JPS63191483A - 固体撮像装置 - 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】 〔概　要〕 本発明は、二次元固体撮像素子を用いた固体撮像装置に
おいて、ｎＸｒ１個の二次元固体撮像素子を近接して配
置し、光学的に視野像を変位させて各二次元固体撮像素
子上に対応するフィールド像を順次結像さゼで撮像し、
該撮像されたフィールド像を合成して１フレームの画像
に復元することにより、実効的に撮像素子の画素数をｎ
×ｍ倍に増大し、高解像度の映像が得られるようにした
ものである。

〔産業−４−の利用分野〕 本発明は、固体撮像装置の構成に係り、特にその画像構
成方式に関する。

〔従来の技術〕

二次元固体撮像素子を用いた従来の撮像装置の例を第５
図に示す。図中、１４は観測視野、１５は集光光学系、
１６は二次元固体撮像素子、１７は画像表示装置である
。

図のように走査系を持たない従来の装置構成では、検知
素子の画素数がそのまま表示画面の画素数となり、検知
素子に対して観測視野が固定されることとなる。

（発明が解決しようとする問題点〕 かかる構成では、撮像装置の解像度を上げるためには、
二次元固体撮像素子の画素数を増す必要があるが、現在
のところ、これは非常に困難である。

そこで本発明においては、二次元固体撮像素子の画素数
そのものは増やすことなく、実効的に画素数を増やした
のと同等の効果が得られる改良された固体撮像装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、観測視野の各フィールドに対応する
ｎ×ｍ個の二次元固体撮像素子を、Ｘ。

ｙの２方向に所定間隔を隔てて配設し、二次元固体撮像
素子の非蓄積時間に同期して、観測視野像を間欠的に移
動させて前記各フィールド像を順次対応する二次元固体
撮像素子−ヒに結像させ、観測視野像の静止期間中に、
対応するフィールド像が結像された二次元固体撮像素子
における蓄積、読みだし動作を全フィールドに対して繰
り返すことにより、観測視野を各フィールドごとに分割
して撮像し、ｎ×ｍ個のフィールド像を１フレームの画
像に復元表示するようにした。

〔作　用〕

検知器を構成する複数個の二次元固体撮像素子は、所定
間隔を隅でて配設されているのに対し、各二次元固体撮
像素子に対応する観測視野を構成する各フィールド間に
は隙間はない。そこで一つのフィールドを対応する二次
元固体撮像素子上に結像させて蓄積を行い、蓄積期間が
終了し読みだし期間に入った後、隣接するフィールドの
像を対応する二次元固体撮像素子上に移動させるという
操作を、全フィールド即ち全検知素子に対して実行する
ことにより、観測視野全体が撮像される。

たとえ分割されていても、観測視野全体が撮像されれば
、これを１フレームの画像に復元表示することは至って
容易であり、従って、従来の二次元固体撮像素子を用い
て、実効的に画素数を増大さセることができる。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例を、図面を参照しながら説明する
。

第１図は上記一実施例の要部構成を示す図で、同図では
観測視野５を４個のフィールド４に分割するとともに、
検知器１１を同じく４個の二次元固体撮像素子（以下単
に撮像素子と略記する）１２を距離ｄを隔てて近接配置
して構成した例を示す。

上記各フィールド４はそれぞれ１個の撮像素子１２に対
応する。

観測視野５は集光光学系（以下単に光学系と略記する）
６によって検知器ｌｌ上に結像する。変位発生手段７は
光学系６を光軸３に直交するＸ方向及びＸ方向に移動さ
せるためのもので、例えば圧電素子を用いて構成でき、
これを作動させることにより観測視野５の像を検知器１
１上でＸ方向及びＸ方向に移動させ、一つのフィールド
４を対応する撮像素子１２トに結像させることができる
。

このようにして対応する撮像素子１２上に結像されたフ
ィールド４の像は、その撮像素子１２によって撮像され
る。

４個の撮像素子１２によって順次フィールドごとに分割
して撮像された観測視野５の像は、１フレームの画像に
合成され、画像表示装置１０上に表示される。

第２図＋ａ）〜ｆｃ）は、上記観測視野５と検知器１１
上における観測視野像１３の配置と、これに対応する撮
像素子１２の配置との関係を示す図である。

観測視野５は同図＋ａｌに見られるように、本実施例で
は■〜■の４個のフィールドに分割されている。これら
フィールド■〜■の像は、光学系６を通過して位置が反
転し、検知器１１上においては同図（ｂ）に示す■〜■
の位置に結像する。これらに対応する４個の撮像素子を
、同図ｔｃ＋に見られるように、同一番号の■〜■を付
して示す。

次に本実施例の動作を、第３図（ａｌ〜（ｄｌ及び第４
図により説明する。

第３図ｆａｔ〜ｆｄ）は本実施例における各タイミング
での撮像素子１２と視野像１３との関係を示す図である
。なお同図では、説明の便宜のため、前記第２図ｆｂ）
、　ｆｃ）を１８０°回転して描いである。

今、変位発生手段７を作動させない時に視野像１３は同
図（ｄ）の位置にあるものとし、撮像は■のフィールド
から番号の順に行うものとする。

撮像に当たっては、最初に■のフィールドを■の撮像素
子上に結像させる。これには第４図に示すように、変位
発生装置７を作動させ、時刻ｔ。において光学系６を変
位させ、フィールド■の像をＸ方向にのみ距離ｄだけ移
動させて、第３図（ａ）のようにフィールドのが撮像素
子■上に結像した状態で、撮像素子■の蓄積を行う。

蓄積期間が終了すると、時刻ｔ１において再び変位発生
手段７を作動させ、視野像１３をＸ方向に距離ｄだけ移
動させて、フィールド■を撮像素子■−トに結像させる
。この間撮像素子■では読みだし動作が実行されている
。

視野像１３が静止状態となると、時刻ｔ２において撮像
素子■の蓄積動作が開始され、時刻ｔ３から読みだし動
作が開始される。

以後同様に、非蓄積期間に同期して変位発生手段７を作
動させ〔時刻１３．１５参照〕、フィールド■、■を撮
像素子■、■上に順次結像させ、静止状態に同期して蓄
積動作を実行し〔時刻ｊｉ＋　ｔ、参照〕、蓄積動作に
引き続いて撮像素子■、■は読みだし動作に入る〔時刻
ｔｓ、　ｂ参照〕。

このようにして観測視野４は全フィールドにわたって撮
像が完了する。撮像は上述したようにフィールＦごとに
、それぞれのタイミングにおいて分割して行われるが、
撮像された像は再び１フレームの画像に合成され、画像
表示袋Ｍ１０上に表示される。

このように異なる位置で分割撮像された視野像１３を合
成して、１フレームの画像に復元することは、電気的処
理によって至って簡単に実行できるので何ら問題はない
。

従って本実施例では、従来の撮像素子１２を用いて画素
数を実効的に４倍に増大することができ、画像の高解像
度化が達成された。

なお本実施例によれば、光学系の変位は、視野像１３を
各二次元固体撮像素子間の距離ｄだけ移動させる程度で
よいので、非常に微小なものであり、従って画像の歪み
を生じる虞はなく、また、圧電素子の微小振動を利用で
き、装置も小型化できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次元固体撮像素子の画素数を増やし
たのと同等の効果が得られ、高解像度。

高分解能で小型の固体撮像装置を容易に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の構成説明図、第２図は観測視
野、視野像、及び撮像素子の対応関係を示す図、 第３図は上記一実施例の動作説明図、 第４図は上記一実施例のタイミング図。 第５図は従来の撮像装置の構成説明図である。 図において、４はフィールド、５は観測視野、６は集光
光学系、７は変位発生手段、１０は画像表示装置、１１
は検知器、１２は固体撮像素子、１３は視野像を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個の画素がマトリクス状に配置された二次元固体撮
   像素子（１２）が、縦方向及び横方向に所定間隔を隔て
   てｎ×ｍ個配設されてなる検知器（１１）と、該検知器
   上に観測視野（５）の像を結像させる集光光学系（６）
   と、該視野像（１３）の前記検知器上における位置を制
   御する変位発生手段（７）とを具備するとともに、前記
   観測視野を前記二次元固体撮像素子に対応してｎ×ｍ個
   のフィールド（４）に分割し、 前記変位発生手段（７）による視野像（１３）の間欠的
   移動を前記二次元固体撮像素子（１２）の非蓄積時間に
   同期して行い、前記各二次元固体撮像素子上に順次対応
   するフィールド（４）の像を結像させる動作と、視野像
   の静止期間中に、前記対応するフィールド像が結像され
   た二次元固体撮像素子における蓄積動作と読みだし動作
   とを、すべての二次元固体撮像素子に対して繰り返すこ
   とにより、観測視野をｎ×ｍ個のフィールドに分けて撮
   像し、該ｎ×ｍ個のフィールド像を１フレームの画像に
   復元するようにしたことを特徴とする固体撮像装置。