(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと撮像素子とを備えて静止画を撮影する静止画撮影装置において、
前記撮影レンズと前記撮像素子との間に設置した光学ローパスフィルタとして作用する第１及び第２の平行平面板と、
前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸に対して傾けることにより画素ずらしを行う画素ずらし手段と、
前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸回りに回転させるとことにより、前記画素ずらし手段によって画素ずらしを行う場合と画素ずらしを行わない場合とのそれぞれに適した光学ローパスフィルタの特性に切り換える特性切換手段とを備え、
前記画素ずらし手段として作用する前記一方の平行平面板の少なくとも一方の面に施したコートの分光反射率を、他方の平行平面板の面に施したコートの分光反射率と異ならせたことを特徴とする静止画撮影装置。
【請求項２】
前記一方の平行平面板の少なくとも一方の面に施したコートは、可視光線を透過し赤外線を反射するＩＲカットコートであることを特徴とする請求項１記載の静止画撮影装置。
【請求項３】
撮影レンズと撮像素子とを備えて静止画を撮影する静止画撮影装置において、
前記撮影レンズと前記撮像素子との間に設置した光学ローパスフィルタとして作用する第１及び第２の平行平面板と、
前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸に対して傾けることにより画素ずらしを行う画素ずらし手段と、
前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸回りに回転させるとことにより、前記画素ずらし手段によって画素ずらしを行う場合と画素ずらしを行わない場合とのそれぞれに適した光学ローパスフィルタの特性に切り換える特性切換手段とを備え、
前記画素ずらし手段として作用する前記一方の平行平面板の少なくとも一方の面の撮影に関係する部分には可視光線の反射を抑えるコートを施すと共に、撮影に関係しない部分にはコートを施さず、他方の平行平面板の面には、可視光線の反射を抑えるコートを全面に施すことを特徴とする静止画撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子スチルカメラや電子スチルカメラ機能を持つビデオカメラ等の撮影装置において、静止画を撮影する際、画素ずらし撮影と画素ずらしを行わない撮影とを切り換えることができる静止画撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像素子を用いた静止画撮影装置の解像力は、撮像素子の画素数によって制限される。従って、撮影装置の解像力を高めるには、画素数の多い撮像素子が必要となる。ところが、限られた大きさの撮像素子上に画素を増やすには、１つ１つの画素を小さくしなければならず、加工が困難になり、撮像素子の歩留まりが下がり、撮像素子自体が高価なものとなってしまう。さらに、１画素当たりに受け取ることができる光量が少なくなるため、Ｓ／Ｎやダイナミックレンジにとって不利となり、かえって解像力以外の画質を劣化させることになる。
【０００３】
そこで、撮像素子の画素数を増やさずに解像力を高めるために、画素ずらしと称される技術が提案されている。これは、撮影レンズで結像した被写体像と撮像素子の位置を画素ピッチ単位、例えば０．５画素ピッチ分水平方向にずらした２枚の画像情報を合成して、水平方向の解像力を２倍にする方法である。その際、被写体像と撮像素子との位置を画素ピッチ単位でずらす方法は、アクチュエータにより撮像素子を平行移動させる方法の他に、撮影レンズ光路内に配置した平行平面板を傾斜させて光路を移動させる方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電荷結合素子（ＣＣＤ）のように周期的な画素配列を持つ撮像素子を用いた静止画撮影装置では、撮像素子の再現可能な周波数以上の空間周波数が被写体像に含まれていると、モアレ状の偽信号が発生して画質を損なってしまう。そこで、撮像素子の再現可能な周波数以上の空間周波数を減衰させる光学ローパスフィルタを撮像素子の前に配置することが行われる。但し、一般的に使われている水晶の複屈折を利用した光学ローパスフィルタは、不必要な高周波数成分のみを減衰するのではなく必要な周波数成分にも影響があるため、使用する撮像素子の再現可能な空間周波数に合わせて最適化する必要がある。
【０００５】
また、０．５画素ピッチの画素ずらしを行う場合は、見かけ上、撮像素子の画素ピッチが半分になった状態であり、再現可能な空間周波数は画素ずらしを行う方向に倍になることが期待できる。従って、１つの装置で画素ずらしを行う場合と、画素ずらしを行わない場合の両方の撮影を可能とする場合は、光学ローパスフィルタの特性を画素ずらしの有無に応じて切り換えることが必要となる。
【０００６】
光学ローパスフィルタの特性を切り換えるには、予め用意した複数の光学ローパスフィルタの一部を抜き取ったり、異なった仕様の光学ローパスフィルタを差し替える方法があるが、これらは、装置の小型化を妨げ、撮影レンズの収差変化を招く。そこで、予め２種類の光学ローパスフィルタを撮像素子の前に配置しておき、画素ずらしを行う場合と行わない場合とで、一方の光学ローパスフィルタを撮影レンズの光軸回りに所定角度回転させ、光学ローパスフィルタの特性を変える方法が提案されている。
【０００７】
この場合、一方の光学ローパスフィルタを画素ずらしを行うための第１の平行平面板とし、もう一方の光学ローパスフィルタを光学ローパスフィルタの特性を変えるために必要に応じて撮影レンズの光軸回りに所定角度回転させる第２の平行平面板とすることが装置の小型化に有利である。
【０００８】
ところで、撮影レンズ光学系の光学素子の表面には可視光の反射を防ぎ、撮影した画像にゴーストの発生やフレアによるコントラストの低下を防ぐ目的でコート（いわゆるＡＲコート）が施されている。上述した画素ずらしを行うための平行平面板に対しても、光の反射を防ぐためのコートを施すことが望ましい。
【０００９】
しかしながら、第１の平行平面板と第２の平行平面板にコートを施すと、画素ずらし量を調整するため、オートコリメータを用いて第１の平行平面板の反射光を観察する際、反射光が淡くて第１の平行平面板の反射光を観察しにくいという問題点があった。さらに、第２の平行平面板の反射光と区別が付かず、第１の平行平面板を調整することができないという問題点もあった。
【００１０】
そこで、画素ずらし量の調整・検査時に観察の必要な第１の平行平面板の片面に対してはコートを施さず、オートコリメータによりその反射光を観察できるようにすることが考えられる。しかしながら、そのようにすると、撮影した画像はゴーストやフレアの影響を受けやすく、フレアの発生によりコントラストが低下して画質を悪化させてしまうという別の問題点が発生してしまう。
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、光学ローパスフィルタとして作用する一対の平行平面板の内の一方を光軸に対して傾けることによって画素ずらしを行う画素ずらし手段を備えた静止画撮影装置において、画質を悪化させることなく、画素ずらし量の調整や検査を容易に行うことができる静止画撮影装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、
（ａ）撮影レンズ（２）と撮像素子（３）とを備えて静止画を撮影する静止画撮影装置において、前記撮影レンズと前記撮像素子との間に設置した光学ローパスフィルタとして作用する第１及び第２の平行平面板（４，５）と、前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸に対して傾けることにより画素ずらしを行う画素ずらし手段と、前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸回りに回転させるとことにより、前記画素ずらし手段によって画素ずらしを行う場合と画素ずらしを行わない場合とのそれぞれに適した光学ローパスフィルタの特性に切り換える特性切換手段とを備え、前記画素ずらし手段として作用する前記一方の平行平面板（４）の少なくとも一方の面に施したコートの分光反射率を、他方の平行平面板（５）の面に施したコートの分光反射率と異ならせたことを特徴とする静止画撮影装置を提供し、
（ｂ）撮影レンズ（２）と撮像素子（３）とを備えて静止画を撮影する静止画撮影装置において、前記撮影レンズと前記撮像素子との間に設置した光学ローパスフィルタとして作用する第１及び第２の平行平面板（４，５）と、前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸に対して傾けることにより画素ずらしを行う画素ずらし手段と、前記第１及び第２平行平面板の一方を光軸回りに回転させるとことにより、前記画素ずらし手段によって画素ずらしを行う場合と画素ずらしを行わない場合とのそれぞれに適した光学ローパスフィルタの特性に切り換える特性切換手段とを備え、前記画素ずらし手段として作用する前記一方の平行平面板（４）の少なくとも一方の面の撮影に関係する部分には可視光線の反射を抑えるコートを施すと共に、撮影に関係しない部分にはコートを施さず、他方の平行平面板（５）の面には、可視光線の反射を抑えるコートを全面に施すことを特徴とする静止画撮影装置を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の静止画撮影装置について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の静止画撮影装置の一実施例を示す断面図、図２は図１中の平行平面板４を光軸に対して傾けた場合の作用を説明するための図、図３は図１中の平行平面板４，５の内の一方の平行平面板のみの作用を説明するための図、図４は図１中の平行平面板４，５を揃えた場合の作用を説明するための図、図５は図１中の平行平面板４，５をずらした場合の作用を説明するための図、図６は図１中の平行平面板４の他の実施例を説明するための平面図である。
【００１４】
図１において、鏡筒１の左側端部には撮影レンズ２が取り付けられており、右側端部にはＣＣＤ３が取り付けられている。撮影レンズ２とＣＣＤ３との間には、光学ローパスフィルタとして作用する第１の平行平面板４と、同じく光学ローパスフィルタとして作用する第２の平行平面板５が配置されている。第１，第２の平行平面板４，５は例えば水晶により形成し、両者の光学的な特性は同じとする。なお、平行平面板とは、両面が平行な板を言う。
【００１５】
第１の平行平面板４は具体的に次のように保持されている。第１の平行平面板４は、図１における下側を枠６ａに保持され、図１における上側を枠６ｂに保持されている。枠６ａ，６ｂによって保持された第１の平行平面板４は、枠６ａ内に設けた光軸Ｌに直行する軸７を支点として傾斜可能とされている。第１の平行平面板４は、図示していないばねによって図１における右側に押圧されており、枠６ｂが鏡筒１に固定されたねじ８に当たることによって位置決めされている。このとき、第１の平行平面板４の面は、光軸Ｌにほぼ直行した状態である。
【００１６】
さらに、枠６ｂの上端部には、プランジャ９が連結されている。プランジャ９が枠６ｂを引っ張ると、第１の平行平面板４は、軸７を中心として図１における左回りに回動する。鏡筒１には、突出部１０が形成されており、プランジャ９が枠６ｂを引っ張ると、枠６ｂが突出部１０に当たって位置決めされる。このとき、第１の平行平面板４の面は、光軸Ｌに対して傾いた状態である。即ち、第１の平行平面板４は、ねじ８に当接して光軸Ｌにほぼ直行した図１に示す状態と、突出部１０に当接して光軸Ｌに対して傾いた状態の２つの状態をとる。
【００１７】
第２の平行平面板５は具体的に次のように保持されている。第２の平行平面板５は、図１における下側を枠１１ａに保持され、図１における上側を枠１１ｂに保持されている。枠１１ａ，１１ｂによって保持された第２の平行平面板５の面は、光軸Ｌにほぼ直行した状態で保持されている。図示していないレバーを操作することより、第２の平行平面板５は光軸Ｌ回りに回転するようになっている。第２の平行平面板５は、画素ずらしを行わない撮影に適した特性である姿勢と、画素ずらしを行う撮影に適した特性である姿勢の２つの姿勢をとる。
【００１８】
ここで、第１，第２の平行平面板４，５の作用について詳細に説明する。まず、図２は、第１の平行平面板４を傾けることによる作用を示している。第１の平行平面板４を傾けると、第１の平行平面板４を通過する図２の左側より入射した光（ＣＣＤ３上の被写体像）は、二点鎖線で示す位置から実線で示す位置へとずれて出射する。このとき、第１の平行平面板４を通過する光のずれ量を、画素ピッチの１／２である距離ｄとなるようにする。第１の平行平面板４を傾ける角度θ（ｒａｄ）は、像の移動量をｄ（ｍｍ）、第１の平行平面板４の厚さをｔ（ｍｍ）、第１の平行平面板４の屈折率をｎとすると、次の（１）式で表す関係になる。
【００１９】
θ＝ｄ／（ｔ−ｔ／ｎ）      …（１）
【００２０】
また、水晶で第１，第２の平行平面板４，５を形成する場合、第１の平行平面板４の厚さｔ（ｍｍ）は、複屈折による分離幅をｐ（ｍｍ）とすると、次の（２）式で表す関係になる。なお、分離幅ｐは、上記の距離ｄに相当する。
【００２１】
ｔ＝１７０．１ｐ      …（２）
【００２２】
ＣＣＤ３の画素ピッチを０．０１０ｍｍとし、水平方向に０．５画素ピッチの画素ずらしを行うためには、分離幅ｐは０．００５ｍｍであるから、ｔは０．８５０ｍｍとなる。水晶の屈折率ｎを１．５４４とすると、θは（１）式より、５７．４′（′は分）とすればよいことが分かる。画素ずらしを行う際、第１の平行平面板４の傾き角度（振れ角）の誤差を±３％以内とするには、無調整とすると部品の要求精度高くなりすぎるので、ねじ８及び突出部１０による位置決めの調整機構を設けることにより、±１．７′以内とすればよい。
【００２３】
図３は、１つの平行平面板、即ち、第１，第２の平行平面板４，５の一方の光学ローパスフィルタとしての作用を示している。図３において、（Ａ）は平行平面板４（または５）に対する光の入射／出射状態、（Ｂ）は光の分離状態を示している。図３（Ａ）に示すように、光Ｌ１が平行平面板４（または５）を通過すると、２つの光Ｌ２，Ｌ３に分離される。光Ｌ２，Ｌ３は、図３（Ｂ）に示すように、それぞれ縦方向，横方向の光であり、距離ｄだけ離れている。この距離ｄを、ＣＣＤ３の画素ピッチのほぼ１／２とする。
【００２４】
さて、第１，第２の平行平面板４，５を同じ姿勢で並べると、図４に示すようになる。図４（Ａ）に示すように、光Ｌ１が第１の平行平面板４を通過すると、２つの光Ｌ２，Ｌ３に分離され、さらに、第２の平行平面板５を通過すると、光Ｌ２，Ｌ３の間隔が広がる。光Ｌ２，Ｌ３は、図４（Ｂ）に示すように、距離２ｄ（即ち、ＣＣＤ３の画素ピッチ）だけ離れることになる。この図４に示す状態は、画素ずらしを行うことなく撮影する場合に適した姿勢である。
【００２５】
そして、第１，第２の平行平面板４，５の内、上記のように、第２の平行平面板５を光軸Ｌ回りに回転させると、図５に示すようになる。図５（Ａ）に示すように、光Ｌ１が第１の平行平面板４を通過すると、２つの光Ｌ２，Ｌ３に分離され、さらに、第２の平行平面板５を通過すると、光Ｌ２は光Ｌ２１，Ｌ２２に分離され、光Ｌ３は光Ｌ３１，Ｌ３２に分離される。光Ｌ２１〜Ｌ３２は、図５（Ｂ）に示すような位置関係となる。この図５に示す状態は、画素ずらしを行って撮影する場合に適した姿勢である。
【００２６】
以上のような構成において、第１の平行平面板４には、ＣＣＤ３の赤外線領域に伸びた感度を補正するため、可視光線を９０％以上透過し、波長６５０ｎｍを半値として、赤外線を反射するＩＲカットコートを施す。第１の平行平面板４に施すＩＲカットコートは、いずれか一方の片面でも、両面でもよい。第２の平行平面板５には、可視光の反射を１％以下に抑えた通常のコート（ＡＲコート）を施す。第２の平行平面板５に施す可視光の反射を抑えるためのコートは、両面とする。即ち、本発明では、第１の平行平面板４の少なくとも１面に施したコートの分光反射率は、第２の平行平面板５に施したコートの分光反射率と異なっている。
【００２７】
このようにすると、オートコリメータを用いて第１の平行平面板４の姿勢を調整・検査する際に、第１の平行平面板４のＩＲカットコートの反射光が明瞭に観察され、容易に調整や検査を行うことができる。これは、人間の目は、ＩＲカットコートの反射率が増加する波長６３０ｎｍから６７０ｎｍ程度の光にも感度があるため、オートコリメータの視野には第１の平行平面板４の反射光が赤く明瞭に見えるためである。
【００２８】
ところで、ＣＣＤを用いた撮影装置においては、吸収型のＩＲカットフィルタを任意の位置に設けるが、この実施例では、第１の平行平面板４にＩＲカットコートを施しているので、ＩＲカットフィルタを別に設ける必要はない。
【００２９】
第１の平行平面板４の他の実施例として、図６に示すようにしてもよい。第１の平行平面板４以外の他の構成は、図１と同じである。図６において、第１の平行平面板４の一方の面には、斜線を付した中央部のみに可視光線の反射を１％以下に抑えるコート（ＡＲコート）を施し、その周囲部（端部）にはコートを施さない。コートを施した中央部とコートを施さない周囲部との境界は、撮影に関係する領域、即ち、ＣＣＤ３の画素上に結像する光線が通過する領域を僅かに越える位置とする。逆に言えば、画素上に結像する光線がコートを施した中央部に入射するようにする。
【００３０】
第１の平行平面板４の他方の面には、可視光線の反射を１％以下に抑えるＡＲコートを全面に施すか、図６と同じように中央部のみに施す。
【００３１】
中央部のみにコートを施すには、コート処理を行う蒸着釜内で平行平面板を保持する置き台に、必要な形状の穴を開けておく。このようにすると、穴の部分にのみコートが施され、図６に示すような第１の平行平面板４を容易に生産することができる。
【００３２】
このようにすると、オートコリメータを用いて第１の平行平面板４の姿勢を調整・検査する際に、第１の平行平面板４のコートを施していない周囲部の反射光が明瞭に観察され、容易に調整や検査を行うことができる。これは、コートを施さない部分の反射率が４％を越えるため、オートコリメータの視野には第１の平行平面板４の反射光が明瞭に見えるためである。撮影に有効な光線が通過する面の全てにコートを施しているので、ゴーストやフレアによる画質の悪化はない。
【００３３】
この実施例では、吸収型のＩＲカットフィルタを、第１，第２の平行平面板４，５のいずれかに張り付けておいてもよいし、単独で撮影レンズ２の光路内に配置してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の静止画撮影装置は、撮影レンズと撮像素子との間に設置した光学ローパスフィルタとして作用する第１及び第２の平行平面板と、第１及び第２平行平面板の一方を光軸に対して傾けることにより画素ずらしを行う画素ずらし手段と、第１及び第２平行平面板の一方を光軸回りに回転させるとことにより、画素ずらし手段によって画素ずらしを行う場合と画素ずらしを行わない場合とのそれぞれに適した光学ローパスフィルタの特性に切り換える特性切換手段とを備え、画素ずらし手段として作用する一方の平行平面板の少なくとも一方の面に施したコートの分光反射率を、他方の平行平面板の面に施したコートの分光反射率と異ならせたり、画素ずらし手段として作用する一方の平行平面板の少なくとも一方の面の撮影に関係する部分には可視光線の反射を抑えるコートを施すと共に、撮影に関係しない部分にはコートを施さず、他方の平行平面板の面には、可視光線の反射を抑えるコートを全面に施すようにしたので、画質を悪化させることなく、画素ずらし量の調整や検査を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１中の平行平面板４を光軸に対して傾けた場合の作用を説明するための図である。
【図３】図１中の平行平面板４，５の内の一方の平行平面板のみの作用を説明するための図である。
【図４】図１中の平行平面板４，５を揃えた場合の作用を説明するための図
【図５】図１中の平行平面板４，５をずらした場合の作用を説明するための図
【図６】図１中の平行平面板４の他の実施例を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１  鏡筒
２  撮影レンズ
３  撮像素子
４，５  平行平面板
【図１】
0003543747.tif 000002
【図２】
0003543747.tif 000003
【図３】
0003543747.tif 000004
【図４】
0003543747.tif 000005
【図５】
0003543747.tif 000006
【図６】
0003543747.tif 000007