CN110770622A - 摄像装置及移动摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够对涉及调焦的结构进行小型化及轻量化的摄像装置及移动摄像装置。在具备利用泛焦进行拍摄的中央光学系统(12)、与中央光学系统(12)同心状地配置的环状光学系统(14)及同时拍摄通过中央光学系统(12)成像的像及通过环状光学系统(14)成像的像的图像传感器(20)的摄像装置(1)中，使中央光学系统(12)及图像传感器(20)沿光轴(L)一体地移动而调节环状光学系统(14)的焦点。

Description

摄像装置及移动摄像装置
技术领域
本发明涉及一种摄像装置及移动摄像装置，尤其涉及一种使用两个光学系统以同心状配置的成像透镜及具有指向性的图像传感器而在同轴上同时拍摄两个图像的摄像装置及移动摄像装置。
背景技术
已知有使用摄像特性不同的两个光学系统以同心状配置的成像透镜而同时拍摄摄像特性不同的两个图像的摄像装置。例如，专利文献1中记载有使用广角及长焦的光学系统以同心状配置的成像透镜及具有指向性的图像传感器而在同轴上同时拍摄广角及长焦的两个图像的摄像装置。并且，专利文献2中记载有以同心状配置广角及长焦的光学系统，并通过两个图像传感器分别接收来自各光学系统的光，由此在同轴上同时拍摄广角及长焦的两个图像的摄像装置。
但是，如此，在实质上具备两个光学系统的摄像装置中，需要对每个光学系统进行调焦。在专利文献1中设为如下方式，即，通过按每个光学系统具备调焦机构，能够对每个光学系统进行调焦。并且，在专利文献2中设为如下方式，即，通过使各图像传感器相对于各光学系统相对移动，能够单独调整各光学系统的焦点。并且，专利文献1中提出有仅对长焦光学系统具备调焦机构，对广角光学系统设为固定焦点的泛焦(也称为深焦)的内容。
以为技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-012786号公报
专利文献2：日本特表2011-505022号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，若按每个光学系统具备调焦机构，则存在摄像装置的结构复杂且大型化这一缺点。
另一方面，仅对长焦光学系统具备调焦机构的结构与单独具备调焦机构的结构相比，能够简化整体结构，但在小型化及轻量化的观点上，存在课题。即，长焦光学系统由以同心状配置的两个光学系统中的外侧光学系统构成，但外侧光学系统远重于内侧光学系统。如此，非常重的光学系统的调焦机构也会成为非常重。因此，存在摄像装置成为非常重这一缺点。并且，若要更高速地动作，则需要更大的致动器，从而存在高速化有界限这一缺点。而且，非常重的光学系统还存在在进行调焦的动作时容易产生振动这一缺点。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够对涉及调焦的结构进行小型化及轻量化的摄像装置及移动摄像装置。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述课题的手段如下。
(1)摄像装置具备：中央光学系统，设定为利用泛焦进行拍摄；环状光学系统，与中央光学系统同心状地配置；图像传感器，在同一面上有规则地排列选择性地接收通过了中央光学系统的光的像素及选择性地接收通过了环状光学系统的光的像素，并且同时拍摄通过中央光学系统成像的像及通过环状光学系统成像的像；及环状光学系统调焦机构，相对于环状光学系统，使中央光学系统及图像传感器沿光轴一体地移动而调节环状光学系统的焦点。
根据本方式，作为在同轴上同时拍摄两个图像的摄像装置，具备以同心状配置的两个光学系统及具有指向性的图像传感器。两个光学系统由内侧中央光学系统及外侧环状光学系统构成。中央光学系统设定为利用泛焦进行拍摄。因此，关于中央光学系统，无需调焦。另一方面，环状光学系统由环状光学系统调焦机构调焦。环状光学系统调焦机构通过使中央光学系统及图像传感器沿光轴一体地移动，调节环状光学系统的焦点。内侧中央光学系统与外侧环状光学系统相比为小型且轻量，因此能够使其移动所需的结构轻量且紧凑。并且，中央光学系统为小型且轻量，因此能够使其高速动作。由此，能够对环状光学系统的调焦动作进行高速化。而且，中央光学系统为小型且轻量，因此能够不产生振动而使其动作。并且，与图像传感器一体地移动，因此中央光学系统的焦点也不会发生变动。另外，在本发明的“环状光学系统”中，除了完整的环状的光学系统以外，还包含圆弧状的光学系统。即，将在中央光学系统的外周部以同心状配置的光学系统设为环状光学系统。并且，“同心状”中，除了光轴完全一致的情况以外，还包含大致一致的情况。即，包含视为大致同心状的范围。
(2)上述(1)的摄像装置中，环状光学系统具有长于中央光学系统的焦距。
根据本方式，环状光学系统由具有长于中央光学系统的焦距的光学系统构成。由此，能够在同轴上同时拍摄焦距不同的两个图像。尤其通过将中央光学系统由短焦点的光学系统来构成，能够轻松地实现泛焦。
(3)上述(2)的摄像装置中，中央光学系统由广角光学系统构成，环状光学系统由长焦光学系统构成。
根据本方式，中央光学系统由广角光学系统构成，环状光学系统由长焦光学系统构成。由此，能够在同轴上同时拍摄广角及长焦的两个图像。在此，广角光学系统是指，具有宽于标准光学系统(视场角为50°左右)的视场角(大约60°以上)，且能够拍摄广范围的光学系统。另一方面，长焦光学系统是指，具有焦距长于标准光学系统的光学系统，且能够放大拍摄远距离被摄体的光学系统。
(4)上述(3)的摄像装置中，环状光学系统由反射折射光学系统构成。
根据本方式，环状光学系统由反射折射光学系统构成。反射折射光学系统是指，组合了透镜与镜的光学系统。通过由反射折射光学系统来构成，能够对环状光学系统进行小型化及轻量化。并且，由此，也能够对整体结构进行小型化及轻量化。
(5)上述(1)的摄像装置中，中央光学系统设定为拍摄远距离，环状光学系统设定为拍摄近距离。
根据本方式，中央光学系统由设定为拍摄远距离的光学系统构成，环状光学系统由设定为拍摄近距离的光学系统构成。由此，能够在同轴上同时拍摄近距离及远距离的两个图像。关于景深，至被摄体的距离越变远越变深。因此，能够利用泛焦来拍摄远距离被摄体。另一方面，利用泛焦难以拍摄近距离被摄体。因此，远距离被摄体通过泛焦中央光学系统来拍摄，近距离被摄体通过具备调焦功能的环状光学系统来拍摄。由此，能够同时拍摄以近距离及远距离这两者来对焦的图像。另外，这里的“远距离”及“近距离”是指，由中央光学系统与环状光学系统之间来规定的关系。即，中央光学系统相对于环状光学系统设定为拍摄近距离被摄体，环状光学系统相对于中央光学系统设定为拍摄远距离被摄体。但是，关于中央光学系统，在利用泛焦进行拍摄的关系上，设定为利用泛焦可拍摄的距离。例如，当为广角至标准视场角(大约50°以上)时，中央光学系统设定为拍摄3m至无限远。
(6)上述(1)至(5)中的任一个摄像装置还具备：摄像控制部，使图像传感器拍摄动态图像或连续拍摄静态图像；及环状光学系统调焦控制部，控制环状光学系统调焦机构，环状光学系统调焦控制部在拍摄中，使中央光学系统及图像传感器周期性地位移，且使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离周期性地变化。
根据本方式，一边使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离周期性地变化，一边拍摄动态图像。或者，一边使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离周期性地变化，一边连续拍摄静态图像。例如，在对焦于最近距离(MOD：Minimum Object Distance)被摄体的位置与对焦于无限远被摄体的位置之间，使中央光学系统及图像传感器周期性地位移，而使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离周期性地变化。能够轻松地拍摄通过环状光学系统对焦的图像。
(7)上述(6)的摄像装置中，环状光学系统调焦控制部使中央光学系统及图像传感器以正弦波状位移。
根据本方式，使中央光学系统及图像传感器以正弦波状位移而拍摄动态图像。或者，使中央光学系统及图像传感器以正弦波状位移而连续拍摄静态图像。
(8)上述(6)的摄像装置中，环状光学系统调焦控制部使中央光学系统及图像传感器以锯齿波状位移。
根据本方式，使中央光学系统及图像传感器以锯齿波状位移而拍摄动态图像。或者，使中央光学系统及图像传感器以锯齿波状位移而连续拍摄静态图像。
(9)上述(6)至(8)中的任一个摄像装置还具备：环状光学系统对焦图像提取部，对经由环状光学系统拍摄的动态图像或静态图像组按中央光学系统及图像传感器的位移的每个周期进行分析，并且将清晰度最高的帧的图像或清晰度最高的静态图像作为环状光学系统对焦图像而按位移的每个周期提取。
根据本方式，经由环状光学系统拍摄的动态图像按中央光学系统及图像传感器的位移的每个周期被分析，清晰度最高的帧的图像作为环状光学系统对焦图像而按位移的每个周期被提取。或者，经由环状光学系统拍摄的静态图像组按中央光学系统及图像传感器的位移的每个周期被分析，清晰度最高的静态图像作为环状光学系统对焦图像而按位移的每个周期被提取。
(10)上述(9)的摄像装置还具备：中央光学系统对焦图像提取部，从经由中央光学系统拍摄的动态图像或静态图像组中，将以与环状光学系统对焦图像相同的定时拍摄的帧的图像或静态图像作为中央光学系统对焦图像来提取。
根据本方式，以与环状光学系统对焦图像相同的定时拍摄的帧的图像或静态图像作为中央光学系统对焦图像来提取。另外，这里的“相同的定时”中包含大致相同的定时。
(11)移动摄像装置具备：上述(1)至(10)中的任一个摄像装置；及移动体，搭载有摄像装置。
根据本方式，上述(1)至(10)中的任一个摄像装置搭载于移动体而构成移动摄像装置。移动体例如能够由无人航空器(所谓的无人机)及无人驾驶汽车等构成。
发明效果
根据本发明，能够对涉及调焦的结构进行小型化及轻量化。并且，由此能够对调焦进行高速化。而且，也能够防止动作时的振动。
附图说明
图1是表示适用了本发明的摄像装置的一实施方式的概略结构的剖视图。
图2是图1的2-2剖视图。
图3是图1的3-3剖视图。
图4是表示中央光学系统的透镜结构的图。
图5是表示环状光学系统的透镜结构的图。
图6是表示中央光学系统及图像传感器的移动状态的图。
图7是表示图像传感器的概略结构的图。
图8是图像传感器的各像素选择性地接收来自所对应的光学系统的光的结构的概念图。
图9是表示摄像装置的电结构的框图。
图10是计算机实现的主要功能的框图。
图11是表示连拍模式A下的摄像处理的顺序的流程图。
图12是表示连拍模式B下的摄像处理的顺序的流程图。
图13是表示使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离发生变化的方法的一例的图。
图14是表示使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离发生变化的方法的另一例的图。
图15是表示移动摄像装置的一实施方式的概略结构的图。
图16是以生成合成图像为目的的无人航空器的飞行控制的概念图。
图17是表示图1所示的摄像装置中的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。
图18是表示图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
图19-1及图19-2是表示使图像传感器以锯齿波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。
图20是表示使图像传感器以锯齿波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
图21-1及图21-2是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。
图22是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
图23是表示图1所示的摄像装置中的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。
图24是表示图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
图25-1及图25-2是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。
图26是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，按照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
◆◆摄像装置◆◆
[摄像装置的结构]
图1是表示适用了本发明的摄像装置的一实施方式的概略结构的剖视图。并且，图2是图1的2-2剖视图，图3是图1的3-3剖视图。
本实施方式的摄像装置1为在同轴上同时拍摄广角及长焦的两个图像的摄像装置，且具备具有广角及长焦的两个光学系统的成像透镜10及具有指向性的图像传感器20而构成。另外，同轴中包含视为大致同轴的范围，同时还包含大致同时的范围。
《成像透镜》
成像透镜10具备构成广角光学系统的中央光学系统12、构成长焦光学系统的环状光学系统14及调节环状光学系统14的焦点的环状光学系统调焦机构30。
<中央光学系统>
图4是表示中央光学系统的透镜结构的图。
中央光学系统12作为固定焦点的光学系统，由八片透镜12a～12h构成。各透镜12a～12h沿光轴L配置。入射于中央光学系统12的光通过各透镜12a～12h而入射于图像传感器20。
中央光学系统12设定为利用泛焦进行拍摄。中央光学系统12在其光路中具备未图示的光圈。中央光学系统12通过设定光圈而实现泛焦。换言之，中央光学系统12以成为泛焦的方式设定光圈。
<环状光学系统>
环状光学系统14与中央光学系统12同心状地配置。因此，环状光学系统14为具有与中央光学系统12相同的光轴L的光学系统，是能够在与中央光学系统12同轴上进行拍摄的光学系统。
图5是表示环状光学系统的透镜结构的图。
环状光学系统14由反射折射光学系统构成，且组合三片透镜14a、14b、14c与两片镜14d、14e而构成。
三片透镜14a、14b、14c具有圆环形状，且沿光轴L配置。将三片透镜14a、14b、14c从被摄体侧依次设为第1透镜14a、第2透镜14b、第3透镜14c。
两片镜14d、14e由主镜14d及副镜14e构成。主镜14d设置于第3透镜14c的像面侧的面。主镜14d例如通过对第3透镜14c的像面侧的面的整面进行镜面加工，设置于第3透镜14c的像面侧的面的整面。副镜14e设置于第2透镜14b的像面侧的面。副镜14e例如通过对第2透镜14b的像面侧的面的内侧部分以环状进行镜面加工，以环状设置于第2透镜14b的像面侧的面的内侧部分。
入射于环状光学系统14的光依次通过第1透镜14a、第2透镜14b及第3透镜14c，并且由主镜14d反射。由主镜14d反射的光通过第3透镜14c而入射于副镜14e，且由副镜14e反射而入射于图像传感器20。
环状光学系统14在其光路中具备未图示的光圈。光圈通过缩放其外径，调整通过环状光学系统14的光的光量。
《环状光学系统调焦机构》
环状光学系统调焦机构30使中央光学系统12及图像传感器20沿光轴L一体地移动而调节环状光学系统14的焦点。
如图1所示，环状光学系统调焦机构30具备固定筒32、移动筒34、图像传感器托架36、直线引导机构、致动器50及位置检测单元60而构成。
<固定筒>
固定筒32固定配置于摄像装置1的未图示的主体框架。固定筒32保持环状光学系统14。构成环状光学系统14的各透镜14a、14b、14c分别定位安装于固定筒32的内部。
<移动筒>
移动筒34配置于固定筒32的内部，且在与固定筒32同轴上配置。移动筒34保持中央光学系统12。构成中央光学系统12的各透镜12a～12h分别定位安装于移动筒34的内部。
<图像传感器托架>
图像传感器托架36保持图像传感器20。图像传感器托架36具有圆盘形状，且在其中央保持图像传感器20。图像传感器托架36配置于固定筒32的内部，且在与固定筒32同轴上配置。图像传感器20保持于图像传感器托架36而配置于光轴L上。
<直线引导机构>
直线引导机构以中央光学系统12及图像传感器20沿光轴L一体地移动的方式进行直线引导。
直线引导机构具备两个直线轴承38A、38B及被该两个直线轴承38A、38B直线引导的两个直线轴40A、40B而构成。
两个直线轴承38A设置于固定筒32。各直线轴承38A配置于固定筒32的外周面上，且相对于光轴L对称配置。各直线轴承38A分别与光轴L平行地配置。
两个直线轴40A、40B分别滑动自如地支承于所对应的直线轴承38A。因此，各直线轴40A、40B与光轴L平行地配置，且与光轴L平行地滑动。
各直线轴40A、40B的前端分别与移动筒支承臂42A、42B连结。如图1及图2所示，各移动筒支承臂42A、42B分别具有棒形状，且其基端部固定于移动筒34的前端部外周。在固定筒32具备该移动筒支承臂42A、42B插入贯通的前侧狭缝44A、44B。各前侧狭缝44A、44B分别与光轴L平行地设置。
各直线轴40A、40B的后端分别与托架支承臂46A、46B连结。如图1及图3所示，各托架支承臂46A、46B分别具有棒形状，且其基端部固定于图像传感器托架36的外周。在固定筒32具备该托架支承臂46A、46B插入贯通的后侧狭缝48A、48B。各后侧狭缝48A、48B分别与光轴L平行地设置。
关于以以上方式构成的直线引导机构，若使直线轴40A、40B滑动，则移动筒34及图像传感器托架36沿光轴L一体地移动。由此，保持于移动筒34的中央光学系统12及保持于图像传感器托架36的图像传感器20沿光轴L一体地移动。
<致动器>
致动器50由线性马达构成。线性马达具备构成可动件的线圈50A及构成固定件的磁铁50B。线圈50A安装于直线轴40A，磁铁50B安装于固定筒32。通过使电流流过线圈50A而产生磁场，从而线圈50A直线移动。由此，直线轴40A沿光轴L前后移动。
若驱动致动器50而使直线轴40A沿光轴L前后移动，则与直线轴40A连结的移动筒34及图像传感器托架36沿光轴L一体地前后移动。由此，相对于被固定的环状光学系统14，中央光学系统12及图像传感器20沿光轴L一体地前后移动。
图6是表示中央光学系统及图像传感器的移动状态的图。图6(A)示出了使中央光学系统及图像传感器移动至像面侧的状态，图6(B)示出了使中央光学系统及图像传感器移动至被摄体侧的状态。
如图6所示，环状光学系统调焦机构30相对于被固定的环状光学系统14，能够使中央光学系统12及图像传感器20沿光轴L移动。由此，能够调节环状光学系统14的焦点。即，相对于被固定的环状光学系统14，能够使图像传感器20移动，因此能够调节环状光学系统14的焦点。并且，在与中央光学系统12之间的关系中，中央光学系统12与图像传感器20一体地移动，因此能够维持通过中央光学系统12设定的泛焦的状态。
环状光学系统14通过使中央光学系统12及图像传感器20移动至被摄体侧，对焦于远距离被摄体，并通过移动至像面侧，对焦于近距离被摄体。
<位置检测单元>
位置检测单元60具备光电断路器62及MR传感器(MR传感器：Magneto ResistiveSensor/磁阻传感器)64。光电断路器62检测相对于环状光学系统14而图像传感器20位于原点。原点的位置预先设定。MR传感器64检测图像传感器20的位移量。通过光电断路器62检测图像传感器20位于原点，通过MR传感器64检测自原点的位移量。由此，能够检测图像传感器20相对于原点的位置。
《图像传感器》
图像传感器20由具备选择性地接收通过了中央光学系统12的光的像素及选择性地接收通过了环状光学系统14的光的像素的具有指向性的图像传感器构成，并且同时拍摄通过中央光学系统12成像的像及通过环状光学系统14成像的像。
图7是表示图像传感器的概略结构的图。
如图7所示，图像传感器20具有选择性地接收通过了中央光学系统12的光的中央光学系统受光像素22a及选择性地接收通过了环状光学系统14的光的环状光学系统受光像素22b。环状光学系统受光像素22b及中央光学系统受光像素22a在同一面上有规则地排列。在图7所示的例子中，中央光学系统受光像素22a与环状光学系统受光像素22b交替排列。
图8是图像传感器的各像素选择性地接收来自所对应的光学系统的光的结构的概念图。
如图8所示，各像素构成为具备光电二极管24、微透镜26及遮光掩模28。
微透镜26配置于光电二极管24的前方。微透镜26将环状光学系统14及中央光学系统12的光瞳像成像于光电二极管24。
遮光掩模28配置于微透镜26与光电二极管24之间。遮光掩模28对通过了微透镜26的光的一部分进行遮光。中央光学系统受光像素22a的遮光掩模28具有对通过了环状光学系统14的光Lb进行遮光的形状，且具有环形状。环状光学系统受光像素22b的遮光掩模28具有对通过了中央光学系统12的光La进行遮光的形状，且具有圆形状。
根据以上结构，中央光学系统受光像素22a选择性地接收通过了中央光学系统12的光La，环状光学系统受光像素22b选择性地接收通过了环状光学系统14的光Lb。因此，通过获取中央光学系统受光像素22a的图像信号，能够获取经由中央光学系统12获得的图像ImW的图像信号，通过获取环状光学系统受光像素22b的图像信号，能够获取经由环状光学系统14获得的图像ImT的图像信号。
本实施方式的成像透镜10中，中央光学系统12由广角光学系统构成，环状光学系统14由长焦光学系统构成。因此，通过中央光学系统12拍摄的图像ImW成为广角图像，通过环状光学系统14拍摄的图像ImT成为长焦图像。在同轴上拍摄各光学系统的图像。因此，环状光学系统14的图像ImT成为放大了中央光学系统12的图像ImW的中央部分的图像，从而成为没有视差的图像。
另外，当获取彩色图像时，在环状光学系统受光像素22b及中央光学系统受光像素22a中具备滤色器。滤色器以规定排列配置。例如，由红色(R：RED)、绿色(G：GREEN)及蓝色(B：BLUE)这三个颜色构成的滤色器以拜耳排列配置。由此，能够获取彩色图像。
[摄像装置的电结构]
图9是表示摄像装置的电结构的框图。
如图9所示，摄像装置1具备模拟信号处理部110、计算机120、记录部130及操作部140等。
《模拟信号处理部》
模拟信号处理部110读取从图像传感器20输出的每个像素的模拟图像信号，并实施规定的信号处理(例如，相关双采样处理、放大处理等)。模拟信号处理部110包含AD转换器(Analog to Digital Converter/模数转换器)，并且将结束了规定信号处理之后的模拟图像信号转换为数字图像信号并输出。
《计算机》
计算机120具备CPU(Central Processing Unit/中央处理装置)、RAM(RandomAccess Memory/随机存取存储器)及ROM(Read Only Memory/只读存储器)，并执行规定的程序而执行各种处理。
图10是计算机实现的主要功能的框图。
计算机120通过执行规定的程序，作为数字信号处理部120a、摄像控制部120b、环状光学系统调焦控制部120c、位置检测部120d、图像输出控制部120e及记录控制部120f等而发挥功能。
<数字信号处理部>
数字信号处理部120a读取从模拟信号处理部110输出的数字图像信号，并实施规定的信号处理(例如，灰度转换处理、白平衡校正处理、伽马校正处理、同步化处理、YC转换处理等)而生成图像数据。此时，数字信号处理部120a根据图像传感器20的中央光学系统受光像素22a的图像信号，生成第1图像数据，根据环状光学系统受光像素22b的图像信号，生成第2图像数据。第1图像数据为通过中央光学系统12拍摄的图像的图像数据，是广角图像数据。第2图像数据为通过环状光学系统14拍摄的图像的图像数据，是长焦图像数据。
并且，数字信号处理部120a根据所读取的图像信号，检测曝光控制所需的被摄体的亮度。
而且，数字信号处理部120a根据所读取的图像信号，检测环状光学系统14的调焦所需的评价值。例如，将规定的聚焦区域中的对比度作为环状光学系统14的焦点的评价值来检测。
<摄像控制部>
摄像控制部120b控制基于图像传感器20的拍摄。摄像控制部120b经由图像传感器驱动器20a控制图像传感器20的驱动，并控制基于图像传感器20的拍摄。
另外，拍摄能够进行动态图像及静态图像的拍摄。拍摄哪一种由操作部140设定。
当拍摄动态图像时，以规定的帧速率拍摄动态图像的方式，控制图像传感器20的驱动。
当拍摄静态图像时，以在适度曝光下拍摄静态图像的方式，控制图像传感器20的驱动。
<环状光学系统调焦控制部>
环状光学系统调焦控制部120c控制环状光学系统14的调焦。环状光学系统调焦控制部120c经由线性马达驱动器50a控制致动器50的驱动，并控制环状光学系统14的调焦。即，通过控制致动器50的驱动，控制图像传感器20相对于环状光学系统14的位置而控制环状光学系统14的调焦。
另外，环状光学系统14的调焦控制进行与摄像模式相应的处理。关于这一点，将在后面详细叙述。
<位置检测部>
位置检测部120d根据光电断路器62及MR传感器64的输出，检测图像传感器20的位置。
<图像输出控制部>
图像输出控制部120e控制通过拍摄获得的图像的输出。图像输出控制部120e将通过数字信号处理部120a生成的中央光学系统12的图像数据转换为显示用的输出格式而从中央光学系统图像输出端子150a进行输出。并且，将环状光学系统14的图像数据转换为显示用的输出格式而从环状光学系统图像输出端子150b进行输出。在中央光学系统图像输出端子150a及环状光学系统图像输出端子150b例如连接有显示器，并且在该显示器中显示通过拍摄获得的图像。
<记录控制部>
记录控制部120f控制通过拍摄获得的图像的记录。记录控制部120f将通过数字信号处理部120a生成的中央光学系统12的图像数据及环状光学系统14的图像数据转换为记录用的数据格式而记录于记录部130。
《记录部》
记录部130例如由EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory/电可擦可编程只读存储器)等非易失性存储器构成。
《操作部》
操作部140包含电源开关、释放按钮及模式转盘等各种操作机构，并将与操作相应的信号输出至计算机120。
[摄像装置的作用]
在本实施方式的摄像装置1中，能够拍摄动态图像及静态图像。拍摄哪一种由操作部140设定。
另外，在静态图像的拍摄中，备有普通模式、连拍模式A及连拍模式B这三个摄像模式，并进行与各模式相应的调焦控制。
并且，在动态图像的拍摄中，备有普通模式及聚焦扫描模式这两个摄像模式，并进行与各模式相应的调焦控制。
以下，按每个摄像模式，对其处理的内容进行说明。
《静态图像的拍摄》
<普通模式>
在普通模式下，关于环状光学系统14，进行所谓的对比度方式的调焦控制。
若经由操作部140命令AF(autofocus：自动对焦)，则环状光学系统调焦控制部120c驱动致动器50，并且使图像传感器20从可动范围的一端朝向另一端移动。在该移动过程中，获取环状光学系统14的焦点的评价值的信息，并检测所获取的评价值成为最大的图像传感器20的位置。将检测到的图像传感器20的位置设为环状光学系统14的对焦位置，且使图像传感器20移动至对焦位置。由此，能够对准环状光学系统14的焦点。
AF命令例如通过释放按钮的半按来进行。若在半按释放按钮之后进行全按，则命令记录用摄像。摄像控制部120b根据记录用摄像的命令，实施记录用摄像处理。通过拍摄获得的图像记录于记录部130。
如此，在普通模式下，关于环状光学系统14，进行对比度方式的调焦控制。
<连拍模式A>
在连拍模式A下，一边使图像传感器20移动，一边连续拍摄静态图像。图像传感器20以一定间距从可动范围的一端朝向另一端移动。即，在连拍模式A下，使图像传感器20在一定范围内移动而连拍静态图像。
图11是表示连拍模式A下的摄像处理的顺序的流程图。
若命令拍摄，则环状光学系统调焦控制部120c使图像传感器20移动至最短摄影距离(Minimum Object Distance：MOD)的位置(MOD位置)(步骤S1)。
接着，进行记录用摄像(步骤S2)。通过拍摄获得的图像记录于记录部130(步骤S3)。
接着，环状光学系统调焦控制部120c判定图像传感器20是否到达对焦于无限远(infinity：INF)被摄体的位置(INF位置)(步骤S4)。
若判定为未到达INF位置，则环状光学系统调焦控制部120c驱动致动器50，且使图像传感器20移动一个步距量(步骤S5)。移动后实施摄像处理(步骤S2)。
如此，在连拍模式A下，使图像传感器20每次移动一个步距量，且每次都实施拍摄。在图像传感器20到达INF位置且结束了INF位置中的拍摄的阶段结束处理。
通过拍摄获得的静态图像组以与通过其他拍摄获得的图像能够区别的状态记录于记录部130。例如，按每次拍摄改变文件夹来进行记录。或者，对一系列图像赋予相同的识别用标识符等来进行记录。
若在从MOD至INF之间存在主要被摄体，则通过在连拍模式A下进行拍摄，通过环状光学系统14至少能够拍摄一张对焦图像(环状光学系统对焦图像)。并且，当在从MOD至INF之间存在多个被摄体时，选择任意的被摄体而获得对焦图像。关于中央光学系统12，将以与通过环状光学系统14设为对焦图像的图像相同的定时拍摄的图像作为中央光学系统12的对焦图像(中央光学系统对焦图像)来获取。
<连拍模式B>
在连拍模式B下，在命令拍摄的期间，连续拍摄静态图像。此时，使图像传感器20周期性地移动。即，在连拍模式B下，一边使图像传感器周期性地移动，一边持续连拍静态图像。
图12是表示连拍模式B下的摄像处理的顺序的流程图。
首先，判定有无摄像开始命令(步骤S11)。摄像开始例如通过全按释放按钮来命令。
若判定为命令了摄像开始，则环状光学系统调焦控制部120c使图像传感器20移动至MOD位置(步骤S12)。
移动后进行记录用摄像(步骤S13)。通过拍摄获得的图像记录于记录部130(步骤S14)。
然后，判定有无摄像结束命令(步骤S15)。摄像结束例如通过全按释放按钮来命令。即，通过第1次释放按钮的全按命令摄像开始，通过第2次释放按钮的全按命令摄像结束。此外，例如，也可以是如下方式，即，在全按释放按钮的期间命令摄像，若离开，则命令摄像结束。
若判定为没有命令摄像结束，则环状光学系统调焦控制部120c驱动致动器50，且使图像传感器20移动一个步距量(步骤S16)。移动后实施摄像处理(步骤S13)。
如此，在连拍模式B下，使图像传感器20周期性地移动，而一边使对焦的被摄体的距离周期性地变化，一边连续拍摄静态图像。
图13是表示使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离发生变化的方法的一例的图。
如图13所示，能够使在MOD及INF之间进行对焦的被摄体的距离(对焦被摄体距离)以正弦波状变化。在该情况下，在MOD位置及INF位置之间使图像传感器20以正弦波状位移。由此，能够使在MOD及INF之间进行对焦的被摄体的距离周期性地变化。
通过拍摄获得的静态图像组将从MOD向INF的移动区间(去路)及从INF向MOD的移动区间(回路)设为一个扫描区间而记录于记录部130。关于环状光学系统14，只要在从MOD至INF之间存在主要被摄体，则能够在每个扫描区间得到至少一张对焦图像。
环状光学系统14的对焦图像(环状光学系统对焦图像)能够通过对通过拍摄获得的环状光学系统14的静态图像组按每个扫描区间进行分析(按位移的每个周期进行分析)，并提取清晰度最高的静态图像(＝焦点评价值最高的图像＝对比度最高的图像)来获取。
中央光学系统12的对焦图像(中央光学系统对焦图像)能够通过提取以与环状光学系统14的对焦图像相同的定时拍摄的图像来获取。
图14是表示使通过环状光学系统对焦的被摄体的距离发生变化的方法的另一例的图。
如图14所示，能够使在MOD及INF之间进行对焦的被摄体的距离(对焦被摄体距离)以锯齿波状变化。在该情况下，在MOD位置及INF位置之间使图像传感器20以锯齿波状位移。由此，能够使在MOD及INF之间进行对焦的被摄体的距离周期性地变化。
当以锯齿波状位移时，将从MOD向INF的移动区间(去路)设为一个扫描区间而记录于记录部130。关于环状光学系统14，只要在从MOD至INF之间存在主要被摄体，则能够在每个扫描区间得到至少一张对焦图像。
《动态图像的摄像》
<普通模式>
在普通模式下，关于环状光学系统14，连续进行所谓的对比度方式的调焦控制，且以连续对焦于主要被摄体的方式进行控制。
<聚焦扫描模式>
在聚焦扫描模式下，在拍摄中，图像传感器20周期性地移动，且通过环状光学系统14对焦的被摄体的距离周期性地变化。例如，在从MOD至INF之间周期性地变化。
若拍摄开始，则环状光学系统调焦控制部120c驱动致动器50，且使图像传感器20周期性地移动。由此，通过环状光学系统14对焦的被摄体的距离周期性地变化。图像传感器20以正弦波状(参考图13)或锯齿波状(参考图14)位移。
如此，在聚焦扫描模式下，通过使图像传感器20周期性地移动，使通过环状光学系统14对焦的被摄体的距离周期性地变化而拍摄动态图像。
在聚焦扫描模式下拍摄的动态图像用于获取通过后处理对焦的静态图像。即，在聚焦扫描模式下，对焦的被摄体的距离周期性地变化，因此只要在可对焦的距离的范围内存在主要被摄体，则在各周期，至少一帧对焦于主要被摄体。因此，关于环状光学系统14，只要对所获得的动态图像按图像传感器20的位移的每个周期进行分析，则能够在每个周期得到至少一张对焦图像。即，只要在各周期提取清晰度最高的帧的图像，则能够获取按每个周期进行对焦的静态图像。
关于中央光学系统12，将以与通过环状光学系统14作为对焦图像来提取的帧的图像相同的定时拍摄的帧的图像设为中央光学系统12的对焦图像(中央光学系统对焦图像)。
[摄像装置的效果]
如以上说明，在本实施方式的摄像装置1中，中央光学系统12设为固定焦点的泛焦，仅对环状光学系统14具备调焦功能。由此，能够简化结构，从而能够使装置整体轻量且紧凑。
并且，在对环状光学系统14进行调焦时，使中央光学系统12与图像传感器20一体地移动，因此关于中央光学系统12，能够始终维持泛焦状态来进行拍摄。
并且，中央光学系统12与环状光学系统14相比为小型且轻量，因此即使在与图像传感器20一体地移动的情况下，也能够使其机构轻量且紧凑。并且，致动器50也能够使用小型轻量的致动器。由此，能够使装置整体小型且轻量化。
并且，即使在使中央光学系统12及图像传感器20一体地移动的情况下，由于其结构轻量且紧凑，因此能够使其高速动作。并且，也能够抑制振动、噪音等的产生。
[摄像装置的变形例]
《成像透镜的变形例》
在上述实施方式中，成像透镜10的中央光学系统12由广角光学系统构成，环状光学系统14由长焦光学系统构成，但成像透镜10的结构并不限定于此。
但是，关于中央光学系统12，设为泛焦，因此优选为能够相对轻松地实现泛焦的结构。
通常，关于泛焦，焦距越短越容易实现。因此，可考虑将中央光学系统由短焦点的光学系统来构成，将环状光学系统由长于中央光学系统的焦距的光学系统来构成。由此，能够在同轴上同时拍摄焦距不同的图像。因此，例如，也能够将中央光学系统由广角光学系统来构成，将环状光学系统14由标准的光学系统来构成。
另外，通常，标准光学系统是指视场角为50°左右的光学系统。广角光学系统是指，具有宽于标准的视场角(大约60°以上)，且能够拍摄广范围的光学系统。并且，长焦光学系统是指，具有长于标准光学系统的焦距的光学系统，且能够放大拍摄远距离被摄体的光学系统。
并且，通常，关于泛焦，越成为远距离的拍摄越容易实现。因此，能够设定为中央光学系统拍摄远距离，环状光学系统拍摄近距离。由此，能够在同轴上同时拍摄远距离及近距离的两个图像。
另外，通常，景深至被摄体的距离越变远越变深。因此，能够利用泛焦来拍摄远距离被摄体。另一方面，利用泛焦难以拍摄近距离被摄体。因此，远距离被摄体通过泛焦的中央光学系统来拍摄，近距离被摄体通过具备调焦功能的环状光学系统来拍摄，由此能够同时拍摄以远距离及近距离这两者来对焦的图像。
另外，这里的“远距离”及“近距离”是指，由中央光学系统与环状光学系统之间来规定的关系。即，中央光学系统相对于环状光学系统设定为拍摄近距离被摄体，环状光学系统相对于中央光学系统设定为拍摄远距离被摄体。
但是，关于中央光学系统，在利用泛焦进行拍摄的关系上，设定为利用泛焦可拍摄的距离。例如，当为广角至标准视场角(大约50°以上)时，中央光学系统设定为拍摄3m至无限远。
另外，当拍摄远距离及近距离时，能够设为通过长焦光学系统拍摄远距离，通过广角光学系统拍摄近距离的结构。
并且，图1所示的摄像装置中的各光学系统的透镜结构为一例，也能够采用其他透镜结构。尤其在上述实施方式中，将环状光学系统由反射折射光学系统来构成，但环状光学系统也能够设为不利用反射的结构。另外，关于环状光学系统，通过由反射折射光学系统来构成，能够使整体结构紧凑。
并且，在上述实施方式中，将环状光学系统14由一个光学系统来构成，但也能够由多个光学系统来构成。例如，能够将环状光学系统分割为两个部分，并且由不同焦距的光学系统来构成。在该情况下，图像传感器设为能够选择性地接收来自环状光学系统的各光学系统的光的结构。当将环状光学系统由多个光学系统来构成时，可以设为沿周向分割的方式，并且，也可以设为以同心状分割为多个部分的方式。
《环状光学系统调焦机构的变形例》
在上述实施方式中，设为将中央光学系统12及图像传感器20由直线移动的直线轴来连结，且将该直线轴通过线性马达来直线移动的结构，但使中央光学系统12及图像传感器20一体地移动的结构并不限定于此。此外，例如，也能够设为通过组合了进给丝杠与马达的驱动机构使中央光学系统12及图像传感器20一体地移动的结构。并且，也能够设为通过组合了凸轮筒与马达的驱动机构使中央光学系统12及图像传感器20一体地移动的结构。
并且，中央光学系统12及图像传感器20也能够设为通过手动移动的结构。当通过手动移动时，中央光学系统12及图像传感器20为轻量，因此能够以较轻的力来移动。
《环状光学系统对焦图像提取部及中央光学系统对焦图像提取部》
也可以将从在连拍模式A及连拍模式B下拍摄的静态图像组提取环状光学系统对焦图像及中央光学系统对焦图像的功能设置于摄像装置。相同地，也可以将从在聚焦扫描模式下拍摄的动态图像提取环状光学系统对焦图像及中央光学系统对焦图像的功能设置于摄像装置。
<从在连拍模式A下拍摄的静态图像组提取环状光学系统对焦图像及中央光学系统对焦图像的功能>
从在连拍模式A下拍摄的静态图像组提取环状光学系统对焦图像的处理以如下方式进行。即，对通过拍摄获得的环状光学系统的静态图像组进行分析，并将清晰度最高的图像作为环状光学系统对焦图像来提取。
关于中央光学系统对焦图像，将以与作为环状光学系统对焦图像来提取的静态图像相同的定时拍摄的中央光学系统的静态图像设为中央光学系统对焦图像。
该处理例如由计算机120进行。即，计算机120通过执行规定的程序，作为环状光学系统对焦图像提取部及中央光学系统对焦图像提取部而发挥功能。环状光学系统对焦图像提取部及中央光学系统对焦图像提取部读出记录于记录部130的图像数据，并执行提取处理。
另外，也可以设为如下方式，即，当进行了本提取处理时，仅将所提取的图像记录于记录部130。
<从在连拍模式B下拍摄的静态图像组提取环状光学系统对焦图像及中央光学系统对焦图像的功能>
从在连拍模式B下拍摄的静态图像组提取环状光学系统对焦图像的处理以如下方式进行。即，对通过拍摄获得的环状光学系统的静态图像组按中央光学系统及图像传感器的位移的每个周期进行分析，并将清晰度最高的图像作为环状光学系统对焦图像而按位移的每个周期提取。
关于中央光学系统对焦图像，将以与作为环状光学系统对焦图像来提取的静态图像相同的定时拍摄的中央光学系统的静态图像设为中央光学系统对焦图像。
该处理例如由计算机120进行。即，计算机120通过执行规定的程序，作为环状光学系统对焦图像提取部及中央光学系统对焦图像提取部而发挥功能。环状光学系统对焦图像提取部及中央光学系统对焦图像提取部读出记录于记录部130的图像数据，并执行提取处理。或者，按每个周期实时实施提取处理。
另外，也可以设为如下方式，即，当进行了本提取处理时，仅将所提取的图像记录于记录部130。
<从在聚焦扫描模式下拍摄的动态图像提取环状光学系统对焦图像及中央光学系统对焦图像的功能>
从在聚焦扫描模式下拍摄的动态图像提取环状光学系统对焦图像的处理以如下方式进行。即，对通过拍摄获得的环状光学系统的动态图像按中央光学系统及图像传感器的位移的每个周期进行分析，并将清晰度最高的帧的图像作为环状光学系统对焦图像而按位移的每个周期提取。
关于中央光学系统对焦图像，将以与作为环状光学系统对焦图像来提取的帧的图像相同的定时拍摄的中央光学系统的帧的图像设为中央光学系统对焦图像。
该处理例如由计算机120进行。即，计算机120通过执行规定的程序，作为环状光学系统对焦图像提取部及中央光学系统对焦图像提取部而发挥功能。环状光学系统对焦图像提取部及中央光学系统对焦图像提取部读出记录于记录部130的图像数据，并执行提取处理。或者，按每个周期实时实施提取处理。
另外，也可以设为如下方式，即，当进行了本提取处理时，仅将所提取的图像记录于记录部130。
◆◆移动摄像装置◆◆
[移动摄像装置的结构]
移动摄像装置为以通过将适用了本发明的摄像装置搭载于移动体而能够一边移动一边在同轴上同时拍摄两个图像的方式构成的装置。
图15是表示移动摄像装置的一实施方式的概略结构的图。
本实施方式的移动摄像装置200具备摄像装置210、搭载有该摄像装置210的无人航空器220以及对摄像装置210及无人航空器220进行远程操作的控制器230而构成。
《摄像装置》
摄像装置210的结构基本上与上述实施方式中说明的摄像装置1的结构相同。即，具备广角中央光学系统、长焦环状光学系统及具有指向性的图像传感器，且使中央光学系统及图像传感器一体地移动而调节环状光学系统的焦点。
另外，本实施方式的摄像装置210由控制器230远程操作，因此具备用于在与控制器230之间进行无线通信的无线通信机构。
《无人航空器》
无人航空器220为移动体的一例。无人航空器220为所谓的无人机，根据基于控制器230的操作而在大气中飞行。这种无人航空器的结构为公知，因此省略其详细说明。
[基于移动摄像装置的拍摄]
移动摄像装置200根据控制器230的操作，无人航空器220在大气中飞行。并且，根据控制器230的操作，摄像装置210拍摄静态图像或动态图像。
作为静态图像的摄像模式，具备普通模式、连拍模式A及连拍模式B，作为动态图像的摄像模式，具备普通模式及聚焦扫描模式，在这一点上与在上述实施方式中说明的摄像装置1相同。
本实施方式的移动摄像装置200能够在同轴上同时拍摄长焦及广角的图像，因此适合于如下用途。即，适合于从上空连续拍摄地表，并拼接所获得的图像组，而生成照出广域的一张合成图像的用途。这种合成图像通常在相邻的图像之间提取所对应的特征点，并且通过以所对应的特征点彼此重叠的方式对准位置并结合而生成。本实施方式的移动摄像装置200能够在同轴上同时拍摄长焦及广角的图像，因此能够在广角图像中进行特征点的提取处理，在长焦图像中进行合成处理。通过在广角图像中进行特征点的提取处理，成为如下方式，即，能够提取更多的特征点，能够以更高精度进行位置对准。并且，图像的合成通过使用长焦图像，能够生成更高清晰的合成图像。
作为合成图像的生成方法，此外，还能够采用如下方法，即，对通过拍摄获得的一系列静态图像组进行分析而估计拍摄了各图像时的摄像装置的相对位置及姿势，并根据其估计结果，配置各图像而生成合成图像。此时，对通过拍摄获得的广角图像组进行分析而估计拍摄了各图像时的摄像装置的相对位置及姿势，并根据其估计结果，配置长焦的各图像而生成合成图像。由此，能够以高精度生成高清晰的合成图像。另外，估计拍摄了各图像时的摄像装置的相对位置及姿势的方法中，例如能够采用SfM(Structure from Motion/运动恢复结构)法。
当以生成合成图像为目的时，在连拍模式B下拍摄静态图像。即，一边使对焦的被摄体的距离周期性地变化，一边连续拍摄静态图像。或者，在聚焦扫描模式下拍摄动态图像。即，一边使对焦的被摄体的距离周期性地变化，一边拍摄动态图像。
并且，当以生成合成图像为目的时，优选以如下方式控制无人航空器220的飞行。
图16是以生成合成图像为目的的无人航空器的飞行控制的概念图。
现在，考虑通过摄像装置210从一定高度朝向正下方拍摄图像的情况。在该情况下，通过中央光学系统拍摄视场角θA的范围，通过长焦光学系统拍摄视场角θB的范围。
将无人航空器220的移动方向上的中央光学系统的摄像范围的宽度设为XA，将环状光学系统的摄像范围的宽度设为XB。
在该情况下，无人航空器220设定为在移动距离XB的期间至少进行一次扫描的速度。
另外，这里的扫描是指，使对焦的被摄体的距离从MOD至INF或从INF至MOD发生变化。
如此，通过控制无人航空器220的飞行，能够无间隙地拍摄合成对象即环状光学系统的对焦图像。
◆◆其他实施方式◆◆
在上述实施方式中，使计算机实现的功能能够使各种处理器来实现。各种处理器中包含执行程序而作为进行各种处理的处理部发挥功能的通用的处理器即CPU(CentralProcessing Unit/中央处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array/现场可编程门阵列)等制造后能够变更电路结构的处理器即PLD(Programmable Logic Device/可编程逻辑器件)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit/专用集成电路)等具有为了执行特定处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电气电路等。
一个功能也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器实现。例如，可以设为由多个FPGA来实现的结构，也可以设为由CPU及FPGA的组合来实现的结构。
并且，也可以将多个功能由一个处理器来构成。作为将多个功能由一个处理器来实现的结构例，第1，有如以客户端、服务器等计算机为代表，由一个以上的CPU与软件的组合来构成一个处理器，且使该处理器实现多个功能的方式。第2，有如以片上系统(SoC：System On Chip)等为代表，使用将多个功能由一个IC芯片(IC：Integrated Circuit/集成电路)来实现的处理器的方式。如此，各种功能作为硬件结构，可使用一个以上上述各种处理器来实现。
而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为组合了半导体元件等电路元件的电气电路。
实施例
[实施例1]
图17是表示图1所示的摄像装置中的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。
另外，环状光学系统的焦距设为44mm。并且，图17中，将设为基准的对焦被摄体距离设为1000[mm]，并示出了其前后一定范围内的关系。
并且，将环状光学系统14的第2主点(也称为像侧主点或后侧主点)至图像传感器20的表面的距离设为“图像传感器位置”，将从环状光学系统14的第1主点(也称为前侧主点)至被摄体的距离设为“对焦被摄体距离”。
图18是表示图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
如图18所示，通过使图像传感器20相对于所固定的环状光学系统14位移，环状光学系统14的对焦被摄体距离发生变化。
图19-1及图19-2是表示使图像传感器以锯齿波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。并且，图20是表示使图像传感器以锯齿波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
如图20所示，通过使图像传感器20相对于所固定的环状光学系统14以锯齿波状位移，环状光学系统14的对焦被摄体距离也以锯齿波状发生变化。
图21-1及图21-2是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。并且，图22是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
如图22所示，通过使图像传感器20相对于所固定的环状光学系统14以正弦波状位移，环状光学系统14的对焦被摄体距离也以正弦波状发生变化。
[实施例2]
图23是表示图1所示的摄像装置中的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。
另外，环状光学系统的焦距设为84mm。并且，图23中，将设为基准的对焦被摄体距离设为5000[mm]，并示出了其前后一定范围内的关系。
图24是表示图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
如图24所示，通过使图像传感器20相对于所固定的环状光学系统14位移，环状光学系统14的对焦被摄体距离发生变化。
图25-1及图25-2是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的表格。并且，图26是表示使图像传感器以正弦波状位移时的图像传感器的位置与环状光学系统的对焦被摄体距离之间的关系的曲线图。
如图26所示，通过使图像传感器20相对于所固定的环状光学系统14以正弦波状位移，环状光学系统14的对焦被摄体距离也以正弦波状发生变化。
符号说明
1-摄像装置，10-成像透镜，12-中央光学系统，12a-透镜，12b-透镜，12c-透镜，12d-透镜，12e-透镜，12f-透镜，12g-透镜，12h-透镜，14-环状光学系统，14a-第1透镜，14b-第2透镜，14c-第3透镜，14d-主镜，14e-副镜，20-图像传感器，20a-图像传感器驱动器，22a-中央光学系统受光像素，22b-环状光学系统受光像素，24-光电二极管，26-微透镜，28-遮光掩模，30-环状光学系统调焦机构，32-固定筒，34-移动筒，36-图像传感器托架，38A-直线轴承，38B-直线轴承，40A-直线轴，40B-直线轴，42A-移动筒支承臂，42B-移动筒支承臂，44A-前侧狭缝，44B-前侧狭缝，46A-托架支承臂，46B-托架支承臂，48A-后侧狭缝，48B-后侧狭缝，50-致动器，50A-线圈，50B-磁铁，50a-线性马达驱动器，60-位置检测单元，62-光电断路器，64-MR传感器，110-模拟信号处理部，120-计算机，120a-数字信号处理部，120b-摄像控制部，120c-环状光学系统调焦控制部，120d-位置检测部，120e-图像输出控制部，120f-记录控制部，130-记录部，140-操作部，150a-中央光学系统图像输出端子，150b-环状光学系统图像输出端子，200-移动摄像装置，210-摄像装置，220-无人航空器，230-控制器，ImT-通过环状光学系统拍摄的图像(长焦图像)，ImW-通过中央光学系统拍摄的图像(广角图像)，L-光轴，La-通过中央光学系统的光，Lb-通过环状光学系统的光，S1～S5-连拍模式A下的摄像处理的顺序，S11～S16-连拍模式B下的摄像处理的顺序，XA-无人航空器的移动方向上的中央光学系统的摄像范围的宽度，XB-无人航空器的移动方向上的环状光学系统的摄像范围的宽度，θA-中央光学系统的视场角，θB-环状光学系统的视场角。

Claims (11)

1.一种摄像装置，其具备：
中央光学系统，设定为利用泛焦进行拍摄；
环状光学系统，与所述中央光学系统同心状地配置；
图像传感器，在同一面上有规则地排列选择性地接收通过了所述中央光学系统的光的像素及选择性地接收通过了所述环状光学系统的光的像素，并且同时拍摄通过所述中央光学系统成像的像及通过所述环状光学系统成像的像；及
环状光学系统调焦机构，相对于所述环状光学系统，使所述中央光学系统及所述图像传感器沿光轴一体地移动而调节所述环状光学系统的焦点。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述环状光学系统具有长于所述中央光学系统的焦距。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述中央光学系统由广角光学系统构成，
所述环状光学系统由长焦光学系统构成。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其中，
所述环状光学系统由反射折射光学系统构成。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述中央光学系统设定为拍摄远距离，
所述环状光学系统设定为拍摄近距离。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像装置，其中，
所述摄像装置还具备：
摄像控制部，使所述图像传感器拍摄动态图像或连续拍摄静态图像；及
环状光学系统调焦控制部，控制所述环状光学系统调焦机构，
所述环状光学系统调焦控制部在拍摄中，使所述中央光学系统及所述图像传感器周期性地位移，且使通过所述环状光学系统对焦的被摄体的距离周期性地变化。
7.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，
所述环状光学系统调焦控制部使所述中央光学系统及所述图像传感器以正弦波状位移。
8.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，
所述环状光学系统调焦控制部使所述中央光学系统及所述图像传感器以锯齿波状位移。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的摄像装置，其中，
所述摄像装置还具备：
环状光学系统对焦图像提取部，对经由所述环状光学系统拍摄的动态图像或静态图像组按所述中央光学系统及所述图像传感器的位移的每个周期进行分析，并且将清晰度最高的帧的图像或清晰度最高的静态图像作为环状光学系统对焦图像而按位移的每个周期提取。
10.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，
所述摄像装置还具备：
中央光学系统对焦图像提取部，从经由所述中央光学系统拍摄的动态图像或静态图像组中，将以与所述环状光学系统对焦图像相同的定时拍摄的帧的图像或静态图像作为中央光学系统对焦图像来提取。
11.一种移动摄像装置，其具备：
权利要求1至10中任一项所述的摄像装置；及
移动体，搭载有所述摄像装置。
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