JPH05344430A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 撮像光から偏光方向が垂直（Ｖ）方向の撮像
光のみを抽出する第１の偏光子２，第１の液晶板３，水
晶板４，第２の液晶板５及び撮像光から偏光方向が水平
（Ｈ）方向の撮像光のみを抽出する第２の偏光子６を順
にＲＧＢの各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８Ｇ，８
Ｂの前段に設け、上記第１，第２の液晶板３，５にそれ
ぞれ交互に電圧を印加して該第１，第２の液晶板３，５
を駆動する。 【効果】 上記第１，第２の液晶板３，５に電圧をオン
して、偏光方向がＶ方向の撮像光を偏光方向がＨ方向の
撮像光に変換する際に生ずるＶ方向のもれ撮像光を上記
第２の偏光子６でカットすることができ、上記Ｈ方向の
撮像光のみを上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂに照射することができ、画像ボケを防止するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子（ＣＣＤ
イメージセンサ）を用いて被写体の撮像を行うビデオカ
メラ装置やイメージスキャナ等に用いて好適な、液晶板
に印加する電圧をオンオフ制御してＣＣＤイメージセン
サと撮像光との相対的位置を電気的にシフトさせながら
撮像を行う固体撮像装置に関し、特に、上記液晶板に電
圧を印加したときに該液晶板を透過する偏光成分以外の
偏光成分を有する撮像光を遮光することにより、画像ぼ
けを防止した固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）
は、小型で低消費電力であることからビデオカメラ装置
やイメージスキャナ等に広く用いられている。上記ビデ
オカメラ装置等には、通常は４０万画素程度のＣＣＤイ
メージセンサが設けられているが、この４０万画素程度
のＣＣＤイメージセンサは、撮像管に比べると解像度が
かなり低い。また、近年においては、いわゆる高品位テ
レビジョン受像機（ＨＤテレビジョン受像機）と呼ばれ
る高解像度のテレビジョン受像機が普及してきており、
このＨＤテレビジョン受像機に対応すべく、画素面積を
縮小化することにより画素数を２００万画素に増やした
ＣＣＤイメージセンサが開発された。しかし、上記画素
面積を縮小化すると、固体撮像素子から出力される撮像
信号のレベルが低くなりＳ／Ｎ比が低下してしまう。こ
のＳ／Ｎ比の低下を考慮した場合、上記２００万画素の
固体撮像素子はもはや限界に近く、現状では、さらに画
素数を増加させて解像度の向上を図ることは困難となっ
ている。また、上記２００万画素のＣＣＤイメージセン
サでも、印刷原稿等の入力用として用いるには、まだ解
像度が不十分であり、さらに高解像度化が求められてい
る。

【０００３】こうしたことから、固体撮像素子（ＣＣＤ
イメージセンサ）と撮像光の相対的位置を画素ピッチの
１以上の整数分の１づつシフトさせて撮像を行うことに
より空間サンプリング領域を増加し、画素数を増やすこ
となく高解像度化を図る固体撮像装置が開発された。

【０００４】この固体撮像装置は、ＣＣＤイメージセン
サを圧電素子上に設け、このＣＣＤイメージセンサを１
／２画素ピッチの振幅でフィールド毎に１方向に振動さ
せることにより、上記ＣＣＤイメージセンサに照射する
撮像光を１／２画素ピッチづらして照射（イメージシフ
ト）することができ、空間サンプリング領域を増加して
画素数を増やすことなく高解像度の画像を得ることがで
きる。

【０００５】また、他に、ＣＣＤイメージセンサの前面
に薄いガラス板を設け、このガラス板を微小な角度で振
動させながら撮像を行う固体撮像装置も知られている。
この固体撮像装置は、上記ガラス板が振動される毎に、
該ＣＣＤイメージセンサに照射される撮像光が上記イメ
ージシフトされることとなり、空間サンプリング領域を
増加することができ、画素数を増やすことなく高解像度
の画像を得ることができる。

【０００６】しかし、このような固体撮像装置は、ＣＣ
Ｄイメージセンサ自体を振動させるか、若しくは、ＣＣ
Ｄイメージセンサの前面に設けたガラス板を振動させる
ような機械的振動により上記ＣＣＤイメージセンサに照
射する撮像光をイメージシフトするようにしていたた
め、機械的構造が複雑化するうえ、該イメージシフト自
体の信頼性に乏しかった。

【０００７】このため、このような機械的にイメージシ
フトを行う固体撮像装置の欠点を是正すべく、上記イメ
ージシフトを電気的に行うことができるような固体撮像
装置が開発された。

【０００８】上記電気的にイメージシフトを行う固体撮
像装置は、例えばＣＣＤイメージセンサとレンズとの間
に、いわゆる複屈折現象を示す光学素子として水晶板が
設けられており、さらに上記レンズの前段に、電圧で駆
動され、偏光方向が水平（Ｈ）方向の撮像光のみを透過
させる偏光フィルムが張り付けられた液晶板が設けられ
ている。

【０００９】このような固体撮像装置は、撮像が開始さ
れると、上記偏光フィルムを介して偏光方向がＶ方向の
撮像光が上記液晶板に照射されるとともに、該液晶板に
は、例えば１フィールド毎に電圧が印加される。上記液
晶板は、電圧が印加されると入射された上記Ｖ方向の撮
像光の偏光方向を変換することなくそのまま出射し、電
圧が印加されないと上記Ｖ方向の撮像光を、９０度の偏
光角度差を有する偏光方向が水平（Ｈ）方向の撮像光に
変換して出射する。この液晶板から出射された上記Ｖ方
向の撮像光及びＨ方向の撮像光は、それぞれ上記水晶板
に照射される。上記水晶板は、上記Ｈ方向の撮像光が照
射されるとその光路を変換することなくそのまま常光と
してＣＣＤイメージセンサに照射し、上記Ｖ方向の撮像
光が照射されると、上記Ｈ方向の撮像光の光路に対し
て、例えば１／２画素ピッチ分、Ｖ方向の下方向にシフ
トし、これを異常光としてＣＣＤイメージセンサに照射
する。

【００１０】これにより、上記ＣＣＤイメージセンサに
照射される撮像光としては、１フィールド毎に常光及び
該常光の照射位置に対して１／２画素ピッチ分Ｖ方向の
下方向にシフトされた異常光が照射されることとなるた
め、空間サンプリング領域を増加することができ解像度
を高めることができる。

【００１１】この電気的にイメージシフト行う固体撮像
装置は、上述の機械的にイメージシフトを行う固体撮像
装置と比較して、複雑な機構系を必要とする可動部がな
いことからイメージシフトの信頼性を高めることがで
き、また、簡単な構造で製作することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電気的に
イメージシフトを行う固体撮像装置において、上記液晶
板に電圧を印加したときは良いが、該液晶板に電圧を印
加しないときには、上記Ｈ方向の撮像光のみならず多少
のＶ方向の撮像光（もれ撮像光）も出射され、上記Ｈ方
向の撮像光による常光及び上記もれ撮像光による異常光
の２つの撮像光が一度に上記ＣＣＤイメージセンサに照
射されることとなる。このため、上記液晶板に電圧を印
加しないときには、Ｈ方向の撮像光による常光及び上記
もれ撮像光による異常光の２つの撮像光により１フィー
ルドの画像が形成されることとなり、この液晶板に電圧
を印加しないときに形成される１フィールドの画像がぼ
けてしまっていた。従って、１フレームの画像が、上記
液晶板に電圧を印加しないときの上記ぼけを生じたフィ
ールドの画像と、該液晶板に電圧を印加したときのぼけ
を生じていないフィールドの画像とで形成されることと
なり、該１フレームの画像自体もぼけを生じてしまって
いた。

【００１３】本発明は、上述のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、液晶板のもれ撮像光をＣＣＤイメージ
センサに照射しないようにして画像ぼけを防止すること
ができるような固体撮像装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、撮像光のうち偏光方向が１方向の撮像光のみを透
過させる第１の偏光手段と、電圧のオンオフ制御に応じ
て上記第１の偏光手段からの撮像光の偏光方向を回転さ
せて出射する第１の液晶板と、上記第１の液晶板からの
撮像光の偏光方向に応じて該撮像光を常光又は異常光に
変換して出射する水晶板と、上記第１の液晶板に電圧を
オンしたときには電圧がオフされ、上記第１の液晶板に
電圧をオフしたときには電圧がオンされるような電圧の
オンオフ制御に応じて上記水晶板からの常光又は異常光
の偏光方向を回転させて出射する第２の液晶板と、上記
第１の偏光手段が透過させる撮像光の偏光方向に対し
て、９０度の偏光角度差を有する上記第２の液晶板から
の常光又は異常光を透過させる第２の偏光手段と、上記
第２の偏光手段からの常光又は異常光をそれぞれ受光し
て光電変換を行い撮像信号を形成して出力する固体撮像
素子とを有し、上記第１の液晶板及び上記第２の液晶板
から本来出射されるべき撮像光以外に出射されてしまう
撮像光である、もれ撮像光を、上記第２の偏光手段で遮
光するように、上記第１の液晶板及び上記第２の液晶板
の電圧のオンオフ制御を行うことを特徴とする構成とし
て上述の課題を解決する。

【００１５】

【作用】本発明に係る固体撮像装置は、撮像が開始され
ると、第１の偏光手段が、撮像光のうち偏光方向が１方
向の撮像光である、例えば偏光方向が水平（Ｖ）方向の
撮像光のみを透過させ、これを第１の液晶板に照射す
る。

【００１６】上記第１の液晶板は、例えば電圧がオンの
ときには上記Ｖ方向の撮像光の偏光方向をそのままにし
て出射し、電圧がオフのときには上記Ｖ方向の撮像光の
偏光方向を、該Ｖ方向の撮像光に対して９０度の偏光方
向の角度差を有する偏光方向がＨ方向の撮像光に変換し
て出射するが、該電圧がオフのときには、上記Ｈ方向の
撮像光の他、多少のＶ方向の撮像光がもれ撮像光として
出射される。この第１の液晶板からの上記各撮像光はそ
れぞれ水晶板に照射される。

【００１７】なお、上記第１の液晶板に電圧がオフされ
たときには、上記Ｈ方向の撮像光の他、Ｖ方向の撮像光
がもれ撮像光として出射される。

【００１８】上記水晶板は、上記Ｈ方向の撮像光が照射
された場合、該Ｈ方向の撮像光の光路を変えることなく
これを常光としてそのまま出射し、上記Ｖ方向の撮像光
が照射された場合、該Ｖ方向の撮像光の光路を、上記常
光の光路に対して例えば垂直方向の下方向に所定分シフ
トし、これを異常光として出射する。このため、上記水
晶板からは、第１の液晶板に電圧がオンされたときには
上記偏光方向がＶ方向の異常光のみが出射され、上記第
１の液晶板に電圧がオフされたときには上記偏光方向が
Ｈ方向の常光及び上記もれ撮像光による偏光方向がＶ方
向の異常光が出射されることとなる。上記水晶板からの
常光及び異常光は、次に第２の液晶板に照射される。

【００１９】上記第２の液晶板は、上記第１の液晶板と
同様の特性を有しており、電圧がオンされたときにＶ方
向の撮像光が照射されるとこの偏光方向を変換すること
なくＶ方向の撮像光としてそのまま出射し、上記電圧が
オンされたときに上記Ｈ方向の撮像光が照射されるとこ
の偏光方向をＶ方向に変換して出射し、また、電圧がオ
フされたときに上記Ｖ方向の撮像光が照射されるとこの
偏光方向をＨ方向に変換して出射し、上記電圧がオフさ
れたときにＨ方向の撮像光が照射されるとこの偏光方向
を変換することなくそのまま出射する。

【００２０】また、上記第２の液晶板は、上記第１の液
晶板に電圧をオンしたときには電圧がオフされ、上記第
１の液晶板に電圧をオフしたときには電圧がオンされる
ように電圧のオンオフ制御がなされている。

【００２１】このため、上記第１の液晶板に電圧がオン
されたときに上記水晶板からこの第２の液晶板に照射さ
れる上記Ｖ方向の異常光は、該第２の液晶板への電圧が
オフされるため、Ｈ方向の異常光に変換されて出射され
るが、この変換の際にＶ方向の異常光がもれ撮像光とし
て該Ｈ方向の異常光とともに出射される。また、上記第
１の液晶板に電圧がオフされたときに上記水晶板からこ
の第２の液晶板に照射される上記Ｈ方向の常光及びもれ
撮像光であるＶ方向の異常光は、該第２の液晶板への電
圧がオンされるため共にそのままに出射される。

【００２２】上記第２の液晶板から出射される上記常光
及び異常光はそれぞれ第２の偏光手段に照射される。

【００２３】上記第２の偏光手段は、例えば上記第１の
偏光手段がＶ方向の撮像光のみを透過させるのに対して
Ｈ方向の撮像光のみを透過させる特性を有している。こ
のため、上記第１の液晶板に電圧がオンされ上記第２の
液晶板に電圧がオフされたときに上記第２の偏光手段に
照射される上記Ｈ方向の異常光及びもれ撮像光であるＶ
方向の異常光は、該Ｖ方向の異常光が上記第２の偏光手
段により遮光され、該Ｈ方向の異常光のみが出射され
る。

【００２４】また、上記第１の液晶板に電圧がオフされ
上記第２の液晶板に電圧がオンされたときに上記第２の
偏光手段に照射される上記Ｈ方向の常光及びもれ撮像光
であるＶ方向の異常光は、該Ｖ方向の異常光が上記第２
の偏光手段により遮光され、該Ｈ方向の常光のみが出射
される。

【００２５】上記第２の偏光手段から出射される上記Ｈ
方向の異常光及びＨ方向の常光は、それぞれ固体撮像素
子に照射され光電変換されて撮像信号として出力される
が、上述のように上記第２の偏光手段でもれ撮像光（上
記Ｖ方向の異常光）を遮光しているため、上記固体撮像
素子にＨ方向の常光及びＨ方向の異常光のみを照射する
ことができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２７】本発明に係る実施例の固体撮像装置は、図
１に示すように照射される撮像光を集束するレンズ１
と、上記レンズ１を介して照射される撮像光のうち偏光
方向が図中実線の矢印で示すＶ（垂直）方向の撮像光の
みを透過させる第１の偏光手段である第１の偏光子２
と、例えば１／２フィールドおきに電圧が印加され、該
電圧が印加されているときは上記第１の偏光子２からの
偏光方向がＶ方向の撮像光をそのまま透過させ、電圧が
印加されていないときには上記偏光方向がＶ方向の撮像
光を９０度の角度差を有する図中点線の矢印で示す偏光
方向がＨ（水平）方向の撮像光に変換して出射する第１
の液晶板３と、上記第１の液晶板３から偏光方向がＶ方
向の撮像光が照射されると、このＶ方向の撮像光の光路
は変えずに常光としてそのまま出射し、また、上記第１
の液晶板３から上記Ｈ方向の撮像光が照射されると、こ
のＨ方向の撮像光の光路を上記Ｖ方向の撮像光の光路に
対して例えば１／２画素ピッチ分、Ｖ方向の下方向にシ
フトして異常光として出射する水晶板４とを有してい
る。

【００２８】また、上記固体撮像装置は、例えば１／２
フィールド毎に電圧が印加されるが、上記第１の液晶板
３に電圧が印加されたときには電圧は印加されず、上記
第１の液晶板３に電圧が印加されないときに電圧が印加
されるような電圧のオンオフ制御がなされる第２の液晶
板５と、上記第１の偏光子２とは逆に、偏光方向がＨ方
向の常光又は異常光のみを透過させる第２の偏光子６と
を有している。

【００２９】また、上記固体撮像装置は、上記第２の偏
光子６から照射される常光及び異常光を赤色（Ｒ）用撮
像光，緑色（Ｇ）用撮像光，青（Ｂ）用撮像光に分割す
るダイクロイックミラー７と、上記ダイクロイックミラ
ー７からのＲ用撮像光を受光してアナログ信号であるＲ
用撮像信号を形成するＲ用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ
と、上記ダイクロイックミラー７からのＧ用撮像光を受
光してアナログ信号であるＧ用撮像信号を形成するＧ用
ＣＣＤイメージセンサ８Ｇと、上記ダイクロイックミラ
ー７からのＢ用撮像光を受光してＢ用撮像信号を形成す
るＢ用ＣＣＤイメージセンサ８Ｂとを有している。

【００３０】また、上記固体撮像装置は、上記Ｒ用ＣＣ
Ｄイメージセンサ８ＲからのＲ用撮像信号をデジタル化
してＲ用撮像データを形成して出力する第１のＡ／Ｄ変
換器９と、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ８ＧからのＧ
用撮像信号をデジタル化してＧ用撮像データを形成して
出力する第２のＡ／Ｄ変換器１０と、上記Ｂ用ＣＣＤイ
メージセンサ８ＢからのＢ用撮像信号をデジタル化して
Ｂ用撮像データを形成して出力する第３のＡ／Ｄ変換器
１１と、上記第１のＡ／Ｄ変換器９からのＲ用撮像デー
タを１／２フィールド毎に切り換えて出力する第１の切
り換えスイッチ１２と、上記第２のＡ／Ｄ変換器１０か
らのＧ用撮像データを１／２フィールド毎に切り換えて
出力する第２の切り換えスイッチ１３と、上記第３のＡ
／Ｄ変換器１１からのＢ用撮像データを１／２フィール
ド毎に切り換えて出力する第３の切り換えスイッチ１４
とを有している。

【００３１】また、上記固体撮像装置は、上記第１の切
り換えスイッチ１２を介した最初の１／２フィールドの
Ｒ用撮像データを記憶する第１のメモリ１５と、上記第
１の切り換えスイッチ１２を介した次の１／２フィール
ドのＲ用撮像データを記憶する第２のメモリ１６と、上
記第２の切り換えスイッチ１３を介した最初の１／２フ
ィールドのＧ用撮像データを記憶する第３のメモリ１７
と、上記第２の切り換えスイッチ１３を介した次の１／
２フィールドのＧ用撮像データを記憶する第４のメモリ
１８と、上記第３の切り換えスイッチ１４を介した最初
の１／２フィールドのＢ用撮像データを記憶する第５の
メモリ１９と、上記第３の切り換えスイッチ１４を介し
た次の１／２フィールドのＢ用撮像データを記憶する第
６のメモリ２０とを有している。

【００３２】また、上記固体撮像装置は、上記最初の１
／２フィールドには、上記第１，第３，第５のメモリ１
５，１７，１９から供給される最初の１／２フィールド
のＲ用，Ｇ用，Ｂ用の撮像データをそれぞれ出力し、次
の１／２フィールドには、上記第２，第４，第６のメモ
リ１６，１８，２０から供給される次の１／２フィール
ドのＲ用，Ｇ用，Ｂ用の撮像データをそれぞれ出力する
マルチプレクサ２１を有している。

【００３３】上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂは、それぞれいわゆるＮＴＳＣ方式用の通常の
ものが用いられている。また、上記Ｒ用ＣＣＤイメージ
センサ８Ｒは、例えば図２（ａ）に示すように各水平ラ
インの第１画素目から１画素おきにＲ用画素が設けられ
ており、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ８Ｇは、同図
（ｂ）に示すように各水平ラインの第２画素目から１画
素おきにＧ用画素が設けられており、上記Ｂ用ＣＣＤイ
メージセンサ８Ｂは、同図（ｃ）に示すように各水平ラ
インの第１画素目から１画素おきにＢ用画素が設けられ
ている。すなわち、上記Ｒ用画素及びＢ用画素は、図２
（ｄ）にＲ／Ｂで示すように、各ラインの奇数番目の画
素として位置するように設けられており、上記Ｇ用画素
は、上記Ｒ／Ｂの画素間である各ラインの偶数番目の画
素として位置するように設けられている。

【００３４】次に、このような構成を有する本実施例に
係る固体撮像装置の動作説明をする。図１において、本
実施例に係る固体撮像装置は、撮像が開始されると、撮
像光がレンズ１を介して集束され上記第１の偏光子２に
照射される。上記第１の偏光子２は、図３（ａ）に示す
ように偏光方向がＶ方向の撮像光のみを透過させる。こ
の第１の偏光子２を透過した上記Ｖ方向の撮像光は、次
に上記第１の液晶板３に照射される。

【００３５】上記第１の液晶板３には、例えば図４
（ａ）に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間及び時刻ｔ３〜時
刻ｔ４の間である奇数フィールドの最初の１／２フィー
ルド及び偶数フィールドの最初の１／２フィールドには
電圧は印加されず、同図（ａ）に示す時刻ｔ２〜時刻ｔ
３の間及び時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間である奇数フィール
ドの次の１／２フィールド及び偶数フィールドの次の１
／２フィールドに電圧が印加されるようになっている。

【００３６】上記第１の液晶板３は、電圧が印加された
ときには、図３（ｂ）に示すような上記Ｖ方向の撮像光
を偏光方向を変換することなくそのまま出射する。ま
た、上記第１の液晶板３は、電圧が印加されていないと
きには、上記Ｖ方向の撮像光を、図３（ｃ）に実線で示
すような該Ｖ方向の撮像光に対して９０度の偏光角度差
を有する偏光方向がＨ方向の撮像光に変換して出射する
が、この際、同図（ｃ）中点線で示す多少のＶ方向の撮
像光（Ｖもれ撮像光）も出射する。

【００３７】従って、上記第１の液晶板３からは、奇数
フィールド及び偶数フィールドともに、最初の１／２フ
ィールドには、上記Ｈ方向の撮像光及びＶもれ撮像光が
出射され、次の１／２フィールドには、上記Ｖ方向の撮
像光のみが出射されることとなる。上記各撮像光は、次
にそれぞれ上記水晶板４に照射される。

【００３８】上記水晶板４は、いわゆる複屈折現象を生
ずるようになっており、上記第１の液晶板３から偏光方
向がＨ方向の撮像光が照射されると、このＨ方向の撮像
光の光路は変えずに常光としてそのまま出射し、また、
上記第１の液晶板３から上記Ｖ方向の撮像光が照射され
ると、このＶ方向の撮像光の光路を上記Ｈ方向の撮像光
の光路に対して例えば１／２画素ピッチ分、Ｖ方向の下
方向にシフトして異常光として出射する。

【００３９】このため、上記最初の１／２フィールドに
上記水晶板４に照射される上記Ｈ方向の撮像光及びＶも
れ撮像光は、該Ｈ方向の撮像光がＨ方向の常光として出
射され、該Ｖもれ撮像光はＶ方向の異常光（Ｖもれ異常
光）として出射され、上記次の１／２フィールドに上記
水晶板４に照射される上記Ｖ方向の撮像光は、Ｖ方向の
異常光として該水晶板４から出射される。

【００４０】この水晶板４から出射される上記常光及び
異常光は、それぞれ第２の液晶板５に照射される。

【００４１】上記第２の液晶板５は、上記第１の液晶板
３と同様の特性を有しているが、例えば図４（ｂ）に示
す時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間及び時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間
である奇数フィールドの最初の１／２フィールド及び偶
数フィールドの最初の１／２フィールドに電圧が印加さ
れ、同図（ｂ）に示す時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間及び時刻
ｔ４〜時刻ｔ５の間である奇数フィールドの次の１／２
フィールド及び偶数フィールドの次の１／２フィールド
には電圧は印加されないようになっている。

【００４２】すなわち、上記第１の液晶板３及び第２の
液晶板５には、それぞれ１／２フィールド毎に交互に電
圧が印加されるようになっている。

【００４３】従って、上記奇数フィールド及び偶数フィ
ールドの最初の１／２フィールドに上記第２の液晶板５
に照射される上記Ｈ方向の常光及びＶもれ異常光は、該
第２の液晶板５に電圧が印加されるため、図３（ｄ）に
実線で示すＨ方向の異常光及び同図（ｄ）中点線で示す
Ｖもれ異常光がそのまま出射される。また、上記奇数フ
ィールド及び偶数フィールドの次の１／２フィールドに
上記第２の液晶板５に照射される上記Ｖ方向の異常光
は、該第２の液晶板５に電圧が印加されないため、図３
（ｅ）に実線で示すようにＨ方向の異常光に変換されて
出射されるが、この際、同図（ｅ）中点線で示すように
多少のＶ方向の異常光もＶもれ異常光として出射され
る。

【００４４】上記第２の液晶板５から出射される上記各
常光及び異常光は、それぞれ次に第２の偏光子６に照射
される。

【００４５】上記第２の偏光子６は、上記第１の偏光子
２に対して、Ｈ方向の撮像光のみを抽出して出射する。
このため、上記奇数フィールド及び偶数フィールドの最
初の１／２フィールドに上記第２の液晶板５から照射さ
れる上記Ｈ方向の常光及びＶもれ異常光は、該Ｖもれ異
常光が遮光され、図３（ｆ）に示すように該Ｈ方向の常
光のみが出射されることとなる。

【００４６】また、上記奇数フィールド及び偶数フィー
ルドの次の１／２フィールドに上記第２の液晶板５から
照射される上記Ｈ方向の異常光及びＶもれ異常光は、該
Ｖもれ異常光が遮光され、図３（ｇ）に示すように該Ｈ
方向の異常光のみが出射されることとなる。この第２の
偏光子６から奇数フィールド及び偶数フィールド共に最
初の１／２フィールドに出射される上記Ｈ方向の常光及
び次の１／２フィールドに出射される上記Ｈ方向の異常
光は、それぞれ上記ダイクロイックミラー７に照射され
る。

【００４７】上記ダイクロイックミラー７は、上記Ｈ方
向の常光及びＨ方向の異常光をそれぞれＲ用撮像光，Ｇ
用撮像光及びＢ用撮像光に３分割し、これらを上記Ｒ用
ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ
８Ｇ及びＢ用ＣＣＤイメージセンサ８Ｂに照射する。

【００４８】上述のように、上記第２の偏光子６におい
て、上記Ｖもれ撮像光が遮光されるため、上記奇数フィ
ールド及び偶数フィールドの最初の１／２フィールド及
び次の１／２フィールドに上記各色用ＣＣＤイメージセ
ンサ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに照射する撮像光は、上記Ｈ方向
の常光及びＨ方向の異常光のみとすることができ、該Ｈ
方向の常光及びＨ方向の異常光とともに上記Ｖもれ異常
光を上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ
に照射することにより生ずる画像ぼけを防止することが
できる。

【００４９】上記Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒは、上
記ダイクロイックミラー７から１／２フィールド毎に照
射される常光又は異常光のＲ用撮像光からアナログ信号
であるＲ用撮像信号を形成し、これを上記第１のＡ／Ｄ
変換器９に供給する。なお、上記Ｒ用ＣＣＤイメージセ
ンサ８Ｒは、奇数フィールド時の最初の１／２フィール
ド及び次の１／２フィールドともに、図２（ａ）に示す
第１ライン，第３ライン・・・である奇数ラインの各Ｒ
用画素に蓄積された電荷がＲ用撮像信号として出力され
るように制御され、偶数フィールド時の最初の１／２フ
ィールド及び次の１／２フィールドともに、第２ライ
ン，第４ライン・・・である偶数ラインの各Ｒ用画素に
蓄積された電荷がＲ用撮像信号として出力されるように
制御される。

【００５０】また、Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ８Ｇは、
上記ダイクロイックミラー７から１／２フィールド毎に
照射される常光又は異常光のＧ用撮像光からアナログ信
号であるＧ用撮像信号を形成し、これを上記第２のＡ／
Ｄ変換器１０に供給する。なお、上記Ｇ用ＣＣＤイメー
ジセンサ８Ｇは、奇数フィールド時の最初の１／２フィ
ールド及び次の１／２フィールドともに、図２（ｂ）に
示す第１ライン，第３ライン・・・である奇数ラインの
各Ｇ用画素に蓄積された電荷がＧ用撮像信号として出力
されるように制御され、偶数フィールド時の最初の１／
２フィールド及び次の１／２フィールドともに、第２ラ
イン，第４ライン・・・である偶数ラインの各Ｇ用画素
に蓄積された電荷がＧ用撮像信号として出力されるよう
に制御される。

【００５１】また、Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ８Ｂは、
上記ダイクロイックミラー７から１／２フィールド毎に
照射される常光又は異常光のＢ用撮像光からアナログ信
号であるＢ用撮像信号を形成し、これを上記第３のＡ／
Ｄ変換器１１に供給する。なお、上記Ｂ用ＣＣＤイメー
ジセンサ８Ｂは、奇数フィールド時の最初の１／２フィ
ールド及び次の１／２フィールドともに、図２（ｃ）に
示す第１ライン，第３ライン・・・である奇数ラインの
各Ｂ用画素に蓄積された電荷がＢ用撮像信号として出力
されるように制御され、偶数フィールド時の最初の１／
２フィールド及び次の１／２フィールドともに、第２ラ
イン，第４ライン・・・である偶数ラインの各Ｂ用画素
に蓄積された電荷がＢ用撮像信号として出力されるよう
に制御される。

【００５２】ここで、上記各色用ＣＣＤイメージセンサ
８Ｒ，８Ｇ，８Ｂには、上述のように奇数フィールド時
及び偶数フィールド時ともに最初の１／２フィールドに
はＨ方向の常光が照射され、次の１／２フィールドに
は、上記常光よりもＶ方向の下方向に１／２画素ピッチ
分シフトされた異常光が照射される。

【００５３】このため、奇数フィールド時の最初の１／
２フィールドに上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，
８Ｇ，８Ｂから出力される各色用撮像信号は、図５
（ａ）に示すように、上記常光を、上記各色用ＣＣＤイ
メージセンサ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの奇数ライン上の画素が
受光することにより形成されたＲ／Ｂ，Ｇ，Ｒ／Ｂ，Ｇ
・・・の撮像信号となり、次の１／２フィールドに上記
各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから出力
される各色用撮像信号は、図５（ｂ）に示すように、上
記１／２画素ピッチＶ方向の下方向にシフトされた異常
光を、上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８Ｇ，８
Ｂの奇数ライン上の画素が受光することにより形成され
たＲ／Ｂ，Ｇ，Ｒ／Ｂ，Ｇ・・・の撮像信号となる。従
って、上記奇数フィールド時には、図５（ｃ）に示すよ
うに、上記常光による撮像信号である通常の奇数ライン
の撮像信号と、上記異常光による撮像信号である上記奇
数ラインと偶数ラインとの間のラインの撮像信号であ
り、上記通常の奇数ラインの撮像信号よりも各画素が１
／２ピッチ分Ｖ方向の下方向にシフトされている撮像信
号（図中、斜線で示す。）が、該１／２フィールド毎に
交互に出力されることとなる。

【００５４】また、偶数フィールド時の最初の１／２フ
ィールドに上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂから出力される各色用撮像信号は、図６（ａ）
に示すように、上記常光を、上記各色用ＣＣＤイメージ
センサ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの偶数ライン上の画素が受光す
ることにより形成されたＲ／Ｂ，Ｇ，Ｒ／Ｂ，Ｇ・・・
の撮像信号となり、次の１／２フィールドに上記各色用
ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから出力される
各色用撮像信号は、図６（ｂ）に示すように、上記１／
２画素ピッチＶ方向の下方向にシフトされた異常光を、
上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの偶
数ライン上の画素が受光することにより形成されたＲ／
Ｂ，Ｇ，Ｒ／Ｂ，Ｇ・・・の撮像信号となる。従って、
上記偶数フィールド時には、図６（ｃ）に示すように、
上記常光による撮像信号である通常の偶数ラインの撮像
信号と、上記異常光による撮像信号である偶数ラインと
奇数ラインとの間のラインの撮像信号であり、上記通常
の偶数ラインの撮像信号よりも１／２画素ピッチＶ方向
の下方向にシフトされていたる撮像信号（図中、斜線で
示す。）が、該１／２フィールド毎に交互に出力される
こととなる。

【００５５】上記第１のＡ／Ｄ変換器９は、上記Ｒ用撮
像信号をデジタル化し、Ｒ用撮像データを形成して出力
する。また、上記第２のＡ／Ｄ変換器１０は、上記Ｇ用
撮像信号をデジタル化し、Ｇ用撮像データを形成して出
力する。また、上記第３のＡ／Ｄ変換器１１は、上記Ｂ
用撮像信号をデジタル化し、Ｂ用撮像データを形成して
出力する。

【００５６】上記第１〜第３の切り換えスイッチ１２〜
１４は、奇数フィールド時及び偶数フィールド時共に、
最初の１／２フィールドには選択端子１２ａ，１３ａ，
１４ａで被選択端子１２ｂ，１３ｂ，１４ｂを選択し、
次の１／２フィールドには上記選択端子１２ａ，１３
ａ，１４ａで被選択端子１２ｃ，１３ｃ，１４ｃを選択
するように制御される。

【００５７】このため、上記奇数フィールド時及び偶数
フィールド時の最初の１／２フィールドに上記第１〜第
３のＡ／Ｄ変換器９〜１１から出力される上記常光によ
る各色用撮像データは、上記第１のメモリ１５，第３の
メモリ１７及び第５のメモリ１９にそれぞれ供給され記
憶され、次の１／２フィールドに上記第１〜第３のＡ／
Ｄ変換器９〜１１から出力される上記異常光による各色
用撮像データは、上記第２のメモリ１６，第４のメモリ
１８及び第６のメモリ２０にそれぞれ供給され記憶され
る。

【００５８】上記第１〜第６のメモリ１５〜２０にそれ
ぞれ記憶された上記各色用撮像データは、それぞれライ
ン毎に同時に読み出され、上記マルチプレクサ２１に供
給される。

【００５９】上記マルチプレクサ２１は、上記第１のメ
モリ１５から読み出されるＲ用撮像データ及び第２のメ
モリ１６から読み出されるＲ用撮像データをライン毎に
切り換え、これをＲ用出力端子２２Ｒを介して出力し、
上記第３のメモリ１７から読み出されるＧ用撮像データ
及び第４のメモリ１８から読み出されるＧ用撮像データ
をライン毎に切り換え、これをＧ用出力端子２２Ｇを介
して出力し、上記第５のメモリ１９から読み出されるＢ
用撮像データ及び第６のメモリ２０から読み出されるＢ
用撮像データをライン毎に切り換え、これをＢ用出力端
子２２Ｂを介して出力する。

【００６０】上記各色用出力端子２２Ｒ，２２Ｇ，２２
Ｂを介して出力される上記各色用撮像データは、例えば
高品位テレビジョン受像機等に供給される。

【００６１】上述のように、上記第１，第３，第５のメ
モリ１５，１７，１９からは上記常光による各色用撮像
データが読み出され、上記第２，第４，第６のメモリ１
６，１８，２０からは上記異常光による各色用撮像デー
タが読み出される。このため、上記各色用出力端子２２
Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂから出力される各色用撮像データに
より形成される１フレームの画像は、図７に示すよう
に、２倍の水平ラインで形成される。このため、水平解
像度及び垂直解像度を同時に上げた高解像度の画像を提
供することができる。

【００６２】なお、上記各色用ＣＣＤイメージセンサ８
Ｒ，８Ｇ，８ＢとしてＮＴＳＣ方式対応の通常のＣＣＤ
イメージセンサを用いることとしたが、この他、例えば
画素数が多い高品位テレビジョン用のＣＣＤイメージセ
ンサを用いることができる。この場合、画素数の多いＣ
ＣＤイメージセンサを用いるうえ、上述のように解像度
を上げることができるため、さらに高解像度な画像を得
ることができる。

【００６３】最後に、本発明に係る技術的思想は、２つ
の液晶板及び２つの偏光子を用いて、ＣＣＤイメージセ
ンサにもれ撮像光を照射しないようにすることにある。
このため、上述の実施例の構成には限定されず、例えば
上記レンズ１を第１の液晶板３及び水晶板４の間に設け
たり、上記第１の偏光子２はＨ方向の撮像光のみを透過
させ、上記第２の偏光子６はＶ方向の撮像光のみを透過
させるようにし、これに合わせて上記第１，第２の液晶
板３，５への電圧のオンオフ制御を行う等のように、上
記技術的思想を逸脱しない範囲であれば種々の変更が可
能であることは勿論である。

【００６４】

【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置は、撮像光の
うち偏光方向が１方向の撮像光のみを透過させる第１の
偏光手段と、電圧のオンオフ制御に応じて上記第１の偏
光手段からの撮像光の偏光方向を回転させて出射する第
１の液晶板と、上記第１の液晶板からの撮像光の偏光方
向に応じて該撮像光を常光又は異常光に変換して出射す
る水晶板と、上記第１の液晶板に電圧をオンしたときに
は電圧がオフされ、上記第１の液晶板に電圧をオフした
ときには電圧がオンされるような電圧のオンオフ制御に
応じて上記水晶板からの常光又は異常光の偏光方向を回
転させて出射する第２の液晶板と、上記第１の偏光手段
が透過させる撮像光の偏光方向に対して、９０度の偏光
角度差を有する上記第２の液晶板からの常光又は異常光
を透過させる第２の偏光手段と、上記第２の偏光手段か
らの常光又は異常光をそれぞれ受光して光電変換を行い
撮像信号を形成して出力する固体撮像素子とを有し、上
記第１の液晶板及び上記第２の液晶板から本来出射され
るべき撮像光以外に出射されてしまう撮像光である、も
れ撮像光を、上記第２の偏光手段で遮光するように、上
記第１の液晶板及び上記第２の液晶板の電圧のオンオフ
制御を行う構成とすることにより、上記第２の偏光手段
からもれ撮像光を含まない撮像光のみを固体撮像素子に
照射することができる。

【００６５】従って、もれ撮像光を含まない撮像光のみ
を上記固体撮像素子に照射することができるため、ぼけ
の無い画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施例のブロック
図である。

【図２】上記実施例の固体撮像装置に設けられているＲ
ＧＢの３チップのＣＣＤイメージセンサのそれぞれの画
素の配列パターンを説明するための模式図である。

【図３】上記実施例の固体撮像装置に設けられている第
１，第２の偏光子及び第１，第２の液晶板から出射され
る撮像光の具体的な形態を示す模式図である。

【図４】上記実施例の固体撮像装置に設けられている第
１，第２の液晶板の電圧のオンオフ制御を説明するため
のタイムチャートである。

【図５】上記実施例の固体撮像装置の奇数フィールド時
におけるシフト前、シフト後の撮像信号を示す模式図で
ある。

【図６】上記実施例の固体撮像装置の偶数フィールド時
におけるシフト前、シフト後の撮像信号を示す模式図で
ある。

【図７】上記実施例の固体撮像装置の１フレーム分の撮
像信号により形成された画像を示す模式図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・レンズ ２・・・・・・・・・・第１の偏光子 ３・・・・・・・・・・第１の液晶板 ４・・・・・・・・・・水晶板 ５・・・・・・・・・・第２の液晶板 ６・・・・・・・・・・第２の偏光子 ７・・・・・・・・・・ダイクロイックミラー ８Ｒ・・・・・・・・・Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ ８Ｇ・・・・・・・・・Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ ８Ｂ・・・・・・・・・Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ ９〜１１・・・・・・・第１〜第３のＡ／Ｄ変換器 １２〜１４・・・・・・第１〜第３の切り換えスイッチ １５〜２０・・・・・・第１〜第６のメモリ ２１・・・・・・・・・マルチプレクサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像光のうち偏光方向が１方向の撮像光
   のみを透過させる第１の偏光手段と、 電圧のオンオフ制御に応じて上記第１の偏光手段からの
   撮像光の偏光方向を回転させて出射する第１の液晶板
   と、 上記第１の液晶板からの撮像光の偏光方向に応じて該撮
   像光を常光又は異常光に変換して出射する水晶板と、 上記第１の液晶板に電圧をオンしたときには電圧がオフ
   され、上記第１の液晶板に電圧をオフしたときには電圧
   がオンされるような電圧のオンオフ制御に応じて上記水
   晶板からの常光又は異常光の偏光方向を回転させて出射
   する第２の液晶板と、 上記第１の偏光手段が透過させる撮像光の偏光方向に対
   して、９０度の偏光角度差を有する上記第２の液晶板か
   らの常光又は異常光を透過させる第２の偏光手段と、 上記第２の偏光手段からの常光又は異常光をそれぞれ受
   光して光電変換を行い撮像信号を形成して出力する固体
   撮像素子とを有し、 上記第１の液晶板及び上記第２の液晶板から本来出射さ
   れるべき撮像光以外に出射されてしまう撮像光である、
   もれ撮像光を、上記第２の偏光手段で遮光するように、
   上記第１の液晶板及び上記第２の液晶板の電圧のオンオ
   フ制御を行うことを特徴とする固体撮像装置。