JPH0813103B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は撮像装置、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
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。

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。

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。

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。

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。

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って、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
ることはできなかった。

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
ンズによっ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光電変換することにより高解
像度の映像信号を発生させうるような撮像装置を提案し
た。

第７図は光−光変換素子PPCの構成例を示す側断面図
であって、この第７図に示されている光−光変換素子PP
CにおいてEt1,Et2は透明電極であり、この透明電極Et1,
Et2は図示されていないガラス基板に設けられているも
のである。また、第７図においてPCLは光導電層、DMLは
誘電体ミラー、PMLは印加された電界の強度分布に応じ
て光の状態を変化させる光学部材（例えばニオブ酸リチ
ウム単結晶のような光変調材層、あるいはネマチック液
晶層）、WLは書込み光、RLは読出し光、ELは消去光であ
る。

第７図中において消去光ELの入射方向と読出し光RLの
入射方向とを同じに示しているが、これは第７図示の光
−光変換素子PPCが、それの誘電体ミラーDMLとして、第
８図に例示してあるように波長λ１の読出し光RLを反射
させ、波長λ２の消去光ELは透過させるような光の透過
率特性を有するものを使用しているものだからである。

さて、第７図に示す光−光変換素子PPCに光学的な情
報の書込みを行う場合には、光−光変換素子PPCに対し
て電源Vsと切換スイッチSWとからなる回路を接続し、切
換スイッチSWに切換制御信号を供給して切換スイッチSW
の可動接点を固定接点WR側に切換えた状態にして前記し
た透明電極Et1,Et2間に電源Vsの電圧を与え、光導電層P
CLの両端間に電界が加わるようにしておいて、光−光変
換素子PPCにおける透明電極Et1側から書込光WLを入射さ
せることにより光−光変換素子PPCに対する光学的情報
の書込みを行うのである。

すなわち、前記のように光−光変換素子PPCに入射し
た書込み光WLが透明電極Et1を透過して光導電層PCLに到
達すると、光導電層PCLの電気抵抗値がそれに到達した
入射光による光学像と対応して変化するために、光導電
層PCLと誘電体ミラーDMLとの境界面には光導電層PCLに
到達した入射光による光学像と対応した電荷像が生じ
る。

前記のようにして入射光による光学像と対応する電荷
像の形で書込みが行われた光学的情報の読出し動作を、
書込み光WLによる書込み動作が行われ続けている光−光
変換素子PPCについて実施する場合には、切換スイッチS
Wの可動接点を固定接点WR側に切換えた状態として、電
源Vsの電圧が透明電極Et1,Et2間に印加されている状態
にしておいて、光−光変換素子PPCにおける透明電極Et2
側に図示されていない光源から一定の光強度の読出し光
RLを投射することによって行うのである。

すなわち、既述のように入射光による光情報の書込み
が行われた光−光変換素子PPCにおける光導電層PCLと誘
電体ミラーDMLとの境界面には、光導電層PCLに到達した
入射光による光学像と対応した強度分布を有する電荷像
が生じているが、前記した光導電層PCLに対して誘電体
ミラーDMLとともに直列的な関係に設けられている光学
部材PML（例えばニオブ酸リチウム単結晶PML）には、入
射光による光学像と対応して生じた電荷像による電界が
加わっている状態になっている。

そして、前記したニオブ酸リチウム単結晶PMLの屈折
率は１次電気光学効果により電界に応じて変化するか
ら、入射光による光学像と対応した強度分布を有する電
荷像の電界が加わっている状態の前記した光導電層PCL
に対して誘電体ミラーDMLとともに直列的な関係に設け
られているニオブ酸リチウムの結晶PMLの屈折率は、既
述した入射光による光情報の書込みにより光−光変換素
子PPCにおける光導電層PCLと誘電体ミラーDMLとの境界
面に光導電層PCLに到達した入射光による光学像と対応
して生じた電荷像に応じて変化しているものになる。

それで、透明電極Et2側に読出し光RLが投射された場
合には、前記のように投射された読出し光RLが、透明電
極Et2→ニオブ酸リチウム単結晶PML→誘電体ミラーDML
→のように進行して行き、次いで前記した読出し光RLは
誘電体ミラーDMLで反射して透明電極Et2側に反射光とし
て戻って行くが、ニオブ酸リチウムの結晶PMLの屈折率
は１次電気光学効果によって電界に応じて変化している
から、読出し光RLの反射光はニオブ酸リチウムの結晶PM
Lの１次電気光学効果によりニオブ酸リチウムの結晶PML
に加わる電界の強度分布に応じた画像情報を含んでいる
ものとなって、透明電極Et2側には入射光による光学像
に対応した再生光学像を生じさせることになる。

また、前記のようにして書込み光WLによって書込まれ
た情報を消去するのには、前記した切換スイッチSWに切
換制御信号を供給して切換スイッチSWの可動接点を固定
接点Ｅ側に切換えて光−光変換素子PPCにおける透明電
極Et1,Et2間に電界が生じないようにしてから透明電極E
t2側から一様な強度分布の消去光ELを入射させることに
よって行う。

前記のように２つの透明電極Et1,Et2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PPCを用いて構成した撮
像装置では、光−光変換素子PPCに被写体の光学像を与
えて光学像と対応した高解像度の電荷像を形成し、前記
した被写体の光学像と対応する電荷像を光を用いて光学
像情報として読出してそれを光電変換することにより高
解像度の映像信号を発生させることができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで前記した光−光変換素子PPCを用いて構成さ
れている撮像装置において、２つの透明電極Et1,Et2間
に積層されている光導電層PCL、誘電体ミラーDML、印加
された電界の強度分布に応じて光の状態を変化させる光
学部材（例えばニオブ酸リチウム単結晶のような光変調
材層）PMLなどの構成部材からなる光−光変換素子PPCに
おいて、それに新しい光学像と対応する電荷像を形成さ
せる際には、それまでの電荷像を消去させるのである
が、光−光変換素子PPCの電荷像に基づいて時系列的な
電気信号を発生させる場合には、消去動作が行われた時
点から電荷像に基づいて発生された時系列的な電気信号
における時間軸上で異る部分の電気信号の信号レベル
は、消去の時点からそれが発生される時点までの時間長
に応じて次第に変化しているものになり、その信号によ
る再生画像にシェーディングを生じさせることになる。

（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
材と誘電体ミラーと光変調材層部材とを含んで構成され
ている光−光変換素子を用いた撮像装置であって、光−
光変換素子に対して被写体の光学像情報を電荷像として
書込む動作と、光−光変換素子の電荷像を読出す動作
と、光−光変換素子に書込まれた被写体の光学像と対応
する電荷像を消去する動作とが、一水平走査期間内にお
ける特定な期間中で行われるようにする手段と、読出し
光による２次元走査を行って得た光学像情報を光電変換
して時系列信号として出力する手段とを備えてなる撮像
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
な内容を詳細に説明する。第１図及び第４図は本発明の
撮像装置の各異なる実施例の概略構成を示すブロック図
であり、また第２図は第１図示の撮像装置の動作説明用
のタイミングチャート、第３図及び第５図は読取り光
（読出し光）と消去光との位置関係を説明している平面
図、第６図は第４図示の撮像装置の動作説明用のタイミ
ングチャート、第７図は撮像装置中で使用される光−光
変換素子の一例構成を示すブロック図、第８図は第７図
示の光−光変換素子における誘電体ミラーの波長選択特
性を例示している特性曲線図である。

第１図及び第４図に示されている撮像装置の実施例に
おいて使用されている光−光変換素子PPCとしては、第
７図を参照して既述したような構成を有するものである
として以下の説明が行われているが、第１図及び第４図
中においては、光−光変換素子PPCの詳細な構成内容の
図示記載は省略されている。

第１図及び第４図においてＯは被写体、L1は撮像レン
ズ、L2はｆθレンズ、L3,L4はレンズ、BS1,BS2はビーム
・スプリッタ、WLPは波長板、ANは検光子、PDは光検出
器、SDCは信号処理回路、MTVはモニタ受像機、PSrは読
出し光RLの光源、PSeは消去光ELの光源、TPGは制御信号
の発生回路であり、また、第１図中においてＳは光学的
シャッタ、PDEFvhは水平方向と垂直方向との双方向に光
ビームを偏向させる光偏向器であり、また、第４図中に
おいてPDEFvは垂直方向に光ビームを偏向させる光偏向
器、Lsは光を線状に集束するシリンドリカルレンズであ
る。

まず、第１図に示されている本発明の撮像装置におい
て、被写体Ｏの光学像は撮像レンズＬと光学的シャッタ
Ｓとを介して光−光変換素子PPCに対して書込み光WLと
して入射される。第７図を参照して既述したように、光
−光変換素子PPCはそれが書込み動作モードで動作する
ようになされているときには、透明電極Et1,Et2に対し
て切換スイッチSWの可動接点と固定接点WR側とを介して
電源Vsの電圧が加えられているから、被写体Ｏの光学像
と対応する光が撮影レンズＬと光学的シャッタＳとを介
して透明電極Et1側に与えられる光−光変換素子PPCで
は、第７図を参照して既述したように、書込み動作時に
光−光変換素子PPCに入射した書込み光WLが、透明電極E
t1→光導電層PCLの光路で光導電層PCLに達し、光−光変
換素子PPCにおける光導電層PCLと誘電体ミラーDMLとの
境界面に光導電層PCLに到達した入射光による光学像と
対応した電荷像を生じる。

前記のように透明電極Et1側から光情報の書込みが行
われて、光−光変換素子PPCの光導電層PCLと誘電体ミラ
ーDMLとの境界面に、書込み光WLによる光学像と対応し
た電荷像が生じている状態の光−光変換素子PPCにおけ
る前記の電荷像を読出すのには、光−光変換素子PPCに
おける透明電極Et2側から読出し光RLを入射させること
によって行われる。

なお、第７図を参照して既述した光−光変換素子PPC
における読出し動作時には、切換スイッチSWを介して透
明電極Et1,Et2間に電源Vsの電圧が加えられている状態
で、光−光変換素子PPCの電荷像の読出し動作が行われ
るとされていたが、この第７図示の光−光変換素子PPC
における読出し動作は、常時、書込光WLによる書込み動
作が行われている状態における光−光変換素子PPCから
の読出し動作を説明したものであったからであり、第１
図示の構成の撮像装置では読出し動作時に光学的シャッ
タが閉じた状態とされて書込み光が光−光変換素子PPC
に供給されない状態において光−光変換素子PPCからの
電荷像の読出し動作が行われるものなので、この第１図
示の構成の撮像装置における読出し動作は、第７図中の
切換スイッチSWの可動接点は固定接点Ｅ側に切換えられ
た状態で行われるのであり、その状態は第２図の（ｄ）
に示されている。

そして、第１図示の実施例の撮像装置において、読出
し光の光源PSrから放射されたレーザ光の読出し光RL
は、レンズL3→ビームスプリッタBS2→の光路によって
光偏向器PDEFhvに入射され、前記の光偏向器PDEFhvにお
いて所定の走査態様で縦横の双方向に走査された状態の
読出し光RLをｆθレンズL2に与え、ｆθレンズL2から出
射した光がビームスプリッタBS1を介して読出し光RLと
して光−光変換素子PCCにおける透明電極Et2側に供給さ
れるのである。

前記のように透明電極Et2側に投射された読出し光RL
は、第７図を参照して既述したように透明電極Et2→ニ
オブ酸リチウム単結晶PML→誘電体ミラーDML→のように
進行して行き、次いで前記した読出し光RLは読出光の波
長域の光を反射させるとともに、消去光の波長域の光を
透過させうる第８図示のような波長選択性を有する前記
の誘電体ミラーDMLにより反射して透明電極Et2側に反射
光として戻って行く。

前記したニオブ酸リチウム単結晶PMLの屈折率は、電
荷像による電界によって生じた１次電気光学効果によっ
て変化するから、その読出し光RLの反射光はニオブ酸リ
チウム単結晶PMLの１次電気光学効果によりニオブ酸リ
チウム単結晶PMLに加わる電界の強度分布に応じた画像
情報を含んでいるものとなっていて、透明電極Et2側に
は入射光による光学像が前記した光偏向器における走査
態様に応じて走査された状態の再生光学像が現われる
が、その再生光学像の光はビーム・スプリッタBS2と偏
光板PLPと検光子ANとを透過して光の強弱による再生像
に変換された後に集光レンズL5により光検出器PDに集光
され、光検出器PDからは被写体Ｏの光学像に対応してい
る映像信号が出力されて信号処理回路SDCに供給され
て、そこで所定の標準方式の映像信号となされてモニタ
受像機MTVに供給される。

また、前記した光−光変換素子PPCに対する消去動作
は、第７図を参照して既述されているように、光−光変
換素子に接続されている切換スイッチSWの可動接点を固
定接点Ｅ側に切換えた状態にし、前記した透明電極Et1,
Et2間を電気的に短絡して透明電極Et1,Et2を同電位に
し、光導電層PCLの両端間に電界が加わらないようにし
て、消去光の光源PSeから放射された消去光ELを、レン
ズL4→ビームスプリッタBS2の光路によって光偏向器PDE
Fhvに入射させ、前記の光偏向器PDEFhvにおいて所定の
走査態様で縦横の双方向に走査されている状態の消去光
ELをｆθレンズL2に与え、ｆθレンズL2から出射した光
がビームスプリッタBS1を介して消去光ELとして光−光
変換素子PCCにおける透明電極Et2側に供給して行う。

光−光変換素子の透明電極Et2側に入射した消去光EL
は、第７図について既述したようにガラス板２→透明電
極Et2→ニオブ酸リチウム単結晶PML→誘電体ミラーDML
→光導電層PCLのような経路で光導電層PCLに到達して、
その消去光ELにより光導電層PCLの電気抵抗値を低下さ
せ、光導電層PCLと誘電体ミラーDMLとの境界面に形成さ
れていた電荷像を消去する。

第１図示の実施例の撮像装置において、それの光−光
変換素子PPCに対して書込み光WLが供給される期間と、
光−光変換素子PPCに対して読出し光RLが供給される期
間と、光−光変換素子PPCに対して消去光ELが供給され
る期間とは、第２図の（ａ）に示されている各１水平走
査期間1Hにおける水平帰線消去期間と、水平帰線消去期
間以外の期間とについて、第２図の（ｂ）中のW,E,Rの
符号によって例示されているように、光−光変換素子PP
Cに対して書込み光WLが供給される期間（Ｗ）は水平帰
線消去期間であり、また、光−光変換素子PPCに対して
読出し光RLが供給される期間（Ｒ）と、光−光変換素子
PPCに対して消去光ELが供給される期間（Ｅ）とは水平
帰線消去期間以外の期間であり、さらに、第１図示の実
施例の撮像装置において、光学的シャッタＳは第２図の
（ｃ）に示されているように、光−光変換素子PPCに書
込み光が供給される水平帰線消去期間中には開放状態に
なされ、他方、光−光変換素子PPCに対して読出し光RL
が供給される期間（Ｒ）中における光学的シャッタＳは
光−光変換素子PPCに対する書込み光WLの供給を遮断状
態にする。

そして、順次の水平走査期間毎の水平帰線消去期間中
に行われる光−光変換素子PPCに対する書込み光WLの供
給は、光−光変換素子PPCにおける透明電極Et1側の全面
に対して同時的に行われ、また、光−光変換素子PPCに
おける透明電極Et2側に供給される読出し光RLと、消去
光ELとは、各１水平走査期間における水平帰線消去期間
を除く期間において、第１図中の光偏向器PDEFhvによる
所定の走査態様による縦横方向に対する走査により順次
に１本の線上を辿って、光−光変換素子PPCからの情報
の読出し動作が行われるとともに、前記した読出し動作
が終了した部分に対して消去動作とが行われるのであ
る。

前記のように光−光変換素子PPCにおける消去光ELに
よる消去動作は、既に読出し光RLによる読出し動作が終
了した部分に対して行われるものであって、第３図には
光−光変換素子PPにおける消去光ELにより消去動作が行
われる位置は、読出し光RLによって既に読出し動作が終
了した部分であることが例示されている。この第３図に
おいて読出し光（読取り光）RLと消去光ELとによる走査
は、第３図中における上方から下方へ、左方から右方へ
と行われているものとして示されている。

前記した消去光ELにより消去動作が行われる部分は１
水平走査期間毎に１水平走査期間ずつであるから、今、
ある特定な部分に対して１度消去動作が行われてから次
にその部分に消去動作が行われるまでの期間中にＮ水平
走査期間が存在していたとした場合に、読出し光RLによ
り読出しの対象にされた１水平走査期間の電荷量を生じ
させる露光期間（書込み光が与えられた期間）は、
｛（水平帰線消去期間）×Ｎ｝として示されることにな
る。

第１図に示されている撮像装置の実施例は、第２図の
（ｃ）に示されているように光−光変換素子PPCに対す
る書込み動作時だけに光学的シャッタＳが開放状態にな
されて、光−光変換素子PPCにおける透明電極Et1側に対
して撮像レンズL1と開放状態の光学的シャッタＳとを介
して被写体Ｏの光学像が供給されるように、また、光−
光変換素子PPCに対する書込み動作時以外には光学的シ
ャッタＳを閉鎖状態にして、被写体Ｏの光学像が光−光
変換素子PPCに与えられないように、光学的シャッタＳ
の開閉動作が制御信号の発生回路TPGで発生された制御
信号によって制御されているから、光−光変換素子PPC
から読出された光学像情報に基づいて発生された映像信
号中にシェーディングが生じないことは明らかである。

次に、第４図に示されている本発明の撮像装置におい
て、被写体Ｏの光学像は撮像レンズＬを介して光−光変
換素子PPCに対して書込み光WLとして入射される。この
第４図に示されている本発明の撮像装置においては、第
７図を参照して既述した光−光変換素子PPCの動作説明
の場合と同様に、第４図に示されている本発明の撮像装
置中の光−光変換素子PPCには、常時、書込み光が供給
されていて読出し動作時にも光−光変換素子PPCに対す
る書込み動作が行われるようにされている。

それで、第４図に示されている本発明の撮像装置が書
込み動作モード及び読出し動作モードで動作するように
なされているときには、透明電極Et1,Et2に対して切換
スイッチSWの可動接点と固定接点WR側とを介して電源Vs
の電圧が加えられている。

被写体Ｏの光学像と対応する光が撮像レンズＬを介し
て透明電極Et1側に与えられる光−光変換素子PPCでは、
第７図を参照して既述したように、書込み動作時に光−
光変換素子PPCに入射した書込み光WLが、透明電極Et1→
光導電層PCLの光路で光導電層PCLに達し、光−光変換素
子PPCにおける光導電層PCLと誘電体ミラーDMLとの境界
面に光導電層PCLに到達した入射光による光学像と対応
した強度分布を有する電荷像を生じる。

前記のように透明電極Et1側から光情報の書込みが行
われて、光−光変換素子PPCの光導電層PCLと誘電体ミラ
ーDMLとの境界面に、書込み光WLによる光学像と対応し
た電荷像が生じている状態の光−光変換素子PPCにおけ
る前記の電荷像を読出すのには、第７図を参照して既述
したように光−光変換素子PPCにおける透明電極Et1,Et2
間に切換スイッチSWを介して電源Vsの電圧を加えた状態
において光−光変換素子PPCにおける透明電極Et2側から
読出し光RLを入射させることによって行われる。

そして、第４図示の実施例の撮像装置において、読出
し光の光源PSrから放射されたレーザ光の読出し光RLは
レンズL3→光偏向器PDEFhvの光路によってに入射され、
前記の光偏向器PDEFhvにおいて所定の走査態様で縦横の
双方向に走査された状態の読出し光がｆθレンズL2→ビ
ームスプリッタBS2→ビームスプリッタBS1の光路によっ
て読出し光RLとして光−光変換素子PCCにおける透明電
極Et2側に供給されるのである。

前記のように透明電極Et2側に投射された読出し光RL
は、第７図を参照して既述したように透明電極Et2→ニ
オブ酸リチウム単結晶PML→誘電体ミラーDML→のように
進行して行き、次いで前記した読出し光RLは読出光の波
長域の光を反射させるとともに、消去光の波長域の光を
透過させうる第８図示のような波長選択性を有する前記
の誘電体ミラーDMLにより反射して透明電極Et2側に反射
光として戻って行く。

前記したニオブ酸リチウム単結晶PMLの屈折率は１次
電気光学効果によって電界に応じて変化するから、読出
し光RLの反射光はニオブ酸リチウム単結晶PMLの１次電
気光学効果によりニオブ酸リチウム単結晶PMLに加わる
電界の強度分布に応じた画像情報を含んでいるものとな
っていて、透明電極Et2側には入射光による光学像が前
記した光偏向器PDEFhvにおける縦横の走査態様に応じて
走査された状態の再生光学像が現われるが、その再生光
学像の光はビーム・スプリッタBS2と偏光板PLPと検光子
ANとを通過して光の強弱による再生像に変換された後に
集光レンズL5により光検出器PDに集光され、光検出器PD
からは被写体Ｏの光学像に対応している映像信号が出力
されて信号処理回路SDCに供給されて、そこで所定の標
準方式の映像信号となされてモニタ受像機MTVに供給さ
れる。

また、前記した光−光変換素子PPCに対する消去動作
は、第７図を参照して既述されているように、光−光変
換素子に接続されている切換スイッチSWの可動接点を固
定接点Ｅ側に切換えた状態にし、前記した透明電極Et1,
Et2間を電気的に短絡して透明電極Et1,Et2を同電位に
し、光導電層PCLの両端間に電界が加わらないようにし
ておいて、消去光の光源PSeから放射された消去光ELを
シリンドリカルレンズLsによって１方だけに集束するこ
とにより、それが光−光変換素子PPCの入力側において
水平方向の１本の線状の光となるような態様の光とし、
その光をレンズL4を介して光偏向器PDEFvに入射させ、
前記の光偏向器PDEFvにおいて縦方向だけに走査されて
いる状態の消去光ELを→ビームスプリッタBS2→ビーム
スプリッタBS1の光路を介して消去光ELとして光−光変
換素子PCCにおける透明電極Et2側に供給して行う。

光−光変換素子の透明電極Et2側に入射した消去光EL
は、第７図について既述したようにガラス板２→透明電
極Et2→ニオブ酸リチウム単結晶PML→誘電体ミラーDML
→光導電層PCLのような経路で光導電層PCLに到達して、
その消去光ELにより光導電層PCLの電気抵抗値を低下さ
せ、光導電層PCLと誘電体ミラーDMLとの境界面に形成さ
れていた電荷像を消去する。

第４図示の実施例の撮像装置において、それの光−光
変換素子PPCに対して書込み光WLが供給される期間と、
光−光変換素子PPCに対して読出し光RLが供給される期
間と、光−光変換素子PPCに対して消去光ELが供給され
る期間とは、第６図の（ａ）に示されている各１水平走
査期間1Hにおける水平帰線消去期間と、水平帰線消去期
間以外の期間とについて、第６図の（ｂ）中のW,E,Rの
符号によって例示されているように、光−光変換素子PP
Cに対して消去光ELを供給して消去作用が行われる期間
（Ｅ）は水平帰線消去期間中であり、また光−光変換素
子PPCに対して書込み光WLによる書込み動作が行われる
期間（Ｗ）と、光−光変換素子PPCに対して読出し光RL
が供給されて読出し動作が行われる期間（Ｒ）とは水平
帰線消去期間以外の期間中に設定されるのである。第６
図の（ｃ）は光−光変換素子PPCの各動作モードにおけ
る光−光変換素子PPCの透明電極Et1,Et2間の電圧を示し
ている。

前記のように順次の水平走査期間毎の水平帰線消去期
間中で行われる光−光変換素子PPCに対する消去動作
は、読出し光RLによって既に読出しが行われた位置にお
ける電子像を光−光変換素子PPCにおける透明電極Et2側
から線状の消去光EL（第５図中の消去光を参照）を用い
て行われるのであり、前記した消去光によって消去動作
が行われる位置は、消去光に対する垂直偏向動作によっ
て１水平走査期間毎に順次の走査線位置へと移動される
のである。なお、第４図示の実施例の撮像装置における
消去動作に用いられる消去光としては前記のように線状
のものでなく、水平方向に偏向されている状態のもので
あってもよいことは勿論である。

光−光変換素子PPCの透明電極Et1側に供給される書込
み光WLは光−光変換素子PPCにおける透明電極Et1側の全
面に対して常に供給されているとともに、光−光変換素
子PPCにおける透明電極Et2側に供給される読出し光RL
は、各１水平走査期間における水平帰線消去期間を除く
期間において、第４図中の光偏向器PDEFhvによる所定の
走査態様による縦横方向に対する走査により順次に１本
の線上を辿って、光−光変換素子PPCからの情報の読出
し動作を行うようになされている。

前記した光−光変換素子PPCにおける消去光ELによる
消去動作は、読出し光RLによる読出し動作が既に終了し
ている部分に対して行われるものであって、第５図は光
−光変換素子PPにおける消去光ELによって消去動作が行
われる位置が読出し光RLによって既に読出し動作が終了
している部分に対して行われていることを例示している
図である。

第４図に示されている撮像装置の実施例においては、
書込み光WLが常に光−光変換素子PPCの透明電極側Et2側
に供給されており、また、消去動作が第６図の（ｂ）に
示されているように各水平走査期間毎の帰線消去期間に
行われるようになされており、さらに、読出し動作が水
平帰線消去期間以外の期間に行われるようになされてい
るが、前記のように書込み光WLが常に光−光変換素子PP
Cの透明電極側Et2側に供給されていても、各水平走査期
間毎の帰線消去期間には消去動作のために透明電極Et1,
Et2間が同電位の状態にされるから、各水平走査期間毎
の帰線消去期間に供給されている書込み光WLによっては
書込み動作が行われることがないので、書込み動作が行
われる期間は、第６図の（ｂ）に示されているように各
水平走査期間毎の帰線消去期間を除く期間となされるの
である。

前記した消去光ELにより消去動作が行われる部分は１
水平走査期間毎に１水平走査期間ずつであるから、１
度、消去動作が行われてから次に消去動作が行われるま
での期間中にＮ水平走査期間が存在していたとした場合
に、読出し光により読出しの対象にされた１水平走査期
間の電荷量を生じさせる露光期間（書込み光が与えられ
た期間）は、｛（１水平走査期間−水平帰線消去期間）
×Ｎ｝として示される。

第４図示の撮像装置においては、読出し光RLによって
読出し動作が行われる期間中においても光−光変換素子
PPCに対しては書込み光が与えられているから、読出し
期間中には当然に露光量の変化が生じることになるが、
前記した読出し期間は（１水平走査期間−水平帰線消去
期間）として示されるのに対し、この読出し期間によっ
て読出しの対象にされる部分に対する露光期間は、既述
のように｛（１水平走査期間−水平帰線消去期間）×
Ｎ｝とし示されるものであり、しかも前記したＮの値は
非常に大きなものであるから、第４図示の撮像装置によ
って映像信号中に発生するシェーディングは問題になら
ない程微小なものとなり、実用上で問題にならない程度
であるし、また、前記のシェーディングは容易に補正で
きる。

（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、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含んで構
成されている光−光変換素子を用いた撮像装置であっ
て、光−光変換素子に対して被写体の光学像情報を電荷
像として書込む動作と、光−光変換素子の電荷像を読出
す動作と、光−光変換素子に書込まれた被写体の光学像
と対応する電荷像を消去する動作とが、一水平走査期間
内における特定な期間中で行われるようにする手段と、
読出し光による２次元走査を行って得た光学像情報を光
電変換して時系列信号として出力する手段とを備えてな
る撮像装置であるから、光−光変換素子を用いた従来の
撮像装置では、出力される映像信号中にシェーディング
が発生するという欠点があったが、本発明の光−光変換
素子を用いた撮像装置においては容易にシェーディング
が無いか、あるいは極めてシェーディングの微小な出力
映像信号を容易に発生でき、かつ、感度の大きな光−光
変換素子を容易に提供できるのであり、本発明によれば
既述した従来の光−光変換素子を用いた従来の撮像装置
の問題点を良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図は本発明の撮像装置の各異なる実施例
の概略構成を示すブロック図であり、また第２図は第１
図示の撮像装置の動作説明用のタイミングチャート、第
３図及び第５図は読取り光（読出し光）と消去光との位
置関係を説明している平面図、第６図は第４図示の撮像
装置の動作説明用のタイミングチャート、第７図は撮像
装置中で使用される光−光変換素子の一例構成を示すブ
ロック図、第８図は第７図示の光−光変換素子における
誘電体ミラーの波長選択特性を例示している特性曲線図
である。 PPC……光−光変換素子、Et1,Et2……透明電極、PCL…
…光導電層、DML……誘電体ミラー、PML……印加された
電界の強度分布に応じて光の状態を変化させる化学部材
（例えばニオブ酸リチウム単結晶のような光変調材層、
あるいはネマチック液晶層）、WL……書込み光、RL……
読出し光、EL……消去光、Vs……電源、SW……切換スイ
ッチ、L1……撮像レンズ、L2……ｆθレンズ、L3,L4…
…レンズ、BS1,BS2……ビーム・スプリッタ、WLP……波
長板、AN……検光子、PD……光検出器、SDC……信号処
理回路、MTV……モニタ受像機、PSr……読出し光RLの光
源、PSe……消去光ELの光源、TPG……制御信号の発生回
路、Ｓ……光学的シャッタ、PDEFvh……水平方向と垂直
方向との双方向に光ビームを偏向させる光偏向器、PDEF
v……垂直方向に光ビームを偏向させる光偏向器、Ls…
…シリンドリカルレンズ、Ｏ……被写体、

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 田井 裕通 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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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含んで構成さ
   れている光−光変換素子を用いた撮像装置であって、光
   −光変換素子に対して被写体の光学像情報を電荷像とし
   て書込む動作と、光−光変換素子の電荷像を読出す動作
   と、光−光変換素子に書込まれた被写体の光学像と対応
   する電荷像を消去する動作とが、一水平走査期間内にお
   ける特定な期間中で行われるようにする手段と、読出し
   光による２次元走査を行って得た光学像情報を光電変換
   して時系列信号として出力する手段とを備えてなる撮像
   装置
2. 【請求項２】読出し光によって既に読出された部分に対
   する消去動作を、映像信号の水平帰線消去期間内に行う
   ようにした請求項１に記載の撮像装置
3. 【請求項３】読出し光によって既に読出された部分に後
   続する部分に対する消去光による消去動作が行われた部
   分に対する書込み動作が、映像信号の水平走線消去期間
   内に行われるようにした請求項１に記載の撮像装置
4. 【請求項４】線状の消去光を用いる請求項２または請求
   項３に記載の撮像装置
5. 【請求項５】読出し光による読出し期間に被写体の光学
   像が光−光変換素子に対して供給されないようにした請
   求項１に記載の撮像装置