JPS5832831B2

JPS5832831B2 - カラ−撮像装置

Info

Publication number: JPS5832831B2
Application number: JP51136699A
Authority: JP
Inventors: 康雄中田; 勝島田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1976-11-12
Filing date: 1976-11-12
Publication date: 1983-07-15
Also published as: JPS5361225A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、固体撮像装置において、再生画質の向上、装
置の小型化及び低価格化、信号処理の簡略化などを実現
しようとするものである。

以下その一例について説明しよう。

第１図は、その機構部を示す。

すなわち、１は被写体、２は撮像レンズを示し、このレ
ンズ２によって撮像された被写体１の像は、グラスファ
イバ３の一端に投影され、この投影像が、グラスファイ
バ３を通じてその後方に設けられた回転ドラム６０周面
に投影される。

このドラム６は、後述するように、サーボ回路によって
フレーム周波数で回転させられるが、その回転方向は、
矢印■で示すように垂直走査方向とされる。

なお、７は回転軸、■は水平走査方向を示す。

そしてこのドラム６０局面に１次元センサ、例えば１次
元のＣＣＤ１１Ａ〜ＩＩＦが設けられる。

このＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆは、例えば第２図に示すよう
に、撮像部１１１と、読み出し部１１Ｐとを有するもの
で、撮像部１１１は、必要な画素数に対応する数の単位
撮像部１１Ｕが、チャンネルストッパ１１８を間にして
水平方向に順次装置１ルて形成されたものであり、また
読み出し部１１Ｐは撮像部１１１に隣接して一体に形成
されたものである。

そしてＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｃは、その撮像部１１Ｕの配
列方向が回転軸７の方向となるように、かつ、撮像部１
１１が互いに１水平期間に対応する間隔だけ順次離れて
平行してドラム６０周面に設けられると共に、ＣＣＤ１
１Ａ〜１１Ｃは、撮像部１１Ｕの水平方向における長
さの月づつ水平方向に配列位置がずらされる。

またＣＣＤ１１Ｄ〜１１Ｆも、ＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｃと
同様に、かつ、ＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｃに対して１８０°
＋θＨ（θＨは１水平期間に対応する回転角）の角間隔
を有してドラム６に設けられる。

そしてＣＣＤ１１Ａ、１１Ｄの撮像部１１１の前面には
、赤色光を透過させる赤色フィルタ５Ｒが設けられ、Ｃ
ＣＤ１１Ｂ、ＩＩＥの撮像部１１１の前面には、緑色光
を透過させる緑色フィルタ５Ｇが設けられ、またＣＣＤ
１１Ｃ，１１Ｆの撮像部１１１の前面には、青色光を透
過させる青色フィルタ５Ｂが設けられる。

さらに信号回路が、例えば第４図のように構成される。

すなわち、４０はサーボ回路を示し、例えば回転軸７に
パルス発生手段４１Ａが設けられ、ドラム６０１回転ご
とに１つのパルスが取り出され、このパルスが整形アン
プ４２Ａを通じて位相比較回路４３に供給される。

また、マスター発振回路２１からの発振信号がパルス形
成回路２２に供給されてフレーム周波数のパルスが形成
され、このパルスが比較回路４３に供給される。

そして比較回路４３の比較出力が、サーボアンプ４４を
通じてドラム６の駆動用モータ４５に供給される。

従ってドラム６は、形成回路２２からのパルスを基準と
して、これに同期してフレーム周波数で回転する。

またこの回転により、第３図に示すように、ＣＣＤ１１
Ａ〜１１Ｆは、グラスファイバ３により投影された被写
体１の像５Ｓを、垂直方向にフレーム周期で交互に走査
していくことになる。

そしてこのとき、形成回路２２からＣＣＤ１１Ａ〜１１
Ｆに、水平ブランキング期間に転送パルス、が供給され
て撮像部１１１の電荷が同時に読み出し部１１Ｐに転送
されると共に、次の水平走査期間に読み出しパルスが供
給されて読み出し部１１Ｐの電荷、すなわち、映像信号
は、順次水平走査速度で読み出されていく。

すなわち、ＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆに転送パルス及び読み
出しパルスが供給されることにより水平走査が行われ、
ＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆが回転することにより垂直走査が
行われる。

従ってＣＣＤ１１Ａ、１１Ｄからは、第５図に示すよう
に、赤の原色信号Ｒｄと、赤の搬送色信号Ｒｅとの重畳
信号Ｓｒが、１フイ一ルド期間ごとに交互に得られ、ま
たＣＣＤ１１Ｂ、１１Ｅからは、緑の原色信号Ｇｄと、
緑Ｑ搬送色信号Ｇｃとの重畳信号Ｓｇが、１フイ一ルド
期間ごとに交互に得られ、さらにＣＣＤｌＩＣ，１１Ｆ
からは、青の原色信号Ｂｄと、青の搬送色信号Ｂｅとの
重畳信号ｓｂが、１フイ一ルド期間ごとに交互に得られ
る。

ただし、この場合、ＣＣＤＩＩＡ、１１Ｄと、１１Ｂ
、１１Ｅと、１１Ｃ２１１Ｆとでは、読み出しパルスの
位相が、順次１２０°づつずらされる。

従って第５図に示すように、信号５ｒ＝Ｓｂ中の搬送色
信号Ｒｃ＝Ｂｃの位相は、互いに１２０゜づつずれてい
ることになる。

そして、これらＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆの出力信号５ｒ＝
Ｓｂが、プリアンプ１２Ａ〜１２Ｆを通じてスイッチ回
路１３Ｒ〜１３Ｂに供給される。

また例えば回転軸７にパルス発生手段４１Ｂが設けられ
てドラム６０１回転ごとに、かつ、発生手段４１Ａから
のパルスよりも１フイ一ルド期間位相の遅れたパルスが
取り出され、このパルスが整形アンプ４２Ｂを通じてＲ
ＳＳフリップフロラ回路４７に供給されると共に、アン
プ４２Ａからのパルスがフリップフロップ回路４７に供
給されて１フイ一ルド期間ごとに反転する矩形波信号が
形成され、この信号がスイッチ回路１３Ｒ〜１３Ｂにそ
の制御信号として供給される。

従ってスイッチ回路１３Ｒ〜１３Ｂからは、信号５ｒ＝
Ｓｂがそれぞれ連続して取り出される。

そしてこれら信号Ｓｒ〜ｓｂが、サンプリングホールド
回路１４Ｒ〜１４Ｂに供給されると共に、形成回路２２
から制御パルスも供給され、原色信号Ｒｄ−Ｂｄが取り
出される。

そして信号Ｒｄ〜Ｂｄが加算回路１５に供給されて輝度
信号ｓｙが形成され、この信号ｓｙがＮＴＳＣエンコー
ダ１６に供給されると共に、サンプリングホールド回路
１４Ｒ，１４Ｂからの信号Ｒｄ、Ｂｄがローパスフィル
タ１８Ｒ，１８Ｂを通じてエンコーダ１６に供給される
。

さらに、形成回路２２から同期パルス、搬送波信号及び
バースト信号が、エンコーダ１６に供給される。

従ってエンコーダ１６において、ＮＴＳＣカラー映像信
号が形成され、これは端子１７に取り出される。

こうしてカラー映像信号が得られるわけであるが、この
場合、本発明によれば撮像素子として１次元のＣＣＤ１
１Ａ〜１１Ｆを使用しているので、２次元のＣＣＤを使
用する場合に比べ、その歩留りが良く、従って必要な画
素数のものを容易に得ることができると共に、大幅なコ
ストダウンができる。

またＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆは１次元センサなので、暗電
流のむら、単位撮像部の欠陥、スメア、ブルーミングな
どを最小にすることもできる。

さらに、２次元ＣＣＤの場合には、レジストレーション
が非常にとりにくくなるが、本発明においては、１次元
ＣＣＤであり、レジストレーションを容易にとることが
できる。

またＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆの各単位撮像部１１Ｕが、単
位画素になるので、位相分離法に比べ単位撮像部１１Ｕ
の数をほぼ％に減少させることができる。

さらに信号処理も簡単であり、小型化できる。

またＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆの読み出し部１１Ｐに転送の
取り残しを生じても、混色を生じることがない。

さらにサンプリングホールド回路１４Ｒ〜１４Ｂにおけ
るサンプリング期間を長くすると、サンプリングホール
ド回路１４Ｒ〜１４Ｂからは、信号Ｒｄ−Ｂｄを高域ま
で得ることができるが、これと同時に、信号Ｒｃ＝Ｂｃ
が含まれてしまう。

しかし本発明においては、信号Ｒｄ−Ｂｄに信号Ｒｃ＝
Ｂｃが含まれても、第５図に示すように、信号Ｒｅ〜Ｂ
ｅは１２０°の位相差を有し、撮影内容にもよるが、は
ぼ同レベルはので、信号Ｒｄ〜Ｂｄを加算して得られる
輝度信号Ｓｙにおいては、信号Ｒｃ＝Ｂｃは互いに相殺
され、はとんど含まれなくなる。

従って信号Ｒｄ−Ｂｄを高域まで得て、高域特性のすぐ
れた輝度信号ｓｙを得ることができる。

ところで本発明においては、１次元のＣＣＤ１１Ａ〜１
１Ｆを垂直方向に移動させて垂直走査を行い、１水平期
間ごとに信号の読み出しを行っているので、ＣＣＤ１１
Ａ〜１１Ｆの入射光に対する電荷の蓄積は、１水平期間
しか行われず、これは２次元のＣＣＤでは１フイ一ルド
期間行われるのに比べ％６３の蓄積時間になるので、感
度が見かけ上、犀。

３に低下してしまう。そこで第６図の例においては、フ
ィルタ５Ｒ〜５ＢとＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆとの間に、光
増幅手段としてＭＣＰ（マイクロチャンネルプレート）
９が設けられた場合である。

すなわち、第７図はＭＣＰ９の一例を示すもので、ガラ
スよりなる真空容器９１の前部９１Ｆ及び後部９１Ｂが
平板で、かつ、互いに平行とされると共に、前部９１Ｆ
の内面が二次電子放出面９２とされ、また後部９１Ｂの
内面が螢光面９４とされる。

そしてこの放出面９２と螢光面９４との間に、２次電子
増倍器９３が設けられる。

この例では、増倍器９３はキャピラリ型とされているも
ので、絶縁管体の内周面が、２次電子放出面とされ、そ
の複数個の増倍器９３が、互いに密接するように３水平
走査分だけ配列されると共に、その両側の開口端部がそ
れぞれ放出面９２及び螢光面９４に対向するようにされ
ている。

そして各部は、例えば第７図中に示すような電位配分と
される。

従ってフィルタ５Ｒ〜５Ｂからの色光Ｌ１カ入ると、放
出面９２において光電子Ｅ□の放出が行われ、次にこの
光電子Ｅ□が増倍器９３において順次２次電子増倍され
る。

そしてその２次電子Ｅ２が螢光面９４に達して光Ｌ２
とされ、この光Ｌ２がＣＣＤ１１Ａ〜１１Ｆに供給され
る。

こうして入射光は１万倍程度に増幅されるので、ＣＣＤ
１１Ａ〜１１Ｆの感度低下は十分に補償され、むしろ高
感度にできる。

なお上述において、サンプリングホールド回路１４Ｒ〜
１４Ｂからの信号Ｒｄ−Ｂｄからそれらの低域成分を得
、これに輝度信号ｓｙの高域成分を加算すれば、広帯域
の原色信号を得ることができる。

さらに、３コ１組のＣＣＤを、例えば４組使用し、これ
をドラム６にほぼ９０°の角間隔で設け、これらから１
フイ一ルド期間づつ信号の読み出しを行ってもよい。

図面の簡単な説明・第１図は本発明における機構部の一例の側面図、第２図
はその一部の一例の正面図、第３図はその説明のための
図、第４図は本発明における信号系の一例の系統図、第
５図はその説明のための図、第６図は機構部の他の例の
側面図、第７図はその一部の断面図である。

５Ｒ〜５Ｂは光学フィルタ、６はドラム、１１Ａ〜１１
ＦはＣＣＤ、１４Ｒ〜１４Ｂはサンプリングホールド回
路、４０はサーボ回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも第１〜第３の１次元七汁と、この第１〜
第３の１次元センサに被写体の赤、緑及び青色像を夫々
供給する第１〜第３のフィルタと、上記第１〜第３の１
次元センサ及び上記被写体の投影像を相対的に移動させ
る移動手段とを有し、上記第１〜第３の１次元センサを
、その単位撮像部の配列方向が平行するように、所定の
間隔を有して設け、かつ上記第１〜第３の１次元センサ
はその単位撮像部の配列方向にそのピッチの＋ずつ順次
ずらされて配されてなり、上記移動手段により上記第１
〜第３の１次元センサを、その単位撮像部の配列方向が
上記被写体の色像の繰り返し方向となる状態で、この繰
り返し方向とはほぼ直交する他の方向に繰り返し相対的
に移動させて上記被写体の色像の他の方向に対応する走
査を行うと共に、上記第１〜第３の１次元センサの上記
単位撮像部から、その配列方向に沿って同時読み出しを
行ない、これら読み出し信号から」−記被写体の色像の
映像信号を形成するようにしたカラー撮像装置。