   像素子における光電変換部に結像されるようにする手段
   と、前記した結像レンズ系によって固体撮像素子の光電
   変換部に結像された平面状の被写体の光学像が所定量だ
   けぼかされた状態になるように平面状の被写体と固体撮
   像素子と結像レンズ系との相対的な位置関係を変化させ
   る手段とを備えてなる撮像装置