KR810001994B1 - 고체 촬상장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고체 촬상장치

제1도 a는 종래의 촬상방법에 의해 얻어지는 촬상신호의 주파수 스펙트럼도.

제1도 b는 본 발명의 방법에 의해 얻어진 똑같은 주파수 스펙트럼도.

제2도는 본 발명에 적합한 전하 결합소자의 구성도.

제3도는 그 일부의 확대 평면도.

제4도 a는 제3도 Ⅰ-Ⅰ선상 단면도.

제4도 b는 제3도 Ⅱ-Ⅱ선상 단면도.

제5도는 본 발명 방법을 구체화하기 위한 일예를 도시한 고체 촬상장치의 계통도.

제6도는 피사체상의 투영상태를 설명하기 위한 고체 촬상체의 위치 관계도.

제7도는 제5도의 계통도에 있어서 촬상신호의 합성방법을 도시한 구성도.

제8도는 고체 촬상체에 구비된 색필터의 구성도.

제9도는 복수의 고체 촬상체에서 얻어진 휘도신호의 변조성분의 위상 관계를 도시한 주파수 스펙트럼도를 포함한 선도.

제10도는 제9도의 위상관계의 일부를 취출한 위상관계를 도시한 선도.

제11도는 본 발명의 다른 예를 도시한 중요부의 계통도.

본 발명은 전하 결합소자(CCD)와 같은 고체 촬상체를 사용한 고체 촬상장치에 관한 것이다.

촬상장치로서 CCD를 사용하는 경우에는, 촬상할 피사체상에 따른 입력광 정보는 화면소마다 쌤플링된 상태로 전기신호로 변환되기 때문에, 공지된 비디콘관 등을 사용하는 때와는 달리, 화면소마다 쌤플링된 형태의 출력신호가 이 CCD에서 얻어진다. 즉, 쌤플링 주파수를 fc CCD의 수평방향에 대해 화면소의 배열피치를 τ_H로 하면, 쌤플링 주기는 1/τ_H로 된다)로 한 경우에는, 각 화면소를 수평구간마다 주사하므로서 그 1수평 구간에서 얻어지는 출력 영상신호 S_Y는 제1도에 도시한 바와 같이 휘도 신호 S_Y의 변조성분 S_DC이외에, 쌤플링 주파수 fc를 캐리어로 하는 쌤플링 주파수 fc가 변조성분 S_DC로 변조된 측파대 성분 SM(교류성분)이 얻어지는 것으로 된다. 단, 이예는 그 중의 기본파만을 도시한 것이다. 이 경우 교류성분 SM에는 쌤플링 주파수 fc를 중심으로 하여 상하 측파대가 발생하므로, 해상도의 열화를 방지하고저 변조성분 S_DC대역을 충분히 채택하면, 제1도에 도시한 바와 같이 변조성분 S_DC의 고역성분 S_YH중에서 쌤플링주파수 fc에 의한 측파대 성분이 중첩되고, 사선 부분이 왜곡된다. 이 상태 그대로 화면을 재생하면, 재생화면에 명멸(flicker)현상이 나타난다. 또, 도면중 S_YL은 변조성분 S_DC의 저역 성분을 표시한다.

이 현상은 상술한 바와 같이, 구부러진 왜곡이 생기지 않게 하기 위한 것으로, 예를 들어 쌤플링 주파수 fc의 1/2이하로 변조성분 S_DC의 대역폭을 제한하면 당연히 왜곡이 없고 화면의 명멸현상을 방지할 수 있다. 그러나 이와 같이 변조성분 S_DC의 대역폭을 제한하는 것은 해상도의 열화를 주는 것으로 그다지 좋은 방법으로 볼 수는 없다. 한편 해상도의 열화를 가져오지 않도록 변조성분 S_DC의 대역폭(이 예에서는 3.5MHZ 정도)을 가지고, 또한 왜곡이 생기지 않도록 하는데는 쌤플링 주파수 fc를 충분히 높게 하면 된다. 그렇지만, 쌤플링 주파수 fc는 CCD에 있어서 수평방향의 화면소수 N와 수평주사주파수 f_H의 적 fc=N·f_H(구체적으로는 수평방향의 유효주사시간과 화면소수와의 곱)으로 구해지므로, 상술한 바와 같이 왜곡을 제거하기 위해 쌤플링 주파수 fc를 높이는데는, 이에 따라 화면소수 N도 증가하지 않으면 안되므로 이 방법으로는 CCD의 제조상 곤란성을 야기하게 된다.

어느쪽으로 하여도, 상술한 2개의 방법으로는 한쪽 조건을 만족하여도, 다른쪽 조건은 만족할 수 없는 결점이 있다.

본 발명자는 이들을 검토하고 실험한 결과, 상술한 2개의 방법에 있어서 어느 조건도 만족하는 고체 촬상장치를 개발하게 되어서, 여기서 새롭고 유용한 여러 종류의 고체 촬상장치를 제안하는 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 의한 고체 촬상장치를 설명하겠는데, 본 예에서는 고체 촬상체로서 3상의 CCD를 적용한 경우이다. 우선 본 발명에 적용하기 쉬운 3상 CCD부터 설명한다.

제2도에 있어서, (10a)는 이 CCD를 전체로 표시한다. 이것은 주지된 바와 같이 피사체 상이 투영된 촬상부(20a)와, 이 촬상부(20a)에서 얻어진 피사체상을 갖는 입력광정보에 기초를 둔 전하를 축적하는 축적부(30a)와, 또 촬상출력신호가 독출된 독출부(40a)로 구성된다. 촬상부(20a)는 그 수평방향 a 및 수직방향 b에 소망하는 수의 화면소(1_1-1)(1_1-2)…(1_n-n)이 소정의 피치τ_H를 갖고 배열형성되어 있다.

이들 화면소(1_1-1)(1_1-2)…(1_n-n)은 그 각각에 3개의 수광부(2)를 포함하고, 3개의 수광부(2)에는 후술하는 3개의 전극 ψ₁, ψ₂, ψ₃가 대응하여 설치되고, 즉, 3상의 CCD에 있어서 촬상부(20a)로서 구성된다.

제3도 및 제4도는 이와 같은 화면소(1_1-1)(1_1-2)…(1_n-n)를 포합한 촬상부(20A)의 구체적인 구성을 표시한다.

제4도에 있어서, (3)은 예를 들어 P형 반도체 기체를 표시하고, 이들 주평면(3a)에 면한 반도체 기체(3)에는 소정배열 피치τ_H를 만족하도록 반도체 기체 (3)과는 농도가 다른 같은 도전형의 P형 영역(4a)(4b)…가 채널 스톱퍼로서 주평면(3a)상으로부터 확산 형성된다.

한편 이 P형 영역(4a)(4b)…내에는 이들 영역(4a)(4b)…으로 둘러싸인 반도체 기체(3)에 유기된 나머지 전하를 방출하기 위한 영역(5a)(5b)…가 확산 형성된다. 즉, 이 영역(5a)(5b)…는 오버 플로우 드레인 영역으로 제공되고, 그 형식은 기체(3)과는 다른 도전형식, 이 예에서는 N형이다. 또, 주평면(3a)상에 형성된 (6)은 영역을 확산 형성할때 사용한 SiO₂절연층을 표시한다.

이 절연층(6)의 상면에는 전극으로 알미늄과 같은 도전층(7)이 피착 형성된다. 즉 제3도에 도시한 바와 같이, 채널스톱퍼(4a)(4b)…와 직교하는 수평방향으로 소정의 폭을 갖는 제1도전층형(7a)가 피착형성됨과 동시에, 이 제1도전층(7a)와 소정간격을 갖고 그 폭이 제1도전층(7a)와 같게 된 제2도전층(7b)가 병행상태를 유지하여 피착형성된다. 이하 똑같이 하여, 촬상부(20A)의 수직방향에 관해, 복수의 도전층(7c), (7d)가 반복하여 순차 배열형성되는 것이다. 이 경우, 도전층(7)의 총수는 수직방향에 있어서의 화면소수의 3배로 선정하는데 이것은 CCD(10A)가 3상이므로 쉽게 이해할 수 있다. 따라서, 3개씩의 도전층{(7a)(7d)…} {(7b)(7e)…}…는 서로 전기적으로 결선되고, 그 각각으로부터 제2도에 도시한 전극 ψ₁-ψ₃가 도출된다.

그리하여, 도전층(7)의 상면에는 SiO₂등의 절연층(8)을 거쳐, 차광체로 된 예를 들면 알미늄과 같은 금속층(9)가 피착형성되지만, 그 피착상태는 제3도에 도시한 바와 같이 적어도 채널스톱퍼(4a)(4b)…를 각각 포함하는 것과 같은 수직방향으로 연장되어 형성되고, 또 서로 다른 채널스톱퍼(4a)(4b)…까지 그 영역이 포함되지 않는 소정의 폭 W를 가진 복수의 띠형체(9a)(9b)…로서 형성된다.

따라서 제3도에 도시한 사선으로 둘러싼 부분이 각 화면소(1_1-1)(1_1-2)…(1_n-n)에 있어서의 수광부(2)로 되고, 이 때문에 수광부(2)의 절단면은 제4도 b에 도시한 바와 같이, 주평면(3a)과 대향하는 부분에는 도전층(7){(7a)(7b)…}이 존재하지 않는다.

이와 같이, 촬상부(20A)를 구성하면, 피사체상을 갖고 입력광 정보는 소정의 전위관계를 가진 촬상 펄스가 인가된 어느쪽이 전극 ψ₁-ψ₃에 대응하는 수광부(2)의 반도체기체(3)에 입사광량에 따른 전하가 유기되므로, 이들 전극 ψ₁-ψ₃에 주지의 전송펄스를 공급하면 수평주사선의 각 화면소(1_1-1)(1_1-2)…(1_n-n)에 유기된 전하가 1수평주사선마다 차례로 상술한 축적부(30A)의 각 대응하는 수평주사선 위치에 축적된다.

이 때문에, 축적부(30A)는 촬상부(20A)와 대략 같은 구성을 택한다. 단, 이 축적부(30A) 전체는 차광된 상태로 있는 것은 물론이다. 촬상부(20A)와 대응하는 부분『'』를 붙여 그 설명을 생략한다.

한편, 축적된 전하는 독출부(40A)에 인가된 독출펄스 즉, 쌤플링 펄스로서 순차 독출되고, 단자(11)에서 출력 촬상신호로서 취출된다. 이 독출부(40A)는 수평방향의 화면소 수에 대응한 수의 독출 영역(12a)-(12n)을 포함하고, 그 독출은 쌤플링 펄스 ψ_A-ψ_C로 행해지므로, 상술한 것과 똑같이 하나의 화면소에 대응하여 3개의 영역(13_a-1)-(13_a-3)(13_b-1)-(13_b-3)…이 형성되어 있다.

본 발명에서는 예를 들면 이와 같이 구성된 CCD를 3개 사용하여, 흑백 촬상시는 물론이고, 칼라촬상시에도 왜곡을 확실하게 제제거하고저 한 것이다. 즉, 본 발명에서는 피사체상을 CCD의 각각에 투영한 것으로서, CCD의 수평방향에 있어서의 배열피치τ_H의 1/3만큼 각각에 관해 상대적으로 미끌어진 형태로 투영한다. 이 경우, 각 CCD에 투영된 피사체상의 광로상에는 각각 다른 색광 선택성을 가진 색필터를 배치하여 다른 색분해상이 이들 CCD의 각각에 투영되도록 함과 동시에, 이들 CCD로부터의 신호독출에 있어서는, 120의 위상관계를 만족한 상태로 각 CCD의 촬상출력을 순차 교대로 취출하고, 연산하므로서 왜곡 발생을 방지하고, 수평방향의 해상도를 수평방향으로 배열된 화면소수를 증가시키지 않고 높이고저 한 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 의한 고체 촬상장치의 일예를 설명한다. 제5도에 있어서, T는 본 발명장치의 일예의 계통도이고, 피사체(14)는 광학렌즈계(15)를 통과한 뒤, 1점 쇄선으로 표시한 광로 ℓ을 거쳐 3개의 CCD(10A)∼(10C)에 상술한 상대적 위치관계를 만족한 상태로 투영된다.

또, (16a)(16b)는 광로 ℓ상에 배치된 하프밀러이고, (17a)(17b)는 반사경이다. 그리고 (18A)-(18C)는 후술하는 소망의 색선택성을 갖는 제1에서 제3까지의 색필터를 표시한다.

여기서 CCD(10A)-(10C)에 투영된 피사체상은 그 투영상이 다른 투영상에 대해τ_H/3만큼 어긋나도록 CCD와 피사체(14)의 상대적 위치관계가 선정된다. 본 예에서는 제6도에 도시한 바와 같이, CCD(10A)를 기준으로 했을때, CCD(10B)에 투영된 피사체상은 CCD(10A)에 투영된 피사체상이 꼭τ_H/3만큼 어긋난 상태로 투영되도록 한다. 그리고 다른 CCD(10C)는 또 τ_H/3만큼 어긋나도록, 주 CCD(10A)-(10C)를 도면과 같이 어긋난 위에 투영한 것이다.

τ_H/3만큼 어긋난 상태로 투영된 피사체상은 쌤플링 펄스 ψ_A-ψ_C의 공급으로 각 출력단자(11A)∼(11C)에 광량의 크기에 따른 전기 신호로 변환되어 취출되고, 이들은 각각 1.5fc 정도의 주파수 까지를 통과하는 저역통과여파기(19a)∼(19c)를 거쳐 가산기(21)에 공급되므로서 합성되지만, 각 CCD(10A)∼(10C)에서 얻어진 촬상신호를 독출하는데 있어서는, 각각의 CCD(10A)∼(10C)에서 얻어진 촬상신호 S_A∼S_C에 2π/n(n는 CCD의 개수), 즉 120°의 위상차를 준 상태로, 이들 촬상신호 S_A∼S_C를 순차 교대로 독출한 것이다.

이와 같은 위상관계를 각각의 촬상신호 S_A∼S_C에 주지않고 신호를 독출하면, 공간적으로는 제6도에 도시한 바와 같이 τ_H/3만큼 어긋난 상태로 피사체가 투영된 것으로, 독출시에 있어서는 각 CCD(10A)∼(10C)의 촬상신호 S_A∼S_C가 시간전으로 똑같이 동상으로 되어 버리므로, 후술하는 신호 처리상 우수하지 않다. 본 예에서는 동일한 쌤플링 펄스 ψ_A-ψ_C로 3개의 촬상신호 S_A∼S_C를 상술한 120°의 위차관계로 서로 순서대로 독출하도록 한 경우이다.

즉 제7도에 도시한 바와 같이 각 CCD(10A)∼(10C)의 대응하는 독출부(40A)∼(40C)에 쌤플링 펄스 ψ_A-ψ_C가 공급되도록 구성한다. 여기서, 독출부(40A)∼(40C)에 형성된 독출영역(12a)∼(12n)은 수평주사선 방향으로 설치된 화면소수에 대응하는 것이고, 이 경우, 각각의 독출영역(12a)∼(12n)은 그 영역이 3분할되어 있는 것은 이미 기재하였다. 따라서 이와 같은 구성을 채택한 독출부(40A)∼(40C)의 각 대응하는 분할영역(13a-1)(13a-2)…에 공급되는 동일한 쌤플링 펄스 ψ_A-ψ_C그 자체에 독출부 상호간에 120°의 위상차를 부여하는데는, 도면과 같이 영역을 1개씩 순차 어긋난 상태로 동일 쌤플링 펄스를 공급하도록 하면 좋다. 이와같이 하면, 3개의 각 축척부(30A)∼(30C)에서 각각 대응하는 독출부(40A)∼(40C)에 1수평주사구간에 상당하는 전하를 전송하는 경우에는 쌤플링 펄스 ψ_A로써 반드시 사선 부분 영역에 전하가 축척되므로, 이 상태로 전하를 독출하면, 독출시의 위상관계는 120°로 되고, 더구나 취출된 각 신호는 이 120°위상관계를 갖는 상태로 순차로 서로 얻어지도록 되므로, 합성된 영상신호 S_A∼S_C상호간은 120°의 위상차가 부여된다.

또 각 독출부(40A)∼(40C)로 주어진 쌤플링 펄스 ψ_A-ψ_C를 각각 독립으로 하는 경우에는 3개의 펄스 발생기(도시되지 않음) 상호간에 120°의 위상을 부여하면 좋다.

단, 이와같이 할 때에는 제7도에 도시한 바와 같은 결선을 행할 필요는 없고, 단일체의 CCD를 사용하는 경우와 똑같은 결선으로 좋다.

그렇지만, 피사체(14)가 투영된 CCD(10A)∼(10C)의 전방에는 이미 설명한 색광선택성이 각각 다른 제1에서 제3까지의 색필터(18A)∼(18C)가 배치된다. 이 색필터(18A)∼(18C)는 제8도에 도시한 바와같이 원색광을 적어도 투과광으로 하는 제1투과부(22a)와, 이 원색광과는 보색관계에 있는 색광을 적어도 투과광으로 하는 제2투과부(22b)가 소정 배열피치를 갖고 순차 교대로 배열하여 구성되어 있다.

예를 들면, CCD(10A)의 전방에 배치된 제1색필터(18A)에 있어서, 제1투과부(22a)의 투과광으로서 적(R)의 원색광으로 선정한 경우에는, 적색광의 보색인 시안색광(CY)의 제2투과부(22b)에서 투과광으로 된다. 따라서, 적색광과 시안색광을 각각 투과광으로 하는 띠형태의 투과광(22a)(22b)가 제8도 a와 같이 CCD(10A)의 수직방향에 따라 순차 교대로 배열되고, 이 제1색필터(18A)가 구성된다. 이와 똑같이 CCD(10B)의 전방에 배치된 제2색필터(18B)는 제8도 B에 도시된 바와 같이, 제1투과부(22a)의 투과광으로서 녹색광(G)가, 따라서 제2투과부(22b)에 있어서는 투과광은 바젠더 색광(M)으로 각각 선정된다. 제3색필터(18C)는 청색광(B)과 황색광(Y1)이 각각 투과광으로 선정되어 있다.

따라서, 이와같이, 색선택성이 다른 제1-제3색필터(18A)-(18C)를 CCD(10A)∼(10C)의 전방에 배치하면, 피사체상(14)는 각각 다른 색광을 갖는 색분해상으로서, 이들 CCD(10A)∼(10C)에 투영되도록 하므로, 이들에 따른 색성분을 갖는 촬상신호 SA-SC가 각각 CCD(10A)∼(10C)에서 얻어진다.

또, 제1-제3색필터(18A)-(18C)에 있어서 제1과 제2투과부(22a)(22b)의 배열관계는 기수번째(또는 우수번째)에 대응하는 주사선상에 위치하는 스트라이프는 반드시 제1투과부(22a)가, 우수번째(또는 기수번째)에 대응하는 주사선상에 위치하는 스트라이프는 반드시 제2의투과부(22b)가 위치하도록 선정한 것이다. 즉, 각 CCD(10A)∼(10C)의 촬상신호 SA-SC를 독출한 경우로 기수번째(또는 우수번째)의 수평주사구간은 색분해상중 원색광 R, G, B에 대응하는 신호가, 우수번째(또는 기수번째)의 1수평구간은 보색광 Cy, M, Y1에 대응하는 신호가 각각 독출되도록 되어 있다. 본 예에서는 제8도에 도시한 바와 같이 기수번째의 원색광 R, G, B에 의한 신호가 얻어지도록 되어 있다.

따라서, CCD(10A)∼(10C)에 있어서 기수번째에서 얻어지는 각 촬상신호 SA-SC를 가산기(21)에서 합성하면, 출력신호 Sy(Sy=R+G+B)의 주파수 스펙트럼도는 제9도 A₁에 도시한 바와 같이 되고, 휘도신호 Sy의 변조성분 SDC와 함께 측파대성분 SM이 얻어진다. 이 경우, 제7도에 도시한 바와 같은 신호의 취출을 행하고 있기 때문에 CCD(10A)∼(10C)에서 얻어진 측파대 성분 SM의 위상관계는 각각 120°로 되고, 이 때문에 CCD(10A)를 기준으로 할 때의 위상은 동도의 상태로 된다.

한편 우수번째에 있어서는, 동도 B₁에 도시한 바와같이 된다. 단 변조성분 S_CD' 및 그 측파대 성분 S_M'의 레벨은 2배로 된다. 또 측파대 성분 S_M'의 위상관계는 실선과 같이 되고, 이들을 다시 쓰면 동도의 점선으로 표시한 위상관계를 갖는다. 즉 기수번째와 우수번째의 위상관계는 역상으로 되어 있다.

본 발명에서는 이상 설명한 합성 촬상신호 S_O를 다음에 도시한 연산회로(50)를 거쳐 최종적으로 왜곡이 없는 휘도신호 및 직류성분을 포함하지 않는 색성분을 얻도록 한 것이다.

우선, 제1가산기(21)에서 얻어진 합성 촬상신호 S_O는 지연회로(25)를 거쳐 제2가산기(26)에 공급됨과 동시에, 이 합성 촬상신호 S_O는 색성분 S_M, S_M'의 대역을 통과대역으로 하는 대역통과여파기(27)로 공급되고, 여기서 제9도 A₂, B₂로 각각 표시한 색성분인 측파대 성분 S_M, S_M'가 취출된다.

지연회로(25)는 여파기(27)의 지연시간과 똑같이 선정되어 있다.

취출된 측파대 성분 S_M, S_M'의 저역측에는 도면과 같이 직류성분의 고역성분 S_YH, S_YH'도 포함된 상태가 취출된다.

대역의 제한된 이 측파대 성분 S_M, S_M'는 1수평주사구간에 상당하는 시간을 지연시간으로 하는 지연회로(28)을 통하여, 상술한 제2가산기(26)에 공급되고, 대역이 제한되어 있지 않는 합성 촬상신호 S_O에 가산된다.

따라서, 제2가산기(26)에 있어서는, 인접하여 합쳐지는 수평주사 구간의 촬상신호, 즉 어떤 기수번째의 수평주사 구간에서는 제9도 A₂에 도시한 신호 S_Y와, B₁에 표시한 S_Y'가 가산된다. 이 경우 제9도에서 명백한 바와 같이, 인접하여 합쳐지는 수평주사 구간에 있는 측파대 성분의 위상은 역상으로 되어 있기 때문에, 상술한 S_Y, S_Y'를 가산하면, 측파대 성분 S_M, S_M'는 상쇄되고, 이 제2가산기(26)에서는 출력신호중 변조성분 S_DC'(제9도 C의 곡선(41b) 참조)만이 얻어진다.

우수번째의 어떤 수평주사 구간에서는 제9도 B₂에 도시한 신호 S_Y'와 A₁에 도시한 신호 S_Y가 가산되고, 이 경우에 있어서도 제2가산기(26)에서는 출력신호중 변조성분 S_DC(제9도 C의 곡선(41a) 참조)만이 똑 같이 얻어진다. 즉, 인접하여 합쳐지는 수평구간 신호를 가산하므로서, 출력신호 S_Y에 발생하는 왜곡은 제거된다.

또, 기수번째와 우수번째로서는 얻어지는 직류성분의 레벨이 다르므로, 즉 제9도 A₁에 도시한 변조성분 S_DC의 레벨을 1/3로 하면, 동도 B₁에 도시한 변조성분 S_DC'의 레벨은 색필터(18A)-(18C)의 관계로 2/3로 되므로, 기수번째에서 제2가산기(26)에 가산되는 것에 가산되는 것에 의해서 변조성분 S_DC,S_DC' 중 저역성분 S_YL의 레벨은 1/3로, 우수번째에는 2/3로 된다. 이 때문에 본 예에서는 제2가산기(26)의 후단에 레벨절환기(29)가 설치되고, 그 레벨을 1수평구간마다 절환하여 각 수평구간에 얻어지는 레벨을 맞추고, 그뒤 매트릭스회로(31)에 공급하도록 하고 있다.

한편, 대역의 제한된 측파대성분 S_M, S_M'로 부터 수직관계를 이용하여 색성분을 취출한다. 따라서 이하에 표시한 회로에 공급된다. 즉, 대역통과여파기(27)에서 얻어진 지연되지 않은 측파대성분 S_M, S_M' 즉, 비지연출력과, 이 측파대 성분 S_M, S_M'를 지연회로(28)를 거쳐 얻었던 지연출력이 각각 후술하는 레벨전환기(32a)(32b)를 거쳐 감산기(33)에 공급되고, 수직관계 어떤 신호의 연산이 행해진다. 예를 들어 지연출력에서 지연출력에서 비지연 출력을 감산하도록 연산을 하는 것으로 하면, 기수번째의 1수평구간에 있어서는 제9도 B₂에 도시한 측파대 성분 S_Y'(=S_M')가 지연출력으로 되고, 동도 A₂가 비지연출력으로 되어 이 감산기(33)에 공급되기 때문에, 제10도 a에 도시한 위상관계를 갖는 측파대 성분 S_MO가 그 출력으로서 얻어진다(제9도 d 참조).

똑같이 우수번째에서는 상술한 신호관계가 역으로 되기 때문에, 제10도 b에도시한 위상관계의 측파대 성분 S_MO'가 출력으로써 얻어지게 된다.

이들 측파대성분 S_MO,S_MO'는 각각 검파축이 1수평구간마다 변화하는 한쌍의 검파기(34a)(34b)에 공급하므로서 소망하는 검파출력 S_D, S_D'를 얻도록 하고 있다.

기수번째의 측파대성분 S_MO를 검파하는데 있어서는, 예를 들면 한쪽 검파기(34a)의 검파축을 R축과 동상으로 선정하므로서, 이 검파기(34a)에서는

의 색성분이 검파되고, 똑같이 이 기수번째에 있어서의 다른쪽 검파기(34b)에 있어서는 R축에 대하여 π/2만큼 진상시킨 축을 검파축으로 선정하므로서 (B-G)의 색성분이 검파된다. 우수번째의 경우에는 제10도 b에 도시한 바와 같이 동도 A의 위상에 대하여 역상으로 되어 있으므로, 각각의 검파측을 상술한 것은 반대로, 다른쪽 검파기(34b)의 검파축을 R축과 동상으로, 한쪽의 검파기(34a)의 검파축을 이 R에 대하여 π/2만큼 진상시킨 축으로 각각 선정하면, 한쪽의 검파기(34a)로부터

의 색성분이, 다른쪽 검파기(34b)으로부터 (B-G)의 색성분이 각각 검파되도록 된다. 이를 검파출력 S_MO,S_MO'는 각각 매트릭스 회로(31)에 공급되고, 여기서 소망한 영상신호로 변환된다. (31a)-(31c)는 그 출력단자를 표시한다.

그러므로, 감산기(33)의 전단에 설치된 레벨절환기(32a)(32b)는 비지연출력과 지연출력의 레벨합성을 위해 설치된 것이다. 즉, 제9도 a₂, b₂에 도시한 바와 같이 1수평구간마다 그 레벨이 변화하므로, 각각의 레벨을 어떤 레벨로 준비한 후, 감산을 행하도록 하고 있다. 그 경우 레벨제어는 서로 역관계에 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 흑백촬상시는 물론 칼라 촬상시에 있어서도 수직관계를 이용하여 왜곡을 완전히 제거할 수가 있다. 즉, 흑백 촬상시에 있어서는 각 CCD(10A)∼(10C)로부터 얻어진 촬상신호 S_A-S_C의 레벨은 모두 동일하고 또 촬상신호 S_A∼S_C는 각각에 대하여 120°의 위상관계를 갖기 때문에, 제1가산기(21)로 이들 촬상신호 S_A∼S_C를 가산하면, 측파대 성분이 상쇄되고, 휘도신호의 직류성분만 얻으므로서, 절환왜곡이 제거된다.

그리고 칼라촬상시에는 제2가산기(26)에 합성촬상신호 S_O와 측파대 S_M,S_M'를 공급하므로서 상술한 이유에 기준을 두고 측파대성분 S_M,S_M'가 상쇄되고, 똑같이 왜곡을 제거하는 것이 가능하다. 따라서 화면에 나타난 명멸현상을 일소하는 실익이 있다.

따라서, 본 발명에서는 왜곡을 제거할 수 있는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째로, 변조성분이 칼라시에 있어서도 제거할 수 있기 때문에, 휘도신호에 있어서 직류성분의 대역을 충분히 넓게 하는 것이다(제1도 b 참조). 이 광대역화에 의해 해상도의 향상을 도모하는 특징을 갖는다.

둘째로, 수평방향에 있어서 화면소수를 증가하지 않고 수평해상도를 높게 할 수가 있다. 즉, 본 발명에서는 T_H/3씩 순차 어긋나게 하여 피사체상을 투영하도록 하므로, 동일한 화면소수를 갖고 CCD를 사용하는 종래의 장치에 비해, 수평상해도가 3배로 된다.

셋째로, 이 두번째 이점에서 당연히 파생되는 것이지만, 종래와 같은 수평해상도를 얻는 경우에는, 그 만큼 화면소수를 작게 할 수 있다. 이 때문에 CCD 그 자체의 제조가 극히 용이하고, 또 가격이 싸게 이러한 종류의 장치를 제공할 수 있는 종래에는 전혁 얻을 수 없는 효과를 누릴 수 있다.

따라서, 휘도신호의 대역을 3,5MHz로 한 경우 종래에는 420개의 수평화면 소수를 필요로 하지만, 본 발명에 있어서는 약 180개 정도로 되므로, 이만큼 CCD 그 자체의 제조가 쉽게 되는 실용상의 이점이 있다.

또, 제5도에 도시한 실시예로 얻어진 휘도신호 S_Y는 해상도에 영향을 주는 저역성분을 주로하여 사용하도록 한 예에고, NTSC 방식에 있어서 휘도신호 Y와는 다소 다르지만, 하기 [표-1]에 표시한 바와 같이 각색필터(18A)-(18C)의 투과율을 정하면, 저역에서 고역성분까지의 전대역을 사용한 목적으로 하는 NTSC 방식의 휘도신호 Y를 얻을 수가 있다.

[표 1]

이 표에 있어서, 제1투과부(22a)에서 얻어진 신호를 합성(똑같이 제2투과부(22b)에서 얻어진 신호를 합성)하면, Sy=3(0.3R+0.59G+0.11B)로 되고, 목적하는 휘도신호 Y가 얻어진다. 이들 필터(18A)-(18C)를 사용한 고체 촬상장치의 구체적인 구성은 제11도에 도시한 것이다.

제5도와 대응하는 부분은 그 설명은 생략하여도, 본 예에서는 검파출력으로서 색차신호(R-Y, B-Y)를 얻도록 한 경우이다.

따라서 검파기(34a)(34b)의 검파축은 제5도의 때와 다르다.

또, 휘도신호 Y의 레벨절환기(29)는 도면과 같이 변조성분의 전송로상에 설치하여도 좋다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 원색광을 투과광으로 하는 제1투과부와, 이 원색광에 대하여 보색관계인 색광을 적어도 투과광으로 하는 제2투과부로 구성되고, 이들 제1 및 제제2투과부를 소정의 피치를 갖고 순차 교대로 반복 배열하여 형성한 제1색필터와, 상기 색광과는 달리 다른 원색광 및 그 보색광을 적어도 투과광으로 하여 상기 제1색 필터와 똑같은 반복을 하여 각각 형성한 제2 및 제3색필터를 포함하고, 이들 색필터를 3개의 고체 촬상체에 배치함과 동시에, 이들 고체 촬상체에 대하여 피사체상을 그 화면소의 주사선 방향에 대응한 방향의 피치의 1/3씩 순차 어긋나게 하는 상태로 투영하고, 상기 고체 촬상체에서의 촬상출력을 각각에 대해 120°의 위상을 가진 상태로 순차 교대로 취출하도록 한 고체 촬상장치.

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