JPS59127492A - ２板式スチルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２板式スチルカメラ、よシ具体的には、２つ
の２次元面体撮像素子を有し、分解色に分離した被写体
像から対応するラスタ走査の静止画映像信号を形成する
２板式スチルカメラに関するものでちる。

このような２板式スチルカメラは、単一の固体撮像素子
を有する単板式に比較して解像力が高いという利点を有
し、且つ単板式における空間的な色分解に起因した輝度
差の大きな被写体エツジでの偽色信号の発生などの欠点
がない。

しかし従来の２板式スチルカメラは、撮像系に入射した
可視光を２つの波長域、たとえば縁側とマゼンタ〔赤（
Ｒ）及び青（Ｂ）〕とに分離するために複雑な形状のプ
リズムを使用している。

このプリズムは形状が複雑であるばかシでなく、光学的
に高い精度を要求され、大きさも犬きく重量もある。し
たがって小型のカメラに適用することは困難である。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、撮像光学
系を軽量小型化した良好な画質の２板式スチルカメラを
提供することを目的とする。

この目的は本発明によれば次のような２板式スチルカメ
ラによって達成される。すなわち、このカメラは、撮像
レンズと、第１および第２の２次元面体撮像素子とを含
み、ラスタ走査の静止画映像信号を形成する２板式スチ
ルカメラであって、撮像レンズから入射した光のうち１
つの分解色の光を反射し、他の分解色の光を透過する平
坦なダイクロイックミラーと、ダイクロイックミラーを
可動的に支持し、ダイクロイックミラーを第１および第
２の位置に選択的に配向する支持配向手段とを含み、ダ
イクロイックミラーが第１の位置にあるときには前記反
射した１つの分解色の光がファインダ系に入射し、ダイ
クロイックミラーが第２の位置にあるときは、該反射し
た１つの分解色の光が第１の２次元面体撮像素子に入射
し、前記透過した他の分解色の光が第２の２次元面体撮
像素子に入射するものである。

本発明による２板式スチルカメラは、また、撮像レンズ
と、第１および第２の２次元面体撮像素子とを含み、ラ
スク走査の静止画映像信号を形成する２板式スチルカメ
ラであって、撮像レンズから入射した光のうち第１の分
解色の光を反射して第１の２次元面体撮像素子に入射さ
せ、他の分解色の光を透過して第２の２次元面体撮像素
子に入射させる平坦なダイクロイックミラーを含み、第
２の２次元面体撮像素子は、上記した他の分解色の光を
更に分解するための光学フィルタをその撮像面の画素に
対応して配列されておシ、ダイクロイックミラーは平坦
な複屈折材料を含み、これによって、ダイクロイックミ
ラーを透過した分解色の光に光学的ローパスフィルタ効
果が与えられるものである。

添付図面を参照して本発明による２板式スチルカメラの
実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明による２板式スチルカメラの好ましい実
施例を説明的に示す斜視図である。

このカメラは基本的には、撮像レンズ１２、ダイクロイ
ック（二色性）ミラー１４、ならびに２つの２次元面体
撮像素子１６および１８からなる撮像系１０と、ペンタ
ゴナルダ・・フ０リズム２２、および接眼レンズ２４か
らなるファインダ系２０とを有する。

ダイクロイックミラー１４は撮像レンズ１２を通って入
射した光のうち特定の波長域、たとえば緑（Ｇ）の分解
色の光を反射し、他の波長域、この例ではマゼンタの分
解色の光を透過する。

後述のようにこれは複屈折材料を含むことが有利である
。ダイクロイックミラー１４は、長手方向軸を中心とし
て回転可能に保持された円筒３０に′装着されている。

円筒３０は、図示のように両端部が開口し、その円筒側
壁すなわち周面には矩形の開口３２が設けられている。

これによって、撮像レンズ１２を通過した入射光はレン
ズ１２側の開口３４からミラー１４に進入し、ミラー１
４を透過したマゼンタ分解色光は他方の開口３６から出
て固体撮像素子１８の撮像面３８に入射し、ミラー１４
で反射したＧ分解色光は矩形の開口３２から出て固体撮
像素子１６の撮像面４０に入射することができる。

円筒３０は、その一部に設けられた歯車４２、およびこ
れと係合する歯車４４を介してモータ４６に機械的に結
合されている。モータ４６が回転することによって円筒
３０はその長手方向軸を中心に回転することができる。

円筒３０が第１図に示す向きから１８００回転したとす
ると、ミラー１４で反射したＧの分解色光はファインダ
系２０に入射する。浸ンタグリズム２２の結像面２６に
結像した被写体（図示せず）の像は、プリズム２２およ
び接眼レンズ２４を通して観察される。

撮像レンズ１２はその光学軸が円筒３０の長手方向軸と
一致するように配置され、これによって撮像された被写
体像は固体撮像素子１８の撮像面３８、および固体撮像
素子１６の撮像面４０またはプリズム２２の結像面２６
上に結像することができる。

固体撮像素子１６および１８は、たとえば電荷結合デバ
イス（ＣＣＤ　）などの固体撮像装置であり、撮像セル
が２次元に配列されている。撮像素子１８の撮像面３８
にはフィルタ４８が設けられている。フィルタ４８は撮
像素子１８の撮像面３８における２次元画素配列に対応
してＲおよびＢのフィルタセグメントが交互に配列され
、この配列は第２図（Ａ）に示すようなモザイク状でよ
い。まだ、第２図（Ｂ）に示すように、撮像素子をラス
タ走査１駆動した場合の水平走査方向Ｈに対して直角な
方向に長いストライフ０状であってもよい。このような
ストライプあるいはモザイク状のフィルタを用いた場合
、撮像素子１８の撮像面３８は水平走査方向において分
解色Ｒ及びＢに空間分割されているので、撮像素子１８
をクロック駆動し、その撮像面３８上に結像された被写
体像をラスク走査すると、その映像出力はＲおよびＢの
分解色成分の画素信号を巡回的に含むことになる。

フィルタ４８の分光特性はＲおよびＢであってもよいが
、撮像面３８に入射する光はミラー１４によってＧ成分
が除去されているので、イエロー（Ｙｅ　）およびシア
ン（Ｃｙ）でもよく、マだはそれらの中間でもよい。第
３図体）に示すようにミラー１４の透過光はＧ領域の除
去された周波数特性を示す。そこでフィルタ４８の分光
特性は同図（Ｂ）に示すように、ＢからＣｙに至るまで
の任意の特性、たとえば曲線１００で示すような緩やか
な遮断特性のものでもよい。したがってフィルタ４８は
、色素の選択などの許容範囲が広く、設計および製造に
厳格さを要求されない。

第４図は第１図に示す本発明による２板式スチルカメラ
の基本動作を説明するための説明図であシ、第１図に示
す要素と同様の要素は同じ参照符号で示されている。

まず円筒３０（第１図）をモータ４６により回転させ、
ミラー１４を第４図に実線で示す向きに配向する。そこ
で撮像レンズ１２が結像面２６に結像させた被写体像を
観察し、レンズ１２を調整して焦点合せを行なう。ミラ
ー１４はＧ成分の光を反射してファインダ系２０に入射
させる。人間の目はＧの分解色光に対する感度および解
像力が高いので、高い精度で焦点合せを行なうことがで
きる。

撮影するときは、シャッタぎタン（図示せず）を押すと
モータ４６が駆動して円筒３０が１８０゜回転し、第４
図に点線１４ａで示す位置にミラー１４が配向する。す
なわち、ミラーの位置１４ａは、撮像系１０の光学軸５
０がミラー１４と交差する点５２を含む第４図の紙面に
垂直な軸を中心として第４図に実線で示す位置、すなわ
ち焦点合せモードのときの位置１４から９０°反時計方
向に回転したのと等価である。そこでＧ成分光は実線５
４で示す方向に進む代りに、点線５４ａで示す方向に進
み、固体撮像素子１６の撮像面４０に入射し、Ｇ分解色
の被写体像がこの上に結像する。なお、マゼンタの分解
色光は常にミラ〜１４を通過し、固体撮像素子１８の撮
像面３８に入射している。

次に両撮像素子１６および１８がトリガされ、各撮像面
４０および３８上に結像された被写体像が対応する直列
画像信号に変換され、各撮像素子１６および１８からそ
れぞれＧ分解色信号ならびにＲおよびＢ分解色信号とし
て出力される。

これらの分解色信号は通常の静止画像のテレビジョン（
ＴＶ）信号として、すなわちラスク走査の映像信号とし
て形成される。この実施例では、２つの撮像素子１６お
よび１８は第４図の紙面と平行な方向に水平走査を行な
゛い、紙面と垂直な方向に垂直走査を行なうように構成
されている。しだがって通常は、第１図に示すように、
固体撮像素子１６およびファインダ系２０を円筒３０の
左右に配置して、ミラー１４は前述のように点５２（第
４図）を含む第４図の紙面に垂直な軸を中心として位置
１４と１４ａの間で等測的に９０°回転させることが望
ましい。

なお、実際にミラー１４をこのように９００回転させる
ように構成してもよいが、第１図の実施例のよ、うに円
筒３０を使用した方がミラー１４を機械的に堅固に支持
できるので有利である。

このようにファインダ系２０が撮像系ｌｏの右（または
左でもよい）にあることは、本装置をカメラの筐体に収
容した場合に、ファインダをのぞくときにカメラ筐体の
後板に鼻が当ることがないので、撮影上取扱い易い利点
がある。

なお、撮像レンズ１２の光学軸に対する撮像素子１６お
よびファインダ系２０の相対的な位置関係は図示の実施
例のものに限られない。第４図の実施例では撮像レンズ
１２の光学軸に対してグイクロイックミラー１４が４５
°の角度をなして配置されているが、これ以外の他の角
度で配置゛されてもよい。また、撮像素子１６は第４図
では撮像レンズ１２の光学軸に対してファインダ系２０
の正反対の側、すなわち光学軸を中心と゛して互いに１
８０°の位置関係に配設されているが、必らずしもその
必要はなく、たとえば撮像レンズ１２の光学軸を中心と
して互いに９０°の位置関係に配設されてもよい。たと
えば、ファインダ系２０は第１図の斜視図において円筒
３０の上方に、撮像素子１６は右方に配置してもよい。

ところでダイクロイックミラー１４は、第５図に少し詳
しく示すように、たとえば厚さ２〜３咽の水晶などの平
坦な複屈折材料からなることが好ましい。これは前述の
ように、撮像素子１８の撮像面３８に形成されるマゼン
タ分解色画像において水平走査方向Ｈに光学的ロー・ぐ
スフィルタ効果を与えるためでちる。撮像レンズ１２を
通過した入射光５０は、ミラー１４の複屈折材料によっ
て矢印６０ａおよび６０ｂで示すように水平走査方向Ｈ
に複屈折を生ずる。この複屈折のためにミラー１４の透
過光６０ａおよび６０ｂはＯＴＦ　（光伝達関数）が低
下する。

固体撮像素子１８のＲおよびＢのセルは、第２図かられ
かるように撮像素子１６のＧのセルの半分の密度で配列
されているので、ＲおよびＢの分解色画像はＧ分解色画
像の半分の解像力である。

一般にナイキスト周波数よシ高い周波数成分が信号に含
まれると、これは折返し歪みとなって現われる。固体撮
像素子１８の場合、撮像面３８に結像されたマゼンタ光
被写体像のうちＲまたはＢのセルが配列されている空間
周波数すなわちナイキスト周波数より高い空間周波数成
分はこの折返し歪みを生じさせ、再生画像にモアレとな
って現われる。複屈折材料からなるミラー１４は、この
ように水平走査方向に光学的ローノやスフィルタ効果を
生じさせることによって、ナイキスト周波数より高い空
間周波数の成分を遮断する光学的低域フィルタ（ＯＬＰ
Ｆ）として機能する。

ところで２つの撮像面４０および３８上に結像する被写
体像は互いに鏡像関係にある。したがって固体撮像素子
１６および１８としては、水平走査における映像信号の
読出し方向が互いに逆方向の関係にある素子を使用して
もよい。

または、両撮像素子１６および１８に同型の撮像素子を
用いることもできる。その場合は、撮像素子１６および
１８の水平走査用シフトレジスタをソフト方向が互いに
逆方向になるように構成する。たとえば、シフト方向が
両方向に切換え可能な両方向性シフトレジスタを各撮像
素子１６および１８に対応して設け、転送方向が互いに
逆方向になるようにそれぞれにクロックを入力するよう
にしてもよい。例えば３相又は４相駆動のＣＣＤは外部
から与えられるクロックのタイミングによって左右どち
らにも転送できるのでこのようなＣＣＤを用いることに
よって容易に実現される。または、１本の水平走査線（
ＩＨ）分の画素信号を蓄積する記憶装置、すなわちライ
ンメモリを一方の撮像素子、たとえば１６に対して２本
用意する。これを交互に切シ換えて交互に１８分の画素
信号を直列に書き込み、書込みの終了したラインメモリ
からは書込み方向と反対の方向から直列に読み出すよう
に構成してもよい。すなわち、このラインメモリはいわ
ゆる「先入れ後出しＪ　（Ｆ’ＩＬＯ）メモリである。

このようにすれば、Ｇ分解色信号およびＲＢ分解色信号
は時系列的に正しい水平走査方向で出力される。

このようなＧ分解色信号およびＲＢ分解色信号は、たと
えば磁気ディスクなどの記録媒体にラスク走査のＴＶ倍
信号して記録され、静止画の再生を行なうことができる
。そこで、前述のような互いに鏡像関係にあるＧ分解色
信号およびＲＢ分解色信号を正像関係の信号に変換して
から記録媒体に記録する代りに、このような変換を行な
わず鏡像関係のままこれらの信号を記録媒体に記録し、
記録媒体から再生するときに一方のＧ分解色信号をＲＢ
分解色信号とは反対り方向から読み出すようにしてもよ
い。

本発明による２板式スチルカメラはこのように構成した
ことにょシ、撮像光学系の大きさおよび重さが少ない利
点がある。したがってカメンを小型化することができる
。グイクロイックミラーの回転によシー眼レフ構造をと
ることができ、ファインダ系には目の感度および解像力
の高いＧ波長域の光を導いているので、焦点合せの精度
が高くなる。マゼンタ分解色の撮像素子に設けるフィル
タの分光特性は、それに入射する光が可視光の中間領域
であるＧ波長域の除去された波長特性を有するので、例
えばＢ光を検出するだめのフィルタ要素としてはＢとｃ
ｙＯ間の任意の特性を、又、例えばＲ光を検出するだめ
のフィルタ要素としてはＲ，！：Ｙの間の任意の特性を
各々選択することができ、フィルタの設計および製造が
容易である。また、ダイクロイックミラーに複屈折材料
を用いた場合は、マゼンタ分解色光に対して水平走査方
向にボケ効果を与えることによって０ＬＰＦとして機能
し、折返し歪みによるモアレを防ぐことができる。

とくに、２つの色搬送波を用いた２搬送波周波数分離方
式によるカラーテレビジョン方式では、ＩＨ走査中にお
いて映像信号に含まれる高い空間周波数成分が搬送周波
数に一致することによる復調回路からの擬似色信号の発
生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にょる２板式スチルカメラの実施例を説
明的に示す斜視図、 第２図は第１図の実施例におけるＲＢ固体撮像素子に使
用するフィルタの画素配置の例を示す図、 第３図はダイクロイックミラーおよびＲＢフィルタの波
長特性を示すグラフ、 第４図および第５図は第１図の実施例の動作を説明する
説明図である。 主要部分の符号の説明 １０・・・撮像光学系 １４・・・ダイクロイックミラー １６．１８・・・固体撮像素子 ２つ・・・ファインダ系 ３０・・・円筒 ３８．４０・・・撮像面 ４６・・・モータ ４８・・・フィルタ 特許出願人　富士写真フィルム株式会社第１図 （Ａ）　　　　　（Ｂ） 一−Ｈ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　撮像レンズと、第１および第２の２次元面体撮像素
   子とを含み、ラスク走査の静止画映像信号を形成する２
   板式スチルカメラにおいて、該スチルカメラは、 前記撮像レンズから入射した光のうち１つの分解色の光
   を反射し、他の分解色の光を透過する平坦なダイクロイ
   ックミラーと、 該ダイクロイックミラーを可動的に支持し、該ダイクロ
   イックミラーを第１および第２の位置に選択的に配向す
   る支持配向手段とを含み、前記ダイクロイックミラーが
   第１の位置にあるときは前記反射した１つの分解色の光
   がファインダ系（Ｃ入射し、該ダイクロイックミラーが
   第２の位置にあるときは、該反射した１つの分解色の光
   が第１の２次元面体撮像素子に入射し、前記透過した他
   の分解色の光が第２の２次元面体撮儂素子に入射するこ
   とを特徴とする２板式％式％ ２、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、前記
   １つの分解色は緑であシ、他の分解色はマゼンタである
   ことを特徴とする２板式スチルカメラ。 ３　特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、第２
   の２次元面体撮像素子は上記した他の分解色の光を更に
   分解するための光学フィルタをその撮像面の画素に対応
   して配列したことを特徴とする２板式スチルカメラ。 ４　特許請求の範囲第２項記載のカメラにおいて、前記
   撮像レンズの光学軸上に前記ダイクロイ、クミラーおよ
   び第２の２次元面体撮像素子が配設され、第１の２次元
   面体撮像素子は前記光学軸に直角な方向に配設され、前
   記ファインダ系は該光学軸に対して第１の２次元面体撮
   像素子と反対の側に配設されていることを特徴とする２
   板式スチルカメラ。 ５、特許請求の範囲第４項記載のカメラにおいて、前記
   支持配向手段は、長手方向軸が前記撮像レンズの光学軸
   に一致して配設され該長手方向軸を中心として回転可能
   な円筒を含み、該円筒は両端面および周面の一部が開口
   し、前記ダイクロイックミラーは、前記撮像レンズから
   の入射光のうち第１の分解色の光を前記長手方向軸に対
   して全体として直角な方向に反射させて前記周面の一部
   の開口を通過させるように該円筒に支持されていること
   を特徴とする２板式％式％ ６、撮像レンズと、第１および第２の２次元面体撮像素
   子とを含み、ラスタ走査の静止画映像信号を形成する２
   板式スチルカメラにおいて、該スチルカメラは、 前記撮像レンズから入射した光のうち第１の分解色の光
   を反射して第１の２次元面体撮像素子に入射させ、他の
   分解色の光を透過して第２の２次元面体撮像素子に入射
   させる平坦なダイクロイックミラーを含み、 第２の２次元面体撮像素子は上記した他の分解色の光を
   更に分解するための光学フィルタをその撮像画の画素に
   対応して配列されており、前記ダイクロイックミラーは
   平坦な複屈折材料を含み、これによって、該ダイクロイ
   ックミラーを透過した分解色の光に光学的ローパスフィ
   ルタ効果が与えられることを特徴とする２板式スチルカ
   メラ。 ７、特許請求の範囲第６項記載のカメラにお　−いて、
   前記他の分解色の光を更に分解するだめのフィルタは、
   第２の固体撮像素子のラスタ走査における水平方向にお
   いて交互に配列され、前記ダイクロイックミラーは透過
   した前記他の分解色に対して水平走査方向において光学
   的ロー・ぐスフィルタ効果を与えることを特徴とする２
   板式スチルカメラ。 ８、特許請求の範囲第６項記載のカメラにおいて、前記
   ダイクロイックミラーは第１および第２の位置を選択的
   にとることができ、第１の位置にあるときは前記反射し
   た第１の分解色の光がファインダ系に入射し、第２の位
   置にあるときは、該反射した第１の分解色の光が第１の
   ２次元面体撮像素子に入射し、前記透過した他の分解色
   の光が第２の２次元面体撮像素子に入射することを特徴
   とする２板式スチルカメラ。