KR940002348B1

KR940002348B1 - 고체 촬상 장치

Info

Publication number: KR940002348B1
Application number: KR1019860004138A
Authority: KR
Inventors: 다까시 아사이다
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1985-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1994-03-23
Also published as: DE3686358T2; EP0204469B1; CA1271069A; US4761682A; DE3686358D1; KR860009316A; EP0204469A3; EP0204469A2

Abstract

내용 없음.

Description

고체 촬상 장치

제1도 및 제2도는 본 발명에 의한 광학적 필터의 구성을 도시하는 개략선도.

제3,4,5 및 6도는 그 공간주파수 트랩 특성을 표시하는 특성 곡선도.

제7, 8a,b,c 및 9도는 고체 촬상칩의 구성을 도시하는 개략선도.

제10도는 종래의 고체 촬상칩의 구성을 도시하는 개략선도.

제11도는 그 샘플링 출력의 공간주파수 특성을 도시하는 특성곡선도.

제12도는 광학적 원리 구성을 도시하는 개략선도.

제13도는 제12도의 광학적 필터의 점확산 관수에 의해 확산된 광선의 위치 관계를 도시하는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11,12,13 : 수정판 21 : 고체 촬상칩

21R,21B,21R : 녹색, 청색, 적색칩

본 발명의 고체 촬상 장치에 관한 것으로, 예를들어 CCD, MOS등의 고체 촬상 소자를 사용한 고체 촬상장치에 적용하기에 가장 적합한 것이다.

고체 촬상 장치는, 예컨대 CCD(Charge Coupld device), MOS(Metal Oxide Semicconductor) 등의 고체 촬상소자를 2차원 평면위에 격자상으로 배열함으로써, 촬상 렌즈계에서 유도된 영상을 이상적으로 샘플링 하는 구성을 갖고, 소형 컬러 텔레비젼 카메라 등에 적용하여 좋은 촬상 수단으로서 실용화되어 있다.

그러나 이 종류의 고체 촬상 장치는 원리상, 영상을 2차원적으로 규칙성을 갖도록 배열한 3원색 화소에 의해 2차원적인 샘플링을 행하는 것이므로, 샘플링 출력은, 각 화소를 구성하는 촬상 소자간의 피치에 의거하여 결정되는 수평방향 주파수 f_x및 수직방향 주파수 f_y에 의거하여, 베이스 밴드의 캐리어 주파수에 대해서 소정의 주파수 위치에 캐리어 주파수를 갖는 공간 주파수 스펙트럼을 갖게 된다.

이들의 베이스 밴드 성분 이외의 캐리어 성분은, 이것을 그대로 방치하면, 샘플링 출력에 의거하여 화상을 재현하였을때에, 모아레, 크로스 컬러 현상등의 악 영향을 일으킬 원인으로 되므로, 베이스 밴드 성분이외의 캐리어 성분을 제거하는 것이 바람직하다.

이 문제를 해결하는 방법으로서, 수정판의 복굴절 작용을 이용하여, 촬상 렌즈계에서 도래하는 광을 점확산 관수에 으거하여 광학적으로 7개 또는 8개로 분리함으로써, 공간 스펙트럼내에 트랩을 형성할 수 있도록한 광학적 저역통과 필터가 일본국 특허출원 소 59-20503호의 명세서에 기재되어 있다.

이 일본국 특허출원 소 59-20503호의 명세서에 기재된 광학적 필터는, 제10도에 도시하는 바와같이 1개의 칩으로 구성된 고체 촬상 칩 및 촬상 렌즈계간에 삽입된다. 고체 촬상장치는, 수평방향(H방향)으로 피치 P_x(예컨대 17[㎛])간격으로 고체 촬상소자(예컨대 CCD이미지 센서)를 차례로 배열함과 동시에, 수직방향(V방향)으로 피치 P_y(=13[㎛])간격으로 CCD이미지 센서를 배열하고 있다.

여기에서 CCD이미지 센서에의해 구성되는 화소군은, 녹색소자(1G)에 대해서 H방향으로 인접하도록 청색소자(1B)가 설치되고, 또한 V방향으로 인접하도록 녹색소자(2G)가 설치된다. 또한 녹색소자(2G)에 대해서 H방향으로 인접하는 위치 또한 청색소자(1B)에 대해서 V방향에 인접하는 위치에 적색소자(2R)가 설치되어 있다. 이렇게 하여 4개의 소자(1G), (1B), (2G), (2R)의 조가 이하 차례로 H방향 V방향으로 차례로 배열되고, 이것에 의해 2차원의 고체 촬상소자 패턴이 형성되어 있다.

이와같은 구성의 고체 촬상장치에 의해 촬상렌즈계에서 도래하는 영상을 샘플링하면, 샘플링 출력은, 제11도에 도시하는 것과 같은 공간 주파수 스펙트럼을 갖는다. 제11도에 있어서 횡축 및 종축은 각각 H방향 및 V방향의 화소 피치 P_x및 P_y에 의거하여 P_yV/2π 및 P_xU/2π의 식에 의해 정규화할 수치로서 표시되고 있으며, 또한 각 주파수 위치에 있어서, 화살표 R, G, B는 각각 적색, 녹색, 청색 신호의 캐리어 성분의 위상을 표시하고 있다.

제11도에서 명백한 바와같이, 제10도의 구성의 고체 촬상장치에서 얻어지는 샘플링 출력은, H방향의 주파수위치 f_x=0, 1/2, 1… 및 V방향의 주파수 위치 f_y=0, 1/4, 1/2, 3/4…의 주파수 위치에 캐리어 성분을 갖고 있다.

그중 주파수 위치(f_x=0, f_y=0)에 베이스 밴드 서분이 생기는데 대해서, 그 이외의 주파수 위치에 생기는 캐리어 성분은, 불필요한 신호 성분이며, 비촬상 대상에 따라서는, 이 샘플링 출력을 재현하였을때의 화상의 화질을 예화시키는 원인이 될 우려가 있다.

예컨대 주파수 위치(f_x=1, f_y=0)의 위치를 중심으로 하여 생기는 캐리어 성분은, 비촬상 대상이 수직방향으로 연장하는 흑백의 스트라이프로 형성되는 적은 호모양을 갖고 있는 경우에는, 영상 출력신호의 재생 화상에 모아레를 생기게 한다.

또한 주파수 위치(f_x=1/2, f_y=0)을 중심으로 하여 생기는 캐리어 성분은 피촬상 대상이 약간 거친 종방향의 스트라이프를 갖을때에, 녹색 및 마젠타에 대해서 크로스컬러 현상을 발생시킨다.

또다시 주파수 위치(f_x=0, f_y=1)를 중심으로 하여 생기는 리어 성분은, 비촬상 대상이 적은 횡방향의 스트라이프를 갖는 경우에, 모아레를 발생시킨다.

또다시 주파수 위치(f_x=0, f_y=1/2)의 위치를 중심으로 하여 발생하는 캐리어 성분은, 수직의 엣지에 플리커를 일으킨다.

따라서 주파수 위치(f_x=0, f_y=0)이외의 주파수 위치에 생기는 캐리어 성분을, 베이스밴드 성분을 감쇄시키는 일없이 제거할 수 있는 필터 수단을 얻을수가 있으면, 고체 촬상장치에서 얻은 영상신호에 의거하여 재현성이 좋고 피촬상 화상을 재현할 수 있다고 생각된다.

일본국 특허출원 소 59-20503호의 명세서에서 기재한 광학적 저역통과 필터는, 이같은 문제를 광학적 수단에 의해 해결하려고 한 것으로서, 그 구성상의 원리는, 제12도에 도시하는 바와같이, 광학축을 포함하는 주요면의 수평 주사 방향(H방향)에 대해서 이루는 각도가, 서로 45°씩 변화하여 구성하는 3개의 수정판(11), (12), (13)을 그 순서로 적층하여 서로 합쳐서, 제1의 수정판(11)측에서 지면에 대해서 직교하는 하방위치에서 촬상렌즈계를 통해서 얻어지는 광을 입사하고, 입사광이 제1의 수정판(11), 제2의 수정판(12), 제3의 수정판(13)을 차례로 지나서 고체 촬상칩에 출사시킨다.

여기에서 제1의 수정판(11)은 광학축을 포함하는 주요면(14)이 H방향에 대해서 +45°의 각도로 되도록 설정되고, 또한 제2의 수정판(12)은 주요면(15)이 H방향과 일치하는 각도로 되도록 설정되고, 또다시 제3의 수정판(13)은 주요면(16)이 H방향에 대해서 -45°의 각도로 되도록 설정되어 있다.

이와같이 하면 제1의 수정판(11)에 있어서 입사광선에서 이의 1/2의 광량을 갖는 상광선 o₁및 이상광선 e₁이 얻어지고, 이상 광선 e₁이 상광선 o₁에 대해서 +45°의 방향으로 수정판(11)의 두께에 대응하는 거리만큼 분리된다. 이같이 하여 2개의 분리 광선이 얻어진다.

이 상광선 o₁및 이상광선 e₁은 각각 제2의 수정판(12)에 입사되고, 이 제2의 수정판(12)에 있어서, 각 입사광선에서 1/2의 광량을 갖는 상광선 o₂및 이상광선 e₂이 얻어지고, 이상광선 e₂이 상광선 o₂에 대해서 H방향으로 수정판(12)의 두께에 대응하는 거리만큼 분리된다. 이렇게하여 4개의 분리광선이 얻어진다.

또한 상광선 o₂및 이상광선 e₂은 각각 제3의 수정판(13)에 입사되고, 이 제3의 수정판(13)에 있어서, 각 입사광선에서 이의 1/2의 감량을 갖는 사광선 o₃및 이상광선 e₃이 얻어지고, 이상광선 e₃이 상광선 o₃에 대해서 -45°의 방향으로 수정판(13)의 두께에 대응하는 거리만큼 분리된다. 이같이 하여 8개의 분리광선이 얻어진다.

이와같이하여 제3의 수정판(13)에서 얻어지는 8개의 분리광선이 고체촬상칩에 출사된다.

여기에서 제1 및 제3의 수정판(11) 및 (13)에 있어서 이상광선 e₁및 e₃의 분리 거리를 2P_x/2로 선정하고, 또한 제2의 수정판(12)에 있어서 이상광선 e₂의 분리거리를 P_x로 선정하면, 3개의 수정판(11), (12), (13)이 다른 광로를 각각 지나서 출사하는 8개의 분리광선은 제13도에 도시하는 바와같이, 피촬상상체로부터의 입사광의 입사위치에 얻어지는 광선 o₁o₂o₃에 대해서 H방향으로 P_X씩 떨어진 위치에 광선 o₁, o₂, o₃및 e₁, o₂, e₃이 중복하여 출사한다. 또한, 기준위치의 광선 o₁o₂o₃에서 H방향에 대해서 +45˚및 -45°의 방향으로, 또한 광선 o₁o₂o₃및 o₁e₂o₃, e₂o₂e₃간의 거의 중앙위치에, 각각 광선 e₁o₂o₃및 o₁o₂e₃가 출사한다. 또다시 광선 e₁o₂o₃및 o₁o₂e₃에서 H방향에서 Px만큼 떨어진 위치(즉, 광선 o₁e₂o₃, e₁o₂e₃와, e₁e₂e₃사이의 거의 중앙위치)에서 광선 e₁e₂o₃및 o₁e₂e₃이 출사하는 관계가 얻어진다.

이와같이 함으로써 H방향의 주파수 위치 f_x=……-2,-1,1,2…를 지나는 정 및 부의 경사를 갖는 트랩선과, 주파수 위치 f_x=1/2을 지나는 V방향의 트랩선을 형성시킬 수가 있다. 그 결과 주파수 위치(f_x=0, f_y=0)에 있는 베이스밴드 성분에 유해한 감쇄를 주지 않도록 하면서, 기타의 주파수 위치에 발생하는 캐리어 성분을 트랩하여 얻는 광학적 필터를 얻을수가 있다.

본 발명은 이상과 같은 점을 고려하여 구성된 것으로서, 상술하는 원리 구성에 의거하여, 3개의 칩(즉 적색칩, 녹색칩, 청색칩)을 갖는 고체 촬상칩에 대해서 실용적인 트랩 효과를 갖는 고체 촬상장치를 제안하려는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1양상에 있어서는, 고체 촬상칩(21)의 수평방향(H방향)에 대해서, +45°의 방향으로 상광선 o₁및 이상광선 e₁을 분리하는 제1의 수정판(11)과, 수평주사 방향과 평행하게 상광선 o₂및 이상광선 e₂을 분리하는 제2의 수정판(12)과, 수평방향에 대해서, -45°의방향으로 상광선 o₃및 이상광선 e₃을 분리하는 제3의 수정판(13)을 갖고, 제2의 수정판(12)이 중간에 위치하도록, 제1의 수정판(11), 제2의 수정판(12), 및 제3의 수정판(13)이 적층배치되어서 구성되는 광학적 필터를 구비하고, 입사광을 점확산하여 고체 촬상칩(21)에 입사하도록 형성된 고체 촬상장치에 있어서, 고체 촬상칩(21)은, 녹색칩(21G), 청색칩(21R) 및 적색칩(21R)을 층하여 형성되고, 광학적 필터는, 샘플링 출력의 공간 주파수 스펙트럼에 포함되는 주파수 위치(f_s=1, f_v=0)를 지나, 또한 정 및 부의 경사를 갖는 제1 및 제2의 트랙직선 L(1), R(1)과, 주파수 위치(1≤f_s≤2, f_v=0)를 지나 수직주사방향(V방향)으로 연해서 연장하는 제3의 트랩직선 TR(2)을 형성하도록 한다.

광학적 필터는, 점확산 관수를 갖음으로써, 1점에 입사한 광선에 의거하여 8개의 확산광선을 얻을수가 있고, 이것에 의해 샘플링 출력의 공간주파수 스펙트럼상에, 자푸수 위치(f_s=1, f_v=0)을 지나는 정 및 부의 경사를 갖는 제1 및 제2의 트랩직선 L(1), R(1)을 형성할 수 있음과 함께, 주파수 위치(1≤f_s≤2, f_v=0)를 지나서 수직 주사 방향으로 연해서 연장하는 제3의 트랩직선 TR(2)을 형성한다.

이같이하여 주파수 위치(f_x=0, f_v=0)에 있는 베이스 밴드 성분을 감쇄시키는 일이 없고, 불필요한 캐리어 성분을 유효하게 제거하여 형성되는 고체 촬상 장치를 용이하게 실현할 수가 있다.

또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제2양상에 있어서는, 고체 촬상칩 ()의 수평방향(H방향)에 대해서, +45°의 방향으로 상광선 o₁및 이상광선 e₁을 분리하는 제1의 수정판(11)과, 수평주사 방향과 평행하게 상광선 o₂및 이상광선 e₂을 분리하는 제2의 수정판(12)과, 수평방향에 대해서, -45°의 방향으로 상광선 o₃및 이상광선 e₃을 분리하는 제3의 수정판(13)을 갖고, 제2의 수정판(12)이 중간에 위치하도록, 제1의 수정판(11), 제2의 수정판(12), 및 제3의 수정판(13)이 적층배치 되어서 구성되는 광학적 필터를 구비하고, 입사광을 점확산하여 고체 촬상칩(21)에 입사하도록 형성된 고체 촬상장치에 있어서, 고체 촬상칩(21)은, 녹색칩(21G), 청색칩(21B) 및 적색칩(21R)을 적층하여 형성되고, 광학적 필터는, 샘플링 출력의 공간 주파수 스펙트럼에 포함되는 주파수 위치(f_s=2, f_v=0)를 지나, 또한 정 및 부의 경사를 갖는 제1 및 제2의 트랩직선 L(1), R(1)와, 주파수위치(f_s=1, f_v=0)를 지나 수직주사방향(V방향)으로 연해서 연장하는 제3의 트랩직선 TR(1)을 형성하도록 한다.

광학적 필터는, 점확산 관수를 갖음으로써, 1점에 입사한 광선에 의거하여 8개의 확산광선을 얻을수가 있고, 이것에 의해 샘플링 출력의 공간주파수 스펙트럼상에, 주파수 위치(f_s=2, f_v=0)를 지나는 정 및 부의 경사를 갖는 제1 및 제2의 트랩직선 R(2), L(2)을 형성할수 있음과 함께, 주파수 위치(f_s=1, f_v=0)를 지나서 수직주사방향으로 연해서 연장하는 제3의 트랩직선 TR(1)을 형성한다.

이같이하여 주파수 위치(f_s=0, f_v=0)에 있는 베이스 밴드 성분을 감쇄시키는 일이 없고, 불필요한 캐리어 성분을 유효하게 제거하여 형성되는 고체 촬상장치를 용이하게 실현할수가 있다.

이하 도면에 대해서 본 발명의 제1 및 제2실시예를 상술한다. 우선 제1실시예에 있어서, 이 경우 고체 촬상장치의 고체 촬상칩(21)은, 제7도에서 도시하는 바와같이, 3원색 신호 G, B, R에 대응하는 3매의(21G), (21B), (21R)이 서로 겹쳐진 구성을 갖는다.

녹색칩(21G)은, 제8a도에서 도시하는 바와같이, H 및 V방향으로 각각 피치 P_x만큼 떨어진 위치에 차례로 CCD이미지 센서 IMG를 격자상으로 배열한 구성을 갖는다. 또한 청색칩(21B) 및 적색칩(21R)도 동일하게 하여, 제8c 및 b도에서 도시하는 바와같이, 각각 CCD이미지 센서 IMB 및 IMR을 차례로 격자상으로 배열한 구성을 갖는다.

이들의 칩(21G), (21B), (21R)은 제9도에서 도시하는 바와같이, 녹색칩(21G)의 이미지 센서 IMG간에, 청색칩(21B) 및 적색칩(21R)의 이미지 센서 IMB 및 IMR가 개삽하는 위치 관계를 갖도록 서로 적층되어 있다.

또한 광학적 필터는 제12도에 대해서 원리 구성을 상술한 바와같이 하여, H방향에 대해서 +15°의 각도 위치로 주요면(14)을 갖는 제1의 수정판(11)과, H방향으로 주요면(15)을 갖는 제2의 수정판(12)과, H방향향에 대해서 -15°의 주요면(16)을 갖는 제3의 수정판(13)으로 구성되어 있으며, 제1 및 제3의 수정판(11) 및 (13)의 이상광선 e₁및 e₃의 이동거리 P₂가,

로 선정되어 있다.

그러나 이 실시예의 경우는, 제2의 수정판(12)의 이상광선 e₂의 분리거리 P₁이, H방향의 촬상소자 피치 P_x에 대해서,

로 선정되어 있는 점이 다르다.

이렇게하여, 3매의 수정판(11), (12), (13)을 각각 통과하는 상광선 o₁,o₂,o₃에 의해 얻어지는 출사광 o₁,o₂,o₃이 얻어지는 위치를 기준으로 생각하였을때, 각 광선간의 피치는, 제1도에 도시하는 것과 같이, H방향으로 간격 D_H,

로 되는데 대해서, 수직방향으로 간격 D_V,

로 된다.

즉, 기준장치에는 수정판(11)의 상광선 o₁, 수정판(12)의 상광선 o₂및 수정판(13)의 상광선 o₃으로 형성되는 제1의 광선 o₁o₂o₃이 얻어진다.

수정판(11)의 이상광선 e₁은, 기준위치에서 +45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 분리되고, 이것에 의해 수정판(12) 및 (13)에서 얻어지는 상광선 o₂및 상광선 o₃에 의해, 기준 위치에서 H 및 V방향으로 2D_H및 D_V만큼 떨어진 위치에, 제2의 광선 e₁o₂o₃이 얻어진다.

수정판(11)의 이상광선 e₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂이 수정판(13)에 있어서 상광선 o₃으로서 출사하면, 이 제3의 광선 e₁,e₂,e₃은 광선 e₁o₂o₃의 위치에 H방향으로 D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 이상광선 e₁및 수정판(12)의 상광선 o₂가 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 출사하면, 이 제4의 광선, e₁o₂e₃은 광선 e₁o₂o₃에서 -45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 떨어진 위치에 생긴다. 이것에 의해 광선 e₁o₂o₃은 기준 위치에서 H방향으로 4D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 이상광선 e₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 출사하면, 이 제5의 광선 e₁e₂e₃은 광선 e₁e₂o₃의 위치에서 -45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 이동한 위치에 생긴다. 이에 의해 광선 e₁e₂e₃은 광선 e₁o₂e₃에서 또다시 H방향으로 D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 상광선 o₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂가 수정판(13)의 상광선 o₃으로서 출사하면, 이 제6의 광선 o₁e₂o₃은, 기준 위치를 지나는 H방향의 선상에 있어서 기준위치에서 D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 상광선 o₁및 수정판(12)의 상광선 o₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 분리되면, 이 제7의 광선 o₁o₂e₃은, 기준위치에서 -45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 떨어진 위치에 생긴다. 이것에 의해 광선 o₁o₂e₃은, 기준위치에서 H방향 및 V방향으로 2D_H및 D_V만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 상광선 o₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 분리되면, 이 제8의 광선 o₁e₂e₃은, 광선 o₁e₂o₃의 위치에서 -45˚의 방향으로 분리거리 P₂만큼 분리된 위치에 생긴다. 이에 의해 광선 o₁e₂e₃은 광선 o₁o₂e₃에서 H방향으로 D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

이와같이 하여 피촬상체에서 기준 위치에 입사한 입사광선에 의거하여 8개의 광선이 제1도의 위치관계로 확산되어서 1/8의 광량을 갖으면서 수정판(13)에서 출사하면, 고체 촬상칩(21)(제7도)에서 송출되는 샘플링 출력은, 제3도에 도시하는 바와같이, 공간주파수 스펙트럼에 포함되는 베이스 밴드 성분이외의 캐리어 성분에 대한 트랩 특성을 갖는다.

즉 상기한 광학적 저역통과 필터는, 제11도에 대응시켜서 제3도에서 도시하는 바와같이, 샘플링 출력에 포함되는 공간 주파수 스펙트럼의 분포에 대해서, 트랩직선……L(-1), L(1), L(3)……과, 트랩직선……R(-1), R(1), R(3)……과, V방향에 평행하게 연장하는 트랩 직선 TR(2)을 발생한다.

트랩직선……L(-1), L(1), L(3)……은, 각각 주파수 위치……(-1,0), (1,0), (3,0)……을 지나는 부의 구배를 갖는 평행선이며, 또한 트랩직선 ……R(-1), r(1), R(3)……은 차례로 주파수 위치……(-1,0), (1,0), (3,0)……를 지나는 구배를 갖는 평행선으로 형성된다. 이같이 하여 트랩직선……L(-1), L(1), L(3)……및, ……R(-1), R(1), R(3) ……은 서로 교차하도록 연장함으로써, 공간주파수 스펙트럼위에, 주파수 위치(f_S=0, f_V=0)를 중심으로 하여 대칭적으로 전개하는 다수의 마름모꼴의 영역을 형성하게 된다.

또한 제3의 트랩직선 TR(2)은 자푸수 위치(f_S=2, f_V=0)를 지나 또한 V축과 평행으로 연장하고, 이같이하여 주파수위치(f_S=1, f_V=0)보다 높은 주파수 f_S의 위치에 V축 방향으로 연해서 전개하고 있는 마름모꼴형 영역을 가로지르도록 트랩 직선을 형성한다.

그 결과 샘플링 출력에 포함되는 불필요한 캐리어 성분에 대한 트랩 효과는 제5도에 도시하는 것과 같이, 주파수 위치(f_S=1, f_V=0)에 있어서 트랩직선 L(1) 및 R(1)에 의해 2중으로 트랩효과를 받음으로써, 이 주파수 위치에 있어서 캐리어 성분을 충분히 제거할수가 있다. 또한 주파수 위치(f_S=0, f_V=1)근처에 발생하는 불필요한 캐리어 성분에 대해서, 트랩직선 L(1) 및 R(-1)이 근처의 위치에 있어서 교차함으로써, 2중으로 트랩 효과를 받아서, 이 캐리어 성분을 충분히 제거할 수 있다.

이에 덧붙여서 트랩직선 TR(2)이 V축과 평행으로 형성됨으로써, 주파수 위치(f_S=2, f_V=0), f_S=2, f_V=1/2), (f_S=2, f_V=1)에서 발생하는 불필요한 캐리어 성분을 트랩직선 TR(2)에 의해 유효하게 제거할 수 있다.

또한, 상술한데 있어서는 트랩 직선 TR(2)을 주파수 위치(f_S=2, f_V=0)의 위치에 발생시키도록 하였으나, 이 주파수 위치는, 필요에 의하여 다음식,

와 같이 f_S=1 내지 2사이에 임의로 선정하여도 좋다. 이 트랩직선 TR(2)의 위치의 조정은, 제2의 수정판(12)에 의한 이상광선의 분리 거리 P₁를 조정함으로써 용이하게 달성할 수 있다.

다음으로 제2실시예에 대해서 상술해보면 이경우 고체 촬상장치의 고체 촬상칩(21)은, 제7도에 도시하는 바와같이, 3원색 신호, G, B, R에 대응하는 3개의 칩(21G), (21B), (21R)이 서로 겹쳐진 구성을 갖는다.

녹색칩(21g)은, 제8a도에 도시하는 바와같이, H 및 V방향으로 각각 피치 P_x만큼 떨어진 위치에 차례로 CCD이미지 센서 IMG를 격자상으로 배열한 구성을 갖는다. 또한 청색칩(21B) 및 적색칩(21R)도 동일하게 하여, 제8b 및 c도에 도시하는 바와같이, 각각 CCD이미지 센서 IMB 및 IMR을 차례로 격자상으로 배열한 구성을 갖는다.

이들의 칩(21G), (21B), 21(R)은 제9도에 도시하는 바와같이, 녹색칩(21G)의 이미지 센서 IMG간에, 청색칩(21B) 및 적색칩(21R)의 이미지 센서 IMB 및 IMR가 개삽하는 위치 관계를 갖도록 서로 적층되어 있다.

또한 광학적 필터는 제9도에 대해서 원리구성을 상술한 바와같이 하여, H방향에 대해서 -45°의 각도위치로 주요면(14)을 갖는 제1의 수정판(11)과, H방향으로 주요면(15)을 갖는 제2의 수정판(12)과, H방향에 대해서 -45°의 주요면(16)을 갖는 제3의 수정판(13)으로 구성되어 있으며, 제1 및 제3의 수정판(11) 및 (13)의 이상광선 e₁및 e₂의 이동거리 P₂가,

로 선정되어 있다.

또한 제2의 수정판(12)의 이상광선 e₂의 분리거리 P₁이 H방향의 촬상소자 피치 P_X에 대해서,

로 선정되어 있다.

이렇게하여 3개의 수정판(11), (12), (13)을 각각 통과하는 상광선 o₁,o₂,o₃에 의해 얻어지는 출사광 o₁,o₂,o₃이 얻어지는 위치를 기준으로 생각하였을때, 각 광선간의 피치는, 제1도에 도시하는 것과같이, H방향으로 간격 D_H,

로 되는데 대해서, 수직 방향으로 간격 D_V,

로 된다.

즉 기준 장치에는 수정판(11)의 상광선 o₁, 수정판(12)의 상광선 o₂및 수정판(13)의 상광선 o₃으로 형성되는 제1의 광선 o₁o₂o₃이 얻어진다.

수정판(11)의 이상광선 e₁은, 기준위치에서 +45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 분리되고, 이것에 의해 수정판(12) 및 (13)에서 얻어지는 상광선 o₂및 상광선 o₃에 의해, 기준위치에서 H 및 V방향으로 D_H및 D_V만큼 떨어진 위치에, 제2의 광선 e₁o₂o₃이 얻어진다.

수정판(11)의 이상광선 e₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂이 수정판(13)에 있어서 상광선 o₃으로서 출사하면, 이 제3의 광선 e₁,e₂,e₃은 광선 e₁o₂o₃에서 -45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 떨어진 위치에 생긴다. 이것에 의해 광선 e₁o₂e₃은 기준 위치에서 H방향으로 2D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 이상광선 e₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂이 수정판(13)에 있어서 상광선 o₃으로서 출사하면, 이 제3의 광선 e₁,e₂,o₃은 광선 e₁o₂o₃의 위치에서 H방향으로 2D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 이상광선 e₁및 수정판(12)의 이상 광선 e₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 출사하면, 수정판(12)의 상광선 o₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 출사하면, 이 제4의 광선 e₁o₂o₃은 광선 e₁o₂o₃에서 -45°의 방향로 분리거리 P₂만큼 떨어진 위치에 생긴다. 이것에 의해 광선 e₁o₂o₃은 기준 위치에서 H방향으로 2D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 이상광선 e₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 출사하면, 이 제5의 광선 e₁e₁e₃은 광선 e₁e₂o₃의 위치에서 -45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 이동한 위치에 생긴다. 이에 의해 광선 e₁e₂e₃은 광선 e₁o₂e₃에서 또다시 H방향으로 2D_H만큼 동안 위치에 생긴다.

수정판(11)의 상광선 o₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂가 수정판(13)의 상광선 o₃으로서 출사하면, 이 제6의 광선 o₁e₂e₃은, 기준위치를 지나는 H방향의 선상에 있어서 기준위치에서 2D_H만큼 이동한 위치에 생긴다. 이것에 의해 광선 o₁e₂o₃은 기준위치에서 광선 e₁o₂e₃와 겹쳐진 위치에 생긴다.

수정판(11)의 상광선 o₁및 수정판(12)의 상광선 o₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 분리되면, 이 제7의 광선 o₁o₂o₃은, 기준위치에서 -45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 떨어진 위치에 생긴다. 이것에 의해 광선 o₁o₂e₃은 기준위치에서 H방향 및 V방향으로 D_H및 D_V만큼 이동한 위치에 생긴다.

수정판(11)의 상광선 o₁및 수정판(12)의 이상광선 e₂이 수정판(13)의 이상광선 e₃으로서 분리되면, 이 제8의 광선 o₁e₂e₃은, 광선 o₁e₂o₃의 위치에서, -45°의 방향으로 분리거리 P₂만큼 분리된 위치에 생긴다. 이에의해 광선 o₁e₂e₃은 광선 o₁o₂e₃에서 H방향으로 2D_H만큼 이동한 위치에 생긴다.

이와같이 하여 피촬상체에서 기준 위치에서 입사한 입사광선에 의거하여 8개의 광선이 제2도의 위치관계로 확산되어서 1/8의 광량을 갖이면서 수정판(13)에서 출사하면, 고체촬상칩(21)(제4도)에서 송출되는 샘플링 출력은, 제4도에 도시하는 바와같이, 공간주파수 스펙트럼에 포함되는 베이스 밴드 성분 이외의 캐리어 성분에 대한 트랩 특성을 갖는다.

즉 상기한 광학적 저역통과 필터는, 제11도에 대응시켜서 제4도에 도시하는 바와같이, 샘플링 출력에 포함되는 공간 주파수 스펙트럼의 분포에 대해서, 트랩직선……L(-2), L(2), L(6)……과, 트랩직선……R(-2), R(2), R(6)……과, V방향에 평행하게 연장하는 트랩직선 TR(1)을 발생한다.

트랩직선……L(-2), L(2), L(6)……은, 각각 주파수 위치……(-2,0), (2,0), (6,0)……을 지나는 부의 구배를 갖는 평행선이며, 또한 트랩직선……R(-2), R(2), R(6)……은 차례로 주파수 위치……(-2,0), (2,0), (6,0)……를 지나는 정의 구배를 갖는 평행선으로 형성된다. 이같이 하여 트랩직선……L(-2), L(2), L(6)…… 및 ……R(-2), R(2), R(6)……은 서로 교차하도록 연장함으로써, 공간주파수 스펙트럼위에, 자푸수 위치(f_S=0, f_V=0)를 중심으로 하여 대칭적으로 전개하는 다수의 마름모꼴의 영역을 형성하게 된다.

또한 제3의 트랩직선 TR(1)은 주파수 위치(f_S=1,f_V=0)를 지나고 또한 V축과 평행으로 연장하고, 이같이하여 주파수위치(f_S=1)에 있어서 V축 방향으로 연해서 전개하고 있는 마름모꼴형 영역을 가로지르도록 트랩 직선을 형성한다.

그 결과 샘플링 출력에 포함되는 불필요한 캐리어 성분에 대한 트랩 효과는 제6도에서 도시하는 바와같이. 주파수 위치(f_S=1,f_V=0)에 있어서, 트랩직선 L(2) 및 R(2)에 의해 2중으로 트랩효과를 받음으로써, 이 주파수 위치에 있어서, 캐리어 성분을 충분제거할 수가 있다. 또한 주파수 위치(f_S=0,f_V=1)근처에 발생하는 불필요한 캐리어 성분에 대항여, 트랩직선 L(2) 및 R(-2)이 근처의 위치에 있어서 교차함으로써, 2중으로 트랩효과를 받아서, 이 캐리어 성분을 추분히 제거할 수 있다.

이에 덧붙여서 트랩직선 TR(1)이 V축과 평행으로 형성됨으로서, 주파수 위치(f_S=2, f_V=0), (f_S=2, f_V=1/2), (f_S=2, f_V=1)에서 발생하는 불필요한 캐리어 성분을 트랩직선 TR(1)에 의해 유효하게 제거할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 주파수 위치(f_S=0, f_V=0)에 있는 베이스 밴드 성분을 감쇄시키는 일없이, 그 이외의 불필요한 캐리어 성분을 유효하게 제거할 수 있는 고체 촬상장치를 용이하게 얻을수가 있다.

Claims

고체 촬상칩의 수평주사방향에 대해서 +45°의 방향으로 상광선 및 이상광선을 분리하는 제1의 수정판과, 상기 수평주사방향과 평행하게 상광선 및 이상광선을 분리하는 제2의 수정판과, 상기 수평주사방향에 대해서 -45°의 방향으로 상광선 및 이상광선을 분리하는 제3의 수평판을 갖고, 상기 제2의 수정판이 중간에 위치하도록 상기 제1의 수정판, 상기 제2의 수정판 및 상기 제3의 수정판이 적층배치되어 형성되는 광학적 필터를 구비하고, 상기 광학적 필터에 의해 입사광을 점확산하여 상기 고체 촬상칩에 입사하도록 구성된 고체 촬상장치에 있어서, 상기 고체 촬상칩은, 녹색칩, 청색칩 및 적색칩을 적층하여 이루어지고, 상기 광학적 필터는, 샘플링 출력의 공간주파수 스펙트럼에 포함되는 주파수위치(f_S=1, f_V=0)를 지나, 또한 정 및 부의 경사를 갖는 제1 및 제2의 트랩 직선과, 주파수 위치(1≤f_S≤2, f_V=0)를 지나서 수직주사방향으로 연해서 연장하는 제3의 트랩 직선을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
고체 촬상칩의 수평주사방향에 대해서 +45°의 방향으로 상광선 및 이상광선을 분리하는 제1의 수정판과, 상기 수평주사방향과 평행하게 상광선 및 이상광선을 분리하는 제2의 수정판과, 상기 수평주사방향에 대해서 -45°의 방향으로 상광선 및 이상광선을 분리하는 제3의 수정판을 갖고, 상기 제2의 수정판이 중간에 위치하도록 상기 제1의 수정판, 상기 제2의 수정판 및 상기 제3의 수정판이 적층배치되어 형성되는 광학적 필터를 구비하고, 상기 광학적 필터에 의해 입사광을 점확산하여 상기 고체 촬상칩에 입사하도록 구성된 고체 촬상장치에 있어서, 상기 고체 촬상칩은, 녹색칩, 청색칩 및 적색칩을 적층하여 이루어지고, 상기 광학적 필터는, 샘플링 출력의 공간 주파수 스펙트럼에 포함되는 주파수위치(f_S=2, f_V=0)를 지나, 또한 정 및 부의 경사를 갖는 제1 및 제2의 트랩 직선과, 주파수 위치(f_S=2, f_V=0)를 지나서 수직주사방향으로 연해서 연장하는 제3의 트랩직선을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.