JPS6093894A - 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、例えば単管式カラー撮像装置、固体撮像素子
を使用した撮像装置等の水平方向に周期的な画素発生部
が成形された撮？＃！向を有する撮像装置に適用して好
適な撮像装置に関する。

背景技術とその問題点 単管式カラー撮像装置、固体撮像素子を使用した撮像装
置等の水平方向に周期的な画素発生部が形成された撮像
面を有する撮像装置においては、水平内素数で水平解像
度が定まる。ここで、単管式カラー撮像装置における画
素発生部は、例えば１組のＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（
青）のカラーストライプフィルタに対応した部分であり
、固体撮像素子を使用した撮像装置における画素発生部
は、固体撮像素子を構成する単素子である。この場合、
解像度を向上させるために、画素発生部を増加させるこ
とには、構造上、製造ト、特性上の要因から限界がある
。

発明の目的 本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、画素発生部は
従来そのままで水平解像度を略２倍に高めることができ
るようにしたものである。

発明の概要 本発明は上記目的を達成するため、水平方向に周期的な
画素発生部が形成された撮像向を有する撮像装置におい
て、上記撮像面の前向に複屈折機と、電圧の印加によっ
てその偏光が制御される電気光学素子と、偏光板とが配
され、所定周期毎に一ト記発生部間にある像光を上記発
生部に移動させるようにしたものである。

実施例 以ト、第１図を参照しながら本発明の一実施例について
説明しよう。本例は単管式のカラー撮像装置に適用した
例である。

同図においζ、（１）は単管式のカラー撮像管、例えば
Ｉ・リニコン（９録商標）管であり、（ｌａ）は撮像面
である。

ごの１最像管１１１．ｌ：り得られる映像信号Ｓνは、
切換スイッチ（２）の「１動端子（２ｃ）にイハ給され
る。この切換スイッチ＋２０；１１フイールド毎に交１
１゛に切換えられる。この切換スイッチ（２）の一方の
固定端子（２ａ）は出力端子（３）に接続され、その他
方の固定端子（２ｂ）はｉ７Ｉ！延線（４）を介して出
力端子（３）に接続される。ａ！★も！Ｉ！　＋４１の
遅ｆｆ１ｌＷは、例えば撮像面（１ａ）を構成する１１
１素発生部の間隔の十に相当する時間とされる。

また、＋５１は同期信号発４ト器であり、この発生器（
５）からの水平間）ＩＪＩ伯号Ｈ５ｙｎｃ、垂直同期信
号Ｖ　５ｙｎｃは、夫々偏向回路（６）に供給される。

そして、この偏向回路（６）からの偏向信号により水平
及び垂直偏向走査が行なわれる。

また、発生器（５）からの垂直同期信号Ｖ　５ｙｎｃは
切換制御信号として切換スイッチ（２）に供給される。

そして、切換スイッチ（２）はこの垂直同期信号Ｖ　５
ｙｎｃに基づいて上述したように固定端子（２ａ）及び
（２ｂ）側に１垂直期間毎に切換えられる。

また、第１図におい°ζ、（７）は撮像レンズであり、
その撮像面（１ａ）側には光学的ローパスフィルタを構
成する透明複屈折板（８）が配される。また、この複屈
折板（８）の撮像面（ｌａ）側には消偏器（９）が配さ
れる。この消偏器（９）は、複屈折板（８）が偏光作用
をもっているので、これによる偏光を解消するためのも
のである。

また、この消偏器（９）の撮＊１ｆｌｉ（ｌａ）側には
、例えば人工水晶よりなる透明複屈折板０［Ｉｌが配さ
れる。

この複屈折＆００１は、例えば第２図にボずように構成
される。

まず、消偏器（９）と直角の方向に対する光学軸Ｏａの
角度甲は、常光線と異常光線が最大変イ）γを生じるよ
うに設定される。即ち、水晶の常光線に対する屈折率ｎ
（、は１．５４４　、異常光線に対する屈折率ｎＱは１
．５５３であるので、角度甲は、より、 甲　−４４，８３４９’　・　・　・　・　・　（１１
とされる。

このとき、光学軸Ｏａと波の法線の間の角度ψは、 より、 ψ　−４５，１６６３°　・・・・・（２）となる。

ψ−！−０　、３３１６°　・・・・・（３）となる。

ここで、複ｋＴ１折根ｏｏ１の厚みをｔとすれば、常光
線と異常光線との変位量ｄは、 ｄ　−ｔ　Ｘ　ｔａｎ　Ｏ，３３１６°＝　０．００５
７８７　ｔ・　・　・　・（４） となる。

そして、この変位量ｄが、撮像面（１ａ）を構成する画
素発生部の間隔の十となるように、複屈折４ｉ０１の厚
みｔが設定される。例えば、画素発生部の間隔をｌとす
ると、 ’ｄ　＝　０．００５７８７ｔ　＝＋βより、 ■ とされる。

また、この複屈折板α〔の撮像面（１ａ）側には電圧印
加によってその偏光が制御される電気光学素子、例えば
液晶スイッチが配される。この液晶スイッチ（１１）は
、例えばツイストネマチック型の液晶が対の透明電極（
ＩＴＯ）、ガラス抛に挟まれた構成とされる。上述した
同期信号発生器（５）がらの垂直同期信号Ｖ　５ｙｎｃ
は、この液晶スイッチ（１１）に制御信号として供給さ
れ、切換スイッチ＋２１が固定端子（２ａ）側に切換え
られる１垂直期間にあっては透明電極間に電圧が印加さ
れない状態とされ、一方切換スイッチ（２）が固定端子
（２ｂ）側に切換えられる１ｊ１Ｅ直期間にあ−、では
透明電極間に電圧が印加される状態とされる。そして、
透明電極間に電圧が印加されないときには、複屈折板ｉ
ｌｌからの光がこの浦晶スイ・ノチ（１１）をそのまま
の状態で通過し、−７ｉ透明電極間に電圧が印加される
ときには、初層折数（＋０１からの光がこの液晶スイッ
チ（１１）を９０°偏光され゛ζ通過する。

また、液晶スイッチ（１１）の撮像面（１ａ）側には、
偏光板（１２）が配される。

本例は１シトのように構成され、以上第３図を参照しな
がらその動作を説明する。

第３図１１は撮像面（１ａ）を示し、Ｑｉ　、Ｑ２、Ｑ
ａはＩ！Ｉｉ素発生部である。また、第３図Ａは消偏器
（９）に人力される像（１３）を不ず。今、複屈折板（
１１１液晶スイツチ（ＩＩ）、偏光板（１２）等がない
と仮定すると、この像（１３）の点Ｐ　１、Ｐ　２　、
Ｐ　３の光は夫々撮像面（１＆）の画素発生部Ｑｌ、Ｑ
２、Ｑａに入射するので映像情報として人力されるが、
像（１３）のＪハＩ〕１２、Ｐ２３は各画素発生部Ｑ１
、Ｑ２、Ｑａの境界部に入射するので映像情報としては
入力されない。

即ち、各画素発生部のピンチによって撮像の解像度が制
限される。

本例においては、消偏器（９）からの、像（１３）の点
ＰＩ、ＰＩ３、Ｐ２、Ｐ２３、Ｐ３を形成する光には、
第３図Ｂに示すように常光線成分ｅ□及び異常光線成分
ｅｅが含まれる。この光は複屈折板ＯＩに供給され、こ
の複屈折板α０）からは、第３図Ｃに示すように常光線
成分ｅＱ及び異常光線線分Ｑｅが＋ｌの変位量をもって
射出される。そして、この複屈折板θ〔より射出された
光は、液晶スイッチ（１１）に供給される。そして、こ
の液晶スイッチ（１１）からの光は偏光板（１２）を介
して撮像面（１ａ）に供給される。

この場合、液晶スイッチ（１１）の透明電極間に電圧が
印加されていない１垂直期間にあっては、液晶スイッチ
（１１）からは、第３図りにボずように同図Ｃに示すも
のと同じ光が得られ、偏光板（１２）からは同図Ｆに示
すように、例えば常光線成分Ｏｏのみの光が得られ、こ
れが撮像１ｋｉ（ｌａ）に供給される。即ち、この１垂
直期間にあっては、像（１３）の点Ｐ１、ＰＩ３、Ｐ２
、Ｐ２３、Ｐ３を形成する光が、撮像面（１８）の画素
発生部Ｑ１、画素発生部Ｑ１と（１２の中間点、画素発
生部Ｑ２、画素発生部Ｑ２とＱａの中間点、画素発生部
Ｑ３に供給される。従って、この１垂直期間にあっては
、撮像管（１）からは、像（１３）の点Ｐｌ　、Ｐ２、
Ｐ３を形成する光に対応した映像信号Ｓｖが得られる。

一方、液晶スイッチ（１１）の透明電極間に電圧が印加
されている１垂直期間にあっては、液晶スイッチ（１１
）からは、第３図Ｅに示すように同図Ｃに示すものが９
０°偏光された光が得られ、偏光板（１２）からは同図
Ｇにネオように、例えば異常光線成分Ｏｅのみの光が得
られ、これが撮像面（１ａ）に（」（給される。即ち、
この１垂直期間にあっては、像（１３）の点ＰＩ、Ｐ１
２、Ｐ２、Ｐ２３を形成する光が、撮像面（１ａ）の内
素発生部Ｑ１とＱ２の中間点、ｌ！！ｉｉＡ発生部Ｑ２
、画素発生部Ｑ２とＱａ、画素発生部Ｑ３に供給される
。従って、この１垂直期間にあっては、撮像管＋１１か
らは、像（１３）の点Ｐ１２、Ｐ２８を形成する光に対
応した映像信号Ｓｖが得られる。

結局、撮像管（１１からは、像（１３）の点Ｐｓ　、Ｐ
２、Ｐ３を形成する光に対応した映像信号Ｓｖ及び像（
１３）の点Ｐ１２、Ｐ２３を形成する光に対応した映像
″４言号Ｓｖが、１垂直期間毎に得られる。

尚、切換スイッチ（２）は、液晶スイッチ（１１）の透
明電極間に電圧が印加されている１垂直期間に固定端子
（２ｂ）側に切換えられ、一方電圧が印加されていない
ｌ垂直期間に固定端子（２ａ）側に切換えられる。従っ
て、像（１３）の点ＰＩ　％　Ｐ２、Ｐ３を形成する光
に対応した映像信号Ｓνはそのまま出力端子（３）に供
給され、像（１３）の点Ｐ１２、Ｐ２ｓを形成する光に
対応した映像信号Ｓｖは画素発生部Ｑｌ　、Ｑ２　、Ｑ
ａの間隔ｌの十に相当する時間だけ遅延させられ、位置
補正された後、出力端子（３）に供給される。

このように本例によれば、像（１３）の点Ｐ１、０ Ｐ２、Ｐ３を形成する光に対応した映像信号Ｓｖと、従
来画素発生部間に位置し使用されていない像（１３）の
点Ｐ１２、Ｐ２ｍを形成する先に対応した映像信号Ｓｖ
とが１垂直期間毎に交斤に得られ、実質的に水ｉｐ方向
の画素数が２倍となり、従って本例によれば従来の略２
倍の水平解像度が得られる。

次に、第４図、第５図及び第６図は本発明の他の実施例
を示すものである。これら第４図〜第６図において第１
図と対応する部分には同一符号を付し、そのｌ］？細説
明は省略する。

第４図例は、第１図例のものに比べ、複屈折板（皇〔と
偏光板（１２）との位置を逆にしたものである。

第７図Ａ及びＨは、夫々第３図Ａ及びＨと同じものであ
る。そして、消偏器（９）からの、像（１３）の点ＰＩ
、ＰＩ３、Ｐ２、Ｐ２３、Ｐ３を形成する光には、第７
図Ｂに示すように常光線成分ｏ□及び異常光線成分ｏｅ
が含まれる。そしてこの第４図例におい”（は、この光
が偏光板（１２）に供給される。この偏光板（１２）か
らは、第７図Ｃに不すように、例えば常光線成分ｅ□の
みの光が得られ、これが液晶スイッチ（１１）に供給さ
れる。そして、この液晶スイッチ（１１）からの光は複
屈折４ｆ　ＱＯＩを介して撮像ｔｆｉ（ｌａ）に供給さ
れる。

この場合、液晶スイッチ（１１）の透明電極間に電圧が
印加されていない１垂直期間にあっては、液晶スイッチ
（１１）からは、第７図りに示すように同図Ｃに示すも
のと同じ光が得られ、さらに複屈折板Ｏｌからも同図Ｆ
にボすように同じ光が得られ、これが撮像面（１ａ）に
供給される。即ち、このｌ垂直期間にあっては、像（１
３）の貞Ｐ１、ＰＩ３、Ｐ２、Ｐ２３、Ｐ３を形成する
光が、撮像面（１ａ）のｉ！！１素発生部Ｑｌ、画素発
生部Ｑ１と０２の中間点、画素発生部Ｑ２、画素発生部
Ｑ２と０３の中間点、画素発生部Ｑ３に供給される。従
って、この１垂直期間にあっては、撮像管（１）からは
、像（１３）の点ＰＩ、Ｐ２、Ｐ３を形成する光に対応
した映像信号Ｓｖが得られる。

一方、液晶スイッチ（１１）の透明電極間に電圧が印加
されている１垂直期間にあっては、液晶ス１ イッチ（１１）からは、第７図Ｅにボずように同図Ｃに
示すものが９０°偏光された光が得られる。そし°ζ、
複屈折１〜ＯＩからば同図Ｇに示ずように、この光が＋
ｌだけ変（Ｘ７された光が得られ、これが撮像ｒ＊１（
Ｉａ）に供給される。即ち、この１垂直期間にあっては
、像（１３）の点ＰＩ、ＰＩ３、Ｐ２、Ｐ２３を形成す
る光が、撮像向（１ａ）の画素発生部Ｑ１と０２の中間
点、画素発４を部Ｑ２、画素発生部Ｑ２とＱ３の中間点
、画素発生部Ｑ３に供給される。

従って、この１垂直期間にあっては、撮像管（１）から
は、＃（１３）の点ＰＩ２、Ｐ２３を形成する光に対応
した映像信号Ｓｖが得られる。

結局、撮像管（１）からは、像（１３）の点Ｐｉ　、Ｐ
２、Ｐ３を形成する光に対応した映像信号Ｓｖ及び像（
１３）の点１）１２、Ｐ２３を形成する光に対応した映
像信号Ｓｖが、ｌ垂直期間毎に得られ、第１図例と同様
の作用効果を得ることができる。

次に、第５図例及び第６図例は、光学的ローパスフィル
タを構成する複屈折＆　（８１の位置を変えたもので、
原理的には、夫々第１図例及び第４図例■３ ２ と同様であり、同様の作用効果を得ることができる。

尚、上述実施例は単管式のカラー撮像装置に適用した例
であるが、固体撮像素子を使用した撮像装置にも同様に
通用することができる。また、上述実施例においては、
像（１３）の点Ｐｓ　、Ｐ２、Ｐ３を形成する光に対応
した映像信号Ｓｖと像（１３）の点ＰＩ２、Ｐ２３を形
成する点に対応した映像信号Ｓｖとがそのまま順次得ら
れるものであるが、これらの映像信号Ｓｖを一旦フイー
ルドメモリに書き込んで、これらの合成された映像信号
を得るようにしてもよい。

発明の効果 以上述べた本発明によれば、所定周期毎に、画素発生部
間にある像光を画素発生部に移動させるようにしたので
、実質的に水平方向の画素数が２倍となり、従って従来
の略２倍の水平解像度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２４ 図は複層１ｉ＋板の説明のための図、第３図は第１図例
の説明のための図、第４図〜第６図は夫々本発明の他の
実施例をボず構成図、第７図は第４図例の説明のための
図である。 （１）は単管式のカラー撮像管、（１ａ）は撮像面、叫
は透明複屈折板、（１１）は液晶スイッチ、（１２）は
偏光板である。 ５ 鳳 第１因 第４因 第５図 第６因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平方向に周期的な画素発生部が形成された撮像向を有
   する撮像装置において、上記撮像面の前面に複屈折機と
   、電圧の印加によっζその偏光が制御される電気光学素
   子と、偏光板とが配され、所定周期毎に上記発生部間に
   ある像光を上記発生部に移動させるようにしたことを特
   徴とする撮像装置。