JPH0787555B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JPH0787555B2
JPH0787555B2 JP63015263A JP1526388A JPH0787555B2 JP H0787555 B2 JPH0787555 B2 JP H0787555B2 JP 63015263 A JP63015263 A JP 63015263A JP 1526388 A JP1526388 A JP 1526388A JP H0787555 B2 JPH0787555 B2 JP H0787555B2
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新太郎 中垣
浩彦 篠永
伝 浅倉
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Victor Company of Japan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高解像度の撮像装置、特に、記憶機能を備えて
いるような高解像度を有する撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high resolution image pickup device, and more particularly to an image pickup device having a high resolution such as a memory function.

(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。
(Prior Art) A video signal obtained by picking up an optical image of a subject with an image pickup device is easy to edit, trim, and other image signal processing, and a reversible recording member that can erase a recorded signal is used. Although it has the feature that recording and reproduction can be performed easily by using it, the image pickup device that has been generally used conventionally for generating a video signal has a photoelectric conversion unit in the image pickup element by an image pickup lens. The formed optical image of the subject is converted into electrical image information corresponding to the optical image of the subject by the photoelectric conversion unit of the image sensor, and the electrical image information is converted into a serial video signal on the time axis. It is well known that various image pickup tubes and various solid-state image pickup devices have been conventionally used as the above-mentioned image pickup device in the configuration of an image pickup apparatus in which the image pickup device can be output.

(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、テレビジョン方式について
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。
(Problems to be solved by the invention) In recent years, in response to a growing demand for high-quality and high-resolution reproduced images, new types of television systems such as EDTV and HDTV have been proposed. It is well known that this has been done.

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うるような映像信号を発
生させることは困難である。
By the way, in order to obtain a high-quality / high-resolution reproduced image, an image pickup device capable of generating a video signal capable of reproducing a high-quality / high-resolution reproduced image is required. In an image pickup device in which an image pickup tube is used as an image pickup element, there is a limit to the miniaturization of the electron beam diameter in the image pickup tube, so that it is not possible to expect high resolution due to the miniaturization of the electron beam diameter. Since the target capacity of the tube increases in correspondence with the target area, it is not possible to realize high resolution by increasing the target area. Further, for example, in the case of a moving image pickup device, high resolution is required. As a result, the frequency band of the video signal becomes several tens of MHz to several hundreds of MHz or more, which causes a problem in terms of S / N.
It is difficult to generate a video signal that can reproduce a high-resolution reproduced image.

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。
The above points will be specifically described as follows. That is, in order to generate a video signal capable of reproducing a high-quality and high-resolution reproduced image by an image pickup apparatus in which an image pickup tube is used as an image pickup element, the electron beam diameter in the image pickup tube is reduced or the target is reduced. It is conceivable to use a large area as the electron beam diameter because there is a limit to the miniaturization of the electron beam diameter of the image pickup tube due to the performance of the electron gun of the image pickup tube and the structure of the focusing system. There is a limit to the increase in resolution due to the miniaturization, and if an attempt is made to obtain high resolution by increasing the area of the target after using an imaging lens with a large image size, the increase in the target area The decrease in the high-frequency signal component in the output signal of the image pickup tube due to the increase in the target capacity of the image pickup tube causes the S / N of the image pickup tube output signal to decrease significantly. , By imaging device using a camera tube is not possible to satisfactorily generate a video signal as capable of reproducing the high image quality and high resolution of the reproduced image.

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。
Further, in order to reproduce a high-quality and high-resolution reproduced image by an image pickup apparatus using a solid-state image pickup element as an image pickup element, it is necessary to use a solid-state image pickup element having a large number of pixels. Many solid-state imaging devices have a high clock frequency for driving them (for example, the frequency of a clock for driving a solid-state imaging device in the case of a video camera is several hundred MHz), and are targeted for driving. Since the capacitance value of the circuit that is used increases with the increase in the number of pixels, such a solid-state imaging device is practical from the present condition that the limit of the clock frequency of the solid-state imaging device is 20 MHz. It cannot be configured as a thing.

このように、従来の撮像装置はそれの構成のために使用
される撮像素子が高画質・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難いものであっ
たために、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できる撮像装置を容易に提供する
ことができなかった。
As described above, in the conventional image pickup apparatus, it is difficult for the image pickup element used for its configuration to generate a video signal that can reproduce a high-quality / high-resolution reproduced image, and It has not been possible to easily provide an imaging device capable of generating a video signal capable of reproducing a reproduced image of high image quality and high resolution.

また、従来の撮像装置で使用されている撮像素子は、記
録の対象にされる光情報を光電変換して発生させた電気
信号が映像信号として送出された後に、被写体の新たな
光学像と対応する映像信号が発生されうるような構成の
ものであって、順次の被写体像と対応して発生された電
気信号を記憶しておく機能は撮像装置自体には有してい
なかったから、従来、撮像によって得た電気的な情報信
号を記録しておくことが必要とされる場合には、撮像装
置によって発生された映像信号を例えば磁気録画装置を
用いるなどして記録しておくようにされていたが、撮像
内容が記録されていることは種々の点で有益なために、
撮像装置自体に記憶機能を有するような装置の出現が待
望された。
In addition, the image sensor used in the conventional image capturing apparatus corresponds to a new optical image of the subject after the electric signal generated by photoelectrically converting the optical information to be recorded is transmitted as a video signal. The image pickup device itself does not have a function of storing electric signals generated corresponding to sequential subject images. When it is necessary to record the electrical information signal obtained by the method, the video signal generated by the imaging device is recorded using, for example, a magnetic recording device. However, since it is useful in various respects that the captured contents are recorded,
The appearance of a device having a memory function in the imaging device itself has been long awaited.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、一方の面に透明電極を付着させてある光導電
層部材と、前記した光導電層部材における透明電極が付
着されていない方の面と対向して設けられている電極
と、前記した電極と光導電層部材との間で移動可能な電
荷蓄積層部材と、前記した透明電極と電極との間に接続
した電源とによって構成されている光−電荷変換部と、
前記の光−電荷変換部における透明電極側から前記した
光−電荷変換部の撮像面に撮像レンズにより被写体の光
学像を結像させて、前記した光−電荷変換部における電
荷蓄積層部材に被写体の光学像と対応している電荷像を
形成させる手段と、被写体の光学像と対応している電荷
像が形成されている電荷蓄積層部材における前記の電荷
像の形成部分を電荷像の読出し部まで移動させる手段
と、電荷像の読出し部において被写体の光学像と対応し
ている電荷像を読出して映像信号を発生させる手段とを
備えてなる撮像装置を提供するものである。
(Means for Solving Problems) In the present invention, a photoconductive layer member having a transparent electrode attached to one surface thereof and a surface of the photoconductive layer member to which the transparent electrode is not attached are opposed to each other. Light composed of an electrode provided as an electrode, a charge storage layer member movable between the electrode and the photoconductive layer member, and a power supply connected between the transparent electrode and the electrode. -A charge conversion unit,
An optical image of the subject is formed on the imaging surface of the light-charge conversion unit from the transparent electrode side of the light-charge conversion unit by an imaging lens, and the subject is formed on the charge storage layer member in the light-charge conversion unit. Means for forming a charge image corresponding to the optical image of the charge storage layer, and a portion for forming the charge image on the charge storage layer member on which the charge image corresponding to the optical image of the subject is formed, (EN) An image pickup device provided with a means for moving to a charge image and a means for generating a video signal by reading a charge image corresponding to an optical image of a subject in a charge image reading section.

(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
置の構成原理と動作原理とを説明するための斜視図であ
り、また、第2図と第3図と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る。
(Examples) Hereinafter, specific contents of the image pickup apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view for explaining the configuration principle and operation principle of the image pickup apparatus of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show a schematic configuration of an embodiment of the image pickup apparatus of the present invention. It is a block diagram.

第1図において、Etは透明電極、Eは電極、PCLは光導
電体層部材、CMLは電荷蓄積層部材、Vcは電源であっ
て、前記した各構成部分は光−電荷変換部PCCAを構成し
ており、前記の透明電極Etと電極E間に接続されている
電源Vcによって前記した透明電極Etと電極Eとの間には
所定の電界が発生されるようになされている。
In FIG. 1, Et is a transparent electrode, E is an electrode, PCL is a photoconductor layer member, CML is a charge storage layer member, Vc is a power source, and each of the above-mentioned components constitutes a photo-charge conversion unit PCCA. Therefore, a predetermined electric field is generated between the transparent electrode Et and the electrode E by the power source Vc connected between the transparent electrode Et and the electrode E.

光−電荷変換部PCCAはそれを適当な構成の暗箱に収容し
て、光導電体層部材PCLに不要な外光が当らないように
する。
The light-to-charge conversion unit PCCA is housed in a dark box having an appropriate structure so that unnecessary external light does not strike the photoconductor layer member PCL.

前記した光−電荷変換部PCCAにおける透明電極Etは、撮
像の対象にされるべき光情報の波長帯の光が透過しうる
ような分光透過特性を有するような透明電極(例えば、
ITO)として構成されており、また、前記した光導電体
層部材PCLとしてはそれの一方の端面に高精細度の光学
像が与えられた場合に、適当な強度の電界の印加の下に
おいて、他方の端面に対して高精細度の電荷像を発生さ
せることができるような特性を有する光導電体材料(例
えば、アモルファス・シリコン)を用いて作られたもの
が使用される。さらに、前記した電荷蓄積層部材CMLと
しては、それの表面に付着形成された電荷像が長期間に
わたりそのままのパターンで残留しうるような高い絶縁
抵抗値を有する材料(例えば、シリコン樹脂)で作られ
たものが使用される。
The transparent electrode Et in the photo-charge conversion unit PCCA is a transparent electrode having a spectral transmission characteristic such that light in the wavelength band of optical information to be imaged can be transmitted (for example,
ITO), and as a photoconductor layer member PCL described above, when a high-definition optical image is given to one of its end faces, under the application of an electric field of appropriate strength, A photoconductor material (for example, amorphous silicon) having a characteristic capable of generating a high-definition charge image on the other end surface is used. Further, the charge storage layer member CML is made of a material having a high insulation resistance value (for example, a silicon resin) such that the charge image adhered and formed on the surface of the charge storage layer member CML can remain in the same pattern for a long period of time. The one used is used.

前記した電荷蓄積層部材CMLは、それの形状が円盤状、
テープ状、あるいはシート状等、任意の形状とすること
ができるが、何れの場合であっても前記した電荷蓄積層
部材CMLは図中の矢印X方向に、予め定められた移送の
態様で移送されるようになされているのである。
The charge storage layer member CML described above has a disk shape,
It may be in any shape such as a tape shape or a sheet shape, but in any case, the above charge storage layer member CML is transferred in the direction of arrow X in the figure in a predetermined transfer mode. It is designed to be done.

前記した光−電荷変換部PCCAの撮像面には、光−電荷変
換部PCCAにおける透明電極Etの前方に設けられている撮
像レンズ1により被写体の光学像が結像されるようにな
されており、前記の光−電荷変換部PCCAは撮像レンズ1
によって光−電荷変換部PCCAにおける撮像面に結像され
た被写体の光学像と対応する電荷像を電荷蓄積層部材CM
Lに形成させる動作を行うものであるが、光−電荷変換
部PCCAにおける前記した光学像から電荷像への変換動作
は次のようにして行われる。
An optical image of a subject is formed on the imaging surface of the light-to-charge conversion unit PCCA by the imaging lens 1 provided in front of the transparent electrode Et in the light-to-charge conversion unit PCCA, The light-to-charge conversion unit PCCA is the imaging lens 1
The charge storage layer member CM provides a charge image corresponding to the optical image of the subject formed on the imaging surface of the light-to-charge conversion unit PCCA by the
Although the operation of forming L is performed, the above-mentioned conversion operation from the optical image to the charge image in the photo-charge conversion section PCCA is performed as follows.

すなわち、撮像レンズ1を介して光−電荷変換部PCCAの
透明電極Et側に入射した光束が光−電荷変換部PCCAにお
ける透明電極Etを透過して光導電体層部材PCLに入射す
ると、光導電体層部材PCLの電気抵抗値はそれに入射し
た光束の光量に応じて変化するから、光電体層部材PCL
の各部の電気抵抗値は被写体の各部の光量と対応して変
化している状態になる。
That is, when the light flux that has entered the transparent electrode Et side of the photo-charge conversion unit PCCA through the imaging lens 1 passes through the transparent electrode Et of the photo-charge conversion unit PCCA and enters the photoconductor layer member PCL, photoconduction Since the electric resistance value of the body layer member PCL changes according to the light quantity of the light beam incident on it, the photoelectric layer member PCL
The electric resistance value of each part of the image changes according to the light amount of each part of the subject.

そして光−電荷変換部PCCAにおける透明電極Etと電極E
との間には既述のように電源Vcによって所定の電圧が与
えられているから、前記した光電体層部材PCLと対向す
るように設けられている電荷蓄積層部材CMLには、光電
体層部材PCLにおける電気抵抗値の変化の状態と対応し
ている電荷が付着されることになり、電荷蓄積層部材CM
Lには被写体の光学像と対応している電荷像が形成され
るのである。
Then, the transparent electrode Et and the electrode E in the light-to-charge conversion unit PCCA are
As described above, since a predetermined voltage is applied by the power source Vc, the charge storage layer member CML provided so as to face the above-mentioned photoelectric layer member PCL has a photoelectric layer. The charge corresponding to the state of change in the electric resistance value of the member PCL is attached, and the charge storage layer member CM
In L, a charge image corresponding to the optical image of the subject is formed.

光−電荷変換部PCCAの光導電体層部材PCLに与えられた
被写体の光情報のような記録の対象にされる光情報にお
ける各部の光量に対応した電荷量を有して電荷蓄積層部
材CMLの表面に付着した状態で生じる前記した電荷像
は、記録の対象にされる光情報が撮像レンズ1を介して
光導電体層部材PCLの全面に同時的に与えられた場合に
は、記録の対象にされる二次元的な光情報の全体に対応
する二次元的な電荷像の全体が同時的に生じ、また、記
録の対象にされる光情報が光導電体層部材PCLの全面に
対して飛点走査機により順次に与えられた場合には、記
録の対象にされる光情報に対応する電荷像の全体が順次
に生じて行くことになるが、前記の何れの場合であって
も、記録の対象にされる光情報の全体と対応する1つの
完全な電荷像が光導電体層部材PCLの端面に生じた状態
になされた後に、必要に応じて電荷蓄積層部材CMLの表
面を前記した光導電体層部材PCLの面から離隔させた状
態にし、次いで、電荷蓄積層部材CMLの表面における記
録の対象にされる光情報の全体と対応する前記した1つ
の完全な電荷像2が付着されている領域2が、前記した
光導電体層部材PCLの端面に対向しない状態となされる
位置にまで移動させてから、次の被写体の撮像動作が行
われるようにされる。
The charge storage layer member CML having a charge amount corresponding to the light amount of each portion in the optical information to be recorded such as the optical information of the subject given to the photoconductor layer member PCL of the photo-charge conversion unit PCCA The above-described charge image generated in the state of being attached to the surface of the recording medium is recorded when the optical information to be recorded is simultaneously given to the entire surface of the photoconductor layer member PCL via the imaging lens 1. The entire two-dimensional charge image corresponding to the entire two-dimensional optical information targeted is simultaneously generated, and the optical information targeted for recording is applied to the entire surface of the photoconductor layer member PCL. When sequentially given by the flying spot scanner, the entire charge image corresponding to the optical information to be recorded is sequentially generated, but in any of the above cases , One complete charge image corresponding to the entire optical information to be recorded is a photoconductor layer member. After being brought into a state of being generated on the end surface of the PCL, the surface of the charge storage layer member CML is separated from the surface of the photoconductor layer member PCL described above as necessary, and then the surface of the charge storage layer member CML. The position where the region 2 to which the one complete charge image 2 corresponding to the entire optical information to be recorded in the above is attached does not face the end face of the photoconductor layer member PCL. After moving to, the imaging operation of the next subject is performed.

前記のようにして、電荷蓄積層部材CMLの表面には完全
な1枚づつの電荷像2を順次に付着形成させることがで
きる。そして、前記のように電荷蓄積層部材CMLの表面
に順次に付着された完全な1枚づつの電荷像2は、光導
電体層部材PCLに与えられた記録の対象にされる光情報
における各部の光量に対応した電荷量を有する電荷像で
あるから、その電荷像は充分に高い解像度を有する光導
電体層部材PCLと対応する高い精細度を有するものにな
っているから、それを高い分解能を有する読出し手段に
よって読出すことにより、極めて高い精細度の再生像を
再現できるような映像信号を発生させることができる。
As described above, complete charge images 2 can be sequentially deposited on the surface of the charge storage layer member CML. Then, as described above, the complete one-by-one charge image 2 sequentially attached to the surface of the charge storage layer member CML shows each portion in the optical information to be recorded, which is given to the photoconductor layer member PCL. Since the charge image has a charge amount corresponding to the light amount of, the charge image has a high resolution corresponding to that of the photoconductor layer member PCL having a sufficiently high resolution. When read by the reading means having, a video signal capable of reproducing a reproduced image with extremely high definition can be generated.

光−電荷変換部PCCAにおいて被写体の光学像と対応して
いる電荷像が形成された電荷蓄積層部材CMLは、電荷蓄
積層部材CMLにおける前記の電荷像2の形成部分が電荷
像の読出し部RAまで移送され、電荷像の読出し部RAにお
いて被写体の光学像と対応している電荷像2を静電的な
検出手段、あるいは光学的な検出手段、その他の電荷検
出手段によって検出することにより、高画質・高解像度
の再生画像を再生させることの可能な映像信号を容易に
発生させることができる。
In the charge storage layer member CML on which the charge image corresponding to the optical image of the object is formed in the light-charge conversion unit PCCA, the charge image reading portion RA is the portion where the charge image 2 is formed in the charge storage layer member CML. The charge image 2 is transferred to the charge image reading section RA, and the charge image 2 corresponding to the optical image of the object is detected by electrostatic detection means, optical detection means, or other charge detection means. It is possible to easily generate a video signal capable of reproducing a reproduced image of high image quality and high resolution.

本発明の撮像装置をカラー撮像装置として実施する場合
には、周知構成の3色分解光学系によって3原色に分解
された各原色像毎に、前記した第1図示の構成の撮像装
置によって撮像するようにすればよい。また、本発明の
実施に当って、光−電荷変換部PCCAにおける光導電層部
材PCLの端面に対して微小な距離だけ離隔しているよう
な態様で電荷蓄積層部材CMLの一方の面が対向している
ような態様で電荷蓄積層部材CMLを設けてもよく、その
際には前記の電荷蓄積層部材CMLの面と光導電層部材PCL
の端面との間の放電によって、電荷蓄積層部材CMLの面
に被写体の光学像に対応している電荷像が形成されるの
である。
When the image pickup apparatus of the present invention is implemented as a color image pickup apparatus, each primary color image separated into three primary colors by a three-color separation optical system having a well-known configuration is imaged by the image pickup apparatus having the above-described first configuration. You can do it like this. Further, in carrying out the present invention, one surface of the charge storage layer member CML is opposed in such a manner that it is separated from the end surface of the photoconductive layer member PCL in the photo-charge conversion section PCCA by a minute distance. The charge storage layer member CML may be provided in such a manner as described above, in which case the surface of the charge storage layer member CML and the photoconductive layer member PCL are
By the discharge between the charge storage layer member CML and the end surface of the charge storage layer, a charge image corresponding to the optical image of the subject is formed on the surface of the charge storage layer member CML.

電荷蓄積層部材CMLにおける前記の電荷像2の形成部分
からの電荷量の読出しは、電荷像の読出し部RAによって
行われるが、第2図に示されている実施例では、電荷像
の読出し部RAとして被写体の光学像と対応している電荷
像2を静電的に検出するように構成されているものを用
いており、また、第3図に示されている実施例では、電
荷像の読出し部RAとして被写体の光学像と対応している
電荷像2を光学的に検出するように構成されているもの
を用いている。
The reading of the amount of charge from the portion where the charge image 2 is formed in the charge storage layer member CML is performed by the charge image reading unit RA, but in the embodiment shown in FIG. 2, the charge image reading unit is used. As the RA, one configured to electrostatically detect the charge image 2 corresponding to the optical image of the subject is used, and in the embodiment shown in FIG. As the reading unit RA, one that is configured to optically detect the charge image 2 corresponding to the optical image of the subject is used.

まず、第2図に示されている実施例における電荷像の読
出し部RAについて説明する。第2図中において3は電荷
検出用の針電極、4はスイッチ、5は電界効果トランジ
スタ、6は抵抗、7は検出々力端子であり、この第2図
中に示されている電荷像の読出し部RAは、電荷蓄積層部
材CMLにおける電荷像2に接近して設けられている電荷
検出用の針電極3によって、電荷蓄積層部材CMLにおけ
る電荷を静電誘導により高い分解能で検出し、それを電
界効果トランジスタ5のゲートに与え、電界効果トラン
ジスタ5のソースと接地間に接続されている抵抗6の両
端に現われる電圧を検出々力端子7に送出するように構
成されている。スイッチ4は電界効果トランジスタ5の
リーク等によりゲートに蓄積する不要な電荷を放電する
ためのリセット用のスイッチであり、実施に際してはス
イッチ4として電界効果トランジスタなどのスイッチン
グ素子が用いられる。
First, the charge image reading section RA in the embodiment shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, 3 is a needle electrode for electric charge detection, 4 is a switch, 5 is a field effect transistor, 6 is a resistance, and 7 is a detection force terminal. The electric charge image shown in FIG. The reading unit RA detects the charge in the charge storage layer member CML with high resolution by electrostatic induction by the charge detection needle electrode 3 provided close to the charge image 2 in the charge storage layer member CML. Is applied to the gate of the field effect transistor 5, and the voltage appearing across the resistor 6 connected between the source of the field effect transistor 5 and the ground is sent to the detection output terminal 7. The switch 4 is a reset switch for discharging unnecessary electric charges accumulated in the gate due to a leak of the field effect transistor 5, and a switching element such as a field effect transistor is used as the switch 4 in implementation.

第2図には、電荷検出用の針電極3が単針のものとして
示されているが、実施に当っては電荷検出用の針電極と
して多数の針電極を並べて構成した多針電極が使用でき
る。そして電荷検出用の針電極として多針電極が用いら
れた場合には、電荷蓄積層部材CMLにおける電荷像の電
荷分布の検出のために単針の電荷検出用の針電極3を使
用した際に必要とされていた二次元的な機械的走査手段
が不要とされ、副走査方向だけの一次元的な機械的な走
査によって二次元的な電荷像の電荷の読出し動作を行う
ことができる。
In FIG. 2, the needle electrode 3 for charge detection is shown as a single needle, but in the implementation, a multi-needle electrode configured by arranging a large number of needle electrodes as a needle electrode for charge detection is used. it can. When a multi-needle electrode is used as the charge detection needle electrode, when the single-needle charge detection needle electrode 3 is used to detect the charge distribution of the charge image in the charge storage layer member CML, The required two-dimensional mechanical scanning means is not required, and the two-dimensional charge image read operation can be performed by the one-dimensional mechanical scanning only in the sub-scanning direction.

なお、多針電極を二次元的に配置したものを用いれば、
機械的な走査手段は不要となる。多数の針電極を微細に
形成することはLSIプロセス技術の適用により容易に実
現できる。
If a multi-needle electrode arranged two-dimensionally is used,
No mechanical scanning means is required. Fine formation of many needle electrodes can be easily realized by applying LSI process technology.

次に、第3図に示されている実施例における電荷像の読
出し部RAについて説明する。第3図中においてErは電荷
蓄積層部材CMLにおける電荷像2が形成されている面と
は反対側の面に接触している電極であり、また、前記し
た電荷蓄積層部材CMLを挟んで前記した電極Erと対向す
る位置には電荷像読取りヘッドRHにおける誘電体ミラー
DMLが位置されている。
Next, the charge image reading section RA in the embodiment shown in FIG. 3 will be described. In FIG. 3, Er is an electrode in contact with the surface of the charge storage layer member CML opposite to the surface on which the charge image 2 is formed, and the above-mentioned charge storage layer member CML is sandwiched between the electrodes. A dielectric mirror in the charge image reading head RH is located at a position facing the charged electrode Er.
DML is located.

前記した電荷像読取りヘッドRHは電荷像を光学像に変換
する素子であり、この電荷像読取りヘッドRHとしては、
例えば、印加された電圧によって光の状態を変化させう
るような特性を示す光変調材層部材PML(例えば、電気
光学効果を有するニオブ酸リチュウム、あるいは電界散
乱効果を示すネマチック液晶の層のような光変調用の材
料層)の一方の面に誘電体ミラーDMLを設けるとともに
他方の面に透明電極Etrを設けた構成態様のものが使用
できる。
The charge image reading head RH described above is an element that converts a charge image into an optical image.
For example, a light modulation material layer member PML (for example, lithium niobate having an electro-optical effect, or a layer of a nematic liquid crystal having an electric field scattering effect, which has a characteristic that the state of light can be changed by an applied voltage). It is possible to use a structure in which the dielectric mirror DML is provided on one surface of the (light modulation material layer) and the transparent electrode Etr is provided on the other surface.

そして、前記した電荷像読取りヘッドRHにおける前記し
た誘電体ミラーDMLの側に電荷パターンを与え、また、
光変調材層部材PMLにおける他方の面から光を入射させ
ると、その入射光が光変調材層部材PMLを通過して誘電
体ミラーDMLにより反射し、その反射光が再び光変調材
層部材PMLを通過して、その光は入射した側の光変調材
層部材PMLの面から出射するが、その出射光の光の状態
(前記の例の場合には偏光面の角度)は入射光の光の状
態(前記の例の場合には偏光面の角度)とは、前記した
電荷像における電荷量と対応して変化したものになって
いる。
Then, a charge pattern is applied to the side of the dielectric mirror DML in the charge image reading head RH, and
When light is incident from the other surface of the light modulation material layer member PML, the incident light passes through the light modulation material layer member PML and is reflected by the dielectric mirror DML, and the reflected light is again light modulation material layer member PML. After passing through, the light is emitted from the surface of the light modulation material layer member PML on the incident side, but the light state of the emitted light (the angle of the polarization plane in the above example) is the light of the incident light. The state (the angle of the plane of polarization in the case of the above example) has changed corresponding to the amount of charges in the above-mentioned charge image.

それで、例えばレーザ光源10(またはハロゲンランプを
用いた光源10)から放射された光を偏光子11に通過させ
て直線偏光の光束とし(前記の光源10がレーザ光源の場
合には偏光子11は使用しなくてもよい)てから光偏向器
12に入射させる。
Therefore, for example, the light emitted from the laser light source 10 (or the light source 10 using a halogen lamp) is passed through the polarizer 11 to form a linearly polarized light flux (when the light source 10 is a laser light source, the polarizer 11 is Optical deflector after use)
Make it incident on 12.

前記の光偏向器12では、それに入射された光束をテレビ
ジョン機器におけるディスプレイで描かせるラスタのよ
うに直交する2方向に偏向している状態のものとして出
射させる。
The light deflector 12 emits the light beam incident on it in a state in which it is deflected in two directions orthogonal to each other like a raster drawn on a display of a television device.

前記のような状態のものとして前記の光偏向器12から出
射された光束は、入射光を平行光にして出射させるコリ
メータレンズ13によって平行光となされて、その平行光
束がビームスプリッタ9に入射される。
The light beam emitted from the optical deflector 12 in the above-described state is made into parallel light by the collimator lens 13 which makes incident light parallel light and outputs the parallel light, and the parallel light beam is made incident on the beam splitter 9. It

ビームスプリッタ9に入射した光束はレンズ8で集光さ
れて電荷像読取りヘッドRHに入射される。前記した電荷
像読取りヘッドRHにおける誘電体ミラーDML側には、記
録情報を電荷像の形で記憶している電荷蓄積層部材CML
における電荷像の形成面が対面しているから、電荷像読
取りヘッドRHにおける光変調材層部材PMLには前記した
誘電体ミラーDMLを介して電荷蓄積層部材CMLにおける電
荷像による電界が与えられる。
The light beam incident on the beam splitter 9 is condensed by the lens 8 and then incident on the charge image reading head RH. On the side of the dielectric mirror DML in the charge image reading head RH described above, a charge storage layer member CML that stores recorded information in the form of a charge image.
Since the charge image forming surfaces of the charge image reading heads face each other, an electric field due to the charge image of the charge storage layer member CML is applied to the light modulation material layer member PML of the charge image reading head RH via the above-mentioned dielectric mirror DML.

それで、電荷像読取りヘッドRHにおける透明電極Etr側
から光が入射すると、その入射光は光変調材層部材PML
を通過して誘電体ミラーDMLにより反射して再び光変調
材層部材PMLを通過し、その光が透明電極Etrの面から出
射するが、前記した電荷像読取りヘッドRHからの出射光
の光の状態(前記の例の場合には偏光面の角度)は入射
光の光の状態(前記の例の場合には偏光面の角度)と
は、前記した電荷蓄積層部材CMLにおける電荷像の電荷
量と対応して変化しているものになっている。
Therefore, when light is incident from the transparent electrode Etr side of the charge image reading head RH, the incident light is emitted from the light modulation material layer member PML.
Of the light emitted from the charge image reading head RH, which is reflected by the dielectric mirror DML and passes through the light modulation material layer member PML again, and the light is emitted from the surface of the transparent electrode Etr. The state (the angle of the polarization plane in the above example) is the light state of the incident light (the angle of the polarization plane in the above example) is the charge amount of the charge image in the charge storage layer member CML. It has been changed corresponding to.

前記のように電荷像読取りヘッドRHからの出射光は、電
荷像読取りヘッドRHへの入射光が記録情報を電荷像の形
で記憶している電荷蓄積層部材CMLにおける電荷像の電
荷量に応じて偏光面の回転量が変化している状態のもの
で、かつ、既述したコリメータレンズ13によって平行光
の状態になっている。
As described above, the emitted light from the charge image reading head RH depends on the charge amount of the charge image in the charge storage layer member CML in which the incident light on the charge image reading head RH stores the record information in the form of a charge image. And the amount of rotation of the polarization plane is changed, and the collimator lens 13 described above is in the state of parallel light.

それで、電荷像読取りヘッドRHからの前記した出射光を
レンズ8とビームスプリッタ9とを通過させてから集光
レンズ14に入射させると、前記の集光レンズ14で集光さ
れた光束は常に同一の位置に集光する。
Therefore, when the above-mentioned emitted light from the charge image reading head RH passes through the lens 8 and the beam splitter 9 and then enters the condenser lens 14, the light flux condensed by the condenser lens 14 is always the same. Focus on the position.

それで、前記した集光レンズ14によって集光された光
を、光量調節用の波長板15と、偏光面の回転量を明るさ
の変化に変換するための検光子16とを介して、前記した
集光レンズ14の集光点の位置に光電変換器17を配置して
おくと、前記の光電変換器17からは電荷蓄積層部材CML
における二次元的な電荷像の各部分の電荷量に応じて振
幅が変化している映像信号が得られる。
Therefore, the light condensed by the condensing lens 14 described above is passed through the wavelength plate 15 for adjusting the amount of light and the analyzer 16 for converting the rotation amount of the polarization plane into the change in brightness. When the photoelectric converter 17 is arranged at the position of the condensing point of the condenser lens 14, the charge storage layer member CML is removed from the photoelectric converter 17 described above.
A video signal whose amplitude changes in accordance with the amount of charges in each part of the two-dimensional charge image in is obtained.

前記のように光電変換器17から出力される映像信号は、
電荷蓄積層部材CMLにおける高い精細度を有する二次元
的な電荷像における電荷量分布と対応しているものにな
っている。それで、読出し光として、例えば直径が1ミ
クロンのレーザ光束をレーザ光束を使用した場合には、
1000本/1mmというような高い解像度と対応する映像信号
が発生できる。
As described above, the video signal output from the photoelectric converter 17 is
This corresponds to the charge amount distribution in the two-dimensional charge image having high definition in the charge storage layer member CML. Therefore, for example, when a laser beam having a diameter of 1 micron is used as the reading beam,
It can generate video signals with high resolution of 1000 lines / 1mm.

(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、一方の面に透明電極を付着させてある
光導電層部材と、前記した光導電層部材における透明電
極が付着されていない方の面と対向して設けられている
電極と、前記した電極と光導電層部材との間で移動可能
な電荷蓄積層部材と、前記した透明電極と電極との間に
接続した電源とによって構成されている光−電荷変換部
と、前記の光−電荷変換部における電荷蓄積層部材に被
写体の光学像と対応している電荷像を形成させる手段
と、被写体の光学像と対応している電荷像が形成されて
いる電荷蓄積層部材における前記の電荷像の形成部分を
電荷像の読出し部まで移動させる手段と、電荷像の読出
し部において被写体の光学像と対応している電荷像を読
出して映像信号を発生させる手段とを備えてなるもので
あるから、この本発明の撮像装置では通常の光学像の他
に、文字、画形、パターン、コード化された光情報な
ど、任意の光情報を撮像の対象とする光学的な情報とし
て撮像し記録することができるのであり、また、本発明
の撮像装置において電荷蓄積層部材の表面に順次に付着
形成させた完全な1枚づつの電荷像は、光導電体層部材
に与えられた記録の対象にされる光情報における各部の
光量に対応した電荷量を有する電荷像であるから、その
電荷像は充分な高い精細度を有する光導電体層部材と対
応する高い精細度を要するものとなっていて、前記のよ
うに電荷蓄積層部材の表面に順次に付着された完全な1
枚づつの電荷像を、例えば静電的な読取り手段、あるい
は光学的な読取り手段によって高画質・高解像度の再生
画像を再生させることの可能な映像信号を容易に発生さ
せることができるとともに、本発明の撮像装置において
は撮像の対象とされる光情報の撮像と同時に、その光情
報の記録が行われるのであり、本発明によれば既述した
従来の問題点は良好に解決できるのであり、また、本発
明は電子スチルカメラ、カメラ一体型の記録再生装置に
も良好に適用できる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the image pickup device of the present invention has a photoconductive layer member having a transparent electrode attached to one surface thereof, and a transparent material in the photoconductive layer member. Between the electrode provided opposite to the surface on which the electrode is not attached, the charge storage layer member movable between the electrode and the photoconductive layer member, and the transparent electrode and the electrode. A light-to-charge conversion section composed of a power source connected to the light-source, means for forming a charge image corresponding to the optical image of the object on the charge storage layer member in the light-to-charge conversion section, and Means for moving the charge image forming portion of the charge storage layer member on which the charge image corresponding to the image is formed to the charge image reading section, and means for moving the charge image reading section to the optical image of the object in the charge image reading section. The charge image that is being read In addition to a normal optical image, the image pickup apparatus of the present invention includes a character, a figure, a pattern, coded optical information, and other arbitrary light. Information can be picked up and recorded as optical information to be picked up, and in addition, in the image pickup apparatus of the present invention, a complete charge can be formed by sequentially adhering to the surface of the charge storage layer member. Since the image is a charge image having a charge amount corresponding to the light amount of each part in the optical information to be recorded on the photoconductor layer member, the charge image has a sufficiently high definition. It requires a high degree of definition corresponding to the body layer member, and as described above, it is a perfect layer that is sequentially deposited on the surface of the charge storage layer member.
It is possible to easily generate a video signal capable of reproducing a high-quality and high-resolution reproduced image from each charge image by, for example, electrostatic reading means or optical reading means. In the image pickup device of the invention, at the same time as the image pickup of the optical information to be imaged, the optical information is recorded. According to the present invention, the above-mentioned conventional problems can be solved well, Further, the present invention can be suitably applied to an electronic still camera and a camera-integrated recording / reproducing apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の撮像装置の構成原理と動作原理とを説
明するための斜視図、第2図ならびに第3図は本発明の
撮像装置の実施例のブロック図である。 Et,Etr……透明電極、E……電極、PCL……光導電体層
部材、CML……電荷蓄積層部材、Vc……電源、PCCA……
光−電荷変換部、1……撮像レンズ、2……電荷像、RA
……電荷像の読出し部、3……電荷検出用の針電極、4
……スイッチ、5……電界効果トランジスタ、6……抵
抗、7……検出々力端子、Er……電極、RH……電荷像読
取りヘッド、DML……誘電体ミラー、PML……光変調材層
部材、10……レーザ光源(またはハロゲンランプを用い
た光源)、11……偏光子、12……光偏向器、13……コリ
メータレンズ、9……ビームスプリッタ、8……レン
ズ、14……集光レンズ、15……光量調節用の波長板、16
……検光子、17……光電変換器、
FIG. 1 is a perspective view for explaining the configuration principle and operation principle of the image pickup apparatus of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are block diagrams of an embodiment of the image pickup apparatus of the present invention. Et, Etr …… Transparent electrode, E …… Electrode, PCL …… Photoconductor layer member, CML …… Charge storage layer member, Vc …… Power supply, PCCA ……
Light-to-charge converter, 1 ... Imaging lens, 2 ... Charge image, RA
... Readout section for charge image, 3 ... Needle electrode for charge detection, 4
... switch, 5 ... field effect transistor, 6 ... resistance, 7 ... detection force terminal, Er ... electrode, RH ... charge image reading head, DML ... dielectric mirror, PML ... optical modulation material Layer member, 10 ... Laser light source (or light source using halogen lamp), 11 ... Polarizer, 12 ... Optical deflector, 13 ... Collimator lens, 9 ... Beam splitter, 8 ... Lens, 14 ... … Condenser lens, 15 …… Wave plate for adjusting light intensity, 16
…… Analyzer, 17 …… Photoelectric converter,

フロントページの続き (72)発明者 浅倉 伝 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 古屋 正人 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−225772(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Asakura, 3-12 Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Japan Victor Company of Japan (72) Masato Furuya 3--12, Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama Japan Victor Co., Ltd. (56) References JP-A-58-225772 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の面に透明電極を付着させてある光導
電層部材と、前記した光導電層部材における透明電極が
付着されていない方の面と対向して設けられている電極
と、前記した電極と光導電層部材との間で移動可能な電
荷蓄積層部材と、前記した透明電極と電極との間に接続
した電源とによって構成されている光−電荷変換部と、
前記の光−電荷変換部における透明電極側から前記した
光−電荷変換部の撮像面に撮像レンズにより被写体の光
学像を結像させて、前記した光−電荷変換部における電
荷蓄積層部材に被写体の光学像と対応している電荷像を
形成させる手段と、被写体の光学像と対応している電荷
像が形成されている電荷蓄積層部材における前記の電荷
像の形成部分を電荷像の読出し部まで移動させる手段
と、電荷像の読出し部において被写体の光学像と対応し
ている電荷像を読出して映像信号を発生させる手段とを
備えてなる撮像装置」
1. A photoconductive layer member having a transparent electrode attached to one surface thereof, and an electrode provided opposite to the surface of the photoconductive layer member to which the transparent electrode is not attached. A charge-storage layer member movable between the electrode and the photoconductive layer member, and a light-charge conversion unit configured by a power source connected between the transparent electrode and the electrode,
An optical image of the subject is formed on the imaging surface of the light-charge conversion unit from the transparent electrode side of the light-charge conversion unit by an imaging lens, and the subject is formed on the charge storage layer member in the light-charge conversion unit. Means for forming a charge image corresponding to the optical image of the charge storage layer, and a portion for forming the charge image on the charge storage layer member on which the charge image corresponding to the optical image of the subject is formed, Image pickup device including means for moving the electric charge image corresponding to the optical image of the subject in the electric charge image reading section and generating a video signal.
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