JPH0524707B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は動画カメル、静止画カメラ（シヤツタ
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、既記録信号を消去
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、撮像レンズによつて撮像
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
像装置の構成に当つ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、近年になつて高画質・高解像度の再生画
像に対する要望が高まるのに応じて、テレビジヨ
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
ゲツト容量はターゲツト面積と対応して増大する
ものであるために、ターゲツ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
に伴つて映像信号の周波数帯域が数十ＭHz〜数百
ＭHz以上にもなるためにＳ／Ｎの点で問題にな
る、等の理由によつて、撮像装置により高画質・
高解像度の再生画像を再生させうるような映像信
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、ターゲツ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、ターゲツトの面積の増大によつて高
解像度を得ようとした場合には、ターゲツト面積
の増大による撮像管のターゲツト容量の増大によ
る撮像管の出力信号における高域信号成分の低下
によつて、撮像管出力信号のＳ／Ｎの低下が著し
くなることにより、撮像管を使用した撮像装置に
よつては高画質・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ツクの周波
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ツクの周波数
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つて
大きくなつているために、そのような固体撮像装
置は、固体撮像素子のクロツクの周波数の限界が
20MHz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つて、高画質・
高解像度の再送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つた。

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、撮像レンズによつて被写体の
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イルムの
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
なものになつていたので、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、撮像レンズによつて被
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つて空間
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
ツク図であり、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
像装置によつ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０は被写体、１は撮像レンズ、
２は撮像装置がシヤツ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ヤツタ、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
ツクミラーの光学ブロツク、３ｂ，３ｃは光路長
を合わせるための光学ブロツク、PPCEは光−光
変換素子、４はビームスプリツタ、５は光−光変
換素子PPCEからの光学撮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、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直線偏光
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、１
１はビームスプリツタ、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
巻取りリール、RMA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、Pdef１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、Pdef２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PPCEに対し、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。
撮像装置がシヤツタカメラとして構成されている
場合には、光学的なシヤツタ２が開いた状態で被
写体０の光学像が撮像レンズ１によつて光−光変
換素子PPCEに結合されることはいうまでもな
い。

光−光変換素子PPCEとしては、例えば液晶型
光変調器、光伝導性ポツケルス効果素子、マイク
ロチヤンネル型光変調器などのような空間変調素
子、あるいはフオトクロミツ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、Et１，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、ニオブ酸リチウム単結晶
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
スイツチである。前記の切換スイツチSWは光−
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Et１，
Et２に対して電源Vbの電圧がスイツチ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Et１を透過して光伝導層部材PCLに入射する
と、光伝導層部材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Et
１，Et２間をスイツチ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−
光変換素子PPCEの透明電極Et２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Le
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PCLに入射する
と、光導電層部材PCLは前記の消去光Leによつ
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、スイツチ
SWの可動接点ｖと固定接点WYとを介して光−
光変換素子PPCEにおける透明電極Et１，Et２に
対して電源Vbの電圧が与えられている状態にお
いて、光−光変換素子PPCE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の透明電極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PPCE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ている電荷
像による電界によつ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Et１
側に入射した被写体０の光学像による書込み光
Lwは、光−光変換素子PPCE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によつて特定な偏光面を有する直
線偏光になされた後に、光偏向器Pdef１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、ビームスプリツタ１１を透過し
てビームスプリツタ４に入射され、ビームスプリ
ツタ４で光−光変換素子PPCEの方に反射さて光
−光変換素子PPCEの透明電極Et２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した
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、その光はビームスプリツタ４を透
過して光偏向器Pdef２に入射される。光偏向器
Pdef２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によつて記録媒体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
よつ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PPCEから出射され
た光束も光軸に平行な光であり、従つて前記した
結像レンズ９によつ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
よつ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Ｖ）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、光によつて記録で
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
入射した光学像を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、デイスク状、シート
状、その他どのような構成形態のものであつても
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PPCEから出射した単波長光
情報をビームスプリツタ４に後続する別のビーム
スプリツタ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、さ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、フオトダイ
オード等が選択使用できる）によつて電気信号に
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
されてもよい。） 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イ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
よつて記録媒体１４に電荷像として記録された情
報は、記録媒体の記録面の針状電極、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の記録面に透明電極と光変調材層部材
と必要に応じて設けられる誘電体ミラーとが積層
された構造の情報読出し用ヘツドにおける誘電体
ミラー側を接近させて、前記の情報読乱し用ヘツ
ドにおける透明電極側から読出し光を入射させ、
前記した情報読乱し用ヘツドに入射された光が透
明電極→光変調材層部材→誘電体ミラー→光変調
材層部材→透明電極の経路によつて再び前記の情
報読出し用ヘツ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
して読出することができる。

光−光変換素子PPCEに対する消去動作は、光
源１０から放射した光を用いて行うことができ
る。なお、これまでの実施例の説明においては、
撮像装置が使用される光−光変換素子PPCが、
書込み光と消去光とを透過させるとともに、読出
し光を反射させるような波長選択特性を有する誘
電体ミラーを備えているものである、とされてい
たが、本発明の実施に当つて使用されるべき光−
光変動素子PPCとしては、読出し光に対して光
−光変換素子PPCにおける光導電層部材が感度
を有せず、かつ、光導電層部材が読出し光を反射
できるようなものの場合には、誘電体ミラーを備
えていない構成形態の光−光変換素子PPCが用
いられてもよいことは勿論である。

また、本発明の撮像装置は広義の光、すなわ
ち、電磁波とよばれる放射線の全スペクトル領域
（γ線、Ｘ線等の領域からラジオ波の長波までを
含む領域）の一部または全部の電磁放射線による
書込み読出しを行いうるものとして構成できるこ
とはいうまでもない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したとこ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
によつ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
よつ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次元的な形状のもの
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、したがつて、
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
を示すブロツク図であり、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つ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。 ０……被写体、１……撮像レンズ、２……撮像
装置がシヤツ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ヤツタ、３……３色分解光学
系、PPCE……光−光変換素子、４，１１……ビ
ームスプリツタ、５……光−光変換素子PPCEか
らの光学像情報を単波長光の光学情報として読出
す際に用いられる読出し光の光源、６……コリメ
ータレンズ、９……レンズ、７……偏光板、８…
…検光子、Et１，Et２……透明電極、PCL……
光導電層部材、DML……誘電体ミラー、PML…
…光変調材層部材、Lw……書込み光、Lr……読
出し光、Le……消去光、Vb……電源、SW……
切換スイツチ、１０……消去光の光源、１３……
光学的にバイアスを設定するための波長板、１４
……記録媒体、Pdef１，Pdef２……光偏向器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２つの透明電極の間に少なくとも光導電層部
   材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、撮像レンズによつて被写体の
   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つて空間に描か
   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。