JPH10327359A

JPH10327359A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH10327359A
Application number: JP9134011A
Authority: JP
Inventors: Akira Suzuki; 明鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1998-12-08
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: JP3983343B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで高解像度の画像を得ることが可能
な撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置は、被写体像を結像する撮像光
学系１１と、結像された前記被写体像を２次元に配され
た受光素子で空間的にサンプリングして画像情報を出力
する撮像素子１２と、被写体像と撮像素子１２との相対
的位置関係を一方向に変位せしめる変位手段１３と、相
対的位置関係が変位した画像情報と変位前の画像情報と
に基づいて、合成画像情報を生成する信号処理部３と、
を有し、変位手段１３により被写体像と撮像素子１２と
の相対的位置関係を一方向に変位させたとき、被写体像
と撮像素子１２との相対的位置関係が水平方向及び垂直
方向に変位した画像情報を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，現在、撮像装置と
しては、撮像管と、ＣＣＤエリアセンサ等の固体撮像素
子が使用されているが、固体撮像素子は、撮像管に比し
て、コンパクトであり焼付に伴う残像が少ない等の利点
がある。

【０００２】この固体撮像素子は、撮像面を光電変換を
行う受光素子にて構成しており、解像度は、この受光素
子の形成密度（受光素子の配列ピッチ）により上限が決
定される。具体的には、固体撮像素子では、被写体像を
入力信号として受光素子のピッチで空間的にサンプリン
グした場合を考えると、標本化定理によりサンプリング
周期の１／２のナイキスト周波数までの解像度しか得ら
れない。

【０００３】解像度を高くするために受光素子を高密度
化すれば良いが、高密度化には製造上の困難を伴うと共
に、製造コストが高くなるという問題がある。

【０００４】そこで、同じ画素数で高解像度化する方法
として、画素ずらしといわれる手法が用いられている。
これは被写体像に対して撮像素子の相対的位置関係をず
らして複数の画像情報を取得し、この複数の画像情報か
ら高画質画像を作成するものである。

【０００５】被写体像と撮像素子との相対的位置関係を
ずらす方式としては、主として２つの方式がある。第１
の方式としては、被写体像と撮像素子との相対的位置関
係を実際に変位させ、時系列的に複数の画像情報を得る
方式である。

【０００６】第２の方式としては、いわゆる多板式の画
素ずらし方式といわれるもので、光学的に複数の被写体
像を作成し、そのそれぞれの被写体に対して複数の撮像
素子を設け，それぞれの被写体像に対してずらす方式で
ある。この方式は、複数の被写体像と複数の撮像素子を
用いて複数の画像情報を得ているため同時期に複数の画
像情報が得られるという長所はあるが、複数の被写体像
を得るため撮像光学系が複雑になると共に、撮像素子が
複数必要となり装置が高価になるという問題がある。従
って、第１の方式の方が、第２の方式に比して装置が安
価になるという利点を有しており、本発明もこの方式を
使用している。以下、第１の方式として具体的に開示さ
れている例を説明する。

【０００７】例えば、特開昭５９−１３４７６では、光
学的に結像面を受光素子に対して水平方向に、半ピッチ
分だけ変位させ、変位前後の被写体像を合成して、水平
方向のサンプリング周波数を２倍にして、水平解像度を
２倍にする撮像機構が開示されている。

【０００８】また、特開昭６１−１７６９０７では、撮
像素子の前面の平行平板ガラスを変位させることにより
被写体像の位置を変位させることで画素ずらしを行う撮
像装置が開示されている。

【０００９】また、特開平８−３７６２８では、回転プ
リズムを動かして、撮像素子の画素ずらしを行いながら
複数回の撮像を行い、そのうち少なくとも１回は露光量
を変える構成として、高解像度で、広ダイナミックレン
ジを有する画像を得る撮像装置が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来技術では、２次元的に配列された撮像素子を用いた撮
像装置の場合に、水平及び垂直方向の双方向について高
解像度化を達成させるためには、２軸の変位手段が必要
となり、装置が高コストになるという問題がある。

【００１１】図１８は、撮像素子を変位させる２軸の変
位手段（アクチュエータ）の取付構造を示す概略構成図
である。図１８に示す如く、撮像素子の水平及び垂直方
向の双方向の解像度を上げるためには、２つのアクチェ
ータ（例えば積層圧電素子）１３Ｘ、１３Ｙを使用しな
ければならない。

【００１２】図１８に示した取付構造では、２つのアク
チュエータ１３Ｘ，１３Ｙが使用される。アクチュエー
タ１３Ｘは、基板１５に一端を接続して、他端で素子ホ
ルダ１４を支持する。アクチュエータ１３Ｘは、撮像素
子１２の素子ホルダ１４を矢印Ｘ方向（水平方向）に移
動（変位）させる。すなわち、撮像素子１２の撮像範囲
を水平方向に移動させるため水平に配置される。アクチ
ュエータ１３Ｙは、基板１５に一端を接続して、他端で
素子ホルダ１４を支持する。アクチュエータ１３Ｙは、
撮像素子１２の素子ホルダ１４を矢印Ｙ方向（垂直方
向）に移動（変位）させる。すなわち、撮像素子１２の
撮像範囲を垂直方向に移動させるため垂直に配置され
る。

【００１３】図１９は、撮像素子の画素を模式的に示し
た図である。撮像素子を１画素分、水平方向及び垂直方
向に変位させる場合には、図１９に示す如く、アクチュ
エータ１３Ｘにより、の位置にある画素を、の位置
まで変位せしめ、次いで、アクチュエータ１３Ｙによ
り、の位置にある画素を、の位置まで変位せしめる
必要がある。本発明は、１のアクチェータを使用して、
水平方向及び垂直方向に変位させたのと同様の効果が得
られる撮像方式を提案するものである。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、低コストで高解像度の画像を得ることが可能な
撮像装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に，請求項１に係る撮像装置は、被写体像を結像する撮
像光学系と、結像された前記被写体像を２次元に配され
た受光素子で空間的にサンプリングして画像情報を出力
する撮像素子と、前記被写体像と前記撮像素子との相対
的位置関係を一方向に変位せしめる変位手段と、前記相
対的位置関係が変位した画像情報と変位前の画像情報と
に基づいて、合成画像情報を生成する信号処理手段と、
を有し、前記変位手段により前記被写体像と前記撮像素
子との相対的位置関係を一方向に変位させたとき、前記
被写体像と前記撮像素子との相対的位置関係が水平方向
及び垂直方向に変位した画像情報を得る構成とした。

【００１６】請求項１に係る撮像装置によれば、変位手
段により、被写体像と撮像素子との相対的位置関係を一
方向に変位せしめて、被写体像と前記撮像素子との相対
的位置関係が水平方向及び垂直方向に変位した画像情報
を得て、当該相対的位置関係が変位した画像情報と変位
前の画像情報とに基づいて、合成画像情報を生成する構
成であるので、１の変位手段（例えば、１のアクチュエ
ータ）を用いて水平方向及び垂直方向の解像度を向上さ
せることができ、低コストで高解像度の画像を得ること
が可能な撮像装置を提供することが可能となる。

【００１７】また、請求項２に係る撮像装置は、請求項
１に係る撮像装置において、前記変位手段は、前記相対
的位置関係が、前記被写体像に対して、前記撮像素子が
水平方向若しくは垂直方向に対して一定の角度で変位す
るように、前記被写体像と前記撮像素子との相対的位置
関係を変位させる構成とした。

【００１８】請求項２に係る撮像装置によれば、変位手
段は、相対的位置関係が、被写体像に対して、撮像素子
の受光素子を水平方向若しくは垂直方向に対して一定の
角度で変位するように、被写体像と撮像素子との相対的
位置関係を変位させる構成であるので、１の変位手段
（例えば、１のアクチュエータ）を用いて、簡単な方法
で水平方向及び垂直方向の解像度を向上させることがで
き、低コストで高解像度の画像を得ることが可能な撮像
装置を提供することが可能となる。

【００１９】また、請求項３に係る撮像装置は、請求項
１又は２に係る撮像装置において、前記受光素子は、奇
数列と偶数列とで交互にずれて配列されていることとし
た。

【００２０】請求項３に係る撮像装置によれば、受光素
子は、奇数列と偶数列とで交互にずれて配列されている
構成であるので、１の変位手段（例えば、１のアクチュ
エータ）を用いて簡単な構成で、水平方向及び垂直方向
の解像度を向上させることができ、低コストで高解像度
の画像を得ることが可能な撮像装置を提供することが可
能となる。

【００２１】また、請求項４に係る撮像装置は、請求項
３に係る撮像装置において、前記受光素子は、水平方向
と垂直方向との配列ピッチの比が√３：２である構成と
した。

【００２２】請求項４に係る撮像装置によれば、受光素
子の水平方向と垂直方向との配列ピッチの比を√３：２
とした構成であるので、正方配列に比して、１５％程度
サンプリングピッチを長くでき，効率的にサンプリング
出来る。

【００２３】また、請求項５に係る撮像装置は、請求項
３又は４に係る撮像装置において、前記変位手段は、前
記相対的位置関係が、前記被写体像に対して、前記撮像
素子が水平方向に変位するように、前記被写体像と前記
撮像素子との相対的位置関係を変位させる構成とした。

【００２４】請求項５に係る撮像装置によれば、相対的
位置関係が被写体像に対して、撮像素子が水平方向に変
位するように、被写体像と撮像素子との相対的位置関係
を変位させる構成であるので、１の変位手段（例えば、
１のアクチュエータ）を用いて、簡単な方法で水平方向
及び垂直方向の解像度を向上させることができ、低コス
トで高解像度の画像を得ることが可能な撮像装置を提供
することが可能となる。

【００２５】また、請求項６に係る撮像装置は、請求項
１又は２に係る撮像装置において、前記受光素子は、奇
数行と偶数行とで交互にずれて配列されていることとし
た。

【００２６】請求項６に係る撮像装置によれば、受光素
子は、奇数行と偶数行とで交互にずれて配列されている
構成であるので、１の変位手段（例えば、１のアクチュ
エータ）を用いて簡単な構成で、水平方向及び垂直方向
の解像度を向上させることができ、低コストで高解像度
の画像を得ることが可能な撮像装置を提供することが可
能となる。

【００２７】また、請求項７に係る撮像装置は、請求項
６に係る撮像装置において、前記受光素子は、水平方向
と垂直方向との配列ピッチの比が２：√３である構成と
した。

【００２８】請求項７に係る撮像装置によれば、受光素
子の水平方向と垂直方向との配列ピッチの比を２：√３
とした構成であるので、正方配列に比して、１５％程度
サンプリングピッチを長くでき，効率的にサンプリング
出来る。

【００２９】また、請求項８に係る撮像装置は、請求項
６又は７に係る撮像装置において、前記変位手段は、前
記相対的位置関係が、前記被写体像に対して、撮像素子
が垂直方向に変位するように、前記被写体像と前記撮像
素子との相対的位置関係を変位させる構成とした。

【００３０】請求項８に係る撮像装置によれば、相対的
位置関係が被写体像に対して、撮像素子が垂直方向に変
位するように、被写体像と撮像素子との相対的位置関係
を変位させる構成であるので、１の変位手段（例えば、
１のアクチュエータ）を用いて、簡単な方法で水平方向
及び垂直方向の解像度を向上させることができ、低コス
トで高解像度の画像を得ることが可能な撮像装置を提供
することが可能となる。

【００３１】また、請求項９に係る撮像装置は、請求項
１〜８のいずれか１つに係る撮像装置において、前記変
位手段は、撮像モードに応じて、変位回数を変更する構
成とした。

【００３２】請求項９に係る撮像装置によれば、変位手
段は、撮像モードに応じて、変位回数を変更する構成で
あるので、撮像モードに応じた高画質画像を得ることが
可能となる。

【００３３】また、請求項１０に係る撮像装置は、請求
項１〜９のいずれか１つに係る撮像装置において、前記
変位手段は、前記撮像光学系若しくは前記撮像素子を変
位させる構成である。

【００３４】請求項１０に係る撮像装置によれば、変位
手段は、撮像光学系若しくは撮像素子を変位させる構成
であるので、簡単な構成で、被写体像と撮像素子との相
対的位置関係を変位させることが可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の好適
な実施の形態を説明する。

【００３６】図１は、本実施の形態に係る撮像装置の概
略構成を示す図である。特に、図１に示す撮像装置は、
被写体像と撮像素子との相対的位置関係を一方向に変位
させる場合に、撮像素子を変位させる方式の構成例であ
る。

【００３７】図１に示す撮像装置は、被写体の画像情報
を出力する撮像ユニット１と、画像情報をアナログ−デ
ジタル変換して画像データを出力するＡ／Ｄ変換器２
と、変位前の画像情報と変位後の画像情報に基づいて合
成画像データを生成して出力する信号処理部３と、及び
撮像装置の各部を制御するシステムコントローラ４等に
より構成されている。

【００３８】撮像ユニット１は、被写体像を結像する撮
像光学系１１、移動（変位）可能に設けられ、撮像光学
系１１で結像された被写体像を２次元に配された受光素
子で空間的にサンプリングして画像情報を出力する撮像
素子１２と、撮像素子１２を被写体像に対して一方向に
変位させて画素ずらしを行う変位手段１３とを有してい
る。撮像素子１２の出力はＡ／Ｄ変換器２に結合され
る。

【００３９】信号処理部３は、例えば、画素ずらし処理
を行うユニットで、画像メモリを備えている。具体的に
は、信号処理部３は、撮像素子１２の変位前の画像デー
タを画像メモリに格納すると共に、撮像素子１２の変位
後の画像データを画像メモリに格納し、変位前の画像デ
ータと変位後の画像データとに基づいて合成画像データ
を生成して、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。

【００４０】システムコントローラ４は、撮像ユニット
１、Ａ／Ｄ変換器２、信号処理部３の各ユニットに接続
され、撮像動作、Ａ／Ｄ変換、画素ずらし等の動作等を
制御する。なお、システムコントローラ４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、各ユニットの制御を実行する。

【００４１】図２は、撮像素子１２の具体的な構成例を
示す回路図である。

【００４２】撮像素子１２はＣＣＤ部１２１と信号検出
部１２２とを有している。ＣＣＤ部１２１はマトリクス
状に配置された受光素子（例えばフォトダイオード）Ｐ
Ｄ…、受光素子ＰＤ…の垂直方向の電荷を転送するＶＣ
ＣＤ、及び受光素子ＰＤ…の水平方向の電荷を転送する
ＨＣＣＤを有している。

【００４３】受光素子ＰＤ…は撮像光学系１１に入射さ
れた光を受光して光電変換を行ってＶＣＣＤ，ＨＣＣＤ
に電荷を転送する。ＶＣＣＤ，ＨＣＣＤは転送された電
荷を信号検出部１２２に出力する。信号検出部１２２は
入力された電荷を電圧に変換してこれを画像情報（アナ
ログ画像信号）としてＡ／Ｄ変換器２に出力する。

【００４４】次に、変位手段１３について説明する。図
３は撮像ブロック２内の変位手段１３び取付構造を示す
概略構成図である。図３に示す例では、変位手段として
アクチュエータを用いている。

【００４５】アクチュエータ１３Ｃ（例えば、積層タイ
プの圧電素子）は、一端を基板１５に接続して、他端で
撮像素子１２を取り付けた素子ホルダ１４を支持してい
る。素子ホルダ１４はアクチュエータ１３Ｃの作動によ
って矢印Ｍ方向に移動する。

【００４６】このアクチュエータ１３Ｃは、撮像ブロッ
ク２内における取付角度に従って、水平、垂直、斜め
（対角を含む）のいずれかの方向に対して撮像範囲の変
更（アクチュエータ１３Ｃ画素ずらし動作）を実施す
る。この図に示す例では、アクチュエータは、撮像素子
１２に対して斜めに取り付けられている。

【００４７】上記構成の撮像装置の画素ずらしの動作原
理を説明する。

【００４８】（実施例１）図４は、上記撮像素子１２に
おける受光素子の配列の簡略図を示している。図４に示
す例では、受光素子（以下「画素」ともいう）ＰＤが画
素ピッチ（「配列ピッチ」ともいう）Ｐで正方配列され
ている。変位手段１３により、画素ＰＤが正方配列され
た撮像素子２を、画素の水平方向に対して、角度θ（水
平方向に対する角度）方向に変位させる。ここで、例え
ば、θ＝ｔａｎ^-1（１／１０）( 1 ０画素水平に変位し
た時、１画素垂直方向に変位する角度）とする。

【００４９】図５は、図４に示す撮像素子１２を画素の
水平方向に対して角度θ方向に変位させた例を示してお
り、図６は、図４に示す撮像素子１２を画素の水平方向
に対して角度θで、半画素（０．５Ｐ）水平に変位させ
た例を示しており、図７は、図４に示す撮像素子１２を
画素の水平方向に対して角度θで、５画素（５Ｐ）水平
に変位させた例を示している。尚、図６及び図７におい
ては説明を簡単にするために、代表的な画素のみを示し
ている。

【００５０】図５において、変位前の画素をＰ１、Ｐ
２、・・・とし、対応する変位後の画素をＰ１’、Ｐ
２’、・・・とする。撮像素子２を画素の水平方向に対
して角度θで、半画素水平に変位させた場合には、図６
に示す如く、ほぼ水平に半画素（１／２Ｐ）変位した時
と同じになり、他方、撮像素子１２を画素の水平方向に
対して角度θで、５半画素（５Ｐ）水平に変位させた場
合には、図７に示す如く、垂直に半画素変位させること
ができる。

【００５１】図８は、図４の撮像素子１２を画素の水平
方向に対して角度θで、５画素水平に変位させた場合の
変位前の画素と変位後の画素を示している。図８に示す
如く、変位する前の６画素目（Ｐ６）と変位させた１画
素目（Ｐ１’）を対応させることで垂直方向に半画素変
位させたものと等価になる。即ち、画素の水平又は垂直
方向に対して若干の角度をつけて撮像素子を変位させる
ことで、１軸の変位手段で２軸の変位とほぼ等価な変位
が行うことができる。しかしながら、図６に示した如
く、若干の誤差が生じる場合がある。そこで、図９の如
き、画素が奇数列と偶数列とで互いに半画素ずれた撮像
素子を、水平方向に移動させることで、この誤差は解消
できる。

【００５２】（実施例２）図９は、上記撮像素子１２の
画素を奇数列と偶数列とで互いに半画素ずらした例を示
している。図１０は、図９に示す撮像素子１２を画素に
対して水平方向に半画素（０．５Ｐ）変位させた例を示
し、図１１は、図９に示す撮像素子１２を画素に対して
水平方向に１画素（１Ｐ）変位させた例を示し、図１２
は、図９に示す撮像素子１２を画素に対して水平方向に
１．５画素（１．５Ｐ）変位させた例を示している。
尚、図１０〜図１２においては説明を簡単にするため
に、代表的な画素のみを示している。

【００５３】図１３は、図９に示す撮像素子を、水平方
向に変位させた場合に、変位前と変位後とで各画素が取
得する画像情報を説明するための図である。

【００５４】図１３(A) に示す如く、変位前の各画素の
画像情報をＤ0 とし、水平方向に半画素変位させた画素
の画像情報をＤ1 、水平方向に１画素変位させた画素の
画像情報をＤ2 、水平方向に１．５画素変位させた画素
の画素情報をＤ3 とする。すなわち、撮像素子１２を水
平方向に、半画素、１画素、１．５画素変位させると、
図１３（Ｂ）に示す如く、１画素について、４つの画像
情報Ｄ0 、Ｄ1 、Ｄ2、Ｄ3 を得ることができる。これ
は、上記図４で示した場合と同様に、画素ピッチの半分
のサンプリングピッチでサンプリングした画像情報と等
価となる。すなわち、ｍ×ｎの画素を有する撮像素子
を、水平方向に変位させるだけで２ｍ×２ｎの情報を取
得可能となり、サンプリングピッチを４倍にできる。ま
た、画素を１画素変位させただけの場合には、変位前の
画像情報Ｄ0 と、１画素変位させた画像情報Ｄ2 が得ら
れることになり、垂直のサンプリングピッチを２倍に出
来る。

【００５５】図１４は、図９に示す撮像素子を、斜め方
向に変位させた場合に、変位前と変位後とで各画素が取
得する画像情報を説明するための図である。

【００５６】図１４（Ａ）に示す如く、変位前の各画素
の画像情報をＤ0 とし、斜め方向に半画素水平に変位さ
せた画素の画像情報をＤ1 、斜め方向に１画素水平に変
位させた画素の画像情報をＤ2 、斜め方向に１．５画素
水平に変位させた画素の画素情報をＤ3 とする。すなわ
ち、撮像素子１２を斜め方向に、半画素、１画素、１．
５画素水平に変位させると、図１４（Ｂ）に示す如く、
１画素について、４つの画像情報Ｄ0 、Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ
3 を得ることができる。

【００５７】（実施例３）図１５は、上記撮像素子１２
の画素を奇数行と偶数行とで互いに半画素ずらした例を
示している。図１５に示す如き、画素が奇数行と偶数行
とで互いに半画素ずらして配列した撮像素子を、受光素
子に対して、垂直方向若しくは斜め方向に変位させるこ
とで、上記図９で示したものと同様の効果を得ることが
できる。

【００５８】すなわち、図９や図１５の如き画素配列の
撮像素子を用いれば、一方向の変位で、２方向に変位さ
せた場合と同様の画像情報を得ることができる。

【００５９】（実施例４）図１６は、図１５に示す撮像
素子の画素の水平方向と垂直方向の画素ピッチの比を
２：√3 にした例を示している。図１６の如く、水平方
向の画素ピッチＰ_Hと、垂直方向の画素ピッチＰ_Vとが
２：√3 となるように画素を配列した場合には、６角配
列となるので原信号を再生する再生関数が複雑になるが
変位させない元の情報のみだけの時でも、正方配列に比
べて１５％程度サンプリングピッチを長くでき，効率的
にサンプリング出来る。

【００６０】また、図９に示した如く、奇数列と偶数列
とで画素を互いにずらした構成の撮像素子については、
水平方向の画素ピッチＰ_Hと、垂直方向の画素ピッチＰ
_Vとを√3 ：２となるように画素を配列することによ
り、同様の効果を得ることができる。

【００６１】（実施例５）本発明の撮像装置において
は、撮像モードに応じて撮像素子の変位回数を変更する
構成としても良い。例えば、ノーマルモードの場合に
は、１面（画素ずらしなし）の画像情報（Ｄ0 ）のみを
使用し、高画質モードの場合には、２面（画素ずらし１
回）の画像情報（Ｄ0 、Ｄ1 ）を使用し、水平・垂直高
画質モードの場合には、４面（画素ずらし４回）の画像
情報（Ｄ0 、Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 ）を使用する構成として
も良い。

【００６２】図９や図１５に示した撮像素子を用いた撮
像装置において、動画を撮像する場合には、Ｄ0 の画像
情報を表示後、Ｄ1 の画像情報，Ｄ2 の画像情報，Ｄ3
の画像情報を順次表示することで動画にも適用可能であ
る。

【００６３】（撮像装置の変形例）図１の撮像装置で
は、被写体像と撮像素子との相対的位置関係を一方向に
変位させる場合に、撮像素子を変位させる例を示した
が、図１７に示す如く、被写体像と撮像素子との相対的
位置関係を一方向に変位させる場合に、撮像光学系１１
を変位させる構成としても良い。要は、被写体像と撮像
素子との相対的位置関係を変位可能な構成であれば良
い。

【００６４】図１７は、撮像装置の構成の変形例を示し
ている。図１７において、図１と同等機能を有する部分
は同一符号を付してあり、その説明は省略する。図１７
の撮像装置は、図１に示した撮像装置と、Ａ／Ｄ変換器
２、信号処理部３、及びシステムコントローラ４につい
ては同一の構成であり、撮像ユニット１’の構成のみが
異なる。すなわち、この撮像ユニット１’内の変位手段
１３’が、被写体像と撮像素子との相対的位置関係を変
位させるべく、撮像光学系１１を変位させる構成であ
る。

【００６５】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、変位手段１３により、被写体像と撮像素子との相
対的位置関係を一方向に変位せしめて、被写体像と前記
撮像素子との相対的位置関係が水平方向及び垂直方向に
変位した画像情報を得て、信号処理部１３が、当該相対
的位置関係が変位した画像情報と変位前の画像情報とに
基づいて、合成画像情報を生成する構成であるので、１
の変位手段（例えば、１のアクチュエータ）を用いて水
平方向及び垂直方向の解像度を向上させることができ、
低コストで高解像度の画像を得ることが可能な撮像装置
を提供することが可能となる。

【００６６】尚、本発明の撮像素子は、全画素読み出し
方式及びフィールド読み出し方式のいずれの方式のもの
についても適用可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る撮
像装置によれば、変位手段により、被写体像と撮像素子
との相対的位置関係を一方向に変位せしめて、被写体像
と前記撮像素子との相対的位置関係が水平方向及び垂直
方向に変位した画像情報を得て、当該相対的位置関係が
変位した画像情報と変位前の画像情報とに基づいて、合
成画像情報を生成する構成であるので、１の変位手段
（例えば、１のアクチュエータ）を用いて水平方向及び
垂直方向の解像度を向上させることができ、低コストで
高解像度の画像を得ることが可能な撮像装置を提供する
ことが可能となる。

【００６８】また、請求項２に係る撮像装置によれば、
変位手段は、相対的位置関係が、被写体像に対して、撮
像素子の受光素子を水平方向若しくは垂直方向に対して
一定の角度で変位するように、被写体像と撮像素子との
相対的位置関係を変位させる構成であるので、１の変位
手段（例えば、１のアクチュエータ）を用いて、簡単な
方法で水平方向及び垂直方向の解像度を向上させること
ができ、低コストで高解像度の画像を得ることが可能な
撮像装置を提供することが可能となる。

【００６９】また、請求項３に係る撮像装置によれば、
受光素子は、奇数列と偶数列とで交互にずれて配列され
ている構成であるので、１の変位手段（例えば、１のア
クチュエータ）を用いて簡単な構成で、水平方向及び垂
直方向の解像度を向上させることができ、低コストで高
解像度の画像を得ることが可能な撮像装置を提供するこ
とが可能となる。

【００７０】また、請求項４に係る撮像装置によれば、
受光素子の水平方向と垂直方向との配列ピッチの比を√
３：２とした構成であるので、正方配列に比して、１５
％程度サンプリングピッチを長く出来，効率的にサンプ
リング出来る。

【００７１】また、請求項５に係る撮像装置によれば、
相対的位置関係が被写体像に対して、撮像素子が水平方
向に変位するように、被写体像と撮像素子との相対的位
置関係を変位させる構成であるので、１の変位手段（例
えば、１のアクチュエータ）を用いて、簡単な方法で水
平方向及び垂直方向の解像度を向上させることができ、
低コストで高解像度の画像を得ることが可能な撮像装置
を提供することが可能となる。

【００７２】また、受光素子は、奇数行と偶数行とで交
互にずれて配列されている構成であるので、１の変位手
段（例えば、１のアクチュエータ）を用いて簡単な構成
で、水平方向及び垂直方向の解像度を向上させることが
でき、低コストで高解像度の画像を得ることが可能な撮
像装置を提供することが可能となる。

【００７３】また、請求項７に係る撮像装置によれば、
受光素子の水平方向と垂直方向との配列ピッチの比を
２：√３とした構成であるので、正方配列に比して、１
５％程度サンプリングピッチを長くでき，効率的にサン
プリング出来る。

【００７４】また、請求項８に係る撮像装置によれば、
相対的位置関係が被写体像に対して、撮像素子が垂直方
向に変位するように、被写体像と撮像素子との相対的位
置関係を変位させる構成であるので、１の変位手段（例
えば、１のアクチュエータ）を用いて、簡単な方法で水
平方向及び垂直方向の解像度を向上させることができ、
低コストで高解像度の画像を得ることが可能な撮像装置
を提供することが可能となる。

【００７５】また、請求項９に係る撮像装置によれば、
変位手段は、撮像モードに応じて、変位回数を変更する
構成であるので、撮像モードに応じた高画質画像を得る
ことが可能となる。

【００７６】また、請求項１０に係る撮像装置によれ
ば、変位手段は、撮像光学系若しくは撮像素子を変位さ
せる構成であるので、簡単な構成で、被写体像と撮像素
子との相対的位置関係を変位させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す
図である。

【図２】図１の撮像素子の具体的な構成例を示す回路図
である。

【図３】図１の撮像ブロック内のアクチュエータの取付
構造を示す概略構成図である。

【図４】撮像素子における画素の配列を示す簡略図であ
る。

【図５】図４の撮像素子を画素の水平方向に対して角度
θ方向に変位させた例を示す図である。

【図６】図４の撮像素子を画素の水平方向に対して角度
θで、半画素水平に変位させた例を示す図である。

【図７】図４の撮像素子を画素の水平方向に対して角度
θで、５画素水平に変位させた例を示す図である。

【図８】図４の撮像素子を画素の水平方向に対して角度
θで、５画素水平に変位させた場合の変位前の画素と変
位後の画素を示す図である。

【図９】撮像素子の画素を奇数列と偶数列とで互いに半
画素ずらした例を示す図である。

【図１０】図９の撮像素子を画素に対して水平方向に半
画素変位させた例を示す図である。

【図１１】図９の撮像素子を画素に対して水平方向に１
画素変位させた例を示す図である。

【図１２】図９の撮像素子を画素に対して水平方向に
１．５画素変位させた例を示す図である。

【図１３】図９の撮像素子を、水平方向に変位させた場
合に、変位前と変位後とで各画素が取得する画像情報を
説明するための図である。

【図１４】図９の撮像素子を、斜め方向に変位させた場
合に、変位前と変位後とで各画素が取得する画像情報を
説明するための図である。

【図１５】撮像素子の画素を奇数行と偶数行とで互いに
半画素ずらした例を示す図である。

【図１６】図１５の撮像素子の画素の水平方向と垂直方
向の画素ピッチの比を２：√3 にした例を示す図であ
る。

【図１７】撮像装置の構成の変形例を示す図である。

【図１８】従来技術を示しており、撮像素子を変位させ
る２軸の変位手段の取付構造を示す概略構成図である。

【図１９】従来技術を示しており、撮像素子の画素を模
式的に示した図である。

【符号の説明】

１撮像ユニット２Ａ／Ｄ変換器３信号処理部４システムコントローラ１１撮像光学系１２撮像素子１３、１３’ 変位手段１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｃアクチュエータ１４素子ホルダ１５基板１２１ＣＣＤ部１２２信号検出部ＰＤ受光素子（フォトダイオード）ＶＣＣＤ垂直ＣＣＤＨＣＣＤ水平ＣＣＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を結像する撮像光学系と、結像された前記被写体像を２次元に配された受光素子で
空間的にサンプリングして画像情報を出力する撮像素子
と、前記被写体像と前記撮像素子との相対的位置関係を一方
向に変位せしめる変位手段と、前記相対的位置関係が変位した画像情報と変位前の画像
情報とに基づいて、合成画像情報を生成する信号処理手
段と、を有し、前記変位手段により前記被写体像と前記撮像素子との相
対的位置関係を一方向に変位させたとき、前記被写体像
と前記撮像素子との相対的位置関係が水平方向及び垂直
方向に変位した画像情報を得ることを特徴とする撮像装
置。
【請求項２】前記変位手段は、前記相対的位置関係
が、前記被写体像に対して、前記撮像素子が水平方向若
しくは垂直方向に対して一定の角度で変位するように、
前記被写体像と前記撮像素子との相対的位置関係を変位
させ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】前記受光素子は、奇数列と偶数列とで交
互にずれて配列されていることを特徴とする請求項１又
は２記載の撮像装置。
【請求項４】前記受光素子は、水平方向と垂直方向と
の配列ピッチの比が√３：２であ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】前記変位手段は、前記相対的位置関係
が、前記被写体像に対して、前記撮像素子が水平方向に
変位するように、前記被写体像と前記撮像素子との相対
的位置関係を変位させることを特徴とする請求項３又は
４記載の撮像装置。
【請求項６】前記受光素子は、奇数行と偶数行とで交
互にずれて配列されていることを特徴とする請求項１又
は２に記載の撮像装置。
【請求項７】前記受光素子は、水平方向と垂直方向と
の配列ピッチの比が２：√３であることを特徴とする請
求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】前記変位手段は、前記相対的位置関係
が、前記被写体像に対して、前記撮像素子が垂直方向に
変位するように、前記被写体像と前記撮像素子との相対
的位置関係を変位させることを特徴とする請求項６又は
７記載の撮像装置。
【請求項９】前記変位手段は、撮像モードに応じて、
変位回数を変更することを特徴とする請求項１〜８のい
ずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１０】前記変位手段は、前記撮像光学系若し
くは前記撮像素子を変位させることを特徴とする請求項
１〜９のいずれか１つに記載の撮像装置。