JPH0843759A - 光学装置及びカラー撮像装置 - Google Patents
光学装置及びカラー撮像装置Info
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- JPH0843759A JPH0843759A JP6178770A JP17877094A JPH0843759A JP H0843759 A JPH0843759 A JP H0843759A JP 6178770 A JP6178770 A JP 6178770A JP 17877094 A JP17877094 A JP 17877094A JP H0843759 A JPH0843759 A JP H0843759A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高分解能で且つ複雑な構成の分光プリズム等を
使用することなく、小形で容易に構成できる光学装置及
びこれを利用した静止画像用カラー撮像装置を提案しよ
うとするものである。 【構成】本発明に係る光学装置は、被写体の像を結像す
る撮影レンズと、この結像された被写体像を伝達する光
ファイバを多数束ねたファイバオプティクプレートFO
Pと、このファイバオプティクプレートに現れた被写体
像をほぼ平行な被写体像にするマイクロレンズアレイM
LAと、このほぼ平行な被写体像を分光する回折格子
と、この分光された被写体像を結像するレンズと、この
結像された被写体像を取り込む複数のラインセンサとを
備え、これら各要素を光軸に関して直列関係で配してい
る。
使用することなく、小形で容易に構成できる光学装置及
びこれを利用した静止画像用カラー撮像装置を提案しよ
うとするものである。 【構成】本発明に係る光学装置は、被写体の像を結像す
る撮影レンズと、この結像された被写体像を伝達する光
ファイバを多数束ねたファイバオプティクプレートFO
Pと、このファイバオプティクプレートに現れた被写体
像をほぼ平行な被写体像にするマイクロレンズアレイM
LAと、このほぼ平行な被写体像を分光する回折格子
と、この分光された被写体像を結像するレンズと、この
結像された被写体像を取り込む複数のラインセンサとを
備え、これら各要素を光軸に関して直列関係で配してい
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ラインセンサ(リニア
センサとも言う。)を使用する光学装置(例えば、1次
元色分解光学装置等)及びこの光学装置を被写体に対し
相対的に走査(スキャン)して撮影するタイプの静止画
用カラー撮像装置(例えば、カメラ、スキャナ等)に関
する。
センサとも言う。)を使用する光学装置(例えば、1次
元色分解光学装置等)及びこの光学装置を被写体に対し
相対的に走査(スキャン)して撮影するタイプの静止画
用カラー撮像装置(例えば、カメラ、スキャナ等)に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、図8に示すようなラインセンサを
使用したカラー撮像装置が知られている。図8におい
て、71は被写体を結像する撮影レンズ、73は各画素
に対応して付けられたR(赤色),G(緑色),B(青
色)の色フィルタ、75は例えば一次元CCD(電荷結
合素子)のようなラインセンサである。
使用したカラー撮像装置が知られている。図8におい
て、71は被写体を結像する撮影レンズ、73は各画素
に対応して付けられたR(赤色),G(緑色),B(青
色)の色フィルタ、75は例えば一次元CCD(電荷結
合素子)のようなラインセンサである。
【0003】被写体の像が撮影レンズ71によって集束
され色フィルタ73を通過して結像面上に入射する。こ
の色フィルタ73は、R,GまたはBの色フィルタであ
り、夫々の色フィルタを通過した被写体像は結像面に配
置されたラインセンサ75によって対応するR,G,B
の電気的な各色信号に変換される。1次元であるライン
センサ75を被写体に対し相対的に走査(移動)するこ
とにより、2次元の静止画像の画像信号が得られる。
され色フィルタ73を通過して結像面上に入射する。こ
の色フィルタ73は、R,GまたはBの色フィルタであ
り、夫々の色フィルタを通過した被写体像は結像面に配
置されたラインセンサ75によって対応するR,G,B
の電気的な各色信号に変換される。1次元であるライン
センサ75を被写体に対し相対的に走査(移動)するこ
とにより、2次元の静止画像の画像信号が得られる。
【0004】図9に分光プリズムを使用した別の従来技
術を示す。図9において、71は被写体を結像する撮影
レンズ、77は被写体像以外の余分な光線を遮蔽するス
リット、79はレンズ、81は現在ビデオカメラ等で使
用されているダイクロイックプリズムのような分光プリ
ズム、83はR用のラインセンサ、85はG用のライン
センサ、87はB用のラインセンサである。
術を示す。図9において、71は被写体を結像する撮影
レンズ、77は被写体像以外の余分な光線を遮蔽するス
リット、79はレンズ、81は現在ビデオカメラ等で使
用されているダイクロイックプリズムのような分光プリ
ズム、83はR用のラインセンサ、85はG用のライン
センサ、87はB用のラインセンサである。
【0005】この従来技術では、被写体の像がレンズ7
1を及びスリット77を通過してレンズ79を介して結
像され分光プリズム81に入射する。分光プリズム81
によって、R,G,Bに色分解された被写体像は、各々
のラインセンサ83,85,87に入射し色信号に光電
変換される。1次元である各ラインセンサ83,85,
87を被写体に対し相対的に移動することにより、2次
元静止画像の画像信号が生成される。このような構成は
カラー複写機等の類で実用化されている。
1を及びスリット77を通過してレンズ79を介して結
像され分光プリズム81に入射する。分光プリズム81
によって、R,G,Bに色分解された被写体像は、各々
のラインセンサ83,85,87に入射し色信号に光電
変換される。1次元である各ラインセンサ83,85,
87を被写体に対し相対的に移動することにより、2次
元静止画像の画像信号が生成される。このような構成は
カラー複写機等の類で実用化されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ラインセン
サ75で走査する従来技術の場合には、色フィルタ73
を使用しているので色の分離の問題、画素の大きさによ
る画素数の減少の問題等によって画質が不十分になるお
それがある。
サ75で走査する従来技術の場合には、色フィルタ73
を使用しているので色の分離の問題、画素の大きさによ
る画素数の減少の問題等によって画質が不十分になるお
それがある。
【0007】また分光プリズム81を使用する従来技術
では、ラインセンサを3個も使用し、更に2次元画像信
号を得るにはこれらラインセンサ83,85,87を被
写体に対し相対的に移動する必要があるので、その結
果、構造が複雑になりまた大形化する。このためにカラ
ー撮像装置の寸法が大きくなる。またラインセンサ8
3,85,87に相当する幅の分光プリズム81を必要
とするので、この分光プリズム81はかなり細長い大形
のプリズムとなり、現実には製造するのが困難である。
では、ラインセンサを3個も使用し、更に2次元画像信
号を得るにはこれらラインセンサ83,85,87を被
写体に対し相対的に移動する必要があるので、その結
果、構造が複雑になりまた大形化する。このためにカラ
ー撮像装置の寸法が大きくなる。またラインセンサ8
3,85,87に相当する幅の分光プリズム81を必要
とするので、この分光プリズム81はかなり細長い大形
のプリズムとなり、現実には製造するのが困難である。
【0008】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、高分解能で、各光学素子をほぼラインセンサと
同様の形状にして小形で低価格な光学装置及びこの光学
装置を用いた静止画像用カラー撮像装置を提供しようと
するものである。
もので、高分解能で、各光学素子をほぼラインセンサと
同様の形状にして小形で低価格な光学装置及びこの光学
装置を用いた静止画像用カラー撮像装置を提供しようと
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学装置
は、例えば図1及び図2に示すように、被写体(図示せ
ず。)の像を結像する撮影レンズ(1)と、この結像さ
れた被写体像を伝達する光ファイバを多数束ねたファイ
バオプティクプレートFOP(7)と、このファイバオ
プティクプレート(7)に現れた被写体像をほぼ平行な
被写体像にするマイクロレンズアレイMLA(11)
と、このほぼ平行な被写体像を分光する回折格子(1
3)と、この分光された被写体像を結像するレンズ(1
5)と、この結像された被写体像を取り込む複数のライ
ンセンサ(17,19,21)とを備え、これら各光学
素子を光軸に関して直列関係で配したものである。
は、例えば図1及び図2に示すように、被写体(図示せ
ず。)の像を結像する撮影レンズ(1)と、この結像さ
れた被写体像を伝達する光ファイバを多数束ねたファイ
バオプティクプレートFOP(7)と、このファイバオ
プティクプレート(7)に現れた被写体像をほぼ平行な
被写体像にするマイクロレンズアレイMLA(11)
と、このほぼ平行な被写体像を分光する回折格子(1
3)と、この分光された被写体像を結像するレンズ(1
5)と、この結像された被写体像を取り込む複数のライ
ンセンサ(17,19,21)とを備え、これら各光学
素子を光軸に関して直列関係で配したものである。
【0010】さらに、本発明に係る光学装置は、例えば
図3に示すように、回折光の内、0次の回折光(31)
を用いてラインセンサ(19)により輝度信号Yを生成
し、+m次の回折光(33)を用いてラインセンサ(1
7)により第1の色信号(例えば、赤色(R)信号)を
生成し、−m次の回折光(35)を用いてラインセンサ
(21)により第2の色信号(例えば、青色(B)信
号)を生成する上述の光学装置である。
図3に示すように、回折光の内、0次の回折光(31)
を用いてラインセンサ(19)により輝度信号Yを生成
し、+m次の回折光(33)を用いてラインセンサ(1
7)により第1の色信号(例えば、赤色(R)信号)を
生成し、−m次の回折光(35)を用いてラインセンサ
(21)により第2の色信号(例えば、青色(B)信
号)を生成する上述の光学装置である。
【0011】さらに、上述の本発明に係る光学装置のい
ずれかを使用するカラー撮像装置は、例えば図1に示す
ように、光軸に対して直列関係に配された上述の撮影レ
ンズ(1)、ファイバオプティクプレート(7)、マイ
クロレンズアレイ(11)、回折格子(13)、レンズ
(15)及び複数のラインセンサ(17,19,21)
を一体化した光学装置と、この光学装置を移動して2次
元の撮影を行う走査手段とを備え2次元静止画像を得る
ようにしたものである。
ずれかを使用するカラー撮像装置は、例えば図1に示す
ように、光軸に対して直列関係に配された上述の撮影レ
ンズ(1)、ファイバオプティクプレート(7)、マイ
クロレンズアレイ(11)、回折格子(13)、レンズ
(15)及び複数のラインセンサ(17,19,21)
を一体化した光学装置と、この光学装置を移動して2次
元の撮影を行う走査手段とを備え2次元静止画像を得る
ようにしたものである。
【0012】
【作用】本発明の構成によれば、撮影レンズ,ファイバ
オプティックプレート,マイクロレンズアレイ,回折格
子,レンズ,直角プリズム,ラインセンサ等の光学素子
を用いて簡単な構成且つ小形で高分解能の光学装置を提
供することができる。またこの光学装置を一体化し、被
写体に対し相対的に移動(走査)することにより、静止
画用のカラー撮像装置を提供し得る。この結果、従来技
術のラインセンサに合わせた寸法の大きいダイクロイッ
クプリズムを使用しこれを被写体に対して走査するよう
な複雑な構造でないため、小形で且つ簡単な構造のカラ
ー静止画像撮像装置が実現できる。
オプティックプレート,マイクロレンズアレイ,回折格
子,レンズ,直角プリズム,ラインセンサ等の光学素子
を用いて簡単な構成且つ小形で高分解能の光学装置を提
供することができる。またこの光学装置を一体化し、被
写体に対し相対的に移動(走査)することにより、静止
画用のカラー撮像装置を提供し得る。この結果、従来技
術のラインセンサに合わせた寸法の大きいダイクロイッ
クプリズムを使用しこれを被写体に対して走査するよう
な複雑な構造でないため、小形で且つ簡単な構造のカラ
ー静止画像撮像装置が実現できる。
【0013】
【実施例】以下に、図1を参照して本発明に係る光学装
置の一実施例について詳細に説明する。図1に示した光
学装置10は1次元の色分解光学装置であって、におい
て、1は被写体(図示せず。)の像を結像する撮影レン
ズ、3はその結像面、5は結像面3に結像する被写体像
以外の光線を遮蔽して分解能を向上させるため所望によ
り設けたスリット、7は結像された被写体像を伝達する
ファイバオプティックプレート(FOP)である。
置の一実施例について詳細に説明する。図1に示した光
学装置10は1次元の色分解光学装置であって、におい
て、1は被写体(図示せず。)の像を結像する撮影レン
ズ、3はその結像面、5は結像面3に結像する被写体像
以外の光線を遮蔽して分解能を向上させるため所望によ
り設けたスリット、7は結像された被写体像を伝達する
ファイバオプティックプレート(FOP)である。
【0014】ここで使用されるファイバオプティクプレ
ート(FOP)7は、数ミクロンの光ファイバを束にし
た光学素子であり、光学像を歪み無く伝達し、光量損出
が少なく明るい特徴を有している。ファイバオプティク
プレート7は数ミクロンのシングルファイバを束ねたマ
ルチファイバ構造をしており、それぞれのシングルファ
イバは光を伝達するコアガラスとそれを被覆するクラッ
ドガラス、およびコアガラスから漏れた光を吸収する吸
収体(EMA)ガラスの3種類から構成されている。
ート(FOP)7は、数ミクロンの光ファイバを束にし
た光学素子であり、光学像を歪み無く伝達し、光量損出
が少なく明るい特徴を有している。ファイバオプティク
プレート7は数ミクロンのシングルファイバを束ねたマ
ルチファイバ構造をしており、それぞれのシングルファ
イバは光を伝達するコアガラスとそれを被覆するクラッ
ドガラス、およびコアガラスから漏れた光を吸収する吸
収体(EMA)ガラスの3種類から構成されている。
【0015】シングルファイバはコアガラスとクラッド
ガラスの屈折率の差によりその境界で全反射が起こり、
被写体の光学像を伝達する。
ガラスの屈折率の差によりその境界で全反射が起こり、
被写体の光学像を伝達する。
【0016】即ち、シングルファイバ内の光線の内、ク
ラッドガラスに対して最大受光角以上の角度で入射した
光線は全反射を起こさず、ファイバ外に逃げるが、吸収
体ガラスで吸収され、隣接するシングルファイバには達
しない。そのため、解像度を損なうことなく被写体の光
学像の伝達が可能となる。
ラッドガラスに対して最大受光角以上の角度で入射した
光線は全反射を起こさず、ファイバ外に逃げるが、吸収
体ガラスで吸収され、隣接するシングルファイバには達
しない。そのため、解像度を損なうことなく被写体の光
学像の伝達が可能となる。
【0017】図1を参照すると、9は分解能を向上させ
るために所望により設けた適当なマスク、11はファイ
バオプティックプレート3に表れた被写体像をほぼ平行
な被写体像にするマイクロレンズアレイ(MLA)であ
る。
るために所望により設けた適当なマスク、11はファイ
バオプティックプレート3に表れた被写体像をほぼ平行
な被写体像にするマイクロレンズアレイ(MLA)であ
る。
【0018】ここで使用されるマイクロレンズアレイ1
1としては、具体的には例えば約8.6ミクロンピッチ
で微小レンズを高精度に配列したものを使用している。
例えば、日本板硝子株式会社から商用的に入手できる平
板マイクロレンズであるセルフォックレンズ(SELF
OC lens)(登録商標)を使用できる。セルフォ
ックレンズは、イオン交換技術とフォトリゾグラフィ技
術により作られた一種の屈折率分布型レンズであり、ガ
ラス基板内部に六角形状または半球状の屈折率分布領域
が二次元に形成されたレンズである。
1としては、具体的には例えば約8.6ミクロンピッチ
で微小レンズを高精度に配列したものを使用している。
例えば、日本板硝子株式会社から商用的に入手できる平
板マイクロレンズであるセルフォックレンズ(SELF
OC lens)(登録商標)を使用できる。セルフォ
ックレンズは、イオン交換技術とフォトリゾグラフィ技
術により作られた一種の屈折率分布型レンズであり、ガ
ラス基板内部に六角形状または半球状の屈折率分布領域
が二次元に形成されたレンズである。
【0019】図1を参照すると、13は固定された透過
型の回折格子であるが、この回折格子13は透過型ある
いは反射型のいずれでもよい。回折格子13は、光の回
折を利用し、被写体の光像の分光作用のために使用され
るもので、平面あるいは凹面に多数の溝を刻み、各溝か
らの回折光相互の干渉によりスペクトルが得られるよう
にしてつくられた光学素子である。回折格子13から
は、−m次、0次、+m次の回折光(但し、m:整数)
が得られることが知られている。
型の回折格子であるが、この回折格子13は透過型ある
いは反射型のいずれでもよい。回折格子13は、光の回
折を利用し、被写体の光像の分光作用のために使用され
るもので、平面あるいは凹面に多数の溝を刻み、各溝か
らの回折光相互の干渉によりスペクトルが得られるよう
にしてつくられた光学素子である。回折格子13から
は、−m次、0次、+m次の回折光(但し、m:整数)
が得られることが知られている。
【0020】15はレンズ、17はレンズ15により結
像された光像を感知する、例えばR用のラインセンサ、
19はG用のラインセンサ、21はB用のラインセンサ
である。
像された光像を感知する、例えばR用のラインセンサ、
19はG用のラインセンサ、21はB用のラインセンサ
である。
【0021】図2に、図1の光学装置の正面から見た図
を示す。図2の光学装置において、被写体(図示せ
ず。)の像は撮影レンズ1を通り、スリット5を通過し
て、ファイバオプティックプレート7の図でみて左側面
上の結像面に結像される。ファイバオプティックプレー
ト7により結像面上の像は平行に伝達されて平行光にさ
れファイバオプティックプレート7の図でみて右側面上
に伝達される。
を示す。図2の光学装置において、被写体(図示せ
ず。)の像は撮影レンズ1を通り、スリット5を通過し
て、ファイバオプティックプレート7の図でみて左側面
上の結像面に結像される。ファイバオプティックプレー
ト7により結像面上の像は平行に伝達されて平行光にさ
れファイバオプティックプレート7の図でみて右側面上
に伝達される。
【0022】この伝達された被写体像は、マイクロレン
ズアレイ11により結像されて回折格子13を介して、
レンズ15によって比較的狭い幅のラインセンサ17,
19,21に合わせて結像される。このレンズ15は、
1次元方向だけを考慮すればよいことから円柱レンズ
(シリンドリカルレンズ)を使用してもよい。
ズアレイ11により結像されて回折格子13を介して、
レンズ15によって比較的狭い幅のラインセンサ17,
19,21に合わせて結像される。このレンズ15は、
1次元方向だけを考慮すればよいことから円柱レンズ
(シリンドリカルレンズ)を使用してもよい。
【0023】レンズ15を通して結像された被写体像
は、R用のフィルタ(図示せず。)を介してR用ライン
センサ17に入射して電気的な画像信号である色信号R
に変換される。レンズ15を通して結像された被写体像
は、G用のフィルタ(図示せず。)を介してGラインセ
ンサ19に入射して電気的な画像信号である色信号Gに
変換される。レンズ15を通して結像された被写体像
は、B用のフィルタ(図示せず。)を介してB用ライン
センサに入射して電気的な画像信号である色信号Bに変
換される。ここでは、R用ラインセンサ17、G用のラ
インセンサ19及びB用のラインセンサ21はいずれも
0次の回折光をそれぞれ受光するように配されている。
は、R用のフィルタ(図示せず。)を介してR用ライン
センサ17に入射して電気的な画像信号である色信号R
に変換される。レンズ15を通して結像された被写体像
は、G用のフィルタ(図示せず。)を介してGラインセ
ンサ19に入射して電気的な画像信号である色信号Gに
変換される。レンズ15を通して結像された被写体像
は、B用のフィルタ(図示せず。)を介してB用ライン
センサに入射して電気的な画像信号である色信号Bに変
換される。ここでは、R用ラインセンサ17、G用のラ
インセンサ19及びB用のラインセンサ21はいずれも
0次の回折光をそれぞれ受光するように配されている。
【0024】図3は、R,G,Bの各画像信号を異なる
次数の回折光から得る場合を示す。破線で示す部分に関
しては、図2と同様である。ラインセンサ17,19,
21により得られる画像信号をR(赤色),G(緑
色),B(青色)の各色信号とする場合においては、回
析格子13からの出力光の内、例えば一番明るくエネル
ギ的に十分な0次の回折光31からGの色信号を生成
し、−m次(例えば、−1次)の回折光33からRの色
信号を生成し、+m次(例えば、+1次)の回折光35
からBの色信号を生成する。
次数の回折光から得る場合を示す。破線で示す部分に関
しては、図2と同様である。ラインセンサ17,19,
21により得られる画像信号をR(赤色),G(緑
色),B(青色)の各色信号とする場合においては、回
析格子13からの出力光の内、例えば一番明るくエネル
ギ的に十分な0次の回折光31からGの色信号を生成
し、−m次(例えば、−1次)の回折光33からRの色
信号を生成し、+m次(例えば、+1次)の回折光35
からBの色信号を生成する。
【0025】ここで曲線31,33,35は−1次,0
次,+1次の各回折光のエネルギ分布を分かり易く示し
た曲線である。ラインセンサ17,19,21の前にマ
スク23,25,27をそれぞれ配置し、余分な光の入
射を防いでいる。
次,+1次の各回折光のエネルギ分布を分かり易く示し
た曲線である。ラインセンサ17,19,21の前にマ
スク23,25,27をそれぞれ配置し、余分な光の入
射を防いでいる。
【0026】図2で示したように、同じ0次の回折光か
らR,G,Bの色信号の全部を生成する場合にはライン
センサ17,19,21が重ならないように配置されて
いる。
らR,G,Bの色信号の全部を生成する場合にはライン
センサ17,19,21が重ならないように配置されて
いる。
【0027】図2及び図3においてレンズ15はR,
G,Bともに1つのレンズ15を共用しているが、この
代わりに図4に示すようにR,G,B各々に1つずつ合
計3個の小形のレンズ15−1,15−2,15−3に
分割して設けてもよい。この場合には、レンズおよびマ
スク23,25,27を各入射光の光軸に直交する面に
配置することもできる。
G,Bともに1つのレンズ15を共用しているが、この
代わりに図4に示すようにR,G,B各々に1つずつ合
計3個の小形のレンズ15−1,15−2,15−3に
分割して設けてもよい。この場合には、レンズおよびマ
スク23,25,27を各入射光の光軸に直交する面に
配置することもできる。
【0028】他の方法として、ラインセンサにより得ら
れる画像信号を輝度信号Yと色差信号R−Y及びB−Y
とする場合においては、例えば一番明るくエネルギ的に
十分な0次の回折光を全部使って輝度信号Yにし、別の
次数の入射光−m次(例えば、−1次)の回折光を色信
号Rとし、入射光+m次(例えば、第+1次)の回折光
を色信号Bとし、その後適当な演算回路を用いて色差信
号R−Y,B−Yに変換または生成することもできる。
れる画像信号を輝度信号Yと色差信号R−Y及びB−Y
とする場合においては、例えば一番明るくエネルギ的に
十分な0次の回折光を全部使って輝度信号Yにし、別の
次数の入射光−m次(例えば、−1次)の回折光を色信
号Rとし、入射光+m次(例えば、第+1次)の回折光
を色信号Bとし、その後適当な演算回路を用いて色差信
号R−Y,B−Yに変換または生成することもできる。
【0029】この場合には、輝度信号Yの光路(チャネ
ル)はマスク25のスリットを大きくして全部の光を入
射させてもよく、あるいは図4に示すようにYチャネル
のみにレンズ29を配置して効率よく集光してもよく、
更に両者を共に採用してもよい。
ル)はマスク25のスリットを大きくして全部の光を入
射させてもよく、あるいは図4に示すようにYチャネル
のみにレンズ29を配置して効率よく集光してもよく、
更に両者を共に採用してもよい。
【0030】次に、図5を参照してレンズ15の代わり
に直角プリズムを用いる本発明の他の実施例について説
明する。図5において破線で示した撮影レンズ1、ファ
イバオプティックプレート(FOP)7、マイクロレン
ズアレイ(MLA)11、回折格子13に関しては第2
図と同様である。ここで、37は直角プリズム、15−
1,15−2,15−3は小形のレンズ、17はR用の
ラインセンサ、19はG用のラインセンサ、21はB用
のラインセンサである。23,25,27は夫々のライ
ンセンサ17〜19に所望により付けられたマスクであ
る。
に直角プリズムを用いる本発明の他の実施例について説
明する。図5において破線で示した撮影レンズ1、ファ
イバオプティックプレート(FOP)7、マイクロレン
ズアレイ(MLA)11、回折格子13に関しては第2
図と同様である。ここで、37は直角プリズム、15−
1,15−2,15−3は小形のレンズ、17はR用の
ラインセンサ、19はG用のラインセンサ、21はB用
のラインセンサである。23,25,27は夫々のライ
ンセンサ17〜19に所望により付けられたマスクであ
る。
【0031】なお、所望によりファイバオプティックプ
レート7の撮影レンズ1側にスリット5を設け、マイク
ロレンズ11側の面に適当なマスク9を設けることによ
り、一層分解能を向上させることが出来る。
レート7の撮影レンズ1側にスリット5を設け、マイク
ロレンズ11側の面に適当なマスク9を設けることによ
り、一層分解能を向上させることが出来る。
【0032】被写体の像は撮影レンズ1を通り、スリッ
ト5を通過して、ファイバオプティックプレート7の図
でみて左側面上の結像面に結像される。ファイバオプテ
ィックプレート7により結像面上の像は平行に伝達され
て平行光にされファイバオプティックプレート7の図で
みて右側面上に伝達される。この伝達された被写体像
は、マイクロレンズアレイ11により結像されて回折格
子13を介して直角プリズム37に入射し分光される。
分光された光像の各々は、レンズ15―1を通ってR用
ラインセンサ、レンズ15―2を通ってG用ラインセン
サ、レンズ15―3を通ってB用ラインセンサにそれぞ
れ結像される。
ト5を通過して、ファイバオプティックプレート7の図
でみて左側面上の結像面に結像される。ファイバオプテ
ィックプレート7により結像面上の像は平行に伝達され
て平行光にされファイバオプティックプレート7の図で
みて右側面上に伝達される。この伝達された被写体像
は、マイクロレンズアレイ11により結像されて回折格
子13を介して直角プリズム37に入射し分光される。
分光された光像の各々は、レンズ15―1を通ってR用
ラインセンサ、レンズ15―2を通ってG用ラインセン
サ、レンズ15―3を通ってB用ラインセンサにそれぞ
れ結像される。
【0033】これらのレンズ15―1,15―2,15
―3は、1次元方向だけを考慮すればよいことから円柱
レンズ(シリンドリカルレンズ)を使用できる。この構
成においては、直角プリズムは光線の方向を選択できる
ので、逃げた光線を拾うことが出来る。
―3は、1次元方向だけを考慮すればよいことから円柱
レンズ(シリンドリカルレンズ)を使用できる。この構
成においては、直角プリズムは光線の方向を選択できる
ので、逃げた光線を拾うことが出来る。
【0034】図6(a)に示すように、ラインセンサ1
7,19,21により得られる画像信号をそれぞれR,
G,Bの色信号とする場合においては、エネルギ的に十
分な0次の回折光を使用すると光学装置自体の寸法が小
さくなりカラー撮像装置の小形化が出来る。所望によ
り、各ラインセンサ17,19,21の前にそれぞれマ
スク23,25,27を配置し余分な光の入射を防いで
いる。
7,19,21により得られる画像信号をそれぞれR,
G,Bの色信号とする場合においては、エネルギ的に十
分な0次の回折光を使用すると光学装置自体の寸法が小
さくなりカラー撮像装置の小形化が出来る。所望によ
り、各ラインセンサ17,19,21の前にそれぞれマ
スク23,25,27を配置し余分な光の入射を防いで
いる。
【0035】ここでR,G,Bの全てについて、他の回
折光、例えば+m次の回折光、あるいは−m次の回折光
を使用することもできる。あるいは、図3に実施例と同
様に、回析格子13からの出力光の内、例えば一番明る
くエネルギ的に十分な0次の回折光から色信号Gを生成
し、−1次の回折光から色信号Rを生成し、+1次の回
折光から色信号Bをとることもできる。
折光、例えば+m次の回折光、あるいは−m次の回折光
を使用することもできる。あるいは、図3に実施例と同
様に、回析格子13からの出力光の内、例えば一番明る
くエネルギ的に十分な0次の回折光から色信号Gを生成
し、−1次の回折光から色信号Rを生成し、+1次の回
折光から色信号Bをとることもできる。
【0036】図6(b)に示すように、色信号Gの代わ
りに輝度信号Yをとることもできる。この場合は図6の
実施例と同様に、マスク25の開口を大きくしたり、ま
たはレンズ29を配してエネルギ的に効率よく集光した
り、更に両者を共に採用したりすることもできる。
りに輝度信号Yをとることもできる。この場合は図6の
実施例と同様に、マスク25の開口を大きくしたり、ま
たはレンズ29を配してエネルギ的に効率よく集光した
り、更に両者を共に採用したりすることもできる。
【0037】2次元像を撮像するカラー撮像装置では、
例えば図1に示す一次元の色分解光学装置において、フ
ァイバオプティックプレート7、マイクロレンズアレイ
11、回折格子13及びレンズ15、ラインセンサ1
7,19,21を一体化して、この一体化された1次元
色分解の光学装置10を被写体に対し相対的に移動(走
査)することにより行う。
例えば図1に示す一次元の色分解光学装置において、フ
ァイバオプティックプレート7、マイクロレンズアレイ
11、回折格子13及びレンズ15、ラインセンサ1
7,19,21を一体化して、この一体化された1次元
色分解の光学装置10を被写体に対し相対的に移動(走
査)することにより行う。
【0038】次に、本発明に係る光学装置が使用される
静止画像用のカラー撮像装置の一例として、静止画カメ
ラの構成を簡単に説明する。
静止画像用のカラー撮像装置の一例として、静止画カメ
ラの構成を簡単に説明する。
【0039】図7において、被写体の光像は、本発明に
係る光学装置を構成する一次元の撮像デバイスからなる
ラインセンサ17〜21に入射する。光学装置10の撮
影レンズ1とファイバオプティックプレート7の間に
は、絞り41,シャッター43等が配されている。絞り
41は、マイクロコンピュータ45からの制御信号によ
りモータ(図示せず。)を通じて開きの程度が制御され
る。シャッター43は、マイクロコンピュータ45から
の制御信号によりアクチュエータ(図示せず。)を通じ
て開閉が制御される。光学装置10は、マイクロコンピ
ュータ45からの制御信号により走査駆動装置63を通
じて走査方向の移動が制御される。
係る光学装置を構成する一次元の撮像デバイスからなる
ラインセンサ17〜21に入射する。光学装置10の撮
影レンズ1とファイバオプティックプレート7の間に
は、絞り41,シャッター43等が配されている。絞り
41は、マイクロコンピュータ45からの制御信号によ
りモータ(図示せず。)を通じて開きの程度が制御され
る。シャッター43は、マイクロコンピュータ45から
の制御信号によりアクチュエータ(図示せず。)を通じ
て開閉が制御される。光学装置10は、マイクロコンピ
ュータ45からの制御信号により走査駆動装置63を通
じて走査方向の移動が制御される。
【0040】ラインセンサ17〜21には、タイミング
ジェネレータ48から一定周期の読み出しパルスPが供
給されている。ラインセンサ17〜21から読み出され
た電荷は、電気信号として増幅器を通じて信号処理回路
49に供給される。信号処理回路49では、増幅器47
から供給された電気信号を使用している光学装置10に
応じて色信号R,G,Bまたは輝度信号Yと色差信号Y
−R,Y−Bからなるビデオ信号に変換または生成して
変調器51に供給する。変調器51によって変調された
ビデオ信号が増幅器53を通じて記録ヘッド55に供給
され、記録ヘッド55により、フローピィディスク24
にこの変調されたビデオ信号が記録される。
ジェネレータ48から一定周期の読み出しパルスPが供
給されている。ラインセンサ17〜21から読み出され
た電荷は、電気信号として増幅器を通じて信号処理回路
49に供給される。信号処理回路49では、増幅器47
から供給された電気信号を使用している光学装置10に
応じて色信号R,G,Bまたは輝度信号Yと色差信号Y
−R,Y−Bからなるビデオ信号に変換または生成して
変調器51に供給する。変調器51によって変調された
ビデオ信号が増幅器53を通じて記録ヘッド55に供給
され、記録ヘッド55により、フローピィディスク24
にこの変調されたビデオ信号が記録される。
【0041】信号処理回路49及び変調器51は、マイ
クロコンピュータ45によって制御される。このマイク
ロコンピュータ45には、リリース手段であるリリース
ボタン57、シャッター43、シャッタ速度を設定する
シャッター速度設定器59、絞りを絞り込む手段である
絞り込みボタン61及びタイミングジェネレータ48等
が接続されている。
クロコンピュータ45によって制御される。このマイク
ロコンピュータ45には、リリース手段であるリリース
ボタン57、シャッター43、シャッタ速度を設定する
シャッター速度設定器59、絞りを絞り込む手段である
絞り込みボタン61及びタイミングジェネレータ48等
が接続されている。
【0042】マイクロコンピュータ45には、CPU,
ROM,RAM及び入出力インターフェース等が含まれ
ている。ROMには、ソフトウェアとしてタイミングジ
ェネレータ48の制御情報等のプログラムが書き込まれ
ている。
ROM,RAM及び入出力インターフェース等が含まれ
ている。ROMには、ソフトウェアとしてタイミングジ
ェネレータ48の制御情報等のプログラムが書き込まれ
ている。
【0043】尚、上述の実施例は本発明の実施例であ
り、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が成し
得ることは勿論である。本発明の技術的範囲は特許請求
の範囲によってのみ特定される。
り、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が成し
得ることは勿論である。本発明の技術的範囲は特許請求
の範囲によってのみ特定される。
【0044】
【発明の効果】上述せる本発明によれば構成部品の光学
素子の形状がラインセンサとほぼ同形となり、ダイクロ
イックプリズムのような複雑な構成部品を用いることな
く、小形で且つ簡単な構成の光学装置を構成することが
できる。さらにこの光学装置を走査することにより、小
形で且つ簡単な構成のカラー撮像装置を提供することが
できる。
素子の形状がラインセンサとほぼ同形となり、ダイクロ
イックプリズムのような複雑な構成部品を用いることな
く、小形で且つ簡単な構成の光学装置を構成することが
できる。さらにこの光学装置を走査することにより、小
形で且つ簡単な構成のカラー撮像装置を提供することが
できる。
【図1】本発明に係る光学装置の一実施例を示す斜視図
である。
である。
【図2】図1に示す本発明に係る光学装置の正面図であ
る。
る。
【図3】本発明に係る光学装置において、RGBの各画
像信号を異なる次数の回折光から得る場合の実施例を示
す。
像信号を異なる次数の回折光から得る場合の実施例を示
す。
【図4】本発明に係る光学装置において、結像レンズを
個別の小形レンズにした場合の実施例を示す。
個別の小形レンズにした場合の実施例を示す。
【図5】本発明に係る光学装置において、RGBの各画
像信号を得るために直角プリズムを使用した場合の別の
実施例を示す。
像信号を得るために直角プリズムを使用した場合の別の
実施例を示す。
【図6】図6(a)は、図5の実施例において0次の回
折光を利用した場合を示し、図6(b)は、YRBの各
画像信号得る場合の実施例を示す。
折光を利用した場合を示し、図6(b)は、YRBの各
画像信号得る場合の実施例を示す。
【図7】図7は、本発明に係る光学装置を使用した静止
画カメラの一例を示す。
画カメラの一例を示す。
【図8】図8は、従来の一次色分解光度計を示す。
【図9】図9は、ダイクロイックプリズムを使用した従
来の一次色分解光度計を示す。
来の一次色分解光度計を示す。
1 撮影レンズ 3 結像面 5 スリット 7 ファイバオティックプレート(FOP) 9 マスク 10 光学装置 11 マルチレンズアレイ 13 回折格子 15,29 レンズ 15―1,15―2,15―3 小形レンズ 17,19,21 ラインセンサ 37 直角プリズム
Claims (3)
- 【請求項1】 被写体像を結像する撮影レンズと、 該結像された被写体像を伝達する光ファイバを多数束ね
たファイバオプティクプレートと、 該ファイバオプティクプレートに現れた被写体像をほぼ
平行な被写体像にするマイクロレンズアレイと、 該ほぼ平行な被写体像を分光する回折格子と、 該分光された被写体像を結像するレンズと、 該結像された被写体像を取り込む複数のラインセンサと
を備え、これら各光学素子を光軸に関して直列関係で配
したことを特徴とする光学装置。 - 【請求項2】 上記回折格子からの回折光の内、0次の
回折光を用いて上記ラインセンサにより輝度信号を生成
し、+m次の回折光を用いて上記ラインセンサにより第
1の色信号を生成し、−m次の回折光を用いて上記ライ
ンセンサにより第2の色信号を生成することを特徴とす
る請求項1に記載の光学装置。 - 【請求項3】 光軸に対して直列関係に配された請求項
1または2に記載の上記撮影レンズ、上記ファイバオプ
ティクプレート、上記マイクロレンズアレイ、上記回折
格子、上記レンズ及び上記複数のラインセンサを一体化
した光学装置と、 該光学装置を移動して2次元の撮影を行う走査手段とを
備え2次元静止画像を得るようにしたことを特徴とする
カラー撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6178770A JPH0843759A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光学装置及びカラー撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6178770A JPH0843759A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光学装置及びカラー撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0843759A true JPH0843759A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16054323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6178770A Pending JPH0843759A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 光学装置及びカラー撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0843759A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1367373A1 (en) * | 2001-03-06 | 2003-12-03 | Kabushiki Kaisha Photron | Multi-screen spectroscopic imaging device |
US6975457B1 (en) | 1998-03-10 | 2005-12-13 | Qinetiq Limited | Three-dimensional imaging system |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP6178770A patent/JPH0843759A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6975457B1 (en) | 1998-03-10 | 2005-12-13 | Qinetiq Limited | Three-dimensional imaging system |
EP1367373A1 (en) * | 2001-03-06 | 2003-12-03 | Kabushiki Kaisha Photron | Multi-screen spectroscopic imaging device |
EP1367373A4 (en) * | 2001-03-06 | 2006-11-02 | Photron Kk | SPECTROSCOPIC IMAGING DEVICE WITH MULTIPLE SCREENS |
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