JPH05344432A

JPH05344432A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH05344432A
Application number: JP4173716A
Authority: JP
Inventors: Kakuji Kunii; 嘉久治国井; Shigetoshi Noda; 重利納田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【構成】偏光子１，液晶板２，水晶板４の配置角度を
ＲＧＢの各色用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ
の各色用画素の配列パターンに応じて調整し、撮像光で
ある常光の上記各色用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂへの照射位置に対して、同じく撮像光である異
常光の照射位置が１回に斜めにずれるようにする。【効果】上記ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ
の各色用画素の配列パターンに応じてこのような斜めシ
フトを行うため、水平解像度及び垂直解像度を同時に上
げることができる。また、上記斜めシフトを１回のシフ
ト動作で行うことができるため、シフト時間を短くする
ことができ、光量ロスを少なくして明るい画像を提供す
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固体撮像
装置に関し、特に、ＣＣＤイメージセンサと撮像光との
相対的位置を上記ＣＣＤイメージセンサの各色用画素の
配列パターンに応じて斜めにシフトさせながら撮像を行
うことにより高解像度の画像を得ることができるような
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画素ピッチずらして照射（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偏光子が設
けられ電圧で駆動される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、上記液晶板に上記偏光子により抽出された例え
ば偏光方向が水平（Ｈ）方向の撮像光が照射される。上
記液晶板は、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、電圧が印加されたときには、上記Ｈ
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きには上記Ｈ方向の撮像光
の偏光方向を垂直（Ｖ）方向に変換して出射する。上記
Ｈ方向の撮像光及びＶ方向の撮像光は、次にそれぞれい
わゆる複屈折現象を生ずる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
を変化させることなくそのまま常光として出射し、上記
Ｖ方向の撮像光が照射されると、その光路を上記常光の
光路に対して例えば１／２画素ピッチ分垂直方向の下方
向にシフト（イメージシフト）し、これを異常光として
出射する。上記常光及び異常光は、次にそれぞれＣＣＤ
イメージセンサに照射される。上述のように、上記異常
光の光路は、上記常光の光路に対して１／２画素ピッチ
分垂直方向の下方向にシフトしている。このため、上記
ＣＣＤイメージセンサには、１フィールド毎に１／２画
素ピッチ分垂直方向の下方向にシフトされた異常光が照
射されることとなり、空間サンプリング領域を２倍に増
加することができ、解像度を高めることができる。

【００１０】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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した機械
的にイメージシフトを行う固体撮像装置及び電気的にイ
メージシフトを行う固体撮像装置である従来の固体撮像
装置は、上記撮像光を水平方向（左右）又は垂直方向
（上下）の何れか一方にしかイメージシフトすることが
できなかった。このため、水平解像度又は垂直解像度の
何れか一方の解像度しか上げることができなかった。

【００１２】なお、上記撮像光を一旦、水平方向にイメ
ージシフトし、次に垂直方向にイメージシフトする計２
回のイメージシフトを行えば上記撮像光を斜めにイメー
ジシフト（斜めシフト）して、上記水平解像度及び垂直
解像度の両方の解像度を一度に上げることができるが、
このように計２回のイメージシフトで斜めシフトを達成
すると、水平方向（左右）又は垂直方向（上下）の何れ
か一方にイメージシフトを行う固体撮像装置よりも、イ
メージシフトに２倍の時間がかかるうえ、該２回のイメ
ージシフトにより撮像光の光量ロスが大きくなってしま
い、撮像した画像が暗くなる虞れがある。

【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、１回のイメージシフトで斜めシフトを
達成することにより、短時間で該斜めシフトを達成し、
撮像光の光量ロスを防止し、水平解像度及び垂直解像度
の両方の解像度を上げ、明るく且つ高い解像度の画像を
得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
過させる偏光手段と、電圧のオンオフに応じて上記偏光
手段からの撮像光の偏光方向を回転させて出射する液晶
板と、上記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、赤
色用画素，緑色用画素，青色用画素がそれぞれ複数設け
られており、上記水晶板から照射される常光又は異常光
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、上記偏光手段，液晶板
及び水晶板は、上記固体撮像素子の上記各色用画素の配
列パターンに応じて、上記固体撮像素子に照射される異
常光の位置が、上記常光の照射される位置に対して斜め
にずれるように設けられている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、偏光手段が、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。この偏光手段を透過した撮像光
は、電圧のオンオフにより制御される液晶板に照射され
る。上記液晶板は、上記電圧のオンオフに応じて上記偏
光手段からの撮像光の偏光方向を回転させて出射する。
上記液晶板を介した撮像光は、水晶板に照射される。上
記水晶板は、上記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。この
水晶板から出射される常光又は異常光は、赤色用画素，
緑色用画素，青色用画素がそれぞれ複数設けられてお
り、受光した光に応じ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に照射されるが、上記偏光手
段，液晶板及び水晶板は、上記固体撮像素子の上記各色
用画素の配列パターンに応じて、上記常光が照射される
位置に対して上記異常光が斜めにずれて照射されるよう
に配置角度が調整されて設けられている。

【００１６】このため、上記常光が照射される位置に対
して上記異常光を斜めにシフトして上記固体撮像素子に
照射することができる。

【００１７】

【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。

【００１８】まず、本発明に係る第１の実施例の固体撮
像装置は、図１に示すように撮像光のうち偏光方向が図
中実線の矢印で示すＸ方向の撮像光のみを透過させる偏
光手段である偏光子１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
偏光子１からの偏光方向がＸ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Ｘ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Ｙ方向の撮像光に変換して出射す
るねじれマティック形の液晶板２と、例えば上記液晶板
２の後段に設けられるレンズ３と、上記液晶板２から上
記レンズ３を介して照射される偏光方向がＸ方向の撮像
光を異常光として出射するとともに、上記液晶板２から
上記レンズ３を介して照射される偏光方向がＹ方向の撮
像光を常光として出射する水晶板４とを有している。

【００１９】また、上記固体撮像装置は、上記水晶板４
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５と、上記ダイクロイックミラー５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６Ｒと、上記
ダイクロイックミラー５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６Ｇと、上記ダイクロイックミラー５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Ｃ
ＣＤイメージセンサ６Ｂとを有している。

【００２０】また、上記固体撮像装置は、上記Ｒ用ＣＣ
Ｄイメージセンサ６Ｒ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７と、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｇ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８と、上記Ｂ用ＣＣＤイメ
ージセンサ６Ｂ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９
と、上記第１のＡ／Ｄ変換器７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１０と、上記第２のＡ／Ｄ変換器８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１１と、上記第３のＡ／Ｄ変
換器９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１２とを有し
ている。

【００２１】また、上記固体撮像装置は、上記第１の切
り換えスイッチ１０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１３と、上記第
１の切り換えスイッチ１０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１４と、上
記第２の切り換えスイッチ１１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１５
と、上記第２の切り換えスイッチ１１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
１６と、上記第３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Ｂ用撮像データを記憶する第５の
メモリ１７と、上記第３の切り換えスイッチ１２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１８とを有している。

【００２２】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
３，１５，１７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１４，１６，１８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１９を有している。

【００２３】上記Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ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６Ｇ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６Ｂ
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。

【００２４】ここで、本実施例に係る固体撮像装置は、
上記水晶板４からダイクロイックミラー５を介して各色
用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂに照射される
常光の位置に対して、異常光の位置が斜めにずれるよう
に上記偏光子１，液晶板２，レンズ３及び水晶板４の配
置角度が調整されている。

【００２５】具体的に説明すると、図３において、Ｘ軸
がＣＣＤイメージセンサの水平（Ｈ）方向、Ｙ軸がＣＣ
Ｄイメージセンサの垂直（Ｖ）方向を示している。常光
ＯＮは、上記液晶板２に電圧が印加されたときに上記各
色用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂにそれぞれ
照射される撮像光であり、異常光ＯＡは上記液晶板２に
電圧が印加されていないときに上記各色用ＣＣＤイメー
ジセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂに照射される撮像光である。
なお、上述のように上記常光ＯＮ及び異常光ＯＡには偏
光方向に９０度の角度差がある。

【００２６】上記常光ＯＮ及び異常光ＯＡはこのような
関係を有しているが、上記常光ＯＮに対して上記異常光
ＯＡを１回に斜めシフトするには、まず、上記図２に示
した上記各色用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ
の各色用画素の配列パターンを認識し、上記常光ＯＮに
対して上記異常光ＯＡをどれくらい斜めシフトすれば好
適であるかを認識する。

【００２７】次に、上記水晶板４の厚さをＤ、上記異常
光ＯＡの水平方向のずらし量をｘ（画素ピッチ）、上記
異常光の垂直方向のずらし量をｙ（画素ピッチ）とし、
Ｄ²＝ｘ²＋ｙ²、ｔａｎθ＝ｙ／ｘの両式から上記斜
めシフトのシフト量である、シフト角度θを求める。そ
して、上記異常光ＯＡが上記常光ＯＮに対して上記両式
から求められたシフト角度θとなるように、上記偏光子
１，液晶板２，レンズ３及び水晶板４の配置角度を調整
する。

【００２８】この場合、上記異常光ＯＡを照射する位置
は、上記常光ＯＮが照射される位置よりも、水平方向の
左方向に１／２画素ピッチ分及び垂直方向の上方向に１
／２画素ピッチ分ずれるように上記偏光子１，液晶板
２，レンズ３及び水晶板４の配置角度が調整されてい
る。

【００２９】次に、このような構成を有する第１の実施
例に係る固体撮像装置の動作説明をする。図１におい
て、上記第１の実施例に係る固体撮像装置は、撮像が開
始されると、撮像光が上記偏光子１に照射される。上記
偏光子１は、偏光方向がＸ方向の撮像光のみを透過させ
る。この偏光子１を透過した上記撮像光は、次に上記液
晶板２に照射される。

【００３０】上記液晶板２には、１／２フィールド毎に
電圧が印加されるようになっている。上記液晶板２は、
上記電圧が印加されると分子長軸が電界方向に配列し、
上記電圧が印加されていないときは電界が存在せず、上
記分子長軸が９０度ねじれたツイスト配列となる。この
ため、上記液晶板２に電圧が印加されているときは、上
記撮像光は偏光方向がＸ方向のまま透過し、電圧が印加
されていないときには上記撮像光は、上記Ｘ方向の偏光
方向に９０度の角度差を有する偏光方向がＹの撮像光に
変換され出射される。これにより、上記液晶板２から
は、１／２フィールド毎に上記偏光方向がＸ方向の撮像
光と、上記偏光方向がＹ方向の撮像光とが交互に出射さ
れることとなる。この１／２フィールド毎に出射される
偏光方向がＸ方向の撮像光及び上記偏光方向がＹ方向の
撮像光は、それぞれレンズ３を介して上記水晶板４に照
射される。

【００３１】上記水晶板４は、上記偏光方向がＸ方向の
撮像光を常光に変換して上記ダイクロイックミラー５に
照射し、また、上記偏光方向がＹ方向の撮像光を、いわ
ゆる複屈折現象により上記常光の光路上からシフトした
異常光に変換して上記ダイクロイックミラー５に照射す
る。

【００３２】上記ダイクロイックミラー５は、上記水晶
板４を介して照射される常光及び異常光を３分割し、そ
れぞれ上記Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，Ｇ用ＣＣＤ
イメージセンサ６Ｇ及びＢ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｂ
に照射する。

【００３３】上記Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒは、上
記ダイクロイックミラー５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７に供給する。なお、上記Ｒ用ＣＣＤイメージセ
ンサ６Ｒは、奇数フィールド時には図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、偶数フィールド時には、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。

【００３４】また、Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｇは、
上記ダイクロイックミラー５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８に供給する。なお、上記Ｇ用ＣＣＤイメージ
センサ６Ｇは、奇数フィールド時には図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、偶数フィールド時には、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。

【００３５】また、Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｂは、
上記ダイクロイックミラー５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９に供給する。なお、上記Ｂ用ＣＣＤイメージ
センサ６Ｂは、奇数フィールド時には図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、偶数フィールド時には、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。

【００３６】ここで、上記各色用ＣＣＤイメージセンサ
６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ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
光よりも水平方向の左方向に１／２画素ピッチ分及び垂
直方向の上方向に１／２画素ピッチ分斜めにシフトされ
た異常光が照射される。

【００３７】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６Ｒ，
６Ｇ，６Ｂから出力される各色用撮像信号は、図４
（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６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ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６Ｒ，６Ｇ，６Ｂから出力
される各色用撮像信号は、図４（ｂ）に示すように、上
記斜めシフトされた異常光を、上記各色用ＣＣＤイメー
ジセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ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４（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、水平方向の右方向
にずれている撮像信号（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。

【００３８】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６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂ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６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ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６Ｒ，６Ｇ，６Ｂから出力される
各色用撮像信号は、図５（ｂ）に示すように、上記斜め
シフトされた異常光を、上記各色用ＣＣＤイメージセン
サ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ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
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
各画素が１／２ピッチ分水平方向の右方向にずれている
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。

【００３９】上記第１のＡ／Ｄ変換器７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８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９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。

【００４０】上記第１〜第３の切り換えスイッチ１０〜
１２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１０ａ，１１ａ，
１２ａで被選択端子１０ｂ，１１ｂ，１２ｂを選択し、
次の１／２フィールドには上記選択端子１０ａ，１１
ａ，１２ａで被選択端子１０ｃ，１１ｃ，１２ｃを選択
するように制御される。

【００４１】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７〜９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１３，第３のメ
モリ１５及び第５のメモリ１７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７〜９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１４，第４のメモリ１６
及び第６のメモリ１８にそれぞれ供給され記憶される。

【００４２】上記第１〜第６のメモリ１３〜１８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１９に供
給される。

【００４３】上記マルチプレクサ１９は、上記第１のメ
モリ１３から読み出されるＲ用撮像データ及び第２のメ
モリ１４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２０Ｒを介して出力し、
上記第３のメモリ１５から読み出されるＧ用撮像データ
及び第４のメモリ１６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２０Ｇを介
して出力し、上記第５のメモリ１７から読み出されるＢ
用撮像データ及び第６のメモリ１８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２０Ｂを介して出力する。

【００４４】上記各色用出力端子２０Ｒ，２０Ｇ，２０
Ｂを介して出力される上記コンポーネントデータは、例
えば高品位テレビジョン受像機等に供給される。

【００４５】上述のように、上記第１，第３，第５のメ
モリ１３，１５，１７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
４，１６，１８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２０
Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂから出力される各色用撮像データに
より形成される画像は、図６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
像度を同時に上げることができる。

【００４６】また、上記各色用ＣＣＤイメージセンサ６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂの各色用画素の配列パターンに応じて、
上記常光が各色用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６
Ｂに照射される位置に対して、上記異常光が照射される
位置が水平方向の左方向に１／２画素ピッチ分及び垂直
方向の上方向に１／２画素ピッチ分斜めにシフトされて
いるため、上記図６に示すように上記奇数ラインに対し
て上記偶数ラインが１／２画素分右斜めにシフトされて
１フレームの画像が形成されるようになる。このため、
上記奇数ライン及び偶数ラインを組み合わせて１つのラ
インとしてみると、各画素毎にＲＧＢが揃うこととな
り、水平解像度及び垂直水平解像度を同時に上げること
ができる。

【００４７】また、上記常光に対して上記異常光を斜め
に１回だけシフトするため、この斜めシフトに要する時
間は、水平方向及び垂直方向の２回に分けて斜めシフト
を行う固体撮像装置と比較して１／２ですむうえ、撮像
光のロスも少なくすることができ、明るい画像を提供す
ることができる。

【００４８】また、上述のようにライン数を２倍に増加
して水平解像度及び垂直解像度を上げることができるた
め、例えば走査線が５２５本のＮＴＳＣ方式対応の通常
のＣＣＤイメージセンサを用いても高品位テレビジョン
受像機等への対応を可能とすることができる。なお、上
記各色用ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂとして
上記通常の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ＣＣＤ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。

【００４９】次に本発明に係る第２の実施例の説明をす
る。上述の第１の実施例では、固体撮像素子は、ＲＧＢ
のＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの３チップで
あることとしたが、この第２の実施例では、上記固体撮
像素子として１チップにＲＧＢの各画素が設けられてい
るＣＣＤイメージセンサを用いた。

【００５０】すなわち、本発明に係る第２の実施例の固
体撮像装置は、例えば図７に示すように撮像光のうち偏
光方向がＸ方向の撮像光のみを透過させる偏光手段であ
る偏光子５１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偏光子５
１からの偏光方向がＸ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Ｘ
方向の撮像光を９０度の角度差を有する偏光方向がＹ方
向の撮像光に変換して出射するねじれマティック形の液
晶板５２と、例えば上記液晶板５２の後段に設けられる
レンズ５３と、上記液晶板５２から上記レンズ５３を介
して照射される偏光方向がＸ方向の撮像光を異常光とし
て出射するとともに、上記液晶板５２から上記レンズ５
３を介して照射される偏光方向がＹ方向の撮像光を常光
として出射する水晶板５４と、赤色（Ｒ）用画素，緑色
（Ｇ）用画素，青色（Ｂ）用画素がそれぞれ１チップに
複数設けられており、上記水晶板５４から照射される常
光又は異常光をそれぞれ受光して光電変換を行いアナロ
グ信号である撮像信号を形成して出力する固体撮像素子
であるＣＣＤイメージセンサ５５とを有している。

【００５１】また、上記固体撮像装置は、上記ＣＣＤイ
メージセンサ５５からのアナログ信号である撮像信号を
デジタル化することにより撮像データを形成して出力す
るＡ／Ｄ変換器５６と、上記Ａ／Ｄ変換器５６からの撮
像データを、例えば１／２フィールド毎に切り換えて出
力する切り換えスイッチ５７と、上記Ａ／Ｄ変換器５６
から上記切り換えスイッチ５７を介して供給される撮像
データを一旦記憶する第１及び第２のメモリ５８，５９
と、上記第１のメモリ５８及び第２のメモリ５９からの
読み出された撮像データをライン毎に合成して出力する
マルチプレクサ６０とを有している。

【００５２】上記ＣＣＤイメージセンサ５５は、例えば
画素数が４０万画素のインターライン方式のものが用い
られている。また、上記ＣＣＤイメージセンサ５５のＲ
ＧＢの各画素の配列パターンは、例えば図８に示すよう
になっており、水平（Ｈ）方向に見て、第１ライン及び
第２ラインがそれぞれＲ，Ｇ，Ｒ，Ｇ・・・、第３ライ
ン及び第４ラインがＢ，Ｇ，Ｂ，Ｇ・・・等のように同
じ配列パターンのラインが２ラインずつ繰り返すように
設けられている（線順次の配列パターン）。また、上記
配列パターンは、垂直（Ｖ）方向にみると、奇数ライン
は、Ｒ，Ｒ，Ｂ，Ｂ・・・等のようにＲ用画素及びＢ用
画素が２つづつ繰り返すように設けられており、偶数ラ
インにはＧ用画素のみが連続するように設けられてい
る。

【００５３】ここで、本実施例に係る固体撮像装置は、
図８に示した上記ＣＣＤイメージセンサ５５の各色用画
素の配列パターンを認識したうえで、上述の第１の実施
例で説明したＤ²＝ｘ²＋ｙ²、ｔａｎθ＝ｙ／ｘ
（Ｄ：水晶板５４の厚さ、ｘ：異常光の水平方向のずら
し量、ｙ：異常光の垂直方向のずらし量）の両式を用い
て上記異常光のシフト量（シフト角度θ）を求め、上記
異常光が上記シフト角度θとなるように、上記偏光子５
１，液晶板５２及び水晶板５４のそれぞれの配置角度が
調整されている。

【００５４】具体的には、上記偏光子５１，液晶板５２
及び水晶板５４の配置角度は、上記常光に対して上記異
常光が水平方向の左方向に１画素ピッチ分、及び、垂直
方向の上方向に２画素ピッチ分、１回に斜めシフトされ
るように調整されている。

【００５５】次に、このような構成を有する第２の実施
例に係る固体撮像装置の動作説明をする。

【００５６】まず、図７において撮像が開始されると、
撮像光が上記偏光子５１に照射される。上記偏光子５１
は、図７中、実線の矢印で示す偏光方向がＸ方向の撮像
光のみを透過させる。この偏光子５１を透過した上記撮
像光は、次に上記液晶板５２に照射される。

【００５７】上記液晶板５２には、１／２フィールド毎
に電圧が印加されるようになっている。上記液晶板５２
は、上記電圧が印加されると分子長軸が電界方向に配列
し、上記電圧が印加されていないときは電界が存在せ
ず、上記分子長軸が９０度ねじれたツイスト配列とな
る。このため、上記液晶板５２に電圧が印加されている
ときは、上記撮像光は偏光方向がＸ方向のまま透過し、
電圧が印加されていないときには上記撮像光は、上記Ｘ
方向の偏光方向に９０度の角度差を有する偏光方向がＹ
の撮像光に変換され出射される。これにより、上記液晶
板５２からは、１／２フィールド毎に上記偏光方向がＸ
方向の撮像光と、上記偏光方向がＹ方向の撮像光とが交
互に出射されることとなる。この１／２フィールド毎に
出射される偏光方向がＸ方向の撮像光及び上記偏光方向
がＹ方向の撮像光は、それぞれレンズ５３を介して上記
水晶板５４に照射される。

【００５８】上記水晶板５４は、上記偏光方向がＹ方向
の撮像光を常光に変換して上記ＣＣＤイメージセンサ５
５に照射し、また、上記偏光方向がＸ方向の撮像光を、
いわゆる複屈折現象により上記常光の光路上からシフト
した異常光に変換して上記ＣＣＤイメージセンサ５５に
照射する。上述のように、上記偏光子５１，液晶板５２
及び水晶板５４は、上記ＣＣＤイメージセンサ５５の各
色用画素の配列パターンに応じて角度調整されている。
このため、図７中点線で示す異常光は、同図中実線で示
す常光に対して水平方向の左方向に１画素ピッチ分、垂
直方向の上方向に２画素ピッチ分、１回に斜めシフトさ
れて上記ＣＣＤイメージセンサ５５に照射される。上述
のように、上記液晶板５２は１／２フィールド毎に電圧
が印加されるようになっている。従って、上記ＣＣＤイ
メージセンサ５５には、１／２フィールド毎に常光及び
異常光が照射されることとなる。

【００５９】上記ＣＣＤイメージセンサ５５は、奇数フ
ィールド時には、最初の１／２フィールド及び次の１／
２フィールドに、図８に示すＣＣＤイメージセンサ５５
の奇数ラインの各画素に蓄積された電荷をそれぞれ読み
出し、これを奇数フィールドの撮像信号としてそれぞれ
出力し、また、偶数フィールド時には、最初の１／２フ
ィールド及び次の１／２フィールドに、図８に示すＣＣ
Ｄイメージセンサ５５の偶数ラインの各画素に蓄積され
た電荷をそれぞれ読み出し、これを偶数フィールドの撮
像信号としてそれぞれ出力する。

【００６０】上述のように、上記ＣＣＤイメージセンサ
５５には、１／２フィールド毎に常光及び異常光が照射
されるようになっている。また、上記異常光は、上記常
光に対して水平方向に１画素ピッチ分及び垂直方向に２
画素ピッチ分、１回に斜めシフトされている。このた
め、奇数フィールド時においては、最初の１／２フィー
ルドに上記常光による奇数フィールドの撮像信号であ
る、図９（ａ）に斜線で示す第１ラインのＲＧＲＧ・・
・の画素の撮像信号、第３ラインのＢＧＢＧ・・・の画
素の撮像信号及び第５ラインのＲＧＲＧ・・・の画素の
撮像信号が上記ＣＣＤイメージセンサ５５から出力さ
れ、次の１／２フィールドに上記異常光による奇数フィ
ールドの撮像信号である同図（ｂ）に斜線で示す第３ラ
インのＧＢＧＢ・・・の画素の撮像信号、第５ラインの
ＧＲＧＲ・・・の画素の撮像信号及び第７ラインのＧＢ
ＧＢ・・・の画素の撮像信号が上記ＣＣＤイメージセン
サ５５から出力される。

【００６１】また、偶数フィールド時においては、最初
の１／２フィールドに上記常光による偶数フィールドの
撮像信号である、図１０（ａ）に斜線で示す第２ライン
のＲＧＲＧ・・・の画素の撮像信号、第４ラインのＢＧ
ＢＧ・・・の画素の撮像信号及び第６ラインのＲＧＲＧ
・・・の画素の撮像信号が上記ＣＣＤイメージセンサ５
５から出力され、次の１／２フィールドに上記異常光に
よる偶数フィールドの撮像信号である同図（ｂ）に斜線
で示す第４ラインのＧＢＧＢ・・・の画素の撮像信号及
び第６ラインのＧＲＧＲ・・・の画素の撮像信号が上記
ＣＣＤイメージセンサ５５から出力される。

【００６２】上記撮像信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器５
６によりデジタル化され、撮像データとして、１／２フ
ィールド毎に切り換え制御される切り換えスイッチ５７
を介して第１のメモリ５８又は第２のメモリ５９に供給
されて記憶される。

【００６３】具体的には、上記奇数フィールド時におい
て、最初の１／２フィールド時に上記ＣＣＤイメージセ
ンサ５５から出力される第１，第３，第５ライン・・・
の撮像信号に対応する撮像データは、上記切り換えスイ
ッチ５７の切り換え動作により上記第１のメモリ５８に
供給されて記憶され、次の１／２フィールド時に上記Ｃ
ＣＤイメージセンサ５５から出力される第３，第５，第
７ライン・・・の撮像信号に対応する撮像データは、上
記切り換えスイッチ５７の切り換え動作により上記第２
のメモリ５９に供給されて記憶される。

【００６４】また、上記偶数フィールド時において、最
初の１／２フィールド時に上記ＣＣＤイメージセンサ５
５から出力される第２，第４，第６ライン・・・の撮像
信号に対応する撮像データは、上記切り換えスイッチ５
７の切り換え動作により上記第１のメモリ５８に供給さ
れて記憶され、次の１／２フィールド時に上記ＣＣＤイ
メージセンサ５５から出力される第４，第６，第８ライ
ン・・・の撮像信号に対応する撮像データは、上記スイ
ッチ５７の切り換え動作により上記第２のメモリ５９に
供給されて記憶される。

【００６５】上記第１，第２のメモリ５８，５９に記憶
された上記撮像データは、それぞれ各ライン毎に同時に
読み出され上記マルチプレクサ６０に供給される。上記
マルチプレクサ６０は、上記第１のメモリ５８から供給
されるライン毎の撮像データ及び上記第２のメモリ５９
から供給されるライン毎の撮像データの２つのラインの
撮像データから１ライン分の撮像データを形成し、この
撮像データをＲＧＢのコンポーネントデータの各出力端
子６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂを介して出力する。

【００６６】すなわち、上記マルチプレクサ６０は、上
記奇数フィールド時において、上記第１のメモリ５８か
ら読み出された第１ラインの撮像データと、第２のメモ
リ５９から読み出された第３ラインの撮像データから、
図９（ｃ）に示すようにＲＧＲＧ・・・の画素の撮像デ
ータと、ＧＢＧＢ・・・の画素の撮像データとからなる
該奇数フィールドの第１ラインの撮像データを形成し、
また、上記第１のメモリ５８から読み出された第３ライ
ンの撮像データと、第２のメモリ５９から読み出された
第５ラインの撮像データから、同図（ｃ）に示すように
ＢＧＢＧ・・・の画素の撮像データと、ＧＲＧＲ・・・
の画素の撮像データとからなる該奇数フィールドの第２
ラインの撮像データを形成し、また、上記第１のメモリ
５８から読み出された第５ラインの撮像データと、第２
のメモリ５９から読み出された第７ラインの撮像データ
から、同図（ｃ）に示すようにＲＧＲＧ・・・の画素の
撮像データと、ＧＢＧＢ・・・の画素の撮像データとか
らなる該奇数フィールドの第３ラインの撮像データを形
成し、これらの撮像データを上述のようにＲＧＢのコン
ポーネントデータとして上記各出力端子６１Ｒ，６１
Ｇ，６１Ｂを介して出力する。

【００６７】また、上記マルチプレクサ６０は、上記偶
数フィールド時において、上記第１のメモリ５８から読
み出された第２ラインの撮像データと、第２のメモリ５
９から読み出された第４ラインの撮像データとから、図
１０（ｃ）に示すようにＲＧＲＧ・・・の画素の撮像デ
ータと、ＧＢＧＢ・・・の画素の撮像データとからなる
該偶数フィールドの第１ラインの撮像データを形成し、
また、上記第１のメモリ５８から読み出された第４ライ
ンの撮像データと、第２のメモリ５９から読み出された
第６ラインの撮像データから、同図（ｃ）に示すように
ＢＧＢＧ・・・の画素の撮像データと、ＧＲＧＲ・・・
の画素の撮像データとからなる該偶数フィールドの第２
ラインの撮像データを形成し、また、上記第１のメモリ
５８から読み出された第６ラインの撮像データと、第２
のメモリ５９から読み出された第８ラインの撮像データ
から、同図（ｃ）に示すようにＲＧＲＧ・・・の画素の
撮像データと、ＧＢＧＢ・・・の画素の撮像データから
なる該偶数フィールドの第３ラインの撮像データを形成
し、これらの撮像データを上述のようにＲＧＢのコンポ
ーネントデータとして上記各出力端子６１Ｒ，６１Ｇ，
６１Ｂを介して出力する。

【００６８】上記各出力端子６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂか
ら出力される各撮像データは、例えば撮像データ処理回
路を介して図示しないモニタ装置等に供給され表示され
る。

【００６９】上記奇数フィールド及び偶数フィールドの
各ラインの撮像データは、上記図９（ｃ）及び図１０
（ｃ）からわかるように、１つのＲ用画素からの撮像デ
ータ又は１つのＢ用画素からの撮像データに対して、解
像度を上げるうえで重要なＧ用画素からの撮像データが
必ず１つ出力されるようになっている。このため、水平
ライン上のＧ用画素からのＧ用撮像データの数を増やす
ことができ、水平解像度を上げることができる。また、
図９（ｃ）及び図１０（ｃ）から分かるように、各ライ
ンに必ずＲＧＢの撮像データが含まれることとなり、垂
直解像度も上げることができる。

【００７０】また、上記常光に対して上記異常光を斜め
に１回シフトするだけのため、この斜めシフトに要する
時間は、水平方向及び垂直方向の２回に分けて斜めシフ
トを行う固体撮像装置と比較して１／２ですむうえ、撮
像光のロスも少なくすることができ、明るい画像を提供
することができる。

【００７１】なお、上記ＣＣＤイメージセンサ５５とし
て４０万画素のものを用いることとしたが、これはほん
の一例であり、この他、例えば２００万画素のＣＣＤイ
メージセンサを用いることもできる。この場合、高解像
度の２００万画素のＣＣＤイメージセンサを用いるた
め、さらに上記水平解像度を上げることができる。

【００７２】次に、上述の第１，第２の実施例に係る固
体撮像装置は、図１に示す液晶板２とレンズ３との間
（Ａ点）又はレンズ３と水晶板４との間（Ｂ点）、及
び、図７に示す液晶板５２とレンズ５３との間（Ｃ点）
又はレンズ５３と水晶板５４との間（Ｄ点）にさらに偏
光子を設けることにより、高速シャッタを可能とするこ
とかできる。

【００７３】すなわち、上記偏光子１，５１は、上述の
ように偏光方向がＸ方向の撮像光のみを透過させる。ま
た、上記液晶板２，５２は、電圧を印加すると上記偏光
方向がＸ方向の撮像光をそのまま透過させ、電圧を印加
しないと上記偏光方向がＸ方向の撮像光を、偏光方向が
Ｙ方向の撮像光に変換して出射する。このため、例えば
上記液晶板２，５２の後段であり、且つ、上記水晶板
４，５４の前段に上記偏光子１，５１と同じく偏光方向
がＸ方向の偏光子を追加して設けることにより、上記液
晶板２，５２に電圧を印加したときには、上記偏光方向
がＸ方向の撮像光が上記ＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂ，５５に照射され撮像が可能となり、上記液晶
板２，５２に電圧を印加したときには、上記偏光方向が
Ｙ方向の撮像光が上記追加した偏光子により遮断される
ことになり撮像を行うことができない。このため、上記
液晶板２，５２に印加する電圧のタイミングを制御する
ことにより高速シャッタを可能とすることができる。

【００７４】なお、上記液晶板２，５２に印加する電圧
を“Ｖ”、上記電圧をオンオフする間隔を“Ｔ”、被写
体の長さをＬとして“Ｔ≧Ｌ／Ｖ”の式に基づいて計算
を行うことにより、上記電圧をオンオフする間隔タイミ
ングであるシャッタ速度を求めることができる。

【００７５】次に、上記第１の実施例に係る固体撮像装
置及び第２の実施例に係る固体撮像装置は、レンズ３の
前段に設けられた偏光子１と液晶板２で構成される偏光
部４０、及び、上記偏光子５１と液晶板５２で構成され
る偏光部６５が着脱自在となっている。このため、上記
偏光部４０又は偏光部６５を光源に取り付け、この光源
からの光を上記偏光部４０又は偏光部６５を介して被写
体に照射することにより、該被写体からの撮像光が１／
２フィールド毎に上記斜めシフトされることとなり、上
記斜めシフトの機能が設けられていない固体撮像装置に
おいても上述のような高解像度の画像を撮像することが
可能となる。

【００７６】また、上記第１及び第２の実施例に係る固
体撮像装置は、上記レンズ３，５３の前段に、偏光子
１，５１及び液晶板２，５２を設けることとしたが、こ
れは、例えば図１１に示すように上記偏光子１，５１の
みをレンズ３，５３の前段に設け、上記液晶板２，５２
やＣＣＤイメージセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ，５５等はビ
デオカメラ装置本体７０内に設け、上記偏光子１，５１
のみを着脱自在としても良い。

【００７７】上記偏光子１，５１は、撮像光から偏光方
向が１方向（Ｘ方向）の撮像光を抽出するために必要で
あり、この偏光子１，５１を取り除くと上記斜めシフト
が行えなくなってしまう。このため、上記各偏光子１，
５１を着脱するのみの簡単な操作で、上記固体撮像装置
を、高品位テレビジョン用及び通常のテレビジョン用に
切り換えることができる。

【００７８】なお、この場合、上記各偏光子１，５１は
取り付ける位置により偏光方向が異なるため、一定の偏
光方向となるように取り付け位置を決める目印７１等を
つけることが好ましい。

【００７９】最後に、本発明に係る技術的思想は、ＣＣ
Ｄイメージセンサに照射する撮像光を、該ＣＣＤイメー
ジセンサの画素の配列パターンに応じて光学的に斜めに
シフトしながら撮像を行うところにある。このため、上
記第１の実施例及び第２の実施例の構成には限定され
ず、例えばレンズ３，５３の後段に偏光子１，５１及び
液晶板２，５２を設ける等のように、上記技術的思想を
逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは勿論で
ある。

【００８０】

【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偏光手
段、電圧のオンオフに応じて上記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液晶板、及び、上記液
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の配置角度が、上記
固体撮像素子の赤色用画素，緑色用画素，青色用画素の
配列パターンに応じて、上記固体撮像素子に照射される
異常光の位置が、上記常光の照射される位置に対して斜
めにずれるように調整されているため、上記常光による
空間サンプリング領域及び上記異常光による空間サンプ
リング領域により、全体の空間サンプリング領域を従来
の２倍に増加することができ水平解像度及び垂直解像度
を同時に上げることができる。

【００８１】また、上記常光が照射される位置に対して
斜めにずれた位置に上記異常光が照射されるようにする
斜めシフトは、上記固体撮像素子に設けられている上記
各色用画素の配列パターンに応じて調整されているた
め、例えば人間の目に最も感じられる緑色用画素からの
撮像信号の割合を他の色用画素からの撮像信号に対して
多くすることができ、水平解像度及び垂直解像度を同時
に上げることができる。

【００８２】また、上記斜めシフトは、上記偏光手段，
液晶板及び水晶板の配置角度を調整することにより、１
回の光路ずらしで行うことができるため、水平方向及び
垂直方向の２回のイメージシフトにより斜めシフトを行
う固体撮像装置と比べ、短時間で斜めシフトを行うこと
ができ、光量ロスを少なくして明るい画像を提供するこ
とができる。

【００８３】そして、上記斜めシフトにより、明るく且
つ高解像度の画像を提供することができるため、いわゆ
る高品位テレビジョン受像機等への対応を可能とするこ
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第１の実施例のブ
ロック図である。

【図２】上記第１の実施例の固体撮像装置に設けられて
いるＲＧＢ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】上記第１の実施例の固体撮像装置の斜めシフト
のシフト量（シフト角度θ）の計算方法を説明するため
のグラフである。

【図４】上記第１の実施例の固体撮像装置の斜めシフト
を行った場合における奇数フィールド時の電荷の読み出
しを説明するための模式図である。

【図５】上記第１の実施例の固体撮像装置の斜めシフト
を行った場合における偶数フィールド時の電荷の読み出
しを説明するための模式図である。

【図６】上記第１の実施例の固体撮像装置の斜めシフト
を行って形成される１フレームの画像を示す模式図であ
る。

【図７】本発明に係る第２の実施例の固体撮像装置のブ
ロック図である。

【図８】上記第２の実施例の固体撮像装置に設けられて
いる１チップのＣＣＤイメージセンサのＲＧＢの各画素
の配列パターンを説明するための模式図である。

【図９】上記第２の実施例の固体撮像装置の斜めシフト
を行った場合における奇数フィールド時の電荷の読み出
しを説明するための模式図である。

【図１０】上記第２の実施例の固体撮像装置の斜めシフ
トを行った場合における偶数フィールド時の電荷の読み
出しを説明するための模式図である。

【図１１】偏光子を着脱可能とすることにより、高品位
テレビジョン用及び通常のテレビジョン用への切り換え
を可能とした上記第１，第２の実施例に係る固体撮像装
置を設けたビデオカメラ装置の外観を示す図である。

【符号の説明】

１，５１・・・・・・・偏光子２，５２・・・・・・・液晶板３，５３・・・・・・・レンズ４，５４・・・・・・・水晶板５・・・・・・・・・・ダイクロイックミラー６Ｒ・・・・・・・・・Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｇ・・・・・・・・・Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ６Ｂ・・・・・・・・・Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ７〜９・・・・・・・・第１〜第３のＡ／Ｄ変換器１０〜１２・・・・・・第１〜第３の切り換えスイッチ１３〜１８・・・・・・第１〜第６のメモリ１９・・・・・・・・・マルチプレクサ５５・・・・・・・・・１チップＣＣＤイメージセンサ５６・・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器５７・・・・・・・・・切り換えスイッチ５８・・・・・・・・・第１のメモリ５９・・・・・・・・・第２のメモリ６０・・・・・・・・・マルチプレクサ７０・・・・・・・・・ビデオカメラ装置本体７１・・・・・・・・・目印

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像光のうち偏光方向が１方向の撮像光
のみを透過させる偏光手段と、電圧のオンオフに応じて上記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液晶板と、上記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、赤色用画素，緑色用画素，青色用画素がそれぞれ複数設
けられており、上記水晶板から照射される常光又は異常
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、上記偏光手段，液晶板及び水晶板は、上記固体撮像素子
の上記各色用画素の配列パターンに応じて、上記固体撮
像素子に照射される異常光の位置が、上記常光の照射さ
れる位置に対して斜めにずれるように設けられているこ
とを特徴とする固体撮像装置。