JPS62140586A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPS62140586A JPS62140586A JP60280436A JP28043685A JPS62140586A JP S62140586 A JPS62140586 A JP S62140586A JP 60280436 A JP60280436 A JP 60280436A JP 28043685 A JP28043685 A JP 28043685A JP S62140586 A JPS62140586 A JP S62140586A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- optical element
- imaging device
- rotary plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、撮像管または固体撮像素子で映像信号を得る
撮像装置に関する。
撮像装置に関する。
近年、撮像管や固体撮像素子を用いたテレビジョンカメ
ラが民生用として普及し、特にＣＣＤ型、ＭＯＳ型等の
固体撮像素子を１個用いた単板式の固体撮像装置の開発
に力が注がれている。これらの固体撮像装置に用いる撮
像素子の光電変換部は、１画素１画索が独立しており、
これにより空間サンプリングして得られる信号電荷から
映像信号を得ている。さらにカラー用の固体撮像装置に
用いる撮像素子の場合は色分離のためにモザイク状、あ
るいはストライブ状の色フィルタが光電変換面上に配置
されており、その色フィルタの周期性に基づく空間サン
プリングにより色信号を得ている。
ラが民生用として普及し、特にＣＣＤ型、ＭＯＳ型等の
固体撮像素子を１個用いた単板式の固体撮像装置の開発
に力が注がれている。これらの固体撮像装置に用いる撮
像素子の光電変換部は、１画素１画索が独立しており、
これにより空間サンプリングして得られる信号電荷から
映像信号を得ている。さらにカラー用の固体撮像装置に
用いる撮像素子の場合は色分離のためにモザイク状、あ
るいはストライブ状の色フィルタが光電変換面上に配置
されており、その色フィルタの周期性に基づく空間サン
プリングにより色信号を得ている。
また、撮像管を１本用いた単管式のカラー撮像装置にお
いても、その色分離のためにストライプ状の色フィルタ
が光電変換面上に配置され、この色フィルタの周期性に
基づく空間サンプリンにより色信号を得ている。
いても、その色分離のためにストライプ状の色フィルタ
が光電変換面上に配置され、この色フィルタの周期性に
基づく空間サンプリンにより色信号を得ている。
このような撮像装置では、空間サンプリング周波数と撮
像素子の光電変換面に結像する入射光の高域成分との間
でモアレを生じ、著しく画質を劣化させることがあった
。このため、従来は第７図に示すように、撮像レンズ１
と固体撮像素子３との間に光学水晶フィルタ２などの光
学ローパスフィルタを配置し、このフィルタ２で入射光
の高域成分を除去することによりモアレ発生を防止して
いた。ところが、光学水晶フィルタ２は、１枚の水晶板
で１方向のみしかフィルタ効果がなく、水平、垂直ある
いは斜め方向等、同時にフィルタ効果を持たせたいとき
には、数枚の水晶板を主軸方向を異ならせて貼り合せる
必要があった。
像素子の光電変換面に結像する入射光の高域成分との間
でモアレを生じ、著しく画質を劣化させることがあった
。このため、従来は第７図に示すように、撮像レンズ１
と固体撮像素子３との間に光学水晶フィルタ２などの光
学ローパスフィルタを配置し、このフィルタ２で入射光
の高域成分を除去することによりモアレ発生を防止して
いた。ところが、光学水晶フィルタ２は、１枚の水晶板
で１方向のみしかフィルタ効果がなく、水平、垂直ある
いは斜め方向等、同時にフィルタ効果を持たせたいとき
には、数枚の水晶板を主軸方向を異ならせて貼り合せる
必要があった。
この問題を、例えば固体撮像素子３上に第８図に示すよ
うなモザイクフィルタが配置されている場合について考
察する。このモザイクフィルタは、固体撮像素子３の各
画素に対応させて白（Ｗ）、緑ＣＧ）の各色フィルタを
水平方向に順次配設してなる列と、シアン（Ｃｙ）、黄
（Ｙｅ）各フィルタを水平方向に順次配設してなる列と
を各フィールドで同じになるように２列のペアで交互に
配置したものである。このモザイクフィルタで空間サン
プリングした場合に、発生するモアレの周波数スペクト
ルは第９図に示される。ここにＰｘは固体撮像素子３の
水平画素ピッチ、ｐｙは垂直画素ピッチであり、Ｏ印は
Ｑ、Ｘ印はＲ１Δ印はＢの各色成分によるモアレ発生周
波数を示している。
うなモザイクフィルタが配置されている場合について考
察する。このモザイクフィルタは、固体撮像素子３の各
画素に対応させて白（Ｗ）、緑ＣＧ）の各色フィルタを
水平方向に順次配設してなる列と、シアン（Ｃｙ）、黄
（Ｙｅ）各フィルタを水平方向に順次配設してなる列と
を各フィールドで同じになるように２列のペアで交互に
配置したものである。このモザイクフィルタで空間サン
プリングした場合に、発生するモアレの周波数スペクト
ルは第９図に示される。ここにＰｘは固体撮像素子３の
水平画素ピッチ、ｐｙは垂直画素ピッチであり、Ｏ印は
Ｑ、Ｘ印はＲ１Δ印はＢの各色成分によるモアレ発生周
波数を示している。
このモアレを防止するには光学水晶フィルタを挿入する
ことが必要であるが、光学水晶フィルタ２は、１枚の水
晶板では１方向のみについてしかフィルタ効果がないの
で、第７図に示すように、１／（２Ｐｘ）の空間周波数
をぼかす水平方向水晶板４と、１／Ｐｙの空間周波数を
ぼかす垂直方向水晶板６と、さらにそれらの間に水平方
向水晶板４を通過した光が円偏光から直線偏光になって
いるのを元の円偏光に戻すためのλ／４位相板５を重合
しなければならない。これら３枚の貼り合せ型光学水晶
フィルタ２により１／（２Ｐｘ）と１／Ｐｙの空間周波
数軸に発生するモアレは低減される。
ことが必要であるが、光学水晶フィルタ２は、１枚の水
晶板では１方向のみについてしかフィルタ効果がないの
で、第７図に示すように、１／（２Ｐｘ）の空間周波数
をぼかす水平方向水晶板４と、１／Ｐｙの空間周波数を
ぼかす垂直方向水晶板６と、さらにそれらの間に水平方
向水晶板４を通過した光が円偏光から直線偏光になって
いるのを元の円偏光に戻すためのλ／４位相板５を重合
しなければならない。これら３枚の貼り合せ型光学水晶
フィルタ２により１／（２Ｐｘ）と１／Ｐｙの空間周波
数軸に発生するモアレは低減される。
しかし、光学水晶フィルタ２の特性が完全なローパス特
性でないことから、１ ／ Ｐ ｘの空間周波数に発生
するモアレを低減するには、ざらにλ／４位相板と１
／ Ｐ Ｋの空間周波数をぼかす水晶板が必要となり、
コストの面で実用的ではない。
性でないことから、１ ／ Ｐ ｘの空間周波数に発生
するモアレを低減するには、ざらにλ／４位相板と１
／ Ｐ Ｋの空間周波数をぼかす水晶板が必要となり、
コストの面で実用的ではない。
しかも、これらの貼り合せ型光学水晶フィルタでは貼り
合せ時に混入するゴミやキズおよび気泡等により歩留り
が悪く、このためにコスト上昇を招いていた。
合せ時に混入するゴミやキズおよび気泡等により歩留り
が悪く、このためにコスト上昇を招いていた。
本発明は、このような問題に基づきなされたもので、コ
スト上昇を招くことなくモアレの発生を有効に防止し、
良好な画質を得ることができる撮像装置を提供すること
を目的としている。
スト上昇を招くことなくモアレの発生を有効に防止し、
良好な画質を得ることができる撮像装置を提供すること
を目的としている。
本発明は、屈折率が１を超える光学素子と、この光学素
子を介しての光を受光面で受け光電変換する撮像素子と
、前記光学素子を回転させることによって前記光学素子
からの光を前記受光面内で微小回転させる回転手段とを
具備したことを特徴としている。
子を介しての光を受光面で受け光電変換する撮像素子と
、前記光学素子を回転させることによって前記光学素子
からの光を前記受光面内で微小回転させる回転手段とを
具備したことを特徴としている。
本発明によれば、光学素子からの光を撮像素子の受光面
上で微小回転させることにより、光学像を全方位に重ね
てぼかすようにしているので、歩留りやコストを問題と
することなく、モアレの発生を有効に防１１−すること
ができ、良好な画質を得ることができる。
上で微小回転させることにより、光学像を全方位に重ね
てぼかすようにしているので、歩留りやコストを問題と
することなく、モアレの発生を有効に防１１−すること
ができ、良好な画質を得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る固体撮像装置の概略構
成を示す図である。
成を示す図である。
第１図において、１１は被写体像を結像させるための撮
像レンズであり、複数のレンズで構成されている。この
撮像レンズ１１の出射端側には光学素子である回転板１
２が配置されている。この回転板１２は、第２図にも示
すように、屈折率が１を超える透明な回転板であり、撮
像レンズ１１の光学軸に直交する入射端面に対しその出
射端面が僅か傾斜している。ここでは、特にこの回転板
１２を第３図中破線で示すような分光透過率特性を有す
るシアンフィルタで形成している。これは固体撮像素子
１４の赤感度を抑え、色補正を行うためである。また、
回転板１２の入射面１２ａには不要な赤外光をカットす
るため、第３図中実線で示すような分光透過率特性を有
する赤外カット膜がコーティングされており、さらに出
射端面１２ｂにはフレア防止のための反射防止膜がコー
ティングされている。この回転板１２は、駆動モータ１
３により回転されるものとなっている。回転板１２を通
過した光は、固体撮像素子１４の受光面一にに結像する
。この固体撮像素子１４の受光面」−には、例えば前述
した第８図に示すようなモザイクフィルタが配置されて
いる。固体撮像素子１４からの１２号は信号処理回路１
５で所定の信号処理を施され、映像信号として出力され
る。
像レンズであり、複数のレンズで構成されている。この
撮像レンズ１１の出射端側には光学素子である回転板１
２が配置されている。この回転板１２は、第２図にも示
すように、屈折率が１を超える透明な回転板であり、撮
像レンズ１１の光学軸に直交する入射端面に対しその出
射端面が僅か傾斜している。ここでは、特にこの回転板
１２を第３図中破線で示すような分光透過率特性を有す
るシアンフィルタで形成している。これは固体撮像素子
１４の赤感度を抑え、色補正を行うためである。また、
回転板１２の入射面１２ａには不要な赤外光をカットす
るため、第３図中実線で示すような分光透過率特性を有
する赤外カット膜がコーティングされており、さらに出
射端面１２ｂにはフレア防止のための反射防止膜がコー
ティングされている。この回転板１２は、駆動モータ１
３により回転されるものとなっている。回転板１２を通
過した光は、固体撮像素子１４の受光面一にに結像する
。この固体撮像素子１４の受光面」−には、例えば前述
した第８図に示すようなモザイクフィルタが配置されて
いる。固体撮像素子１４からの１２号は信号処理回路１
５で所定の信号処理を施され、映像信号として出力され
る。
このように構成された撮像装置において、モザイクフィ
ルタは前述したものと同じであるため、モアレの空間周
波数スペクトルは第９図と同様である。したがって、こ
のモアレを低減するには、水平１／（２ＰＸ）以上、垂
直１ ／ Ｐ ｙ以上の空間周波数の高域成分を除去す
る空間ローパスフィルタを実現すればよい。この実施例
では、この空間ローパスフィルタとして回転板１２と駆
動モータ１３とを用いている。
ルタは前述したものと同じであるため、モアレの空間周
波数スペクトルは第９図と同様である。したがって、こ
のモアレを低減するには、水平１／（２ＰＸ）以上、垂
直１ ／ Ｐ ｙ以上の空間周波数の高域成分を除去す
る空間ローパスフィルタを実現すればよい。この実施例
では、この空間ローパスフィルタとして回転板１２と駆
動モータ１３とを用いている。
すなわち、第４図において回転板１２の傾斜面の面法線
と光学軸とのなす角度を０２、面法線と透過光のなす角
度をθ１、空気の屈折率を０１、回転板１２の屈折率を
ｎ２、回転板１２と結像面との距離をｄ１結像面におけ
る光学像の位置偏移量をδノとすると、スネルの法則よ
り、ｎ１ｓｌｎθ１ｍｎ２ｓｌｎθ２ ・”
（１）となり、また、δｌは、 δＪ−ｄｔａｎ（θ１−０２ ） で表わせる。（１）式の０１と０２とが既知であるとす
ると、θ１は、回転板１２の傾斜角度θ２より求まる。
と光学軸とのなす角度を０２、面法線と透過光のなす角
度をθ１、空気の屈折率を０１、回転板１２の屈折率を
ｎ２、回転板１２と結像面との距離をｄ１結像面におけ
る光学像の位置偏移量をδノとすると、スネルの法則よ
り、ｎ１ｓｌｎθ１ｍｎ２ｓｌｎθ２ ・”
（１）となり、また、δｌは、 δＪ−ｄｔａｎ（θ１−０２ ） で表わせる。（１）式の０１と０２とが既知であるとす
ると、θ１は、回転板１２の傾斜角度θ２より求まる。
したがって、（２）式のδノは、ｄとθ２により１丁意
の値に設定できる。結像面において像は、回転板１２の
回転に伴い、２・δノを直径とする円を描いて徂なり合
い、ボケを生じる。重なり合いは、水平、垂直、斜め方
向等、全方位に均一に生じるため、空間周波数において
最も低い周波数のモアレが、消えるようにδノを決定す
ればよい。
の値に設定できる。結像面において像は、回転板１２の
回転に伴い、２・δノを直径とする円を描いて徂なり合
い、ボケを生じる。重なり合いは、水平、垂直、斜め方
向等、全方位に均一に生じるため、空間周波数において
最も低い周波数のモアレが、消えるようにδノを決定す
ればよい。
本実施例の場合、ｌ／（２Ｐｘ）が最も低いモアレ発生
周波数であるので、δノーＰ ｘ ／ ２としである。
周波数であるので、δノーＰ ｘ ／ ２としである。
このようにδノを決定すれば、第９図の空間周波数スペ
クトル図において１／（２ＰＸ）を半径とする範囲外の
モアレは低減される。なお、駆動モータ１３の回転数は
フィールド周期である１／６０秒以上、すなわち３６０
０ｒｐｍ以上であることが望ましい。
クトル図において１／（２ＰＸ）を半径とする範囲外の
モアレは低減される。なお、駆動モータ１３の回転数は
フィールド周期である１／６０秒以上、すなわち３６０
０ｒｐｍ以上であることが望ましい。
以」−のように、本実施例によれば、厚みが一方向に変
化する透明な回転板と、低価格な駆動モータとを用いる
だけでモアレを効果的に除去することができ、良好な画
質を得ることができる。
化する透明な回転板と、低価格な駆動モータとを用いる
だけでモアレを効果的に除去することができ、良好な画
質を得ることができる。
なお、本発明は、回転する光学素子として回転円板を用
いたものに限定されるものではない。
いたものに限定されるものではない。
第５図は、撮像レンズ２１の最も出射端側に、その光学
軸Ａが回転軸Ｂに対して偏心している偏心レンズ２２を
配置し、この偏心レンズ２２を駆動モータ１３によって
回転させるようにした実施例である。
軸Ａが回転軸Ｂに対して偏心している偏心レンズ２２を
配置し、この偏心レンズ２２を駆動モータ１３によって
回転させるようにした実施例である。
いま、第６図に示すように、光学軸Ａと回転軸Ｂとの距
離をノとすると、ｉζＰ ｘ ／ ２に設定する。これ
により、偏心レンズ２２の回転に伴って結像面における
像が２１！ ’ｉ Ｐ Ｘを直径とする円を描いて重な
り合い、ボケを生じる。重なり合いは、水平、垂直、斜
め方向等、全方位に生じるため、このように空間周波数
において最も低い周波数モアレが消えるようにｌを設定
すれば良い。
離をノとすると、ｉζＰ ｘ ／ ２に設定する。これ
により、偏心レンズ２２の回転に伴って結像面における
像が２１！ ’ｉ Ｐ Ｘを直径とする円を描いて重な
り合い、ボケを生じる。重なり合いは、水平、垂直、斜
め方向等、全方位に生じるため、このように空間周波数
において最も低い周波数モアレが消えるようにｌを設定
すれば良い。
なお、本発明は、上述した２つの実施例に限定されるも
のではなく、回転する光学素子としてプリズム、光学水
晶フィルタ等、種々のものを使用することができる。ま
た、本発明は撮像管を用いたものにも適用可能であるこ
とはいうまでもない。
のではなく、回転する光学素子としてプリズム、光学水
晶フィルタ等、種々のものを使用することができる。ま
た、本発明は撮像管を用いたものにも適用可能であるこ
とはいうまでもない。
第１図は本発明の一実施例に係る撮像装置の構成を示す
ブロック図、第２図は同撮像装置における回転板の平面
および側面図、第３図は同回転板の分光透過率特性を示
す特性図、第４図は同撮像装置の作用を説明するための
図、第５図は本発明の他の実施例に係る撮像装置を示す
ブロック図、第６図は同撮像装置における偏心レンズの
平面および側面図、第７図は従来の撮像装置の構成を示
すブロック図、第８図は撮像素子の受光面に配置される
モザイクフィルタの配置例を示す図、第９図は同モザイ
クフィルタを用いた場合のモアレの空間周波数スペクト
ル図である。 １．１１．２１・・・撮像レンズ、２・・・光学水晶フ
ィルタ、３，１４・・・固体撮像素子、１２・・・回転
板、１３・・・駆動モータ、２２・・・偏心レンズ。
ブロック図、第２図は同撮像装置における回転板の平面
および側面図、第３図は同回転板の分光透過率特性を示
す特性図、第４図は同撮像装置の作用を説明するための
図、第５図は本発明の他の実施例に係る撮像装置を示す
ブロック図、第６図は同撮像装置における偏心レンズの
平面および側面図、第７図は従来の撮像装置の構成を示
すブロック図、第８図は撮像素子の受光面に配置される
モザイクフィルタの配置例を示す図、第９図は同モザイ
クフィルタを用いた場合のモアレの空間周波数スペクト
ル図である。 １．１１．２１・・・撮像レンズ、２・・・光学水晶フ
ィルタ、３，１４・・・固体撮像素子、１２・・・回転
板、１３・・・駆動モータ、２２・・・偏心レンズ。
Claims (5)
- （１）屈折率が１を超える光学素子と、この光学素子を
介しての光を受光面で受け光電変換する撮像素子と、前
記光学素子を回転させることによって前記光学素子から
の光を前記受光面内で微小回転させる回転手段とを具備
したことを特徴とする撮像装置。 - （２）前記光学素子は、入射面に対し出射面が傾斜して
いる光学回転板であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の撮像装置。 - （３）前記光学回転板は、分光透過率が光の波長に応じ
て異なる色フィルタであることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の撮像装置。 - （４）前記光学回転板は、表面に赤外カット膜または反
射防止膜をコーティングしたものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の撮像装置。 - （５）前記光学素子は、その回転軸に対し偏心した光学
軸を有する撮像レンズであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280436A JPS62140586A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280436A JPS62140586A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140586A true JPS62140586A (ja) | 1987-06-24 |
Family
ID=17625024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60280436A Pending JPS62140586A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62140586A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0231573A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イメージシフト型撮像素子 |
| US5245416A (en) * | 1992-01-30 | 1993-09-14 | Florida Atlantic University | Multicolor solid state imager with rotational swing drive |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP60280436A patent/JPS62140586A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0231573A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イメージシフト型撮像素子 |
| US5245416A (en) * | 1992-01-30 | 1993-09-14 | Florida Atlantic University | Multicolor solid state imager with rotational swing drive |
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