JP2005277817A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 被写体を異なる視点で同時に撮影して立体的な画像を再現可能にする。
【解決手段】 被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影する第１撮影光学系３と、この第１撮影光学系３と異なる視点で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影する第２撮影光学系４とを備え、これら第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を同時に撮影するときに、撮像素子２の撮影領域５を２分割し、この分割された一方の領域５ａに第１撮影光学系３が被写体の像を投影し、他方の領域５ｂに第２撮影光学系４が被写体の像を投影する。従って、第１、第２撮影光学系３、４によって異なる視点で被写体の像を１つの撮像素子２に同時に投影させることができ、これにより左眼用の撮影画像と右眼用の撮影画像とを得ることができるので、立体的な画像を再現可能にすることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、立体的な画像を再現可能にするデジタルカメラに関する。

従来、デジタルカメラは、被写体の像をレンズ部で取り込んでＣＣＤなどの撮像素子に投影させ、この投影された像を撮像素子で電気信号に変換して被写体の撮影画像を得るように構成されている。このようなデジタルカメラにおいては、薄型化を図るために、レンズ部と撮像素子との間に反射部を設け、この反射部でレンズ部が取り込んだ被写体の像を反射させて撮像素子に投影させることにより、カメラ本体の厚み方向におけるレンズ部と撮像素子との距離を短く構成したものがある。
特開２０００−２０１２８６号公報

この特許文献１のデジタルカメラでは、焦点距離の異なる複数のレンズ部を有し、これらのレンズ部を被写体との距離に応じて選択し、この選択された１つのレンズ部で被写体の像を取り込んで共通の１つの撮像素子に投影させることにより、被写体の像を焦点距離に応じて撮影することができるようになっている。

しかしながら、上記のような従来のデジタルカメラでは、複数のレンズ部のいずれかで被写体の像を共通の１つの撮像素子に投影させて撮影することができても、複数のレンズ部で同じ被写体の像を１つの撮像素子に同時に投影させることができない。特に被写体またはデジタルカメラの撮影者が移動中に撮影した場合、一方のレンズ部で取り込んだ画像と他方のレンズで取り込んだ画像との間でデジタルカメラと被写体までの距離が変わってしまう。このため、視点の異なる被写体の像を同時に撮影し、この撮影した視点の異なる被写体の像を表示部に表示させて右眼と左眼とで同時に見ることにより、正常な立体的な画像を再現することができない。このような作用は、被写体が一方のレンズ部で撮影された後、他方のレンズで撮影するときに被写体が異なった状態に変化した場合にも生じうる。

この発明が解決しようとする課題は、被写体を異なる視点で同時に撮影して立体的な画像を再現可能にするデジタルカメラを提供することである。

この発明は、上記課題を解決するために、次のような構成要素を備えている。
なお、各構成要素には、後述する各実施形態の項で説明される各要素に付されている図面の参照番号などを括弧と共に付す。

請求項１に記載の発明は、図１〜図５に示すように、撮影領域（例えば撮影領域５）を有する撮像素子（例えば撮像素子２）と、被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域に投影する第１撮影光学系（例えば第１撮影光学系３、３０）と、この第１撮影光学系と異なる視点で前記被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域に投影する第２撮影光学系（例えば第２撮影光学系４、３１）とを備え、
前記第１、第２撮影光学系によって前記被写体を同時に撮影するときに、前記撮像素子の前記撮影領域を２分割し、この分割された一方の領域（例えば一方の領域５ａ）に前記第１撮影光学系が前記被写体の像を投影し、他方の領域（例えば他方の領域５ｂ）に前記第２撮影光学系が前記被写体の像を投影することを特徴とするデジタルカメラである。

請求項２に記載の発明は、図１〜図４に示すように、前記第１撮影光学系が、前記被写体の像を取り込む第１レンズ部（例えば第１レンズ部６）を備え、この第１レンズ部の光軸（例えば第１レンズ部の光軸６ａ）の延長上に前記撮像素子の前記撮影領域における前記一方の領域が位置し、前記第２撮影光学系が、前記被写体の像を取り込む第２レンズ部（例えば第２レンズ部７）と、この第２レンズ部で取り込んだ前記被写体の像を反射する第１反射板（例えば第１反射板８、２０）と、この第１反射板で反射された前記被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域における前記他方の領域に向けて反射する第２反射板（例えば第２反射板９、２１）とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラである。

請求項３に記載の発明は、図１〜図４に示すように、前記第２撮影光学系が、前記第１、第２反射板（第１反射板８、２０、第２反射板９、２１）のうち、少なくとも一方の反射板（第２反射板９または第１反射板２０）を可動させて前記被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域内と前記撮影領域外とのいずれかに投影させる光路変更機構（例えば光路変更機構１０）を備えていることを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラである。

請求項４に記載の発明は、図１〜図４に示すように、前記第１撮影光学系が、前記第１、第２撮影光学系によって前記被写体を同時に撮影するときに、前記撮像素子の前記撮影領域における２分割された前記一方の領域とほぼ同じ画面サイズで前記被写体の像を投影する第１投影状態と、前記第１撮影光学系のみで前記被写体を撮影するときに、その被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域の全域とほぼ同じ画面サイズで投影する第２投影状態とのいずれかの状態に切り替える可動絞り部（例えば可動絞り部１２）を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデジタルカメラである。

請求項５に記載の発明は、図１〜図４に示すように、前記第１撮影光学系が前記可動絞り部によって前記第１投影状態と前記第２投影状態とのいずれかの状態に切り替わると、その切り替わった状態の投影範囲に応じて前記撮像素子を移動させる素子移動機構（例えば素子移動機構１３）を備えていることを特徴とする請求項４に記載のデジタルカメラである。

請求項６に記載の発明は、図３および図４に示すように、前記第２撮影光学系の前記第２反射板が、半透過反射板（例えばハーフミラーやダイクロイックミラー）からなり、前記第１、第２撮影光学系の両方の光路に跨って配置され、前記光路変更機構が、前記第１反射板を可動させて前記第２レンズ部で取り込んだ前記被写体の像を前記第２反射板の反射領域内と反射領域外とのいずれかに向けて反射させることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のデジタルカメラである。

請求項１に記載の発明によれば、被写体の像を撮像素子の撮影領域に投影する第１撮影光学系と、この第１撮影光学系と異なる視点で被写体の像を撮像素子の撮影領域に投影する第２撮影光学系とを備え、これら第１、第２撮影光学系によって被写体を同時に撮影するときに、撮像素子の撮影領域を２分割し、この分割された一方の領域に第１撮影光学系が被写体の像を投影し、他方の領域に第２撮影光学系が前記被写体の像を投影するので、第１、第２撮影光学系によって視点の異なる被写体の像を１つの撮像素子に同時に投影することができ、これにより左眼用の画像と右眼用の画像とを得ることができるので、立体的な画像を再現可能にすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１撮影光学系が、被写体の像を取り込む第１レンズ部を備え、この第１レンズ部の光軸の延長上に撮像素子の撮影領域における一方の領域が位置し、第２撮影光学系が、被写体の像を取り込む第２レンズ部と、この第２レンズ部で取り込んだ被写体の像を反射する第１反射板と、この第１反射板で反射された被写体の像を撮像素子の撮影領域における他方の領域に向けて反射する第２反射板とを備えていることにより、第１撮影光学系の第１レンズ部を撮像素子に接近させて配置することができると共に、撮像素子から第２撮影光学系の第２レンズ部が離れた位置に配置されていても、第２レンズ部で取り込んだ被写体の像を第２撮影光学系の第１、第２反射板によって確実に且つ正確に撮像素子の撮影領域に投影させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、第２撮影光学系が、第１、第２反射板のうち、少なくとも一方の反射板を可動させて被写体の像を撮像素子の撮影領域内と撮影領域外とのいずれかに投影させる光路変更機構を備えていることにより、この光路変更機構によって第２レンズ部で取り込んだ被写体の像を撮像素子の撮影領域外に投影させて、第１撮影光学系による被写体の像のみを撮像素子の撮影領域に投影させることができ、これにより通常の二次元画像を撮影するデジタルカメラとしても良好に使用することができる。

請求項４に記載の発明によれば、第１撮影光学系が、第１、第２撮影光学系によって被写体を同時に撮影するときに、撮像素子の撮影領域における２分割された一方の領域とほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第１投影状態と、第１撮影光学系のみで被写体を撮影するときに、その被写体の像を撮像素子の撮影領域の全域とほぼ同じ画面サイズで投影する第２投影状態とのいずれかの状態に切り替える可動絞り部を備えていることにより、この可動絞り部によって第１撮影光学系を第１投影状態に切り替えると、視点の異なる第１、第２撮影光学系の両方で被写体の像を１つの撮像素子に同時に投影させることが可能となり、また可動絞り部によって第１撮影光学系を第２投影状態に切り替えると、第１撮影光学系による被写体の像のみを撮像素子の撮影領域の全域に投影させることが可能となり、これによりデジタルカメラとして使用するときに解像度の高い撮影画像を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、第１撮影光学系が可動絞り部によって第１投影状態と第２投影状態とのいずれかの状態に切り替わると、この切り替わった状態の投影範囲に応じて撮像素子を移動させる素子移動機構を備えていることにより、可動絞り部によって第１投影光学系が第１投影状態に切り替わると、これに応じて素子移動機構が撮像素子を移動させて、視点の異なる第１、第２撮影光学系によって取り込まれた被写体の像を撮像素子の撮影領域における２分割された各領域にそれぞれ対応させて投影することができ、また可動絞り部によって第１投影光学系が第２投影状態に切り替わると、これに応じて素子移動機構が撮像素子を移動させて、第１撮影光学系によって取り込まれた被写体の像のみを撮像素子の撮影領域の全域に対応させて投影することができる。

請求項６に記載の発明によれば、第２撮影光学系の第２反射板が、半透過反射板からなり、第１、第２撮影光学系の両方の光路に跨って配置され、光路変更機構が、第１反射板を可動させて第２レンズ部で取り込んだ被写体の像を第２反射板の反射領域内と反射領域外とのいずれかに向けて反射させることにより、第２反射板が第１、第２撮影光学系の両方の光路上に跨って配置されていても、第１撮影光学系で取り込んだ被写体の像が半透過反射板からなる第２反射板を透過するので、第１撮影光学系で取り込んだ被写体の像を撮像素子の撮影領域に投影させることができる。

このため、光路変更機構が第１反射板を可動させて第２レンズ部で取り込んだ被写体の像を第２反射板の反射領域内に向けて反射させれば、第２撮影光学系で取り込んだ被写体の像を半透過反射板からなる第２反射板で反射させて撮像素子の撮影領域に投影させることができるので、第１、第２撮影光学系によって被写体の像を撮像素子の撮影領域における２分割された各領域にそれぞれ投影させることができる。また、光路変更機構が第１反射板を可動させて第２レンズ部で取り込んだ被写体の像を第２反射板の反射領域外に向けて反射させれば、第１撮影光学系のみによって被写体の像を撮像素子の撮影領域の全域に投影させることができるので、通常の二次元画像を撮影するデジタルカメラとしても使用できると共に、解像度の高い撮影画像を得ることができる。

（実施形態１）
以下、図１および図２を参照して、この発明の静止画を撮影するデジタルカメラの実施形態１について説明する。
図１はこの発明のデジタルカメラの撮影系を原理的に示した構成図、図２は図１のデジタルカメラを通常のデジタルカメラとして使用する状態を示した構成図である。
このデジタルカメラは、図１に示すように、カメラ本体１を備えている。このカメラ本体１の内部における所定個所（図１では左下側の個所）には、ＣＣＤなどからなる一つの撮像素子２が配置されている。また、このカメラ本体１には、被写体の像を撮像素子２の撮影領域５内に投影する第１、第２撮影光学系３、４が設けられている。なお、このカメラ本体１には、上述した撮像素子２、第１、第２撮影光学系３、４のほかに、通常のデジタルカメラと同様、カメラ機能に必要な各種の部品（図示せず）が組み込まれている。

第１撮影光学系３は、被写体の像を取り込む第１レンズ部６を備え、この第１レンズ部６の光軸６ａの延長上に撮像素子２の撮影領域５が位置し、この状態で第１レンズ部６で取り込んだ被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影するように構成されている。第２撮影光学系４は、第１撮影光学系３と視点の異なる被写体の像を取り込む第２レンズ部７と、この第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を所定の角度に反射する第１反射板８と、この第１反射板８で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に向けて反射する第２反射板９とを備え、第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を第１、第２反射板８、９で順次反射させて撮像素子２の撮影領域５に投影するように構成されている。

この場合、第１、第２撮影光学系３、４は、被写体を同時に撮影するときに、撮像素子２の撮影領域５を２分割し、この分割された一方の領域５ａに第１撮影光学系３が被写体の像を投影し、他方の領域５ｂに第２撮影光学系４が被写体の像を投影するように構成されている。また、第２撮影光学系４は、第１、第２反射板８、９のうち、撮像素子２側に位置する第２反射板９を可動させて被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の範囲内と撮影領域５の範囲外とのいずれかに投影させる光路変更機構１０を備えている。

この光路変更機構１０は、第２反射板９に設けられた回転軸１１をモータ（図示せず）によって回転させることにより、第２反射板９を撮像素子２の撮影領域５の面方向に対しほぼ４５°の角度になるように回転させて第２反射板９で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の範囲内に向けて反射させると共に、第２反射板９を撮像素子２の撮影領域面に対しほぼ垂直になるように回転させて第２反射板９で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の範囲外に向けて反射させるように構成されている。

また、第１撮影光学系３の第１レンズ部６は、撮像素子２の撮影領域５の２分割された一方の領域５ａとほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第１投影状態と、被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域とほぼ同じ画面サイズで投影する第２投影状態とのいずれかの状態に切り替える可動絞り部１２を備えている。すなわち、この可動絞り部１２は、第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を同時に撮影するときに、第１レンズ部６を第１投影状態に切り替えて撮像素子２の撮影領域５における一方の領域５ａに被写体の像を投影させ、第１撮影光学系３のみで被写体を撮影するときに、第１レンズ部６を第２投影状態に切り替えて被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域に投影させるように構成されている。

この場合、撮像素子２は、第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を同時に撮影するときと、第１撮影光学系３のみで被写体を撮影するときとで、第１撮影光学系３の第１レンズ部６が可動絞り部１２によって第１投影状態と第２投影状態とのいずれかの状態に切り替わり、これに伴って第１撮影光学系３の投影範囲が異なるため、素子移動機構１３によって移動するように構成されている。すなわち、この素子移動機構１３は、可動絞り部１２によって第１レンズ部６が第１投影状態に切り替わると、第１撮影光学系３で取り込んだ被写体の像を撮像素子２の撮影領域５における２分割された一方の領域５ａに投影させるために、第１レンズ部６の光軸６ａが撮影領域５の２分割された一方の領域５ａの中心に位置するように撮像素子２を移動させるように構成されている。

また、この素子移動機構１３は、可動絞り部１２によって第１レンズ部６が第２投影状態に切り替わると、第１撮影光学系３で取り込んだ被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域に投影させるために、第１レンズ部６の光軸６ａが撮影領域５全体の中心に位置するように撮像素子２を移動させるように構成されている。例えば、この実施形態１の素子移動機構１３は、撮像素子２の下面に設けられたラック１４と、このラック１４に噛み合って回転するピニオン１５と、このピニオン１５を回転させるモータ（図示せず）とからなり、このモータでピニオン１５を回転させると、このピニオン１５の回転に伴ってラック１４が移動し、これにより撮像素子２を移動させるように構成されている。

なお、このデジタルカメラでは、第２撮影光学系４の光路長が第１撮影光学系３の光路長よりも長くなっているため、第１撮影光学系３と第２撮影光学系４との光路長の差によって撮像素子２に投影された被写体の像に色収差が生じるが、この光路長の差によって生じる色収差を電子回路の演算処理によって色補正するように構成されている。

このようなデジタルカメラでは、第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を異なる視点で同時に撮影する場合、まず、図１に示すように、第１撮影光学系３の可動絞り部１２によって第１レンズ部６を撮像素子２の撮影領域５における２分割された一方の領域５ａとほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第１投影状態に切り替える。このときには、撮影領域５の２分割された一方の領域５ａの中心が第１レンズ部６の光軸６ａ上に位置するように素子移動機構１３によって撮像素子２を移動させる（図中左側に移動。）。さらに、第２撮影光学系４の光路変更機構１０によって第２反射板９を可動させて第１反射板８で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の２分割された他方の領域５ｂに投影させるようにセットする。

この状態で、カメラ本体１のシャッタスイッチ（図示せず）を操作すると、第１撮影光学系３の第１レンズ部６が被写体の像を取り込み、この取り込まれた被写体の像が撮像素子２の撮影領域５における２分割された一方の領域５ａに投影されると共に、第２撮影光学系４の第２レンズ部７が第１レンズ部６と視点の異なる被写体の像を取り込み、この取り込まれた被写体の像が第１反射板８によって第２反射板９に向けて反射され、この反射された被写体の像が第２反射板９によって撮像素子２の撮影領域５における２分割された他方の領域５ｂに投影される。これにより、第１、第２撮影光学系３、４によって視点の異なる被写体の像を１つの撮像素子２に同時に投影させることができ、このため左眼用の撮影画像と右眼用の撮影画像とを得ることができるので、たとえ、被写体またはデジタルカメラの撮影者が移動中に撮影しても、或いは被写体が動作中に撮影しても正確な立体的な画像を再現可能にすることができる。

また、このデジタルカメラでは、第１撮影光学系３のみで被写体を撮影する場合、まず、図２に示すように、第１撮影光学系３の可動絞り部１２をより開放することによって第１レンズ部６を撮像素子２の撮影領域５を拡大させ、撮影領域５の全域とほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第２投影状態に切り替える。このときには、素子移動機構１３によって撮像素子２を第１レンズ部６の光軸６ａが撮影領域５全体の中心に位置する個所に移動させる。さらに、第２撮影光学系４の光路変更機構１０によって第２反射板９を可動させて第１反射板８で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の範囲外に投影させるようにセットする。

この状態で、カメラ本体１のシャッタスイッチ（図示せず）を操作すると、第１撮影光学系３は、その第１レンズ部６で取り込んだ被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域に投影する。しかし、第２撮影光学系４は、その第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像が第１反射板８で反射されても、その被写体の像が第２反射板９によって撮像素子２の撮影領域５の範囲外に投影されるため、撮像素子２に結像されることはない。これにより、第１撮影光学系３で投影された撮影画像のみを得ることができるので、通常のデジタルカメラとして使用することができると共に、第１撮影光学系３で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域に投影することができるので、解像度の高い撮影画像を得ることができる。

このように、このデジタルカメラによれば、被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影する第１撮影光学系３と、この第１撮影光学系３と異なる視点で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影する第２撮影光学系４とを備え、これら第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を同時に撮影するときに、撮像素子２の撮影領域５を２分割し、この分割された一方の領域５ａに第１撮影光学系３が被写体の像を投影し、他方の領域５ｂに第２撮影光学系４が被写体の像を投影するので、第１、第２撮影光学系３、４によって異なる視点で被写体の像を１つの撮像素子２に同時に投影させることができ、これにより左眼用の撮影画像と右眼用の撮影画像とを得ることができるので、立体的な画像を再現可能にすることができる。

この場合、第１撮影光学系３が、被写体の像を取り込む第１レンズ部６を備え、この第１レンズ部６の光軸６ａの延長上に撮像素子２の撮影領域５における一方の領域５ａが位置し、第２撮影光学系４が、被写体の像を取り込む第２レンズ部７と、この第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を所定の角度に反射する第１反射板８と、この第１反射板８で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５における他方の領域５ｂに向けて反射する第２反射板９とを備えていることにより、第１撮影光学系３の第１レンズ部６を撮像素子２に接近させて配置することができると共に、第２撮影光学系４の第２レンズ部７が撮像素子２から離れた位置に配置されていても、第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を第２撮影光学系４の第１、第２反射板８、９によって確実に且つ正確に撮像素子２の撮影領域５に投影させることができる。

また、第２撮影光学系４が、第１、第２反射板８、９のうち、第２反射板９を可動させて被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の範囲内と範囲外とのいずれかに投影させる光路変更機構１０を備えているので、この光路変更機構１０によって第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の範囲外に投影させることにより、第１撮影光学系３による被写体の像のみを撮像素子２の撮影領域５に投影させることができ、これにより通常の二次元画像を撮影するデジタルカメラとしても良好に使用することができる。

特に、第１撮影光学系３が、第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を同時に撮影するときに、撮像素子２の撮影領域５における２分割された一方の領域５ａとほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第１投影状態と、第１撮影光学系３のみで被写体を撮影するときに、その被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域とほぼ同じ画面サイズで投影する第２投影状態とのいずれかの状態に切り替える可動絞り部１２を備えているので、この可動絞り部１２によって第１投影状態に切り替えると、視点の異なる第１、第２撮影光学系３、４の両方で被写体の像を１つの撮像素子２に同時に投影させることが可能となり、また可動絞り部１２によって第２投影状態に切り替えると、被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域に投影させることが可能となり、これにより解像度の高い撮影画像を得ることができる。

この場合、第１撮影光学系３が可動絞り部１２によって第１投影状態と第２投影状態とのいずれかの状態に切り替わると、その切り替わった状態の投影範囲に応じて撮像素子２を移動させる素子移動機構１３を備えていることにより、可動絞り部１２で第１撮影光学系３を第１投影状態に切り替えると、素子移動機構１３が撮像素子２を移動させて、視点の異なる第１、第２撮影光学系３、４によって取り込まれた被写体の像を撮像素子２の撮影領域５における２分割された各領域５ａ、５ｂにそれぞれ対応させて投影することができ、これにより精度の高い立体画像の再現が可能になる。また、可動絞り部１２で第１撮影光学系３を第２投影状態に切り替えると、素子移動機構１３が撮像素子２を移動させて、第１撮影光学系３によって取り込まれた被写体の像のみを撮像素子２の撮影領域５の全域に対応させて投影することができ、これにより解像度の高い撮影画像が得られる。

（実施形態２）
次に、図３および図４を参照して、この発明のデジタルカメラの実施形態２について説明する。なお、図１および図２に示された実施形態１と同一部分には同一符号を付して説明する。
このデジタルカメラは、図３および図４に示すように、第２撮影光学系４が第１、第２反射板２０、２１を備え、光路変更機構２２が第１反射板２０を可動させて第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を第２反射板２１の反射領域内と反射領域外とのいずれかに向けて反射させると共に、第２反射板２１がハーフミラーやダイクロイックミラーなどの半透過反射板からなり、この第２反射板２１が第１、第２撮影光学系３、４の両方の光路に跨って配置された構成で、これ以外は実施形態１とほぼ同じ構成になっている。

すなわち、第２反射板２１は、撮像素子２の撮影領域５の全域に対応した状態で所定角度、例えば撮影領域５の面方向に対しほぼ４５°の角度で傾斜して配置され、これにより撮像素子２の撮影領域５における光入射側の近傍に位置した状態で第１、第２撮影光学系３、４の両方の光路に跨って配置されている。また、この第２反射板２１は、半透過反射板であることにより、第１撮影光学系３の第１レンズ部６で取り込んだ被写体の像を透過させると共に、第２撮影光学系４で取り込んで第１反射板２０で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に向けて反射するように構成されている。

また、光路変更機構２２は、第１反射板２０に設けられた回転軸２３をモータ（図示せず）で回転させることにより、第１反射板２０を第２レンズ部７の光軸７ａに対しほぼ４５°の角度にして光軸７ａ方向から進行する光をほぼ直角に反射するように回転させて被写体の像を第２反射板２１の反射領域内に到達させると共に、第１反射板２０を第２レンズ部７の光軸７ａに対しほぼ平行或いは直交するように回転させて（図４では平行）被写体の像を第２反射板２１の反射領域に到達させないように構成されている。

この場合にも、第１撮影光学系３の第１レンズ部６は、実施形態１と同様、撮像素子２の撮影領域５における一方の領域５ａとほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第１投影状態と、被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域とほぼ同じ画面サイズで投影する第２投影状態とのいずれかの状態に切り替える可動絞り部１２を備えている。また、撮像素子２は、素子移動機構１３によって移動し、第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を同時に撮影するときに、第１レンズ部６の光軸６ａが撮影領域５の２分割された一方の領域５ａの中心に位置する個所に移動し、第１撮影光学系３のみで被写体を撮影するときに、第１レンズ部６の光軸６ａが撮影領域５全体の中心に位置する個所に移動するように構成されている。

なお、このデジタルカメラにおいても、第２撮影光学系４の光路長が第１撮影光学系３の光路長よりも長くなっているため、その光路長の差によって生じる色収差を補正するように構成されているほか、特に第２反射板２１が半透過反射板からなるため、この第２反射板２１の透過率および反射率を考慮して撮影画像の明るさをも補正するように構成されている。

このようなデジタルカメラでは、第１、第２撮影光学系３、４によって被写体を異なる視点で同時に撮影する場合、まず、図３に示すように、第１撮影光学系３の可動絞り部１２によって第１レンズ部６を撮像素子２の撮影領域５における一方の領域５ａとほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第１投影状態に切り替える。このときには、素子移動機構１３によって撮像素子２を第１レンズ部６の光軸６ａが撮影領域５の２分割された一方の領域５ａの中心に位置する個所に移動させる。さらに、第２撮影光学系４の光路変更機構２２によって第１反射板２０を可動させて第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を第２反射板２１に向けて反射させるようにセットする。

この状態で、カメラ本体１のシャッタスイッチ（図示せず）を操作すると、第１撮影光学系３の第１レンズ部６が被写体の像を取り込み、この取り込んだ被写体の像が第２撮影光学系４の半透過反射板である第２反射板２１を透過し、この透過した被写体の像が撮像素子２の撮影領域５における２分割された一方の領域５ａに投影される。これと同時に、第２撮影光学系４の第２レンズ部７が第１レンズ部６と視点の異なる被写体の像を取り込み、この取り込まれた被写体の像が第１反射板２０によって第２反射板２１に向けて反射され、この反射された被写体の像が第２反射板２１によって反射されて撮像素子２の撮影領域５における２分割された他方の領域５ｂに投影される。これにより、第１、第２撮影光学系３、４によって視点の異なる被写体の像を１つの撮像素子２に同時に投影させることができ、このため左眼用の撮影画像と右眼用の撮影画像とを得ることができるので、立体的な画像を再現可能にすることができる。

また、このデジタルカメラでは、第１撮影光学系３のみで被写体を撮影する場合、まず、図４に示すように、第１撮影光学系３の可動絞り部１２を開放することによって第１レンズ部６を撮像素子２の撮影領域５の全域とほぼ同じ画面サイズで被写体の像を投影する第２投影状態に切り替える。このときには、素子移動機構１３によって第１レンズ部６の光軸６ａが撮影領域５全体の中心に位置する個所に撮像素子２を移動させる（図中左側に移動。）。さらに、第２撮影光学系４の光路変更機構２２によって第１反射板２０を可動させて被写体の像を第２反射板２１の反射領域外に向けて反射させるようにセットする。

この状態で、カメラ本体１のシャッタスイッチ（図示せず）を操作すると、第１撮影光学系３の第１レンズ部６で取り込んで被写体の像が第２撮影光学系４の第２反射板２１を透過し、この透過した被写体の像が撮像素子２の撮影領域５の全域に投影される。しかし、第２撮影光学系４の第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像は第１反射板８で反射されない。仮に、第１反射板８で反射されても、その被写体の像は第２反射板９によって反射されることがないため、撮像素子２の撮影領域５に投影されることはない。これにより、第１撮影光学系３で投影された撮影画像のみが得られるので、実施形態１と同様、通常のデジタルカメラとして使用することができると共に、第１撮影光学系３で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域に投影することができるので、解像度の高い撮影画像を得ることができる。

このように、このデジタルカメラによれば、第２撮影光学系４の第２反射板２１が、半透過反射板からなり、第１、第２撮影光学系３、４の両方の光路に跨って配置され、光路変更機構２２が、第１反射板２０を可動させて第２レンズ部７で取り込んだ被写体の像を第２反射板２１の反射領域内と反射領域外とのいずれかに向けて反射させることにより、第２反射板２１が第１、第２撮影光学系３、４の両方の光路上に跨って配置されていても、第１撮影光学系３で取り込んだ被写体の像が半透過反射板からなる第２反射板２１を透過するので、第１撮影光学系３で取り込んだ被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影させることができ、また第２撮影光学系４で取り込んだ被写体の像が第１反射板２０によって第２反射板２１に反射されれば、この第２反射板２１で被写体の像を反射させて撮像素子２の撮影領域５に投影させることができる。

このため、第１、第２撮影光学系３、４によって被写体の像を撮像素子２の撮影領域５における２分割された各領域５ａ、５ｂにそれぞれ投影させることができる。これにより、実施形態１と同様、第１、第２撮影光学系３、４によって異なる視点で被写体の像を１つの撮像素子２に同時に投影させることができ、このため左眼用の撮影画像と右眼用の撮影画像とを得ることができるので、立体的な画像を再現可能にすることができる。また、第１撮影光学系３のみによって被写体の像を撮像素子２の撮影領域５の全域に投影させることができるので、実施形態１と同様、通常の二次元画像を撮影するデジタルカメラとしても使用することができると共に、解像度の高い撮影画像を得ることができる。

（実施形態３）
次に、図５を参照して、この発明のデジタルカメラの実施形態３について説明する。この場合にも、図１および図２に示された実施形態１と同一部分には同一符号を付して説明する。
このデジタルカメラは、カメラ本体１内のほぼ中間部分に撮像素子２を配置し、第１撮影光学系３０で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影させ、この第１撮影光学系３０と異なる視点の第２撮影光学系３１で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影させる構成になっている。

この場合、第１撮影光学系３０は、被写体の像を取り込む第１レンズ部３２と、この第１レンズ部３２で取り込んだ被写体の像を反射する第１反射板３３と、この第１反射板３３で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に向けて反射する第２反射板３４とを備え、第１レンズ部３２で取り込んだ被写体の像を第１、第２反射板３３、３４で順次反射させて撮像素子２の撮影領域５における２分割された一方の領域５ａに投影するように構成されている。

また、第２撮影光学系３１は、第１撮影光学系３０と異なる視点で被写体の像を取り込む第２レンズ部３５と、この第２レンズ部３５で取り込んだ被写体の像を反射する第３反射板３６と、この第３反射板３６で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に向けて反射する第４反射板３７とを備え、第２レンズ部３５で取り込んだ被写体の像を第３、第４反射板３６、３７で順次反射させて撮像素子２の撮影領域５における２分割された他方の領域５ｂに投影するように構成されている。

このようなデジタルカメラによれば、被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影する第１撮影光学系３０と、この第１撮影光学系３０と異なる視点で被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に投影する第２撮影光学系３１とを備え、これら第１、第２撮影光学系３０、３１によって被写体を同時に撮影するときに、撮像素子２の撮影領域５を２分割し、この２分割された一方の領域５ａに第１撮影光学系３０が被写体の像を投影し、他方の領域５ｂに第２撮影光学系３１が被写体の像を投影するので、実施形態１、２と同様、第１、第２撮影光学系３０、３１によって異なる視点で被写体の像を１つの撮像素子２に同時に投影させることができ、これにより左眼用の撮影画像と右眼用の撮影画像とを得ることができるので、立体的な画像を再現可能にすることができる。

この場合、第１撮影光学系３０が、被写体の像を取り込む第１レンズ部３２と、この第１レンズ部３２で取り込んだ被写体の像を反射する第１反射板３３と、この第１反射板３３で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に向けて反射する第２反射板３４とを備え、第２撮影光学系３１が、被写体の像を取り込む第２レンズ部３５と、この第２レンズ部３５で取り込んだ被写体の像を反射する第３反射板３６と、この第３反射板３６で反射された被写体の像を撮像素子２の撮影領域５に向けて反射する第４反射板３７とを備えていることにより、第１、第２撮影光学系３０、３１の第１、第２レンズ部３２、３５がそれぞれ撮像素子２の撮影領域５から離れた位置に配置されていても、第１、第２レンズ部３２、３５でそれぞれ取り込んだ被写体の像を第１、第２反射板３３、３４および第３、第４反射板３６、３７によって確実に且つ正確に撮像素子２の撮影領域５に投影させることができる。

特に、このデジタルカメラでは、撮像素子２がカメラ本体１内の中間部分に配置され、第１、第２撮影光学系３、４の光路長が同じ長さに設定されているため、実施形態１、２のように、光路長の差による色収差を補正する必要がなく、しかも実施形態２のように、第２撮影光学系４の第２反射板として半透過反射板を用いていないため、半透過反射板による透過率および反射率を考慮して撮影画像の明るさを補正する必要もないので、電子回路を簡素化することができる。
上記実施形態１、２では、右目側に相当する第２レンズ部７に対応する第２反射板９又は第１反射板２０を回転させて二次元画像を撮影したが、これに限らず左目側に相当する第１撮影光学系を回転自在な反射板を含む第２撮影光学系に置き換え、右目側に相当する第２撮影光学系を第１撮影光学系に置き換えてもよい。

この発明を適用したデジタルカメラの撮影系を原理的に示した構成図である。（実施形態１） 図１のデジタルカメラを通常のデジタルカメラとして使用する状態を示した構成図である。 この発明を適用したデジタルカメラの撮影系を原理的に示した構成図である。（実施形態２） 図３のデジタルカメラを通常のデジタルカメラとして使用する状態を示した構成図である。 この発明を適用したデジタルカメラの撮影系を原理的に示した構成図である。（実施形態３）

符号の説明

１ カメラ本体
２ 撮像素子
３、３０ 第１撮影光学系
４、３１ 第２撮影光学系
５ 撮影領域
５ａ 一方の領域
５ｂ 他方の領域
６、３２ 第１レンズ部
６ａ 第１レンズ部の光軸
７、３５ 第２レンズ部
７ａ 第２レンズ部の光軸
８、９ 第１、第２反射板
１０ 光路変更機構
１２ 可動絞り部
１３ 素子移動機構
２０、２１ 第１、第２反射板
３３、３４、３６、３７ 第１〜第４反射板

Claims (6)

1. 撮影領域を有する撮像素子と、
   被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域に投影する第１撮影光学系と、
   この第１撮影光学系と異なる視点で前記被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域に投影する第２撮影光学系とを備え、
   前記第１、第２撮影光学系によって前記被写体を同時に撮影するときに、前記撮像素子の前記撮影領域を２分割し、この分割された一方の領域に前記第１撮影光学系が前記被写体の像を投影し、他方の領域に前記第２撮影光学系が前記被写体の像を投影することを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記第１撮影光学系は、前記被写体の像を取り込む第１レンズ部を備え、この第１レンズ部の光軸の延長上に前記撮像素子の前記撮影領域における前記一方の領域が位置し、
   前記第２撮影光学系は、前記被写体の像を取り込む第２レンズ部と、この第２レンズ部で取り込んだ前記被写体の像を反射する第１反射板と、この第１反射板で反射された前記被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域における前記他方の領域に向けて反射する第２反射板とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 前記第２撮影光学系は、前記第１、第２反射板のうち、少なくとも一方の反射板を可動させて前記被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域内と前記撮影領域外とのいずれかに投影させる光路変更機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラ。
4. 前記第１撮影光学系は、前記第１、第２撮影光学系によって前記被写体を同時に撮影するときに、前記撮像素子の前記撮影領域における２分割された前記一方の領域とほぼ同じ画面サイズで前記被写体の像を投影する第１投影状態と、前記第１撮影光学系のみで前記被写体を撮影するときに、その被写体の像を前記撮像素子の前記撮影領域の全域とほぼ同じ画面サイズで投影する第２投影状態とのいずれかの状態に切り替える可動絞り部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデジタルカメラ。
5. 前記第１撮影光学系が前記可動絞り部によって前記第１投影状態と前記第２投影状態とのいずれかの状態に切り替わると、その切り替わった状態の投影範囲に応じて前記撮像素子を移動させる素子移動機構を備えていることを特徴とする請求項４に記載のデジタルカメラ。
6. 前記第２撮影光学系の前記第２反射板は、半透過反射板からなり、前記第１、第２撮影光学系の両方の光路に跨って配置され、
   前記光路変更機構は、前記第１反射板を可動させて前記第２レンズ部で取り込んだ前記被写体の像を前記第２反射板の反射領域内と反射領域外とのいずれかに向けて反射させることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のデジタルカメラ。
   
   

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