JPH07255058A

JPH07255058A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH07255058A
Application number: JP6045416A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Noda; 重利納田; Kakuji Kunii; 嘉久治国井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-03
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JP3651015B2

Abstract

(57)【要約】【構成】光路シフト部１により撮像光の光路を所定時
間毎に斜めにシフトしながら撮像信号形成部２に照射す
る。上記撮像信号形成部２は、例えば全周波数が１４Ｍ
ＨＺの撮像信号を形成してＬＰＦ３に供給する。上記Ｌ
ＰＦ３は、上記撮像信号から、伝送系のナイキスト周波
数である７ＭＨＺまでの信号成分を抽出してＡ／Ｄ変換
器４に供給する。上記Ａ／Ｄ変換器４は、上記７ＭＨＺ
までの信号成分を有する撮像信号を１４ＭＨＺのサンプ
リングパルスにより再サブナイキストサンプリングする
とともに、１４ＭＨＺ以上の折り返し成分を除去して出
力する。【効果】上記ＬＰＦ３からＡ／Ｄ変換器４までの伝送
帯域を７ＭＨＺに軽減することができるうえ、上記再サ
ブナイキストサンプリングにより全１４ＭＨＺの撮像信
号を再生して高解像度化された撮像信号を出力すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばハイビジョン対
応型のカメラ装置や該ハイビジョン対応型のビデオカメ
ラ装置等に設けて好適な固体撮像装置に関し、特に、い
わゆる３板式の受光部に、撮像光を所定分斜めにシフト
しながら撮像を行うとともに、この撮像信号に再サブナ
イキストサンプリング処理を施して出力することによ
り、撮像信号の高解像度化等を図った固体撮像装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、赤色（Ｒ）用の固体撮像素子（Ｃ
ＣＤイメージセンサ），緑色（Ｇ）用のＣＣＤイメージ
センサ及び青色（Ｂ）用のＣＣＤイメージセンサを有す
る、いわゆる３板式の固体撮像装置が知られている。

【０００３】この固体撮像装置は、図１１に示すような
構成を有しており、撮像光は、撮像レンズ１００及びオ
プティカルローパスフィルタ（ＯＰＬＰＦ）１０１を介
してダイクロイックプリズム１０２に入射される。上記
ダイクロイックプリズム１０２は、上記撮像光を３分割
して出射する。この３分割された撮像光は、それぞれ各
色用フィルタ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂに入射され
る。上記各色用フィルタ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ
は、上記入射された撮像光からＲの撮像光のみ，Ｇの撮
像光のみ，Ｂの撮像光のみを抽出して出射する。この各
色の撮像光は、それぞれ各色用ＣＣＤイメージセンサ１
０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂに照射される。

【０００４】上記各色用ＣＣＤイメージセンサ１０４
Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、高解像度の撮像信号を形成
すべく、図１２に示すように、Ｒ用ＣＣＤイメージセン
サ１０４Ｒ及びＢ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｂが同
じ位置の撮像光を受光するように設けられているのに対
し、Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇは、上記Ｒ用，
Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｂが受光す
る撮像光の中間の撮像光を受光するように設けられてい
る。

【０００５】上記各色用ＣＣＤイメージセンサ１０４
Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、それぞれ各色の撮像光を受
光して光電変換を行うことにより、各色の撮像信号を形
成して出力する。この各色の撮像信号は、それぞれＬＰ
Ｆ１０５〜１０７に供給される。また、上記各色の撮像
信号のうち、Ｒの撮像信号及びＧの撮像信号は、それぞ
れディテール形成回路１０８に供給される。

【０００６】上記各色の撮像信号は、図１３（ａ）に実
線で示すように例えば１４ＭＨＺの周波数帯域を有して
いるが、同図（ａ）中左斜線で示すようにＲ，Ｂの撮像
信号と同相の折り返し成分が生じている。また、上述の
ように、上記Ｇ用のＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇは、
上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４
Ｂが受光する撮像光の中間の撮像光を受光するように設
けられていることから、上記Ｒ，Ｂの撮像信号と同相の
折り返し成分とは逆相の、図１３（ａ）中右斜線で示す
ようなＧの撮像信号の折り返し成分が生じている。この
ような折り返し成分が生じているにも関わらず、上記１
４ＭＨＺの周波数帯域をそのまま抽出する、該折り返し
成分のために解像度が劣化してしまう。

【０００７】このため、上記各ＬＰＦ１０５〜１０７と
しては、図１３（ｂ）に示すような折り返し成分の影響
が少ない帯域を抽出する特性を有するものが設けられ
る。上記各ＬＰＦ１０５〜１０７は、上記各色の撮像信
号から上記折り返し成分の影響が少ない帯域を抽出し、
これを加算器１１０〜１１１に供給する。

【０００８】一方、上記ＬＰＦ１０５〜１０７で抽出さ
れた撮像信号は高域分が欠損したものであるため、画像
の輪郭にボケを生ずる。このため、上記ディテール形成
回路１０８は、上記Ｒ，Ｇの撮像信号から輪郭を強調す
るためのディテール信号を形成し、これをバンドパスフ
ィルタ（ＢＰＦ）１０９に供給する。なお、このディテ
ール信号は、上記Ｒ，Ｇの撮像信号から形成されるた
め、モノクロの信号となる。上記ＢＰＦ１０９は、図１
３（ｃ）に示すように各撮像信号のうち、上記ＬＰＦ１
０５〜１０７でカットされた帯域から所定分の高域の撮
像信号を抽出し、このディテール信号を上記各加算器１
１０〜１１２に供給する。

【０００９】上記各加算器１１０〜１１２は、上記ＬＰ
Ｆ１０５〜１０７からの撮像信号と上記ディテール信号
とを加算処理することにより、図１３（ｄ）に示すよう
な各色用の撮像信号を形成し、これを各出力端子１１３
Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂを介して出力する。

【００１０】上述のように、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセ
ンサ１０４Ｇは、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ
１０４Ｒ，１０４Ｂの中間位置の撮像光を受光するよう
に設けられている。このため、水平（Ｈ）方向にみてＲ
ＧＢの各撮像信号が揃うかたちとすることができ、高解
像度化された撮像信号を形成して出力することができ
る。

【００１１】ここで、上記Ｒの撮像信号及び上記Ｇの撮
像信号が同レベルのとき（モノクロや黄色のとき）は、
高解像度な撮像信号を形成して出力することができる
が、その他の場合は、通過全帯域（直流から最大帯域＝
１０ＭＨＺ等）に折り返し成分が発生する。この折り返
し成分の影響は、光学系のＭＴＦ（Modulation Transfe
r Function）が右下がりの特性であるため、７ＭＨＺの
帯域付近が特に顕著となるが、数ＭＨｚ以下の低域へも
折り返されるため、画質を大きく劣化させる。このた
め、従来の固体撮像装置は、低域への折り返し成分が減
少するように、上記撮像レンズ１００とダイクロイック
プリズム１０２との間にＯＰＬＰＦ１０１を設け、該折
り返し成分の悪影響を軽減するようにしていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
固体撮像装置は、上記ＯＰＬＰＦ１０１を設けて上記折
り返し成分の悪影響を軽減するようにしているうえ、上
記各ＬＰＦ１０５〜１０７で折り返し成分の影響を少な
い帯域の撮像信号を抽出し、この撮像信号に上記モノク
ロのディテール信号を加算するようにしていたため、高
域がカットされる分解像度が劣化する問題があった。具
体的には、水平解像度が最大でも８００本程度の解像度
しか得ることができなかった。このため、いわゆる高品
位テレビジョンに対応することができなかった。

【００１３】また、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１０
４Ｇが、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４
Ｒ，１０４Ｂの中間位置の撮像光を受光するように設け
られており、Ｈ方向にはＲＧＢの各撮像信号が揃って解
像度を向上させることができるが、図に示すように垂
直（Ｖ）方向には、ＲＢ，ＲＢ，ＲＢ・・・、Ｇ，Ｇ，
Ｇ・・・のように同じ色の撮像信号しか揃えることがで
きず、垂直解像度が劣化する問題があった。

【００１４】また、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１０
４Ｇが、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４
Ｒ，１０４Ｂの中間位置の撮像光を受光するように設け
ることは１μ以下の取り付け精度を必要とするため、こ
の取り付け精度を維持するのが大変困難であった。

【００１５】本発明は、上述のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、折り返し成分の悪影響を軽減して高域
をカットすることなく全帯域の撮像信号を出力するとと
もに、水平解像度及び垂直解像度の向上を図ることによ
り高品位テレビジョンに対応可能とすることができ、ま
た、３板式ＣＣＤイメージセンサの各受光部の取り付け
精度を軽減することができるような固体撮像装置の提供
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、照射される撮像光のうち赤色の撮像光を受光しこ
の撮像光に応じた赤色用の撮像信号を形成して出力する
赤色用受光素子，上記撮像光のうち青色の撮像光を受光
しこの撮像光に応じた青色用の撮像信号を形成して出力
する青色用受光素子及び上記撮像光のうち緑色の撮像光
を受光しこの撮像光に応じた緑色用の撮像信号を形成し
て出力する緑色用受光素子からなる受光手段と、上記受
光素子に照射する撮像光の光路を所定時間毎に、水平方
向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分
シフトする光路シフト手段とを有する。

【００１７】また、上記受光手段からの各撮像信号が有
する全周波数のうち、所定周波数以下の周波数成分を抽
出して出力するローパスフィルタと、上記ローパスフィ
ルタにより抽出された各撮像信号を、上記受光手段から
の各撮像信号が有する全周波数のナイキスト周波数のサ
ンプリングパルスでサンプリングするとともに、このサ
ンプリングにより形成された各撮像信号から上記ナイキ
スト周波数の周波数成分を除去して出力する再サブナイ
キストサンプリング手段とを有する。

【００１８】また、本発明に係る固体撮像装置は、上記
受光手段として、上記赤色用受光素子及び青色用受光素
子が同じ位置の撮像光を空間サンプリングし、上記緑色
用受光素子が、上記赤色用受光素子及び青色用受光素子
の空間サンプリング位置から水平方向に１／２画素ピッ
チ分ずれた位置の撮像光を空間サンプリングするものを
有する。

【００１９】また、本発明に係る固体撮像装置は、上記
受光手段として、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ位
置の撮像光を空間サンプリングするものを有する。

【００２０】また、本発明に係る固体撮像装置は、上記
光路シフト手段として、上記撮像光のうち第１の偏光方
向の撮像光のみを透過する偏光板と、所定時間毎にオン
オフされる電圧に応じて、上記偏光板からの第１の偏光
方向の撮像光をそのまま出射し、また、上記偏光板から
の第１の偏光方向の撮像光を、第１の偏光方向と直交す
る第２の偏光方向の撮像光に変換して出射する電圧駆動
型の液晶板と、上記液晶板から第１の偏光方向の撮像光
が入射されたときには、該第１の偏光方向の撮像光の光
路を変えることなくそのまま上記各色用撮像素子に照射
し、上記液晶板から第２の偏光方向の撮像光が入射され
たときには、該第２の偏光方向の撮像光の光路を所定分
シフトして上記各色用撮像素子に照射する水晶板とから
構成されるものを有する。

【００２１】上記偏光板，液晶板及び水晶板は、上記第
２の偏光方向の撮像光の光路を１画素ピッチ分斜めにシ
フトするように位置調整されている。

【００２２】また、本発明に係る固体撮像装置は、上記
ローパスフィルタとして、伝送系のナイキスト周波数以
下の各撮像信号を抽出して出力する理想ローパスフィル
タを有する。

【００２３】或いは、上記ローパスフィルタとして、上
記各撮像信号を、伝送系のナイキスト周波数の前後にか
けて徐々にカットオフして出力する対称ローパスフィル
タを有する。

【００２４】或いは、上記ローパスフィルタは、伝送系
のナイキスト周波数以上で所定周波数以下の各撮像信号
を抽出して出力するナイキストオーバーローパスフィル
タを有する。

【００２５】

【作用】本発明に係る固体撮像装置は、光路シフト手段
で撮像光を、所定時間毎に斜めにシフトしながら受光手
段に照射する。

【００２６】上記光路シフト手段は、具体的には、偏光
板と、電圧駆動型の液晶板と水晶板とを、撮像光の光軸
上に順に設けることにより形成されており、全体で上記
撮像光を水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／
２画素ピッチ分シフト（斜めシフト）するようになって
いる。

【００２７】すなわち、上記偏光板は、上記撮像光のう
ち第１の偏光方向の撮像光（例えば、偏光方向が水平方
向の撮像光＝Ｈ偏光成分）のみを透過する。このＨ偏光
成分は、上記液晶板に照射される。

【００２８】なお、上記偏光板として、上記Ｈ偏光成分
と直交する垂直方向の偏光成分（Ｖ偏光成分）のみを透
過するものを設けてもよい。

【００２９】上記液晶板には、例えば１／２フィールド
毎に電圧がオンオフされ、該電圧がオフのときには、上
記Ｈ偏光成分の撮像光をそのまま出射するが、電圧がオ
ンされたときには上記Ｈ偏光成分の撮像光をＶ偏光成分
の撮像光に変換して出射する。

【００３０】なお、上記液晶板は、これとは逆に、電圧
がオンのときには、上記Ｈ偏光成分の撮像光をそのまま
出射し、電圧がオフのときには上記Ｈ偏光成分の撮像光
をＶ偏光成分の撮像光に変換して出射するものを設けて
もよい。

【００３１】上記液晶板からの上記Ｈ偏光成分の撮像光
及びＶ偏光成分の撮像光は、それぞれ水晶板に照射され
る。

【００３２】上記水晶板は、上記Ｈ偏光成分の撮像光が
入射されると、これを常光としてその光路をシフトする
ことなくそのまま出射し、上記Ｖ偏光成分の撮像光が入
射されると、これを異常光としてその光路を水平方向に
１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフ
ト（すなわち、斜めにシフト）して出射する。この水晶
板からの撮像光は上記受光手段に照射される。

【００３３】上述のように、上記光路シフト手段は、全
体で上記撮像光の光路を水平方向に１画素ピッチ分且つ
垂直方向に１／２画素ピッチ分シフトするように調整さ
れている。このため、上記受光手段には、例えば１／２
フィールド毎に常光及び異常光が照射され、最初の１／
２フィールドは上記常光による撮像光で形成され、次の
１／２フィールドは異常光により、上記常光で形成され
る画像の画素間を補間する撮像光で形成されることとな
る。

【００３４】次に、上記受光手段は、いわゆる３板式の
ＣＣＤイメージセンサであり、赤色用受光素子で上記撮
像光のうち赤色の撮像光を受光し、青色用受光素子で上
記撮像光のうち青色の撮像光を受光し、緑色用受光素子
で上記撮像光のうち緑色の撮像光を受光する。

【００３５】また、上記各色用受光素子は、上記赤色用
受光素子及び青色用受光素子とが同じ空間サンプリング
位置となり、上記緑色用受光素子が、上記赤色用受光素
子及び青色用受光素子の空間サンプリング位置から水平
方向に１／２画素ピッチ分ずれた空間サンプリング位置
となるように各色用受光素子のレジストレーションが調
整されている。

【００３６】このため、上述のように１／２フィールド
毎に光路を斜めにシフトした撮像光を上記受光手段に照
射すると、１フィールドの画像は、水平方向に見てＲ
Ｂ，Ｇ，ＲＢ，Ｇ・・・の撮像信号で形成され、垂直方
向に見てＲＢ，Ｇ，ＲＢ，Ｇ・・・の撮像信号で形成さ
れる。すなわち、水平方向及び垂直方向とも、ＲＧＢの
各撮像信号が揃った形とすることができる。

【００３７】従って、上記光路シフトにより、擬似的に
水平ライン数を２倍として水平解像度を向上させること
ができるうえ、垂直方向にみて垂直ライン毎にＲＧＢの
各撮像信号を揃えて垂直解像度を向上させることができ
る。

【００３８】次に上記各色用撮像信号は、それぞれロー
パスフィルタに供給される。このローパスフィルタは、
例えば理想ローパスフィルタであり、上記各撮像信号の
うち、該各撮像信号が有する全周波数の１／２のナイキ
スト周波数以下の信号成分を抽出し、これを再サブナイ
キストサンプリング手段に供給する。具体的には、上記
各撮像信号が１４ＭＨＺの帯域を有しているとすると伝
送系のナイキスト周波数は７ＭＨＺであるため、上記ロ
ーパスフィルタは、上記７ＭＨＺまでの信号成分を抽出
し、これを上記再サブナイキストサンプリング手段に供
給する。

【００３９】上記再サブナイキストサンプリング手段
は、上記ローパスフィルタからの各撮像信号を、伝送系
のナイキスト周波数の２倍のサンプリングパルスでサン
プリングするとともに、このサンプリングにより形成さ
れた各撮像信号から上記ナイキスト周波数の２倍以上の
周波数成分を除去して出力する。

【００４０】具体的には、光学系の帯域が１４ＭＨＺと
すると伝送系のナイキスト周波数は７ＭＨＺであるた
め、上記再サブナイキストサンプリング手段は、上記１
４ＭＨＺのサンプリングパルスを用いて、上記ローパス
フィルタからの７ＭＨＺの周波数帯域を有する各撮像信
号をサンプリングする（再サブナイキストサンプリン
グ）。

【００４１】上記ローパスフィルタで７ＭＨＺまでの周
波数帯域を抽出すると、この７ＭＨＺの周波数成分の中
には、上記各撮像信号の全周波数帯域である１４ＭＨＺ
を境にして発生する折り返し成分が含まれている。この
折り返し成分を含む７ＭＨＺの撮像信号を、上記再サブ
ナイキストサンプリング手段により１４ＭＨＺのサンプ
リングパルスでサンプリングすると、該７ＭＨＺを境に
して上記折り返し成分が折り戻され、全１４ＭＨＺの撮
像信号が再生されることとなる。

【００４２】なお、この再サブナイキストサンプリング
により、上記１４ＭＨＺを境にして該１４ＭＨＺまでの
周波数成分の折り返し成分が発生する。このため、上記
１４ＭＨＺ以上の周波数成分を除去することにより、折
り返し成分の発生していない全１４ＭＨＺの周波数成分
のみを抽出して出力することができる。

【００４３】上述のように、上記光路シフト手段による
光路シフトで高解像度化された撮像信号を形成すること
ができるうえ、この撮像信号を、上記再サブナイキスト
サンプリング手段により、高域をカットすることなく全
周波数帯域を再生して出力することができるため、さら
に高解像度化された撮像信号を出力することができ、高
品位テレビジョン受像機に対応可能とすることができ
る。

【００４４】また、上記撮像信号を上記ローパスフィル
タにより、全周波数帯域の１／２の周波数帯域として上
記再サブナイキストサンプリング手段に供給できるた
め、該ローパスフィルタから再サブナイキストサンプリ
ング手段までの伝送帯域を例えば半分の７ＭＨＺに軽減
することができる。このため、例えば上記ローパスフィ
ルタ以前の手段を撮像側とし、この撮像側と、以下に説
明する上記ローパスフィルタ以後の手段を設けた例えば
ビデオテープレコーダ装置等とをケーブルを介して接続
する場合、このケーブルの伝送帯域を軽減することがで
きる。

【００４５】次に、本発明に係る固体撮像装置は、上記
各撮像信号を、伝送系のナイキスト周波数の前後にかけ
て徐々にカットオフして出力する対称ローパスフィルタ
により、上記７ＭＨＺ近辺の各撮像信号の信号成分を抽
出する。

【００４６】このようなローパスフィルタは、例えば上
記理想ローパスフィルタのように、上記７ＭＨＺ以上の
周波数帯域を正確にカットオフするように精密に設計す
る必要がないため、簡単且つ安価に作製することがで
き、当該固体撮像装置のローコスト化に貢献することが
できる。

【００４７】次に、本発明に係る固体撮像装置は、伝送
系のナイキスト周波数以上で所定周波数以下の各撮像信
号を抽出して出力するナイキストオーバーローパスフィ
ルタにより、上記７ＭＨＺ以上１４ＭＨＺ以下（例えば
１０ＭＨＺまで）の各撮像信号の信号成分を抽出する。

【００４８】これにより、上記７ＭＨＺから１０ＭＨＺ
までの周波数成分を高域強調信号として、上記再サブナ
イキストサンプリング手段により再生された１４ＭＨＺ
の撮像信号に重畳することができ、より高解像度な撮像
信号を出力することができる。

【００４９】なお、上記受光手段として、上記各色用受
光素子がそれぞれ同じ空間サンプリング位置のものを用
いてもよい。

【００５０】この場合、１フィールドの画像を、水平方
向に見てＲＧＢ，ＲＧＢ，ＲＧＢ・・・の撮像信号で形
成し、垂直方向に見てＲＧＢ，ＲＧＢ，ＲＧＢ・・・の
撮像信号で形成することができる。すなわち、水平方向
及び垂直方向とも、ＲＧＢの各撮像信号が揃った形とす
ることができる。

【００５１】従って、上記光路シフトにより画素間を補
間した画像を形成することができるうえ、水平方向及び
垂直方向ともＲＧＢの各撮像信号を揃えて水平解像度及
び垂直解像度の向上を図ることができる。

【００５２】また、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ
空間サンプリング位置となるように、該各色用受光素子
のレジストレーションが調整されている受光手段は、上
記緑色用の受光素子のみ１／２画素ピッチ分水平方向に
空間サンプリング位置がずれるようにレジストレーショ
ンの調整のされている受光手段のように、精密なレジス
トレーションの調整精度は必要がない。このため、上記
受光手段として、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ空
間サンプリング位置となるように、該各色用受光素子の
レジストレーションが調整されているものを用いること
により、上記レジストレーションの調整精度を軽減する
ことができる。

【００５３】

【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の好ましい
実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００５４】本発明に係る第１の実施例の固体撮像装置
は、図１に示すように撮像光の光路を所定の時間毎にシ
フトする光路シフト部１と、上記光路シフト部１からの
撮像光を受光して赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）
の３原色の撮像信号を形成する撮像信号形成部２と、上
記撮像信号形成部２からの各撮像信号から所定の信号成
分を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）３と、再サブ
ナイキストサンプリングタイミング回路７の制御に基づ
いて、上記ＬＰＦ３からの各撮像信号に後に説明する再
サブナイキストサンプリング処理を施すＡ／Ｄ変換器４
と、上記Ａ／Ｄ変換器４からの撮像信号を合成して出力
する合成メモリ５と、上記合成メモリ５からの撮像信号
をアナログ化して出力するＤ／Ａ変換器６とで構成され
ている。

【００５５】上記光路シフト部１は、入射される撮像光
のうち水平（Ｈ）方向の撮像光を透過する偏光板１０
と、電圧のオンオフにより入射される撮像光の偏光方向
を回転させて出射する液晶板１１と、撮像レンズ１２
と、Ｈ方向の撮像光は常光として光路をシフトせずその
まま出射し、垂直（Ｖ）方向の撮像光のみ異常光として
その光路を例えば水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方
向に１／２画素ピッチ分シフト（斜めシフト）して出射
する水晶板１３と、入射される撮像光を円偏光化して出
射する位相差板１４とを、撮像光の光軸上に順に設ける
ことにより構成されている。

【００５６】なお、上記光路シフト部１は、上記偏光板
１０，液晶板１１，水晶板１３で上記Ｖ方向の撮像光を
斜めにシフトするように、該各部１０，１１，１３が位
置調整されている。

【００５７】上記撮像信号形成部２は、上記光路シフト
部１からの撮像光を３分割して出射するダイクロイック
プリズム１５と、上記３分割された撮像光のうちＲ成
分，Ｇ成分及びＢ成分のみをそれぞれ抽出するＲフィル
タ１６Ｒ，Ｇフィルタ１６Ｇ及びＢフィルタ１６Ｂと、
上記各フィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで抽出された撮
像光を受光するＲ用固体撮像素子（ＣＣＤイメージセン
サ）１７Ｒ，Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇ，Ｂ用Ｃ
ＣＤイメージセンサ１７Ｂとで構成されている。

【００５８】また、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７
Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、図２（ａ）に示すように、Ｒ用
ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ及びＢ用ＣＣＤイメージセ
ンサ１７Ｂが同じ位置の撮像光を受光するように設けら
れているのに対し、Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇ
は、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７
Ｂが受光する撮像光の中間の撮像光を受光するように設
けられている。

【００５９】上記ＬＰＦ３は、上記各ＣＣＤイメージセ
ンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから得られる撮像信号の周
波数帯域が例えば１４ＭＨＺであるとすると、伝送系の
ナイキスト周波数である７ＭＨＺ丁度までの撮像信号を
抽出する特性を有する理想ＬＰＦとなっている。

【００６０】次に、この第１の実施例に係る固体撮像装
置の動作説明をする。まず、撮像が開始されると、図示
しないアイリスを介して撮像光が偏光板１０に照射され
る。上記偏光板１０は、上記撮像光のち偏光方向がＨ方
向の撮像光のみ透過する。このＨ方向の撮像光は液晶板
１１に入射される。

【００６１】上記液晶板１１は、例えば電圧がオンされ
たときにはＨ方向の撮像光をそのまま透過し、電圧がオ
フされたときには上記Ｈ方向の撮像光の偏光方向をＶ方
向に変換して出射する。

【００６２】具体的には、上記液晶板１１への電圧のオ
ンオフは、スイッチ１１ａのオンオフに応じて行われる
ようになっており、上記スイッチ１１ａには入力端子１
１ｂを介して、図示しないタイミング制御回路からの制
御パルスが、例えば奇数フィールドのみ供給されるよう
になっている。このため、上記液晶板１１からは、奇数
フィールドではＨ方向の撮像光が出射され、偶数フィー
ルドではＶ方向の撮像光が出射されることとなる。

【００６３】この１フィールド毎に出射されるＨ方向の
撮像光及びＶ方向の撮像光は、撮像レンズ１２を介して
水晶板１３に入射される。

【００６４】上記水晶板１３は、上記Ｈ方向の撮像光が
入射されると、これを常光としてその光路をシフトせず
に出射し、上記Ｖ方向の撮像光が入射されると、これを
異常光としてその光路を例えば１／２画素ピッチ分シフ
トして出射する。

【００６５】上述のように、上記偏光板１０，液晶板１
１，水晶板１３は、上記異常光（上記水晶板１３に入射
されるＶ方向の撮像光）を１／２画素ピッチ分斜めにシ
フトするように設けられている。このため、上記水晶板
１３からは、奇数フィールドには上記水晶板１３におい
てシフトのされない撮像光（常光）が出射され、偶数フ
ィールドには上記水晶板１３においてその光路が水平方
向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分
シフト（斜めシフト）された撮像光（異常光）が出射さ
れることとなる。

【００６６】この水晶板１３からの撮像光は、位相差板
１４により円偏光化され、ダイクロイックプリズム１５
に入射される。

【００６７】上記ダイクロイックプリズム１５は、上記
位相差板１４からの撮像光を３分割して出射する。この
３分割された撮像光は、それぞれＲフィルタ１６Ｒ，Ｇ
フィルタ１６Ｇ，Ｂフィルタ１６Ｂに入射される。上記
各フィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、入射される撮像
光のうち、それぞれＲの撮像光，Ｇの撮像光，Ｂの撮像
光を抽出して各色用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７
Ｇ，１７Ｂに照射する。

【００６８】上記各色用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，
１７Ｇ，１７Ｂは、それぞれ上記各色の撮像光を受光し
てＲ用撮像信号，Ｇ用撮像信号及びＢ用撮像信号を形成
して出力する。

【００６９】上述のように、上記水晶板１３からは、１
フィールドおきに、その光路が斜めシフトされた撮像光
が出射される。また、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７
Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ１７
Ｒ及びＢ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｂが同じ位置の撮
像光を受光するように設けられているのに対し、Ｇ用Ｃ
ＣＤイメージセンサ１７Ｇは、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイ
メージセンサ１７Ｒ，１７Ｂが受光する撮像光の中間の
撮像光を受光するように設けられている。

【００７０】このため、１フレームの画像は、図２
（ａ）に示すようにＨ方向にみて各ラインの画素がＲ
Ｂ，Ｇ，ＲＢ，Ｇ・・・で形成される奇数フィールドの
画像と、同図（ｂ）に示すように上記奇数フィールドの
画像のライン間を補間し、かつ、上記ＲＢ画素の下にＧ
画素が位置するように、また、Ｇ画素の下にＲＢ画素が
位置するように上記斜めシフトされた偶数フィールドの
画像とで形成されることとなる。

【００７１】従って、上記１フレームの画像を、図２
（ｃ）に示すように水平ライン間を補間するとともに、
垂直方向にみてＲＧＢの各画素を揃えたものとすること
ができ（図中右斜線参照）、水平解像度及び垂直解像度
の向上を図った高解像度な画像とすることができる。こ
の各色用の撮像信号は、それぞれＬＰＦ３に供給され
る。

【００７２】ここで、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７
Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力される撮像信号が１４ＭＨ
Ｚの周波数帯域を有するとすると、該各ＣＣＤイメージ
センサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力される撮像信号
のうち、上記光路シフトを行わないで形成された撮像信
号は、図４（ａ）に実線で示すように０〜１４ＭＨＺの
周波数帯域と、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの折り返し成分
の周波数帯域とを有するスペクトル（Ｎ）となる。

【００７３】また、上記光路シフトを行って形成された
撮像信号は、上述の光路シフト処理が施されているた
め、その位相は上記光路シフトを行わないで形成された
撮像信号の位相よりも半周期分ずれており、図４（ａ）
に点線で示すように上記光路シフトを行わないで形成さ
れた撮像信号のスペクトル（Ｎ）とは対称的なスペクト
ル（Ｓ）となる。

【００７４】従って、上記光路シフトを行わない撮像信
号のスペクトル（Ｎ）と、光路シフトを行った撮像信号
のスペクトル（Ｓ）の合成スペクトル（ＮＳ）は、図４
（ａ）に一点鎖線で示すように上記スペクトル（Ｎ）に
対して位相が半周期分ずれたかたちのスペクトルとな
る。

【００７５】上記ＬＰＦ３は、図３に示すように全１４
ＭＨＺの周波数帯域を有する上記各撮像信号から、伝送
系のナイキスト周波数である７ＭＨＺ丁度までの周波数
帯域を抽出する特性を有している。このため、上記ＬＰ
Ｆ３からは、図４（ｂ）に示すように上記７ＭＨＺの周
波数帯域までの、スペクトル（Ｎ），スペクトル（Ｓ）
及び合成スペクトル（ＮＳ）の撮像信号が出力されるこ
ととなる。この撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器４に供給され
る。

【００７６】上記Ａ／Ｄ変換器４は、再サブナイキスト
サンプリングタイミング回路７からの１４ＭＨＺのサン
プリングパルスにより、上記７ＭＨＺまでの周波数帯域
の撮像信号をサンプリング（再サブナイキストサンプリ
ング）することにより、該撮像信号をデジタル化して撮
像データを形成し、これを合成メモリ５に供給する。

【００７７】この再サブナイキストサンプリングによ
り、図４（ｃ）に示すように上記７ＭＨＺの周波数帯域
を有する撮像データの、上記スペクトル（Ｎ），スペク
トル（Ｓ）及び合成スペクトル（ＮＳ）の折り返し成分
が発生し、同図（ａ）に示した撮像信号と同じスペクト
ルを有する撮像データが再生される。この際、上記スペ
クトル（Ｎ）の撮像データは、このスペクトル（Ｎ）の
撮像データに対して逆相として現れる上記スペクトル
（Ｓ）の撮像データによりキャンセルされる。

【００７８】このため、この再サブナイキストサンプリ
ング処理を行った時点では、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周
波数帯域を有する上記合成スペクトル（ＮＳ）の撮像デ
ータ、及び、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有
する撮像データ、上記０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯
域を有する撮像データの折り返し成分の撮像データのみ
が残ることとなる。

【００７９】上記光路シフトを行うことにより、信号位
相がπずれによる負の特性成分を発生する。従って、元
の撮像信号と合成することにより、スペクトルの折り込
みと折り返し再生を可能とすることができる。

【００８０】上記合成メモリ５は、上記Ａ／Ｄ変換器４
からの撮像データに補間処理等を施すが、その出力段に
には０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺまでの周波数帯域を抽出する
ＬＰＦが設けられており、このＬＰＦにより図４（ｄ）
に示すように上記１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域
を有する折り返し成分の撮像データをカットし、０ＭＨ
Ｚ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する合成スペクトルの
撮像データのみを抽出し、これをＤ／Ａ変換器６に供給
する。

【００８１】上記Ｄ／Ａ変換器６は、上記０ＭＨＺ〜１
４ＭＨＺの周波数帯域を有する各色の撮像データをアナ
ログ化することにより各色の撮像信号を形成し、これら
を出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを介してそれぞれ出
力する。

【００８２】上述のように、上記各ＣＣＤイメージセン
サ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力される撮像信号は、
撮像光の光路斜めシフトにより高解像度化された撮像信
号であるうえ、上記ＬＰＦ３により７ＭＨＺの周波数帯
域に制限しても、上記再サブナイキストサンプリング処
理により１４ＭＨＺの周波数帯域の撮像信号を再生する
ことができる。このため、最終的に出力する撮像信号の
高域をカットすることなく、完全な周波数帯域のまま出
力することができる。従って、いわゆるＨＤテレビジョ
ン受像機に対応可能な撮像信号を出力することができ
る。

【００８３】また、上記ＬＰＦ３で抽出する周波数帯域
を７ＭＨＺとしても、上記再サブナイキストサンプリン
グ処理により１４ＭＨＺ（元の周波数）の撮像信号を再
生することができるため、該ＬＰＦ３から出力される撮
像信号の伝送帯域を軽減することができる。このため、
例えば上記ＬＰＦ３からの撮像信号をそのままビデオテ
ープレコーダ装置で記録したり、他の信号処理装置に伝
送する場合等に伝送ラインの伝送帯域を軽減することが
でき有効なものとすることができる。

【００８４】上記各出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを
介して出力される各撮像信号のうちＲの撮像信号は、図
５に示す加算器２１及びディテール形成回路２０に供給
され、Ｇの撮像信号は加算器２２及び上記ディテール形
成回路２０に供給され、Ｂの撮像信号は加算器２３に供
給される。

【００８５】上記ディテール形成回路２０は、上記Ｒの
撮像信号及びＧの撮像信号から１４ＭＨＺの周波数帯域
を有する輪郭強調用のディテール信号を形成し、これを
バントパスフィルタ（ＢＰＦ）２５に供給する。

【００８６】上記ＢＰＦ２５は、例えば７ＭＨＺを中心
としてその前後所定分の周波数帯域を抽出する特性を有
している。このため、上記ＢＰＦ２５は、上記１４ＭＨ
Ｚの周波数帯域を有するディテール信号のうち、例えば
７ＭＨＺを中心としてその前後所定分の周波数帯域を抽
出し、これを上記各加算器２１〜２３に供給する。

【００８７】上記加算器２１は、上記Ｒの撮像信号に上
記ディテール信号を加算処理し、上記加算器２２は、上
記Ｇの撮像信号に上記ディテール信号を加算処理し、上
記加算器２３は、上記Ｂの撮像信号に上記ディテール信
号を加算処理する。

【００８８】上述のように、上記各撮像信号は１４ＭＨ
Ｚの全周波数帯域が再生されて出力されるため、この各
撮像信号に上記ディテール信号を加算処理することによ
り、図４（ｅ）に示すように上記７ＭＨＺ近辺に輪郭強
調のためのディテール信号が加算された各撮像信号が形
成され、さらに高解像化された撮像信号を形成すること
ができる。

【００８９】この各撮像信号は、各出力端子２４Ｒ，２
４Ｇ，２４Ｂを介して、例えば図示しないプロセス処理
回路等に供給される。

【００９０】次に、本発明の第２の実施例に係る固体撮
像装置の説明をする。この第２の実施例に係る固体撮像
装置は、上記ＬＰＦ３として図６に示すように上記７Ｍ
ＨＺ以上で１４ＭＨＺ以下の所定の周波数帯域を抽出す
るナイキストオーバーＬＰＦ（高域型理想ＬＰＦ）を設
けたものである。

【００９１】なお、この第２の実施例の説明において、
上記ナイキストオーバーＬＰＦ以外の構成は上述の第１
の実施例に係る固体撮像装置と同じため、該ナイキスト
オーバーＬＰＦの動作についてのみ説明しその他の部分
の詳細な説明は省略する。

【００９２】すなわち、この第２の実施例に係る固体撮
像装置において、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，
１７Ｇ，１７Ｂからの各撮像信号が上記ナイキストオー
バーＬＰＦに供給されると、該ナイキストオーバーＬＰ
Ｆは、図７（ａ）に示すように、上記７ＭＨＺ以上１４
ＭＨＺ以下の所定の周波数帯域を抽出し、これを上記Ａ
／Ｄ変換器４に供給する。

【００９３】上記Ａ／Ｄ変換器４には、上記再サブナイ
キストサンプリングタイミング回路７からの１４ＭＨＺ
のサンプリングパルスが供給されており、このサンプリ
ングパルスにより上記ナイキストオーバーＬＰＦからの
撮像信号に再サブナイキストサンプリング処理を施して
上記合成メモリ５に供給する。

【００９４】この再サブナイキストサンプリング処理に
より、図７（ｂ）に示すように上記ナイキストオーバー
ＬＰＦからの撮像データの、スペクトル（Ｎ），スペク
トル（Ｓ）及び合成スペクトル（ＮＳ）及びこれらの折
り返し成分が発生し、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７
Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力された元の撮像信号と同じ
スペクトルを有する撮像データが再生される。この際、
上記スペクトル（Ｎ）の撮像データは、このスペクトル
（Ｎ）の撮像データに対して逆相として現れる上記スペ
クトル（Ｓ）の撮像データによりキャンセルされる。

【００９５】このため、この再サブナイキストサンプリ
ング処理を行った時点では、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周
波数帯域を有する上記合成スペクトル（ＮＳ）の撮像デ
ータ、及び、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有
する、上記０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する
撮像データの折り返し成分の撮像データのみが残ること
となる。

【００９６】上記合成メモリ５は、上記Ａ／Ｄ変換器４
からの撮像データに補間処理等を施すが、その出力段に
１４ＭＨＺまでの周波数帯域の撮像データを抽出するＬ
ＰＦが設けられており、このＬＰＦにより、上記１４Ｍ
ＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する折り返し成分の
撮像データをカットし、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数
帯域を有する合成スペクトルの撮像データのみを抽出
し、これをＤ／Ａ変換器６に供給する。

【００９７】ここで、当該第２の実施例に係る固体撮像
装置では、上述のように上記ナイキストオーバーＬＰＦ
により７ＭＨＺよりも多少大きめに撮像データの抽出を
行っている。このため、上記合成メモリ５のＬＰＦから
出力される撮像データは、図７（ｃ）に示すように上記
７ＭＨＺ以上の周波数帯域の合成スペクトル（ＮＳ）の
撮像信号が重畳したかたちとなる。

【００９８】上記合成メモリ５からの撮像データは、上
記Ｄ／Ａ変換器６によりアナログ化され、撮像信号とし
て各出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを介してそれぞれ
出力される。

【００９９】この第２の実施例に係る固体撮像装置で
は、上記ナイキストオーバーＬＰＦからの撮像信号の伝
送帯域が７ＭＨＺ以上となり、上記第１の実施例に係る
固体撮像装置よりも多少伝送帯域は広がるが、これ以外
は、該第１の実施例に係る固体撮像装置と同じ効果を得
ることができる。

【０１００】なお、上記各撮像信号に上記ディテール信
号を加算処理すると、該ディテール信号は、図７（ｄ）
に示すように上記重畳する合成スペクトル（ＮＳ）付近
の帯域に重畳されることとなる。このディテール信号を
加算処理すると、さらに高解像化を図ることができる。

【０１０１】次に、本発明の第３の実施例に係る固体撮
像装置の説明をする。この第３の実施例に係る固体撮像
装置は、上記ＬＰＦ３として、図８に示すように上記７
ＭＨＺの前後にかけて徐々に周波数帯域をカットする対
称ＬＰＦを設けたものである。

【０１０２】なお、この第３の実施例の説明において、
上記対称ＬＰＦ以外の構成は上述の第１の実施例に係る
固体撮像装置と同じため、該対称ＬＰＦの動作について
のみ説明しその他の部分の詳細な説明は省略する。

【０１０３】すなわち、この第３の実施例に係る固体撮
像装置において、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，
１７Ｇ，１７Ｂからの各撮像信号は、上記対称ＬＰＦに
供給される。

【０１０４】上記対称ＬＰＦは、上記７ＭＨＺの前後に
わたって徐々に各撮像信号の周波数成分をカットするこ
とにより、図９（ａ）に示すように、上記７ＭＨＺを多
少オーバーした周波数帯域の撮像信号を抽出し、これを
上記Ａ／Ｄ変換器４に供給する。

【０１０５】上記Ａ／Ｄ変換器４には、上記再サブナイ
キストサンプリングタイミング回路７からの１４ＭＨＺ
のサンプリングパルスが供給されており、このサンプリ
ングパルスにより上記対称ＬＰＦからの撮像信号に再サ
ブナイキストサンプリング処理を施して上記合成メモリ
５に供給する。

【０１０６】この再サブナイキストサンプリング処理に
より、図９（ｂ）に示すように上記対称ＬＰＦからの撮
像データの、スペクトル（Ｎ），スペクトル（Ｓ）及び
合成スペクトル（ＮＳ）及びこれらの折り返し成分が発
生し、元の撮像信号と同じスペクトルを有する撮像デー
タが再生される。この際、上記スペクトル（Ｎ）の撮像
データは、このスペクトル（Ｎ）の撮像データに対して
逆相として現れる上記スペクトル（Ｓ）の撮像データに
よりキャンセルされる。

【０１０７】このため、この再サブナイキストサンプリ
ング処理を行った時点では、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周
波数帯域を有する上記合成スペクトル（ＮＳ）の撮像デ
ータ、及び、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有
する、上記０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する
撮像データの折り返し成分の撮像データのみが残ること
となる。

【０１０８】上記合成メモリ５は、上記Ａ／Ｄ変換器４
からの撮像データに補間処理等を施すが、その出力段に
は１４ＭＨＺの周波数帯域までの撮像データを抽出する
ＬＰＦが設けられており、このＬＰＦにより上記１４Ｍ
ＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する折り返し成分の
撮像データをカットし、図９（ｃ）に示すように０ＭＨ
Ｚ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する合成スペクトルの
撮像データのみを抽出し、これをＤ／Ａ変換器６に供給
する。

【０１０９】上記Ｄ／Ａ変換器６は、上記１４ＭＨＺの
周波数帯域を有する撮像データをアナログ化して撮像信
号を形成し、これを各出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ
を介してそれぞれ出力する。

【０１１０】この第３の実施例に係る固体撮像装置で
は、上記対称ＬＰＦからの撮像信号の伝送帯域が７ＭＨ
Ｚ以上となり、上記第１の実施例に係る固体撮像装置よ
りも多少伝送帯域は広がるが、これ以外は、該第１の実
施例に係る固体撮像装置と同じ効果を得ることができ
る。

【０１１１】また、ＬＰＦとしては、目的とする周波数
以上の帯域を丁度カットするものよりも、目的とする周
波数の前後にかけて信号成分を徐々にカットするものの
方が安価且つ簡単に製作することができる。このため、
上記理想ＬＰＦ（第１の実施例）やナイキストオーバー
ＬＰＦ（第２の実施例）の代わりに、上記対称ＬＰＦを
設けることにより、上記ＬＰＦを安価且つ簡単に製作す
ることができることから当該固体撮像装置のローコスト
化を図ることができる。

【０１１２】なお、上記各撮像信号に上記ディテール信
号を加算処理することにより、さらに高解像化を図るこ
とができる。

【０１１３】最後に、上述の各実施例に説明では、受光
手段としてＧ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇの空間サン
プリング位置が水平方向に１／２画素ピッチ分ずれてい
るものを設けることとしたが、これは、図１０（ａ）に
示すように各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１
７Ｂの空間サンプリング位置が同じものを設けるように
してもよい。この場合、上述の光路斜めシフトを行う
と、図１０（ｂ）に示すようにライン間を補間すること
ができるうえ、垂直方向にみてＲＧＢを揃うかたちとす
ることができるため、上述と同様に撮像信号の高解像度
化を図ることができる。また、上記緑色用の受光素子の
み１／２画素ピッチ分水平方向に空間サンプリング位置
がずれるようにレジストレーションの調整のされている
受光手段のように精密なレジストレーションの調整精度
は必要がないことから、レジストレーションの調整精度
を軽減することができる。

【０１１４】また、上述の各実施例に説明では、上記各
ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力
される撮像信号の周波数帯域は１４ＭＨＺであり、上記
ＬＰＦは７ＭＨＺ以下の撮像信号或いは７ＭＨＺ以上１
４ＭＨＺ以下の所定周波数の撮像信号を抽出するように
したが、これはほんの一例であり、設計に応じて他の数
値に変更してもよいことは勿論である。

【０１１５】

【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置は、光路シフ
ト手段により所定時間毎に撮像光の光路を斜めシフトし
て受光手段に照射することができる。また、受光手段か
らの各撮像信号の周波数帯域をローパスフィルタを用い
て半分程度の周波数帯域としても、再サブナイキストサ
ンプリング手段により、上記ローパスフィルタを介す前
の全周波数帯域を、高域をカットすることなく再生して
出力することができる。このため、高解像度化された撮
像信号を出力することができ、いわゆる高品位テレビジ
ョンに対応可能とすることができる。

【０１１６】また、上記撮像信号をローパスフィルタを
用いて半分程度の周波数帯域として上記再サブナイキス
トサンプリング手段に供給することができるため、該ロ
ーパスフィルタから再サブナイキストサンプリング手段
までの伝送帯域の軽減を図ることができる。

【０１１７】また、上記受光手段として、各色用受光素
子が同じ空間サンプリング位置のものを用いることによ
り上述と同じ効果を得ることができるうえ、上記緑色用
の受光素子のみ１／２画素ピッチ分水平方向に空間サン
プリング位置がずれるようにレジストレーションの調整
のされている受光手段のように精密なレジストレーショ
ンの調整精度は必要がないことから、レジストレーショ
ンの調整精度を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置の第１の実施例のブ
ロック図である。

【図２】上記第１の実施例に係る固体撮像装置に設けら
れている各ＣＣＤイメージセンサの空間サンプリング位
置及び光路シフト部の光路シフト動作を説明するための
図である。

【図３】上記第１の実施例に係る固体撮像装置に設けら
れている理想ＬＰＦの特性を示す図である。

【図４】上記第１の実施例に係る固体撮像装置における
再サブナイキストサンプリング処理を説明するための撮
像信号のスペクトルを示す図である。

【図５】上記第１の実施例に係る固体撮像装置のディテ
ール信号を形成する回路のブロック図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係る固体撮像装置に設
けられているナイキストオーバーＬＰＦの特性を示す図
である。

【図７】上記第２の実施例に係る固体撮像装置における
再サブナイキストサンプリング処理を説明するための撮
像信号のスペクトルを示す図である。

【図８】本発明の第３の実施例に係る固体撮像装置に設
けられている対称ＬＰＦの特性を示す図である。

【図９】上記第３の実施例に係る固体撮像装置における
再サブナイキストサンプリング処理を説明するための撮
像信号のスペクトルを示す図である。

【図１０】同じ空間サンプリング位置となるように取り
付け位置が調整された各ＣＣＤイメージセンサを用い、
撮像光の光路を斜めシフトして撮像して得られる高解像
度化された撮像信号を説明するための図である。

【図１１】従来の３板式の固体撮像装置のブロック図で
ある。

【図１２】従来の３板式の固体撮像装置に設けられてい
る各ＣＣＤイメージセンサの空間サンプリング位置を説
明するための図である。

【図１３】従来の固体撮像装置から出力される撮像信号
が形成される様子を示す図である。

【符号の説明】

１光路シフト部２撮像信号形成部３ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４Ａ／Ｄ変換器５合成メモリ６Ｄ／Ａ変換器７再サブナイキストサンプリングタイミング回路１０偏光板１１液晶板１２撮像レンズ１３水晶板１４位相差板１５ダイクロイックプリズム１６Ｒ赤フィルタ１６Ｇ緑フィルタ１６Ｂ青フィルタ１７Ｒ赤色用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇ緑色用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｂ青色用ＣＣＤイメージセンサ１８Ｒ赤色用撮像信号の出力端子１８Ｇ緑色用撮像信号の出力端子１８Ｂ青色用撮像信号の出力端子２０ディテール形成回路２１〜２３加算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照射される撮像光のうち赤色の撮像光を
受光しこの撮像光に応じた赤色用の撮像信号を形成して
出力する赤色用受光素子，上記撮像光のうち青色の撮像
光を受光しこの撮像光に応じた青色用の撮像信号を形成
して出力する青色用受光素子及び上記撮像光のうち緑色
の撮像光を受光しこの撮像光に応じた緑色用の撮像信号
を形成して出力する緑色用受光素子からなる受光手段
と、上記受光素子に照射する撮像光の光路を所定時間毎に、
水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピ
ッチ分シフトする光路シフト手段と、上記受光手段からの各撮像信号が有する全周波数のう
ち、所定周波数以下の周波数成分を抽出して出力するロ
ーパスフィルタと、上記ローパスフィルタにより抽出された各撮像信号を、
上記受光手段からの各撮像信号が有する全周波数のナイ
キスト周波数のサンプリングパルスでサンプリングする
とともに、このサンプリングにより形成された各撮像信
号から上記ナイキスト周波数の周波数成分を除去して出
力する再サブナイキストサンプリング手段とを有する固
体撮像装置。
【請求項２】上記受光手段は、上記赤色用受光素子及
び青色用受光素子が同じ位置の撮像光を空間サンプリン
グし、上記緑色用受光素子が、上記赤色用受光素子及び
青色用受光素子の空間サンプリング位置から水平方向に
１／２画素ピッチ分ずれた位置の撮像光を空間サンプリ
ングすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装
置。
【請求項３】上記受光手段は、上記各色用受光素子が
それぞれ同じ位置の撮像光を空間サンプリングすること
を特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】上記光路シフト手段は、上記撮像光のうち第１の偏光方向の撮像光のみを透過す
る偏光板と、所定時間毎にオンオフされる電圧に応じて、上記偏光板
からの第１の偏光方向の撮像光をそのまま出射し、ま
た、上記偏光板からの第１の偏光方向の撮像光を、第１
の偏光方向と直交する第２の偏光方向の撮像光に変換し
て出射する電圧駆動型の液晶板と、上記液晶板から第１の偏光方向の撮像光が入射されたと
きには、該第１の偏光方向の撮像光の光路を変えること
なくそのまま上記各色用撮像素子に照射し、上記液晶板
から第２の偏光方向の撮像光が入射されたときには、該
第２の偏光方向の撮像光の光路を所定分シフトして上記
各色用撮像素子に照射する水晶板とから構成され、上記偏光板，液晶板及び水晶板は、上記第２の偏光方向
の撮像光の光路を１画素ピッチ分斜めにシフトするよう
に位置調整されていることを特徴とする請求項１，請求
項２又は請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】上記ローパスフィルタは、伝送系のナイ
キスト周波数以下の各撮像信号を抽出して出力する理想
ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１，請
求項２，請求項３又は請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】上記ローパスフィルタは、上記各撮像信
号を、伝送系のナイキスト周波数の前後にかけて徐々に
カットオフして出力する対称ローパスフィルタであるこ
とを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３又は請求
項４記載の固体撮像装置。
【請求項７】上記ローパスフィルタは、伝送系のナイ
キスト周波数以上で所定周波数以下の各撮像信号を抽出
して出力するナイキストオーバーローパスフィルタであ
ることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３又は
請求項４記載の固体撮像装置。