JPH03276981A - solid state imaging device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a video image with high resolution by turning a transparent refraction plate as a step so as to correspond to one over integral number of a distance between adjacent charge storage elements of an image pickup element and synthesizing video signals at each position of the transparent refraction plate. CONSTITUTION:When stepping motors 11,12 are driven at a step angle of 8, the moving quantity (x) of an optical path at a face perpendicular to an optical axis is a specific value. Then every time the drive is implemented in the unit of one over integral number of adjacent charge storage elements 10a, 10b of an adjacent image pickup element 10, a video signal processing circuit 13 fetches a video signal and stores it into a memory, and reads the signal from the memory in the order corresponding to the optical position and synthesizes the signal to one frame pattern and outputs the result. Then the motors 11, 12 are used to move minutely as a step the transparent refraction plates 8, 9 in the vertical and horizontal directions of the pattern for the pickup, then a picture with resolution being a multiple of M of that of the image pickup element 10 is obtained by picking up the adjacent charge storage elements as M equal divisions.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、固体撮像素子を用いて高解像度の画像を得る
固体撮像装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device that uses a solid-state imaging device to obtain high-resolution images.

従来の技術一般に、固体撮像素子は、画素の各電荷を蓄積し、順次
転送することにより画像を撮像するので、その解像度が
電荷蓄積素子の密度に依存する。2. Description of the Related Art In general, a solid-state image sensing device captures an image by accumulating each pixel charge and sequentially transferring it, so its resolution depends on the density of the charge storage device.

従来、この固体撮像素子を用いて高解像度の画像を得る
固体撮像装置としては、特開昭６０−５４５７６号公報
、特開昭６０−７７６２８号公報に示す装置が知られて
おり、その概略構成を第３図に示す。Conventionally, as a solid-state imaging device that obtains a high-resolution image using this solid-state imaging device, devices shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-54576 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-77628 are known, and the schematic configuration thereof is as follows. is shown in Figure 3.

第３図に示す固体撮像装置においては、レンズ１と撮像
素子３の間に平行平面透明体２が配置されるとともに、
平行平面透明体２を図示実線及び破線で示すように、画
面の垂直方向に駆動するだめの圧電素子６が設けられて
いる。In the solid-state imaging device shown in FIG. 3, a parallel plane transparent body 2 is arranged between a lens 1 and an image sensor 3, and
As shown by solid lines and broken lines in the drawing, a piezoelectric element 6 is provided to drive the parallel plane transparent body 2 in the direction perpendicular to the screen.

上記構成において、映像信号処理回路４に同期する駆動
回路５によシ圧電素子６を駆動して透明体２を撮像素子
３の画面の垂直方向に微少回動させ、透明体２の屈折率
により電荷蓄積素子３ａ＋３ｂの間の画素を撮像し、こ
の透明体２の各位置において撮像された画素信号を映像
信号処理回路４によシ合成することにより高解像度の画
像を得るように構成されている。In the above configuration, the piezoelectric element 6 is driven by the drive circuit 5 synchronized with the video signal processing circuit 4 to slightly rotate the transparent body 2 in the vertical direction of the screen of the image sensor 3. It is configured to image the pixels between the charge storage elements 3a and 3b, and synthesize the imaged pixel signals at each position of the transparent body 2 in the video signal processing circuit 4, thereby obtaining a high-resolution image. .

したがって、上記従来例によれば、通常では撮像素子３
の電荷蓄積素子３ａ、３ｂにより撮像されない画像を、
圧電素子６により透明体２を撮像素子３の画面の垂直方
向に微少回動させることにより撮像するので、電荷蓄積
素子３ａ、３ｂの間の中央の画素を撮像すれば撮像素子
３の２倍の解像度の画像を得ることができ、まだ、電荷
蓄積素子３ａ、３ｂの間を３等分して撮像すれば撮像素
子３の３倍の解像度の画像を得ることができる。Therefore, according to the above conventional example, normally the image sensor 3
The image not captured by the charge storage elements 3a and 3b of
Since an image is captured by slightly rotating the transparent body 2 in the vertical direction of the screen of the image sensor 3 using the piezoelectric element 6, if the central pixel between the charge storage elements 3a and 3b is imaged, the image capturing area is twice as large as that of the image sensor 3. An image with a resolution three times that of the image sensor 3 can be obtained by dividing the area between the charge storage elements 3a and 3b into three equal parts.

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来の固体撮像装置では、圧電素子
６によシ平行平面透明体２を駆動するので、次のような
問題点がある。Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional solid-state imaging device described above, since the parallel plane transparent body 2 is driven by the piezoelectric element 6, there are the following problems.

（１）　　圧電素子６は、振動を利用して駆動するので
、３倍以上の解像度を得ようとすると、構造が複雑にな
り、また精度も問題となるので、実用上２倍の解像度を
得るのが限度となる。(1) The piezoelectric element 6 is driven using vibration, so if you try to obtain three times the resolution or more, the structure will become complicated and accuracy will become a problem. is the limit.

（２）平行平面透明体２を静止状態にすることが困難で
あるので、映像信号が劣化し、また、映像信号に同期し
て常時平行平面透明体２を回動させるので、この回動中
に映像信号を得ることになり、したがって、映像信号か
劣化するとともに、駆動機構の寿命が問題となる。(2) Since it is difficult to keep the parallel plane transparent body 2 in a stationary state, the video signal deteriorates, and since the parallel plane transparent body 2 is constantly rotated in synchronization with the video signal, during this rotation Therefore, the video signal deteriorates and the life of the drive mechanism becomes a problem.

本発明は上記従来の問題点に鑑み、簡単な構造で高解像
度の映像を得ることができる固体撮像装本発明は上記目
的を達成するために、透明屈折板を撮像素子の隣接電荷
蓄積素子の間の距離の整数分の１に対応するようにステ
ップ状に回動させるステッピングモータを設け、透明屈
折板の各位置において撮像素子により撮像された映像信
号を合成するようにしたものである。In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a solid-state imaging device that can obtain high-resolution images with a simple structure.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a solid-state imaging device that can obtain high-resolution images with a simple structure. A stepping motor is provided that rotates in steps corresponding to an integer fraction of the distance between the transparent refracting plates, and the video signals captured by the image pickup device at each position of the transparent refracting plate are combined.

作　　　　用本発明は上記構成により、ステッピングモータによシ透
明屈折板を駆動することが電気的に簡単であるので、簡
単な構造で高解像度の映像を得ることができる。Effects According to the present invention, with the above configuration, it is electrically simple to drive the transparent refracting plate by a stepping motor, and therefore a high-resolution image can be obtained with a simple structure.

実施例以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は、本発明に係る固体撮像装置の一実施例を示す構成図
、第２図は、第１図の透明屈折板を示す動作説明図であ
る。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, and FIG. 2 is an operation explanatory diagram showing the transparent refracting plate of FIG. 1.

第１図において、７は、被写体からの光を集光するレン
ズであシ、レンズ７の光軸に沿って順次、画面の垂直方
向に回動可能な透明屈折板８と、画面の水平方向に回動
可能な透明屈折板９と、撮像素子１０が配置されている
。尚、透明屈折板８．９は、その屈折率をｎとし、厚さ
をｔとする。In FIG. 1, 7 is a lens that condenses light from a subject, and sequentially along the optical axis of the lens 7, a transparent refracting plate 8 that can be rotated in the vertical direction of the screen, and a transparent refracting plate 8 that can be rotated in the horizontal direction of the screen. A rotatable transparent refracting plate 9 and an image sensor 10 are arranged. Note that the transparent refractive plate 8.9 has a refractive index of n and a thickness of t.

１１は、透明屈折板８を画面の垂直方向にステップ状に
回動させるためのステッピングモータ、１２は、透明屈
折板１１を画面の水平方向にステップ状に回動させるた
めのステッピングモータである。11 is a stepping motor for rotating the transparent refracting plate 8 in a stepwise manner in the vertical direction of the screen, and 12 is a stepping motor for rotating the transparent refracting plate 11 in a stepwise manner in the horizontal direction of the screen.

１３は、撮ｆ！Ｉ素子１０によシ撮像された画素信号を
記憶するメモリを備え、この画素信号を後述するように
合成して高解像度の画面の信号を出力する映像信号処理
回路、１４は、映像信号処理回路１３からの同期信号に
よシ、透明屈折板８．９が撮像素子１０の隣接電荷蓄積
素子１０ａ、Ｊｏｂ（第２図）の整数分の１単位で回動
するようにステッピングモータ１１．１２を駆動する回
路である。13 is shooting f! A video signal processing circuit includes a memory for storing pixel signals imaged by the I element 10, and synthesizes the pixel signals as described later to output a high-resolution screen signal; 14 is a video signal processing circuit; 13, the stepping motor 11.12 is activated so that the transparent refraction plate 8.9 rotates in integer fractions of the adjacent charge storage element 10a of the image sensor 10, Job (FIG. 2). This is the driving circuit.

次に、第２図を参照して上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained with reference to FIG.

第２図において、ステッピングモータ１１．１２がステ
ップ角度θで回動するように駆動すると、光軸と垂直な
面における光路の移動量Ｘは、となる。したがって、こ
の回動を隣接撮像素子１０の隣接電荷蓄積素子１０ａ、
　１０ｂの整数分の１単位で移動させる毎に映像信号処
理回路１３が映像信号を取り込んでメモリに記憶し、光
学上の位置に対応した順序でメモリから読み出し、１フ
レ−ムの画面に合成して出力する。In FIG. 2, when the stepping motors 11 and 12 are driven to rotate at a step angle θ, the amount of movement X of the optical path in a plane perpendicular to the optical axis is as follows. Therefore, this rotation is applied to the adjacent charge storage element 10a of the adjacent image sensor 10,
The video signal processing circuit 13 captures video signals every time the video signals are moved in integer fractions of 10b, stores them in the memory, reads them out from the memory in an order corresponding to the optical position, and synthesizes them into one frame screen. and output it.

したがって、上記実施例によれば、通常では撮像素子１
０の隣接電荷蓄積素子により撮像されない画像を、ステ
ッピングモータ１１．１２によシそれぞれ透明屈折板８
．９を画面の垂直方向、水平方向にステップ状に微少移
動させることにより撮像するので、隣接電荷蓄積素子の
間の中央の画素を撮像すれは撮像素子１０の２倍の解像
度の画像を得ることができ、また、隣接電荷蓄積素子の
間をＭ等分して撮像すれば撮像素子１０のＭ倍の解像度
の画像を得ることができる。Therefore, according to the above embodiment, normally the image sensor 1
The images that are not captured by the adjacent charge storage elements of
．． Since the image is captured by slightly moving the image sensor 9 in steps in the vertical and horizontal directions of the screen, it is possible to obtain an image with twice the resolution of the image sensor 10 by capturing an image of the central pixel between adjacent charge storage elements. Furthermore, if images are taken by dividing the space between adjacent charge storage elements into M equal parts, an image with a resolution M times that of the image sensor 10 can be obtained.

この場合、ステッピングモータ１１．１２　によりそれ
ぞれ透明屈折板８．９を回動するので、その制御は電気
的に簡単であり、したがって、従来例のような圧電素子
により制御する場合に比べて簡単な構造で高解像度の映
像を得ることができる。In this case, since the transparent refracting plates 8, 9 are rotated by the stepping motors 11, 12, their control is electrically simple, and therefore easier than controlling with piezoelectric elements as in the conventional example. The structure allows you to obtain high-resolution images.

発明の詳細な説明したように、本発明は、透明屈折板を撮像素子の
隣接電荷蓄積素子の間の距離の整数分の１に対応するよ
うにステップ状に回動させるステッピングモータを設け
、透明屈折板の各位置において撮像素子により撮像され
た映像信号を合成するようにしたので、ステッピングモ
ータにより透明屈折板を駆動することが電気的に簡単で
あり、したがって、簡単な構造で高解像度の映像を得る
ことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described in detail, the present invention provides a stepping motor that rotates a transparent refracting plate in steps corresponding to an integer fraction of the distance between adjacent charge storage elements of an image sensor. Since the video signals captured by the image sensor at each position of the refracting plate are combined, it is electrically simple to drive the transparent refracting plate with a stepping motor, and therefore high-resolution images can be produced with a simple structure. can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明に係る固体撮像装置の一実施例を示す
構成図、第２図は、第１図の透明屈折板を示す動作説明
図、第３図は、従来の固体撮像装置を示す構成図である
。７・・・レンズ、８．９・・・透明屈折板、１０　・撮
像素子、１１．１２・・・ステッピングモータ、１３・
映像信号処理回路、１４・・・駆動回路。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 2 is an operational explanatory diagram showing the transparent refracting plate of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a conventional solid-state imaging device. FIG. 7... Lens, 8.9... Transparent refracting plate, 10 - Image sensor, 11.12... Stepping motor, 13.
Video signal processing circuit, 14... drive circuit.

Claims (2)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]（１）撮像素子の光路の前に、光軸と垂直方向の面にお
いて回動可能に配置された透明屈折板と、前記透明屈折
板を前記撮像素子の隣接電荷蓄積素子の間の距離の整数
分の１に対応するようにステップ状に回動させるステッ
ピングモータと、前記透明屈折板の各位置において前記
撮像素子により撮像された映像信号を合成する回路とを
有する固体撮像装置。(1) A transparent refraction plate rotatably arranged in front of the optical path of the image sensor in a plane perpendicular to the optical axis, and an integer of the distance between the transparent refraction plate and the adjacent charge storage element of the image sensor. A solid-state imaging device comprising: a stepping motor that rotates in steps corresponding to 1/2; and a circuit that synthesizes video signals captured by the imaging element at each position of the transparent refracting plate.（２）前記透明屈折板は、画面の垂直方向に回動可能な
第１の透明屈折板と、画面の水平方向に回動可能な第２
の透明屈折板を備え、前記ステッピングモータは、前記
第１の透明屈折板を回動させる第１のステッピングモー
タと、前記第２の透明屈折板を回動させる第２のステッ
ピングモータを備えた請求項１記載の固体撮像装置。(2) The transparent refracting plate includes a first transparent refracting plate that is rotatable in the vertical direction of the screen, and a second transparent refracting plate that is rotatable in the horizontal direction of the screen.
A transparent refracting plate, wherein the stepping motor includes a first stepping motor that rotates the first transparent refracting plate, and a second stepping motor that rotates the second transparent refracting plate. The solid-state imaging device according to item 1.