JPH10262180A - Lens unit and camera provided with image shift device - Google Patents

Lens unit and camera provided with image shift device

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JPH10262180A
JPH10262180A JP9195569A JP19556997A JPH10262180A JP H10262180 A JPH10262180 A JP H10262180A JP 9195569 A JP9195569 A JP 9195569A JP 19556997 A JP19556997 A JP 19556997A JP H10262180 A JPH10262180 A JP H10262180A
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JP
Japan
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optical
image
optical element
lens unit
lens
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JP9195569A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiko Heta
智彦 部田
Koichi Shimada
宏一 島田
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Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify configuration so as to make a system small in size and to enable incorporating in a lens unit by making electromagnets act on an electromagnetic soft iron armature provided in the both end parts of parallel planar glass and controlling tilt for shifting an image element. SOLUTION: An image pickup lens 1 forms an image on the image pickup surface of a CCD 2 by a light flux from a subject 100. The parallel plate 3 as an optical element consisting of transmissive parallel planar glass is provided with the armatures 4U and 4D as an engaging parts consisting of electromagnetic soft iron in the both end parts. The electromagnets 5Ua, 5Ub, 5Da and 5Db selectively act as a driving means for the armatures 4U and 4D by controlling energizing to a coil and the parallel plate 3 is turned in an arrow V direction. Then, a part of the image which is adopted as invalid data by image formation in a gap between receiving parts on the image pickup surface of the CCD 2 is shifted to a vertical direction (a longitudinal direction in Fig.) and converted into an output signal as valid data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像系の光路内に
設けられた平行平板ガラスや反射鏡の光学的角度を微妙
に変化させることによって、実質的に高画質の画像入力
を可能とした画像シフト装置を組み込んだレンズユニッ
ト及びカメラに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention enables substantially high-quality image input by subtly changing the optical angle of a parallel plate glass or a reflecting mirror provided in an optical path of an image pickup system. The present invention relates to a lens unit and a camera incorporating an image shift device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、スキャナー等の画
像入力機器の進歩は著しく、その高画質化、高解像度化
が強く求められているが、撮像素子自体の画素数を増加
させることは、感度やS/Nの低下等の性能上の問題、
製造上の歩留まりの低下による高コスト化、さらに偽信
号等を防止するための水晶ローパスフィルタ等も高額に
なる等、多くの問題を含んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, the progress of image input devices such as video cameras and scanners has been remarkable, and high image quality and high resolution have been strongly demanded. Problems such as low S / N and
There are many problems such as an increase in cost due to a decrease in manufacturing yield, and an increase in the cost of a quartz low-pass filter for preventing false signals and the like.

【0003】そこで、撮像素子自体の画素数を増加させ
ずに、撮像装置の高画質化、高解像度化を図る手法とし
て、レンズ群と撮像素子との光学上の中継空間における
光路内に反射鏡を配置し反射角を変動させたり、同じく
光路内に平行平板状の光透過ガラスを配置し光の屈折を
利用して光透過ガラスへの光の入射角やガラスの板厚を
変動させたりして、本来は撮像素子の感光部と感光部と
の間の不感帯に届いていた光学画像情報を感光部へ導い
て順次光学映像情報を得ることにより、あるいは撮像素
子自体を微小振動させることにより、実質的に撮像素子
の持つ画素数を増加させたのと同等の高解像度の画像を
得ることを可能とした所謂「画素ずらし」が知られてい
る。
Therefore, as a technique for improving the image quality and resolution of the image pickup device without increasing the number of pixels of the image pickup device itself, a reflection mirror is provided in an optical path in an optical relay space between the lens group and the image pickup device. To change the reflection angle, and also to arrange a parallel plate-shaped light transmitting glass in the optical path and use the refraction of light to change the angle of incidence of light on the light transmitting glass and the thickness of the glass. Therefore, the optical image information originally reaching the dead zone between the photosensitive section of the image sensor and the photosensitive section is guided to the photosensitive section to sequentially obtain optical image information, or by slightly vibrating the image sensor itself, There is known a so-called "pixel shift" that can obtain a high-resolution image substantially equivalent to an increase in the number of pixels of an image sensor.

【0004】この手法によれば、撮像素子自体の画素数
を増加させなくても高画質の撮像を行うことができるた
め、画像入力装置においては、高解像度化において極め
て有効な手法とされている。
According to this method, high-quality image pickup can be performed without increasing the number of pixels of the image pickup element itself. Therefore, this method is extremely effective in increasing the resolution of an image input device. .

【0005】以上のような原理を利用した画素ずらしの
具体例としては、例えば、特開昭59−15378号公
報のように、平行平板を画素列と平行な軸の周りに回動
させたり、特開平1−121816号公報のように、平
行平板面を傾け、光軸周りに回転させたり、実開平6−
8937号 のように、X・Y軸を設け、モータでカムを
駆動して平行平板面の傾きを変化させるもの等がある。
As a specific example of the pixel shift utilizing the above principle, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-15378, a parallel plate is rotated around an axis parallel to a pixel row, As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-121816, the plane parallel plate is tilted and rotated around the optical axis.
No. 8937, an X / Y axis is provided, and a cam is driven by a motor to change the inclination of the parallel plate surface.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平行平
板光透過ガラスを用いた上記従来機構例では光学的位置
を変化させる駆動源としてモーターが使用され、カムに
よる位置制御等の複雑で高価な機構が用いられ、平行平
板光透過ガラスの位置決めの精度を確保するのが困難で
あるとともに、駆動速度の高速化、小型化も困難であっ
た。
However, in the above-mentioned conventional mechanism using the parallel plate light transmitting glass, a motor is used as a drive source for changing an optical position, and a complicated and expensive mechanism such as position control by a cam is used. It is difficult to secure the positioning accuracy of the parallel-plate light transmitting glass used, and it is also difficult to increase the driving speed and reduce the size.

【0007】またモータ、カム、モータの駆動力をカム
に伝達するための機構、さらにこれらを水平方向と垂直
方向の2系統について設ければ、必然的に装置が大型化
し、レンズ群と撮像素子との間の空間に配置すること自
体困難を伴う等、多くの問題点を含んでいる。
If a motor, a cam, and a mechanism for transmitting the driving force of the motor to the cam, and these are provided for two systems in the horizontal direction and the vertical direction, the size of the apparatus is inevitably increased, and the lens group and the image pickup device are inevitably increased. There are many problems, such as difficulties in arranging in the space between them.

【0008】したがって、画素ずらしを行おうとする
と、システムが大型化し、構成も複雑で、到底撮像装置
内部に組み込むようなことはできず、全体を大掛かりな
ものとなり、その割に性能も得られないという多くの問
題があった。
Therefore, when the pixel shift is performed, the system becomes large in size and complicated in structure, cannot be incorporated in the image pickup apparatus, and the whole becomes large-scale, and performance cannot be obtained for that. There were many problems.

【0009】そして実際の撮像システムを考えた場合、
この画素ずらし装置を、撮像レンズ光学系とともに用い
なければならず、さらにシステムが大型化、複雑化し、
調整等も難しくなる。
When considering an actual imaging system,
This pixel shifting device must be used together with the imaging lens optical system, and the system becomes larger and more complex.
Adjustment becomes difficult.

【0010】また常に撮像レンズ光学系と、画像シフト
光学系とを、別個に取り扱わなければならず、設計も面
倒で、汎用性もなく、極めて効率の悪いシステムとな
る。
In addition, the imaging lens optical system and the image shift optical system must always be handled separately, which makes the design complicated, versatile, and extremely inefficient.

【0011】そこで、本願発明の課題は、これらの問題
点を解決し、簡単な構成で、且つ高速駆動の可能な画像
シフト(画素ずらし)システムを提供するとともに、こ
の画像シフトシステムをレンズユニットに組み込み可能
とし、画素シフト光学系を一体に備えたレンズユニット
及びカメラを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve these problems, to provide an image shift (pixel shift) system which can be driven at a high speed with a simple configuration, and to provide this image shift system to a lens unit. An object of the present invention is to provide a lens unit and a camera which can be incorporated and which are integrally provided with a pixel shift optical system.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本願における請求項1に記載の発明によれ
ば、撮像レンズ光学系と、前記撮像レンズ光学系の光軸
上に配され、前記撮像レンズ光学系を介して入射する入
射光の結像面上における入射位置をシフトする光学素子
と、前記光学素子の各端部に当接し、その光軸方向にお
ける位置をそれぞれ規制することにより、前記光学素子
の前記光軸に対する傾斜位置を制御する複数の規制部
と、前記光学素子を前記規制部に当接させるべく駆動す
る駆動手段とからなる画素シフト光学系とからなる画像
シフト装置を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an image pickup lens optical system and an image pickup lens arranged on an optical axis of the image pickup lens optical system. An optical element for shifting an incident position of an incident light incident through the imaging lens optical system on an image forming surface, and abutting each end of the optical element to regulate the position in the optical axis direction. An image shift apparatus comprising: a plurality of restricting portions for controlling an inclined position of the optical element with respect to the optical axis; and a pixel shift optical system including a driving unit for driving the optical element to contact the restricting portion. And a lens unit having:

【0013】また本願における請求項2に記載の発明に
よれば、請求項1に記載の発明において、前記規制部
が、前記光学素子の各端部を挟んで前記光軸方向前後に
形成された位置規制面を有し、前記光学素子が、前記各
位置規制面によってその各端部の前記光軸方向における
位置を規制されることによって、前記光軸方向に対する
傾斜角を決定され、前記光学素子の端部の当接する位置
規制面の組み合わせを変更することにより、前記光学素
子を複数の傾斜角に制御可能とするように構成された画
像シフト装置を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to the invention described in claim 2 of the present application, in the invention described in claim 1, the restricting portion is formed before and after in the optical axis direction across each end of the optical element. The optical element has a position regulating surface, and the position of each end of the optical element in the optical axis direction is regulated by the position regulating surface, whereby an inclination angle with respect to the optical axis direction is determined, and the optical element The lens unit is provided with an image shift device configured to control the optical element to a plurality of inclination angles by changing the combination of the position regulating surfaces that come into contact with the ends.

【0014】また本願における請求項3に記載の発明に
よれば、請求項1または2の発明において、前記駆動手
段を、前記位置規制面ごとに設けられた複数の電磁石で
構成し、前記各電磁石のオン、オフを制御することによ
って、前記光学部材に当接する位置規制面を選択するこ
とにより、前記光学部材の傾斜位置を変更するように構
成した画像シフト装置を備えたレンズユニットを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the driving means is constituted by a plurality of electromagnets provided for each of the position regulating surfaces, and each of the electromagnets is provided. A lens unit provided with an image shift device configured to change a tilt position of the optical member by selecting a position regulating surface that comes into contact with the optical member by controlling ON / OFF of the optical member. .

【0015】また本願における請求項4に記載の発明に
よれば、請求項1または2の発明において、前記駆動手
段を、前記光学部材を付勢する弾性部材と、前記弾性部
材に抗して前記光学部材を前記付勢の方向と逆方向に付
勢する電磁石とで構成してなる画像シフト装置を備えた
レンズユニットを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the driving means includes an elastic member for urging the optical member, and A lens unit is provided with an image shift device including an electromagnet for urging the optical member in a direction opposite to the urging direction.

【0016】また本願における請求項5に記載の発明に
よれば、請求項1の発明において、前記光学素子と前記
位置規制部を、複数組配し、前記複数の光学素子それぞ
れの傾斜位置に応じた入射光の画像シフト量を合成する
ことによって全体の画像シフト量を決定するように構成
した画像シフト装置を備えたレンズユニットを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a plurality of sets of the optical element and the position restricting portion are arranged, and the plurality of sets are arranged in accordance with the inclined positions of the plurality of optical elements. A lens unit including an image shift device configured to determine the overall image shift amount by combining the image shift amounts of the incident light.

【0017】また本願における請求項6に記載の発明に
よれば、請求項5の発明において、前記光学素子を、前
記結像面への入射光の入射位置を、前記結像面上におい
て垂直方向にシフトする垂直方向光学素子と、前記結像
面への入射光の入射位置を前記結像面上において、水平
方向にシフトする水平方向光学素子によって構成した画
像シフト装置を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the position of the incident light on the image plane is changed in the vertical direction on the image plane. And a lens unit provided with an image shift device configured by a horizontal optical element that shifts the incident position of the incident light on the image forming surface in the horizontal direction on the image forming surface. And

【0018】また本願における請求項7に記載の発明に
よれば、請求項1または6の発明において、前記光学素
子が、入射光路内に設けられた平行平板であり、前記平
行平板の光軸に対する傾斜角を前記規制部によって制御
することにより、前記結像面上における入射光の入射位
置をシフトするように構成された画像シフト装置を備え
たレンズユニットを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first or sixth aspect of the invention, the optical element is a parallel flat plate provided in an incident optical path, and the optical element with respect to an optical axis of the parallel flat plate. A lens unit including an image shift device configured to shift an incident position of incident light on the image forming surface by controlling an inclination angle by the restriction unit.

【0019】また本願における請求項8に記載の発明に
よれば、請求項1の発明において、前記画素シフト光学
系が、前記撮像レンズ光学系に対して、前記結像面側に
配されている画像シフト装置を備えたレンズユニットを
特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the pixel shift optical system is disposed on the image plane relative to the imaging lens optical system. It features a lens unit provided with an image shift device.

【0020】また本願における請求項9に記載の発明に
よれば、請求項1または8の発明において、前記画素シ
フト光学系が、前記撮像レンズ光学系の光軸方向前後に
配された一対の支持部材間に形成された間隙に、前記光
学素子を遊嵌することによって支持し、前記支持部材の
前記光学素子の各端部に対向する位置に前記規制部を形
成し、且つその位置規制部に前記駆動手段としての電磁
石を配することによってユニット化した画像シフト装置
を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first or the eighth aspect, the pixel shift optical system includes a pair of support members disposed before and after the imaging lens optical system in the optical axis direction. In the gap formed between the members, the optical element is supported by loosely fitting, the restricting portion is formed at a position facing each end of the optical element of the supporting member, and the position restricting portion is formed. A lens unit including an image shift device unitized by disposing an electromagnet as the driving unit is characterized.

【0021】また本願における請求項10に記載の発明
によれば、請求項9の発明において、前記画素シフト光
学系が、光学ローパスフィルタを一体に備えた画像シフ
ト装置を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the pixel shift optical system is characterized in that the pixel unit is provided with a lens unit having an image shift device integrally provided with an optical low-pass filter. I do.

【0022】また本願における請求項11に記載の発明
によれば、請求項9の発明において、前記ローパスフィ
ルタが、ローパス効果をオン、オフ可能である画像シフ
ト装置を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the ninth aspect of the present invention, the low-pass filter is characterized by including a lens unit having an image shift device capable of turning on and off a low-pass effect. .

【0023】また本願における請求項12に記載の発明
によれば、撮像レンズ光学系と、前記撮像レンズ光学系
の光軸上に配され、前記撮像レンズ光学系を介して入射
する入射光の結像面上における入射位置をシフトする光
学素子と、前記光学素子の前記光軸に対する傾斜位置を
変化させる駆動手段とからなる画素シフト光学系とを備
えた画像シフト装置を備えたレンズユニットを特徴とす
る。
According to the twelfth aspect of the present invention, an image pickup lens optical system is coupled to an incident light which is disposed on an optical axis of the image pickup lens optical system and enters through the image pickup lens optical system. A lens unit including an image shift device including an optical element that shifts an incident position on an image plane and a pixel shift optical system that includes a driving unit that changes a tilt position of the optical element with respect to the optical axis. I do.

【0024】また本願における請求項13に記載の発明
のよれば、請求項12の発明において、前記画素シフト
光学系が、前記前記光学素子の各端部を挟んで前記光軸
方向前後に形成された位置規制面を有し、前記光学素子
は、前記各位置規制面によってその各端部の前記光軸方
向における位置を規制されることによって、前記光軸方
向に対する傾斜角を決定され、前記光学素子の端部の当
接する位置規制面の組み合わせを変更することにより、
前記光学素子を複数の傾斜角に位置決め可能とするよう
に構成されている画像シフト装置を備えたレンズユニッ
トを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect, the pixel shift optical system is formed in front and rear of the optical element with respect to each end of the optical element. The position of each end of the optical element in the optical axis direction is regulated by the position regulating surface, whereby the inclination angle with respect to the optical axis direction is determined, and By changing the combination of the position regulating surfaces that contact the ends of the element,
A lens unit including an image shift device configured to be able to position the optical element at a plurality of inclination angles is characterized.

【0025】また本願における請求項14に記載の発明
によれば、請求項12または13の発明において、前記
駆動手段が、前記位置規制面ごとに設けられた複数の電
磁石からなり、前記各電磁石のオン、オフを制御するこ
とによって、前記光学部材に当接する位置規制面を選択
することにより、前記光学部材の傾斜位置を変更するよ
うに構成された画像シフト装置を備えたレンズユニット
を特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect or the thirteenth aspect, the driving means comprises a plurality of electromagnets provided for each of the position regulating surfaces. A lens unit including an image shift device configured to change an inclined position of the optical member by selecting a position regulating surface that contacts the optical member by controlling ON / OFF. .

【0026】また本願における請求項15に記載の発明
によれば、請求項14の発明において、前記光学素子
が、前記結像面への入射光の入射位置を、前記結像面上
において垂直方向にシフトする垂直方向光学素子と、前
記結像面への入射光の入射位置を前記結像面上におい
て、水平方向にシフトする水平方向光学素子とからなる
画像シフト装置を備えたレンズユニット。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fourteenth aspect of the present invention, the optical element moves the incident position of the incident light on the image plane in a vertical direction on the image plane. And a horizontal optical element that shifts the incident position of the incident light on the image plane in the horizontal direction on the image plane.

【0027】また本願における請求項16に記載の発明
によれば、請求項12の発明において、前記画素シフト
光学系が、前記撮像レンズ光学系に対して、前記結像面
側に配された画像シフト装置を備えたレンズユニットを
特徴とする。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect of the present invention, the pixel shift optical system is an image arranged on the imaging plane side with respect to the imaging lens optical system. It features a lens unit provided with a shift device.

【0028】また本願における請求項17に記載の発明
によれば、請求項16の発明において、前記画素シフト
光学系が、前記撮像レンズ光学系の光軸方向前後に配さ
れた一対の支持部材間に形成された間隙に、前記光学素
子を遊嵌することによって支持し、前記支持部材の前記
光学素子の各端部に対向する位置に前記規制部を形成さ
れ、且つその位置規制部に前記駆動手段としての電磁石
を配することによってユニット化されている画像シフト
装置を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the sixteenth aspect, the pixel shift optical system is provided between a pair of support members disposed before and after the imaging lens optical system in the optical axis direction. The optical element is supported by loosely fitting in the gap formed in the gap, and the restricting portion is formed at a position of the support member facing each end of the optical element, and the driving is performed on the position restricting portion. It is characterized by a lens unit provided with an image shift device unitized by disposing an electromagnet as a means.

【0029】また本願における請求項18に記載の発明
によれば、請求項17の発明において、前記画素シフト
光学系が、光学ローパスフィルタを一体に備えてなる画
像シフト装置を備えたレンズユニットを特徴とする。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the seventeenth aspect, the pixel shift optical system is characterized by a lens unit including an image shift device integrally including an optical low-pass filter. And

【0030】本願における請求項19に記載の発明によ
れば、請求項12乃至18の発明において、前記レンズ
ユニットを装着可能なカメラを特徴とする。
According to the nineteenth aspect of the present invention, in any of the twelfth to eighteenth aspects, a camera to which the lens unit can be attached is characterized.

【0031】本願における請求項20に記載の発明によ
れば、撮像レンズ光学系の光軸上に挿入され、前記撮像
レンズ光学系を介して入射する入射光の結像面上におけ
る入射位置をシフトする画素シフトユニットであって、
前記撮像レンズ光学系の光軸方向前後に配された一対の
支持部材間に形成された間隙内に支持された光学素子
と、前記支持部材の前記光学素子の各端部に対向する位
置に前記光学素子に当接してその傾斜位置を規制する規
制部と、前記光学素子を前記位置規制部に当接させるべ
く駆動する駆動手段と、前記支持部材をレンズユニット
あるいはカメラに取り付けるための取り付け部とをユニ
ット化して備えた画像シフトユニットを特徴とする。
According to the twentieth aspect of the present invention, the position of the incident light, which is inserted on the optical axis of the imaging lens optical system and enters through the imaging lens optical system, on the imaging plane is shifted. Pixel shift unit,
An optical element supported in a gap formed between a pair of support members disposed before and after in the optical axis direction of the imaging lens optical system, and a position opposite to each end of the optical element of the support member; A regulating portion that contacts the optical element to regulate the tilt position thereof, a driving unit that drives the optical element to contact the position regulating portion, and an attaching portion that attaches the support member to a lens unit or a camera. The image shift unit is provided as a unit.

【0032】本願における請求項21に記載の発明によ
れば、請求項20の発明において、前記光学素子が平行
平板であり、前記規制部は前記平行平板の端部に当接し
てその傾斜位置を位置規制し、前記駆動手段は前記平行
平板を前記規制部へと駆動する電磁石であり、前記電磁
石は前記規制部に配されている画像シフトユニットを特
徴とする。
According to the twenty-first aspect of the present invention, in the twentieth aspect, the optical element is a parallel flat plate, and the restricting portion contacts an end of the parallel flat plate to adjust its inclined position. The position is regulated, and the driving unit is an electromagnet that drives the parallel plate to the regulation unit, and the electromagnet is an image shift unit provided in the regulation unit.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明における撮像装置の
実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the imaging apparatus according to the present invention will be described.

【0034】まず撮像素子の撮像面上における入射光の
入射位置を画素単位でずらすことによって、高画質の画
像を撮像可能とする画像シフトすなわち「画素ずらし」
の動作原理について説明する。
First, by shifting the incident position of the incident light on the image pickup surface of the image pickup device in pixel units, an image shift enabling high quality image pickup, that is, "pixel shift".
Will be described.

【0035】平行平板光透過ガラスの光の屈折を利用し
た光路ずらしの原理について、図27を用いて説明す
る。同図(a)は光路をずらす前の状態、同図(b)は
光路をずらした後の状態を表わす。
The principle of shifting the optical path using the light refraction of the parallel plate light transmitting glass will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a state before the optical path is shifted, and FIG. 7B shows a state after the optical path is shifted.

【0036】同図(a),(b)において、100は撮
像対象となるたとえば原稿等の被写体、102は撮像レ
ンズ群、103は光学系の光軸に対して傾斜可能に配置
され、均一な屈折率を有する平行平板状の光透過性物質
からなる光束移動手段であるところの光学素子、104
はレンズ群102によって結像された被写体100から
の入射光を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と
してのCCD等の固体撮像素子である。
1A and 1B, reference numeral 100 denotes an object to be imaged, such as a document, 102 denotes an image pickup lens group, and 103 denotes a lens which is arranged to be tiltable with respect to the optical axis of the optical system. An optical element 104 which is a light beam moving means made of a parallel plate-shaped light transmitting substance having a refractive index;
Reference numeral denotes a solid-state imaging device such as a CCD as imaging means for photoelectrically converting incident light from the subject 100 formed by the lens group 102 and outputting an imaging signal.

【0037】図27(a)において、被写体100のあ
る一点101aからの光は、レンズ群102、光学素子
103を通り固体撮像素子104の受光部104aに入
射し、有効データとして光電変換される。
In FIG. 27A, light from a certain point 101a of a subject 100 passes through a lens group 102 and an optical element 103, enters a light receiving section 104a of a solid-state imaging device 104, and is photoelectrically converted as effective data.

【0038】一方、被写体100のある一点101bか
らの光は、レンズ群102、光学素子103を通り、固
体撮像素子104の受光部間の不感帯104bに入射す
るが、光電変換はされず無効データとなる。
On the other hand, light from a certain point 101b of the subject 100 passes through the lens group 102 and the optical element 103 and enters the dead zone 104b between the light receiving portions of the solid-state image pickup device 104. Become.

【0039】ここで、光学素子103に光が入射する方
向と、その光が光学素子103から射出する際の屈折方
向のずれ移動量をδ1、入射光と光学素子103の入射
面の法線とのなす角をθ1、光学素子103の厚みを
t、光学素子103の屈折率をNとすると、 δ1=(1−1/N)・t・θ1 となる。
Here, the direction in which light is incident on the optical element 103 and the amount of shift in the refraction direction when the light exits from the optical element 103 are δ1, and the incident light and the normal to the incident surface of the optical element 103 are: Assuming that the angle formed by θ1 is θ1, the thickness of the optical element 103 is t, and the refractive index of the optical element 103 is N, δ1 = (1-1 / N) · t · θ1.

【0040】この時の固体撮像素子の撮像面とのなす角
を便宜上ω1としておく。
At this time, the angle between the solid-state imaging device and the imaging surface is ω1 for convenience.

【0041】図27(b)は、前記光学素子103をω
=(ω2―ω1)の角度だけ変化させた時の状態を示
す。
FIG. 27B shows that the optical element 103 is ω
= (Ω2-ω1).

【0042】図27(b)において、光学素子103に
光が入射する光とその光が光学素子103から射出する
光の屈折方向のずれ移動量をδ2、入射光と光学素子1
03の入射面の法線とのなす角をθ2、光学素子103
の厚みがt、光学素子103の屈折率がNであるから、 δ2=(1−1/N)・t・θ2 となる。
In FIG. 27B, the amount of shift in the refraction direction between the light that enters the optical element 103 and the light that exits the optical element 103 in the refraction direction is δ2.
The angle between the incident surface 03 and the normal to the incident surface is θ2, and the optical element 103
Is t, and the refractive index of the optical element 103 is N, so that δ2 = (1-1 / N) · t · θ2.

【0043】ここで、図27(a)の状態から図27
(b)の状態になった時の、固体撮像素子104へ射出
される光路のずれδは、 δ=δ1+δ2 =(1−1/N)・t・(θ1+θ2) =(1−1/N)・t・(ω2−ω1) であるから、結局 δ=(1−1/N)・t・ω となる。
Here, the state shown in FIG.
The shift δ of the optical path emitted to the solid-state imaging device 104 when the state shown in FIG. 2B is obtained is as follows: δ = δ1 + δ2 = (1-1 / N) · t · (θ1 + θ2) = (1-1 / N) Since t · (ω2−ω1), δ = (1-1 / N) · t · ω.

【0044】ここで、図27(a)において撮像対象物
体1の一点1bからの光情報が、固体撮像素子104の
不感帯104bに入射して無効データとなってしまって
いたのを、図27(b)の状態に変化させることで被写
体100の一点1bからの光情報が、固体撮像素子10
4の感光部104cに入射して有効データとして活用で
きる。
Here, FIG. 27 (a) shows that the optical information from one point 1b of the object 1 to be imaged enters the dead zone 104b of the solid-state image sensor 104 and becomes invalid data. b), light information from one point 1b of the subject 100 is
The light enters the photosensitive section 104c of No. 4 and can be used as effective data.

【0045】図27(a)の状態で取り込んだ撮像デー
タと図27(b)の状態で取り込んだ撮像データをメモ
リ上に収集しそのデータを位相を補正して合成すれば画
素数が2倍になったのと同じデータ量を得ることができ
る。
If the image data captured in the state of FIG. 27A and the image data captured in the state of FIG. 27B are collected in a memory, and the data is corrected in phase and combined, the number of pixels is doubled. It is possible to obtain the same data amount as that of

【0046】以上のような原理を利用して、光学素子1
03を数箇所の傾斜位置に静止させ、その都度撮像素子
104に受光される光情報を取り込めば撮像感光部数の
数倍の画像情報を得ることができる。
Using the above principle, the optical element 1
03 is stopped at several inclined positions, and each time the optical information received by the image sensor 104 is taken in, image information several times as many as the number of photosensitive units can be obtained.

【0047】「画素ずらし」自体の基本原理は、以上の
ようになっており、次に、本発明の実施例について説明
する。
The basic principle of “pixel shift” itself is as described above. Next, an embodiment of the present invention will be described.

【0048】(第1の実施形態)本発明は、撮影レンズ
と撮像素子(CCD)との間に、撮影レンズを介して入
射した光束を、撮像素子の撮像面において水平方向にシ
フトするための平行平板ガラスを含む水平シフト機構
と、垂直方向にシフトするための平行平板ガラスを含む
垂直シフト機構とを備えている。
(First Embodiment) The present invention is intended to shift a light beam incident through a photographic lens between a photographic lens and an image pickup device (CCD) in a horizontal direction on an image pickup surface of the image pickup device. A horizontal shift mechanism including a parallel plate glass and a vertical shift mechanism including a parallel plate glass for shifting in a vertical direction are provided.

【0049】図1は、本発明の撮像装置における画素ず
らしシステムの概略構成を示す斜視図で、同図におい
て、1は光学系としての撮像レンズユニット、2は撮像
手段としてのCCD等の撮像素子である。3は撮影レン
ズユニット1を介して入射する光束を、撮像素子2の撮
像面(結像面)上において、垂直方向にシフトする(垂
直方向)光学素子としてのガラスあるいはプラスチック
で形成された透過平行平板ガラス(以下平行平板と称
す)で、その両端部にはそれぞれ係合部としての電磁軟
鉄のアーマチャ4U,4Dが配され、各アーマチャ4
U、4Dの光軸方向前後には、光学素子を駆動する駆動
手段(電磁駆動手段)としての電磁石5Ua,5Ub、
5Da,5Dbがそれぞれ配され、これらの電磁石を駆
動状態を制御して、平行平板3の傾斜状態を制御し、矢
印V方向に回動しすることにより、撮像面上における光
束の入射位置を垂直方向に上下シフトすることができ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a pixel shifting system in an image pickup apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an image pickup lens unit as an optical system, and 2 denotes an image pickup device such as a CCD as an image pickup means. It is. Reference numeral 3 denotes a transmission parallel made of glass or plastic as an optical element for vertically shifting (vertical direction) an optical beam incident through the photographing lens unit 1 on an imaging surface (imaging surface) of the imaging device 2. Armatures 4U and 4D of electromagnetic soft iron are provided at both ends of the flat glass (hereinafter referred to as parallel flat plates) as engagement portions.
Electromagnets 5Ua, 5Ub as driving means (electromagnetic driving means) for driving the optical element are provided before and after the optical axis direction of U and 4D.
5Da and 5Db are arranged, respectively, and the driving state of these electromagnets is controlled to control the inclined state of the parallel plate 3, and by rotating in the direction of the arrow V, the incident position of the light beam on the image pickup surface is set vertically. Can be shifted up and down in the direction.

【0050】尚、電磁石5Uaは、ヨーク51Uとコイ
ル53Uからなり、電磁石5Ubはヨーク52Uとコイ
ル54Uによって構成されている。これらの電磁石のコ
イルへの通電を制御することにより、平行平板3の上端
のアーマチャ4Uを前後に移動する(電磁)駆動手段が
構成される。
The electromagnet 5Ua includes a yoke 51U and a coil 53U, and the electromagnet 5Ub includes a yoke 52U and a coil 54U. By controlling the energization of the coils of these electromagnets, an (electromagnetic) driving means for moving the armature 4U at the upper end of the parallel plate 3 back and forth is configured.

【0051】また電磁石5Daは、ヨーク51Dとコイ
ル53Dからなり、電磁石5Dbは、ヨーク52Dとコ
イル54Dからなる。これらの電磁石のコイルへの通電
を制御することにより、平行平板3の下端のアーマチャ
4Dを前後に移動する電磁駆動手段が構成される。
The electromagnet 5Da comprises a yoke 51D and a coil 53D, and the electromagnet 5Db comprises a yoke 52D and a coil 54D. By controlling energization of the coils of these electromagnets, electromagnetic driving means for moving the armature 4D at the lower end of the parallel plate 3 back and forth is configured.

【0052】これらの電磁石5Ua,5Ub,5Da,
5Dbのオン、オフ制御により、平行平板3の上部及び
下部を光軸方向前後に移動してその傾斜角を変更し、平
行平板3を通過して撮像素子の撮像面上に入射する入射
光の入射位置を、光軸方向に対して垂直方向(上下)に
ずらすことができる。
These electromagnets 5Ua, 5Ub, 5Da,
By the on / off control of 5Db, the upper and lower parts of the parallel plate 3 are moved back and forth in the optical axis direction to change the inclination angle, and the incident light passing through the parallel plate 3 and entering the imaging surface of the image sensor is changed. The incident position can be shifted vertically (up and down) with respect to the optical axis direction.

【0053】一方、6は撮影レンズ1を介して入射する
光束を、撮像面上において、水平方向にシフトする平行
平板ガラス(以下平行平板と称す)で、その両端部には
それぞれ係合部としての電磁軟鉄のアーマチャ7L、7
Rが配され、各アーマチャ7L、7Rの光軸方向前後に
は、それぞれ電磁石8La,8Lb、8Ra,8Rbが
配されており、これらの電磁石の駆動状態を制御して平
行平板6の傾斜状態を制御し、矢印H方向に回動するこ
とにより、撮像面上における光束の入射位置を水平方向
に左右シフトすることができる。
On the other hand, reference numeral 6 denotes a parallel flat glass (hereinafter, referred to as a parallel flat plate) which shifts a light beam incident through the photographing lens 1 on the imaging surface in a horizontal direction, and has an engaging portion at each end. Soft iron armature 7L, 7
R are disposed, and electromagnets 8La, 8Lb, 8Ra, 8Rb are disposed before and after the armatures 7L, 7R in the optical axis direction, respectively, and the driving state of these electromagnets is controlled so that the inclined state of the parallel plate 6 is controlled. By controlling and rotating in the direction of arrow H, the incident position of the light beam on the imaging surface can be shifted left and right in the horizontal direction.

【0054】尚、電磁石8Laは、ヨーク81Lとコイ
ル83Lからなり、電磁石8Lbは、ヨーク82Lとコ
イル84Lからなる。これらの電磁石のコイルへの通電
を制御することにより、平行平板6の左端のアーマチャ
7Lを前後に移動する(電磁)駆動手段が構成される。
The electromagnet 8La includes a yoke 81L and a coil 83L, and the electromagnet 8Lb includes a yoke 82L and a coil 84L. By controlling the energization of the coils of these electromagnets, an (electromagnetic) drive means for moving the armature 7L at the left end of the parallel plate 6 back and forth is configured.

【0055】また電磁石8Raは、ヨーク81Rとコイ
ル83Rからなり、電磁石8Rbは、ヨーク82Rとコ
イル84Rからなる。これらの電磁石のコイルへの通電
を制御することにより、平行平板6の右端のアーマチャ
7Rを前後に移動する電磁駆動手段が構成される。
The electromagnet 8Ra includes a yoke 81R and a coil 83R, and the electromagnet 8Rb includes a yoke 82R and a coil 84R. By controlling the energization of the coils of these electromagnets, electromagnetic driving means for moving the armature 7R at the right end of the parallel plate 6 back and forth is configured.

【0056】これらの電磁石8La,8Lb、8Ra,
8Rbのオン、オフ制御により、平行平板6の左部及び
右部を光軸方向前後に移動してその傾斜角を変更し、平
行平板6を通過して撮像素子の撮像面上に入射する入射
光の入射位置を、光軸方向に対して水平方向(左右)に
ずらすことができる。
The electromagnets 8La, 8Lb, 8Ra,
By the on / off control of 8Rb, the left and right portions of the parallel plate 6 are moved back and forth in the optical axis direction to change the inclination angle, and the incident light passes through the parallel plate 6 and enters the imaging surface of the image sensor. The light incident position can be shifted in the horizontal direction (left and right) with respect to the optical axis direction.

【0057】これらの垂直方向、水平方向の2枚の平行
平板3、6を撮影レンズ1と撮像素子2との間の空間に
おいて、それぞれ上下方向、左右方向に傾斜させ、撮影
レンズを通過した光束の撮像面上における入射位置を垂
直方向及び水平方向に、撮像素子の画素間隔よりも小さ
いピッチでシフトすることにより、撮像素子の画素間に
入射する画像を撮像することができ、撮像素子の実際の
画素数よりも多い画素数の撮像素子で撮像したのと等価
の高画質を実現することが可能となる。
The two parallel flat plates 3 and 6 in the vertical and horizontal directions are inclined in the vertical and horizontal directions in the space between the photographing lens 1 and the image pickup device 2, respectively, so that the luminous flux passing through the photographing lens By shifting the incident position on the imaging surface in the vertical and horizontal directions at a pitch smaller than the pixel interval of the image sensor, an image incident between the pixels of the image sensor can be captured, It is possible to realize high image quality equivalent to that obtained by imaging with an image sensor having a larger number of pixels than the number of pixels.

【0058】以下、図2乃至図6を用いて、本発明の画
素ずらしシステムの細部の構成及び動作について説明す
る。
The detailed configuration and operation of the pixel shifting system of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0059】図2は、垂直方向における画素ずらしを行
う平行平板3の構成を図示したものである。
FIG. 2 illustrates the structure of the parallel plate 3 for shifting pixels in the vertical direction.

【0060】本発明の画素ずらしシステムは撮影レンズ
1と撮像素子2との間に配されるため、カメラを例にす
れば、レンズユニットかカメラ本体内に配される事にな
る。
Since the pixel shifting system of the present invention is disposed between the taking lens 1 and the image pickup device 2, in the case of a camera, for example, it is disposed in a lens unit or a camera body.

【0061】図2(a),(b)は、平行平板3を、そ
れぞれ前方すなわち光の入射方向、及び右側方より見た
状態を示すものであり、同図(a)に示すように、平行
平板3は、撮像素子2の撮像面の前方に位置され、撮像
面全面をカバーする大きさを有する。
FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the parallel plate 3 as viewed from the front, that is, the light incident direction, and from the right side. As shown in FIG. The parallel plate 3 is located in front of the imaging surface of the imaging device 2 and has a size that covers the entire imaging surface.

【0062】図2(b)において、平行平板3は、その
両端に配された電磁軟鉄のアーマチャ4U,4Dをそれ
ぞれ筐体に形成された凹部91U,91D内に遊嵌され
た状態で、すなわち前後方向、上下方向に所定のクリア
ランスを有した状態で保持されている。
In FIG. 2 (b), the parallel plate 3 has the armatures 4U, 4D of electromagnetic soft iron disposed at both ends thereof loosely fitted into the concave portions 91U, 91D formed in the housing, respectively. It is held with a predetermined clearance in the front-rear direction and the vertical direction.

【0063】また凹部91U,91Dは、それぞれ紙面
に垂直方向に平行平板の幅と略同じ長さに延長され、か
つ平行平板3両端部の電磁軟鉄のアーマチャ4U、4D
をその凹部の内面92U,93U、92D,93Dに沿
って円柱状の円筒部材に形成することにより、凹部内の
規制面に当接する際に線接触となるようになされ、平行
平板3のあおり方向の傾きを規制することができる。ま
たこの円柱形状による線接触と同じ効果を得る方法とし
て、この線接触ライン上に複数の点接触部を形成しても
よい。
The recesses 91U and 91D extend in the direction perpendicular to the plane of the drawing to approximately the same length as the width of the parallel plate, and the armatures 4U and 4D of the electromagnetic soft iron at both ends of the parallel plate 3 are provided.
Is formed in a cylindrical cylindrical member along the inner surfaces 92U, 93U, 92D, 93D of the concave portion, so that a line contact is made when abutting on the regulating surface in the concave portion. Can be restricted. Further, as a method of obtaining the same effect as the line contact by the cylindrical shape, a plurality of point contact portions may be formed on the line contact line.

【0064】これらの凹部は、本発明における光学素子
を位置決めするための規制部として機能し、光学部材と
しての平行平板の係合部であるアーマチャと当接する面
は、位置決めを行うための位置規制面あるいは位置規制
部として機能する。
These concave portions function as restricting portions for positioning the optical element in the present invention, and the surface which comes into contact with the armature, which is the engaging portion of the parallel plate as the optical member, is a position restricting portion for positioning. Functions as a surface or position restricting unit.

【0065】そして、各凹部内のそれぞれ光軸方向すな
わち図で見て左右の内壁面92U,93U、92D,9
3Dにアーマチャ4U、4Dを当接させることによっ
て、平行平板の光軸に対する各傾斜位置及び光軸方向の
位置が位置決めされ、各凹部の光軸方向における幅に応
じて、平行平板3の両端部のアーマチャ4U、4Dの光
軸方向における移動量が決定され、結果として平行平板
3の傾き量または光軸方向の位置が異なるように制御さ
れる。
Then, each of the inner wall surfaces 92U, 93U, 92D, 9D in the direction of the optical axis, ie, the left and right sides as viewed in the figure, in each recess.
By bringing the armatures 4U and 4D into contact with the 3D, the respective inclined positions and the positions in the optical axis direction with respect to the optical axis of the parallel plate are positioned, and both ends of the parallel plate 3 are determined according to the width of each recess in the optical axis direction. Of the armatures 4U and 4D in the optical axis direction are determined, and as a result, the parallel plate 3 is controlled so that the inclination amount or the position in the optical axis direction is different.

【0066】本画素ずらしシステムは、このような構成
の平行平板を、水平方向にも備えており、その位置関係
を図3(a),(b)に示す。
The present pixel shifting system also includes a parallel plate having such a configuration in the horizontal direction, and the positional relationship is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

【0067】図3(a)は、光軸方向前方より見た正面
図,図3(b)は、上方より見た図である。図1からも
わかるように、撮像レンズユニット1と撮像素子2との
間には、それぞれ水平方向の平行平板6と、垂直方向の
平行平板3とが、互いに直交する関係で配されている。
FIG. 3A is a front view as viewed from the front in the optical axis direction, and FIG. 3B is a view as viewed from above. As can be seen from FIG. 1, between the imaging lens unit 1 and the imaging element 2, a horizontal parallel flat plate 6 and a vertical parallel flat plate 3 are arranged in a mutually orthogonal relationship.

【0068】本発明の画素ずらしシステムにおいて、重
要なのは、各平行平板の傾斜位置または光軸方向の位置
をその両端のアーマチャと凹部内の各位置規制面によっ
て、規制することによって、多くの傾斜位置を得るとと
もに、その駆動源に電磁石を用い、さらに平行平板は、
その両端部のアーマチャを凹部内に所定のクリアランス
をもって遊嵌しておくだけの構成とし、動作時に電磁石
の電磁力によって位置規制を行い、且つ電磁石が付勢さ
れていない状態では、平行平板の支持手段として、特別
な構成を必要としないことである。この支持構成によれ
ば、従来のシステムのように、垂直及び水平方向におけ
る回動軸を有するジンバル機構や複雑なカム機構、ギヤ
機構、複数のステップモータ等を省略することができ
る。
In the pixel shifting system of the present invention, what is important is that the tilt position or the position in the optical axis direction of each parallel plate is regulated by the armatures at both ends and the respective position regulating surfaces in the concave portions, so that many tilt positions are obtained. And using an electromagnet as its drive source,
The armatures at both ends are simply loosely fitted in the recesses with a predetermined clearance. The position is regulated by the electromagnetic force of the electromagnet during operation, and the parallel plate is supported when the electromagnet is not energized. As a measure, no special configuration is required. According to this support configuration, as in the conventional system, a gimbal mechanism having a rotation axis in the vertical and horizontal directions, a complicated cam mechanism, a gear mechanism, a plurality of step motors, and the like can be omitted.

【0069】また平行平板3、6とも、凹部内に遊嵌さ
れているだけで、ジンバル等の支持機構が不要であり、
且つ駆動力も電磁力を直接作用させるため、駆動力を伝
達する機構も不要であることから、構成が簡単であるだ
けでなく、極めて高速の駆動が可能となり、且つ高精度
の位置規制が可能となる。
Further, since both the parallel plates 3 and 6 are loosely fitted in the recesses, no support mechanism such as a gimbal is required.
In addition, since the electromagnetic force is directly applied to the driving force, a mechanism for transmitting the driving force is not required. Therefore, not only is the configuration simple, but also extremely high-speed driving is possible, and high-precision position regulation is possible. Become.

【0070】以下、本実施例における画素ずらしシステ
ムの構成と、平行平板の制御の詳細について、図4〜図
7を用いて説明する。
Hereinafter, the configuration of the pixel shifting system in this embodiment and the details of the control of the parallel plate will be described with reference to FIGS.

【0071】図4〜図7は垂直方向における画素すらし
を行う平行平板3の傾斜位置制御を説明するための図で
ある。特徴的な構成は、凹部91Uと、91Dの相対的
な位置関係及び凹部の幅の設定にある。
FIGS. 4 to 7 are diagrams for explaining the tilt position control of the parallel flat plate 3 for performing pixel shifting in the vertical direction. The characteristic configuration lies in the relative positional relationship between the concave portions 91U and 91D and the setting of the width of the concave portions.

【0072】図4〜図7は、それぞれ被写体上の1点に
対応する入射光の撮像素子2の撮像面における入射位置
を、順次下方へとシフトするための、平行平板の傾斜位
置を示している。
FIGS. 4 to 7 show the inclined position of the parallel plate for sequentially shifting the incident position of the incident light corresponding to one point on the object on the image pickup surface of the image pickup device 2 downward. I have.

【0073】図4において、平行平板3の上端のアーマ
チャ4Uが遊嵌されている凹部91Uと下端のアーマチ
ャ4Dが遊嵌されている凹部91Dとは、その幅すなわ
ち光軸方向における長さ、及びその位置がほぼ同一に設
定されている。
In FIG. 4, the recess 91U in which the armature 4U at the upper end of the parallel plate 3 is loosely fitted and the recess 91D in which the armature 4D at the lower end is loosely fitted have the width, that is, the length in the optical axis direction, and The positions are set substantially the same.

【0074】図4では、上方では、電磁石5Uaがオ
ン、電磁石5Ubがオフで、アーマチャ4Uが凹部91
U内において、電磁石5Uaのヨーク51Uに吸着さ
れ、光軸方向前方となる位置規制面92Uに当接されて
位置決めされており、下方では、電磁石5Daがオフ、
電磁石5Dbがオンで、アーマチャ4Dが電磁石5Db
のヨーク52Dに吸着され、光軸方向後方となる位置規
制面93Dに当接されて位置決めされている。
In FIG. 4, the electromagnet 5Ua is on, the electromagnet 5Ub is off, and the armature 4U is
In U, it is attracted to the yoke 51U of the electromagnet 5Ua and is positioned in contact with the position regulating surface 92U located forward in the optical axis direction.
The electromagnet 5Db is on and the armature 4D is
And is positioned by contacting with a position regulating surface 93D located rearward in the optical axis direction.

【0075】本実施例では、この図4の状態で、平行平
板3が光軸に対して上方に画素ずらしを行うように設定
されているが、図4,図5,図6,図7それぞれの傾斜
状態は、いずれも絶対的なものではなく、あくまでも、
本来は入射されないはずの画像を、平行平板の傾斜角に
応じて、入射可能とするものであるから、図4,図5,
図6,図7の状態で、特に光軸に垂直である必要はな
い。
In this embodiment, in the state of FIG. 4, the parallel plate 3 is set so as to shift the pixel upward with respect to the optical axis. The inclination state of each is not absolute,
Since an image that should not be incident originally can be incident according to the inclination angle of the parallel plate, FIGS.
In the state of FIGS. 6 and 7, it is not particularly necessary to be perpendicular to the optical axis.

【0076】ここで、アーマチャ4Uと、凹部91Uの
幅とのクリアランスすなわちアーマチャ4Uと、凹部9
1U内の位置規制面93Uとの間隙をd1、同様にアー
マチャ4Dと、凹部91Dの幅とのクリアランスすなわ
ちアーマチャ4Dと、凹部91D内の位置規制面92D
との間隙をd2とし、両者の間には、d2=d1、すな
わち間隙d2が間隙d1の1倍すなわち等しく設定され
ている。
Here, the clearance between the armature 4U and the width of the concave portion 91U, that is, the armature 4U and the concave portion 9U
The gap between the position regulating surface 93U in 1U is d1, similarly the clearance between the armature 4D and the width of the recess 91D, that is, the armature 4D, and the position regulating surface 92D in the recess 91D.
Is set to d2, and d2 = d1, that is, the gap d2 is set to be equal to or equal to one time the gap d1.

【0077】またω1は、このとき撮像素子2の撮像面
と、平行平板3とのなす角を示している。尚、間隙d
1、d2の設定は高精度に行われる。
Further, ω1 indicates the angle formed by the imaging plane of the imaging element 2 and the parallel flat plate 3 at this time. The gap d
The setting of 1, d2 is performed with high accuracy.

【0078】この図4の状態において、電磁石5Uaを
オフにして、電磁石5Ubをオンにして励磁すれば、平
行平板3の上端のアーマチャ4Uが上方凹部91Uの位
置規制面92Uを離れ、位置規制面93U側へと吸着さ
れて当接し、位置決めがなされ、図5の状態となる。
In the state shown in FIG. 4, when the electromagnet 5Ua is turned off and the electromagnet 5Ub is turned on to excite, the armature 4U at the upper end of the parallel plate 3 separates from the position regulating surface 92U of the upper concave portion 91U, and the position regulating surface. It is attracted to and abuts against the 93U side, positioning is performed, and the state shown in FIG. 5 is obtained.

【0079】これによって、平行平板3は、その上下端
のアーマチャ4U,4Dをそれぞれ凹部91U内の位置
規制面93U、凹部91D内の位置規制面93Dによっ
て、その傾斜位置を規制される。すなわち図4の状態か
ら、同図で見て1段階右に傾斜し、撮像素子2の撮像面
上における入射光の受光位置が、撮像面上において、下
方にシフトされる。尚、この状態において、撮像面と平
行平板とのなす角をω2とする。
Thus, the inclined position of the upper and lower armatures 4U and 4D of the parallel plate 3 is regulated by the position regulating surfaces 93U and 93D in the concave portions 91U and 91D, respectively. That is, from the state of FIG. 4, the position is inclined rightward by one step as viewed in FIG. 4, and the light receiving position of the incident light on the imaging surface of the imaging device 2 is shifted downward on the imaging surface. In this state, the angle formed between the imaging surface and the parallel flat plate is ω2.

【0080】この図5の状態で、上方の凹部91Uの電
磁石5Ubをオフ、電磁石5Uaをオンすることによ
り、アーマチャ4Uは凹部91U内の位置規制面93U
を離れ、位置規制面92Uへと吸着されて当接し、位置
決めされる。
In the state shown in FIG. 5, by turning off the electromagnet 5Ub and turning on the electromagnet 5Ua of the upper concave portion 91U, the armature 4U moves the position regulating surface 93U in the concave portion 91U.
, And is sucked and abutted on the position regulating surface 92U to be positioned.

【0081】また下方の凹部91Dの電磁石5Dbをオ
フ、電磁石5Daをオンすることにより、平行平板3の
下方のアーマチャ4Dは、下方凹部91D内の位置規制
面93Dを離れ、位置規制面92Dへと吸着されて当接
し、位置決めがなされ、図6の状態となる。
When the electromagnet 5Db of the lower recess 91D is turned off and the electromagnet 5Da is turned on, the lower armature 4D of the parallel plate 3 leaves the position regulating surface 93D in the lower recess 91D and moves to the position regulating surface 92D. It is sucked and brought into contact, and positioning is performed, and the state shown in FIG. 6 is obtained.

【0082】これによって、平行平板3は、その上下端
のアーマチャ4U、4Dをそれぞれ凹部91U内の位置
規制面92U、凹部91D内の位置規制面92Dによっ
て、その傾斜位置を規制される。すなわち図5の状態か
ら、略同じ傾斜で(異なる規制面に当接しているので厳
密には異なる)、その光軸方向の位置が同図で見て左へ
移動し、撮像素子2の撮像面上における入射光の受光位
置は、撮像面上において、略同位置になる。尚、この状
態において、撮像面と平行平板とのなす角をω3とす
る。しかるに、ω2≒ω3となり、図5と図6の状態
は、平行平板と光軸のなす角度が同じになるので、画素
ずらしの効果としては両者は等しく、どちらか一方の状
態を選択すればよい。
Thus, the inclined position of the upper and lower armatures 4U, 4D of the parallel plate 3 is regulated by the position regulating surface 92U in the concave portion 91U and the position regulating surface 92D in the concave portion 91D, respectively. That is, from the state of FIG. 5, the position in the optical axis direction moves to the left as viewed in FIG. 5 at substantially the same inclination (strictly different because it is in contact with a different regulating surface), The light receiving position of the incident light on the upper side is substantially the same on the imaging surface. In this state, the angle formed between the imaging surface and the parallel flat plate is ω3. However, ω2 ≒ ω3, and the angle between the parallel plate and the optical axis in the states of FIGS. 5 and 6 is the same. Therefore, as the effect of the pixel shift, the two are equal, and either state may be selected. .

【0083】ここでは、図5の状態を選択して本実施形
態の説明を続ける。
Here, the state of FIG. 5 is selected to continue the description of the present embodiment.

【0084】図5の状態で、電磁石5Dbをオフにし
て、電磁石5Daをオンすると、平行平板3の下端のア
ーマチャ4Dが下方凹部91Dの位置規制面93Dを離
れ、位置規制面92D側へと吸着されて当接し、位置決
めがなされ、また上端のアーマチャ4Uは、凹部91U
の位置規制面93Uに位置決めされ、図7の状態とな
る。
In the state of FIG. 5, when the electromagnet 5Db is turned off and the electromagnet 5Da is turned on, the armature 4D at the lower end of the parallel plate 3 separates from the position regulating surface 93D of the lower concave portion 91D and is attracted to the position regulating surface 92D. The armature 4U at the upper end is in contact with the recess 91U.
Is positioned on the position regulating surface 93U, and the state shown in FIG. 7 is obtained.

【0085】これによって、平行平板3は、図5の状態
から、さらに図で見て右方へと傾斜し、その傾斜角は最
大となる。この状態において、撮像面と平行平板とのな
す角をω4とする。
As a result, the parallel flat plate 3 is further inclined rightward as viewed in the figure from the state shown in FIG. 5, and the inclination angle becomes the maximum. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel plate is ω4.

【0086】以上、図4〜図7に示されているように、
平行平板3の傾きをω1〜ω4へと順次変化させること
により、3段階の傾斜角に制御することができ、これに
よって、被写体からの入射光を撮像面上に対して垂直方
向に3個所にシフトすることができる。
As described above, as shown in FIGS.
By sequentially changing the inclination of the parallel plate 3 from ω1 to ω4, it is possible to control the inclination angle in three steps, whereby the incident light from the subject is located at three places in the direction perpendicular to the imaging surface. Can be shifted.

【0087】尚、ω1〜ω4の間は、 (ω2−ω1)=(ω4−ω2)=(ω4−ω3)=一
定 の関係が保たれるよう、設定されており、撮像面上にお
いて、平行平板3の傾斜によって変化する入射光の入射
位置が、撮像面上において等間隔にシフトされることを
示している。
It should be noted that between ω1 and ω4, the relationship of (ω2−ω1) = (ω4−ω2) = (ω4−ω3) = constant relationship is maintained. This shows that the incident position of the incident light that changes due to the inclination of the flat plate 3 is shifted at equal intervals on the imaging surface.

【0088】そして、本実施例では、その1段階のシフ
ト量が、撮像素子の、画素間隔の3分の2の距離となる
ように、各凹部91U,91D内のアーマチャとの間の
クリアランスd1、d2が設定されている。d1,d2
は、平行平板の傾斜角を決定するものであるから、撮像
素子の画素間隔、あるいはシフト量に応じて変更され
る。
In this embodiment, the clearance d1 between the image pickup device and the armature in each of the concave portions 91U and 91D is set such that the shift amount in one step is two-thirds of the pixel interval of the image sensor. , D2 are set. d1, d2
Is used to determine the inclination angle of the parallel plate, and is changed according to the pixel interval or the shift amount of the image sensor.

【0089】また上述の説明から明らかであるが、平行
平板3は、その両端部のアーマチャが、各凹部91U,
91D内に遊嵌されることによって、がたを有した状態
で支持されており、電磁石の励磁によって、アーマチャ
を凹部内の位置規制面に当接させることによって傾斜角
を決定しているが、アーマチャの位置規制面と接する部
分を円筒形状としているので、位置規制面上において、
円筒形アーマチャの当接する位置が、平行平板の長手方
向にずれても、平行平板の傾斜角が変化しないため、撮
像素子の撮像面における入射光の入射位置は変化しな
い。
As is clear from the above description, the armatures at the both ends of the parallel plate 3 have the concave portions 91U,
By being loosely fitted in the 91D, it is supported with a play, and the excitation angle of the electromagnet causes the armature to abut on the position regulating surface in the concave portion to determine the inclination angle. Since the part in contact with the position regulating surface of the armature has a cylindrical shape, on the position regulating surface,
Even if the contact position of the cylindrical armature shifts in the longitudinal direction of the parallel plate, the incident angle of the incident light on the imaging surface of the image sensor does not change because the inclination angle of the parallel plate does not change.

【0090】また、各凹部91U,91Dの光軸方向の
位置を同一に設定しておけば、傾斜角が変化しても、光
軸方向における平行平板の中心位置が大きく変化するこ
ともなく、常に正確な画素ずらしを行うことができる。
Further, if the positions of the concave portions 91U and 91D in the optical axis direction are set to be the same, the center position of the parallel plate in the optical axis direction does not greatly change even if the inclination angle changes. Accurate pixel shifting can always be performed.

【0091】尚、アーマチャを円筒形にしているため、
電磁石による電磁力によって吸引した際、最も位置規制
面に近接する部分が点(実際には、線となる)となるた
め、電磁石のアーマチャの位置にセンタリングされ、実
質的には、位置ずれもない。
Since the armature has a cylindrical shape,
When attracted by the electromagnetic force of the electromagnet, the portion closest to the position regulation surface becomes a point (actually, a line), so that it is centered at the position of the armature of the electromagnet, and there is substantially no displacement. .

【0092】また凹部91U,91D内において、電磁
石5Ua,5Ub,5Da,5Dbの各ヨーク51U、
52U,51D、52Dの先端部は、それぞれ位置規制
面92U93U,92D、93Dより突出しないよう
に、その取り付け位置が設定されている。これによっ
て、平行平板アーマチャが常に凹部の位置規制面によっ
て位置決めされ、電磁石の取り付け位置精度の影響を受
けず、高精度な位置決めが可能となる。
In the recesses 91U and 91D, the yokes 51U of the electromagnets 5Ua, 5Ub, 5Da and 5Db are provided.
The mounting positions of the distal ends of 52U, 51D, and 52D are set such that they do not protrude from position regulating surfaces 92U93U, 92D, and 93D, respectively. Thereby, the parallel plate armature is always positioned by the position regulating surface of the concave portion, and high-precision positioning is possible without being affected by the mounting position accuracy of the electromagnet.

【0093】以上の構成により、各傾斜角ごとに入射光
の入射位置を撮像面の画素間隔の3分の2の距離すなわ
ち3分の2画素ピッチでシフトするように平行平板の傾
きを設定することによって、実際の撮像素子の垂直方向
の画素数の実質的に3倍の画素数を得ることができる。
With the above arrangement, the inclination of the parallel plate is set such that the incident position of the incident light is shifted at a distance of two-thirds of the pixel interval on the imaging surface, that is, at a two-third pixel pitch for each inclination angle. This makes it possible to obtain substantially three times the number of pixels in the vertical direction of the actual image sensor.

【0094】そして、平行平板3の各傾斜位置ごとに、
撮像素子にて撮像された3枚の画像をメモリに順次記憶
し、メモリから読み出す際に、3枚の画像の各画素の読
み出し順序を制御することにより、1枚の高画質画像に
合成することができるわけである。
Then, for each inclined position of the parallel plate 3,
The three images captured by the image sensor are sequentially stored in a memory, and when the three images are read out from the memory, the reading order of each pixel of the three images is controlled to synthesize one high-quality image. Can be done.

【0095】以上は、撮像面上における垂直方向におけ
る画素ずらしを説明するものであるが、前述のように、
本発明における実施例では、このような画素ずらし機構
を水平方向にも備えているため、水平方向においても画
素ずらしを行い、撮像素子の画素数を実質的に3倍にす
ることができ、トータルで9倍の画素数を得ることがで
きる。
The above describes the pixel shift in the vertical direction on the imaging surface.
In the embodiment of the present invention, since such a pixel shift mechanism is also provided in the horizontal direction, the pixel shift can be performed in the horizontal direction, and the number of pixels of the image sensor can be substantially tripled. Can obtain nine times the number of pixels.

【0096】図8〜図11は、水平方向における画素ず
らしを、水平方向における平行平板6の傾斜角を順次変
更することによって行う動作を説明するものである。
FIGS. 8 to 11 illustrate an operation of shifting the pixels in the horizontal direction by sequentially changing the inclination angle of the parallel plate 6 in the horizontal direction.

【0097】この水平方向における画素ずらし機構の構
成及び動作原理は、上述の図4〜図7に示す垂直方向に
おける画素ずらし機構と同一であるので、詳細な説明は
省略する。
The structure and operation principle of the pixel shifting mechanism in the horizontal direction are the same as those of the pixel shifting mechanism in the vertical direction shown in FIGS.

【0098】尚、平行平板6の傾斜角は、それぞれ平行
平板の左右端部に取り付けられたアーマチャ7L、7R
の遊嵌されている左右の凹部91L,91Rの位置規制
面92L,93L、92R,93Rによって決定され、
凹部91Lの幅と、アーマチャ7Lとの間のクリアラン
スをd3、凹部91Rの幅とアーマチャ7Rとの間のク
リアランスをd4とし、本実施例では、d4=d3の関
係に設定されている。
The angle of inclination of the parallel plate 6 is determined by the armatures 7L and 7R attached to the left and right ends of the parallel plate, respectively.
Are determined by the position regulating surfaces 92L, 93L, 92R, 93R of the right and left concave portions 91L, 91R, which are loosely fitted.
The clearance between the width of the recess 91L and the armature 7L is d3, and the clearance between the width of the recess 91R and the armature 7R is d4. In the present embodiment, the relationship is set to d4 = d3.

【0099】そして、図8,図9,図10,図11の順
に、平行平板6の傾斜角を大きくし、撮像面と平行平板
の間のなす角を、ω5、ω6、ω7、ω8と、段階的に
変化させる(大きくしていく)ことにより、水平方向に
おいても、撮像面上において、等間隔に画素ずらしが行
われる。
8, 9, 10, and 11, the inclination angle of the parallel plate 6 is increased, and the angles between the imaging surface and the parallel plate are ω5, ω6, ω7, ω8, By changing (increased) stepwise, pixels are shifted at equal intervals on the imaging surface even in the horizontal direction.

【0100】尚、ω5〜ω8の間は、 (ω6−ω5)=(ω8−ω6)=(ω8−ω7)=一
定 の関係が保たれるよう、設定されている。
Note that, between ω5 and ω8, it is set so that the following relationship is maintained: (ω6−ω5) = (ω8−ω6) = (ω8−ω7) =

【0101】本実施例では、その1段階のシフト量が,
撮像素子の水平方向における画素間隔の3分の2の距離
となるように、各凹部91L,91R内のアーマチャと
の間のクリアランスd3、d4が設定されている。d
3,d4は、平行平板の傾斜角を決定するものであるか
ら、撮像素子の画素間隔、あるいはシフト量に応じて変
更される。
In this embodiment, the shift amount in one stage is
Clearances d3 and d4 between the armatures in the recesses 91L and 91R are set so as to be two-thirds of the pixel interval in the horizontal direction of the image sensor. d
Since 3 and d4 determine the inclination angle of the parallel plate, they are changed according to the pixel interval or the shift amount of the image sensor.

【0102】尚、上述の図4〜図7、図8〜図11と
も、順次平行平板の傾斜角が大きくなるように変化させ
ているが、各傾斜位置ごとに、画像を撮像してメモリに
記憶し、後の処理で合成するので、平行平板の傾斜角の
順序は、どのように行ってもかまわない。すなわち図4
〜図7、図8〜図11の順序は、図に示す通りである必
要はなく、任意の順序でよく、各電磁石を制御して、垂
直方向に3画面、水平方向に3画面の合計9画面を撮像
すれば、その順序は任意でよい。
In each of FIGS. 4 to 7 and FIGS. 8 to 11, the inclination angle of the parallel plate is sequentially changed so as to increase, but an image is taken for each inclination position and stored in the memory. Since they are stored and combined in a later process, the order of the inclination angles of the parallel plates may be determined in any manner. That is, FIG.
The order of FIG. 7 and FIG. 8 to FIG. 11 does not need to be as shown in the figure, and may be in any order. By controlling each electromagnet, three screens in the vertical direction and three screens in the horizontal direction are obtained. The order may be arbitrary as long as the screen is imaged.

【0103】また、垂直方向の画素ずらし機構と、水平
方向の画素ずらし機構は、独立しているので、両者の間
の制御の画素ずらしの方向及び順序も任意でよい。ただ
し画素ずらし位置1箇所毎の画像の撮像中(電荷蓄積
中)は、いずれの平行平板も静止させておかなければな
らないことは、言うまでもない。
Further, since the vertical pixel shifting mechanism and the horizontal pixel shifting mechanism are independent, the direction and order of the pixel shifting for control between the two may be arbitrary. However, it is needless to say that all the parallel plates must be kept stationary during the imaging of the image at each pixel shift position (during charge accumulation).

【0104】図12は、図4〜図7に示す垂直画素ずら
しの為の平行平板3の3つの状態と、図8〜図11に示
す水平画素ずらしの為の平行平板6の3つの状態と、を
組み合わせて画素ずらしを行った場合の空間的位置を示
す摸式図である。
FIG. 12 shows three states of the parallel plate 3 for shifting the vertical pixels shown in FIGS. 4 to 7, and three states of the parallel plate 6 for shifting the horizontal pixels shown in FIGS. FIG. 9 is a schematic diagram showing a spatial position in a case where pixel shifting is performed by combining the above.

【0105】図12を用いて、光束をいかにずらしてデ
ータの取り込みを行うかを説明する。
Referring to FIG. 12, a description will be given of how to shift the luminous flux to take in data.

【0106】同図において、ハッチング(クロスハッチ
等4種類のハッチング)で示す場所がたとえばインタラ
イントランスファ型CCD等の撮像素子上の画素(受光
部)の位置の一部を抜粋した図であり、それら画素間
(不感帯)を2つに区切って画素ピッチを3分割するよ
うに碁盤状に区切っている。
In the same figure, the location indicated by hatching (four types of hatching such as cross hatching) is a diagram in which a part of the position of a pixel (light receiving portion) on an image sensor such as an interline transfer type CCD is extracted. The pixel pitch (dead zone) is divided into two, and the pixel pitch is divided into three so as to divide the pixel pitch into three.

【0107】図12(a)は、図4〜図7に示す垂直画
素ずらしの為の平行平板3の3つの状態と、図8〜図1
1に示す水平画素ずらしの為の平行平板6の3つの状態
とによって、例えば、記号Aで示す受光部で捕らえるこ
とのできる光束は座標(H5,L5)、(H5,L
7)、(H5,L9)、(H7,L5)、(H7,L
7)、(H7,L9)、(H9,L5)、(H9,L
7)、(H9,L9)の9箇所に入射する光束であり、
各々に入射する光束を1つずつ受光部Aに導き(画素ず
らし)を行い、受光部Aのフィールド読み出し時にその
データ(受光部に蓄積された電荷)を読み出す。このこ
とはその他の全ての受光部のフィールド読み出し時につ
いても同様である。
FIG. 12A shows three states of the parallel plate 3 for shifting the vertical pixels shown in FIGS. 4 to 7, and FIGS.
For example, according to the three states of the parallel plate 6 for shifting the horizontal pixels shown in FIG. 1, the light flux that can be captured by the light receiving section indicated by the symbol A is represented by coordinates (H5, L5), (H5, L
7), (H5, L9), (H7, L5), (H7, L
7), (H7, L9), (H9, L5), (H9, L
7) and (H9, L9) are luminous fluxes incident on nine places,
The light flux incident on each of them is guided one by one to the light receiving unit A (pixel shift), and the data (charges accumulated in the light receiving unit) is read when the field of the light receiving unit A is read. The same applies to the field reading of all the other light receiving units.

【0108】この結果、図12(b)に示す様に、画素
ずらしによって各受光部の周囲の不感帯に入射して取り
込めなかった光束のデータを取り込むことが可能にな
る。
As a result, as shown in FIG. 12B, it becomes possible to capture the data of the luminous flux which has entered the dead zone around each light receiving section due to the pixel shift and could not be captured.

【0109】言い換えれば、本来、撮像面内の各画素間
の不感帯や、他の画素に入射される画像情報を受光する
ことができ、結果として、撮像素子の画素数を増加させ
たのと同じ効果を得ることができるものである。
In other words, it is possible to receive the dead zone between each pixel on the imaging surface and the image information incident on another pixel. As a result, the same as the case where the number of pixels of the imaging device is increased is obtained. The effect can be obtained.

【0110】本発明における画素ずらしシステムの構成
及び動作は、以上述べた通りであり、垂直方向及び水平
方向における画素ずらしを行う平行平板をそれぞれ設
け、それぞれ撮像素子の垂直方向、水平方向に画素間を
2/3画素ピッチでシフトして撮像することにより、実
質的に垂直、水平方向に3倍、全体で3×3=9倍の画
素数の撮像素子で撮像したのと同じ画素数の画質を得る
ことができる。
The configuration and operation of the pixel shifting system according to the present invention are as described above. The parallel plates for shifting the pixels in the vertical and horizontal directions are provided, respectively, and the pixels between the pixels in the vertical and horizontal directions of the image sensor are respectively provided. Is shifted at a 2/3 pixel pitch to obtain an image having substantially the same number of pixels as an image captured by an image sensor having substantially 3 times the number of pixels in the vertical and horizontal directions, that is, 3 × 3 = 9 times in total. Can be obtained.

【0111】(第2の実施形態)次に本願発明における
第2の実施形態について説明する。本実施例は、図4〜
図11の第1の実施例が垂直方向、水平方向にそれぞれ
3段階に画素ずらしを行う構成であったのに対して、垂
直、水平方向それぞれに対して、4段階に画素ずらしを
行うことを可能としたものである。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, FIGS.
While the first embodiment of FIG. 11 has a configuration in which pixel shifting is performed in three steps in the vertical and horizontal directions, pixel shifting is performed in four steps in each of the vertical and horizontal directions. It was made possible.

【0112】この場合も、平行平板と位置決め用の凹
部、駆動手段としての電磁石による構成は同様であり、
凹部の位置関係を変更することにより、実現することが
できる。
Also in this case, the configuration using the parallel plate, the positioning recess, and the electromagnet as the driving means is the same.
This can be realized by changing the positional relationship of the concave portions.

【0113】図13〜図16は垂直方向における画素ず
らしを4段階に行う平行平板3の傾斜位置制御を説明す
るための図である。特徴的な構成は、凹部91U‘と、
91D‘の相対的な位置関係及び凹部の幅の設定にあ
る。
FIGS. 13 to 16 are views for explaining the tilt position control of the parallel flat plate 3 in which pixel shifting in the vertical direction is performed in four stages. The characteristic configuration is a concave portion 91U ′,
This is in setting the relative positional relationship of 91D 'and the width of the concave portion.

【0114】図13〜図16は、それぞれ被写体上の1
点に対応する入射光の撮像素子2の撮像面における入射
位置を、順次下方へとシフトするための、平行平板の傾
斜位置を示している。尚、図4〜図11の第1の実施例
と同一構成部分似付いては、同一の符号を用いて説明す
る。
FIG. 13 to FIG.
The tilt position of the parallel plate for sequentially shifting downward the incident position of the incident light corresponding to the point on the imaging surface of the imaging element 2 is shown. The same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 4 to 11 are described using the same reference numerals.

【0115】図13において、平行平板3の上端のアー
マチャ4Uが遊嵌されている凹部91U‘と下端のアー
マチャ4Dが遊嵌されている凹部91D‘とは、その幅
すなわち光軸方向における長さ、及びその位置が互いに
異なっている。
In FIG. 13, the width of the recess 91U 'in which the armature 4U at the upper end of the parallel plate 3 is loosely fitted and the recess 91D' in which the armature 4D of the lower end is loosely fitted, that is, the length in the optical axis direction. , And their positions are different from each other.

【0116】図13では、上方では、電磁石5Uaがオ
ン、電磁石5Ubがオフで、アーマチャ4Uが凹部91
U‘内において、電磁石5Uaのヨーク51Uに吸着さ
れ、光軸方向前方となる位置規制面92U‘に当接され
て位置決めされており、下方では、電磁石5Daがオ
フ、電磁石5Dbがオンで、アーマチャ4Dが電磁石5
Dbのヨーク52Dに吸着され、光軸方向後方となる位
置規制面93D‘に当接されて位置決めされている。
In FIG. 13, the electromagnet 5Ua is on, the electromagnet 5Ub is off, and the armature 4U is
In U ', the yoke 51U of the electromagnet 5Ua is attracted to the yoke 51U, and is positioned in contact with a position regulating surface 92U' located forward in the optical axis direction. In the lower part, the electromagnet 5Da is off, the electromagnet 5Db is on, and the armature 4D is electromagnet 5
It is attracted to the yoke 52D of Db, and is abutted and positioned on the position regulating surface 93D 'located rearward in the optical axis direction.

【0117】本実施例においても、図13の状態で、平
行平板3が光軸に対して垂直な位置関係になるように設
定されているが、図13,図14,図15,図16それ
ぞれの傾斜状態は、いずれも絶対的なものではなく、あ
くまでも、本来は入射されないはずの画像を、平行平板
の傾斜角に応じて、入射可能とするものであるから、図
13の状態で、光軸に垂直である必要はない。
Also in this embodiment, in the state shown in FIG. 13, the parallel flat plate 3 is set so as to have a positional relationship perpendicular to the optical axis, but FIGS. 13, 14, 15, and 16 respectively. The tilted state is not an absolute one, and an image that should not be originally incident can be incident according to the inclination angle of the parallel plate. Therefore, in the state shown in FIG. It need not be perpendicular to the axis.

【0118】ここで、アーマチャ4Uと、凹部91U
‘の幅とのクリアランスすなわちアーマチャ4Uと、凹
部91U‘内の位置規制面93U‘との間隙をd1‘、
同様にアーマチャ4Dと、凹部91D‘の幅とのクリア
ランスすなわちアーマチャ4Dと、凹部91D‘内の位
置規制面92D‘との間隙をd2‘とし、両者の間に
は、d2‘=2d1‘、すなわち間隙d2が間隙d1
‘の2倍に設定されている。
Here, the armature 4U and the concave portion 91U
, The gap between the armature 4U and the position regulating surface 93U 'in the recess 91U' is d1 ',
Similarly, a clearance between the armature 4D and the width of the concave portion 91D ', that is, a gap between the armature 4D and the position regulating surface 92D' in the concave portion 91D 'is d2', and d2 '= 2d1' between them. The gap d2 is the gap d1
'Is set to twice.

【0119】またω1‘は、このとき撮像素子2の撮像
面と、平行平板3とのなす角を示している。尚、間隙d
1‘、d2‘の設定波高精度に行われる。
Further, ω1 ′ indicates an angle formed by the imaging surface of the imaging element 2 and the parallel flat plate 3 at this time. The gap d
It is performed with the set wave height accuracy of 1 'and d2'.

【0120】この図13の状態において、電磁石5Ua
をオフにして、電磁石5Ubをオンにして励磁すれば、
平行平板3の上端のアーマチャ4Uが上方の凹部91U
‘の位置規制面92U‘を離れ、位置規制面93U‘側
へと吸着されて当接し、位置決めがなされ、図14の状
態となる。
In the state shown in FIG. 13, the electromagnet 5Ua
Is turned off and the electromagnet 5Ub is turned on to excite,
The armature 4U at the upper end of the parallel plate 3 is in the upper concave portion 91U.
The position regulating surface 92U 'is separated from the position regulating surface 93U', and is attracted to and abuts on the position regulating surface 93U 'side to perform positioning, and the state shown in FIG. 14 is obtained.

【0121】これによって、平行平板3は、その上下端
のアーマチャ4U,4Dをそれぞれ凹部91U‘内の位
置規制面93U‘、凹部91D‘内の位置規制面93D
‘によって、その傾斜位置を規制される。すなわち図1
3の状態から、同図で見て1段階右に傾斜し、撮像素子
2の撮像面上における入射光の受光位置が、撮像面上に
おいて、下方にシフトされる。尚、この状態において、
撮像面と平行平板とのなす角をω2‘とする。
As a result, in the parallel plate 3, the upper and lower armatures 4U and 4D are respectively connected to the position regulating surface 93U 'in the recess 91U' and the position regulating surface 93D in the recess 91D '.
'Regulates its tilt position. That is, FIG.
3, the light receiving position of the incident light on the imaging surface of the image sensor 2 is shifted downward on the imaging surface. In this state,
The angle between the imaging surface and the parallel plate is ω2 ′.

【0122】この図14の状態で、上方の凹部91U
‘の電磁石5Ubをオフ、電磁石5Uaをオンすること
により、アーマチャ4Uは凹部91U‘内の位置規制面
93U‘を離れ、位置規制面92U‘へと吸着されて当
接し、位置決めされる。
In the state of FIG. 14, the upper concave portion 91U
By turning off the electromagnet 5Ub and turning on the electromagnet 5Ua, the armature 4U leaves the position regulating surface 93U 'in the concave portion 91U', is attracted to the position regulating surface 92U ', abuts and is positioned.

【0123】また下方の凹部91D‘の電磁石5Dbを
オフ、電磁石5Daをオンすることにより、平行平板3
の下方のアーマチャ4Dは、下方凹部91D‘内の位置
規制面93D‘を離れ、位置規制面92D‘へと吸着さ
れて当接し、位置決めがなされ、図15の状態となる。
By turning off the electromagnet 5Db and turning on the electromagnet 5Da in the lower concave portion 91D ', the parallel plate 3 is turned off.
The lower armature 4D leaves the position regulating surface 93D 'in the lower concave portion 91D', is attracted to and abuts on the position regulating surface 92D ', and is positioned, as shown in FIG.

【0124】これによって、平行平板3は、その上下端
のアーマチャ4U、4Dをそれぞれ凹部91U‘内の位
置規制面92U‘、凹部91D‘内の位置規制面92D
‘によって、その傾斜位置を規制される。すなわち図1
4の状態から、同図で見てさらに1段階右に傾斜し、撮
像素子2の撮像面上における入射光の受光位置が、撮像
面上において、さらに下方にシフトされる。尚、この状
態において、撮像面と平行平板とのなす角をω3‘とす
る。
As a result, the upper and lower armatures 4U and 4D of the parallel plate 3 are respectively positioned by the position regulating surfaces 92U 'in the recess 91U' and the position regulating surfaces 92D in the recess 91D '.
'Regulates its tilt position. That is, FIG.
In the state shown in FIG. 4, the light receiving position of the incident light on the image pickup surface of the image pickup device 2 is further shifted downward on the image pickup surface. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel plate is ω3 ′.

【0125】この状態で、電磁石5Uaをオフにして、
電磁石5Ubをオンすると、平行平板3の上端のアーマ
チャ4Uが上方凹部91U‘の位置規制面92U‘を離
れ、位置規制面93U‘側へと吸着されて当接し、位置
決めがなされ、また下端のアーマチャ4Dは、凹部91
D‘の位置規制面92D‘に位置決めされ、図16の状
態となる。
In this state, the electromagnet 5Ua is turned off,
When the electromagnet 5Ub is turned on, the upper armature 4U of the parallel flat plate 3 leaves the position regulating surface 92U 'of the upper concave portion 91U', is attracted and abuts on the position regulating surface 93U 'side, and is positioned, and the lower armature is positioned. 4D is the concave portion 91
It is positioned on the position regulating surface 92D 'of D', and the state shown in FIG. 16 is obtained.

【0126】これによって、平行平板3は、図15の状
態から、さらに図で見て右方へと傾斜し、その傾斜角は
最大となる。この状態において、撮像面と平行平板との
なす角をω4‘とする。
As a result, the parallel flat plate 3 is further inclined rightward in the figure from the state shown in FIG. 15, and the inclination angle becomes the maximum. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel plate is ω4 ′.

【0127】以上、図13〜図16に示されているよう
に、平行平板3の傾きをω1‘〜ω4‘へと順次変化さ
せることにより、4段階の傾斜角に制御することがで
き、これによって、被写体からの入射光を撮像面上に対
して垂直方向に4個所にシフトすることができる。
As shown in FIGS. 13 to 16, by changing the inclination of the parallel plate 3 sequentially from ω1 ′ to ω4 ′, it is possible to control the inclination angle in four stages. Thus, the incident light from the subject can be shifted to four positions in the direction perpendicular to the imaging surface.

【0128】尚、ω1‘〜ω4‘の間は、 (ω2‘−ω1‘)=(ω3‘−ω2‘)=(ω4‘−
ω3‘)=一定 の関係が保たれるよう、設定されており、撮像面上にお
いて、平行平板3の傾斜によって変化する入射光の入射
位置が、撮像面上において等間隔にシフトされることを
示している。
Note that between ω1 ′ and ω4 ′, (ω2′−ω1 ′) = (ω3′−ω2 ′) = (ω4′−
ω3 ′) = constant relation is maintained, and the incident position of the incident light, which is changed by the inclination of the parallel plate 3 on the imaging surface, is shifted at equal intervals on the imaging surface. Is shown.

【0129】そして、本実施例では、その1段階のシフ
ト量が,撮像素子の画素間隔の半分の距離となるよう
に、各凹部91U‘,91D‘内のアーマチャとの間の
クリアランスd1‘、d2‘が設定されている。d
1‘,d2‘は、平行平板の傾斜角を決定するものであ
るから、撮像素子の画素間隔、あるいはシフト量に応じ
て変更される。
In the present embodiment, the clearance d1 ′ between the armature in each of the concave portions 91U ′ and 91D ′ is set so that the shift amount in one step is half the pixel interval of the image sensor. d2 'is set. d
Since 1 ′ and d2 ′ determine the inclination angle of the parallel plate, they are changed according to the pixel interval of the image sensor or the shift amount.

【0130】また本実施例においても、平行平板3の両
端部のアーマチャの、凹部内の位置規制面と接する部分
を円筒形状の円筒部材としているので、位置規制面上に
おいて、円筒形アーマチャの当接する位置が、平行平板
の長手方向にずれても、平行平板の傾斜角が変化せず、
撮像素子の撮像面における入射光の入射位置は変化しな
い。
Also in this embodiment, since the portions of the armatures at both ends of the parallel plate 3 which are in contact with the position regulating surfaces in the concave portions are cylindrical members, the cylindrical armature is placed on the position regulating surfaces. Even if the contact position is shifted in the longitudinal direction of the parallel plate, the inclination angle of the parallel plate does not change,
The incident position of the incident light on the imaging surface of the imaging device does not change.

【0131】各傾斜角ごとに入射光の入射位置を撮像面
の画素間隔の半分の距離すなわち半画素ピッチでシフト
するように平行平板の傾きを設定することによって、実
際の撮像素子の垂直方向の画素数の実質的に4倍の画素
数を得ることができる。
By setting the inclination of the parallel plate so as to shift the incident position of the incident light at a distance of a half of the pixel interval on the imaging surface, that is, at a half pixel pitch for each inclination angle, the actual vertical direction of the image sensor is set. The number of pixels substantially four times the number of pixels can be obtained.

【0132】そして、平行平板3の各傾斜位置ごとに、
撮像素子にて撮像された4枚の画像をメモリに順次記憶
し、メモリから読み出す際に、4枚の画像の各画素の読
み出し順序を制御することにより、1枚の高画質画像に
合成することができるわけである。
Then, for each inclined position of the parallel plate 3,
Four images captured by the image sensor are sequentially stored in a memory, and when read out from the memory, by controlling the reading order of each pixel of the four images, a single high-quality image is synthesized. Can be done.

【0133】以上は、撮像面上における垂直方向におけ
る画素ずらしを説明するものであるが、前述のように、
本発明における実施例では、このような画素ずらし機構
を水平方向にも備えているため、水平方向においても画
素ずらしを行い、撮像素子の画素数を実質的に4倍にす
ることができ、トータルで16倍の画素数を得ることが
できる。
The above is a description of the pixel shift in the vertical direction on the image pickup surface.
In the embodiment of the present invention, since such a pixel shift mechanism is also provided in the horizontal direction, the pixel shift can be performed in the horizontal direction, and the number of pixels of the image sensor can be substantially quadrupled. Can obtain 16 times the number of pixels.

【0134】図17〜図20は、水平方向における画素
ずらしを、水平方向における平行平板6の傾斜角を順次
変更することによって行う動作を説明するものである。
FIGS. 17 to 20 illustrate an operation of shifting the pixels in the horizontal direction by sequentially changing the inclination angle of the parallel plate 6 in the horizontal direction.

【0135】この水平方向における画素ずらし機構の構
成及び動作原理は、上述の図13〜図16に示す垂直方
向における画素ずらし機構と同一であるので、詳細な説
明は省略する。
The structure and operation principle of the pixel shifting mechanism in the horizontal direction are the same as those of the pixel shifting mechanism in the vertical direction shown in FIGS.

【0136】尚、平行平板6の傾斜角は、それぞれ平行
平板の左右端部に取り付けられたアーマチャ7L、7R
の遊嵌されている左右の凹部91L‘,91R‘の位置
規制面92L‘,93L‘、92R‘,93R‘によっ
て決定され、凹部91L‘の幅と、アーマチャ7Lとの
間のクリアランスをd3、凹部91Rの幅とアーマチャ
7Rとの間のクリアランスをd4とし、本実施例では、
d4‘=2d3‘の関係に設定されている。
The angle of inclination of the parallel plate 6 is determined by the armatures 7L and 7R attached to the left and right ends of the parallel plate, respectively.
The clearance between the width of the recess 91L 'and the armature 7L is determined by the position regulating surfaces 92L', 93L ', 92R', 93R 'of the left and right recesses 91L', 91R '. The clearance between the width of the recess 91R and the armature 7R is d4, and in this embodiment,
The relationship is set such that d4 '= 2d3'.

【0137】そして、図17,図18,図19,図20
の順に、平行平板6の傾斜角を大きくし、撮像面と平行
平板の間のなす角を、ω5‘、ω6‘、ω7‘、ω8
‘と、段階的に変化させる(大きくしていく)ことによ
り、水平方向においても、撮像面上において、等間隔に
画素ずらしが行われる。
FIG. 17, FIG. 18, FIG. 19, FIG.
In this order, the inclination angle of the parallel plate 6 is increased, and the angles formed between the imaging surface and the parallel plate are ω5 ′, ω6 ′, ω7 ′, ω8.
By gradually changing (increase), the pixel shift is performed at equal intervals on the imaging surface even in the horizontal direction.

【0138】尚、ω5‘〜ω8‘の間は、 (ω6‘−ω5‘)=(ω7‘−ω6‘)=(ω8‘−
ω7‘)=一定 の関係が保たれるよう、設定されている。
Note that between ω5 ′ and ω8 ′, (ω6′−ω5 ′) = (ω7′−ω6 ′) = (ω8′−
ω7 ′) = It is set so that a constant relationship is maintained.

【0139】本実施例では、その1段階のシフト量が,
撮像素子の水平方向における画素間隔の半分の距離とな
るように、各凹部91L‘,91R‘内のアーマチャと
の間のクリアランスd3‘、d4‘が設定されている。
d3‘,d4‘は、平行平板の傾斜角を決定するもので
あるから、撮像素子の画素間隔、あるいはシフト量に応
じて変更される。
In this embodiment, the shift amount in one stage is
Clearances d3 'and d4' between the armatures in the concave portions 91L 'and 91R' are set so as to be half the pixel interval in the horizontal direction of the image sensor.
Since d3 'and d4' determine the inclination angle of the parallel plate, they are changed according to the pixel interval of the image sensor or the shift amount.

【0140】尚、上述の図13〜図16、図17〜図2
0とも、順次平行平板の傾斜角が大きくなるように変化
させているが、各傾斜位置ごとに、画像を撮像してメモ
リに記憶し、後の処理で合成するので、平行平板の傾斜
角の順序は、どのように行ってもかまわない。
It should be noted that FIGS. 13 to 16 and FIGS.
0, the inclination angle of the parallel plate is sequentially changed so as to increase, but for each inclination position, an image is taken, stored in a memory, and synthesized in a later process, so that the inclination angle of the parallel plate is The order does not matter.

【0141】すなわち図13〜図16、図17〜図20
の順序は、図に示す通りである必要はなく、任意の順序
でよく、各電磁石を制御して、垂直方向に4画面、垂直
方向に4画面の合計16画面を撮像すれば、その順序は
任意でよい。
That is, FIGS. 13 to 16 and FIGS. 17 to 20
Need not be as shown in the figure, and may be in any order. If each electromagnet is controlled to image four screens in the vertical direction and four screens in the vertical direction, a total of 16 screens, the order is Optional.

【0142】また、垂直方向の画素ずらし機構と、水平
方向の画素ずらし機構は、独立しているので、両者の間
の制御の画素ずらしの方向及び順序も任意でよい。ただ
し1枚の画像の撮像中は、いずれの平行平板も静止させ
ておかなければならないことは、いうまでもない。
The pixel shifting mechanism in the vertical direction and the pixel shifting mechanism in the horizontal direction are independent of each other, so that the direction and order of the pixel shifting for control between the two can be arbitrary. However, it goes without saying that all the parallel plates must be kept stationary during the imaging of one image.

【0143】図21は、図13〜図20に示す平行平板
の4つの状態に対応する、撮像面上における入射光の入
射位置の変化を、画00000000000000素単
位で示したものである。
FIG. 21 shows the change of the incident position of the incident light on the imaging surface corresponding to the four states of the parallel flat plate shown in FIG. 13 to FIG.

【0144】図21において、図13〜図16の各状態
を、それぞれ(1)(2)(3)(4)に概念的に示
す。平行平板3の傾きを順次変化させることにより、本
来なら入射光の撮像面に対する一点にのみ入射されるは
ずの入射光の入射位置を4個所に変化させることがで
き、撮像素子の撮像面内における各画素に、垂直方向に
おいて、画素間を含む4個所の光速を入射させることが
できる。
In FIG. 21, the states of FIGS. 13 to 16 are conceptually shown in (1), (2), (3) and (4), respectively. By sequentially changing the inclination of the parallel plate 3, the incident position of the incident light, which should normally be incident on only one point with respect to the imaging surface of the incident light, can be changed to four positions. In each pixel, four light velocities, including between pixels, can be made incident on each pixel.

【0145】言い換えれば、本来、撮像面内の各画素間
の不感帯や、他の画素に入射される画像上方を受光する
ことができ、結果として、撮像素子の画素数を増加させ
たのと同じ効果を得ることができるものである。
In other words, it is possible to receive the dead zone between the pixels on the image pickup surface and the upper part of the image incident on the other pixels. As a result, the number of pixels of the image pickup device is increased. The effect can be obtained.

【0146】図21において、2aは撮像素子2の撮像
面を示している。撮像面上には、色フィルタが配されて
おり、色フィルタは、Cy(シアン)、Ye(イエロ
ー)、G(グリーン)、Mg(マゼンタ)の画素を図に
示すように配列したものであり、これら4つの画素で、
カラー撮像の場合の1画素を構成する。
In FIG. 21, reference numeral 2a denotes an image pickup surface of the image pickup device 2. A color filter is provided on the imaging surface, and the color filter is an array of pixels of Cy (cyan), Ye (yellow), G (green), and Mg (magenta) as shown in the figure. , These four pixels,
One pixel is constituted in the case of color imaging.

【0147】垂直方向について見ると、平行平板の光軸
に対する傾斜角を可変することにより、同じ位置に入射
される光束が、同図で見れば、各画素間の本来なら画素
のない位置に相当する垂直方向の4個所に順次シフトさ
れる。すなわち、撮像素子の画素側から見ると、各画素
毎に、本来なら画素の間で、画像情報を得ることができ
ない位置における画像情報を撮像することができるわけ
である。
In the vertical direction, by changing the angle of inclination of the parallel plate with respect to the optical axis, the light beam incident on the same position corresponds to a position where there is no pixel between pixels in the same figure. Are sequentially shifted to four positions in the vertical direction. That is, when viewed from the pixel side of the image sensor, it is possible to capture image information at a position where image information cannot be obtained between pixels, for each pixel.

【0148】また、本発明によれば、同じ色の画素に重
なることなく垂直方向4個所、水平方向4個所に画素シ
フトを行うため、同図中Aに示すように、単純には、撮
像素子の画素数を実質的に4×4=16倍にすることが
できる。仮に撮像素子の画素数が130万画素であった
としたら、垂直方向、水平方向の一方のみ本発明の画素
ずらしシステムを適用すれば、130×4=520万画
素の撮像素子で撮像したのと同じ高画質画像を得ること
ができる。
Further, according to the present invention, pixel shift is performed at four positions in the vertical direction and four positions in the horizontal direction without overlapping pixels of the same color. Therefore, as shown in FIG. Can be substantially increased to 4 × 4 = 16 times. If the number of pixels of the image sensor is 1.3 million pixels, if the pixel shift system of the present invention is applied to only one of the vertical direction and the horizontal direction, the image is the same as that obtained by the image sensor of 130 × 4 = 5.2 million pixels. High quality images can be obtained.

【0149】したがって垂直、水平方向の両方向につい
て行えば、さらに520×4=2080万画素相当の画
質画像を得ることができる。
Therefore, if the operation is performed in both the vertical and horizontal directions, an image quality of 520 × 4 = 20.8 million pixels can be obtained.

【0150】(第3の実施形態)次に、本発明における
画素ずらしシステムの第3の実施例を示すものである。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the pixel shifting system according to the present invention will be described.

【0151】本実施例の特徴は、上述の第1の実施例に
対して、平行平板を駆動する電磁石からなる駆動系を簡
素化するとともに、消費電力を減少させることにある。
The features of this embodiment are that, compared to the above-described first embodiment, the drive system including the electromagnets for driving the parallel flat plates is simplified and the power consumption is reduced.

【0152】図22は、本実施例の主要部を示すもの
で、同図(a)は光軸方向前方から見た正面図、同図
(b)は上方から見た上面図である。
FIGS. 22A and 22B show a main part of this embodiment. FIG. 22A is a front view as viewed from the front in the optical axis direction, and FIG. 22B is a top view as viewed from above.

【0153】各図において、第1の実施例と異なるの
は、電磁石の一部が省略され、バネに置き換えられてい
ることである。同図において、第1の実施例と同一構成
部分については、同一の符号を用い、その説明を省略す
る。
In each of the figures, the difference from the first embodiment is that a part of the electromagnet is omitted and replaced by a spring. In the figure, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0154】すなわち図1で見て、電磁石5Ua,5D
a,8La,8Raが除去され、それぞれバネが配さ
れ、平行平板を光軸方向前方へと付勢している。
That is, as shown in FIG. 1, the electromagnets 5Ua, 5D
a, 8La, and 8Ra are removed, and springs are respectively arranged to urge the parallel flat plate forward in the optical axis direction.

【0155】すなわち、これらのバネが、電磁石5U
a,5Da,8La,8Raの吸引力になり、バネに抗
する方向における平行平板の移動を、電磁石5Ub,5
Ub,8Lb,8Rbの駆動により、磁気的な吸引力に
よって、バネに抗して行うようにしたものである。これ
によって、第1の実施形態において、8個設けられてい
た電磁石を、半数の4個に削減することができる。
That is, these springs are used for the electromagnet 5U.
a, 5Da, 8La, and 8Ra, which cause the parallel plate to move in the direction against the spring by the electromagnets 5Ub and 5Ra.
Ub, 8Lb, and 8Rb are driven against a spring by magnetic attraction. This makes it possible to reduce the number of electromagnets provided from eight in the first embodiment to four, which is a half.

【0156】図22(b)では、水平方向の平行平板の
アーマチャ7L,7Rをそれぞれ光軸方向前方に引張す
るバネ10L,10Rが、電磁石8La,8Raの代わ
りに設けられている。
In FIG. 22 (b), springs 10L and 10R are provided in place of the electromagnets 8La and 8Ra to extend the horizontal parallel plate armatures 7L and 7R forward in the optical axis direction, respectively.

【0157】他のバネについては、図示されていない
が、図1において、電磁石5Ua,5Da,8La,8
Raの代わりにバネが配されているものであり、その構
成は同図から明らかである。
Although other springs are not shown, in FIG. 1, the electromagnets 5Ua, 5Da, 8La, 8
A spring is provided instead of Ra, and the configuration is apparent from FIG.

【0158】尚、平行平板3による垂直方向における画
素ずらし動作、平行平板6による水平方向における画素
ずらし動作については、上述した第1,第2の実施例に
おいて、図4〜図11、図13〜図16、図17〜図2
0を用いて説明した通りであり、さらなる説明は省略す
る。
Note that the pixel shifting operation in the vertical direction by the parallel plate 3 and the pixel shifting operation in the horizontal direction by the parallel plate 6 are described in the first and second embodiments described above with reference to FIGS. 16 and 17 to 2
0, and further description is omitted.

【0159】本発明における画素ずらしシステムの構成
及び動作は、以上述べた通りであるが、ここでこのよう
な画素すらしシステムが、実際にレンズ鏡等またはカメ
ラ本体に組み込む場合の構成について、説明する。
The configuration and operation of the pixel shifting system according to the present invention are as described above. Here, the configuration when such a pixel shifting system is actually incorporated in a lens mirror or the like or a camera body will be described. I do.

【0160】図23は、本発明の第1(第2)の実施例
である画素ずらし機構を組み込んでユニット化した画素
ずらしユニットの分解斜視図である。
FIG. 23 is an exploded perspective view of a pixel shift unit in which a pixel shift mechanism according to a first (second) embodiment of the present invention is incorporated and unitized.

【0161】同図おいて、9、9‘は、各電磁石及び平
行平板を支持する筐体であり、それぞれ光軸方向前後に
分割され、光軸の部分には、入射光を通過させる開口が
形成されている。
In the figure, reference numerals 9 and 9 'denote housings for supporting the electromagnets and the parallel flat plates, which are divided into front and rear portions in the direction of the optical axis. Is formed.

【0162】後部筐体9の開口部9aの周囲における、
前部筐体9‘と対向する接合面の所定位置には、各電磁
石5Ub,5Db,8Lb,8Rbが配されており、そ
れぞれ垂直方向、水平方向における平行平板3、6の配
される凹部91U,91D,91L、91Rのそれぞれ
位置規制面93U,93D,93L,93R側が形成さ
れている。
Around the opening 9a of the rear housing 9,
Electromagnets 5Ub, 5Db, 8Lb, 8Rb are arranged at predetermined positions on the joint surface facing the front housing 9 ', and the concave portions 91U on which the parallel flat plates 3, 6 in the vertical and horizontal directions are respectively arranged. , 91D, 91L, and 91R are formed with the position regulating surfaces 93U, 93D, 93L, and 93R, respectively.

【0163】そして各平行平板3、6のアーマチャ4
U,4D,7L,7Rに対向する位置には、それぞれ電
磁石5Ub,5Db,8Lb,8Rbのアーマチャ52
U,52D,82L,82Rが露出するように設けられ
ている。
The armature 4 of each of the parallel plates 3 and 6
Armatures 52 of electromagnets 5Ub, 5Db, 8Lb, 8Rb are provided at positions facing U, 4D, 7L, 7R, respectively.
U, 52D, 82L, and 82R are provided so as to be exposed.

【0164】一方、後部筐体9に対向する前部筐体9
‘側には、電磁石5Ub,5Db,8Lb,8Rbに対
向して、電磁石5Ua,5Da,8La,8Raが配さ
れており、また凹部91U,91D,91L、91Rの
それぞれ位置規制面92U,92D,92L,92R側
が形成されている。
On the other hand, the front housing 9 facing the rear housing 9
On the 'side, the electromagnets 5Ua, 5Da, 8La, 8Ra are disposed opposite to the electromagnets 5Ub, 5Db, 8Lb, 8Rb, and the position regulating surfaces 92U, 92D, 92L and 92R sides are formed.

【0165】したがって、前部筐体9‘と後部筐体9を
結合することによって、垂直方向、水平方向の各平行平
板3、6及びこれらの平行平板の位置を制御するための
電磁石を図1〜図11、図13〜図20に示すように支
持することができる。
Therefore, by connecting the front case 9 'and the rear case 9 to each other, the vertical and horizontal parallel plates 3, 6 and the electromagnet for controlling the positions of these parallel plates are shown in FIG. 11 and 13 to 20 can be supported.

【0166】図24は、図23の画素ずらしユニット及
びその周辺の部材を含めた構成の細部をさらに詳しく示
した分解斜視図である。同図において、図23と同一構
成部分については、同一の符号を付し、その説明を省略
する。また実際に製品に組み込むにあたり、互いに対向
して配される電磁石がユニット化されており、これによ
って、対向するヨークの間隙がスペーサ85L,85
R,85U,85Dによって規制されるとともに、画素
ずらしユニットの周辺部分についても、規制され、組み
込みを容易としている。
FIG. 24 is an exploded perspective view showing the details of the configuration including the pixel shift unit and its peripheral members in FIG. 23 in more detail. 23, the same components as those in FIG. 23 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Also, when actually being incorporated into a product, the electromagnets arranged opposite to each other are unitized, whereby the gap between the opposed yokes is reduced by the spacers 85L, 85L.
In addition to being regulated by R, 85U, and 85D, the peripheral portion of the pixel shift unit is also regulated to facilitate incorporation.

【0167】また平行平板3,6は、支持枠31,61
によって支持されており、その両端に電磁石側各ヨーク
に当接する円筒状アーマチャが取り付けられている。
The parallel plates 3 and 6 are supported by support frames 31 and 61, respectively.
A cylindrical armature is attached to both ends of the armature so as to contact the respective yokes on the electromagnet side.

【0168】そしてこれらの電磁石ユニット及び平行平
板は、前後筐体9‘,9の間に形成される空間に支持さ
れている。
The electromagnet unit and the parallel flat plate are supported in a space formed between the front and rear housings 9 ′ and 9 ′.

【0169】また同図において、202はローパスフィ
ルタ、209は後述するレンズユニットに筐体9‘,9
からなる画素ずらしユニットを連結するための部材であ
る。
In the same figure, reference numeral 202 denotes a low-pass filter, and reference numeral 209 denotes a lens unit to be described later.
This is a member for connecting the pixel shift units consisting of.

【0170】また後部筐体9側には、ローパスフィルタ
202とローパスフィルタリングの方向が異なるローパ
スフィルタ203が、ローパス支持枠206によって光
軸似たいして回転自在に支持されており、その周囲に配
されたギヤ部204をモータ205によって回転制御さ
れるようになっている。
On the rear housing 9 side, a low-pass filter 203 having a low-pass filtering direction different from that of the low-pass filter 202 is rotatably supported by a low-pass support frame 206 so as to resemble the optical axis, and is disposed therearound. The rotation of the gear unit 204 is controlled by a motor 205.

【0171】ローパスフィルタ202と203の相対的
回転により、ローパス効果のオン、オフを制御すること
ができる。すなわち動画撮影磁あるいは、通常解像度で
撮影する場合は、ローパスフィルタ機能を作用させ、画
素ずらしを行う高解像度撮像を行う際には、ローパスフ
ィルタ機能をキャンセルするように制御する。
On / off of the low-pass effect can be controlled by the relative rotation of the low-pass filters 202 and 203. That is, the control is performed so that the low-pass filter function is activated when shooting with moving image shooting magnetism or normal resolution, and the low-pass filter function is canceled when performing high-resolution imaging with pixel shift.

【0172】その撮像モードに応じてモータ205を回
転駆動し、ローパスフィルタを制御すればよい。
The low-pass filter may be controlled by rotating the motor 205 in accordance with the imaging mode.

【0173】さらにローパス支持枠206の後方には、
CCD撮像素子2が取り付け用支持板208を介して基
板207に位置調整可能に取り付けられている。
Further, behind the low-pass support frame 206,
The CCD imaging device 2 is mounted on the substrate 207 via the mounting support plate 208 so as to be position-adjustable.

【0174】以上、図24に示す構造をレンズユニット
と一体化して、画素ずらしシステム付きレンズユニット
を構成することができる。これは画素ずらし機構付き交
換レンズを可能とするものである。
As described above, the structure shown in FIG. 24 can be integrated with the lens unit to form a lens unit with a pixel shift system. This enables an interchangeable lens with a pixel shifting mechanism.

【0175】図25は、さらにこの画素ずらしユニット
をレンズユニット、あるいはカメラに組み込んだ場合を
示す側断面図である。
FIG. 25 is a side sectional view showing a case where the pixel shift unit is further incorporated into a lens unit or a camera.

【0176】同図において、200はレンズ鏡筒で、そ
の内部には、撮影レンズ光学系1が配されている。そし
てレンズ鏡筒200のマウント部分には、図23に示す
画素ずらしユニットが配されている。
In the figure, reference numeral 200 denotes a lens barrel, in which a photographic lens optical system 1 is disposed. A pixel shift unit shown in FIG. 23 is provided on the mount portion of the lens barrel 200.

【0177】画素ずらしユニットは、前部筐体9‘、後
部筐体9からなっており、図から明らかなように、入射
光の空間周波数を制限するLPF(光学ローパスフィル
タ)202、水平方向の平行平板6、垂直方向の平行平
板3、LPF(光学ローパスフィルタ)203が順次配
され、その後部には、撮像素子2が配されている。2a
は撮像素子2の有効撮像面(撮像範囲)、2bは撮像面
の封止ガラスである。
The pixel shifting unit comprises a front housing 9 'and a rear housing 9, and as is apparent from the figure, an LPF (optical low-pass filter) 202 for limiting the spatial frequency of incident light, The parallel plate 6, the parallel plate 3 in the vertical direction, and the LPF (optical low-pass filter) 203 are sequentially arranged, and the image sensor 2 is arranged behind the parallel plate 6. 2a
Denotes an effective imaging surface (imaging range) of the imaging element 2, and 2b denotes a sealing glass of the imaging surface.

【0178】また赤外線カットフィルタは、たとえば平
行平板3あるいは6の表面にコーティングによって配す
ることができる。
The infrared cut filter can be provided, for example, on the surface of the parallel plate 3 or 6 by coating.

【0179】またLPF202と203は、両者のコン
ビネーションによって入射光の空間周波数の帯域制限を
行うことにより、折り返しによるモアレ等を除去するも
のであるが、LPF203を回動自在とし、その回動に
よって、入射光の波長を回転させることにより、LPF
の効果をキャンセルすることができるようになってい
る。
The LPFs 202 and 203 are used to limit the spatial frequency band of the incident light by a combination of the two so as to remove moire and the like due to folding. By rotating the wavelength of the incident light, LPF
The effect of can be canceled.

【0180】したがって、特に高画質の撮像を行うため
にLPFによる帯域制限を外す必要がある場合には、L
PFをカメラから着脱することなく、回転させるだけで
実現することができる。この2つの光学ローパスフィル
タを相対的に回転させて、そのローパス機能をキャンセ
ルする構成及びその動作内容については、特開平7−2
45762号公報に詳細に記載されているため、ここで
の説明は省略する。
Therefore, in particular, when it is necessary to remove the band limitation by the LPF in order to perform high-quality imaging, L
This can be realized only by rotating the PF without detaching it from the camera. The configuration of rotating these two optical low-pass filters relatively to cancel the low-pass function and the contents of the operation are described in JP-A-7-2.
Since the details are described in Japanese Patent No. 45762, description thereof is omitted here.

【0181】次に、上記の画素ずらし機構を駆動する回
路について、図26を用いて説明する。
Next, a circuit for driving the above-described pixel shifting mechanism will be described with reference to FIG.

【0182】同図において、1は撮像レンズ光学系、2
は撮像素子で、それらの間の空間には、画素ずらしユニ
ットが配されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes an imaging lens optical system;
Denotes an image sensor, and a pixel shift unit is arranged in a space between them.

【0183】撮像素子2より出力された撮像信号は、メ
モリ301に格納され、メモリから読み出された画像デ
ータは、カメラプロセス回路302に供給されて輝度信
号と、色信号が生成され、記録再生系306へと供給さ
れ、図示しない記録媒体に記録される。
The image pickup signal output from the image pickup device 2 is stored in the memory 301, and the image data read out from the memory is supplied to the camera process circuit 302 to generate a luminance signal and a color signal. The data is supplied to the system 306 and recorded on a recording medium (not shown).

【0184】また表示制御回路304へと供給し、モニ
タに表示可能な信号形式に変換した後、モニタディスプ
レイ305へと表示する。
Further, the signal is supplied to the display control circuit 304, converted into a signal format that can be displayed on the monitor, and then displayed on the monitor display 305.

【0185】またデジタル画像信号のまま、パソコン等
に供給するように、デジタル画像出力DOから、外部機
器に出力してもよい。
The digital image output DO may be output to an external device so that the digital image signal is supplied as it is to a personal computer or the like.

【0186】このように構成された画像処理回路は、マ
イクロコンピュータで構成されたシステムコントロール
回路307によって制御される。
The image processing circuit thus configured is controlled by a system control circuit 307 including a microcomputer.

【0187】すなわち画素ずらしユニットを制御して、
垂直方向及び水平方向に順次平行平板を制御して画素ず
らしを行う。
That is, by controlling the pixel shifting unit,
Pixel shift is performed by sequentially controlling the parallel plates in the vertical and horizontal directions.

【0188】本発明の実施の形態では、システムコント
ロール回路307によって、たとえば平行平板3を制御
して垂直方向に4段階に画素ずらしを行い、その各段階
ごとに、平行平板6を制御して水平方向における画素ず
らしを4段階に行い、垂直方向に4段階、水平方向に4
段階の合計16枚の画像を取込むことができる。
In the embodiment of the present invention, the system control circuit 307 controls, for example, the parallel flat plate 3 to shift the pixels in four steps in the vertical direction, and controls the parallel flat plate 6 for each of the stages to control the horizontal shift. Pixel shift in four directions, four steps in the vertical direction and four steps in the horizontal direction.
A total of 16 images of the stage can be captured.

【0189】これらの各画像は、メモリコントローラ3
03でメモリ301を制御することにより順次記憶さ
れ、メモリ301に全画像を取込んだ段階で、順次画素
単位で読み出しを制御し、各画像を1枚の画像に合成し
ながら読み出し、カメラプロセス回路302に供給し、
輝度信号処理、色信号処理を行い、高画質の画像信号を
得ることができる。
These images are stored in the memory controller 3
03, the memory 301 is sequentially stored by controlling the memory 301. When all the images are loaded into the memory 301, the reading is controlled sequentially in units of pixels, and each image is read out while being combined into one image. 302,
By performing luminance signal processing and color signal processing, a high-quality image signal can be obtained.

【0190】尚、このカメラプロセスを行わずに、パソ
コン等の外部機器へと出力し、外部機器側で各種画像処
理を行うようにしてもよい。
Note that, without performing the camera process, the image data may be output to an external device such as a personal computer, and various image processing may be performed on the external device side.

【0191】以上の処理により、撮像素子の実際の画素
数よりもはるかに画素数の多い撮像素子で撮像したのと
等価の高画質の撮像を行うことができる。
With the above processing, it is possible to perform high-quality imaging equivalent to imaging with an imaging device having a much larger number of pixels than the actual number of pixels of the imaging device.

【0192】上述のように、本発明の各実施例における
画素ずらしシステムによれば、画素ずらしシステムにお
ける駆動源を、モーターから電磁石等の電磁駆動手段
に、位置制御手段を複雑なカム等の機構から、突き当て
空間にするとともに、その位置制御の為の突き当て空間
の大きさを異ならせることによって、平行平板等の画素
ずらし用光学素子の傾斜位置を制御し、寸法精度を確保
しなければならない部材を極限まで少なくし、さらに光
学素子の傾斜位置制御の為の特定の支持軸を排除するこ
とにより、制御方法の簡素化、高速化が可能な機構、し
かも簡素な機構で、安定した数箇所の光学的位置を得る
ことが可能な、画素ずらしシステムを実現することがで
きる。
As described above, according to the pixel shift system in each embodiment of the present invention, the drive source in the pixel shift system is changed from a motor to an electromagnetic drive unit such as an electromagnet, and the position control unit is changed to a complicated mechanism such as a cam. From this, it is necessary to control the tilt position of the optical element for pixel shift such as a parallel plate by making the butting space different for the position control and the size of the butting space for its position control, and ensure dimensional accuracy. By minimizing the number of unnecessary members and eliminating a specific support axis for controlling the tilt position of the optical element, a mechanism that can simplify the control method and increase the speed, and achieves a stable number with a simple mechanism It is possible to realize a pixel shift system capable of obtaining an optical position of a portion.

【0193】[0193]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、画
像シフト装置をユニット化して、レンズユニット内へと
組み込むことが可能となり、画像シフトユニットとレン
ズユニットとの間の調整、位置決め等を簡略化でき、且
つ小型化が可能となる。
As described above, according to the present invention, the image shift device can be unitized and incorporated into the lens unit, and adjustment, positioning, etc., between the image shift unit and the lens unit can be performed. Can be simplified and the size can be reduced.

【0194】また画素ずらし機能付のレンズユニットと
して供給できるため、取り扱いが容易で、交換レンズ化
も可能である。
Further, since it can be supplied as a lens unit having a pixel shifting function, it is easy to handle and an interchangeable lens can be provided.

【0195】また画像シフトユニットを、一対の支持部
材の間の間隙で光学素子を支持するとともに位置決めを
行い、さらに光学素子の駆動手段を内蔵した状態でユニ
ット化しているので、小型化が可能で、画像シフトユニ
ットのレンズユニットへの組み込みが極めて容易であ
り、また画像シフトユニットとして単独でも、取り扱い
が容易で、種々の光学機器への適用が容易となり、汎用
性も高い。
Further, since the image shift unit supports and positions the optical element in the gap between the pair of supporting members, and is further unitized with the driving means for the optical element incorporated therein, the size can be reduced. It is extremely easy to incorporate the image shift unit into the lens unit, and even when used alone, the image shift unit is easy to handle, easily applied to various optical devices, and has high versatility.

【0196】また画像シフトユニットの位置を撮像レン
ズ光学系の後方としたので、レンズの移動による光学的
な影響を受けず、高精度の画素ずらしが可能である効果
もある。
Further, since the position of the image shift unit is located behind the optical system of the imaging lens, there is also an effect that the pixel can be shifted with high accuracy without being affected by the optical movement of the lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における第1の実施例における画素ずら
しシステムの構成及び動作原理を説明するための斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view for explaining the configuration and operation principle of a pixel shifting system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明における第1の実施例における画素ずら
しシステムの構成及び動作原理を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration and an operation principle of a pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明における第1の実施例における画素ずら
しシステムの構成及び動作原理を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration and an operation principle of a pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明における第1の実施例の画素ずらしシス
テムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するため
の図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明における第1の実施例の画素ずらしシス
テムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するため
の図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明における第1の実施例の画素ずらしシス
テムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するため
の図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明における第1の実施例の画素ずらしシス
テムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するため
の図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明における第1の実施例の画素ずらしシス
テムの水平方向における画素ずらし動作を説明するため
の図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明における第1の実施例の画素ずらしシス
テムの水平方向における画素ずらし動作を説明するため
の図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明における第1の実施例の画素ずらしシ
ステムの水平方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明における第1の実施例の画素ずらしシ
ステムの水平方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明における第1の実施例の画素ずらしシ
ステムの画素ずらし動作を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図16】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの垂直方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a pixel shifting operation in the vertical direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図17】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの水平方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図18】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの水平方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図19】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの水平方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図20】本発明における第2の実施例の画素ずらしシ
ステムの水平方向における画素ずらし動作を説明するた
めの図である。
FIG. 20 is a diagram for explaining a pixel shifting operation in the horizontal direction of the pixel shifting system according to the second embodiment of the present invention.

【図21】本発明における第2の実施例の動作を示す図
である。
FIG. 21 is a diagram showing the operation of the second embodiment of the present invention.

【図22】本発明における第3の実施例の構成を示す図
である。
FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図23】本発明の実施例における画素ずらしシステム
をユニット化した場合の構成を示す斜視図である。
FIG. 23 is a perspective view showing a configuration in a case where the pixel shifting system in the embodiment of the present invention is unitized.

【図24】本発明の実施例における画素ずらしシステム
を組み込んだレンズユニットの構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 24 is a perspective view illustrating a configuration of a lens unit incorporating a pixel shifting system according to an embodiment of the present invention.

【図25】本発明の実施例における画素ずらしシステム
のユニットを実際にカメラに組み込んだ場合の構成を示
す図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration when a unit of the pixel shifting system according to the embodiment of the present invention is actually incorporated in a camera.

【図26】本発明の実施例における画素ずらしシステム
を用いて撮像するための回路構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 26 is a block diagram illustrating a circuit configuration for capturing an image using the pixel shift system according to the embodiment of the present invention.

【図27】画素ずらしの原理を説明するための図であ
る。
FIG. 27 is a diagram for explaining the principle of pixel shifting.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像レンズ 2 撮像素子 3 平行平板(垂直方向) 4 アーマチャ(係合部) 5Ua 電磁石 5Ub 電磁石 5Da 電磁石 5Db 電磁石 6 平行平板(水平方向) 7 アーマチャ(係合部) 8La 電磁石 8Lb 電磁石 8Ra 電磁石 8Rb 電磁石 9 画素ずらしシステム筐体 9‘ 画素ずらしシステム筐体 10L バネ 10R バネ 91U 凹部 91D 凹部 91L 凹部 91R 凹部 91U‘ 凹部 91D‘ 凹部 91L‘ 凹部 91R‘ 凹部 92U 位置規制面(部) 92D 位置規制面(部) 92L 位置規制面(部) 92R 位置規制面(部) 92U‘ 位置規制面(部) 92D‘ 位置規制面(部) 92L‘ 位置規制面(部) 92R‘ 位置規制面(部) 93U 位置規制面(部) 93D 位置規制面(部) 93L 位置規制面(部) 93R 位置規制面(部) 93U‘ 位置規制面(部) 93D‘ 位置規制面(部) 93L‘ 位置規制面(部) 93R‘ 位置規制面(部) 100 被写体 200 レンズ鏡筒 Reference Signs List 1 imaging lens 2 imaging element 3 parallel plate (vertical direction) 4 armature (engaging portion) 5Ua electromagnet 5Ub electromagnet 5Da electromagnet 5Db electromagnet 6 parallel flat plate (horizontal direction) 7 armature (engaging portion) 8La electromagnet 8Lb electromagnet 8Ra electromagnet 8R 9 Pixel shift system case 9 'Pixel shift system case 10L Spring 10R Spring 91U Concave 91D Concave 91L Concave 91R Concave 91U' Concave 91D 'Concave 91L' Concave 91R 'Concave 92U Position control surface (part) 92D Position control surface (part) ) 92L Position regulating surface (part) 92R Position regulating surface (part) 92U 'Position regulating surface (part) 92D' Position regulating surface (part) 92L 'Position regulating surface (part) 92R' Position regulating surface (part) 93U Position regulating Surface (part) 93D Position regulating surface (part) 93L Position regulating surface (part) 9 R position regulating surface (portion) 93U 'position restricting surface (portion) 93D' position restricting surface (portion) 93L 'position restricting surface (portion) 93R' position restricting surface (portion) 100 subjects 200 lens barrel

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像レンズ光学系と、 前記撮像レンズ光学系の光軸上に配され、前記撮像レン
ズ光学系を介して入射する入射光の結像面上における入
射位置をシフトする光学素子と、前記光学素子の各端部
に当接し、その光軸方向における位置をそれぞれ規制す
ることにより、前記光学素子の前記光軸に対する傾斜位
置を制御する複数の規制部と、前記光学素子を前記規制
部に当接させるべく駆動する駆動手段とからなる画像シ
フト光学系と、を備えたことを特徴とする画像シフト装
置を備えたレンズユニット。
1. An imaging lens optical system, and an optical element disposed on an optical axis of the imaging lens optical system and shifting an incident position on an image plane of incident light incident through the imaging lens optical system. A plurality of restricting portions for controlling the tilt position of the optical element with respect to the optical axis by abutting each end of the optical element and restricting the position in the optical axis direction, and restricting the optical element. A lens unit provided with an image shift device, comprising: an image shift optical system that includes a driving unit that drives to contact the unit.
【請求項2】 請求項1において、 前記規制部は、前記光学素子の各端部を挟んで前記光軸
方向前後に形成された位置規制面を有し、前記光学素子
は、前記各位置規制面によってその各端部の前記光軸方
向における位置を規制されることによって、前記光軸方
向に対する傾斜角を決定され、前記光学素子の端部の当
接する位置規制面の組み合わせを変更することにより、
前記光学素子を複数の傾斜角に制御可能とするように構
成されていることを特徴とする画像シフト装置を備えた
レンズユニット。
2. The position restricting device according to claim 1, wherein the restricting portion has a position restricting surface formed in front and rear of the optical element in the optical axis direction with each end of the optical element interposed therebetween. By restricting the position of each end of the optical element in the optical axis direction by the surface, the inclination angle with respect to the optical axis direction is determined, and by changing the combination of the position restricting surfaces that the ends of the optical element contact, ,
A lens unit including an image shift device, wherein the lens unit is configured to be capable of controlling the optical element to a plurality of tilt angles.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記駆動手段は、前記位置規制面ごとに設けられた複数
の電磁石からなり、前記各電磁石のオン、オフを制御す
ることによって、前記光学部材に当接する位置規制面を
選択することにより、前記光学部材の傾斜位置を変更す
るように構成されていることを特徴とする画像シフト装
置を備えたレンズユニット。
3. The optical member according to claim 1, wherein the driving unit includes a plurality of electromagnets provided for each of the position regulating surfaces, and controls on / off of each of the electromagnets to contact the optical member. A lens unit provided with an image shift device, wherein an inclination position of the optical member is changed by selecting a position regulating surface in contact with the lens unit.
【請求項4】 請求項1または2において、 前記駆動手段は、前記光学部材を付勢する弾性部材と、
前記弾性部材に抗して前記光学部材を前記付勢の方向と
逆方向に付勢する電磁石からなることを特徴とする画像
シフト装置を備えたレンズユニット。
4. The device according to claim 1, wherein the driving unit includes an elastic member for urging the optical member,
A lens unit including an image shift device, comprising an electromagnet for urging the optical member in a direction opposite to the urging direction against the elastic member.
【請求項5】 請求項1において、 前記光学素子と前記位置規制部を、複数組配し、前記複
数の光学素子それぞれの傾斜位置に応じた入射光の画像
シフト量を合成することによって全体の画像シフト量を
決定するように構成したことを特徴とする画像シフト装
置を備えたレンズユニット。
5. The whole of the optical device according to claim 1, wherein a plurality of sets of the optical element and the position restricting unit are arranged, and an image shift amount of incident light according to a tilt position of each of the plurality of optical elements is synthesized. A lens unit including an image shift device, wherein the lens unit is configured to determine an image shift amount.
【請求項6】 請求項5において、 前記光学素子は、前記結像面への入射光の入射位置を、
前記結像面上において垂直方向にシフトする垂直方向光
学素子と、前記結像面への入射光の入射位置を前記結像
面上において、水平方向にシフトする水平方向光学素子
とを備えていることを特徴とする画像シフト装置を備え
たレンズユニット。
6. The optical device according to claim 5, wherein the optical element adjusts an incident position of the incident light on the imaging surface,
A vertical optical element that vertically shifts on the image forming surface; and a horizontal optical element that horizontally shifts an incident position of incident light on the image forming surface on the image forming surface. A lens unit provided with an image shift device.
【請求項7】 請求項1または6において、 前記光学素子は、入射光路内に設けられた平行平板であ
り、前記平行平板の光軸に対する傾斜角を前記規制部に
よって制御することにより、前記結像面上における入射
光の入射位置をシフトするように構成されていることを
特徴とする画像シフト装置を備えたレンズユニット。
7. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a parallel flat plate provided in an incident optical path, and the angle of inclination of the parallel flat plate with respect to an optical axis is controlled by the restricting unit, thereby forming the connection. A lens unit provided with an image shift device, which is configured to shift an incident position of incident light on an image plane.
【請求項8】 請求項1において、 前記画素シフト光学系は、前記撮像レンズ光学系に対し
て、前記結像面側に配されていることを特徴とする画像
シフト装置を備えたレンズユニット。
8. The lens unit according to claim 1, wherein the pixel shift optical system is arranged on the imaging plane side with respect to the imaging lens optical system.
【請求項9】 請求項1または8において、 前記画素シフト光学系は、前記撮像レンズ光学系の光軸
方向前後に配された一対の支持部材間に形成された間隙
に、前記光学素子を遊嵌することによって支持し、前記
支持部材の前記光学素子の各端部に対向する位置に前記
規制部を形成され、且つその位置規制部に前記駆動手段
としての電磁石を配することによってユニット化されて
いることを特徴とする画像シフト装置を備えたレンズユ
ニット。
9. The pixel shift optical system according to claim 1, wherein the pixel shift optical system moves the optical element into a gap formed between a pair of support members disposed before and after in an optical axis direction of the imaging lens optical system. The support member is supported by fitting, the restricting portion is formed at a position facing each end of the optical element of the support member, and the unit is formed by disposing an electromagnet as the driving means in the position restricting portion. A lens unit provided with an image shift device.
【請求項10】 請求項9において、 前記画素シフト光学系は、光学ローパスフィルタを一体
に備えてなることを特徴とする画像シフト装置を備えた
レンズユニット。
10. The lens unit according to claim 9, wherein the pixel shift optical system integrally includes an optical low-pass filter.
【請求項11】 請求項9において、 前記ローパスフィルタは、ローパス効果をオン、オフ可
能である事を特徴とする画像シフト装置を備えたレンズ
ユニット。
11. The lens unit according to claim 9, wherein the low-pass filter is capable of turning on and off a low-pass effect.
【請求項12】 撮像レンズ光学系と、 前記撮像レンズ光学系の光軸上に配され、前記撮像レン
ズ光学系を介して入射する入射光の結像面上における入
射位置をシフトする光学素子と、前記光学素子の前記光
軸に対する傾斜位置を変化させる駆動手段とからなる画
像シフト光学系と、を備えたことを特徴とする画像シフ
ト装置を備えたレンズユニット。
12. An image pickup lens optical system, and an optical element disposed on an optical axis of the image pickup lens optical system and shifting an incident position on an image plane of incident light incident through the image pickup lens optical system. And a drive unit for changing the tilt position of the optical element with respect to the optical axis.
【請求項13】 請求項12において、 前記画素シフト光学系は、前記前記光学素子の各端部を
挟んで前記光軸方向前後に形成された位置規制面を有
し、前記光学素子は、前記各位置規制面によってその各
端部の前記光軸方向における位置を規制されることによ
って、前記光軸方向に対する傾斜角を決定され、前記光
学素子の端部の当接する位置規制面の組み合わせを変更
することにより、前記光学素子を複数の傾斜角に位置決
め可能とするように構成されていることを特徴とする画
像シフト装置を備えたレンズユニット。
13. The pixel shift optical system according to claim 12, wherein the pixel shift optical system has a position regulating surface formed before and after the end of the optical element in the optical axis direction. By restricting the position of each end in the optical axis direction by each position regulating surface, the inclination angle with respect to the optical axis direction is determined, and the combination of the position regulating surfaces that the ends of the optical element contact is changed. A lens unit provided with an image shift device, wherein the optical element can be positioned at a plurality of inclination angles.
【請求項14】 請求項12または13において、 前記駆動手段は、前記位置規制面ごとに設けられた複数
の電磁石からなり、前記各電磁石のオン、オフを制御す
ることによって、前記光学部材に当接する位置規制面を
選択することにより、前記光学部材の傾斜位置を変更す
るように構成されていることを特徴とする画像シフト装
置を備えたレンズユニット。
14. The optical member according to claim 12, wherein the driving means comprises a plurality of electromagnets provided for each of the position regulating surfaces, and controls the on / off of each of the electromagnets to contact the optical member. A lens unit provided with an image shift device, wherein an inclination position of the optical member is changed by selecting a position regulating surface in contact with the lens unit.
【請求項15】 請求項14において、 前記光学素子は、前記結像面への入射光の入射位置を、
前記結像面上において垂直方向にシフトする垂直方向光
学素子と、前記結像面への入射光の入射位置を前記結像
面上において、水平方向にシフトする水平方向光学素子
とを備えていることを特徴とする画像シフト装置を備え
たレンズユニット。
15. The optical device according to claim 14, wherein the optical element adjusts an incident position of the incident light on the image forming surface.
A vertical optical element that vertically shifts on the image forming surface; and a horizontal optical element that horizontally shifts an incident position of incident light on the image forming surface on the image forming surface. A lens unit provided with an image shift device.
【請求項16】 請求項12において、 前記画素シフト光学系は、前記撮像レンズ光学系に対し
て、前記結像面側に配されていることを特徴とする画像
シフト装置を備えたレンズユニット。
16. The lens unit according to claim 12, wherein the pixel shift optical system is disposed on the imaging plane side with respect to the imaging lens optical system.
【請求項17】 請求項16において、 前記画素シフト光学系は、前記撮像レンズ光学系の光軸
方向前後に配された一対の支持部材間に形成された間隙
に、前記光学素子を遊嵌することによって支持し、前記
支持部材の前記光学素子の各端部に対向する位置に前記
規制部を形成され、且つその位置規制部に前記駆動手段
としての電磁石を配することによってユニット化されて
いることを特徴とする画像シフト装置を備えたレンズユ
ニット。
17. The optical system according to claim 16, wherein the pixel shift optical system loosely fits the optical element into a gap formed between a pair of support members disposed before and after in the optical axis direction of the imaging lens optical system. The support member is formed as a unit by forming the restricting portion at a position facing each end of the optical element of the support member, and disposing an electromagnet as the driving means at the position restricting portion. A lens unit provided with an image shift device.
【請求項18】 請求項17において、 前記画素シフト光学系は、光学ローパスフィルタを一体
に備えてなることを特徴とする画像シフト装置を備えた
レンズユニット。
18. The lens unit according to claim 17, wherein the pixel shift optical system integrally includes an optical low-pass filter.
【請求項19】 請求項12乃至18において、 前記レンズユニットを装着可能なカメラ。19. The camera according to claim 12, wherein the lens unit can be mounted. 【請求項20】 撮像レンズ光学系の光軸上に挿入さ
れ、前記撮像レンズ光学系を介して入射する入射光の結
像面上における入射位置をシフトする画素シフトユニッ
トであって、 前記撮像レンズ光学系の光軸方向前後に配された一対の
支持部材間に形成された間隙内に支持された光学素子
と、 前記支持部材の前記光学素子の各端部に対向する位置に
前記光学素子に当接してその傾斜位置を規制する規制部
と、 前記光学素子を前記位置規制部に当接させるべく駆動す
る駆動手段と、 前記支持部材をレンズユニットあるいはカメラに取り付
けるための取り付け部と、をユニット化して備えたこと
を特徴とする画像シフトユニット。
20. A pixel shift unit that is inserted on an optical axis of an imaging lens optical system and shifts an incident position on an image plane of incident light that enters through the imaging lens optical system, wherein the imaging lens is An optical element supported in a gap formed between a pair of support members disposed before and after in the optical axis direction of the optical system; and an optical element at a position facing each end of the optical element of the support member. A regulating unit that regulates the inclined position by contacting the lens, a driving unit that drives the optical element to contact the position regulating unit, and an attachment unit that attaches the support member to a lens unit or a camera. An image shift unit, comprising:
【請求項21】 請求項20において、 前記光学素子は平行平板であり、前記規制部は前記平行
平板の端部に当接してその傾斜位置を位置規制し、前記
駆動手段は前記平行平板を前記規制部へと駆動する電磁
石であり、前記電磁石は前記規制部に配されていること
を特徴とする画像シフトユニット。
21. The optical device according to claim 20, wherein the optical element is a parallel flat plate, the restricting portion is in contact with an end of the parallel flat plate to restrict a position of an inclined position of the parallel flat plate, and the driving unit controls the parallel flat plate. An image shift unit, which is an electromagnet driven to a regulating unit, wherein the electromagnet is disposed in the regulating unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006314043A (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Fuji Photo Film Co Ltd Face sequential color image imaging apparatus

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