JPS61264873A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS61264873A JPS61264873A JP60105995A JP10599585A JPS61264873A JP S61264873 A JPS61264873 A JP S61264873A JP 60105995 A JP60105995 A JP 60105995A JP 10599585 A JP10599585 A JP 10599585A JP S61264873 A JPS61264873 A JP S61264873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- picture element
- prism
- light
- mask plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
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、固体撮像素子の解像度を感度を低下・させる
ことなく向上させた固体撮像装置に関する。
ことなく向上させた固体撮像装置に関する。
この種の固体撮像装置としては、固体撮像素子の隣り合
う画素（感光単位）の配列を２画素ピッチだけずらせて
千鳥形状として、画素数を増加させたものや、１フイー
ルド毎に固体撮像素子自体を圧電素子等により２画素ピ
ッチだけ振動させるものが既に提案されている。
う画素（感光単位）の配列を２画素ピッチだけずらせて
千鳥形状として、画素数を増加させたものや、１フイー
ルド毎に固体撮像素子自体を圧電素子等により２画素ピ
ッチだけ振動させるものが既に提案されている。
ところが、前者は、垂直転送線をアルミニウム配線で実
現できるＭＯＳ型のものについては実現できるものの、
ＣＣＤ型のものに適用することは困難であり、また信号
処理も複雑となる。
現できるＭＯＳ型のものについては実現できるものの、
ＣＣＤ型のものに適用することは困難であり、また信号
処理も複雑となる。
一方、後者は、比較的重い素子そのものを振動させるの
で、その制御が困難で、また信頼性の点でも問題があっ
た。
で、その制御が困難で、また信頼性の点でも問題があっ
た。
本発明は以上のような点に鑑みて成されたもので、その
目的は、等価的に固体撮像素子の画素数による解像度の
２倍の解像度を得ることができ、しかもその際感度低下
も伴わず、更に素子の振動を必要とせず、また固体撮像
素子の画素配列も単純配列で済むようにした固体撮像装
置を提供することである。
目的は、等価的に固体撮像素子の画素数による解像度の
２倍の解像度を得ることができ、しかもその際感度低下
も伴わず、更に素子の振動を必要とせず、また固体撮像
素子の画素配列も単純配列で済むようにした固体撮像装
置を提供することである。
このために本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子の受
光面側に開口穴を有するマスク板をほぼ平行に配置する
と共に、上記受光面側に一辺がほぼ平行となるように断
面ほぼ三角形状のプリズムを配置し、上記マスク板を振
動させることにより、上記プリズムの隣接する２個の各
々の斜面と上記一辺との間を通過する異なった光が交互
に選択されて上記固体撮像素子の同一の画素に入射する
ように構成している。
光面側に開口穴を有するマスク板をほぼ平行に配置する
と共に、上記受光面側に一辺がほぼ平行となるように断
面ほぼ三角形状のプリズムを配置し、上記マスク板を振
動させることにより、上記プリズムの隣接する２個の各
々の斜面と上記一辺との間を通過する異なった光が交互
に選択されて上記固体撮像素子の同一の画素に入射する
ように構成している。
以下、本発明の実施例について説明する。図はその一実
施例を示すものである。本実施例の固体撮像装置は、第
１図に示すような二次元型固体撮像素子（ＭＯ３型或い
はＣＣＤ型）１の受光面側に、第２図に示すようなマス
ク板２を平行に配置し、更にそのマスク板２の上面にプ
リズム３を配置して構成している。
施例を示すものである。本実施例の固体撮像装置は、第
１図に示すような二次元型固体撮像素子（ＭＯ３型或い
はＣＣＤ型）１の受光面側に、第２図に示すようなマス
ク板２を平行に配置し、更にそのマスク板２の上面にプ
リズム３を配置して構成している。
固体撮像素子１の受光面には、縦横（垂直・水平方向）
に規則的に画素（感光単位部分）ｌａが配列構成されて
いる。ｄは画素の幅、Ｄは画素ピッチである。マスク板
２には、画素ピッチＤの１／２の幅で、画素１ａの縦方
向の並びの長さしと同程度か若干長い長さ！のスリット
２ａが、画素ピッチＤで並列に形成されて゛いる。プリ
ズム３は断面三角形状でなり、その一辺が固体撮像素子
１の受光面（画素形成面）と平行であり、その山が光入
射側を向き、その山のピッチは画素ピッチＤとなり、そ
の山が固体撮像素子ｌの画素１ａに一致するように配置
されている。
に規則的に画素（感光単位部分）ｌａが配列構成されて
いる。ｄは画素の幅、Ｄは画素ピッチである。マスク板
２には、画素ピッチＤの１／２の幅で、画素１ａの縦方
向の並びの長さしと同程度か若干長い長さ！のスリット
２ａが、画素ピッチＤで並列に形成されて゛いる。プリ
ズム３は断面三角形状でなり、その一辺が固体撮像素子
１の受光面（画素形成面）と平行であり、その山が光入
射側を向き、その山のピッチは画素ピッチＤとなり、そ
の山が固体撮像素子ｌの画素１ａに一致するように配置
されている。
従って、マスク板２を水平（横）方向（矢印ｈ、ｈ′方
向）に、振幅Ｖ２Ｄで振動させれば、第３図（ａ）、（
ｂ）に示すように、矢印り方向に移動した時はプリズム
３の山の一方の斜面を通る光を遮蔽し、矢印ｈ′方向に
移動した時はそのプリズム３の同一の山の他方の斜面を
通る光を遮蔽させることができる。この場合、遮蔽され
ない光は同一の画素に入射する。
向）に、振幅Ｖ２Ｄで振動させれば、第３図（ａ）、（
ｂ）に示すように、矢印り方向に移動した時はプリズム
３の山の一方の斜面を通る光を遮蔽し、矢印ｈ′方向に
移動した時はそのプリズム３の同一の山の他方の斜面を
通る光を遮蔽させることができる。この場合、遮蔽され
ない光は同一の画素に入射する。
よって、固体撮像素子１の画素１ａの水平（Ｈ）方向−
列に対応する蓄積データを水平走査信号で走査して外部
に転送し、これを各列について行った後に再度最初に戻
る垂直走査のタイミング毎に、つまり垂直走査毎にスリ
ット板２を矢印り方向或いはｈ′方向に高速で移動させ
、例えば矢印り方向に移動した状態で得た画像データを
Ａフィールドデータ、矢印ｈ′方向に移動した状態で得
た画像データをＢフィールドデータとし、その両フィー
ルドデータを合成して１フレームデータとすれば、第４
図に示すように、水平走査方向の画素数が２倍に増加し
たと等価となり、解像度が向上する。ｌａｌ、ｌａｚは
画素１ａに対応する等価画素である。
列に対応する蓄積データを水平走査信号で走査して外部
に転送し、これを各列について行った後に再度最初に戻
る垂直走査のタイミング毎に、つまり垂直走査毎にスリ
ット板２を矢印り方向或いはｈ′方向に高速で移動させ
、例えば矢印り方向に移動した状態で得た画像データを
Ａフィールドデータ、矢印ｈ′方向に移動した状態で得
た画像データをＢフィールドデータとし、その両フィー
ルドデータを合成して１フレームデータとすれば、第４
図に示すように、水平走査方向の画素数が２倍に増加し
たと等価となり、解像度が向上する。ｌａｌ、ｌａｚは
画素１ａに対応する等価画素である。
また、ここでは、画素１ａの％の面積はマスク板２によ
って覆われるが、プリズム３により曲折された光がその
画素１ａの全面に入射するので、マスク板２が何れの方
向に移動した時でも、画素１ａはその全面が有効に働き
、感度が低下することはない。
って覆われるが、プリズム３により曲折された光がその
画素１ａの全面に入射するので、マスク板２が何れの方
向に移動した時でも、画素１ａはその全面が有効に働き
、感度が低下することはない。
この点、プリズム３を使用しない場合は、上記したよう
に解像度は向上するが、画素１ａの有効部分が半分とな
るので、受光量が低下し、感度が低下することになる。
に解像度は向上するが、画素１ａの有効部分が半分とな
るので、受光量が低下し、感度が低下することになる。
なお、画素１ａの受光面積が小さい場合には、周辺部分
（斜面における山から遠ざかる部分）はど屈折率を大き
くしたプリズムを使用すれば良い。
（斜面における山から遠ざかる部分）はど屈折率を大き
くしたプリズムを使用すれば良い。
第５図はこのために斜面に外側に突出する丸みを持たせ
たプリズム３′を使用した例を示している。
たプリズム３′を使用した例を示している。
また、以上ではマスク板２をプリズム３（３’）と固体
撮像素子１との間に介在させているが、第６図に示すよ
うに、このマクス板２は最も外側に配置し、プリズム３
に入射する光を遮蔽するようにしても良い。
撮像素子１との間に介在させているが、第６図に示すよ
うに、このマクス板２は最も外側に配置し、プリズム３
に入射する光を遮蔽するようにしても良い。
第７図はこのような固体撮像装置を駆動すると共にそこ
から画像データを取り出す回路を示したものである。４
はタイミングゼネレータで、ここから水平走査パルスＨ
ｐ、垂直走査パルスＶｐ、及びデータ処理用同期パルス
Ｐが出力する。５は固体撮像素子１を水平方向（Ｈ）、
垂直方向（Ｖ）に走査するクロックドライブ回路、６は
画素１ａの交互に遮蔽される部分、つまり各画素ピンチ
分だけ水平走査パルスＨｐを遅延させる遅延回路、７は
マスク板２を圧電素子等で振動させるマスク板ドライブ
回路、８は固体撮像素子１からの出力データを増幅する
プリアンプ、９はそのプリアンプ８からの信号を処理す
るプロセス回路、１０は画像光を固体撮像素子１の感光
部分に合焦させるレンズである。
から画像データを取り出す回路を示したものである。４
はタイミングゼネレータで、ここから水平走査パルスＨ
ｐ、垂直走査パルスＶｐ、及びデータ処理用同期パルス
Ｐが出力する。５は固体撮像素子１を水平方向（Ｈ）、
垂直方向（Ｖ）に走査するクロックドライブ回路、６は
画素１ａの交互に遮蔽される部分、つまり各画素ピンチ
分だけ水平走査パルスＨｐを遅延させる遅延回路、７は
マスク板２を圧電素子等で振動させるマスク板ドライブ
回路、８は固体撮像素子１からの出力データを増幅する
プリアンプ、９はそのプリアンプ８からの信号を処理す
るプロセス回路、１０は画像光を固体撮像素子１の感光
部分に合焦させるレンズである。
この回路では、垂直走査周期を１７６０秒とすれば、マ
スク板２の振動周期をその２倍の１／３０秒とする。こ
の場合は、１秒間に３０フレームの画像を読み取ること
ができる。また、前記したＡフィールドとＢフィールド
とは、その画素データが垂直走査パルスＶｐに対して、
２画素ピッチに対応する時間だけタイミングがずれるこ
とになるので、事後的な再生（記録等）のための信号処
理が容易となる。
スク板２の振動周期をその２倍の１／３０秒とする。こ
の場合は、１秒間に３０フレームの画像を読み取ること
ができる。また、前記したＡフィールドとＢフィールド
とは、その画素データが垂直走査パルスＶｐに対して、
２画素ピッチに対応する時間だけタイミングがずれるこ
とになるので、事後的な再生（記録等）のための信号処
理が容易となる。
なお、以上では水平方向の画素数が２倍となるようにし
たが、マスク板２とプリズム３を９０度回転させれば、
垂直方向に画素数を２倍とすることもできる。また、マ
スク板２の開口はスリット２ａに限らず、画素部分のみ
を遮蔽するような穴であっても良い。このようにすれば
、マスク板２の強度が大きくなる。
たが、マスク板２とプリズム３を９０度回転させれば、
垂直方向に画素数を２倍とすることもできる。また、マ
スク板２の開口はスリット２ａに限らず、画素部分のみ
を遮蔽するような穴であっても良い。このようにすれば
、マスク板２の強度が大きくなる。
以上から本発明によれば、固体撮像素子の画素に鐸なる
画像情報を担持した光が交互に入射するので、感度を低
下させることなく、等価的に固体撮像素子の画素数の２
倍の画素数を実現することができ、撮像解像度が２倍と
なる。また異なる画像情報を担持した光の選択はマスク
板の振動によっており、そのマスク板は相当軽くするこ
とができるので、素子本体を駆動する場合に比較すると
その駆動機構を簡単にすることができ、信頼性が増し、
その動力も少なくて済み、更に固体撮像素子の画素配列
も単純配列で済むという特徴がある。
画像情報を担持した光が交互に入射するので、感度を低
下させることなく、等価的に固体撮像素子の画素数の２
倍の画素数を実現することができ、撮像解像度が２倍と
なる。また異なる画像情報を担持した光の選択はマスク
板の振動によっており、そのマスク板は相当軽くするこ
とができるので、素子本体を駆動する場合に比較すると
その駆動機構を簡単にすることができ、信頼性が増し、
その動力も少なくて済み、更に固体撮像素子の画素配列
も単純配列で済むという特徴がある。
第１図は固体撮像素子の平面図、第２図はマスク板の平
面図、第３図（ａ）、伽）は固体撮像装置の側面を示す
図で、そのマスク板の振動説明のための図、第４図は画
素数増加の説明のための図、第５図はプリズムの変形例
を示す説明図、第６図はマスク板の配置位置を変更した
別の実施例の説明図、第７図は本実施例の固体撮像装置
の駆動及びデータ取り出しのための回路図である。 １・・・固体撮像素子、１ａ・・・画素、２・・・マス
ク板、２ａ・・・スリット、３．３′・・・プリズム。
面図、第３図（ａ）、伽）は固体撮像装置の側面を示す
図で、そのマスク板の振動説明のための図、第４図は画
素数増加の説明のための図、第５図はプリズムの変形例
を示す説明図、第６図はマスク板の配置位置を変更した
別の実施例の説明図、第７図は本実施例の固体撮像装置
の駆動及びデータ取り出しのための回路図である。 １・・・固体撮像素子、１ａ・・・画素、２・・・マス
ク板、２ａ・・・スリット、３．３′・・・プリズム。
Claims (4)
- （１）、固体撮像素子の受光面側に開口穴を有するマス
ク板をほぼ平行に配置すると共に、上記受光面側に一辺
がほぼ平行となるように断面ほぼ三角形状のプリズムを
配置し、上記マスク板を振動させることにより、上記プ
リズムの隣接する２個の各々の斜面と上記一辺との間を
通過する異なった光が交互に選択されて上記固体撮像素
子の同一の画素に入射するようにしたことを特徴とする
固体撮像装置。 - （２）、上記固体撮像素子と上記プリズムの間に上記マ
スク板が配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の固体撮像装置。 - （３）、上記固体撮像素子と上記マスク板との間に上記
プリズムが配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の固体撮像装置 - （４）、上記マスク板の上記開口穴が、上記画素のピッ
チのほぼ１／２の幅の穴であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60105995A JPS61264873A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60105995A JPS61264873A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61264873A true JPS61264873A (ja) | 1986-11-22 |
Family
ID=14422298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60105995A Pending JPS61264873A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61264873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2618572A1 (fr) * | 1987-07-20 | 1989-01-27 | Cattelani Claude | Procede d'augmentation de la resolution d'un systeme de prelevement d'images produites par un tube cathodique et dispositif de mise en oeuvre |
| WO1992022982A1 (fr) * | 1991-06-11 | 1992-12-23 | Seiko Epson Corporation | Dispositif de conversion photoelectrique, dispositif d'enregistrement d'images et dispositif d'enregistrement/reproduction d'images |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60105995A patent/JPS61264873A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2618572A1 (fr) * | 1987-07-20 | 1989-01-27 | Cattelani Claude | Procede d'augmentation de la resolution d'un systeme de prelevement d'images produites par un tube cathodique et dispositif de mise en oeuvre |
| WO1992022982A1 (fr) * | 1991-06-11 | 1992-12-23 | Seiko Epson Corporation | Dispositif de conversion photoelectrique, dispositif d'enregistrement d'images et dispositif d'enregistrement/reproduction d'images |
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