JPS60259074A - カラ−ビデオカメラ - 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】 （技術分野） この発明は、カラービデオカメラ、詳しくは、単板式も
しくは単管式の２次元カラー撮像素子を用いる、カラー
ビデオカメラに関する。

（従来技術） 民生用のカラービデオカメラにおいては、カメラの小型
化、低コスト化、低消費電力化のため、単板式もしくは
、単管式の２次元カラー撮像素子が用いられている。

単板式もしくは単管式の２次元カラー撮像素子は、単一
の自己走査型撮［象素子あるいは単一の撮像管を用いて
、カラー画１象を色分解して信号化しうるようにしたも
のであって、カラー佃百象を光学的に６原色に色分解す
るために、空間的色変調フィルターを、光電変換部に配
備する。

空間的色変調フィルターというのは、６種の微小なフィ
ルターを、光電変換部における画素配列に応じて２次元
的にプレイ配列したものであり、６種の微小なフィルタ
ーは、３原色の各色、すなわち、原色型なら赤、緑、宵
、補色型なら、７１）、マゼ／り、イエローの、光を透
過させる。すなわち、原色型の場合、６種の微小なフィ
ルターの一種は、赤色光を透過させ、別の一種は緑色光
を透過させ、他の一種は青色光を透過させるのである。

このような、３種の微小フィルターが、光電変換部に、
画素配列に対応して配列される訳である。従って、例え
ば単板式の２次元カラー撮像素子では、壁間的色変調フ
ィルターを構成する個々の微小なフィルターの下に、ひ
とつづつ受光累子が配列されている訳である。

このような単板式、重管式の２次元カラー撮１象素子に
、結［象しノズでカラー像を結像させた場合、光電変換
面上の隙に、空間周波数の高い部分があると、この部分
が凝色信号として識別さ）１１、再現させたカラー画１
象において＆１：、上記空間周波数の賜い部分が、本来
の色とは別の色に着色されてしまうという、ルテ謂漕色
現象が生ずることがある。

この着色梼象を有効に軽減、する方法として、結［象レ
ンズ系と２次元カラー撮［象累子との間に、水晶や方解
石等、複屈折を生ずる材質による複屈折板を配備する方
法が知られている。

才・２図は、複屈折板による複屈折し象？説明図と１〜
て示している。

複屈折板１０は、例えば、水晶板であイ）とすると、入
射面、射出面が、光学軸て対して約４５°傾くように切
り出されており、入射面の押ｌから尤り。を入射させる
と、光り。と、複屈折板札中で常光線Ｌ１　と異常Ｘ：
、線Ｌ２　とに分か１１、射出する常光線Ｌ１　と異常
光ｋＬ２　とは、互いに、距１ｉｌｉＩＷだけ分ＩＡ（
１，する。この距離Ｗを分離幅と（・う。

とのとき、分離幅Ｗは、複屈折板札の厚さをｄ、常光線
Ｌ１．．　＋異常光線Ｌ２　に対する屈折率を、それぞ
れｎ。、ｎｏとして、 で与えら２１．る。

そこで、結１象し／ズと、この結（象しノズによる＠面
との間（【、複屈折板１Ｇを配備し、複屈折板１０の入
射面を、結１象し／ズの元軸に直交させ、この状態ｔＣ
おいて、結（酸レンズにより、咀光源の橡な、結［象さ
せてろ、ると、常光線による橡と、異常光線（でよる（
象とが、互い（（分離幅Ｗだけ分離して重畳して結倚す
るので、像面における光強度分布は、牙６図に示す如き
ものとなる。

そこで、分離幅Ｗが、空間的色変調フィルターの水平方
向における、微小なノイルターの、色配列の繰返し周期
Ｔ。の１／２となるｒ５に、複屈折板を形成して、これ
を、結（象し／ズと２次元カラー撮像素子との間に配備
することにより、上記着色現象を有効ＶＣ＠減しうろこ
とが知られている。

この場合、傾屈折板は、空間周波数低域フィルターとし
て作用し、２次元カラー撮像素子に対し、高空間周波数
成分を遮断することに↓り酒色現象ヶ防止しているので
ある。

しかしながら、複屈折板を、空間周波数低域フィルター
として使用する場合、解像性能が低下するという副作用
がある。この屈につし・て、ＭＴＦを用いて簡単に読切
しておく。

今、サイン関数に従って変化する元づ」ｉ度分荀（空間
周波数をＵとする）と考え、この光強度分布が複屈折板
を透過したとすると、透過光における光強度分布は、位
相が分離幅Ｗたけづれた同じサイン関数の合成となるか
ら、；腹力充折板のＭ　Ｔ　Ｆ汀、 Ｍ　ＴＦ　（複屈折板）　−１ｃｏｓπｕｘｌ　（２１
と表されろ。

結像し／ズのＭ　Ｔ　ＦをＭＴＦ（レンズ）とあられす
と、結（象レノ・ズと複屈折板との総合的なＭＴＦば、
これをＭ　Ｔ　Ｆ　（全９と表すことにすると、Ｍ　Ｔ
　Ｆ　（全）　＝　Ｍ　Ｔ　Ｆ　（複屈折板）　Ｘ　Ｍ
　Ｔ　Ｆ（レンズ） となる。（２）式を用いると、 （３） とな’−ｊｎ　ｏ５　１ｃｏｓπｕＸＩｉ”−，１であ
るから、複屈折板を用い石〕ことにより、結像面」二の
Ｍ　Ｔ　Ｆ　＆工、結り′象しノズ本来のＭ　Ｔ　Ｆよ
り小さくなってしまう。

この関係を矛４図に示す。矛４図ｉ’（お（′て、曲線
４−１は結像し／ズのＭＴＦすなわちＭ　’ｒ　Ｆ（し
／ズ）、曲線４−２は複屈折板のＭ　Ｔ　ＦすなわちＭ
　’Ｉ’　Ｆ　（複屈折板〕、曲線４−３は５結１象面
におけるＭ　Ｔ　ＦすなわちＭ　Ｔ　Ｆ　（全ンである
。なおυ。は遮断周波数と呼ばれ、複屈折板の分離幅し
かし、カラービデオカメラにおけろ被写体は通常は、６
次元的な奥ゆきなもった立体像であり複屈折板を用いる
ことによるＭ　Ｔ　Ｆの低下は、立体像の撮影ではさほ
ど問題とはならない。

ところで、前述の先色現象は、被写体が平面的なもので
あるときは、複屈折板を用いなくとも、結［段位置を焦
点はずれ（所謂デフォーカスの状態とすること（でよっ
て、有効に除去される。

以下、これを、簡単に説明する。

今、結像しノズＶｒｃ関し、物体側の特定の物体面と、
［像側の特定の□□□面か共役関係にあるものとする。

このとき、物体面上に点光源を配し、（像面上におげろ
点光源の像の光強度分布が、３・５図の曲線５−１の如
きもので゛あったとする。次に、像面な若干変位させる
などして、少しデフォーカスしてみると、点光源像の光
強度分布は牙５図の曲線５−２の如きものとなり、デフ
ォーカスがさらに大きくなると、点光源（象はさらにぼ
やけて光強度分布は、２・５図の曲線５−３の如きもの
となる。

ところで、良く知られたように、結像レンズのｙｉ　Ｔ
　Ｆは、点光源像のフーリエ変換であるから、坩・５図
の曲線５−１．５−２．５−’３を、それぞれフーリエ
変換すると、合焦状態およびテフメーカス状態でのＭ　
Ｔ　Ｆがめられる。

２・６図の曲線６−１．６−２．６−３は、このように
して得られたＭＴＦを示すものであって、それぞれ、第
５図の曲＠５−１．５−２．５−３に対応する。

このことから、デフォーカスが大きくなるに従って、遮
断周波数（Ｍ　Ｔ　Ｆが口となる空間周波数）は、次牙
に低空間周波数側にすれる。

そこで、デフォーカス量を調整して、遮断周波数υ。が
、仝量的色変調フィルターにおける、前述の繰返し周期
Ｔ。の１／２となる↓うにすれば（オ６図１曲線６−４
参照）、υ０　以上の空間周波数成分は、完全に除去さ
れ、着色現象は完全に防止される。しかも、複屈折板を
用いたときのＭＴＦ（矛６図に比較のために薔き入れで
ある曲線４−６、矛４図の曲線４−６と同一のものであ
る。）と比較して、曲線６−４はＭ　Ｔ　Ｆの値でもす
ぐれている。すなわち、デフォーカスによって着色現象
を防止するときは、複屈折板を用いる場合に比して、解
１象性が良好である。

しかし、デフォーカスによって着色現象を防止しうるの
は、被写体が、平面的なものである場合に限られる。被
写体が立体的で、奥ゆきを有する場合には、被写体に対
して、２次元カラー撮［象累子の光電変換面をデフォー
カス状態にしても、背景部分などには、上記光電変換面
にぴたりと結（象する部分があり、この部分に空間周波
数の高い部分があると、やはり着色現象が発生してしま
うからである。

しかし、カラービデオカメラでも、新聞、雑紙等、ある
いは絵画等の平面的な被写体を撮影することがあり、こ
のような場合には、旨い解像性能が要求されろか、複屈
折板？用いている限り、このような場合に要求される高
解像度を実現するのが困難である。

（目　的） そこで、本発明は、このような問題を解決し、平面的な
被写体に対しては、十分な解像性能で撮影を行ないうる
、カラービデオカメラの提供を目的とする。

（構　成） 以下、本発明を説明する。

本発明の％敵とするところは、空間層仮数低域フィルタ
ーとしての複屈折板を、結［象レンズと、２次元カラー
撮母素子との間に、力４メラ操作によって出入可能とし
た２娠に存する。

さきにのべたように、着色現象の除去のために用いられ
る複屈折板は、解像性能の低下をもたらす。この解１象
性能の低下は、立体的被写体の撮影では殆ど問題となら
ないが、新聞等の平面的被写体を接写撮影する際には問
題となる。

一方、デフォーカスによる、着色現象の除／去は、解像
性能の大きな低下をもたらすととがなく、複屈折板を用
いる場合に比して、撮影の解像性能は高い。しかし、立
体的な被写体の撮影に際にて、必しすしも着色現象を防
止できない。

そこで、本発明では、複屈折板を、結像レンズと２次元
カラー撮麻素子との間に重大可能とし、被写体が立体的
であるか平面的であるかＣ（応じて、適切な撮影を行な
いうるようにした。

複屈折板の、結像レンズと２次元カラー撮像素子の間へ
の出入れは、カメラ操作によって行う。

例えば、レバー等の操作で手動的に行うようにしてもよ
いし、ｉ枢動モークー等を用いて、自動的に行なうよう
にし一〇もよい。

矛１図に、本発明の１実砲例を説明図的に示す。

２１１図において、符号２０は、カラービデオカメラの
結像レンズ（一般にズームレンズである。）、符号２２
は複屈折板、符号２４は単板式の２次元カラー撮は素子
、符号Ｆは、空間的色変調フィルターを示す。

複屈折板２２は、常態では実線に示す態位すなわち、結
像レンズ２０と２次元カラー撮［象素子２４との間（（
配備されている。

新聞紙を接写撮影するとぎは、スイッチ２６を押す。す
ると、図示さ才ｔない表示手段により、平面撮影モート
となったことが表示される。スイッチ２６　は駆動モー
ター２８を作動させる。駆動モーター２８は、例えばガ
イドやワイヤー等により構成される駆動機構を駆動して
、杉油折板２２な破線の位置まで変位させる。

同筒に、結［象しノズ２０による２次元カラー撮像素子
の光電変換面上のＭ　Ｔ　Ｆの遮断周波数υ。が、空間
的色変調フィルターＦにおける繰り遅し周期Ｔｏ　の１
／２となるように、テフメーカス操作がなされる。この
テフォーカス操作は、納置し／ズ２０　の操作（（よっ
て行っても良く、ある（・は、結（像し／ズ江の最良結
［像面から、上記光電変換面をずらすように、２１大元
カラー撮［象素子を微小変位させることによって行って
もよい。

平面撮影モードの状態において、スイッチ２６が押さｆ
ｔろと、平面撮影モードの表示は消され、駆動モーター
２８、駆動機構６旧よ、複屈折板２２を、結［象レンズ
２０と２次元カラー撮＠素子２４との間・＼もどす。

（効　果） 以上、本発明によれば、新規なカラービデオカメラを提
供できる。このカラービデオカメラにおいては、複屈折
板を、結像し／ズと２次元カラー撮倚素子との間に出入
さセることが可能であるので、被写体が立体的なもので
あるか、平面的なものであるかに応じて、漕色現象を防
止オるのに最適の防止方伝で行う、二とができ、特に、
平面的な級写体の撮影の際して、解ｆ！性能ケ回上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

オ・１図は、本発明の１実姉例？説明１−４ノだめの説
明図、オ・２図ないし２・４図は、複屈折板の作用を説
明するための図、珂・５図および矛６図は、光色ぢビ象
の、テフォーカスによる防止を貌明才ろたｙ）の図であ
る。 ２［１・・・結１象レノズ、１０．２２・複屈折板、２
４・単板式の２欠光カラー撮１象索子 側　）　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単板式もしくは単管式の２次元カラー撮像素子を用いる
   カラービデオカメラであって、結像レンズと、２次元カ
   ラー撮１象累子との間に、を間部波数低域フィルターと
   しての、透過型の複屈折板を、カメラ操作によって、出
   入可能としたことを特数とする、カラービデオカメラ。