JPH03236687A - 光電変換装置、映像記録装置、及び映像再生装置 - 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】

本発明は固体撮像素子を有する光電変換装置及び映像記
録装置、及び映像再生装置に関する。

【発明の概要】

本発明は光学的結像手段と該結像した像を電気的情報に
変換する固体撮像素子とを有する光電変換装置において
、光学的に結像される像と該固体撮像素子との相対位置
関係を、該固体撮像素子面と同一平面上で変化させる手
段を有し該相対位置関係が異なる複数の位置で、光学的
に結像した像情報を該固体撮像素子から電気的情報とし
て取り出す手段を有し、取り出した上記電気的情報を加
工することにより低ノイズでかつ高分解能の光電変換装
置を提供し、また該光電変換装置からの該相対位置が異
なる複数の位置での該電気的情報を記録する映像記録装
置Ａを提供し、また該映像記録装置に記録された該電気
的情報を読みだし合成する映像再生装置を提供し、更に
該光電変換装置からの該相対位置が異なる複数の位置で
の該電気的情報を合成する手段と該合成電気的情報を記
録する手段をもつ映像記録装置ｔＢを提供するものであ
る。 また該固体半導体撮像素子から取り出した電気的情報に
より、該光学的結像と該固体半導体撮像素子との相対的
位置関係を検出し制御する手段を有することにより最適
な該相対的位置関係を容易に維持できるよう制御するこ
とを特徴とする光電変換装置を提供するものである。

【従来の技術】

従来の光学的レンズ等の光学的結像手段と固体撮像素子
により、光学的に結像した固体撮像素子上の情報をとり
だす光電変換装置での固体撮像素子は、光電変換と蓄積
の機能をもち一次元または二次元に配列された画素群と
各画素に蓄積された信号電荷を時系列的に順次取り出す
走査機能を持つ回路とを有している。ここで二次元の固
体撮像素子についてみてみると走査方式で二つに大別出
来る。一つは撮像管における電子ビーム走査の方法を、
原理的にそのまま集積回路に置き換えたものでＭＯＳ等
を用いたもので各画素に順次選択パルスを送りそこに蓄
積された信号電荷を読みだしていくＸＹアドレス走査方
式であり、もうひとつは自己走査（転送）ＩＪ能を持つ
ＣＣＤ等を用いたもので各画素に蓄積された信号電荷を
一方向に順次転送しながら、最後に信号として取り出し
ていく方法で電荷転送方式といわれている。 また、ＭＯＳ、ＣＣＤ　　等を組み合わせた方法も発表
され実現されてきているが、いずれの場合も画像情報は
水平方向に走査され時間的に直列に出力され、次に一水
平走査が終了すると垂直方向に一画素分下の水平方向の
走査に移るというように、二次元の画像情報をＴＶの映
像信号のように水平走査の繰り返しにより取り出してい
る。 この取り出されたアナログ画素情報を、ノイズ削減や垂
直解像度をあげるため等、アナログまたはデジタル的に
異なる画素情報どうしで合成処理する方法はよく知られ
ているが、従来の場合はいずれも光学的に結像した固体
撮像素子面上の情報を、光学的結像と該固体撮像素子と
の相対的位置関係を固定したまま取り出しており、本発
明のように光学的結像と該固体撮像素子との相対的位置
関係を、該固体撮像素子面と同一平面上で変化させ、相
対位置関係が異なる複数の位置で光学的に結像した像情
報を該固体撮像素子から電気的情報として取り出す方法
は例が無かった。

【発明が解決しようとする課題】

ここで注意しなければならないのは固体撮像素子上に二
次元的に各画素が配置されているといっても、下記に述
べるような要因により実質的に光電変換に寄与するホト
ダイオードの面積は画素領域すべてではない点である。 一般的にＭＯＳ形、ＣＣＤ形いずれの場合も固体撮像素
子特有の問題をかかえており、その代表的なものは偽信
号の発生でありブルーミングとスミアである。プルーミ
ングとは、強い光の入射によって光電変換部が飽和し、
そこから溢れ出た過剰電荷に基づく偽信号であり、走査
部分にあふれた成分は縦縞状にあられれることが多いが
、周囲ににじみ出る成分もある。またスミアはこれ以外
の経路を通じて、所定の光電変換部から他へ、電気的、
光学的に漏れた成分に基づくもので、やはり縦（あるい
は横）縞状に生じるものが多いが、輪郭がぼけて周囲に
広がる成分もあり、弱光のレベルから生じているが強い
光で目立つようになる。このため各画素に蓄えられた信
号電荷が隣に拡散していかないようにチャンネルストッ
パ領域を設けたりする対策がとられており実質的に光電
変換する部分以外の平面的領域が必要である。またＣＯ
Ｄの場合は転送路が各画素の隣に必要であり、ＭＯＳの
場合は各画素にスイッチング用トランジスタが必要であ
り、いづれの場合も実質的に光電変換するホトダイオー
ド部分以外の平面的領域を必要とし、一画素分の面積す
べてを光電変換に使用しているわけではなく、これが光
電変換効率を落とす要因となっている。 近年画像品質が重要視されてきており、このため画像情
報の分解能を上げようとした場合、従来の方法では絶対
画素数を増やす必要があり、各画素の面積を同じとすれ
ば固体撮像素子のサイズが大きくなり製造上の歩留まり
も悪くなる。また固体撮像素子のサイズが大きくなると
光学的レンズ系も大きくなってしまうという欠点があっ
た。また各画素自体を微細化しようとした場合は、もと
もと上記の説明で述べたように光電変換効率が良くない
うえに微細化により光電変換出力は更に弱くなり信号と
ノイズとの比率いわゆるＳ／Ｎ比は悪化する。また画素
の微細化により固体撮像素子のサイズが同一であっても
製造上の歩留まりは悪化する。このように高解像度をめ
ざす方向はコストアップ及び信号とノイズとの比Ｓ／Ｎ
の悪化の方向と一致する等、多くの困難をかかえている
。 ＭＯＳ型、ＣＣＤ型とも各種の方式が実現されてきてい
るが、代表的な従来例として第１９図にインタライン型
ＣＣＤの構成図をしめす。簡単なモデルとして画素が６
Ｘ６の計３６個で説明する。 １０１から１３６の斜線部分は感光部で、１４１から１
４６は垂直ＣＯＤである。１４７は水平ＣＣＤで１４８
は出力の増幅器である。第２０図はインタライン型ＣＣ
Ｄの断面構造図であり、１５１は基板表面に形成された
Ｎ十拡散層で上部からの入射光１５８に反応するホトダ
イオード部であり、１５２はＰ型拡散層、１５３はＮ−
拡散層で垂直ＣＯＤである。１５４．１５５はＰ十拡散
層でチャンネルストッパである。　　１５６の斜線部は
酸化シリコンで絶縁体である。１５７はアルミシールド
である。第２０図で明白なように二次元ＣＯＤでの固体
撮像素子面には水平方向にホトダイオード以外の非光電
変換領域が存在しており、同様に垂直方向の画素間にも
非光電変換領域が存在している。 第２１図に従来の光電変換装置で、光の情報を電気的情
報に変換するブロック構成図を示す。被写体３５０から
の光学的情報４００が光学的結像手段３７０により光学
的結像情報４１０に変換され更に固体撮像素子３６０に
より電気的情報４２０としてとりだされる。更に第２２
図に具体的な従来での光学的結像手段と該結像した像を
電気的情報に変換する固体撮像素子とを有する光電変換
装置をしめす。１７１は光学的結像手段としての代表的
なレンズである。１７２は固体撮像素子で被写体１７３
の固体撮像素子上の結像を１７４でしめす。第２３図は
１７２の固体撮像素子上で結像した像１７４をしめす。 ２０１から２３６は各画素のホトダイオード部であり前
述のとおりこのホトダイオード部のみが光電変換部であ
りその他の部分は非光電変換領域である。このためホト
ダイオード部分以外では被写体の像が結像していても電
気的に像は検出できない。言い替えれば光学的結像装置
の分解能がいくら高くても実際に電気的に取り出すこと
が出来る情報は２０１から２３６のホトダイオード部で
示される３６個のいわゆる窓から見える部分のみである
。 公知の例であるため、動作の詳細な説明は省略するが、
２／３インチ光学系のＣＯＤで２５万画素のものでｌＩ
Ｉ素ピッチが水平方向に１８ミクロンでありこの１８ミ
クロンのなかにホトダイオードとＴＧ（トランスファゲ
ート）と垂直ＣＯＤがはいっている。最近の１／２イン
チ光学系の４０万画素のＣＯＤでは、１画素ピッチが約
８．５ミクロンである。また入射光が利用されるホトダ
イオード部の開口部は２５から３０パーセントであり、
光電変換効率が良くないうえに微細化にまり光電変換出
力は更に弱くなり信号とノイズとの比率いわゆるＳ／Ｎ
比は悪化してしまう、ここでは従来例としてＣＣＤ型で
説明したが、ＭＯＳ型の場合も同様の問題点をもってい
る。 そこで本発明の目的とするところは、コストアップ及び
信号とノイズとの比Ｓ／Ｎの悪化させることなしに、高
解像度な光電変換装置を提供することである。 更に該光電変換装置からの電気的映像情報を記録及び再
生する装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

本発明の光学的に結像される像と該固体撮像素子との相
対位置関係を、該固体撮像素子面と同一平面上で変化さ
せる手段を有し該相対位置関係が異なる複数の位置で、
光学的に結像した像情報を該固体撮像素子から電気的情
報として取り出し、複数の電気的情報を合成加工するこ
とを特徴としまた該固体半導体撮像素子から取り出した
電気的情報を、合成前に映像情報としてメモリ、または
磁気ディスク、磁気テープ等の磁気媒体等を使用する記
録装置に記録し、次に記録された情報を読みだし後金成
し再生すること、あるいは該固体半導体撮像素子から取
り出した電気的情報を、合成後記録装置に映像情報とし
て記録し、また記録された情報を読みだすことを特徴と
する。 また該固体半導体撮像素子から取り出した電気的情報に
より、該光学的結像と該固体半導体撮像素子との相対的
位置関係を検出し制御する手段を有することにより最適
な該相対的位置関係を容易に維持できるよう制御するこ
とを特徴とする。

【作用】 本発明の上記の構成によれば、各画素の実質的に光電変
換する領域（ホトダイオード領域）と非光電変換領域と
に光学的に結像したおのおのの撮像素子面上の情報を、
光学的結像と該撮像素子との相対的位置関係を該撮像素
子面と同一面上で変化させ、同一の被写体の相対位置関
係が異なる複数の位置で、光学的に結像した像情報を該
固体撮像素子から電気的情報として取り出し、複数の電
気的情報を合成加工することにより従来不可能であった
非光電変換領域に光学的に結像した撮像素子面上の情報
をも取り出すことを可能とする。 該固体半導体撮像素子から取り出した電気的情報である
映像情報を、合成前または合成後に記録装置に記録する
。合成前に記録された場合は記録装置から情報を読みだ
し後、合成し映像情報を再生する。 また該固体半導体撮像素子から取り出した電気的情報に
より、該光学的結像と該固体半導体撮像素子との相対的
位置関係を検出し制御する手段を有することにより最適
な該相対的位置関係を容易に緯持できるよう制御する。

【実施例】

第１図は、本発明の実施例における光電変換装置部分の
ブロック構成図を示す。被写体３５０からの光学的情報
４００が光学的結像手段３７１により光学的結像情報４
１１に変換され更に固体撮像素子３６１により電気的情
報４２０としてとりだされる。ここまでは第２１図の従
来例と同じである。異なるのは結像・撮像素子相対位置
変更制御信号４３０により、結像・撮像素子相対位置変
更手段３９０が、光学的結像手段３７１と固体撮像素子
３６１の少なくとも片方を動かすことにより、光学的結
像情報４１１と固体撮像素子３６１の該相対的位置関係
を固体撮像素子面と同一平面上で変化させ、相対位置が
異なる複数の位置で、光学的結像情報４１１を固体撮像
素子３６１から電気的情報４２０として取り出す手段を
有していることである。 第２８図は、本発明の別の実施例におけるブロック構成
図を示す。被写体３５０からの光学的情報４００が光学
的結像手段３７１により光学的結像情報４１１に変換さ
れ更に固体撮像素子３６１により電気的情報４２０とし
てとりだされる。ここまでは第２１図の従来例と同じで
ある。異なるのは結像・撮像素子相対位置変更制御信号
４３０により、結像・撮像素子相対位置変更手段３９０
が、光学的結像手段３７１と固体撮像素子３６１の少な
くとも片方を動かすことにより、光学的結像情報４１１
と固体撮像素子３６１の該相対的位置関係を固体撮像素
子面と同一平面上で変化させ、相対位置が異なる複数の
位置で、光学的結像情報４１１を固体撮像素子３６１か
ゲ電気的情報４２０として取り出す手段を有しているこ
とである。 この第２８図が、本発明の実施例におけるブロック構成
図である第１図と異なるのは、また結像・撮像素子相対
位置検出制御手段５００は電気的情報４２０を入力信号
とし該相対位置を検出し、該相対位置変位量を最適化す
るように結像・撮像素子相対位置変更制御信号４３０を
出力し、結像・撮像素子相対位置変更手段３９０を制御
する点である。 言い替えれば、該相対位置関係が異なる複数の位置で光
学的に結像した像情報の電気的情報により、該光学的結
像と該固体半導体撮像素子との相対的位置関係を検出し
制御することによって、機械的該相対位置の変位量を最
適化するように自動的に調整できる機能を有している。 第２９図は第２８図の本発明の実施例におけるブロック
構成図での、結像・撮像素子相対位置検出制御手段５０
０ブロツクの実施例を示す。一般的には結像・撮像素子
相対位置変更制御信号４３０は、−本の制御信号として
説明するが、後述する第２図以降の本発明での実施例で
示すように該相対位置を変化させる方向が複雑になる場
合、当然結像・撮像素子相対位置変更制御信号４３０も
該変化方向を制御する信号と変位量を制御する信号とを
別々に考慮していく必要が生じて来る。 しかしここでは結像・撮像素子相対位置変更制御信号４
３０は、基準電位に対して正負両方向に変化する信号と
し、正負で該相対位置を変化させる方向を示し、その絶
対値で変位量を示す信号として説明することとする。当
然正負の繰り返し周波数が結像・撮像素子相対位置変更
周波数と一致する。 電気的情報４２０は、電気的情報合成手段６００に入力
され、結像・撮像素子相対位置方向基準信号発生手段６
０２の出力である結像・撮像素子相対位置方向基準信号
４２３により制御され合成され合成電気信号４２１とな
る。この電気的情報合成手段６００は更に詳しく説明す
れば、ひとつの結像・撮像素子相対位置で取り出された
電気的情報４２０を、遅延素子または記憶素子により遅
らし、別の結像・撮像素子相対位置で取り出された電気
的情報４２０とを合成するもので、出力である合成電気
信号４２１は複数の結像・撮像素子相対位置で取り出さ
れた電気的情報４２０がちょうど該撮像素子での物理的
結像位置の順で取り出されるように合成される。実際に
結像の電気的情報としての信号は、この合成電気信号４
２１から使用してもよいし、また別途電気的情報４２０
から、別の合成手段を使用してもよい。 この合成技術は、現在テレビ、ビデオ等で実現されてい
る高画質化技術のひとつである、走査線の縦方向でとな
りあった映像信号の合成技術の応用として実現可能であ
る。この場合本発明のブロック図では省略しであるが、
テレビ、ビデオ等での映像信号合成技術と同様、撮像素
子からの電気的情報４２０とともに水平、垂直の同期信
号が必要である。 該合成電気信号４２１は高周波成分検出手段６０１に入
力され、合成電気信号４２１が高周波成分が大きいほど
高周波検出出力４２２は大きくなる。 制御部６０３はこの高周波検出出力４２２により結像・
撮像素子相対位置方向基準信号４２３を基準に結像・撮
像素子相対位置の変位量を決定して結像・撮像素子相対
位置変更制御信号４３０を出力する。第２図以降で詳細
に説明するが、ちょうど適切な変位量になったときに、
該合成電気信号４２１は、もつとも高周波成分が多くな
り、高分解能の光電変換装置として機能する。つまり変
位量を変化させ、該合成電気信号４２１が最も高周波成
分が多くなるよう自動調整すればよい。 この技術は、ビデオカメラ等で使用されるオートフォー
カス技術でいわゆるパッシブ型でコントラスト検出方式
のなかでピエゾオートフォーカスと呼ばれるものと同様
な技術で実現可能である。 このピエゾオートフォーカス方式では、撮像素子をピエ
ゾ素子で動かし、ピントがあって画像の輪郭がはっきり
すると、映像信号に高周波成分が多くなるのでその成分
を調べこれをピント電圧とする方法である。 本発明では光学的結像と該撮像素子との相対的位置関係
を該撮像素子面と同一面上で変化させ方式であり、前述
のピエゾオートフォーカス方式では、光学的結像と該撮
像素子との相対的位置関係を該撮像素子面と鉛直方向つ
まりピントが変化する方向で変化させ方式であり、該相
対位置の変化方向及び目的とするところは全く異なるが
、−殻内な相対的位置関係を制御する方式としては、従
来技術の応用で可能である。 また本発明では、被写体からの光学的情報を利用して該
相対位置の変位量を調整する方法である。 被写体自体が急激に移動する場合、また被写体自体がコ
ントラストが弱く、得られた電気的情報にあまり高周波
成分がない場合等が考えられる。被写体のこのような状
態は、−ｇにいわゆるパッシブ型でコントラスト検出方
式でのオートフォーカス方式でもピントの迷いとしてあ
られれるが、これを解決するための方法と同様に、本発
明の場合でも第２９図での制御部６０３内で、制御に適
当な時定数を設定する方法、また変位量設定メモリを設
けて適切な変位量の状態を記憶しておく等の方法で対処
可能である。 更に本発明では使用する映像信号として、光学的に結像
される像と該固体撮像素子との相対位置関係を、該固体
撮像素子面と同一平面上で変化させ、該相対位置関係が
異なる複数の位置で、光学的に結像した像情報を該固体
撮像素子から電気的情報として取り出し、複数の電気的
情報を合成したものを使用していることに特徴がある。 この合成技術も前述の通り、テレビ、ビデオ等での高画
質技術を応用して可能であるため、第２９図での結像・
撮像素子相対位置検出制御手段５００のブロック内の実
施例は、他の方法も考えることができるが、更なる詳細
な説明は省略する。 また電気的情報合成手段６００、高周波成分検出手段６
０１等の結像・撮像素子相対位置検出制御手段５００の
一部は、固体撮像素子３６１内につくり込むことも可能
である。 結像・撮像素子相対位置検出制御手段５００のブロック
は共通であるため省略して説明する。つまり、結像・撮
像素子相対位置変更手段３９０を制御する結像・撮像素
子相対位置変更制御信号４３０自体は、上記省略した結
像・撮像素子相対位置検出制御手段５００のブロックか
ら発生されるものとして説明する。 また別の言い方をすれば本発明の実施例である第２８図
以外の方法で該相対位置を制御する方法も含めたものが
本発明の第１図の実施例のブロック図であり、第２図か
ら第７図までは、本発明の第１図に相当する実施例の更
に具体的な実施例である。 次に第２図から第７図に具体的な実施例をしめすが、前
述の通り結像・撮像素子相対位置変更手段３９０は光学
的結像手段３７１と固体撮像素子３６１の両方を動かす
必要はなく、片方のみでもかまわないことを前提に説明
、していく。 第２図は、本発明の実施例における構成図であり、１７
１は光学的結像手段としての代表的なレンズであり、１
７２は固体撮像素子で被写体１７３の固体撮像素子上の
結像が１７４であり、１７５は光学的に結像される像と
該固体撮像素子との相対位置関係を、該固体撮像素子面
と同一平面上で変化させる部品である。ここでは１７５
は１７２の固体撮像素子の下部につけであるが、模式的
に示したもので一部が１７２の固体撮像素子に固定され
他の部位が固定されていて、例えばピエゾ素子のような
電気的信号により機械的変位を起こすものであればよい
。つまり１７２の固体撮像素子を左右に変位させること
ができれば取付位置は下部にこだわらず左右上下または
裏側でもかまわない。矢印で示すＬ方向は１７２の固体
撮像素子が左に動くことを示し、また矢印で示すＲ方向
は１７２の固体撮像素子が右に動くことを示す。 第３図は本発明の別の実施例２での構成図であり、第２
図と同様に１７１は光学的結像手段としての代表的なレ
ンズであり、１７２は固体撮像素子で被写体１７３の固
体撮像素子上の結像が１７４である。　　第２図と異な
るのは、光学的に結像される像と該固体撮像素子との相
対位置関係を、該固体撮像素子面と同一平面上で変化さ
せるために、１７２の固体撮像素子を動かすのではなく
、光学的結像装置側で動かすことである。ここでは動か
す部品１７６を１７１のレンズの下部につけであるが、
第２図と同様に模式的に示したもので一部が１７１のレ
ンズに固定され他の部位が固定されていて、例えばピエ
ゾ素子のような電気的信号により機械的変位を起こすも
のであればよい。 またこの場合は１７１のレンズを動かすのみに限らず、
１７２の固体撮像素子上に結像した像１７４を、光学的
結像装置側で動かすものであればよく、例えば光路上に
ミラーとかプリズムを置き、方向を変える方法も考えら
れる。この点については別の実施例として第１４．１５
．１６．１８図でのブロック構成図で後述する。矢印で
示すＬ方向は１７１のレンズが右方向に動き、相対的に
第２図の場合と同様に結像された像１７４に対して。 １７２の固体撮像素子が左に動くことを示し、また矢印
で示すＲ方向は１７１のレンズが左方向に動き、相対的
に第２図の場合と同様に結像された像１７４に対して１
７２の固体撮像素子が右に動くことを示す。 第４図は本発明の更に別の実施例３であり、第２図は１
７２の固体撮像素子を左右に動かすのに対し第４図は１
７２の固体撮像素子を上下に動かす場合である。１７７
は第２図の１７５に相当する部品である。Ｕ方向は１７
２の固体撮像素子が上に動くことを示し、また矢印で示
すＤ方向は１７２の固体撮像素子が下に動くことを示す
。 第５図は本発明の更に別の実施例４であり、第３図は１
７２の固体撮像素子上に結像した像１７４を光学的結像
装置側で左右に動かすのに対し第５図は上下に動かす場
合である。１７８は第３図の１７６に相当する部品であ
る。矢印で示すＤ方向は１７１のレンズが上方向に動き
、相対的に第２図の場合と同様に結像された像１７４に
対して１７２の固体撮像素子が下に動くことを示し、ま
た矢印で示すＵ方向は１７１のレンズが下方向に動き、
相対的に第２図の場合と同様に結像された像１７４に対
して１７２の固体撮像素子が上に動くことを示す。 第６図は本発明の更に別の実施例５であり、第２図と第
４図の組合せた例であり固体撮像素子を上下、左右に動
かすことが出来る。 第７図は本発明の更に別の実施例６であり、第３図と第
５図の組合せた例であり、第６図と同様に相対的に結像
された像１７４に対して、１７２の固体撮像素子を上下
、左右に動かすことが出来る。そのほか第６図、第７図
の実施例とは別に、第２図と第５図の組合せ、または第
３図と第４図の例を組み合わせることによって、左右、
上下の動作を固体撮像素子と光学的結像手段に分けるこ
とも可能である。 第８図（ａ）、第８図（ｂ）は、本発明の第２図、第３
図の実施例１．２の場合の固体撮像素子１７２上に結像
した像１７４と２０１から２３６の各画素のホトダイオ
ード部との位置関係を示す図である。第８図（ａ）は固
体撮像素子１７２上に結像した像１７４に対して相対的
に固体撮像素子１７２が水平方向で左側に変位した場合
であり、第８図（ｂ）は結像した像１７４に対して相対
的に固体撮像素子１７２が水平方向で右側に変位した場
合である。第８図（ａ）と第８図（ｂ）との場合の固体
撮像素子１７２の水平方向の変位量は１／２画素ピッチ
である。前述のとおりこのホトダイオード部のみが光電
変換部でありその他の部分は非光電変換領域である。こ
のためホトダイオード部分以外では被写体の像が結像し
ていても電気的に像は検出できない。　　言い替えれば
光学的結像装置の分解能がいくら高くても実際に電気的
に取り出すことが出来る情報は２０１から２３６のホト
ダイオード部で示される３６個の窓から見える部分のみ
である。第８図（ａ）と第８図（ｂ）のホトダイオード
部の窓からは、結像された像１７４のみえる部分が異な
るため、両者の電気的情報を取り出し合成することによ
り解像度をあげることが可能である。　　第９図は第８
図（ａ）と第８図（ｂ）の両者の合成された窓と、結像
された像１７４の関係を示す。この場合は図から明かな
ように水平解像度をあげることが可能である。 第１０図（ａ）、第１０図（ｂ）は、本発明の第４図、
第５図の実施例３．４の場合の固体撮像素子１７２上に
結像した像１７４と２０１から２３６の各画素のホトダ
イオード部との位置関係を示す図である。第１０図（ａ
）は固体撮像素子１７２上に結像した偉１７４に対して
相対的に固体撮像素子１７２が垂直方向で上側に変位し
た場合であり、第１０図（ｂ）は結像した像１７４に対
して相対的に固体撮像素子１７２が垂直方向で下側に変
位した場合である。第１０図（ａ）と第１０図（ｂ）と
の場合の固体撮像素子１７２の垂直方向の変位量は１／
２画素ピッチである。第８図（ａ）と第８図（ｂ）の組
合せと同様に、第１０図（ａ）と第１０図（ｂ）のホト
ダイオード部の窓からは、結像された像１７４のみえる
部分が異なるため、両者の電気的情報を取り出し合成す
ることにより解像度をあげることが可能である。 第１１図は第１０図（ａ）と第１Ｏ図（ｂ）の両者の合
成された窓と、結像された像１７４の関係を示す。この
場合は図から明かなように垂直解像度をあげることが可
能である。 第１２図（ａ）、第１２図（ｂ）、第１２図（Ｃ）、第
１２図（ｄ）は、本発明の第６図、第７図の実施例５．
６の場合の固体撮像素子１７２上に結像した像１７４と
２０１から２３６の各画素のホトダイオード部との位置
関係を示す図である。 第１２図（ａ）は固体撮像素子１７２上に結像した像１
７４に対して相対的に固体撮像素子１７２が垂直方向で
上側にかつ水平方向に左側に変位した場合であり、第１
２図（ｂ）は固体撮像素子１７２上に結像した像１７４
に対して相対的に固体撮像素子１７２が垂直方向で上側
にかつ水平方向に右側に変位した場合であり、第１２図
（Ｃ）は固体撮像素子１７２上に結像した像１７４に対
して相対的に固体撮像素子１７２が垂直方向で下側にか
つ水平方向に左側に変位した場合であり、第１２図（ｄ
）は固体撮像素子１７２上に結像した像１７４に対して
相対的に固体撮像素子１７２が垂直方向で下側にかつ水
平方向に右側に変位した場合である。第１２図（ａ）、
第１２図（ｂ）、第１２図（Ｃ）、第１２図（ｄ）との
場合の固体撮像素子１７２の水平、垂直方向の変位量は
１７２画素ピッチである。第８図（ａ）と第８図（ｂ）
の組合せと同様に、第１２図（ａ）、第１２図（ｂ）、
第１２図（Ｃ）、第１２図（ｄ）のホトダイオード部の
窓からは、結像された像１７４のみえる部分が異なるた
め、４つの電気的情報を取り出し合成することにより解
像度をあげることが可能である。水平方向、垂直方向と
は個別に合成することも可能である。 第１３図は、第１２図（ａ）、第１２図（ｂ）、第１２
図（ｅ）、第１２図（ｄ）の４つの合成された窓と、結
像された像１７４の関係を示す。この場合は水平、垂直
ともに解像度をあげることが可能である。 いずれの場合も取り出した電気的信号を必要に応じて合
成することは、アナログ的にはＣＯＤ等により、ディジ
タル的にはメモリ等を使用することにより容易に実現可
能である。更にこの合成手段を、該固体撮像素子上に、
造り込み１チツプ化することも実現可能である。 第１４図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図
を示す。以下本発明の実施例第１図の場合と対比しなが
ら説明する。被写体３５０からの光学的情報４００が光
学的結像手段３７２により光学的結像情報４１２に変換
され光路内の結像位置変更手段３９２により光の向きを
変えられ光学的結像情報４１３となり、更に固体撮像素
子３６１により電気的情報４２０としてとりだされる。 ここで本発明の第１図の実施例のブロック構成図の場合
と異なるのは第１図で結像・撮像素子相対位置変更制御
信号４３０により、結像・撮像素子相対位置変更手段３
９０が、光学的結像手段３７１自体を直接動かすのに対
して、第１４図では光学的結像手段３７２を通った光学
的結像情報４１２の光の向きを光路的結像位置変更手段
３９２によって動かし、光学的結像情報４１３として固
体撮像素子３６１上に結像させ電気的情報４２０として
とりだすことである。また結像・撮像素子相対位置変更
制御信号４３０により、結像・撮像素子相対位置変更手
段３９１が、固体撮像素子３６１を動かし、光学的結像
情報４１３と固体撮像素子３６１の相対的位置関係を、
固体撮像素子面と同一平面上で変化させ、相対位置が異
なる複数の位置で、光学的結像情報４１３を固体撮像素
子３６１から電気的情報４２０として取り出す点は本発
明の第１図の場合と同様である。具体的な光路内結像位
ｉ変更手段３９２としては、光路内に光学的鏡を置き電
気的制御信号により鏡自体を動かし光の向きを変える方
法、また光路内に光を屈折透過する物体を置き電気的信
号により、該物体の位置を変更する方法、また光路内に
電気的信号で通過する光の向きをかえる物体を置く方法
等反射、屈折、透過等光の性質を利用した方法により実
現可能である。更に第１図の場合と同様に固体撮像素子
３６１を動かす結像・撮像素子相対位置変更手段３９１
が無く光路的結像位置変更手段３９２のみで、光学的結
像情報４１３と固体撮像素子３６１の相対的位置関係を
、固体撮像素子面と同一平面上で変化させるような別の
実施例も可能である。 第１５図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図
を示す。以下第１４図の場合と対比しながら説明する。 被写体３５０からの光学的情報４００が、光路変更手段
３９０により光の向きを変えられ光４０１となり次に光
学的結像手段３７２により光学的結像情報４１４に変換
され、更に固体撮像素子３６１により電気的情報４２０
としてとりだされる。ここで本発明の別の実施例である
第１４図のブロック構成図と異なるのは、第１４図での
光路的結像位置変更手段３９２と同等の作用をする第１
５図の光の向きを変える光路変更手段３９０が光学的結
像手段３７２の前にあることである。また結像・撮像素
子相対位置変更制御信号４３０により、結像・撮像素子
相対位置変更手段３９１が、固体撮像素子３６１を動か
し、光学的結像情報４１４と固体撮像素子３６１の相対
的位置関係を、固体撮像素子面と同一平面上で変化させ
、相対位置が異なる複数の位置で、固体撮像素子３６１
から光学的結像情報４１４を変換して電気的情報４２０
として取り出す点は本発明の第１４図の場合と同様であ
る。また具体的な光路変更手段３９０としては、第１４
図の場合の光路的結像位置変更手段３９２と同様な方法
で実現可能である。更に第１４図の場合と同様に固体撮
像素子３６１を動かす結像・撮像素子相対位置変更手段
３９１が無く光路変更手段３９０のみで、光学的結像情
報４１４と固体撮像素子３６１の相対的位置関係を、固
体撮像素子面と同一平面上で変化させるような別の実施
例も可能である。 第１６図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図
を示す。以下本発明の実施例第１４．１５図の場合と対
比しながら説明する。被写体３５０からの光学的情報４
００が光路可変機構付き光学的結像手段３７９により結
像及び光の向きを変えられる。光路可変機構付き光学的
結像手段３７９は第１の光学的結像手段３７４、光路変
更手段３９４、第２の光学的結像手段３７５により構成
され、光学的情報４００は第１の光学的結像手段３７４
により光学的結像情報４１５に変換され、次に光路変更
手段３９４により光の向きを変えられ光学的結像情報４
１６となり、次に第２の光学的結像手段３７５を通り光
学的結像情報４１７となり、更に固体撮像素子３６１に
より電気的情報４２０としてとりだされる。ここで本発
明の別の実施例の第１４．１５図のブロック構成図と異
なるのは光路変更手段３９４が二つの光学的結像手段３
７４．３７５の間にあることである。これは高精度の光
学的結像手段としては複数枚のレンズが使用されるのが
一般的であり、光路変更手段３９４が複数のレンズの間
にある場合の例である。 また結像・撮像素子相対位置変更制御信号４３０により
、結像・撮像素子相対位置変更手段３９１が、固体撮像
素子３６１を動かし、光学的結像情報４１７と固体撮像
素子３６１の相対的位置関係を、固体撮像素子面と同一
平面上で変化させ、相対位置が異なる複数の位置で、固
体撮像素子３６１により光学的結像情報４１７を電気的
情報４２０として変換して取り出す点は本発明の第１４
．１５図の場合と同様である。また具体的な光路変更手
段３９１としては、第１４図の場合の光路内Ｍ像位置変
更手段３９２と同様な方法で実現可能である。更に第１
４図の場合と同様に固体撮像素子３６１を動かす結像・
撮像素子相対位置変更手段３９１が無く光路変更手段３
９４のみで、光学的結像情報４１７と固体撮像素子３６
１の相対的位置関係を、固体撮像素子面と同一平面上で
変化させるような別の実施例も可能である。 第１７図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図
を示す。以下本発明の実施側薬１４．１５．１６図の場
合と対比しながら説明する。被写体３５０からの光学的
情報４００が光学的結像手段３７２により光学的結像情
報４１８に変換され、光路可変機構付き固体撮像素子３
６９によｒ）電気的情報４２０としてとりだされる。光
路可変機構付き固体撮像素子３６９は、結像・撮像素子
相対位置変更制御信号４３０によって制御される光路変
更手段３９６と固体撮像素子３６５により構成され、光
学的結像情報４１８は、電気的信号により制御される光
路変更手段３９６で光の向きを変えられ光学的結像情報
４１９となり、固体撮像素子３６５上に結像され電気的
情報４２０としてとりだされる。本発明の実施側薬１４
．１５．１６図の場合と異なるのは光路変更手段３９６
と従来の固体撮像素子３６５が一体化されて光路可変機
構付き固体撮像素子３６９を構成していることである。 光路変更手段３９６を含む光路可変機構付き固体撮像素
子３６９は、別の実施例である第１４．１５．１６図で
の光路を変更す、る手段のうち機械的要素を含まないで
電気的に光路を制御可能な手段、あるいは固体撮像素子
上に同一光電変換領域に光を誘導する微細化した２系統
以上の光路を形成し、それぞれの該光路を電気的信号に
より選択開閉する手段等を固体撮像素子３６５上に一体
構成する方法により実現可能である。この第１７図の実
施例は本発明の第１６図までの実施例とは少し異なるこ
とに注意が必要である。それは第１６図までの実施例が
、光学的に結像される像と該固体撮像素子との相対位置
関係を、該固体撮像素子面と同一平面上で変化させる手
段を有し該相対位置関係が異なる複数の位置で、光学的
に結像した像情報を該固体撮像索子から電気的情報とし
て取り出していたのに対し、正確に説明すればこの第１
７図の実施例では光路変更手段３９６が固体撮像素子と
一体化したために、光学的に結像される像と該固体撮像
素子との相対位置関係でなく、光学的に結像される像と
該固体撮像素子の光電変換領域との相対位置関係を該固
体撮像素子上の光電変換領域面と同一平面上で変化させ
る手段を有し該相対位置関係が異なる複数の位置で、光
学的に結像した像情報を該固体撮像素子から電気的情報
として取り出している点である。通常は上記固体撮像素
子面と、光電変換領域面は同一と解釈できる。 第１８図は、本発明の更に別の実施例でのブロック構成
図を示す。被写体３５０からの光学的情報４００が光学
的結像手段３７２により光学的結像情報４５０に変換さ
れ、更に光分割手段４６０により、光学的結像情報４５
１と他の光学的結像情報４５２に分割される。次に該光
学的結像情報４５１．４５２は光切り替え手段４６１に
より選択され、光学的結像情報４５３となり、固体撮像
素子３６１上に結像され電気的情報４２０としてとりだ
される。ここで光学的結像手段３７２、光分割手段４６
０、光切り替え手段４６１は、光学的結像情報４５１．
４５２の選択に応じて最終的に固体ｔｉ像素子３６１上
に結像される位置が異なるように物理的に配置すること
が可能であり、結像・撮像素子相対位置変更制御信号４
３０で光切り替え手段４６１を制御すればよい。またこ
こで光分割手段４６０はいわゆるハーフミラ−等で容易
に実現可能であり、光切り替え手段４６１は、いわゆる
液晶シャッタの組合せ等で容易に実現可能である。また
他の実施例からも推測できるように光学的結像手段３７
２を光切り替え手段４６１の後方に配置する等の実施例
も可能である。 以上の実施例で説明した方法以外にも、被写体からの光
路に光ファイバーを使用する方法、第１８図で示したよ
うに光路を複数に分割し後で光シヤツターを使用する方
法、また結像手段として単純な光学レンズのみにとどま
らず光の干渉縞現象を利用する全く異なる結像手段を使
用する方法等数多くの実施例が考えられるが、本発明の
方法は全て光学的に結像される像と該固体撮像素子（固
体撮像素子上の光電変換領域）との相対位置関係を、該
固体撮像素子面と同一平面上で変化させ、該相対位置関
係が異なる複数の位置で、光学的に結像した像情報を該
固体撮像素子から電気的情報として取り出すことである
。 また説明を簡単にするために固体撮像素子上の光電変換
領域と非光電変換領域を１対１とし、該相対位置移動量
を光電変換領域の繰り返しピッチの半分としているが、
本発明の方法は特に該相対位置の移動量が上記ピッチの
半分である必要はなく、その他の移動量であっても、電
気的情報を合成処理する後工程を変更することにより、
本発明の目的を達成することは可能である。 また、各実施例で該相対位置が異なる複数の位置で電気
的情報を取り出す場合、該相対位置の最適値は解像度の
最も良くなるところであり、読みだした電気的情報を合
成した後の合成電気的情報の高周波成分が最も増大する
ところでもある。この点に着目すれば、本発明のシステ
ムでの該相対位置を最適に制御する方法として、該相対
位置変位量を微少変化させ、本発明の該電気的情報を合
成した後の合成電気的情報の高周波成分を検出し積分処
理した値とを比較しながら、該積分処理値がピーク値に
なるように、フィードバックしながら該相対位置の制御
をすることも可能である。 この考え方の一実施例が前述の第２８図、第２９図であ
る。 更にまた本発明の方法の応用として、該結像・撮像素子
相対位置変更制御信号を固定しておけば本発明の方法よ
り低解像度の従来の光電変換装置としても使用可能であ
る。この点に着目すれば本発明の２回読み取り合成処理
する時間に比較して被写体自体の動きが早い場合は、従
来の光電変換装置として、また被写体自体の動きが遅い
場合１は本発明の高解像度の光電変換装置として使用す
る等、用途によって切り替えして使用することも容易に
実現可能である。この切り替え手段は用途により使用す
る人が判断して手動でスイッチを切り替えるのみにとど
まらず、現在ＴＶの技術として発展しつつあるＥＤＴＶ
での動き補償技術等、映像の電気的情報から映像の動き
があるかどうか判断してＴＶの走査方法を制御する技術
と同様に、被写体からの電気的情報から動きを検出判断
し、本発明の該結像・撮像素子相対位置変更制御信号を
制御、自動切り替えすることも可能である。更に切り替
えて使用する方法は、必要に応じて水平、垂直方向のみ
切り替える等、組み合わせで多くあり、本発明の方法は
前述の通りいずれも切り替えが容易であるため容易に実
現可能であり発展性は大である。 このように本発明のいずれの場合も取り出した電気的信
号を必要に応じて合成することが必要であるが、この合
成処理自体の実現にあたっては従来技術での合成処理技
術としてアナログ的にはＣＣＤ等により、ディジタル的
にはメモリ（ラインメモリ、フィールドメモｉへ　フレ
ームメモリ等）を使用することにより容易に実現可能で
ある。 また本発明とは全く異なるが、光学的に結像される像と
該固体半導体撮像素子との相対位置関係を該固体半導体
撮像素子面と垂直方向でピエゾ素子等により変化させ、
電気的情報を取り出し判断することにより、光学的なピ
ント合わせを自動でおこなういわゆるオートフォーカス
方式のビデオカメラが知られている。本発明の方法は、
上記のいわゆるピエゾオートフォーカス方式と制御（判
断）部分は一部と共用可能であり、組み合わせることも
容易に可能である。 次に該光電変換装置で得られた電気的情報を記録する方
法、合成方法について説明する。 第２４図は本発明の一実施例である映像記録装置Ａ、７
００と映像再生装置７０１と表示装置７０２で構成され
る撮像−記録一再生一表示システムのブロック構成図で
ある。 映像記録袋ｆｌＥＡは該光電変換装置７０５と記録装置
７１０からなる。該光電変換装置７０５内での光学的に
結像される像と該固体半導体撮像素子との該相対位置関
係が異なる複数の位置での該電気的情報４２０は記録装
置７１０に入力され記録される。記録装置７１０は半導
体メモリ、または磁気ディスク、磁気テープ等の磁気媒
体等を使用する記録装置である。磁気ディスクを使用す
る記録装置ならば、映像記録装置Ａは映像記録可能ない
わゆる電子スチルカメラを構成し、磁気テープを使用す
る記録装置ならば、映像記録装置Ａは映像記録可能ない
わゆるビデオカメラを構成することが可能である。但し
本発明のこの実施例での方式は従来のいわゆる電子スチ
ルカメラあるいはビデオカメラと異なるのは、記録され
る電気的情報が光学的に結像される像と該固体半導体撮
像素子との該相対位置関係が異なる複数の位置での該電
気的情報４２（）であり、該電気的情報４２０が合成さ
れる前に記録されることに特徴がある。　　このため記
録装置で定められた記録媒体の情報充填密度、記録フォ
ーマット等で制限される記憶容量に対して、高解像度な
映像情報を記録することが可能である。従来の記録フォ
ーマットのまま、該相対位置関係が異なる複数の位置の
数だけ記録媒体の領域を多く使えば、読み取り間引き等
の読み取り方法を工夫することにより従来フォーマット
と共用の記録装置とすることも可能である。 映像再生装置７０１は読み取り手段７３０と合成手段７
２０からなる。映像記録装置Ａ内の記録装置７１０から
の映像情報７７０は読み取り手段７３０で読み取られる
。光学的に結像される像と該固体半導体撮像素子との該
相対位置関係が異なる複数の位置での該電気的情報４２
０に対応する読み取り電気的信号７８０は合成手段７２
０で通常の電気的映像情報７９０に合成加工される。合
成された通常の電気的映像情報７９０は表示装置７０２
により映像化される。表示装置７０２は通常のテレビ等
である。 記録装置７１０が磁気媒体等を使用する記録装置である
場合は、記録及び読み取りは通常いわゆる磁気ヘッドで
行なわれる。記録装置７１０が半導体メモリの場合は記
録及び読みだしは通常いわゆるリードライト信号を制御
することでおこなわれ映像記録装置Ａ、７００と映像再
生装置７０１とを一体化すれば、いわゆる記録再生可能
な電子スチルカメラ、ビデオカメラ等を構成することが
可能である。 第２５図は本発明の別の一実施例である映像記録装置１
ｉＢ、７０３と読み取り手段７３１と表示装置７０２で
構成される撮像−記録一再生一表示システムのブロック
構成図である。この場合第２４図での実施例と異なるの
は、第２４図では該光電変換装置からの該相対位置が異
なる複数の位置での該電気的情報を記録し、記録された
該電気的情報を読みだし合成するのに対し、第２５図で
は該光電変換装置からの該相対位置が異なる複数の位置
での該電気的情報を記録する前に合成する手段を配置し
、該合成電気的情報を記録することである。 映像記録装置！Ｂは該光電変換装置７０５と合成手段７
２１と記録装置７１１からなる。該光電変換装置７０５
内での光学的に結像される像と該固体半導体ｍ像素子と
の該相対位置関係が異なる複数の位置での該電気的情報
４２０は合成手段７２１により合成され通常の映像信号
７９１となり、記録袋＠７１１に人力され記録される。 この場合記録される前に該電気的情報４２０は合成され
た信号となるため、記録装置７１１は従来の記録装置を
使用することも可能である。記録装置７１１からの映像
情報７７１は読み取り手段７３１で読み取られ、通常の
電気的映像情報８００となり、表示装置７０２により映
像化される。この場合もいわゆる記録再生可能な電子ス
チルカメラ、ビデオカメラ等を構成することが可能であ
り、該光電変換装置７０５と合成手段７２１以降の信号
の処理技術は従来の技術でも可能である。 本発明のいずれの場合も取り出した電気的信号を必要に
応じて合成することが必要であるが、この合成処理自体
の実現にあたっては従来技術での合成処理技術としてア
ナログ的にはＣＯＤ等により、ディジタル的にはメモリ
（ラインメモリ、フィールドメモリ、フレームメモリ等
）を使用することにより容易に実現可能である。次に本
発明の実施例第２４図、第２５図での合成手段７２０．
７２１の実施例を第２６図、第２７図で説明していく。 第２６図は第２４図の７２０、第２５図の７２１に対応
する合成手段７２２の内部ブロック構成図である。入力
信号８１０１　出力信号８１６ともにアナログ電気信号
の場合とする。 入力信号８１０は第２６図の７８０、第２５図の４２０
に対応し、出力信号８１６は第２６図の７９０、第２５
図の７９１に対応する。 入力信号８１０は遅延回路７４０により遅延され合成部
７５０に、入力信号８１０と遅延入力信号８１１とが入
力され、合成出力信号８１６となる。 ここで遅延回路７４０の遅延時間を、光学的に結像され
る像と該固体半導体撮像素子との相対位置変化時間と一
致させれば、撮像素子面上の結像される像を連続してと
りだすことと同様の合成出力信号８１６をとりだすこと
が可能である。 更に第２７図は第２６図と同様に、第２４図の７２０、
第２５図の７２１に対応する合成手段７２３の別の実施
例の内部ブロック構成図であり、入力信号８１０、出力
信号８１５はともに第２６図の場合と同じアナログ電気
信号であるが、−度ＡＤ変換器によりディジタル信号に
変換して遅延、合成等の信号処理を行い、最後にＤＡ変
換器により再度アナログ電気信号に戻す方法である。 入力信号８１Ｏは第２４図の７８０、第２５図の４２０
に対応し、出力信号８１５は第２４図の７９０、第２５
図の７９１に対応する。入力信号８１０はＡＤ変換器７
６０によりディジタル信号８１２に変換され、更にシフ
トレジスタ７４１により遅延ディジタル信号８１３とな
る。ディジタル信号８１２及び遅延ディジタル信号８１
３は合成部７５１により、処理されディジタル合成信号
８１４となる。更にディジタル合成信号８１４はＤＡ変
換器７６１により、アナログの電気出力信号８１５とな
る。 また第２４図、第２５図での記録装置７１０．７１１は
アナログ信号記録だけでなくデジタル信号記録でも同様
に実現可能である。このことを考慮すると第２６．２７
図の場合の実施例での合成手段は入力、出力信号ともに
アナログ電気信号で示しであるが、合成手段７２０．７
２１の別の実施例として入力、出力がアナログ、ディジ
タルの組合せも可能である。 また本発明の方法での実施例第２４図の場合での記録装
置について本発明の光電変換装置と切り離して使用方法
を検討してみると、入力が通常の映像信号でも、時間的
に直列な映像情報を複数のサンプリング位置で分割し複
数の映像情報とする手段を記録装置の前段におくことに
より、記録装置に別々に順次記録することを特徴とする
記録方式も考えることができる。 また、本発明は被写体からの光を電気的情報に変換する
ものであるが、全く逆の発想をすれば電気的情報を表示
する装置において、表示部を同様に動かすことにより、
解像度を上げる方法を考えられる。これは表示装置を表
示面方向で移動させながら、時間的に直列な映像情報を
複数のサンプリング位置で分割された複数の映像情報を
交互に表示することを特徴とする表示装置として実現可
能であり、具体的には液晶を使用するプロジェクタで一
次表示部である液晶パネルを移動させる方式が考えられ
る。このように本発明は応用発展性が大きい。

【発明の効果】

以上述べたように本発明によれば、光学的結像手段と該
結像した像を電気的情報に変換する固体撮像素子とを有
する光電変換装置において、光学的に結像される像と該
固体撮像素子との相対位置関係を、該固体撮像素子面と
同一平面上で変化させ、該相対位置関係が異なる複数の
位置で、光学的に結像した像情報を該固体撮像素子から
電気的情報として複数回取り出す、いいかえれば各画素
の実質的に光電変換する有効領域を複数回使用すること
により、従来不可能であった非光電変換領域に光学的に
結像した撮像素子面上の情報をも取り出すことができる
。更に別の言い方をすれば本発明の方法は光電変換部で
ある受光部のいわゆる窓の大きさを小さくすることなし
に、窓の数を増やすことを意味する。これはサンプリン
グ定理からも明かなように固体撮像素子の解像度をあげ
る効果を有し、本発明はコストアップ及び信号とノイズ
との比Ｓ／Ｎの悪化させることなしに、高解像度な光電
変換をすることが可能である。またノイズとの比Ｓ／Ｎ
と解像度を従来と同様に維持したまま、光電装置の部品
であるレンズ等の結像装置、固体撮像素子等を小型化、
コストダウンでき更に光電装置自体をコストダウン、小
型化することが可能である。 本発明の方法は個々の該相対位置で該結像情報を固体撮
像素子内で該電気的情報に変換している有限時間内にお
いて該相対位置が必ずしも全く固定されていなくても上
記効果を得ることが可能である。これは該相対位置が一
定の周期で時間とともに連続的に変化しているモデルで
、該一定周期内で時間分割された各々の時間内で該相対
位置の重心が互いに異なれば、固体撮像素子内の各画素
に取り込まれる像情報の位置重心が互いに異なってくる
ため、各々得られた電気的情報を合成処理することによ
り、該相対位置を一箇所に固定した場合と比較して更に
細かい像情報を取り出すことが可能であることから明白
である。本発明の方法で実際に複数の異なる位置間での
移動時間中の結像情報も、各々近傍の複数の異なる相対
位置の像情報として取り込むことで解像度をあげる効果
が期待できる。このため被写体からの光情報を取り込む
時間中に該相対位置を完全に各々固定しないで、移動時
間中での光情報も効率よく使いながら高解像度な充電装
置として使用することも可能である。同様に考えれば、
前記の説明での完全に固定された位置でのいわゆる窓の
大きさについても、各異なる相対位置で取り込まれる像
情報が少し重なる状態、言い替えればいわゆる窓が少し
重なる状態でも結像情報の位置重心が互いに異なってく
るため本発明の効果は期待できる。 また、実施例では二次元ノンインターレース方式のモノ
クロ撮像素子で説明したが本発明の方法はインターレー
ス方式の撮像素子でも、カラー撮像素子でも可能であり
ビデオカメラ、電子スチルカメラ等に応用でき、更にフ
ァクス等に使用される一次元ラインセンサーでも応用可
能であり応用範囲は広い。 また本発明の光電変換装置は、光学的に結像される像と
該固体半導体撮像素子との相対位置関係を該固体半導体
撮像素子面と同一平面上で変化させる場合に、該相対位
置関係が異なる複数の位置で光学的に結像した像情報の
電気的情報により、該光学的結像と該固体半導体撮像素
子との相対的位置関係を検出し制御することによって、
装置の製造段階での該相対位置の合わせ込み精度をそれ
ほど要求せず容易に組立可能であり、かつ装置の経年変
化による機械的鉄相対位置のずれを自動で調整できると
いう効果を有する。 また本発明は、光電変換装置だけでなく、電子スチルカ
メラ、ビデオカメラ等の録画再生可能な記録装置にたい
しても、高解像度、小型化、コストダウン等の効果を期
待できる。 また本発明のひとつの記録方式は高解像度な映像情報を
記録するために、従来の記録フォーマットのまま、記録
媒体の領域を多く使い、読み取り間引き等の読み取り方
法を工夫することにより従来フォーマットと共用の記録
方式とすることも可能であることを説明している。この
ため本発明の方法での実施例第２４図の場合での記録装
置について、本発明の光電変換装置と切り離して使用方
法を検討してみると、入力が通常の映像信号でも、時間
的に直列な映像情報を複数のサンプリング位置で分割し
複数の映像情報とする手段を記録装置の前段におくこと
により、記録装置に別々に順次記録することを特徴とす
る記録方式も考えることができ、本発明は他に応用する
等発展性も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は　本発明の実施例におけるブロック構成図。 第２図は　本発明の実施例における構成図。 第３図は　本発明の別の実施例２での構成図。 第４図は　本発明の更に別の実施例３での構成図。 第５図は　本発明の更に別の実施例４での構成図。 第６図は　本発明の更に別の実施例５での構成図。 第７図は　本発明の更に別の実施例６での構成図。 第８図（ａ）、第８図（ｂ）は 本発明の第２図、第３図の実施例１． ２の場合の固体撮像素子１７２上に結 像した像１７４と２０１から２３６の 各画素のホトダイオード部との位置関 係図。 第９図は　第８図（ａ）と第８図（ｂ）の両者の合成さ
れた窓と、結像された像１７４ の関係図。 第１０図（ａ）、第１０図（ｂ）は 本発明の第４図、第５図の実施例３． ４の場合の固体撮像素子１７２上に結 像した像１７４と２０１から２３６の 各画素のホトダイオード部との位置関 係を示す図。 第１１図は第１０図（ａ）と第１０図（ｂ）の両者の合
成された窓と、結像された像１ ７４の関係図。 第１２図（ａ）、第１２図（ｂ）、第１２図（Ｃ）、第
１２図（ｄ）は 本発明の第６図、第７図の実施例５． ６の場合の固体撮像素子１７２上に結 像した像１７４と２０１から２３６の 各画素のホトダイオード部との位置関 係を示す図。 第１３図は第１２図（ａ）、第１２図（ｂ）、第１２（
Ｃ）図、第１２図（ｄ）の４つ の合成された窓と、結像された像１７ ４の関係図。 第１４図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図 第１５図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図 第１６図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図 第１７図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図 第１８図は本発明の更に別の実施例でのブロック構成図 第１９図は従来例としてインクライン型ＣＣＤの構成図
。 第２０図は従来例でのインタライン型ＣＣＤの断面構造
図。 第２１図は従来の光電変換装置でのブロック構成図。 第２２図は従来での光学的結像手段と該結像した像を電
気的情報に変換する固体撮像素 子とを有する光電変換装置図。 第２３図は１７２の固体撮像素子上で結像した像１７４
をしめす図。 第２４図は本発明の実施例である映像記録装置Ａ、７０
０と映像再生装置７０１と表示袋 ｒａ７０２で構成される撮像−記録一再生一表示システ
ムのブロック構成図 第２５図は本発明の別の一実施例である映像記録装置Ｂ
、７０３と読み取り手段７３１ と表示装置７０２で構成される撮像− 記録一再生一表示システムのブロック 構成図 第２６図は第２４図の７２０、第２５図の７２１に対応
する合成手段７２２の内部ブロ ック構成図。 第２７図は第２６図と同様に、第２４図の７２０、第２
５図の７２１に対応する合成手段 ７２３の別の実施例の内部ブロック構 成図 第２８図は本発明の別の実施例におけるブロック構成図
。 第２９図は第２８図の本発明の実施例におけるブロック
構成図での、結像・撮像素子相 対位置検出制御手段５００ブロック構 成因 被写体 光学的情報 光学的結像手段 光学的結像情報 固体撮像素子 電気的情報 結像・撮像素子相対位置変更 制御信号 ３９０　結像・撮像素子相対位置変更 手段 ５００　　結像・撮像素子相対位置検出制御手段 ５０ ００ ７１ １１ ６１ ２０ ３０ １ ２ ３ ４ 光学的結像手段としての代表 的なレンズ 固体撮像素子 被写体 固体撮像素子上の結像 　００ ０５ １０ ０１ ０２ ３０ ２０ ７０ ８０ ９０ ０３ ３１ ０５ ２１ 光学的に結像される像と該固 体撮像素子との相対位置関係 を、該固体撮像素子面と同一 平面上で変化させる部品 映像記録装置Ａ 該光電変換装置 記録装置 映像再生装置 表示装置 読み取り手段 合成手段 映像情報 読み取り電気的信号 通常の映像電気的情報 映像記録装置Ｂ 読み取り手段 該光電変換装置 合成手段 　１１ ９１ ７１ ００ １０ １６ ４０ ５０ １１ １６ 記録装置 合成され通常の映像信号 映像情報 通常の電気的映像情報 入力信号 出力信号 遅延回路 合成部 遅延入力信号 合成出力信号 　００ ０１ ０２ ０３ ２１ ２３ ２４ 電気的情報合成手段 高周波成分検出手段 結像・撮像素子相対位置方向 基準信号発生手段 制御部 合成電気信号 高周波検出出力 結像・撮像素子相対位置方向 基準信号 以上 　６０ ５１ ６１ １２ １３ １４ ＡＤ変換器 合成部 ＤＡ変換器 ディジタル信号 遅延ディジタル信号 ディジタル合成信号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的結像手段と該結像した像を電気的情報に変
   換する固体半導体撮像素子を有する光電変換装置におい
   て、光学的に結像される像と該固体半導体撮像素子との
   相対位置関係を、該固体半導体撮像素子面と同一平面上
   で変化させる手段を有し、該相対位置関係が異なる複数
   の位置で、光学的に結像した像情報を該半導体固体撮像
   素子から電気的情報として取り出す手段を有することを
   特徴とする光電変換装置
2. （２）請求項１記載の光電変換装置からの該相対位置が
   異なる複数の位置での該電気的情報を記録することを特
   徴とする映像記録装置
3. （３）請求項２記載の映像記録装置に記録された該電気
   的情報を読みだし合成することを特徴とする映像再生装
   置
4. （４）請求項１記載の光電変換装置と請求項１記載の光
   電変換装置からの該相対位置が異なる複数の位置での該
   電気的情報を合成する手段と該合成電気的情報を記録す
   る手段をもつことを特徴とする映像記録装置
5. （５）請求項１記載の光電変換装置において、該固体半
   導体撮像素子から取り出した電気的情報により、該光学
   的結像と該固体半導体撮像素子との相対的位置関係を検
   出し制御する手段を有することを特徴とする光電変換装
   置