JPH08214197A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、撮像装置及び撮像方法において、簡
易な構成で高解像撮像モードと通常解像モードに切り換
える。 【構成】高解像撮像モード時と通常解像撮像モード時と
に応じて偏光角可変素子の偏光角を固体撮像素子駆動信
号と同期したタイミングで制御手段により切り換え制御
することによつて、簡易な構成で高解像撮像モードと通
常解像撮像モードの切換制御を速やかにできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図１６及び図１７） 発明が解決しようとする課題（図１６） 課題を解決するための手段 作用 実施例 （１）カメラ装置の全体構成（図１） （２−１）光学フイルタブロツクの構成例（図２〜図
７） （２−２）光学フイルタブロツクの構成例（図８及び図
９） （３）他の実施例（図１０〜図１５） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置及び撮像方法
に関し、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device) を用い
たカメラ装置に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、ＣＣＤを用いたカメラ装置１にお
いては、図１６に示すように被写体２の光学像をレンズ
３及び光学フイルターブロツク４に介してＣＣＤ５の受
光面上に入力させるようになされている。タイミング発
生回路６はＣＣＤ５にＣＣＤ駆動パルスＳ１を出力する
ことにより、ＣＣＤ５を駆動し、ＣＣＤ５で撮像された
画像信号Ｓ２をカメラ信号処理回路７に出力させるよう
になされている。カメラ信号処理回路７は画像信号Ｓ２
を取り込んで、タイミング発生回路６から入力されるタ
イミング信号Ｓ３に基づいて画像信号Ｓ２を信号処理
し、処理結果をカメラ出力信号Ｓ４として出力する。

【０００４】ところで図１７（Ａ）に示すように、光学
フイルターブロツク４は水晶の複屈折板からなる光学ロ
ーパスフイルタ４Ａ、４Ｂ、４Ｃを３枚貼り合わせて構
成されている。各複屈折板は、入射光を主軸に対し＋45
〔°〕の方向に1/2 に分散する４Ａ、主軸に対し平行に
1/2 に分散する４Ｂ、主軸に対し−45〔°〕の方向に1/
2 に分散する４Ｃに分かれている。

【０００５】ここで３枚の複屈折板４Ａ、４Ｂ、４Ｃを
透過した透過光の状態を図１７（Ｂ）の点像関数に示
す。正面から入つた入力光Ｌ１は、各複屈折板にて各方
向に1/2 に分散され、３枚の複屈折板を通過したときに
は計1/8 に分散される（但し中央部は1/8 が重なるため
1/4 になる）出力光Ｌ２として出力される。ここでは４
５〔°〕の水平、垂直成分が等しいことを利用して1/4
波長板等の偏光解消素子をなくしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
カメラ装置１においては、高解像度の映像を得るために
はＣＣＤ５の画素数を増やすことが必要となりカメラ装
置１全体が大型化するので、ＣＣＤ５の小型化に伴いカ
メラ装置１全体の小型化に反するという問題があつた。

【０００７】また高解像撮像を実現するためプリズム等
の光学素子を利用し、光路をずらして撮像する現在のカ
メラ装置１の場合、機械的に光学ローパスフイルタを出
し入れすることによる光学距離の変化を補償するための
回路構成を要すると共に切換時間も要するという問題が
あつた。また多板式の高解像カメラにおいて高解像撮像
を実現する場合においても、分光用プリズムや画素精度
によるレジストレーシヨン調整を要する等の問題があつ
た。

【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易な構成で高解像撮像カメラあるいは高解像撮像
カメラと通常解像撮像カメラを１台で切り換え得る撮像
装置及び高解像撮像し得る撮像方法を提案しようとする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、入射光を偏光板、偏光角可変素子
及び複屈折板でなる光路シフトブロツクを介し、１又は
複数の複屈折板でなる光学ローパスブロツクを透過さ
せ、制御手段により偏光角可変素子の偏光角を制御して
シフトするようにする。

【００１０】また本発明においては、光学フイルタを介
して固体撮像素子の受光面に同一の被写体像を周期的に
垂直方向に１行分シフトし、シフト前の被写体像を画素
列で受光して得た画像信号と１行シフト後の被写体像を
画素列で受光して得た画像信号とを合成して各画素列毎
に走査線画像信号を生成するようにする。

【００１１】

【作用】高解像撮像モード時と通常解像撮像モード時と
に応じて偏光角可変素子の偏光角を固体撮像素子駆動信
号と同期したタイミングで制御手段により切り換え制御
することによつて、高解像撮像モードと通常解像撮像モ
ードの切換制御を速やかにできる。

【００１２】また光学フイルタを介して固体撮像素子の
受光面に同一の被写体像を周期的に垂直方向に１行分シ
フトし、シフト前の被写体像を画素列で受光して得た画
像信号と１行シフト後の被写体像を画素列で受光して得
た画像信号とを合成して各画素列毎に走査線画像信号を
生成することにより、シフトしない場合におけるＣＣＤ
の１行目の画素列に入射される被写体像について、３つ
の色成分からなる各画素列に対応する走査線画像信号を
得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１４】（１）カメラ装置の全体構成 図１６との対応部分に同一符号を付して示す図１におい
て、１１はカメラ装置全体を示している。被写体２の光
学像をレンズ３及び光学フイルタブロツク１４に介して
ＣＣＤ５の受光面上に入力させるようになされている。
強誘電液晶駆動回路１２はタイミング発生回路６の垂直
ドライブパルスＶＤに基づいて光路をシフトさせるため
の駆動パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２を光学フイルタブロツ
ク１４に出力する。また高解像化回路１３は、取り込ま
れたカメラ出力信号Ｓ４をタイミング発生回路６からの
タイミング信号Ｓ５に基づいて信号処理し、処理結果を
高解像度カメラ出力信号Ｓ６として出力する。ここで光
学フイルタブロツク１４は、光路をシフトさせて空間遮
断周波数を切り換える光路シフトブロツク１５と光学ロ
ーパスフイルタ１６から構成されている。

【００１５】ここで高解像化回路１３は、高解像撮像モ
ード（静止画モード）時にＣＣＤ５からの出力信号のシ
フトによる位置変化を補正したり、光学フイルタブロツ
ク１４の空間遮断周波数特性に応じて広帯域化を実行す
る。更に高解像撮像モード時にＣＣＤ５の混合読出しを
しない場合には、この高解像化回路１３において信号の
時間軸変換が実行される。

【００１６】光学フイルタブロツク１４の空間遮断周波
数特性は、強誘電液晶駆動回路１２の駆動パルスＦＬＣ
１、ＦＬＣ２とＣＣＤ駆動パルスＳ１との相対関係によ
り決定される。ところで通常の光学フイルタブロツク１
４には赤外光遮断フイルタが含まれているが、赤外光遮
断フイルタは入射光の偏向状態に変化を起こさない限り
影響を与えないのでここでは省略する。

【００１７】（２−１）光学フイルタブロツクの構成例 図１における光路シフトブロツク１５と光学ローパスブ
ロツク１６は、それぞれ直交軸４点シフト方式と２点ス
プリツト方式のものが用いられている。

【００１８】図２において、光学フイルタブロツク１４
の光路シフトブロツク１５は、偏光板１７、強誘電液晶
１８、複屈折板１９、強誘電液晶２０、複屈折板２１に
よつて入力光を直交軸方向に４点にシフトするように構
成されている。ここで強誘電液晶とは、入射光の偏波軸
を印加電圧に応じて変化させるデバイスのことである。
強誘電液晶１８、２０は強誘電液晶駆動回路１２の駆動
パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２によつて偏波軸を変化させら
れることにより、入力光を電気的にシフトしている。こ
の４点シフト方式は、２点シフトを直列に２回通過する
ことによつて４点にシフトされる。

【００１９】ここでシフトは複屈折板の偏光軸に対する
屈折率の違い（いわゆる正常光線と異常光線）を利用す
るものであり、強誘電液晶により入射光偏波軸を電気的
に切り換えることで機械的に切り換えるよりも高速に透
過光の位置をシフトすることができる。

【００２０】続いて図３（Ａ）に２点シフトにおける入
射光の流れ、図３（Ｂ）に各部の偏向状態を示す。図３
（Ｂ）において、入射光ａは、偏光板１７を透過して縦
の成分を透過した透過光ｂになり、ＦＬＣ１オフの強誘
電液晶１８を透過しても透過光ｂは変化せず透過光ｃ１
として複屈折板１９を透過して、入射光軸位置（×印）
からシフト距離Ｚだけ縦方向にシフトされた透過光ｄ１
になる。またＦＬＣ１オンの強誘電液晶１８を透過する
ときは、横の透過光ｃ２として複屈折板１９を透過する
が縦の偏光軸なのでシフトしないまま横の透過光ｄ２と
して出力される。これにより、駆動パルスＦＬＣ１のオ
ン、オフの組み合わせによつて２点にシフトされること
になる。ここでシフトの方向は偏光板の偏波面で決ま
り、シフト距離Ｚは複屈折板の厚さにより決定される。

【００２１】そして図４（Ａ）に２点シフトを直列に２
回通過する４点シフトにおける入射光の流れ、図４
（Ｂ）、（Ｃ）にそのときの各部の偏向状態を示す。フ
ロントブロツク２４は２点シフトブロツク（図３）と同
じなので、以下透過光ｄ以降を説明する。

【００２２】図４（Ｂ）において、フロントブロツク２
４のＦＬＣ１オフの強誘電液晶１８を透過して出力され
た透過光ｄ１が、リアブロツク２５のＦＬＣ２オフの強
誘電液晶２０を透過しても透過光ｄ１は変化せず透過光
ｅ１としてそのまま複屈折板２１を透過するが、横の偏
光軸なのでシフトしないまま透過光ｆ１として出力され
る。またフロントブロツク２４のＦＬＣ１オフの強誘電
液晶１８を透過して出力された透過光ｄ１が、リアブロ
ツク２５のＦＬＣ２オンの強誘電液晶２０を透過する
と、横の透過光ｅ２として複屈折板２１を透過してシフ
ト距離Ｚだけ横方向にシフトされて透過光ｆ２として出
力される。

【００２３】また図４（Ｃ）において、フロントブロツ
ク２４のＦＬＣ１オンの強誘電液晶１８を透過して出力
された透過光ｄ２が、リアブロツク２５のＦＬＣ２オフ
の強誘電液晶２０を透過しても透過光ｄ２は変化せず透
過光ｅ３として複屈折板２１を透過して、入射光軸位置
（×印）からシフト距離Ｚだけ横方向にシフトされて透
過光ｆ３として出力される。またフロントブロツク２４
のＦＬＣ１オンの強誘電液晶１８を透過して出力された
透過光ｄ２が、リアブロツク２５のＦＬＣ２オンの強誘
電液晶２０を透過すると縦の透過光ｅ４として複屈折板
２１を透過するが、横の偏光軸なのでシフトしないまま
透過光ｆ４として出力される。これにより強誘電液晶駆
動回路１２からの駆動パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２のオ
ン、オフの組み合わせによつて４点にシフトされること
になる。

【００２４】次に図５（Ａ）、（Ｂ）において、タイミ
ング発生回路６と強誘電液晶駆動回路１２による高解像
撮像モード（静止画モード）と通常解像撮像モード（動
画モード）における強誘電液晶１８、２０の切換制御駆
動波形を示し、図６（Ａ）、（Ｂ）にそのときの点像関
数を示す。

【００２５】図５（Ａ）において、高解像撮像モードで
はタイミング発生回路６から強誘電液晶駆動回路１２に
出力する垂直ドライブパルスＶＤは、ＣＣＤ５の露光タ
イミングと同期している。強誘電液晶１８、２０を駆動
させる駆動パルスＦＬＣ１_a、ＦＬＣ２_a の駆動波形
は、例えば垂直ドライブパルスＶＤの周期毎にオン、オ
フを繰り返す駆動パルスＦＬＣ１_a と垂直ドライブパル
スＶＤの２周期毎にオン、オフを繰り返す駆動パルスＦ
ＬＣ２_a のように、垂直ドライブパルスＶＤの周期又は
その整数倍の周期に同期して各組み合わせ状態を切り換
える。

【００２６】図５（Ｂ）において、通常解像撮像モード
での駆動パルスＦＬＣ１_b 、ＦＬＣ２_b の駆動波形は、
例えば垂直ドライブパルスＶＤの周期内でオン、オフを
２回繰り返す駆動パルスＦＬＣ１_b と垂直ドライブパル
スＶＤの周期内でオン、オフを１回ずつ繰り返す駆動パ
ルスＦＬＣ２_b のように、垂直ドライブパルスＶＤの１
周期内で各組み合わせ状態を一巡するように切り換え
る。

【００２７】そして図６（Ａ）に示すように、高解像撮
像モードでは、駆動パルスＦＬＣ１ _a と駆動パルスＦＬ
Ｃ２_a の組み合わせ（ＦＬＣ１_a ／ＦＬＣ２_a ）が４通
りある。すなわちオン／オンのときＬ３、オフ／オンの
ときＬ４、オン／オフのときＬ５、オフ／オフのときＬ
６の点像関数を示す。このように４フイールド周期でシ
フト撮像を繰り返す点像関数が得られる。

【００２８】また図６（Ｂ）に示すように、通常解像撮
像モードでは、駆動パルスＦＬＣ１_b と駆動パルスＦＬ
Ｃ２_b の組み合わせ（ＦＬＣ１_b ／ＦＬＣ２_b ）が高解
像撮像モードのように４通りある。ところがこの場合
は、１フイールドの露光時間内で４点にシフト撮像を繰
り返し完了するので、入射光の中心で重なりその部分は
１／４になり７点に拡散された点像関数Ｌ７が得られ
る。このとき駆動パルスＦＬＣ１_a とＦＬＣ２_a 、ＦＬ
Ｃ１_b とＦＬＣ２_b を入れ換えてもシフトの順序が変わ
るだけで得られる点像関数は変わらない。

【００２９】続いて図７（Ａ）、（Ｂ）において、ＣＣ
Ｄ５をシヤツタモードで撮像する場合の高解像撮像モー
ドと通常解像撮像モードの強誘電液晶１８、２０の切換
制御駆動波形を示す。ＸＳは蓄積電荷の掃き出しパルス
であり、パルス波形の存在しない区間ＴｓがＣＣＤ５の
露光時間となる。高解像撮像モード時の駆動波形は駆動
パルスＦＬＣ１_c 、ＦＬＣ２_c のようになり、図５
（Ａ）の駆動パルスＦＬＣ１_a 、ＦＬＣ２_a と同じでも
オン／オフの組み合わせは変わらない。また通常解像撮
像モード時においては、このＴｓの露光時間内に４点シ
フトを実行する駆動パルスＦＬＣ１_d 、ＦＬＣ２_d のよ
うにする。このときもＦＬＣ１_c とＦＬＣ２_c 、ＦＬＣ
１_dとＦＬＣ２_d を入れ換えてもシフトの順序が変わる
だけで得られる点像関数は変わらない。

【００３０】従つて露光時間Ｔｓあるいはその整数倍の
時間で駆動パルスＦＬＣ１_c 、ＦＬＣ２_c を切り換える
と高解像撮像モード、露光時間Ｔｓ内に均等に駆動パル
スＦＬＣ１_d 、ＦＬＣ２_d を切り換えれば通常解像撮像
モードとなる。ただし強誘電液晶１８、２０に電圧を印
加するので、直流成分を除くためにデユーテイ比は５０
〔％〕にする。

【００３１】次に光学ローパスブロツク１６（図２）
は、1/4 波長板２２と複屈折板２３によつて２点にスプ
リツトするように構成されている。ここで1/4 波長板２
２は、光路シフトブロツク１５からの出力光が直線偏波
であるので、光学ローパスするための光路スプリツトに
入る前に円偏波に戻している。光路シフトブロツク１５
からの出力光は、1/4 波長板２２、複屈折板２３を透過
して２点にスプリツトされ出力される。

【００３２】以上の構成において、被写体２の光学像が
レンズ３に介して光学フイルターブロツク１４内の光路
シフトブロツク１５に入射される。その入射光は偏光板
１７、強誘電液晶１８、複屈折板１９、強誘電液晶２
０、複屈折板２１を透過する。その際、タイミング発生
回路６からの垂直ドライブパルスＶＤにより強誘電液晶
駆動回路１２からの駆動パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２が強
誘電液晶１８、２０にそれぞれ印加することで、透過光
を所定の位置にシフトし出力される。

【００３３】その透過光が次に光学ローパスブロツク１
６の1/4 波長板２２、複屈折板２３を透過して２点にス
プリツトされＣＣＤ５に出力される。タイミング発生回
路６からのＣＣＤ駆動パルスＳ１によつてＣＣＤ５から
出力された情報信号Ｓ３は、タイミング発生回路６から
のタイミング信号Ｓ２に基づいて処理されカメラ信号処
理回路７から高解像化回路１３にカメラ出力信号Ｓ４と
して出力される。そしてタイミング発生回路６からのタ
イミング信号Ｓ５に基づいて高解像化回路１３で処理さ
れ、高解像度カメラ出力信号Ｓ６として出力される。

【００３４】以上の構成によれば、強誘電液晶駆動回路
１２が光路シフトブロツク１５の強誘電液晶１８、２０
に駆動パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２を印加することによ
り、光学ローパスフイルタの空間遮断周波数の特性切換
速度を機械的に切り換えるよりも速くできシヤツタモー
ドでの撮像もできる。また空間遮断周波数の特性を切り
換えるために強誘電液晶１８、２０を用いたことによ
り、切換時においても光学距離が一定で、ピント補正の
ための構成を必要とせず構成要素を少なくできるので信
頼性が高い。さらに入射光がＣＣＤ駆動パルスＳ１と駆
動パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２との相対関係により決定さ
れることから、高解像撮像モードと通常解像撮像モード
で必要な光学ローパスフイルタの空間遮断周波数の特性
切換を簡易な構成の１台のカメラ装置１１において高速
ですることができる。

【００３５】（２−２）光学フイルタブロツクの構成例 上述の第１実施例において、光路シフトブロツク１５が
斜交軸４点シフト方式のものが用いられている。

【００３６】図４（Ａ）との対応部分に同一符号を付し
て示す図８において、光路シフトブロツク１５は、偏光
板２６、強誘電液晶２７及び複屈折板２８からなるフロ
ントブロツク３３と1/4 波長板２９と偏光板３０、強誘
電液晶３１及び複屈折板３２からなるリアブロツク３４
によつて、角度θ方向に４点にシフトするように構成さ
れている。強誘電液晶２７、３１は、強誘電液晶駆動回
路１２からの駆動パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２で電気的に
切り換えられ、これにより入射光はシフトされる。

【００３７】ここで図４（Ａ）の直交軸方向４点シフト
では、フロントブロツク２４のシフト方向とリアブロツ
ク２５のシフト方向を直角にしているため、リアブロツ
ク２５の入口にはそのままの偏光状態で良い。しかし、
任意の斜交軸方向にシフトする場合は、リアブロツク２
５の入口に1/4 波長板とその方向の偏光板が必要とな
る。これにより、リアブロツク３４入口には1/4 波長板
２９を設け、リアブロツク３４は２点シフト（図３）の
フロントブロツク３３を角度θだけ回転させたものを設
けて構成するようになされている。この場合はまた第２
の偏光板３０で光量が更に１／２になるので、光量は全
体として１／４になり感度が低下することになる。

【００３８】ここで図９において、各部の偏光状態を示
す。フロントブロツク３３は２点シフト（図３）と等し
いので、以下透過光ｅ以降を説明する。フロントブロツ
ク３３のＦＬＣ１オフの強誘電液晶２７を透過した透過
光ｄ１が、1/4 波長板２９を透過することにより円偏波
ｅ１に戻り、偏光板３０を透過すると偏光板２６に対し
て角度θ曲げられた成分だけが透過された透過光ｆ１と
して強誘電液晶３１に出力される。リアブロツク３４の
ＦＬＣ２オフの強誘電液晶３１を透過しても透過光ｆ１
は変化せず、そのまま透過光ｇ１として複屈折板３２を
透過してシフト距離Ｚだけ角度θ方向にシフトした透過
光ｈ１として出力される。また透過光ｆ１が、リアブロ
ツク３４のＦＬＣ２オンの強誘電液晶３１を透過すると
透過光ｆ１が90〔°〕回転した透過光ｇ２として複屈折
板３２を透過するが、この場合は透過光ｇ２と複屈折板
３２の角度が90〔°〕異なつているのでシフトされずに
そのまま透過光ｈ２として出力される。

【００３９】フロントブロツク３３のＦＬＣ１オンの強
誘電液晶２７を透過した透過光ｄ１が、1/4 波長板２９
を透過することにより、円偏波ｅ２に戻り偏光板３０を
透過すると偏光板２６に対して角度θ曲げられた成分だ
けが透過された透過光ｆ２として強誘電液晶３１に出力
される。リアブロツク３４のＦＬＣ２オフの強誘電液晶
３１を透過しても透過光ｆ２は変化せず、そのまま透過
光ｇ３として複屈折板３２を透過してシフト距離Ｚだけ
角度θ方向にシフトした透過光ｈ３として出力される。
また透過光ｆ２が、リアブロツク３４のＦＬＣ２オンの
強誘電液晶３１を透過すると透過光ｆ２が90〔°〕回転
した透過光ｇ４として、複屈折板３２を透過するが、こ
の場合は透過光ｇ４と複屈折板３２の角度が90〔°〕異
なつているのでシフトされずにそのまま透過光ｈ４とし
て出力される。

【００４０】以上の構成において、被写体２の光学像が
レンズ３を介して光学フイルターブロツク１４内の光路
シフトブロツク１５に入射される。その入射光は、偏光
板２６、強誘電液晶２７、複屈折板２８、1/4 波長板２
９、偏光板３０、強誘電液晶３１、複屈折板３２を透過
する。その際、タイミング発生回路６からの垂直ドライ
ブパルスＶＤにより強誘電液晶駆動回路１２からの駆動
パルスＦＬＣ１、ＦＬＣ２が、強誘電液晶２７、３１に
それぞれ印加することで、透過光が角度θ方向所定の位
置にシフトし出力される。

【００４１】その透過光ｈが次に光学ローパスブロツク
１６の1/4 波長板２２、複屈折板２３を透過して２点に
スプリツトされＣＣＤ５に出力される。タイミング発生
回路６からのＣＣＤ駆動パルスＳ１によつてＣＣＤ５か
ら出力された情報信号Ｓ３は、タイミング発生回路６か
らのタイミング信号Ｓ２に基づいて処理されカメラ信号
処理回路７から高解像化回路１３にカメラ出力信号Ｓ４
として出力される。そしてタイミング発生回路６からの
タイミング信号Ｓ５に基づいて高解像化回路１３で処理
され、高解像度カメラ出力信号Ｓ６として出力される。

【００４２】以上の構成によれば、入射光を各光学ロー
パスフイルタの組み合わせと駆動パルスＦＬＣ１、ＦＬ
Ｃ２の切換によつてあらゆる種類の偏光状態に変化させ
ることができる。また空間遮断周波数の特性切換に強誘
電液晶２７、３１を用いたことにより、切換速度を機械
的に切り換えるよりも速くでき、シヤツタモードでの撮
像もできる。また空間遮断周波数の特性を切り換えるた
めに強誘電液晶２７、３１を用いたことにより、切換時
においても光学距離が一定で、ピント補正のための構成
を必要とせず構成要件を少なくできるので信頼性が高
い。さらに入射光がＣＣＤ駆動パルスＳ１と駆動パルス
ＦＬＣ１、ＦＬＣ２との相対関係により決定されること
から、高解像撮像モードと通常解像撮像モードで必要な
光学ローパスフイルタの空間遮断周波数の特性切換を簡
易な構成の１台のカメラ装置１１において高速でするこ
とができる。

【００４３】（３）他の実施例 なお上述の第１及び第２実施例においては、光学ローパ
スブロツク１６で1/4波長板２２を用いたが、本発明は
これに限らず、入射光が直交する偏波軸を持ちかつスプ
リツト方向がこれと45〔°〕の角度を持たせる場合に限
つては、1/4 波長板２２を用いなくてもよい。

【００４４】また上述の第１及び第２実施例において
は、光学ローパスブロツク１６が２点スプリツトの場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、最終出力光
を円偏波に戻したり、４点スプリツトにしてもよい。こ
こで図１０（Ａ）に２点スプリツトの入射光の流れ、図
１０（Ｂ）に各部の偏光状態を示す。２点スプリツト方
式は、複屈折板３５、1/4 波長板３６より構成され、２
点にスプリツトされる。また図１１（Ａ）に４点スプリ
ツトの流れ、図１１（Ｂ）にそのときの各部の偏光状態
を示す。４点スプリツト方式は、複屈折板３５、1/4 波
長板３６、複屈折板３７、1/4 波長板３８より構成さ
れ、４点にスプリツトされる。その際、最終出力光を円
偏波に戻す場合は、1/4 波長板３６、３８を設ける必要
があるが、以後にスプリツトブロツクが存在しない場合
には、1/4 波長板３６、３８は必要ない。

【００４５】また上述の第１及び第２実施例において
は、直交軸４点シフト方式と２点スプリツト方式、斜交
軸４点シフト方式と２点スプリツト方式の場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、シフト数とスプリツ
ト数の組み合わせをレンズ系の光学性能に合わせて自由
に設計することができる。例えば直交軸２点シフト方式
と４点スプリツト方式、直交軸４点シフト方式と４点ス
プリツト方式、斜交軸２点シフト方式と４点スプリツト
方式のときの点像関数を図１２に示す。この図１２か
ら、いずれの場合も高解像撮像モードの方が通常解像モ
ードに比べて光学フイルタの空間遮断周波数が高くなる
ことがわかる。

【００４６】また上述の第１及び第２実施例において
は、光学フイルタブロツク１４において光学ローパスブ
ロツク１６を用いた場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、光学ローパスブロツク１６を用いないで光
路シフトブロツク１５だけで形成してもよく、光学ロー
パスブロツク１６を実質的な空間遮断周波数特性をもつ
レンズによつて代用してもよい。このときの点像関数を
図１３に示す。この図からも、いずれの場合も高解像撮
像モードの方が通常解像撮像モードに比べて光学フイル
タの空間遮断周波数が高くなることがわかる。

【００４７】また上述の第１及び第２実施例において
は、通常解像撮像モードにおける露光時間Ｔ_s 内に均等
に駆動パルスＦＬＣ１_d 、ＦＬＣ２_d を切り換えてシフ
トする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
露光時間Ｔ_s 内に加重的に駆動パルスＦＬＣ１_d 、ＦＬ
Ｃ２_d を切り換えシフトするようにしてもよい。

【００４８】また上述の第１及び第２実施例において
は、光路シフトのために利用する素子として強誘電液晶
を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、ＴＮ液晶等の電圧によつて偏光軸が変えられる素子
すなわちπセルであれば他のものを用いてもよい。

【００４９】さらに上述の第１及び第２実施例において
は、図１４に示すように通常のＣＣＤ５が奇数フイール
ドにおいて、ＣＣＤ５の１行目の画素列で受光して得た
画像信号と２行目の画素列で受光して得た画像信号を混
合演算することにより映像信号の第１走査線の走査線画
像信号を得、次にＣＣＤ５の３行目の画素列で受光して
得た画像信号と４行目の画素列で受光して得た画像信号
を混合演算して第３走査線の走査線画像信号を得る。

【００５０】続いて偶数フイールドはＣＣＤ５の２行目
の画素列で受光して得た画像信号と３行目の画素列で受
光して得た画像信号を混合演算して第２走査線の走査線
画像信号を得、次にＣＣＤ５の４行目の画素列で受光し
て得た画像信号と５行目の画素列で受光して得た画像信
号を混合演算して第４走査線の走査線画像信号を得る。
このように、フイールド周期で垂直走査方向に隣接する
２画素を同時に混合して読み出す混合読出しの場合につ
いて述べた。

【００５１】しかしこの混合読出しでは垂直画素ピツチ
に限定されるローパス特性が得られるため、単板カメラ
で高解像撮像モードを実現しようとすると、いわゆる色
偽せ信号を抑える目的で挿入された光学ローパスフイル
タの特性が大きな障害となる。

【００５２】そこで本発明はこれに限らず、光学フイル
タ１４によつてシフトされＣＣＤ５の受光面に入射され
る同一の被写体像を周期的に垂直方向に１行分シフト
し、シフト前の被写体像を画素列で受光して得た画像信
号と１行シフト後の被写体像を画素列で受光して得た画
像信号とを合成して各画素列についての走査線画像信号
を生成するようにしてもよい。

【００５３】例えば図１５（Ａ）に示すように、１、
２、３行…の画素列に入射されていたシフト前画像は、
シフト後図１５（Ｂ）に示すように、２、３、４行…の
画素列に入射されたシフト後画像になる。すなわち図１
５（Ａ）の１行目の画素列で受光して得た画像信号と図
１５（Ｂ）の２行目の画素列で受光して得た画像信号と
は本来被写体の同一部分についての画像信号である。

【００５４】従つて、シフト前画像の１行目の画素列で
受光して得た画像信号を読出し、次にシフト前画像の１
行目と同じ画素列にあるシフト後の２行目の画素列で受
光して得た画像信号を読出して合成すれば、シフトしな
い場合におけるＣＣＤ５の１行目の画素列に入射される
被写体像について、３つの色成分からなる各画素列に対
応する走査線画像信号が得られる。そして最終的に映像
として出力する際には、高解像化回路１３によつてシフ
トによる位置の変化を補正してから高解像化された映像
として出力される。

【００５５】これに対して、従来の場合には１行目の画
素列で受光して得た画像信号と２行目の画素列で受光し
て得た画像信号とを同時に混合読出しすることにより、
各画素列２行分について３つの色成分からなる走査線画
像信号を得ていたため各画素列毎についての走査線画像
信号は得られなかつた。

【００５６】従つて、画像の垂直方向の解像度が２倍に
なるので高解像度の映像を得ることができると共に高解
像撮像モード時の光学フイルタブロツクの設計自由度も
増大する。

【００５７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、高解像撮
像モード時と通常解像撮像モード時とに応じて偏光角可
変素子の偏光角を固体撮像素子駆動信号と同期したタイ
ミングで制御手段により切り換え制御することによつ
て、簡易な構成で高解像撮像モードと通常解像撮像モー
ドの切換制御を速やかにできる撮像装置を実現し得る。

【００５８】また上述のように本発明によれば、光学フ
イルタを介して固体撮像素子の受光面に同一の被写体像
を周期的に垂直方向に１行分シフトし、シフト前の被写
体像を画素列で受光して得た画像信号と１行シフト後の
被写体像を画素列で受光して得た画像信号とを合成して
各画素列毎に走査線画像信号を生成することにより、シ
フトしない場合におけるＣＣＤ５の１行目の画素列に入
射される被写体像について、３つの色成分からなる各画
素列に対応する走査線画像信号を得ることができる撮像
方法を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＣＣＤを用いたカメラ装置の構成
を示すブロツク図である。

【図２】光学フイルタブロツクを示す略線図である。

【図３】２点シフトブロツクの流れを示す略線図であ
る。

【図４】４点シフトブロツクの後段以降の流れを示す略
線図である。

【図５】強誘電液晶の切換制御駆動波形を示す略線図で
ある。

【図６】強誘電液晶を切り換えたときの点像関数を示す
略線図である。

【図７】シヤツタ撮像時の強誘電液晶の切換制御駆動波
形を示す略線図である。

【図８】４点シフトブロツクの流れを示す略線図であ
る。

【図９】４点シフトブロツクの後段以降の流れを示す略
線図である。

【図１０】２点スプリツトブロツクの流れを示す略線図
である。

【図１１】４点スプリツトブロツクの流れを示す略線図
である。

【図１２】他の実施例による点像関数を示す略線図であ
る。

【図１３】光学ローパスブロツクをレンズで代用した場
合の点像関数を示す略線図である。

【図１４】ＣＣＤのフイルタ配列を示す略線図である。

【図１５】高解像撮像モード時の読出し例を示す略線図
である。

【図１６】従来のＣＣＤを用いたカメラ装置の構成を示
すブロツク図である。

【図１７】従来の光学ローパスフイルタの構成を示す略
線図である。

【符号の説明】

１、１１……ＣＣＤを用いたカメラ装置、２……被写
体、３……レンズ、４、１４……光学フイルタブロツ
ク、５……ＣＣＤ、６……タイミング発生回路、７……
カメラ信号処理回路、１２……強誘電液晶駆動回路、１
３……高解像化回路、１５……光路シフトブロツク、１
６……光学ローパスブロツク、２４、３３……フロント
ブロツク、２５、３４……リアブロツク、１７、２６、
３０……偏光板、１８、２０、２７、３１……強誘電液
晶、１９、２１、２３、２８、３２、３５、３７……複
屈折板、２２、２９、３６、３８……1/4 波長板。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】偏光板、偏光角可変素子及び複屈折板でな
   る光路シフトブロツクと、１又は複数の複屈折板でなる
   光学ローパスブロツクとを有する光学フイルタと、 上記偏光角可変素子の偏光角を制御する制御手段とを具
   えることを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】上記制御手段は、高解像撮像モード時と通
   常解像撮像モード時とに応じて上記偏光角可変素子の偏
   光角を切り換えることにより、上記光学フイルタにおけ
   る高解像撮像モード時の実質的な空間遮断周波数を通常
   解像撮像モード時における実質的な空間遮断周波数に比
   して高くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装
   置。
3. 【請求項３】上記制御手段は、上記偏光角可変素子の偏
   光角を固体撮像素子駆動信号と同期したタイミングで切
   り換え制御することを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の撮像装置。
4. 【請求項４】上記制御手段は、高解像撮像モード時、上
   記偏光角可変素子の偏光角を上記固体撮像素子駆動信号
   における一画面露光周期又はその整数倍の周期に同期し
   て切り換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に
   記載の撮像装置。
5. 【請求項５】上記制御手段は、通常解像撮像モード時、
   上記偏光角可変素子の偏光角を上記固体撮像素子駆動信
   号における一画面露光周期の一周期内において切り換え
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像
   装置。
6. 【請求項６】上記制御手段は、デユーテイ比５０％の制
   御信号によつて偏光角を切り換えることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
7. 【請求項７】光学フイルタを介して固体撮像素子の受光
   面に同一の被写体像を周期的に垂直方向に１行分シフト
   し、 シフト前の被写体像を画素列で受光して得た画像信号と
   １行シフト後の被写体像を画素列で受光して得た画像信
   号とを合成して各画素列毎に走査線画像信号を生成する
   ことを特徴とする撮像方法。