JPH1175107A - Optical device and image pickup device - Google Patents

Optical device and image pickup device

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Publication number
JPH1175107A
JPH1175107A JP9235805A JP23580597A JPH1175107A JP H1175107 A JPH1175107 A JP H1175107A JP 9235805 A JP9235805 A JP 9235805A JP 23580597 A JP23580597 A JP 23580597A JP H1175107 A JPH1175107 A JP H1175107A
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JP
Japan
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optical
optical element
restricting
regulating
axis direction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9235805A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Shimada
宏一 島田
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Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pixel shift system with a simple arrangement which can shift the pixels in many directions and to many positions and also can be fast driven by controlling an optical element at plural tilt angles and setting the different numbers of position control surfaces between both ends of the optical element. SOLUTION: The incident position of the light which is made incident on the image pickup surface of an image pickup device through a parallel flat plate 3 is shifted in the vertical direction by changing the tilt angle of the element via the on/off control of the electromagnets 5Ua, 5Ub, 5Da and 5Db. Meanwhile, the incident position of the light which is made incident on the image pickup surface of the image pickup element through a parallel flat plate 6 is shifted in the horizontal direction by changing the tilt angle of the element into various value via the on/off control of the electromagnets 8La, 8Lb and 8Ra to 8Rc. Thus the optical element can be controlled at plural tilt angles and accordingly the pixels can be shifted at a high speed and with high accuracy in an extremely simple constitution.

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
を可能とした撮像装置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 an imaging device.

【0002】[0002]

【従来技術】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等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. Many problems are involved, such as performance problems such as a decrease in S / N, cost increase due to a decrease in manufacturing yield, and a high-cost low-pass filter such as a crystal for preventing false signals. .

【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.

【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】また画素ずらし動作を行う事によって得た
画像信号の合成処理も複雑で、処理時間も長くなるた
め、専用の大規模菜回路構成を」必要とするものであっ
た。
[0008] Further, since the processing of synthesizing the image signal obtained by performing the pixel shifting operation is complicated and the processing time becomes long, a special large-scale vegetable circuit configuration is required.

【0009】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、多くの方向及び位置に画素
ずらしが可能で、且つ高速駆動の可能な画素ずらしシス
テムを備えた光学装置及び撮像装置を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to solve these problems and to provide an optical device having a pixel shift system capable of shifting pixels in many directions and positions with a simple configuration and capable of high-speed driving. And an imaging device.

【0010】また本願発明の課題は、画素ずらしの方向
及び位置の自由度、高速性によって、通常の撮像素子の
カラーフィルタ配列にしたがった画素ずらしを行い、通
常のテレビジョン信号プロセス回路を適用可能な光学装
置及び撮像装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to apply a normal television signal processing circuit by performing pixel shifting according to the color filter array of a normal image pickup device by the degree of freedom of the direction and position of pixel shifting and high speed. Another object of the present invention is to provide a simple optical device and an imaging device.

【0011】[0011]

【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、撮像面上における入射光の入射位置をシフトする光
学素子と、前記光学素子の複数の端部に当接して、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
手段とを備え、前記複数の規制部は、それぞれ前記端部
と当接して位置規制する複数の位置規制面を有し、前記
光学素子の各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
御可能とするとともに、前記光学素子の一端側と他端側
とで、前記位置規制面の数を異ならせた光学装置を特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical element for shifting an incident position of incident light on an image pickup surface, and the optical element includes: By abutting the plurality of ends of the element and regulating their positions in the optical axis direction,
A plurality of regulating portions for controlling the tilt position of the optical element, and driving means for driving the optical element to contact the regulating portion, wherein the plurality of regulating portions are respectively in contact with the end portions. The optical device has a plurality of position regulating surfaces for regulating the position, and by changing the combination of the position regulating surfaces that come into contact with each end of the optical element, the optical element can be controlled to a plurality of inclination angles, and the optical The optical device is characterized in that the number of the position regulating surfaces is different between one end side and the other end side of the element.

【0012】本願の請求項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、前記光学素子が、前記規
制部により、その一端側と、他端側とで前記光軸方向に
おける移動範囲が異なるように構成され、移動範囲の小
さい規制部より、移動範囲の大きい方の規制部の位置規
制面の数が多くなるように設定した。
According to the invention described in claim 2 of the present application, in the invention described in claim 1, the optical element is arranged so that one end and the other end of the optical element in the optical axis direction are controlled by the restricting portion. The moving range is configured to be different, and the number of the position regulating surfaces of the regulating portion having the larger moving range is set to be larger than the regulating portion having the smaller moving range.

【0013】本願の請求項3に記載の発明によれば、請
求項2に記載の発明において、前記移動範囲の大きい方
の規制部では、少なくとも3個の位置規制面を有し、前
記光学素子の傾斜角を最大傾斜位置と最小傾斜位置との
間で等分し得るように構成した。
According to the invention described in claim 3 of the present application, in the invention described in claim 2, the regulating portion having the larger moving range has at least three position regulating surfaces, and the optical element Is configured so that the inclination angle can be equally divided between the maximum inclination position and the minimum inclination position.

【0014】本願の請求項4に記載の発明によれば、請
求項3に記載の発明において、前記移動範囲の小さい方
の規制部では、前記光学素子の一端部を挟んで前記光軸
方向前後に形成された2個の位置規制面によって、前記
光学素子の傾斜位置を2段階に制御し、前記移動範囲の
大きい方の規制部では、前記光学素子の他端部を挟んで
前記光軸方向前後に形成された2個の位置規制面と、該
2個の位置規制面の間に形成されたを位置規制面とから
なる3個の位置規制面によって、前記光学素子の傾斜位
置を3段階に制御し、前記光学素子の傾斜位置を総合的
に6段階に制御可能とした。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the restricting portion having the smaller moving range includes a front-rear direction in the optical axis direction with one end of the optical element interposed therebetween. The two tilting positions of the optical element are controlled in two stages by the two position regulating surfaces formed in the optical axis direction, and the regulating section having the larger movement range sandwiches the other end of the optical element in the optical axis direction. The tilt position of the optical element is set in three stages by three position regulating surfaces including two position regulating surfaces formed before and after, and a position regulating surface formed between the two position regulating surfaces. And the tilt position of the optical element can be controlled in six stages in total.

【0015】本願の請求項5に記載の発明によれば、請
求項4に記載の発明において、前記移動範囲の小さい方
の規制部と、前記移動範囲の大きい方の規制部の移動範
囲の比は、1:4の関係とした。
According to the invention described in claim 5 of the present application, in the invention described in claim 4, the ratio of the movement range of the regulating portion having the smaller moving range to the regulating portion having the larger moving range is set. Has a relationship of 1: 4.

【0016】本願の請求項6に記載の発明によれば、請
求項4に記載の発明において、前記光学素子を、前記撮
像面の水平方向における画素ずらしを行う水平方向平行
平板とした。
According to the invention described in claim 6 of the present application, in the invention described in claim 4, the optical element is a horizontal parallel plate that shifts pixels in the horizontal direction of the imaging surface.

【0017】本願の請求項7に記載の発明によれば、請
求項4に記載のおいて、前記光学素子を、前記撮像面の
垂直方向における画素ずらしを行う垂直方向平行平板と
した。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fourth aspect, the optical element is a vertical parallel plate that shifts pixels in a vertical direction of the imaging surface.

【0018】本願の請求項8に記載の発明によれば、撮
像面上における入射光の入射位置をシフトする光学素子
と、前記光学素子の端部に当接して、その光軸方向にお
ける位置を規制することにより、前記光学素子の傾斜位
置を制御する規制部と、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を備え、前記駆動手段
は、前記光学素子の端部を前記光軸方向前後に駆動する
第1の駆動手段と、前記光学素子の端部を前記光軸方向
と略直交する方向に駆動する第2の駆動手段を備え、前
記規制部は、前記端部が前記第1の駆動手段によって前
記光軸方向前後に駆動されたとき当接してその移動位置
を位置決めする第1の位置規制面と、前記端部が前記第
2の駆動手段によって前記光軸方向に直交する方向に移
動されたとき、その端部に当接して、その前記光軸方向
における位置を規制する第2の位置規制面とを備えてい
る光学装置を特徴とする。
According to the invention described in claim 8 of the present application, the optical element for shifting the incident position of the incident light on the imaging surface, and the position of the optical element in contact with the end of the optical element in the optical axis direction is adjusted. By regulating, a regulating unit that controls the tilt position of the optical element, and a driving unit that drives the optical element to contact the regulating unit, the driving unit includes an end of the optical element. A first driving unit that drives the optical element back and forth in the optical axis direction; and a second driving unit that drives an end of the optical element in a direction substantially orthogonal to the optical axis direction. A first position regulating surface that abuts when driven by the first driving means back and forth in the optical axis direction to position the moving position; and the end portion is moved in the optical axis direction by the second driving means. When moved in a direction perpendicular to Come into contact with the ends, and wherein the optical device and a second position regulating surface for regulating the position in the direction of the optical axis.

【0019】本願の請求項9に記載の発明によれば、請
求項8に記載の発明において、前記規制部を、前記光学
素子の端部が遊嵌し得るような凹部状に形成し、前記第
1の位置規制面を前記凹部の内側面に形成し、前記第2
の位置規制面を前記凹部の底面部に形成した構成とす
る。
According to the ninth aspect of the present invention, in the invention according to the eighth aspect, the regulating portion is formed in a concave shape so that an end of the optical element can be loosely fitted. Forming a first position regulating surface on an inner side surface of the concave portion;
Is formed on the bottom surface of the recess.

【0020】本願の請求項10に記載の発明によれば、
請求項9に記載の発明において、前記第2の位置規制面
を、前記光学素子の前記端部を係止して、前記光軸方向
における移動を規制する凹溝とした。
According to the invention described in claim 10 of the present application,
In the ninth aspect of the present invention, the second position regulating surface is a concave groove that locks the end of the optical element and regulates movement in the optical axis direction.

【0021】本願の請求項11に記載の発明によれば、
請求項8に記載の発明において、前記規制部を、前記光
学素子の両端部側に設けられ、その一端部側と、他端部
側とで、前記光学素子の前記光軸方向における移動範囲
を異ならせた構成とした。
According to the invention described in claim 11 of the present application,
In the invention according to claim 8, the restricting portion is provided at both ends of the optical element, and the movement range of the optical element in the optical axis direction at one end and the other end thereof. The configuration was changed.

【0022】本願の請求項12に記載の発明によれば、
請求項8に記載の発明において、前記第1の位置規制面
を、前記光学素子の端部を挟んで、光軸方向前後2個所
に形成し、前記第2の位置規制面を、前記2個所の第1
の位置規制面の間に形成し、前記光学素子の端部の当接
する規制面を選択することにより、前記光学素子の傾斜
位置を3段階に制御し得るように構成した。
According to the invention described in claim 12 of the present application,
9. The invention according to claim 8, wherein the first position regulating surface is formed at two front and rear positions in the optical axis direction with the end of the optical element interposed therebetween, and the second position regulating surface is formed at the two positions. First
The tilt position of the optical element can be controlled in three stages by selecting a restricting surface formed between the position restricting surfaces and contacting the end of the optical element.

【0023】本願の請求項13に記載の発明によれば、
請求項12に記載の発明において、前記規制部は前記光
学素子の一端部側に形成し、他端部側には少なくとも前
記第1の位置規制面を前記他端部の前記光軸方向前後に
形成し、2段階に前記光学素子の傾斜位置を設定可能な
規制部を設け、これらの規制部によって、前記光学素子
の傾斜位置を6段階に制御し得るように構成した。
According to the invention described in claim 13 of the present application,
In the invention according to claim 12, the restricting portion is formed at one end of the optical element, and at least the first position restricting surface is formed at the other end of the optical element in front of and behind the other end in the optical axis direction. The optical element is formed so as to be capable of setting the tilt position of the optical element in two stages, and the tilt position of the optical element can be controlled in six stages by these restricting portions.

【0024】本願の請求項14に記載の発明によれば、
請求項11または13に記載の発明において、前記規制
部による前記光学素子の前記光軸方向における移動範囲
を、前記一端部側と、前記他端部側とで1:4の関係と
した。
According to the invention described in claim 14 of the present application,
In the invention according to claim 11 or 13, the range of movement of the optical element in the optical axis direction by the restricting portion has a relationship of 1: 4 between the one end side and the other end side.

【0025】本願の請求項15に記載の発明によれば、
請求項1または8に記載の発明において、前記光学素子
は、前記撮像手段への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、前記撮像面上における
入射光の入射位置をシフトするように構成した。
According to the invention described in claim 15 of the present application,
The invention according to claim 1 or 8, wherein the optical element is a parallel flat plate provided in an optical path incident on the image pickup means, and an inclination angle of the parallel flat plate with respect to an optical axis is controlled by the regulating unit. Thereby, the incident position of the incident light on the imaging surface is shifted.

【0026】本願の請求項16に記載の発明によれば、
請求項1または8に記載の発明において、前記位置規制
面と当接する前記光学素子の両端部には、それぞれ前記
位置規制面と線接触あるいは点接触する係合部を設けた
構成とした。
According to the invention described in claim 16 of the present application,
In the invention according to claim 1 or 8, the optical element in contact with the position regulating surface is provided with engaging portions that are in line contact or point contact with the position regulating surface, respectively.

【0027】本願の請求項17に記載の発明によれば、
請求項18に記載の発明において、前記係合部を前記位
置規制面に線接触する円筒部材とした。
According to the invention described in claim 17 of the present application,
In the invention according to claim 18, the engaging portion is a cylindrical member that is in line contact with the position regulating surface.

【0028】本願の請求項18に記載の発明において、
請求項1または8に記載の発明において、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。
[0028] In the invention according to claim 18 of the present application,
The invention according to claim 1 or 8, wherein the driving means is constituted by a plurality of electromagnets provided for each of the position regulating surfaces, and by controlling on / off of each of the electromagnets, the driving means is applied to the optical member. The tilt position of the optical member is changed by selecting the contact position regulating surface.

【0029】本願の請求項19に記載の発明によれば、
請求項8に記載の発明において、前記光学素子を、前記
撮像面への入射光の入射位置を、前記撮像面上において
垂直方向にシフトする垂直方向光学素子と、前記撮像面
への入射光の入射位置を、前記撮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で構成した。
According to the invention described in claim 19 of the present application,
In the invention according to claim 8, the optical element, a vertical optical element that shifts the incident position of the incident light on the imaging surface in the vertical direction on the imaging surface, and the incident light on the imaging surface. A horizontal direction optical element that shifts the incident position in the horizontal direction on the imaging surface was configured.

【0030】本願の請求項20に記載の発明によれば、
撮像面上における入射光の入射位置を前記撮像面内の水
平方向にシフトする水平シフト光学素子と、撮像面上に
おける入射光の入射位置を前記撮像面内の垂直方向にシ
フトする垂直シフト光学素子と、前記各光学素子の複数
の端部に当接して、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を備え、前記規制部は、
前記水平シフト光学素子を水平方向に6段階の傾斜位置
へと位置決めし、前記垂直シフト光学素子を垂直方向に
3段階の傾斜位置へと位置決めするように構成したこと
を特徴とする。
According to the invention described in claim 20 of the present application,
A horizontal shift optical element that shifts the incident position of incident light on the imaging surface in the horizontal direction within the imaging surface, and a vertical shift optical element that shifts the incident position of incident light on the imaging surface in the vertical direction within the imaging surface A plurality of restricting portions for controlling the tilt position of the optical element by contacting a plurality of ends of the optical elements and restricting the positions in the optical axis direction, and restricting the optical element. Driving means for driving to contact the portion, the regulating portion,
It is characterized in that the horizontal shift optical element is positioned at six inclined positions in the horizontal direction, and the vertical shift optical element is positioned at three inclined positions in the vertical direction.

【0031】本願の請求項21に記載の発明によれば、
請求項20に記載の発明において、前記規制部を、前記
光学素子の傾斜位置を変更することにより、前記撮像面
の画素ピッチに換算しての2/3画素ピッチ単位で、入
射光の前記撮像面への入力位置をシフトするように構成
した。
According to the invention described in claim 21 of the present application,
21. The imaging device according to claim 20, wherein the regulating unit changes the tilt position of the optical element to capture the incident light in units of 2/3 pixel pitch in terms of a pixel pitch of the imaging surface. The input position on the plane is shifted.

【0032】本願の請求項22に記載の発明によれば、
請求項21に記載の発明において、前記撮像面に、補色
市松形式のカラーフィルタを設けた。
According to the invention described in claim 22 of the present application,
In the invention according to claim 21, a color filter of a complementary color checkerboard format is provided on the imaging surface.

【0033】本願の請求項23に記載の発明によれば、
請求項22において、前記撮像面に結像された画像を光
電変換して映像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手
段より出力された映像信号を前記光学素子の水平方向6
段階、垂直方向3段階の傾斜位置の組み合わせによって
決定される18段階の画素ずらし位置でそれぞれ撮像さ
れ出力された映像信号を記憶するメモリと、該メモリに
記憶された個々の映像信号を合成して高画質画像信号を
出力する制御手段とを備えた光学装置を特徴とする。
According to the invention described in claim 23 of the present application,
23. The imaging device according to claim 22, wherein the imaging device photoelectrically converts the image formed on the imaging surface into a video signal, and converts the video signal output from the imaging device into a horizontal direction of the optical element.
A memory for storing video signals imaged and output at 18 pixel shift positions determined by a combination of three stages of tilt positions in the vertical direction, and individual video signals stored in the memory are combined. An optical device comprising: a control unit that outputs a high-quality image signal.

【0034】本願の請求項24に記載の発明によれば、
請求項23に記載の発明において、前記各光学素子が、
前記撮像手段への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、前記撮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した。
According to the invention described in claim 24 of the present application,
In the invention according to claim 23, each of the optical elements is:
A parallel plate provided in an optical path of light incident on the imaging unit, wherein an inclination angle of the parallel plate with respect to an optical axis is controlled by the regulating unit, so that an incident position of the incident light on the imaging surface is shifted. Configured.

【0035】本願の請求項25に記載の発明によれば、
請求項1または8に記載の発明において、前記規制部と
当接する前記各光学素子の両端部に、それぞれ前記規制
面と線接触あるいは点接触する係合部を設けた構成とし
た。
According to the invention described in claim 25 of the present application,
The invention according to claim 1 or 8, wherein each of the optical elements in contact with the regulating portion is provided with an engaging portion which is in line contact or point contact with the regulating surface.

【0036】本願の請求項26に記載の発明によれば、
請求項25に記載の発明において、前記係合部が前記規
制面に線接触する円筒部材とした。
According to the invention described in claim 26 of the present application,
In the invention according to claim 25, the engaging portion is a cylindrical member that is in line contact with the regulating surface.

【0037】本願の請求項27に記載の発明によれば、
請求項20において、前記規制部は複数の位置規制面を
備え、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。
According to the invention described in claim 27 of the present application,
In claim 20, the regulating unit includes a plurality of position regulating surfaces, and 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. The tilt position of the optical member is changed by selecting a regulating surface that comes into contact with the optical member.

【0038】本願の請求項28に記載の発明によれば、
撮像面上における入射光の入射位置をシフトする光学素
子と、前記光学素子に当接して、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
記光軸方向に対する傾斜位置を制御する規制部と、前記
光学素子を前記規制部に位置決めさせるべく駆動する駆
動手段とからなり、前記規制部は、それぞれ前記光学素
子に前記光軸方向より係合して位置決めする第1及び第
2の位置規制部と、前記第1及び第2の位置規制部の間
において前記光軸方向と略直交する方向より前記光学素
子に係合して位置決めする第3の位置規制部とからな
り、前記光学素子を前記光軸方向に対して少なくとも3
つの傾斜位置に位置規制し得るように構成した光学装置
を特徴とする。
According to the invention described in claim 28 of the present application,
An optical element that shifts the incident position of the incident light on the imaging surface, and an inclined position of the optical element with respect to the optical axis direction is controlled by contacting the optical element and regulating the position in the optical axis direction. And a driving unit for driving the optical element to position the optical element in the restricting section. The restricting section engages with the optical element in the optical axis direction to position the optical element. A position regulating portion, and a third position regulating portion that engages with and positions the optical element in a direction substantially orthogonal to the optical axis direction between the first and second position regulating portions, The optical element is at least 3 with respect to the optical axis direction.
The optical device is characterized in that it can be restricted to two inclined positions.

【0039】本願の請求項29に記載の発明によれば、
請求項28において、前記第3の位置規制部を、前記光
学素子の傾斜角を前記第1の位置規制部による傾斜位置
と前記第2の傾斜位置との間で傾斜角を等分し得るよう
に構成した。
According to the invention described in claim 29 of the present application,
30. The third position restricting section according to claim 28, wherein the inclination angle of the optical element can be equally divided between the inclination position by the first position restriction section and the second inclination position. Configured.

【0040】本願の請求項30に記載の発明によれば、
請求項28において、前記規制部が、前記光学素子の端
部を遊嵌した凹部であり、前記第1、第2の位置規制部
は、前記凹部の内側面に、前記第3の位置規制部は前記
凹部の底面に形成した構成とした。
According to the invention described in claim 30 of the present application,
29. The control device according to claim 28, wherein the restricting portion is a concave portion into which an end of the optical element is loosely fitted, and the first and second position restricting portions are formed on an inner surface of the concave portion by the third position restricting portion. Was formed on the bottom surface of the concave portion.

【0041】本願の請求項31に記載の発明によれば、
請求項26または28に記載の発明において、前記駆動
手段が、前記各位置規制部ごとに配された電磁石であ
り、前記光学素子側には、前記電磁石によって吸着可能
な磁性体の係合部としてのアーマチャが配された構成と
した。
According to the invention described in claim 31 of the present application,
29. The invention according to claim 26 or 28, wherein the driving means is an electromagnet arranged for each of the position restricting portions, and the optical element side is provided as an engaging portion of a magnetic body that can be attracted by the electromagnet. Armature is arranged.

【0042】本願の請求項32に記載の発明によれば、
請求項1〜29に記載の発明において、前記光学装置を
ユニット化して組み込んだ撮像装置を特徴とする。
According to the invention described in claim 32 of the present application,
The invention according to any one of claims 1 to 29, is characterized in that an image pickup apparatus is provided in which the optical device is unitized and incorporated.

【0043】[0043]

【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.

【0044】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「画素ずらし」の動作原理について
説明する。
First, a description will be given of the principle of operation of "pixel shifting" that enables a high-quality image to be picked up by shifting the incident position of the incident light on the image pickup surface of the image pickup element in pixel units.

【0045】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29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 utilizing the refraction of light from 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.

【0046】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。
4A and 4B, reference numeral 100 denotes a subject to be imaged, such as a document, reference numeral 102 denotes an image pickup lens group, and reference numeral 103 denotes a lens which is arranged so as 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.

【0047】図29(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. 29A, 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 image sensor 104, and is photoelectrically converted as effective data.

【0048】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 sections of the solid-state image pickup device 104. Become.

【0049】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, the shift amount in the refraction direction when the light exits from the optical element 103 is 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.

【0050】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.

【0051】図29(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. 29B shows that the optical element 103 is ω
= (Ω2-ω1).

【0052】図29(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. 29 (b), 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, and the incident light and the optical element 1
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.

【0053】ここで、図29(a)の状態から図29
(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.

【0054】ここで、図29(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29(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. 29 (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.

【0055】図29(a)の状態で取り込んだ撮像デー
タと図29(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 imaging data captured in the state of FIG. 29A and the imaging data captured in the state of FIG. 29B 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

【0056】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.

【0057】「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、本発明の実施の形態について
説明する。
The basic principle of "pixel shifting" itself is as described above. Next, an embodiment of the present invention will be described.

【0058】(発明の第1の実施の形態)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 of the Invention) The present invention shifts a light beam incident through a photographing lens between a photographing lens and an image pickup device (CCD) in a horizontal direction on an image pickup surface of the image pickup device. And a vertical shift mechanism including a parallel plate glass for shifting in a vertical direction.

【0059】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4U、4Dの光軸方向前後には、光学
素子を駆動する駆動手段としての電磁石5Ua,52U
b、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 glass as an optical element that shifts a light beam incident through the photographing lens unit 1 on the imaging surface of the imaging element 2 in the vertical direction (vertical direction), or transmission parallel flat glass formed of plastic. Armatures 4U, 4D of electromagnetic soft iron are provided at both ends thereof as engaging portions. Electromagnets 5Ua, 52U as driving means for driving an optical element are provided before and after the armatures 4U, 4D in the optical axis direction.
b, 5Da, and 5Db, respectively, and control the driving state of these electromagnets to control the tilting state of the parallel plate 3 and rotate in the direction of the arrow V to obtain the incident position of the light beam on the imaging surface. Can be shifted up and down in the vertical direction.

【0060】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.

【0061】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.

【0062】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。
The 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.

【0063】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
平板ガラスで、その両端部にはそれぞれ電磁軟鉄のアー
マチャ7L、7R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、8
Ra,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 plate glass which shifts a light beam incident through the photographing lens 1 in the horizontal direction on the image pickup surface, and armatures 7L and 7R of electromagnetic soft iron are arranged at both ends thereof. Electromagnets 8La, 8Lb, 8 are respectively provided before and after the armatures 7L, 7R in the optical axis direction.
Ra, 8Rb are arranged, the driving state of these electromagnets is controlled to control the inclined state of the parallel plate 6, and by rotating in the direction of arrow H, the incident position of the light beam on the imaging surface is adjusted in the horizontal direction. Can be shifted left and right.

【0064】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を光軸方向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 energization of the coils of these electromagnets, electromagnetic driving means for moving the armature 7L at the left end of the parallel plate 6 back and forth in the optical axis direction is configured.

【0065】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からなり、電磁石8Rcは、ヨーク85Rと
コイル86Rとからなる。これらの電磁石8La,8L
b、8Ra,8Rb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を光軸方向前
後に移動するとともに、電磁石8Rcによって、その平
行平板6の長手方向、すなわち前記前後方向に対して直
交する方向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, the electromagnet 8Rb includes a yoke 82R and a coil 84R, and the electromagnet 8Rc includes a yoke 85R and a coil 86R. These electromagnets 8La, 8L
b, 8Ra, and 8Rb, by controlling the energization of the coil, the armature 7R at the right end of the parallel plate 6 is moved back and forth in the optical axis direction, and the longitudinal direction of the parallel plate 6 by the electromagnet 8Rc, that is, the front-back direction. The electromagnetic driving means is configured to move in a direction orthogonal to.

【0066】これらの電磁石8La,8Lb、8Ra,
8Rb,8Rcのオン、オフ制御により、平行平板6の
左部を光軸方向前後の2位置に移動し、右部を光軸方向
前後の2位置および、前記前後方向に垂直な方向に移動
して前記2位置の中間の位置に位置決めし得るようにす
ることにより、その傾斜角を種々変更し、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。
These electromagnets 8La, 8Lb, 8Ra,
By the on / off control of 8Rb and 8Rc, the left part of the parallel plate 6 is moved to two positions before and after the optical axis direction, and the right part is moved to two positions before and after the optical axis direction and a direction perpendicular to the front and rear direction. In this way, the angle of inclination can be changed in various ways, and the incident position of the incident light passing through the parallel plate 6 and entering the imaging surface of the imaging device can be changed It can be shifted horizontally (left and right) with respect to the axial direction.

【0067】詳細は後述するが、本実施形態では、平行
平板6の右部を光軸方向2位置に、左部を光軸方向3位
置に位置決めすることにより、6個の傾斜角を得ること
ができ、撮像面の水平方向に6段階の画素ずらしを行う
ことができるものである。
As will be described in detail later, in the present embodiment, six inclination angles are obtained by positioning the right part of the parallel plate 6 at two positions in the optical axis direction and the left part at three positions in the optical axis direction. This makes it possible to perform six-stage pixel shifting in the horizontal direction of the imaging surface.

【0068】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, respectively, in the space between the photographing lens 1 and the image pickup device 2 so that the light flux passing through the photographing lens is obtained. 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.

【0069】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.

【0070】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 configuration of the parallel plate 3 for shifting pixels in the vertical direction.

【0071】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 arranged between the photographing lens 1 and the image sensor 2, in the case of a camera, for example, it is arranged in a lens unit or a camera body.

【0072】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, from the incident direction of light, 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.

【0073】また平行平板3は、その上下のアーマチャ
4U,4Dを、それぞれレンズユニットあるいはカメラ
本体の筐体側に形成されている。
The upper and lower armatures 4U and 4D of the parallel flat plate 3 are formed on the lens unit or on the housing side of the camera body, respectively.

【0074】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 flat plate 3 is in a state in which electromagnetic soft irons disposed at both ends thereof are loosely fitted into concave portions 91U and 91D formed in the housing, that is, in the front-rear direction and the vertical direction. Is held in a state having a predetermined clearance.

【0075】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 substantially the same length as the width of the parallel plate, and armatures 4U and 4D of the electromagnetic soft iron at both ends of the parallel plate 3.
Is formed in a cylindrical shape along the inner surfaces 92U, 93U, 92D, 93D of the concave portion so as to be in line contact with the regulating surface in the concave portion. Can be regulated. 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.

【0076】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(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 that 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. It functions as a surface (position regulation unit).

【0077】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
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, 9 in the direction of the optical axis, ie, the left and right sides as viewed in the drawing, in each of the concave portions.
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 plates are controlled so that the inclination amount or the position in the optical axis direction is different.

【0078】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).

【0079】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.

【0080】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 of each parallel plate or the position in the optical axis direction is regulated by armatures and recesses at both ends thereof, so that many tilt positions are obtained and their driving is performed. An electromagnet is used as the source, and the parallel plate has a configuration in which the armatures at both ends thereof are only loosely fitted in the concave portions. During operation, the position is regulated by the electromagnetic force of the electromagnet, and the electromagnet is not energized. In this state, no special configuration is required as the support means for the parallel plate. According to this support configuration, a gimbal mechanism having a rotation axis in the vertical and horizontal directions, as in the conventional system, can be omitted.

【0081】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 the parallel plates 3 and 6 are only 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.

【0082】以下、本実施形態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。
The details of the configuration of the pixel shifting system in this embodiment and the control of the parallel plate will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0083】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 views for explaining the tilt position control of the parallel 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.

【0084】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 subject on the image pickup surface of the image pickup device 2 downward. I have.

【0085】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.

【0086】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規制面93
D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 regulating surface 92U located forward in the optical axis direction, and below, the electromagnet 5Da is off, the electromagnet 5Db is on, and the armature 4D is A regulating surface 93 that is attracted to the 5Db yoke 52D and is located rearward in the optical axis direction.
D and is positioned.

【0087】本実施形態では、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 the present embodiment, in the state of FIG. 4, the parallel flat plate 3 is set so as to shift the pixel upward with respect to the optical axis, however, FIGS. 4, 5, 6, and 7 respectively. The tilt state is not an absolute one, and an image that should not normally be incident can be made incident according to the inclination angle of the parallel plate. 6, in the state of FIG. 7, there is no need to be particularly perpendicular to the optical axis.

【0088】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倍に設定されている。
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 regulating surface 93U in 1U and the clearance between the armature 4D and the width of the concave portion 91D, that is, the gap between the armature 4D and the regulating surface 92D in the concave portion 91D is represented by d2. d2 = d1, that is, the gap d2 is set to be one time the gap d1.

【0089】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 surface 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.

【0090】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の規
制面92Uを離れ、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 regulating surface 92U of the upper concave portion 91U and moves toward the regulating surface 93U. And is brought into contact with and positioned, and the state shown in FIG. 5 is obtained.

【0091】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内の規制
面93U、凹部91D内の規制面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 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.

【0092】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内の規制面93Uを離
れ、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 leaves the regulating surface 93U in the concave portion 91U and is attracted to the regulating surface 92U. Touch and be positioned.

【0093】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内の規制壁9
3Dを離れ、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。
By turning off the electromagnet 5Db and turning on the electromagnet 5Da of the lower concave portion 91D, the lower armature 4D of the parallel plate 3 is moved by the regulating wall 9 in the lower concave portion 91D.
After leaving 3D, it is attracted to and abuts on the regulating surface 92D to be positioned, and the state shown in FIG. 6 is obtained.

【0094】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内の規制
面92U、凹部91D内の規制面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の状態は画素ずらし
の効果としては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 regulating surface 92U in the concave portion 91U and the regulating surface 92D in the concave portion 91D. That is, from the state shown in FIG. 5, the position in the optical axis direction moves to the left as viewed in FIG. 5 with 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 imaging surface of the imaging element 2 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 either one of the states shown in FIGS. 5 and 6 may be selected as the effect of the pixel shift.

【0095】ここでは、図5の状態を選択して実施例の
説明を続ける。
Here, the state of FIG. 5 is selected and the description of the embodiment is continued.

【0096】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の規制面93Dを離れ、
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 leaves the regulating surface 93D of the lower concave portion 91D,
The armature 4U at the upper end is positioned on the regulating surface 93U of the concave portion 91U, and is brought into the state shown in FIG.

【0097】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 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.

【0098】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.

【0099】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 ω 1 and ω 4, (ω 2 −ω 1) = (ω 4 −ω 2) = (ω 4 −ω 3) = constant relationship is set, and the parallel relationship is established on the imaging surface. 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.

【0100】そして、本実施形態では、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 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 two-thirds of the pixel interval of the image sensor. d2 is 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.

【0101】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、アーマチャの規制面と接する部分を円筒
形状としているので、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 both ends of the parallel plate 3 have the recesses 91U,
The tilt angle is determined by loosely fitting the armature 91D in the 91D, and the armature is brought into contact with the regulating surface in the concave portion by excitation of the electromagnet. Since the portion in contact with the regulating surface has a cylindrical shape, even if the contact position of the cylindrical armature on the regulating surface 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 does not change.

【0102】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 recesses 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.

【0103】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 point closest to the regulation surface becomes a point (actually, a line)
It is centered at the position of the armature of the electromagnet, and there is virtually no displacement.

【0104】従って、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。
Therefore, the incident position of the incident light is set at a distance of two-thirds of the pixel interval on the imaging surface, that is, two-thirds, for each inclination angle.
By setting the inclination of the parallel plate so as to shift at the pixel pitch, it is possible to obtain substantially three times the number of pixels in the vertical direction of the actual image sensor.

【0105】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.

【0106】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、このような画素
ずらし機構を水平方向にも備えれば、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 description is directed to pixel shifting in the vertical direction on the imaging surface. If such a pixel shifting mechanism is provided in the horizontal direction, pixel shifting is performed in the horizontal direction, and the image sensor is mounted. The number of pixels can be substantially tripled, and a total of nine times the number of pixels can be obtained.

【0107】本発明における実施形態では、水平方向に
ついては別の機構を設定する。
In the embodiment of the present invention, another mechanism is set in the horizontal direction.

【0108】以下、図8乃至図13を用いて、本発明の
水平方向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 horizontal pixel shift system according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0109】図8〜図13は水平方向における画素すら
しを行う平行平板6の傾斜位置制御を説明するための上
面図である。特徴的な構成は、凹部91Rの形状と、凹
部91Lとの相対的な位置関係及び凹部の幅の設定にあ
る。
FIGS. 8 to 13 are top views for explaining the tilt position control of the parallel flat plate 6 for performing pixel shifting in the horizontal direction. A characteristic configuration lies in the shape of the concave portion 91R, the relative positional relationship with the concave portion 91L, and the setting of the width of the concave portion.

【0110】図8〜図13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、順次右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. 8 to 13 show the inclined positions of the parallel plates for sequentially shifting the incident position of the incident light corresponding to one point on the subject on the image pickup surface of the image pickup device 2 to the right. ing.

【0111】図8において、平行平板6の左端のアーマ
チャ7Lが遊嵌されている凹部91Lと右端のアーマチ
ャ7Rが遊嵌されている凹部91Rとは、まずその幅す
なわち光軸方向における長さ、及びその位置が異なって
いる。
In FIG. 8, the concave portion 91L in which the armature 7L on the left end of the parallel plate 6 is loosely fitted and the concave portion 91R in which the armature 7R on the right end is loosely fitted first have a width, that is, a length in the optical axis direction. And their positions are different.

【0112】図8では、左方では、電磁石8Laがオ
ン、電磁石8Lbがオフで、アーマチャ7Lが凹部91
L内において、電磁石8Laのヨーク81Lに吸着さ
れ、光軸方向前方となる規制面92Lに当接されて位置
決めされており、右方では、電磁石8Ra,8Rcがオ
フ、電磁石8Rbがオンで、アーマチャ7Rが電磁石8
Rbのヨーク82Rに吸着され、光軸方向後方となる規
制面93Rに当接されて位置決めされている。
In FIG. 8, on the left, the electromagnet 8La is on, the electromagnet 8Lb is off, and the armature 7L is
Within L, it is attracted to the yoke 81L of the electromagnet 8La and is positioned in contact with the regulating surface 92L located forward in the optical axis direction. On the right, the electromagnets 8Ra and 8Rc are off, the electromagnet 8Rb is on, and the armature is on. 7R is electromagnet 8
It is attracted to the yoke 82R of Rb, and is positioned in contact with the regulating surface 93R located rearward in the optical axis direction.

【0113】本実施形態では、この図8の状態で、平行
平板6が光軸に対して左方に画素ずらしを行うように設
定されているが、図8,図9,図10,図11,図1
2,図13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8,図9,図10,図11,図12,図
13の状態で、特に光軸に垂直である必要はない。
In the present embodiment, in the state of FIG. 8, the parallel plate 6 is set so as to shift the pixel to the left with respect to the optical axis. However, FIGS. 8, 9, 10, and 11 show. , FIG.
Each of the inclined states in FIG. 13 and FIG. 13 is not absolute, and an image that should not be originally incident can be incident according to the inclination angle of the parallel plate. , FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13, there is no need to be particularly perpendicular to the optical axis.

【0114】ここで、アーマチャ7Lと、凹部91Lの
幅とのクリアランスすなわちアーマチャ7Lと、凹部9
1L内の規制面93Lとの間隙をd3、同様にアーマチ
ャ7Rと、凹部91Rの幅とのクリアランスすなわちア
ーマチャ7Rと、凹部91R内の規制面92Rとの間隙
をd4とし、両者の間には、d4=4×d3、すなわち
間隙d4が間隙d3の4倍に設定されている。
Here, the clearance between the armature 7L and the width of the concave portion 91L, that is, the armature 7L and the concave portion 9L
The gap between the regulation surface 93L in 1L and the clearance between the armature 7R and the width of the recess 91R, that is, the armature 7R, and the gap between the regulation surface 92R in the recess 91R are similarly defined as d4. d4 = 4 × d3, that is, the gap d4 is set to be four times the gap d3.

【0115】またω5は、このとき撮像素子2の撮像面
と、平行平板6とのなす角を示している。尚、間隙d
3、d4の設定は高精度に行われる。
Further, ω5 indicates the angle between the imaging surface of the imaging element 2 and the parallel plate 6 at this time. The gap d
3 and d4 are set with high accuracy.

【0116】この図8の状態において、電磁石8Laを
オフにして、電磁石8Lbをオンにして励磁すれば、平
行平板6の左端のアーマチャ7Lが左方凹部91Lの規
制面92Lを離れ、規制面93L側へと吸着されて当接
し、位置決めがなされ、図9の状態となる。
In the state shown in FIG. 8, when the electromagnet 8La is turned off and the electromagnet 8Lb is turned on to excite, the armature 7L at the left end of the parallel plate 6 leaves the regulating surface 92L of the left concave portion 91L, and the regulating surface 93L. It is attracted to and abuts on the side, positioning is performed, and the state shown in FIG. 9 is obtained.

【0117】これによって、平行平板6は、その左右端
のアーマチャ7L,7Rをそれぞれ凹部91L内の規制
面93L、凹部91R内の規制面93Rによって、その
傾斜位置を規制される。すなわち図8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、右方にシフ
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ω6とする。
Thus, the inclined position of the armatures 7L and 7R at the left and right ends of the parallel plate 6 is regulated by the regulating surface 93L in the concave portion 91L and the regulating surface 93R in the concave portion 91R. That is, from the state of FIG. 8, the light receiving position of the incident light on the imaging surface of the imaging element 2 is shifted rightward on the imaging surface of the imaging device 2 by tilting one step to the right as viewed in FIG. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel flat plate is ω6.

【0118】この図9の状態で、左方の凹部91Lの電
磁石8Lbをオフ、電磁石8Laをオン、することによ
り、アーマチャ7Lは凹部91L内の規制面93Lを離
れ、規制面93Lへと吸着されて当接し、位置決めされ
る。
By turning off the electromagnet 8Lb and turning on the electromagnet 8La of the left concave portion 91L in the state of FIG. 9, the armature 7L leaves the regulating surface 93L in the concave portion 91L and is attracted to the regulating surface 93L. Abuts and is positioned.

【0119】また右方の凹部91Rの電磁石8Rbをオ
フ、電磁石8Rcをオン、することにより、平行平板6
の右方のアーマチャ7Rは凹部91R内の規制面93R
を離れ、規制面94Rへと吸着されて当接し、位置決め
がなされ、図10の状態となる。尚、電磁石8Rcのヨ
ーク81Rcの位置する規制面94Rは、アーマチャ7
Rが正確に位置決めされるよう、凹部あるいはV溝形状
に形成されている。
By turning off the electromagnet 8Rb and turning on the electromagnet 8Rc in the right recess 91R, the parallel plate 6
The right armature 7R has a regulating surface 93R in the recess 91R.
, And is attracted to and abuts on the regulating surface 94R to be positioned, and the state shown in FIG. 10 is obtained. The restricting surface 94R of the electromagnet 8Rc where the yoke 81Rc is located is connected to the armature 7R.
It is formed in a concave or V-groove shape so that R is accurately positioned.

【0120】これによって、平行平板6は、その左右端
のアーマチャ7L、7Rをそれぞれ凹部91L内の規制
面92L、凹部91R内の規制面94Rによって、その
傾斜位置を規制される。すなわち図9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、右方にシフ
トされた状態となる。尚、この状態において、撮像面と
平行平板とのなす角をω7とする。
As a result, the inclined position of the armatures 7L and 7R at the left and right ends of the parallel plate 6 is regulated by the regulating surface 92L in the recess 91L and the regulating surface 94R in the recess 91R. That is, from the state of FIG. 9, it is inclined rightward by one step as viewed in FIG. 9, and the light receiving position of the incident light on the imaging surface of the imaging element 2 is shifted to the right on the imaging surface. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel flat plate is ω7.

【0121】また規制面94Rは規制面92R,93R
から同距離にある架空底点(頂点・稜線)を有する斜面
で構成され、この斜面は頂点を通る線もしくは面に対し
て、線対称もしくは面対称に設定されているので、アー
マチャ7Rは規制面92R,93Rから同距離のクリア
ランスで静止される。
Further, the regulating surfaces 94R are the regulating surfaces 92R and 93R.
Is formed with a slope having an imaginary bottom point (vertex / ridge line) at the same distance from, and since this slope is set to be line-symmetric or plane-symmetric with respect to a line or a plane passing through the vertex, the armature 7R is provided with a regulating surface. The vehicle is stopped at the same distance from 92R and 93R.

【0122】図10の状態で、電磁石8Laをオフにし
て、電磁石8Lbをオンすると、平行平板6の左端のア
ーマチャ7Lが左方凹部91Lの規制面92Lを離れ、
規制面93L側へと吸着されて当接して位置決めがなさ
れ、また右端のアーマチャ7Rは、凹部91Rの規制面
94Rに光軸方向の位置決めがされたまま、図11の状
態となる。
In the state of FIG. 10, when the electromagnet 8La is turned off and the electromagnet 8Lb is turned on, the armature 7L at the left end of the parallel plate 6 leaves the regulating surface 92L of the left recess 91L,
The armature 7R at the right end is attracted to the regulating surface 93L side and positioned, and the right end armature 7R is in the state of FIG. 11 with the positioning in the optical axis direction on the regulating surface 94R of the concave portion 91R.

【0123】ここで、アーマチャ7Rは規制面94Rを
構成する2つの斜面に当接して位置決めがなされている
為、接触部が他の規制面に当接している場合の2倍の接
触点(実際は接触線)となっていることによる摩擦力の
増大が作動に支障をきたす場合には、一旦、電磁石8R
cをオフにして、再度電磁石8Rcをオンすることによ
り、作動を確実にすることができる。
Here, since the armature 7R is positioned by contacting two slopes constituting the regulating surface 94R, the contact point (actually, twice as large as when the contact portion is in contact with another regulating surface). If the increase in frictional force due to the contact line) hinders operation, the electromagnet 8R
By turning off c and turning on the electromagnet 8Rc again, the operation can be ensured.

【0124】これによって、平行平板6は、その左右端
のアーマチャ7L、7Rをそれぞれ凹部91L内の規制
面93L、凹部91R内の規制面94Rによって、その
傾斜位置を規制される。すなわち図10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、右方にシ
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ω8とする。
Thus, the inclined position of the armatures 7L and 7R at the left and right ends of the parallel plate 6 is regulated by the regulating surface 93L in the concave portion 91L and the regulating surface 94R in the concave portion 91R. That is, from the state of FIG. 10, the light receiving position of the incident light on the imaging surface of the imaging element 2 is shifted rightward on the imaging surface of the imaging device 2 by one step as viewed in FIG. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel plate is ω8.

【0125】図11の状態で、電磁石8Lbをオフにし
て、電磁石8Laをオンすると、平行平板6の左端のア
ーマチャ7Lが左方凹部91Lの規制面93Lを離れ、
規制面92L側へと吸着されて当接し、位置決めがなさ
れる。また右方の凹部91Rの電磁石8Rcをオフ、電
磁石8Raをオンすることにより、平行平板6の右方の
アーマチャ7Rは凹部91R内の規制面94Rを離れ、
規制面92Rへと吸着されて当接し、位置決めがなさ
れ、図12の状態となる。これによって、平行平板6
は、その左右端のアーマチャ7L、7Rをそれぞれ凹部
91L内の規制面92L、凹部91R内の規制面92R
によって、その傾斜位置を規制される。すなわち図11
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、右方にシフトされる。尚、この状態において、撮
像面と平行平板とのなす角をω9とする。
When the electromagnet 8Lb is turned off and the electromagnet 8La is turned on in the state of FIG. 11, the armature 7L at the left end of the parallel plate 6 leaves the regulating surface 93L of the left recess 91L,
It is attracted to and abuts on the regulating surface 92L side to perform positioning. Further, by turning off the electromagnet 8Rc and turning on the electromagnet 8Ra of the right recess 91R, the right armature 7R of the parallel plate 6 leaves the regulating surface 94R in the recess 91R,
It is attracted to and abuts on the regulating surface 92R to be positioned, and the state shown in FIG. 12 is obtained. Thereby, the parallel plate 6
The armatures 7L and 7R at the left and right ends are respectively restricted to a regulating surface 92L in the concave portion 91L and a regulating surface 92R in the concave portion 91R.
The tilt position is regulated by the control. That is, FIG.
From the state shown in FIG.
The light receiving position of the incident light on the imaging surface is shifted rightward on the imaging surface. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel flat plate is ω9.

【0126】図12の状態で、電磁石8Laをオフにし
て、電磁石8Lbをオンすると、平行平板6の左端のア
ーマチャ7Lが左方凹部91Lの規制面92Lを離れ、
規制面93L側へと吸着されて当接して位置決めがなさ
れ、また右端のアーマチャ7Rは、凹部91Rの規制面
92Rに位置決めされたまま、図13の状態となる。
In the state of FIG. 12, when the electromagnet 8La is turned off and the electromagnet 8Lb is turned on, the armature 7L at the left end of the parallel plate 6 leaves the regulating surface 92L of the left recess 91L,
The armature 7R at the right end is attracted to the regulating surface 93L and is positioned by being brought into contact with the regulating surface 93R, and the state shown in FIG. 13 remains as it is positioned on the regulating surface 92R of the concave portion 91R.

【0127】これによって、平行平板6は、その左右端
のアーマチャ7L、7Rをそれぞれ凹部91L内の規制
面93L、凹部91R内の規制面92Rによって、その
傾斜位置を規制される。すなわち図12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、右方にシ
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ω10とする。
Thus, the inclined position of the armatures 7L and 7R at the left and right ends of the parallel plate 6 is regulated by the regulating surface 93L in the concave portion 91L and the regulating surface 92R in the concave portion 91R. That is, from the state shown in FIG. 12, the light receiving position of the incident light on the imaging surface of the imaging element 2 is shifted rightward on the imaging surface of the imaging device 2 by one step as viewed in FIG. In this state, the angle between the imaging surface and the parallel plate is ω10.

【0128】以上、図8〜図13に示されているよう
に、平行平板6の傾きをω5〜ω10へと順次変化させ
ることにより、6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
水平方向に6個所にシフトすることができる。
As shown in FIGS. 8 to 13, by changing the inclination of the parallel plate 6 from ω5 to ω10 sequentially, it is possible to control the inclination angle in six steps.
Thereby, the incident light from the subject can be shifted to six positions in the horizontal direction with respect to the imaging surface.

【0129】尚、ω5〜ω10の間は、 (ω6−ω5)=(ω7−ω6)=(ω8−ω7)=
(ω9−ω8)=(ω10−ω9)=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6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 ω5 and ω10, (ω6-ω5) = (ω7−ω6) = (ω8−ω7) =
(Ω9−ω8) = (ω10−ω9) = The relationship is set so that the following relationship is maintained. On the imaging surface, the incident position of the incident light that changes due to the inclination of the parallel plate 6 changes on the imaging surface. This indicates that the images are shifted at equal intervals.

【0130】そして、本実施形態では、その1段階のシ
フト量が、撮像素子の、画素間隔の3分の1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,d
4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 d3 between the image pickup device and the armature in each of the concave portions 91L and 91R is set such that the shift amount in one step is one third of the pixel interval of the image sensor. , D4 are set. d3, d
Reference numeral 4 determines the tilt angle of the parallel plate, and is changed according to the pixel interval of the image sensor or the shift amount.

【0131】また上述の説明から明らかであるが、平行
平板6は、その両端部のアーマチャが、各凹部91L,
91R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、アーマチャの規制面と接する部分を円筒
形状としているので、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
(図10,図11の状態では長手方向の位置が定位置に
なる)、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 both ends of the parallel plate 6 have the concave portions 91L and 91L.
The tilt angle is determined by loosely fitting in the 91R and by supporting the armature against the regulating surface in the recess by excitation of the electromagnet. Since the portion in contact with the regulating surface is cylindrical, even if the contacting position of the cylindrical armature is shifted in the longitudinal direction of the parallel plate on the regulating surface (the longitudinal position is fixed in the state of FIGS. 10 and 11). Position), the incident angle of the incident light on the imaging surface of the imaging device does not change because the inclination angle of the parallel plate does not change.

【0132】また、各凹部91L,91Rの光軸方向の
中心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。
If the center positions of the concave portions 91L and 91R 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. Thus, accurate pixel shift can always be performed.

【0133】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 point closest to the regulation surface becomes a point (actually, a line)
It is centered at the position of the armature of the electromagnet, and there is virtually no displacement.

【0134】従って、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1の距離すなわち3分の1
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、実際の撮像素子の水平方向の画素数の
実質的に、最大で6倍の画素数を得ることができる。
Therefore, for each inclination angle, the incident position of the incident light is set to a distance of one third of the pixel interval on the imaging surface, that is, one third.
By setting the inclination of the parallel plate so as to shift at the pixel pitch, it is possible to obtain substantially six times the number of pixels of the actual image sensor in the horizontal direction at the maximum.

【0135】そして、平行平板6の各傾斜位置ごとに、
撮像素子にて撮像された、最大6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、6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 6,
Up to six images captured by the image sensor are sequentially stored in the memory, and when reading out from the memory, the reading order of each pixel of the six images is controlled to synthesize one high-quality image. You can do it.

【0136】尚、上述の図4〜図7、図8〜図13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。
In each of FIGS. 4 to 7 and FIGS. 8 to 13, the inclination angle of the parallel plate is changed so as to increase gradually, 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.

【0137】すなわち図4〜図7、図8〜図13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6画面の合計18画面を撮像すれば、その順序は任意
でよい。
That is, the order of FIGS. 4 to 7 and FIGS. 8 to 13 does not need to be as shown in the figures, but may be any order. If a total of 18 screens of 6 screens are imaged, the order may be arbitrary.

【0138】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、いうまでもない。
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 mechanisms may be arbitrary. However, it is needless to say that all the parallel plates must be kept stationary while the image is being taken at each pixel shift position (during charge accumulation).

【0139】図14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13に示
す水平画素ずらしの為の平行平板6の6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. 14 shows three states of the parallel plate 3 for shifting the vertical pixels shown in FIGS. 4 to 7 and six 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.

【0140】図14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. 14, how to shift the luminous flux to take in data will be described.

【0141】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。また各画素の位置は、L1〜L12で
垂直方向における画素位置を、H1〜H12で水平方向
における画素位置をそれぞれ表すものとする。
In the same figure, 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 CCD is extracted. Between pixels (dead zone)
Is divided into two, and the pixel pitch is divided into three so as to divide the pixel pitch into three. The positions of the pixels are represented by L1 to L12, which represent the pixel positions in the vertical direction, and H1 to H12, which represent the pixel positions in the horizontal direction.

【0142】またフィールド1,フィールド2は、それ
ぞれ第1フィールド、第2フィールドを示すものとす
る。
Field 1 and field 2 indicate the first field and the second field, respectively.

【0143】図14(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
3に示す水平画素ずらしの為の平行平板6の3分の2画
素ピッチずらし位置のみを使用した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,L7)、(H
5,L9)、(H7,L5)、(H7,L7)、(H
7,L9)、(H9,L5)、(H9,L7)、(H
9,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。この結果、図14(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。
FIG. 14A 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 three states using only two-third pixel pitch shift positions of the parallel plate 6 for horizontal pixel shift shown in FIG. 3, a light flux that can be captured by the light receiving unit indicated by the symbol A is represented by coordinates (H5, L5), (H5, L7), (H
5, L9), (H7, L5), (H7, L7), (H
7, L9), (H9, L5), (H9, L7), (H
9, L9), the light beams incident on each of the nine positions are guided to the light receiving portion A one by one (pixel shift), and the data (accumulated in the light receiving portion) is read out when the light receiving portion A reads the field. Read out). The same applies to the field reading of all the other light receiving units. As a result, as shown in FIG. 14B, it becomes possible to capture the data of the luminous flux that has entered the dead zone around each light receiving unit due to the pixel shift and could not be captured.

【0144】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 the pixels on the imaging surface and the image information incident on the other pixels. As a result, the number of pixels of the imaging device is increased. The effect can be obtained.

【0145】そして、〔平行平板3の各傾斜位置3箇
所〕×〔平行平板6の各傾斜位置3箇所〕の9ポイント
ごとに、撮像素子にて撮像された9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、9枚の画像の各
画素の読み出し順序と位相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。
Nine images picked up by the image sensor are sequentially stored in the memory at nine points of [three inclined positions of the parallel plate 3] × [three inclined positions of the parallel plate 6]. Then, when reading out from the memory, by controlling the reading order and phase of each pixel of the nine images, it is possible to synthesize one high quality image.

【0146】さらに、水平方向に1画素(もしくは1/
3画素)ピッチ分の水平方向全体シフトの機能を有する
平行平板6によって、例えば、単板式インタトランスフ
ァ型CCDに補色市松形式の色フィルターを構成したカ
ラー撮像素子を用いる場合に有効な手段を構成すること
が可能になる。
Further, one pixel (or 1 /
The parallel plate 6 having the function of shifting the entire horizontal direction by three pixels) pitch constitutes an effective means when, for example, using a color image pickup device in which a complementary color checkerboard type color filter is used for a single-plate type inter-transfer CCD. It becomes possible.

【0147】例えば、Cy(シアン)、Ye(イエロ
ー)、G(グリーン)、Mg(マゼンダ)のフィルター
を備えた補色市松配列等のカラー撮像素子を使用する場
合、画素ずらしの際に、その配列順序を一定に保つよう
に調整することができるようになる。
For example, when a color image pickup device such as a complementary color checker array having filters of Cy (cyan), Ye (yellow), G (green), and Mg (magenta) is used, when the pixels are shifted, the arrangement thereof is changed. Adjustments can be made to keep the order constant.

【0148】図15〜図24は、図4,図5,図7に示
す、垂直画素ずらしを行う為の平行平板3の3つの状態
と、図8〜図13に示す水平画素ずらしを行う為の平行
平板6の6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。
FIGS. 15 to 24 show three states of the parallel plate 3 for performing vertical pixel shift shown in FIGS. 4, 5, and 7, and horizontal pixel shifts shown in FIGS. 8 to 13. FIG. 9 is a schematic diagram showing a spatial position in a case where pixel shifting is performed by combining the six states of the parallel flat plate 6.

【0149】図15〜図23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。
How to shift the luminous flux to take in data will be described with reference to FIGS.

【0150】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, 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. Between pixels (dead zone)
Is divided into two, and the pixel pitch is divided into three so as to divide the pixel pitch into three.

【0151】例えば、Cy(シアン)、Ye(イエロ
ー)、G(グリーン)、Mg(マゼンダ)のフィルター
を備えた補色市松配列等のカラー撮像素子を使用する場
合、斜めハッチングをCy、クロスハッチングをYe、
四角形ハッチングをG、六角形ハッチングをMgのフィ
ルターを備えた受光部とする。
For example, when using a color image pickup device such as a complementary color checker array having filters of Cy (cyan), Ye (yellow), G (green), and Mg (magenta), oblique hatching is Cy and cross hatching is effective. Ye,
The square hatching is G and the hexagon hatching is a light receiving unit provided with a filter of Mg.

【0152】インタライントランスファ型CCDを使用
して、電荷の蓄積モードが動解像度に有利なフィールド
読み出しを用いるものとする。フィールド読み出しは、
水平画素列を1列おきにフィールド1、フィールド2と
しフィールド1の走査を全画面行い、フィールド2の走
査を全画面行い、この走査を交互に行って、近接するフ
ィールド1とフィールド2を1フレーム(1画面)とし
て読み出すこととする。
It is assumed that an interline transfer type CCD is used, and the electric charge accumulation mode uses field reading which is advantageous for dynamic resolution. Field reading is
The field 1 and the field 2 are set every other horizontal pixel row, and the scanning of the field 1 is performed on the entire screen, the scanning of the field 2 is performed on the entire screen, and the scanning is performed alternately to make the adjacent field 1 and field 2 one frame. (1 screen) is read out.

【0153】図15〜図23は、図4,図5,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13に示す水平画素ずらしの為の平行平板6の6
つの状態との組み合わせを順次変えながら(平行平板を
駆動しながら)、データを取り込む様子を現している。
FIGS. 15 to 23 show three states of the parallel plate 3 for shifting the vertical pixels shown in FIGS. 4, 5 and 7, and the parallel plates 3 for shifting the horizontal pixels shown in FIGS. 6 of 6
This shows a state in which data is taken in while sequentially changing the combination of the two states (while driving the parallel plate).

【0154】図15は、フレーム(画面)1のデータの
取り込みを現わし、図10と図5の状態で、フィールド
1を走査し、図10と図4の状態で、フィールド2を走
査した時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 15 shows capture of data of frame (screen) 1 when field 1 is scanned in the states of FIGS. 10 and 5 and field 2 is scanned in the states of FIGS. 10 and 4. Of the image data.

【0155】フィールド1を走査する時、L1列とL7
列の丸形と三角形で表現された箇所のデータがL1列と
L7列の受光部のフィルターを通して読み込まれる。す
なわち丸形の位置のデータはCy(斜めハッチング)の
色のデータとして、三角形の位置のデータはYe(クロ
スハッチング)の色のデータとしてそれぞれ取り出され
る。
When scanning field 1, the L1 column and L7
The data at the locations represented by the round and triangular columns are read through the filters of the light receiving units in the L1 and L7 columns. That is, the data at the circular position is extracted as Cy (diagonal hatching) color data, and the data at the triangular position is extracted as Ye (cross hatching) color data.

【0156】フィールド2を走査する時、L6列とL1
2列の四角形と六角形で表現された箇所のデータが矢印
の方向に画素ずらしされ、矢印の先の受光部によって読
み込みが行われる。すなわち四角形の位置のデータはG
(四角形ハッチング)の色のデータ、六角形の位置のデ
ータはMg(六角形ハッチング)の色のデータとして取
り出される。
When scanning field 2, the L6 column and L1
The data at the locations represented by the two columns of squares and hexagons are shifted by pixels in the direction of the arrow, and reading is performed by the light receiving unit at the tip of the arrow. That is, the data at the position of the square is G
The (rectangular hatching) color data and the hexagonal position data are extracted as Mg (hexagonal hatching) color data.

【0157】図16は、フレーム(画面)2のデータの
取り込みを現わし、図10と図7の状態で、フィールド
1を走査し、図13と図5の状態で、フィールド2を走
査した時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 16 shows the capture of data of frame (screen) 2 when field 1 is scanned in the states of FIGS. 10 and 7 and field 2 is scanned in the states of FIGS. 13 and 5. Of the image data.

【0158】フィールド1を走査する時、L5列とL1
1列の丸形と三角形で表現された箇所のデータが矢印の
方向に画素ずらしされ、矢印の先の受光部によってデー
タの取り込みが行われる。すなわち丸形の位置のデータ
はCyの色のデータとして、三角形の位置のデータはY
eのデータとして取り出される。
When scanning field 1, the L5 column and L1
The data at the locations represented by the one row of circles and triangles is shifted by a pixel in the direction of the arrow, and the light receiving section at the end of the arrow captures the data. That is, the data at the position of the circle is Cy color data, and the data at the position of the triangle is Y
It is extracted as data of e.

【0159】フィールド2を走査する時、L4列とL1
0列の四角形と六角形で表現された箇所のデータが矢印
の方向に画素ずらしされ、矢印の先の受光部によってデ
ータの読み込みが行われる。すなわち四角形の位置のデ
ータはMg(六角形ハッチング)の色のデータとして、
六角形の位置のデータはG(四角形ハッチング)の色の
データとして取り出される。
When scanning the field 2, the L4 column and L1
The data at the locations represented by the squares and hexagons in column 0 are shifted by pixels in the direction of the arrow, and the data is read by the light receiving unit at the end of the arrow. That is, the data of the position of the square is the data of the color of Mg (hexagonal hatching),
The hexagonal position data is extracted as G (rectangular hatching) color data.

【0160】図17は、フレーム(画面)3のデータの
取り込みを現わし、図10と図4の状態で、フィールド
1を走査し、図10と図7の状態で、フィールド2を走
査した時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 17 shows capture of data of frame (screen) 3 when field 1 is scanned in the states of FIGS. 10 and 4 and field 2 is scanned in the states of FIGS. Of the image data.

【0161】フィールド1を走査する時、L3列とL9
列の丸形と三角形で表現された箇所のデータが矢印の方
向に画素ずらしされ、矢印の先の受光部によってデータ
の取り込みが行われる。すなわち丸形の位置のデータは
Cyの色のデータとして、三角形の位置のデータはYe
のデータとして取り出される。
When scanning field 1, the L3 column and L9
The data at the locations represented by the round and triangle columns are shifted by pixels in the direction of the arrow, and the data is taken in by the light receiving unit at the end of the arrow. That is, the data at the circular position is Cy color data, and the data at the triangular position is Ye.
Extracted as data.

【0162】フィールド2を走査する時、L2列とL8
列の四角形と六角形で表現された箇所のデータが矢印の
方向に画素ずらしされ、矢印の先の受光部によってデー
タの読み込みが行われる。すなわち四角形の位置のデー
タはGの色のデータとして、六角形の位置のデータはM
gの色のデータとして取り出される。
When scanning field 2, the L2 column and L8
The data at the locations represented by the squares and hexagons in the column are shifted by pixels in the direction of the arrow, and the data is read by the light receiving unit at the tip of the arrow. That is, the data at the rectangular position is data of the color G, and the data at the hexagonal position is M
Extracted as g color data.

【0163】以下、同様にして、図18は、フレーム
(画面)4のデータの取り込みを現わし、図8と図5の
状態で、フィールド1を走査し、図8と図4の状態で、
フィールド2を走査した時の画像データの取り込みを現
わしている。
Similarly, FIG. 18 shows the capture of the data of frame (screen) 4 and scans field 1 in the state of FIGS. 8 and 5, and in the state of FIG. 8 and FIG.
This indicates that image data is captured when field 2 is scanned.

【0164】図19は、フレーム(画面)5のデータの
取り込みを現わし、図8と図7の状態で、フィールド1
を走査し、図11と図5の状態で、フィールド2を走査
した時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 19 shows the capture of the data of frame (screen) 5, and in the state of FIG. 8 and FIG.
, And captures image data when scanning field 2 in the state of FIGS. 11 and 5.

【0165】図20は、フレーム(画面)6のデータの
取り込みを現わし、図8と図4の状態で、フィールド1
を走査し、図8と図7の状態で、フィールド2を走査し
た時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 20 shows the capture of the data of the frame (screen) 6, and in the state of FIG. 8 and FIG.
, And captures image data when field 2 is scanned in the states of FIGS. 8 and 7.

【0166】図21は、フレーム(画面)7のデータの
取り込みを現わし、図12と図5の状態で、フィールド
1を走査し、図12と図4の状態で、フィールド2を走
査した時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 21 shows the capture of the data of the frame (screen) 7, in which the field 1 is scanned in the states of FIGS. 12 and 5, and the field 2 is scanned in the states of FIGS. Of the image data.

【0167】図22は、フレーム(画面)8のデータの
取り込みを現わし、図12と図7の状態で、フィールド
1を走査し、図9と図5の状態で、フィールド2を走査
した時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 22 shows the capture of the data of the frame (screen) 8, in which the field 1 is scanned in the states of FIGS. 12 and 7, and the field 2 is scanned in the states of FIGS. 9 and 5. Of the image data.

【0168】図23は、フレーム(画面)9のデータの
取り込みを現わし、図12と図4の状態で、フィールド
1を走査し、図12と図7の状態で、フィールド2を走
査した時の画像データの取り込みを現わしている。
FIG. 23 shows the capture of the data of the frame (screen) 9 when the field 1 is scanned in the states of FIGS. 12 and 4 and the field 2 is scanned in the states of FIGS. Of the image data.

【0169】尚、以上9フレーム(18フィールド)、
18回の画素ずらし動作の流れを順序よくまとめて示し
たのが、図25である。同図において、一番下から、走
査して画素情報を取込んでいるフィールド、フィールド
の順序、フレームNo.を示し、その上に垂直方向平行
平板3を制御する電磁石5Ua,5Da,5Ub,5D
bの励磁状態を示す。またその中ほどには、その状態を
図示する図面の図番が示されている。
The above 9 frames (18 fields)
FIG. 25 shows the flow of the 18 pixel shifting operations in order. In the figure, from the bottom, the fields for which the pixel information is scanned to take in the pixel information, the order of the fields, the frame numbers. And electromagnets 5Ua, 5Da, 5Ub, 5D for controlling the vertical parallel plate 3 thereon
The excitation state of b is shown. In the middle of the figure, the figure number of the drawing illustrating the state is shown.

【0170】さらにその上方には、垂直方向平行平板3
による画素ずらし量及び画素ずらし座標が、図5の状態
を0として、+/−で表されている。
Further above, a vertical parallel plate 3
The pixel shift amount and the pixel shift coordinate are represented by +/- with the state of FIG.

【0171】またその上方には、水平方向平行平板6を
制御する電磁石8Ra,8La,8Rb,8Lb,8R
cの励磁状態及びその駆動による画素ずらし方向及び画
素ずらし量が、同様に示されている。
Above them, electromagnets 8Ra, 8La, 8Rb, 8Lb, 8R for controlling the horizontal parallel plate 6 are provided.
Similarly, the excitation state of c, the pixel shift direction and the pixel shift amount by the driving thereof are also shown.

【0172】この結果、図24に示す様に、画素ずらし
によって各受光部の周囲の本来なら画素間の不感帯に入
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. 24, it becomes possible to take in the data of the luminous flux that could not be taken in by entering the dead zone between the pixels by the pixel shift.

【0173】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 a dead zone between pixels on the imaging surface and image information incident on other pixels. As a result, the number of pixels of the imaging device is increased. The effect can be obtained.

【0174】さらに、カラーフィルター配列の周期をC
CDのフィルター配列の色周期と同一に保ちながら画素
が増加したのと同一の効果が得られ、カラー画像におい
ても3倍の解像力の効果を得ることができる。
Further, the cycle of the color filter array is C
The same effect as the increase in the number of pixels can be obtained while maintaining the same color cycle as that of the filter arrangement of the CD, and the effect of three times the resolution can be obtained even in a color image.

【0175】さらにまた、前記の順序で(フレーム1〜
9の順序で)メモリに記憶させ順序の入れ替えなしに同
じ順序で再生できるので、画像データの演算処理が簡単
になり処理スピードも飛躍的に向上する。
Further, in the order described above (frames 1 to
Since the data can be stored in the memory (in the order of 9) and reproduced in the same order without changing the order, the arithmetic processing of the image data is simplified and the processing speed is dramatically improved.

【0176】この結果、図24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. 24, it becomes possible to capture the data of the luminous flux that has entered the dead zone around each light receiving section due to the pixel shift and could not be captured.

【0177】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 a dead zone between each pixel on the image pickup surface and image information incident on another pixel. As a result, the same as the case where the number of pixels of the image pickup device is increased is obtained. The effect can be obtained.

【0178】さらに、カラーフィルター配列の周期をC
CDのフィルター配列の色周期と同一に保ちながら画素
が増加したのと同一の効果が得られ、カラー画像におい
ても3倍の解像力の効果を得ることができる。
Further, the period of the color filter array is C
The same effect as the increase in the number of pixels can be obtained while maintaining the same color cycle as that of the filter arrangement of the CD, and the effect of three times the resolution can be obtained even in a color image.

【0179】さらにまた、前記の順序で(フレーム1〜
9の順序で)メモリに記憶させ順序の入れ替えなしに同
じ順序で再生できるので、画像データの演算処理が簡単
になり処理スピードも飛躍的に向上する。
Furthermore, in the order described above (frames 1 to
Since the data can be stored in the memory (in the order of 9) and reproduced in the same order without changing the order, the arithmetic processing of the image data is simplified and the processing speed is dramatically improved.

【0180】尚、さらに注目すべきは、上記の画素ずら
し処理によると、図24に示すように、画素データ配列
が、通常用いられているカラーフィルタの所謂補色市松
配列になっていることである。
It should be further noted that, according to the above-described pixel shifting process, as shown in FIG. 24, the pixel data array is a so-called complementary color checker array of a normally used color filter. .

【0181】これは、上記の画素ずらしを行った画像デ
ータを、特別なプロセスを用いなくても通常の例えばN
TSCのカメラプロセスで兼用できるということを意味
するものであり、通常のテレビジョン撮像系との共用が
可能となり、たとえば動画撮影と、画素ずらしによる高
画質静止画撮影とを両方兼ね備えたシステムを実現でき
る。
This is because the image data having undergone the above-described pixel shift can be converted into a normal image data without using a special process.
This means that it can be shared with the TSC camera process, and it can be shared with a normal television imaging system. For example, a system that combines both moving image shooting and high-quality still image shooting by shifting pixels is realized. it can.

【0182】したがって、システムの効率化、データ処
理の高速化、他のシステムとの互換性等の面で大きなメ
リットがある。
Therefore, there are significant advantages in terms of system efficiency, speeding up data processing, compatibility with other systems, and the like.

【0183】さらに、平行平板6のような画素ずらし機
構を垂直方向の平行平板3に備えることも当然可能であ
り、〔平行平板3の各傾斜位置6箇所〕×〔平行平板6
の各傾斜位置6箇所〕の36ポイントごとに、撮像素子
にて撮像された36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、36枚の画像の各画素の読み出
し順序と位相を制御することにより、1枚の高画質画像
に合成することもできるわけである。
Further, it is of course possible to provide a pixel shifting mechanism such as the parallel plate 6 on the parallel plate 3 in the vertical direction. [Each inclined position of the parallel plate 3 at six positions] × [parallel plate 6
The six images captured by the image sensor are sequentially stored in the memory for each of the 36 points of each of the six inclined positions], and when reading out from the memory, the reading order and phase of each pixel of the 36 images are determined. By controlling, it is also possible to synthesize a single high-quality image.

【0184】すなわち、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。
That is, it is possible to receive a dead zone between pixels on the image pickup surface and image information incident on other pixels. As a result, the same effect as increasing the number of pixels of the image pickup device can be obtained. Can be obtained.

【0185】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. .

【0186】図26は、本発明の実施形態である画素ず
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. 26 is an exploded perspective view of a pixel shift unit in which a pixel shift mechanism according to an embodiment of the present invention is incorporated into a unit.

【0187】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 respectively divided into front and rear directions in the optical axis direction. Is formed.

【0188】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
規制面93U,93D,93L,93R,94Rの半分
側が形成されている。
Around the opening 9a of the rear housing 9,
The 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 arranged. , 91D, 91L, and 91R, respectively, are formed on half of the regulating surfaces 93U, 93D, 93L, 93R, and 94R.

【0189】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.

【0190】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
それぞれ規制面92U,92D,92L,92R,94
Rの残り半分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, electromagnets 5Ua, 5Da, 8La, and 8Ra are arranged to face electromagnets 5Ub, 5Db, 8Lb, and 8Rb, and regulating surfaces 92U, 92D, and 92L of recesses 91U, 91D, 91L, and 91R, respectively. , 92R, 94
The other half of R is formed.

【0191】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及び電磁石8Rc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13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, the vertical and horizontal parallel plates 3, 6 and the electromagnet 8Rc and the electromagnet for controlling the positions of these parallel plates are controlled. Can be supported as shown in FIGS.

【0192】図27は、さらにこの画素ずらしユニット
をカメラに組み込んだ場合を示す側断面図である。
FIG. 27 is a side sectional view showing a case where the pixel shift unit is further incorporated in a camera.

【0193】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26に示す
画素ずらしユニットが配されている。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LP
F(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は撮像面も封止ガラスである。
In the figure, reference numeral 200 denotes a lens barrel, in which a photographic lens optical system 1 is disposed. The pixel shift unit shown in FIG. 26 is provided on the mount portion of the lens barrel 200. The pixel shift unit includes a front housing 9 ′ and a rear housing 9, and as is apparent from the figure, an LP that limits the spatial frequency of incident light.
An F (optical low-pass filter) 202, a horizontal parallel flat plate 6, a vertical parallel flat plate 3, and an LPF (optical low-pass filter) 203 are sequentially arranged, and an image sensor 2 is arranged at the rear thereof. Reference numeral 2a denotes an effective imaging surface (imaging range) of the imaging device 2, and 2b denotes an imaging surface of the sealing glass.

【0194】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.

【0195】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、LPF202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 limit the spatial frequency band of the incident light by a combination of the two, thereby removing moiré and the like due to folding. The LPF 202 is made rotatable. By rotating the wavelength of the incident light, LPF
The effect of can be canceled.

【0196】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。この内容については、特開平7
−245762号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 contents are described in
Since it is described in detail in US Pat. No. 245,762, its description is omitted here.

【0197】次に、上記の画素ずらし機構を駆動する回
路について、図28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.

【0198】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.

【0199】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).

【0200】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, it is supplied to the display control circuit 304, converted into a signal format that can be displayed on a monitor, and then displayed on a monitor display 305.

【0201】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 to a personal computer or the like as it is.

【0202】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 composed of a microcomputer.

【0203】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 shift unit,
Pixel shift is performed by sequentially controlling the parallel plates in the vertical and horizontal directions.

【0204】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 in 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.

【0205】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.

【0206】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.

【0207】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 image sensor having a much larger number of pixels than the actual number of pixels of the image sensor.

【0208】上述のように、本発明の各実施の形態にお
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 shifting system in each embodiment of the present invention, the driving source in the pixel shifting system is changed from a motor to electromagnetic driving means such as an electromagnet, and the position control means is changed to a complicated cam or the like. From the mechanism, it is necessary to secure the dimensional accuracy by controlling the tilt position of the optical element for pixel shift such as a parallel plate by making the abutment space and varying the size of the abutment space for position control. A mechanism that can simplify and speed up the control method by minimizing the number of members that need to be reduced and eliminating a specific support shaft for controlling the tilt position of the optical element.
In addition, it is possible to realize a pixel shifting system capable of obtaining several stable optical positions with a simple mechanism.

【0209】[0209]

【発明の効果】以上述べたように、本願発明によれば、
撮像面上における入射光の入射位置をシフトする光学素
子の両端部に光軸方向における移動位置を規制する複数
の規制部を形成し、各規制部に前記光学素子を当接する
ことによって、前記光学素子の傾斜位置を複数の方向に
制御可能とするようにしたので、基本的には、光学素子
を規制部に当接するだけの簡単な機構により、極めて高
い位置決め精度で画素ずらし動作が可能となる。
As described above, according to the present invention,
By forming a plurality of regulating portions for regulating the movement position in the optical axis direction at both ends of the optical element for shifting the incident position of the incident light on the imaging surface, and contacting the optical element with each regulating portion, the optical device Since the tilt position of the element can be controlled in a plurality of directions, basically, a simple mechanism that only abuts the optical element on the regulating portion enables a pixel shifting operation with extremely high positioning accuracy. .

【0210】また光学素子の端部の当接する規制面の組
み合わせを変更することにより、光学素子を複数の傾斜
角に制御可能としたので、極めて簡単な構成、高速、高
精度の画素ずらしを行うことが可能となる。
Further, the optical element can be controlled to have a plurality of inclination angles by changing the combination of the regulating surfaces that come into contact with the ends of the optical element. It becomes possible.

【0211】また光学素子の光軸方向に対する傾斜位置
を規制する規制面に当接させるだけの簡単な位置決め機
構のみで、多くの傾斜位置を得ることができ、高画質化
が可能となるとともに、画素ずらしの方向及び距離に種
々の変更が可能である。
Further, a large number of inclined positions can be obtained only by a simple positioning mechanism that is in contact with a regulating surface for regulating the inclined position of the optical element with respect to the optical axis direction, and high image quality can be achieved. Various changes can be made to the direction and distance of the pixel shift.

【0212】また規制面と当接する光学素子の両端部
に、それぞれ規制面と線接触あるいは点接触する係合部
を設けたので、光学素子の係合部の前記規制面内におけ
る係合位置が変化し、撮像面と平行な平面内において位
置ずれを生じても、傾斜角が一定となり、画素のシフト
量に影響を及ぼすことがない。
Further, since the engaging portions which are in line contact or point contact with the regulating surface are provided at both ends of the optical element which comes into contact with the regulating surface, the engaging positions of the engaging portions of the optical element within the regulating surface can be adjusted. Even if it changes and a position shift occurs in a plane parallel to the imaging surface, the inclination angle becomes constant and does not affect the pixel shift amount.

【0213】また駆動手段を、前記平行平板を前記光軸
方向前後に駆動する複数の電磁石によって構成し、電磁
石のオン、オフを制御することにより、前記光学素子の
当接する規制面を変更し得るように構成したので、簡単
な構成で、高速、高精度の画素ずらしを行うことができ
る。
The driving means is constituted by a plurality of electromagnets for driving the parallel flat plate back and forth in the direction of the optical axis, and by controlling on / off of the electromagnets, it is possible to change the regulating surface of the optical element in contact. With this configuration, high-speed and high-accuracy pixel shifting can be performed with a simple configuration.

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

【図1】本発明における第1の実施の形態における画素
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 a configuration and an 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の実施の形態における画素
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の実施の形態における画素
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 describing 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の実施の形態の画素ずらし
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の実施の形態の画素ずらし
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の実施の形態の画素ずらし
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の実施の形態の画素ずらし
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 illustrating 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の実施の形態の画素ずらし
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の実施の形態の画素ずらし
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の実施の形態の画素ずら
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の実施の形態の画素ずら
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 illustrating 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の実施の形態の画素ずら
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. 12 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13】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
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. 13 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14】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
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. 14 is a diagram for explaining a pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図15】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 15 is a diagram for describing, on the imaging surface, a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図16】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram for describing, on the imaging surface, a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図17】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 17 is a diagram for describing, on the imaging surface, a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図18】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 18 is a diagram for describing, on an imaging surface, a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図19】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 19 is a diagram for describing, on the imaging surface, a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図20】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 20 is a diagram for describing a pixel information capturing operation in a pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention on an imaging surface.

【図21】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 21 is a diagram for describing, on the imaging surface, a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図22】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 22 is a diagram for describing the pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention on the imaging surface.

【図23】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 23 is a diagram for describing, on the imaging surface, a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention.

【図24】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を撮像面上で説明するための図である。
FIG. 24 is a diagram for describing the pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention on the imaging surface.

【図25】本発明における第1の実施の形態の画素ずら
しシステムの画素ずらし動作における画素情報取り込み
動作を、時間経過にしたがって表した図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating a pixel information capturing operation in the pixel shifting operation of the pixel shifting system according to the first embodiment of the present invention over time.

【図26】本発明の実施の形態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. 26 is a perspective view illustrating a configuration in a case where the pixel shifting system according to the embodiment of the present invention is unitized.

【図27】本発明の実施の形態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. 27 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28】本発明の実施の形態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. 28 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29】画素ずらしの原理を説明するための図であ
る。
FIG. 29 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 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 8La 電磁石 8Lb 電磁石 8Ra 電磁石 8Rb 電磁石 8Rc 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 92U 規制面 92D 規制面 92L 規制面 92R 規制面 93U 規制面 93D 規制面 93L 規制面 93R 規制面 94R 規制面 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 5Ua electromagnet 5Ub electromagnet 5Da electromagnet 5Db electromagnet 6 parallel plate (horizontal direction) 7 armature 8La electromagnet 8Lb electromagnet 8Ra electromagnet 8Rb electromagnet 8Rc electromagnet 9Rc electromagnet 9Rc Pixel shift system housing 10L spring 10R spring 91U recess 91D recess 91L recess 91R recess 92U regulating surface 92D regulating surface 92L regulating surface 92R regulating surface 93U regulating surface 93D regulating surface 93L regulating surface 93R regulating surface 94R regulating surface 100 subject 200 mirror

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像面上における入射光の入射位置をシ
フトする光学素子と、 前記光学素子の複数の端部に当接して、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
動手段とを備え、 前記複数の規制部は、それぞれ前記端部と当接して位置
規制する複数の位置規制面を有し、前記光学素子の各端
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と
ともに、前記光学素子の一端側と他端側とで、前記位置
規制面の数を異ならせたことを特徴とする光学装置。
An optical element that shifts an incident position of incident light on an imaging surface; and an optical element that comes into contact with a plurality of ends of the optical element and regulates their positions in the optical axis direction. A plurality of restricting portions for controlling the tilt position of the optical element, and a driving unit for driving the optical element to contact the restricting portions, wherein the plurality of restricting portions contact the end portions to regulate the position. By having a plurality of position regulating surfaces, by changing the combination of the position regulating surfaces that come into contact with each end of the optical element, the optical element can be controlled to a plurality of inclination angles, and one end of the optical element An optical device, wherein the number of the position regulating surfaces is different between the side and the other end.
【請求項2】 請求項1において、 前記光学素子は、前記規制部により、その一端側と、他
端側とで前記光軸方向における移動範囲が異なるように
構成され、移動範囲の小さい規制部より、移動範囲の大
きい方の規制部の位置規制面の数を多く設定したことを
特徴とする光学装置。
2. The restricting section according to claim 1, wherein the optical element is configured such that a moving range in the optical axis direction is different between the one end side and the other end side by the restricting section, and the moving range is small. An optical device, wherein the number of position regulating surfaces of a regulating portion having a larger moving range is set larger.
【請求項3】 請求項2において、 前記移動範囲の大きい方の規制部では、少なくとも3個
の規制面を有し、前記光学素子の傾斜角を最大傾斜位置
と最小傾斜位置との間で等分し得るように構成したこと
を特徴とする撮像装置。
3. The device according to claim 2, wherein the regulating portion having the larger moving range has at least three regulating surfaces, and the inclination angle of the optical element is set between a maximum inclination position and a minimum inclination position. An imaging device characterized by being configured to be able to separate.
【請求項4】 請求項3において、 前記移動範囲の小さい方の規制部では、前記光学素子の
一端部を挟んで前記光軸方向前後に形成された2個の位
置規制面によって、前記光学素子の傾斜位置を2段階に
制御し、前記移動範囲の大きい方の規制部では、前記光
学素子の他端部を挟んで前記光軸方向前後に形成された
2個の位置規制面と、該2個の位置規制面の間に形成さ
れた位置規制面とからなる3個の位置規制面によって、
前記光学素子の傾斜位置を3段階に制御し、前記光学素
子の傾斜位置を総合的に6段階に制御可能としたことを
特徴とする光学装置。
4. The optical element according to claim 3, wherein, in the restricting portion having the smaller moving range, two position restricting surfaces formed in front and rear in the optical axis direction with one end of the optical element interposed therebetween. Is controlled in two stages, and the regulating portion having the larger moving range includes two position regulating surfaces formed in front and rear in the optical axis direction with the other end of the optical element interposed therebetween. The three position regulating surfaces including the position regulating surface formed between the position regulating surfaces
An optical device, wherein the tilt position of the optical element is controlled in three steps, and the tilt position of the optical element can be controlled comprehensively in six steps.
【請求項5】 請求項4において、 前記移動範囲の小さい方の規制部と、前記移動範囲の大
きい方の規制部の移動範囲の比は、1:4の関係である
ことを特徴とする光学装置。
5. The optical system according to claim 4, wherein the ratio of the movement range of the restriction portion having the smaller movement range to the movement range of the restriction portion having the larger movement range is 1: 4. apparatus.
【請求項6】 請求項4において、 前記光学素子は、前記撮像面の水平方向における画素ず
らしを行う水平方向平行平板であることを特徴とする光
学装置。
6. The optical device according to claim 4, wherein the optical element is a horizontal parallel plate that shifts pixels in a horizontal direction of the imaging surface.
【請求項7】 請求項4において、 前記光学素子は、前記撮像面の垂直方向における画素ず
らしを行う垂直方向平行平板であることを特徴とする光
学装置。
7. The optical device according to claim 4, wherein the optical element is a vertical parallel plate that shifts pixels in a vertical direction of the imaging surface.
【請求項8】 撮像面上における入射光の入射位置をシ
フトする光学素子と、 前記光学素子の端部に当接して、その光軸方向における
位置を規制することにより、前記光学素子の傾斜位置を
制御する規制部と、 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
動手段とを備え、 前記駆動手段は、前記光学素子の端部を前記光軸方向前
後に駆動する第1の駆動手段と、前記光学素子の端部を
前記光軸方向と略直交する方向に駆動する第2の駆動手
段を備え、前記規制部は、前記端部が前記第1の駆動手
段によって前記光軸方向前後に駆動されたとき当接して
その移動位置を位置決めする第1の位置規制面と、前記
端部が前記第2の駆動手段によって前記光軸方向に直交
する方向に移動されたとき、その端部に当接して、その
前記光軸方向における位置を規制する第2の位置規制面
とを備えていることを特徴とする光学装置。
8. An optical element for shifting an incident position of incident light on an image pickup surface, and an inclined position of the optical element by contacting an end of the optical element to regulate a position in an optical axis direction. And a driving unit that drives the optical element to contact the restriction unit, wherein the driving unit drives an end of the optical element back and forth in the optical axis direction. A driving unit; and a second driving unit that drives an end of the optical element in a direction substantially orthogonal to the optical axis direction, wherein the regulating unit is configured such that the end is moved by the first driving unit to the optical axis. A first position regulating surface that abuts when moved back and forth in the direction to position the moving position, and that when the end is moved in a direction orthogonal to the optical axis direction by the second driving means, Abutting against the end, in the direction of the optical axis And a second position regulating surface for regulating the position of the optical device.
【請求項9】 請求項8において、 前記規制部は、前記光学素子の端部が遊嵌し得るような
凹部状に形成され、前記第1の位置規制面は、前記凹部
の内側面に形成され、前記第2の位置規制面は前記凹部
の底面部に形成されていることを特徴とする光学装置。
9. The device according to claim 8, wherein the restricting portion is formed in a concave shape so that an end of the optical element can be loosely fitted, and the first position restricting surface is formed on an inner surface of the concave portion. The optical device, wherein the second position regulating surface is formed on a bottom surface of the concave portion.
【請求項10】 請求項9において、 前記第2の位置規制面は、前記光学素子の前記端部を係
止して、前記光軸方向における移動を規制する凹溝であ
ることを特徴とする光学装置。
10. The optical device according to claim 9, wherein the second position regulating surface is a concave groove that locks the end of the optical element and regulates movement in the optical axis direction. Optical device.
【請求項11】 請求項8において、 前記規制部は、前記光学素子の両端部側に設けられてお
り、その一端部側と、他端部側とでは、前記光学素子の
前記光軸方向における移動範囲を異ならせたことを特徴
とする光学装置。
11. The optical device according to claim 8, wherein the restricting portions are provided at both ends of the optical element, and at one end and the other end in the optical axis direction of the optical element. An optical device having a different moving range.
【請求項12】 請求項8において、 前記第1の位置規制面は、前記光学素子の端部を挟ん
で、光軸方向前後2個所に形成され、前記第2の位置規
制面は、前記2個所の第1の位置規制面の間に形成さ
れ、前記光学素子の端部の当接する規制面を選択するこ
とにより、前記光学素子の傾斜位置を3段階に制御し得
るように構成したことを特徴とする光学装置。
12. The optical disc drive according to claim 8, wherein the first position regulating surface is formed at two front and rear positions in the optical axis direction with the end of the optical element interposed therebetween. The tilt position of the optical element can be controlled in three stages by selecting a restricting surface formed between the first position restricting surfaces of the location and contacting the end of the optical element. Characteristic optical device.
【請求項13】 請求項12において、 前記規制部は、前記光学素子の一端部側に形成され、他
端部側には、少なくとも前記第1の位置規制面を前記他
端部の前記光軸方向前後に形成され、2段階に前記光学
素子の傾斜位置を設定可能な規制部が設けれており、こ
れらの規制部によって、前記光学素子の傾斜位置を6段
階に制御し得るように構成したことを特徴とする光学装
置。
13. The optical axis according to claim 12, wherein the restricting portion is formed on one end of the optical element, and the other end has at least the first position restricting surface on the optical axis of the other end. There are regulating portions formed before and after the direction and capable of setting the tilt position of the optical element in two stages, and by these regulating portions, the tilt position of the optical element can be controlled in six stages. An optical device, characterized in that:
【請求項14】 請求項11または13において、 前記規制部による前記光学素子の前記光軸方向における
移動範囲を、前記一端部側と、前記他端部側とで1:4
の関係であることを特徴とする光学装置。
14. The moving range of the optical element in the optical axis direction by the restricting portion in the optical axis direction, wherein the moving range of the one end portion and the other end portion is 1: 4.
An optical device characterized by the following relationship:
【請求項15】 請求項1または8において、 前記光学素子は、前記撮像手段への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、前記撮像
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光学装置。
15. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a parallel flat plate provided in an optical path incident on the imaging unit, and the restricting unit controls an inclination angle of the parallel flat plate with respect to an optical axis. The optical device according to claim 1, wherein an incident position of the incident light on the imaging surface is shifted.
【請求項16】 請求項1または8において、 前記位置規制面と当接する前記光学素子の両端部には、
それぞれ前記位置規制面と線接触あるいは点接触する係
合部が設けられていることを特徴とする光学装置。
16. The optical element according to claim 1, wherein both ends of the optical element abutting on the position regulating surface are:
An optical device, wherein an engagement portion is provided for making a line contact or a point contact with the position regulating surface.
【請求項17】 請求項18において、 前記係合部は前記位置規制面に線接触する円筒部材であ
ることを特徴とする光学装置。
17. The optical device according to claim 18, wherein the engaging portion is a cylindrical member that comes into line contact with the position regulating surface.
【請求項18】 請求項1または8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光学装置。
18. 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. An optical device characterized in that an inclined position of the optical member is changed by selecting a position regulating surface to be in contact with.
【請求項19】 請求項8において、 前記光学素子は、前記撮像面への入射光の入射位置を、
前記撮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、前記撮像面への入射光の入射位置を、前記撮
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光学装置。
19. The optical device according to claim 8, wherein the optical element adjusts an incident position of incident light on the imaging surface,
A vertical optical element that shifts vertically on the imaging surface; and a horizontal optical element that shifts the incident position of incident light on the imaging surface in the horizontal direction on the imaging surface. Optical device.
【請求項20】 撮像面上における入射光の入射位置を
前記撮像面内の水平方向にシフトする水平シフト光学素
子と、 撮像面上における入射光の入射位置を前記撮像面内の垂
直方向にシフトする垂直シフト光学素子と、 前記各光学素子の複数の端部に当接して、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
動手段とを備え、 前記規制部は、前記水平シフト光学素子を水平方向に6
段階の傾斜位置へと位置決めし、前記垂直シフト光学素
子を垂直方向に3段階の傾斜位置へと位置決めするよう
に構成されていることを特徴とする光学装置。
20. A horizontal shift optical element for shifting an incident position of incident light on an imaging surface in a horizontal direction in the imaging surface, and shifting an incident position of incident light on the imaging surface in a vertical direction in the imaging surface. A vertical shift optical element, and a plurality of restricting sections that control the tilt position of the optical element by abutting on a plurality of ends of each of the optical elements and restricting their positions in the optical axis direction, respectively. Driving means for driving the optical element to abut on the restricting section, wherein the restricting section moves the horizontal shift optical element in a horizontal direction by 6 degrees.
An optical device characterized in that the optical device is configured to be positioned at a stepwise inclined position, and to position the vertical shift optical element vertically at three stepped inclined positions.
【請求項21】 請求項20において、 前記規制部は、前記光学素子の傾斜位置を変更すること
により、前記撮像面の画素ピッチに換算しての2/3画
素ピッチ単位で、入射光の前記撮像面への入力位置をシ
フトするように構成されていることを特徴とする光学装
置。
21. The imaging device according to claim 20, wherein the restricting unit changes the tilt position of the optical element so as to convert the incident light into a 2/3 pixel pitch unit converted into a pixel pitch of the imaging surface. An optical device configured to shift an input position on an imaging surface.
【請求項22】 請求項21において、 前記撮像面には、補色市松形式のカラーフィルタが設け
られていることを特徴とする光学装置。
22. The optical device according to claim 21, wherein a color filter of a complementary color checkerboard format is provided on the imaging surface.
【請求項23】 請求項22において、 前記撮像面に結像された画像を光電変換して映像信号に
変換する撮像手段と、 前記撮像手段より出力された映像信号を前記光学素子の
水平方向6段階、垂直方向3段階の傾斜位置の組み合わ
せによって決定される18段階の画素ずらし位置でそれ
ぞれ撮像され出力された映像信号を記憶するメモリと、
該メモリに記憶された個々の映像信号を合成して高画質
画像信号を出力する制御手段と、を備えたことを特徴と
する光学装置。
23. The imaging device according to claim 22, wherein the imaging device photoelectrically converts the image formed on the imaging surface into a video signal, and converts the video signal output from the imaging device into a horizontal direction of the optical element. A memory for storing video signals respectively imaged and output at 18 pixel shift positions determined by a combination of three stages of tilt positions in the vertical direction,
Control means for combining individual video signals stored in the memory and outputting a high-quality image signal.
【請求項24】 請求項23において、 前記各光学素子は、前記撮像手段への入射光路内に設け
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、前記撮
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光学装置。
24. The optical device according to claim 23, wherein each of the optical elements is a parallel plate provided in an optical path incident on the image pickup means, and an inclination angle of the parallel plate with respect to an optical axis is controlled by the restricting portion. The optical device is configured to shift the incident position of the incident light on the imaging surface by the following.
【請求項25】 請求項1または8において、 前記規制部と当接する前記各光学素子の両端部には、そ
れぞれ前記規制部と線接触あるいは点接触する係合部を
設けられていることを特徴とする光学装置。
25. The optical device according to claim 1, wherein both ends of each of the optical elements that come into contact with the restricting portion are provided with engaging portions that make line contact or point contact with the restricting portion, respectively. Optical device.
【請求項26】 請求項25において、 前記係合部は前記規制面に線接触する円筒部材であるこ
とを特徴とする光学装置。
26. The optical device according to claim 25, wherein the engaging portion is a cylindrical member that comes into line contact with the regulating surface.
【請求項27】 請求項20において、 前記規制部は複数の位置規制面を備え、前記駆動手段
は、前記規制部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前記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光学装置。
27. The control device according to claim 20, wherein the control unit includes a plurality of position control surfaces, and the driving unit includes a plurality of electromagnets provided for each of the control units, and controls on / off of each of the electromagnets. The optical device is characterized in that the tilt position of the optical member is changed by selecting the position regulating surface that comes into contact with the optical member.
【請求項28】 撮像面上における入射光の入射位置を
シフトする光学素子と、 前記光学素子に当接して、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
方向に対する傾斜位置を制御する規制部と、 前記光学素子を前記規制部に位置決めさせるべく駆動す
る駆動手段とからなり前記規制部は、それぞれ前記光学
素子に前記光軸方向より係合して位置決めする第1及び
第2の位置規制部と、前記第1及び第2の位置規制部の
間において前記光軸方向と略直交する方向より前記光学
素子に係合して位置決めする第3の位置規制部とからな
り、前記光学素子を前記光軸方向に対して少なくとも3
つの傾斜位置に位置規制し得るように構成されているこ
とを特徴とする光学装置。
28. An optical element for shifting an incident position of incident light on an imaging surface; and an optical element in contact with the optical element to regulate a position in the optical axis direction. A restricting portion that controls an inclined position with respect to the optical device, and a driving unit that drives the optical element to position the restricting portion. The restricting portion is configured to engage with the optical element in the optical axis direction and position the optical element. A first and a second position restricting portion, and a third position restricting portion for engaging and positioning the optical element between the first and the second position restricting portions in a direction substantially orthogonal to the optical axis direction. The optical element is at least 3 with respect to the optical axis direction.
An optical device characterized in that it is configured to be able to regulate the position to two inclined positions.
【請求項29】 請求項28において、 前記第3の位置規制部は、前記光学素子の傾斜角を前記
第1の位置規制部による傾斜位置と前記第2の傾斜位置
との間で傾斜角を等分し得るように構成されていること
を特徴とする撮像装置。
29. The optical disc drive according to claim 28, wherein the third position restricting unit sets the inclination angle of the optical element between the position of the first position restricting unit and the position of the second inclined position. An imaging device characterized in that it is configured to be equally divided.
【請求項30】 請求項28において、 前記規制部は、前記光学素子の端部を遊嵌した凹部であ
り、前記第1、第2の位置規制部は、前記凹部の内側面
に、前記第3の位置規制部は前記凹部の底面に形成され
ていることを特徴とする光学装置。
30. The optical device according to claim 28, wherein the restricting portion is a concave portion into which an end of the optical element is loosely fitted, and the first and second position restricting portions are provided on an inner surface of the concave portion. The optical device according to claim 3, wherein the position restricting portion is formed on a bottom surface of the concave portion.
【請求項31】 請求項28または30において、 前記駆動手段は、前記各位置規制部ごとに配された電磁
石であり、前記光学素子側には、前記電磁石によって吸
着可能な磁性体の係合部としてのアーマチャが配されて
いることを特徴とする光学装置。
31. The driving unit according to claim 28, wherein the driving unit is an electromagnet provided for each of the position restricting units, and an engaging portion of a magnetic body that can be attracted by the electromagnet on the optical element side. An optical device, wherein an armature is arranged.
【請求項32】 請求項1〜31において、 前記光学装置をユニット化して組み込んだことを特徴と
する撮像装置。
32. The imaging device according to claim 1, wherein the optical device is unitized and incorporated.
JP9235805A 1997-08-28 1997-09-01 Optical device and image pickup device Withdrawn JPH1175107A (en)

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