(57)【要約】【課題】解像度を高めることができる撮像装置を提供する。【解決手段】第1の結像光学部と、第１の結像光学部と同じ焦点距離で、かつ、被写体像の結像位置が第１の結像光学部の結像位置に対して所定量だけ一方向にシフトした位置に結像する第２の結像光学部とからなる結像光学部と、結像光学部が結像した被写体像を光電変換により画像信号に変換しこれを画像データとして撮像する撮像部と、第１の結像光学部による結像に寄与する光線及び第２の結像光学部による結像に寄与する光線のいずれか一方を遮光する遮光部と、遮光部が、第１の結像光学部による結像に寄与する光線及び第２の結像光学部による結像に寄与する光線のいずれを遮光するかを制御する制御部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像する第1の結像光学部と、前記第１の結像光学部と同じ焦点距離で、かつ、被写体像の結像位置が前記第１の結像光学部の結像位置に対して所定量だけ一方向にシフトした位置に結像する第２の結像光学部と、からなる結像光学部と、
前記結像光学部が結像した被写体像を光電変換により画像信号に変換し、これを画像データとして撮像する撮像部と、
前記第１の結像光学部による結像に寄与する光線及び前記第２の結像光学部による結像に寄与する光線のいずれか一方を遮光する遮光部と、
前記遮光部が、前記第１の結像光学部による結像に寄与する光線及び前記第２の結像光学部による結像に寄与する光線のいずれを遮光するかを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記遮光部は、前記結像光学部の略絞り位置に、前記結像光学部の光軸に対して垂直に備えられる薄板状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第1の結像光学部と前記第２の結像光学部とは一のレンズ中に形成され、
前記遮光部は、前記レンズの前記第1の結像光学部と前記第２の結像光学部との境界部分において、前記第１の結像光学部による結像に寄与する光線及び前記第２の結像光学部による結像に寄与する光線のいずれか一方を遮光することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記前記第1の結像光学部と前記第２の結像光学部との境界部分は、前記レンズの半径方向に形成され、
前記遮光部は、前記レンズの略光軸を回転中心として回転駆動する遮光板回転駆動部により駆動されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記前記第1の結像光学部と前記第２の結像光学部との境界部分は、前記レンズの半径方向に形成され、
前記レンズは、前記レンズの略光軸を回転中心として回転駆動する遮光板回転駆動部により駆動されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の撮像装置を備え、
前記第１の結像光学部により結像された被写体像及び前記第２の結像光学部により結像された被写体像を前記撮像部により撮像して得られた複数の画像データを合成する合成部を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解像度を高めることができる撮像装置及びデジタルカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラや携帯電話に搭載されているカメラモジュールの開発技術の発展は著しく、最近の製品では、高感度、高解像度、高演色性、高ダイナミックレンジ、低ノイズ、高倍率ズーム、高速撮影などの高画質・高性能な機能に加えて、製品自体の小型化、薄型化が進んでいる。
【０００３】
しかしながら、高画質化、高機能化を実現しつつも小型化、軽量化を行うことは技術的な困難が伴う。
【０００４】
例えば、被写体像を結像するレンズは、高画質化を実現するために複数枚のレンズから構成される。これは、レンズからなる結像光学系には必ず収差が発生するため、その収差を減させる必要があるためである。
【０００５】
しかし、複数のレンズから構成される撮像装置では、複数のレンズが撮像装置全体での占める体積は大きいため、小型化や薄型化を行う上で問題となる。一方で、レンズ枚数を減らしてしまうと、収差が増加することにより画質の劣化が生じ、高画質化が実現できない。
【０００６】
このようなレンズの制約に対して、非球面レンズなどの複雑な形状を有するレンズを用いて、従来のレンズ構成よりもレンズの枚数を減らして収差を補正する手法が開発されている。
【０００７】
また、小型化、薄型化での高い解像度を実現する手法として、「画素ずらし」という手法が知られている。
【０００８】
具体的には、被写体像を撮像素子に結像する際に、撮像光学系によって、被写体を撮像素子に通常通り結像させた撮像データと、前記の通常の撮像に対して、撮像する位置を水平、垂直方向に撮像素子の１画素の半分のピッチだけずらして撮像素子に結像させた撮像データとを取得する。
【０００９】
そして、通常の撮像データと１画素の半分のピッチをずらした撮像データとを、画像処理にて合成することにより、通常の撮像データの２倍の解像度を得ることができる（特許文献１参照。）。
【００１０】
特に、上記での撮像素子の１画素の半分のピッチだけ水平、垂直方向にずらす手法としては、撮像素子を固定にした状態で、結像光学系でのレンズをアクチュエータなどで微小振動させて可動させる方法がある。また、逆に、結像光学系を固定にして、アクチュエータなどで撮像素子を微小振動させて画素ずらしをする手法もある。
【００１１】
また、レンズも撮像素子も固定にして、結像光学系のレンズと撮像素子の間に透明基板を設置して、その透明基板は撮像素子に対して平行に配置されており、その透明基板を傾けることで、撮像素子の結像する位置をずらすことで「画素ずらし」を実現する手法もある（特許文献２及び特許文献３参照。）。
【００１２】
また、結像光学系のレンズの一部を結像光学系の光軸の中心から少しずらした状態に設置する。このずらされたレンズを回転制御して、複数枚の撮像データを取得して、取得した撮像データを画像処理することで、通常の撮像素子で撮像させたときよりも高い解像度を得る手法もある（特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５８−１６２１７１号公報
【特許文献２】特開平０８−１３０６６９号公報
【特許文献３】特開平０８−１３０６７０号公報
【特許文献４】特開２００４−１８７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前述のように、撮像装置の小型化、薄型化により、撮像素子の画素ピッチのサイズが小さくなっている。同じ撮像スペースにより多くのセンサー数を配置することで解像度を高めているため、結像レンズもそれに合わせて設計がされている。
【００１５】
撮像素子の画素ピッチが小さくなると、焦点サイズが小さくなるためレンズが小型になり、焦点距離が短縮するため、より小型化、薄型化が実現できる。
【００１６】
ここで、前述の「画素ずらし」の手法を用いると、画素ピッチが小さくなるにつれて、画素ずらしをするために必要となるレンズや透明基板の可動距離を、より小さくすることが要求される。
【００１７】
「画素ずらし」を行うときには、１画素の半分のピッチを精度よく可動させないと画素ずらしの効果が十分に現れない。しかし、撮像素子の画素ピッチが小さくなると、画素ずらしの可動精度はより短く、より高い可動精度が問われることになる。
【００１８】
例えば、現在の携帯電話のカメラモジュールやデジタルコンパクトカメラなどに搭載されている撮像素子の画素ピッチは数μｍ程度である。
【００１９】
このような数μｍオーダーの画素ピッチに対して、その半分の可動距離を精度良く制御して画素ずらしをすることは、技術的、コスト的にも困難であるという問題がある。
【００２０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、光学レンズや撮像素子を数μｍオーダーでの精度で可動させることを必要とせず、画素ずらしを行うことによって小型化、軽量化を図れる撮像装置及びデジタルカメラ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】
【００２１】
本発明の一実施態様によると、被写体像を結像する第1の結像光学部と、第１の結像光学部と同じ焦点距離で、かつ、被写体像の結像位置が第１の結像光学部の結像位置に対して所定量だけ一方向にシフトした位置に結像する第２の結像光学部と、からなる結像光学部と、結像光学部が結像した被写体像を光電変換により画像信号に変換し、これを画像データとして撮像する撮像部と、第１の結像光学部による結像に寄与する光線及び第２の結像光学部による結像に寄与する光線のいずれか一方を遮光する遮光部と、遮光部が、第１の結像光学部による結像に寄与する光線及び第２の結像光学部による結像に寄与する光線のいずれを遮光するかを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の一実施態様では、このように構成することによって、撮像光学部を精度よく移動させることを必要とせず、第１の結像光学部と、第１の結像光学部の結像位置に対して所定量だけ一方向にシフトした位置に結像する第２の結像光学部と、の被写体像による画像データを得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、第１の結像光学部と、第１の結像光学部の結像位置に対して所定量だけ一方向にシフトした位置に結像する第２の結像光学部と、の被写体像による画像データを得ることができ、これら画像データによって、いわゆる「画素ずらし」の手法を適用することにより、高解像度の画像データを得ることができる。これにより、撮像光学部を数μｍオーダーでの精度で可動させたり偏光させたりする必要が無くいので、コストを抑えることができると共に、撮像装置の小型化や軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の撮像装置（デジタルカメラ）の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の撮像装置１における画素ずらしの説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の遮光部１５の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の遮光部１５の構成の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の遮光部１５の構成の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の遮光部１５の具体的な動作を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の遮光部の具体的な動作を示す説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の遮光部の具体的な動作を示す説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の遮光部の具体的な動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１の実施形態＞
以下に、本発明の実施形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態の撮像装置（デジタルカメラ）１の機能ブロック図である。
【００２７】
撮像装置１は、レンズ光学系１０、撮像部２０、撮像制御部３０、画像生成部４０、画像データ格納部５０、出力処理部６０、表示装置７０、遮光切替制御部８０を備える。
【００２８】
撮像部２０は、レンズ光学系１０により被写体９０の被写体像を結像し、この像を光電変換によって電子データに変換することにより、被写体像を画像データとして撮像する。
【００２９】
撮像制御部３０は、レンズ光学系１０及び画像生成部４０を制御して、画像データの撮像を制御する。
【００３０】
画像生成部４０は、撮像される画像データを、静止画データ又は動画データとして出力する。
【００３１】
画像データ格納部５０は、画像生成部４０より生成された画像データを格納する。
【００３２】
出力処理部６０は、画像データ格納部５０に格納された画像データを表示装置７０へと表示する制御を行う。
【００３３】
表示装置７０は、撮像された画像データや撮像装置１の動作に関わる情報を表示する。表示装置７０は、例えば液晶パネル（ＬＣＤ）によって構成される。
【００３４】
レンズ光学系１０は、遮光部位置検出部１２、通常光学系１３、画素ずらし光学系１４、遮光部１５を備える。
【００３５】
通常光学系（第１の結像光学部）１３は、被写体像を撮像部２０の像面に結像する１又は複数のレンズである。
【００３６】
画素ずらし光学系（第２の結像光学部）１４は、被写体像を撮像部２０の像面に結像する１又は複数のレンズであって、通常光学系１３に対しての結像位置に対して、撮像部２０の画素の１／２ピッチだけシフトした位置に結像するように構成される。
【００３７】
遮光部１５は、通常光学系１３による結像に寄与する光線及び画素ずらし光学系１４による結像に寄与する光線のいずれか一方を遮光する。遮光部１５は、結像光学部の光軸に対して垂直に備えられる薄板状の部材（例えば、絞り羽根と同様の材質）で構成される。
【００３８】
遮光部位置検出部１２は、遮光部１５の位置、すなわち、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とのいずれを遮光しているのかを検出する。
【００３９】
遮光切替制御部８０は、撮像制御部３０の制御により、レンズ光学系１０と遮光部１５との相対的な位置関係を制御する。
【００４０】
なお、レンズ光学系１０は、通常、被写体像を結像するための焦点調節機構等を備えるが、これは周知の構成であるので本発明では説明を省略する。
【００４１】
次に、このように構成された第１の実施形態の動作について説明する。
【００４２】
本実施形態では、前述のように、レンズ光学系１０が、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とからなる、いわゆる多焦点レンズとして構成されている。
【００４３】
撮像制御部３０は、通常光学系１３によって撮像部２０に結像された画像データと、画素ずらし光学系１４によって撮像部２０に１／２画素ピッチだけずれて結像された画像データと、の二つの画像データを取得し、この二つの画像データを用いて「画素ずらし」による高画素化を行う。
【００４４】
図２は、本実施形態の撮像装置１における画素ずらしの説明図である。
【００４５】
なお、図２では、説明の便宜のため１枚のレンズのみを図示したが、一般的にレンズ光学系１０は複数のレンズから構成される。
【００４６】
図２（Ａ）は通常光学系１３による撮像部２０への結像の様子を示し、図２（Ｂ）は、画素ずらし光学系１４による撮像部２０への結像の様子を示す。図２（Ｃ）は、通常光学系１３及び画素ずらし光学系１４を備えるレンズ光学系１０の構成を示す。
【００４７】
図２（Ａ）に示すように、通常光学系１３は、撮像部２０に被写体像を結像する。
【００４８】
また、図２（Ｂ）に示すように、画素ずらし光学系１４は、通常光学系１３によるレンズと撮像部２０の位置関係に対して、水平、垂直方向に、撮像素子の画素ピッチの半分だけずらした位置に結像するように構成される。
【００４９】
これら通常光学系１３により撮像部２０に結像した画像データと、画素ずらし光学系１４により撮像部２０に結像した画像データとによって合成処理を行うことによって、高解像度の画像データを得ることができる。この合成処理の手法は周知であるため、説明は省略する。
【００５０】
ここで、本実施形態では、レンズ光学系１０が、通常光学系１３と、画素ずらし光学系１４との両方を備える形状からなるレンズにより構成される。
【００５１】
具体的には、図２（Ｃ）に示すように、レンズ光学系１０の光軸に対して右側半分のレンズが通常光学系１３であり、左側半分のレンズが画素ずらし光学系１４であるような形状のレンズを用いる。
【００５２】
このような構成により、レンズの右側半分の領域では、通常光学系１３により撮像部２０に結像する。また、レンズの左側半分の領域では、画素ずらし光学系１４により、通常光学系１３に対して画素ピッチの半分だけずれた被写体像を撮像部２０に結像する。
【００５３】
これら通常光学系１３及び画素ずらし光学系１４は、遮光部１５によって選択的に透過する光線が遮光される。
【００５４】
図３は、本実施形態の遮光部１５の説明図である。
【００５５】
図３では、撮像レンズの代表的な構成として３枚のレンズから構成されるトリプレットレンズを用いた場合の例を説明する。
【００５６】
図３（Ａ）は、従来のトリプレットレンズによる結像の様子を示す。
【００５７】
トリプレットレンズは、被写体方向から、第１のレンズ１０Ａ（凸レンズ）、第２のレンズ１０Ｂ（凹レンズ）、絞り１６及び第３のレンズ１０Ｃ（凸レンズ）により構成される。
【００５８】
このように構成されたトリプレットレンズを撮像部２０の像面に対して前後させることにより、被写体像を結像させる。
【００５９】
本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、このトリプレットレンズにおける絞りの位置に遮光部１５を備える。
【００６０】
遮光部１５は、通常光学系１３又は画素ずらし光学系１４のいずれかを遮光するように構成される。
【００６１】
例えば、レンズ光学系１０の光軸を境として、遮光部１５を通常光学系１３として構成されるレンズと、画素ずらし光学系１４として構成されるレンズとの境目で、どちらか一方を遮光する。
【００６２】
なお、必ずしも光軸を境として半径方向に遮光部１５を構成する必要はなく、図３（Ｃ）に示すように、被写体から結像される光線が、第３のレンズの半分以上を通過しないように遮光するように構成すればよい。
【００６３】
また、遮光部１５は必ずしも絞り１６の位置と同一位置とする必要はなく、絞り１５の直前又は直後に配置すればよい。このように構成することで、従来の絞り１６の絞り羽根の機構をそのまま用いることができる。
【００６４】
図４及び図５は、本実施形態の遮光部１５の構成の一例を示す説明図である。
【００６５】
図４は、レンズ光学系１０の光軸と垂直方向への断面図であり、図５は、レンズ光学系１０の光軸方向への断面図である。
【００６６】
本実施形態では、図４に示すように、レンズ光学系１０が、左右方向に二つの領域に分割されており、その一方（右側）が通常光学系１３に、他方（左側）が画素ずらし光学系１４に、それぞれ構成されている。
【００６７】
遮光部１５は、これら通常光学系１３と画素ずらし光学系のいずれか一方を遮光するように、これら右側部分と左側部分とで移動可能に構成される。
【００６８】
具体的には、遮光部１５がレンズ光学系１０の左半分を遮光した状態では、右半分の通常光学系１３を通過した被写体像を結像する（図４（Ａ）、図５（Ａ））。
【００６９】
また、遮光部１５がレンズ光学系１０の右半分を遮光した状態では、左半分の画素ずらし光学系１４を通過した被写体像を結像する（図４（Ｂ）、図５（Ｂ））。
【００７０】
このようにして、遮光部１５が構成される。
【００７１】
次に、このように構成されたデジタルカメラ１の具体的な動作について説明する。
【００７２】
図６は、本実施形態の遮光部１５の具体的な動作を示す説明図である。
【００７３】
遮光部１５は半円盤状の形状を有し、レンズ光学系１０の半径方向に、レンズ光学系１０の半分の領域を遮光するように構成される。
【００７４】
また、遮光部１５は、レンズ光学系１０の光軸を中心として、周方向に所定の角度で回転及び停止可能に構成されている。
【００７５】
この遮光部１５の回転及び停止は、例えばステッピングモーター等のアクチュエータにより行われる。遮光切替制御部８０は、遮光部位置検出部１２が取得した遮光部１５とレンズ光学系１０との周方向の相対的な位置関係に基づいて、遮光部１５を回転制御する。
【００７６】
レンズ光学系１０は、光軸を中心とした右側半分を通常光学系１３とし、左側半分を画素ずらし光学系１４として構成されている。
【００７７】
なお、図６では、通常光学系１３をＬ１と表記し、画素ずらし光学系１４をＬ２と表記する。
【００７８】
まず、撮像制御部３０は、レンズ光学系１０のうち、画素ずらし光学系１４を遮蔽して、通常光学系１３のみからの被写体像が透過するように遮光部１５を移動させた後停止させる。
【００７９】
具体的には、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御して遮光部１５を移動させて、図６（Ａ）に示すように、レンズ光学系１０の左側半分に構成された画素ずらし光学系１４を遮光部１５によって遮光し、レンズ光学系１０の右側半分に構成された通常光学系１３のみからの被写体像を透過させる状態で、遮光部１５を停止する。
【００８０】
撮像制御部３０は、この図６（Ａ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【００８１】
次に、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御して、遮光部１５を回転させる。
【００８２】
この図６に示す例では、遮光部１５を反時計回り方向に回転させる（図６（Ｂ）から図６（Ｄ））。そして、図６（Ｅ）に示すように、遮光部１５を１８０度回転させて、レンズ光学系１０の右側半分に構成された通常光学系１３を遮光部１５によって遮蔽し、レンズ光学系１０の左側半分に構成された画素ずらし光学系１４のみからの被写体像を透過させる。
【００８３】
撮像制御部３０は、この図６（Ｅ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【００８４】
そして、撮像制御部３０は、画像生成部４０により、通常光学系１３を透過して撮像された画像データと、画素ずらし光学系１４を透過して撮像された画像データ、すなわち、通常光学系１３に対して１／２画素ずらした状態で撮像された画像データとを合成する。なお、この画像データの合成は周知の方法により行われるため、説明は省略する。
【００８５】
このような制御によって、撮像制御部３０は、撮像時に、遮光部１５を移動させて、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とで撮像された画像データを合成することによって、高解像度の画像データを撮像することができる。
【００８６】
以上のように、本発明の第１の実施形態の撮像装置は、レンズ光学系１０を半径方向に二分割した領域をそれぞれ通常光学系１３及び画素ずらし光学系１４に構成した。そして、これら通常光学系１３及び画素ずらし光学系１４のいずれか一方を遮光する遮光部１５を、レンズ光学系１０の光軸を中心として回転移動可能に構成した。
【００８７】
このように構成することによって、レンズや撮像素子を精度よく微少移動させる必要がなくなり、より高い精度での可動制御が不要となる。また、遮光部１５は、薄板状の材質であるので、レンズや撮像素子を駆動する方式と比較してアクチュエータの駆動力が少なくて済み、省電力化や小型化に寄与する。
【００８８】
このような構成によって、撮像装置のコストを抑えると共に、撮像装置の小型化及び軽量化を実現することができる。
【００８９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００９０】
前述の第１の実施形態では、遮光部１５を回転移動させて、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とを切替えた。これに対して、第２の実施形態では、レンズ光学系１０を回転移動させて通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とを切替えるように構成した。
【００９１】
なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９２】
図７は、本発明の第２の実施形態のレンズ光学系１０における、遮光部１５の具体的な動作を示す説明図である。
【００９３】
遮光部１５は長方形状の形状を有し、レンズ光学系１０の光軸を中心とした左半分の領域を常に遮光するように構成される。
【００９４】
レンズ光学系１０は、光軸を中心とした右側半分を通常光学系１３とし、左側半分を画素ずらし光学系１４として構成されている。
【００９５】
そして、レンズ光学系１０は、光軸を中心として、周方向に所定の角度で回転及び停止可能に構成されている。このレンズ光学系１０の回転及び停止は、例えばステッピングモーター等のアクチュエータにより行われる。遮光切替制御部８０は、遮光部位置検出部１２が取得した遮光部１５とレンズ光学系１０との回転方向の相対的な位置関係に基づいて、遮光部１５を回転制御する。
【００９６】
次に、第２の実施形態の動作を説明する。
【００９７】
まず、撮像制御部３０は、レンズ光学系１０のうち、画素ずらし光学系１４を遮蔽して、通常光学系１３のみからの被写体像が透過するようにレンズ光学系１０を動作させる。
【００９８】
具体的には、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御してレンズ光学系１０を回転移動させて、図７（Ａ）に示すように、レンズ光学系１０の左側半分に構成された画素ずらし光学系１４を遮光部１５によって遮蔽し、レンズ光学系１０の右側半分に構成された通常光学系１３のみからの被写体像を透過させる状態でレンズ光学系１０を停止する。
【００９９】
撮像制御部３０は、この図７（Ａ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【０１００】
次に、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御して、レンズ光学系１０を回転させる。
【０１０１】
この図７に示す例では、レンズ光学系１０を時計回り方向に回転させる（図７（Ｂ）から図７（Ｄ））。そして、図７（Ｅ）に示すように、レンズ光学系１０を１８０度回転させて、レンズ光学系１０の右側半分に構成された通常光学系１３を遮光部１５によって遮蔽し、レンズ光学系１０の左側半分に構成された画素ずらし光学系１４のみからの被写体像を透過させる。
【０１０２】
撮像制御部３０は、この図７（Ｅ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【０１０３】
そして、撮像制御部３０は、画像生成部４０により、通常光学系１３を透過して撮像された画像データと、画素ずらし光学系１４を透過して撮像された画像データ、すなわち、通常光学系１３に対して１／２画素ずらした状態で撮像された画像データとを合成する。
【０１０４】
このように、第２の実施形態では、撮像制御部３０は、撮像時にレンズ光学系１０を回転移動させて、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とで撮像された画像データを合成することによって、高解像度の画像データを撮像することができる。
【０１０５】
なお、第２の実施形態では、遮光板１５をレンズ光学系１０の左側半分を常に遮光するように固定したが、右側半分であってもよいし、上下方向や斜め方向の半分を常に遮光するようにしてもよい。
【０１０６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１０７】
前述の第１又は第２の実施形態では、レンズ光学系１０を左右分割して、一組の通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とを構成した。これに対して、第３の実施形態では、レンズ光学系１０に、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４との組を複数構成した。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１０８】
図８は、本発明の第３の実施形態のレンズ光学系１０における、遮光部１５の具体的な動作を示す説明図である。
【０１０９】
レンズ光学系１０は、光軸を中心として、上下左右に四分割されている。そして、これら分割された頂角９０度の扇型のそれぞれが、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とに交互に構成されている。
【０１１０】
具体的には、図８（Ａ）に示すように、レンズ光学系１０のうち、Ｌ１及びＬ３が通常光学系１３に、Ｌ２及びＬ４が画素ずらし光学系１４に、それぞれ反時計回り方向に一つおきに構成されている。
【０１１１】
また、レンズ光学系１０は、光軸を中心として、周方向に所定の角度で回転及び停止可能に構成されている。この回転及び停止は、例えばステッピングモーター等のアクチュエータの動作を遮光切替制御部８０が制御することによって行われる。
【０１１２】
遮光部１５は、これら四分割されたレンズ光学系１０のうち、対角にある分割部分を遮光するように構成されている。
【０１１３】
次に、第３の実施形態の動作を説明する。
【０１１４】
まず、撮像制御部３０は、レンズ光学系１０のうち、画素ずらし光学系１４を遮蔽して、画素ずらし光学系１４のみからの被写体像が透過するようにレンズ光学系１０を操作する。
【０１１５】
具体的には、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御してレンズ光学系１０を回転移動させて、図８（Ａ）に示すように、レンズ光学系１０の左側上半分（Ｌ１）と右側下半分（Ｌ３）に構成された通常光学系１３を遮光部１５によって遮蔽し、レンズ光学系１０の右側上半分（Ｌ２）と左側下半分（Ｌ４）とに構成された画素ずらし光学系１４からの被写体像を透過させる状態でレンズ光学系１０を停止する。
【０１１６】
撮像制御部３０は、この図８（Ａ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【０１１７】
次に、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御して、レンズ光学系１０を半時計回り方向に９０度回転させる。
【０１１８】
具体的には図８（Ｂ）に示すように、レンズ光学系１０の左側上半分（Ｌ４）と右側下半分（Ｌ２）に構成された画素ずらし光学系１４を遮光部１５によって遮蔽し、レンズ光学系１０の右側上半分（Ｌ１）と左側下半分（Ｌ３）とに構成された通常光学系１３からの被写体像を透過させる状態でレンズ光学系１０を停止する。
【０１１９】
撮像制御部３０は、この図８（Ｂ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【０１２０】
そして、撮像制御部３０は、通常光学系１３を透過して撮像された画像データと、画素ずらし光学系１４を透過して撮像された画像データ、すなわち、通常光学系１３に対して１／２画素ずらした状態で撮像された画像データとを合成する。
【０１２１】
さらに、再び画像データを取得する場合は、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御して、レンズ光学系１０を半時計回り方向に９０度回転させて、通常光学系１３を遮光部により遮光し、画素ずらし光学系１４を透過した被写体像を画像データとして取得する（図８（Ｃ））。
【０１２２】
さらにレンズ光学系１０を半時計回り方向に９０度回転させて、画素ずらし光学系１４を遮光部により遮光し、通常光学系１３を透過した被写体像を画像データとして取得する（図８（Ｄ））。これらの画像データを合成する。
【０１２３】
このように、撮像制御部３０は、撮像時に、レンズ光学系１０を回転移動させて、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とで撮像された画像データを合成することによって、高解像度の画像データを撮像することができる。
【０１２４】
特に、第３の実施形態では、レンズ光学系１０を、９０度回転移動させるだけで通常光学系１３と画素ずらし光学系１４との切替を行うことができるので、モータ等のアクチュエータの消費電力を小さくすることができると共に、前述の第１又は第２の実施形態と比較して、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４との切替が高速なる。
【０１２５】
なお、第３の実施形態では、レンズ光学系１０を回転駆動させて通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とを切替えたが、前述の第１の実施形態のように、遮光部１５を回転駆動させて、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とを切替えるように構成してもよい。
【０１２６】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【０１２７】
第４の実施形態は、第３の実施形態のさらなる変形例であり、レンズ光学系１０に、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４との組を、第３の実施形態よりも多く構成した。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１２８】
図９は、本発明の第４の実施形態のレンズ光学系１０における、遮光部１５の具体的な動作を示す説明図である。
【０１２９】
レンズ光学系１０は、光軸を中心として、等間隔に八分割されている。そして、これら分割された頂角４５度の扇型のそれぞれが、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とに交互に構成されている。
【０１３０】
具体的には、図９（Ａ）に示すように、レンズ光学系１０のうち、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５及びＬ７が通常光学系１３に、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６及びＬ８が画素ずらし光学系１４に、それぞれ構成されている。
【０１３１】
また、レンズ光学系１０は、光軸を中心として、周方向に所定の角度で回転及び停止可能に構成されている。この回転及び停止は、例えばステッピングモーター等のアクチュエータの動作を遮光切替制御部８０が制御することによって行われる。
【０１３２】
遮光部１５は、これら八分割されたレンズ光学系１０のうち、お互いが対角にある四つの分割部分を遮光するように構成されている。
【０１３３】
次に、第４の実施形態の動作を説明する。
【０１３４】
まず、撮像制御部３０は、レンズ光学系１０のうち、画素ずらし光学系１４を遮蔽して、画素ずらし光学系１４のみからの被写体像が透過するようにレンズ光学系１０を操作する。
【０１３５】
具体的には、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御してレンズ光学系１０を回転移動させて、図９（Ａ）に示すように、レンズ光学系１０のＬ１、Ｌ３、Ｌ５及びＬ７の領域に構成された通常光学系１３を遮光部１５によって遮蔽し、レンズ光学系１０のＬ２、Ｌ４、Ｌ６及びＬ８の領域に構成された画素ずらし光学系１４からの被写体像を透過させる状態でレンズ光学系１０を停止する。
【０１３６】
撮像制御部３０は、この図９（Ａ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【０１３７】
次に、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御して、レンズ光学系１０を半時計回り方向に４５度回転させる。
【０１３８】
具体的には図９（Ｂ）に示すように、レンズ光学系１０のＬ２、Ｌ４、Ｌ６及びＬ８の領域に構成された画素ずらし光学系１４を遮光部１５によって遮蔽し、レンズ光学系１０のＬ１、Ｌ３、Ｌ５及びＬ７の領域に構成された通常光学系１３からの被写体像を透過させる状態でレンズ光学系１０を停止する。
【０１３９】
撮像制御部３０は、この図９（Ｂ）に示す状態で、撮像部２０によって撮像された画像データを、画像生成部４０により取得する。取得された画像データは、画像データ格納部５０に一時的に格納する。
【０１４０】
そして、撮像制御部３０は、通常光学系１３を透過して撮像された画像データと、画素ずらし光学系１４を透過して撮像された画像データ、すなわち、通常光学系１３に対して１／２画素ずらした状態で撮像された画像データとを合成する。
【０１４１】
さらに、再び画像データを取得する場合は、撮像制御部３０は、遮光切替制御部８０を制御して、レンズ光学系１０を半時計回り方向に４５度回転させて、通常光学系１３を遮光部により遮光し、画素ずらし光学系１４を透過した被写体像を画像データとして取得する（図９（Ｃ））。
【０１４２】
さらにレンズ光学系１０を半時計回り方向に４５度回転させて、画素ずらし光学系１４を遮光部により遮光し、通常光学系１３を透過した被写体像を画像データとして取得する（図９（Ｄ））。これらの画像データを合成する。
【０１４３】
このように、撮像制御部３０は、撮像時に、レンズ光学系１０を回転移動させて、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とで撮像された画像データを合成することによって、高解像度の画像データを撮像することができる。
【０１４４】
また、第４の実施形態では、レンズ光学系１０を、４５度回転移動させるだけで通常光学系１３と画素ずらし光学系１４との切替を行うことができるので、モータ等のアクチュエータの消費電力を小さくすることができると共に、前述の第３の実施形態よりも、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４との切替を高速に行うことができる。
【０１４５】
なお、第３の実施形態では、レンズ光学系１０を回転駆動させて通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とを切替えたが、前述の第１の実施形態のように、遮光部１５を回転駆動させて、通常光学系１３と画素ずらし光学系１４とを切替えるように構成してもよい。
【０１４６】
また、第３の実施形態では、レンズ光学系１０を四つの領域に分割し、第４の実施形態ではレンズ光学系１０を八つの領域に分割したが、このような構成に限られるものではない。さらに多くの領域に分割したり、奇数の領域に分割するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１  撮像装置（デジタルカメラ）
１０  レンズ光学系（結像光学部）
１２  遮光部位置検出部
１３  通常光学系（第１の結像光学部）
１４  画素ずらし光学系（第２の結像光学部）
２０  撮像素子
３０  撮像制御部
４０  画像処理部
５０  画像データ格納部
６０  出力処理部
７０  表示装置
８０  遮光切替制御部
【図１】
2011082795.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011082795.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011082795.tif 000008
【図７】
2011082795.tif 000009
【図８】
2011082795.tif 000010
【図９】
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