JPH0476552B2 - - Google Patents
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- JPH0476552B2 JPH0476552B2 JP60109807A JP10980785A JPH0476552B2 JP H0476552 B2 JPH0476552 B2 JP H0476552B2 JP 60109807 A JP60109807 A JP 60109807A JP 10980785 A JP10980785 A JP 10980785A JP H0476552 B2 JPH0476552 B2 JP H0476552B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/58—Means for changing the camera field of view without moving the camera body, e.g. nutating or panning of optics or image sensors
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、撮像装置における光学系に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical system in an imaging device.
〔従来の技術〕
第7図は、例えばテレビジヨン学会技術報告
ED736、第1〜6頁に開示された従来の撮像装置
を示す概略構成図である。図において、1は画像
を結像させるためのレンズ、2は撮像素子、3は
スウイングパルス発生回路、3Aはスウイング機
構、4は駆動回路、5は信号処理回路である。[Prior art] Figure 7 shows, for example, a technical report from the Television Society.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a conventional imaging device disclosed in ED736, pages 1 to 6. In the figure, 1 is a lens for forming an image, 2 is an image pickup device, 3 is a swing pulse generation circuit, 3A is a swing mechanism, 4 is a drive circuit, and 5 is a signal processing circuit.
第8図は、第7図の撮像装置における一部の構
成の動作を説明するための図である。図に示すよ
うに、スウイング機構3Aにより撮像素子2を距
離P0だけ振動させるようにする。ここで、PHを
撮像素子2の水平画素ピツチとすると、P0=PH/2
に選ぶものとする。 FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of a part of the configuration in the imaging device of FIG. 7. As shown in the figure, the swing mechanism 3A causes the image sensor 2 to vibrate by a distance P0 . Here, if P H is the horizontal pixel pitch of the image sensor 2, P 0 =P H /2 is selected.
第9図は、第7図の撮像装置における動作を説
明するための各部の動作タイミング図である。第
9図1はフイールドシフトパルスを、第9図2は
スウイングパルスを、第9図3は信号読み出しパ
ルスを、第9図4は撮像素子2の出力信号をそれ
ぞれ示す図であり、また、第9図5は各A、Bフ
イールドを合わせて1フレームとして見た場合を
示す図である。第9図2に示すようにスウイング
パルスの位相は、第9図1に示すフイールドシフ
トパルスに一致している。その結果、各A、Bフ
イールドでの信号電荷蓄積を上記PH/2離れた別々
の位置で行うことができる。これに対応して、第
9図3に示す信号読み出しパルスのタイミングも
上記PH/2に相当する時間Tだけずらす。その結
果、第9図5に示すように上記従来例の撮像装置
は、各A、Bフイールドを1フレームとした1周
期で高解像度画像を得ることができる。なお、フ
イールドシフトパルス、信号読み取りパルス等は
駆動回路4より発生する。 FIG. 9 is an operation timing diagram of each part for explaining the operation of the imaging device of FIG. 7. FIG. 9 1 shows a field shift pulse, FIG. 9 2 shows a swing pulse, FIG. 9 3 shows a signal readout pulse, and FIG. 9 4 shows an output signal of the image sensor 2. 9. FIG. 5 is a diagram showing the case where each A and B field is viewed as one frame. As shown in FIG. 92, the phase of the swing pulse matches the field shift pulse shown in FIG. 91. As a result, signal charge accumulation in each of the A and B fields can be performed at separate positions separated by P H /2. Correspondingly, the timing of the signal readout pulse shown in FIG. 9 is also shifted by the time T corresponding to P H /2. As a result, as shown in FIG. 9, the conventional imaging device can obtain a high-resolution image in one cycle in which each A and B field is one frame. Note that the field shift pulse, signal reading pulse, etc. are generated by the drive circuit 4.
上記のような従来の撮像装置では、以上のよう
に構成されているので、撮像装置を動作させる場
合に、各駆動回路4、スウイングパルス発生回路
3、スウイング機構3A等によつて、撮像素子2
を機械的に振動させなければならず、このため、
機構部の構成が複雑となり、故障しやすく、かつ
信頼性に欠けるという問題点があつた。
Since the conventional imaging device described above is configured as described above, when the imaging device is operated, the imaging device 2 is controlled by each drive circuit 4, swing pulse generation circuit 3, swing mechanism 3A, etc.
must be mechanically vibrated, and for this reason,
There were problems in that the structure of the mechanism was complicated, prone to failure, and lacked reliability.
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、撮像素子を機械的に振動させるこ
となく高解像度画像を実現することができる撮像
装置を得ることを目的とする。 The present invention was made to solve this problem, and an object of the present invention is to obtain an imaging device that can realize high-resolution images without mechanically vibrating the imaging element.
この発明に係る撮像装置は、撮像光学系に直線
偏光を作る偏光子を備え、この偏光子と撮像素子
との間に、磁気光学効果を有する第1の光学素子
を挿入し、さらに、この第1の光学素子と前記撮
像素子との間に、光を独立な偏光成分に分割する
第2の光学素子を挿入したものである。
The imaging device according to the present invention includes a polarizer that creates linearly polarized light in the imaging optical system, a first optical element having a magneto-optic effect is inserted between the polarizer and the imaging element, and the first optical element has a magneto-optic effect. A second optical element that splits light into independent polarization components is inserted between the first optical element and the image sensor.
この発明の撮像装置においては、磁気光学効果
を有する第1の光学素子は、これに印加する磁界
を変化させることにより、その偏光面の回転角を
変化させることができ、その結果、撮像素子を機
械的に振動させることなく高解像度画像を実現す
ることができる。
In the imaging device of the present invention, the first optical element having a magneto-optic effect can change the rotation angle of its plane of polarization by changing the magnetic field applied thereto, and as a result, the rotation angle of the plane of polarization can be changed. High resolution images can be achieved without mechanical vibration.
第1図はこの発明の一実施例である撮像装置を
示す概略構成図で、各符号1,2,4,5は上記
第7図に示す従来装置と同一又は同一の機能のも
のである。図において、21はレンズ1より入射
して来た光から直線偏光を作る偏光子、22はコ
イル24Aにより印加される磁界により偏光角を
変化させることができるフアラデー素子(第1の
光学素子)、23は光を独立な偏光成分に分割す
る水晶板等の複屈折板(第2の光学素子)、24
はコイル24Aを含む磁界発生回路である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an imaging device which is an embodiment of the present invention, and each reference numeral 1, 2, 4, and 5 is the same as or has the same function as the conventional device shown in FIG. 7 above. In the figure, 21 is a polarizer that creates linearly polarized light from the light incident from the lens 1, 22 is a Faraday element (first optical element) that can change the polarization angle by the magnetic field applied by the coil 24A, 23 is a birefringent plate (second optical element) such as a quartz plate that splits light into independent polarization components; 24
is a magnetic field generating circuit including a coil 24A.
第2図〜第5図は、それぞれ第1図の撮像装置
における動作を説明するための図、第6図は、第
1図の撮像装置における動作を説明するための各
部の動作タイミング図である。第6図1はフイー
ルドシフトパルスを、第6図2はフアラデー素子
22に印加される磁界の強さHを、第6図3は信
号読み出しパルスを、第6図4は撮像素子2の出
力信号をそれぞれ示す図であり、また、第6図5
は各A、Bフイールドを合わせて1フレームとし
て見た場合を示す図である。 2 to 5 are diagrams for explaining the operation of the imaging device shown in FIG. 1, respectively, and FIG. 6 is an operation timing chart of each part for explaining the operation of the imaging device of FIG. 1. . 6.1 shows the field shift pulse, FIG. 6.2 shows the strength H of the magnetic field applied to the Faraday element 22, FIG. 6.3 shows the signal readout pulse, and FIG. 6.4 shows the output signal of the image pickup device 2. FIG.
2 is a diagram showing a case in which each A and B field is viewed as one frame.
次に、上記第1図に示すこの発明の一実施例で
ある撮像装置の動作について説明する。第2図中
で、各偏光子21、フアラデー素子22、複屈折
板23をそれぞれA−A線、B−B線、C−C線
の方向から見た図を、各第3図、第4図、第5図
に示している。第2図において、画像を結像させ
るためのレンズ1からの光が偏光子21に入射す
ると、第3図に示す振動方向Waの直線偏光が得
られる。第2図に示すHaはフアラデー素子22
に印加されている磁界の方向である。第3図に示
す振動方向Waの直線偏光が、例えば鉛ガラスの
ようなフアラデー素子22に入射すると、上記磁
界の方向Haの印加磁界により上記直線偏光の偏
光面が回転する。なお、フアラデー素子22に磁
界の方向Haに進む直線偏光を入射させると、そ
の透過光の偏光面が回転するが、その回転角θは
次式により得られる。 Next, the operation of the imaging apparatus shown in FIG. 1, which is an embodiment of the present invention, will be described. In FIG. 2, each polarizer 21, Faraday element 22, and birefringent plate 23 are viewed from the direction of the A-A line, the B-B line, and the C-C line, respectively, and FIGS. It is shown in FIG. In FIG. 2, when light from the lens 1 for forming an image is incident on the polarizer 21, linearly polarized light in the vibration direction W a shown in FIG. 3 is obtained. H a shown in Fig. 2 is a Faraday element 22
is the direction of the magnetic field applied to the When linearly polarized light in the vibration direction W a shown in FIG. 3 is incident on the Faraday element 22, such as lead glass, the plane of polarization of the linearly polarized light is rotated by the applied magnetic field in the magnetic field direction H a . Note that when linearly polarized light traveling in the direction of the magnetic field H a is incident on the Faraday element 22, the polarization plane of the transmitted light is rotated, and the rotation angle θ is obtained by the following equation.
θ=RlH ……(1)
ここで、lはフアラデー素子22の厚さ、Hは
磁界の強さ、Rはベルデ(Verdet)定数である。
なお、上記第(1)式に関しては、例えば株式会社朝
倉書店発行の「光学的測定ハンドブツク」等に記
載されている。第(1)式において、回転角θが0度
となる磁界の強さをH0、90度となる磁界の強さ
をH90とすると、H=H0の時には、第4図に示す
振動方向W0の直線偏光が得られ、H=H90の時
には、第4図に示す振動方向W90の直線偏光が得
られる。第2図及び第5図に示すQは複屈折板2
3の光学軸である。振動方向Waの直線偏光が複
屈折板23に入射すると、第5図に示す常光線
L0が得られる。また、振動方向W90の直線偏光が
複屈折板23に入射すると、第5図に示す異常光
線LEが得られる。常光線L0と異常光線LEとの距
離をPとし、各第1図及び第2図に示す複屈折板
23における上記Pを、P=PH/2(PHは撮像素子
2の水平画素ピツチを示す)に選ぶ。フアラデー
素子22に印加される磁界の強さHの変化の位相
は、第6図1に示すフイールドシフトパルスに一
致させる。上述した動作により、この発明による
撮像装置では、各A、Bフイールドでの信号電荷
蓄積を入射画像と撮像素子2の画素との相対的な
位置に関して、PH/2だけ離れた位置で行うことが
できる。すなわち、フアラデー素子22に印加さ
れる磁界の強さHを時間的に変化させ、入射光学
像と撮像素子2の画素との相対的な位置関係を時
間的に変化させることにより、空間サンプリング
領域を増加できる。これに対応して、第6図3に
示す信号読み出しパルスのタイミングも、上記
PH/2に相当する時間Tだけずらしてある。その結
果、第6図5に示すように、この発明による撮像
装置は各A、Bフイールドを1フレームとした1
周期で高解像度画像を得ることが可能となる。上
記第1図に示す駆動回路4は撮像素子2を駆動す
るための回路であり、また、フアラデー素子22
に印加する磁界の強さHも制御している。さら
に、第1図に示す信号処理回路5は撮像素子2か
らの信号を処理して、ビデオ信号とするための回
路である。 θ=RlH (1) Here, l is the thickness of the Faraday element 22, H is the strength of the magnetic field, and R is the Verdet constant.
Note that equation (1) above is described in, for example, "Optical Measurement Handbook" published by Asakura Shoten Co., Ltd. In equation (1), if the strength of the magnetic field when the rotation angle θ is 0 degrees is H 0 and the strength of the magnetic field when the rotation angle θ is 90 degrees is H 90 , then when H=H 0 , the vibration shown in Figure 4 Linearly polarized light in the direction W 0 is obtained, and when H=H 90 , linearly polarized light in the vibration direction W 90 shown in FIG. 4 is obtained. Q shown in FIGS. 2 and 5 is the birefringent plate 2
This is the optical axis of No. 3. When linearly polarized light in the vibration direction W a enters the birefringent plate 23, the ordinary ray shown in FIG.
L 0 is obtained. Furthermore, when linearly polarized light in the vibration direction W 90 is incident on the birefringent plate 23, an extraordinary ray L E shown in FIG. 5 is obtained. Let the distance between the ordinary ray L 0 and the extraordinary ray L E be P, and the above P in the birefringent plate 23 shown in each FIG . 1 and FIG . (indicates pixel pitch). The phase of change in the strength H of the magnetic field applied to the Faraday element 22 is made to match the field shift pulse shown in FIG. 61. Due to the above-described operation, in the imaging device according to the present invention, signal charge accumulation in each of the A and B fields is performed at a position separated by P H /2 with respect to the relative position of the incident image and the pixel of the imaging device 2. I can do it. That is, by temporally changing the strength H of the magnetic field applied to the Faraday element 22 and temporally changing the relative positional relationship between the incident optical image and the pixels of the image sensor 2, the spatial sampling area can be expanded. Can be increased. Correspondingly, the timing of the signal readout pulse shown in FIG.
It is shifted by a time T corresponding to P H /2. As a result, as shown in FIG.
It becomes possible to obtain high-resolution images at regular intervals. The drive circuit 4 shown in FIG.
The strength H of the magnetic field applied to is also controlled. Furthermore, the signal processing circuit 5 shown in FIG. 1 is a circuit for processing the signal from the image sensor 2 and converting it into a video signal.
なお、上記実施例において、第1の光学素子と
してのフアラデー素子22に印加する磁界の強さ
Hを変化させる方法は、いかなる方法を用いても
良い。 In the above embodiment, any method may be used to change the strength H of the magnetic field applied to the Faraday element 22 as the first optical element.
また、上記実施例では、第1の光学素子として
フアラデー素子22を用いた場合について説明し
たが、印加する磁界の強さHを変化させることに
より、その透過光の偏光面を回転できる光学素子
であれば、いかなる光学素子を用いても良い。 Further, in the above embodiment, a case was explained in which the Faraday element 22 was used as the first optical element, but it is an optical element that can rotate the polarization plane of transmitted light by changing the strength H of the applied magnetic field. Any optical element may be used as long as it exists.
この発明は以上説明したとおり、撮像装置にお
いて、撮像光学系に直線偏光を作る偏光子を備
え、この偏光子と撮像素子との間に、磁気光学効
果を有する第1の光学素子を挿入し、さらに、こ
の第1の光学素子と前記撮像素子との間に、光を
独立な偏光成分に分割する第2の光学素子を挿入
した構成にしたので、この種の従来装置と比べ
て、撮像素子を機械的に振動させることなく高解
像度面像を実現することができ、このため、故障
の少ない、かつ信頼性の高い撮像装置を得ること
ができるという優れた効果を奏するものである。
As explained above, the present invention includes an imaging device in which the imaging optical system includes a polarizer that creates linearly polarized light, and a first optical element having a magneto-optic effect is inserted between the polarizer and the imaging element, Furthermore, a second optical element that splits the light into independent polarization components is inserted between the first optical element and the image sensor, so compared to conventional devices of this type, the image sensor It is possible to realize a high-resolution surface image without mechanically vibrating the image pickup device, and therefore, it is possible to obtain an imaging device with fewer failures and high reliability, which is an excellent effect.
第1図はこの発明の一実施例である撮像装置を
示す概略構成図、第2図〜第5図は、それぞれ第
1図の撮像装置における動作を説明するための
図、第6図は、第1図の撮像装置における動作を
説明するための各部の動作タイミング図、第7図
は従来の撮像装置を示す概略構成図、第8図は、
第7図の撮像装置における一部の構成の動作を説
明するための図、第9図は、第7図の撮像装置に
おける動作を説明するための各部の動作タイミン
グ図である。
図において、1……レンズ、2……撮像素子、
4……駆動回路、5……信号処理回路、21……
偏光子、22……フアラデー素子、23……複屈
折板、24……磁界発生回路、24A……コイル
である。なお、各図中、同一符号は同一、又は相
当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an imaging device that is an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 5 are diagrams for explaining the operation of the imaging device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 1 is an operation timing diagram of each part to explain the operation of the imaging device, FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a conventional imaging device, and FIG. 8 is a
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of some components in the imaging device shown in FIG. 7, and FIG. 9 is an operation timing diagram of each part for explaining the operation of the imaging device shown in FIG. In the figure, 1...lens, 2...imaging element,
4...Drive circuit, 5...Signal processing circuit, 21...
Polarizer, 22...Faraday element, 23...birefringence plate, 24...magnetic field generation circuit, 24A...coil. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
この偏光子と二次元的に配置された複数の画素に
より構成された撮像素子との間に、磁場によつて
異方性を示す磁気光学効果を有する第1の光学素
子を挿入し、この第1の光学素子と前記撮像素子
との間に、光を独立な偏光成分に分割する第2の
光学素子を挿入したことを特徴とする撮像装置。 2 前記第1の光学素子に印加される磁界を時間
的に変化させ、入射光学像と前記撮像素子の画素
との相対的な位置関係を時間的に変化させること
により、空間サンプリング領域を増加したことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の撮像装
置。 3 前記第1の光学素子として、フアラデー素子
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の撮像装置。 4 前記第2の光学素子として、複屈折板を用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
撮像装置。[Claims] 1. The imaging optical system includes a polarizer that produces linearly polarized light,
A first optical element having a magneto-optical effect that exhibits anisotropy due to a magnetic field is inserted between this polarizer and an image sensor configured with a plurality of pixels arranged two-dimensionally. An imaging device characterized in that a second optical element that splits light into independent polarization components is inserted between the first optical element and the imaging element. 2. The spatial sampling area is increased by temporally changing the magnetic field applied to the first optical element and temporally changing the relative positional relationship between the incident optical image and the pixels of the image sensor. An imaging device according to claim 1, characterized in that: 3. The imaging device according to claim 1, wherein a Faraday element is used as the first optical element. 4. The imaging device according to claim 1, wherein a birefringent plate is used as the second optical element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60109807A JPS61267462A (en) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60109807A JPS61267462A (en) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Image pickup device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61267462A JPS61267462A (en) | 1986-11-27 |
JPH0476552B2 true JPH0476552B2 (en) | 1992-12-03 |
Family
ID=14519701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60109807A Granted JPS61267462A (en) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61267462A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012174633A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Isee3D Inc. | Method and apparatus for generating three-dimensional image information |
-
1985
- 1985-05-21 JP JP60109807A patent/JPS61267462A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61267462A (en) | 1986-11-27 |
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