(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像する光学系と、
結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子を有する撮像部材と、
前記撮像部材を前記光学系の光軸方向に対して垂直方向に移動させるアクチュエータと、
前記撮像部材を、前記撮像部材を挟んで被写体と前記光軸方向の反対側である背面側から圧接する第１の撮像部材受部材と、
前記撮像部材に、前記光軸方向に垂直な側面側から接する第２の撮像部材受部材と、
前記アクチュエータを圧縮させる方向に作用する付勢部材と、を備え、
前記アクチュエータは前記撮像部材の背面側に配置され、
前記アクチュエータの伸縮方向の一端は前記第１の撮像部材受部材に、他端は前記第２の撮像部材受部材に当接しており、
前記第１の撮像部材受部材と前記第２の撮像部材受部材とを、前記撮像部材を光軸方向に挟んで結合させる結合部材を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記結合部材が弾性体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】
被写体像を結像する光学系と、
結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子を有する撮像部材と、
前記撮像部材を前記光学系の光軸方向に対して垂直方向に移動させるアクチュエータと、
前記撮像部材を、前記撮像部材を挟んで被写体と前記光軸方向の反対側である背面側から圧接する第１の撮像部材受部材と、
前記撮像部材に、前記光軸方向に垂直な側面側から接する第２の撮像部材受部材と、
前記アクチュエータを圧縮させる方向に作用する付勢部材と、を備え、
前記アクチュエータは前記撮像部材の背面側に配置され、
前記第２の撮像部材受部材は前記撮像部材に前面側から接し、
前記アクチュエータの伸縮方向の一端は前記第１の撮像部材受部材に、他端は前記第２の撮像部材受部材に当接していることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記撮像部材と前記第２の撮像部材受部材とを接着して一体構造をなすように形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第一の撮像部材受部材が、前記撮像装置に固定された固定部に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体像を結像する光学系と、
結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子を有する撮像部材と、
前記撮像部材を前記光学系の光軸方向に対して垂直方向に移動させるアクチュエータと、
前記撮像部材を、前記撮像部材を挟んで被写体と前記光軸方向の反対側である背面側から圧接する第１の撮像部材受部材と、
前記アクチュエータを圧縮させる方向に作用する付勢部材と、を備え、
前記アクチュエータと前記付勢部材は前記撮像部材の背面側に配置され、
前記第一の撮像部材受部材が、前記撮像装置に固定された固定部に固定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記固定部が鏡胴枠であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記アクチュエータが、前記光軸方向および前記アクチュエータの伸縮方向の両方向に垂直な方向に対して略中央位置に配置されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記付勢部材が、前記アクチュエータを挟んで前記光軸方向に垂直な方向に略対称位置に配置される複数のコイルバネ部を備えることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記複数のコイルバネ部は、前記アクチュエータに並設され、一体構造をなすように形成されることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像部材と前記第１の撮像部材受け部材は、摩擦軽減部材を介して圧接されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、積層型圧電素子であることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一つに記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータが単一のアクチュエータのみで構成されていること特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一つに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、詳細には、撮像素子を移動させる伸縮型アクチュエータを備えたデジタルカメラ等に適用される撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、デジタルカメラが普及しており、撮像素子部分をユニット化したものも知られている。図８は、撮像素子部分をユニット化した従来のデジタルカメラの鏡胴ユニットの概略構成を示す。同図において１００は鏡胴ユニットを示しており、鏡胴ユニット１００内には、光学ユニットとＣＣＤユニットが設けられている。光学ユニットは、レンズ１０１ａ、１０１ｂ、レンズ駆動系１０２、およびＬＰＦ１０３を備えている。また、ＣＣＤユニットは、撮像素子（ＣＣＤ）１０４、ＣＣＤ枠１０５、ＣＣＤ押さえ１０６で構成されている。
【０００３】
このように、光学ユニットとＣＣＤユニットに分けることにより、性能管理が容易になり（光学系は光学ユニットで、撮像系はＣＣＤユニットでそれぞれ管理しておけば良いことになり）、また、両ユニット間にワッシャなどを挟むことにより、ピント位置等の粗調整が可能となる等の利点がある。
【０００４】
通常、撮像素子（ＣＣＤ）１０４の光軸方向取付け基準が背面であることから、板金部品（ＣＣＤ押さえ１０６）でその位置を規定し、上下および左右方向はその板金部品に位置決めされるプラスチック部品（ＣＣＤ枠１０５）によって位置が決められている。すなわち、ＣＣＤユニットは、撮像素子１０４をＣＣＤ押さえ１０６とＣＣＤ枠１０５とで挟み込んで、ＣＣＤ押さえ１０６とＣＣＤ枠１０５とを固定させる形態となっている。また、撮像素子１０４を駆動させるための電装系（ＰＣＢやＦＰＣ）は、ＣＣＤ押さえ１０６を挟み込む形で撮像素子１０４の後側に配置される。
【０００５】
また、近時、撮像素子を伸縮型圧電素子で駆動して画素ずらし撮影を行うものも知られている。図９は画素ずらし撮影を行う従来のデジタルカメラの鏡胴ユニットの概略構成を示す図である。同図において、２００は鏡胴ユニットを示しており、鏡胴ユニット２００内には、レンズ２０１ａ、２０１ｂ、レンズ駆動系２０２、ＬＰＦ２０３，撮像素子（ＣＣＤ）２０４，および積層型圧電素子２０５が設けられている。
【０００６】
積層型圧電素子２０５は、撮像素子２０４の側面に配置されている。積層型圧電素子２０５は電圧の印加により長手方向に伸縮する特性を有しており、一端は固定系（鏡胴ユニット２００の一部）に、他端は撮像素子（ＣＣＤ）２０４に当接されている。かかる積層型圧電素子２０５は、撮像素子２０４を光軸と直交する方向に微小量（例えば半画素〜１画素）移動させる。撮像素子２０４を動かす前後でそれぞれ画像を取込んで合成処理することにより、撮像素子の画素数以上の高解像度画像を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示す如き、積層型圧電素子を撮像素子の側面に配置する構造は、構成が簡単であるため、画素ずらし動作に外乱が加わりにくく、安定した動作を行えるというメリットがある反面、鏡胴ユニットが出っ張ってしまうという問題がある。かかる出っ張りは、カメラの小型化にとって大きな支障となる。また、積層型圧電素子の一端を鏡胴ユニットの受け部材で受けるとすると、画素ずらし部をユニット化することができず、画素ずらし性能の管理を光学系を含めた鏡胴ユニット全体ですることになり、組付け工程上好ましくない。また、画素ずらし部をユニット化しようとしても、積層型圧電素子が遠いため受ける部材の剛性が確保しづらくなり、性能が不安定になってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、画素ずらし撮影を行う撮像装置において、鏡胴ユニットを省スペースにすることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、被写体像を結像する光学系と、結像された被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を前記光学系の光軸方向に対して垂直方向に移動させる伸縮型アクチュエータとを備え、前記伸縮型アクチュエータは、前記撮像手段の背面側に配置されるものである。上記発明によれば、撮像手段を光学系の光軸方向に対して垂直方向に移動させる伸縮型アクチュエータを撮像手段の背面側に配置する。
【００１０】
また、本発明は、前記伸縮型アクチュエータは、前記光学系の光軸方向および当該伸縮型アクチュエータの伸縮方向の両方向に垂直な方向に対して、略中央位置に配置されているものである。上記発明によれば、伸縮型アクチュエータを、光学系の光軸方向および当該伸縮型アクチュエータの伸縮方向の両方向に垂直な方向に対して、略中央位置に配置する。
【００１１】
また、本発明は、前記伸縮型アクチュエータを挟んで略対称位置に配置され、当該伸縮型アクチュエータを圧縮させる方向に作用する第１の弾性部材を備えたものである。上記発明によれば、第１の弾性部材を、伸縮型アクチュエータを挟んで略対称位置に配置し、当該伸縮型アクチュエータを圧縮させる方向に作用する。
【００１２】
また、本発明は、前記第１の弾性部材は、前記伸縮型アクチュエータを挟んで略対称位置に配置される２つの弾性部を有する一体構造の部材であることとした。上記発明によれば、第１の弾性部材を、伸縮型アクチュエータを挟んで略対称位置に配置される２つの弾性部を有する一体構造の部材で構成する。
【００１３】
また、本発明は、前記撮像手段の背面位置を規制し当該撮像手段の光軸方向の位置決めをする第１の撮像手段受部材と、前記撮像手段の側面に接し前記撮像手段の光軸方向に対する直角方向を保持する第２の撮像手段受部材とを備え、前記伸縮型アクチュエータの伸縮方向の一端は前記第１の撮像手段受部材に、他端は前記第２の撮像手段受部材に当接していることとした。上記発明によれば、第１の撮像手段受け部材は撮像手段の背面位置を規制し当該撮像手段の光軸方向の位置決めを行い、第２の撮像手段受け部材は撮像手段の側面に接し撮像手段の光軸方向に対する直角方向を保持し、伸縮型アクチュエータの伸縮方向の一端を第１の撮像手段受部材に、他端を第２の撮像手段受部材に当接させる。
【００１４】
また、本発明は、前記第１の撮像手段受部材と前記第２の撮像手段受部材とを、前記撮像手段を光軸方向に挟んで結合させる第２の弾性部材を備えたものである。上記発明によれば、第２の弾性部材により、第１の撮像手段受部材と第２の撮像手段受部材とを、撮像手段を光軸方向に挟んで結合させる。
【００１５】
また、本発明は、前記撮像手段と前記第２の撮像手段受部材とを接着して一体構造をなすように形成したものである。上記発明によれば、撮像手段と第２の撮像手段受部材とを接着して一体構造をなすように形成する。
【００１６】
また、本発明は、前記撮像手段と前記第１の撮像手段受け部材は、薄い板状の摩擦軽減部材を介して圧接されていることとした。上記発明によれば、撮像手段と第１の撮像手段受け部材を薄い板状の摩擦軽減部材を介して圧接させる。
【００１７】
また、本発明は、前記光学系と前記撮像手段との間にフィルタ部材を備え、当該フィルタ部材は、前記撮像手段のナイキスト周波数において、前記光学系を含めたＭＴＦ特性が２０〜４５％となるようなフィルタ特性を有するものである。上記発明によれば、フィルタ部材は光学系と撮像手段との間に配置され、撮像手段のナイキスト周波数において、光学系を含めたＭＴＦ特性が２５〜４０％となるようなフィルタ特性を有する。
【００１８】
また、本発明は、前記伸縮型アクチュエータは、積層型圧電素子であるものである。上記発明によれば、伸縮型アクチュエータを積層型圧電素子で構成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる撮像装置を適用したデジタルカメラの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態にかかるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１に示したデジタルカメラ１は、主要な構成を大別すると、被写体を撮像してアナログ画像データを得る鏡胴ユニット２と、この鏡胴ユニット２で得られたアナログ画像データをデジタル化したデジタル画像データを処理して外部に出力する信号処理ユニット３とを備えている。
【００２１】
このデジタルカメラ１において、鏡胴ユニット２と信号処理ユニット３間には、画像データをアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換部４が設けられ、信号処理ユニット３には、図示せぬモードスイッチ等の操作に応じて信号を発生して信号処理ユニット３にその信号を出力する信号発生器５が接続されている。
【００２２】
鏡胴ユニット２は、光学ユニット１０と、画素ずらしユニット２０から構成される。光学ユニット１０は、被写体を結像するためのレンズ１１と、レンズ１１に入射された光を光学的機構で遮光するシャッタ機構（メカシャッタや絞り等）１２と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１３と、信号処理ユニット３の制御に従って、レンズ１１を移動させるとともにシャッタ機構１２を駆動するレンズ駆動系１４とを備える。
【００２３】
ところで、画素ずらし撮影時には、ＬＰＦを使用しないのが好ましい。したがって、ＬＰＦを光路中に出し入れする機構を備えることが理想的である。図２は、通常（画素ずらし機能を有さないデジタルカメラ）使用されるＬＰＦの特性を示す図である。同図において、横軸は空間周波数、縦軸はＭＴＦを示す。画素ずらし機能を有さないデジタルカメラにおいては、同図に示すように、通常、ナイキスト周波数（画素ピッチにより決まる周波数）でのＭＴＦが０％になるようにＬＰＦが設計される。
【００２４】
デジタルカメラ内の空間に余裕がある場合はＬＰＦの待避スペースを確保することができるが、本実施の形態の如き小型カメラにおいては、ＬＰＦの待避スペースや駆動機構のスペースは容易に確保できない。他方、ＬＰＦを使用しないと、通常撮影時に、擬色が発生し、画像品質を劣化させてしまう。
【００２５】
そこで、本実施の形態においては、余分なスペースを割くことなく、通常撮影および画素ずらし撮影ともにある程度の品質を確保するため、図３に示すような特性を有するＬＰＦを使用する。同図において、横軸は空間周波数、縦軸はＭＴＦを示す。同図に示すように、通常のＬＰＦ使用状態と、ＬＰＦ無しの状態との中間的な特性を有するＬＰＦ（ナイキスト周波数でのＭＴＦが３０％前後若しくは２５〜４５％の間となる）を用いる。これにより、通常の撮影と画素ずらし撮影とを１つのＬＰＦで実現できるので、カメラの小型化が容易になる。厳密には、両撮影ともに理想状態ではないので多少の画質劣化や擬色が発生するが、許容できるレベルであり、生ずるメリット（小型化）に対して、無視できる程度である。
【００２６】
画素ずらしユニット２０は、レンズ１１に入射された光を受光して電気信号（アナログ画像データ）に変換する撮像素子（図４参照）２１を含む撮像素子ユニットと、撮像素子２１の背面側に配置され、信号処理ユニット３の制御に従って、撮像素子２１の受光面を結像面との間で平行（光軸に対して垂直方向）に移動させ同一被写体の撮像範囲を変更して画素ずらしを行う積層型圧電素子２６とを有している。撮像素子２１の出力はＡ／Ｄ変換部４に供給される。
【００２７】
信号処理ユニット３は、例えば、システムコントローラ３０、センサーデータ出力部３１、複数枚のメモリよりなるメモリ群３２、画素ずらし処理部３３等を有している。
【００２８】
システムコントローラ３０は、光学ユニット１０のレンズ駆動系１４、画素ずらしユニット２０の撮像素子２１および積層型圧電素子２６、Ａ／Ｄ変換部４、センサーデータ出力部３１、メモリ群３２、画素ずらし処理部３３、ならびに信号発生器５等の各ユニットに結合され、撮像動作、Ａ／Ｄ変換、メモリのリード／ライト、画素ずらし、キー入力に応じた動作等を制御する。なお、システムコントローラ３０は、マイクロコンピュータ等で構成され、ＲＯＭに予め記憶しておいた各種プログラムに従ってマイクロコンピュータを作動させることで、各ユニットの制御や演算処理を実行する。
【００２９】
センサーデータ出力部３１は、Ａ／Ｄ変換部４の出力に結合されデジタル画像データを入力すると共に、システムコントローラ３０の制御に従って後段のメモリ群３２の内のいずれかのメモリに入力デジタル画像データを出力する。
【００３０】
メモリ群３２は、複数枚のメモリを有し、システムコントローラ３０の制御に従って、撮像１回当たりにひとつのメモリを画像データ格納用に使用したり、一メモリからデジタル画像データを読み出して後段の画素ずらし処理部３３に供給する。
【００３１】
画素ずらし処理部３３は、メモリ群３２から供給されるデジタル画像データに基づいて画素ずらし処理を施すものであり、具体的には、積層型圧電素子２６により撮像範囲を変更したときの画素ずれ量（例えば、画素１／２ピッチ）に応じて同一被写体における高画質化を行い、最終的に一枚分の画像データを得る。
【００３２】
この画素ずらし処理部３３の出力は図示せぬ外部端子に接続され、パーソナルコンピュータ等の外部機器に接続することで送出することができる。信号発生器５は電子シャッタやシャッタ機構１２を作動させて撮像を行うためのレリーズキーや各種モードを設定するためのモードスイッチ等を具備している。
【００３３】
図４〜図７を参照して、図１の画素ずらしユニット２０の構造を説明する。図４は図１の画素ずらしユニット２０の分解斜視図、図５は図１の画素ずらしユニット２０の背面図、図６は図１の画素ずらしユニット２０の中央断面図、図７は図１の画素ずらしユニット２０の側面図を示す。
【００３４】
図４において、２１は結像された被写体像を画像データに変換する撮像素子（ＣＣＤ）、２２は撮像素子２１の側面に接し縦方向（光軸に対して垂直方向）の位置決めをするＣＣＤ枠（第２の撮像手段受部材）、２３は鏡胴枠、２４は撮像素子２１の背面に接し撮像素子２１の光軸方向の位置決めをするＣＣＤ押さえ（第１の撮像手段受部材）、２５はフレキシブルプリント板、２６は撮像素子２１の背面に配置され撮像素子２１を光軸方向に対して垂直方向に移動させる積層型圧電素子、２７はトーションバネからなり、撮像素子２１を挟んでＣＣＤ枠２２とＣＣＤ押さえ２４とを結合する一対のバネ部材（第２の弾性部材）、２８は２つの引っ張りバネをコの字型につなげた一体の形状を呈し、積層型圧電素子２６を伸縮方向に付勢するバネ部材（第１の弾性部材）を示す。
【００３５】
また、図４に示すように、鏡胴枠２３にはネジ穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃが設けられている。ＣＣＤ枠２２は撮像素子２１の側面に接し、その縦方向（光軸に対して垂直方向）の位置決めを行うものであり、ブラスチック材料で構成されている。ＣＣＤ枠２２の前面には、撮像素子２１の受光面に光を入射するための窓２２ａが設けられ、両側面には夫々一対の略Ｌ字形の突起２２ｂ、２２ｃが設けられ、また、上面にはその底面が平らに形成された突起部材２２ｅが設けられている。この突起部材２２ｅには、その両側面に一対のバネ掛け部２２ｅ１が設けられている。
【００３６】
ＣＣＤ押さえ２４は、板金部品で構成されており、鏡胴枠２３とネジ止めするためのネジ穴２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けられ、また、フレキシブルプリント板２５とネジ止めするためのネジ穴２４ｆが設けられている。さらに、ＣＣＤ押さえ２４には、その側面に一対のバネ部材２７を掛けるための一対のバネ掛け部２４ｅが設けられ、また、略直角に折り曲げられた折り曲げ部２４ｄが設けられている。
【００３７】
フレキシブルプリント板２５には、ＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄを挿通するための横長の穴部２５ｂａ設けられ、また、ＣＣＤ押さえ２４とネジ止めするためのネジ穴２５ｂが設けられている。
【００３８】
そして、図６に示すように、撮像素子２１は撮像部２１ａ、ＣＣＤ基材２１ｂ、ＣＣＤガラス２１ｃから構成されている。また、この撮像素子２１はＣＣＤ枠２２に接着剤により接着されて一体構造をなすように形成される。そして、図４，６および図７に示すように、撮像素子２１と薄い板状の摩擦軽減部材３４を挟んでＣＣＤ枠２２とＣＣＤ押さえ２４とが一対のバネ部材２７で付勢される。具体的には、一対のバネ部材２７のバネ部がＣＣＤ押さえ２４の一対のバネ掛け部２４ｅに夫々掛けられ、バネ部材２７の両端がＣＣＤ枠２２の突起２２ｂ、２２ｃを矢印方向に付勢している。このＣＣＤ押さえ２４は鏡胴枠２３にネジ２９ａ、２９ｂ、２９ｃによりネジ止めされる。このＣＣＤ枠２２は鏡胴枠２３に対して上下方向に微少量移動可能に構成されており、上述の摩擦軽減部材３４は移動時の撮像素子背面の面荒さによる摩擦負担の影響を低減するための挟み込まれている。
【００３９】
また、図５〜図７に示すように、ＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄは、フレキシブルプリント板２５の横長の穴２５ａに挿通し、この折り曲げ部２４ｄには、積層型圧電素子２６が載置され、撮像素子２１の横方向（光軸方向および積層型圧電素子の伸縮方向に直交する方向）の略中央位置に配置される。そして、ＣＣＤ枠２２の突起部材２２ｅと積層型圧電素子２６の上面が当接するように、バネ部材２８をＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄを下側から挟んで、ＣＣＤ枠２２の突起部材２２ｅの両側に設けられた一対のばね掛け部２２ｅ１の両端に掛け、ＣＣＤ枠２２の突起部材２２ｅを下方向にかつＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄを上方向に付勢する。
【００４０】
これにより、積層型圧電素子２６は伸縮方向に付勢される。その際、バネ部材２８の一対のバネ部２８ａは積層型圧電素子２６に対して略対称位置に配置する。また、フレキシブルプリント板２５はＣＣＤ押さえ２４にネジ２９ｄによりネジ止めされる。
【００４１】
上記構造の画素ずらしユニット２０においては、信号処理ユニット３の制御に従って、積層型圧電素子２６が伸長すると、ＣＣＤ枠２２の突起部材２２ｅが積層型圧電素子２６に押されて、ＣＣＤ枠２２が上方向に移動する。これにより撮像素子２１が上方向に移動することになる。
【００４２】
以上説明したように、上記画素ずらしユニット２０によれば、積層型圧電素子２６を撮像素子２１の背面側に配置しているので、鏡胴ユニットを省スペースにすることが可能となる。付言すると、図９に示した従来技術の如き、積層型圧電素子を撮像素子に対して側面に配置する構造に比して、鏡胴ユニットの下側の出っ張りを無くすことができ、小型化が可能となる。
【００４３】
また、上記画素ずらしユニット２０によれば、積層型圧電素子２６は、撮像素子２１の横方向の略中央位置に配置する構成としたので、積層型圧電素子２６が伸縮する際に、左右の負荷バランスが崩れることを防止でき、撮像素子を傾かせることなく、真っ直ぐに移動させることが可能となる。
【００４４】
また、上記画素ずらしユニット２０によれば、バネ部材２８を積層型圧電素子２６を挟んで略対称位置に配置し、積層型圧電素子２６を伸縮方向に付勢することとしたので、積層型圧電素子２６が外乱によって傾くことを防止できる。
【００４５】
また、上記画素ずらしユニット２０によれば、バネ部材２８のバネ掛け部をＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄには設けずに、バネ部材２８を、二つの引っ張りバネをコの字型につなげた一体の形状にして、積層型圧電素子２６を受ける部分（ＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄ）にバネを掛ける構成としたので、フレキシブルプリント板２５の穴を極力小さくすることが可能となる。付言すると、撮像素子２１を動作させるための配線は、フレキシブルプリント基板２５によりなされているが、このフレキシブルプリント板２５には積層型圧電素子２６を受けるＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄを挿通するための穴部２５ａが設けられている。この穴部２５ａはフレキシブルプリンタ板２５の配線・実装にとっては極力小さくとどめておくのが好ましい。仮に、積層型圧電素子を受ける部分（ＣＣＤ押さえ２４の折り曲げ部２４ｄ）の両側にバネ掛け用の突起を設けると、その分、フレキシブルプリント板２５の穴部２５ａを大きくする必要があり、配線が非常に厳しくなる。
【００４６】
また、上記画素ずらしユニット２０によれば、ＣＣＤ押さえ２４は撮像素子２１の背面位置を規制し撮像素子２１の光軸方向の位置決めを行い、ＣＣＤ枠２２は撮像素子２１の側面に接し撮像素子２１の光軸方向に対する直角方向を保持し、積層型圧電素子２６の伸縮方向の一端はＣＣＤ押さえ２４の一端に、他端はＣＣＤ枠２２に当接させているので、画素ずらし機構に関わる部品が最小限で済むとともに、画素ずらし機構を全て画素ずらしユニット内に持たせることができ、性能管理が容易となる。
【００４７】
また、上記画素ずらしユニット２０によれば、バネ部材２７により、ＣＣＤ枠２１とＣＣＤ押さえ２４とを、撮像素子２１を光軸方向に挟んで結合させることとしたので、撮像素子２１のＣＣＤ押さえ２４に対する浮きを防止でき、ピントが合わなくなったり、画像の片ボケが発生したりすることを防止することが可能となる。
【００４８】
また、摩擦軽減のための薄い板状の摩擦低減部材３４を撮像素子とＣＣＤ押さえの間に挟み込むこととしたので、撮像素子背面の面粗さが摩擦負担として悪影響を及ぼすことを防止することができ、安定した移動量を確保することができる。
【００４９】
また、上記画素ずらしユニット２０によれば、撮像素子２１とＣＣＤ枠２２とを接着して一体構造をなすように構成したので、撮像素子２１の移動量を安定させることができ、画素ずらしによる画像の高画素化が安定して実現できる。付言すると、積層型圧電素子に電圧を印加したときの動きとしては、固定系のＣＣＤ押さえに対し、ＣＣＤ枠が上下に移動する。図９に示す従来技術では、ＣＣＤを直接押す構成であるので、積層型圧電素子の伸縮量＝ＣＣＤの移動量であったが、本実施の形態では、ＣＣＤ押さえ２４を介しているのでガタ等による移動量ロスが懸念される。かかる問題を解決するために、上述のように撮像素子２１とＣＣＤ枠２２とを接着して一体化している。
【００５０】
なお、別の方法として、撮像素子２１とＣＣＤ枠２２とを圧入する方法があるが、ＣＣＤの外形寸法公差は非常にラフであるため、圧入するためにはＣＣＤ枠を十分弾性力を有する材質で構成する必要がある。しかるに、かかる弾性力を有する材質を使用すると、ＣＣＤ枠の積層型圧電素子の受部（突起部材）が撓んで移動量にロスを生じてしまうことになり、性能確保が困難となる。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、撮像素子を上下に移動させる構成について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、撮像素子を左右方向や斜め方向に移動させる構成としても良い。
【００５２】
また、上記実施の形態では、伸縮型アクチュエータとして積層型圧電素子を使用しているが本発明はこれに限られるものではなく、他の伸縮型アクチュエータを使用することにしても良い。また、上記実施の形態では、撮像素子としてＣＣＤを使用しているが本発明はこれに限られるものではなく、他の撮像素子を使用することにしても良い。
【００５３】
さらに、上記実施の形態では、バネ部材２７、２８として、トーションバネや引っ張りバネを使用しているが、本発明はこれに限るものではなく、同じような機能を達成できれば他の弾性部材を使用することにしても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像手段を光学系の光軸方向に対して垂直方向に移動させる伸縮型アクチュエータを撮像手段の背面側に配置したので、画素ずらし撮影を行う画像入力装置において、鏡胴ユニットを省スペースにすることが可能となる。
【００５５】
また、本発明によれば、伸縮型アクチュエータを、光学系の光軸方向および当該伸縮型アクチュエータの伸縮方向の両方向に垂直な方向に対して、略中央位置に配置したので、伸縮型アクチュエータが伸縮する際に、左右の負荷バランスが崩れることを防止でき、撮像素子を傾かせることなく、真っ直ぐに移動させることが可能となる。
【００５６】
また、本発明によれば、第１の弾性部材を、伸縮型アクチュエータを挟んで略対称位置に配置し、当該伸縮型アクチュエータを圧縮させる方向に作用することとしたので、請求項１または請求項２にかかる画像入力装置の効果に加えて、伸縮型アクチュエータが外乱によって傾くことを防止できる。
【００５７】
また、本発明によれば、第１の弾性部材を、伸縮型アクチュエータを挟んで略対称位置に配置される２つの弾性部を有する一体構造の部材で構成したので、フレキシブルプリント板の穴を極力小さくすることが可能となる。
【００５８】
また、本発明によれば、第１の撮像手段受け部材は撮像手段の背面位置を規制し当該撮像手段の光軸方向の位置決めを行い、第２の撮像手段受け部材は撮像手段の側面に接し撮像手段の光軸方向に対する直角方向を保持し、伸縮型アクチュエータの伸縮方向の一端を第１の撮像手段受部材に、他端を第２の撮像手段受部材に当接させることとしたので、画素ずらし機構に関わる部品が最小限で済むとともに、画素ずらし機構を全て画素ずらしユニット内に持たせることができ、性能管理が容易となる。
【００５９】
また、本発明によれば、第２の弾性部材により、第１の撮像手段受部材と第２の撮像手段受部材とを、撮像手段を光軸方向に挟んで結合させることとしたので、撮像素子の第１の撮像手段受け部材に対する浮きを防止でき、ピントが合わなくなったり、画像の片ボケが発生したりすることを防止することが可能となる。
【００６０】
また、本発明によれば、撮像手段と第２の撮像手段受部材とを接着して一体構造をなすように形成したので、撮像素子の移動量を安定させることができ、画素ずらしによる画像の高画素化が安定して実現できる。
【００６１】
また、本発明によれば、撮像手段と第１の撮像手段受け部材を薄い板状の摩擦軽減部材を介して圧接させることとしたので、撮像手段の背面の面粗さが摩擦負担として悪影響を及ぼすことを防止でき、安定した移動量を確保することができる。
【００６２】
また、本発明によれば、フィルタ部材は光学系と撮像手段との間に配置され、撮像手段のナイキスト周波数において、光学系を含めたＭＴＦ特性が略３０％となるようなフィルタ特性を有することとしたので、請求項１〜請求項８のいずれか１つにかかる画像入力装置の効果に加えて、通常撮影、画素ずらし撮影をひとつのＬＰＦで実現できるので、カメラの小型化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態にかかるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】  画素ずらし機能を有さないデジタルカメラで使用されるＬＰＦの特性を示す図である。
【図３】  本実施の形態にかかるＬＰＦの特性を示す図である。
【図４】  図１の画素ずらしユニットの分解斜視図である。
【図５】  図１の画素ずらしユニットの背面図である。
【図６】  図１の画素ずらしユニットの中央断面図である。
【図７】  図１の画素ずらしユニットの側面図である。
【図８】  撮像素子部分をユニット化した従来のデジタルカメラの鏡胴ユニットの概略構成を示す図である。
【図９】  画素ずらし撮影を行う従来のデジタルカメラの鏡胴ユニットの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１      デジタルカメラ
２      鏡胴ユニット
３      信号処理ユニット
４      Ａ／Ｄ変換部
５      信号発生器
１０    光学ユニット
１１    レンズ
１２    シャッタ機構
１３    ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１４    レンズ駆動系
２０    画素ずらしユニット
２１    撮像素子（ＣＣＤ）
２２    ＣＣＤ枠
２３    鏡胴枠
２４    ＣＣＤ押さえ
２５    フレキシブルプリント板
２６    積層型圧電素子
２７、２８  バネ部材
３０    システムコントローラ
３１    センサーデータ出力部
３２    メモリ群
３３    画素ずらし処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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