JPH11168673A

JPH11168673A - 固体撮像素子を受像手段とするカメラ

Info

Publication number: JPH11168673A
Application number: JP10276097A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takayama; 淳高山
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】光量の制限のために絞りを用いた場合にも画
質を損なわない固体撮像素子を受像手段とするカメラを
実現する。【解決手段】被写体を結像面に結像させる光学系を構
成する撮像レンズ１と、開口面積を制御して結像面への
入射光量を制御する絞り手段２と、前記撮像レンズの結
像面の位置に設けられ、前記撮像レンズにより得られた
画像を光電変換して画像信号を生成するＣＣＤ３と、前
記ＣＣＤに入射する画像の高周波成分を除去する光学的
ローパスフィルタＬＦと、前記光学的ローパスフィルタ
を光路中に挿入し、または、待避する制御を行う制御手
段２０と、を備え、前記ＣＣＤの画素ピッチが７．０μ
m 以下であり、前記絞り手段の絞り値に応じて前記制御
手段が光学的ローパスフィルタを制御する、ことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像素子を受像
手段とするカメラに関し、特に、撮像レンズを通して得
た画像を固体撮像素子で受像して静止画をディジタルデ
ータとして扱う固体撮像素子を受像手段とするカメラに
関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子を受像手段とするカメラ
は、撮像レンズを通して得た画像をＣＣＤ等の固体撮像
素子で光電変換し、得られた画像信号をディジタルデー
タとして扱う構成になっている。

【０００３】近年、解像度を上げるためにＣＣＤの高画
素化が進んできており、併せてＣＣＤの小型化も進んで
いる。この結果、ＣＣＤの画素ピッチは非常に小さくな
ってきている。

【０００４】また、画質向上の一つとして、通常の銀塩
カメラと同様に、ＣＣＤへ入射する光量を最適化するた
めに、開口絞りによる絞り手段を用いるようになってき
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように画素ピッチ
の小さいＣＣＤを用いた固体撮像素子を受像手段とする
カメラでは、ＣＣＤの画素数の増加に伴って高解像度と
なり画質が向上すると考えられていた。

【０００６】しかし、ＣＣＤへ入射する光量を制限する
ために小絞りとした場合に、回折が生じて撮影光学系の
ＭＴＦ特性が劣化し、得られる画像の解像度，コントラ
ストが低下し、画質向上の妨げになることが分かった。

【０００７】また、ＣＣＤのサンプリングピッチによっ
て生じるモアレを防止するために、ＣＣＤ前面に光学的
ローパスフィルタが設けられているが、前述の絞りによ
る回折の影響と、この光学的ローパスフィルタＬＦの高
周波成分の除去とが重なって、一定の条件下では画質が
損なわれることが判明した。

【０００８】従って、本発明の目的は、光量の制限のた
めに絞りを用いた場合にも画質を損なわない固体撮像素
子を受像手段とするカメラを実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した問題点に対して
鋭意研究を重ねた結果、固体撮像素子の画素ピッチと絞
り値との間で画質に関して特定の関係が成立することを
発見し、さらに、絞り値と光学的ローパスフィルタとの
間でも画質に関して特定の関係が成立することを発見
し、光量の制限のために絞りを用いた場合にも画質を損
なわない新たな構成を見出した。

【００１０】（１）請求項１記載の発明は、被写体を結
像面に結像させる光学系を構成する撮像レンズと、開口
面積を制御して結像面への入射光量を制御する絞り手段
と、前記撮像レンズの結像面の位置に設けられ、前記撮
像レンズにより得られた画像を光電変換して画像信号を
生成する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に入射する
画像の高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ
と、前記光学的ローパスフィルタのローパスフィルタ機
能を制御する制御手段と、を備え、前記固体撮像素子の
画素ピッチが７．０μm 以下であり、前記絞り手段の絞
り値に応じて前記制御手段が光学的ローパスフィルタを
制御する、ことを特徴とする固体撮像素子を受像手段と
するカメラである。

【００１１】ここで、ローパスフィルタ機能の制御と
は、除去する高周波成分の範囲あるいは除去する度合を
変化させることをいう。この固体撮像素子を受像手段と
するカメラでは、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μ
m 以下である場合に、光量の制限のために絞りを用いた
場合にも、絞り値に応じて前記制御手段が光学的ローパ
スフィルタを制御している結果、回折の影響による解像
度，コントラストの低下と、光学的ローパスフィルタＬ
Ｆの高周波成分の除去とが重なることがなくなり、画質
の低下を最低限に抑えることができ、画質を損なうこと
のない固体撮像素子を受像手段とするカメラを実現でき
る。

【００１２】（２）請求項２記載の発明は、上記（１）
の固体撮像素子により撮像するカメラにおいて、前記制
御手段が、前記光学的ローパスフィルタを光路中に挿入
し、または、待避する制御を行うことを特徴とする。

【００１３】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて前記制御手段が光学的ローパスフィルタ
の挿入／待避を制御している結果、回折の影響による解
像度，コントラストの低下と、光学的ローパスフィルタ
ＬＦの高周波成分の除去とが重なることがなくなり、画
質の低下を最低限に抑えることができ、画質を損なうこ
とのない固体撮像素子を受像手段とするカメラを実現で
きる。

【００１４】（３）請求項３記載の発明は、上記（２）
の固体撮像素子により撮像するカメラにおいて、前記制
御手段は、前記絞り手段の絞り値が５．６以上のとき
に、前記光学的ローパスフィルタを光路中から待避させ
ることを特徴とする。

【００１５】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて前記制御手段が光学的ローパスフィルタ
の挿入／待避を制御しており、絞り値が５．６以上のと
きに、前記光学的ローパスフィルタを光路中から待避さ
せる結果、回折の影響による解像度，コントラストの低
下と、光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成分の除去
とが重なることがなくなり、画質の低下を最低限に抑え
ることができ、画質を損なうことのない固体撮像素子を
受像手段とするカメラを実現できる。

【００１６】（４）請求項４記載の発明は、上記（１）
の固体撮像素子により撮像するカメラにおいて、高周波
成分を除去する度合が異なる複数の光学的ローパスフィ
ルタを備え、前記制御手段は、前記絞り手段の絞り値に
応じて、前記光学的ローパスフィルタのいずれかを選択
して用いることを特徴とする。

【００１７】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて、高周波成分除去の度合が異なる複数の
光学的ローパスフィルタのいずれかを選択して用いる結
果、回折の影響による解像度，コントラストの低下と、
光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成分の除去とが重
なることがなくなり、画質の低下を最低限に抑えること
ができ、画質を損なうことのない固体撮像素子を受像手
段とするカメラを実現できる。

【００１８】（５）請求項５記載の発明は、上記（４）
の固体撮像素子により撮像するカメラにおいて、前記制
御手段は、前記絞り手段の絞り値に応じて、前記光学的
ローパスフィルタのいずれか１つ、または、複数の組合
わせを選択して用いることを特徴とする。

【００１９】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて、高周波成分除去の度合が異なる複数の
光学的ローパスフィルタのいずれか１つ、または、複数
の組合わせを選択して用いる結果、回折の影響による解
像度，コントラストの低下と、光学的ローパスフィルタ
ＬＦの高周波成分の除去とが重なることがなくなり、画
質の低下を最低限に抑えることができ、画質を損なうこ
とのない固体撮像素子を受像手段とするカメラを実現で
きる。

【００２０】（６）請求項６記載の発明は、被写体を結
像面に結像させる光学系を構成する撮像レンズと、開口
面積を制御して結像面への入射光量を制御する絞り手段
と、前記撮像レンズの結像面の位置に設けられ、前記撮
像レンズにより得られた画像を光電変換して画像信号を
生成する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に入射する
画像の高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタ
と、前記光学的ローパスフィルタを光路中に挿入し、ま
たは、待避する制御を行う制御手段と、を備え、前記固
体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であり、前記
絞り手段の絞り値に応じて前記制御手段が光学的ローパ
スフィルタを制御する、ことを特徴とする固体撮像素子
を受像手段とするカメラである。

【００２１】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて前記制御手段が光学的ローパスフィルタ
の挿入／待避を制御している結果、回折の影響による解
像度，コントラストの低下と、光学的ローパスフィルタ
ＬＦの高周波成分の除去とが重なることがなくなり、画
質の低下を最低限に抑えることができ、画質を損なうこ
とのない固体撮像素子を受像手段とするカメラを実現で
きる。

【００２２】（７）請求項７記載の発明は、上記（６）
において、前記制御手段は、前記絞り手段の絞り値が
５．６以上のときに、前記光学的ローパスフィルタを光
路中から待避させることを特徴とする。

【００２３】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて前記制御手段が光学的ローパスフィルタ
の挿入／待避を制御しており、絞り値が５．６以上のと
きに、前記光学的ローパスフィルタを光路中から待避さ
せる結果、回折の影響による解像度，コントラストの低
下と、光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成分の除去
とが重なることがなくなり、画質の低下を最低限に抑え
ることができ、画質を損なうことのない固体撮像素子を
受像手段とするカメラを実現できる。

【００２４】（８）請求項８記載の発明は、上記（６）
において、高周波成分を除去する度合が異なる複数の光
学的ローパスフィルタを備え、前記制御手段は、前記絞
り手段の絞り値に応じて、前記光学的ローパスフィルタ
のいずれかを挿入して用いることを特徴とする。

【００２５】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて、高周波成分除去の度合が異なる複数の
光学的ローパスフィルタのいずれかを挿入して用いる結
果、回折の影響による解像度，コントラストの低下と、
光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成分の除去とが重
なることがなくなり、画質の低下を最低限に抑えること
ができ、画質を損なうことのない固体撮像素子を受像手
段とするカメラを実現できる。

【００２６】（９）請求項９記載の発明は、上記（８）
において、前記制御手段は、前記絞り手段の絞り値に応
じて、前記光学的ローパスフィルタのいずれか１つ、ま
たは、複数の組合わせを挿入して用いることを特徴とす
る。

【００２７】この固体撮像素子を受像手段とするカメラ
では、固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
る場合に、光量の制限のために絞りを用いた場合にも、
絞り値に応じて、高周波成分除去の度合が異なる複数の
光学的ローパスフィルタのいずれか１つ、または、複数
の組合わせを挿入して用いる結果、回折の影響による解
像度，コントラストの低下と、光学的ローパスフィルタ
ＬＦの高周波成分の除去とが重なることがなくなり、画
質の低下を最低限に抑えることができ、画質を損なうこ
とのない固体撮像素子を受像手段とするカメラを実現で
きる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態例を
詳細に説明する。なお、本実施の形態例では、固体撮像
素子を受像手段とするカメラとして、電子スチルカメラ
を例にして説明を行う。

【００２９】＜電子スチルカメラの構成＞まず、ここで
図１を参照して本実施の形態例で使用する電子スチルカ
メラの構成について説明する。

【００３０】図１は本発明の実施の形態の電子スチルカ
メラの全体の電気的な概略構成を示す機能ブロック図で
ある。この図１に示す電子スチルカメラにおいて、レン
ズ１，開口絞り２，光学的ローパスフィルタＬＦ等で構
成された光学系を介して得られた光画像は、ＭＯＳやＣ
ＣＤ等の撮像素子３（以下、ＣＣＤ３と言う）の受光面
に結像される。また、このとき、このレンズ１及び開口
絞り２は、それぞれフォーカス駆動回路１６及び絞り駆
動回路１５により駆動される。また、光学的ローパスフ
ィルタＬＦは光画像の高周波成分を除去する水晶フィル
タなどの光学的なフィルタ手段であり、フィルタ制御部
２０により開口絞り２の絞り値に応じて制御される。

【００３１】ここで、ＣＣＤ３は受光面に結像された光
画像を電荷量に光電変換し、撮像素子駆動回路１９から
の転送パルスによってアナログの画像信号を出力する。
なお、撮像素子駆動回路１９はＣＣＤ３を駆動すると共
に、シャッタ速度の制御を行うことが可能であり、開口
面積によらず入射光量を制限している。

【００３２】出力されたアナログの画像信号は、プリプ
ロセス回路４においてＣＤＳ（相関二重サンプリング）
処理でノイズが低減され、またＡＧＣにより利得の調整
が行われ、ダイナミックレンジ拡大のためのニー処理な
どが行われる。

【００３３】そして、Ａ／Ｄ変換器５によってディジタ
ル画像信号に変換された後、信号処理回路６で輝度処理
や色処理が施されてディジタルビデオ信号（例えば、輝
度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ））に変換され
て、メモリコントローラ７に出力される。また、この信
号処理回路６において、画像信号の高周波成分を強調す
る画像処理が必要に応じて行われる。

【００３４】他方、この信号処理回路６にはＤ／Ａ変換
器も内蔵されており、Ａ／Ｄ変換器５側から入力される
カラー化された映像信号や、メモリコントローラ７から
逆に入力される画像データをアナログのビデオ信号とし
て出力することもできる。

【００３５】これらの機能切り替えは、メインマイコン
８とのデータ交換により行なわれ、必要に応じて撮像素
子信号の露出情報やフォーカス信号、白バランス情報を
メインマイコン８へ出力することもできる。

【００３６】このメインマイコン８は、主として撮影，
記録，再生のシーケンスを制御し、さらには必要に応じ
て撮影画像の圧縮再生や外部機器とのシリアルポート伝
送を行なう。ここで、静止画の画像圧縮としてＣＣＩＴ
Ｔ（当時）とＩＳＯで規格化されているＪＰＥＧ方式、
或いはＪＢＩＧ方式を使用する。また、動画の画像圧縮
としてＩＳＯとＩＥＣで規格化されているＭＰＥＧ方式
を使用する。

【００３７】そして、メモリコントローラ７では、信号
処理回路６から入力されるディジタル画像データをフレ
ームメモリ９に蓄積したり、逆にフレームメモリ９の画
像データを信号処理回路６に出力する。

【００３８】フレームメモリ９は、少なくとも１画面以
上の画像データを蓄積できる画像メモリであり、例えば
ＶＲＡＭ，ＳＲＡＭ，ＤＲＡＭ等が一般に使用される
が、ここではＣＰＵのバスと独立動作可能なＶＲＡＭを
使用している。

【００３９】画像蓄積用メモリ１０は、本体内蔵のメモ
リであり、フレームメモリ９に記憶された画像データに
ついてメインマイコン８で画像圧縮処理等を施されたも
のが蓄えられる。この画像蓄積用メモリ１０としては、
例えばＳＲＡＭ，ＤＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュ
メモリ等が用いられるが、メモリ内の画像データを保存
することを考えると、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ
が好ましい。

【００４０】ＰＣカードコントローラ（ＰＣＭＣＩＡコ
ントローラ）１１は、ＰＣメモリカード（以下単にＰＣ
カードと略す）等の外部記録媒体とメインマイコン８と
を接続するものであり、フレームメモリ９に記憶された
画像が、メインマイコン８で画像圧縮処理等を施された
後に、このコントローラ１１を介して外部記憶媒体に記
録される。このＰＣカードコントローラ１１を介して接
続される外部の保存用のＰＣカードとしては、ＳＲＡＭ
カード，ＤＲＡＭカード，ＥＥＰＲＯＭカード等が使用
でき、モデムカードやＩＳＤＮカードを利用して公衆回
線を介して直接画像データを遠隔地の記憶媒体に転送す
ることもできる。

【００４１】ストロボ１２は撮影シーケンスを制御する
メインマイコン８により発光タイミングが得られるよう
になっている。シリアルポートドライバ１３は、カメラ
本体と外部機器との情報との情報伝送を行なうための信
号変換を行なう。シリアル伝送手段としては、ＲＳ２３
２Ｃや、ＲＳ４２２Ａ等のシリアル通信を行う推奨規格
があるが、ここではＲＳ２３２Ｃを使用している。

【００４２】サブマイコン１４は、カメラ本体の操作ス
イッチや液晶表示等のマンマシン・インタフェースを制
御し、メインマイコン８に必要に応じて情報伝達を行な
うものである。ここでは、メインマイコン８との情報伝
達にシリアル入出力端子を使用している。また、時計機
能も組み込まれており、オートデートの制御も行なう。

【００４３】絞り駆動回路１５は、例えばオートアイリ
ス等によって構成され、メインマイコン８の制御によっ
て光学的な絞り２の絞り値を変化させる。フォーカス駆
動回路１６は、例えばステッピングモータにより構成さ
れ、メインマイコン８の制御によってレンズ位置を変化
させ、被写体の光学的なピント面をＣＣＤ３上に適性に
合わせるものである。１８はサブマイコン１４と接続さ
れ、撮影情報等の各種情報を表示する液晶表示部であ
る。

【００４４】フィルタ制御部２０は、ローパスフィルタ
機能すなわち、光学的ローパスフィルタＬＦでの光画像
の高周波成分の除去の度合を制御する手段であり、開口
絞り２の絞り値に応じて光学的ローパスフィルタＬＦの
制御を行う。

【００４５】なお、この図１で示した構成では、メイン
マイコン８において画像の圧縮と伸張とを行う場合を示
したが、ＣＰＵバス上に圧縮／伸張用の専用回路を配置
しても良い。

【００４６】＜電子スチルカメラの基本的動作＞次に、
撮影からメモリ記録への一連の動作を説明する。サブマ
イコン１４に接続している各種スイッチ情報よりカメラ
の動作モードが設定され、撮影のための情報がメインマ
イコン８にシリアル情報として入力される。

【００４７】この情報に応じて、メインマイコン８は、
メモリコントローラ７やシリアルポートドライバ１３を
設定する。サブマイコン１４上のレリーズスイッチが押
されると、サブマイコン１４は、第１のスイッチ信号S1
がアクティブになったことを知り、信号処理回路６に画
像入力命令を発行し、信号処理回路６はＣＣＤ３，プリ
プロセス回路４，Ａ／Ｄ変換器５を動作させて画像デー
タを受け取る。

【００４８】受け取った画像データを、信号処理回路６
で基本的な信号処理を行なった上で、輝度データの高周
波成分からフォーカス情報、低周波成分から露出データ
を作成しておく。メインマイコン８は、これらのデータ
を信号処理回路６から読み取り、必要に応じて絞り駆動
や、フォーカス駆動、さらにはプリプロセス回路４のＡ
ＧＣアンプのゲイン制御を行ない、適正な露出やピント
が得られるようにする。また、動作モードによっては、
信号処理回路６からビデオアンプ１７を介してアナログ
画像信号をＮＴＳＣビデオ信号として出力することもで
きる。

【００４９】露出値，ピントが適正な値に収れんした
後、サブマイコン１４からメインマイコン８に第２のレ
リーズスイッチ信号Ｓ２が押されたことを示す信号が入
力されると、メインマイコン８は、メモリコントローラ
７にデータ取り込みの命令を出力する。また、必要に応
じて、取り込み画像のフィールドタイミングで、ストロ
ボ１２に発光信号も出力する。メモリコントローラ７
は、画像の取り込み命令を受けると、信号処理回路６か
らの同期信号を検出し、所定のタイミングで信号処理回
路６から出力されるＹ，Ｃｒ，Ｃｂ形式等の画像データ
をフレームメモリ９に取り込む。

【００５０】フレームメモリ９への画像取り込みが終了
すると、メモリコントローラ７は、取り込みが終了した
ことを示すステータスを表示し、これをメインマイコン
８が読み取ることにより、メインマイコン８で撮影が終
了したことを知る。撮影が終了した後に、メインマイコ
ン８は、必要に応じて画像圧縮を行ない、画像蓄積用メ
モリ１０，外部接続されているＩＣカード、或いは外部
シリアルポートに接続されているパソコン等に画像デー
タを転送する。

【００５１】再生表示動作では、メインマイコン８で、
画像蓄積用メモリ１０，外部接続されているＩＣカー
ド、或いは外部シリアルポートに接続されているパソコ
ンから画像データを読み取り、必要に応じて画像の伸張
を行ない、フレームメモリ９に書き込む。この後、信号
処理回路６とメモリコントローラ７により画像データを
読み取り、信号処理回路６を介して出力端子に画像のア
ナログ信号を出力する。このようにして、カメラの撮
影，記録，再生，表示，伝送の各機能は達成される。

【００５２】そして、この実施の形態例では、ＣＣＤの
画素ピッチと絞り値との間で成立する画質に関して特定
の関係に着目し、特に、画素ピッチが７．０μm 以下の
ＣＣＤを用いて構成した場合であって、開口絞り２の絞
り値を所定値以上にしたときに、メインマイコン８とフ
ィルタ制御部２０とにより光学的ローパスフィルタＬＦ
に所定の制御を施すようにしている。

【００５３】このような構成及び制御をすることで、光
量の制限のために開口絞り２を用いた場合にも、回折の
影響による解像度，コントラストの低下と、光学的ロー
パスフィルタＬＦの高周波成分の除去とが重なることが
なくなり、画質の低下を最低限に抑えることができ、画
質を損なうことのない固体撮像素子を受像手段とするカ
メラを実現できる。

【００５４】本実施の形態例のローパスフィルタ機能の
制御の具体例としては、上記のメインマイコン８とフィ
ルタ制御部２０による光学的ローパスフィルタＬＦの制
御として、光学的ローパスフィルタＬＦを光路中に挿入
／待避を切替えることが可能に構成しておいて、開口絞
り２の絞り値が５．６以上のときに、光学的ローパスフ
ィルタＬＦを光路中から待避させるようにする。

【００５５】同様にして、高周波成分除去の度合が異な
る複数の光学的ローパスフィルタＬＦを用意しておい
て、いずれかを選択して用いるように制御する。また、
このような複数の光学的ローパスフィルタＬＦのいくつ
かを組合わせて選択して用いる。

【００５６】この結果、開口絞り２の絞り値に応じて適
した光学的ローパスフィルタＬＦを用いられるので、開
口絞り２の絞り値に応じて発生する解像度とコントロー
ラの劣化がなくなり、画質を損なわない固体撮像素子を
受像手段とするカメラを実現できる。

【００５７】また、光学的ローパスフィルタの機能をな
くす手段として、偏光フィルタを使用することができ
る。例えば、絞り値開放及び５．６では光学的ローパス
フィルタを挿入する。そして、絞り値１１では絞り穴径
を絞り値８と同じに設定し、さらに偏光フィルタを追加
することにより光量を減らす。このようにすると、光量
は絞り値１１相当となり、かつ、偏光フィルタの軸を光
学的ローパスフィルタに合わせることによりローパスフ
ィルタ機能をキャンセルすることができる。

【００５８】

【実施例】以下、上述した実施の形態例について、実施
例と比較例とを用いて詳細な検証を行う。

【００５９】図２は本発明の実施例の電子スチルカメラ
の全体の光学的な概略構成を示すレンズ配置図である。
この図２において、電子スチルカメラ３０は、レンズ
１、ＣＣＤ３、図１で説明した信号処理回路を含む信号
処理系３２とから構成されている。

【００６０】そして、レンズ１として７枚の撮像レンズ
系を通り、さらに赤外カットフィルタＲＦ、光学的ロー
パスフィルタＬＦ、カバーガラスＣＧを通過してＣＣＤ
３に結像するように構成されている。

【００６１】また、この図２において、光学的ローパス
フィルタＬＦが光路中に挿入された状態を実線で示し、
光学的ローパスフィルタＬＦが光路中から待避した状態
を破線で示している。

【００６２】また、この実施例の説明において、本実施
例及び比較例として評価に使用するＣＣＤ３としては、
以下のものを用いることにする。ソニー株式会社製ＩＣＸ０８４Ｋ（商品名）：受光面
１／３インチ、約３３万画素で画素ピッチ７．５μm ソニー株式会社製ＩＣＸ０８９ＡＫ（商品名）：受光
面１／４インチ、約３３万画素で画素ピッチ５．６μm 松下電子工業株式会社製ＭＮ３７７３（商品名）：受
光面１／２．７２インチ、約１００万画素で画素ピッチ
４．６μm なお、ここで、画素ピッチとは、撮像素子における隣接
する２つの受光素子の中心間の距離をいうものとし、水
平方向と垂直方向とで異なる場合には短い距離をいうも
のとする。

【００６３】そして、この実態例で使用するレンズ１の
光学的な性能を以下に示す。解像力（中心）＝１６０本／mm 以上、解像力（周辺）＝１００本／mm 以上、である。

【００６４】また、光学的ローパスフィルタＬＦとして
は、図３に示すように、複数の光学的ローパスフィルタ
ＬＦ（ＬＦ１とＬＦ２）を設けておき、いずれか一方ま
たは両方を選択して、挿入／待避を制御する。

【００６５】図３では複数としたが、同等の機能を有す
るものであれば、光学的ローパスフィルタＬＦを１つと
してもよい。この場合に、高周波成分除去の度合が異な
る複数の光学的ローパスフィルタＬＦを用意しておい
て、いずれかを選択して用いるか、また、このような複
数の光学的ローパスフィルタＬＦのいくつかを組合わせ
て選択して用いることで、ローパスフィルタ機能である
高周波成分の除去の度合を細かく制御することが可能に
なる。

【００６６】また、図４に示すように、高周波成分除去
の度合が異なる複数の光学的ローパスフィルタ（ここで
は、ＬＦ１〜ＬＦ４）を回転板２１上に配置しておい
て、回転駆動機構２０ａによって、いずれかを選択して
光路中に挿入することでも、高周波成分の除去の度合を
細かく制御することが可能になる。

【００６７】光学的ローパスフィルタの高周波成分除去
の度合を異ならせるための例としては、その厚みを変え
ることなどがある。さらに、図５に示すように、２枚の
光学的ローパスフィルタＬＦ１とＬＦ２とを配置し、両
者を相対的に回転（ここではＬＦ１をモータ２０Ｍとロ
ーラ２０Ｒとによって回転）させることで、２枚の光学
的ローパスフィルタの結晶軸を合わせたりずらしたりす
ることができる。この場合、ＬＦ１とＬＦ２との結晶軸
が合致すれば（０°の位置になれば）、２枚分の光学的
ローパスフィルタの効果が得られる。また、結晶軸が１
８０°の位置になると、光学的ローパスフィルタとして
の機能はなくなる。そして、その中間においては、角度
に比例して光学的ローパスフィルタの効果が得られる。
したがって、開口絞り２の絞り値に応じて、２枚の光学
的ローパスフィルタのなす角度をフィルタ制御部２０が
調整すればよい。

【００６８】なお、実施例の効果を明瞭にするための比
較例として、ＣＣＤ３の画素ピッチを７．５μm とし
て、他は同様な構成の装置において比較データを採集し
て比較する。

【００６９】＜画質評価＞以上のような実施例及び比較
例について、評価者１０人によって各例の画像を相対評
価した。

【００７０】この場合の評価方法は、撮像レンズから２
ｍ先に解像度テストチャート置いて得られた画像を、十
分な解像度を有するプリンタに出力して、解像度、シャ
ープネス、鮮鋭性を総合して３段階で評価した。

【００７１】なお、３段階の評価を、「良い」＝＋１
点、「やや劣る」＝０点、「劣る」＝−１点として点数
化し、評価点Ａを算出した。（１）光学的ローパスフィルタＬＦの挿入／待避の制御
をした場合：この場合の評価点Ａ（ＬＦ１を挿入して固
定）と評価点Ｂ（絞り値５．６以上でＬＦ１を待避）と
の関係は以下の表１のようになった。

【００７２】なお、以下の表で、［○］は光学的ローパ
スフィルタを挿入しており、［−］は光学的ローパスフ
ィルタを待避していることを示す。

【００７３】

【表１】

【００７４】この表１から明らかなように、ＣＣＤの画
素ピッチが７．０μm 以下であって、絞り値が５．６以
上のときに、光学的ローパスフィルタＬＦを待避させる
と、回折の影響による解像度，コントラストの低下と、
光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成分の除去とが重
なることがなくなり、画質をほとんど損なわない状態に
保つことができる。

【００７５】また、ＣＣＤの画素ピッチが５．０μm 以
下である場合には、このような解像度，コントラストの
低下を抑える効果がさらに顕著に認められた。また、Ｃ
ＣＤの画素ピッチが７．０μm 以上である場合には、絞
り値を５．６以上にしたときに、光学的ローパスフィル
タＬＦを待避させても、回折による解像度，コントラス
トの低下が少ないため、以上のような画質を改善する効
果は見られなかった。

【００７６】（２）複数の光学的ローパスフィルタＬＦ
を選択制御をした場合：ここでは、図３のような光学的
ローパスフィルタを用いる際に、ＬＦ１〜ＬＦ３の各厚
みをｄLF1〜ｄLF3とした場合、ｄLF1＞ｄLF2＞ｄLF3の
関係である光学的ローパスフィルタを用いるものとす
る。

【００７７】この場合の評価点Ａ（ＬＦ１を挿入して固
定）と評価点Ｂ（ＬＦ１〜ＬＦ３を選択して使用）との
関係は以下の表２のようになった。

【００７８】

【表２】

【００７９】この表２から明らかなように、ＣＣＤの画
素ピッチが７．０μm である場合に絞り値に応じて光学
的ローパスフィルタを変えると、回折の影響による解像
度，コントラストの低下と、光学的ローパスフィルタの
高周波成分の除去の重なりを小さくすることができ、画
質低下を防止できる。

【００８０】なお、以上実施の形態例や実施例で説明し
てきたものは、固体撮像素子を受像手段とするカメラ全
て（電子スチルカメラ，ディジタルビデオカメラ等）に
使用することが可能であるが、高画質が重視され、絞り
を用いる点で、電子スチルカメラに特に好適である。

【００８１】

【発明の効果】以上実施の形態例及び実施例と共に詳細
に説明したように、この明細書記載の各発明によれば以
下のような効果が得られる。

【００８２】（１）請求項１記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じて
前記制御手段が光学的ローパスフィルタを制御している
結果、回折の影響による解像度，コントラストの低下
と、光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成分の除去と
が重なることがなくなり、画質の低下を最低限に抑える
ことができ、画質を損なうことのない固体撮像素子を受
像手段とするカメラを実現できる。

【００８３】（２）請求項２記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じて
前記制御手段が光学的ローパスフィルタの挿入／待避を
制御している結果、回折の影響による解像度，コントラ
ストの低下と、光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成
分の除去とが重なることがなくなり、画質の低下を最低
限に抑えることができ、画質を損なうことのない固体撮
像素子を受像手段とするカメラを実現できる。

【００８４】（３）請求項３記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じて
前記制御手段が光学的ローパスフィルタの挿入／待避を
制御しており、絞り値が５．６以上のときに、前記光学
的ローパスフィルタを光路中から待避させる結果、回折
の影響による解像度，コントラストの低下と、光学的ロ
ーパスフィルタＬＦの高周波成分の除去とが重なること
がなくなり、画質の低下を最低限に抑えることができ、
画質を損なうことのない固体撮像素子を受像手段とする
カメラを実現できる。

【００８５】（４）請求項４記載の発明は、固体撮像素
子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量の
制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じて、
高周波成分除去の度合が異なる複数の光学的ローパスフ
ィルタのいずれかを選択して用いる結果、回折の影響に
よる解像度，コントラストの低下と、光学的ローパスフ
ィルタＬＦの高周波成分の除去とが重なることがなくな
り、画質の低下を最低限に抑えることができ、画質を損
なうことのない固体撮像素子を受像手段とするカメラを
実現できる。

【００８６】（５）請求項５記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じ
て、高周波成分除去の度合が異なる複数の光学的ローパ
スフィルタのいずれか１つ、または、複数の組合わせを
選択して用いる結果、回折の影響による解像度，コント
ラストの低下と、光学的ローパスフィルタＬＦの高周波
成分の除去とが重なることがなくなり、画質の低下を最
低限に抑えることができ、画質を損なうことのない固体
撮像素子を受像手段とするカメラを実現できる。

【００８７】（６）請求項６記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じて
前記制御手段が光学的ローパスフィルタの挿入／待避を
制御している結果、回折の影響による解像度，コントラ
ストの低下と、光学的ローパスフィルタＬＦの高周波成
分の除去とが重なることがなくなり、画質の低下を最低
限に抑えることができ、画質を損なうことのない固体撮
像素子を受像手段とするカメラを実現できる。

【００８８】（７）請求項７記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じて
前記制御手段が光学的ローパスフィルタの挿入／待避を
制御しており、絞り値が５．６以上のときに、前記光学
的ローパスフィルタを光路中から待避させる結果、回折
の影響による解像度，コントラストの低下と、光学的ロ
ーパスフィルタＬＦの高周波成分の除去とが重なること
がなくなり、画質の低下を最低限に抑えることができ、
画質を損なうことのない固体撮像素子を受像手段とする
カメラを実現できる。

【００８９】（８）請求項８記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じ
て、高周波成分除去の度合が異なる複数の光学的ローパ
スフィルタのいずれかを挿入して用いる結果、回折の影
響による解像度，コントラストの低下と、光学的ローパ
スフィルタＬＦの高周波成分の除去とが重なることがな
くなり、画質の低下を最低限に抑えることができ、画質
を損なうことのない固体撮像素子を受像手段とするカメ
ラを実現できる。

【００９０】（９）請求項９記載の発明では、固体撮像
素子の画素ピッチが７．０μm 以下である場合に、光量
の制限のために絞りを用いた場合にも、絞り値に応じ
て、高周波成分除去の度合が異なる複数の光学的ローパ
スフィルタのいずれか１つ、または、複数の組合わせを
挿入して用いる結果、回折の影響による解像度，コント
ラストの低下と、光学的ローパスフィルタＬＦの高周波
成分の除去とが重なることがなくなり、画質の低下を最
低限に抑えることができ、画質を損なうことのない固体
撮像素子を受像手段とするカメラを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例で使用する固体撮像素子
を受像手段とするカメラの構成を示す機能ブロック図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態例で使用する固体撮像素子
を受像手段とするカメラの光学的な概略構成を示すレン
ズ配置図である。

【図３】本発明の実施の形態例での光学的ローパスフィ
ルタＬＦの制御の一例を示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態例での光学的ローパスフィ
ルタＬＦの制御の一例を示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態例での光学的ローパスフィ
ルタＬＦの制御の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１レンズ２開口絞り３撮像素子（ＣＣＤ）４プリプロセス回路５Ａ／Ｄ変換器６信号処理回路７メモリコントローラ８メインマイコン９フレームメモリ１０画像蓄積用メモリ１１ＰＣカードコントローラ１２ストロボ１３シリアルポートドライバ１４サブマイコン１５絞り駆動回路１６フォーカス駆動回路１７ビデオアンプ１８液晶表示部１９ＣＣＤ駆動回路２０フィルタ制御部ＬＦ光学的ローパスフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を結像面に結像させる光学系を構
成する撮像レンズと、開口面積を制御して結像面への入射光量を制御する絞り
手段と、前記撮像レンズの結像面の位置に設けられ、前記撮像レ
ンズにより得られた画像を光電変換して画像信号を生成
する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に入射する画像の高周波成分を除去す
る光学的ローパスフィルタと、前記光学的ローパスフィルタのローパスフィルタ機能を
制御する制御手段と、を備え、前記固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
り、前記絞り手段の絞り値に応じて前記制御手段が光学
的ローパスフィルタを制御する、ことを特徴とする固体
撮像素子を受像手段とするカメラ。
【請求項２】前記制御手段は、前記光学的ローパスフ
ィルタを光路中に挿入し、または、待避する制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子を受像手
段とするカメラ。
【請求項３】前記制御手段は、前記絞り手段の絞り値
が５．６以上のときに、前記光学的ローパスフィルタを
光路中から待避させることを特徴とする請求項２記載の
固体撮像素子を受像手段とするカメラ。
【請求項４】高周波成分を除去する度合が異なる複数
の光学的ローパスフィルタを備え、前記制御手段は、前
記絞り手段の絞り値に応じて、前記光学的ローパスフィ
ルタのいずれかを選択して用いることを特徴とする請求
項１記載の固体撮像素子を受像手段とするカメラ。
【請求項５】前記制御手段は、前記絞り手段の絞り値
に応じて、前記光学的ローパスフィルタのいずれか１
つ、または、複数の組合わせを選択して用いることを特
徴とする請求項４記載の固体撮像素子を受像手段とする
カメラ。
【請求項６】被写体を結像面に結像させる光学系を構
成する撮像レンズと、開口面積を制御して結像面への入射光量を制御する絞り
手段と、前記撮像レンズの結像面の位置に設けられ、前記撮像レ
ンズにより得られた画像を光電変換して画像信号を生成
する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に入射する画像の高周波成分を除去す
る光学的ローパスフィルタと、前記光学的ローパスフィルタを光路中に挿入し、また
は、待避する制御を行う制御手段と、を備え、前記固体撮像素子の画素ピッチが７．０μm 以下であ
り、前記絞り手段の絞り値に応じて前記制御手段が光学
的ローパスフィルタを制御する、ことを特徴とする固体
撮像素子を受像手段とするカメラ。
【請求項７】前記制御手段は、前記絞り手段の絞り値
が５．６以上のときに、前記光学的ローパスフィルタを
光路中から待避させることを特徴とする請求項６記載の
固体撮像素子を受像手段とするカメラ。
【請求項８】高周波成分を除去する度合が異なる複数
の光学的ローパスフィルタを備え、前記制御手段は、前
記絞り手段の絞り値に応じて、前記光学的ローパスフィ
ルタのいずれかを挿入して用いることを特徴とする請求
項６記載の固体撮像素子を受像手段とするカメラ。
【請求項９】前記制御手段は、前記絞り手段の絞り値
に応じて、前記光学的ローパスフィルタのいずれか１
つ、または、複数の組合わせを挿入して用いることを特
徴とする請求項８記載の固体撮像素子を受像手段とする
カメラ。