(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素ずらしの手法を用いて高画質の撮影静止画像を得る撮像装置であって、
撮像レンズと、
前記撮像レンズで撮像した光学像を所定のタイミングで順次読み込んで撮像画像を順次出力する撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面側に設けられ、第１の時点で読み込んだ光学像に対して前記第１の時点から所定時間経過後の第２の時点で読み込む光学像が前記撮像面に平行に所定量移動するように光軸を回転中心として回動自在に回転させるための駆動手段により回動し、前記撮像レンズからの出射光を前記撮像素子側へ屈折出射するための互いに光軸方向に点対称となる形状をそれぞれ有した第１プリズム及び第２プリズムからなる複合プリズムで構成され、かつ、前記第１プリズムのみが前記撮像素子の読み出しに同期して回転し、前記第２プリズムは固定的に配設されている屈折手段と、
前記撮像素子が順次出力する撮影画像を合成して高画質の前記撮影静止画像を生成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラや電子スチル機能付ビデオカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置に関し、特に撮像素子の解像度を向上させるための画素ずらし機能を有する撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラ等の撮像装置において、撮影画像の解像度を向上させる手法として画素ずらし（以下、ピクセルシフト、イメージシフトともいう）と呼ばれる手法が従来から用いられている。
上記のピクセルシフト法の概要は、撮像素子の光電変換面（撮像面）に形成されて撮像信号に変換される光学像の撮像素子に対する相対的な位置を微小量、撮像面に平行な方向に交互に移動させてそれぞれの移動位置で撮影を行い、得られた複数の撮影信号を合成して画素間の補完を行うことによって、撮像素子の画素数により制約された値よりも解像度の向上した高画質画像を得るものである。
以下、従来技術に係る撮像装置におけるピクセルシフトを実現するための構成を具体的に説明する。
【０００３】
図１０は、公知資料である特開昭６０−５４５７６号公報に記載された、従来技術に係る固体撮像カメラの主要部の構成図である。
図１０において、１０ａは固体撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、１０ｂは平行平板状のガラス板、１０ｃはガラス板１０ｂの両端に固定された可撓性を有する薄い金属板、１０ｄは金属板１０ｃが固定され電圧の印加に応じて振動する圧電素子、１０ｅは撮像レンズ、１０ｈは撮像レンズ１０ｅの光軸である。
【０００４】
図１０の固体撮像カメラがピクセルシフトを行う際の動作を説明する。
まず、印加される電圧の正負の向きに応じて伸びたり、或いは縮む性質を有する圧電素子１０ｄに対し、所定の周波数にて交番する交流電圧を印加することにより、上記の周波数で伸び縮みを繰り返す振動を行わせる。
上記の圧電素子１０ｄの振動は金属板１０ｃを介してガラス板１０ｂへ伝わり、その結果ガラス板１０ｂは、図１０中の１０ｆで示した方向を往復する回動運動を、上記した交流電圧の周波数に等しい所定周波数で繰り返す。
ガラス板１０ｂはメカニカルな回転軸を構成として有してはいないが、ガラス板１０ｂの重心に略一致する点１０ｇを通り紙面に垂直な直線を回転軸として、上記の往復回動運動は行われる。
また上記の回転軸は、光軸１０ｈに対して垂直となっている。
【０００５】
ガラス板１０ｂは平行な対向面を有する平行平板状の光透過部材であるので、その一方の面に入射する光線は、方向は変わらないものの平行にシフトした位置から出射し、そのシフト量はガラス板１０ｂに対する光線の入射角に応じて変化するものである。
従って上記の往復回動運動を行っているガラス板１０ｂに対して撮像レンズ１０ｅから光束が入射したのち、ＣＣＤ１０ａの光電変換面で光学像を結んだとすると、その光学像は上記の交流電圧の周波数で、光軸に垂直な方向へ交互に往復移動を行うこととなる。
尚、光学像の光軸に垂直な方向への移動量を図１０ではδで表している。
【０００６】
そこで、ＣＣＤ１０ａの光電変換信号に基く撮像信号の生成タイミングと、上記の交流電圧周波数及び位相とを適宜設定することにより、フィールド間で画像が上記のδだけ相互にずれた一連の撮像信号が生成されるので、その一連の撮像信号を合成することにより、上記したピクセルシフト法に基く解像度の向上が実現した高画質画像が得られる。
【０００７】
ピクセルシフト法は、上記した特開昭６０−５４５７６号公報に記載の技術以外にも様々な提案があり、例えば特開昭６３−２８４９８０号公報、特開平５−２７６４５２号公報、特開２０００−２４４８２６号公報においても開示がなされている。
しかし、上記の開示技術はいずれも、平板状の透明部材を光軸に垂直な回転軸を中心として回動させることにより光学像が所定量の往復運動を行う構成とした点で、先に図１０に示した従来の固体撮像カメラと同様であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明した、従来技術に係るピクセルシフト法により解像度の向上を図る撮像装置は、解決すべき以下の問題点を有していた。
（１）平板状透明部材の回動スペースを設ける必要が有り、構成が大型化する点。
図１０を用いて説明したように、ピクセルシフト法による光学像の移動を行うために、平板状の光透過部材（図１０  ガラス板１０ｂ）は光軸１０ｈに垂直な直線を回動軸として往復回動運動を行う必要があり、平板状の光透過部材の光軸方向の前後に回動のためのスペースを確保することが必要であった。
家庭用のビデオカメラや電子スチルカメラでは装置の小型化、軽量化が求められており、撮像素子と撮像レンズとの間のスペースも極限されているので、上記の往復回動運動のためのスペースを確保することは困難であった。強いてそのスペースを確保しようとすると、撮像レンズやカメラ全体の大型化が避けられず、ビデオカメラ等の商品価値を大きく損なう恐れがあった。
（２）構成がクリティカルである点。
図１０図示の構成は、可撓性を有する金属板１０ｃを挟んで圧電素子１０ｄによりガラス板１０ｂが空中に吊り下げられる吊り構造となっており、上記に説明した手順によってガラス板１０ｂが往復回動運動を正しく行うためには、運動に関与する要素である圧電素子１０ｄの振動数や振動振幅、金属板１０ｃの弾性率、ガラス板１０ｂの質量等多くのパラメータを考慮した設計を行なわねばならず、設計が困難であり所望の動きを実現させるために複雑な構成となるとともに、部品のバラツキや経時的な変化によって上記した各パラメータが微小に変化することにより、ガラス板１０ｂが正しい往復回動運動を行わなくなる恐れもあった。
すなわち、従来技術では上記のように構成がクリティカルであるので、性能や品質が安定せず扱いが困難であるという問題を有していた。
（３）衝撃や振動が外部から加わると、画像に影響を与える点。
同様に図１０図示の如く、一定の慣性質量を有するガラス板１０ｂが可撓性を有する金属板１０ｃで空中に吊られているので、外部から振動や衝撃が加わると、それに応じて板ガラス１０ｂも所定位置から変異してしまい、その結果ＣＣＤ１０ａ上の光学像の位置も変異して撮影画面中の像が移動してしまう（「画とび現象」ともいう）恐れがあった。
上記の画とび現象を改善しようとして、図１０図示の構成に対して改良を加え、回転軸１０ｇの位置にメカニカルな回動軸を新設したとしても本質的な改善とはならなかった。すなわち新たな回動軸によりなるほどガラス板１０ｂは３軸の自由度中の２軸が固定されたものの、回動軸を中心とした回転方向には所定の慣性質量が移動自由に構成されているので、外部から加わる衝撃により容易にガラス板１０ｂは正規位置から回転してしまい、その結果、上記の画とび現象が尚も発生する恐れが有った。
【０００９】
そこで、本発明は、上記した問題点に鑑みて成されたものであり、特に撮像素子の撮像面側に設けられ、第１の時点で読み込んだ光学像に対して第１の時点から所定時間経過後の第２の時点で読み込む光学像が撮像面に平行に所定量移動するように光軸を回転中心として回動し、かつこの回動周期は撮像素子の読み込み周期に同期しており、撮像レンズからの出射光を撮像素子側へ屈折出射する屈折手段を設けることにより、解像度向上のためのピクセルシフトを行う構成を小型で簡潔に構成し、かつ高い信頼性を確保するとともに、外部から衝撃が加わっても画像に影響を与えることが無い撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、下記する構成を有する撮像装置を提供する。
画素ずらしの手法を用いて高画質の撮影静止画像を得る撮像装置であって、
撮像レンズと、
前記撮像レンズで撮像した光学像を所定のタイミングで順次読み込んで撮像画像を順次出力する撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面側に設けられ、第１の時点で読み込んだ光学像に対して前記第１の時点から所定時間経過後の第２の時点で読み込む光学像が前記撮像面に平行に所定量移動するように光軸を回転中心として回動自在に回転させるための駆動手段により回動し、前記撮像レンズからの出射光を前記撮像素子側へ屈折出射するための互いに光軸方向に点対称となる形状をそれぞれ有した第１プリズム及び第２プリズムからなる複合プリズムで構成され、かつ、前記第１プリズムのみが前記撮像素子の読み出しに同期して回転し、前記第２プリズムは固定的に配設されている屈折手段と、
前記撮像素子が順次出力する撮影画像を合成して高画質の前記撮影静止画像を生成する画像合成手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の好ましい実施例につき、図１〜図９を用いて説明を行なう。
図１は本発明の実施の形態である第１の実施例のビデオカメラの光学系を中心とした構成図、図２は図１のビデオカメラが備えるプラスチックプリズムの斜視図、図３は図２のプラスチックプリズムにおける光線図、図４は図２のプラスチックプリズムの屈折及び回転による光学像の移動を説明する平面図、図５は図４をさらにベクトルを用いて説明する平面図、図６は図１のビデオカメラがピクセルシフトにより行う画像合成を説明する模式図、図７は本発明の実施形態に係る第２の実施例のビデオカメラが用いる複合プリズムの模式図、図８は本発明の実施形態の第３の実施例のビデオカメラが用いる複合プリズムの模式図、図９は本発明の実施の形態の第４の実施例であるビデオカメラの光学系を中心とした構成図である。
【００１２】
最初に、第１の実施例の説明を行う。
本実施例のビデオカメラは、下記する本実施例に特徴的な構成を用いた画素ずらし（ピクセルシフト）を行うことにより、高画質の撮影動画像を生成する動作、及び高画質の撮影静止画像を生成する動作をそれぞれ実行するものである。
以下の記載においては、特に高画質の撮影動画像生成を中心として説明を展開し、高画質の撮影静止画像生成について相違がある部分を適宜補うこととする。
【００１３】
本実施例のビデオカメラの光学系を中心とした構成図である図１において、ビデオカメラは、被写体１ｃを撮影する撮像レンズ１ａ、光電変換により撮像信号を出力するＣＣＤ１ｂを備えることは従来と同様である。
【００１４】
更に本実施例のビデオカメラに特徴的な構成として、光軸１ｅに対して垂直な面と、その面に対して微小角度の傾きを持って対抗する面とを有するプラスチックプリズム１ｄと、プラスチックプリズム１ｄをその内部に固定して保持するプリズム固定枠１ｆと、プリズム固定枠１ｆをその内部に回転自在に保持するプリズム枠回転ガイド１ｇと、プリズム枠回転ガイド１ｇが内部に保持するプリズム固定枠１ｆと一体となったプラスチックプリズム１ｄを光軸１ｅを回転軸として回転させるプリズム回転駆動装置１ｈと、プリズム回転駆動装置１ｈの回転駆動動作を制御する制御マイコン１ｉとを備えている。
【００１５】
尚、図１図示のプラスチックプリズム１ｄは、実際の構成では上記の傾き角は微小角度であるが、説明の主旨を明確にするために図１では傾き角を強調して描いてある。これは本願の他の図面にても同様である。
また図１におけるレンズ１ａはひとつのブロックとして模式的に描いてあるが、実際には複数枚のレンズよりなるレンズ群として構成されている。さらに上記したプラスチックプリズム１ｄは、図１ではレンズ１ａとＣＣＤ１ｂとの間に配置されているが、それとは異なる構成としてレンズ１ａに含まれる複数枚のレンズのいずれかの間に配置するように構成してもよい。
【００１６】
上記したプラスチックプリズム１ｄは、図２の斜視図にも示すとおり、光軸１ｅに対して垂直な平面である第１の面１ｄ１と、第１の面１ｄ１に対して微小な角度の傾きを有して対向する平面である第２の面１ｄ２とを形成した、光透過性を有するプラスチック材料よりなるプリズム手段である。
【００１７】
また図３は、上記のプラスチックプリズム１ｄを、第２の面１ｄ２の法線１ｄ３、及び法線１ｄ３と第２の面との交点を通りかつ光軸１ｅに平行な直線１ｄ４を含む平面で切断した図である。図３を用いてプラスチックプリズム１ｄが行う光線の屈折作用を説明する。
図３において、図示左より右へ上記した光軸１ｅに平行な直線１ｄ４上を進行する光線は、プラスチックプリズム１ｄの第１の面１ｄ１に入射した後、その屈折作用により所定の角度屈折した方向へ第２の面１ｄ２から出射する。
【００１８】
入射光線と出射光線とのなす角度である上記の屈折角度をθ1、第２の面１ｄ２の法線１ｄ３が上記した光軸１ｅに平行な直線１ｄ４となす角（以下、プリズム角）をｉ、プラスチックプリズム１ｄを構成する光透過性材質の屈折率をＮとすると、ｉが十分に小さいときに次式が成立する。
θ1＝（Ｎ−１）ｉ（式１）
【００１９】
次に、プラスチックプリズム１ｄの回転に伴う光学像のシフト作用について説明する。
図４は、光軸１ｅに垂直な平面上で見た、光学像のシフト作用の説明するための模式図であって、プラスチックプリズム１ｄは光軸１ｅを中心として回転運動を行うものとする。
更に、上記したプラスチックプリズム１ｄの第２の面１ｄ２の傾斜方向、すなわち上記した第２の面１ｄ２の法線１ｄ３が傾く方向を「プリズム方向」と呼び、ある回転位置でのプリズム方向をＡ、そこから更に所定角度回転した状態でのプリズム方向をＢ、ＡとＢとを２等分する方向を回転中心方向と呼んで図４に図示している。
【００２０】
プラスチックプリズム１ｄが、図４図示のプリズム方向Ａの状態から、プリズム方向Ｂの状態へ回転することによりシフトする（移動する）光学像のシフト方向は、上記の回転中心方向に対し、垂直な方向となることは幾何学的に自明である。
【００２１】
また上記の光学像のシフト量は、以下のようにベクトル計算により求まる量である。
すなわち図４と同様に光軸１ｅに垂直な平面上で見た平面図である図５において、プリズム方向Ａの状態において先に図３により説明した屈折作用により光学像が移動する移動ベクトルをvectorＳ1、プリズム方向Ｂの状態において同様に屈折作用により光学像が移動する移動ベクトルをvectorＳ2とすると、図４を用いて説明したプラスチックプリズム１ｄの回転に伴う光学像の移動ベクトルvectorＳは、
vectorＳ＝vectorＳ2−vectorＳ1（式２）
で与えられる。尚、添え字「vector」はベクトル量であることを表わしている。
上記の（式２）で求められた移動ベクトルvectorＳの大きさである│vectorＳ│を計算で求めれば、プラスチックプリズム１ｄの回転に伴う光学像のシフト量が求まる。また移動ベクトルvectorＳの方向は、上記したように回転中心方向に直交することは言うまでも無い。
【００２２】
上記に説明したプラスチックプリズム１ｄの屈折及び回転による光学像のシフト作用を利用して、本実施例のビデオカメラが行うピクセルシフト動作を説明する。
ピクセルシフトを行うに際しては、まずビデオカメラのピクセルシフトモードを選択する操作を行う。
次にプラスチックプリズム１ｄを光軸１ｅを回転軸として回転させ、プリズム方向Ａとプリズム方向Ｂとが交互に実現するように、制御マイコン１ｉはプリズム回転駆動装置１ｈの制御を行う。
【００２３】
プラスチックプリズム１ｄを回転させるに際しては、プリズム方向Ａとプリズム方向Ｂとの間を往復するように回転方向が逆転を繰り返す、往復回動運動を行うよう構成してもよいし、或いはプラスチックプリズム１ｄを一定方向に一定の速度で回転させて、プリズム方向Ａ及びプリズム方向Ｂの状態が所定の周期で交互に表れる様構成してもよい。いずれの場合でも、プリズム方向Ａの状態とプリズム方向Ｂの状態とは、ＣＣＤ１ｂの読み出しタイミングに同期させて表れるよう、制御マイコン１ｉがプリズム回転駆動装置１ｈを制御する。
【００２４】
上記の回転駆動がなされている状態で、プリズム方向Ａのときに第１の画像取りこみを行い（撮影Ａとする）、プリズム方向Ｂのときに第２の画像取り込みを行い（撮影Ｂとする）、これを交互に繰り返すことにより、互いに画像が所定量シフトした画像（撮影画像Ａ、撮影画像Ｂとする）が交互に表れる一連の画像が得られる。
【００２５】
得られた一連の画像における隣接する撮影画像Ａと撮影画像Ｂとをそれぞれ合成して新たな高解像度の合成画像を生成し、一連の合成画像を得ることにより高解像度を有する一連の画像である動画像が得られる。
【００２６】
ところで、上記に説明したプラスチックプリズム１ｄの屈折及び回転による光学像のシフト作用を利用して本実施例のビデオカメラが行うピクセルシフト動作の他の方法である、高画質の撮影静止画像を生成する方法を説明する。
【００２７】
ピクセルシフトを行うに際しては、まずビデオカメラのピクセルシフトモードを選択する操作を行う。
次にプラスチックプリズム１ｄを光軸１ｅを回転軸として回転させ、プリズム方向Ａとプリズム方向Ｂとがそれぞれ実現するように、制御マイコン１ｉはプリズム回転駆動装置１ｈの制御を行う。
【００２８】
プリズム方向Ａの状態とプリズム方向Ｂの状態とは、ＣＣＤ１ｂの読み出しタイミングに同期させて現れるよう、制御マイコン１ｉがプリズム回転駆動装置１ｈを制御する。
【００２９】
プリズム方向Ａのときに第１の画像取りこみを行い（撮影Ａとする）、プリズム方向Ｂのときに第２の画像取り込みを行い（撮影Ｂとする）、互いに画像が所定量シフトした画像（撮影画像Ａ、撮影画像Ｂとする）が得られる。
【００３０】
得られた撮影画像Ａと撮影画像Ｂとを合成して新たな高解像度の合成画像である撮影静止画像が得られる。
【００３１】
再び、撮影動画像を得る方法に戻って説明を続ける。
高画質の撮影動画像を生成するための画像の合成は、公知の技術である、従来のピクセルシフト法に用いられた方法、構成により実現できる。
【００３２】
図６は画像合成方法の一例を示すものであり、それぞれが画素ピッチ３．４５μｍ、画素数３２０万画素である撮影画像Ａ（画面Ａ）６ａ及び撮影画像Ｂ（画面Ｂ）６ｂを上記したピクセルシフト法に基いて取りこむ。このときプラスチックプリズム１ｄの回転による光学像のシフト量は２．４４μｍ、シフト方向は画面対角方向となるように構成してある。
得られた画面Ａ（６ａ）と画面Ｂ（６ｂ）とを連結して１２８０万画素のファイルサイズを有する中間画像６ｃが得られる。
【００３３】
さらに中間画像６ｃにおいて隣接する画面Ａの画素同士、及び画面Ｂの画素同士から補完法により新たな画素データ（Ｃ）を生成することにより、１２８０万画素からなる最終的な合成画像６ｄが得られるものである。
【００３４】
上記した本実施例のビデオカメラが用いるプラスチックプリズム１ｄの、具体的な構成例を示す。
図６を用いて説明した、光学像を２．４４μｍシフトさせるに必要なプラスチックプリズム１ｄは、例えば以下の構成を有する。
プリズム角ｉ：０．０９８度
プリズムの屈折率Ｎ：１．４９
プリズムと、ＣＣＤの光電変換面との光学的距離：８．４ｍｍ
光学像をシフトさせるに要するプリズムの回転角：２０度
【００３５】
上記に説明した本実施例のビデオカメラによれば、プラスチックプリズム１ｄを光軸１ｅを中心として回転させることにより光学像を撮像面に平行に移動させるピクセルシフトを実現する構成としたので、僅少な空間内にピクセルシフトのための構成を配設することが出来、従来技術の構成のようにガラス板の往復回動運動を逃げるための逃げ空間を設ける必要が無く、ビデオカメラの小型化を実現できる。
【００３６】
更に本実施例のビデオカメラによれば、ピクセルシフトを行うための主要な構成であるプラスチックプリズム１ｄが光軸１ｅを中心に回転運動（一定方向への回転運動、または所定範囲内の回動運動）を行う構成としたので、構成が簡潔であり従来技術の吊り構造のようにクリティカルではなく、設計が容易であり信頼性が高いビデオカメラを実現できる。
【００３７】
更に本実施例のビデオカメラによれば、同様にプラスチックプリズム１ｄを光軸１ｅを中心として回転自在に構成したので、回転軸となる光軸１ｅの周りの回転に伴う質量の配置の変化が僅かであるので、外部から衝撃等が加わることによるプラスチックプリズム１ｄの変位がごく僅かであり、衝撃による画とび現象が防止できる。
【００３８】
次に、第２の実施例の説明を行う。
本実施例のビデオカメラは、上記の第１の実施例に対し、プラスチックプリズム１ｄの構成が異なる。
すなわち図７に図示する如く、第１の実施例のプラスチックプリズム１ｄが１枚のプリズムからなるのに対し、本実施例は、第１プリズム７ａ１と第２プリズム７ａ２とを貼付け面で貼付け固定した複合プリズム７ａを備える構成としている。
【００３９】
第１実施例におけるプラスチックプリズム１ｄは１枚構成であるので、先に説明した数値例である例えば０．０９８度という微小角度でプリズム角（傾斜角）を実現しなければならず生産に際して厳密な管理が要求されるが、本実施例は複合プリズム７ａで構成したので、各構成プリズムの傾斜角や屈折率を適宜選択することによって、より生産が容易となるようにより大きなプリズム角や、より大きな許容公差範囲を有する構成を実現することが可能となる。
【００４０】
次に、第３の実施例の説明を行う。
本実施例のビデオカメラは、図８に示すように、第１の実施例が用いた１枚構成のプラスチックプリズム１ｄに代えて複合プリズム８ａを用いている。
しかし本実施例の複合プリズム８ａは第２の実施例の複合プリズム７ａとは異なり、複合プリズム８ａを構成する第１プリズム８ａ１と第２プリズム８ａ２とは、互いに光軸方向に点対称な形状を備え、かつ第１プリズム８ａ１のみがＣＣＤの読み出しに同期して回転し、第２プリズム８ａ２は固定的に配設されている。
【００４１】
上記の構成としたので、第１プリズム８ａ１及び第２プリズム８ａ２を通過する光線は屈折時に生じる色収差が互いに打消し合い、その結果として色収差が少ない光学像が得られる。
従って本実施例の複合プリズム８ａは、色収差を考慮してプリズム角を微小角に設定した第１実施例のプラスチックプリズム１ｄよりもプリズム角を大きく構成することが出来る。
この結果、複合プリズム８ａは生産がより容易であり、また回転角を小さく出来るので高速回転やビデオカメラの小型化を実現することが可能となる。
【００４２】
次に、第４の実施例を図９を用いて説明する。
【００４３】
本実施例のビデオカメラは、レンズ１ａ、ＣＣＤ１ｂ、プリズム回転駆動装置１ｈ、制御マイコン１ｉを備えることは先に図１を用いて説明した第１の実施例と同様であるが、第１の実施例が用いたプラスチックプリズム１ｄに代えてプラスチック平行板９ａを用いている。
プラスチック平行板９ａは、互いに平行な対向面を有する光透過性の平板である。
上記のプラスチック平行板９ａに対してある入射角で入射する光線は、入射角に応じて平行にシフトして出射する。
【００４４】
さらに本実施例のビデオカメラは、プラスチック平行板９ａを光軸１ｅに対して所定の角度傾けて内部に保持固定する平行板固定枠９ｂ、プラスチック平行板９ａが上記の所定の角度傾いた状態を維持させつつそれと一体の平行板固定枠９ｂを光軸を中心として回転自在に保持する平行板枠回転ガイド９ｃとを備えている。
【００４５】
上記の構成としたので、制御マイコン１ｉの制御に応じてプリズム回転駆動装置１ｈによりプラスチック平行板９ａが所定角度をＣＣＤ１ｂの読み出しに同期しつつ回転することで、ピクセルシフトが実現することは第１の実施例と同様であるが、互いに平行な面が対向するプラスチック平行板９ａは、微小角度の傾斜面を有するプラスチックプリズム１ｄよりも生産が容易である、という特徴がある。
【００４６】
次に、第５の実施例の説明を行う。
【００４７】
本実施例のビデオカメラは、先に説明した第１乃至第４の実施例のいずれか１と同様の構成ながら、制御マイコン１ｉが以下のような特徴的な制御を行う構成としている。
すなわち、本実施例における制御マイコン１ｉは、ピクセルシフトの方向及び／又は量を可変コントロールする機能を有している。
【００４８】
ピクセルシフトのシフト量は、プラスチックプリズム１ｄ等のプリズム方向を向く直線の回転角を可変させることでコントロールする。
ピクセルシフトのシフト方向は、上記した回転中心方向を可変させることでコントロールしている。
【００４９】
上記の構成としたので、水平方向のピクセルシフト、垂直方向のピクセルシフト、斜め方向（対角方向）のピクセルシフトなど複数の異なる仕様のピクセルシフトに同一の構成にて対応することが出来、ビデオカメラの高機能化に寄与することが出来る。
さらに、ピクセルシフトの仕様が異なる複数のビデオカメラ機種間で部品の共通化を行ったり、ピクセルシフトに関する諸量を調整する工程を自動化したり、微調整を可能とする等、顕著な効果が発揮される。
【００５０】
尚、上記に説明した各実施例において、発明の主旨を明瞭とするため、プラスチックプリズム１ｄやプラスチック平行板９ａ等は、光軸１ｅを回転中心として回転運動を行うことにより本発明に特徴的な効果を発揮するものとして説明を行ったが、それとは異なる構成として光軸１ｅに平行な直線を回転軸として構成することも考えられ、これもまた本発明が包含するものである。
また、上記した第２実施例乃至第５実施例のビデオカメラにおいて、先に説明した第１実施例と同様に、画素ずらしを用いて高画質の撮影動画像ばかりではなく高画質の撮影静止画像をも生成し、あるいはそのどちらか一方のみを生成する構成としても良いことは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明は、撮像素子の撮像面側に設けられ、第１の時点で読み込んだ光学像に対して第１の時点から所定時間経過後の第２の時点で読み込む光学像が撮像面に平行に所定量移動するように光軸を回転中心として回動し、かつこの回動周期は撮像素子の読み込み周期に同期しており、撮像レンズからの出射光を撮像素子側へ屈折出射する屈折手段を設けることにより、解像度向上のためのピクセルシフトを行う構成を小型で簡潔に構成し、かつ高い信頼性を確保するとともに、外部から衝撃が加わっても画像に影響を与えることが無い撮像装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る実施の形態である第１の実施例のビデオカメラの光学系を中心とした構成図である。
【図２】  図１のビデオカメラが備えるプラスチックプリズムの斜視図である。
【図３】  図２のプラスチックプリズムにおける光線図である。
【図４】  図２のプラスチックプリズムの屈折及び回転による光学像の移動を説明する平面図である。
【図５】  図４をさらにベクトルを用いて説明する平面図である。
【図６】  図１のビデオカメラがピクセルシフトにより行う画像合成を説明する模式図である。
【図７】  本発明の実施形態に係る第２の実施例のビデオカメラが用いる複合プリズムの模式図である。
【図８】  本発明の実施形態の第３の実施例のビデオカメラが用いる複合プリズムの模式図である。
【図９】  本発明の実施の形態の第４の実施例であるビデオカメラの光学系を中心とした構成図である。
【図１０】  従来技術に係る固体撮像カメラの構成図である。
【符号の説明】
１ａ  撮像レンズ
１ｂ  ＣＣＤ（撮像素子）
１ｄ  プラスチックプリズム（屈折手段）
１ｅ  光軸
６ａ  撮影画面Ａ（撮影画像）
６ｂ  撮影画面Ｂ（撮影画像）
７ａ  複合プリズム（屈折手段）
８ａ  複合プリズム（屈折手段）
９ａ  プラスチック平行板（シフト手段）
【図１】
0004042323.tif 000002
【図２】
0004042323.tif 000003
【図３】
0004042323.tif 000004
【図４】
0004042323.tif 000005
【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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【図１０】
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