JP2001188202A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2001188202A
JP2001188202A JP37729399A JP37729399A JP2001188202A JP 2001188202 A JP2001188202 A JP 2001188202A JP 37729399 A JP37729399 A JP 37729399A JP 37729399 A JP37729399 A JP 37729399A JP 2001188202 A JP2001188202 A JP 2001188202A
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crystal
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JP37729399A
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Yoshitomo Otake
與志知 大竹
Fumio Nihei
文雄 仁平
Hidenori Tenkaji
秀紀 天花寺
Shoji Sakamoto
昭二 阪本
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/48Increasing resolution by shifting the sensor relative to the scene

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置が大型化せず、コストアップすることな
く、且つ装置の信頼性を損なうことなく通常撮影時の偽
色の発生を防止できると共に、解像度を損なうことなく
画素ずらし撮影時の高域側の偽色の発生を防止するこ
と。 【解決手段】 光学ローパスフィルターである水晶を光
軸に垂直な面内で回転可能な構造とし、通常モードとシ
フトモードで前記水晶を回転させて、画素の分離方向を
変えることにより、通常モードではサーキュラーゾーン
内のモアレを消去し、シフトモードではサーキュラーゾ
ーンの中央部にコントラスト零ラインが通らないように
し、且つ高域側のモアレを消去することによって、解像
度の低下を防止し、シフトモードの特性を生かすように
している。水晶を回転させる機構は簡単で小型にできる
ため、装置を小型で低価格とし、且つ信頼性を向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子スチルカメラ
や電子スチル機能付ビデオカメラ等の撮像装置に係り、
特に固体撮像素子の解像度を高めるために画素ずらし撮
影が可能な撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子スチルカメラ等において、C
CD等の固体撮像素子の解像度を高める手段として、撮
像面と撮像面に結像した像とを相対的に所定量ずらして
複数回撮像し、固体撮像素子の画素間の補間をする、所
謂、画像ずらし撮影法が知られている。
【0003】例えば、像を本来の結像位置と固体撮像素
子の画素ピッチの半分斜め、又は横方向にずらした位置
とで2回撮像し、本来の結像位置で得た像をずらした位
置で得た像で補間することで、縦横または横方向の解像
度を2倍にすることができる。画素ずらしの方法として
は、撮像面に対して所定量像をずらすようにする平行平
板画素ずらし撮影法が提案されている。
【0004】ところで、固体撮像素子で光学ローパスフ
ィルター無しでゾーンプレートを撮影すると、偽色(モ
アレ)が現れる。この偽色は例えばCCDの種類、信号
処理の違い等により現れ方が異なり、例えば図4に示し
たモアレ60はその1例である。
【0005】一般に、モアレは水平では画素の周波数を
fHとしてfH/2及びその整数倍に現れ、fH/2が
特に問題となる。垂直では画素の周波数をfVとしてf
V/2及びその整数倍に現れ、fV/2が特に問題とな
る。
【0006】fH/2の偽色は、分離幅が水平画素ピッ
チPHの光学ローパスフィルターにより消すことができ
るが、同時にその周波数の解像力がなくなる。fV/2
の偽色は、分離幅が垂直画素ピッチPVの光学ローパス
フィルターにより消すことができるが、同時にその周波
数の解像力がなくなる。解像力がなくなる周波数と分離
幅は反比例の関係にある。
【0007】このため、光学ローパスフィルターを用い
る場合、撮像装置の達成目標に合わせて偽色除去効果、
解像力の低下、コスト、大きさ等のバランスをとる必要
がある。
【0008】そこで、撮像光路内には、通常撮影時に被
写体像の偽色(モアレ)の発生を防止するために、光学
ローパスフィルターが配置されているが、画素ずらし撮
影時には解像度を上げるために、光学ローパスフィルタ
ーを撮像光路中から脱離させる機構が考案されている
(例えば、特開平10−322589)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記画
素ずらし撮影時に光学ローパスフィルターを撮像光路中
から脱離させるには、光学ローパスフィルターの挿脱機
構が必要となる。この挿脱機構は、光学ローパスフィル
ターの退避時の光学長を補正するダミーガラス、光学ロ
ーパスフィルターやダミーガラスの退避空間等が必要と
なり、レンズブロックが大きくなると共に、コストアッ
プの要因となっている。更に、光学ローパスフィルター
を出し入れするという大きなアクションの機械的な動作
を伴うため、装置の信頼性が非常に悪くなるという不具
合がある。
【0010】また、画素ずらし撮影時に高域側の偽色を
消す為には、高域側の光学ローパスフィルターが必要と
なり、その為にレンズのバックフォーカスを長くする必
要が生じ、レンズブロックが更に大きくなってしまい、
コストが一層アップするとい不具合がある。
【0011】従って、装置の小型化、コストダウンを図
る上で、光学ローパスフィルターを挿脱せずに、通常撮
影時と画素ずらし撮影時の光学ローパスフィルターの適
切な機能を実現する撮像装置の開発が要請されている。
【0012】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、装置が大型化せ
ず、コストアップすることなく、且つ装置の信頼性を損
なうことなく通常撮影時の偽色の発生を防止できると共
に、解像度を損なうことなく画素ずらし撮影時の高域側
の偽色の発生を防止することができる撮像装置を提供す
ることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明の特徴は、光学像を電気信号に変換
する固体撮像素子を有し、前記固体撮像素子の画素間を
補間して解像度を高める画素ずらしモードの他に、前記
画素ずらしモードの解像度より解像度が低い通常モード
を有する撮像装置において、光軸に対して垂直な面内で
回転可能に配置された1枚又は1組の光学ローパスフィ
ルターと、前記光学ローパスフィルターを前記光軸に対
して垂直な面内で回転させる回転機構とを具備し、通常
モード時と画素ずらしモード時の前記光学ローパスフィ
ルターの角度を前記回転機構により前記光学ローパスフ
ィルターを回転させて変化させることにある。
【0014】請求項2の発明の特徴は、光学像を電気信
号に変換する固体撮像素子を有し、前記固体撮像素子の
画素間を補間して解像度を高める画素ずらしモードの他
に、前記画素ずらしモードの解像度より解像度が低い通
常モードを有する撮像装置において、光軸に対して垂直
な面内での回転が固定配置された第1の光学ローパスフ
ィルターと、光軸に対して垂直な面内で回転可能に配置
された第2の光学ローパスフィルターと、前記第2の光
学ローパスフィルターを前記光軸に対して垂直な面内で
回転させる回転機構とを具備し、通常モード時と画素ず
らしモード時の前記第2の光学ローパスフィルターの角
度を前記回転機構により前記第2の光学ローパスフィル
ターを回転させて変化させることにある。
【0015】請求項3の発明の特徴は、請求項2に記載
の撮像装置において、通常モード時、前記第1の光学ロ
ーパスフィルターの光の分離方向と前記第2の光学ロー
パスフィルターの光の分離方向を同一方向にし、画素ず
らしモード時、前記第2の光学ローパスフィルターの光
の分離方向を前記第1の光学ローパスフィルターの光の
分離方向に対して所定角度の方向にして、光の分離を2
方向とすることにある。
【0016】請求項4の発明の特徴は、光学像を電気信
号に変換する固体撮像素子を有し、前記固体撮像素子の
画素間を補間して解像度を高める画素ずらしモードの他
に、前記画素ずらしモードの解像度より解像度が低い通
常モードを有する撮像装置において、光軸に対して垂直
な面内での回転が固定配置された第1、第2の光学ロー
パスフィルターと、前記光軸に対して垂直な面内で回転
可能に配置された第3の光学ローパスフィルターと、前
記第3の光学ローパスフィルターを光軸に対して垂直な
面内で回転させる回転機構とを具備し、通常モード時と
画素ずらしモード時の前記第3の光学ローパスフィルタ
ーの角度を前記回転機構により前記第3の光学ローパス
フィルターを回転させて変化させることにある。
【0017】請求項5の発明の特徴は、請求項1乃至4
いずれかに記載の撮像装置において、通常モードから画
素ずらしモードへの移行時に、前記回転機構によって回
転される前記光学ローパスフィルター又は前記第2の光
学ローパスフィルター又は前記第3の光学ローパスフィ
ルタのいずれかの回転角度の変化量又は光の分離巾は、
撮像光学系の特性、色フィルタの特性及びCCDを含む
信号処理回路系の特性の少なくとも一つ以上の特性によ
り最適に決定されることにある。
【0018】本発明によれば、光軸に垂直な面内で回転
する光学ローパスフィルターを設け、通常モードと画素
ずらしモードで前記光学ローパスフィルターの回転角度
を変化させることにより、通常モードと画素ずらしモー
ドでの前記光学ローパスフィルターによる画素の分離方
向を変化させる構成とし、これにより、画素ずらしモー
ドでは、前記光学ローパスフィルターのコントラスト零
ラインがサーキュラーゾーンの中央部に掛からないよう
にすると共に、高域側のモアレを消去するようにしてい
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の撮像装置の第1
の実施の形態に係る撮像光路(レンズブロック)の構成
を示した概略図である。
【0020】撮像光路は、被写体(図示せず)を撮影す
るためのレンズ1、紫外線をカットするためのIRカッ
トフィルター2、光学ローパスフィルターである1枚の
回転可能に配置された水晶3、光学像を電気信号に変換
するCCD4及び水晶3を光軸50に垂直な面内で回転
させる回転機構20を有している。
【0021】尚、この光学ローパスフィルターである水
晶3の回転はマニュアルでも電動でもよく、光学ローパ
スフィルターとしては水晶の他に、複屈折板、回折格
子、バイプリズム等を用いることができる。
【0022】次に本実施の形態の動作について説明す
る。レンズ1は被写体の光学像をIRカットフィルター
2、水晶3を通してCCD4上に結像する。
【0023】ここで、PHを水平画素ピッチ、PVを垂
直画素ピッチとすると、本例の水晶3による被写体像の
分離巾は、水平画素ピッチに一致している。
【0024】通常モードでは、水晶3の分離幅は図2の
矢印100に示すように、水平方向に水平画素ピッチの
幅になる。従って、通常モードの画素の分離パターンは
図3に示したように一方向の分離パターンとなり、ゾー
ンプレートを写したときに図4に示すようなパターンで
現れる偽色60の中で、(コントラスト)零ライン10
上の偽色を消すことができる。
【0025】次にずらし撮影モード(シフトモード)時
には、水晶3を回転機構20によって光軸50に垂直な
面内で45度回転させて被写体を撮像する。このシフト
モードの場合、水晶3の回転角度が変化するため、その
分離方向が図5に示すように変化する。
【0026】従って、水晶3の分離方向は図6の矢印1
00に示すように45度方向になり、シフトモードの分
離パターンは図7に示した如くなる。これにより、シフ
トモード時には、図8に示すようなパターンで現れる偽
色70の中で、(コントラスト)零ライン10上の高域
側の偽色を消すことができる。
【0027】本実施の形態によれば、通常モードでは、
図4に示すように、零ライン10がサーキュラーゾーン
内の中央部に位置するが、シフトモード時では、水晶3
を45度回転することにより、図8に示すように(コン
トラスト)零ライン10をサーキュラーゾン内を斜めに
通るようにして、中央部より若干外側の位置にずらすこ
とができるため、この分、画面中央の解像度の低下を改
善することができ、しかも、高域側(外側)のモアレを
消すことができる。また、水晶3を光軸50の垂直面内
で回転させるだけであるため、その回転機構を小型とす
ることができる。従って、レンズブロックを大きくする
ことなく、且つコストアップすることなく、シフトモー
ド時、撮像光路中に水晶3があることによる解像度の低
下を防止することができる。しかも、光学ローパスフィ
ルターを挿脱することなく、前記回転機構20は水晶3
を光軸50の垂直面内で所定角度回転させるだけである
ため、実用上十分な信頼性を得ることができ、小型低価
格の画素ずらし機能を有する実用的な撮像装置を得るこ
とができる。
【0028】図9は、本発明の撮像装置の第2の実施の
形態に係る撮像光路(レンズブロック)の構成を示した
概略図である。但し、図1に示した第1の実施の形態と
同一の部分には同一符号を付して説明する。
【0029】撮像光路は、被写体(図示せず)を撮影す
るためのレンズ1、紫外線をカットするためのIRカッ
トフルター2、光学ローパスフィルターである2枚一
体となった水晶5、光学像を電気信号に変換するCCD
4及び水晶5を光軸50に垂直な面内で回転させる回転
機構20を有している。尚、水晶5は厚い水晶51と薄
い水晶52が一体となって構成され、水晶5の回転はマ
ニュアルでも電動でもよい。
【0030】次に本実施の形態の動作について説明す
る。レンズ1は被写体の光学像をIRカットフィルター
2、水晶5を通してCCD4上に結像する。
【0031】ここで、PHを水平画素ピッチ、PVを垂
直画素ピッチとすると、本例の水晶5を構成する水晶5
1による分離巾は、水平画素ピッチに一致している。ま
た、水晶5を構成する水晶52による分離巾は、水平画
素ピッチよりも短くなっている。
【0032】通常モードでは、水晶51の分離幅は図1
0の矢印101に示すように水平方向に水平画素ピッチ
になり、水晶52の分離方向は図10の矢印102に示
すように、矢印101の先端から45度の傾きで内側に
伸びている。
【0033】従って、通常モードの分離パターンは図1
1に示した如く、2方向に分離するパターンとなり、こ
れにより、図12に示すようなパターンで現れる偽色6
0の中で、コントラスト零ライン10−(51)と零ラ
イン10−(52)上の偽色を消すことができる。
【0034】次にずらし撮影モード(シフトモード)時
には、水晶5は回転機構20によって光軸50に垂直な
面内で45度回転させて被写体を撮像する。このシフト
モードの場合、水晶5の分離方向が図13に示すように
変化する。
【0035】従って、水晶5の分離方向は図14の矢印
101、102に示すように、全体的に45度回転す
る。これにより、シフトモードの画素の分離パターンは
図15に示した如くなり、シフトモード時には、図16
に示すようなパターンで現れる偽色70の中で、水晶5
1による零ライン10−(51)と水晶52による零ラ
イン10−(52)上の高域側の偽色を消すことができ
る。
【0036】本実施の形態によれば、水晶5を水晶5
1、52の2枚組の一体構成として、且つ、水晶5を光
軸50に垂直な面内で回転可能とし、シフトモードの場
合は水晶5を45度回転させるため、図1に示した第1
の実施の形態と同様の効果があるが、特に、図12に示
すように通常モード時の偽色60を図4に示した第1の
実施の形態のそれよりも多く消去することができる。
【0037】図17は、本発明の撮像装置の第3の実施
の形態に係る撮像光路(レンズブロック)の構成を示し
た概略図である。但し、図1に示した第1の実施の形態
と同一の部分には同一符号を付して説明する。
【0038】撮像光路は、被写体(図示せず)を撮影す
るためのレンズ1、紫外線をカットするためのIRカッ
トフィルター2、光学ローパスフィルターである固定配
置された水晶6と回転可能に配置された水晶7、光学像
を電気信号に変換するCCD4及び水晶7を光軸50に
垂直な面内で回転させる回転機構20を有している。
尚、水晶6の厚みは厚く、水晶7の厚みは薄く、水晶7
の回転はマニュアルでも電動でもよい。
【0039】次に本実施の形態の動作について説明す
る。レンズ1は被写体の光学像をIRカットフィルター
2、水晶6、7を通してCCD4上に結像する。
【0040】ここで、PHを水平画素ピッチ、PVを垂
直画素ピッチとすると、本例の水晶6による分離巾は、
水平画素ピッチに一致している。また、水晶7による分
離巾は、水平画素ピッチの1/2になっている。
【0041】通常モードでは、水晶6の分離幅は図18
の矢印103に示すように水平方向に水平画素ピッチの
幅になり、水晶7の分離方向は図18の矢印104に示
すように、矢印103の先端から45度の傾きで内側に
伸びている。
【0042】従って、通常モードの分離パターンは図1
9に示した如く、水晶6、7によって2方向に分離する
パターンとなり、これにより、図20に示すようなパタ
ーンで現れる偽色70の中で、水晶6、7による(コン
トラスト)零ライン10−(6)と零ライン10−
(7)上の高域側の偽色を消すことができる。
【0043】次にずらし撮影モード(シフトモード)時
には、水晶7は回転機構20によって光軸50に垂直な
面内で45度回転させて被写体を撮像する。このシフト
モードの場合、水晶7の画素の分離方向が図21に示す
ように変化する。
【0044】従って、水晶7の分離方向は図22の矢印
104に示すように、全体的に45度回転して、水晶6
の分離方向と逆方向になる。
【0045】これにより、シフトモードの画素の分離パ
ターンは図23に示した如く、一方向に分離するパター
ンになり、シフトモード時には、図24に示すようなパ
ターンで現れる偽色70の中で、水晶7による零ライン
10−(7)上の高域側の偽色を消すことができる。
【0046】本実施の形態によれば、光学ローパスフィ
ルターを構成する厚い水晶6と薄い水晶7を分離して設
け、且つ、水晶7を光軸50に垂直な面内で回転可能と
し、シフトモードの場合は水晶7を45度回転させるた
め、図1に示した第1の実施の形態と同様の効果がある
が、特に、図20に示すように通常モード時の偽色60
を図4に示した第1の実施の形態のそれよりも多く消去
することができると共に、図24に示すように、サーキ
ュラーゾーン内のシフトモード時の高域側のモアレを多
く消去でき、且つ零ライン10−(7)をサーキュラー
ゾーンの縁を通るようにして、中央部には零ラインが通
らないようにしたため、シフトモード時に水晶6、7を
撮像光路から離脱させた場合と同様にその解像度の向上
が制限されないようにすることができる。
【0047】図25は、本発明の撮像装置の第4の実施
の形態に係る撮像光路(レンズブロック)の構成を示し
た概略図である。但し、図1に示した第1の実施の形態
と同一の部分には同一符号を付して説明する。
【0048】撮像光路は、被写体(図示せず)を撮影す
るためのレンズ1、紫外線をカットするためのIRカッ
トフィルター2、光学ローパスフィルターである固定配
置された水晶8と回転可能に配置された水晶9、光学像
を電気信号に変換するCCD4及び水晶9を光軸50に
垂直な面内で回転させる回転機構20を有している。
尚、水晶8と水晶9の厚みは同じであり、水晶9の回転
はマニュアルでも電動でもよい。
【0049】次に本実施の形態の動作について説明す
る。レンズ1は被写体の光学像をIRカットフィルター
2、水晶8、9を通してCCD4上に結像する。
【0050】ここで、PHを水平画素ピッチ、PVを垂
直画素ピッチとすると、本例の水晶8、9の厚みは、同
一で水平画素ピッチの1/2になっている。
【0051】通常モードでは、水晶8の画素の分離幅は
図26の矢印105に示すように水平方向に水平画素ピ
ッチの1/2になり、水晶9の分離幅は図26の矢印1
06に示すように、矢印105の先端から水平方向に同
一方向に水平画素ピッチの1/2伸びている。
【0052】従って、通常モードの分離パターンは図2
7に示した如く、一方向に分離するパターンとなってい
る。これにより、図28に示すようなパターンで現れる
偽色70の中で、水晶8,9による(コントラスト)零
ライン10−(9)上の偽色を消すことができる。
【0053】次にずらし撮影モード(シフトモード)時
には、水晶9を回転機構20によって光軸50に垂直な
面内で45度回転させて被写体を撮像する。このシフト
モードの場合、水晶9の画素の分離方向が図29に示す
ように変化する。従って、水晶9の分離方向は図30の
矢印106に示すように45度回転する。これにより、
シフトモードの分離パターンは図31に示すように、水
晶8、9による2方向の分離パターンとなる。
【0054】従って、シフトモード時には、図32に示
すようなパターンで現れる偽色70の中で、水晶8、9
による(コントラスト)零ライン10−(8)、零ライ
ン10−(9)上の高域側の偽色を消すことができる。
【0055】本実施の形態によれば、光学ローパスフィ
ルターを構成する水晶8と水晶9を2枚分離して設け、
且つ、水晶8を固定配置とし、水晶9を光軸50に垂直
な面内で回転可能とし、シフトモードの場合は水晶9を
45度回転させるため、図1に示した第1の実施の形態
と同様の効果がある。特に、水晶8、9の厚みを薄く且
つ同一にして、これらの分離方向を図26に示すように
同一方向にしたため、図32に示すようにシフトモード
時の偽色70の中の偽色70aを図24に示した第3の
実施の形態のそれよりも強力に消去することができると
共に、零ライン10−(9)がサーキュラーゾーンの外
周部内側を斜めに通るが、中央部には零ラインが通らな
いようにしたため、シフトモード時に水晶8、9を撮像
光路から離脱させた場合と同様にその解像度の向上を制
限されることがほとんどない。また、固定の水晶8も薄
くしたため、第3の実施の形態よりもレンズブロックを
小型軽量とすることができる。
【0056】図33は、本発明の撮像装置の第5の実施
の形態に係る撮像光路(レンズブロック)の構成を示し
た概略図である。但し、図1に示した第1の実施の形態
と同一の部分には同一符号を付して説明する。
【0057】撮像光路は、被写体(図示せず)を撮影す
るためのレンズ1、紫外線をカットするためのIRカッ
トフィルター2、光学ローパスフィルターである固定配
置された水晶10と回転可能に配置された水晶11と固
定配置された水晶12、光学像を電気信号に変換するC
CD4及び水晶11を光軸50に垂直な面内で回転させ
る回転機構20を有している。尚、水晶10、11の厚
みは同じで、水晶12の厚みは薄くなっており、水晶1
1の回転はマニュアルでも電動でもよい。
【0058】次に本実施の形態の動作について説明す
る。レンズ1は被写体の光学像をIRカットフィルター
2、水晶10、11、12を通してCCD4上に結像す
る。
【0059】ここで、PHを水平画素ピッチ、PVを垂
直画素ピッチとすると、本例の水晶10、11による分
離巾は、水平画素ピッチの1/2になっており、水晶1
2の厚みは水晶10、11の厚みよりは薄くなってい
る。
【0060】通常モードでは、水晶10の分離幅は図3
4の矢印107に示すように水平方向に水平画素ピッチ
の1/2幅になり、水晶11の分離幅は図34の矢印1
08に示すように、矢印107の先端から水平方向に水
平画素ピッチの1/2分、同一方向に伸びており、更
に、水晶12の分離方向は、矢印109に示すように、
矢印108の先端から45度の角度で内側方向に伸びて
いる。
【0061】従って、通常モードの分離パターンは図3
5に示した如く、2方向の分離パターンとなっている。
これにより、図36に示すようなパターンで現れる偽色
60の中で、水晶11、12による(コントラスト)零
ライン10−(11)、零ライン10−(12)上の偽
色を消すことができる。
【0062】次にずらし撮影モード(シフトモード)時
には、水晶11を回転機構20によって光軸50に垂直
な面内で45度回転させて被写体を撮像する。このシフ
トモードの場合、水晶11の分離方向が図37に示すよ
うに変化する。
【0063】従って、水晶11の分離方向は図38の矢
印108に示すように45度回転する。
【0064】これにより、シフトモードの画素の分離パ
ターンは図39に示すような分離パターンとなる。従っ
て、シフトモード時には、図40に示すようなパターン
で現れる偽色70の中で、水晶11、12による(コン
トラスト)零ライン10−(11)、零ライン10−
(12)上の高域側の偽色を消すことができる。
【0065】本実施の形態によれば、光学ローパスフィ
ルターを構成する水晶10、11、12を分離して設
け、且つ、水晶10、12を固定配置し、水晶11を光
軸50に垂直な面内で回転可能とし、シフトモードの場
合は水晶11を45度回転させるため、図1に示した第
1の実施の形態と同様の効果がある。特に、図40に示
すようにシフトモード時の偽色70を図32に示した第
4の実施の形態と同様に多く消去することができると共
に、零ライン10−(11)はサーキュラーゾーン縁
を、零ライン10−(12)はサーキュラーゾーンの外
周内側を斜めに僅かに通るが、中央部には零ラインが通
らないようにしたため、シフトモード時に水晶10、1
1、12を撮像光路から離脱させた場合と同様にその解
像度の向上を制限することがほとんどなくなる。
【0066】図41は、本発明の撮像装置の第6の実施
の形態に係る撮像光路(レンズブロック)の構成を示し
た概略図である。但し、図1に示した第1の実施の形態
と同一の部分には同一符号を付して説明する。
【0067】撮像光路は、被写体(図示せず)を撮影す
るためのレンズ1、紫外線をカットするためのIRカッ
トフィルター2、光学ローパスフィルターである固定配
置された水晶13と回転可能に配置された水晶14と固
定配置された水晶15、光学像を電気信号に変換するC
CD4及び水晶14を光軸50に垂直な面内で回転させ
る回転機構20を有している。尚、水晶14、15の厚
みは同じで、水晶13の厚みはこれらよりも厚くなって
おり、水晶14の回転はマニュアルでも電動でもよい。
【0068】次に本実施の形態の動作について説明す
る。レンズ1は被写体の光学像をIRカットフィルター
2、水晶13、14、15を通してCCD4上に結像す
る。
【0069】ここで、PHを水平画素ピッチ、PVを垂
直画素ピッチとすると、本例の水晶13の分離巾は、水
平画素ピッチになっており、水晶14、15の分離巾は
水平画素ピッチの1/2になっている。
【0070】通常モードでは、水晶13の分離幅は図4
2の矢印110に示すように水平方向に水平画素ピッチ
の幅になり、水晶14の画素の分離幅は図42の矢印1
11に示すように、矢印110の先端から45度の方向
に水平画素ピッチの1/2分、伸びており、更に、水晶
15の分離方向は、矢印112に示すように、矢印11
1の先端から垂直方向に伸びている。
【0071】従って、通常モードの分離パターンは図4
3に示した如く、水晶13、14、15による3方向の
分離パターンとなる。これにより、図44に示すような
パターンで現れる偽色60の中で、水晶13、14、1
5による(コントラスト)零ライン10−(13)、零
ライン10−(14)、零ライン10−(15)上の偽
色を消すことができる。
【0072】次にずらし撮影モード(シフトモード)時
には、水晶14を回転機構20によって光軸50に垂直
な面内で45度回転させて被写体を撮像する。このシフ
トモードの場合、水晶14の分離方向が図45に示すよ
うに変化する。従って、水晶14の分離方向は図46の
矢印111に示すように、45度回転して、水晶13の
分離幅方向110と逆方向になる。
【0073】これにより、シフトモードの分離パターン
は図47に示すように、一方向の分離パターンとなる。
従って、シフトモード時には、図48に示すようなパタ
ーンで現れる偽色70の中で、水晶15による(コント
ラスト)零ライン10−(15)上の高域側の偽色を消
すことができる。
【0074】本実施の形態によれば、光学ローパスフィ
ルターを構成する2枚の固定の水晶13と水晶15を設
け、且つ、これら水晶13、15の間に水晶14を光軸
50に垂直な面内で回転可能に配置し、シフトモードの
場合は水晶14を45度回転させるため、図44に示す
ように、通常モード時の偽色60を図12に示した第2
の実施の形態のそれよりも多く消去することができ、通
常モード時の画質を極めて良好にすることができる。ま
た、図48に示すようにシフトモード時の偽色70を消
去する零ライン10−(15)はサーキュラーゾーンの
中央部を通らないため、シフトモード時の解像度の低下
を防止することができる。
【0075】尚、上記実施の形態における通常モードか
ら画素ずらしモードへの移行時の光学ローパスフィルタ
ーの回転角度の変化量は、撮像光学系の特性、色フィル
タの特性及びCCDを含む信号処理回路系の特性の少な
くとも一つ以上の特性により決まる位置に生じるモアレ
を消去でき、且つシフトモード時にサーキュラーゾーン
の中央部にコントラスト零ラインが通らないような最適
値に決定されるが、上記実施の形態ではいずれも45度
であった。
【0076】また、水晶の分離巾を少し変えることによ
り解像力とローパス効果の調整を計ることができる。
【0077】また、水晶の一部を画素づらしの為の平行
平板として用いることもできる。
【0078】また、水晶の配置の順番を変えても同様の
効果を得る。
【0079】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の撮
像装置によれば、装置が大型化せず、コストアップする
ことなく、且つ装置の信頼性を損なうことなく通常撮影
時の偽色の発生を防止できると共に、解像度を損なうこ
となく画素ずらし撮影時の高域側の偽色の発生を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の撮像装置の第1の実施の形態に係る撮
像光路(レンズブロック)の構成を示した概略図であ
る。
【図2】図1に示した水晶の通常モード時の分離幅とそ
の方向を示した図である。
【図3】図1に示した水晶の通常モード時の光の分離パ
ターンを示した図である。
【図4】サーキュラーゾーン内の通常モード時のモアレ
と図1の水晶によるコントラスト零ラインとの関係を示
した図である。
【図5】通常モードからシフトモードに移行する際の図
1の水晶の回転位置の変化を示した図である。
【図6】シフトモード時の図1に示した水晶の分離方向
の変化を示した図である。
【図7】図1に示した水晶のシフトモード時の光の分離
パターンを示した図である。
【図8】サーキュラーゾーン内のシフトモード時のモア
レと図1の水晶によるコントラスト零ラインとの関係を
示した図である。
【図9】本発明の撮像装置の第2の実施の形態に係る撮
像光路(レンズブロック)の構成を示した概略図であ
る。
【図10】図9に示した水晶の通常モード時の分離幅と
その方向を示した図である。
【図11】図9に示した水晶の通常モード時の画素の分
離パターンを示した図である。
【図12】サーキュラーゾーン内の通常モード時のモア
レと図9の水晶によるコントラスト零ラインとの関係を
示した図である。
【図13】通常モードからシフトモードに移行する際の
図9の水晶の回転位置の変化を示した図である。
【図14】シフトモード時の図9に示した水晶の分離幅
の方向変化を示した図である。
【図15】図9に示した水晶のシフトモード時の画素の
分離パターンを示した図である。
【図16】サーキュラーゾーン内のシフトモード時のモ
アレと図9の水晶によるコントラスト零ラインとの関係
を示した図である。
【図17】本発明の撮像装置の第3の実施の形態に係る
撮像光路(レンズブロック)の構成を示した概略図であ
る。
【図18】図17に示した水晶の通常モード時の分離幅
とその方向を示した図である。
【図19】図17に示した水晶の通常モード時の画素の
分離パターンを示した図である。
【図20】サーキュラーゾーン内の通常モード時のモア
レと図17の水晶によるコントラスト零ラインとの関係
を示した図である。
【図21】通常モードからシフトモードに移行する際の
図17の水晶の回転位置の変化を示した図である。
【図22】シフトモード時の図17に示した水晶の分離
幅の方向変化を示した図である。
【図23】図17に示した水晶のシフトモード時の画素
の分離パターンを示した図である。
【図24】サーキュラーゾーン内のシフトモード時のモ
アレと図17の水晶によるコントラスト零ラインとの関
係を示した図である。
【図25】本発明の撮像装置の第4の実施の形態に係る
撮像光路(レンズブロック)の構成を示した概略図であ
る。
【図26】図25に示した水晶の通常モード時の分離幅
とその方向を示した図である。
【図27】図25に示した水晶の通常モード時の画素の
分離パターンを示した図である。
【図28】サーキュラーゾーン内の通常モード時のモア
レと図25の水晶によるコントラスト零ラインとの関係
を示した図である。
【図29】通常モードからシフトモードに移行する際の
図25の水晶の回転位置の変化を示した図である。
【図30】シフトモード時の図25に示した水晶の分離
幅の方向変化を示した図である。
【図31】図25に示した水晶のシフトモード時の画素
の分離パターンを示した図である。
【図32】サーキュラーゾーン内のシフトモード時のモ
アレと図25の水晶によるコントラスト零ラインとの関
係を示した図である。
【図33】本発明の撮像装置の第5の実施の形態に係る
撮像光路(レンズブロック)の構成を示した概略図であ
る。
【図34】図33に示した水晶の通常モード時の分離幅
とその方向を示した図である。
【図35】図33に示した水晶の通常モード時の画素の
分離パターンを示した図である。
【図36】サーキュラーゾーン内の通常モード時のモア
レと図33の水晶によるコントラスト零ラインとの関係
を示した図である。
【図37】通常モードからシフトモードに移行する際の
図33の水晶の回転位置の変化を示した図である。
【図38】シフトモード時の図33に示した水晶の分離
幅の方向変化を示した図である。
【図39】図33に示した水晶のシフトモード時の画素
の分離パターンを示した図である。
【図40】サーキュラーゾーン内のシフトモード時のモ
アレと図33の水晶によるコントラスト零ラインとの関
係を示した図である。
【図41】本発明の撮像装置の第6の実施の形態に係る
撮像光路(レンズブロック)の構成を示した概略図であ
る。
【図42】図41に示した水晶の通常モード時の分離幅
とその方向を示した図である。
【図43】図41に示した水晶の通常モード時の画素の
分離パターンを示した図である。
【図44】サーキュラーゾーン内の通常モード時のモア
レと図41の水晶によるコントラスト零ラインとの関係
を示した図である。
【図45】通常モードからシフトモードに移行する際の
図41の水晶の回転位置の変化を示した図である。
【図46】シフトモード時の図41に示した水晶の分離
幅の方向変化を示した図である。
【図47】図41に示した水晶のシフトモード時の画素
の分離パターンを示した図である。
【図48】サーキュラーゾーン内のシフトモード時のモ
アレと図41の水晶によるコントラスト零ラインとの関
係を示した図である。
【符号の説明】
1 レンズ 2 IRカットフィルター 3、5〜15、51、52 水晶 4 CCD 20 回転機構 60、70、70a モアレ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天花寺 秀紀 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 阪本 昭二 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学像を電気信号に変換する固体撮像素
    子を有し、前記固体撮像素子の画素間を補間して解像度
    を高める画素ずらしモードの他に、前記画素ずらしモー
    ドの解像度より解像度が低い通常モードを有する撮像装
    置において、 光軸に対して垂直な面内で回転可能に配置された1枚又
    は1組の光学ローパスフィルターと、 前記光学ローパスフィルターを前記光軸に対して垂直な
    面内で回転させる回転機構とを具備し、 通常モード時と画素ずらしモード時の前記光学ローパス
    フィルターの角度を前記回転機構により前記光学ローパ
    スフィルターを回転させて変化させることを特徴とする
    撮像装置。
  2. 【請求項2】 光学像を電気信号に変換する固体撮像素
    子を有し、前記固体撮像素子の画素間を補間して解像度
    を高める画素ずらしモードの他に、前記画素ずらしモー
    ドの解像度より解像度が低い通常モードを有する撮像装
    置において、 光軸に対して垂直な面内での回転が固定配置された第1
    の光学ローパスフィルターと、 前記光軸に対して垂直な面内で回転可能に配置された第
    2の光学ローパスフィルターと、 前記第2の光学ローパスフィルターを前記光軸に対して
    垂直な面内で回転させる回転機構とを具備し、 通常モード時と画素ずらしモード時の前記第2の光学ロ
    ーパスフィルターの角度を前記回転機構により前記第2
    の光学ローパスフィルターを回転させて変化させること
    を特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の撮像装置において、 通常モード時、前記第1の光学ローパスフィルターの光
    の分離方向と前記第2の光学ローパスフィルターの光の
    分離方向を同一方向にし、画素ずらしモード時、前記第
    2の光学ローパスフィルターの光の分離方向を前記第1
    の光学ローパスフィルターの光の分離方向に対して所定
    角度の方向にして、光の分離を2方向とすることを特徴
    とする撮像装置。
  4. 【請求項4】 光学像を電気信号に変換する固体撮像素
    子を有し、前記固体撮像素子の画素間を補間して解像度
    を高める画素ずらしモードの他に、前記画素ずらしモー
    ドの解像度より解像度が低い通常モードを有する撮像装
    置において、 光軸に対して垂直な面内での回転が固定配置された第
    1、第2の光学ローパスフィルターと、 前記光軸に対して垂直な面内で回転可能に配置された第
    3の光学ローパスフィルターと、 前記第3の光学ローパスフィルターを前記光軸に対して
    垂直な面内で回転させる回転機構とを具備し、 通常モード時と画素ずらしモード時の前記第3の光学ロ
    ーパスフィルターの角度を前記回転機構により前記第3
    の光学ローパスフィルターを回転させて変化させること
    を特徴とする撮像装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4いずれかに記載の撮像装
    置において、 通常モードから画素ずらしモードへの移行時に、前記回
    転機構によって回転される前記光学ローパスフィルター
    又は前記第2の光学ローパスフィルター又は前記第3の
    光学ローパスフィルタのいずれかの回転角度の変化量ま
    たは光の分離巾は、撮像光学系の特性、色フィルタの特
    性及びCCDを含む信号処理回路系の特性の少なくとも
    一つ以上の特性により最適に決定されることを特徴とす
    る撮像装置。
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