JP2002158913A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視差を増やすことなく簡単な構成で高画素化
や高倍率化を達成し、搭載されるカメラ等の機器の薄型
化を達成する。 【解決手段】 少なくとも２つの結像手段を用いて複数
の撮像素子１ｂ，１ｃ上に被写体像を結像させ、当該複
数の撮像素子１ｂ，１ｃの像を合成して１つの画像を得
る撮像装置であって、結像手段は入射した被写体像の光
軸を屈折させる反射ミラー３〜６を有し、隣接する少な
くとも２つの結像手段に入射する被写体像の光軸の間隔
が、当該２つの結像手段により被写体像が結像される２
つの撮像素子１ｂ，１ｃの中心の間隔より狭くなるよう
にしている。これにより、視差を増やすことなく簡単な
構成で高画素化や高倍率化を達成することが可能とな
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、カメラ、特に薄型
のデジタルカメラ等に使用する撮像装置に適用して好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタルカメラの需要の高まりに
伴い、複数のレンズとイメージャーを使って単一の被写
体を撮影して、それぞれの得られた像を合成して単一の
高画質な２次元画像を得ることを目的とした撮像装置が
提案されている。

【０００３】図８を参照しながら、このような撮像装置
の構成について説明する。図８は、上記従来の例の説明
図で１０１はモールドなどで一体的に作られた撮像レン
ズで後述のＣ−ＭＯＳセンサ１０３の３色各画素毎に分
割されたセンサ部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに被写
体像を結像させるためのＲ波長用レンズ１０１ａ、Ｇ波
長用レンズ１０１ｂ、Ｂ波長用レンズ１０１ｃを有して
いる。

【０００４】１０２は、それぞれのレンズ１０１ａ〜１
０１ｃの絞りであって、一体的に構成されている。絞り
１０２には、更にＲ波長光透過フィルター１０２ａ、Ｇ
波長透過フィルター１０２ｂ、Ｂ波長透過フィルター１
０２ｃが一体的に構成されている。

【０００５】１０３は不図示の画像処理回路などが一体
に構成されているＣ-ＭＯＳセンサで、図８（ｂ）に示
すように、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ用のセンサ１０３ａ、１
０３ｂ、１０３ｃが平面的に独立して構成されているた
め、従来のベイヤー配列のセンサに比べ同じ画素サイズ
と画素数であれば レンズの焦点距離がルート１／３で
済み、光軸方向の厚みが薄く構成できるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の撮像装置では、複数のレンズを使用するた
め、得られる被写体像に視差が発生する点に留意する必
要があった。

【０００７】この視差は、Ｃ-ＭＯＳセンサ１０３の後
段のデジタル画像処理部で、目立たない様に補正をかけ
るが、視差があまりに大きいと補正処理しきれなくなり
本来の狙いの高画質化が妨げられてしまうという問題
が発生する。

【０００８】従って、従来の構造では一つ一つのイメー
ジャーの画素数をあまり大きくすることができなかっ
た。画素数を大きくすると、イメージャーの占める面積
も大きくなり、これによりその前に位置するレンズの間
隔も大きくなり、視差が大きくなってしまう。また、従
来の構造ではレンズの焦点距離を長くして撮影倍率を上
げることが難しい。隣どうしのレンズ間隔を同じとする
と、レンズの焦点距離に比例して 出来た画像の視差は
大きくなり、やはり画像の劣化を招くからである。ま
た、レンズの焦点距離を長くして倍率を大きくすると、
薄型のカメラを作るという目的にも反することとなる。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、視差を増やすことなく簡単な構成
で高画素化や高倍率化を達成し、搭載されるカメラ等の
機器の薄型化を達成することを可能とした撮像装置及び
撮像方法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】本発明の撮像装置は、少
なくとも２つの結像手段を用いて複数の撮像素子上にそ
れぞれ被写体像を結像させ、当該複数の撮像素子の像を
合成して１つの画像を得る撮像装置であって、前記結像
手段は入射した前記被写体像の光軸を屈折させる機能を
有し、隣接する少なくとも２つの前記結像手段に入射す
る前記被写体像の光軸の間隔が、当該２つの結像手段に
より被写体像が結像される２つの撮像素子の中心の間隔
より狭い。

【００１１】本発明の撮像装置の一態様例においては、
前記結像手段は、自由曲面プリズムから構成されてい
る。

【００１２】本発明の撮像装置の一態様例においては、
前記結像手段は、前記被写体像からの光線の入射範囲を
規制するための遮光マスクを備えている。

【００１３】本発明の撮像装置の一態様例においては、
前記自由曲面プリズムの表面に前記被写体像の光軸を屈
折させるための反射コーティングが形成されている。

【００１４】本発明の撮像装置の一態様例においては、
前記結像手段は、前記被写体像を結像させる機能を有す
る結像レンズと、前記被写体像の光軸を屈折させる反射
板とを有する。

【００１５】本発明の撮像方法は、複数の被写体像をそ
れぞれ異なる撮像素子上に結像させ、それぞれの撮像素
子の像を合成して１つの画像を得る撮像方法であって、
隣接する少なくとも２つの前記撮像素子に入射する前記
被写体像の光軸を屈折させ、前記光軸間の間隔を前記撮
像素子上で結像した位置の間隔より狭くする。

【００１６】

【作用】本発明は上記技術手段より成るので、隣接する
レンズの間隔とそれぞれの像が結ばれる撮像素子との間
隔が異なることとなり、隣接するレンズの間隔以上に撮
像素子の間隔を拡げることができる。従って、撮像素子
の面積を拡大することが可能となり、簡素な構成で高画
素化、高倍率化を達成することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１から図２
は本発明の一実施形態に係る撮像装置を示しており、図
６及び図７は本実施形態に係る撮像装置を用いたデジタ
ルカメラの構成を示したものである。

【００１８】図１は、撮像装置を被写体側から見た模式
図であり、図２は撮像装置を下面側から見た図である。
図１において、１はＣ−ＭＯＳセンサで不図示の画像処
理回路を一体に構成しており、Ｒ（赤）光センサ１ａ、
Ｇ（緑）光センサ１ｂ，１ｄ、Ｂ（青）光センサ１ｃを
有している。

【００１９】これら４つのセンサに対応してそれぞれ結
像レンズ２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｃが設けられている。そ
して、本実施形態では結像レンズ２ａ〜２ｄと各センサ
１ａ〜１ｄの中心位置を所定距離だけ離間させている。
すなわち、図１に示すように、ベクトル（イ）〜（ニ）
に示す光路の折り曲げが成され、結像レンズ２ａ，２ｂ
と結像レンズ２ｃ，２ｄ間の距離ｄに対して、これに対
応するセンサ１ａ，１ｂとセンサ１ｃ，１ｄの距離Ｄが
大きくなるように、各結像レンズ２ａ〜２ｄ及び各セン
サ１ａ〜１ｄが配置されている。

【００２０】これは、図２の底面図に示す通りＧセンサ
１ｂに入射する被写体光は不図示のカラーフィルターを
一体に構成したレンズ２ｂにより集光されてミラー５，
６を介してセンサ１ｂに結像するように構成されている
からである。このことによりレンズ２ｂの光軸とＧセン
サ１ｂの中心軸が（Ｄ−ｄ）／２だけ外側にずれた状態
で 集光と撮像の関係を成り立たせることが可能とな
る。

【００２１】同様にレンズ２ｃを通過する光線も不図示
のカラーフィルターを通過した後ミラー３，４で反射し
て同じ（Ｄ−ｄ）／２だけ光軸が外側にずれてＢセンサ
１ｃ上に結像される。

【００２２】このようにして センサ１ｂ，１ｃの間隔
Ｄは画素数の増大に合わせて大きくとりながら、それぞ
れの画素に結像する結像レンズ２ｂ，２ｃの間隔ｄを小
さく構成することが可能となり、また、結像レンズ２ａ
〜２ｄの光路を横に折り曲げることにより、結像レンズ
２ａ〜２ｄの焦点距離に対して、結像レンズ２ａ〜２ｄ
とセンサ１ａ〜１ｄ間の厚み（レンズ２ｂからセンサ１
ｂまでの間隔程度）を短く構成できることから、前述し
たようにそれぞれのレンズの間隔で決まる視差を少なく
保ち、且つ撮像の画素数を大きくすることが可能とな
る。

【００２３】図３は第１の実施形態の変形例に係る撮像
装置を示しており、図２に示した撮像装置と基本的な機
能は同じである。図３において１１ｂ，１１ｃはそれぞ
れＧ光センサ及びＢ光センサで、１２は被写体の像をセ
ンサ１１ｂ上に結像するためのレンズ一体型プリズムで
ある。

【００２４】図３に示す撮像装置において、レンズ一体
型プリズム１２は、図２に示した撮像装置と同様、不図
示のカラーフィルターを有しており、被写体光が入射し
てくる凸面１２ａとセンサ１１ｂに向けて射出する凸面
１２ｄとによって 全体で凸パワーを形成し、被写体像
をセンサ１１ｂ上に結像している。尚、反射蒸着面１２
ｂ，１２ｃは図２の反射ミラー５，６に相当する機能を
有し、やはり撮像光路を屈折させることにより、視差を
少なくすることができ、且つセンサ１１ｂ，１１ｃの画
素サイズを大きくすることが可能となり、レンズの焦点
距離を大きくとることが可能となる。

【００２５】レンズ一体型プリズム１３も同様で不図示
のカラーフィルターを有し被写体光が入射してくる凸面
１３ａとセンサ１１ｃに向けて射出する凸面１３ｄとで
凸パワーを形成し、反射蒸着面１３ｂ，１３ｃとで撮像
光路を折り曲げ、被写体像をセンサ１１ｃ上に結像す
る。

【００２６】図４は、更に別の変形例に係る撮像装置を
示している。ここで、図４（ａ）は撮像装置を被写体側
から見た図を、図４（ｂ）は撮像装置を下面側から見た
図を示している。図４において、２１ｂ，２１ｃはＣ−
ＭＯＳセンサで２１ｂはＧ光センサ、２１ｃはＢ光セン
サを示している。各センサ２１ｂ，２１ｃは、自由曲面
プリズム２２，２３により被写体像を集光（一部反射）
し撮像を行なう。

【００２７】自由曲面プリズム２２，２３において、入
射開口部２２ａ，２３ａと射出開口部２２ｄ，２３ｄ以
外の領域は反射コーティングが成されており、被写体光
が反射するように構成されている。

【００２８】このため、図２及び図３に示した撮像装置
と同様、視差を少なくでき、画素サイズを大きく、ある
いはレンズの焦点距離を大きくとることが可能となる。

【００２９】図５は、図１に示した撮像装置の複眼の数
を４つから８つに増やした態様を示している。本発明に
係る撮像装置の特徴をより生かすことのできる態様であ
る。図５において、３１は後述する撮像部と不図示の画
像処理部を一体にしたＣ−ＭＯＳセンサであり、各セン
サ３１ａ〜３１ｈを有し、一体的に構成された８つの複
眼を有する。

【００３０】各センサ３１ａ〜３１ｈに対応したレンズ
として８つの自由曲面プリズム３２ａ〜３２ｈが設けら
れている。この構成により、図１の撮像装置と同様、ベ
クトル（イ）〜（チ）に示すような光路の折り曲げがな
され、図１の撮像装置と同様、視差を少なくすることが
でき、焦点距離を伸ばすことが可能となる。

【００３１】なお、図５に示す撮像装置のように、多数
且つ折り曲げ方向がベクトル（イ）〜（チ）のように様
々である場合には、自由曲面プリズムを使用することが
好適である。

【００３２】次に、上述の撮像装置を用いたデジタルカ
メラの構成について説明する。図６（ａ）、図６
（ｂ）、図６（ｃ）は本発明によるデジタルカラーカメ
ラの全体構成を示す模式図である。ここで、図６（ａ）
は正面図、図６（ｃ）は裏面図、図６（ｂ）は図６
（ｃ）に示した矢印Ａの位置での断面図である。

【００３３】図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）にお
いて、５１はカメラ本体、５２はカラー液晶モニタ５４
の背後に位置し、白色拡散板よりなる照明光取り込み窓
である。５５はメインスイッチ、５６はレリーズ釦、５
７，５８，５９は使用者がカメラの状態をセットするた
めのスイッチで、特に５９は再生ボタン、６３は撮影可
能な残り枚数の表示である。６１はファインダー接眼窓
であって、ファインダー前枠５３からプリズム６２に入
射した物体光がここから射出する。６０は前述で詳細に
説明した撮像系、６４は外部のコンピュータ等に接続し
て、データの送受信をするため接続端子である。

【００３４】信号処理系の概略構成を説明する。図７
は、信号処理系のブロック図である。本カメラは、ＣＣ
ＤあるいはＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子１２０を
用いた単板式のデジタルカラーカメラであり、固体撮像
素子１２０を連続的または単発的に駆動して動画像また
は静止画像を表わす画像信号を得る。ここで、固体撮像
素子１２０とは、露光した光を各画素毎に電気信号に変
換してその光量に応じた電荷をそれぞれ蓄積し、その電
荷を読み出すタイプの撮像デバイスである。なお、図面
には本発明に直接関係ある部分のみが示されており、本
発明に直接関係ない部分は図示及び説明を省略する。

【００３５】図７に示すように、デジタルカメラは、撮
像系６０と、画像処理手段であるところの画像処理系７
０と、記録再生系８０と、制御系９０とを有する。そし
て、ここでは撮像系６０として図４に示した撮像装置を
用いており、撮像系６０は、自由曲面プリズム２２，２
３、反射コーティングによる絞りにより構成された入射
開口部２２ａ，２３ａ、射出開口部２２ｄ，２３ｄおよ
び固体撮像素子１２０を含む。画像処理系７０は、Ａ／
Ｄ変換器５００、ＲＧＢ画像処理回路２１０およびＹＣ
処理回路２３０を含み、記録再生系８０は、記録処理回
路３００及び再生処理回路３１０を含み、制御系９０
は、システム制御部４００、操作検出部４１０及び固体
撮像素子１２０、駆動回路４２０を含む。

【００３６】撮像系６０は、物体からの光を絞りによっ
て規定された入射開口部２２ａ，２３ａ、射出開口部２
２ｄ，２３ｄを有する撮影レンズ２２，２３を介して固
体撮像素子１２０の撮像面に結像させる光学処理系であ
り、自由曲面プリズム２２，２３の光透過率を調節し
て、適切な光量の被写体像を固体撮像素子１２０に露光
する。前述のように、固体撮像素子１２０は、ＣＣＤや
ＣＭＯＳセンサなどの撮像デバイスが有利に適用され、
固体撮像素子１２０の露光時間および露光間隔を制御す
ることにより、連続した動画像を表わす画像信号、また
は一回の露光による静止画像を表わす画像信号を得るこ
とができる。

【００３７】画像処理系７０は、固体撮像素子１２０の
複数の撮像領域が、各々の複数の画像の一つから得た選
択的光電変換出力に基づいてカラー画像を形成する。こ
の際、比視感度のピーク波長は５５５ｎｍであるので、
この波長を含むＧ画像信号を基準画像信号として信号処
理を行う。

【００３８】固体撮像素子１２０の画素ピッチを固定し
て考えると、固体撮像素子１２０上に例えば２×２画素
を一組としたＲＧＢカラーフィルターを形成して画素の
一つ一つに波長選択性を付与し、これによって物体像を
ＲＧＢの各画像に分離する一般のデジタルカラーカメラ
に採用されている方式に比較して、物体像の大きさが１
／√３になり、これに伴って撮影レンズの焦点距離はお
およそ１／√３となる。したがって、カメラの薄型化に
対して極めて有利である。

【００３９】次に、信号処理について説明する。前述の
ように固体撮像素子１２０は、長辺方向に１８００画
素、短辺方向にそれぞれ８００画素の合計１４４万の画
素数を有する撮像デバイスが有効に適用されて、その前
面には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色の
光学フィルターが所定の領域毎に配置されている。

【００４０】図７に表すように、固体撮像素子１２０か
ら読み出された画像信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器５０
０を介して画像処理系７０に供給される。Ａ／Ｄ変換器
５００は、たとえば、露光した各画素の信号の振幅に応
じた、たとえば１０ビットのデジタル信号に変換して出
力する信号変換回路であり、以降の画像信号処理はデジ
タル処理にて実行される。

【００４１】画像処理系７０は、Ｒ，Ｇ，Ｂのデジタル
信号から所望の形式の画像信号を得る信号処理回路であ
り、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号を輝度信号Ｙおよび色差信号
（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）にて表わされるＹＣ信号などに
変換する。

【００４２】ＲＧＢ画像処理回路２１０は、Ａ／Ｄ変換
器５００を介して固体撮像素子１２０から受けた１８０
０×８００画素の画像信号を処理する信号処理回路であ
り、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算
による高解像度化を行う補間演算回路を有する。

【００４３】ＹＣ処理回路２３０は、輝度信号Ｙおよび
色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する信号処理回路であ
る。高域輝度信号ＹＨを生成する高域輝度信号発生回
路、低域輝度信号ＹＬを生成する低域輝度信号発生回
路、および、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する色差信
号発生回路で構成されている。輝度信号Ｙは高域輝度信
号ＹＨと低域輝度信号ＹＬを合成することによって形成
される。

【００４４】ＲＧＢ画像処理回路２１０の詳細を説明す
る。Ａ／Ｄ変換器５００を介してＲ，Ｇ，Ｂ領域毎に出
力されたＲＧＢ信号は、まず、ＲＧＢ画像処理回路２１
０内のホワイトバランス回路にてそれぞれ所定の白バラ
ンス調整が行なわれ、さらに、ガンマ補正回路にて所定
のガンマ補正が行なわれる。

【００４５】ＲＧＢ画像処理回路２１０内の補間演算回
路は、６００×８００画素の４倍の解像度を画像信号を
補間処理によって生成し、固体撮像素子１２０からの画
像信号を高精細画質の信号に変換して、後段の高域輝度
信号発生回路、低域輝度信号発生回路、色差信号発生回
路に供給する。

【００４６】ＲＧＢ各物体像の大きさは撮影レンズ１０
０の設定によって、すでに同一になっているので、ま
ず、公知の手法によって撮影光学系の歪曲収差を補正す
る演算処理を各画像信号について行う。その後の、補間
処理や輝度信号処理、色差信号処理は通常のデジタルカ
ラーカメラでの処理に準じたものとなる。補間処理は次
に示すとおりである。

【００４７】まず、基準画像信号である固体撮像素子１
２０の撮像領域１２０ａからのＧ画像信号を、次式
（１）〜（４）にてそれぞれ補間演算する。 G2i2j=Gij …………（１） G2i(2j+1)=Gij・1/2+Gi(j+1)・1/2 …………（２） G(2i+1)2j=Gij・1/2+G(i+1)j・1/2 …………（３） G(2i+1)(2j+1)=Gij・1/4+Gi(j+1)・1/4+G(i+1)j・1/4+G(i+1)(j+1)・1/4 ……（４）

【００４８】これにより、それぞれ４個のＧ画素から１
６個のＧ画素が生成されて、撮像領域１２０ａからの６
００×８００画素のＧ画像信号が１２００×１６００画
素に変換される。

【００４９】次に、上式（１）〜（４）にて求めたＧ画
像信号のそれぞれの位置に対応して撮像領域１２０ｂか
らのＲ画素出力を次式（５）〜（８）にて補間演算す
る。 R2i2j=R(i-1)(j-1)・1/4+R(i-1)j・1/4+Ri(j-1)・1/4+Rij・1/4 …………（５） R2i(2j+1)=R(i-1)j・1/2+Rij・1/2 …………（６） R(2i+1)2j=Ri(j-1)・1/2+Rij・1/2 …………（７） R(2i+1)(2j+1)=Rij …………（８）

【００５０】前述のようにＲ物体像の撮像領域とＢ物体
像の撮像領域はＧ物体像の撮像領域に対して１／２画素
だけずらした配置になっているため、式（８）のように
ｉｊ番地の元出力を（２ｉ＋１）（２ｊ＋１）番地に適
用している。

【００５１】同様に、Ｒ画素と同様に撮像領域１２０ｃ
からのＢ画素を上式（１）〜（４）にて求めたＧ画像信
号のそれぞれの位置に対応して次式（９）〜（１２）に
て補間演算する。 B2i2j=B(i-1)(j-1)・1/4+B(i-1)j・1/4+Bi(j-1)・1/4+Bij・1/4 …………（９） B2i(2j+1)=B(i-1)j・1/2+Bij・1/2 …………（１０） B(2i+1)2j=Bi(j-1)・1/2+Bij・1/2 …………（１１） B(2i+1)(2j+1)=Bij …………（１２）

【００５２】以上の処理により、撮像領域１２０ａ，１
２０ｂ，１２０ｃからの各６００×８００画素のＲＧＢ
信号が高精細画質の１２００×１６００画素のＲＧＢ信
号に変換される。

【００５３】ＹＣ処理回路２３０内の高域輝度信号発生
回路は、色成分信号の中で最も高い空間周波数成分を有
する色信号から高域輝度信号ＹＨを形成する公知の信号
形成回路である。低域輝度信号発生回路は、Ｒ，Ｇ，Ｂ
すべての色成分を含む信号から低域周波数の輝度信号Ｙ
Ｌを形成する公知の信号形成回路である。また、色差信
号発生回路は、高精細のＲＧＢ信号から色差信号Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙを演算する公知の演算回路である。

【００５４】記録再生系８０は、メモリへの画像信号の
出力と、液晶モニタ５４への画像信号の出力とを行う処
理系であり、メモリへの画像信号の書き込みおよび読み
出し処理を行なう記録処理回路３００と、メモリから読
み出した画像信号を再生して、モニタ出力とする再生処
理回路３１０とを含む。より詳細には、記録処理回路３
００は、静止画像および動画像を表わすＹＣ信号を所定
の圧縮形式にて圧縮し、また、圧縮データを読み出した
際に伸張する圧縮伸張回路を含む。圧縮伸張回路は、信
号処理のためのフレームメモリなどを含み、このフレー
ムメモリに画像処理系７０からのＹＣ信号をフレーム毎
に蓄積して、それぞれ複数のブロック毎に読み出して圧
縮符号化する。圧縮符号化は、たとえば、ブロック毎の
画像信号を２次元直交変換、正規化およびハフマン符号
化することにより行なわれる。

【００５５】再生処理回路３１０は、輝度信号Ｙおよび
色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをマトリックス変換してたとえ
ばＲＧＢ信号に変換する回路である。再生処理回路３１
０によって変換された信号は液晶モニタ４に出力され、
可視画像が表示再生される。

【００５６】一方、制御系９０は、外部操作に応動して
撮像系６０、画像処理系７０、記録再生系８０をそれぞ
れ制御する各部の制御回路を含み、レリーズボタン５６
の押下を検出して、固体撮像素子１２０の駆動、ＲＧＢ
画像処理回路２１０の動作、記録処理回路３００の圧縮
処理などを制御する。具体的には、レリーズボタン５６
の操作を検出する操作検出回路４１０と、その検出信号
に応動して各部を制御し、撮像の際のタイミング信号な
どを生成して出力するシステム制御部４００と、このシ
ステム制御部４００の制御の下に固体撮像素子１２０を
駆動する駆動信号を生成する固体撮像素子１２０、駆動
回路４２０とを含む。

【００５７】次に、本実施形態による撮像装置の動作を
説明する。まず、図６のメインスイッチ５５をオンとす
ると、各部に電源電圧が供給されて動作可能状態とな
る。次に、メモリに画像信号を記録可能か否かが判定さ
れる。この際に、残り容量に応じて撮影可能記録枚数が
液晶モニタ５４の残り枚数表示５３に表示される。その
表示を見た操作者は、撮影可能であれば、被写体にカメ
ラを向けて、レリーズボタン５６を押下する。

【００５８】レリーズボタン５６を半分だけ押下する
と、露光時間の算出が行なわれる。すべての撮影準備処
理が終了すると、撮影可能となり、その表示が撮影者に
報じられる。これにより、レリーズボタン５６が終端ま
で押下されると、操作検出回路４１０はシステム制御回
路４００にその検出信号を送出する。その際に、あらか
じめ算出された露光時間の経過をタイムカウントして、
所定の露光時間が経過すると、駆動回路４２０にタイミ
ング信号を供給する。これにより、駆動回路４２０は水
平および垂直駆動信号を生成して露光された１６００×
８００画素のそれぞれを水平および垂直方向に順次読み
出す。

【００５９】読み出されたそれぞれの画素は、Ａ／Ｄ変
換器５００にて所定のビット値のデジタル信号に変換さ
れて、画像処理系２０のＲＧＢ画像処理回路２１０に順
次供給される。ＲＧＢ画像処理回路２１０では、これら
をそれぞれホワイトバランス、ガンマ補正を施した状態
にて画素の解像度を４倍にする補間処理を行なって、Ｙ
Ｃ処理回路２３０に供給する。

【００６０】ＹＣ処理回路２３０では、その高域輝度信
号発生回路にて、ＲＧＢそれぞれの画素の高域輝度信号
ＹＨを生成し、同様に、低域輝度信号発生回路にて低域
輝度信号ＹＬをそれぞれ演算する。演算した結果の高域
輝度信号ＹＨは、ローパス・フィルタを介して加算器に
出力される。同様に、低域輝度信号ＹＬは、高域輝度信
号ＹＨが減算されてローパス・フィルタを通って加算器
に出力される。これにより、高域輝度信号ＹＨとその低
域輝度信号との差ＹＬ−ＹＨが加算されて輝度信号Ｙが
得られる。同様に、色差信号発生回路では、色差信号Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙを求めて出力する。出力された色差信号Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙは、それぞれローパス・フィルタを通った
成分が記録処理回路３００に供給される。

【００６１】次に、ＹＣ信号を受けた記録処理回路３０
０は、それぞれの輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ
−Ｙを所定の静止画圧縮方式にて圧縮して、順次メモリ
に記録する。

【００６２】メモリに記録された静止画像または動画像
を表わす画像信号からそれぞれの画像を再生する場合に
は、再生ボタン５９を押下すると操作検出回路４１０に
てその操作を検出して、システム制御部４００に検出信
号を供給する。これにより記録処理回路３００が駆動さ
れる。駆動された記録処理回路３００は、メモリから記
録内容を読み取って、液晶モニタ５４に画像を表示す
る。操作者は、所望の画像を選択ボタンなどの押下によ
り選択する。

【００６３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、結像レンズ２ａ〜２ｄ及び反射ミラー３〜６、レン
ズ一体型プリズム１２，１３、自由曲面プリズム２２，
２３，３２を用いることにより、隣接する各レンズの間
隔とそれぞれの像が結ばれるＣ−ＭＯＳセンサの各セン
サ部との間隔が異なることとなり、隣接するレンズの間
隔以上に各センサ部の間隔を拡げることができる。従っ
て、撮像素子の面積を拡大することが可能となり、簡素
な構成で高画素化、高倍率化を達成することができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、視差を増やすことなく
簡単な構成で高画素化や高倍率化を達成することが可能
となる。従って、デジタルカメラ等の機器の更なる小型
化、薄型化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置を示す正面
図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る撮像装置を示す底面
図である。

【図３】本発明の一実施形態の変形例に係る撮像装置を
示す模式図である。

【図４】本発明の一実施形態の変形例に係る撮像装置を
示す模式図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る撮像装置の別の態様
を示す模式図である。

【図６】本発明の一実施形態に係るデジタルカメラを示
す模式図である。

【図７】本発明の一実施形態に係るデジタルカメラのシ
ステム構成を示すブロック図である。

【図８】従来の撮像装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１，１１，２１ Ｃ−ＭＯＳセンサ ２ａ〜２ｄ 結像レンズ ３〜６ 反射ミラー １２，１３ レンズ一体型プリズム ２２，２３，３２ 自由曲面プリズム ３１ Ｃ−ＭＯＳセンサ ３２ 自由曲面複眼レンズ群 ５１ カードカメラ本体 ５２ 採光窓 ５３ ファインダー枠 ５４ 液晶モニター ５５ メインＳＷ ５６ レリーズボタン ５７〜５９ 各種ボタン ６０ 自由曲面プリズム ６１ ファインダー接眼部、 ７０ 画像処理回路 ８０ 記録再生回路 ９０ システムコントロール回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA01 RA41 TA01 5C022 AB00 AB17 AB19 AB61 AB68 AC03 AC11 AC32 AC42 AC51 AC69

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの結像手段を用いて複数
   の撮像素子上にそれぞれ被写体像を結像させ、当該複数
   の撮像素子の像を合成して１つの画像を得る撮像装置で
   あって、 前記結像手段は入射した前記被写体像の光軸を屈折させ
   る機能を有し、隣接する少なくとも２つの前記結像手段
   に入射する前記被写体像の光軸の間隔が、当該２つの結
   像手段により被写体像が結像される２つの撮像素子の中
   心の間隔より狭いことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記結像手段は、自由曲面プリズムから
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像
   装置。
3. 【請求項３】 前記結像手段は、前記被写体像からの光
   線の入射範囲を規制するための遮光マスクを備えている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記自由曲面プリズムの表面に前記被写
   体像の光軸を屈折させるための反射コーティングが形成
   されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装
   置。
5. 【請求項５】 前記結像手段は、 前記被写体像を結像させる機能を有する結像レンズと、 前記被写体像の光軸を屈折させる反射板とを有すること
   を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 複数の被写体像をそれぞれ異なる撮像素
   子上に結像させ、それぞれの撮像素子の像を合成して１
   つの画像を得る撮像方法であって、 隣接する少なくとも２つの前記撮像素子に入射する前記
   被写体像の光軸を屈折させ、前記光軸間の間隔を前記撮
   像素子上で結像した位置の間隔より狭くすることを特徴
   とする撮像方法。