(57)【要約】【課題】簡単な構成でモアレを抑止できるようにして、画質の良好な画像を得るようにする。【解決手段】第１カメラ装置１０Ａは、モアレ抑止フィルタ３８を移動駆動するフィルタ移動機構４０と、フィルタ移動機構４０を制御して、モアレ抑止フィルタ３８を光学系１６に配する方向（光学系１６内に挿入する方向）と、光学系からモアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御するフィルタ制御部４２とを有する。使用者が液晶モニタ３２を見ながら被写体を撮影しようとしたとき、モアレが発生していると判断した際に、使用者がフィルタ用操作スイッチ４６を操作することで、モアレ抑止フィルタ３８を光学系１６に挿入する。【選択図】図１
2009118294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系と、多数の受光素子が配列され、且つ、前記光学系を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子とを有するカメラ装置において、
前記光学系に、複数のモアレ抑止部を配置したモアレ抑止フィルタが選択的に配されることを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
請求項１記載のカメラ装置において、
前記モアレ抑止フィルタは、前記撮像素子の画素数に応じた数のモアレ抑止部が、それぞれ前記画素に対応して配列されていることを特徴とするカメラ装置。
【請求項３】
請求項２記載のカメラ装置において、
前記撮像素子は、各画素と光遮蔽領域との組み合わせで構成される格子パターンを有し、
前記格子パターンの交差部の面積をＳａ、前記モアレ抑止部の面積をＳｂとしたとき、
０．５Ｓａ≦Ｓｂ≦５．０Ｓａ
を満足することを特徴とするカメラ装置。
【請求項４】
請求項１記載のカメラ装置において、
前記モアレ抑止フィルタを移動駆動するフィルタ移動機構と、
前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向と、前記光学系から前記モアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御するフィルタ制御部とを有することを特徴とするカメラ装置。
【請求項５】
請求項４記載のカメラ装置において、
使用者が操作する操作パネルを有し、
前記フィルタ制御部は、前記操作パネルに配置されたフィルタ用操作スイッチへの操作指示に基づいて、前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向と、前記光学系から前記モアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御することを特徴とするカメラ装置。
【請求項６】
請求項１記載のカメラ装置において、
前記フィルタ制御部は、
前記撮像素子の画素配列パターンに関する第１二次元スペクトルデータが記憶されたメモリと、
撮像画像のうち、任意に選択した領域の第２二次元スペクトルデータを求めるスペクトル演算部と、
前記第１二次元スペクトルデータと前記第２二次元スペクトルデータとを比較してモアレが生じる条件に該当するか否かを判別するモアレ判別部とを有し、
前記モアレ判別部での判別結果に基づいて、前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向と、前記光学系から前記モアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御することを特徴とするカメラ装置。
【請求項７】
請求項６記載のカメラ装置において、
前記スペクトル演算部は、前記撮像画像を複数のブロックに分け、各ブロックについてそれぞれ前記第２二次元スペクトルデータを演算し、
前記モアレ判別部は、各ブロックに対応した前記第２二次元スペクトルデータと前記第１スペクトルデータとを比較し、ブロック単位にモアレが生じる条件に該当するか否かを判別し、少なくとも１つのブロックについてモアレが生じる条件に該当する場合に、前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向に移動させるように制御することを特徴とするカメラ装置。
【請求項８】
光学系と、多数の受光素子が配列され、且つ、前記光学系を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子とを有するカメラ装置において、
前記撮像素子に、複数のモアレ抑止部を配置したモアレ抑止フィルタが配されていることを特徴とするカメラ装置。
【請求項９】
光学系と、多数の受光素子が配列され、且つ、前記光学系を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子とを有するカメラ装置において、
各前記受光素子の光電変換部に、それぞれモアレ抑止部が形成されていることを特徴とするカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系と、多数の受光素子が配列され、且つ、前記光学系を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子とを有するカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばデジタルカメラ等のカメラ装置において、モアレ抑止を考慮した技術としては、特許文献１〜５が知られている。
【０００３】
特許文献１には、撮影レンズと、該撮影レンズの光路方向後方の第１の合焦位置に配置されるとともに、赤色と青色がベイヤー配列に配置されたフィルターを有する第１の撮像素子と、前記撮影レンズの光路方向後方の第２の合焦位置に配置されるとともに、前記第１の撮像素子に比べて画素数が少なく、かつ緑色の単色フィルターを有する第２の撮像素子と、シャッターボタンとを有するデジタルカメラが開示され、シャッターボタンが押されたタイミングで、前記第１、第２の撮像素子の出力から１枚の画像データを形成するようにしている。
【０００４】
特許文献２には、被撮影者の顔部位を含む上半身を撮影して画像情報を出力するデジタルカメラと、このデジタルカメラから出力された画像情報に基づいて被撮影者の顔画像と該顔画像以外の服装画像とを抽出すると共に、顔画像と服装画像とを分離して補正する画像処理手段とを備えた撮影装置が開示されている。この撮影装置によれば、被撮影者が細いストライプ等の縦縞や横縞、格子模様等の服装を着て証明写真を撮った場合に、服装部分の解像度を低減できるので、顔画像のシャープネスを損なうことなく、服装部分のモアレ 模様を抑制することができる。
【０００５】
特許文献３には、高解像度の画像データには輪郭強調用の画像処理を施し、低解像度の画像データには、ＡＦ制御時にモアレ抑制用の画像処理を施すようにした撮像装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、撮影された画像内におけるパネル画素の座標を位置出し用画像及びその位置情報を元に高精度に認識し、パネル画素単位の平均輝度を座標の中心位置を基準に算出し、得られた値をパネルの各画素における代表輝度として扱うことで、モアレ の影響を緩和した、低コスト、短時間によるパネル表示品位評価を行うパネル評価方法が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、画像中にモアレが発生していれば、モアレ発生部分が最小になるように、角度センサ付アダプタの保持部を回転して、フィルムのデジタルカメラに対する傾き角を、モアレ発生部分が最小とする傾き角に調整するようにした撮像装置が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−７８５９１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３４６４号公報
【特許文献３】特開２００４−３２８４８２号公報
【特許文献４】特開２００５−３３１９２９号公報
【特許文献５】特開２００５−３５４３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、複数の撮像素子を設置することが必須となることから、カメラ装置の小型化を図ることができないという問題がある。
【００１０】
特許文献２記載の技術は、服装画像の解像度が低減されてしまうため、用途が限られてしまい、汎用のカメラ装置に使用できないという問題がある。
【００１１】
特許文献３記載の技術は、記録媒体に記憶するための画像データとファインダ用の液晶ディスプレイや電子ビューファインダに表示するための画像データとでモアレ抑制のための画像処理を変えることから、演算処理が複雑になるという問題がある。
【００１２】
特許文献４記載の技術は、ＣＣＤカメラによってカラー液晶パネルを撮影して表示評価を行う方法に適用したものであり、用途が限られてしまい、汎用のカメラ装置に使用できないという問題がある。
【００１３】
特許文献５記載の技術は、モアレを抑制するために、カメラ本体を傾ける必要があるため、記録された画像のトリミングや姿勢調整が面倒になるという問題がある。
【００１４】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、簡単な構成でモアレを抑止することができ、画質の良好な画像を得ることができるカメラ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】
【００１５】
第１の本発明に係るカメラ装置は、光学系と、多数の受光素子が配列され、且つ、前記光学系を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子とを有するカメラ装置において、前記光学系に、複数のモアレ抑止部を配置したモアレ抑止フィルタが選択的に配されることを特徴とする。
【００１６】
モアレが発生していないときは、光学系にモアレ抑止フィルタを配さず、モアレが発生したときにだけモアレ抑止フィルタを光学系に配することが可能となり、簡単な構成でモアレを抑止することができ、画質の良好な画像を得ることができる。
【００１７】
そして、第１の本発明において、前記モアレ抑止フィルタは、前記撮像素子の画素数に応じた数のモアレ抑止部が、それぞれ前記画素に対応して配列されていてもよい。この場合、前記撮像素子は、各画素と光遮蔽領域との組み合わせで構成される格子パターンを有し、前記格子パターンの交差部の面積をＳａ、前記モアレ抑止部の面積をＳｂとしたとき、０．５Ｓａ≦Ｓｂ≦５．０Ｓａを満足するようにしてもよい。なお、モアレ抑止部にて隠れた部分に入射されたであろう光量は、その後の画像処理（線形補正あるいは非線形補正）にて補正するようにしてもよい。
【００１８】
また、第１の本発明において、前記モアレ抑止フィルタを移動駆動するフィルタ移動機構と、前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向と、前記光学系から前記モアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御するフィルタ制御部とを有するようにしてもよい。
【００１９】
この場合、使用者が操作する操作パネルを有し、前記フィルタ制御部は、前記操作パネルに配置されたフィルタ用操作スイッチへの操作指示に基づいて、前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向と、前記光学系から前記モアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御するようにしてもよい（手動方式）。
【００２０】
あるいは、前記フィルタ制御部は、前記撮像素子の画素配列パターンに関する第１二次元スペクトルデータが記憶されたメモリと、撮像画像のうち、任意に選択した領域の第２二次元スペクトルデータを求めるスペクトル演算部と、前記第１二次元スペクトルデータと前記第２二次元スペクトルデータとを比較してモアレが生じる条件に該当するか否かを判別するモアレ判別部とを有し、前記モアレ判別部での判別結果に基づいて、前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向と、前記光学系から前記モアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御するようにしてもよい（自動方式）。
【００２１】
この自動方式において、前記スペクトル演算部は、前記撮像画像を複数のブロックに分け、各ブロックについてそれぞれ前記第２二次元スペクトルデータを演算し、前記モアレ判別部は、各ブロックに対応した前記第２二次元スペクトルデータと前記第１スペクトルデータとを比較し、ブロック単位にモアレが生じる条件に該当するか否かを判別し、少なくとも１つのブロックについてモアレが生じる条件に該当する場合に、前記フィルタ移動機構を制御して、前記モアレ抑止フィルタを前記光学系に配する方向に移動させるように制御するようにしてもよい。
【００２２】
次に、第２の本発明に係るカメラ装置は、光学系と、多数の受光素子が配列され、且つ、前記光学系を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子とを有するカメラ装置において、前記撮像素子に、複数のモアレ抑止部を配置したモアレ抑止フィルタが配されていることを特徴とする。撮像素子のうち、光が入射する透明窓にモアレ抑止フィルタを貼着する等、簡単に構成できるため、モアレ抑止機能を持ったカメラ装置の小型、軽量化をさらに向上させることができる。
【００２３】
次に、第３の本発明に係るカメラ装置は、光学系と、多数の受光素子が配列され、且つ、前記光学系を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子とを有するカメラ装置において、各前記受光素子の光電変換部に、それぞれモアレ抑止部が形成されていることを特徴とする。半導体受光部の表面の一部に光遮蔽部を形成する等、簡単に構成できるため、モアレ抑止機能を持ったカメラ装置の小型、軽量化をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明に係るカメラ装置によれば、簡単な構成でモアレを抑止することができ、画質の良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係るカメラ装置の実施の形態例を図１〜図１９を参照しながら説明する。
【００２６】
第１の本実施の形態に係るカメラ装置（以下、第１カメラ装置１０Ａと記す）は、図１に示すように、カメラ本体１２と、カメラ本体１２を制御するカメラ制御部１４とを有する。
【００２７】
カメラ本体１２は、レンズやフォーカス制御機構、絞り制御機構等を有する光学系１６と、該光学系１６を通して入射された被写体の画像を撮像する撮像素子１８と、該撮像素子１８に対して撮像のための複数のタイミングパルスを供給するタイミング発生器２０と、撮像素子１８からの撮像信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器２２と、該Ａ／Ｄ変換器２２からのデジタルデータにホワイトバランスやγ補正をかける補正回路２４と、該補正回路２４にて補正された撮像データを例えば１フレーム単位に保持する画像メモリ２６と、画像メモリ２６にて保持した画像を記録媒体２８に記録する画像記録処理系３０と、画像メモリ２６にて保持した画像又は記録媒体２８に記録した画像を液晶モニタ３２に表示する画像表示処理系３４とを有する。
【００２８】
カメラ制御部１４は、光学系１６のフォーカス制御やアイリス制御を行ったり、補正回路２４を含む各種回路を制御する。これらの制御は、システムバス３６を介して行われる。
【００２９】
画像記録処理系３０は、図示しないが、画像データを一時保存するための記録用バッファメモリと、記録用コントローラと、インターフェースとを有する。
【００３０】
記録用コントローラは、画像データを記録用バッファメモリに所定の転送レートで書き込んだり、記録用バッファメモリに保存されている画像データを所定の転送レートで読み出してシステムバス３６に転送したり、インターフェースを介して記録媒体２８に転送する。
【００３１】
画像表示処理系３４は、図示しないが、画像データを一時保存するための表示用バッファメモリと、表示用コントローラと、表示用駆動回路とを有する。
【００３２】
表示用コントローラは、画像データを表示用バッファメモリに所定の転送レートで書き込んだり、表示用バッファメモリに保存されている画像データを所定の転送レートで読み出して表示用駆動回路を介して液晶モニタ３２に転送する。液晶モニタ３２には、被写体の二次元画像又は三次元画像が表示される。
【００３３】
なお、液晶モニタ３２の代わりに、有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）等を用いてもよい。
【００３４】
そして、この第１カメラ装置１０Ａは、光学系１６に、複数のモアレ抑止部を配置したモアレ抑止フィルタ３８が選択的に配される。
【００３５】
具体的には、この第１カメラ装置１０Ａは、モアレ抑止フィルタ３８を移動駆動するフィルタ移動機構４０と、フィルタ移動機構４０を制御して、モアレ抑止フィルタ３８を光学系１６に配する方向（光学系１６内に挿入する方向）と、光学系からモアレ抑止フィルタを離脱する方向に移動させるように制御するフィルタ制御部４２とを有する。
【００３６】
また、第１カメラ装置１０Ａは、使用者が操作する操作パネル４４を有し、この操作パネル４４には、モアレ抑止フィルタ３８の光学系１６への挿入／離脱を指示するためのフィルタ用操作スイッチ４６が設置されている。このフィルタ用操作スイッチ４６は、例えばオルタネート式スイッチとなっており、操作するたびに「モアレ抑止」→「モアレ無し」→「モアレ抑止」・・・というように信号形態が切り替わって出力されるようになっている。
【００３７】
この第１カメラ装置１０Ａにおけるフィルタ制御部４２は、使用者によるフィルタ用操作スイッチ４６への操作指示に基づいて、フィルタ移動機構４０を制御して、モアレ抑止フィルタ３８を光学系１６に挿入する方向と、光学系１６からモアレ抑止フィルタ３８を離脱する方向に移動させるように制御する。
【００３８】
例えば使用者が液晶モニタ３２を見ながら被写体を撮影しようとしたとき、モアレが発生していると判断した際に、使用者がフィルタ用操作スイッチ４６を操作することで、モアレ抑止フィルタ３８を光学系１６に挿入する。
【００３９】
ここで、撮像素子１８とモアレ抑止フィルタ３８との関係について図２〜図８を参照しながら説明する。
【００４０】
先ず、撮像素子１８は、図２に示すように、受光部５０と、該受光部５０に隣接して設けられた水平転送路５２とを有する。受光部５０は、入射光量に応じた量の電荷に光電変換する画素５４（フォトダイオード）が多数マトリクス状に配され、さらにこれら多数の画素５４のうち、列方向に配列された画素５４に対して共通とされた垂直転送路５６が多数本、行方向に配列されている。水平転送路５２は、多数本の垂直転送路５６に対して共通とされている。
【００４１】
ここで、画素５４から電荷を読み出す手順、例えば映像出力で用いられるフレームの概念に基づいて電荷の読出し手順を説明すると、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、例えば第１フレームにおいて、各画素５４は、光を受けて電荷を発生し、蓄積していく（露光）。このとき、第１フレーム全体にわたって露光するのではなく、必要なタイミングに露光期間を設定し、各露光期間において露光を行う。この露光期間は、タイミング発生器２０からのタイミング信号に基づいて撮像素子１８に設置された電気光学シャッターあるいはＣＣＤ電子シャッターを駆動することで設定される。なお、各画素５４に隣接してオーバーフロードレイン領域５８が形成され、排出用電極６０に所定電圧を印加することで、オーバーフロードレイン領域５８の電位ポテンシャルが下がり、画素に蓄積されていた電荷を排出することができるようになっている。
【００４２】
そして、次の第２フレームにおいて電荷転送を行う。具体的には、第２フレームの例えば垂直ブランキング期間において、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、垂直転送路５６の１パケット分に対応する垂直転送用電極６２に所定電圧を印加することによって、該パケットの電位ポテンシャルが画素５４の電位ポテンシャルよりも下がる。これにより、画素５４に蓄積されていた電荷は垂直転送路５６側に流れ込むこととなる。その後、電位ポテンシャルを元に戻し、水平ブランキング期間において、垂直転送用電極６２に転送時電圧を印加することによって、図２に示すように、電荷を水平転送路５２に向けて転送する。水平転送路５２に電荷が転送されると、水平走査期間において、水平転送用電極に転送時電圧が印加されることによって、電荷が出力部６４に向けて転送される。そして、出力部６４において、シリーズに電荷の量に応じた電圧信号に変換されて撮像信号Ｉｂとして出力されることになる。
【００４３】
第２フレームにおける水平ブランキング期間及び水平走査期間が順次繰り返されることによって、各画素５４に蓄積されていた電荷が順次垂直転送路５６及び水平転送路５２を介して出力部６４にシリーズに転送され、撮像信号Ｉｂとして出力されることになる。このとき、各画素５４では露光が行われる。
【００４４】
撮像素子１８からの撮像信号Ｉｂは、Ａ／Ｄ変換器２２にてデジタル変換されて画像データとされる。
【００４５】
そして、図５に示すように、撮像素子１８を構成する多数の画素５４は、縦方向に所定のピッチで配列されると共に横方向に所定のピッチで配列されている。また、画素５４以外の部分は垂直転送路５６を駆動するための配線層等が形成され、光が透過しない領域（光遮蔽領域６６）となっている。つまり、撮像素子１８の受光部５０は、光遮蔽領域６６が格子状に形成され、各画素５４を格子の目とする格子パターン６８を呈している。
【００４６】
そのため、図６Ａに示すように、撮像素子１８を透過する光の積分量を撮像素子の一方の側面に投影させたときの分布をみたとき、例えば仮想線Ａ及びＢに示すように格子パターン６８の交差部７０以外の部分については、図６Ｂに示すように、光遮蔽領域６６が同じ割合で分布しているため、積分量はほぼ一定の値を示し、仮想線Ｃに示すように交差部７０については、２つの光遮蔽領域６６が１つにまとまることから、その分、透過光の積分量が増えている。しかも、積分量の増加部分が、交差部７０の配列に従って、ある空間周波数をもって配列した形となっている。
【００４７】
従って、第１カメラ装置１０Ａで被写体を撮影したとき、被写体や背景の空間周波数によっては、上述した積分量の増加部分の空間周波数（透過光の空間周波数）との差周波に起因してモアレが生じることがある。モアレが生じた場合、撮像画像の画質を著しく劣化させたり、液晶モニタ３２によって被写体のポーズを確認する際に見づらいという問題が生じる。
【００４８】
本発明者は、このモアレの発生を抑止する方法を鋭意検討する過程で、図７に示すように、格子パターン６８の開口部（画素５４）に対応する箇所に光遮蔽部７２を配置することで、モアレを低減できることを見出した。この原因は、開口部（画素５４）に対応する箇所に開口部（画素５４）の面積よりも小さい面積を有する光遮蔽部７２を配置することで、格子パターン６８を透過する光の積分量が、交差部７０と交差部７０以外の部分でほぼ同じになって、格子パターン６８があたかも消滅したようになり、これにより、モアレが発生しにくくなったものと考えられる。
【００４９】
同様に、モアレの発生を抑制する他の方法を検討する過程で、図８に示すように、格子パターン６８の交差部７０に対応する箇所に、交差部７０の面積よりも大きく、且つ、開口部（画素５４）の全部を遮蔽しない程度の面積を有する光遮蔽部７２を配置することで、モアレを低減できることを見出した。この場合も、格子パターン６８を透過する光の積分量が、交差部７０と交差部７０以外の部分でほぼ同じになって、格子パターン６８があたかも消滅したようになり、これにより、モアレが発生しにくくなったものと考えられる。
【００５０】
そこで、モアレ抑止フィルタ３８は、光遮蔽性を有するモアレ抑止部７４を撮像素子１８の画素５４の配列パターンに対応して多数形成した構成を有する。
【００５１】
モアレ抑止部７４の形成位置としては、光学系１６にモアレ抑止フィルタ３８を挿入したとき、図７に示すように、撮像素子１８の格子パターン６８の画素５４のほぼ中心部でもよいし、図８に示すように、格子パターン６８の交差部７０と重なる位置でもよい。
【００５２】
本実施の形態に係るモアレ抑止フィルタ３８の具体的構成としては、例えば図９に示すように、透明支持体７６と、該透明支持体７６上に島状に形成された例えば金属薄膜のモアレ抑止部７４とを有する。
【００５３】
また、モアレ抑止部７４の形成位置としては、図１０Ａに示すように、画素５４のうち、格子パターン６８の互いに対向する交差部７０を結ぶ線７８上でもよい。
【００５４】
その他、図１０Ｂに示すように、画素５４の周りに４つの交差部（第１交差部７０ａ〜第４交差部７０ｄ）が配され、第１交差部７０ａ〜第４交差部７０ｄのうち、互いに対向する第１交差部７０ａと第２交差部７０ｂとを結ぶ第１線７８ａと、互いに対向する第３交差部７０ｃと第４交差部７０ｄとを結ぶ第２線７８ｂとの交点にモアレ抑止部７４を形成するようにしてもよい。
【００５５】
モアレ抑止部７４の平面形状としては、図１１Ａに示すように、ほぼ円形であってもよいし、図１１Ｂ〜図１１Ｅに示すように、多角形（四角形、五角形、六角形、八角形等）でもよい。もちろん、図１１Ｆ及び図１１Ｇ等に示すように、少なくとも１つの湾曲形状８０を有する形状でもよい。
【００５６】
また、格子パターン６８の交差部７０の面積をＳａ、モアレ抑止部７４の面積をＳｂとしたとき、
０．５Ｓａ≦Ｓｂ≦５．０Ｓａ
を満足することが好ましく、さらに好ましくは、０．５Ｓａ≦Ｓｂ≦１．５Ｓａである。
【００５７】
このように、第１カメラ装置１０Ａでは、複数のモアレ抑止部７４が形成されたモアレ抑止フィルタ３８を光学系１６に配するようにしたので、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、透過光の積分量の局部的な増加が抑えられ、撮像素子１８全体においてほぼ一定の積分量にすることができる。つまり、画素５４と光遮蔽領域６６との組み合わせによる格子パターン６８があたかも消滅したようになり、これにより、モアレが発生しにくくなり、モアレ等による画質劣化を最小にすることができる。
【００５８】
ところで、図９に示すように、透明支持体７６上にモアレ抑止部７４を形成する方法としては、透明支持体７６上に設けられた銀塩感光層を露光し、現像、定着することによって形成された金属銀部と、該金属銀部に担持された金属層にてモアレ抑止部７４を構成するようにしてもよい。
【００５９】
具体的には、図１３Ａに示すように、ハロゲン化銀８２（例えば臭化銀粒子、塩臭化銀粒子や沃臭化銀粒子）をゼラチン８４に混ぜてなる銀塩感光層８６を透明支持体７６上に塗布する。なお、図１３Ａ〜図１３Ｃでは、ハロゲン化銀８２を「粒々」として表記してあるが、あくまでも本発明の理解を助けるために誇張して示したものであって、大きさや濃度等を示したものではない。
【００６０】
その後、図１３Ｂに示すように、銀塩感光層８６に対してモアレ抑止部７４の形成に必要な露光を行う。ハロゲン化銀８２は、光エネルギーを受けると感光して「潜像」と称される肉眼では観察できない微小な銀核を生成する。
【００６１】
その後、潜像を肉眼で観察できる可視化された画像に増幅するために、図１３Ｃに示すように、現像処理を行う。具体的には、潜像が形成された銀塩感光層８６を現像液（アルカリ性溶液と酸性溶液のどちらもあるが通常はアルカリ性溶液が多い）にて現像処理する。この現像処理とは、ハロゲン化銀８２ないし現像液から供給された銀イオンが現像液中の現像主薬と呼ばれる還元剤により潜像銀核を触媒核として金属銀に還元されて、その結果として潜像銀核が増幅されて可視化された銀画像（現像銀８８）を形成する。
【００６２】
現像処理を終えたあとに銀塩感光層８６中には光に感光できるハロゲン化銀８２が残存するのでこれを除去するために図１３Ｄに示すように定着処理液（酸性溶液とアルカリ性溶液のどちらもあるが通常は酸性溶液が多い）により定着を行う。
【００６３】
この定着処理を行うことによって、露光された部位には金属銀部９０が形成され、露光されていない部位にはゼラチン８４のみが残存し、光透過部となる。すなわち、透明支持体７６上に金属銀部９０によるモアレ抑止部７４が形成されることになる。
【００６４】
ハロゲン化銀８２として臭化銀を用い、チオ硫酸塩で定着処理した場合の定着処理の反応式は以下のようである。
ＡｇＢｒ（固体）＋２個のＳ2Ｏ3イオン  →  Ａｇ（Ｓ2Ｏ3）2
（易水溶性錯体）
【００６５】
すなわち、２個のチオ硫酸イオンＳ2Ｏ3とゼラチン８４中の銀イオン（ＡｇＢｒからの銀イオン）が、チオ硫酸銀錯体を生成する。チオ硫酸銀錯体は水溶性が高いのでゼラチン８４中から溶出されることになる。その結果、現像銀８８が金属銀部９０として定着されて残ることになる。
【００６６】
従って、現像工程は、潜像に対し還元剤を反応させて現像銀８８を析出させる工程であり、定着工程は、現像銀８８にならなかったハロゲン化銀８２を水に溶出させる工程である。詳細は、Ｔ．Ｈ．Ｊａｍｅｓ，  Ｔｈｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓ，  ４ｔｈ  ｅｄ．，  Ｍａｃｍｉｌｌｉａｎ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ，  ＮＹ，Ｃｈａｐｔｅｒ１５，  ｐｐ．４３８−４４２．  １９７７を参照されたい。
【００６７】
なお、現像処理は多くの場合アルカリ性溶液で行われることから、現像処理工程から定着処理工程に入る際に、現像処理にて付着したアルカリ溶液が定着処理溶液（多くの場合は酸性溶液である）に持ち込まれるため、定着処理液の活性が変わるといった問題がある。また、現像処理槽を出た後、膜に残留した現像液により意図しない現像反応が更に進行する懸念もある。そこで、現像処理後で、定着処理工程に入る前に、酢酸（酢）溶液等の停止液で銀塩感光層８６を中和もしくは酸性化することが好ましい。
【００６８】
なお、図１３Ｅに示すように、例えばめっき処理（無電解めっきや電気めっきを単独ないし組み合わせる）を行って、金属銀部９０の表面のみに金属層９２を担持させることによって、透明支持体７６上に金属銀部９０と、該金属銀部９０に担持された金属層９２にてモアレ抑止部７４を形成するようにしてもよい。
【００６９】
ここで、上述した銀塩感光層８６を用いた方法（銀塩写真技術）と、フォトレジストを用いた方法（レジスト技術）との違いを説明する。
【００７０】
レジスト技術では、露光処理により光重合開始剤が光を吸収して反応が始まりフォトレジスト膜（樹脂）自体が重合反応して現像液に対する溶解性の増大又は減少させ、現像処理により露光部分又は未露光部分の樹脂を除去する。なおレジスト技術で現像液とよばれる液は還元剤を含まず、未反応の樹脂成分を溶解する例えばアルカリ性溶液である。一方、上述の銀塩写真技術の露光処理では上記に記載したように、光を受けた部位のハロゲン化銀８２内において発生した光電子と銀イオンからいわゆる「潜像」と呼ばれる微小な銀核が形成され、その潜像銀核が現像処理（この場合の現像液は必ず現像主薬と呼ばれる還元剤を含む）により増幅されて可視化された銀画像になる。このように、レジスト技術と銀塩写真技術とでは、露光処理から現像処理での反応が全く異なる。
【００７１】
レジスト技術の現像処理では露光部分又は未露光部分の重合反応しなかった樹脂部分が除去される。一方、銀塩写真技術の現像処理では、潜像を触媒核にして現像液に含まれる現像主薬と呼ばれる還元剤により還元反応がおこり、目に見える大きさまで現像銀８８が成長するものであって、未露光部分のゼラチン８４の除去は行われない。このように、レジスト技術と銀塩写真技術とでは、現像処理での反応も全く異なる。
【００７２】
なお、未露光部分のゼラチン８４に含まれるハロゲン化銀８２は、その後の定着処理によって溶出されるものであって、ゼラチン８４自体の除去は行われない（図１３Ｄ参照）。
【００７３】
このように、銀塩写真技術では反応（感光）主体がハロゲン化銀であるのに対し、レジスト技術では光重合開始剤である。また、現像処理では、銀塩写真技術ではバインダ（ゼラチン８４）は残存するが（図１３Ｄ参照）、レジスト技術ではバインダがなくなる。このような点で、銀塩写真技術とフォトレジスト技術は大きく相違する。
【００７４】
そして、銀塩感光層８６に対する露光にて使用されるマスクは、モアレ抑止部７４が形成されたパターンに対応したマスクパターンを有するようにしてもよい。
【００７５】
あるいは、銀塩感光層８６に対するデジタル書込み露光によって、銀塩感光層８６に、モアレ抑止部７４が形成されたパターンを露光するようにしてもよい。
【００７６】
その他の形成方法としては、図１４Ａに示すように、例えば透明支持体７６上に形成された銅箔９４上のフォトレジスト膜９６を露光、現像処理してレジストパターン９８を形成し、図１４Ｂに示すように、レジストパターン９８から露出する銅箔９４をエッチングすることによって、モアレ抑止部７４が形成されたパターンを形成するようにしてもよい。この場合、フォトレジスト膜９６に対する露光にて使用されるマスクは、モアレ抑止部７４が形成されたパターンに対応したマスクパターンを有するようにしてもよい。
【００７７】
あるいは、フォトレジスト膜９６に対するデジタル書込み露光によって、フォトレジスト膜９６に、モアレ抑止部７４が形成されたパターンを露光するようにしてもよい。
【００７８】
また、図１５Ａに示すように、透明支持体７６上に金属微粒子を含むペースト１００を印刷し、図１５Ｂに示すように、ペースト１００に金属めっき１０２を行うことによって、モアレ抑止部７４が形成されたパターンを形成するようにしてもよい。
【００７９】
あるいは、図１６に示すように、透明支持体７６に、モアレ抑止部７４が形成されたパターンをスクリーン印刷版又はグラビア印刷版によって印刷形成するようにしてもよい。
【００８０】
一方、図１に示すフィルタ移動機構４０の構成例について説明する。フィルタ移動機構４０は、図示しないが、モアレ抑止フィルタ３８を常時光学系１６から離脱する方向に付勢するバネ部材と、フィルタ制御部４２からの「モアレ抑止」を示す制御信号Ｔａに基づいてモアレ抑止フィルタ３８をバネ部材の付勢に抗して光学系１６に挿入する駆動機構（ソレノイドやモータ）とで構成することができる。あるいは、モアレ抑止フィルタ３８を常時光学系１６に挿入した状態に付勢するバネ部材と、フィルタ制御部４２からの「モアレ無し」を示す制御信号Ｔｂに基づいてモアレ抑止フィルタ３８をバネ部材の付勢に抗して光学系１６から離脱する方向に移動させる駆動機構（ソレノイドやモータ）とで構成することができる。もちろん、その他の駆動機構にて構成することもできる。
【００８１】
ここで、この第１カメラ装置１０Ａの動作について説明する。
【００８２】
先ず、使用者がカメラ本体１２の撮像面を被写体に向けて撮影を開始することになるが、このとき、第１カメラ装置１０Ａの操作パネル４４に設置されているフィルタ用操作スイッチ４６は初期状態である「モアレ無し」に設定されており、モアレ抑止フィルタ３８は光学系１６から離脱した状態にある。撮影を開始することによって、被写体の画像及び背景画像が撮像信号として取り込まれ、画像データに変換されて液晶モニタ３２等に映し出される。使用者は液晶モニタ３２に表示されている被写体の画像並びに背景画像にモアレが生じていないと判断した場合は、フィルタ用操作スイッチ４６への操作は行わない。そして、任意のタイミングでシャッターボタンを押すことで、シャッターボタンを押した時点での被写体の画像及び背景画像が画像データに変換されて記録媒体２８に記録されることになる。
【００８３】
一方、液晶モニタ３２に表示されている被写体の画像並びに背景画像にモアレが生じていると判断した場合は、使用者はフィルタ用操作スイッチ４６を操作して「モアレ抑止」に設定する。このフィルタ用操作スイッチ４６の設定による操作信号はフィルタ制御部４２に供給される。フィルタ制御部４２は、前記操作信号の入力に基づいてフィルタ移動機構４０に「モアレ抑止」を示す制御信号Ｔａを出力する。フィルタ移動機構４０は、フィルタ制御部４２からの「モアレ抑止」を示す制御信号Ｔａの入力に基づいてモアレ抑止フィルタ３８を移動させて光学系１６に挿入する。これによって、撮像素子１８の前面にモアレ抑止フィルタ３８が配置された形となり、その結果、画素５４と光遮蔽領域６６との組み合わせによる格子パターン６８があたかも消滅したようになり、モアレが発生しにくくなる。
【００８４】
このように、第１カメラ装置１０Ａにおいては、簡単な構成でモアレを抑止することができ、画質の良好な画像を得ることができる。
【００８５】
次に、第２の実施の形態に係るカメラ装置（以下、第２カメラ装置１０Ｂと記す）について図１７を参照しながら説明する。
【００８６】
この第２カメラ装置１０Ｂは、図１７に示すように、上述した第１カメラ装置１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、モアレ抑止フィルタ３８の移動が自動で行われる点で異なる。
【００８７】
すなわち、この第２カメラ装置１０Ｂのフィルタ制御部４２は、メモリ１１０と、スペクトル演算部１１２と、モアレ判別部１１４とを有する。
【００８８】
メモリ１１０には、撮像素子１８の画素配列パターン（格子パターン６８）に関する第１二次元スペクトルデータＤ１が記憶されている。
【００８９】
スペクトル演算部１１２は、取得した被写体の画像及び背景画像（すなわち、撮像画像）のうち、任意に選択した領域の第２二次元スペクトルデータＤ２を求める。
【００９０】
モアレ判別部１１４は、第１二次元スペクトルデータＤ１と第２二次元スペクトルデータＤ２とを比較してモアレが生じる条件に該当するか否かを判別する。ここで、モアレが生じる条件とは、第１二次元スペクトルデータＤ１のスペクトルピーク位置と、第２二次元スペクトルデータＤ２のスペクトルピーク位置の相対距離が例えば８ｃｍ-1未満である、というものである。すなわち、上述した相対距離が８ｃｍ-1未満であれば、モアレが発生しているということである。もちろん、この８ｃｍ-1の数値は、撮像素子１８の画素配列による格子パターン６８のパターン形状によって変わるため、製造段階で、モアレが発生する臨界の相対距離を調べ、その相対距離をメモリ１１０に記憶しておく。
【００９１】
特に、フィルタ制御部４２は、１フレームの画像データを格納するバッファメモリ１１６を有し、使用者がシャッターボタンを半押しした時点の撮像画像をバッファメモリ１１６に格納する。
【００９２】
そして、スペクトル演算部１１２は、バッファメモリ１１６に格納された撮像画像を複数のブロックに分け、各ブロックについてそれぞれ第２二次元スペクトルデータＤ２を演算する。モアレ判別部１１４は、各ブロックに対応した第２二次元スペクトルデータＤ２と第１スペクトルデータＤ１とを比較し、ブロック単位にモアレが生じる条件に該当するか否かを判別し、少なくとも１つのブロックについてモアレが生じる条件に該当する場合に、「モアレ抑止」を示す制御信号Ｔａ（高レベル信号）を出力する。モアレ判別部１１４は、通常は、「モアレ無し」を示す制御信号Ｔｂ（低レベル信号）を出力しているが、上述のように、少なくとも１つのブロックについてモアレが生じる条件に該当する場合に、「モアレ抑止」を示す制御信号Ｔａ（高レベル信号）を出力する。フィルタ移動機構４０は、フィルタ制御部４２からの高レベル信号の入力に基づいてモアレ抑止フィルタ３８を光学系１６に挿入する方向に移動させるように制御する。
【００９３】
そして、いずれのブロックもモアレが生じる条件に該当しなくなった場合は、フィルタ制御部４２は、モアレ判別部１１４を通じて再び「モアレ無し」を示す制御信号Ｔｂ（低レベル信号）をフィルタ移動機構４０に出力する。フィルタ移動機構４０は、フィルタ制御部４２からの低レベル信号の入力に基づいてモアレ抑止フィルタ３８を光学系１６から離脱する方向に移動させるように制御する。
【００９４】
この第２カメラ装置１０Ｂにおいては、簡単な構成でモアレを抑止することができ、画質の良好な画像を得ることができる。しかも、モアレが発生しているか否かを自動的に判別するようにしているため、モアレの発生状態を見極めることができない経験の浅い使用者でも画質の良好な画像を得ることができ、操作性の良好なカメラ装置を提供することができる。
【００９５】
上述の例では、光学系１６に、モアレ抑止フィルタ３８が選択的に配する例を示したが、その他、図１８の第３の実施の形態に係るカメラ装置（以下、第３カメラ装置１０Ｃと記す）に示すように、撮像素子１８のうち、光が入射する透明窓１２０にモアレ抑止フィルタ３８を貼着するようにしてもよい。この第３カメラ装置１０Ｃによれば、フィルタ移動機構４０やフィルタ制御部４２等の設置を省略でき、簡単に構成できるため、モアレ抑止機能を持ったカメラ装置の小型、軽量化をさらに向上させることができる。
【００９６】
また、図１９の第４の実施の形態に係るカメラ装置（以下、第４カメラ装置１０Ｄと記す）に示すように、撮像素子１８を構成する半導体基板１２２のうち、各画素５４に対応した位置に形成されたｐｎ接合１２４による光電変換部１２６の表面の一部に絶縁層１２８（ＳｉＯ2等）を介して光遮蔽部１３０（金属等）を形成するようにしてもよい。絶縁層１２８を介して光遮蔽部１３０を形成する理由は、半導体基板１２２に直接光遮蔽部１３０を形成した場合、いわゆるショットキー接合となるため、光電変換されて発生した電子（垂直転送路に転送すべき電子）が、光電変換部１２６と光遮蔽部１３０の各フェルミ準位が一致するまで光遮蔽部１３０側に取り込まれてしまい、受光感度の低下をもたらすからである。この第４カメラ装置においても、フィルタ移動機構４０やフィルタ制御部４２等の設置を省略でき、簡単に構成できるため、モアレ抑止機能を持ったカメラ装置の小型、軽量化をさらに向上させることができる。
【００９７】
なお、本発明に係るカメラ装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】第１カメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像素子の概略構成を示す説明図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、撮像素子での電荷蓄積状態を示す説明図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、撮像素子での電荷転送状態を示す説明図である。
【図５】撮像素子における画素と光遮蔽領域との組み合わせによる格子パターンを模式的に示す説明図である。
【図６】図６Ａは撮像素子の格子パターンのみを一部省略して示す平面図であり、図６Ｂはその透過光の積分量を示す特性図である。
【図７】モアレ抑止フィルタのモアレ抑止部の形成位置の一例を示す平面図である。
【図８】モアレ抑止フィルタのモアレ抑止部の形成位置の他の例を示す平面図である。
【図９】モアレ抑止フィルタの一構成例を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは格子パターンの画素に対応して形成されるモアレ抑止部の位置の例を一部省略して示す平面図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｇはモアレ抑止部の平面形状の例を示す平面図である。
【図１２】図１２Ａは撮像素子の格子パターンとモアレ抑止フィルタとを組み合わせた状態を一部省略して示す平面図であり、図１２Ｂはその透過光の積分量を示す特性図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｅはモアレ抑止フィルタの製造方法の一例を示す工程図である。
【図１４】図１４Ａ及び図１４Ｂはモアレ抑止フィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂはモアレ抑止フィルタの製造方法のさらに他の例を示す工程図である。
【図１６】モアレ抑止フィルタの製造方法のさらに他の例を示す工程図である。
【図１７】第２カメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】第３カメラ装置の主要部を示す構成図である。
【図１９】第４カメラ装置の主要部を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０Ａ〜１０Ｄ…カメラ装置                １２…カメラ本体
１４…カメラ制御部                        １６…光学系
１８…撮像素子                            ３８…モアレ抑止フィルタ
４０…フィルタ移動機構                    ４２…フィルタ制御部
４４…操作パネル                          ４６…フィルタ用操作スイッチ
５４…画素                                ６６…光遮蔽領域
６８…格子パターン                        ７０…交差部
７４…モアレ抑止部                        １１０…メモリ
１１２…スペクトル演算部                  １１４…モアレ判別部
１２０…透明窓                            １３０…光遮蔽部
【図１】
2009118294.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
2009118294.tif 000013
【図１２】
2009118294.tif 000014
【図１３】
2009118294.tif 000015
【図１４】
2009118294.tif 000016
【図１５】
2009118294.tif 000017
【図１６】
2009118294.tif 000018
【図１７】
2009118294.tif 000019
【図１８】
2009118294.tif 000020
【図１９】
2009118294.tif 000021