(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射される撮像光のうち赤色の撮像光を受光しこの撮像光に応じた赤色用の撮像信号を形成して出力する赤色用受光素子、上記撮像光のうち青色の撮像光を受光しこの撮像光に応じた青色用の撮像信号を形成して出力する青色用受光素子及び上記撮像光のうち緑色の撮像光を受光しこの撮像光に応じた緑色用の撮像信号を形成して出力する緑色用受光素子からなる受光手段と、
上記受光素子に照射する撮像光の光路を所定時間毎に、水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフトする光路シフト手段と、
上記受光手段からの各撮像信号が有する全周波数のうち、所定周波数以下の周波数成分を抽出して出力するローパスフィルタと、
上記ローパスフィルタにより抽出された各撮像信号を、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数の２倍のサンプリングパルスでサンプリングするとともに、このサンプリングにより形成された各撮像信号から上記ナイキスト周波数の２倍以上の周波数成分を除去して出力する再サブナイキストサンプリング手段と、を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
上記受光手段は、上記赤色用受光素子及び青色用受光素子が同じ位置の撮像光を空間サンプリングし、上記緑色用受光素子が、上記赤色用受光素子及び青色用受光素子の空間サンプリング位置から水平方向に１／２画素ピッチ分ずれた位置の撮像光を空間サンプリングすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
上記受光手段は、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ位置の撮像光を空間サンプリングすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
上記光路シフト手段は、
上記撮像光のうち第１の偏光方向の撮像光のみを透過する偏光板と、
所定時間毎にオンオフされる電圧に応じて、上記偏光板からの第１の偏光方向の撮像光をそのまま出射し、また、上記偏光板からの第１の偏光方向の撮像光を、第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の撮像光に変換して出射する電圧駆動型の液晶板と、
上記液晶板から第１の偏光方向の撮像光が入射されたときには、該第１の偏光方向の撮像光の光路を変えることなくそのまま上記各色用撮像素子に照射し、上記液晶板から第２の偏光方向の撮像光が入射されたときには、該第２の偏光方向の撮像光の光路を所定分シフトして上記各色用撮像素子に照射する水晶板と、から構成され、
上記偏光板，液晶板及び水晶板は、上記第２の偏光方向の撮像光の光路を斜めにシフトするように位置調整されていることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
上記ローパスフィルタは、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数以下の各撮像信号を抽出して出力する理想ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
上記ローパスフィルタは、上記各撮像信号を、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数の前後にかけて徐々にカットオフして出力する対称ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項７】
上記ローパスフィルタは、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数以上で所定周波数以下の各撮像信号を抽出して出力するナイキストオーバーローパスフィルタであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばハイビジョン対応型のカメラ装置や該ハイビジョン対応型のビデオカメラ装置等に設けて好適な固体撮像装置に関し、特に、いわゆる３板式の受光部に、撮像光を所定分斜めにシフトしながら撮像を行うとともに、この撮像信号に再サブナイキストサンプリング処理を施して出力することにより、撮像信号の高解像度化等を図った固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、赤色（Ｒ）用の固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ），緑色（Ｇ）用のＣＣＤイメージセンサ及び青色（Ｂ）用のＣＣＤイメージセンサを有する、いわゆる３板式の固体撮像装置が知られている。
【０００３】
この固体撮像装置は、図１１に示すような構成を有しており、撮像光は、撮像レンズ１００及びオプティカルローパスフィルタ（ＯＰＬＰＦ）１０１を介してダイクロイックプリズム１０２に入射される。上記ダイクロイックプリズム１０２は、上記撮像光を３分割して出射する。この３分割された撮像光は、それぞれ各色用フィルタ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂに入射される。上記各色用フィルタ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂは、上記入射された撮像光からＲの撮像光のみ，Ｇの撮像光のみ，Ｂの撮像光のみを抽出して出射する。この各色の撮像光は、それぞれ各色用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂに照射される。
【０００４】
上記各色用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、高解像度の撮像信号を形成すべく、図１２に示すように、Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ及びＢ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｂが同じ位置の撮像光を受光するように設けられているのに対し、Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇは、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｂが受光する撮像光の中間の撮像光を受光するように設けられている。
【０００５】
上記各色用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、それぞれ各色の撮像光を受光して光電変換を行うことにより、各色の撮像信号を形成して出力する。この各色の撮像信号は、それぞれＬＰＦ１０５〜１０７に供給される。また、上記各色の撮像信号のうち、Ｒの撮像信号及びＧの撮像信号は、それぞれディテール形成回路１０８に供給される。
【０００６】
上記各色の撮像信号は、図１３（ａ）に実線で示すように例えば１４ＭＨＺの周波数帯域を有しているが、同図（ａ）中左斜線で示すようにＲ，Ｂの撮像信号と同相の折り返し成分が生じている。また、上述のように、上記Ｇ用のＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇは、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｂが受光する撮像光の中間の撮像光を受光するように設けられていることから、上記Ｒ，Ｂの撮像信号と同相の折り返し成分とは逆相の、図１３（ａ）中右斜線で示すようなＧの撮像信号の折り返し成分が生じている。このような折り返し成分が生じているにも関わらず、上記１４ＭＨＺの周波数帯域をそのまま抽出する、該折り返し成分のために解像度が劣化してしまう。
【０００７】
このため、上記各ＬＰＦ１０５〜１０７としては、図１３（ｂ）に示すような折り返し成分の影響が少ない帯域を抽出する特性を有するものが設けられる。上記各ＬＰＦ１０５〜１０７は、上記各色の撮像信号から上記折り返し成分の影響が少ない帯域を抽出し、これを加算器１１０〜１１１に供給する。
【０００８】
一方、上記ＬＰＦ１０５〜１０７で抽出された撮像信号は高域分が欠損したものであるため、画像の輪郭にボケを生ずる。このため、上記ディテール形成回路１０８は、上記Ｒ，Ｇの撮像信号から輪郭を強調するためのディテール信号を形成し、これをバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０９に供給する。なお、このディテール信号は、上記Ｒ，Ｇの撮像信号から形成されるため、モノクロの信号となる。上記ＢＰＦ１０９は、図１３（ｃ）に示すように各撮像信号のうち、上記ＬＰＦ１０５〜１０７でカットされた帯域から所定分の高域の撮像信号を抽出し、このディテール信号を上記各加算器１１０〜１１２に供給する。
【０００９】
上記各加算器１１０〜１１２は、上記ＬＰＦ１０５〜１０７からの撮像信号と上記ディテール信号とを加算処理することにより、図１３（ｄ）に示すような各色用の撮像信号を形成し、これを各出力端子１１３Ｒ，１１３Ｇ，１１３Ｂを介して出力する。
【００１０】
上述のように、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇは、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｂの中間位置の撮像光を受光するように設けられている。このため、水平（Ｈ）方向にみてＲＧＢの各撮像信号が揃うかたちとすることができ、高解像度化された撮像信号を形成して出力することができる。
【００１１】
ここで、上記Ｒの撮像信号及び上記Ｇの撮像信号が同レベルのとき（モノクロや黄色のとき）は、高解像度な撮像信号を形成して出力することができるが、その他の場合は、通過全帯域（直流から最大帯域＝１０ＭＨＺ等）に折り返し成分が発生する。この折り返し成分の影響は、光学系のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）が右下がりの特性であるため、７ＭＨＺの帯域付近が特に顕著となるが、数ＭＨｚ以下の低域へも折り返されるため、画質を大きく劣化させる。このため、従来の固体撮像装置は、低域への折り返し成分が減少するように、上記撮像レンズ１００とダイクロイックプリズム１０２との間にＯＰＬＰＦ１０１を設け、該折り返し成分の悪影響を軽減するようにしていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来の固体撮像装置は、上記ＯＰＬＰＦ１０１を設けて上記折り返し成分の悪影響を軽減するようにしているうえ、上記各ＬＰＦ１０５〜１０７で折り返し成分の影響を少ない帯域の撮像信号を抽出し、この撮像信号に上記モノクロのディテール信号を加算するようにしていたため、高域がカットされる分解像度が劣化する問題があった。具体的には、水平解像度が最大でも８００本程度の解像度しか得ることができなかった。このため、いわゆる高品位テレビジョンに対応することができなかった。
【００１３】
また、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇが、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｂの中間位置の撮像光を受光するように設けられており、Ｈ方向にはＲＧＢの各撮像信号が揃って解像度を向上させることができるが、図  に示すように垂直（Ｖ）方向には、ＲＢ，ＲＢ，ＲＢ・・・、Ｇ，Ｇ，Ｇ・・・のように同じ色の撮像信号しか揃えることができず、垂直解像度が劣化する問題があった。
【００１４】
また、上記Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｇが、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１０４Ｒ，１０４Ｂの中間位置の撮像光を受光するように設けることは１μ以下の取り付け精度を必要とするため、この取り付け精度を維持するのが大変困難であった。
【００１５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、折り返し成分の悪影響を軽減して高域をカットすることなく全帯域の撮像信号を出力するとともに、水平解像度及び垂直解像度の向上を図ることにより高品位テレビジョンに対応可能とすることができ、また、３板式ＣＣＤイメージセンサの各受光部の取り付け精度を軽減することができるような固体撮像装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体撮像装置は、照射される撮像光のうち赤色の撮像光を受光しこの撮像光に応じた赤色用の撮像信号を形成して出力する赤色用受光素子，上記撮像光のうち青色の撮像光を受光しこの撮像光に応じた青色用の撮像信号を形成して出力する青色用受光素子及び上記撮像光のうち緑色の撮像光を受光しこの撮像光に応じた緑色用の撮像信号を形成して出力する緑色用受光素子からなる受光手段と、上記受光素子に照射する撮像光の光路を所定時間毎に、水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフトする光路シフト手段とを有する。
【００１７】
また、上記受光手段からの各撮像信号が有する全周波数のうち、所定周波数以下の周波数成分を抽出して出力するローパスフィルタと、上記ローパスフィルタにより抽出された各撮像信号を、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数の２倍のサンプリングパルスでサンプリングするとともに、このサンプリングにより形成された各撮像信号から上記ナイキスト周波数の２倍以上の周波数成分を除去して出力する再サブナイキストサンプリング手段とを有する。
【００１８】
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記受光手段として、上記赤色用受光素子及び青色用受光素子が同じ位置の撮像光を空間サンプリングし、上記緑色用受光素子が、上記赤色用受光素子及び青色用受光素子の空間サンプリング位置から水平方向に１／２画素ピッチ分ずれた位置の撮像光を空間サンプリングするものを有する。
【００１９】
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記受光手段として、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ位置の撮像光を空間サンプリングするものを有する。
【００２０】
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記光路シフト手段として、上記撮像光のうち第１の偏光方向の撮像光のみを透過する偏光板と、所定時間毎にオンオフされる電圧に応じて、上記偏光板からの第１の偏光方向の撮像光をそのまま出射し、また、上記偏光板からの第１の偏光方向の撮像光を、第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の撮像光に変換して出射する電圧駆動型の液晶板と、上記液晶板から第１の偏光方向の撮像光が入射されたときには、該第１の偏光方向の撮像光の光路を変えることなくそのまま上記各色用撮像素子に照射し、上記液晶板から第２の偏光方向の撮像光が入射されたときには、該第２の偏光方向の撮像光の光路を所定分シフトして上記各色用撮像素子に照射する水晶板とから構成されるものを有する。
【００２１】
上記偏光板，液晶板及び水晶板は、上記第２の偏光方向の撮像光の光路を斜めにシフトするように位置調整されている。
【００２２】
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記ローパスフィルタとして、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数以下の各撮像信号を抽出して出力する理想ローパスフィルタを有する。
【００２３】
或いは、上記ローパスフィルタとして、上記各撮像信号を、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数の前後にかけて徐々にカットオフして出力する対称ローパスフィルタを有する。
【００２４】
或いは、上記ローパスフィルタは、上記受光手段からの各撮像信号のナイキスト周波数以上で所定周波数以下の各撮像信号を抽出して出力するナイキストオーバーローパスフィルタを有する。
【００２５】
【作用】
本発明に係る固体撮像装置は、光路シフト手段で撮像光を、所定時間毎に斜めにシフトしながら受光手段に照射する。
【００２６】
上記光路シフト手段は、具体的には、偏光板と、電圧駆動型の液晶板と水晶板とを、撮像光の光軸上に順に設けることにより形成されており、全体で上記撮像光を水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフト（斜めシフト）するようになっている。
【００２７】
すなわち、上記偏光板は、上記撮像光のうち第１の偏光方向の撮像光（例えば、偏光方向が水平方向の撮像光＝Ｈ偏光成分）のみを透過する。このＨ偏光成分は、上記液晶板に照射される。
【００２８】
なお、上記偏光板として、上記Ｈ偏光成分と直交する垂直方向の偏光成分（Ｖ偏光成分）のみを透過するものを設けてもよい。
【００２９】
上記液晶板には、例えば１／２フィールド毎に電圧がオンオフされ、該電圧がオフのときには、上記Ｈ偏光成分の撮像光をそのまま出射するが、電圧がオンされたときには上記Ｈ偏光成分の撮像光をＶ偏光成分の撮像光に変換して出射する。
【００３０】
なお、上記液晶板は、これとは逆に、電圧がオンのときには、上記Ｈ偏光成分の撮像光をそのまま出射し、電圧がオフのときには上記Ｈ偏光成分の撮像光をＶ偏光成分の撮像光に変換して出射するものを設けてもよい。
【００３１】
上記液晶板からの上記Ｈ偏光成分の撮像光及びＶ偏光成分の撮像光は、それぞれ水晶板に照射される。
【００３２】
上記水晶板は、上記Ｈ偏光成分の撮像光が入射されると、これを常光としてその光路をシフトすることなくそのまま出射し、上記Ｖ偏光成分の撮像光が入射されると、これを異常光としてその光路を水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフト（すなわち、斜めにシフト）して出射する。この水晶板からの撮像光は上記受光手段に照射される。
【００３３】
上述のように、上記光路シフト手段は、全体で上記撮像光の光路を水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフトするように調整されている。このため、上記受光手段には、例えば１／２フィールド毎に常光及び異常光が照射され、最初の１／２フィールドは上記常光による撮像光で形成され、次の１／２フィールドは異常光により、上記常光で形成される画像の画素間を補間する撮像光で形成されることとなる。
【００３４】
次に、上記受光手段は、いわゆる３板式のＣＣＤイメージセンサであり、赤色用受光素子で上記撮像光のうち赤色の撮像光を受光し、青色用受光素子で上記撮像光のうち青色の撮像光を受光し、緑色用受光素子で上記撮像光のうち緑色の撮像光を受光する。
【００３５】
また、上記各色用受光素子は、上記赤色用受光素子及び青色用受光素子とが同じ空間サンプリング位置となり、上記緑色用受光素子が、上記赤色用受光素子及び青色用受光素子の空間サンプリング位置から水平方向に１／２画素ピッチ分ずれた空間サンプリング位置となるように各色用受光素子のレジストレーションが調整されている。
【００３６】
このため、上述のように１／２フィールド毎に光路を斜めにシフトした撮像光を上記受光手段に照射すると、１フィールドの画像は、水平方向に見てＲＢ，Ｇ，ＲＢ，Ｇ・・・の撮像信号で形成され、垂直方向に見てＲＢ，Ｇ，ＲＢ，Ｇ・・・の撮像信号で形成される。すなわち、水平方向及び垂直方向とも、ＲＧＢの各撮像信号が揃った形とすることができる。
【００３７】
従って、上記光路シフトにより、擬似的に水平ライン数を２倍として水平解像度を向上させることができるうえ、垂直方向にみて垂直ライン毎にＲＧＢの各撮像信号を揃えて垂直解像度を向上させることができる。
【００３８】
次に上記各色用撮像信号は、それぞれローパスフィルタに供給される。このローパスフィルタは、例えば理想ローパスフィルタであり、上記各撮像信号のうち、該各撮像信号が有する全周波数の１／２のナイキスト周波数以下の信号成分を抽出し、これを再サブナイキストサンプリング手段に供給する。具体的には、上記各撮像信号が１４ＭＨＺの帯域を有しているとすると、上記各撮像信号のナイキスト周波数は７ＭＨＺであるため、上記ローパスフィルタは、上記７ＭＨＺまでの信号成分を抽出し、これを上記再サブナイキストサンプリング手段に供給する。
【００３９】
上記再サブナイキストサンプリング手段は、上記ローパスフィルタからの各撮像信号を、上記各撮像信号のナイキスト周波数の２倍のサンプリングパルスでサンプリングするとともに、このサンプリングにより形成された各撮像信号から上記ナイキスト周波数の２倍以上の周波数成分を除去して出力する。
【００４０】
具体的には、光学系の帯域が１４ＭＨＺとすると上記光学系を介して得られる各撮像信号のナイキスト周波数は７ＭＨＺであるため、上記再サブナイキストサンプリング手段は、上記１４ＭＨＺのサンプリングパルスを用いて、上記ローパスフィルタからの７ＭＨＺの周波数帯域を有する各撮像信号をサンプリングする（再サブナイキストサンプリング）。
【００４１】
上記ローパスフィルタで７ＭＨＺまでの周波数帯域を抽出すると、この７ＭＨＺの周波数成分の中には、上記各撮像信号の全周波数帯域である１４ＭＨＺを境にして発生する折り返し成分が含まれている。この折り返し成分を含む７ＭＨＺの撮像信号を、上記再サブナイキストサンプリング手段により１４ＭＨＺのサンプリングパルスでサンプリングすると、該７ＭＨＺを境にして上記折り返し成分が折り戻され、全１４ＭＨＺの撮像信号が再生されることとなる。
【００４２】
なお、この再サブナイキストサンプリングにより、上記１４ＭＨＺを境にして該１４ＭＨＺまでの周波数成分の折り返し成分が発生する。このため、上記１４ＭＨＺ以上の周波数成分を除去することにより、折り返し成分の発生していない全１４ＭＨＺの周波数成分のみを抽出して出力することができる。
【００４３】
上述のように、上記光路シフト手段による光路シフトで高解像度化された撮像信号を形成することができるうえ、この撮像信号を、上記再サブナイキストサンプリング手段により、高域をカットすることなく全周波数帯域を再生して出力することができるため、さらに高解像度化された撮像信号を出力することができ、高品位テレビジョン受像機に対応可能とすることができる。
【００４４】
また、上記撮像信号を上記ローパスフィルタにより、全周波数帯域の１／２の周波数帯域として上記再サブナイキストサンプリング手段に供給できるため、該ローパスフィルタから再サブナイキストサンプリング手段までの伝送帯域を例えば半分の７ＭＨＺに軽減することができる。このため、例えば上記ローパスフィルタ以前の手段を撮像側とし、この撮像側と、以下に説明する上記ローパスフィルタ以後の手段を設けた例えばビデオテープレコーダ装置等とをケーブルを介して接続する場合、このケーブルの伝送帯域を軽減することができる。
【００４５】
次に、本発明に係る固体撮像装置は、上記各撮像信号を、上記各撮像信号のナイキスト周波数の前後にかけて徐々にカットオフして出力する対称ローパスフィルタにより、上記７ＭＨＺ近辺の各撮像信号の信号成分を抽出する。
【００４６】
このようなローパスフィルタは、例えば上記理想ローパスフィルタのように、上記７ＭＨＺ以上の周波数帯域を正確にカットオフするように精密に設計する必要がないため、簡単且つ安価に作製することができ、当該固体撮像装置のローコスト化に貢献することができる。
【００４７】
次に、本発明に係る固体撮像装置は、各撮像信号のナイキスト周波数以上で所定周波数以下の各撮像信号を抽出して出力するナイキストオーバーローパスフィルタにより、上記７ＭＨＺ以上１４ＭＨＺ以下（例えば１０ＭＨＺまで）の各撮像信号の信号成分を抽出する。
【００４８】
これにより、上記７ＭＨＺから１０ＭＨＺまでの周波数成分を高域強調信号として、上記再サブナイキストサンプリング手段により再生された１４ＭＨＺの撮像信号に重畳することができ、より高解像度な撮像信号を出力することができる。
【００４９】
なお、上記受光手段として、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ空間サンプリング位置のものを用いてもよい。
【００５０】
この場合、１フィールドの画像を、水平方向に見てＲＧＢ，ＲＧＢ，ＲＧＢ・・・の撮像信号で形成し、垂直方向に見てＲＧＢ，ＲＧＢ，ＲＧＢ・・・の撮像信号で形成することができる。すなわち、水平方向及び垂直方向とも、ＲＧＢの各撮像信号が揃った形とすることができる。
【００５１】
従って、上記光路シフトにより画素間を補間した画像を形成することができるうえ、水平方向及び垂直方向ともＲＧＢの各撮像信号を揃えて水平解像度及び垂直解像度の向上を図ることができる。
【００５２】
また、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ空間サンプリング位置となるように、該各色用受光素子のレジストレーションが調整されている受光手段は、上記緑色用の受光素子のみ１／２画素ピッチ分水平方向に空間サンプリング位置がずれるようにレジストレーションの調整のされている受光手段のように、精密なレジストレーションの調整精度は必要がない。このため、上記受光手段として、上記各色用受光素子がそれぞれ同じ空間サンプリング位置となるように、該各色用受光素子のレジストレーションが調整されているものを用いることにより、上記レジストレーションの調整精度を軽減することができる。
【００５３】
【実施例】
以下、本発明に係る固体撮像装置の好ましい実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
本発明に係る第１の実施例の固体撮像装置は、図１に示すように撮像光の光路を所定の時間毎にシフトする光路シフト部１と、上記光路シフト部１からの撮像光を受光して赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の３原色の撮像信号を形成する撮像信号形成部２と、上記撮像信号形成部２からの各撮像信号から所定の信号成分を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）３と、再サブナイキストサンプリングタイミング回路７の制御に基づいて、上記ＬＰＦ３からの各撮像信号に後に説明する再サブナイキストサンプリング処理を施すＡ／Ｄ変換器４と、上記Ａ／Ｄ変換器４からの撮像信号を合成して出力する合成メモリ５と、上記合成メモリ５からの撮像信号をアナログ化して出力するＤ／Ａ変換器６とで構成されている。
【００５５】
上記光路シフト部１は、入射される撮像光のうち水平（Ｈ）方向の撮像光を透過する偏光板１０と、電圧のオンオフにより入射される撮像光の偏光方向を回転させて出射する液晶板１１と、撮像レンズ１２と、Ｈ方向の撮像光は常光として光路をシフトせずそのまま出射し、垂直（Ｖ）方向の撮像光のみ異常光としてその光路を例えば水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフト（斜めシフト）して出射する水晶板１３と、入射される撮像光を円偏光化して出射する位相差板１４とを、撮像光の光軸上に順に設けることにより構成されている。
【００５６】
なお、上記光路シフト部１は、上記偏光板１０，液晶板１１，水晶板１３で上記Ｖ方向の撮像光を斜めにシフトするように、該各部１０，１１，１３が位置調整されている。
【００５７】
上記撮像信号形成部２は、上記光路シフト部１からの撮像光を３分割して出射するダイクロイックプリズム１５と、上記３分割された撮像光のうちＲ成分，Ｇ成分及びＢ成分のみをそれぞれ抽出するＲフィルタ１６Ｒ，Ｇフィルタ１６Ｇ及びＢフィルタ１６Ｂと、上記各フィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで抽出された撮像光を受光するＲ用固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）１７Ｒ，Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇ，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｂとで構成されている。
【００５８】
また、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、図２（ａ）に示すように、Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ及びＢ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｂが同じ位置の撮像光を受光するように設けられているのに対し、Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇは、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｂが受光する撮像光の中間の撮像光を受光するように設けられている。
【００５９】
上記ＬＰＦ３は、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから得られる撮像信号の周波数帯域が例えば１４ＭＨＺであるとすると、伝送系を介して伝送する上記撮像信号のナイキスト周波数である７ＭＨＺ丁度までの撮像信号を抽出する特性を有する理想ＬＰＦとなっている。
【００６０】
次に、この第１の実施例に係る固体撮像装置の動作説明をする。
まず、撮像が開始されると、図示しないアイリスを介して撮像光が偏光板１０に照射される。上記偏光板１０は、上記撮像光のち偏光方向がＨ方向の撮像光のみ透過する。このＨ方向の撮像光は液晶板１１に入射される。
【００６１】
上記液晶板１１は、例えば電圧がオンされたときにはＨ方向の撮像光をそのまま透過し、電圧がオフされたときには上記Ｈ方向の撮像光の偏光方向をＶ方向に変換して出射する。
【００６２】
具体的には、上記液晶板１１への電圧のオンオフは、スイッチ１１ａのオンオフに応じて行われるようになっており、上記スイッチ１１ａには入力端子１１ｂを介して、図示しないタイミング制御回路からの制御パルスが、例えば奇数フィールドのみ供給されるようになっている。このため、上記液晶板１１からは、奇数フィールドではＨ方向の撮像光が出射され、偶数フィールドではＶ方向の撮像光が出射されることとなる。
【００６３】
この１フィールド毎に出射されるＨ方向の撮像光及びＶ方向の撮像光は、撮像レンズ１２を介して水晶板１３に入射される。
【００６４】
上記水晶板１３は、上記Ｈ方向の撮像光が入射されると、これを常光としてその光路をシフトせずに出射し、上記Ｖ方向の撮像光が入射されると、これを異常光としてその光路を例えば１／２画素ピッチ分シフトして出射する。
【００６５】
上述のように、上記偏光板１０，液晶板１１，水晶板１３は、上記異常光（上記水晶板１３に入射されるＶ方向の撮像光）を１／２画素ピッチ分斜めにシフトするように設けられている。このため、上記水晶板１３からは、奇数フィールドには上記水晶板１３においてシフトのされない撮像光（常光）が出射され、偶数フィールドには上記水晶板１３においてその光路が水平方向に１画素ピッチ分且つ垂直方向に１／２画素ピッチ分シフト（斜めシフト）された撮像光（異常光）が出射されることとなる。
【００６６】
この水晶板１３からの撮像光は、位相差板１４により円偏光化され、ダイクロイックプリズム１５に入射される。
【００６７】
上記ダイクロイックプリズム１５は、上記位相差板１４からの撮像光を３分割して出射する。この３分割された撮像光は、それぞれＲフィルタ１６Ｒ，Ｇフィルタ１６Ｇ，Ｂフィルタ１６Ｂに入射される。
上記各フィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、入射される撮像光のうち、それぞれＲの撮像光，Ｇの撮像光，Ｂの撮像光を抽出して各色用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂに照射する。
【００６８】
上記各色用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、それぞれ上記各色の撮像光を受光してＲ用撮像信号，Ｇ用撮像信号及びＢ用撮像信号を形成して出力する。
【００６９】
上述のように、上記水晶板１３からは、１フィールドおきに、その光路が斜めシフトされた撮像光が出射される。また、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂは、Ｒ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ及びＢ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｂが同じ位置の撮像光を受光するように設けられているのに対し、Ｇ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇは、上記Ｒ用，Ｂ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｂが受光する撮像光の中間の撮像光を受光するように設けられている。
【００７０】
このため、１フレームの画像は、図２（ａ）に示すようにＨ方向にみて各ラインの画素がＲＢ，Ｇ，ＲＢ，Ｇ・・・で形成される奇数フィールドの画像と、同図（ｂ）に示すように上記奇数フィールドの画像のライン間を補間し、かつ、上記ＲＢ画素の下にＧ画素が位置するように、また、Ｇ画素の下にＲＢ画素が位置するように上記斜めシフトされた偶数フィールドの画像とで形成されることとなる。
【００７１】
従って、上記１フレームの画像を、図２（ｃ）に示すように水平ライン間を補間するとともに、垂直方向にみてＲＧＢの各画素を揃えたものとすることができ（図中右斜線参照）、水平解像度及び垂直解像度の向上を図った高解像度な画像とすることができる。
この各色用の撮像信号は、それぞれＬＰＦ３に供給される。
【００７２】
ここで、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力される撮像信号が１４ＭＨＺの周波数帯域を有するとすると、該各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力される撮像信号のうち、上記光路シフトを行わないで形成された撮像信号は、図４（ａ）に実線で示すように０〜１４ＭＨＺの周波数帯域と、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの折り返し成分の周波数帯域とを有するスペクトル（Ｎ）となる。
【００７３】
また、上記光路シフトを行って形成された撮像信号は、上述の光路シフト処理が施されているため、その位相は上記光路シフトを行わないで形成された撮像信号の位相よりも半周期分ずれており、図４（ａ）に点線で示すように上記光路シフトを行わないで形成された撮像信号のスペクトル（Ｎ）とは対称的なスペクトル（Ｓ）となる。
【００７４】
従って、上記光路シフトを行わない撮像信号のスペクトル（Ｎ）と、光路シフトを行った撮像信号のスペクトル（Ｓ）の合成スペクトル（ＮＳ）は、図４（ａ）に一点鎖線で示すように上記スペクトル（Ｎ）に対して位相が半周期分ずれたかたちのスペクトルとなる。
【００７５】
上記ＬＰＦ３は、図３に示すように全１４ＭＨＺの周波数帯域を有する上記各撮像信号から、上記各撮像信号のナイキスト周波数である７ＭＨＺ丁度までの周波数帯域を抽出する特性を有している。このため、上記ＬＰＦ３からは、図４（ｂ）に示すように上記７ＭＨＺの周波数帯域までの、スペクトル（Ｎ），スペクトル（Ｓ）及び合成スペクトル（ＮＳ）の撮像信号が出力されることとなる。この撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器４に供給される。
【００７６】
上記Ａ／Ｄ変換器４は、再サブナイキストサンプリングタイミング回路７からの１４ＭＨＺのサンプリングパルスにより、上記７ＭＨＺまでの周波数帯域の撮像信号をサンプリング（再サブナイキストサンプリング）することにより、該撮像信号をデジタル化して撮像データを形成し、これを合成メモリ５に供給する。
【００７７】
この再サブナイキストサンプリングにより、図４（ｃ）に示すように上記７ＭＨＺの周波数帯域を有する撮像データの、上記スペクトル（Ｎ），スペクトル（Ｓ）及び合成スペクトル（ＮＳ）の折り返し成分が発生し、同図（ａ）に示した撮像信号と同じスペクトルを有する撮像データが再生される。この際、上記スペクトル（Ｎ）の撮像データは、このスペクトル（Ｎ）の撮像データに対して逆相として現れる上記スペクトル（Ｓ）の撮像データによりキャンセルされる。
【００７８】
このため、この再サブナイキストサンプリング処理を行った時点では、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する上記合成スペクトル（ＮＳ）の撮像データ、及び、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する撮像データ、上記０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する撮像データの折り返し成分の撮像データのみが残ることとなる。
【００７９】
上記光路シフトを行うことにより、信号位相がπずれによる負の特性成分を発生する。従って、元の撮像信号と合成することにより、スペクトルの折り込みと折り返し再生を可能とすることができる。
【００８０】
上記合成メモリ５は、上記Ａ／Ｄ変換器４からの撮像データに補間処理等を施すが、その出力段にには０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺまでの周波数帯域を抽出するＬＰＦが設けられており、このＬＰＦにより図４（ｄ）に示すように上記１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する折り返し成分の撮像データをカットし、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する合成スペクトルの撮像データのみを抽出し、これをＤ／Ａ変換器６に供給する。
【００８１】
上記Ｄ／Ａ変換器６は、上記０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する各色の撮像データをアナログ化することにより各色の撮像信号を形成し、これらを出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを介してそれぞれ出力する。
【００８２】
上述のように、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力される撮像信号は、撮像光の光路斜めシフトにより高解像度化された撮像信号であるうえ、上記ＬＰＦ３により７ＭＨＺの周波数帯域に制限しても、上記再サブナイキストサンプリング処理により１４ＭＨＺの周波数帯域の撮像信号を再生することができる。このため、最終的に出力する撮像信号の高域をカットすることなく、完全な周波数帯域のまま出力することができる。従って、いわゆるＨＤテレビジョン受像機に対応可能な撮像信号を出力することができる。
【００８３】
また、上記ＬＰＦ３で抽出する周波数帯域を７ＭＨＺとしても、上記再サブナイキストサンプリング処理により１４ＭＨＺ（元の周波数）の撮像信号を再生することができるため、該ＬＰＦ３から出力される撮像信号の伝送帯域を軽減することができる。このため、例えば上記ＬＰＦ３からの撮像信号をそのままビデオテープレコーダ装置で記録したり、他の信号処理装置に伝送する場合等に伝送ラインの伝送帯域を軽減することができ有効なものとすることができる。
【００８４】
上記各出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを介して出力される各撮像信号のうちＲの撮像信号は、図５に示す加算器２１及びディテール形成回路２０に供給され、Ｇの撮像信号は加算器２２及び上記ディテール形成回路２０に供給され、Ｂの撮像信号は加算器２３に供給される。
【００８５】
上記ディテール形成回路２０は、上記Ｒの撮像信号及びＧの撮像信号から１４ＭＨＺの周波数帯域を有する輪郭強調用のディテール信号を形成し、これをバントパスフィルタ（ＢＰＦ）２５に供給する。
【００８６】
上記ＢＰＦ２５は、例えば７ＭＨＺを中心としてその前後所定分の周波数帯域を抽出する特性を有している。このため、上記ＢＰＦ２５は、上記１４ＭＨＺの周波数帯域を有するディテール信号のうち、例えば７ＭＨＺを中心としてその前後所定分の周波数帯域を抽出し、これを上記各加算器２１〜２３に供給する。
【００８７】
上記加算器２１は、上記Ｒの撮像信号に上記ディテール信号を加算処理し、上記加算器２２は、上記Ｇの撮像信号に上記ディテール信号を加算処理し、上記加算器２３は、上記Ｂの撮像信号に上記ディテール信号を加算処理する。
【００８８】
上述のように、上記各撮像信号は１４ＭＨＺの全周波数帯域が再生されて出力されるため、この各撮像信号に上記ディテール信号を加算処理することにより、図４（ｅ）に示すように上記７ＭＨＺ近辺に輪郭強調のためのディテール信号が加算された各撮像信号が形成され、さらに高解像化された撮像信号を形成することができる。
【００８９】
この各撮像信号は、各出力端子２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを介して、例えば図示しないプロセス処理回路等に供給される。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施例に係る固体撮像装置の説明をする。
この第２の実施例に係る固体撮像装置は、上記ＬＰＦ３として図６に示すように上記７ＭＨＺ以上で１４ＭＨＺ以下の所定の周波数帯域を抽出するナイキストオーバーＬＰＦ（高域型理想ＬＰＦ）を設けたものである。
【００９１】
なお、この第２の実施例の説明において、上記ナイキストオーバーＬＰＦ以外の構成は上述の第１の実施例に係る固体撮像装置と同じため、該ナイキストオーバーＬＰＦの動作についてのみ説明しその他の部分の詳細な説明は省略する。
【００９２】
すなわち、この第２の実施例に係る固体撮像装置において、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂからの各撮像信号が上記ナイキストオーバーＬＰＦに供給されると、該ナイキストオーバーＬＰＦは、図７（ａ）に示すように、上記７ＭＨＺ以上１４ＭＨＺ以下の所定の周波数帯域を抽出し、これを上記Ａ／Ｄ変換器４に供給する。
【００９３】
上記Ａ／Ｄ変換器４には、上記再サブナイキストサンプリングタイミング回路７からの１４ＭＨＺのサンプリングパルスが供給されており、このサンプリングパルスにより上記ナイキストオーバーＬＰＦからの撮像信号に再サブナイキストサンプリング処理を施して上記合成メモリ５に供給する。
【００９４】
この再サブナイキストサンプリング処理により、図７（ｂ）に示すように上記ナイキストオーバーＬＰＦからの撮像データの、スペクトル（Ｎ），スペクトル（Ｓ）及び合成スペクトル（ＮＳ）及びこれらの折り返し成分が発生し、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力された元の撮像信号と同じスペクトルを有する撮像データが再生される。この際、上記スペクトル（Ｎ）の撮像データは、このスペクトル（Ｎ）の撮像データに対して逆相として現れる上記スペクトル（Ｓ）の撮像データによりキャンセルされる。
【００９５】
このため、この再サブナイキストサンプリング処理を行った時点では、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する上記合成スペクトル（ＮＳ）の撮像データ、及び、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する、上記０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する撮像データの折り返し成分の撮像データのみが残ることとなる。
【００９６】
上記合成メモリ５は、上記Ａ／Ｄ変換器４からの撮像データに補間処理等を施すが、その出力段に１４ＭＨＺまでの周波数帯域の撮像データを抽出するＬＰＦが設けられており、このＬＰＦにより、上記１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する折り返し成分の撮像データをカットし、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する合成スペクトルの撮像データのみを抽出し、これをＤ／Ａ変換器６に供給する。
【００９７】
ここで、当該第２の実施例に係る固体撮像装置では、上述のように上記ナイキストオーバーＬＰＦにより７ＭＨＺよりも多少大きめに撮像データの抽出を行っている。このため、上記合成メモリ５のＬＰＦから出力される撮像データは、図７（ｃ）に示すように上記７ＭＨＺ以上の周波数帯域の合成スペクトル（ＮＳ）の撮像信号が重畳したかたちとなる。
【００９８】
上記合成メモリ５からの撮像データは、上記Ｄ／Ａ変換器６によりアナログ化され、撮像信号として各出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを介してそれぞれ出力される。
【００９９】
この第２の実施例に係る固体撮像装置では、上記ナイキストオーバーＬＰＦからの撮像信号の伝送帯域が７ＭＨＺ以上となり、上記第１の実施例に係る固体撮像装置よりも多少伝送帯域は広がるが、これ以外は、該第１の実施例に係る固体撮像装置と同じ効果を得ることができる。
【０１００】
なお、上記各撮像信号に上記ディテール信号を加算処理すると、該ディテール信号は、図７（ｄ）に示すように上記重畳する合成スペクトル（ＮＳ）付近の帯域に重畳されることとなる。このディテール信号を加算処理すると、さらに高解像化を図ることができる。
【０１０１】
次に、本発明の第３の実施例に係る固体撮像装置の説明をする。
この第３の実施例に係る固体撮像装置は、上記ＬＰＦ３として、図８に示すように上記７ＭＨＺの前後にかけて徐々に周波数帯域をカットする対称ＬＰＦを設けたものである。
【０１０２】
なお、この第３の実施例の説明において、上記対称ＬＰＦ以外の構成は上述の第１の実施例に係る固体撮像装置と同じため、該対称ＬＰＦの動作についてのみ説明しその他の部分の詳細な説明は省略する。
【０１０３】
すなわち、この第３の実施例に係る固体撮像装置において、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂからの各撮像信号は、上記対称ＬＰＦに供給される。
【０１０４】
上記対称ＬＰＦは、上記７ＭＨＺの前後にわたって徐々に各撮像信号の周波数成分をカットすることにより、図９（ａ）に示すように、上記７ＭＨＺを多少オーバーした周波数帯域の撮像信号を抽出し、これを上記Ａ／Ｄ変換器４に供給する。
【０１０５】
上記Ａ／Ｄ変換器４には、上記再サブナイキストサンプリングタイミング回路７からの１４ＭＨＺのサンプリングパルスが供給されており、このサンプリングパルスにより上記対称ＬＰＦからの撮像信号に再サブナイキストサンプリング処理を施して上記合成メモリ５に供給する。
【０１０６】
この再サブナイキストサンプリング処理により、図９（ｂ）に示すように上記対称ＬＰＦからの撮像データの、スペクトル（Ｎ），スペクトル（Ｓ）及び合成スペクトル（ＮＳ）及びこれらの折り返し成分が発生し、元の撮像信号と同じスペクトルを有する撮像データが再生される。この際、上記スペクトル（Ｎ）の撮像データは、このスペクトル（Ｎ）の撮像データに対して逆相として現れる上記スペクトル（Ｓ）の撮像データによりキャンセルされる。
【０１０７】
このため、この再サブナイキストサンプリング処理を行った時点では、０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する上記合成スペクトル（ＮＳ）の撮像データ、及び、１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する、上記０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する撮像データの折り返し成分の撮像データのみが残ることとなる。
【０１０８】
上記合成メモリ５は、上記Ａ／Ｄ変換器４からの撮像データに補間処理等を施すが、その出力段には１４ＭＨＺの周波数帯域までの撮像データを抽出するＬＰＦが設けられており、このＬＰＦにより上記１４ＭＨＺ〜２８ＭＨＺの周波数帯域を有する折り返し成分の撮像データをカットし、図９（ｃ）に示すように０ＭＨＺ〜１４ＭＨＺの周波数帯域を有する合成スペクトルの撮像データのみを抽出し、これをＤ／Ａ変換器６に供給する。
【０１０９】
上記Ｄ／Ａ変換器６は、上記１４ＭＨＺの周波数帯域を有する撮像データをアナログ化して撮像信号を形成し、これを各出力端子１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを介してそれぞれ出力する。
【０１１０】
この第３の実施例に係る固体撮像装置では、上記対称ＬＰＦからの撮像信号の伝送帯域が７ＭＨＺ以上となり、上記第１の実施例に係る固体撮像装置よりも多少伝送帯域は広がるが、これ以外は、該第１の実施例に係る固体撮像装置と同じ効果を得ることができる。
【０１１１】
また、ＬＰＦとしては、目的とする周波数以上の帯域を丁度カットするものよりも、目的とする周波数の前後にかけて信号成分を徐々にカットするものの方が安価且つ簡単に製作することができる。このため、上記理想ＬＰＦ（第１の実施例）やナイキストオーバーＬＰＦ（第２の実施例）の代わりに、上記対称ＬＰＦを設けることにより、上記ＬＰＦを安価且つ簡単に製作することができることから当該固体撮像装置のローコスト化を図ることができる。
【０１１２】
なお、上記各撮像信号に上記ディテール信号を加算処理することにより、さらに高解像化を図ることができる。
【０１１３】
最後に、上述の各実施例に説明では、受光手段としてＧ用ＣＣＤイメージセンサ１７Ｇの空間サンプリング位置が水平方向に１／２画素ピッチ分ずれているものを設けることとしたが、これは、図１０（ａ）に示すように各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの空間サンプリング位置が同じものを設けるようにしてもよい。この場合、上述の光路斜めシフトを行うと、図１０（ｂ）に示すようにライン間を補間することができるうえ、垂直方向にみてＲＧＢを揃うかたちとすることができるため、上述と同様に撮像信号の高解像度化を図ることができる。また、上記緑色用の受光素子のみ１／２画素ピッチ分水平方向に空間サンプリング位置がずれるようにレジストレーションの調整のされている受光手段のように精密なレジストレーションの調整精度は必要がないことから、レジストレーションの調整精度を軽減することができる。
【０１１４】
また、上述の各実施例に説明では、上記各ＣＣＤイメージセンサ１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂから出力される撮像信号の周波数帯域は１４ＭＨＺであり、上記ＬＰＦは７ＭＨＺ以下の撮像信号或いは７ＭＨＺ以上１４ＭＨＺ以下の所定周波数の撮像信号を抽出するようにしたが、これはほんの一例であり、設計に応じて他の数値に変更してもよいことは勿論である。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明に係る固体撮像装置は、光路シフト手段により所定時間毎に撮像光の光路を斜めシフトして受光手段に照射することができる。また、受光手段からの各撮像信号の周波数帯域をローパスフィルタを用いて半分程度の周波数帯域としても、再サブナイキストサンプリング手段により、上記ローパスフィルタを介す前の全周波数帯域を、高域をカットすることなく再生して出力することができる。このため、高解像度化された撮像信号を出力することができ、いわゆる高品位テレビジョンに対応可能とすることができる。
【０１１６】
また、上記撮像信号をローパスフィルタを用いて半分程度の周波数帯域として上記再サブナイキストサンプリング手段に供給することができるため、該ローパスフィルタから再サブナイキストサンプリング手段までの伝送帯域の軽減を図ることができる。
【０１１７】
また、上記受光手段として、各色用受光素子が同じ空間サンプリング位置のものを用いることにより上述と同じ効果を得ることができるうえ、上記緑色用の受光素子のみ１／２画素ピッチ分水平方向に空間サンプリング位置がずれるようにレジストレーションの調整のされている受光手段のように精密なレジストレーションの調整精度は必要がないことから、レジストレーションの調整精度を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の第１の実施例のブロック図である。
【図２】上記第１の実施例に係る固体撮像装置に設けられている各ＣＣＤイメージセンサの空間サンプリング位置及び光路シフト部の光路シフト動作を説明するための図である。
【図３】上記第１の実施例に係る固体撮像装置に設けられている理想ＬＰＦの特性を示す図である。
【図４】上記第１の実施例に係る固体撮像装置における再サブナイキストサンプリング処理を説明するための撮像信号のスペクトルを示す図である。
【図５】上記第１の実施例に係る固体撮像装置のディテール信号を形成する回路のブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る固体撮像装置に設けられているナイキストオーバーＬＰＦの特性を示す図である。
【図７】上記第２の実施例に係る固体撮像装置における再サブナイキストサンプリング処理を説明するための撮像信号のスペクトルを示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係る固体撮像装置に設けられている対称ＬＰＦの特性を示す図である。
【図９】上記第３の実施例に係る固体撮像装置における再サブナイキストサンプリング処理を説明するための撮像信号のスペクトルを示す図である。
【図１０】同じ空間サンプリング位置となるように取り付け位置が調整された各ＣＣＤイメージセンサを用い、撮像光の光路を斜めシフトして撮像して得られる高解像度化された撮像信号を説明するための図である。
【図１１】従来の３板式の固体撮像装置のブロック図である。
【図１２】従来の３板式の固体撮像装置に設けられている各ＣＣＤイメージセンサの空間サンプリング位置を説明するための図である。
【図１３】従来の固体撮像装置から出力される撮像信号が形成される様子を示す図である。
【符号の説明】
１  光路シフト部
２  撮像信号形成部
３  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
４  Ａ／Ｄ変換器
５  合成メモリ
６  Ｄ／Ａ変換器
７  再サブナイキストサンプリングタイミング回路
１０  偏光板
１１  液晶板
１２  撮像レンズ
１３  水晶板
１４  位相差板
１５  ダイクロイックプリズム
１６Ｒ  赤フィルタ
１６Ｇ  緑フィルタ
１６Ｂ  青フィルタ
１７Ｒ  赤色用ＣＣＤイメージセンサ
１７Ｇ  緑色用ＣＣＤイメージセンサ
１７Ｂ  青色用ＣＣＤイメージセンサ
１８Ｒ  赤色用撮像信号の出力端子
１８Ｇ  緑色用撮像信号の出力端子
１８Ｂ  青色用撮像信号の出力端子
２０  ディテール形成回路
２１〜２３  加算器
【図１】
0003651015.tif 000002
【図２】
0003651015.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003651015.tif 000011
【図１１】
0003651015.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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