(57)【要約】【課題】撮像素子の撮像面における撮影レンズの光軸の位置を変化させる可動レンズ群を制御することにより、ノイズの低減と解像力低下を制御することができる画像取得方法及び撮像装置を提供する。【解決手段】撮影レンズＳＬを構成するレンズ群若しくはレンズの少なくとも一部である防振レンズ群ＶＬを可動レンズ群とし、制御部２０により当該可動レンズ群を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させるように構成された撮像装置１００で実行される画像取得方法は、可動レンズ群を移動させて撮像素子１０の撮像面上における撮影レンズＳＬの光軸をシフトさせることにより、この撮像面における光軸の位置が異なる２以上の画像を取得するステップ、及び、２以上の画像を合成して１つの画像を生成するステップ、を有する。【選択図】図２
2014021349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを構成するレンズ群若しくはレンズの少なくとも一部を可動レンズ群とし、制御部により当該可動レンズ群を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させるように構成された撮像装置による画像取得方法であって、
前記可動レンズ群を移動させて撮像素子の撮像面上における前記撮影レンズの光軸をシフトさせることにより、前記撮像面における前記光軸の位置が異なる２以上の画像を取得するステップ、及び、
前記２以上の画像を合成して１つの画像を生成するステップ、を有することを特徴とする画像取得方法。
【請求項２】
前記画像を取得するステップにおいて、前記可動レンズ群の移動は次式の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像取得方法。
０．５×Ｐ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ
但し、
Ｐ：前記撮像素子の前記撮像面における画素ピッチ
Ｓ：前記撮像面における前記撮影レンズの光軸のシフト量
【請求項３】
前記可動レンズ群により防振制御を行うときは、前記画像を取得するステップにおいて、当該可動レンズ群の移動は次式の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の画像取得方法。
０．５×Ｐ＋Ｈ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ＋Ｈ
但し、
Ｐ：前記撮像素子の前記撮像面における画素ピッチ
Ｓ：前記撮像面における前記撮影レンズの光軸のシフト量
Ｈ：前記防振制御による前記撮像面における前記光軸のシフト量
【請求項４】
前記画像を取得するステップにおける前記光軸のシフト量は、前記撮像レンズの光学性能に応じて決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像取得方法。
【請求項５】
前記画像を取得するステップにおいて、前記撮像レンズにより発生する収差量が小さいときは前記シフト量を大きくし、前記撮像レンズにより発生する収差量が大きいときは前記シフト量を小さくすることを特徴とする請求項４に記載の画像取得方法。
【請求項６】
前記画像を取得するステップは、最初に取得した前記画像を解析し、当該解析結果に基づいて前記光軸のシフト方向及びシフト量を決定するステップをさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像取得方法。
【請求項７】
レンズ群又はレンズの少なくとも一部を光軸と直行する方向の成分を持つように移動させる可動レンズ群として有する撮影レンズと、
前記撮影レンズの像面上に撮像面が配置された撮像素子と、
前記可動レンズ群の作動を制御するとともに、前記撮像素子から出力される信号を取得して画像を生成する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記可動レンズ群を移動させて前記撮像素子の前記撮像面上における前記撮影レンズの光軸をシフトさせることにより、前記撮像面における前記光軸の位置が異なる２以上の画像を取得し、前記２以上の画像を合成して１つの画像を生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記制御部は、次式の関係を満足するように前記可動レンズ群を移動させることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
０．５×Ｐ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ
但し、
Ｐ：前記撮像素子の前記撮像面における画素ピッチ
Ｓ：前記撮像面における前記撮影レンズの光軸のシフト量
【請求項９】
前記制御部は、前記可動レンズ群により防振制御を行うときは、次式の関係を満足するように当該可動レンズ群を移動させることを特徴とする請求項７に記載の画像取得方法。
０．５×Ｐ＋Ｈ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ＋Ｈ
但し、
Ｐ：前記撮像素子の前記撮像面における画素ピッチ
Ｓ：前記撮像面における前記撮影レンズの光軸のシフト量
Ｈ：前記防振制御による前記撮像面における前記撮影レンズの光軸のシフト量
【請求項１０】
前記制御部は、前記光軸のシフト量を、前記撮像レンズの光学性能に応じて決定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記撮像レンズにより発生する収差量が小さいときは前記シフト量を大きくし、前記撮像レンズにより発生する収差量が大きいときは前記シフト量を小さくすることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、最初に取得した前記画像を解析し、当該解析結果に基づいて前記光軸のシフト方向及びシフト量を決定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得方法及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置では、ＣＣＤ等からなる撮像素子の前面に複屈折を利用した光学的ローパスフィルタを配置して、光線を２点又は４点に分離することで、撮像素子によるモアレ縞や偽色等のノイズを低減させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような光学的ローパスフィルタによりノイズが低減される反面、高周波成分の解像力も劣化する。また、光を２点又は４点に分割するため、光量が１／２又は１／４に減少してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０１８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、一般的に、光学的ローパスフィルタはカメラボディに内蔵されていることから、レンズの光学性能に合わせてノイズ低減と解像力低下を制御することができないという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、撮像素子の撮像面における撮影レンズの光軸の位置を変化させる可動レンズ群を制御することにより、ノイズの低減と解像力低下を制御することができる画像取得方法及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る画像取得方法は、撮影レンズを構成するレンズ群若しくはレンズの少なくとも一部を可動レンズ群とし、制御部により当該可動レンズ群を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させるように構成された撮像装置による画像取得方法であって、可動レンズ群を移動させて撮像素子の撮像面上における撮影レンズの光軸をシフトさせることにより、撮像面における光軸の位置が異なる２以上の画像を取得するステップ、及び、２以上の画像を合成して１つの画像を生成するステップ、を有することを特徴とする。
【０００７】
このような画像取得方法において、画像を取得するステップにおける可動レンズ群の移動は次式の関係を満足することが好ましい。
０．５×Ｐ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ
但し、
Ｐ：撮像素子の撮像面における画素ピッチ
Ｓ：撮像面における撮影レンズの光軸のシフト量
【０００８】
また、このような画像取得方法において、可動レンズ群により防振制御を行うときは、画像を取得するステップにおける可動レンズ群の移動は次式の関係を満足することが好ましい。
０．５×Ｐ＋Ｈ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ＋Ｈ
但し、
Ｐ：撮像素子の撮像面における画素ピッチ
Ｓ：撮像面における撮影レンズの光軸のシフト量
Ｈ：防振制御による撮像面における撮影レンズの光軸のシフト量
【０００９】
また、このような画像取得方法において、画像を取得するステップにおける光軸のシフト量は、撮像レンズの光学性能に応じて決定することが好ましい。
【００１０】
また、このような画像取得方法は、画像を取得するステップにおいて、撮像レンズにより発生する収差量が小さいときはシフト量を大きくし、撮像レンズにより発生する収差量が大きいときはシフト量を小さくすることが好ましい。
【００１１】
また、このような画像取得方法において、画像を取得するステップは、最初に取得した画像を解析し、当該解析結果に基づいて光軸のシフト方向及びシフト量を決定するステップをさらに有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る撮像装置は、レンズ群又はレンズの少なくとも一部を光軸と直行する方向の成分を持つように移動させる可動レンズ群として有する撮影レンズと、この撮影レンズの像面上に撮像面が配置された撮像素子と、可動レンズ群の作動を制御するとともに、撮像素子から出力される信号を取得して画像を生成する制御部と、を有し、この制御部は、可動レンズ群を移動させて撮像素子の撮像面上における撮影レンズの光軸をシフトさせることにより、撮像面における光軸の位置が異なる２以上の画像を取得し、この２以上の画像を合成して１つの画像を生成することを特徴とする。
【００１３】
また、このような撮像装置において、制御部は、次式の関係を満足するように可動レンズ群を移動させることが好ましい。
０．５×Ｐ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ
但し、
Ｐ：撮像素子の撮像面における画素ピッチ
Ｓ：撮像面における撮影レンズの光軸のシフト量
【００１４】
また、このような撮像装置において、制御部は、可動レンズ群により防振制御を行うときは、次式の関係を満足するように当該可動レンズ群を移動させることが好ましい。
０．５×Ｐ＋Ｈ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ＋Ｈ
但し、
Ｐ：撮像素子の撮像面における画素ピッチ
Ｓ：撮像面における撮影レンズの光軸のシフト量
Ｈ：防振制御による撮像面における撮影レンズの光軸のシフト量
【００１５】
また、このような撮像装置において、制御部は、光軸のシフト量を、撮像レンズの光学性能に応じて決定することが好ましい。
【００１６】
また、このような撮像装置において、制御部は、撮像レンズにより発生する収差量が小さいときはシフト量を大きくし、撮像レンズにより発生する収差量が大きいときはシフト量を小さくすることが好ましい。
【００１７】
また、このような撮像装置において、制御部は、最初に取得した画像を解析し、当該解析結果に基づいて光軸のシフト方向及びシフト量を決定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を以上ような構成とすると、撮像素子の撮像面における撮影レンズの光軸の位置を変化させる可動レンズ群を制御することにより、ノイズの低減と解像力低下を制御することができる画像取得方法及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】撮像装置の構成を示す説明図である。
【図２】ノイズ除去制御の処理を示すフローチャートである。
【図３】ノイズ除去制御における防振レンズ群の移動方向を示す説明図であって、（ａ）上下方向に２点分離した場合を示し、（ｂ）は左右方向に２点分離した場合を示し、（ｃ）は上下及び左右方向に４点分離した場合を示す。
【図４】ノイズ除去制御の変形例の処理を示すフローチャートである。
【図５】実施例に係る撮影レンズの変倍における動作を示す説明図であって、（ａ）は広角端状態を示し、（ｂ）は望遠端状態を示す。
【図６】上記実施例に係る撮影レンズのレンズ構成図である。
【図７】上記実施例に係る撮影レンズのスポットダイヤグラムであって、（ａ）は広角端状態を示し、（ｂ）は望遠端状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置１００は、撮影レンズＳＬが内蔵されたレンズユニット１１０と、この撮影レンズＳＬにより、像面Ｉに結像された被写体の像を信号として出力する、ＣＣＤ等からなる撮像素子１０、この撮像素子１０で取得された信号を処理してデジタル画像を生成する（撮影する）ＣＰＵやＲＡＭ等からなる制御部２０、この制御部２０で実行されるプログラムや生成されたデジタル画像を記憶する記憶部３０、撮影したデジタル画像を表示する背面液晶ディスプレイ４０、撮影者が撮影タイミングを指示するレリーズボタン５０等が搭載されたカメラボディ１２０と、から構成されている。なお、レンズユニット１１０は、カメラボディ１２０と一体に構成されていても良いし、カメラボディ１２０に対して着脱可能な交換レンズであっても良い。
【００２１】
また、撮像装置１００に搭載されている撮影レンズＳＬは、この撮影レンズＳＬを構成するレンズ群やレンズの少なくとも一部を光軸方向に移動させることにより、撮影倍率（焦点距離）を変化させて変倍を行う機構や、撮影距離を変化させて被写体に合焦する機構を有しており、これらの変倍又は合焦におけるレンズ群又はレンズの作動の制御は制御部２０により行われる。
【００２２】
さらに、この撮影レンズＳＬは、少なくとも一部のレンズ群又はレンズを、光軸と直交する方向の成分を持つように移動させる可動レンズ群とすることにより、撮像装置１００の振動（手ぶれ等）による像ぶれを防止するように構成されている。以下、この可動レンズ群を防振レンズ群ＶＬと呼ぶ。具体的には、レンズユニット１１０又はカメラボディ１２０に搭載されたセンサ（例えば加速度センサ）６０により、撮像装置１００の振動（方向や大きさ）を検出し、制御部２０により、この振動による像ぶれを打ち消す方向に防振レンズ群ＶＬを移動させるように構成されている。
【００２３】
ここで、撮像素子１０は、その受光面に受光画素が規則的に配列されているので、この受光画素の配列パターンと被写体像のパターンとにより、モアレ縞や偽色等のノイズが発生する場合がある。上述したように、複屈折板を有する光学的ローパスフィルタは、この複屈折板に入射する光線が常光線と異常光線（直線光線）に分離する機能を有しており、従来の撮像装置は、この複屈折板の特性を利用して、被写体の像を形成する光線を、光学的ローパスフィルタにより２点又は４点に分離させることにより、ある程度以上の細かさの模様をぼかし、これにより撮像素子で発生する上記ノイズを低減させるように構成されている。すなわち、撮影レンズと撮像素子との間に光学的ローパスフィルタを設けることにより、撮像素子の画素ピッチを波長とする空間周波数成分が被写体光からカットされ、ノイズが低減される。しかしながら、このような光学的ローパスフィルタを用いると、ノイズが低減される反面、高周波成分の解像力も劣化してしまう。
【００２４】
ところで、撮影レンズが、上述したような変倍機構や合焦機構を有する場合、レンズ群又はレンズの少なくとも一部が光軸を移動することにより、その収差も変動する。例えば、撮影レンズで発生する収差量が小さい場合は、像面に結像される被写体の像の解像力も高くなり、上述したノイズが発生しやすくなるため、たとえ高周波成分が除去されて解像力が落ちても上述のような光学的ローパスフィルタを用いてノイズの発生を抑える必要がある。一方、収差量が大きい場合は、解像力も低くなりノイズが発生しにくくなるので、光学的ローパスフィルタによる高周波成分の除去は不要となるため、この光学的ローパスフィルタによる解像力の低下を少なくする必要がある。
【００２５】
本実施形態に係る撮像装置１００では、光学的ローパスフィルタを設ける代わりに、防振レンズ群ＶＬの作動を制御して、撮像素子１０の撮像面における撮影レンズＳＬの光軸の位置をシフトさせた画像を少なくとも２枚取得し、これらの画像を重ね合わせることで上述したノイズの発生を抑えるノイズ除去制御を行うように構成されている。
【００２６】
それでは、図２を用いて、本実施形態に係る撮像装置１００の制御部２０で実行される、ノイズ除去制御を用いた画像取得方法について説明する。制御部２０は、レリーズボタン５０が操作されるの監視し、レリーズボタン５０がオンされたと判断すると（ステップＳ２００）、防振レンズ群ＶＬの作動を制御するための情報を取得する（ステップＳ２１０）。この情報は、撮像素子１０の撮像面上における撮影レンズＳＬの光軸をシフトさせて画像を取得する回数、シフトさせる方向及びシフトする量が含まれている。ここで、画像の取得回数は、上述の光学的ローパスフィルタによる分離数（２点分離や４点分離）に相当し、シフトする方向及び量は、分離方向及び分離幅に相当するため、以下、それぞれを分離数、分離方向及び分離幅と呼ぶ。この情報は、撮影者に予め選択させて記憶部３０に記憶しておき、撮影時に記憶部３０から読み出すように構成しても良いし、撮影レンズＳＬの特性に応じて焦点距離や撮影距離に対応させて分離数や分離方向及び幅を記憶部３０に記憶しておき、撮影時の撮影レンズＳＬの焦点距離（撮像倍率）や撮影距離に応じて、適切な値を記憶部３０から読み出すように構成しても良い。
【００２７】
制御部２０は、現在の防振レンズ群ＶＬの状態で、撮像素子１０から１枚の画像を取り込み、ＲＡＭ等に一時的に記憶する（ステップＳ２２０）。次に、ステップＳ２１０で取得した情報に従い、撮像面における撮影レンズＳＬの光軸の位置が上述した分離方向及び分離幅になるように、防振レンズ群ＶＬを移動させ（ステップＳ２３０）、その状態で撮像素子１０から１枚の画像を取り込み、ＲＡＭ等に一時的に記憶する（ステップＳ２４０）。さらに、分離数分の画像を取得したか否かを判断し（ステップＳ２５０）、分離数分の画像が取得されるまでステップＳ２３０及びステップＳ２４０を繰り返す。そして、制御部２０は、ステップＳ２５０で分離数分の画像が取得されたと判断すると、一時的に記憶されている複数枚の画像を読み出して重ね合わせて、一枚のデジタル画像を生成し、生成されたデジタル画像を、記憶部３０や背面液晶ディスプレイ４０に出力し（ステップＳ２６０）、一回の撮影制御を終了する。
【００２８】
このように、撮像面における光軸の移動が所定の分離方向及び分離幅になるように防振レンズ群ＶＬを移動させて、撮像面上での撮影レンズＳＬの光軸の位置をシフトさせた被写体の画像を複数枚取得し、それらの画像を重ね合わせる（結果として、多重露光撮影と同じ効果を得ることができる）ことにより、分離方向毎に、分離幅に相当する空間周波数成分が除去されるため、モアレ縞や偽色等のノイズの発生を防止することができる。このとき、防振レンズ群ＶＬを移動させながら撮像素子１０により画像を連続して取得すると、上記分離幅に相当する空間周波数以上の高周波成分が除去されてしまうのでノイズ以外の高周波成分も除去されてしまう。そのため、上述のように、撮像面上の光軸の位置を分離幅だけ移動するように防振レンズ群ＶＬを移動させた状態で、複数枚の画像を取得して重ね合わせることが必要である。このような撮像装置１００によれば、画像撮影時の分離数、方向及び幅を、自由に設定することができるので、撮影レンズＳＬの光学性能に応じてノイズの防止と解像力の維持のバランスを最適に保つことができる。特に、この撮影レンズが交換レンズの場合や、変倍又は合焦機構を有する場合（光学性能が変化する場合）に、本実施形態に係る画像取得方法は有効である。また、複数枚の画像を重ね合わせるため、十分な光量を得ることができる。
【００２９】
なお、ＶＲレンズ群ＶＬにより、手ぶれ防止をする場合（防振制御をする場合）には、上述したセンサ６０の検出結果に応じたＶＲレンズ群ＶＬによる像面上での光軸の移動ベクトル（移動方向及び量）に、このノイズ除去のための移動ベクトル（分離方向及び幅）を加えた制御を行えば良い。
【００３０】
また、モアレ縞や偽色等のノイズは、上述したように撮像素子１０のピッチと関係しており、以下の式（１）の関係を満足するようにＶＲレンズ群ＶＬを移動させることが望ましい。
【００３１】
０．５×Ｐ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ                    （１）
Ｐ：撮像素子１０の画素ピッチ
Ｓ：ＶＲレンズ群ＶＬの移動による撮像素子１０の撮像面での撮影レンズＳＬの光軸のシフト量
【００３２】
同様に、防振レンズ群ＶＬで手ぶれ防止をする場合（防振制御をする場合）には、以下の式（２）の関係を満足するようにＶＲレンズ群ＶＬを移動させることが望ましい。
【００３３】
０．５×Ｐ＋Ｈ  ≦  Ｓ  ≦  ２×Ｐ＋Ｈ            （２）
Ｐ：撮像素子１０の画素ピッチ
Ｓ：ＶＲレンズ群ＶＬの移動による撮像素子１０の撮像面での撮影レンズＳＬの光軸のシフト量
Ｈ：手ぶれ補正機能におけるＶＲレンズ群ＶＬの移動による撮像面での撮影レンズＳＬの光軸のシフト量、
【００３４】
また、上述のシフト量Ｓは、撮影レンズＳＬの収差量に応じて決定することもできる。例えば、球面収差との関係において、シフト量Ｓが次式（３）の関係を満足するようにＶＲレンズ群ＶＬを移動させることが望ましい。
【００３５】
Ｓ  ＝  ８３×Ｐ／ａ                                （３）
Ｐ：撮像素子１０の画素ピッチ
Ｓ：ＶＲレンズ群ＶＬの移動による撮像素子１０の撮像面での撮影レンズＳＬの光軸のシフト量
ａ：光軸上に配置された点光源のスポット像の、球面収差によるスポット径
【００３６】
なお、上述したノイズを除去するためのＶＲレンズ群ＶＬの移動制御（ノイズ除去制御）は、図３（ａ）に示すように、このＶＲレンズ群ＶＬを光軸に直交する面内で垂直方向に移動させる２点分離や、図３（ｂ）に示すように、水平方向に移動させる２点分離、また、図３（ｃ）に示すように、垂直方向及び水平方向に移動させる４点分離等を行うことができるが、本発明に係る撮像装置１００によるＶＲレンズ群ＶＬの分離数及び分離方向は、これらに限定されることはない（例えば、水平方向に対して４５°傾けて移動させても良い）。
【００３７】
（変形例）
上述したモアレ縞や偽色等のノイズは、撮像素子１０の受光画素の画素ピッチとの関係で、被写体像に所定の高周波成分が含まれるときに発生する。そのため、上述の制御部２０の処理において、最初に取得した画像に所定の高周波成分が含まれるか否かを解析することにより、２枚目以降の画像が必要になるか否か、また、必要な場合に、どの方向にどれだシフトさせれば良いかを判断することができる。具体的には、図４に示すように、制御部２０は、レリーズボタン５０がオンされたと判断すると（ステップＳ３００）、現在の防振レンズ群ＶＬの状態で、撮像素子１０から１枚の画像を取り込み、ＲＡＭ等に一時的に記憶する（ステップＳ３１０）。そして、制御部２０は、この画像に含まれる空間周波数成分を解析し、ノイズ除去制御が必要か否かを判断する（ステップＳ３２０）。このとき、制御部２０は、ノイズ除去制御が必要である判断したときは、当該空間周波成分が並ぶ方向及び量から、分離数、分離方向及び分離幅を決定する。
【００３８】
制御部２０は、上記ステップＳ３２０で、ノイズ除去制御が必要だと判断すると（ステップＳ３４０）、上記解析により決定された分離方向及び分離幅になるように防振レンズ群ＶＬを移動させ（ステップＳ３５０）、その状態で撮像素子１０から１枚の画像を取り込み、ＲＡＭ等に一時的に記憶する（ステップＳ３６０）。さらに、分離数分の画像を取得したか否かを判断し（ステップＳ３７０）、分離数分の画像が取得されるまでステップＳ３５０及びステップＳ３６０を繰り返す。そして、制御部２０は、ステップＳ３７０で分離数分の画像が取得されたと判断すると、一時的に記憶されている複数枚の画像を読み出して重ね合わせて一枚のデジタル画像を生成し（ステップＳ３８０）、生成されたデジタル画像を、記憶部３０や背面液晶ディスプレイ４０に出力し（ステップＳ３９０）、一回の撮影制御を終了する。一方、制御部２０は、ステップＳ３５０で、ノイズ除去制御が不要であると判断したときは、ステップＳ３１０で取り込んだ画像を記憶部３０や背面液晶ディスプレイ４０に出力し（ステップＳ３９０）、一回の撮影制御を終了する。
【００３９】
本実施形態に係る撮像装置１００を以上のように構成すると、被写体の画像に応じてノイズ除去制御をするか否かが決定され、さらに、ノイズ除去制御を行うときも、被写体の画像に応じて分離数、分離方向及び分離幅が決定されるので、被写体に応じてノイズ発生の防止と解像力のバランスを最適に保つことができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、ズームレンズである撮影レンズＳＬに対して、上述のノイズ除去制御を行ったときの実施例を、図面に基づいて説明する。
【００４１】
なお、以下の実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をＫとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
【００４２】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−Ｋ（ｙ2／ｒ2）｝1/2］
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10          （ａ）
【００４３】
また、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に＊を付している。
【００４４】
図５及び図６は、本実施例に係る撮影レンズＳＬの構成を示す図である。この撮影レンズＳＬは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸レンズＬ１２とを接合した接合レンズ及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、ガラスレンズの物体側の面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面レンズであって、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズＬ２１、両凹レンズＬ２２、両凸レンズＬ２３及び物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、両凸レンズＬ３２と両凹レンズＬ３３とを接合した接合レンズ、及び、ガラスレンズの物体側の面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面レンズであって、両凹レンズ形状の非球面負レンズＬ３４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５とを接合した接合レンズから構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側の面が非球面形状に形成された両凸レンズ形状の非球面正レンズＬ４１、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４４から構成されている。
【００４５】
なお、この実施例に係る撮影レンズＳＬは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳが配置されている。また、この撮影レンズＳＬは、図５に示すように、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って物体側に移動する。この際、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３とともに移動する。また、第３レンズ群Ｇ３の両凹レンズＬ３４と正メニスカスレンズＬ３５との接合レンズを防振レンズ群ＶＬとして用いている。
【００４６】
以下の表１に、本実施例に係る撮影レンズＳＬの諸元の値を掲げる。この表１の全体諸元において、ｆは焦点距離を表し、ＦＮＯはＦナンバーを表しており、それぞれについて広角端状態及び望遠端状態の値が示されている。また、レンズデータにおいて、第１欄ｍは、光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序（面番号）を、第２欄ｒは、各光学面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄νｄ及び第５欄ｎｄは、それぞれｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッべ数及び屈折率を示している。なお、この表１に示す面番号１〜３１は、図６に示す番号１〜３１に対応している。また、曲率半径0.0000はレンズ面においては平面を示し、開口絞りＳにおいては開口を示す。また、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、非球面データには、上述の非球面式（ａ）における円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示している。
【００４７】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
【００４８】
（表１）
全体諸元
広角端        望遠端
ｆ    ＝ 18.49        194.43
Ｆｎｏ＝  3.5           5.9
レンズデータ
ｍ      ｒ       ｄ     νｄ    ｎｄ
1    140.000    2.00   32.35  1.85026
2     66.397    8.70   82.52  1.49782
3   -405.830    0.10
4     59.528    6.10   65.47  1.60300
5    264.870     d1
6*   500.000    0.20   38.09  1.55389
7    300.000    1.20   46.63  1.81600
8     15.035    5.90
9    -52.673    1.20   46.63  1.81600
10     45.944    0.10
11     30.000    4.60   23.78  1.84666
12    -50.436    1.00
13    -28.586    1.00   52.32  1.75500
14   -185.828     d2
15      0.000    0.50
16     34.775    3.00   60.09  1.64000
17    -37.337    0.10
18     29.187    3.60   82.52  1.49782
19    -24.954    1.00   32.35  1.85026
20    197.208    3.00
21*   -43.610    0.05   38.09  1.55389
22    -43.610    1.00   49.61  1.77250
23     25.212    1.80   25.43  1.80518
24     92.180     d3
25*    80.000    4.00   55.34  1.67790
26    -32.053    1.50
27     80.000    3.60   82.52  1.49782
28    -40.000    1.40   37.17  1.83400
29     46.700    1.80
30   -120.000    2.80   65.47  1.60300
31    -29.313     BF
非球面データ
ｍ      Ｋ         Ａ4           Ａ6           Ａ8           Ａ10
6    1.0000   1.10280E-05  -3.56250E-08   1.02120E-10  -1.60960E-13
21    0.0837   7.62690E-06   0.00000E+00   0.00000E+00   0.00000E+00
25  -22.2603  -1.24410E-05   0.00000E+00   0.00000E+00   0.00000E+00
【００４９】
また、上述したように、本実施例に係る撮影レンズＳＬは、変倍に際して第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動するため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との光軸上の間隔ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の間隔ｄ２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との光軸上の間隔ｄ３及びバックフォーカスＢＦが変化する。ここで、バックフォーカスＢＦは、この撮影レンズＳＬの最も像側のレンズ面（第４レンズ群Ｇ４の最も像側のレンズ面（第３１面））から像面Ｉまでの光軸上の距離である。以下の表２に、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における撮影レンズＳＬの焦点距離ｆ、各レンズ群間隔ｄ１〜ｄ３及びバックフォーカスＢＦの値を示す。
【００５０】
（表２）
広角端    中間焦点距離    望遠端
ｆ     18.49        69.50       194.43
ｄ１    2.60        38.20        60.76
ｄ２   29.30        11.00         1.50
ｄ３   10.00         3.60         2.00
ＢＦ   38.12        66.25        78.74
【００５１】
図７に、上述したノイズ除去制御を行ったときの、広角端状態及び望遠端状態における軸上及び軸外のスポットダイアグラムを示す。なお、軸外は、最大像高の７割の位置である。本実施例では、図７（ａ）に示すように、広角端状態においては、スポットの径が大きく光学性能（解像力）が悪いのでノイズの発生が少ないため、上下方向に２点分離し（２枚の画像を取得して合成し）、また、分離幅を小さくして、ノイズ除去制御による高周波成分の解像力の低下を防止するように構成されている。一方、図７（ｂ）に示すように、望遠端状態においては、スポットの径が小さく光学性能（解像力）が良いため、モアレ縞や偽色等のノイズの発生を防止するために、上下方向及び左右方向に４点分離し（４枚の画像を取得して合成し）、また、分離幅を大きくしている。このように、撮影レンズＳＬの焦点距離による光学性能に応じて分離数、方向及び幅を決定することにより、ノイズと解像力のバランスを最適に保つことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００  撮像装置    １０  撮像素子    ２０  制御部
ＳＬ  撮影レンズ    ＶＬ  防振レンズ群（可動レンズ群）
【図１】
2014021349.tif 000003
【図２】
2014021349.tif 000004
【図３】
2014021349.tif 000005
【図４】
2014021349.tif 000006
【図５】
2014021349.tif 000007
【図６】
2014021349.tif 000008
【図７】
2014021349.tif 000009