JPS63284978A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS63284978A JPS63284978A JP62119753A JP11975387A JPS63284978A JP S63284978 A JPS63284978 A JP S63284978A JP 62119753 A JP62119753 A JP 62119753A JP 11975387 A JP11975387 A JP 11975387A JP S63284978 A JPS63284978 A JP S63284978A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/48—Increasing resolution by shifting the sensor relative to the scene
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
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の高
解像度化および装置の小型化と低価格化を図るため、被
写体からの光を透過する平行平板と、正弦波信号で前記
平行平板を駆動する圧電アクチュエータとを設け、正弦
波信号の半サイクルのピーク毎に平行平板を水平および
垂直方向に対して４５°方向に変位させるとともに、前
記正弦波信号のピーク領域の期間で固体撮像素子の蓄積
を、また、その他の期間で読出しを行なうように構成し
、小型で安価な正弦波駆動アクチュエータを用いるとと
もに、一方向のみの走査によって画素数を増加させ、高
解像の画像を得ることを可能としている。
解像度化および装置の小型化と低価格化を図るため、被
写体からの光を透過する平行平板と、正弦波信号で前記
平行平板を駆動する圧電アクチュエータとを設け、正弦
波信号の半サイクルのピーク毎に平行平板を水平および
垂直方向に対して４５°方向に変位させるとともに、前
記正弦波信号のピーク領域の期間で固体撮像素子の蓄積
を、また、その他の期間で読出しを行なうように構成し
、小型で安価な正弦波駆動アクチュエータを用いるとと
もに、一方向のみの走査によって画素数を増加させ、高
解像の画像を得ることを可能としている。
本発明は二次元固体撮像素子を用いた固体撮像装置に関
し、特に高解像度化および装置の小型化と低価格化を図
るようにした固体撮像装置に関するものである。
し、特に高解像度化および装置の小型化と低価格化を図
るようにした固体撮像装置に関するものである。
従来から観測視野を微少変位させ、等価的に撮像素子の
画素数を増加させたと同等の効果を得る画素補填方式が
提案されている。
画素数を増加させたと同等の効果を得る画素補填方式が
提案されている。
かかる画素捕虜方式においては、補填画素を得るための
視野変位の構造が複雑、且つ高価となることから、簡易
で安価な視野変位構造によって画素数を増加し、高解像
度が得られる固体撮像装置が要望されている。
視野変位の構造が複雑、且つ高価となることから、簡易
で安価な視野変位構造によって画素数を増加し、高解像
度が得られる固体撮像装置が要望されている。
第５図は従来の固体撮像装置の模式図、第６図は従来の
固体撮像装置の走査光学系の走査を説明するための図、
第７図ｔａｇ、 （ｂｌは従来の圧電アクチュエータの
駆動電圧波形図を示している。
固体撮像装置の走査光学系の走査を説明するための図、
第７図ｔａｇ、 （ｂｌは従来の圧電アクチュエータの
駆動電圧波形図を示している。
第５図において、光軸■１は、第１のフィルタ６の水平
方向での回転振動により、水平方向で走査され、また第
２のフィルタ７の垂直方向での回転振動により、垂直方
向で走査されて固体撮像素子５に入射する。
方向での回転振動により、水平方向で走査され、また第
２のフィルタ７の垂直方向での回転振動により、垂直方
向で走査されて固体撮像素子５に入射する。
以上の走査光学系による固体撮像素子の走査方法を第６
図および第７図を参照して説明する。
図および第７図を参照して説明する。
第７図は、第１および第２の圧電アクチュエータ６およ
び７を駆動する電圧波形図を示しており、（ａ）は各フ
ィルタを同一周波数で、位相差を持たせて駆動する場合
、（ｂ）は各フィルタを異なる周波数で駆動する場合を
示す。図中のＩ（レベルは固体撮像素子の視野を水平方
向では右方向、垂直方向では下方に走査し、Ｌレベルで
は上記と反対方向に走査する。
び７を駆動する電圧波形図を示しており、（ａ）は各フ
ィルタを同一周波数で、位相差を持たせて駆動する場合
、（ｂ）は各フィルタを異なる周波数で駆動する場合を
示す。図中のＩ（レベルは固体撮像素子の視野を水平方
向では右方向、垂直方向では下方に走査し、Ｌレベルで
は上記と反対方向に走査する。
第６図は５（水平）×５ （垂直）画素を有する固体撮
像素子５の画素配列を示す図であり、固体撮像素子５に
おける各画素１３−１〜１３−２５は、画素の幅と画素
間の間隔ｄを持って格子状に配列されている。
像素子５の画素配列を示す図であり、固体撮像素子５に
おける各画素１３−１〜１３−２５は、画素の幅と画素
間の間隔ｄを持って格子状に配列されている。
かかる固体撮像素子５において、いま、第７図＋８）、
（ｂｌに示すＡのタイミングでは固体撮像素子の視野
は第６図の■に対応し、Ｂのタイミングでは第６図の視
野■に、Ｃのタイミングでは第６図の視野■に、Ｄのタ
イミングでは第６図の視野■に対応する。
（ｂｌに示すＡのタイミングでは固体撮像素子の視野
は第６図の■に対応し、Ｂのタイミングでは第６図の視
野■に、Ｃのタイミングでは第６図の視野■に、Ｄのタ
イミングでは第６図の視野■に対応する。
このような走査を行うことにより、画素数は１０×１０
＝ １００となり、従来の走査方式による素子数５Ｘ
５＝２５の４倍の解像度が得られることになる。
＝ １００となり、従来の走査方式による素子数５Ｘ
５＝２５の４倍の解像度が得られることになる。
このようにして固体撮像素子５で得られた画素は順次信
号処理部３で画像処理され、表示部４で画像表示される
。
号処理部３で画像処理され、表示部４で画像表示される
。
上記の固体撮像素子の視野を走査する方式においては、
撮像素子の蓄積動作時に視野を固定するため、Ｘ、Ｙ方
向の変位に矩形波、又は台形波の駆動信号を用いており
、この矩形波、又は台形波による駆動信号に対して応答
速度の比較的高い積層型圧電素子が用いられる。
撮像素子の蓄積動作時に視野を固定するため、Ｘ、Ｙ方
向の変位に矩形波、又は台形波の駆動信号を用いており
、この矩形波、又は台形波による駆動信号に対して応答
速度の比較的高い積層型圧電素子が用いられる。
この積層型圧電アクチュエータは非常に高価であり、且
つ形状も大きいため、装置の小型化と低価格化を阻害し
ている。
つ形状も大きいため、装置の小型化と低価格化を阻害し
ている。
また、矩形波や台形波を発生する回路も複雑となり低価
格化を阻害する一因をなしている。
格化を阻害する一因をなしている。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、簡易
な視野変位構造で画素数を増加し、高解像度が得られる
とともに、小型化と低価格化が図れる固体撮像装置を提
供することを目的としている。
な視野変位構造で画素数を増加し、高解像度が得られる
とともに、小型化と低価格化が図れる固体撮像装置を提
供することを目的としている。
第１図は本発明の固体撮像装置の原理模式図を示してお
り、被写体１よりの放射光を集光する集光レンズ２と、
被写体を撮像する固体撮像素子５との間に光を透過する
平行平板１１と、該平行平板１１を正弦波信号で駆動す
る圧電アクチュエータ１２とを設け、正弦波信号の半サ
イクルのピーク毎に平行平板１１を水平および垂直方向
に対して４５°方向に変位させるとともに、前記正弦波
信号のピーク領域の期間で固体撮像素子５の蓄積を、ま
たその他期間で読出しを行なうように制御する制御部１
３を備えた構成としている。
り、被写体１よりの放射光を集光する集光レンズ２と、
被写体を撮像する固体撮像素子５との間に光を透過する
平行平板１１と、該平行平板１１を正弦波信号で駆動す
る圧電アクチュエータ１２とを設け、正弦波信号の半サ
イクルのピーク毎に平行平板１１を水平および垂直方向
に対して４５°方向に変位させるとともに、前記正弦波
信号のピーク領域の期間で固体撮像素子５の蓄積を、ま
たその他期間で読出しを行なうように制御する制御部１
３を備えた構成としている。
第２図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）は本発明の平行平板
の走査と固体撮像素子の動作との関係を説明するための
図、第３図は本発明の走査方式を説明するための図であ
る。
の走査と固体撮像素子の動作との関係を説明するための
図、第３図は本発明の走査方式を説明するための図であ
る。
平行平板１１は、その透過面を光軸に対して垂直に設け
られており、圧電アクチュエータ１２により、第２図（
ａｌに示すように、正弦波信号Ａの半サイクルのピーク
毎に傾斜角０°から４５°斜め方向に、また４５°斜め
方向から傾斜角０°に変位される。
られており、圧電アクチュエータ１２により、第２図（
ａｌに示すように、正弦波信号Ａの半サイクルのピーク
毎に傾斜角０°から４５°斜め方向に、また４５°斜め
方向から傾斜角０°に変位される。
制御部１３は、第２図（ｂ）に示すように、平行平板１
１の変位と同期して正弦波のピーク領域の期間りで蓄積
信号Ｂを、その他の期間に読出し信号Ｃを固体撮像素子
５に出力する。
１の変位と同期して正弦波のピーク領域の期間りで蓄積
信号Ｂを、その他の期間に読出し信号Ｃを固体撮像素子
５に出力する。
固体撮像素子５は、第２図（′ｂ）の蓄積信号Ｂおよび
読出し信号Ｃに同期して第２図（Ｃ１のタイミングで変
位Ｏ°と変位４５°との画像の蓄積と、蓄積された画像
の続出しを行なう。
読出し信号Ｃに同期して第２図（Ｃ１のタイミングで変
位Ｏ°と変位４５°との画像の蓄積と、蓄積された画像
の続出しを行なう。
また、第２図（ａ）に示すように、平行平板１１が視野
の水平および垂直方向に対して４５°をなす斜め方向に
変位することにより、第３図に示すように、固体撮像素
子５の各画素の受光部（１，２，３・・９）が斜め４５
°方向にある不感部分（１’、２′３′・・９に移動し
たのと等価になる。このようにして固体撮像素子５で検
知された１、２．３・・９および１’、２’、３”・・
９′ の各画素は画像処理部１４に送られる。
の水平および垂直方向に対して４５°をなす斜め方向に
変位することにより、第３図に示すように、固体撮像素
子５の各画素の受光部（１，２，３・・９）が斜め４５
°方向にある不感部分（１’、２′３′・・９に移動し
たのと等価になる。このようにして固体撮像素子５で検
知された１、２．３・・９および１’、２’、３”・・
９′ の各画素は画像処理部１４に送られる。
画像形成部１４は、残りの不感領域（ａ、 ｂ、
ｃ・・ｒ）を、例えば不感領域ｅの場合、その外周の画
素（２＋２”＋１”＋５）／４として平均値を出して不
感領域ｅの画素値とし、それぞれ平均画素値を第３図の
当該画素に付与し、１フレームの画像を成形して表示部
４で表示する。
ｃ・・ｒ）を、例えば不感領域ｅの場合、その外周の画
素（２＋２”＋１”＋５）／４として平均値を出して不
感領域ｅの画素値とし、それぞれ平均画素値を第３図の
当該画素に付与し、１フレームの画像を成形して表示部
４で表示する。
第４図は本発明の一実施例の固体撮像装置の模式図であ
る。
る。
第４図において一実施例の固体撮像装置は、被写体１よ
りの放射光を集光する集光レンズ２と、被写体１を撮像
する固体撮像素子５との間に光を透過する平行平板１１
と、平行平板１１を正弦波信号で駆動するバイモルフ型
圧電アクチュエータ１２と、正弦波信号の半サイクルの
ピーク毎に平行平板１１を水平および垂直方向に対して
４５°方向に変位させるとともに、正弦波信号のピーク
領域の期間で固体撮像素子５の蓄積を、またその他期間
で読出しを行なうように制御する制御部１３をを備えた
構成としている。
りの放射光を集光する集光レンズ２と、被写体１を撮像
する固体撮像素子５との間に光を透過する平行平板１１
と、平行平板１１を正弦波信号で駆動するバイモルフ型
圧電アクチュエータ１２と、正弦波信号の半サイクルの
ピーク毎に平行平板１１を水平および垂直方向に対して
４５°方向に変位させるとともに、正弦波信号のピーク
領域の期間で固体撮像素子５の蓄積を、またその他期間
で読出しを行なうように制御する制御部１３をを備えた
構成としている。
また、一実施例の画像処理部１４は、第１の記憶部１５
と、演算部１６と、第２の記憶部１７とで構成している
。
と、演算部１６と、第２の記憶部１７とで構成している
。
本実施例の走査動作を第２図および第３図を参照して説
明する。
明する。
平行平板１１は、その透過面が光軸Ｈに対して垂直（傾
斜角度０°）に配置されている。
斜角度０°）に配置されている。
このように、傾斜角Ｏ°に設定された平行平板１１は、
バイモルフ型圧電アクチュエータ１２により、第２図（
ａｌに示すように、正弦波信号Ａの半サイクルのピーク
毎に傾斜角０°から４５°斜め方向に、また４５°斜め
方向から傾斜角０°に変位される。
バイモルフ型圧電アクチュエータ１２により、第２図（
ａｌに示すように、正弦波信号Ａの半サイクルのピーク
毎に傾斜角０°から４５°斜め方向に、また４５°斜め
方向から傾斜角０°に変位される。
一方、制御部１３は、第２図世）に示すように、平行平
板１１の変位と同期して正弦波のピーク領域の期間りで
蓄積信号Ｂを、その他の期間に読出し信号Ｃを固体撮像
素子５に出力する。
板１１の変位と同期して正弦波のピーク領域の期間りで
蓄積信号Ｂを、その他の期間に読出し信号Ｃを固体撮像
素子５に出力する。
固体撮像素子５は、第２図（ｂ）の蓄積信号Ｂおよび読
出し信号Ｃに同期して第２図（Ｃ）のタイミングで変位
０°と変位４５°との画像のＭ＃１と、蓄積された画像
の読出しを行なう。
出し信号Ｃに同期して第２図（Ｃ）のタイミングで変位
０°と変位４５°との画像のＭ＃１と、蓄積された画像
の読出しを行なう。
また、第２図（ａ）に示すように、平行平板１１が視野
の水平および垂直方向に対して４５°をなす斜め方向に
変位することにより、第３図に示すように、固体撮像素
子５の各画素の受光部（１，２，３・・９）が斜め４５
°方向にある不感部分（１′、２”。
の水平および垂直方向に対して４５°をなす斜め方向に
変位することにより、第３図に示すように、固体撮像素
子５の各画素の受光部（１，２，３・・９）が斜め４５
°方向にある不感部分（１′、２”。
３′・・９に移動したのと等価になる。このようにして
固体撮像素子５で検知された１、２．３・・９および１
’、２’３′・・９′ の各画素は画像処理部１４に送
られる。
固体撮像素子５で検知された１、２．３・・９および１
’、２’３′・・９′ の各画素は画像処理部１４に送
られる。
第４図において、固体撮像素子５より送られてきた１、
２．３・・９および１”、２′３′・・９゛ の各画素
は第１の記憶部１５の所定のアドレスに一時格納され、
第３図に示すパターンを形成し、その後、外部からの読
出し信号により、それぞれの不感領域（ａ、ｂ、ｃ・・
ｒ）の外周の画素、例えば不感領域ｅの場合は２．２”
、ｌ”。
２．３・・９および１”、２′３′・・９゛ の各画素
は第１の記憶部１５の所定のアドレスに一時格納され、
第３図に示すパターンを形成し、その後、外部からの読
出し信号により、それぞれの不感領域（ａ、ｂ、ｃ・・
ｒ）の外周の画素、例えば不感領域ｅの場合は２．２”
、ｌ”。
５とを読み出して演算部１６に出力する。演算部１６は
（２＋２′＋１’＋５）／４を演算して平均画素値を算
出する。
（２＋２′＋１’＋５）／４を演算して平均画素値を算
出する。
第２の記憶部１７は、第１の記憶部１５と同様に第３図
の画素パターンを記憶しており、演算部１６より入力す
る平均画素値を該当不感領域に格納して不感領域をなく
し、表示部４で画像表示する。
の画素パターンを記憶しており、演算部１６より入力す
る平均画素値を該当不感領域に格納して不感領域をなく
し、表示部４で画像表示する。
これによって、固体撮像素子数の４倍の画素が得られ、
高分解能の画像が得られる。また、バイモルフ型圧電ア
クチュエータは、正弦波状の微少な変位を容易に行なえ
るとともに、安価で小型であるため、高解像度化と装置
の小型化、低価格化となる。
高分解能の画像が得られる。また、バイモルフ型圧電ア
クチュエータは、正弦波状の微少な変位を容易に行なえ
るとともに、安価で小型であるため、高解像度化と装置
の小型化、低価格化となる。
以上説明したように本発明によれば、正弦波信号で駆動
するバイモルフ型圧電アクチュエータを用い、一方向の
みの走査により固体撮像素子数の４倍の画素数を得るよ
うにしたことにより、高解像度化と、装置の小型化およ
び低価格化が可能となる。
するバイモルフ型圧電アクチュエータを用い、一方向の
みの走査により固体撮像素子数の４倍の画素数を得るよ
うにしたことにより、高解像度化と、装置の小型化およ
び低価格化が可能となる。
第１図は本発明の固体撮像装置の原理模式図、第２図は
本発明の平行平板の走査と固体撮像素子の動作を説明す
るための図、 第３図は本発明の走査方式を説明するための図、第４図
は一実施例の固体撮像装置の模式図、第５図は従来の固
体撮像装置の模式図、ｆｔ’ｒ ６図は従来の固体撮像
装置の走査光学系の走査を説明するための図、 第７図は圧電アクチュエータの駆動電圧波形図である。 図において、ｌは被写体、２は集光レンズ、３゜は信号
処理部、４は表示部、５は固体撮像素子、６および７は
第１および第２のフィルタ、８および９は第１および第
２の圧電アクチュエータ、１０は回転軸、１１は平行平
板、１２は圧電アクチュエータ（バイモルフ型）、１３
は制御部、１３−１〜１３−２５は画素、１４は画像処
理部、１５および１７は第１および第２の記憶部、１６
は演算部を示している。 李ダ明り廚停謹本暮１シ厘理裁或圓 第１図 第２図 オド発８月偽足金力’に、’ｒｅ訝明万１ルーーの第３
図 第４図 第５図 第６図 （Ｑ） ａｎ圧電７７チユエータめ、チ」ゆ′膚り千〃芝形ご第
７図
本発明の平行平板の走査と固体撮像素子の動作を説明す
るための図、 第３図は本発明の走査方式を説明するための図、第４図
は一実施例の固体撮像装置の模式図、第５図は従来の固
体撮像装置の模式図、ｆｔ’ｒ ６図は従来の固体撮像
装置の走査光学系の走査を説明するための図、 第７図は圧電アクチュエータの駆動電圧波形図である。 図において、ｌは被写体、２は集光レンズ、３゜は信号
処理部、４は表示部、５は固体撮像素子、６および７は
第１および第２のフィルタ、８および９は第１および第
２の圧電アクチュエータ、１０は回転軸、１１は平行平
板、１２は圧電アクチュエータ（バイモルフ型）、１３
は制御部、１３−１〜１３−２５は画素、１４は画像処
理部、１５および１７は第１および第２の記憶部、１６
は演算部を示している。 李ダ明り廚停謹本暮１シ厘理裁或圓 第１図 第２図 オド発８月偽足金力’に、’ｒｅ訝明万１ルーーの第３
図 第４図 第５図 第６図 （Ｑ） ａｎ圧電７７チユエータめ、チ」ゆ′膚り千〃芝形ご第
７図
Claims (1)
- 被写体（１）よりの放射光を集光する集光レンズ（２）
と、前記被写体を撮像する固体撮像素子（５）との間に
挿入され光を透過する平行平板（１１）と、該平行平板
を正弦波信号の半サイクルで水平および垂直方向に対し
て４５°方向に変位させる圧電アクチュエータ（１２）
とを備えるとともに、前記正弦波信号のピーク領域の期
間で蓄積を、その他の期間で読出しを行うように前記固
体撮像素子を制御する制御部（１３）を備えて成ること
を特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62119753A JPS63284978A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62119753A JPS63284978A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63284978A true JPS63284978A (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=14769305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62119753A Pending JPS63284978A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63284978A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03231589A (ja) * | 1990-02-06 | 1991-10-15 | Victor Co Of Japan Ltd | 撮像装置 |
| US5402171A (en) * | 1992-09-11 | 1995-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic still camera with improved picture resolution by image shifting in a parallelogram arrangement |
| WO1996027980A1 (fr) * | 1995-03-06 | 1996-09-12 | Hitachi, Ltd. | Camera electronique de haute precision et principe de fonctionnement |
| WO1998030022A1 (fr) * | 1996-12-26 | 1998-07-09 | Sony Corporation | Dispositif d'acquisition d'images a haute resolution et procede de capture d'images |
| US5920342A (en) * | 1994-09-16 | 1999-07-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image input apparatus for capturing images of multiple resolutions |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62119753A patent/JPS63284978A/ja active Pending
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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