JPH01190084A - 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） 本発明は動画カメラ、静止画カメラ（シャッタカメラ）
等の撮像装置、特に、高解像度を有する撮像装置に関す
る。

（従来の技術） 被写体の光学像を撮像装置により撮像して得た映像信号
は、編集、トリミング、その他の画像信号処理が容易で
あるとともに、既記緑信号を消去できる可逆性を有する
記録部材を使用して記録再生が容易に行えるという特徴
を有しているが、映像信号の発生のために従来から一般
的に使用されて来ている撮像装置は、撮像レンズによっ
て撮像素子における光電変換部に結像された被写体の光
学像を、撮像素子の光電変換部で被写体の光学像に対応
する電気的な画像情報に変換し、その電気的な画像情報
を時間軸上で直列的な映像信号として出力させうるよう
な構成形態のものであり、撮像装置の構成に当っては前
記した撮像素子として従来から各種の撮像・管や各種の
固体撮像素子が使用されていることは周知のとおりであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） さて、近年になって高画質・高解像度の再生画像に対す
る要望が高まるのに応じて、テレビジｊン方式について
も、いわゆるＥＤＴＶ、ＨＤＴＶなどの新しい諸方式が
提案されて来ていることも周知のとおりである。

ところで、高画質・高解像度の再生画像が得られるよう
にするためには、高画質・高解像度の再生画像を再生さ
せうるような映像信号を発生させることのできる撮像装
置が必要とされるが、撮像素子として撮像管が使用され
ている撮像装置においては、撮像管における電子ビーム
径の微小化に限界があるために、電子ビーム径の微小化
による高解像度化が望めないこと、及び、撮像管のター
ゲット容量はターゲット面積と対応して増大するもので
あるために、ターゲット面積の増大による、高解像度化
も実現することができないこと、また。

例えば動画の撮像装置の場合には高解像度化に伴って映
像信号の周波数帯域が数十Ｍ　Ｈｚ〜数百ＭＨｚ以上に
もなるためにＳ／Ｎの点で問題になる、等の理由によっ
て、撮像装置により高画質・高解像度の再生画像を再生
させつるような映像信号を発生させることは困難である
。

前記の点を具体的に説明すると次のとおりである。すな
わち、撮像素子として撮像管が使用されている撮像装置
により高画質・高解像度の再生画像を再生させうるよう
な映像信号を発生させるのには、撮像管における電子ビ
ーム径を微小化したり、ターゲットとして大面積のもの
を使用したりすることが考えられるが、撮像管の電子銃
の性能、及び集束系の構造などにより撮像管の電子ビー
ム径の微小化には限界があるために電子ビーム径の微小
化による高解像度化には限界があり、また。

撮像イメージサイズの大きな撮像レンズを使用した上で
、ターゲットの面積の増大によって高解像度を得ようと
した場合には、ターゲット面積の増大による撮像管のタ
ーゲット容量の増大による撮像管の出力信号における高
域信号成分の低下によって、撮像管出力信号のＳ／Ｎの
低下が著るしくなることにより、撮像管を使用した撮像
装置によっては高画質・高解像度の再生画像を再生させ
うるような映像信号を良好に発生させることはできない
のである。

また、撮像素子として固体撮像素子を使用した撮像装置
により高画質・高解像度の再生画像を再生させるのには
、画素数の多い固体撮像素子を使用することが必要とさ
れるが、画素数の多い固体撮像素子はそれを駆動するた
めのクロックの周波数が高くなる（例えば、動画カメラ
の場合における固体撮像素子の駆動のためのクロックの
周波数は数百ＭＨｚとなる）とともに、駆動の対象にさ
れている回路の静電容量値は画素数の増大によって大き
くなっているために、そのような固体撮像装置は、固体
撮像素子のクロックの周波数の限界が２０　Ｍ　Ｈｚと
いわれている現状からすると実用的なものとして構成で
きないと考えられる。

このように、従来の撮像装置はそれの構成のために不可
欠な撮像素子の存在によって、高画質・高解像度の再生
画像を再生させうるような映像信号を良好に発生させる
ことはできなかった。

それで、本出願人会社では前記の問題点を解決できるよ
うな撮像装置として、先に、２つの透明電極の間に少な
くとも光導電層部材と誘電体ミラーと光変調材層部材と
を備えて構成された光−光変換素子に対して、撮像レン
ズによって被写体の光学像を結像させ、前記した光−光
変換素子から光を用いて被写体の光学像と対応する光学
像情報を読出してそれを記憶部材に記録させるようにし
た撮像装置を提案した。

ところが、前記した光−光変換素子から光を用いて読出
した被写体の光学像と対応する光学情報を２次元的な形
状のものとして記憶部材に記憶させる場合には、記憶部
材を通常の映画フィルムの移送機構のような間欠駆動に
より移送させなければならず、そのために記憶部材の移
送機構が複雑なものになっていたので、それの改善策が
求められた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は２つの透明電極の間に少なくとも光導電層部材
と誘電体ミラーと光変調材層部材とを備えて構成された
光−光変換素子に対して、撮像レンズによって被写体の
光学像を結像させる手段と、前記した光−光変換素子か
ら光を用いて被写体の光学像と対応する光学像情報を読
出すとともに、その読出された光学情報による光点を空
間中における略々同一の位置に１本の直線を描くような
態様で結像させる手段と、前記した光学情報の結像位置
に記録面が位置し、かつ、前記した光学情報によって空
間に描かれた直線に略々直交する方向に連続的に移動す
る記録媒体を設けてなる撮像装置を提供するものである
。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の撮像装置の具体的な
内容について詳細に説明する。第１図は本発明の撮像装
置の実施例の概略構成を示すブロック図であり、また、
第２図は本発明の撮像装置の構成中で使用される光−光
変換素子の構成原理を説明するための側断面図、第３図
は本発明の撮像装置によって記録媒体に記録されたパタ
ーンの説明例を示す平面図である。

第１図においてＯは被写体、１は撮像レンズ、２は撮像
装置がシャッタカメラとして構成された場合に設けられ
る光学的なシャッタ、３は撮像装置がカラー撮像装置と
して実施された場合に用いられる３色分解光学系であり
、３ａはダイクロイックミラーの光学ブロック、３ｂ、
３ｃは光路長を合わせるための光学ブロック、ＰＰＣＥ
は光−光変換素子、４はハーフプリズム、５は光−光変
換素子ＰＰＣＥからの光学像情報を読出す際に用いられ
る読出し光の光源であり、この光源５としてはレーザ光
源、その他任意の光源が使用できる。

また、６はそれに入射した光束を平行光にして出射させ
るコリメータレンズ１，９はそれに入射した光束を記録
媒体１４の記録面に結像させるレンズ、７は偏光板（前
記した光源が所要の単波長光を出射できる光源の場合に
は偏光板７は不要である）、８は検光子、１０は消去光
Ｌｅ用の光源、１１はビームスプリッタ、１２は記録媒
体１４の送り出しリール、１３は波長板、１５は記録媒
体の巻取リリール、ＨＭＡは記録媒体１４を一方向（第
１図及び第３図中の矢印Ｖの方向）に一定の移送速度で
移送させる機構を備えている記録装置、Ｐｄｅｆｌはそ
れに供給された光束を縦、横方向（図中の矢印Ｖ、Ｈの
方向）に偏向する光偏向器、Ｐｄ　ｅ　ｆ２はそれに供
給された光束を横方向（第１図中の矢印Ｈの方向）に偏
向する光偏向器である。

第１図示の撮像装置において、被写体０の光学像は撮像
レンズ１と３色分解光学系３を介して、光−光変換素子
ＰＰＣＨに対し１例えば赤、緑。

青の３原色による３個の光学像として与えられる。

撮像装置がシャッタカメラとして構成されている場合に
は、光学的なシャッタ２が開いた状態で被写体Ｏの光学
像が撮像レンズ１によって光−光変換Ｍ　ｆ　Ｐ　Ｐ　
ＣＥに結像されることはいうまでもない。

光−光変換素子ＰＰＣＥとしては１例えば液晶型光変調
鼎、光伝導電性ポッケルス効果素子、マイクロチャンネ
ル型光変調器などのような空間変調素子、あるいはフォ
トクロミック材を用いて構成された素子などが使用でき
る。なお、光−光変換素子ＰＰＣＥとしては、記憶機能
を備えているものでも、あるいは記憶機能を有しないも
のでも。

目的に応じて選択使用できる。

第２図は光−光変換素子ＰＰＣＥとして使用できる光−
光変換素子ＰＰＣＥの構成原理を示す側断面図であり、
第２図に示されている光−光変換素子ＰＰＣＥにおいて
、Ｅｔｌ、Ｅｔ２は透明電極、ＰＣＬは光導電層部材で
あり、また、ＤＭＬは誘電体ミラー（書込み光と消去光
とを透過させ、読出し光を反射させるような波長選択特
性を有する誘電体ミラー）、ＰＭＬは例えば、ニオブ酸
すチ　　　゛ラム単結晶のような光変調材層部材、Ｌｗ
は書込み光、Ｌｒは読出し光、Ｌｅは消去光、ｖｂは電
源、ＳＷは切換スイッチである。前記の切換スイッチＳ
Ｗは光−光変換素子ＰＰＣＥに対して俸込み光Ｌｗを入
射させる際と読出し光を入射させろ際には、それの可動
接点Ｖが固定接点ｗｒ側に切換えられ、また、光−光変
換素子ＰＰＣＥに対して書込み光Ｌｗを入射させる際と
読出し光を入射させる際には、それの可動接点Ｖが固定
接点ｅ側に切換えられる。

光−光変換素子ＰＰＣＥにおける透明電極Ｅ　ｔｌ。

Ｅｔ２に対して電源ｖｂの電圧がスイッチＳＷの可動接
点Ｖと固定接点ｗｒとを介して与えられている状態にお
いて、被写体の光学像と対応している書込み光Ｌｗが、
光−光変換素子ＰＰＣＥの透明電極Ｅｔｌを透過して光
導電層部材ＰＣＬに入射すると、光導電層部材ＰＣＬは
それに入射された被写体の光学像に対応して電気抵抗値
が変化する。

それで、前記した光導電層部材ＰＣＬにおける誘電体ミ
ラーＤＭＬとの境界の部分には、被写体の光学像と対応
している電荷像が生じる。この電荷像は光−光変換素子
ＰＰＣＥにおける透明電極Ｅｔｔ、Ｅｔｚ間をスイッチ
ＳＷの可動接点Ｖと固定接点ｅとを介して同電位にした
状態において、光−光変換索子ＰＰＣＥの透明電極Ｅｔ
２側から消去光Ｌｅを入射させることにより消去できる
。

すなわち、消去モード時に光−光変換素子ＰＰＣＥの透
明電極Ｅｔ２側から入射された消去光Ｌａが光変調材層
部材ＰＭＬと誘電体ミラー（書込み光と消去光とを透過
させ、読出し光を反射させるような波長選択特性を有す
る誘電体ミラー）ＤＭＬとを透過して光導電層部材ＰＣ
Ｌに入射すると、光導電層部材ＰＣＬは前記の消去光Ｌ
ａによって電気抵抗値が低下して、光導電層部材ＰＣＬ
における誘電体ミラーＤＭＬとの境界の部分の電荷像が
消去されるのである。

また、前記した光導電層部材ＰＣＬにおける誘電体ミラ
ーＤＭＬとの境界の部分に生じている被写体の光学像と
対応している電荷像は、スイッチＳＷの可動接点Ｖと固
定接点ＷＲとを介して光−光変換素子ＰＰＣＥにおける
透明電極Ｅ　ｔｌ、　Ｅ　ｔ２に対して電ｇｖｂの電圧
が与えられている状態において、光−光変換素子ＰＰＣ
Ｅの透明電極Ｅｔ２から読出し光Ｌｒを入射させること
により、光−光変換素子ＰＰＣＥの透明ｆｔｔｔｉ４ｉ
Ｅｔ２側から光学像として読出すことができる。

すなわち、読出しモードにおいて光−光変換素子ＰＰＣ
Ｅの透明電極Ｅｔ２側から入射された読出し光Ｌｒは、
光変調材層部材ＰＭＬを透過して誘電体ミラー（書込み
光と消去光とを透過させ、読出し光を反射させるような
波長選択特性を有する誘電体ミラー）ＤＭＬに達し、そ
こで反射されて再び光変調材層部材ＰＭＬを透過して光
−光変換素子ＰＰＣＥの透明電極Ｅｔ２側から出射する
が、前記のようにして光変調材層部材ＰＭＬ内を往復し
た後に光−光変換素子ＰＰＣＥの透明電極Ｅｔ２側から
出射した読出し光は、既述のように光導電層部材ＰＣＬ
における誘電体ミラーＤＭＬとの境界の部分に生じてい
る被写体の光学像と対応しでいる電荷像による電界によ
って偏光面が変化されているから、その出射光を検光子
に通過させることにより、検光子の出射光は被写体の光
学像と同じ光量変化を示す光学像となる。

そして、前記した読出し光として単波長光を使用するこ
とにより、充分に高い解像度を有する再生像が得られる
のである。

それで第１図示の撮像装置において、撮像レンズ１によ
り光−光変換素子ＰＰＣＥの透明電極Ｅｔｌ側に入射し
た被写体Ｏの光学像による書込み光Ｌｗは、光−光変換
素子ＰＰＣＨにおける光導電層部材ＰＣＬと誘電体ミラ
ーＤＭＬとの境界の部分に電荷像に変換される。また、
前記の電荷像が読出し光として単波長光が使用された場
合には。

被写体の光学像と情報内容の対応している単波長光情報
として光−光変換素子ＰＰＣＥから出射される。

第１図示のカラー撮像装置において、前記の単波長光の
読出し光Ｌｒは、光源５から放射された光が、偏光子７
によって特定な偏光面を有する直線偏光になされた後に
、光−陶器Ｐｄａｆｌにおいて第１図中の矢印Ｈ，Ｖの
ように直交する２方向に偏向されてコリメータレンズ６
に入射される。

そして、前記したコリメータレンズ６から出射された平
行光は、ビームスプリッタ１１を透過してハーフプリズ
ム４に入射され、ハーフプリズム４で光−光変換素子Ｐ
ＰＣＥの方に反射されて光−光変換素子ＰＰＣＨの透明
型１ＥｔＺ側に入射する。

そして、光−光変換素子ＰＰＣＥから出射される光は、
第２図を参照して既述したように前記のた被写体の光学
像と情報内容の対応している単波長光情報であり、その
光はハーフプリズム４を透過して光偏向器Ｐｄｅｆ２に
入射される。光偏向器Ｐｄ　ｅ　ｆ２では、それに入射
した光束を第１図中の矢印Ｈのように横方向だけに偏向
する。

光偏向器Ｐｄｅｆ２から出射した光束は、結像レンズ９
によって記録媒体１４の記録面上に結像されるが、前記
したように光−光変換素子ＰＰＣＥに入射された読出し
光Ｌｒはコリメータレンズ６によって光軸に平行になさ
れている光束であるから、前記した光−光変換素子ＰＰ
ＣＥから出射された光束も光軸に平行な光であり、従っ
て前記した結像レンズ９によって結像された光点は、第
１図中の矢印Ｈのように横方向の１本の直線状の軌跡を
描くことになる。

それで、前記した結像レンズ９の結像面に記録面が位置
されるようにして、前記した光点の直線状の軌跡に直交
する方向（第１図及び第３図中の矢印Ｖ方向）に連続的
に移送されている記録媒体１４には、第３図示のように
次々の１本の直線によって所要の情報が記録されること
になる。

第３図はこの第１図示の構成例の場合に記録媒体１４に
記録される記録画像の態様を示しており、第３図に示さ
れている四角な枠Ｒ，Ｇ、Ｂは、３原色像の各原色像Ｒ
，Ｇ、Ｂであり、前記の各原色像Ｒ，Ｇ、Ｂは記録媒体
１４の移送方向（矢印Ｖ）と直交する方向Ｈに並んでい
るとともに、記録媒体１４の移送方向（矢印■）にも並
んでいるようなものとなる。

前記した記録媒体としては、光によって記録できるもの
であれば、どのようなものでもよく、通常の感光性のあ
る記録媒体を使用できる他、高い解像度が得られるよう
な記録媒体として、例えば入射した光学像な電荷像とし
て記録できるような記録媒体を使用することは望ましい
実施例であり。

その場合に使用される記録媒体としては、例えばシリコ
シン樹脂、あるいはポリエステル等の材料を用いたもの
でもよい、なお、記録媒体１４としては、テープ状のも
の、ディスク状、シート状、その他どのような構成形態
のものであっても構わない。

前記した第１図に示す実施例の撮像装置は、それに信号
処理機能を付加したり、光電変換機能を付加したりして
もよいのであり、例えば、第１図中の光−光変換素子Ｐ
ＰＣＥから出射した単波長光情報をハーフプリズム４に
後続する別のハーフプリズムを介して信号処理装置に与
えて、その信号処理装置において、それに入射された光
学像情報を光電変換器（光電変換器としては、所要に応
じて２次元センサ、１次元センサ、フォトダイオード等
が選択使用できる）によって電気信号に変換し、その電
気信号により編集、トリミング、光増幅などの各種の信
号処理を行わせるようにしてもよい（信号処理装置とし
ては制御性の空間変調素子、可逆性の並列メモリ、制御
性の並列機能素子、制御性の機能結合素子などを用いて
構成されたものが使用されてもよく、また、前記した信
号処理装置で光並列信号処理が行われるようになされで
もよい）。

また、記録媒体１４における光学像情報の記録再生がフ
オログラフィー法で行われるようにしてもよく、その場
合には結像レンズ９から入射されている記録媒体１４の
記録面に対してフオログラムの撮影時と光−電荷変換素
子ＰＣＣＥからの波面再生時とに共用される可干渉光を
照射させるようにする。それにより記録面１４の記録面
には被写体の光学像に対応したフオログラムが形成記録
される。

なお、前記した第１図示の実施例の撮像装置によって記
録媒体１４に電荷像として記録された情報は、記録媒体
の記録面に針状電極、多針電極などを接近させて、電荷
像として記録されている情報を静電的に読出すようにし
たり、あるいは、記録媒体１４にの記録面に透明電極と
光変調材層部材と誘電体ミラーとの積層構造された状態
の情報読出し用ヘッドにおける誘電体ミラー側を接近さ
せて、前記の情報読出し用ヘッドにおける透明電極側か
ら読出し光を入射させ、前記した情報読出し用ヘッドに
入射された光が透明電極→光変調材層部材→と誘電体ミ
ラー→光変調材層部材→透明電極の経路によって再び前
記の情報読出し用ヘッドにおける透明電極から出射した
光を検光子に与えて、記録媒体１４の記録面の電荷像の
電荷量のパターンと対応している光量パターンを有する
光学像として再生したり、前記のようにして得た光学像
を光電変換して電気信号に変換したりすることにより高
精細度を有する情報として読出すことができる。

光−光変換素子ＰＰＣＥに対する消去動作は、光ｆｉｌ
Ｏから放射した光を用いて行うことができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように本発明
の撮像装置は、２つの透明電極の間に少なくとも光導電
層部材と誘電体ミラーと光変調材層部材とを備えて構成
された光−光変換素子に対して、撮像レンズによって被
写体の光学像を結像させる手段と、前記した光−光変換
素子から光を用いて被写体の光学像と対応する光学像情
報を読出すとともに、その読出された光学情報による光
点を空間中における略々同一の位置に１本の直線を描く
ような態様で結像させる手段と、前記した光学情報の結
像位置に記録面が位置し、かつ、前記した光学情報によ
って空間に描かれた直線に略々直交する方向に連続的に
移動する記録媒体を設けてなる撮像装置であるから、こ
の本発明の撮像装置においては光−光変換素子から光を
用いて読出した被写体の光学像と対応する光学情報を２
機先的な形状のものとして記憶部材に記憶させる場合で
も、記憶部材を一方向に連続的に一定の速度で移送させ
るだけの簡単な構成の移送機構を用いることができ、従
来のように複雑な機構を採用して記録媒体を間欠駆動に
より移送させる必要はなく、したがって、本発明によれ
ば高精細度を有する情報を読出し記録できるとともに既
述した従来の欠点を良好に解決できる高解像度の再生像
を撮像できる撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置の実施例の概略構成を示すブ
ロック図であり、また、第２図は本発明の撮像装置の構
成中で使用される光−光変換素子の構成原理を説明する
ための側断面図、第３図は本発明の撮像装置によって記
録媒体に記録されたパターンの説明例を示す平面図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２つの透明電極の間に少なくとも光導電層部材と誘電体
   ミラーと光変調材層部材とを備えて構成された光−光変
   換素子に対して、撮像レンズによって被写体の光学像を
   結像させる手段と、前記した光−光変換素子から光を用
   いて被写体の光学像と対応する光学像情報を読出すとと
   もに、その読出された光学情報による光点を空間中にお
   ける略々同一の位置に１本の直線を描くような態様で結
   像させる手段と、前記した光学情報の結像位置に記録面
   が位置し、かつ、前記した光学情報によって空間に描か
   れた直線に略々直交する方向に連続的に移動する記録媒
   体を設けてなる撮像装置