JPS63177652A - 撮像装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は動画カメラ、静止画カメラ（シャッタカメラ）
等の撮像装置、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、既記緑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優れ
た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としては、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。

（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。

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つるよう
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、及び集束系の梼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／Ｈ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
によって高画質・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１画素数の多い固体撮像素子は必然的にそれを
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２０Ｍ
Ｈｚ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のであり、それの改善策が求められ
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被写体の光学像を撮像レンズによって可逆性
を有する記憶部材に結像させる手段と、前記した可逆性
を有する記憶部材に結像された被写体の光学像と対応す
る光学像情報を走査して得た光情報を光電変換すること
により、被写体の光学像と対応する映像信号を発生させ
るようにして。

従来の問題点を解消させるようにした撮像装置を提供す
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
内容について詳細に説明する。第１図は本発明の撮像装
置の一実施例の概略構成を示すブロック図であり、この
第１図においてＯは被写体。

１は撮像レンズ、２は撮像装置がシャッタカメラとして
構成された場合に設けられる光学的なシャッタ、３は可
逆性を有する記憶部材、４はハーフプリズム、５は可逆
性を有する記憶部材３から光学像情報を読出す際に用い
られる読出し光の光源であり、この光源５としてはレー
ザ光源、その他任意の光源が使用できる。

また６、１０はレンズ、７は光走査機、８，９は偏光板
（前記した光源がレーザ光源の場合には偏光板８，９は
必要に応じて用いられる）、１１は光電変換素子、１２
は信号処理回路、ＭＴＶはモニタ受像機である。

第１図示の撮像装置において、被写体０の光学像は撮像
レンズ１によって可逆性を有する記憶部材３に結像され
る。撮像装置がシャッタカメラとして構成されている場
合には、光学的なシャッタ２が開いた状態で被写体０の
光学像が撮像レンズ１によって可逆性を有する記憶部材
３に結像されることはいうまでもない。

前記した可逆性を有する記憶部材３としては。

例えば液晶型光変調器、光伝導電性ポッケルス効果素子
、マイクロチャンネル型光変調器などのような空間変調
素子、あるいはフォトクロミック材を用いて構成された
素子などを使用することができる。

また、光走査機７としては、例えば回動鏡を用いた周知
形式のもの、あるいは回転鎖車を用いた周知形態の機械
的な光走査機、電気光学的な素子を用いた周知形態の光
走査機、その他、陰極線管を用いた光走査機（この場合
は、光走査機７が光源５に兼用されるために、光走査機
７から出射された光がレンズ６に与えられるようになさ
れる）などの内から所要の性能を有するものが選択使用
されてよく、さらに、前記の光電変換素子１１としては
１例えば、フォトダイオードやラインセンサ等を使用す
ることができる。

光電変換素子１１としてラインセンサが使用された場合
には１例えばラインセンサの位置においてラインセンサ
における光電変換素子の配列の方向（主走査方向）に延
在するような態様の一本の線状の光が、光源５及びレン
ズ６（光学系）によって射出されるようにし、光走査機
７としては前記した一本の線状の光を、主走査方向に直
交する副走査方向にだけ走査させうるようなものを用い
たり。

ラインセンサを副走査方向に往復動させて可逆性を有す
る記憶部材３からの光学情報の読取りが行われるように
してもよい。

第２図は前記した第１図示の実施例の撮像装置における
可逆性を有する記憶部材３としても使用できる液晶型光
変調器３の祷成例を示す側断面図であり、この第２図に
示されている液晶型光変調器３において、３１はガラス
板、３２．３３は透明導電性電極、３４は光導電膜、３
５は遮光層、３６は誘電体ミラー、３７はネマチック液
晶層、３８．３９は前記したネマチック液晶層３７が分
子の光学軸が極板に平行で、かつ、極板間で４５度だけ
回転するようなねじれ配向になるように設けた液晶配向
膜、４０は光学ガラス基板、４１は交流電源であり、ま
たＬｗは書込み光、Ｌｒは読出し光である。

第２図に示す液晶型光変調器３に入射した被写体の光学
像が、ガラス板３１と透明導電性電極３２とを透過して
光導電膜３４に結像すると、光導電膜３４はそれに結像
された被写体の光学像に対応して電気抵抗値が変化する
。遮光層３５は読出し光Ｌｒによって前記した光導電膜
３４の電気抵抗値が変化するようなことがないように設
けられているものである。

そして、前記した光導電膜３４．遮光層３５゜誘電体ミ
ラー３６及び液晶配向膜３８を介して被写体の光学像に
対応した電界が与えられるネマチック液晶層３７中の液
晶は、それの分子の光学軸が極板と平行でなくなるから
、読出し光の光源５→レンズ６→光走査機７→必要に応
じて設けられる偏光板８→ハーフプリズム４→可逆性を
有する記憶部材（液晶型光変調器３）の経路で液晶型光
変調器３の光学ガラス基板４０側に読出し光Ｌｒが投射
された場合には、ネマチック液晶層３７中の液晶の複屈
折効果によって読出し光Ｌｒの反射光Ｌｒｒを生じさせ
ることにより、光学ガラス基板４０側に被写体の光学像
に対応した光学像が現われることになる。

前記した可逆性を有する記憶部材３（液晶型光変調器３
）の光学ガラス基板４０側に読出し光Ｌｒが投射される
ことによって、ネマチック液晶層３７中の液晶の複屈折
効果によって生じた読出し光Ｌｒの反射光Ｌｒｒは、可
逆性を有する記憶部材３（液晶型光変調器３）→ハーフ
プリズム４→必要に応じて設けられる偏光板９→レンズ
１０→光電変換素子１１の経路で光電変換素子１１に与
えられる。

それにより、前記した光学ガラス基板４ｏ側に現われた
被写体の光学像はレンズ９によって光電変換素子１１に
結像して、光電変換素子１１がらは被写体Ｏの光学像に
対応した映像信号が出方されて、モニタ受像機ＭＴＶと
信号処理回路１２とに供給される。

前記した第１図示の撮像装置の実施例では、被写体Ｏの
光学像は撮僚レンズ１によって可逆性を有する記憶部材
３（液晶型光変調器３）に結像されるが、撮像装置がシ
ャッタカメラとして構成されている場合には、光学的な
シャッタ２が開いた状態で被写体Ｏの光学像が撮像レン
ズ１によって可逆性を有する記憶部材３（液晶型光変調
器３）に結像されることはいうまでもない。

前記のように構成された第１図に示されている本発明の
一実施例の撮像装置では、映像信号の発生のために撮像
管を使用しておらず、被写体の光学像を撮像レンズ１に
よって可逆性を有する記憶部材３（液晶型光変調器３）
に結像させ、前記した可逆性を有する記憶部材３（液晶
型光変調器３）に結像された被写体の光学像と対応して
いる高い精細度を有する光学像を寸法の極めて微小な光
により走査して得られる光学情報を光電変換素子１１で
光電変換することにより、被写体の光学像と対応する映
像信号を発生させるようにしているものであるから、極
めて高解像度の再生画像の得られる映像信号を容易に発
生させることができ、また。

信号処理回路１２において編集、トリミング、その他の
所要の信号処理を行うようにすることができる。

第３図は本発明の撮像装置の他の実施例の概略構成を示
すブロック図であって、この第３図において既述した第
１図に示した撮像装置における各構成部分と対応する各
構成部分には、第１図中で使用している図面符号と同一
の図面符号が使用されている。

第３図に示されている本発明の撮像装はの実施例におい
て、０は被写体、１は撮像レンズ、２は撮像装置がシャ
ッタカメラとして構成された場合に設けられる光学的な
シャッタ、３は可逆性を有する記憶部材で１図示の例で
は送り出しり−ル１３と巻取リリール１４と・に巻回さ
れたテープ状のものとして示されている。

前記した可逆性を有する記憶部材３は１例えば、ディス
ク状、シート状、その他、任意の形態のものが使用され
てもよい、１５はハーフプリズム。

１６は可逆性を有する記憶部材３から光学像情報を読出
す際に用いられる読出し光の光源であり、１７は光走査
機、１８はレンズ、１１は光電変換素子、１２は信号処
理回路、ＭＴＶはモニタ受像機である。

第３図示の撮像装置において、被写体０の光学像は撮像
レンズ１によって可逆性を有する記憶部材３に結像され
る。撮像装置がシャッタカメラとして構成されている場
合には、光学的なシャッタ２が開いた状態で被写体０の
光学像が撮像レンズ１によって可逆性を有する記憶部材
３に結像されることはいうまでもない。

第３図示の実施例装置において、前記した可逆性を有す
る記憶部材３としては、それの記録材料として例えばフ
ォトクロミック材、サーモプラスチックフィルム、光磁
気材料など、可逆性を有する光学的な記録部材であれば
、どのようなものでも使用できるのであり、また、前記
した可逆性を有する記憶部材３が容器中に収納されるこ
とによりカセット化されていてもよい。

また、前記した光走査機１７としては、例えば回動鏡を
用いたもの、あるいは回転鎖車を用いた周知形態の機械
的な光走査機、電気光学的な素子を用いた周知形態の光
走査機、その他、陰極線管を用いた光走査機（この場合
は、光走査機１７が光源１Ｇに兼用されるために、光走
査機１７から出射された光がレンズ１８に与えられるよ
うになされる）などの内から所要の性能を有するものが
選択使用されてよく、さらに、前記の光電変換素子１１
としては１例えば、フォトダイオードやラインセンサ等
を使用することができる。

光電変換素子１１としてラインセンサが使用された場合
には、ラインセンサの位置においてラインセンサにおけ
る光電変換素子の配列の方向（主走査方向）に延在する
ような態様の一本の線状の光が、光源１６及びレンズ１
８（光学系）によって射出されるようにし、光走査機１
７としては前記した一本の線状の光を、主走査方向に直
交する副走査方向にだけ走査させうるようなものを用い
たり、ラインセンサを副走査方向に往復動させて可逆性
を有する記憶部材３からの光学情報の読取りが行われる
ようにしてもよいし、また、前記の場合に可逆性を有す
る記憶部材３からの光学情報の読取り時に可逆性を有す
る記憶部材３が副走査方向に移行されるようになされな
らば、ラインセンサの副走査方向での往復動も不用であ
る。

前記したテープ状の可逆性を有する記憶部材３は、図示
されていない駆動機構によって送り出しリール１３から
巻取リリール１４に対して所定の移動態様で移動される
ような構成とされていることはいうまでもない。

第３図示の撮像装置がシャッタカメラとしての動作モー
ドで動作する場合には、光学的なシャッタ２が所定の時
間巾にわたり開放されてから閉じるようにされて、撮像
レンズ１によって可逆性を有する記憶部材３に結像した
被写体Ｏの光学像が可逆性を有する記憶部材３に記録さ
れ終った後に、可逆性を有する記憶部材３が一駒分（一
枚の画像分）だけ移送されるようになされる。

また、撮像装置が動画カメラとしての動作モードで動作
している場合には、可逆性を有する記憶部材３が所定の
時間巾にわたり静止して、撮像レンズ１によって可逆性
を有する記憶部材３に結像した被写体０の光学像が可逆
性を有する記憶部材３に各一枚の両会として記録された
後に、可逆性：を有する記憶部材３を一駒分（一枚の画
像分）だけ急速に移送させるような間欠的な送りが行ね
れるようになされる。

なお、前記した可逆性を有する記憶部材３の間欠移送機
構としては、映画の撮影機で周知の移送機構と同様な機
構が採用されてもよい。

前記した構成を有する第３図示の撮像装置において、撮
像レンズ１によって可逆性を有する記憶部材３に結像し
た被写体Ｏの光学像に対応する記ａ像は、寸法の微小な
光により走査された光情報として読出された後に、光電
変換素子１１によって光電変換されることによって被写
体の光学像と対応する映像信号になされるのである。

なお、可逆性を有する記憶部材３が記録材料として光磁
気記録材料が使用されている場合には、可逆性を有する
記憶部材３に記録されている被写体Ｏの光学像に対応す
る記録像の読出しに用いられる光学系中に、検光子を備
えさせておくべきことは当然である。

前記した第３図に示されている本発明の他の実施例の撮
像装置では、映像信号の発生のために撮像管を使用して
おらず、被写体の光学像を撮像レンズ１によって可逆性
を有する記憶部材３に結像させ、前記した可逆性を有す
る記憶部材３に結像された被写体の光学像と対応してい
る高い精細度を有する光学像が寸法の極めて微小な光に
よって走査して得られる光学情報が光電変換素子１１で
光電変換されて、被写体の光学像と対応する映像信号が
発生されるようになされているから、この第３図示の撮
像装置においても、極めて高解像度の再生画像の得られ
る映像信号を容易に発生させることができ、また、信号
処理回路１２において編集、トリミング、その他の所要
の信号処理を行うようにすることができる。

（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９本発
明の撮像装置は被写体の光学像を撮像レンズによって可
逆性を有する記憶部材に結像させる手段と、前記した可
逆性を有する記憶部材に結像された被写体の光学像と対
応する光学像情報を走査して得た光情報を光電変換する
ことにより、被写体の光学像と対応する映像信号を発生
させるようにした撮像装置であって、この本発明の撮像
装置では従来の撮像装置で使用していた撮像管や固体撮
像素子を用いてはいないから、本発明の撮像装置によれ
ば従来の撮像装置のように撮像素子を使用している撮像
装置での問題点、すなわち、撮像素子として撮像管を使
用している撮像装置において、撮像管における電子ビー
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は望めないこと、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た
めに、ターゲット面積の増大による高解像度化も実現こ
とができないこと、また、それが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Ｍ　Ｈｚ〜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、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
ことが困難であるなどの欠点はなく、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ようとして画素数の多い固
体撮像素子を使用した場合の問題点。

すなわち、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Ｍ　Ｈｚ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２０　Ｍ　Ｈ
ｚといわれている現状からすると実用的なものを構成す
ることができない、というような欠点がなく、本発明に
よれば容易に高画質・高解像度の再生画像を得ることの
できる撮像装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明の撮像装置のそれぞれ異なる
実施態様のブロック図、第２図は可逆性を有する記憶部
材として使用される光変換素子の一例構成を示す側断面
図である。 ０・・・被写体、１・・・撮像レンズ、２・・・撮像装
置がシャッタカメラとして構成された場合に設けられる
光学的なシャッタ、３・・・可逆性を有する記憶部材、
４，１５・・・ハーフプリズム、５．１６・・・可逆性
を有する記憶部材３から光学像情報を読出す際に用いら
れる絖出し光の光源、６，１８・・・レンズ。 ７．１７・・・光走査機、８，９・・・偏光板、１１・
・・光電変換素子、１２・・・信号処理回路、１３．１
４・・・リール、ＭＴＶ・・・モニタ受働機。 特許出願人　　日本ビクター株式会社２．。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写体の光学像を撮像レンズによって可逆性を有す
   る記憶部材に結像させる手段と、前記した可逆性を有す
   る記憶部材に結像された被写体の光学像と対応する光学
   像情報を走査して得た光情報を光電変換することにより
   被写体の光学像と対応する映像信号を発生させるように
   した撮像装置 ２、可逆性を有する記憶部材として空間変調素子を用い
   た特許請求の範囲第１項に記載の撮像装置 ３、可逆性を有する記憶部材として光磁気記録媒体を用
   いた特許請求の範囲第１項に記載の撮像装置