JP6299742B2

JP6299742B2 - 撮影装置

Info

Publication number: JP6299742B2
Application number: JP2015500243A
Authority: JP
Inventors: 寺内　正和; 正和寺内; 雅嗣宮田
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: JPWO2014126074A1; US20150381894A1; US10027894B2; WO2014126074A1

Description

本発明は、光学ローパスフィルタを使用しなくても光学的なローパスフィルタ効果が得られる撮影装置に関する。

デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの撮影装置のイメージセンサ（撮像素子）は、被写体光束にイメージセンサの限界空間周波数を超える空間周波数成分が含まれていると、被写体に本来存在しなかったモアレ縞や、偽色などを発生することがある。従来はこれらの発生を抑制するために、光学ローパスフィルタを使用している。一方、光学ローパスフィルタを使用すると、解像力、解像感やコントラストが低下してしまう。

これに対し、ローパスフィルタを用いることなく、モアレ縞や偽色などの発生を防止するための技術として、撮影光学系の中に配置された可変頂角プリズムと、この可変頂角プリズムを励振駆動することにより、可変頂角プリズムから射出する被写体光束の方向を変化させる励振駆動手段とを有し、可変頂角プリズムを励振させて被写体光束の方向を変化させることで光学的なローパスフィルタ効果を得ることができる光学的ローパスフィルタ（特許文献１）や、イメージセンサを所定の経路で移動させて、被写体光線を複数画素で受光することにより光学的なローパスフィルタ効果を得るデジタルカメラ（特許文献２）が提案されている。

特開平０４−０９２５７９号公報特開２００８−３５２４１公報

ローパスフィルタ効果は、絞りが開かれているときや撮影レンズの解像力（ＭＴＦ、限界空間周波数）が高いときは強い（大きい）方が望ましく、逆に絞りが絞り込まれているときや撮影レンズの解像力が低いときは弱い（小さい）（または効かせない）方が望ましい。しかし、従来の光学的ローパスフィルタやデジタルカメラは、撮影者が手動でローパスフィルタ効果の効き具合を調整したり、単に手動でローパスフィルタ効果のオン／オフを選択したりできるだけなので、絞り、撮影レンズの解像力などの撮影条件が変わったときにその撮影条件の変化に柔軟に応じた最適なローパスフィルタ効果を得ることが困難であった。

本発明は、以上の問題意識に基づき、光学ローパスフィルタを使用せずに、撮影条件に応じた適切な光学的なローパスフィルタ効果が得られる（限界空間周波数調整機能、空間周波数帯域制限機能を備えた）撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、イメージセンサを振動させて像ぶれを補正する手ぶれ補正装置を備えた撮影装置において、露光中にイメージセンサを所定の経路に沿って移動（振動）させると、限界空間周波数が低くなって光学ローパスフィルタと同等のローパスフィルタ効果が得られること、及び、光学的なローパスフィルタ効果を可変制御するために撮影光学系に含まれる絞りの開口径情報と撮影レンズの解像力情報の少なくとも一方を利用することに着目してなされたものである。

すなわち、本発明は、少なくとも絞りと撮影レンズを有する撮影光学系；前記撮影光学系を通った被写体光束により形成された被写体像を露光して電気的な画素信号に変換するイメージセンサ；前記撮影光学系の一部をなすレンズと前記イメージセンサの少なくとも一方を振れ補正部材とし、この振れ補正部材を前記撮影光学系の光軸と直交する平面内で駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動部；前記絞りの開口径情報と前記撮影レンズの解像力情報を取得する取得部；及び前記取得部が取得した前記絞りの開口径情報と前記撮影レンズの解像力情報の少なくとも一方に応じて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の色（検出色）の異なる画素の範囲を変更して、前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を可変する駆動制御部；を備えたことを特徴とする。

前記駆動制御部は、前記取得部が取得した前記絞りの開口径情報と前記撮影レンズの解像力情報の双方に応じて、前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を可変する。

前記駆動制御部は、前記取得部が取得した前記絞りの開口径が大きくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を拡大して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を強くし、前記取得部が取得した前記絞りの開口径が小さくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を縮小して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を弱くすることが実際的である。

前記駆動制御部は、前記取得部が取得した前記撮影レンズの解像力が大きくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を拡大して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を強くし、前記取得部が取得した前記撮影レンズの解像力が小さくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を縮小して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を弱くする。

前記駆動制御部は、取得した絞りの開口径に対応するレイリーの解像限界が前記イメージセンサの画素ピッチ以上のとき、または前記取得した撮影レンズの解像力に対応するレイリーの解像限界が前記イメージセンサの画素ピッチ以上のとき、前記駆動部を駆動しない。

前記駆動部は、前記イメージセンサを該イメージセンサの画素の互いに直交する並び方向と平行な直交二方向に直線的な経路で振動可能であって、前記イメージセンサをいずれか１つの方向にのみ振動させる方向選択スイッチを備えることが好ましい。

前記駆動部は、その具体的な一実施形態では、固定支持基板と、前記イメージセンサが固定された、前記固定支持基板に対してスライド可能な可動ステージと、前記固定支持基板の前記可動ステージとの対向面に固定された磁石と、前記固定支持基板に可動ステージを挟んで該磁石と対向させて固定された該磁石との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨークと、前記可動ステージに固定された、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルとを有し、前記駆動用コイルに交流電圧を印加することにより、前記可動ステージが移動するステージ装置を備えている。

前記駆動部は、具体的な一態様では、前記イメージセンサを、所定半径の円形経路で移動させ、前記駆動制御部により、この所定の半径を変化させて光学的なローパスフィルタ効果を与えることができる。
前記駆動部は、別の態様では、前記イメージセンサを、所定辺長の正方形経路で移動させ、前記駆動制御部により、この所定の辺長を変化させて光学的なローパスフィルタ効果を与えることができる。

本発明は、振れ補正部材を撮影光学系に含まれる絞りの開口径情報と撮影レンズの解像力情報の少なくとも一方に応じた所定の経路で振動させることによりローパスフィルタ効果を調整するので、解像力、解像感の低下を防止しつつ、モアレ縞や偽色の発生を適切に防止することができる。

本発明のデジタル一眼レフカメラの一実施形態の要部構成を示す図である。同デジタル一眼レフカメラが手ぶれ装置を備えた実施形態の要部をブロックで示す図である。同デジタル一眼レフカメラの手ぶれ補正装置の側面図である。同デジタル一眼レフカメラにおいて、（Ａ）は２点を分離できる幅（レイリーの解像限界）の様子をグラフで示す図、（Ｂ）は絞りとレイリーの解像限界との関係をグラフで示す図である。同デジタル一眼レフカメラの撮影レンズの解像力（ＭＴＦ）をグラフで示す図であって、（Ａ）は空間周波数同一の場合の絞り値と解像力（ＭＴＦ）との関係を示す図、（Ｂ）は絞り値同一の場合における空間周波数と解像力（ＭＴＦ）との関係を示す図である。同デジタル一眼レフカメラにおける絞りＦ４の点像の強度分布の変化を、ローパスフィルタ動作させる前後でグラフ化して示す図である。解像力（ＭＴＦ）の違いによる結像状態の相違をグラフ化して示す図であって、（Ａ）は被写体の強度分布を示す図、（Ｂ）は解像力（ＭＴＦ）が高い場合の被写体像の強度分布を示す図、（Ｃ）は解像力（ＭＴＦ）が低い場合の被写体像の強度分布を示す図である。（Ａ）、（Ｂ）は同デジタル一眼レフカメラの光学的なローパスフィルタ効果を与える動作におけるイメージセンサの移動経路の異なる実施形態を示す図である。

本発明の撮影装置を搭載したデジタル一眼レフカメラ（撮影装置）について、図１ないし図３を参照して説明する。このデジタル一眼レフカメラ１０は、そのカメラボディ２０に着脱自在に装着された撮影レンズ１１を備えており、撮影レンズ１１は、被写体側（図の左側）から順に、撮影光学系としての撮影レンズ群Ｌ及び絞り１３を備え、カメラボディ２０は、シャッタ１５及びイメージセンサ（撮像素子）１７を備えている。撮影レンズ群Ｌから入射し、絞り１３及び開放されたシャッタ１５を通った被写体光束による被写体像が、イメージセンサ１７（の受光面）上に形成され、露光される。イメージセンサ１７上に形成された被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、画像信号としてＤＳＰ（ＣＰＵ）２１に出力される。ＤＳＰ２１は、画像信号に所定の処理を施して、表示部材２３に表示し、着脱可能なメモリカード２５に書き込む。ＤＳＰ２１は、電源スイッチ、レリーズスイッチなどの操作部材２７、ローパスフィルタ動作をオン／オフするスイッチ、ローパスフィルタ効果を調整する調整スイッチ、ローパスフィルタ動作時のイメージセンサの振動方向を選択する方向選択スイッチなどを含むローパスフィルタ操作部２９、絞り１３とシャッタ１５を駆動制御する絞り／シャッタ駆動回路３１、イメージセンサ振動回路３３、及びカメラ機能に関するプログラム、ローパスフィルタに関するデータなどが書き込まれたメモリ３５と接続されている。撮影レンズ１１は、絞り１３の開口径（絞り値）情報、撮影レンズ群Ｌの解像力（ＭＴＦ）情報を記憶したメモリ１９を搭載していて、これらの情報がＤＳＰ２１に読み込まれる。撮影レンズ群Ｌは、通常、絞り１３を光軸方向に挟んで複数のレンズ群を有する。

イメージセンサ１７は、撮影レンズ１１の光軸Ｚと直交するＸ軸方向とＹ軸方向（直交二方向）に移動可能に手ぶれ補正装置４０に搭載されている。手ぶれ補正装置４０は、カメラボディ２０のシャーシなどの構造物に固定される固定支持基板４１と、イメージセンサ１７を固定した、固定支持基板４１に対してスライド可能な可動ステージ４２と、固定支持基板４１の可動ステージ４２との対向面に固定した磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と、固定支持基板４１に可動ステージ４２を挟んで各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と対向させて固定した、各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨーク４３１、４３２、４３３と、可動ステージ４２に固定した、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３とを有し、イメージセンサ振動回路３３から駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に交流電圧を印加することにより、可動ステージ４２が振動するステージ装置を備えている。

この実施形態では、磁石Ｍ１、ヨーク４３１及び駆動用コイルＣ１からなる磁気駆動手段と、磁石Ｍ２、ヨーク４３２及び駆動用コイルＣ２からなる磁気駆動手段（２組の磁気駆動手段）とがイメージセンサ１７の長手方向（水平方向、Ｘ軸方向）に所定間隔で配置され、磁石Ｍ３、ヨーク４３３及び駆動用コイルＣ３からなる磁気駆動手段（１組の磁気駆動手段）が長手方向と直交する短手方向（鉛直（垂直）方向、Ｙ軸方向）に配置されている。イメージセンサ振動回路３３は、各駆動用コイルＣ１、Ｃ２及びＣ３への電流を独立して制御するＹ軸駆動回路３３Ｙ１、３３Ｙ２及びＸ軸駆動回路３３Ｘを備えている。

さらに固定支持基板４１には、各駆動用コイルＣ１ないしＣ３の近傍（中央空間部）に、磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の磁力を検知して可動ステージ４２の位置を検知するホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が配置されている。ホールセンサＨ１、Ｈ２により可動ステージ４２のＹ軸方向位置及び傾き（回転）を検知し、ホールセンサＨ３により可動ステージ４２のＸ軸方向位置を検知する。ＤＳＰ２１は、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３の出力により可動ステージ４２の位置を検知しながらＹ軸駆動回路３３Ｙ１、３３Ｙ２及びＸ軸駆動回路３３Ｘにより各駆動用コイルＣ１ないしＣ３に駆動電流を流し、可動ステージ４２を所定の経路、軌跡及び速さ（周期）で移動させる。ＤＳＰ２１は、手ぶれ補正動作時に、図示しない加速度センサによりデジタル一眼レフカメラ１０のぶれを検出して、イメージセンサ１７に対して被写体像が相対移動しないようにイメージセンサ振動回路３３を介して手ぶれ補正装置４０の可動ステージ４２（イメージセンサ１７）をぶれ軽減駆動制御する。

本実施形態のイメージセンサ１７は振れ補正部材を構成し、イメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０は、可動ステージ４２を介してイメージセンサ１７を撮影レンズ１１の光軸Ｚと直交する方向に駆動することで光学的なローパスフィルタ効果（以下「ＬＰＦ効果」という）を与える駆動部を構成している。一方、ＤＳＰ２１は、イメージセンサ振動回路３３を介して手ぶれ補正装置４０を駆動してＬＰＦ効果を与える駆動制御部を構成し、さらに、撮影レンズ１１のメモリ（レンズ情報保持部）１９から、絞り１３の開口径（絞り値）情報、撮影レンズ群Ｌの解像力（ＭＴＦ）情報を取得する取得部を構成している。

手ぶれ補正装置４０がＬＰＦ効果を与えるローパスフィルタ動作について、図８を参照して説明する。図８（Ａ）、（Ｂ）は、イメージセンサ１７の受光面とイメージセンサ１７の移動経路の別の実施形態を示している。このイメージセンサ１７は、受光面にマトリックス状に所定の画素ピッチＰで配置された多数の画素１７ａを備え、各画素１７ａの前面にベイヤ配列のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂのいずれかが配置されている。各画素１７ａは、前面のいずれかのカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂを透過して入射した被写体光線の色を検出、つまり、色成分（色帯域）の光を光電変換し、その強さ（輝度）に応じた電荷を蓄積する。

図８（Ａ）は、イメージセンサ１７を、画素ピッチＰの２^1/2／２倍を半径ｒとする円形の閉じた経路となるように移動させた実施形態である。図８（Ｂ）は、イメージセンサ１７を、１辺が画素ピッチＰの正方形の閉じた経路となるように移動させた実施形態である。この図８（Ｂ）の実施形態では、イメージセンサ１７を、画素１７ａの互いに直交する並び方向の一方（鉛直方向）と平行なＹ軸方向、他方（水平方向）と平行なＸ軸方向に１画素ピッチＰ単位で交互にかつ正方形経路となるように移動させている。

以上のように、露光中にイメージセンサ１７を円形または正方形の経路を一周移動させると、恰も各カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ（画素１７ａ）の中央に入射した被写体光線（光束）が、４個のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇに均等に入射するので、光学ローパスフィルタと同等の効果が得られる。つまり、どのカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ（画素１７ａ）に入射した光線も、必ずその周辺のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ（画素１７ａ）に入射するので、恰も光学ローパスフィルタを光線が通過したのと同等の効果（ＬＰＦ効果）が得られる。

ここで、イメージセンサ１７を移動させる範囲、経路を変更、例えば円形の経路の場合は半径ｒを異ならせることで、正方形の経路の場合は一辺の長さ（辺長）を変えることでＬＰＦ効果を調整することができる。つまり、円形の経路の半径ｒまたは正方形の経路の一辺を長くする（被写体光線が入射するイメージセンサ１７の検出色の異なる画素１７ａ（カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ）に入射する画素１７ａの範囲を拡大する）に連れてＬＰＦ効果が強くなり、一方、同半径ｒまたは一辺を短くする（被写体光線が入射するイメージセンサ１７の検出色の異なる画素１７ａ（カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ）に入射する画素１７ａの範囲を縮小する）に連れてＬＰＦ効果が弱くなる。なお、適切なＬＰＦ効果を得るためには、イメージセンサ１７を、露光中に円形または正方形の経路を１周以上、好ましくは整数回移動させる。

本実施形態のデジタル一眼レフカメラ１０は、ＤＳＰ２１が、撮影中に、撮影レンズ１１のメモリ１９から絞り１３の絞り値（開口径情報）及び撮影レンズ群Ｌの解像力（ＭＴＦ情報）をリアルタイムで取得し、取得した絞り値及び解像力に応じて、イメージセンサ１７の移動経路を調整することで、最適なＬＰＦ効果を得ている。その実施形態について、以下説明する。

すなわち、本発明は、その一実施形態において、デジタル一眼レフカメラ１０が、撮影時の絞り１３の絞り値に応じた最適なＬＰＦ効果を出せるように、絞り１３の絞り値を取得してＬＰＦ効果を調整する。

絞りを絞り込んでいくと、回折の影響により２点を２点として分離できる幅（レイリーの解像限界、エアリーディスクの半径）が広がり、小さい幅を分離することが出来なくなり、被写体像がぼけてくる。これはＬＰＦ効果と同等と考えることができる。図４の（Ａ）に、２点を分離できる幅の様子をグラフで示した。このグラフにおいて、横軸は受光面上の位置（距離）であり、縦軸は光強度である。光強度の山が急峻であればあるほど２点を２点として分離できる幅（２点の分離幅ｐ）が小さくなり、光強度の山が緩やかになるに連れて２点を２点として分離できる幅（２点の分離幅ｐ）が大きくなる。例えば、このデジタル一眼レフカメラ１０のイメージセンサ１７の画素ピッチＰが約６μｍの場合、絞り１３をＦ８まで絞れば１画素ピッチＰ間隔の被写体像は分離することができなくなる。絞り値とレイリーの解像限界（２点の分離幅）ｐとの関係を図４の（Ｂ）に示した。図４の（Ｂ）において、横軸は絞りＦ値（Ｆno）、縦軸はレイリーの解像限界ｐμｍである。
このイメージセンサ１７は、このグラフから分かるように、絞り１３がＦ８よりも絞り込まれている場合、ＬＰＦは不要である。そこでこのデジタル一眼レフカメラ１０は、絞り１３をＦ８以上絞り込んでいるとき、またはレイリーの解像限界の幅が６μｍ以上のとき、イメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０のローパスフィルタ動作をＯＦＦする。

また、このデジタル一眼レフカメラ１０は、絞り１３をＦ４に設定して撮影する場合、回折の影響で３μｍ以下の細かいものが分離できない（図４（Ｂ）、図６）。この場合は、ローパスフィルタ動作として画素ピッチＰの半分の３μｍだけイメージセンサ１７を移動するとレイリーの回折限界３μｍと同じになり、ＬＰＦ効果が十分に得られる（図６）。このとき、イメージセンサ１７を１画素ピッチＰ分となる６μｍ移動させてしまうとレイリーの回折限界以上に移動することになり、ＬＰＦ効果が強すぎることになる。このデジタル一眼レフカメラ１０は、このような絞り１３による回折の影響に応じて適切なＬＰＦ効果を与えて、モアレ縞及び偽色の発生を防止しつつ、解像感の低下を防ぎ、高い解像感を得ている。

以上のように、この実施形態では、ＤＳＰ２１が設定した絞り値とイメージセンサ１７の画素ピッチＰに応じてイメージセンサ１７の移動経路の一辺の長さ（半径ｒ）を設定し、イメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０によりイメージセンサ１７を正方形（円形）の経路で移動（ローパスフィルタ動作）させ、またイメージセンサ振動回路３３をＯＦＦして、適切なＬＰＦ効果を得ている。

ローパスフィルタ動作におけるイメージセンサ１７の移動量を必ずしもレイリーの解像限界に設定する必要は無いが、それ以上またはそれ以下に設定することでＬＰＦ効果の強弱制御が可能である。また、レイリーの解像限界の移動量が十分なＬＰＦ効果を得る条件とはいえず、Ｒ、ＧＲ、ＧＢ、Ｂ画素が一つの光線を共有できることが十分なＬＰＦ効果を得る条件になるので、レイリーの解像限界以下の移動量では十分なＬＰＦ効果が得られない（ＬＰＦ効果が弱い）場合がある。

また、本発明のデジタル一眼レフカメラ１０は、別の実施形態では、撮影レンズ１１の解像力（ＭＴＦ）に応じた最適なＬＰＦ効果を出せるように、撮影時の解像力に応じてＬＰＦ効果を調整する。同一空間周波数において絞りによって変わる解像力（ＭＴＦ）の様子を図６（Ａ）に、同一絞りにおいて空間周波数の変化によって変わる解像力（ＭＴＦ）の様子を図６（Ｂ）にそれぞれグラフ化して示した。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）には、解像力（ＭＴＦ）の相違による結像状態の相違をグラフ化して示した。

撮影レンズ１１の解像力（ＭＴＦ）に対してイメージセンサ１７の画素ピッチが大きい場合（相対的に解像力（ＭＴＦ）が高い場合）は、強いＬＰＦ効果が得られるようにローパスフィルタ動作させて十分なＬＰＦ効果を得ることが好ましい。一方、画素ピッチが小さい場合（相対的に解像力（ＭＴＦ）が低い場合）には、ＬＰＦ効果が弱いローパスフィルタ動作でも十分なＬＰＦ効果を得ることが可能である。解像力（ＭＴＦ）が低い場合にＬＰＦ効果を強くするとより解像力が悪くなることになり解像感が減少してしまう。この実施形態では、撮影レンズ１１の解像力（ＭＴＦ）に応じてイメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０のローパスフィルタ動作を調整してＬＰＦ効果を調整し、モアレ縞や偽色の発生を防止しつつ、不必要な解像感の低下を防ぎ、常に高い解像感を得ることができる。

以上の実施形態では、ＤＳＰ２１が、絞り１３の絞り値と撮影レンズ群Ｌの解像力の一方を使用して、イメージセンサ振動回路３３と手ぶれ補正装置４０をローパスフィルタ動作させた場合を例示して説明した。別の実施形態におけるＤＳＰ２１は、絞り１３の絞り値と撮影レンズ群Ｌの解像力の双方を使用して、イメージセンサ振動回路３３と手ぶれ補正装置４０をローパスフィルタ動作させる。

撮影レンズの解像力は撮影レンズによって異なるが、絞りを開放より少し絞ったときにピークになる撮影レンズが多い。図５（Ａ）に示したように、ＭＴＦは一般的に絞りを絞ったほうが高くなる。しかし、絞りを絞るとＭＴＦが高くなるが絞りの影響による回折も発生するので、絞りをある程度以上絞るとＭＴＦが低下していく。また、ＭＴＦは被写体の空間周波数によっても変化し、被写体の空間周波数が高いほどＭＴＦが低くなる（図５（Ｂ））。ＬＰＦ効果を考慮すると、高周波でのＭＴＦが低いレンズはＬＰＦ効果を強くする必要がない。例えば、イメージセンサ１７の画素ピッチが６μｍの場合に、イメージセンサ１７の解像限界に対応する空間周波数１７０本／ｍｍのＭＴＦが８０％の撮影レンズと２０％の撮影レンズを比較すると、ＭＴＦが２０％の撮影レンズは画素ピッチに近い空間周波数ではコントラストが２０％まで落ちるのでＬＰＦ効果を弱くしてもよく、ＭＴＦが８０％の撮影レンズは画素ピッチに近い空間周波数では十分なコントラストがあるのでＬＰＦ効果を十分強くする必要がある。

以上の空間周波数とＭＴＦの関係を絞りと同時に考慮すれば、イメージセンサ１７の解像限界に対応する空間周波数のＭＴＦが例えば２０％程度の撮影レンズの場合は絞りによる回折の影響が小さいので、絞り値に関わらずＬＰＦ効果を弱くすることが好ましい。一方、ＭＴＦが例えば８０％程度の撮影レンズでは一般的に、絞りによる回折の影響が大きい。このため、絞り込みによる回折の影響で解像力が落ち込む場合はＬＰＦ効果を弱くする制御が好ましい。ＭＴＦを考慮せず絞りの影響だけ考慮してローパスフィルタ動作を制御すると、ＭＴＦ２０％の撮影レンズの場合でもＬＰＦ効果を強くかけてしまうことになり解像感の低下を招いてしまう。絞りによる回折の影響もＭＴＦ特性に現れるが、ＭＴＦはコントラスト比に影響し、回折のようにダイレクトに点像の広がりとは結びつかない指標である（図６、図７）。そこで本発明の別の実施形態は、ＭＴＦと絞り値とを併用することで細かいＬＰＦ効果の制御を可能にした。

さらにこのデジタル一眼レフカメラ１０は、撮影者がローパスフィルタ操作部２９を手動操作して、ＬＰＦ効果をオン／オフし、またＬＰＦ効果の強弱の設定を被写体の違いや表現によって、解像感を優先するか、偽色やモアレなどの影響の排除を優先するかを選択できる。例えば、ＬＰＦ効果を入れることは解像感の減少につながるため偽色やモアレ縞が気にならない場合にはイメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０のローパスフィルタ動作をオフしたり、解像感が減ってしまっても偽色やモアレが発生しては困る場合にはイメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０のローパスフィルタ動作をオンしたり、解像感も欲しいが偽色もモアレも減らしたい場合はイメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０によるＬＰＦ効果の効き具合を手動で自由に調整することもできる。

加えてこのデジタル一眼レフカメラ１０は、撮影者がローパスフィルタ操作部２９を手動操作して、水平に連続する模様のようなものの場合にはイメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０によりイメージセンサ１７を水平方向にだけ振動（移動）させてＬＰＦ効果を入れ、鉛直に連続する模様の場合にはイメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０によりイメージセンサ１７を鉛直方向にだけ振動（移動）させてＬＰＦ効果を入れることができるので、柔軟な設定が可能であり、最低限のＬＰＦ効果を与えてモアレ縞や偽色の発生を防止しつつ、高い解像感を維持することができる。

以上のデジタル一眼レフカメラ１０は、カメラボディに対して撮影レンズ１１が着脱可能なレンズ交換式カメラであったが、撮影レンズ群Ｌがカメラボディと一体化されていたが、本発明は撮影レンズがカメラボディと一体のデジタルカメラにも適用できる。この場合、ＤＳＰ２１がＬＰＦ効果を得るために必要な撮影レンズの解像力データ、絞りに関するデータは、予めカメラボディ２０のメモリ３５に書き込む。

またこのデジタル一眼レフカメラ１０は、撮影レンズがズームレンズのとき、焦点距離が変動すると、開放絞りまたは解像力が変動するので、撮影動作中にズームレンズから開放絞り情報、解像力情報を入力して、適切なＬＰＦ効果が得られるようにイメージセンサ振動回路３３及び手ぶれ補正装置４０をローパスフィルタ動作させる。

以上の実施形態では、ＤＳＰ２１が、絞り１３の絞り値と撮影レンズ群Ｌの解像力の一方を使用して、イメージセンサ振動回路３３と手ぶれ補正装置４０をローパスフィルタ動作させた場合を例示して説明した。ＤＳＰ２１は、絞り１３の絞り値と撮影レンズ群Ｌの解像力の双方を使用して、イメージセンサ振動回路３３と手ぶれ補正装置４０によるローパスフィルタ動作を制御してもよい。
以上の実施形態ではイメージセンサ１７を振れ補正部材としたが、本発明は、撮影レンズ１１の一部をなすレンズの一つを振れ補正部材として、このレンズを撮影レンズ１１の光軸と直交する平面内で駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得る構成としてもよい。

本発明の撮影装置は、撮影光学系の光軸と直交する面内において、撮影光学系の絞りの開口径情報と撮影レンズの解像力情報の少なくとも一方に応じた所定の経路でイメージセンサを振動させることによりローパスフィルタ効果を調整するので、光学ローパスフィルタを使用せずに、撮影条件に応じた適切な光学的なローパスフィルタ効果を得ることができる。従ってデジタルカメラに広く適用可能である。

１０デジタル一眼レフカメラ（カメラボディ）
１１撮影レンズ（撮影光学系、交換レンズ、振れ補正部材）
Ｌ撮影レンズ群（撮影光学系）
１３絞り（撮影光学系）
１５シャッタ
１７イメージセンサ（振れ補正部材）
１７ａ画素
１９メモリ（レンズ情報保持部）
２０カメラボディ
２１ＤＳＰ（駆動制御部、取得部）
２３表示部材
２７操作部材
２９ローパスフィルタ操作部
３３イメージセンサ振動回路（駆動部）
３３ＸＸ軸駆動回路
３３Ｙ１３３Ｙ２Ｙ軸駆動回路
４０手ぶれ補正装置（駆動部）
４１固定支持基板
４２可動ステージ
４３１４３２４３３ヨーク
Ｃ１Ｃ２Ｃ３駆動用コイル
Ｈ１Ｈ２Ｈ３ホールセンサ
Ｍ１Ｍ２Ｍ３磁石
ＲＧＢカラーフィルタ

Claims

少なくとも絞りと撮影レンズを有する撮影光学系；
前記撮影光学系を通った被写体光束により形成された被写体像を露光して電気的な画素信号に変換するイメージセンサ；
前記撮影光学系の一部をなすレンズと前記イメージセンサの少なくとも一方を振れ補正部材とし、この振れ補正部材を前記撮影光学系の光軸と直交する平面内で駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動部；
前記絞りの開口径情報と前記撮影レンズの解像力情報を取得する取得部；及び
前記取得部が取得した前記絞りの開口径情報と前記撮影レンズの解像力情報の少なくとも一方に応じて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を変更して、前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を可変する駆動制御部；
を備えることを特徴とする撮影装置。
請求の範囲第１項記載の撮影装置において、
前記駆動制御部は、前記取得部が取得した前記絞りの開口径情報と前記撮影レンズの解像力情報の双方に応じて、前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を可変する撮影装置。
請求の範囲第１項または第２項記載の撮影装置において、
前記駆動制御部は、前記取得部が取得した前記絞りの開口径が大きくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を拡大して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を強くし、前記取得部が取得した前記絞りの開口径が小さくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を縮小して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を弱くする撮影装置。
請求の範囲第１項または第２項記載の撮影装置において、
前記駆動制御部は、前記取得部が取得した前記撮影レンズの解像力が大きくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を拡大して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を強くし、前記取得部が取得した前記撮影レンズの解像力が小さくなるに連れて、被写体光線が入射する前記イメージセンサの複数の検出色の異なる画素の範囲を縮小して前記駆動部により与えられる光学的なローパスフィルタ効果を弱くする撮影装置。
請求の範囲第３項記載の撮影装置において、
前記駆動制御部は、取得した絞りの開口径に対応するレイリーの解像限界が前記イメージセンサの画素ピッチ以上のとき、前記駆動部を駆動しない撮影装置。
請求の範囲第４項記載の撮影装置において、
前記駆動制御部は、前記取得した撮影レンズの解像力に対応するレイリーの解像限界が前記イメージセンサの画素ピッチ以上のとき、前記駆動部を駆動しない撮影装置。
請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項記載の撮影装置において、
前記駆動部は、前記イメージセンサを該イメージセンサの画素の互いに直交する並び方向と平行な直交二方向に直線的な経路で振動可能であって、前記イメージセンサをいずれか１つの方向にのみ振動させる方向選択スイッチを備えている撮影装置。
請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項記載の撮影装置において、
前記駆動部は、固定支持基板と、前記イメージセンサが固定された、前記固定支持基板に対してスライド可能な可動ステージと、前記固定支持基板の前記可動ステージとの対向面に固定された磁石と、前記固定支持基板に可動ステージを挟んで該磁石と対向させて固定された該磁石との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨークと、前記可動ステージに固定された、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルとを有し、前記駆動用コイルに交流電圧を印加することにより、前記可動ステージが移動するステージ装置を備えている撮影装置。
請求の範囲第８項記載の撮影装置において、
前記ステージ装置は、前記可動ステージを前記イメージセンサの画素の互いに直交する並び方向と平行な直交二方向に独立して移動させる複数組の磁石、ヨーク及び駆動用コイルからなる磁気駆動手段を備えている撮影装置。
請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項記載の撮影装置において、前記駆動部は、前記イメージセンサを、所定半径の円形経路で移動させ、前記駆動制御部は、この所定の半径を変化させて光学的なローパスフィルタ効果を与える撮影装置。
請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項記載の撮影装置において、前記駆動部は、前記イメージセンサを、所定辺長の正方形経路で移動させ、前記駆動制御部は、この所定の辺長を変化させて光学的なローパスフィルタ効果を与える撮影装置。