JP2006211098A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 擬色やモアレの発生を防止した撮像装置を低コストで提供する。
【解決手段】 被写体光束は、直角プリズム４１によって略直角に反射され、第１〜第４レンズ群を透過した後、光学的ローパスフィルタ６２を透過してＣＣＤ６１に入射する。ＣＣＤ６１は、最短画素ピッチ方向Ｌ１が水平転送方向に対して４５度に傾けられており、垂直転送方向が、直角プリズム４１に対する被写体光束の入射光軸及び反射光軸を含む平面と略平行になるように配置されている。また、ＯＬＰＦ６２は、分離方向Ｌ２が水平転送方向に対して４５度に傾けられており、最短画素ピッチ方向Ｌ１と略一致するようにＣＣＤ６１の前面側に配置されている。このため、直角プリズム４１によって反射された反射光が、直線偏光を多く光であっても、ＯＬＰＦ６２の分離特性に影響を及ぼさずに、擬色やモアレの少ない良好な画像を得ることができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、被写体光束を反射光学部材で反射させた後、撮像素子の前面側に配置された光学的ローパスフィルタに反射光を透過させて撮像を行う撮像装置に関する。

近年、撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する撮像素子を備え、この撮像素子によって得られた画像データをメモリカード等の記憶媒体に記憶させる撮像装置であるデジタルカメラが一般に普及している。

撮像素子は、光電変換を行う受光素子が等間隔で配置されており、被写体像を離散的にサンプリングすることによって画像信号を得ている。また、受光素子の配列ピッチによって定まる空間周波数の半分、すなわち、カットオフ周波数（ナイキスト周波数）以上の成分は、いわゆる折り返し歪みを引き起こす有害成分となることが、サンプリング定理により知られている。この折り返し歪みは、偽信号やモアレ縞が発生する要因となるため、光学的ローパスフィルタを用いて、サンプリング前に高周波成分を除去する必要がある。このような光学的ローパスフィルタは、水晶の複屈折性を利用したものが多く用いられており、撮像素子の前面側に配置される。

また、被写体光束を反射光学部材によって反射させて、反射光を撮像素子の撮像面に結像させて撮像するデジタルカメラが知られている。しかし、このようなデジタルカメラでは、反射光学部材で被写体光束を反射させているので、反射光は直線偏光を多く持った光となる。前述したように、光学的ローパスフィルタは複屈折を利用しており、被写体光束が直線偏光となると高い周波数成分を充分に抑制できず、擬色やモアレを防止することができないという問題があった。

前述の問題を解決するために、反射光学部材と光学的ローパスフィルタとの間の光路に１／４波長板を配置したデジタルカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなデジタルカメラでは、１／４波長板によって直線偏光が円偏光に変換される。このため、光学的ローパスフィルタによって、被写体光束の高い周波数成分を充分に抑制し、擬色やモアレを防止することができる。
特開平５−２７３６４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のデジタルカメラでは、１／４波長板を設ける必要があり、部品点数が増加するために製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で偽信号やモアレ縞の発生を防止した撮像装置を低価格で提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、被写体光束を反射光学部材で反射させた後、撮像素子の前面側に配置された光学的ローパスフィルタに透過させて撮像を行う撮像装置であり、前記撮像素子は、最短画素ピッチ方向が水平転送方向及び垂直転送方向に対して４５度に傾けられており、前記水平転送方向または前記垂直転送方向が、前記反射光学部材に対する前記被写体光束の入射光軸及び反射光軸を含む平面と略平行になるように配置され、前記光学的ローパスフィルタは、入射する光線を常光線と異常光線とに分離する分離方向が前記最短画素ピッチ方向と略一致するように配置されていることを特徴とするものである。

また、開口径を変化させて前記撮像素子に入射する前記被写体光束の光量を調節する絞りと、前記光学的ローパスフィルタを前記被写体光束の光軸に対して垂直な平面内で回転させる回転駆動手段と、前記絞りの開口径に基づいて前記回転駆動手段を制御して、前記光学的ローパスフィルタの分離方向を変更する制御手段とを備えていることが好ましい。

さらに、前記制御手段は前記回転駆動手段を制御して、前記分離方向が前記最短画素ピッチ方向と略一致する第１回転位置と、前記分離方向が前記水平転送方向または前記垂直転送方向と略平行な第２回転位置との間で前記光学的ローパスフィルタを回転させることが好ましい。

また、前記絞りは、開放絞りと、この開放絞りよりも開口径の小さい小絞りとの間で開口径を変更し、前記制御手段は、前記絞りが前記開放絞りに設定されている時に、前記第１回転位置に前記光学的ローパスフィルタを回転させ、前記絞りが前記小絞りに設定されている時に、前記第２回転位置に前記光学的ローパスフィルタを回転させることが好ましい。

本発明の撮像装置によれば、最短画素ピッチ方向が水平転送方向及び垂直転送方向に対して４５度に傾けられており、水平転送方向または垂直転送方向が、反射光学部材に対する被写体光束の入射面と略平行になるように配置され、光学的ローパスフィルタは、分離方向が最短画素ピッチ方向と略一致するように配置されているので、反射光学部材によって被写体光束が反射されて、反射光に直線偏光が多く含まれている場合でも、光学的ローパスフィルタの分離特性に影響を及ぼさず、モアレや擬色の少ない良好な画像を得ることができる。また、１／４波長板等の特別な部品を設ける必要がないので、部品点数を増加させずに製造コストを抑えることができる。

さらに、光学的ローパスフィルタを回転させる回転駆動手段を備えており、絞りが小絞りに設定されている場合、回折の影響でレンズのＭＴＦ値が低下するが、光学的ローパスフィルタが機能しない位置に回転されるので、小絞り時における画質劣化を抑えて良好な画像を得ることができる。

図１及び図２に示すデジタルカメラ１０は、カメラ本体１１の前面に、前レンズ１２及びストロボ発光部１３が設けられており、上面には、電源ボタン１４及びシャッタボタン１５が設けられている。

カメラ本体１１の背面には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１６、ズーム操作ボタン１７、カーソルボタン１８、及びモード切替ボタン１９が設けられている。モード切替ボタン１９は、撮影画像をメモリカードに記録する撮影モードと、メモリカードに記録された画像を再生する再生モードと、各種設定を行うセットアップモードとを切り替える際にユーザによって操作される。

ＬＣＤパネル１６は、画像再生に使用される他、撮影モード時には、フレーミング用のスルー画を表示する電子ビューファインダとしても機能する。また、ＬＣＤパネル１６は、セットアップモードに設定された時にメニュー画面を表示する。カーソルボタン１８は、このメニュー画面上でのカーソルの移動や、メニュー画面に表示された項目を選択する際に操作される。ズーム操作ボタン１７は、ズーム倍率を変更する際に操作される。

また、カメラ本体１１には、前述の前レンズ１２を備えたレンズ装置２０が組み込まれている。以下に、このレンズ装置２０の構成を説明する。図３に示すように、レンズ装置２０は、レンズ鏡筒２１と、屈曲性を有する回路基板であるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２２と、このＦＰＣ２２と電気的に接続されたモータ２３，２４，２５とを備えている。

図４に示すように、レンズ鏡筒２１は、上部鏡筒３１と、下部鏡筒３２と、これらの鏡筒３１，３２の間に配置されたレンズ保持板３３及びシャッタユニット３４とを備えている。上部鏡筒３１は、前レンズ１２、直角プリズム４１、及び後レンズ群４２からなる第１レンズ群４３と、第２レンズ群４４とを保持している。上部鏡筒３１は、上部に形成され断面形状が略三角形のフレームからなるプリズム収納部４５と、プリズム収納部４５の下方に形成され略直方体形状のフレームからなるレンズ収納部４６とを備えている。

プリズム収納部４５の前面には、前レンズ１２を保持するレンズ枠４７が取り付けられており、前レンズ１２の背後には、横長な矩形の開口４５ａが形成されている。また、前レンズ１２と開口４５ａとの間には、遮光マスク４８が設けられている。この遮光マスク４８は、撮影画像に悪影響を及ぼす光、つまり開口４５ａの上方から入射する太陽光などの有害光を遮光する。

プリズム収納部４５内には、三角柱形状の直角プリズム４１が収納され、前レンズ１２の背後に配置されている。この直角プリズム４１は、前レンズ１２と対面し、被写体光束が入射する入射面４１ａと、この入射面４１ａと鋭角をなして連なるとともに入射面４１ａから入射した被写体光束を略直角に反射する反射面４１ｂと、入射面４１ａと直角をなして連なるとともに反射面４１ｂで反射された被写体光束をプリズム外に出射させる出射面４１ｃとを有する。

前レンズ１２を透過した被写体光束は、入射面４１ａと略直交するように直角プリズム４１内に入射して、反射面４１ｂによって略直角に反射され、出射面４１ｃと略直交するように出射する。このため、前レンズ１２の光軸Ｌ１は、直角プリズム４２によって光軸Ｌ１と略直角な光軸Ｌ２に屈曲される。

また、レンズ収納部４６には、後レンズ群４２及び第２群レンズ４４が収納され、屈曲された光軸Ｌ２上に配置されている。後レンズ群４２は、レンズ４２ａ，４２ｂで構成されており、レンズ枠４９によって保持されている。このレンズ枠４９は、直角プリズム４１の出射面４１ｃの下方に配置されており、レンズ収納部４６に固定されている。第２レンズ群４４は、レンズ４４ａ〜４４ｃの３枚のレンズで構成されており、レンズ枠５０によって保持されている。

この第２レンズ群４４はズームレンズ群であり、レンズ収納部４６には光軸Ｌ２と平行に配置された２本のガイド軸（図示せず）が設けられている。レンズ枠５０は、これらのガイド軸によって進退自在に保持されており、第２レンズ群４４が光軸Ｌ２に沿って進退移動する。これらのガイド軸は、一端がレンズ収納部４６によって保持され、他端が後述するレンズ保持板３３によって保持されている。

また、上部鏡筒３１の外壁には、モータ２３が設けられている。モータ２３は、レンズ枠５０を光軸Ｌ２に沿って進退移動させる。このモータ２３は、ステッピングモータであり、レンズ枠５０の原点位置は、光学的位置検出手段であるフォトインタラプタ（図示せず）によって検出され、この検出信号に基づいて第２レンズ群４４の位置が制御される。これにより、第２光軸Ｌ２上において、第２レンズ群４４と、後述する第４レンズ群５８との相対的な距離が変化して被写体画像のズーミングが行われる。なお、このモータ２３は、ＤＣモータでも良い。この場合、第２群レンズ４４の位置を制御するためにエンコーダを設ければ良い。

レンズ保持板３３は、上部鏡筒３１の下端を覆うように固定されており、第３レンズ群５４を保持している。この第３レンズ群５４は、光軸Ｌ２上に配置されており、レンズ５４ａを備えている。

また、レンズ保持板３３の下方には、シャッタユニット３４が設けられており、箱形に形成されたユニット本体５２内に各種部品を備えて構成されている。また、ユニット本体５２の内部には、絞り機能を有するシャッタ装置５６が設けられており、互いに対向する一対のシャッタ羽根等によって構成されている。

ユニット本体５２の上下両面には、第３レンズ群５４、及び後述する第４レンズ群５８と対面する位置に開口５２ａ，５２ｂが形成されている。ユニット本体５２の左側部は、上部鏡筒３１及び下部鏡筒３２よりも外側に突出しており、突出部の下面には、モータ２４が設けられている。シャッタ羽根は、このモータ２４によって駆動され、前述の開口５２ａ，５２ｂに入射する被写体光の光量、すなわち、後述するＣＣＤ６１の撮像面６１ａに入射する被写体光の光量を調節する。なお、このシャッタ装置５６は、開放絞りと、この開放絞りよりも小さな開口径の小絞りとの２つの位置で開口径を変更して、撮像面６１ａに入射する被写体の光量を調節する。

下部鏡筒３２には、第４レンズ群５８が収納されている。この第４群レンズ５８は、レンズ５８ａ，５８ｂ，５８ｃの３枚のレンズで構成され、レンズ枠５９によって保持されている。この第４レンズ群５９はフォーカスレンズ群であり、下部鏡筒３２内には、光軸Ｌ２と平行に配置された２本のガイド軸（図示せず）が設けられている。レンズ枠５９は、これらのガイド軸によって光軸Ｌ２に沿って進退自在に保持されている。

このレンズ枠５９は、下部鏡筒３２の外壁に固定されたモータ２５の駆動によって光軸Ｌ２上で進退移動する。このモータ２５は、モータ２３と同様にステッピングモータであり、レンズ枠５９の原点位置は、光学的位置検出手段であるフォトインタラプタ（図示せず）によって検出され、この検出信号に基づいて第４レンズ群５８の位置が制御される。ズーミングが行われた後、第４レンズ群５８が第２光軸Ｌ２上で移動し、被写体像のピントが調節される。なお、このモータ２５は、ＤＣモータでも良い。この場合、第４群レンズ５８の位置を制御するためにエンコーダを設ければ良い。

第４レンズ群５８の下方、すなわち下部鏡筒３２の光軸方向後端部には、凹部である収納部６０が形成されている。この収納部６０には、前述の第１〜４レンズ群４３，４４，５４，５８によって結像された被写体像を撮像する撮像素子であるＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤと称する）６１が収納される。また、収納部６０の上方、すなわちＣＣＤ６１の前面側には、光学的ローパスフィルタ（以下、ＯＬＰＦと称する）６２が設けられる。このＯＬＰＦ６２は、水晶の複屈折を利用して画像を劣化させる高周波成分を光学的に抑制するフィルタである。また、下部鏡筒３２の下面を覆うように、板バネ６３が設けられており、この板バネ６３によってＣＣＤ６１が上方に付勢されて収納部６０に固定される。

図５に示すように、ＣＣＤ６１の撮像面６１ａには、多数の受光素子（画素）７０が配列されている。また、ＣＣＤ６１は、最短画素ピッチ（サンプリング）方向Ｌ１と、水平転送方向とのなす角度θ１が略４５度にされており、オフセットサンプリング構造を有している。このＣＣＤ６１は、垂直転送方向が光軸Ｌ１と平行になるように配置されている。すなわち、ＣＣＤ６１は、垂直転送方向が直角プリズム４１に対する被写体光束の入射光軸及び反射光軸を含む平面と略平行となるように収納部６０に固定されている。

本実施形態において、ＣＣＤ６１の垂直転送方向が直角プリズム４１に対する被写体光束の入射光軸及び反射光軸を含む平面と略平行となるように配置する場合を例に説明するが、ＣＣＤ６１の水平転送方向が、直角プリズム４１に対する被写体光束の入射光軸及び反射光軸を含む平面と略平行となるように配置しても良い。

また、ＯＬＰＦ６２としては、水晶やニオブ酸リチウム等の複屈折材料を一定方向に切り出したものが用いられている。ＯＬＰＦ６２が有する複屈折という物性は、入射する光線を２つの偏光成分（常光線及び異常光線）に分離させ、これらの偏光成分を所定の分離方向に分かれた２つの進行方向に進行させるものである。なお、偏光成分の分離幅は、ＯＬＰＦ６２の厚さを調節することによって任意の値に設定可能である。

また、図６に示すように、ＯＬＰＦ６２は、入射する光線を常光線と異常光線に分離する分離方向Ｌ２とＣＣＤ６１の水平転送方向とのなす角度θ２が略４５度となるように、ＣＣＤ６１の前面側に配置されている。つまり、ＯＬＰＦ６２は、分離方向Ｌ２が最短画素ピッチ方向Ｌ２と略一致するように配置されている。

このため、図６（Ａ）に示すように、ＯＬＰＦ６１に入射した点像８０の光は、図中矢印で示すように、常光線である偏光成分８０ａと、異常光線である偏光成分８０ｂの２つの偏光成分に分離される。図６（Ｂ）に示すように、偏光成分８０ａは、ＯＬＰＦ６２内を直進して点像８０ａとなり、偏光成分８０ｂはＯＬＰＦ６２内を所定方向へと斜行して点像８０ｂとなる。これらの点像８０ａ，８０ｂ間の距離は、ＣＣＤ６１の空間的なナイキスト周波数（カットオフ周波数）を打ち消す距離となっている。このような複屈折によって、被写体像は点像８０ａ，８０ｂの分離方向にずれた二重の像となる。

図７は、角度θ２が略４５度、すなわち分離方向Ｌ２が最短画素ピッチ方向Ｌ１と略一致するように配置した場合におけるＯＬＰＦ６２のＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸はサンプリング周波数で正規化された空間周波数、縦軸はＭＴＦ（Modulated Transfer Function）を表している。なお、このＭＴＦとは、コントラストの再現性を表す指標である。このグラフより、分離方向Ｌ２が最短画素ピッチ方向Ｌ２と略一致するようにＯＬＰＦ６２を配置した場合、カットオフ周波数に相当する値「０．５」に空間周波数が近づくに連れてＭＴＦ値が「０」に近づくことが分かる。

次に、デジタルカメラ１０の電気的構成について説明する。図８に示すように、デジタルカメラ１０には、カメラ全体を制御する制御手段であるシステムコントローラ１００が設けられている。システムコントローラ１００は、各部を制御する制御プログラムが記憶されたＲＯＭ１００ａと、作業用データを一時的に記憶するＲＡＭ１００ｂとを備えている。システムコントローラ１００は、この制御プログラムに基づいて各部を制御する。

システムコントローラ１００は、モータドライバ１０１を介してモータ２３〜２５に接続されており、システムコントローラ１００がモータドライバ１０１を制御して、モータ２３〜２５を駆動する。前述したように、モータ２３は、第２レンズ群４４を光軸Ｌ２に沿って進退移動させ、モータ２４はシャッタ装置５６を駆動する。また、モータ２５は、第４レンズ群５８を光軸Ｌ２に沿って進退移動させる。

また、システムコントローラ１００には、ＣＣＤドライバ１０３を介してＣＣＤ６１が接続されている。システムコントローラ１００は、ＣＣＤドライバ１０３を制御することによりＣＣＤ６１を駆動する。ＣＣＤ６１は、光電変換により被写体像を電気信号に変換して、アナログ信号である画像データを取得する。さらに、このＣＣＤ６１は、画像信号処理部１０４と接続されており、ＣＣＤ６１によって撮像された画像データが画像信号処理部１０４に出力される。この画像信号処理部１０４は、データバス１０５を介してシステムコントローラ１００に接続されており、システムコントローラ１００によって制御される。

画像信号処理部１０４は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、増幅器（ＡＭＰ）、Ａ／Ｄ変換器、信号処理回路、メモリ、圧縮伸張処理回路等を備えて構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ６１によって取得された画像データのノイズを除去する。ＡＭＰは、ノイズが除去された画像データを増幅してＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された画像データをアナログ信号からデジタル信号の画像データに変換して信号処理回路に出力する。

信号処理回路は、デジタル信号の画像データに対して、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正等の各種画像処理と、ＹＣ変換処理とを施す。撮影モード時において、撮影処理が実行される前に画像信号処理部１０４に入力された画像データは、簡易な画像処理と簡易なＹＣ処理とが施されてＬＣＤドライバ１０６に出力される。システムコントローラ１００は、ＬＣＤドライバ１０６を制御して画像データをＬＣＤ１６にスルー画として表示させる。

また、撮影処理が実行された時に、画像信号処理部１０４に入力された画像データは、画像処理、ＹＣ変換処理、及び圧縮処理（例えばＪＰＥＧ方式）等が施される。システムコントローラ１００は、メディアコントローラ１０７を制御して圧縮された画像データをメモリカード１０８に記憶させる。また、再生モードでは、メモリカード１０８に記憶された画像データに対して伸張処理が施されて、ＬＣＤ１６に再生画像として表示させる。

また、システムコントローラ１００には、電源ボタン１４、シャッタボタン１５、ズーム操作ボタン１７、カーソルボタン１８、モード切替ボタン１９が接続されている。システムコントローラ１００は、各ボタンから操作信号を取得して、各操作信号に対応する処理を実行する。

次に、上記構成のデジタルカメラ１０の作用を説明する。前レンズ１２を透過した被写体光束は、直角プリズム４１によって略垂直に反射され、反射光は、直線偏光（垂直偏光）を多く持った光となる。その後、反射光は、後レンズ群４２、第２レンズ群４４、第３レンズ群５４、第４レンズ群５８を透過してＯＬＰＦ６２に入射する。

ＯＬＰＦ６２は、前述したように、分離方向Ｌ２が最短画素ピッチ方向Ｌ１と略一致するように配置されている。このため、反射光が直線偏光（垂直偏光）を多く含む光であっても、ＯＬＰＦ６２によって、反射光の偏光方向に対して４５度の方向に点像分離され、各分離方向の成分が同じ強度となる。また、これらの距離が、ＣＣＤ６１の空間的なカットオフ周波数をちょうど打ち消す距離となっている。このため、ＯＬＰＦ６１によって、被写体光束の高い空間周波数成分を充分抑制することができる。

その後、ＯＬＰＦ６１を透過した被写体光束が撮像面６１ａに入射して、ＣＣＤ６１によって被写体画像が撮像される。この時、ＯＬＰＦ６１によって高い空間周波数成分が抑制されているので、撮像画像に発生する擬色やモアレの発生が防止される。

しかし、絞りの開口径が小さい場合には回折の影響が大きいので結像能力の低下も大きい。このため、ＣＣＤ６１の画素ピッチが小さい場合、このような結像能力の低下に伴う被写体像の画質劣化が無視できない。つまり、モアレや擬色を防止するために、ＯＬＰＦ６２の複屈折によって、被写体像を重複させてカットオフ周波数以上の空間周波数成分を打ち消すと、回折の影響による結像能力の低下と相まって、被写体像の画質が無視できない程度まで劣化する。

このような問題を防止するために、絞りの開口径が小さい場合にはＯＬＰＦ６２を機能させないようにする必要がある。以下に、絞りの開口径が小さい場合でも、被写体像の画質の劣化を防止することができるレンズ装置について説明する。

図９及び図１０に示すように、レンズ装置１１０は、下部鏡筒３２に３本のピン３２ａ〜３２ｃが設けられている。また、ＯＬＰＦ１１１は、略円形状の保持枠１１２によって保持されている。この保持枠１１２には、円弧状に湾曲されたカム溝１１３ａ〜１１３ｃがＯＬＰＦ１１１よりも外側に形成されている。これらのカム溝１１３ａ〜１１３ｃにはピン３２ａ〜３２ｃが挿通され、保持枠１１２が下部鏡筒３２によって光軸Ｌ２と垂直な平面内、すなわち被写体光束の反射光の光軸に対して垂直な平面内で回転自在に保持されている。

また、保持枠１１２の側面の一部には、ギア部１１２ａが形成されている。また、保持枠１１２の近傍には、保持枠１１２を回転させる回転駆動手段であるモータ１２０が配置されている。また、このモータ１２０の回転軸１２０ａには、ギア１２１が設けられている。

このギア１２１は、前述のギア部１１２ａと噛合しており、モータ１２０の回転によって保持枠１１２が回転する。このモータ１２０は、モータドライバ１２２を介して制御手段であるシステムコントローラ１００に接続されている。システムコントローラ１００は、シャッタ装置５６における絞りの開口径の設定に基づいてモータドライバ１２２を制御して保持枠１１２を回転させる。

なお、図９及び図１０において、レンズ装置２０と同様の部品には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。また、図９及び図１０に図示されていない部品は、レンズ装置２０と同様であり、このレンズ装置１１０は、レンズ装置２０と同様にカメラ本体１１内に組み込まれる。

次に、上記構成のレンズ装置１１０を用いた場合の作用を説明する。システムコントローラ１００は、被写体の輝度に基づいてモータドライバ１０１を制御し、シャッタ装置５６の絞りの開口径を調節する。なお、シャッタ装置５６の開口径は、開放絞りと、この開放絞りよりも開口径の小さい小絞りとに切り替えられる。

開放絞りに設定されている場合、システムコントローラ１００は、モータドライバ１２２を制御してモータ１２０を回転させて、ＯＬＰＦ１１１の分離方向Ｌ２が最小画素ピッチ方向Ｌ１と略一致する第１回転位置（図１１（Ａ）に示す位置）に保持枠１１２を回転させる。つまり、ＯＬＰＦ１１１の分離方向Ｌ２と、ＣＣＤ６１の水平転送方向とのなす角度θ２が略４５度となる位置に回転させる。

この時、第１〜第４レンズ群４３，４４，５４，５８のＭＴＦの空間周波数特性は、図１２のグラフに示す形状となる。また、ＯＬＰＦ１１１は、反射光の直線偏光（垂直偏光）に対して分離特性を有し、図１３に示すように、カットオフ周波数でＭＴＦ値が「０」となるようなＣＯＳカーブの空間周波数特性となる。また、（第１〜第４レンズ群４３，４４，５４，５８）×（ＯＬＰＦ１１１）のＭＴＦの空間周波数特性は、図１４のグラフに示す形状となり、空間周波数がカットオフ周波数に相当する値「０．５」に近づくに連れて、ＭＴＦ値が略「０」となり、ＯＬＰＦ１１１によって被写体光束の高い空間周波数成分を充分に抑制することができる。

また、小絞りに設定されている場合、この場合、システムコントローラ１００は、モータドライバ１２２を制御して、ＯＬＰＦ１１１の分離方向Ｌ２がＣＣＤ６１の水平転送方向と略平行となる第２回転位置（図１１（Ｂ）に示す位置）に回転させる。つまり、ＯＬＰＦ１１１の分離方向Ｌ２と、ＣＣＤ６１の水平転送方向とのなす角度θ２が略０度となる位置に回転させる。

このように小絞りに設定されている時、第１〜第４レンズ群４３，４４，５４，５８のＭＴＦの空間周波数特性は、図１５のグラフに示すように、回折の影響でＭＴＦ値が低下する。また、ＯＬＰＦ１１１において、反射光の直線偏光（垂直偏光）に対して点像分離が行われないので、ＯＬＰＦ１１１のＭＴＦの空間周波数特性は、図１６に示すように直線状、すなわち、空間周波数にかかわらずＭＴＦ値が「１」となり、ＯＬＰＦ１１１はローパスフィルタとして機能しない。

このため、小絞り時には、回折の影響で第１〜第４レンズ群４３，４４，５４，５８のＭＴＦ値が低下するが、前述のようにＯＬＰＦ１１１を機能させなくすることでＭＴＦ値の低下を補い、（第１〜第４レンズ群４３，４４，５４，５８）×（ＯＬＰＦ１１１）のＭＴＦ値は、図１７に示すように、開放絞り時と略同等のＭＴＦ値となる。

このように、レンズ装置１１０を用いた場合、前述のレンズ装置２０と同様にモアレや擬色の少ない良好な画像を得ることができる。さらに、小絞りに設定されている場合でも、回折によってＭＴＦが低下することを防止できる。

なお、上記実施形態において、絞りが開放絞りと小絞りの２種類が設定されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、３種類以上設定しても良い。この場合、絞りの開口径の設定に基づいて、ＣＣＤ６１の水平転送方向に対するＯＬＰＦ１１１の分離方向の角度を細かく制御しても良い。

また、上記実施形態において、反射光学部材として直角プリズムを用いる場合を例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、反射ミラーを用いても良い。

さらに、上記実施形態において、撮像素子としてＣＣＤイメージセンサを用いるが、これに限るものではなく、例えばＣＭＯＳイメージセンサを用いても良い。

また、上記実施形態において、撮像装置としてデジタルカメラを例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、デジタルビデオカメラに本発明を適用しても良い。

デジタルカメラの前面側の構成を示す斜視図である。 デジタルカメラの背面側の構成を示す斜視図である。 レンズ装置の構成を示す斜視図である。 レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。 ＣＣＤの構成を示す平面図である。 ＯＬＰＦの作用を示す説明図である。 ＯＬＰＦのＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 変形例のレンズ装置の構成を示す断面図である。 保持枠の構成を示す斜視図である。 ＯＬＰＦの回転位置を示す説明図である。 開放絞り時における第１〜第４レンズ群のＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。 開放絞り時におけるＯＬＰＦのＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。 開放絞り時における（第１〜第４レンズ群）×（ＯＬＰＦ）のＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。 小絞り時における第１〜第４レンズ群のＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。 小絞り時における（第１〜第４レンズ群）×（ＯＬＰＦ）のＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。 小絞り時における（第１〜第４レンズ群）×（ＯＬＰＦ）のＭＴＦの空間周波数特性を示すグラフである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
２０ レンズ装置
２１ レンズ鏡筒
４１ 直角プリズム
４３ 第１レンズ群
４４ 第２レンズ群
５４ 第３レンズ群
５８ 第４レンズ群
６１ ＣＣＤ
６２，１１１ ＯＬＰＦ
１００ システムコントローラ
１１２ 保持枠
１２０ モータ

Claims (4)

1. 被写体光束を反射光学部材で反射させた後、撮像素子の前面側に配置された光学的ローパスフィルタに透過させて撮像を行う撮像装置において、
   前記撮像素子は、最短画素ピッチ方向が水平転送方向及び垂直転送方向に対して４５度に傾けられており、前記水平転送方向または前記垂直転送方向が、前記反射光学部材に対する前記被写体光束の入射光軸及び反射光軸を含む平面と略平行になるように配置され、
   前記光学的ローパスフィルタは、入射する光線を常光線と異常光線とに分離する分離方向が前記最短画素ピッチ方向と略一致するように配置されていることを特徴とする撮像装置。
2. 開口径を変化させて前記撮像素子に入射する前記被写体光束の光量を調節する絞りと、
   前記光学的ローパスフィルタを前記被写体光束の光軸に対して垂直な平面内で回転させる回転駆動手段と、
   前記絞りの開口径に基づいて前記回転駆動手段を制御して、前記光学的ローパスフィルタの分離方向を変更する制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は前記回転駆動手段を制御して、前記分離方向が前記最短画素ピッチ方向と略一致する第１回転位置と、前記分離方向が前記水平転送方向または前記垂直転送方向と略平行な第２回転位置との間で前記光学的ローパスフィルタを回転させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の撮像装置。
4. 前記絞りは、開放絞りと、この開放絞りよりも開口径の小さい小絞りとの間で開口径を変更し、前記制御手段は、前記絞りが前記開放絞りに設定されている時に、前記第１回転位置に前記光学的ローパスフィルタを回転させ、前記絞りが前記小絞りに設定されている時に、前記第２回転位置に前記光学的ローパスフィルタを回転させることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
   

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