JP2537805B2 - カラ−撮像装置 - Google Patents
カラ−撮像装置Info
- Publication number
- JP2537805B2 JP2537805B2 JP61165870A JP16587086A JP2537805B2 JP 2537805 B2 JP2537805 B2 JP 2537805B2 JP 61165870 A JP61165870 A JP 61165870A JP 16587086 A JP16587086 A JP 16587086A JP 2537805 B2 JP2537805 B2 JP 2537805B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image pickup
- color separation
- image sensor
- image
- thin film
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、色分解フィルタを撮像面に設けたカラー撮
像装置に関する。
像装置に関する。
従来の技術 近年、半導体技術の発展に伴い、各種光電変換方式に
もとづく高性能撮像装置の開発が為されている。例え
ば、ファクシミリ装置においては、CCD（Charge Couple
d Device）リニアイメージセンサを用いた一次元固体撮
像方式が、またテレビジョン入力系には二次元固体撮像
板が実用化され、高速、高信頼性と小型化、低価格化が
計られるとともにカラー化も進められ、各画素に対応す
る色分解フィルタを設ける方式が主として採用されてい
る。
もとづく高性能撮像装置の開発が為されている。例え
ば、ファクシミリ装置においては、CCD（Charge Couple
d Device）リニアイメージセンサを用いた一次元固体撮
像方式が、またテレビジョン入力系には二次元固体撮像
板が実用化され、高速、高信頼性と小型化、低価格化が
計られるとともにカラー化も進められ、各画素に対応す
る色分解フィルタを設ける方式が主として採用されてい
る。
従来のファクシミリ装置の撮像装置は第２図に示すよ
うに、原稿面１に対向した配置される結像光学系を構成
する結像レンズ２とリニアイメージセンサ３とを有して
おり、螢光灯の如き帯状光源で照明される原稿面１の被
走査部分（ｘ軸）がレンズ２によってリニアイメージセ
ンサ３の光電変換部開口列（ｙ軸）の上に結像される構
成となっている。このようなファクシミリのスキャナ部
をカラー化するに当たっては、以下のような方法が知ら
れている。
うに、原稿面１に対向した配置される結像光学系を構成
する結像レンズ２とリニアイメージセンサ３とを有して
おり、螢光灯の如き帯状光源で照明される原稿面１の被
走査部分（ｘ軸）がレンズ２によってリニアイメージセ
ンサ３の光電変換部開口列（ｙ軸）の上に結像される構
成となっている。このようなファクシミリのスキャナ部
をカラー化するに当たっては、以下のような方法が知ら
れている。
ｉ） 光源のスペクトルが大略赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）といった３色領域からなる３種類の光源を面順
次、もしくは走査線順次に切り換えてイメージセンサ出
力を処理する光源切換方式。
（Ｂ）といった３色領域からなる３種類の光源を面順
次、もしくは走査線順次に切り換えてイメージセンサ出
力を処理する光源切換方式。
ii） 光源は白色スペクトル域に広がるものを連続点灯
し、イメージセンサの各開口（画素単位）に例えば点順
次にＲ、Ｇ、Ｂの色フィルタ列を設けて点順次シリアル
に色分解信号を得る方式。
し、イメージセンサの各開口（画素単位）に例えば点順
次にＲ、Ｇ、Ｂの色フィルタ列を設けて点順次シリアル
に色分解信号を得る方式。
iii） 光源ii）と同様であるが、複数列のイメージセ
ンサを用い、各列毎に所定の色分解フィルタを設けて、
各列毎に対応する色分解信号を取り出す方式。
ンサを用い、各列毎に所定の色分解フィルタを設けて、
各列毎に対応する色分解信号を取り出す方式。
テレビカメラの撮像系においても、第２図と同様結像
レンズ２の背後に撮像面が設けられ、電子的な二次元走
査によって光電変換が行われる。単板固体撮像装置にお
いては、二次元固体撮像素子の各画素に対応する開口部
に色フィルタが設けられ、カラー信号として取り出され
る。
レンズ２の背後に撮像面が設けられ、電子的な二次元走
査によって光電変換が行われる。単板固体撮像装置にお
いては、二次元固体撮像素子の各画素に対応する開口部
に色フィルタが設けられ、カラー信号として取り出され
る。
上記従来例の中で、色分解フィルタを撮像素子上に薄
膜状に形成する方式が信頼性、精度、経済性の面で今後
有力な技術と考えられる。
膜状に形成する方式が信頼性、精度、経済性の面で今後
有力な技術と考えられる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、固体撮像素子の撮像面に薄膜状の色分
解フィルタを形成し、従来の結像レンズで撮像すると分
光特性の歪みが像高によって生じるという問題があっ
た。
解フィルタを形成し、従来の結像レンズで撮像すると分
光特性の歪みが像高によって生じるという問題があっ
た。
この問題は以下の理由により生ずる。即ち、第２図に
示すように従来の結像レンズで撮像すると、原稿１の中
央の点Ａからの光束4Aは結像レンズ２を通った後、光束
4aで示すようにイメージセンサ３の開口ａに垂直に入射
するが、原稿１上の点Ｂからの光束4Bは結像レンズ２を
通った後、光束4bで示すように開口ｂに傾斜して入射す
る。このように、リニアイメージセンサ３の各画素開口
に入射する光束の光軸に対してなす角θyは、画素位置
によって変化しており、一般に角θyの範囲は０から20
°前後に及んでいる。一方、多層薄膜フィルタでは一般
に第３図に例示されるように入射角によって設計（基
準）波長の変移が生じており、このため、リニアイメー
ジセンサの撮像面に多層薄膜フィルタからなる色分解フ
ィルタを形成すると、各開口に入射する光束のなす角θ
yによって分光特性が異なり、前記した分光特性の歪み
となっている。この問題は、薄膜の干渉効果にもとづい
てフィルタ特性が制御される設計原理から避けられない
制約といえる。
示すように従来の結像レンズで撮像すると、原稿１の中
央の点Ａからの光束4Aは結像レンズ２を通った後、光束
4aで示すようにイメージセンサ３の開口ａに垂直に入射
するが、原稿１上の点Ｂからの光束4Bは結像レンズ２を
通った後、光束4bで示すように開口ｂに傾斜して入射す
る。このように、リニアイメージセンサ３の各画素開口
に入射する光束の光軸に対してなす角θyは、画素位置
によって変化しており、一般に角θyの範囲は０から20
°前後に及んでいる。一方、多層薄膜フィルタでは一般
に第３図に例示されるように入射角によって設計（基
準）波長の変移が生じており、このため、リニアイメー
ジセンサの撮像面に多層薄膜フィルタからなる色分解フ
ィルタを形成すると、各開口に入射する光束のなす角θ
yによって分光特性が異なり、前記した分光特性の歪み
となっている。この問題は、薄膜の干渉効果にもとづい
てフィルタ特性が制御される設計原理から避けられない
制約といえる。
本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、撮
像面に色分解フィルタを具備する固体撮像素子、特に高
信頼性が期待できる無機多層薄膜の色分解フィルタを固
体撮像素子にオンチップして構成した固体撮像素子を用
いても均一な色分解特性を得ることのできるカラー撮像
装置を提供することを目的とする。
像面に色分解フィルタを具備する固体撮像素子、特に高
信頼性が期待できる無機多層薄膜の色分解フィルタを固
体撮像素子にオンチップして構成した固体撮像素子を用
いても均一な色分解特性を得ることのできるカラー撮像
装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するために、色分解フィ
ルタを設けた固体撮像素子側に入射する光束が、結像光
学系の主光線については垂直入射となる如く、片側テレ
セントリック系のレンズ構成の結像光学系を用いるとい
う構成を備えたものである。
ルタを設けた固体撮像素子側に入射する光束が、結像光
学系の主光線については垂直入射となる如く、片側テレ
セントリック系のレンズ構成の結像光学系を用いるとい
う構成を備えたものである。
作用 本発明は、上述のように撮像面に投影する結像光学系
に、片側テレセントリック系のものを用いることによっ
て、主光線が固体撮像素子の各画素開口に垂直入射する
配置とすることができ、撮像素子上に設けられた色分解
フィルタに対して各主光線は等しく垂直入射となるの
で、色分解特性が場所によって不均一になることはな
い。
に、片側テレセントリック系のものを用いることによっ
て、主光線が固体撮像素子の各画素開口に垂直入射する
配置とすることができ、撮像素子上に設けられた色分解
フィルタに対して各主光線は等しく垂直入射となるの
で、色分解特性が場所によって不均一になることはな
い。
実施例 以下、本発明の実施例を説明する。
第１図（ａ）は本発明をカラーファクシミリの光電変
換部に用いた一実施例であって、11は原稿面、12は結像
光学系を構成する結像レンズ、13は二次元固体撮像素子
即ちリニアイメージセンサである。このリニアイメージ
センサ13の撮像面には、無機多層薄膜の色分解フィルタ
が設けられている。結像レンズ12としては、片側テレセ
ントリック系のレンズを用いている。
換部に用いた一実施例であって、11は原稿面、12は結像
光学系を構成する結像レンズ、13は二次元固体撮像素子
即ちリニアイメージセンサである。このリニアイメージ
センサ13の撮像面には、無機多層薄膜の色分解フィルタ
が設けられている。結像レンズ12としては、片側テレセ
ントリック系のレンズを用いている。
この構成により、原稿面11の主走査方向に離れた点
Ａ、Ｂ、Ｃからの結像レンズ12に対する光束15A、15B、
15Cが結像レンズ12により平行な光束15a、15b、15cに変
換され、結像レンズ12からリニアイメージセンサ13側に
出射する主光線16a、16b、16cはリニアイメージセンサ1
3の開口ａ、ｂ、ｃに等しく垂直入射する。これによ
り、入射角度によって波長透過特性が変移する無機多層
薄膜フィルタを色分解に用いているにもかかわらず、各
開口の色分解フィルタによって均一な色分解が行われ
る。
Ａ、Ｂ、Ｃからの結像レンズ12に対する光束15A、15B、
15Cが結像レンズ12により平行な光束15a、15b、15cに変
換され、結像レンズ12からリニアイメージセンサ13側に
出射する主光線16a、16b、16cはリニアイメージセンサ1
3の開口ａ、ｂ、ｃに等しく垂直入射する。これによ
り、入射角度によって波長透過特性が変移する無機多層
薄膜フィルタを色分解に用いているにもかかわらず、各
開口の色分解フィルタによって均一な色分解が行われ
る。
ここで、結像レンズ12の最大レンズ径Ｄは、撮像素子
として使用したLSIイメージセンサ13のサイズｓに比
べ、ほぼ同程度のものでよく、従来型の非テレセントリ
ック系レンズに比べて若干大型になるが、実用上支障な
い程度に設計、製作できるので、イメージセンサを用い
た縮小結像光学系として整合性が非常によい。
として使用したLSIイメージセンサ13のサイズｓに比
べ、ほぼ同程度のものでよく、従来型の非テレセントリ
ック系レンズに比べて若干大型になるが、実用上支障な
い程度に設計、製作できるので、イメージセンサを用い
た縮小結像光学系として整合性が非常によい。
イメージセンサとしては画素ピッチ14μｍ〜７μｍで
画素数1700〜5000程度のCCDが既に実用化（ｓMAX＝35mm
程度）とされている。
画素数1700〜5000程度のCCDが既に実用化（ｓMAX＝35mm
程度）とされている。
第１図（ｂ）には主光線以外の入射光束15aが主光線1
6aとなす角εの存在を示している。しかし、角εは各主
光線について同等に分布し、しかもεの値は一設計例と
して、 程度であるので、第３図に示したように分光特性の変移
は少ない。
6aとなす角εの存在を示している。しかし、角εは各主
光線について同等に分布し、しかもεの値は一設計例と
して、 程度であるので、第３図に示したように分光特性の変移
は少ない。
テレビカメラとして構成される二次元撮像素子に対し
ても、全く同様の設計原理で良好な色分解特性が得られ
ることは、先の実施例より明らかであり、本発明はその
場合にも適用可能である。
ても、全く同様の設計原理で良好な色分解特性が得られ
ることは、先の実施例より明らかであり、本発明はその
場合にも適用可能である。
上記実施例では、撮像面に設ける色分解フィルタとし
て、多層薄膜フィルタを使用した場合を説明したが、本
発明はこの場合に限定されず、他の色分解フィルタを使
用することもできる。例えば、ゼラチン膜を色素分散媒
体として用いるオンチップ方式の有機フィルタを用いる
ことも可能であり、この場合にも無用の干渉効果が光束
入射角に依存して発生するのを抑圧して均一な色分解が
可能である。
て、多層薄膜フィルタを使用した場合を説明したが、本
発明はこの場合に限定されず、他の色分解フィルタを使
用することもできる。例えば、ゼラチン膜を色素分散媒
体として用いるオンチップ方式の有機フィルタを用いる
ことも可能であり、この場合にも無用の干渉効果が光束
入射角に依存して発生するのを抑圧して均一な色分解が
可能である。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は多層薄膜で
構成される色分解フィルタを備えた固体撮像素子に対し
て、画像が色分解フィルタに垂直に入射されるよう撮像
面側のみをテレセントリック系の光学系を用いることに
より、高信頼性が期待できる向き多層薄膜の色分解フィ
ルタを固体撮像素子に備えたものに対しても均一な色分
解特性を得ることができ、カラー撮像が各像点とも忠実
に色分解されるという効果を有するものである。
構成される色分解フィルタを備えた固体撮像素子に対し
て、画像が色分解フィルタに垂直に入射されるよう撮像
面側のみをテレセントリック系の光学系を用いることに
より、高信頼性が期待できる向き多層薄膜の色分解フィ
ルタを固体撮像素子に備えたものに対しても均一な色分
解特性を得ることができ、カラー撮像が各像点とも忠実
に色分解されるという効果を有するものである。
第１図（ａ）は本発明の一実施例によるカラー撮像装置
の要部を示す側面図、第１図（ｂ）はその実施例におい
て一つの撮像素子開口に入射する光束を模式的に示す
図、第２図は従来の一般的な撮像装置の要部を示す側面
図、第３図は多層薄膜フィルタにおける特性を示すグラ
フである。 11……原稿面、12……結像レンズ、13……撮像素子
の要部を示す側面図、第１図（ｂ）はその実施例におい
て一つの撮像素子開口に入射する光束を模式的に示す
図、第２図は従来の一般的な撮像装置の要部を示す側面
図、第３図は多層薄膜フィルタにおける特性を示すグラ
フである。 11……原稿面、12……結像レンズ、13……撮像素子
フロントページの続き (72)発明者 富樫 光夫 東京都目黒区下目黒２丁目３番８号 松 下電送株式会社内 (72)発明者 佐藤 真一 東京都目黒区下目黒２丁目３番８号 松 下電送株式会社内 (72)発明者 内田 茂 東京都目黒区下目黒２丁目３番８号 松 下電送株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−154218（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】撮像面に多層薄膜で構成される色分解フィ
ルタを具備する一次元もしくは二次元固体撮像素子と、
この固体撮像素子の撮像面に画像を撮影し、前記撮像面
側のみをテレセントリック系とする結像光学系とを備
え、前記多層薄膜で構成される色分解フィルタに垂直に
画像が入射されるようにしたことを特徴とするカラー撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165870A JP2537805B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | カラ−撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165870A JP2537805B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | カラ−撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320988A JPS6320988A (ja) | 1988-01-28 |
| JP2537805B2 true JP2537805B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=15820545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165870A Expired - Lifetime JP2537805B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | カラ−撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537805B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01116893A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-09 | Yoshiki Kogyo Kk | 光ロジックキーカード装置 |
| JP2885316B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1999-04-19 | オリンパス光学工業株式会社 | カラー撮像装置 |
| JPH0564626U (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-27 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | 電子カーペット |
| JP2617075B2 (ja) * | 1993-01-29 | 1997-06-04 | アイシン化工株式会社 | 湿式摩擦材の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57154218A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-24 | Canon Inc | Reader |
| JPS58223969A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-26 | Canon Inc | 固体撮像素子を用いたカメラ |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP61165870A patent/JP2537805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6320988A (ja) | 1988-01-28 |
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