JPS6192089A - ２板式固体撮像装置 - 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】 技術分野 本発明は２板式固体撮像装置、より具体的には、２つの
２次元固体撮像素子を有し、被写体像を色分解して静止
画映像信号を得るための２板式固体撮像装置に関する。

背景技術 ２板式固体撮像装置は単一の固体撮像素子を有する単板
式固体撮像装置に比較して解像力が高いという利点を有
し、且つ単板式固体撮像装置における空間的な色分解に
起因した輝度差の大きな被写体エツジ、での偽色信号の
発生などの欠点がない。

しかし、従来の２板式固体撮像装置は、撮像系に入射し
た可視光を２つの波長域、たとえば緑とマゼンタ〔赤お
よび青〕とに分離するために複雑な形状のプリズムを使
用している。

このプリズムは形状が複雑でおるばかりでなく、光学的
にも高い精度を要求されるので製造し難く、大きさも大
きくて重量もある。したがって、小型の装置、たとえば
電子式スチルカメラに適用することは困難である。

また、このよりなプリズムを小型化するためダイクロイ
ックミラーの角度を変更することが考えられるが、この
ダイクロイックミラーは光線の入射角度によっては直線
偏光に対する反射率の特性が自然光に対する反射率の特
性と著しく異なる。この友め、被写体からの反射光が直
線偏光である場合、十分な輝度信号が得られなかったり
、十分な色分解信号が得られなかったり、色再現性に劣
る等の欠点を生じた。

目的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、撮像光学
系を軽量小型化し且つ良好な撮像を可能とした２板式固
体撮像装置を提供することを目的とする。

発明の開示 本発明による２板式固体撮像装置は被写体からの光束を
結像レンズとダイクロイックミラーとを介して第１と第
２の固体撮像素子にそれぞれ入射せしめてカラー映像信
号なうる２板式固体撮像装置において、上記ダイクロイ
ックミラーの前面に配置され、直線偏光を円偏光もしく
は楕円偏光に変換する偏光面変更手段を有し、上記ダイ
クロイックミラーは上記結像レンズの光軸方向からの入
射光に対してほぼ４５°の入射角をもつように配置され
ていればよい。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による２板式固体撮像装
置の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明に係る２板式固体撮像装置の構成図であ
る。図中、結像レンズ１の後方には近赤外や遠赤外線を
除去するための赤外線除去フィルタ２、直線偏光を円偏
光もしくは楕円偏光となす水晶板の如き飾光性を有する
偏光面変更板３、結像レンズ１の光軸とほぼ４５°の角
度をなすように傾斜配置されたダイクロイックミラー５
を有する立方体もしくは直方体状のビームスプリッタ４
がこの順序で配置されている。

ビームスプリッタ４のダイクロイックミラー５を透過し
た後方の位置には透過率補正用の補正フィルタ６、輝度
信号（Ｙ信号）発生用の第１の固体撮像素子７がこの順
序で後方に配置されている。さらに、ビームスシリツタ
４のダイクロイックミラー５によりほぼ直角反射される
側のビームスプリッタ４の後方の位置には、光学的ロー
パスフィルタ８および、たとえば赤色と青色のストライ
プもしくはモザイク状色フィルタ９を前面に有する第２
の固体撮像素子ｌＯがこの順で後方に配置されている。

なお、結像レンズは不図示の被写体からの光束を、ダイ
クロイックミラー５を透過した一部の光が結像レンズ１
により第１の固体撮像素子７の撮像面に結像し、ダイク
ロイックミラー５に゛より反射した残りの部分の光が第
２の固体撮像素子１０の撮像面に結像するように配され
ている。また、ダイクロイックミラー５の前面に配され
た赤外線除去フィルタ２は第１及び第２の固体撮像素子
７及び１０の近赤外、遠赤外領域での感度が高いことか
ら、この影響を除去するためのものである。

また、第２の固体撮像素子１０の場合、色フィルタ９の
空間周波数すなわちナイキスト周波数より高い空間周波
数の成分をもつ光がその撮像面に入射すると折返し歪を
生じさせ、再生画像にモアレとなって現われるので、そ
れを取除くために色フィルタ９の前面に光学的ロー・ぐ
スフィルタ８が配されている。

ところで、第１図に示す構成のダイクロイックミラー５
の分光反射率特性及びその分光透過率特性を第２Ａ図及
び第２Ｂ図に示す。第２Ａ図において一点鎖線で示す曲
線Ｃ２はダイクロイックミラー５にＳ偏光のみを入射し
た時、二点鎖線で示す曲線Ｃ３は同様に、Ｐ偏光のみを
入射した時、及び実線で示す曲線Ｃ１は例えば入射面に
偏光面変更板３を挿入した円偏光もしくは楕円偏光か入
射した場合の分光反射率特性を示す。

第２Ａ図から明らかな如く入射する光の偏光特性に応じ
てその分光反射率特性が大きく異なることが判る。

従って、上記の構成のダイクロイックミラー５を用いた
２板式固体撮像装置においては入射する光の偏光特性を
特定することによって初めて各固体撮像素子に入射する
各分光領域の光量を特定することが可能となる。そして
上記構成の２板式固体撮像装置のダイクロイックミラー
５への入射面側に偏光面変更板３を配することにより、
第２Ａ図における曲線Ｃ１から明らかな如く青色光及び
赤色光の大部分がダイクロイックミラー５によって反射
して、第２の固体撮像素子１０に照射されることになる
。尚必要であれば第２の固体撮像素子１０上に設けられ
たストライプ状もしくはモザイク状のフィルタ９の分光
透過特性を調整して、固体撮像素子１０へ入射する赤色
光及び青色光の光量を調整してもよい。

そして更に特徴的には第２Ａ図の曲線Ｃ１に対応するダ
イクロイックミラー５の分光透過率特性を示す第２Ｂ図
に示す曲線から明らかな如く、ダイクロイックミラー５
の入射面側に偏光面変更板３を配して得た分光透過率特
性はテレビジョン信号における輝度信号、即ちＹ＝０．
３Ｒ十０．５９　Ｇ＋０．１１　Ｂに極めて近似したも
のとなる。

従ってこのダイクロイックミラー５を透過した光を検出
する固体撮像素子７の信号をそのままあるいは補正フィ
ルタ６を介して得穴固体撮像素子７の信号から輝度信号
を得ることができる。

このように、第１．第２の固体撮像素子７゜１０から得
た輝度信号Ｙ、赤信号Ｒ１青信号Ｂにより公知の手段を
用いて信号処理すれば、映像用の色差信号Ｙ　、Ｒ−Ｙ
　、Ｂ−Ｙを得ることができる。上記ダイクロイックミ
ラー５の配置をほぼ４５°としたが、厳密には光軸方向
に進む入射光線に対し、その入射角がほぼ４５°となる
ようにダイクロイックミラー５を配置すれば良（１゜ 上記実施例ではプリズムを組合せてダイクロイックミラ
ーを形成した例について説明したが板状ダイクロイック
ミラーを使用してもよい。

効果 本発明によれば、ダイクロイックミラーを構成する構造
が簡単な形となり、その製造が容易で安価となる。また
、プリズムを用いる際にはその形が簡単化しそれだけ小
型化できるので撮像光学系全体を小型にすることが可能
となる。

また、ダイクロイックミラーと反射する光が十分に赤色
光及び青色光を含むので２色のフィルタを用いてこれら
の信号を十分に検出できるし、更にダイクロイックミラ
ーを透過する光は輝度信号に近い分光強度特性を有する
ので、その出力をそのまま輝度信号として用いてもよい
しその補正が簡単化し、十分な輝度信号が得られるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、 第２Ａ図、第２Ｂ図はダイクロイックミラーの分光反射
率もしくは分光透過特性を示したそれぞれの図である。 主要部分の符号の説明 １・・・結像レンズ ３・・・偏光面変更板 ４・・・プリズム ５・・・ダイクロイックミラー ８・・・第１の固体撮像素子 １１・・・第２の固体撮像素子 第２Ａ図 たＰ液長 第２Ｂ図 に−波長

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写体からの光束を結像レンズとダイクロイックミ
   ラーとを介して第１と第２の固体撮像素子にそれぞれ入
   射せしめてカラー映像信号をうる２板式固体撮像装置に
   おいて、 上記ダイクロイックミラーの前面に配置され、直線偏光
   を楕円偏光もしくは円偏光に変換する偏光面変更手段を
   有し、 上記ダイクロイックミラーは上記結像レンズの光軸方向
   からの入射光に対してほぼ４５°の入射角をもつように
   配置されていることを特徴とする２板式固体撮像装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、 上記第１の固体撮像素子は、輝度信号を得るため、上記
   ダイクロイックミラーの透過側に配置され、 上記第２の固体撮像素子は、色分解用の色フィルタを有
   し、上記ダイクロイックミラーの反射側に配置されてい
   ることを特徴とする２板式固体撮像装置。