JP2013122505A - アタッチメント - Google Patents
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Abstract
【課題】3D撮影が可能なイメージセンサを搭載していないカメラに対して、3D撮影の機能を追加することのできるアタッチメントを提供する。
【解決手段】撮影レンズとカメラの間に付加されるアタッチメントであって、マイクロレンズアレイと光の伝送手段を有し、前記マイクロレンズアレイは、前記撮影レンズの焦点面に配置され、前記マイクロレンズアレイによって結像された前記撮影レンズの絞りの複数の像が前記光の伝送手段によってイメージセンサの複数の画素にそれぞれ伝送される。
【選択図】図1
【解決手段】撮影レンズとカメラの間に付加されるアタッチメントであって、マイクロレンズアレイと光の伝送手段を有し、前記マイクロレンズアレイは、前記撮影レンズの焦点面に配置され、前記マイクロレンズアレイによって結像された前記撮影レンズの絞りの複数の像が前記光の伝送手段によってイメージセンサの複数の画素にそれぞれ伝送される。
【選択図】図1
Description
本発明は、3次元画像撮影のために撮影レンズとカメラの間に付加するアタッチメントに関するものである。
3D画像(3次元画像、立体画像)を撮影する装置として、例えば特許文献1記載のデジタルステレオカメラが知られている。このカメラは、右側の光学系と左側の光学系からの光を1つのイメージセンサで撮影が可能である。このカメラにおいては、1対のセンサー画素に対して1つのマイクロレンズが配置され、これによって左右の光学系からの光をそれぞれの画素に導いている。
しかし、このような3D画像を撮影するためのイメージセンサ及びマイクロレンズを備えていない、一般のカメラでは3D画像を撮影することができない。これに対して、一般のイメージセンサを持つカメラに、特許文献1の方式で3D撮影を行う機能を追加しようとする場合、次のような方法が考えられる。つまり、3D撮影をするときだけ、イメージセンサ上にマイクロレンズアレイを挿入するという方法である。この場合、マイクロレンズアレイはイメージセンサに非常に近接して設置しなければならない。
しかしながら、通常、イメージセンサの画素部の外縁にはセンサー面より突出した構造物があり、またセンサーにはカバーガラスがあって密封されている。このため、3D画像撮影のためのマイクロレンズアレイをイメージセンサに近接するように挿入することは困難である。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、3D撮影が可能なイメージセンサを搭載していないカメラに対して、3D撮影の機能を追加することのできるアタッチメントを提供することを目的としている。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るアタッチメントは、撮影レンズとカメラの間に付加されるアタッチメントであって、マイクロレンズアレイと光の伝送手段を有し、マイクロレンズアレイは、撮影レンズの焦点面に配置され、マイクロレンズアレイによって結像された撮影レンズの絞りの複数の像が光の伝送手段によってイメージセンサの複数の画素にそれぞれ伝送されることを特徴としている。
本発明に係るアタッチメントにおいては、撮影レンズの絞りの複数の像のそれぞれに対して、左右に分割された別の画素としてイメージセンサから読み出される信号が出力されることが好ましい。
本発明に係るアタッチメントにおいて、イメージセンサへの伝送手段は、マイクロレンズアレイよりイメージセンサ側に配置されたリレーレンズを含み、リレーレンズは前群と後群からなり、リレーレンズのバックフォーカスが20mm以上であることが好ましい。
本発明に係るアタッチメントにおいて、イメージセンサへの伝送手段は、マイクロレンズアレイよりイメージセンサ側に配置された光ファイバーバンドルを含むことが好ましい。
本発明に係るアタッチメントにおいては、マイクロレンズアレイを含む2つのマイクロレンズアレイを有し、これら2つのマイクロレンズアレイのうち、イメージセンサ側のマイクロレンズアレイは、撮影レンズによって撮影レンズ側のマイクロレンズアレイ上に集光された光を略平行光にすることが好ましい。
本発明に係るアタッチメントは、3D撮影が可能なイメージセンサを搭載していないカメラに対して、3D撮影の機能を追加することができる、という効果を奏する。
以下に、本発明に係るアタッチメントの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るアタッチメント101、撮影レンズ131、及び、カメラが備えるイメージャ141(イメージセンサ)の構成を示す断面図である。図2は、撮影レンズ131からマイクロレンズアレイ111、112を経てリレーレンズ113に至る光線の様子を描いた断面図である。
アタッチメント101は、撮影レンズ131とカメラの間に挿入して付加される。このアタッチメント101は、撮影レンズ131側からカメラのイメージャ141側へ順に配置された、2つのマイクロレンズアレイ111、112と、光の伝送手段としてのリレーレンズ113と、を有する。マイクロレンズアレイ111、112、及びリレーレンズ113の光軸は、撮影レンズ131の光軸Ax上にある。
図1は、第1実施形態に係るアタッチメント101、撮影レンズ131、及び、カメラが備えるイメージャ141(イメージセンサ)の構成を示す断面図である。図2は、撮影レンズ131からマイクロレンズアレイ111、112を経てリレーレンズ113に至る光線の様子を描いた断面図である。
アタッチメント101は、撮影レンズ131とカメラの間に挿入して付加される。このアタッチメント101は、撮影レンズ131側からカメラのイメージャ141側へ順に配置された、2つのマイクロレンズアレイ111、112と、光の伝送手段としてのリレーレンズ113と、を有する。マイクロレンズアレイ111、112、及びリレーレンズ113の光軸は、撮影レンズ131の光軸Ax上にある。
マイクロレンズアレイ111は、リレーレンズ113側の面が撮影レンズ131の焦点面上に配置されている。
リレーレンズ113は、マイクロレンズアレイ112側からイメージャ141側へ順に配置された、前群113a、絞り113s、及び後群113bを有する。
イメージャ141は、例えばCCD(電荷結合素子)、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)である。また、撮影レンズ131は像側テレセントリックである。
リレーレンズ113は、マイクロレンズアレイ112側からイメージャ141側へ順に配置された、前群113a、絞り113s、及び後群113bを有する。
イメージャ141は、例えばCCD(電荷結合素子)、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)である。また、撮影レンズ131は像側テレセントリックである。
撮影レンズ131の絞り131Sの複数の像は、マイクロレンズアレイ111によってそれぞれマイクロレンズアレイ112上に結像される。この複数の像は、リレーレンズ113によってイメージャ141の複数の画素にそれぞれ伝送される。
撮影レンズ131からの光線はマイクロレンズアレイ111の各マイクロレンズに入射するが、図2においては、説明の便宜上、1つおきのマイクロレンズに入射する光線のみを表示している。また、図2においては、マイクロレンズアレイ111、112を構成するマイクロレンズも一部のみを表示している。
図2に示す各光線のうち、撮影レンズ131の入射瞳の端を通る光線(マージナル光線)は実線で示し、主光線は破線で表している。
図2に示す各光線のうち、撮影レンズ131の入射瞳の端を通る光線(マージナル光線)は実線で示し、主光線は破線で表している。
マイクロレンズアレイ111とマイクロレンズアレイ112は同じ構成であり、構成する各マイクロレンズは、入射面及び出射面の一方が平面111p、112pであり、他方が球状に突出した凸面111c、112cである。マイクロレンズアレイ111とマイクロレンズアレイ112は、マイクロレンズアレイ111の凸面111cとマイクロレンズアレイ112の凸面112cが互いに対向するように、その焦点距離だけ離れて設置されている。
マイクロレンズアレイ112の撮影レンズ131側の面には撮影レンズ131の絞り131sの像が結像される。
リレーレンズ113の結像倍率は−1倍であり、物体面側と像側の両側にテレセントリックである。リレーレンズ113によってマイクロレンズアレイ112の凸面112cとイメージャ141の撮像面141a(図11)が光学的に共役関係となっている。したがって、マイクロレンズアレイ112の凸面112cによって形成された、撮影レンズ131の絞りの像がイメージャ141の撮像面141a上に結像される。
なお、リレーレンズ113の結像倍率は、等倍以外の倍率に設定することもできる。
リレーレンズ113の結像倍率は−1倍であり、物体面側と像側の両側にテレセントリックである。リレーレンズ113によってマイクロレンズアレイ112の凸面112cとイメージャ141の撮像面141a(図11)が光学的に共役関係となっている。したがって、マイクロレンズアレイ112の凸面112cによって形成された、撮影レンズ131の絞りの像がイメージャ141の撮像面141a上に結像される。
なお、リレーレンズ113の結像倍率は、等倍以外の倍率に設定することもできる。
以上の構成において、撮影レンズ131の入射瞳の端を通る光線(図2の実線)は、撮影レンズ131側のマイクロレンズアレイ111の凸面111cに集光され、マイクロレンズアレイ112からは略平行光として射出する。また、主光線(図2の破線)は、マイクロレンズアレイ111に略平行光として入射し、このマイクロレンズアレイ111で集光されてマイクロレンズアレイ112に入射する。
ここで、マイクロレンズアレイ111、112は、平面視正方形のマイクロレンズをアレイ状にしたものであって、マイクロレンズのピッチはイメージャ141の画素ピッチの4倍である。
ここで、マイクロレンズアレイ111、112は、平面視正方形のマイクロレンズをアレイ状にしたものであって、マイクロレンズのピッチはイメージャ141の画素ピッチの4倍である。
図3は、マイクロレンズアレイ112と、マイクロレンズアレイ111によってマイクロレンズアレイ112上に結像された撮影レンズ131の絞り131sの像121と、の関係を示す正面図である。なお、図3では、マイクロレンズアレイ112の一部を示している。
図3に示すように、撮影レンズ131の絞り131sの複数の像121は、マイクロレンズアレイ112の複数のマイクロレンズにそれぞれに入射する。別言すると、撮影レンズ131の絞り131sの複数の像とマイクロレンズアレイ112の複数のマイクロレンズは1対1で互いに対応している。
図3に示すように、撮影レンズ131の絞り131sの複数の像121は、マイクロレンズアレイ112の複数のマイクロレンズにそれぞれに入射する。別言すると、撮影レンズ131の絞り131sの複数の像とマイクロレンズアレイ112の複数のマイクロレンズは1対1で互いに対応している。
図4は、イメージャ141上の画素142の配列と、画素142上に結像される、撮影レンズ131の絞り131sの像122a、122b、122c、122dと、の関係を示す正面図である。図4において、赤色用の画素をR、緑色用の画素をG、青色用の画素をB、でそれぞれ表している。なお、画素142は実際には更に多数あるが、図4では省略して一部のみを示している。
図4に示すように、撮影レンズ131の絞り131sの像は、4行4列(合計16)の画素142に対応している。すなわち、これらの16画素が絞り131sの像を取得する最小単位となる。
図4に示すように、撮影レンズ131の絞り131sの像は、4行4列(合計16)の画素142に対応している。すなわち、これらの16画素が絞り131sの像を取得する最小単位となる。
3D画像を取得するには、視差画像を取得する必要がある。次に視差画像の取得方法について説明する。
視差画像は、撮影レンズ131の瞳を左右に分割し、対応する像をイメージャ141の画素142上にそれぞれ結像することによって取得する。より具体的には、まず、イメージャ141の撮像面上に投影された撮影レンズ131の絞り131sの像の左側の半分が撮影レンズ131の絞り131sの左側を通った光である。同様に、イメージャ141の撮像面上に投影された撮影レンズ131の絞り131sの像の右側の半分が撮影レンズ131の絞り131sの右側を通った光である。したがって、撮影レンズ131の絞り131sの左側及び右側に相当する画素の信号を選択的に取り出せば、左右それぞれの視差画像を取得することができる。図4に示す画素142においては、2列ごとに、撮影レンズ131の絞り131sの左側に相当する画素群142L、及び右側に相当する画素群142Rを順に配置している。これらの画素群142L、142Rは、撮影レンズ131の絞り131sの左右の像に対応して左右に分割された別の画素群であり、イメージャ141の各画素群からは左右の像に対応した信号が出力される。
視差画像は、撮影レンズ131の瞳を左右に分割し、対応する像をイメージャ141の画素142上にそれぞれ結像することによって取得する。より具体的には、まず、イメージャ141の撮像面上に投影された撮影レンズ131の絞り131sの像の左側の半分が撮影レンズ131の絞り131sの左側を通った光である。同様に、イメージャ141の撮像面上に投影された撮影レンズ131の絞り131sの像の右側の半分が撮影レンズ131の絞り131sの右側を通った光である。したがって、撮影レンズ131の絞り131sの左側及び右側に相当する画素の信号を選択的に取り出せば、左右それぞれの視差画像を取得することができる。図4に示す画素142においては、2列ごとに、撮影レンズ131の絞り131sの左側に相当する画素群142L、及び右側に相当する画素群142Rを順に配置している。これらの画素群142L、142Rは、撮影レンズ131の絞り131sの左右の像に対応して左右に分割された別の画素群であり、イメージャ141の各画素群からは左右の像に対応した信号が出力される。
図5は、通常の2次元撮影した場合にイメージャ141の撮像面141a上に結像された、撮影対象の像を模式的に描いた図である。図6は、イメージャ141の撮像面141aにおける、撮影レンズ131の絞り131sの左側を通った光の像を概念的に示す図である。図7は、イメージャ141の撮像面141aにおける、撮影レンズ131の絞り131sの右側を通った光の像を概念的に示す図である。
ここで、図6の場合においては、示されている縦のラインから、抜けている縦のラインを補完した画像を左側の視差画像として用いる。同様に、図7の場合においては、示されている縦のラインから、抜けている縦のラインを補完した画像を右側の視差画像として用いる。
ここで、図6の場合においては、示されている縦のラインから、抜けている縦のラインを補完した画像を左側の視差画像として用いる。同様に、図7の場合においては、示されている縦のラインから、抜けている縦のラインを補完した画像を右側の視差画像として用いる。
上述の撮影レンズ131の絞り131sは単一であったが、これに代えて、円形又は楕円形の絞りを左右に1つずつ配置することもできる。図8は、マイクロレンズアレイ112と、マイクロレンズアレイ111によってマイクロレンズアレイ112上に結像された撮影レンズ131の2つの絞りの像122a、122bと、の関係を示す正面図である。図9は、イメージャ141上の画素142の配列と、画素142上に結像される、撮影レンズ131の2つの絞りの像123a、123b、123c、123d、123e、123f、123g、123hと、の関係を示す正面図である。
円形又は楕円形の絞りを左右に1つずつ配置した場合、図8に示すように、マイクロレンズアレイ112の各マイクロレンズに左右の絞りの像122a、122bが一組ずつ入射する。また、イメージャ141の画素142上では、図9に示すように、それぞれの絞りの像は4行2列(合計8つ)の画素142に対応しており、これらの8画素が1つの絞りの像を取得する最小単位となる。図9において、像123a、123c、123e、123gは左側の絞りの像であり、像123b、123d、123f、123hは右側の絞りの像である。
次に、マイクロレンズアレイ111、112、及び、リレーレンズ113の実施例について説明する。図10は、実施例に係るマイクロレンズアレイ111、112の構成を模式的に示す断面図である。図11は、実施例に係るリレーレンズ113の構成を示す断面図である。
リレーレンズ113の結像倍率は−1倍、物体面側と像側の両側にテレセントリックである。マイクロレンズアレイ112上の絞りの像をイメージャに結像するため、リレーレンズ113は、マイクロレンズアレイ111、112のピッチ以下の分解能を有している。
リレーレンズ113の結像倍率は−1倍、物体面側と像側の両側にテレセントリックである。マイクロレンズアレイ112上の絞りの像をイメージャに結像するため、リレーレンズ113は、マイクロレンズアレイ111、112のピッチ以下の分解能を有している。
レンズ交換が可能なカメラの場合、構造物との接触を避けるために、イメージャとレンズとの物理的な距離は一般に20mm以上必要である。本実施例のリレーレンズ113では像距離を20mmとしている。ここで、イメージャとレンズとの物理的な距離は、光学系全体を小さくするためには、25mm以下であることが好ましい。
リレーレンズ113は左右対称の構成となっている。撮影レンズ131側(マイクロレンズアレイ112側)の半分を前群、イメージャ141側を後群とすると、前群及び後群の焦点距離は18.9mmである。前群、後群それぞれの焦点距離が短いと、イメージャとリレーレンズの最も外側のレンズとの距離を確保するのが困難になる。
リレーレンズ113は左右対称の構成となっている。撮影レンズ131側(マイクロレンズアレイ112側)の半分を前群、イメージャ141側を後群とすると、前群及び後群の焦点距離は18.9mmである。前群、後群それぞれの焦点距離が短いと、イメージャとリレーレンズの最も外側のレンズとの距離を確保するのが困難になる。
図10に示すマイクロレンズアレイ111は、像側に凸面を向けた平凸正レンズとしてのマイクロレンズを、撮影レンズ131の光軸Axに垂直な面内にアレイ状に配置したものである。また、マイクロレンズアレイ112は、物体側に凸面を向けた平凸正レンズとしてのマイクロレンズを、撮影レンズ131の光軸Axに垂直な面内にアレイ状に配置したものである。
図11に示すリレーレンズは、マイクロレンズアレイ112の平面112p側からイメージャ141の画素142側へ順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、絞りと、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、を有する。マイクロレンズアレイ112の平面112p側から絞り113sまでの、正メニスカスレンズと、両凸正レンズと、正メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、が前群(図1、図10の前群113a)であり、絞り113sから画素142側への、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、正メニスカスレンズと、両凸正レンズと、正メニスカスレンズと、が後群(図1、図10の後群113b)である。
図11に示すリレーレンズ、並びに、マイクロレンズアレイ111及びマイクロレンズアレイ112の数値実施例を以下に示す。記号は上記のほか、rは曲率半径、dは各レンズ面間の間隔、neは各レンズのe線の屈折率、νdは各レンズのアッベ数である。
<マイクロレンズアレイ111、112>
ピッチ:16 μm
焦点距離:21.9 μm
単位 mm
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.05 1.46008 67.8
2 -0.01008 0.0219
3 0.01008 0.05 1.46008 67.8
4 ∞ 20.51 (リレーレンズ113の第1面113a1の面頂までの距離)
ピッチ:16 μm
焦点距離:21.9 μm
単位 mm
面番号 r d ne νd
1 ∞ 0.05 1.46008 67.8
2 -0.01008 0.0219
3 0.01008 0.05 1.46008 67.8
4 ∞ 20.51 (リレーレンズ113の第1面113a1の面頂までの距離)
<リレーレンズ113>
NA:0.18
バックフォーカス:20.54 mm
単位 mm
面番号 r d ne νd
1 -250.0000 3.0887 1.71300 53.9
2 -55.9441 2.1376
3 55.8056 3.4806 1.71300 53.9
4 -158.4743 3.6213
5 27.0684 4.5404 1.71300 53.9
6 391.9408 0.4976
7 12.1588 6.0000 1.67025 57.5
8 -43.6906 1.2294 1.66040 32.3
9 7.0000 4.6434
10 ∞ (絞り) 4.6434
11 -7.0000 1.2294 1.66040 32.3
12 43.6906 6.0000 1.67025 57.5
13 -12.1588 0.4976
14 -391.9408 4.5404 1.71300 53.9
15 -27.0684 3.6213
16 158.4743 3.4806 1.71300 53.9
17 -55.8056 2.1376
18 55.9441 3.0887 1.71300 53.9
19 250.0000 20.5400
20 ∞ (イメージャの撮像面)
NA:0.18
バックフォーカス:20.54 mm
単位 mm
面番号 r d ne νd
1 -250.0000 3.0887 1.71300 53.9
2 -55.9441 2.1376
3 55.8056 3.4806 1.71300 53.9
4 -158.4743 3.6213
5 27.0684 4.5404 1.71300 53.9
6 391.9408 0.4976
7 12.1588 6.0000 1.67025 57.5
8 -43.6906 1.2294 1.66040 32.3
9 7.0000 4.6434
10 ∞ (絞り) 4.6434
11 -7.0000 1.2294 1.66040 32.3
12 43.6906 6.0000 1.67025 57.5
13 -12.1588 0.4976
14 -391.9408 4.5404 1.71300 53.9
15 -27.0684 3.6213
16 158.4743 3.4806 1.71300 53.9
17 -55.8056 2.1376
18 55.9441 3.0887 1.71300 53.9
19 250.0000 20.5400
20 ∞ (イメージャの撮像面)
第1実施形態に係るアタッチメントにおいて、撮影レンズ131が像側テレセントリックではない場合、マイクロレンズアレイ111の撮影レンズ131側にフィールドレンズを設置することで、マイクロレンズアレイ111に対して像側テレセントリックとすることができる。
図12は、アタッチメント151、撮影レンズ152、及び、カメラ153の構成例を示す斜視図である。
アタッチメント151は上述の第1実施形態のアタッチメント101に対応し、撮影レンズ152は上述の撮影レンズ131(交換レンズ)に対応し、カメラ153は上述のイメージャ141を備えたカメラに対応する。このカメラ153で2次元画像を撮影する場合には、撮影レンズ152をカメラ153のマウント153mに直接取り付ける。これに対して、カメラ153で3次元画像を撮影する場合には、アタッチメント151をカメラ153のマウント153mに取り付けるとともに、撮影レンズ152をアタッチメント151の取り付け部151mに取り付ける。これにより、3D撮影が可能なイメージャを搭載していないカメラに対して、3D撮影の機能を追加することができ、視差画像の取得が可能となる。
アタッチメント151は上述の第1実施形態のアタッチメント101に対応し、撮影レンズ152は上述の撮影レンズ131(交換レンズ)に対応し、カメラ153は上述のイメージャ141を備えたカメラに対応する。このカメラ153で2次元画像を撮影する場合には、撮影レンズ152をカメラ153のマウント153mに直接取り付ける。これに対して、カメラ153で3次元画像を撮影する場合には、アタッチメント151をカメラ153のマウント153mに取り付けるとともに、撮影レンズ152をアタッチメント151の取り付け部151mに取り付ける。これにより、3D撮影が可能なイメージャを搭載していないカメラに対して、3D撮影の機能を追加することができ、視差画像の取得が可能となる。
(第2実施形態)
第2実施形態に係るアタッチメントにおいては、光の伝送手段として、第1実施形態のマイクロレンズアレイ112に代えて光ファイバーバンドル211(図13)を用いる点が第1実施形態に係るアタッチメントと異なる。その他の構成は第1実施形態に係るアタッチメントと同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
第2実施形態に係るアタッチメントにおいては、光の伝送手段として、第1実施形態のマイクロレンズアレイ112に代えて光ファイバーバンドル211(図13)を用いる点が第1実施形態に係るアタッチメントと異なる。その他の構成は第1実施形態に係るアタッチメントと同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
図13は、第2実施形態に係るアタッチメント201、撮影レンズ131、及び、カメラが備えるイメージャ141の構成を示す断面図である。
光ファイバーバンドル211は、縦横に多数の光ファイバが並んだものであり、光ファイバのピッチは8μmである。光ファイバーバンドル211のマイクロレンズアレイ111側の入射端面221は、マイクロレンズアレイ111の焦点面に配置されており、マイクロレンズアレイ111によって、入射端面221に、撮影レンズ131の絞り131sの像が結像する。光ファイバーバンドル211は、入射端面221から入射した光を伝送してリレーレンズ113側の射出端面223から射出する。リレーレンズ113は、光ファイバーバンドル211の射出端面223から射出された光の像をイメージャ141上に結像する。
光ファイバーバンドル211は、縦横に多数の光ファイバが並んだものであり、光ファイバのピッチは8μmである。光ファイバーバンドル211のマイクロレンズアレイ111側の入射端面221は、マイクロレンズアレイ111の焦点面に配置されており、マイクロレンズアレイ111によって、入射端面221に、撮影レンズ131の絞り131sの像が結像する。光ファイバーバンドル211は、入射端面221から入射した光を伝送してリレーレンズ113側の射出端面223から射出する。リレーレンズ113は、光ファイバーバンドル211の射出端面223から射出された光の像をイメージャ141上に結像する。
図14は、光ファイバーバンドル211の光ファイバの入射端面221と、マイクロレンズアレイ111によって結像した撮影レンズ131の絞り131sの複数の像231a、231b、231c、231dと、の関係を示す正面図である。なお、図14では、入射端面221の一部を示している。
図14に示すように、撮影レンズ131の絞り131sの複数の像231a、231b、231c、231dは、2行2列(合計4本)の光ファイバに対応しており、これら4本の光ファイバが1つの絞りからの光線が入射する最小単位となる。ここで、図14に示す入射端面221においては、1列ごとに、撮影レンズ131の絞り131sの左側に相当する光ファイバ群221L、及び右側に相当する光ファイバ群221Rを配置している。
図14に示すように、撮影レンズ131の絞り131sの複数の像231a、231b、231c、231dは、2行2列(合計4本)の光ファイバに対応しており、これら4本の光ファイバが1つの絞りからの光線が入射する最小単位となる。ここで、図14に示す入射端面221においては、1列ごとに、撮影レンズ131の絞り131sの左側に相当する光ファイバ群221L、及び右側に相当する光ファイバ群221Rを配置している。
図15は、光ファイバーバンドル211の各射出端面から射出された光のリレーレンズ113による像と、イメージャ141の画素142と、の関係を示す正面図である。なお、図15では、画素142の一部を示している。
図15に示すように、リレーレンズ113によって光ファイバーバンドル211の射出端面223から射出された光の像223a、223b、223c、223d、223e、223f、223g、223h、223i、223j、223k、223l、223m、223n、223o、223pが、イメージャ141の撮像面141a上に結像している。
図15に示すように、リレーレンズ113によって光ファイバーバンドル211の射出端面223から射出された光の像223a、223b、223c、223d、223e、223f、223g、223h、223i、223j、223k、223l、223m、223n、223o、223pが、イメージャ141の撮像面141a上に結像している。
イメージャ141の画素142上では、図15に示すように、光ファイバーバンドル211の各射出面から射出された光の像は2行2列(合計4つ)の画素142に対応しており、これらの4画素が1つの光ファイバの像を取得する最小単位となる。図15に示す画素142においては、2列ごとに、撮影レンズ131の絞り131sの左側に相当する画素群142L、及び右側に相当する画素群142Rを配置している。図15において、像223a、223c、223e、223g、223i、223k、223m、223oは左側の絞りの像であり、像223b、223d、223f、223h、223j、223l、223n、223pは右側の絞りの像である。
第2実施形態に係るアタッチメントにおいても、第1実施形態に係るアタッチメントと同様に、撮影レンズ131の絞り131sの左側及び右側に相当する画素の信号を選択的に取り出せば、左右それぞれの視差画像を取得することができる。
次に、図13に示すマイクロレンズアレイ111及び光ファイバーバンドル211の数値実施例を以下に示す。なお、リレーレンズ113は第1実施形態と同一である。
<マイクロレンズアレイ111>
ピッチ:16 μm
焦点距離:21.9 μm
<マイクロレンズアレイ111>
ピッチ:16 μm
焦点距離:21.9 μm
<光ファイバーバンドル211>
ピッチ:8 μm
射出端面223からリレーレンズ113の前群113aの第1面113a1(光ファイバーバンドル211からの入射面)の面頂までの距離:20.54mm
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
ピッチ:8 μm
射出端面223からリレーレンズ113の前群113aの第1面113a1(光ファイバーバンドル211からの入射面)の面頂までの距離:20.54mm
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
以上のように、本発明に係るアタッチメントは、3D撮影が可能なイメージャを搭載していない従来のカメラに有用である。
101 アタッチメント
111 マイクロレンズアレイ
111c 凸面
111p 平面
112 マイクロレンズアレイ
112c 凸面
112p 平面
113 リレーレンズ
113a 前群
113b 後群
113s 絞り
121 像
122a、122b、122c、122d 像
123a、123b、123c、123d 像
123e、123f、123g、123h 像
131 撮影レンズ
131s 絞り
141 イメージャ(イメージセンサ)
141a 撮像面
142 画素
142L、142R 画素群
151 アタッチメント
152 撮影レンズ
153 カメラ
201 アタッチメント
211 光ファイバーバンドル
221 入射端面
221L、221R 光ファイバ群
223 射出端面
223a、223b、223c、223d 像
223e、223f、223g、223h 像
223i、223j、223k、223l 像
223m、223n、223o、223p 像
231a、231b、231c、231d 像
111 マイクロレンズアレイ
111c 凸面
111p 平面
112 マイクロレンズアレイ
112c 凸面
112p 平面
113 リレーレンズ
113a 前群
113b 後群
113s 絞り
121 像
122a、122b、122c、122d 像
123a、123b、123c、123d 像
123e、123f、123g、123h 像
131 撮影レンズ
131s 絞り
141 イメージャ(イメージセンサ)
141a 撮像面
142 画素
142L、142R 画素群
151 アタッチメント
152 撮影レンズ
153 カメラ
201 アタッチメント
211 光ファイバーバンドル
221 入射端面
221L、221R 光ファイバ群
223 射出端面
223a、223b、223c、223d 像
223e、223f、223g、223h 像
223i、223j、223k、223l 像
223m、223n、223o、223p 像
231a、231b、231c、231d 像
Claims (5)
- 撮影レンズとカメラの間に付加されるアタッチメントであって、
マイクロレンズアレイと光の伝送手段を有し、
前記マイクロレンズアレイは、前記撮影レンズの焦点面に配置され、
前記マイクロレンズアレイによって結像された前記撮影レンズの絞りの複数の像が前記光の伝送手段によってイメージセンサの複数の画素にそれぞれ伝送されることを特徴とするアタッチメント。 - 前記撮影レンズの絞りの複数の像のそれぞれに対して、左右に分割された別の画素として前記イメージセンサから読み出され、信号が出力されることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント。
- イメージセンサへの伝送手段は、前記マイクロレンズアレイより前記イメージセンサ側に配置されたリレーレンズを含み、前記リレーレンズは前群と後群からなり、前記リレーレンズのバックフォーカスが20mm以上であることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント。
- 前記イメージセンサへの伝送手段は、前記マイクロレンズアレイより前記イメージセンサ側に配置された光ファイバーバンドルを含むことを特徴とする請求項3に記載のアタッチメント。
- 前記マイクロレンズアレイを含む2つのマイクロレンズアレイを有し、これら2つのマイクロレンズアレイのうち、前記イメージセンサ側のマイクロレンズアレイは、前記撮影レンズによって前記撮影レンズ側のマイクロレンズアレイ上に集光された光を略平行光にすることを特徴とする請求項3に記載のアタッチメント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011270307A JP2013122505A (ja) | 2011-12-09 | 2011-12-09 | アタッチメント |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011270307A JP2013122505A (ja) | 2011-12-09 | 2011-12-09 | アタッチメント |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=48774500
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015115646A1 (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-06 | コニカミノルタ株式会社 | 複眼撮像光学系及び撮像装置 |
WO2018211603A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
WO2018211601A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | オリンパス株式会社 | 撮像装置および撮像システム |
JP2019082412A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
-
2011
- 2011-12-09 JP JP2011270307A patent/JP2013122505A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015115646A1 (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-06 | コニカミノルタ株式会社 | 複眼撮像光学系及び撮像装置 |
WO2018211603A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
WO2018211601A1 (ja) * | 2017-05-16 | 2018-11-22 | オリンパス株式会社 | 撮像装置および撮像システム |
US10819899B2 (en) | 2017-05-16 | 2020-10-27 | Olympus Corporation | Image acquisition device and image acquisition system |
US10852457B2 (en) | 2017-05-16 | 2020-12-01 | Olympus Corporation | Imaging device |
JP2019082412A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
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