JP2008035241A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】光学的ローパスフィルタを用いずにモアレを除去する。
【解決手段】撮像素子移動ユニット２０は固定枠２１、可動部２２、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂ、および第１、第２の弾性体２４ａ、２４ｂを有する。固定枠２１を４辺形の枠状に形成する。可動部２２を４辺形の板状に形成する。可動部２１を固定枠２１の枠内に配置する。可動部２２に撮像素子１２を固定する。第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂを可動部２２の辺部と固定枠２１の内壁との間に設ける。第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂは第１、第２の方向に沿って伸縮自在である。第１、第２の弾性体２４ａ、２４ｂにより可動部２２を第３、第２の方向に付勢する。撮像素子１２に１フレームの画像信号を生成させる間に、第１の経路に沿って撮像素子１２を移動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学的ローパスフィルタを用いずにモアレを除去するデジタルカメラに関する。

従来、デジタルカメラでは、モアレを除去するために撮像素子の前面に光学的ローパスフィルタを設けていた。しかし、光学的ローパスフィルタは高価であった。また、光学的ローパスフィルタを用いることにより解像力およびコントラストの低下した画像となることがあり、光学的ローパスフィルタは着脱自在であることが望まれていたが、機構が複雑化することが問題であった。

そこで、数値計算的にモアレを除去する（特許文献１参照）ことや、光学的ローパスフィルタを回転させながら被写体像を複数回撮影し画像を合成することによりモアレを除去する（特許文献２参照）ことが提案されている。

しかし、特許文献１の方法ではモアレを完全に除去することが困難であり、特許文献２の方法では被写体を複数回撮影しなければならないため、被写体が動いている場合に合成した画像がぶれることが問題であった。
特開２００１−１１９５９６号公報 特開２００１−１８８２０２号公報

したがって、本発明では、光学的ローパスフィルタを用いずにモアレを十分に除去し、かつ簡潔な機構で動く被写体を鮮明に撮影可能なデジタルカメラの提供を目的とする。

本発明の第１のデジタルカメラは、受光面に２次元状に複数の画素が配列され、受光する被写体像に応じた画像信号を生成する撮像素子と、撮像素子が１フレームの画像信号を生成するための受光期間に受光面に平行な平面に沿って撮像素子を所定の第１の経路で移動させる撮像素子移動ユニットとを備えることを特徴としている。

なお、複数の画素は同一の画素間隔で配列され、第１の経路は画素間隔の√２／２倍以下の距離を半径とする円状の経路であることが好ましい。または、複数の画素は同一の画素間隔で配列され、第１の経路は画素間隔の２倍以下の距離で受光面に平行な第１の方向、受光面に平行で第１の方向に垂直な第２の方向、第１の方向の逆方向、第２の方向の逆方向に順番に直進移動する経路であることが好ましい。

また、第１の経路は閉じた経路であり、撮像素子を第１の経路で移動させる周回周期はデジタルカメラの最短露光時間の１／２以下に設定されることが好ましい。

本発明の第２のデジタルカメラは、受光面に２次元状に複数の画素が配列され受光する被写体像に応じた画像信号を生成する撮像素子と、撮像素子が１フレームの画像信号を生成するための受光期間に受光面に平行な平面に沿って撮像素子を所定の第１の経路で移動させることにより画素が受光する光線を相対的に分散して複数の画素に受光させる撮像素子移動ユニットとを備えることを特徴としている。

なお、複数の画素は同一の画素間隔で配列され、撮像素子移動ユニットは撮像素子を画素間隔の√２／２倍以下の距離を半径とする円状に平行移動させることが好ましい。または、複数の画素は同一の画素間隔で配列され、撮像素子移動ユニットは撮像素子を画素間隔の２倍以下の距離で受光面に平行な第１の方向、受光面に平行で第１の方向に垂直な第２の方向、第１の方向の逆方向、第２の方向の逆方向に順番に直進移動させることが好ましい。

また、撮像素子移動ユニットによる前記撮像素子の移動を停止させるための切替えスイッチを備えることが好ましい。

また、撮像素子が連続して生成する複数の画像信号を平均化する平均化処理を実行可能な画像信号処理部を備え、切替えスイッチを第２の移動モードに切替えることにより撮像素子は所定のフレーム数の画像信号を連続して生成し撮像素子が各フレームの画像信号の生成後から次のフレームの画像信号の生成前までの間に撮像素子移動ユニットは撮像素子を第２の経路で移動させ画像信号処理部は撮像素子が連続的に生成した複数の画像信号を平均化することが好ましい。

また、撮像素子移動ユニットは撮像素子を受光面に平行な第３の方向に移動させる第１のアクチュエータと撮像素子を受光面に平行で第３の方向に垂直な第４の方向に移動させる第２のアクチュエータとを有することが好ましい。さらに、第１、第２のアクチュエータは圧電素子であることが好ましい。

また、受光期間はメカニカルシャッタまたは電子シャッタにより調整されることが好ましい。

また、撮像素子を受光面に沿って移動自在なまま支持する支持部と、支持部の受光面に沿った移動量を検出する変位センサとを備え、撮像素子移動ユニットは変位センサが検出した移動量に応じて撮像素子を受光面に沿って移動させることが可能であることが好ましい。

本発明によれば、光学的ローパスフィルタを用いずに画素に入射する光線を相対的に分散させることが可能となる。したがって、モアレの除去が可能になる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用したデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。

デジタルカメラ１０は、撮影光学系１１、撮像素子１２、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１３、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４、撮像素子移動ユニット２０、および移動ユニットドライバ１５などによって構成される。

撮影光学系１１は、撮像素子１２に光学的に接続される。撮影光学系１１を透過する被写体の光学像が撮像素子１２の受光面に入射される。撮像素子１２は、例えばＣＣＤである。受光面において被写体の光学像が受光されることにより、光学像に相当する画像信号が生成される。

撮影光学系１１と撮像素子１２の間には、シャッタ（図示せず）が配置される。シャッタの開閉により被写体光束の通過と遮光が切替えられる。シャッタはシャッタ駆動部（図示せず）によって駆動され、開閉が実行される。

撮像素子１２は、撮像素子移動ユニット２０に、受光面に沿って移動自在に支持される。撮像素子移動ユニット２０には、後述するようにアクチュエータ（図示せず）が設けられる。アクチュエータは移動ユニットドライバ１５によって駆動される。

撮像素子１２は、ＡＦＥ１３を介してＤＳＰ１４に接続される。また、ＡＦＥ１４はＣＰＵ１６に接続される。ＣＰＵ１６からＡＦＥ１３にクロック信号が出力される。ＡＦＥ１３は、クロック信号に基づいてフレーム信号及び撮像素子駆動信号を生成する。撮像素子駆動信号は撮像素子１２に送信される。撮像素子１２は、撮像素子駆動信号に基づいて画像信号を生成する。

なお、撮像素子１２の受光面には、ベイヤー方式に応じてマトリックス状に画素が配列される。例えば、受光面にはｍ×ｎに等分割された位置それぞれに画素が配列される。各画素における受光量に応じて画素信号が生成される。画像信号は、有効画素領域における複数の画素が生成する複数の画素信号によって形成される。

生成した画像信号はＡＦＥ１３に送信される。画像信号はＡＦＥ１３において相関二重サンプリング、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換が施され、画像データに変換される。画像データはＤＳＰ１４に送信される。

ＤＳＰ１４により、送信された画像データに対して所定のデータ処理が施される。ＤＳＰ１４には、ＬＣＤ１７が接続される。所定のデータ処理が施された画像データは、ＬＣＤ１７に送信される。送信された画像データに相当する画像がＬＣＤ１７に表示可能である。

また、ＤＳＰ１４は、コネクタ（図示せず）を介してメモリカード１８に接続可能である。後述するレリーズ動作を実行するときに、所定の信号処理の施された画像データはメモリカード１８に格納可能である。なお、メモリカード１８は、コネクタから着脱自在である。

また、ＤＳＰ１４には、ＣＰＵ１６が接続される。ＤＳＰ１４における画像データに対する所定のデータ処理、ＬＣＤ１７および／またはメモリカード１８への画像データの送信は、ＣＰＵ１６によって制御される。また、ＣＰＵ１６は、移動ユニットドライバ１５に接続される。移動ユニットドライバ１５によるアクチュエータの駆動は、ＣＰＵ１６によって制御される。

また、ＣＰＵ１６にはデジタルカメラ１０を操作するためのコマンド入力を行なうための操作入力部１９が接続される。操作入力部１９は、レリーズボタン（図示せず）、設定ボタン（図示せず）、および多機能十字キー（図示せず）などによって構成される。ユーザーによる操作入力部１９へのコマンド入力に応じて、ＣＰＵ１６はデジタルカメラ１０の各部位に必要な動作を行なわせる。

デジタルカメラ１０には、撮影モード、設定モード等の複数の動作モードが設けられる。設定ボタンを押下することにより、撮影モードと設定モードとの切替を行うことが可能である。

撮影モードにおいて、レリーズボタンを押下することによりデジタルカメラ１０の撮像動作が実行される。例えば、シャッタ（図示せず）の開閉が行なわれ、撮像素子１２により１フレームの画像信号が生成される。

設定モードにおいて多機能十字キーを操作することにより、デジタルカメラ１０の各種設定を変更することが可能である。デジタルカメラ１０には、モアレ除去機能が設けられる。設定モードにおいて、モアレ除去機能のＯＮ／ＯＦＦの切替が可能である。

モアレ除去機能をＯＦＦにしている場合、撮影時にＣＰＵ１６の制御により移動ユニットドライバ１５はアクチュエータの駆動を停止する。アクチュエータの駆動停止により撮像素子１２が固定される。撮像素子１２が固定された状態で、撮像素子１２による画像信号の生成が行なわれる。

モアレ除去機能をＯＮにしている場合、撮影時にＣＰＵ１６の制御により移動ユニットドライバは、後述するように撮像素子１２を移動させるためにアクチュエータを駆動する。アクチュエータの駆動により撮像素子１２は１フレームの受光期間中に所定の第１の経路で移動しながら、１フレームの画像信号の生成が行なわれる。

次に、撮像素子移動ユニットの構成および、モアレ除去機能について詳細に説明する。図２は撮像素子移動ユニット２０の構成を模式的に示す平面図である。撮像素子移動ユニット２０は、固定枠２１、可動部２２、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂ、および第１、第２の弾性体２４ａ、２４ｂによって形成される。なお、図２における下から上向きの方向を第１の方向、左から右向きを第２の方向、第１の方向の逆方向を第３の方向、第２の方向の逆方向を第４の方向として表示する。

固定枠２１は、４辺形の枠状に形成される。固定枠２１がデジタルカメラ１０の筐体（図示せず）に固定される。可動部２２は４辺形状の板状に形成される。可動部２２は、固定枠２１の枠内に配置される。可動部２２には、受光面が第１、第２の方向に平行となるように、撮像素子１２が固定される。

第１のアクチュエータ２３ａは、可動部２２の第３の方向側の辺部と固定枠２１の第３の方向側枠の内壁との間に設けられる。第２のアクチュエータ２３ｂは、可動部２２の第２の方向側の辺部と固定枠２１の第２の方向側の枠の内壁との間に設けられる。第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂは積層の圧電素子であり、それぞれ第１、第２の方向に沿って伸縮可能である。第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂは、移動ユニットドライバ１５から印加される電圧により伸縮する。

第１の弾性体２４ａは、可動部２２の第１の方向側の辺部と固定枠２１の第１の方向側の枠の内壁との間に設けられる。第２の弾性体２４ｂは、可動部２２の第４の方向側の辺部と固定枠２１の第４の方向側の枠の内壁との間に設けられる。第１、第２の弾性体２４ａ、２４ｂの端部は、可動部２２および固定枠２１に当接しており、第１、第２の弾性体２４ａ、２４ｂにより、可動部２２はそれぞれ第３、第２の方向に付勢される。

以上のような構成の撮像素子移動ユニット２０において、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂに印加する電圧を調整することによって、可動部２２および撮像素子１２を第１、第２の方向に沿って移動させることが可能である。

前述のように、モアレ除去機能をＯＮにしているとき、撮像素子移動ユニット２０は、撮像素子１２を第１の経路に沿って移動させる。第１の経路は、第１、第２の方向に平行な平面上の経路であり、図３に示すように、撮像素子１２の隣合う４つの画素１２ｐの中心を同じ光線が通過するように、隣合う画素間の距離の√２／２を半径とする円状の経路であって、始点と終点が一致する。

１フレームの画像信号を生成するための受光期間中（露光時間中）に、撮像素子１２は第１の経路のに沿って２周以上移動する。デジタルカメラ１０の最高シャッター速度は、例えば１／８０００秒であるので、撮像素子１２の周回周波数は、８０００×２＝１６０００Ｈｚとなる。撮像素子１２を固定した場合に単一の画素１２ｐにのみ入射する光線が、相対的に分散され第１の経路上の画素１２ｐにも入射することになる。

したがって、画素１２ｐが受光する光線は光学的ローパスフィルタを用いたときと同様に分散された光線となり、光学的ローパスフィルタを用いたときと同様に、モアレが除去される。

なお、第１の経路を、第２、第３の経路に変更させることも可能である。第２の経路は、図４に示すように、隣合う画素１２ｐ間の距離の１／２を半径とする円状の経路であり、始点と終点が一致する。すなわち、第１、第２の方向に沿った移動量が隣合う画素１２ｐ間の距離に一致する。第２の経路に沿って移動させる場合は、第１の経路に比べて、モアレや偽色信号の抑制効果が劣るが、解像度の低下が少なく、周回距離が短く、より安価なアクチュエータの利用が可能であり、また周回周波数を高速化可能となる。

第３の経路は、図５に示すように、第１の方向への並進移動、第４の方向への並進移動、第３の方向への並進移動、第２の方向への並進移動を隣合う画素１２ｐ間の距離だけ連続して行う経路である。第３の経路に添って移動させる場合は、第１、第２の経路に沿った移動に比べて、アクチュエータの駆動制御が複雑になるが、光学ローパスフィルタによるモアレや偽色信号の抑制の特性に近くなる利点が得られる。

また、デジタルカメラ１０では、モアレ除去を以下のような動作のマルチショットによっても実行可能である。マルチショットによる場合、レリーズボタンの押下により連続して４フレームの画像信号が生成される。

各フレームの画像信号の生成時に、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂの駆動を停止させ、撮像素子１２は固定される。第１のフレームから第２のフレーム、第２のフレームから第３のフレーム、第３のフレームから第４のフレームの撮影までの間に、第１のアクチュエータ２３ａまたは第２のアクチュエータ２３ｂを駆動して、第１の方向、第４の方向、第３の方向、第２の方向に撮像素子１２を移動させる。

第４のフレームの画像信号を生成し終えると、ＤＳＰ１４により第１〜第４の画像データの演算処理が行われる。すなわち、同じ位置の画素における各色成分ごとのフレームの画素データが所定のアルゴリズムにより演算される。演算された画素信号により構成される画像データが、モアレが除去された画像データとして生成される。

次に、撮影モードにおいてデジタルカメラにより実行される動作について、図６、図７のフローチャートを用いて説明する。図６、図７は、デジタルカメラの撮影時に行なわれる各種動作を説明するための第１、第２のフローチャートである。

デジタルカメラ１０の動作モードを撮影モードに切替えることにより、撮影のための制御および信号処理などを開始する。ステップＳ１００において、モアレ除去機能がＯＮとなっているかが判定される。

モアレ除去機能がＯＦＦである場合は、ステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、レリーズボタンが押下されているかどうかの判定が行なわれる。押下されていないときは、押下されるまでステップＳ１０１を繰返す。レリーズボタンが押下されたとき、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、レリーズ動作が実行される。レリーズ動作において、シャッタが設定される露光時間となるように開閉され、シャッタが開いている間に撮像素子１２による受光が終了するように撮像素子１２が駆動される。レリーズ動作の実行により１フレームの画像信号が生成される。

レリーズ動作が終了するとステップＳ１０３に進み、生成した画像信号に所定の信号処理を施し、画像データに変換してメモリカード１８に格納する。画像データをメモリカード１８に格納することにより、撮影時の制御は終了する。

ステップＳ１００においてモアレ除去機能がＯＮであるときは、ステップＳ１０４に進む（図７参照）。ステップＳ１０４では、シングルショットまたはマルチショットのいずれによるモアレ除去方式が選択されているかが判定される。

なお、シングルショットによるモアレ除去の方式とは１フレームの画像信号の生成時に撮像素子１２を移動させる方式であり、マルチショットによるモアレ除去の方式とは４フレームの画像信号の生成の合間に撮像素子１２を移動させる方式である。

シングルショットによるモアレ除去が選択されている場合は、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、第１〜第３の経路のいずれの経路が選択されているかが認識される。

経路の認識後ステップＳ１０６において、レリーズボタンが押下されているか否かの判定が行なわれる。レリーズボタンが押下されていない場合はステップＳ１０６に戻り、レリーズボタンが押下されるまでステップＳ１０６の動作が繰返される。

レリーズボタンが押下されるとステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂの駆動を開始する。第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂの駆動は、ステップＳ１０５で認識された経路に応じて制御される。

第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂの駆動を開始すると、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、レリーズ動作が実行される。レリーズ動作において、シャッタが設定される露光時間となるように開閉され、シャッタが開いている間に撮像素子１２による受光が終了するように撮像素子１２が駆動される。レリーズ動作の実行により１フレームの画像信号が生成される。

レリーズ動作の実行を終えると、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂの駆動を停止させる。第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂの駆動停止後ステップＳ１０３に戻り、生成した画像信号に所定の信号処理を施し、画像データに変換してメモリカード１８に格納する。

ステップＳ１０４において、マルチショットによるモアレ除去が選択されている場合は、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂを駆動することにより撮像素子１２を初期位置に移動させる。

撮像素子１２を初期位置に移動させた撮影待機状態において、ステップＳ１１１ではレリーズボタンが押下されているか否かの判定が行なわれる。レリーズボタンが押下されていない場合はステップＳ１１１に戻り、レリーズボタンが押下されるまでステップＳ１１１の動作が繰返される。

レリーズボタンが押下されるとステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、レリーズ動作が実行される。レリーズ動作において、シャッタが設定される露光時間となるように開閉され、シャッタが開いている間に撮像素子 による受光が終了するように撮像素子１２が駆動される。レリーズ動作の実行により１フレームの画像信号が生成される。

生成した画像信号は、ステップＳ１１３において、一時的に保存される。なお、ステップＳ１１２で生成された画像信号は、メモリカード１８でなくＤＳＰ１４に接続されるデータ処理用のＳＤＲＡＭ（図示せず）に一時的に保存される。

１フレームの画像信号の一時保存後ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、第１のアクチュエータ２３ａまたは第２のアクチュエータ２３ｂを駆動し、第１〜第４のいずれかの方向に撮像素子１２を移動させる。

撮像素子１２の移動後のステップＳ１１５において、レリーズ動作を４回行なったか否かの判定が行なわれる。レリーズ動作を４回行なっていない場合は、ステップＳ１１２に戻る。以後、レリーズ動作４回行なうまで、ステップＳ１１２〜ステップＳ１１５の動作が繰返される。

ステップＳ１１５においてレリーズ動作を４回行なったと判定されたときは、ステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６では、ＳＤＲＡＭに一時保存された４つの画像データに対して、前述の演算が行われる。演算により単一の画像データが生成される。

単一の画像データを生成すると、ステップＳ１０３に戻り、生成した画像データに所定のデータ処理を施し、メモリカード１８に格納する。

以上のような構成であるデジタルカメラ１０によれば、光学的ローパスフィルタを用いずにモアレを十分に除去することが可能となる。また、シングルショットによるモアレ除去であれば、動く被写体に対しても鮮明な画像を撮影し、モアレ除去を行うことが可能である。

また、解像度の低下を防止するためにモアレ除去機能をＯＦＦにすることを、簡易な機構で実現することが可能である。したがって、光学的ローパスフィルタを用いる場合に生じる着脱時のゴミの混入の問題や故障の発生を生じることが無い。

なお、本実施形態において、マルチショットによるモアレ除去が可能であるが、シングルショットによるモアレ除去のみが可能な構成であってもよい。ただし、周囲の光量が不十分であるときには、マルチショットによるモアレ除去を実行可能なほうがよい。

また、本実施形態において、撮像素子１２の第１、第２の経路に沿った移動は画素間隔の√２／２、１／２倍を半径とする円に沿った移動であるが、画素間隔の√２／２倍以下であれば何倍であってもよい。

また、本実施形態において、撮像素子１２の第３の経路に沿った移動は画素間隔と同じ距離の並進移動であるが、画素間隔の２倍以下であれば、何倍であってもよい。

また、本実施形態において、第１の経路に沿って撮像素子１２を２周させるように移動させた構成であるが、何周であってもよい。ただし、少なくとも１周以上移動させることが好ましい。

また、本実施形態において、第１、第２の経路のような円運動の半径および第３の経路のような並進移動における移動量は固定される構成であるが、ユーザーにより変更可能な構成であってもよい。

また、本実施形態において撮像素子１２のカラーフィルタの配列はベイヤー配列であるが、他の方式によって配列されていてもよい。

また、本実施形態において、撮像素子を移動させる経路は第１〜第３の経路であるが、撮像素子１２の受光面に平行な平面上を移動する経路であれば、いかなる経路であってもよい。例えば、第１の方向または第２の方向のみに沿った移動であってもよい。特に、撮像素子のカラーフィルタの配列がストライプ方式である場合などには、第２の方向のみに沿って移動させることにより、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

ただし、本実施形態の撮像素子１２のように２行２列に並ぶ４つの画素によりカラーフィルタ繰返し単位が形成されている場合は、カラーフィルタ繰返し単位の中心を軸として周回する閉じた経路であることが好ましい。

また、本実施形態において、モアレ除去機能のＯＮ／ＯＦＦを切替え可能な構成であるが、切替えは出来ずに常にＯＮであってもよい。ただし、前述のように、目的に応じてモアレ除去のＯＮ／ＯＦＦが可能な構成が好ましい。

また、本実施形態において、第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂには圧電素子が用いられる構成であるが、他のいかなるアクチュエータを用いてもよい。ただし、微細な運動の駆動精度および高速駆動が求められることから圧電素子を用いることが好ましい。

また、本実施形態において、第１、第２の方向に沿って伸縮する第１、第２のアクチュエータ２３ａ、２３ｂを用いる構成であるが、撮像素子１２を受光面に平行な平面に沿って移動させることが可能ないかなる動力を用いてもよい。例えば、モータを用いて第１、第２の経路に沿って撮像素子１２に円運動をさせることも可能である。

また、本実施形態において、メカニカルシャッタを用いて撮像素子１２に入射する光の受光期間の調整を行なう構成であるが、電子シャッタ機能を用いて調整する構成であってもよい。電子シャッタ機能を用いて調整する構成であれば、スチルカメラだけでなくビデオカメラに適用することも可能である。

また、本実施形態において、撮像素子移動ユニット２０はモアレ除去のためにのみ用いられる構成であるが、手ぶれ補正機能に用いてもよい。例えば、デジタルカメラに設けるジャイロセンサによりデジタルカメラおよび撮像素子移動ユニットの移動量が検出される。この移動量は手ぶれによる移動量であり、移動を打ち消す方向に撮像素子を移動させることにより、手ぶれ補正も可能となる。

本発明の一実施形態を適用したデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。 撮像素子移動ユニットの構成を模式的に示す平面図である。 撮像素子を移動させる第１の経路を説明するための撮像素子の平面図である。 撮像素子を移動させる第２の経路を説明するための撮像素子の平面図である。 撮像素子を移動させる第３の経路を説明するための撮像素子の平面図である。 デジタルカメラの撮影時に行なわれる各種動作を説明するための第１のフローチャートである。 デジタルカメラの撮影時に行なわれる各種動作を説明するための第２のフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１２ 撮像素子
１４ ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）
１５ 移動ユニットドライバ
１６ ＣＰＵ
２０ 撮像素子移動ユニット
２１ 固定枠
２２ 可動部
２３ａ、２３ｂ 第１、第２のアクチュエータ
２４ａ、２４ｂ 第１、第２の弾性体

Claims (13)

1. 受光面に２次元状に複数の画素が配列され、受光する被写体像に応じた画像信号を生成する撮像素子と、
   前記撮像素子が１フレームの前記画像信号を生成するための受光期間に、前記受光面に平行な平面に沿って前記撮像素子を所定の第１の経路で移動させる撮像素子移動ユニットとを備える
   ことを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記複数の画素は同一の画素間隔で配列され、前記第１の経路は前記画素間隔の√２／２倍以下の距離を半径とする円状の経路であることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 前記複数の画素は同一の画素間隔で配列され、前記第１の経路は前記画素間隔の２倍以下の距離で、前記受光面に平行な第１の方向、前記受光面に平行で前記第１の方向に垂直な第２の方向、前記第１の方向の逆方向、前記第２の方向の逆方向に順番に直進移動する経路であることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
4. 前記第１の経路は閉じた経路であり、前記撮像素子を前記第１の経路で移動させる周回周期は、前記デジタルカメラの最短露光時間の１／２以下に設定されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
5. 受光面に２次元状に複数の画素が配列され、受光する被写体像に応じた画像信号を生成する撮像素子と、
   前記撮像素子が１フレームの前記画像信号を生成するための受光期間に、前記受光面に平行な平面に沿って、前記撮像素子を所定の第１の経路で移動させることにより、前記画素が受光する光線を相対的に分散して複数の前記画素に受光させる撮像素子移動ユニットとを備える
   ことを特徴とするデジタルカメラ。
6. 前記複数の画素は同一の画素間隔で配列され、前記撮像素子移動ユニットは前記撮像素子を前記画素間隔の√２／２倍以下の距離を半径とする円状に平行移動させることを特徴とする請求項４に記載のデジタルカメラ。
7. 前記複数の画素は同一の画素間隔で配列され、前記撮像素子移動ユニットは前記撮像素子を前記画素間隔の２倍以下の距離で、前記受光面に平行な第１の方向、前記受光面に平行で前記第１の方向に垂直な第２の方向、前記第１の方向の逆方向、前記第２の方向の逆方向に順番に直進移動させることを特徴とする請求項４に記載のデジタルカメラ。
8. 前記撮像素子移動ユニットによる前記撮像素子の移動を停止させるための切替えスイッチを備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
9. 前記撮像素子が連続して生成する複数の前記画像信号を平均化する平均化処理を実行可能な画像信号処理部を備え、
   前記切替えスイッチを第２の移動モードに切替えることにより、前記撮像素子は所定のフレーム数の画像信号を連続して生成し、前記撮像素子が各フレームの前記画像信号の生成後から次のフレームの前記画像信号の生成前までの間に前記撮像素子移動ユニットは前記撮像素子を第２の経路で移動させ、前記画像信号処理部は前記撮像素子が連続的に生成した複数の前記画像信号を平均化する
   ことを特徴とする請求項７に記載のデジタルカメラ。
10. 前記撮像素子移動ユニットは、前記撮像素子を前記受光面に平行な第３の方向に移動させる第１のアクチュエータと、前記撮像素子を前記受光面に平行で前記第３の方向に垂直な第４の方向に移動させる第２のアクチュエータとを有する
    ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
11. 前記第１、第２のアクチュエータは、圧電素子であることを特徴とする請求項９に記載のデジタルカメラ。
12. 前記受光期間は、メカニカルシャッタまたは電子シャッタにより調整されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。
13. 前記撮像素子を、前記受光面に沿って移動自在なまま支持する支持部と、
    前記支持部の、前記受光面に沿った移動量を検出する変位センサとを備え、
    前記撮像素子移動ユニットは、前記変位センサが検出した移動量に応じて前記撮像素子を前記受光面に沿って移動させることが可能である
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のデジタルカメラ。

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