JP2016142947A - Compound-eye imaging device - Google Patents

Compound-eye imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP2016142947A
JP2016142947A JP2015019321A JP2015019321A JP2016142947A JP 2016142947 A JP2016142947 A JP 2016142947A JP 2015019321 A JP2015019321 A JP 2015019321A JP 2015019321 A JP2015019321 A JP 2015019321A JP 2016142947 A JP2016142947 A JP 2016142947A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging
imaging optical
optical system
image
optical systems
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015019321A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016142947A5 (en
JP6576046B2 (en
Inventor
智暁 井上
Tomoaki Inoue
智暁 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2015019321A priority Critical patent/JP6576046B2/en
Publication of JP2016142947A publication Critical patent/JP2016142947A/en
Publication of JP2016142947A5 publication Critical patent/JP2016142947A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6576046B2 publication Critical patent/JP6576046B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain thinness of a compound-eye imaging device and miniaturization thereof in a front view.SOLUTION: A compound-eye imaging device 1 includes: a plurality of image formation optical systems mutually different in a focal length; and imaging means 10 that includes a plurality of shot areas shooting a plurality of object images formed by the plurality of image formation optical systems, respectively. The plurality of image formation optical systems includes: a plurality of first image formation optical systems 110a to 110d having an optical path bended by reflection; and a plurality of second image formation optical systems 120a to 120d having the optical path non-bended. Let an entire length of an optical system of the second image formation optical system with a longest entire length of the optical system among the plurality of second image formation optical systems be L, and respective focal lengths of the plurality of first image formation optical systems be fi, the plurality of first image formation optical systems satisfies a condition of 1.4≥L/fi.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、互いに焦点距離(画角)が異なる複数の結像光学系を有する複眼撮像装置に関する。   The present invention relates to a compound eye imaging apparatus having a plurality of imaging optical systems having different focal lengths (view angles).

上記のような複眼撮像装置として、特許文献1には、短い焦点距離の結像光学系(短焦点レンズ)と長い焦点距離の結像光学系(長焦点レンズ)とを備え、これらのレンズを通して被写体の同じ部分を含むように撮像する複眼撮像装置が開示されている。この複眼撮像装置では、短焦点レンズにより形成された被写体像を撮像して得られたワイド画像の一部に、長焦点レンズにより形成された被写体像を撮像して得られたズームアップ画像を嵌め込む。これにより、広い画角を有しつつも、ズームアップ画像部分が高い解像度を有する合成画像を得ることができる。   As a compound eye imaging apparatus as described above, Patent Document 1 includes an imaging optical system (short focal lens) having a short focal length and an imaging optical system (long focal lens) having a long focal length. A compound eye imaging device that captures an image so as to include the same part of a subject is disclosed. In this compound-eye imaging device, a zoom-up image obtained by imaging a subject image formed by a long focus lens is fitted to a part of a wide image obtained by imaging a subject image formed by a short focus lens. Include. Thereby, it is possible to obtain a composite image in which the zoomed-up image portion has a high resolution while having a wide angle of view.

また、このような複眼撮像装置において複数の結像光学系により光学的に得られる画角の間の画角に対応する画像をデジタルズーム等の画像処理技術によって生成することで、疑似的な連続ズーム機能を得る方法が知られている。ただし、特許文献1にて開示された複眼撮像装置で用いられている長焦点レンズは光路が直線的に延びるストレート光学系である。このため、撮像倍率を上げるために長焦点レンズの焦点距離を長くするほど撮像装置の厚みが増加する。   Further, in such a compound eye imaging apparatus, an image corresponding to an angle of view between the angles of view optically obtained by a plurality of imaging optical systems is generated by an image processing technique such as digital zoom, thereby enabling pseudo continuous zoom. There are known ways of obtaining functionality. However, the long focus lens used in the compound-eye imaging device disclosed in Patent Document 1 is a straight optical system in which the optical path extends linearly. For this reason, the thickness of the imaging device increases as the focal length of the long focal length lens is increased in order to increase the imaging magnification.

このような問題を解決するために、結像光学系の光軸を反射部材を用いて折り曲げる屈曲光学系を用いた撮像装置が知られている。特許文献2には、長焦点距離の結像光学系と短焦点距離の結像光学系とを有する複眼撮像装置の厚みを低減して薄型化するために、長焦点距離の結像光学系を屈曲光学系とする構成が開示されている。また、特許文献3には、複数(2から4)の結像光学系の全てを屈曲光学系とした複眼撮像装置が開示されている。   In order to solve such a problem, an imaging apparatus using a bending optical system that bends an optical axis of an imaging optical system using a reflecting member is known. Patent Document 2 discloses a long focal length imaging optical system in order to reduce the thickness of a compound eye imaging device having a long focal length imaging optical system and a short focal length imaging optical system. A configuration as a bending optical system is disclosed. Patent Document 3 discloses a compound eye imaging device in which all of a plurality (2 to 4) of imaging optical systems are bent optical systems.

特開2005−303694号公報JP 2005-303694 A 特開2011−55246号公報JP 2011-55246 A 特開2011−257770号公報JP 2011-257770 A

しかしながら、上述した合成画像として様々な画角の画像を生成したり、疑似的な連続ズーム機能による撮像倍率を広い範囲で可変としたりする等のために、複眼撮像装置に特許文献2,3の装置よりも多数(例えば、8や16)の結像光学系を設ける場合がある。このような複眼撮像装置において、単純に全ての結像光学系または短焦点距離以外の結像光学系を屈曲光学系とすると、隣り合う結像光学系同士の干渉を避けるために、これら結像光学系の入射面間の間隔を広げる必要が生ずる。この結果、複眼撮像装置の正面視(結像光学系の物体側からの光軸方向視)のサイズが増大したり、結像光学系間での視差が大きくなりすぎて撮像に使用する結像光学系の変更により画像内での被写体の位置が大きくずれたりする。   However, in order to generate images with various angles of view as the above-described composite image, or to change the imaging magnification by the pseudo continuous zoom function in a wide range, the compound eye imaging device is disclosed in Patent Documents 2 and 3. There may be a case where a larger number (for example, 8 or 16) of imaging optical systems than the apparatus is provided. In such a compound eye imaging apparatus, if all the imaging optical systems or imaging optical systems other than the short focal length are bent optical systems, these imaging systems are used in order to avoid interference between adjacent imaging optical systems. It becomes necessary to widen the distance between the incident surfaces of the optical system. As a result, the size of the compound eye imaging device when viewed from the front (viewed in the optical axis direction from the object side of the imaging optical system) increases, or the parallax between the imaging optical systems becomes too large, so that imaging is used for imaging. The position of the subject in the image is greatly shifted due to the change of the optical system.

本発明は、互いに焦点距離が異なる複数の結像光学系を含む多数の結像光学系を有しつつ、薄型化だけでなく正面視における小型化も図れ、さらには結像光学系間での視差を適切な範囲に収められるようにした複眼撮像装置を提供する。   The present invention has a large number of image forming optical systems including a plurality of image forming optical systems having different focal lengths, and can be reduced not only in thickness but also in a front view, and further between image forming optical systems. Provided is a compound eye imaging device which allows parallax to be within an appropriate range.

本発明の一側面としての複眼撮像装置は、互いに異なる焦点距離を有する複数の結像光学系と、複数の結像光学系により形成された複数の物体像をそれぞれ撮像する複数の撮像領域を含む撮像手段とを有する。複数の結像光学系は、反射によって光路が折り曲げられた複数の第1の結像光学系と、光路が折り曲げられていない複数の第2の結像光学系とを含む。複数の結像光学系の物体側からの光軸方向視において、複数の第2の結像光学系のうち少なくとも1つの第2の結像光学系の光軸が、複数の第1の結像光学系の光軸の位置を結ぶ線により囲まれた第1の領域内に配置され、各第1の結像光学系における光路の折り曲げ方向が、第1の領域の外側に向かう方向であって、かつ互いに同じ方向または反対方向であることを特徴とする。   A compound eye imaging device according to an aspect of the present invention includes a plurality of imaging optical systems having different focal lengths and a plurality of imaging regions that respectively capture a plurality of object images formed by the plurality of imaging optical systems. And imaging means. The plurality of imaging optical systems includes a plurality of first imaging optical systems whose optical paths are bent by reflection, and a plurality of second imaging optical systems whose optical paths are not bent. When viewed from the object side of the plurality of imaging optical systems, the optical axis of at least one second imaging optical system among the plurality of second imaging optical systems is the plurality of first imaging. The optical path is arranged in a first region surrounded by a line connecting the optical axis positions of the optical system, and the bending direction of the optical path in each first imaging optical system is a direction toward the outside of the first region. And in the same direction or in opposite directions.

また、本発明の他の一側面としての複眼撮像装置は、互いに異なる焦点距離を有する複数の結像光学系と、複数の結像光学系により形成された複数の物体像をそれぞれ撮像する複数の撮像領域を含む撮像手段とを有する。複数の結像光学系は、反射によって光路が折り曲げられた複数の第1の結像光学系と、光路が折り曲げられていない複数の第2の結像光学系とを含む。複数の第2の結像光学系のうち光学系全長が最も長い第2の結像光学系の光学系全長をLとし、複数の第1の結像光学系のそれぞれの焦点距離をfiとするとき、複数の第1の結像光学系は、
1.4≧L/fi
なる条件を満足することを特徴とする。
A compound eye imaging device according to another aspect of the present invention includes a plurality of imaging optical systems having different focal lengths and a plurality of object images formed by the plurality of imaging optical systems, respectively. Imaging means including an imaging region. The plurality of imaging optical systems includes a plurality of first imaging optical systems whose optical paths are bent by reflection, and a plurality of second imaging optical systems whose optical paths are not bent. The total length of the second imaging optical system having the longest optical system length among the plurality of second imaging optical systems is L, and the focal length of each of the plurality of first imaging optical systems is fi. When the plurality of first imaging optical systems is
1.4 ≧ L / fi
It satisfies the following condition.

本発明によれば、互いに焦点距離が異なる複数の結像光学系を含む多数の結像光学系を有する複眼撮像装置において、薄型化および光軸方向視(正面視)における小型化を図れるとともに、結像光学系間での視差を適切な範囲に収めることができる。   According to the present invention, in a compound eye imaging device having a large number of imaging optical systems including a plurality of imaging optical systems having different focal lengths, it is possible to reduce the thickness and size of the optical axis direction view (front view). The parallax between the imaging optical systems can be within an appropriate range.

本発明の実施例1である複眼カメラの構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a compound eye camera that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 実施例1の複眼カメラを光軸方向から見た図。The figure which looked at the compound eye camera of Example 1 from the optical axis direction. 実施例1の複眼カメラによる撮像により得られた画像を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an image obtained by imaging with the compound eye camera according to the first embodiment. 実施例1の複眼カメラのワイド光学系およびテレ光学系の断面図。2 is a cross-sectional view of a wide optical system and a tele optical system of the compound eye camera of Embodiment 1. FIG. 図4に示したワイド光学系およびテレ光学系の収差図。FIG. 5 is an aberration diagram of the wide optical system and the tele optical system illustrated in FIG. 4. 実施例1の複眼カメラで行われる画像合成処理を示すフローチャート。3 is a flowchart illustrating image composition processing performed by the compound eye camera according to the first exemplary embodiment. 実施例1の複眼カメラでの広画角側画像合成に用いる画像を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating an image used for wide-angle image synthesis with the compound-eye camera according to the first embodiment. 実施例1の複眼カメラで用いられる対応領域抽出手法を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining a corresponding region extraction method used in the compound eye camera according to the first embodiment. 実施例1の複眼カメラでの望遠側画像合成に用いる画像を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an image used for telephoto side image synthesis with the compound-eye camera according to the first embodiment. 実施例1の複眼カメラで行われる中間画角画像生成処理を示すフローチャート。3 is a flowchart illustrating intermediate angle-of-view image generation processing performed by the compound eye camera according to the first exemplary embodiment. 実施例1の複眼カメラにおける距離情報算出処理を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating distance information calculation processing in the compound eye camera according to the first exemplary embodiment. 本発明の実施例2である複眼カメラを光軸方向から見た図。The figure which looked at the compound eye camera which is Example 2 of the present invention from the optical axis direction. 実施例2の複眼カメラのワイド光学系、ワイドミドル光学系、テレミドル光学系およびテレ光学系の断面図。Sectional drawing of the wide optical system of the compound eye camera of Example 2, a wide middle optical system, a tele middle optical system, and a tele optical system. 図13に示したワイド光学系、ワイドミドル光学系、テレミドル光学系およびテレ光学系の収差図。FIG. 14 is an aberration diagram of the wide optical system, the wide middle optical system, the tele middle optical system, and the tele optical system illustrated in FIG. 13. 本発明の実施例3の複眼カメラのワイド光学系、ワイドミドル光学系、テレミドル光学系およびテレ光学系の断面図。Sectional drawing of the wide optical system of the compound eye camera of Example 3 of this invention, a wide middle optical system, a tele middle optical system, and a tele optical system. 図15に示した複眼カメラのワイド光学系、ワイドミドル光学系、テレミドル光学系およびテレ光学系の収差図。FIG. 16 is an aberration diagram of the wide optical system, wide middle optical system, telemiddle optical system, and tele optical system of the compound-eye camera illustrated in FIG. 15. 本発明の実施例4である複眼カメラのワイド光学系およびテレ光学系の断面図。Sectional drawing of the wide optical system and tele optical system of a compound eye camera which is Example 4 of this invention. 図17に示したワイド光学系およびテレ光学系の収差図。FIG. 18 is an aberration diagram of the wide optical system and the tele optical system illustrated in FIG. 17. 異なる視点からの撮像を説明する図。The figure explaining the imaging from a different viewpoint. 画像内の被写体位置ずれを説明する図。The figure explaining the subject position shift in an image.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

具体的な実施例の説明に先立って、本発明の実施例において共通する事項について説明する。実施例の複眼撮像装置(以下、複眼カメラという)は、焦点距離(画角)が離散的に異なる複数の単焦点結像光学系を用いて連続的なズーム効果を実現する。具体的には、複数の結像光学系のそれぞれを通した撮像により得られた複数の撮像画像間の中間画角の画像を、その中間画角に近い画角の撮像画像の一部をトリミングして拡大するデジタルズーム処理により補間することで、擬似的な連続ズーム効果を得る。単焦点結像光学系のみを用いて連続ズーム効果を得ることができるので、ズーム駆動機構を必要せず、薄型の複眼カメラを構成することができる。実施例では、このデジタルズーム処理を、中間画角画像生成処理ともいう。   Prior to the description of the specific embodiments, common items in the embodiments of the present invention will be described. The compound-eye imaging apparatus (hereinafter referred to as a compound-eye camera) according to the embodiment realizes a continuous zoom effect using a plurality of single-focus imaging optical systems having discretely different focal lengths (field angles). Specifically, an image with an intermediate angle of view between a plurality of captured images obtained by imaging through each of a plurality of imaging optical systems is trimmed from a part of the captured image with an angle of view close to the intermediate angle of view. A pseudo continuous zoom effect is obtained by interpolating with a digital zoom process that expands. Since a continuous zoom effect can be obtained using only a single focus imaging optical system, a thin compound eye camera can be configured without requiring a zoom drive mechanism. In the embodiment, this digital zoom processing is also referred to as intermediate angle of view image generation processing.

また、実施例の複眼カメラでは、デジタルズーム処理により得られた中間画角の画像の一部に、その中間画角よりも狭い画角(長い焦点距離)の結像光学系を通して得られた撮像画像を嵌め込む異画角画像合成処理も行う。これにより、嵌め込んだ画像部分の解像度が高く、他の画像部分の解像度は低いものの広い画角を有する中間画角画像を得ることができる。   In the compound eye camera of the embodiment, a captured image obtained through an imaging optical system having an angle of view (long focal length) narrower than the intermediate angle of view on a part of the image of the intermediate angle of view obtained by the digital zoom process. A different angle-of-view image combining process is also performed. As a result, an intermediate angle of view image having a wide angle of view can be obtained although the resolution of the inserted image portion is high and the resolution of the other image portions is low.

これら中間画角画像生成処理や異画角画像合成処理では、得たい画角の画像の合成に用いる画像をその画角に近い画角を有する結像光学系を通して取得する。このため、1つの画角の結像光学系を通して得られた画像から単純にデジタルズームのみによって画角を変化させる場合に比べて高いズーム比を得つつも高画質の画像を生成することができる。   In these intermediate angle-of-view image generation processing and different angle-of-view angle image synthesis processing, an image used to synthesize an image with the desired angle of view is acquired through an imaging optical system having an angle of view close to that angle of view. For this reason, it is possible to generate a high-quality image while obtaining a high zoom ratio as compared with a case where the angle of view is simply changed only by digital zoom from an image obtained through the imaging optical system of one angle of view.

さらに、実施例の複眼カメラでは、焦点距離が長い結像光学系(以下、テレ光学系ともいう)内に光路を折り曲げるための反射部材を配置することで、テレ光学系を屈曲光学系としている。これにより、複眼カメラの厚みの低減、すなわち薄型化を図っている。   Further, in the compound eye camera of the embodiment, the tele optical system is a bending optical system by disposing a reflecting member for bending the optical path in an imaging optical system (hereinafter also referred to as a tele optical system) having a long focal length. . Thereby, the thickness of the compound eye camera is reduced, that is, the thickness is reduced.

ただし、実施例の複眼カメラは、4より多い複数(実施例1では8、実施例2では16)の結像光学系を有する。この場合に、単純に全ての結像光学系を屈曲光学系とすると、隣り合う結像光学系同士の干渉を避けるために、これら結像光学系の入射面間の間隔を広げる必要がある。また、実施例では、3種類以上の焦点距離の結像光学系を多数有する場合がある(実施例2では4種類の焦点距離の結像光学系を16有する)。この場合に単純に最も焦点距離が短い結像光学系以外の結像光学系を全て屈曲光学系としても、同様に結像光学系の入射面間の間隔を広げる必要が生ずる可能性が高い。この結果、複眼カメラの正面視(結像光学系の物体側からの光軸方向視)のサイズが増大する。   However, the compound-eye camera of the embodiment has a plurality of imaging optical systems (8 in the first embodiment and 16 in the second embodiment) that are more than four. In this case, if all the imaging optical systems are simply bent optical systems, it is necessary to widen the interval between the entrance surfaces of these imaging optical systems in order to avoid interference between adjacent imaging optical systems. Further, in the embodiment, there may be many imaging optical systems having three or more types of focal lengths (in the second embodiment, 16 imaging optical systems having four types of focal lengths are provided). In this case, even if all the imaging optical systems other than the imaging optical system having the shortest focal length are simply bent optical systems, there is a high possibility that it is necessary to increase the interval between the entrance surfaces of the imaging optical system. As a result, the size of the compound eye camera viewed from the front (viewed in the optical axis direction from the object side of the imaging optical system) increases.

さらに、結像光学系の入射面間の間隔が広がると、結像光学系間での視差が大きくなりすぎて、撮像に使用する結像光学系の変更により画像内での被写体の位置が大きくずれ、中間画角画像生成処理や異画角画像合成処理を良好に行えなくなる。このことについて、図19および図20を用いて説明する。   Furthermore, if the distance between the entrance surfaces of the imaging optical system is widened, the parallax between the imaging optical systems becomes too large, and the position of the subject in the image increases due to the change of the imaging optical system used for imaging. Misalignment, intermediate view angle image generation processing and different view angle image composition processing cannot be performed satisfactorily. This will be described with reference to FIGS. 19 and 20.

図19には、被写体Aと、被写体Bと、これら被写体A,Bを撮像する撮像ユニットC1,C2,C3とを示している。各撮像ユニットは、結像光学系とこの結像光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子と含む。被写体Aは各撮像ユニットから被写体距離Laだけ離れており、被写体Bは各撮像ユニットから被写体距離Lb(>La)だけ離れている。撮像ユニットC1,C2,C3はそれらの結像光学系の光軸に直交する方向に互いにある距離(基線長)だけ離間して配置されている。このため、これら撮像ユニットC1,C2,C3により得られる画像間には視差がある。   FIG. 19 shows a subject A, a subject B, and imaging units C1, C2, and C3 that capture the subjects A and B. Each imaging unit includes an imaging optical system and an imaging element that captures a subject image formed by the imaging optical system. Subject A is separated from each imaging unit by subject distance La, and subject B is separated from each imaging unit by subject distance Lb (> La). The imaging units C1, C2, and C3 are arranged apart from each other by a certain distance (base line length) in a direction orthogonal to the optical axis of the imaging optical system. For this reason, there is a parallax between images obtained by these imaging units C1, C2, and C3.

図20(a),(b),(c)にはそれぞれ、撮像ユニットC1,C2,C3による撮像により得られる画像を示している。これらの図から分かるように、基線長と被写体距離とに応じた幾何学的な関係により、画像内での被写体A,Bの位置がそれぞれ異なる量ずつずれる。つまり、視点に応じて画像上の被写体の位置が移動する。   20A, 20B, and 20C show images obtained by imaging by the imaging units C1, C2, and C3, respectively. As can be seen from these figures, the positions of the subjects A and B in the image are shifted by different amounts due to the geometric relationship according to the base line length and the subject distance. That is, the position of the subject on the image moves according to the viewpoint.

このため、実施例の複眼カメラでは、画角と視点が異なる結像光学系を用いて画像内での被写体位置のずれを低減しつつ画角の変更を行えるように、以下の構成を有する。   For this reason, the compound-eye camera of the embodiment has the following configuration so that the angle of view can be changed while reducing the displacement of the subject position in the image using an imaging optical system having a different angle of view and viewpoint.

実施例の複眼カメラは、互いに異なる画角を有する複数の結像光学系として、第1の画角を有する複数の第1の結像光学系と、第1の画角よりも広い第2の画角を有する複数の第2の結像光学系とを含む。言い換えれば、複数の第1の結像光学系は第1の焦点距離を有し、複数の第2の結像光学系は第1の焦点距離よりも短い第2の焦点距離を有する。そして、物体側からの光軸方向視(以下、正面視ともいう)において、複数の第1の結像光学系のそれぞれの光軸の位置を結ぶ線によって囲まれた第1の領域内に複数の第2の結像光学系のうち少なくとも1つの第2の結像光学系の光軸が配置されている。この構成によれば、第1の領域内に光軸が配置された第2の結像光学系を通して得られた画像を基準として、複数の第1の結像光学系を通して得られた画像のそれぞれの視点位置を精度良く変更することができる。このため、画角の変更に伴う画像上での被写体の位置ずれ(被写体位置ずれ)を容易に低減することができる。   The compound-eye camera of the embodiment includes a plurality of first imaging optical systems having a first angle of view and a second wider than the first angle of view as a plurality of imaging optical systems having different angles of view. A plurality of second imaging optical systems having an angle of view. In other words, the plurality of first imaging optical systems have a first focal length, and the plurality of second imaging optical systems have a second focal length shorter than the first focal length. Then, when viewed from the object side in the direction of the optical axis (hereinafter also referred to as front view), a plurality of elements are included in a first region surrounded by a line connecting the positions of the optical axes of the plurality of first imaging optical systems. The optical axis of at least one second imaging optical system is arranged in the second imaging optical system. According to this configuration, each of the images obtained through the plurality of first imaging optical systems is based on the image obtained through the second imaging optical system in which the optical axis is disposed in the first region. Can be changed with high accuracy. For this reason, it is possible to easily reduce the subject position shift (subject position shift) on the image due to the change in the angle of view.

また、実施例では、上記複数の第1の結像光学系を、反射部材による反射により光路が折り曲げられた屈曲光学系としている。一方、上記複数の第2の結像光学系を、光路が折り曲げられておらず直線状に延びるストレート光学系としている。そして、各第1の結像光学系(屈曲光学系)における光路の折り曲げ方向を、第1の領域の外側に向かう方向であって、かつ互いに同じ方向きまたは反対方向としている。さらに言えば、各第1の結像光学系における光路の折り曲げ方向を、該第1の結像光学系に隣り合う第2の結像光学系の側とは異なる方向としている。これにより、多数(例えば、4より多い数)の結像光学系を有しつつ、薄型化だけでなく正面視における小型化も図れ、さらには結像光学系間での視差を適切な範囲に収めることができる。   In the embodiment, the plurality of first imaging optical systems are bent optical systems in which the optical path is bent by reflection by a reflecting member. On the other hand, the plurality of second imaging optical systems are straight optical systems that extend linearly without bending the optical path. The bending direction of the optical path in each first imaging optical system (bending optical system) is a direction toward the outside of the first region, and is the same direction or opposite direction. Furthermore, the direction of bending of the optical path in each first imaging optical system is different from the side of the second imaging optical system adjacent to the first imaging optical system. As a result, while having a large number (for example, more than 4) of imaging optical systems, it is possible not only to reduce the thickness but also to reduce the size of the front view, and to set the parallax between the imaging optical systems within an appropriate range. Can fit.

また、この効果をより確実に得るために、実施例では、複数の第1の結像光学系を以下の条件を満足する光学系としている。すなわち、複数の第2の結像光学系(ストレート光学系)のうち光学系全長が最も長い第2の結像光学系の光学系全長をLとし、複数の第1の結像光学系(屈折光学系)のそれぞれの焦点距離をfiとする。このとき、複数の第1の結像光学系は、
1.4≧L/fi (1)
なる条件を満足する。
In order to obtain this effect more reliably, in the embodiment, the plurality of first imaging optical systems are optical systems that satisfy the following conditions. That is, the total length of the second imaging optical system having the longest optical system length among the plurality of second imaging optical systems (straight optical systems) is L, and the plurality of first imaging optical systems (refractions). Let each focal length of the optical system) be fi. At this time, the plurality of first imaging optical systems are
1.4 ≧ L / fi (1)
Satisfy the following conditions.

式(1)の条件は、カメラ全体としての高倍率化を実現する際に、屈曲光学系とすることで結像性能とカメラの薄型化とを両立するために効果的な結像光学系を選定するための条件である。式(1)の条件を満足する結像光学系がストレート光学系として構成された場合、長い焦点距離を有する結像光学系の光学系全長(レンズ全長)が長くなるため、複眼カメラの厚みが増大する。ここで、光学系全長は、最も物体側のレンズ面から最終レンズ面までの距離に、最終レンズ面から近軸像面までの距離を空気換算した値(バックフォーカス)を加えた値と定義する。   The condition of the expression (1) is that an imaging optical system effective for achieving both imaging performance and thinning of the camera by using a bending optical system when realizing a high magnification as a whole camera. This is a condition for selection. When the imaging optical system that satisfies the condition of formula (1) is configured as a straight optical system, the total length of the imaging optical system (lens total length) having a long focal length becomes long. Increase. Here, the total length of the optical system is defined as a value obtained by adding a value (back focus) in which the distance from the final lens surface to the paraxial image surface is converted into air, to the distance from the lens surface closest to the object side to the final lens surface. .

長い焦点距離を有する結像光学系を構成するレンズの屈折力を強くすれば、光学系全長を短縮することは可能であるが、色収差、コマ収差および像面彎曲などの諸収差の補正が困難となり、結像性能が低下する。また、式(1)の条件を満足しない結像光学系を反射部材を含む屈曲光学系とすると、結像光学系自体が大型化してしまい複眼カメラの厚みの低減効果を得ることが難しい。特に短い焦点距離を有する結像光学系では、最も物体側のレンズの径や反射部材の近傍に配置されたレンズの径が増大するため、屈曲光学系として構成した場合に複眼カメラの厚みを増加させる。   If the refractive power of the lens constituting the imaging optical system having a long focal length is increased, the total length of the optical system can be shortened, but it is difficult to correct various aberrations such as chromatic aberration, coma aberration, and field curvature. As a result, the imaging performance deteriorates. Further, if the imaging optical system that does not satisfy the condition of the expression (1) is a bending optical system including a reflecting member, the imaging optical system itself becomes large and it is difficult to obtain the effect of reducing the thickness of the compound eye camera. Especially in an imaging optical system with a short focal length, the diameter of the lens closest to the object side and the diameter of the lens arranged in the vicinity of the reflecting member increase, so the thickness of the compound eye camera increases when configured as a bending optical system. Let

なお、式(1)の数値範囲を次のように設定するとさらに良い。
1.2≧L/fi (1a)
1.0≧L/fi (1b)
0.8≧L/fi (1c)
以上の構成を有する実施例の複眼カメラでは、互いに焦点距離が異なる複数の結像光学系を含む多数の結像光学系を有しつつ、カメラ全体としての高倍率化と、各結像光学系の良好な結像性能と、カメラの薄型化とを実現することができる。
Note that it is better to set the numerical range of the expression (1) as follows.
1.2 ≧ L / fi (1a)
1.0 ≧ L / fi (1b)
0.8 ≧ L / fi (1c)
The compound-eye camera of the embodiment having the above-described configuration has a large number of imaging optical systems including a plurality of imaging optical systems having different focal lengths, and increases the magnification of the entire camera, and each imaging optical system. It is possible to achieve good imaging performance and a thinner camera.

以下、具体的な実施例1〜4について説明する。   Hereinafter, specific examples 1 to 4 will be described.

図1には、本実施例の複眼カメラ1の全体構成を示している。複眼カメラ1は、結像光学部100と、撮像ユニット(撮像手段)10と、A/D変換器11と、画像処理部12と、情報入力部16と、撮像制御部17と、画像記録媒体18と、システムコントローラ19と、表示部(表示手段)20とを有する。さらに、複眼カメラ1は、距離情報算出部(距離算出手段)21も有する。   FIG. 1 shows an overall configuration of a compound eye camera 1 of the present embodiment. The compound eye camera 1 includes an imaging optical unit 100, an imaging unit (imaging means) 10, an A / D converter 11, an image processing unit 12, an information input unit 16, an imaging control unit 17, and an image recording medium. 18, a system controller 19, and a display unit (display means) 20. Furthermore, the compound eye camera 1 also has a distance information calculation unit (distance calculation means) 21.

複眼カメラ1は、結像光学部100が一体に設けられた結像光学系一体型のカメラであってもよいし、結像光学部100がカメラ本体に対して着脱(交換)が可能な結像光学系交換型のカメラであってもよい。本実施例の複眼カメラ1は、結像光学系一体型のカメラとする。また、図1の結像光学部100には、後述する結像光学系を光軸に直交する方向から見た構成を簡略化して図示している。   The compound eye camera 1 may be an imaging optical system-integrated camera in which the imaging optical unit 100 is integrally provided, or the imaging optical unit 100 is detachable (replaceable) from the camera body. An image optical system exchange type camera may be used. The compound eye camera 1 of the present embodiment is an imaging optical system integrated camera. Further, the imaging optical unit 100 of FIG. 1 shows a simplified configuration of an imaging optical system, which will be described later, as viewed from a direction orthogonal to the optical axis.

図2には、本実施例における結像光学部100を正面視(物体側からの光軸方向視)にて示している。結像光学部100は、複数(本実施例では8)の結像光学系110a,110b,110c,110d,120a,120b,120c,120dを有する。これら複数の結像光学系110a〜110d,120a〜120dは、それぞれの光軸に直交する2次元方向に互いに離間して配置されている。また、これら結像光学系110a〜110d,120a〜120dの光軸は物体側に互いに平行に延びている。   FIG. 2 shows the imaging optical unit 100 according to the present embodiment in front view (viewed in the optical axis direction from the object side). The imaging optical unit 100 includes a plurality (eight in this embodiment) of imaging optical systems 110a, 110b, 110c, 110d, 120a, 120b, 120c, and 120d. The plurality of image forming optical systems 110a to 110d and 120a to 120d are arranged apart from each other in a two-dimensional direction orthogonal to the respective optical axes. The optical axes of the imaging optical systems 110a to 110d and 120a to 120d extend parallel to each other on the object side.

第1の結像光学系110a〜110dは、第1の焦点距離に対応する第1の画角θを有する。以下の説明では、これら第1の結像光学系110a〜110dをまとめて第1の結像光学系群ともいう。第1の画角θは、本実施例の複眼カメラにおいて最も狭い画角である望遠端画角に相当する。また、第2の結像光学系120a〜120dは、第1の焦点距離よりも短い第2の焦点距離に対応した、第1の画角θよりも広い第2の画角θを有する。以下の説明では、これら第2の結像光学系120a〜120dをまとめて第2の結像光学系群ともいう。第2の画角θは、本実施例の複眼カメラにおいて最も広い画角である広角端画角に相当する。 The first imaging optical system 110a~110d includes a first field angle theta 1 corresponding to the first focal length. In the following description, the first imaging optical systems 110a to 110d are collectively referred to as a first imaging optical system group. The first field angle θ 1 corresponds to the telephoto end field angle that is the narrowest field angle in the compound-eye camera of the present embodiment. The second imaging optical system 120a~120d has corresponding short second focal length than the first focal length, a second field angle theta 2 wider than the first field angle theta. In the following description, the second imaging optical systems 120a to 120d are collectively referred to as a second imaging optical system group. The second field angle θ 2 corresponds to the wide-angle end field angle that is the widest field angle in the compound-eye camera of the present embodiment.

本実施例では、垂直方向に並んだ2つの第1の結像光学系110a〜110dと垂直方向に並んだ2つの第2の結像光学系120a〜120dとが水平方向に(図2中の左から右に)交互に配置されている。これにより、結像光学系群が水平4眼×垂直2眼のマトリックス状に配置された複眼を構成している。   In the present embodiment, two first imaging optical systems 110a to 110d arranged in the vertical direction and two second imaging optical systems 120a to 120d arranged in the vertical direction are arranged in the horizontal direction (in FIG. 2). Alternating from left to right. Thus, a compound eye is configured in which the imaging optical system group is arranged in a matrix of horizontal 4 eyes × vertical 2 eyes.

さらに、第1の結像光学系110a〜110dはそれぞれ、図2中に点線で示される方向に光路が折り曲げられた屈曲光学系として構成されている。このように望遠端画角を有する第1の結像光学系110a〜110dを屈曲光学系とすることで、複眼カメラ1の厚みを低減することができる。   Further, each of the first imaging optical systems 110a to 110d is configured as a bending optical system in which an optical path is bent in a direction indicated by a dotted line in FIG. Thus, the thickness of the compound eye camera 1 can be reduced by using the first imaging optical systems 110a to 110d having the telephoto end angle of view as bending optical systems.

しかも、第1の結像光学系110a〜110dを水平4眼×垂直2眼の結像光学系群の外周部に配置し、それらの光路の折り曲げ方向をこれらに隣り合う第2の結像光学系120a〜120dの側とは異なる方向としている。これにより、第1の結像光学系110a〜110dの光路を折り曲げるための空間を確保しつつ、全ての結像光学系110a〜110d, 120a〜120dを高密度に配置することが可能となる。この結果、複眼カメラ1の水平方向のサイズ(横幅)を小さくすることができるだけでなく、異なる画角での撮像における被写体位置ずれや被写体の変形を低減することができる。被写体位置ずれや被写体の変形を低減することにより、後述する画像合成処理を容易に行うことが可能となる。   In addition, the first imaging optical systems 110a to 110d are arranged on the outer peripheral portion of the horizontal four eyes × vertical two eyes imaging optical system group, and the second imaging optics adjacent to these optical paths in the bending direction. The direction is different from the side of the systems 120a to 120d. Accordingly, it is possible to arrange all the imaging optical systems 110a to 110d and 120a to 120d with high density while securing a space for bending the optical paths of the first imaging optical systems 110a to 110d. As a result, not only can the horizontal size (horizontal width) of the compound eye camera 1 be reduced, but also object position shift and object deformation during imaging at different angles of view can be reduced. By reducing the subject position shift and the subject deformation, it is possible to easily perform an image composition process to be described later.

撮像ユニット10は、8つの結像光学系110a〜110d,120a〜120dのそれぞれに対応する(すなわち、結像光学系ごとに設けられた)撮像領域を構成する8つの撮像素子10a〜10hを有する。各撮像素子は、対応する結像光学系により形成された光学像としての被写体像(物体像)を光電変換してアナログ撮像信号を出力する。アナログ撮像信号は、A/D変換器11によってデジタル撮像信号に変換され、該デジタル撮像信号は画像処理部12に入力される。   The imaging unit 10 includes eight imaging elements 10a to 10h constituting imaging regions corresponding to the eight imaging optical systems 110a to 110d and 120a to 120d (that is, provided for each imaging optical system). . Each imaging device photoelectrically converts a subject image (object image) as an optical image formed by a corresponding imaging optical system and outputs an analog imaging signal. The analog imaging signal is converted into a digital imaging signal by the A / D converter 11, and the digital imaging signal is input to the image processing unit 12.

画像処理部12は、デジタル撮像信号に対して画素補間処理や色変換処理等の各種画像処理を行って画像を生成する。これにより、8つの結像光学系110a〜110d,120a〜120dのそれぞれを通した撮像により8つの画像を生成することができる。画像処理部12は、生成した画像に対するデジタルズーム処理等も行う。画像処理部12にて処理された画像は、システムコントローラ19に送られる。   The image processing unit 12 performs various image processing such as pixel interpolation processing and color conversion processing on the digital imaging signal to generate an image. Thereby, eight images can be generated by imaging through each of the eight imaging optical systems 110a to 110d and 120a to 120d. The image processing unit 12 also performs digital zoom processing and the like on the generated image. The image processed by the image processing unit 12 is sent to the system controller 19.

画像処理部12には、画像合成部(画像合成手段)13と、中間画角画像生成部(画像生成手段)14と、プレビュー画像生成部15とが設けられている。   The image processing unit 12 includes an image composition unit (image composition unit) 13, an intermediate angle of view image generation unit (image generation unit) 14, and a preview image generation unit 15.

画像合成部13は、第1の結像光学系110a〜110dのそれぞれを通した撮像により得られた4つの画像を互いの画素をずらして合成し、図3に示す第1の合成画像(画素ずらし合成画像)110を生成する。また、画像合成部13は、第2の結像光学系120a〜120dのそれぞれを通した撮像により得られた4つの画像を互いの画素をずらして合成し、図3に示す第1の合成画像110よりも広い撮像画角の第2の合成画像(画素ずらし合成画像)120を生成する。以下の説明において、「結像光学系を通した撮像により得られた」を、単に「結像光学系を通して得られた」という。   The image synthesizing unit 13 synthesizes four images obtained by imaging through each of the first imaging optical systems 110a to 110d by shifting the pixels from each other, and the first synthesized image (pixels) shown in FIG. A shifted composite image) 110 is generated. Further, the image composition unit 13 composes the four images obtained by imaging through the second imaging optical systems 120a to 120d by shifting the pixels from each other, and the first composite image shown in FIG. A second composite image (pixel-shifted composite image) 120 having an imaging angle of view wider than 110 is generated. In the following description, “obtained by imaging through the imaging optical system” is simply referred to as “obtained through the imaging optical system”.

ここで、図2には、第1の結像光学系110a〜110dの光軸の位置を垂直方向と水平方向に延びる実線(直線)で結んでおり、この実線で囲まれた領域を第1の領域とする。また、第2の結像光学系120a〜120dの光軸の位置を垂直方向と水平方向に延びる破線(直線)で結んでおり、この破線で囲まれた領域を第2の領域とする。なお、図2では、実線と破線が見やすいように、破線を第2の結像光学系120a〜120dの光軸の位置から若干ずらして示している。   Here, in FIG. 2, the positions of the optical axes of the first imaging optical systems 110 a to 110 d are connected by a solid line (straight line) extending in the vertical direction and the horizontal direction, and a region surrounded by the solid line is a first line. The area is Further, the positions of the optical axes of the second imaging optical systems 120a to 120d are connected by a broken line (straight line) extending in the vertical direction and the horizontal direction, and a region surrounded by the broken line is defined as a second region. In FIG. 2, the broken lines are slightly shifted from the positions of the optical axes of the second imaging optical systems 120 a to 120 d so that the solid lines and the broken lines are easy to see.

この図から分かるように、本実施例では、第1の領域内に複数の第2の結像光学系120a〜120dのうち1つの第2の結像光学系(特定の第2の結像光学系)120cの光軸が配置されている。以下、この第2の結像光学系120cからの視点を基準視点RPとし、第2の結像光学系120cを基準光学系ともいう。このような配置関係を持つことで、第1の結像光学系110a〜110dを通して得られた4つの画像を合成して第1の合成画像を生成する際に、基準視点RPとなる基準光学系120cを通して得られた画像を合成の基準(基準画像)として使用することができる。   As can be seen from this figure, in the present embodiment, one second imaging optical system (specific second imaging optics) among the plurality of second imaging optical systems 120a to 120d in the first region. System) 120c optical axis is arranged. Hereinafter, the viewpoint from the second imaging optical system 120c is referred to as a reference viewpoint RP, and the second imaging optical system 120c is also referred to as a reference optical system. With this arrangement relationship, the reference optical system that becomes the reference viewpoint RP when the four images obtained through the first imaging optical systems 110a to 110d are combined to generate the first combined image. The image obtained through 120c can be used as a composite reference (reference image).

画像合成部13は、この基準画像を用いた後述するブロックマッチング法等の対応点探索手法を用いて、同一画角を有する結像光学系を通して得られた画像同士または互いに異なる画角を有する結像光学系を通して得られた画像同士を合成する。これにより、全ての撮像画角に対応する合成画像を仮想的に基準視点RPからの撮像により得られた画像として生成することができる。この結果、第2の結像光学系群を通した第2の合成画像120の撮像状態から第1の結像光学系群を通した第1の合成画像110への撮像状態へと撮像画角の変更(ズーミング)を行った際の合成画像110,120間での被写体位置ずれを低減することができる。   The image synthesizing unit 13 uses corresponding point search methods such as a block matching method, which will be described later, using this reference image, and images obtained through an imaging optical system having the same angle of view or images having different angles of view. The images obtained through the image optical system are synthesized. As a result, a composite image corresponding to all the imaging angles of view can be virtually generated as an image obtained by imaging from the reference viewpoint RP. As a result, the imaging angle of view from the imaging state of the second composite image 120 through the second imaging optical system group to the imaging state of the first composite image 110 through the first imaging optical system group. The object position shift between the composite images 110 and 120 when the change (zooming) is performed can be reduced.

中間画角画像生成部14は、第1および第2の結像光学系群が離散的に有する異なる画角の間の画角(中間画角)を補間するための中間画角画像を生成する。中間画角画像の生成方法としては、複数画像を用いた高解像度化処理を行う超解像処理を用いることができる。超解像処理には、ML(Maximum-Likelihood)法、MAP(Maximum A Posterior)法、POCS(Projection Onto Convex Set)法、IBP(Iterative Back Projection)法、LR(Lucy-Richardson)法等を用いることができる。さらに本実施例では、デジタルズームによって得られる画像の一部領域に望遠レンズに相当する第1の結像光学系群を通して得られる望遠画像を合成する(嵌め込む)。これにより、該一部領域の解像度が高く、かつその他の領域の解像度は低いが中間画角の画像を得ることができる異画角画像合成処理を行う。   The intermediate angle-of-view image generation unit 14 generates an intermediate angle-of-view image for interpolating the angle of view (intermediate angle of view) between different angles of view that the first and second imaging optical system groups have discretely. . As a method for generating an intermediate angle-of-view image, a super-resolution process that performs a resolution enhancement process using a plurality of images can be used. For super-resolution processing, ML (Maximum-Likelihood) method, MAP (Maximum A Posterior) method, POCS (Projection Onto Convex Set) method, IBP (Iterative Back Projection) method, LR (Lucy-Richardson) method, etc. are used. be able to. Further, in this embodiment, the telephoto image obtained through the first imaging optical system group corresponding to the telephoto lens is synthesized (inserted) into a partial region of the image obtained by the digital zoom. As a result, a different angle-of-view image synthesis process is performed in which an image with an intermediate angle of view can be obtained although the resolution of the partial region is high and the resolution of other regions is low.

プレビュー画像生成部15は、基準光学系120cを通して得られた基準画像からプレビュー画像を生成する。ユーザから画角の変更が指示された場合、基準視点RPとなる基準光学系120cを通して得られた画像をトリミングして表示部20に拡大表示することで、常に同一視点からの画像をプレビュー画像として表示することができる。   The preview image generation unit 15 generates a preview image from the reference image obtained through the reference optical system 120c. When a change in the angle of view is instructed by the user, an image obtained through the reference optical system 120c serving as the reference viewpoint RP is trimmed and enlarged and displayed on the display unit 20, so that an image from the same viewpoint is always used as a preview image. Can be displayed.

情報入力部16は、ユーザが所望の撮像条件(絞り値や露出時間等)を選択して入力する情報を検知してシステムコントローラ19にそのデータを供給する。撮像制御部17は、システムコントローラからの情報に基づいて、各結像光学系に含まれるフォーカスレンズ(図示せず)を光軸方向に移動させ、また各結像光学系の絞り値を制御し、さらに撮像ユニット10での露出時間を制御することで必要な画像を取得する。   The information input unit 16 detects information input by the user selecting desired imaging conditions (aperture value, exposure time, etc.) and supplies the data to the system controller 19. The imaging control unit 17 moves a focus lens (not shown) included in each imaging optical system in the optical axis direction based on information from the system controller, and controls the aperture value of each imaging optical system. Furthermore, a necessary image is acquired by controlling the exposure time in the imaging unit 10.

画像記録媒体18は、複数の静止画や動画を格納したり、画像ファイルを構成する場合にはファイルヘッダを格納したりする。   The image recording medium 18 stores a plurality of still images and moving images, and stores a file header when configuring an image file.

表示部20は、前述したようにプレビュー画像を表示したり、撮像により得られた画像や、メニュー画面や、現在選択されている画角(焦点距離)の情報等を表示したりする。表示部20は、液晶パネル等の表示素子を含む。   As described above, the display unit 20 displays a preview image, displays an image obtained by imaging, a menu screen, information on a currently selected angle of view (focal length), and the like. The display unit 20 includes a display element such as a liquid crystal panel.

距離情報算出部21は、基準画像選択部22と、対応点抽出部23と、視差量算出部24とを含む。   The distance information calculation unit 21 includes a reference image selection unit 22, a corresponding point extraction unit 23, and a parallax amount calculation unit 24.

基準画像選択部22は、複数の結像光学系を通して得られた互いに視差を有する複数の画像(視差画像)の中から被写体距離算出用の基準画像を選択する。   The reference image selection unit 22 selects a reference image for subject distance calculation from a plurality of images (parallax images) having parallax obtained through a plurality of imaging optical systems.

対応点抽出部23は、被写体距離算出用の基準画像と他の視差画像(参照画像)との間において互いに対応する対応画素(対応点)を抽出する。   The corresponding point extraction unit 23 extracts corresponding pixels (corresponding points) corresponding to each other between the reference image for subject distance calculation and another parallax image (reference image).

視差量算出部24は、対応点抽出部23で抽出された全ての対応画素の視差量をそれぞれ算出する。距離情報算出部21は、その算出された視差量から画像内の被写体までの距離(被写体距離情報)を算出する。   The parallax amount calculation unit 24 calculates the parallax amounts of all the corresponding pixels extracted by the corresponding point extraction unit 23, respectively. The distance information calculation unit 21 calculates a distance to the subject in the image (subject distance information) from the calculated amount of parallax.

次に、本実施例における詳細な結像光学系の構成について図4を用いて説明する。図4(A),(B)はそれぞれ、第2の結像光学系(広角光学系:以下、ワイド光学系ともいう)120aと第1の結像光学系(望遠光学系:以下、テレ光学系ともいう)110aの光軸に沿った断面を示している。他の第1の結像光学系110b〜110dおよび第2の結像光学系210b〜210dはそれぞれ、第1の結像光学系110aと第2の結像光学系120aと同じ構成を有する。   Next, a detailed configuration of the imaging optical system in the present embodiment will be described with reference to FIG. 4A and 4B respectively show a second imaging optical system (wide-angle optical system: hereinafter also referred to as a wide optical system) 120a and a first imaging optical system (telephoto optical system: hereinafter referred to as tele-optics). The cross section along the optical axis of 110a is also shown. The other first imaging optical systems 110b to 110d and second imaging optical systems 210b to 210d have the same configurations as the first imaging optical system 110a and the second imaging optical system 120a, respectively.

図4(A),(B)において、左側が被写体側(物体側)であり、前側ともいう。また、右側が像側であり、後側ともいう。Fはフォーカス群、Rは像側群(後群)、Mは光路を折り曲げるための反射部材である。また、SPは開口絞り、IPは像面である。像面IPは、CCDセンサやCMOSセンサなどの撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当する。銀塩フィルムを使用する際には、フィルム面に相当する。これらは他の実施例の結像光学系の断面図においても同じである。   4A and 4B, the left side is the subject side (object side) and is also referred to as the front side. The right side is the image side and is also called the rear side. F is a focus group, R is an image side group (rear group), and M is a reflecting member for bending the optical path. SP is an aperture stop, and IP is an image plane. The image plane IP corresponds to an imaging plane of an imaging element (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor. When using a silver salt film, it corresponds to the film surface. These are the same in the sectional views of the imaging optical systems of the other embodiments.

図5(A),(B)は、ワイドおよびテレ光学系の収差図である。収差図において、d−lineおよびg−lineはそれぞれ、d線およびg線の球面収差と歪曲を示している。また、ΔMおよびΔSはメリディオナル像面およびサッジタル像面での非点収差を示している。倍率色収差はg線によって示している。ωは半画角、FnoはFナンバーである。これらは他の実施例における収差図についても同じである。   5A and 5B are aberration diagrams of the wide and tele optical systems. In the aberration diagrams, d-line and g-line indicate the spherical aberration and distortion of the d-line and g-line, respectively. ΔM and ΔS indicate astigmatism on the meridional image surface and the sagittal image surface. The lateral chromatic aberration is indicated by the g-line. ω is a half angle of view, and Fno is an F number. The same applies to the aberration diagrams in the other examples.

ワイド光学系およびテレ光学系は、無限遠被写体から近距離被写体へのフォーカシングに際してフォーカス群Fは物体側に移動し、像側群Rは不動(固定)である前玉フォーカス式の光学系である。以下の説明において、各レンズ群を構成するレンズは物体側から像側の順で配置されているものとする。   The wide optical system and the tele optical system are front-lens focus type optical systems in which the focus group F moves to the object side and the image side group R does not move (fixed) during focusing from an infinite subject to a short-distance subject. . In the following description, it is assumed that the lenses constituting each lens group are arranged in order from the object side to the image side.

図4(A)に示すワイド光学系において、フォーカス群Fは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、歪曲収差および色収差を効果的に補正している。像側群Rは、両凸形状の正レンズと、正レンズと、負レンズとにより構成されている。   In the wide optical system shown in FIG. 4A, the focus group F includes a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a positive lens having a biconvex shape and an Abbe number of 68.3, and a negative lens. It is configured. As a result, the optical system is reduced in size and distortion and chromatic aberration are effectively corrected. The image side group R includes a biconvex positive lens, a positive lens, and a negative lens.

図4(B)に示すテレ光学系において、フォーカス群Fは、正レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとにより構成されている。テレ光学系には、光路中の絞りSPと像側群Rとの間に光路を90°折り曲げるための反射部材Mが配置されている。   In the tele optical system shown in FIG. 4B, the focus group F includes a positive lens, a biconvex positive lens having an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a negative lens, a positive lens, and a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side. In the tele-optical system, a reflecting member M for bending the optical path by 90 ° is disposed between the stop SP in the optical path and the image side group R.

ここで、本実施例の複眼カメラ1において光路が折り曲げられずに直線的に延びるストレート光学系であって最もレンズ全長が長い第2の結像光学系のレンズ全長Lは17.9mmである。また、屈曲光学系である第1の結像光学系の焦点距離fは23mmである。この場合、
L/f=17.9/23=0.778≦1.4
であり、式(1)の条件を満足している。
Here, in the compound eye camera 1 of the present embodiment, the lens total length L of the second imaging optical system which is a straight optical system extending linearly without being bent and having the longest total lens length is 17.9 mm. The focal length f of the first imaging optical system that is a bending optical system is 23 mm. in this case,
L / f = 17.9 / 23 = 0.778 ≦ 1.4
And the condition of the formula (1) is satisfied.

式(1)の条件を満足する第1の結像光学系の光路上に光路を90°折り曲げるための反射部材Mを配置することで、複眼カメラ1の厚みを低減することができる。光路を折り曲げない場合の第1の結像光学系のレンズ全長は20.9mmであり、第2の結像光学系のレンズ全長よりも長い。このため、第1の結像光学系を光路を折り曲げないストレート光学系として構成すると、複眼カメラ1の厚みが増大することは明らかである。なお、第1の結像光学系を構成する各レンズの屈折力を強くすればレンズ全長を短縮することはできるが、色収差、コマ収差および像面彎曲等の諸収差の補正が困難となり、結像性能が劣化する。   By disposing the reflecting member M for bending the optical path by 90 ° on the optical path of the first imaging optical system that satisfies the condition of Expression (1), the thickness of the compound eye camera 1 can be reduced. When the optical path is not bent, the total lens length of the first imaging optical system is 20.9 mm, which is longer than the total lens length of the second imaging optical system. For this reason, when the first imaging optical system is configured as a straight optical system that does not bend the optical path, it is obvious that the thickness of the compound-eye camera 1 increases. If the refractive power of each lens constituting the first imaging optical system is increased, the total length of the lens can be shortened, but correction of various aberrations such as chromatic aberration, coma aberration, and field curvature becomes difficult, resulting in a problem. Image performance deteriorates.

また、本実施例では、第1の結像光学系内に配置された反射部材Mの像側(後側)に屈折力の強い負レンズを配置することで、反射部材Mのサイズを小型化している。これにより、反射部材Mのサイズによって複眼カメラ1の厚みが増大することを回避している。さらに、第1および第2の結像光学系のフォーカス群が第1の結像光学系内の反射部材Mよりも物体側に配置されている。   In this embodiment, the size of the reflecting member M is reduced by disposing a negative lens having a strong refractive power on the image side (rear side) of the reflecting member M disposed in the first imaging optical system. ing. This avoids an increase in the thickness of the compound eye camera 1 due to the size of the reflecting member M. Further, the focus group of the first and second imaging optical systems is arranged on the object side with respect to the reflecting member M in the first imaging optical system.

ここで、全ての結像光学系のうち任意の結像光学系i,hがそれぞれ有するフォーカス群の焦点距離をfFi,fFhとするとき、これらfFi,fFhは、
0.8<fFh /fFi <1.2 (2)
なる条件を満足する。
Here, when the focal lengths of the focus groups included in any of the imaging optical systems i and h among all the imaging optical systems are f Fi and f Fh , these f Fi and f Fh are:
0.8 <f Fh 2 / f Fi 2 <1.2 (2)
Satisfy the following conditions.

式(2)の条件は、前玉フォーカスタイプの任意の結像光学系のフォーカス群に関し、異なる焦点距離の光学系においてフォーカシング移動量を同一とするために満足すべき条件である。式(2)の上限を超えると、結像光学系hでピントが合うようにフォーカス群を移動させた量と同じ量だけ結像光学系iにてフォーカス群を移動させたときに、結像光学系iではピントずれ量が焦点深度範囲を物体側に超えてしまい、ピンぼけとなってしまう。また、式(2)の下限を下回ると、結像光学系hでピントが合うようにフォーカス群を移動させた量と同じ量だけ結像光学系iにてフォーカス群を移動させたときに、結像光学系iではピントずれ量が焦点深度範囲を像側に超えてしまい、ピンぼけとなってしまう。つまり、式(2)の条件を満足することで、各結像光学系の焦点深度内でピントずれ量が収まり、同一のフォーカス群の移動量で同時に互いに異なる画角の合焦画像の取得が可能となる。   The condition of the expression (2) is a condition that must be satisfied in order to make the focusing movement amount the same in optical systems having different focal lengths with respect to the focus group of an arbitrary imaging optical system of the front lens focus type. If the upper limit of Expression (2) is exceeded, when the focus group is moved by the imaging optical system i by the same amount as the focus group is moved so as to be in focus by the imaging optical system h, the image is formed. In the optical system i, the amount of focus deviation exceeds the depth of focus range to the object side, resulting in defocus. If the lower limit of Expression (2) is not reached, when the focus group is moved by the imaging optical system i by the same amount as the focus group is moved so as to be in focus by the imaging optical system h, In the imaging optical system i, the amount of focus deviation exceeds the depth of focus range to the image side, resulting in defocus. In other words, by satisfying the condition of Expression (2), the amount of defocusing is within the depth of focus of each imaging optical system, and in-focus images with different angles of view can be acquired simultaneously with the movement amount of the same focus group. It becomes possible.

本実施例では、第1の結像光学系のフォーカス群の焦点距離fFiは9.30mmで、第2の結像光学系のフォーカス群の焦点距離fFhは−9.30mmである。fFh /fFi の値は1となるので、式(2)の条件を満足している。 In the present embodiment, the focal length f Fi of the focus group of the first imaging optical system is 9.30 mm, and the focal length f Fh of the focus group of the second imaging optical system is −9.30 mm. Since the value of f Fh 2 / f Fi 2 is 1, the condition of Expression (2) is satisfied.

上記のようなフォーカス群の配置と式(2)の条件を満足することとにより、互いに異なる焦点距離を有する結像光学系のフォーカス群の移動量を同じとすることができる。このため、本実施例のように屈曲光学系を有する複眼カメラにおいて、互いに異なる画角の合焦画像の同時取得とフォーカシング駆動機構の簡素化とを両立させることができる。   By satisfying the above-described arrangement of the focus groups and the condition of the expression (2), the movement amounts of the focus groups of the imaging optical systems having different focal lengths can be made the same. For this reason, in a compound eye camera having a bending optical system as in this embodiment, it is possible to achieve both simultaneous acquisition of focused images with different angles of view and simplification of the focusing drive mechanism.

次に、主としてシステムコントローラ19および画像合成部13がコンピュータプログラムとしての第1の画像処理プログラムに従って実行する撮像画角切り替えのための画像合成処理を、図6のフローチャートを用いて説明する。   Next, image composition processing for switching the imaging angle of view, which is mainly executed by the system controller 19 and the image composition unit 13 in accordance with a first image processing program as a computer program, will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS100では、システムコントローラ19は、情報入力部16によりユーザからの撮像条件および撮像の準備を指示する信号(撮像準備信号)が入力されると、撮像制御部17に対して撮像条件の情報および撮像準備信号を転送する。撮像制御部17は、入力された撮像条件に基づいて、第1および第2の結像光学系群の絞り値や撮像ユニット10での露光時間(シャッタスピード)等を設定する。なお、このステップでは、ユーザが第1の結像光学系群の画角と第2の結像光学系群の画角間のいずれかの画角を入力するものとする。   First, in step S <b> 100, when the system controller 19 receives an imaging condition and a signal instructing preparation for imaging (imaging preparation signal) from the user via the information input unit 16, the system controller 19 sets the imaging condition to the imaging controller 17. Transfer information and imaging preparation signal. The imaging control unit 17 sets the aperture values of the first and second imaging optical system groups, the exposure time (shutter speed) in the imaging unit 10 and the like based on the input imaging conditions. In this step, it is assumed that the user inputs any angle of view between the angle of view of the first imaging optical system group and the angle of view of the second imaging optical system group.

次に、ステップS101では、システムコントローラ19は、情報入力部16によりユーザからの撮像の開始を指示する信号(撮像開始信号)が入力されると、撮像制御部17に、撮像ユニット10(撮像素子10a〜10h)の露光を開始させる。撮像素子10a〜10hからそれぞれ出力されるアナログ撮像信号は、A/D変換器11によりデジタル撮像信号に変換された後、画像処理部12に送られる。画像処理部12は、該デジタル撮像信号から撮像素子10a〜10h上にそれぞれ形成された被写体像に対応する画像を生成する。この際、画像処理部12において、それぞれの画像の輝度レベルやホワイトバランスを互いに一致させる処理を行うことが好ましい。この処理により、後段で行う画像合成処理における輝度むらや色むらといった弊害を低減することができる。   Next, in step S <b> 101, when the system controller 19 receives a signal (imaging start signal) instructing the start of imaging from the user by the information input unit 16, the imaging controller 10 (imaging device) 10a to 10h) is started. The analog image signals output from the image sensors 10 a to 10 h are converted into digital image signals by the A / D converter 11 and then sent to the image processing unit 12. The image processing unit 12 generates images corresponding to the subject images respectively formed on the imaging elements 10a to 10h from the digital imaging signal. At this time, it is preferable that the image processing unit 12 performs processing for matching the luminance levels and white balance of the respective images. By this processing, it is possible to reduce adverse effects such as luminance unevenness and color unevenness in the image composition processing performed later.

次に、ステップS102では、システムコントローラ19は、ユーザが入力した画角が基準光学系120cを含む第2の結像光学系群の画角(基準画角)と同一か否かを判定する。基準画角としては、複眼カメラ1が有する複数の結像光学系群の画角のうち最も広い画角であることが好ましい。図3から分かるように、狭い画角の画像110には広い画角の画像120の周辺領域の情報が存在しない。このため、狭い画角の結像光学系群によって得られる画像を基準として広い画角の結像光学系群を通して得られる複数の画像の位置合わせを行うことは困難だからである。ユーザ入力画角が基準画角と同じである場合はS103に移行し、そうでない場合はS104に移行する。   Next, in step S102, the system controller 19 determines whether or not the angle of view input by the user is the same as the angle of view (reference angle of view) of the second imaging optical system group including the reference optical system 120c. The reference field angle is preferably the widest field angle among the plurality of image forming optical system groups included in the compound-eye camera 1. As can be seen from FIG. 3, there is no information about the peripheral area of the image 120 with a wide field angle in the image 110 with a narrow field angle. For this reason, it is difficult to align a plurality of images obtained through an imaging optical system group having a wide angle of view with reference to an image obtained by the imaging optical system group having a narrow angle of view. If the user input angle of view is the same as the reference angle of view, the process proceeds to S103, and if not, the process proceeds to S104.

ステップS103では、画像合成部13は、基準光学系120cを通して得られる基準画像に対して他の第2の結像光学系120a,120b,120dを通して得られた画像を合成する。   In step S103, the image synthesis unit 13 synthesizes the images obtained through the other second imaging optical systems 120a, 120b, and 120d with the reference image obtained through the reference optical system 120c.

ここで、基準光学系120cと同一画角を有する第2の結像光学系120a,120b,120dを通して得られる画像の合成方法について説明する。図7(a),(b)にはそれぞれ、被写体A,Bを、複眼カメラ1を用いて撮像した場合に第2の結像光学系120c,120dを通して得られる画像を示している。第2の結像光学系120c,120dから得られる画像上では、第2の結像光学系120c,120d間の光軸間の距離である基線長と被写体A,Bまでの距離である被写体距離とに応じた幾何学的な関係により被写体A,Bの位置がそれぞれ異なる量ずれる。また、両視差画像の視点が異なることに起因して、同一の被写体においても画像上に写る部分とそうでない部分とが生じる。例えば、第2の結像光学系120cを通して得られる画像(図7(a))では、被写体Aの面A3と被写体Bの面B3が写っているが、第2の結像光学系120dを通して得られる画像(図7(b))にはこれらの面が写っていない。逆に、第2の結像光学系120dを通して得られる画像(図7(b))には、第2の結像光学系120cを通して得られる画像(図7(a))には写っていない被写体Bの面B4が写っている。このように、視点の違いによって一方の画像には写っている被写体領域が他方の画像には写っていないことを、オクルージョンと称する。   Here, a method for synthesizing images obtained through the second imaging optical systems 120a, 120b, and 120d having the same angle of view as the reference optical system 120c will be described. FIGS. 7A and 7B show images obtained through the second imaging optical systems 120c and 120d when the subjects A and B are imaged using the compound-eye camera 1, respectively. On the image obtained from the second imaging optical systems 120c and 120d, the base length which is the distance between the optical axes between the second imaging optical systems 120c and 120d and the subject distance which is the distance to the subjects A and B The positions of the subjects A and B are different from each other by the geometrical relationship according to the above. Also, due to the different viewpoints of the two parallax images, a portion that appears on the image and a portion that is not so appear even in the same subject. For example, in the image (FIG. 7A) obtained through the second imaging optical system 120c, the surface A3 of the subject A and the surface B3 of the subject B are shown, but they are obtained through the second imaging optical system 120d. These planes are not shown in the resulting image (FIG. 7B). On the other hand, the image obtained through the second imaging optical system 120d (FIG. 7B) does not appear in the image obtained through the second imaging optical system 120c (FIG. 7A). B side B4 is shown. In this way, the fact that the subject area shown in one image is not shown in the other image due to the difference in viewpoint is called occlusion.

本実施例における画像合成処理では、基準光学系120cを通して得られる画像(図7(a))を基準画像とする。そして、基準光学系120cではない第2の結像光学系を通して得られる画像のうち基準画像に写っている被写体領域に対応する被写体領域(対応点)を抽出して、これを基準画像上の被写体領域に合成する。   In the image composition processing in the present embodiment, an image (FIG. 7A) obtained through the reference optical system 120c is used as a reference image. Then, a subject area (corresponding point) corresponding to the subject area shown in the reference image is extracted from the image obtained through the second imaging optical system that is not the reference optical system 120c, and this is extracted as a subject on the reference image. Composite to the area.

対応点の抽出手法について、図8を用いて説明する。図8の左側には図7(a)に示した基準画像501を、右側には該基準画像501に合成される図7(b)に示した画像としての参照画像502を示している。ここでは、画像上の水平方向および垂直方向での位置を示す画像座標(X,Y)を用いる。画像座標(X,Y)は、図8に示す各画像の左上を原点として定義する。また、基準画像501における画像座標(X,Y)の輝度をF1(X,Y)とし、参照画像502における画像座標(X,Y)の輝度をF2(X,Y)とする。   A corresponding point extraction method will be described with reference to FIG. The left side of FIG. 8 shows the standard image 501 shown in FIG. 7A, and the right side shows the reference image 502 as the image shown in FIG. 7B combined with the standard image 501. Here, image coordinates (X, Y) indicating positions in the horizontal direction and the vertical direction on the image are used. Image coordinates (X, Y) are defined with the upper left of each image shown in FIG. 8 as the origin. Further, the luminance of the image coordinates (X, Y) in the standard image 501 is F1 (X, Y), and the luminance of the image coordinates (X, Y) in the reference image 502 is F2 (X, Y).

基準画像501における任意の座標(X,Y)の画素(ハッチングして示す)に対応する参照画像502中の画素(ハッチングして示す)は、参照画像502のうち基準画像501中の輝度F1(X,Y)と最も類似した輝度を有する画素を探すことで求められる。ただし、任意の画素の輝度と最も類似する輝度を有する画素を単純に探すことは難しいため、画像座標(X,Y)の近傍の画素も用いたブロックマッチング法にて輝度が類似した画素を探索する。   A pixel (shown by hatching) in the reference image 502 corresponding to a pixel (shown by hatching) at an arbitrary coordinate (X, Y) in the reference image 501 is the luminance F1 (in the reference image 502) in the reference image 501 (shown by hatching). X, Y) is obtained by searching for a pixel having the most similar luminance. However, since it is difficult to simply search for a pixel having the most similar brightness to the brightness of an arbitrary pixel, a pixel with similar brightness is searched by the block matching method using pixels near the image coordinates (X, Y). To do.

例えば、ブロックサイズが3である場合のブロックマッチング処理について説明する。基準画像501中の任意の座標(X,Y)の画素と、その前後(X−1,Y),(X+1,Y)の2つの画素の計3つの画素の輝度値はそれぞれ、
F1(X,Y),F1(X−1,Y),F1(X+1,Y)
となる。
For example, a block matching process when the block size is 3 will be described. The luminance values of a total of three pixels, that is, a pixel at an arbitrary coordinate (X, Y) in the reference image 501 and two pixels before and after (X−1, Y) and (X + 1, Y), respectively,
F1 (X, Y), F1 (X-1, Y), F1 (X + 1, Y)
It becomes.

これに対し、座標(X,Y),(X−1,Y),(X+1,Y)からX方向にkだけずれた参照画像502中の画素の輝度値はそれぞれ、
F2(X+k,Y),F2(X+k−1,Y),F2(X+k+1,Y)
となる。
On the other hand, the luminance values of the pixels in the reference image 502 shifted by k in the X direction from the coordinates (X, Y), (X-1, Y), (X + 1, Y) are respectively
F2 (X + k, Y), F2 (X + k-1, Y), F2 (X + k + 1, Y)
It becomes.

このとき、基準画像501中の座標(X,Y)の画素との類似度Eを以下の式(3)で定義する。   At this time, the similarity E with the pixel at the coordinates (X, Y) in the reference image 501 is defined by the following equation (3).

この式(3)において逐次kの値を変えて類似度Eの値を計算し、最も小さい類似度Eを与える(X+k、Y)が、参照画像502のうち基準画像501中の座標(X,Y)に対応する画素(対応点)である。ここでは、水方向に視差を有する画像間での対応点抽出方法について説明したが、同様にして垂直方向や斜め方向に視差を有する場合の対応点を抽出することもできる。   In this equation (3), the value of similarity E is calculated by sequentially changing the value of k, and the smallest similarity E is given (X + k, Y). Y) corresponds to a pixel (corresponding point). Here, the method of extracting corresponding points between images having parallax in the water direction has been described. However, corresponding points in the case of having parallax in the vertical direction or in the oblique direction can also be extracted.

このようにして得られた対応点としての被写体領域を画素単位で基準画像に合成することで、基準画像内のノイズレベルを低減させることができ、出力される合成画像の画質を向上させることができる。   By synthesizing the subject area as the corresponding point obtained in this way with the reference image in units of pixels, the noise level in the reference image can be reduced, and the image quality of the output composite image can be improved. it can.

図7(a)に示した被写体Aの面A3と被写体Bの面B3は、図7(b)においてはオクルージョン領域として対応する被写体領域が存在しないため、第2の結像光学系120dを通して得られる画像からは合成されない。また、図7(b)にのみ写っている被写体Bの面B4も基準画像上には写っていないため、合成には使用されない。このように、オクルージョン領域は合成することができないが、その他の大部分については、基準視点RPとは異なる視点からの撮像により得られた画像を基準画像に合成することができるため、合成画像全体としてのノイズレベルを低減することができる。   The surface A3 of the subject A and the surface B3 of the subject B shown in FIG. 7A are obtained through the second imaging optical system 120d because there is no corresponding subject region as an occlusion region in FIG. 7B. Is not synthesized from the resulting image. Further, the surface B4 of the subject B, which is shown only in FIG. 7B, is not shown on the reference image, and therefore is not used for composition. In this way, the occlusion region cannot be synthesized, but in most other cases, an image obtained by imaging from a viewpoint different from the reference viewpoint RP can be synthesized with the reference image, so that the entire synthesized image As a result, the noise level can be reduced.

なお、そのままではブロックマッチング法では対応できないほど視差が大きく基準画像と参照画像間で被写体領域の形状が大きく異なる場合には、参照画像に対してアフィン変換等の幾何変換を行った後に、ブロックマッチング法を用いて合成処理を行ってもよい。以上説明した画像合成方法と同様にして、他の第2の結像光学系120a,120bを通して得られた画像も基準画像に合成することができる。   If the parallax is so large that the block matching method cannot be used as it is, and the shape of the subject area differs greatly between the base image and the reference image, block matching is performed after geometric conversion such as affine transformation is performed on the reference image. The synthesis process may be performed using a method. In the same manner as the image composition method described above, an image obtained through the other second imaging optical systems 120a and 120b can also be composed with the reference image.

一方、ステップS104およびステップS105において、システムコントローラ19は、ユーザ入力画角が基準画角と異なる場合の画像合成処理である異画角画像合成処理を行う。   On the other hand, in step S104 and step S105, the system controller 19 performs different angle-of-view image composition processing, which is image composition processing when the user input view angle is different from the reference view angle.

ここで、異画角画像合成処理について、図9を用いて説明する。図9(a),(b)にはそれぞれ、被写体A,Bを、複眼カメラ1を用いて撮像した場合に第1の結像光学系110c,110dを通して得られる画像を示している。また、図9(c)には、同様の被写体A,Bを複眼カメラ1を用いて撮像した場合の基準光学系120cを通して得られる基準画像を示している。   Here, the different angle-of-view image composition processing will be described with reference to FIG. FIGS. 9A and 9B show images obtained through the first imaging optical systems 110c and 110d when the subjects A and B are imaged using the compound eye camera 1, respectively. FIG. 9C shows a reference image obtained through the reference optical system 120c when the same subjects A and B are imaged using the compound eye camera 1.

第1の結像光学系110c,110dを通して得られる画像は、基準光学系120cを通して得られる基準画像よりも画角が狭い。このため、画像上での被写体A,Bのサイズが異なり、このままではこれらの画像を合成することができない。このため、まずステップS104において、画像合成部13は、基準光学系120cを通して得られる基準画像をユーザ入力画角(ここでは、第1の結像光学系群の画角)に合わせるために、基準画像の一部のトリミングと拡大処理を行う。図9(d)には、図9(c)に示した基準画像の一部(中心領域)をトリミングし、そのトリミングした部分が第1の結像光学系110c,110dの画角に対応する画角の画像となるように拡大処理した画像を示している。トリミングおよび拡大処理によって画像の解像度は劣化するが、第1の結像光学系110c,110dを通して得られる画像上での被写体と同等のサイズの被写体が写った新たな基準画像(以下、拡大基準画像という)を得ることができる。   The image obtained through the first imaging optical systems 110c and 110d has a narrower angle of view than the reference image obtained through the reference optical system 120c. For this reason, the sizes of the subjects A and B on the image are different, and these images cannot be combined as they are. Therefore, first, in step S104, the image composition unit 13 matches the reference image obtained through the reference optical system 120c with the user input angle of view (here, the angle of view of the first imaging optical system group). Trim and enlarge part of the image. 9D, a part (center region) of the reference image shown in FIG. 9C is trimmed, and the trimmed part corresponds to the angle of view of the first imaging optical systems 110c and 110d. An image that has been enlarged so as to be an image of an angle of view is shown. Although the resolution of the image is degraded by the trimming and enlargement processing, a new reference image (hereinafter referred to as an enlarged reference image) in which a subject having the same size as the subject on the image obtained through the first imaging optical systems 110c and 110d is captured. Can be obtained).

そして、ステップS105では、画像合成部13は、ステップS104で得られた拡大基準画像を用いて、第1の結像光学系110a〜110dを通して得られた画像を合成する。ここでの画像合成方法は、ステップS103にて説明した画像合成方法と同様に、図9(d)に示す拡大基準画像に対して、第1の結像光学系110a〜110dを通して得られた画像中の被写体領域を画素単位で合成することも可能である。また、上述したように拡大処理によって図9(d)に示す基準画像の解像度が劣化している。このため、拡大基準画像を用いて第1の結像光学系110a〜110dを通して得られた画像における相互に対応する被写体領域を決定し、これらの位置を合わせるようにして、拡大基準画像以外の画像同士を合成する(拡大基準画像は合成しない)ようにしてもよい。   In step S105, the image synthesis unit 13 synthesizes the images obtained through the first imaging optical systems 110a to 110d using the enlarged reference image obtained in step S104. The image composition method here is an image obtained through the first imaging optical systems 110a to 110d with respect to the enlarged reference image shown in FIG. 9D, similarly to the image composition method described in step S103. It is also possible to synthesize the subject area inside in units of pixels. Further, as described above, the resolution of the reference image shown in FIG. For this reason, mutually corresponding subject regions in the images obtained through the first imaging optical systems 110a to 110d are determined using the enlarged reference image, and these positions are aligned so that images other than the enlarged reference image are obtained. You may make it synthesize | combine (it does not synthesize | combine an expansion reference | standard image).

ここで、本実施例では、基準光学系120cが図2に示した第1の結像光学系群の光軸が含まれる第1の領域内に配置されている。しかも、これらの結像光学系は、それぞれの光軸が平行になるように2次元的に配置されている。これにより、図9に示すように、基準視点RPに配置された基準光学系120cを通して得られる画像に写っている被写体領域のすべてが、第1の結像光学系群を通して得られる複数の画像のうちいずれかに写る。すなわち、基準画像中の被写体領域についてはオクルージョンが生じない。   Here, in this embodiment, the reference optical system 120c is disposed in the first region including the optical axis of the first imaging optical system group shown in FIG. Moreover, these imaging optical systems are two-dimensionally arranged so that their optical axes are parallel to each other. As a result, as shown in FIG. 9, all of the subject areas shown in the image obtained through the reference optical system 120c arranged at the reference viewpoint RP are all of the plurality of images obtained through the first imaging optical system group. It appears in one of them. That is, no occlusion occurs in the subject area in the reference image.

例えば、図9(d)に示す拡大基準画像に写っている面A1〜A3および面B1〜B3は、図9(a)示す画像においては面A1,A3,B1,B3が写っており、図9(b)に示す画像には面A2,B2が写っている。このため、拡大基準画像に写っている全ての被写体領域は、図9(a),(b)の画像のいずれかから得られる。また、拡大基準画像は、トリミングおよび拡大処理後の画像ではあるが、基準視点RPからの被写体位置情報が明確に判定できるため、ブロックマッチング法による位置合わせ精度も向上させることができる。さらに、距離情報を用いた視点補間処理等を行う必要がないため、演算処理の負荷を大幅に低減することができる。また、上記のように異なる画角の画像の合成においても、常に基準視点RPとしての基準光学系120cを通して得られる画像を基準として合成が行われるため、撮像画角を切り替えた際の被写体位置ずれを少なくすることができる。   For example, the planes A1 to A3 and the planes B1 to B3 shown in the enlarged reference image shown in FIG. 9D include the planes A1, A3, B1, and B3 in the image shown in FIG. Surfaces A2 and B2 are shown in the image shown in 9 (b). For this reason, all the subject areas shown in the enlarged reference image are obtained from one of the images in FIGS. 9A and 9B. Further, although the enlarged reference image is an image after trimming and enlargement processing, the subject position information from the reference viewpoint RP can be clearly determined, so that the alignment accuracy by the block matching method can be improved. Furthermore, since it is not necessary to perform viewpoint interpolation processing using distance information, it is possible to greatly reduce the processing load. Also, in the synthesis of images with different angles of view as described above, the composition is always performed based on the image obtained through the reference optical system 120c as the reference viewpoint RP, so that the subject position shift when switching the imaging angle of view is performed. Can be reduced.

ステップS103およびステップS105からステップS106に移行すると、システムコントローラ19は、合成された画像を記録媒体18に保存して、画像合成処理を終了する。   When the process proceeds from step S103 and step S105 to step S106, the system controller 19 stores the synthesized image in the recording medium 18 and ends the image synthesis process.

次に、主としてシステムコントローラ19、画像合成部13および中間画角画像生成部14によって行われる連続ズーム効果を得るための中間画角画像生成処理を、図10のフローチャートを用いて説明する。この中間画角画像生成処理は、コンピュータプログラムとしての第2の画像処理プログラムに従って実行される。   Next, an intermediate angle-of-view image generation process for obtaining a continuous zoom effect performed mainly by the system controller 19, the image composition unit 13, and the intermediate angle-of-view image generation unit 14 will be described with reference to the flowchart of FIG. This intermediate angle of view image generation process is executed according to a second image processing program as a computer program.

まず、ステップS200では、システムコントローラ19は、情報入力部16からユーザにより指定された撮像条件や画角が入力されると、撮像制御部17に対してこれら撮像条件や画角の情報を転送する。ここでは、ユーザによって第1の結像光学系群の画角と第2の結像光学系群の画角との間の中間画角が入力されたものとする。   First, in step S <b> 200, when the imaging condition and the angle of view designated by the user are input from the information input unit 16, the system controller 19 transfers the information of the imaging condition and the angle of view to the imaging control unit 17. . Here, it is assumed that an intermediate field angle between the field angle of the first imaging optical system group and the field angle of the second imaging optical system group is input by the user.

次に、ステップS201では、撮像制御部17は、ユーザにより入力された画角に応じて撮像を行う結像光学系を選択する。ここでは、中間画角が入力されたので、第1の結像光学系群と第2の結像光学系群の全てを撮像に用いる結像光学系として選択する。   Next, in step S201, the imaging control unit 17 selects an imaging optical system that performs imaging according to the angle of view input by the user. Here, since the intermediate angle of view is input, all of the first imaging optical system group and the second imaging optical system group are selected as imaging optical systems used for imaging.

次に、ステップS202では、撮像制御部17は、撮像ユニット10のうち選択した結像光学系に対応する撮像素子の露光を開始する。そして、画像処理部12は、該撮像素子からA/D変換器11を介して入力されたデジタル撮像信号から画像を生成する。これにより、第1の結像光学系群を通して得られる同一画角の画像群と、第2の結像光学系群を通して得られる同一画角の画像群とが生成される。   Next, in step S <b> 202, the imaging control unit 17 starts exposure of the imaging device corresponding to the imaging optical system selected from the imaging unit 10. Then, the image processing unit 12 generates an image from the digital imaging signal input from the imaging device via the A / D converter 11. As a result, an image group having the same field angle obtained through the first imaging optical system group and an image group having the same field angle obtained through the second imaging optical system group are generated.

この際、画像処理部12において、それぞれの画像の輝度レベルやホワイトバランスを互いに一致させる処理を行うことが好ましい。この処理により、後段で行う画像合成処理における輝度むらや色むらといった弊害を低減することができる。   At this time, it is preferable that the image processing unit 12 performs processing for matching the luminance levels and white balance of the respective images. By this processing, it is possible to reduce adverse effects such as luminance unevenness and color unevenness in the image composition processing performed later.

次に、ステップS203では、画像合成部13は、第1の結像光学系群を通して得られた画像群に対して画像合成処理を行って第1の合成画像を生成し、また第2の結像光学系群を通して得られた画像群に対して画像合成処理を行って第2の合成画像を生成する。画像合成処理は、図6のステップS103およびステップS104,S105で行った処理である。この時点で、互いに画角が異なる第1および第2の合成画像はいずれも、基準視点RPから撮像された画像に相当する同一視点画像となる。   Next, in step S203, the image composition unit 13 performs image composition processing on the image group obtained through the first imaging optical system group to generate a first composite image, and the second result. An image synthesis process is performed on the image group obtained through the image optical system group to generate a second synthesized image. The image composition process is the process performed in step S103 and steps S104 and S105 in FIG. At this time, both the first and second synthesized images having different angles of view are the same viewpoint image corresponding to an image captured from the reference viewpoint RP.

次に、ステップS204では、中間画角画像生成部14は、第2の結像光学系群を通して得られた広角合成画像である第2の合成画像からユーザ入力画角に応じた領域をトリミングし、該領域を拡大処理する。さらに、中間画角画像生成部14は、第1の結像光学系群を通して得られた望遠合成画像である第1の合成画像を、ユーザ入力画角に応じて縮小処理する。   Next, in step S204, the intermediate angle-of-view image generation unit 14 trims a region corresponding to the user input angle of view from the second synthesized image that is a wide-angle synthesized image obtained through the second imaging optical system group. The area is enlarged. Further, the intermediate angle-of-view image generation unit 14 reduces the first synthesized image, which is a telephoto synthesized image obtained through the first imaging optical system group, according to the user input angle of view.

次に、ステップS205では、中間画角画像生成部14は、上述した異画角画像合成処理によって、第2の合成画像からトリミングおよび拡大処理により得られた拡大画像と第1の合成画像の縮小処理により得られた縮小画像とを合成して中間画角画像を生成する。そして、本処理を終了する。   Next, in step S205, the intermediate angle-of-view image generation unit 14 reduces the enlarged image obtained by trimming and enlarging the second synthesized image and the first synthesized image by the above-described different angle-of-view image synthesizing process. An intermediate angle-of-view image is generated by combining the reduced image obtained by the processing. Then, this process ends.

このような中間画角画像生成処理によれば、基準視点RPからの撮像により得られた画像に相当する中間画角画像が生成される。このため、連続ズームによって中間画角が選択された場合でも被写体位置ずれが少ない中間画角画像を生成することができる。   According to such an intermediate angle of view image generation process, an intermediate angle of view image corresponding to an image obtained by imaging from the reference viewpoint RP is generated. For this reason, even when the intermediate angle of view is selected by continuous zooming, an intermediate angle of view image with little subject position shift can be generated.

さらに、プレビュー画像生成部15は、基準視点RPとなる基準光学系120cを通して得られた基準画像からプレビュー画像を生成して表示部20に表示する。このため、ユーザが画角変更(ズーミング)を指示した場合も、基準画像をトリミングして拡大表示することで、常に同一視点からの画像としてのプレビュー画像を生成および表示することができる。これにより、プレビュー画像から画角変更時の最終画角画像までが全て同一の基準視点RPからの撮像により得られる画像として生成されるため、ユーザは被写体位置ずれによる違和感の少ない画像を見ることができる。   Further, the preview image generation unit 15 generates a preview image from the reference image obtained through the reference optical system 120 c serving as the reference viewpoint RP and displays the preview image on the display unit 20. Therefore, even when the user instructs to change the angle of view (zooming), a preview image as an image from the same viewpoint can always be generated and displayed by trimming and displaying the reference image. Thus, since the preview image and the final view angle image at the time of changing the view angle are all generated as images obtained from the same reference viewpoint RP, the user can see an image with less discomfort due to the subject position shift. it can.

次に、主としてシステムコントローラ19および距離情報算出部21によって行われる被写体距離情報記録処理を、図11のフローチャートを用いて説明する。この被写体距離情報記録処理は、コンピュータプログラムとしての第3の画像処理プログラムに従って実行される。ここでは、まず、最も広い被写体空間を撮像する第2の結像光学系群(第2の結像光学系120c,120d)によって得られる視差画像を用いた被写体距離情報記録処理について説明する。   Next, subject distance information recording processing mainly performed by the system controller 19 and the distance information calculation unit 21 will be described with reference to the flowchart of FIG. This subject distance information recording process is executed in accordance with a third image processing program as a computer program. Here, first, subject distance information recording processing using a parallax image obtained by the second imaging optical system group (second imaging optical systems 120c and 120d) that captures the widest subject space will be described.

まず、ステップS300では、システムコントローラ19は、情報入力部16からユーザにより入力された撮像準備信号を受ける。これに応じて、撮像ユニット10のうち第2の結像光学系120c,120dに対応する撮像素子からの撮像信号をA/D変換器11を介して画像処理部12に転送する。画像処理部12は、該撮像信号から、第2の結像光学系120c,120dを通して得られる2つの視差画像を生成する。   First, in step S300, the system controller 19 receives an imaging preparation signal input from the information input unit 16 by the user. In response to this, an image pickup signal from an image pickup element corresponding to the second imaging optical system 120c, 120d in the image pickup unit 10 is transferred to the image processing unit 12 via the A / D converter 11. The image processing unit 12 generates two parallax images obtained through the second imaging optical systems 120c and 120d from the imaging signal.

次に、ステップS301では、基準画像選択部22は、生成された2つの視差画像のうち一方を視差量算出(つまりは被写体距離算出)のための基準画像として選択する。本実施例では、第2の結像光学系120cによって得られる画像を基準画像として選択する。   Next, in step S301, the reference image selection unit 22 selects one of the two generated parallax images as a reference image for parallax amount calculation (that is, subject distance calculation). In this embodiment, an image obtained by the second imaging optical system 120c is selected as a reference image.

次に、ステップS302では、対応点抽出部23は、第2の結像光学系120dを通して得られる画像を参照画像として、上記基準画像と参照画像との対応画素(対応点)を検出する。対応画素とは、例えば、被写体Aを撮像して得られた2つの視差画像において、該被写体Aの同一点が写っている画素同士である。対応画素の検出方法は、先の画像合成処理で説明した対応点抽出方法を用いることができる。   Next, in step S302, the corresponding point extraction unit 23 detects corresponding pixels (corresponding points) between the standard image and the reference image, using the image obtained through the second imaging optical system 120d as a reference image. Corresponding pixels are, for example, pixels in which the same point of the subject A appears in two parallax images obtained by imaging the subject A. As a corresponding pixel detection method, the corresponding point extraction method described in the previous image composition process can be used.

次に、ステップS303では、視差量算出部24は、抽出された対応点間での視差量を算出する。具体的には、視差量を、基準画像と参照画像の対応画素間での画素位置の差分として算出する。   Next, in step S303, the parallax amount calculation unit 24 calculates the parallax amount between the extracted corresponding points. Specifically, the amount of parallax is calculated as a difference in pixel position between corresponding pixels of the standard image and the reference image.

次に、ステップS304では、距離情報算出部21は、ステップS303で算出された視差量と、既知の情報である第2の結像光学系120c,120dの焦点距離および基線長とから、被写体距離を算出する。なお、ここでは、第2の結像光学系120c,120dを用いた場合の被写体距離の算出について説明しているが、同様の原理によって、他の結像光学系の対(例えば、第2の結像光学系120a,120bの対)を用いても被写体距離を算出することが可能である。また、画角が異なる視差画像に対して上記手法を用いる場合は、広い画角の視差画像から、狭い画角の視差画像に対応する部分を切り出して、その切り出した部分から対応画素を抽出することが望ましい。   Next, in step S304, the distance information calculation unit 21 calculates the subject distance from the parallax amount calculated in step S303 and the focal lengths and baseline lengths of the second imaging optical systems 120c and 120d, which are known information. Is calculated. Here, the calculation of the subject distance when the second imaging optical systems 120c and 120d are used has been described. However, other imaging optical system pairs (for example, the second imaging optical system, for example) The subject distance can also be calculated using a pair of imaging optical systems 120a and 120b. When the above method is used for parallax images with different angles of view, a portion corresponding to a parallax image with a narrow angle of view is cut out from a parallax image with a wide angle of view, and corresponding pixels are extracted from the cut-out portion. It is desirable.

本実施例によれば、異なる焦点距離を持つ複数の結像光学系を有する複眼カメラにおいて、カメラ全体としての高倍率化を実現した際の良好な結像性能とカメラの厚みの低減とを両立することができる。また、ズーム機構を設けることなく連続ズーム効果を得ることができる。さらに、ズーミングに伴う画像上での被写体位置ずれを低減することができる。   According to the present embodiment, in a compound eye camera having a plurality of imaging optical systems having different focal lengths, both good imaging performance and reduction of the camera thickness when realizing high magnification as a whole camera are achieved. can do. In addition, a continuous zoom effect can be obtained without providing a zoom mechanism. Furthermore, it is possible to reduce the subject position shift on the image due to zooming.

また、本実施例によれば、様々な撮像モードを実現することができる。例えば、ハイダイナミックレンジモードでは、複眼を構成するそれぞれの結像光学系およびこれに対応する撮像素子の露出条件を変えながら複数回の撮像を行う。そして、複数回の撮像によって得られた複数の画像を合成することによって、ダイナミックレンジの広い画像を取得することができる。また、ぼけ付加モードでは、算出した被写体距離の情報に基づいて背景にぼけを付加することにより、主たる被写体を強調する画像を得ることができる。また、背景除去モードでは、上記のように算出した被写体距離に基づいて主たる被写体以外の背景を除去した画像を得ることができる。さらに、立体撮像モードでは、水平方向に配列された複眼を構成するそれぞれの結像光学系および対応する撮像素子によって左右の視差画像を取得する。そして、狭い画角の画像とそれに対応する他方の広い画角の画像の一部とを用いて立体画像として画像を保存することもできる。   Further, according to the present embodiment, various imaging modes can be realized. For example, in the high dynamic range mode, imaging is performed a plurality of times while changing the exposure conditions of the imaging optical systems constituting the compound eye and the imaging elements corresponding thereto. Then, by synthesizing a plurality of images obtained by a plurality of imaging operations, an image having a wide dynamic range can be acquired. In the blur addition mode, an image that emphasizes the main subject can be obtained by adding blur to the background based on the calculated subject distance information. In the background removal mode, an image in which the background other than the main subject is removed based on the subject distance calculated as described above can be obtained. Further, in the stereoscopic imaging mode, left and right parallax images are acquired by the respective imaging optical systems that constitute the compound eyes arranged in the horizontal direction and the corresponding imaging elements. Then, an image can be stored as a stereoscopic image using an image with a narrow angle of view and a part of the image with the other wide angle of view corresponding thereto.

次に、本発明の実施例2である複眼カメラについて説明する。図12には、本実施例の複眼カメラの結像光学部200を正面視にて示している。結像光学部200には、第1の結像光学系210a,210b,210c,210dと、第2の結像光学系220a,220b,220c,220dとが設けられている。さらに、結像光学部200には、第3の結像光学系230a,230b,230c,230dと、第4の結像光学系240a,240b,240c,240dとが設けられている。これら複数の結像光学系210a〜210d,220a〜220d,230a〜230d,240a〜240dは、それぞれの光軸に直交する2次元方向に互いに離間して配置されている。また、これら結像光学系210a〜210d,220a〜220d,230a〜230d,240a〜240dの光軸は物体側に互いに平行に延びている。   Next, a compound eye camera that is Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 12 shows the imaging optical unit 200 of the compound-eye camera of this embodiment in a front view. The imaging optical unit 200 is provided with first imaging optical systems 210a, 210b, 210c, and 210d, and second imaging optical systems 220a, 220b, 220c, and 220d. Further, the imaging optical unit 200 is provided with third imaging optical systems 230a, 230b, 230c, and 230d, and fourth imaging optical systems 240a, 240b, 240c, and 240d. The plurality of imaging optical systems 210a to 210d, 220a to 220d, 230a to 230d, and 240a to 240d are spaced apart from each other in a two-dimensional direction orthogonal to the respective optical axes. The optical axes of these imaging optical systems 210a to 210d, 220a to 220d, 230a to 230d, and 240a to 240d extend parallel to each other toward the object side.

第1の結像光学系(以下、まとめて第1の結像光学系群ともいう)210a〜210dは、第1の焦点距離に対応する第1の画角θを有する。第1の画角θは、本実施例の複眼カメラにおいて最も狭い画角である望遠端画角に相当する。また、第2の結像光学系(以下、まとめて第2の結像光学系群ともいう)220a〜220dは、第1の焦点距離より短い第2の焦点距離に対応した、第1の画角θよりも広い第2の画角θを有する。第2の画角は、本実施例の複眼カメラにおいて最も広い画角である広角端画角に相当する。第3の結像光学系(以下、まとめて第3の結像光学系群ともいう)230a〜230dは、第1の焦点距離よりも短く第2の焦点距離よりも長い第3の焦点距離に対応した、第1の画角より広く第2の画角より狭い中間画角としての第3の画角θを有する。第4の結像光学系(以下、まとめて第4の結像光学系群ともいう)240a〜240dは、第1の焦点距離よりも短く第3の焦点距離よりも長い第4の焦点距離に対応した、第1の画角より広く第3の画角より狭い中間画角としての第4の画角θを有する。なお、第1の画角より広い中間画角を有する第3および第4の結像光学系(中間画角光学系)230a〜230d,240a〜240dは、広角光学系としての第2の結像光学系220a〜220dとは別の第2の結像光学系ということができる。 First imaging optical system (hereinafter, collectively referred to as a first imaging optical group) 210 a to 210 d has a first field angle theta 1 corresponding to the first focal length. The first field angle θ 1 corresponds to the telephoto end field angle that is the narrowest field angle in the compound-eye camera of the present embodiment. The second imaging optical system (hereinafter also collectively referred to as a second imaging optical system group) 220a to 220d has a first image corresponding to a second focal length shorter than the first focal length. It has a second angle of view θ 2 wider than the angle θ 1 . The second field angle corresponds to the wide-angle end field angle that is the widest field angle in the compound-eye camera of the present embodiment. The third imaging optical system (hereinafter collectively referred to as a third imaging optical system group) 230a to 230d has a third focal length shorter than the first focal length and longer than the second focal length. A corresponding third field angle θ 3 is provided as an intermediate field angle that is wider than the first field angle and narrower than the second field angle. The fourth imaging optical system (hereinafter collectively referred to as a fourth imaging optical system group) 240a to 240d has a fourth focal length shorter than the first focal length and longer than the third focal length. The corresponding fourth field angle θ 4 is an intermediate field angle that is wider than the first field angle and narrower than the third field angle. Note that the third and fourth imaging optical systems (intermediate field angle optical systems) 230a to 230d and 240a to 240d having an intermediate field angle wider than the first field angle are the second image forming as the wide angle optical system. It can be said that the second imaging optical system is different from the optical systems 220a to 220d.

本実施例では、上記第1〜第4の結像光学系群が水平4眼×垂直4眼のマトリックス状に配置されて複眼を構成している。具体的には、垂直方向における第1列には、第1の結像光学系210a、第3の結像光学系230a、第4の結像光学系240bおよび第1の結像光学系210bがこの順で水平方向に(図12中の左から右に、以下同じ)配置されている。また、第2列には、第4の結像光学系240a、第2の結像光学系220a、第2の結像光学系220bおよび第3の結像光学系230bがこの順で水平方向に配置されている。また、第3列には、第3の結像光学系230c、第2の結像光学系220c、第2の結像光学系220dおよび第4の結像光学系240dがこの順で水平方向に配置されている。また、第4列には、第1の結像光学系210c、第4の結像光学系240c、第3の結像光学系230dおよび第1の結像光学系210dがこの順で水平方向に配置されている。   In this embodiment, the first to fourth imaging optical system groups are arranged in a matrix of horizontal 4 eyes × vertical 4 eyes to form a compound eye. Specifically, in the first column in the vertical direction, the first imaging optical system 210a, the third imaging optical system 230a, the fourth imaging optical system 240b, and the first imaging optical system 210b are provided. They are arranged in this order in the horizontal direction (from left to right in FIG. 12, the same applies hereinafter). In the second column, the fourth imaging optical system 240a, the second imaging optical system 220a, the second imaging optical system 220b, and the third imaging optical system 230b are arranged in this order in the horizontal direction. Has been placed. In the third column, the third imaging optical system 230c, the second imaging optical system 220c, the second imaging optical system 220d, and the fourth imaging optical system 240d are arranged in this order in the horizontal direction. Has been placed. In the fourth column, the first imaging optical system 210c, the fourth imaging optical system 240c, the third imaging optical system 230d, and the first imaging optical system 210d are arranged in this order in the horizontal direction. Has been placed.

さらに、第1の結像光学系210a〜210dは、図12の点線で示される方向に光路が折り曲げられた屈曲光学系として構成されている。このように望遠端画角を有する第1の結像光学系210a〜210dを屈曲光学系とすることで、複眼カメラの厚みを低減することができる。   Furthermore, the first imaging optical systems 210a to 210d are configured as bending optical systems in which the optical path is bent in the direction indicated by the dotted line in FIG. Thus, by using the first imaging optical systems 210a to 210d having the telephoto end angle of view as bending optical systems, the thickness of the compound-eye camera can be reduced.

しかも、第1の結像光学系210a〜210dを水平4眼×垂直4眼の結像光学系群の外周部に配置し、それらの光路の折り曲げ方向をこれらに隣り合う他の結像光学系(第2〜第4の結像光学系)が配置された側とは異なる方向としている。これにより、第1の結像光学系210a〜210dの光路を折り曲げるための空間を確保しつつ、全ての結像光学系210a〜210d, 220a〜220d,230a〜230d, 240a〜240dを高密度に配置することが可能となる。この結果、複眼カメラの水平方向のサイズ(横幅)を小さくすることができるだけでなく、異なる画角で撮像する際の被写体位置ずれや被写体の変形を低減することができる。被写体位置ずれや被写体の変形を低減することにより、画像合成処理を容易に行うことが可能となる。   In addition, the first imaging optical systems 210a to 210d are arranged on the outer periphery of the horizontal four-lens vertical four-lens imaging optical system group, and the other optical imaging systems adjacent to each other in the bending direction of their optical paths. The direction is different from the side where the (second to fourth imaging optical systems) is arranged. Accordingly, all the imaging optical systems 210a to 210d, 220a to 220d, 230a to 230d, and 240a to 240d are made dense while securing a space for bending the optical path of the first imaging optical systems 210a to 210d. It becomes possible to arrange. As a result, not only can the horizontal size (horizontal width) of the compound-eye camera be reduced, but also object position shift and object deformation when taking images at different angles of view can be reduced. Image composition processing can be easily performed by reducing subject position shift and subject deformation.

なお、図示はしないが、本実施例の複眼カメラの撮像ユニットは、上述した16の結像光学系210a〜210d,220a〜220d,230a〜230d,240a〜240dのそれぞれに対応する撮像領域を構成する16の撮像素子を有する。また、カメラ本体の構成と各種処理については実施例1と同様であるため、それらの説明は省略する。   Although not shown, the imaging unit of the compound-eye camera of the present embodiment configures imaging areas corresponding to the 16 imaging optical systems 210a to 210d, 220a to 220d, 230a to 230d, and 240a to 240d described above. 16 image sensors. Further, the configuration of the camera body and various processes are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図12には、第1の結像光学系210a〜210dの光軸の位置を垂直方向と水平方向に延びる実線(直線)で結んでおり、この実線で囲まれた領域を第1の領域とする。また、第2の結像光学系220a〜220dの光軸の位置を垂直方向と水平方向に延びる破線(直線)で結んでおり、この破線で囲まれた領域を第2の領域とする。さらに、第3の結像光学系230a〜230dの光軸の位置を斜め方向に延びる一点鎖線(直線)で結んでおり、この一点鎖線で囲まれた領域を第3の領域とする。また、第4の結像光学系240a〜240dの光軸の位置を斜め方向に延びる二点鎖線(直線)で結んでおり、この二点鎖線で囲まれた領域を第4の領域とする。なお、第4の領域は、第3の結像光学系230a〜230dと同じく中間画角光学系である第4の結像光学系240a〜240dの光軸の位置を結ぶ線により囲まれた領域として、第3の領域ともいうこともできる。また、図12では、実線、破線、一点鎖線および二点鎖線のそれぞれが見やすいように、実線を第1の結像光学系群の光軸の位置から若干ずらして示している。   In FIG. 12, the positions of the optical axes of the first imaging optical systems 210a to 210d are connected by a solid line (straight line) extending in the vertical direction and the horizontal direction, and a region surrounded by the solid line is defined as a first region. To do. The positions of the optical axes of the second imaging optical systems 220a to 220d are connected by a broken line (straight line) extending in the vertical direction and the horizontal direction, and a region surrounded by the broken line is defined as a second region. Further, the positions of the optical axes of the third imaging optical systems 230a to 230d are connected by an alternate long and short dash line (straight line) extending in an oblique direction, and a region surrounded by the alternate long and short dash line is defined as a third region. Further, the positions of the optical axes of the fourth imaging optical systems 240a to 240d are connected by a two-dot chain line (straight line) extending in an oblique direction, and a region surrounded by the two-dot chain line is defined as a fourth region. The fourth region is a region surrounded by a line connecting the positions of the optical axes of the fourth imaging optical systems 240a to 240d, which are intermediate angle-of-view optical systems similar to the third imaging optical systems 230a to 230d. It can also be referred to as a third region. Further, in FIG. 12, the solid line is shown slightly shifted from the position of the optical axis of the first imaging optical system group so that each of the solid line, the broken line, the one-dot chain line, and the two-dot chain line is easy to see.

第1〜第4の結像光学系群は、第1〜第4の領域の全てが重なる領域(結像光学部200の中央にて第2の結像光学系220a〜220dの光軸が位置する領域)が存在するように配置されている。本実施例では、第1〜第4の領域の全てが重なる領域に光軸が配置された最も広画角である第2の結像光学系群の1つである第2の結像光学系(特定の第2の結像光学系)220cを基準光学系とし、その配置位置を基準視点RPとする。本実施例の複眼カメラの他の構成は、実施例1と同じであり、その説明は省略する。   The first to fourth imaging optical system groups are regions where all of the first to fourth regions overlap (the optical axes of the second imaging optical systems 220a to 220d are positioned at the center of the imaging optical unit 200). Area) to be present. In the present embodiment, the second imaging optical system that is one of the second imaging optical system groups having the widest field of view in which the optical axes are arranged in areas where all of the first to fourth areas overlap. (Specific second imaging optical system) 220c is a reference optical system, and the arrangement position is a reference viewpoint RP. Other configurations of the compound-eye camera of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

本実施例でも、実施例1と同様にして、基準視点RPとなる基準光学系220cを通して得られる画像を基準画像として画像合成処理および中間画角画像生成処理を行う(これら処理の流れの説明は省略する)。これにより、第2の結像光学群の画角から第1、第3および第4の結像光学系群の画角へと撮像画角の切り替えを行った場合に、それぞれの結像光学系群を通して得られる合成画像上での被写体位置ずれを少なくすることができる。また、第1〜第4の領域が全て重なる領域内に基準視点RPとなる基準光学系220cの光軸を配置しているため、基準光学系220cを通して得られる基準画像に写っている被写体領域は、他の結像光学系を通して得られる画像のいずれかに必ず含まれている。このため、基準画像を用いた画像合成におけるオクルージョンの影響をなくすることができる。   Also in the present embodiment, in the same manner as in the first embodiment, image synthesis processing and intermediate angle-of-view image generation processing are performed using an image obtained through the reference optical system 220c serving as the reference viewpoint RP as a reference image. (Omitted). Thus, when the imaging angle of view is switched from the angle of view of the second imaging optical group to the angle of view of the first, third and fourth imaging optical systems, the respective imaging optical systems It is possible to reduce the subject position shift on the composite image obtained through the group. In addition, since the optical axis of the reference optical system 220c serving as the reference viewpoint RP is disposed in an area where all the first to fourth areas overlap, the subject area shown in the reference image obtained through the reference optical system 220c is It is always included in one of the images obtained through other imaging optical systems. For this reason, it is possible to eliminate the influence of occlusion in the image composition using the reference image.

次に、本実施例における詳細な結像光学系の構成について図13を用いて説明する。 図13(A),(B)には、本実施例における第2の結像光学系(広角光学系:以下、ワイド光学系ともいう)220aと第3の結像光学系(中間画角光学系のうちワイドミドル光学系)230aの光軸に沿った断面を示している。また、図13(C),(D)には、第4の結像光学系(中間画角光学系のうちテレミドル光学系)240aと第1の結像光学系(望遠光学系:以下、テレ光学系ともいう)210aの光軸に沿った断面を示している。他の第1〜第4の結像光学系210b〜210d,220b〜220d,230b〜230d,240b〜240dはそれぞれ、第1〜第4の結像光学系210a,220a,230a,240aと同じ構成を有する。   Next, a detailed configuration of the imaging optical system in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 13A and 13B show a second imaging optical system (wide angle optical system: hereinafter also referred to as a wide optical system) 220a and a third imaging optical system (intermediate angle of view optics) in this embodiment. The cross section along the optical axis of a wide middle optical system) 230a is shown. FIGS. 13C and 13D show a fourth imaging optical system (a telemiddle optical system among intermediate angle optical systems) 240a and a first imaging optical system (telephoto optical system: hereinafter, telephoto optical system). A cross section along the optical axis of 210a is also shown. The other first to fourth imaging optical systems 210b to 210d, 220b to 220d, 230b to 230d, and 240b to 240d have the same configurations as the first to fourth imaging optical systems 210a, 220a, 230a, and 240a, respectively. Have

図14(A),(B),(C),(D)はそれぞれ、ワイド、ワイドミドル、テレミドルおよびテレ光学系の収差図である。   FIGS. 14A, 14B, 14C, and 14D are aberration diagrams of the wide, wide middle, telemiddle, and tele optical systems, respectively.

ワイド、ワイドミドル、テレミドルおよびテレ光学系は、無限遠被写体から近距離被写体へのフォーカシングに際してフォーカス群Fは物体側に移動し、像側群Rは不動(固定)である前玉フォーカス式の光学系である。以下の説明において、各レンズ群を構成するレンズは物体側から像側の順で配置されているものとする。   Wide, wide middle, tele middle, and tele optical systems are front focus type optical systems in which the focus group F moves to the object side and the image side group R does not move (fixed) during focusing from an infinite object to a close object. It is a system. In the following description, it is assumed that the lenses constituting each lens group are arranged in order from the object side to the image side.

図13(A)に示すワイド光学系において、フォーカス群Fは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、歪曲収差および色収差を効果的に補正している。像側群Rは、両凸形状の正レンズと、正レンズと、負レンズとにより構成されている。   In the wide optical system shown in FIG. 13A, the focus group F includes a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a biconvex positive lens having an Abbe number of 68.3, and a negative lens. It is configured. As a result, the optical system is reduced in size and distortion and chromatic aberration are effectively corrected. The image side group R includes a biconvex positive lens, a positive lens, and a negative lens.

図13(B)に示すワイドミドル光学系において、フォーカス群Fは、両凹形状の負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとにより構成されている。   In the wide middle optical system shown in FIG. 13B, the focus group F includes a biconcave negative lens, a biconvex positive lens with an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a positive lens, and a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side.

図13(C)に示すテレミドル光学系において、フォーカス群Fは、正レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとにより構成されている。   In the telemiddle optical system shown in FIG. 13C, the focus group F includes a positive lens, a biconvex positive lens having an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a positive lens, and a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side.

図13(D)に示すテレ光学系において、フォーカス群Fは、負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズとにより構成されている。テレ光学系には、光路中の絞りSPと像側群Rとの間に、光路を90°折り曲げるための反射部材Mが配置されている。   In the tele-optical system shown in FIG. 13D, the focus group F includes a negative lens, a positive lens having a biconvex shape and an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a negative lens, a positive lens, and a meniscus positive lens having a concave surface facing the image side. In the tele-optical system, a reflecting member M for bending the optical path by 90 ° is disposed between the stop SP and the image side group R in the optical path.

ここで、本実施例の複眼カメラにおいて光路が折り曲げられずに直線的に延びるストレート光学系であって最もレンズ全長が長い第4の結像光学系のレンズ全長Lは17.9mmである。また、屈曲光学系である第1の結像光学系の焦点距離fは27.5mmである。この場合、
L/f=17.9/27.5=0.651≦1.4
であり、式(1)の条件を満足している。
Here, in the compound eye camera of the present embodiment, the lens total length L of the fourth imaging optical system which is a straight optical system extending linearly without being bent and having the longest total lens length is 17.9 mm. The focal length f of the first imaging optical system that is a bending optical system is 27.5 mm. in this case,
L / f = 17.9 / 27.5 = 0.651 ≦ 1.4
And the condition of the formula (1) is satisfied.

式(1)の条件を満足する第1の結像光学系の光路上に光路を90°折り曲げるための反射部材Mを配置することで、複眼カメラの厚みを低減することができる。光路を折り曲げない場合の第1の結像光学系のレンズ全長は26.2mmであり、第4の結像光学系のレンズ全長よりも長い。このため、第1の結像光学系を光路を折り曲げないストレート光学系として構成すると、複眼カメラの厚みが増大することは明らかである。なお、第1の結像光学系を構成する各レンズの屈折力を強くすればレンズ全長を短縮することはできるが、色収差、コマ収差および像面彎曲等の諸収差の補正が困難となり、結像性能が劣化する。   By disposing the reflecting member M for bending the optical path by 90 ° on the optical path of the first imaging optical system that satisfies the condition of Expression (1), the thickness of the compound-eye camera can be reduced. When the optical path is not bent, the total lens length of the first imaging optical system is 26.2 mm, which is longer than the total lens length of the fourth imaging optical system. For this reason, when the first imaging optical system is configured as a straight optical system that does not bend the optical path, it is clear that the thickness of the compound-eye camera increases. If the refractive power of each lens constituting the first imaging optical system is increased, the total length of the lens can be shortened, but correction of various aberrations such as chromatic aberration, coma aberration, and field curvature becomes difficult, resulting in a problem. Image performance deteriorates.

また、本実施例では、第1の結像光学系内に配置された反射部材Mの像側(後側)に屈折力の強い負レンズを配置することで、反射部材Mのサイズを小型化している。これにより、反射部材Mのサイズによって複眼カメラの厚みが増大することを回避している。   In this embodiment, the size of the reflecting member M is reduced by disposing a negative lens having a strong refractive power on the image side (rear side) of the reflecting member M disposed in the first imaging optical system. ing. This avoids an increase in the thickness of the compound eye camera due to the size of the reflecting member M.

本実施例によれば、実施例1と同様に、異なる焦点距離を持つ複数の結像光学系を有する複眼カメラにおいて、カメラ全体としての高倍率化を実現した際の良好な結像性能とカメラの厚みの低減とを両立することができる。また、ズーム機構を設けることなく連続ズーム効果を得ることができる。さらに、ズーミングに伴う画像上での被写体位置ずれを低減することができる。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, in a compound eye camera having a plurality of imaging optical systems having different focal lengths, good imaging performance and a camera when realizing high magnification as the entire camera The thickness can be reduced. In addition, a continuous zoom effect can be obtained without providing a zoom mechanism. Furthermore, it is possible to reduce the subject position shift on the image due to zooming.

さらに、本実施例では、実施例1に比べて互いに画角が異なる結像光学系の数が多いため、より高いズーム比を容易に得ることができる。   Further, in this embodiment, since there are many imaging optical systems having different field angles as compared with the first embodiment, a higher zoom ratio can be easily obtained.

次に、本発明の実施例3である複眼カメラについて説明する。本実施例の複眼カメラにおける結像光学部での結像光学系の配置については実施例2と同じであり、同じ結像光学系(ただし、光学構成は異なる)については実施例2と同符号を付す。また、カメラ本体の構成と各種処理については実施例1と同じであるため、それらの説明を省略する。   Next, a compound eye camera that is Embodiment 3 of the present invention will be described. The arrangement of the imaging optical system in the imaging optical unit in the compound-eye camera of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, and the same imaging optical system (however, the optical configuration is different) is the same as that of the second embodiment. Is attached. Further, since the configuration of the camera body and various processes are the same as those in the first embodiment, their description is omitted.

図15(A),(B)には、本実施例における第2の結像光学系(広角光学系:以下、ワイド光学系ともいう)220aと第3の結像光学系(中間画角光学系のうちワイドミドル光学系)230aの光軸に沿った断面を示している。また、図15(C),(D)には、第4の結像光学系(中間画角光学系のうちテレミドル光学系)240aと第1の結像光学系(望遠光学系:以下、テレ光学系ともいう)210aの光軸に沿った断面を示している。他の第1〜第4の結像光学系210b〜210d,220b〜220d,230b〜230d,240b〜240dはそれぞれ、第1〜第4の結像光学系210a,220a,230a,240aと同じ構成を有する。   FIGS. 15A and 15B show a second imaging optical system (wide angle optical system: hereinafter also referred to as a wide optical system) 220a and a third imaging optical system (intermediate field angle optical) in this embodiment. The cross section along the optical axis of a wide middle optical system) 230a is shown. 15C and 15D show a fourth imaging optical system (a telemiddle optical system among intermediate angle optical systems) 240a and a first imaging optical system (telephoto optical system: hereinafter referred to as a telephoto optical system). A cross section along the optical axis of 210a is also shown. The other first to fourth imaging optical systems 210b to 210d, 220b to 220d, 230b to 230d, and 240b to 240d have the same configurations as the first to fourth imaging optical systems 210a, 220a, 230a, and 240a, respectively. Have

図16(A),(B),(C),(D)はそれぞれ、ワイド、ワイドミドル、テレミドルおよびテレ光学系の収差図である。   FIGS. 16A, 16B, 16C, and 16D are aberration diagrams of the wide, wide middle, telemiddle, and tele optical systems, respectively.

ワイド、ワイドミドル、テレミドルおよびテレ光学系は、無限遠被写体から近距離被写体へのフォーカシングに際してフォーカス群Fは物体側に移動し、像側群Rは不動(固定)である前玉フォーカス式の光学系である。以下の説明において、各レンズ群を構成するレンズは物体側から像側の順で配置されているものとする。   Wide, wide middle, tele middle, and tele optical systems are front focus type optical systems in which the focus group F moves to the object side and the image side group R does not move (fixed) during focusing from an infinite object to a close object. It is a system. In the following description, it is assumed that the lenses constituting each lens group are arranged in order from the object side to the image side.

図15(A)に示すワイド光学系において、フォーカス群Fは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、歪曲収差および色収差を効果的に補正している。像側群Rは、両凸形状の正レンズと、正レンズと、負レンズとにより構成されている。   In the wide optical system shown in FIG. 15A, the focus group F includes a negative meniscus lens having a concave surface facing the image side, a positive lens having a biconvex shape and an Abbe number of 68.3, and a negative lens. It is configured. As a result, the optical system is reduced in size and distortion and chromatic aberration are effectively corrected. The image side group R includes a biconvex positive lens, a positive lens, and a negative lens.

図15(B)に示すワイドミドル光学系において、フォーカス群Fは、両凹形状の負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとにより構成されている。   In the wide middle optical system shown in FIG. 15B, the focus group F includes a biconcave negative lens, a biconvex positive lens with an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a positive lens, and a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side.

図15(C)に示すテレミドル光学系において、フォーカス群Fは、正レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとにより構成されている。   In the telemiddle optical system shown in FIG. 15C, the focus group F includes a positive lens, a biconvex positive lens having an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a positive lens, and a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side.

図15(D)に示すテレ光学系において、フォーカス群Fは、負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズとにより構成されている。テレ光学系には、光路中の絞りSPと像側群Rとの間に、光路を90°折り曲げるための反射部材Mが配置されている。   In the tele optical system shown in FIG. 15D, the focus group F includes a negative lens, a positive lens having a biconvex shape and an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a negative lens, a positive lens, and a meniscus positive lens having a concave surface facing the image side. In the tele-optical system, a reflecting member M for bending the optical path by 90 ° is disposed between the stop SP and the image side group R in the optical path.

ここで、本実施例の複眼カメラにおいて光路が折り曲げられずに直線的に延びるストレート光学系であって最もレンズ全長が長い第4の結像光学系のレンズ全長Lは17.9mmである。また、屈曲光学系である第1の結像光学系の焦点距離fは32.0mmである。この場合、
L/f=17.9/32.0=0.560≦1.4
であり、式(1)の条件を満足している。
Here, in the compound eye camera of the present embodiment, the lens total length L of the fourth imaging optical system which is a straight optical system extending linearly without being bent and having the longest total lens length is 17.9 mm. The focal length f of the first imaging optical system that is a bending optical system is 32.0 mm. in this case,
L / f = 17.9 / 32.0 = 0.560 ≦ 1.4
And the condition of the formula (1) is satisfied.

式(1)の条件を満足する第1の結像光学系の光路上に光路を90°折り曲げるための反射部材Mを配置することで、複眼カメラの厚みを低減することができる。光路を折り曲げない場合の第1の結像光学系のレンズ全長は28.6mmであり、第4の結像光学系のレンズ全長よりも長い。このため、第1の結像光学系を光路を折り曲げないストレート光学系として構成すると、複眼カメラの厚みが増大することは明らかである。なお、第1の結像光学系を構成する各レンズの屈折力を強くすればレンズ全長を短縮することはできるが、色収差、コマ収差および像面彎曲等の諸収差の補正が困難となり、結像性能が劣化する。   By disposing the reflecting member M for bending the optical path by 90 ° on the optical path of the first imaging optical system that satisfies the condition of Expression (1), the thickness of the compound-eye camera can be reduced. When the optical path is not bent, the total lens length of the first imaging optical system is 28.6 mm, which is longer than the total lens length of the fourth imaging optical system. For this reason, when the first imaging optical system is configured as a straight optical system that does not bend the optical path, it is clear that the thickness of the compound-eye camera increases. If the refractive power of each lens constituting the first imaging optical system is increased, the total length of the lens can be shortened, but correction of various aberrations such as chromatic aberration, coma aberration, and field curvature becomes difficult, resulting in a problem. Image performance deteriorates.

また、本実施例では、第1の結像光学系内に配置された反射部材Mの像側(後側)に屈折力の強い負レンズを配置することで、反射部材Mのサイズを小型化している。これにより、反射部材Mのサイズによって複眼カメラの厚みが増大することを回避している。   In this embodiment, the size of the reflecting member M is reduced by disposing a negative lens having a strong refractive power on the image side (rear side) of the reflecting member M disposed in the first imaging optical system. ing. This avoids an increase in the thickness of the compound eye camera due to the size of the reflecting member M.

本実施例によれば、実施例1と同様に、異なる焦点距離を持つ複数の結像光学系を有する複眼カメラにおいて、カメラ全体としての高倍率化を実現した際の良好な結像性能とカメラの厚みの低減とを両立することができる。また、ズーム機構を設けることなく連続ズーム効果を得ることができる。さらに、ズーミングに伴う画像上での被写体位置ずれを低減することができる。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, in a compound eye camera having a plurality of imaging optical systems having different focal lengths, good imaging performance and a camera when realizing high magnification as the entire camera The thickness can be reduced. In addition, a continuous zoom effect can be obtained without providing a zoom mechanism. Furthermore, it is possible to reduce the subject position shift on the image due to zooming.

さらに、本実施例では、実施例1に比べて互いに画角が異なる結像光学系の数が多いため、より高いズーム比を容易に得ることができる。   Further, in this embodiment, since there are many imaging optical systems having different field angles as compared with the first embodiment, a higher zoom ratio can be easily obtained.

次に、本発明の実施例4である複眼カメラについて説明する。本実施例の複眼カメラにおける結像光学部での結像光学系の配置については実施例1と同じであり、同じ結像光学系(ただし、光学構成は異なる)については実施例1と同符号を付す。また、カメラ本体の構成と各種処理については実施例1と同じであるため、それらの説明を省略する。   Next, a compound eye camera that is Embodiment 4 of the present invention will be described. The arrangement of the imaging optical system in the imaging optical unit in the compound-eye camera of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same imaging optical system (however, the optical configuration is different) is the same as that of the first embodiment. Is attached. Further, since the configuration of the camera body and various processes are the same as those in the first embodiment, their description is omitted.

図17(A),(B)はそれぞれ、第2の結像光学系(広角光学系:以下、ワイド光学系という)120aと第1の結像光学系(望遠光学系:以下、テレ光学系という)110aの光軸に沿った断面を示している。他の第1の結像光学系110b〜110dおよび第2の結像光学系210b〜210dはそれぞれ、第1の結像光学系110aと第2の結像光学系120aと同じ構成を有する。図18(A),(B)は、ワイドおよびテレ光学系の収差図である。   FIGS. 17A and 17B respectively show a second imaging optical system (wide-angle optical system: hereinafter referred to as a wide optical system) 120a and a first imaging optical system (telephoto optical system: hereinafter referred to as a tele-optical system). The cross section along the optical axis of 110a is shown. The other first imaging optical systems 110b to 110d and second imaging optical systems 210b to 210d have the same configurations as the first imaging optical system 110a and the second imaging optical system 120a, respectively. 18A and 18B are aberration diagrams of the wide and tele optical systems.

ワイド光学系およびテレ光学系は、無限遠被写体から近距離被写体へのフォーカシングに際してフォーカス群Fは物体側に移動し、像側群Rは不動(固定)である前玉フォーカス式の光学系である。以下の説明において、各レンズ群を構成するレンズは物体側から像側の順で配置されているものとする。   The wide optical system and the tele optical system are front-lens focus type optical systems in which the focus group F moves to the object side and the image side group R does not move (fixed) during focusing from an infinite subject to a short-distance subject. . In the following description, it is assumed that the lenses constituting each lens group are arranged in order from the object side to the image side.

図17(A)に示すワイド光学系において、フォーカス群Fは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、歪曲収差および色収差を効果的に補正している。像側群Rは、両凸形状の正レンズと、正レンズと、負レンズとにより構成されている。   In the wide optical system shown in FIG. 17A, the focus group F includes a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side, a positive lens having a biconvex shape with an Abbe number of 68.3, and a negative lens. It is configured. As a result, the optical system is reduced in size and distortion and chromatic aberration are effectively corrected. The image side group R includes a biconvex positive lens, a positive lens, and a negative lens.

図17(B)に示すテレ光学系において、フォーカス群Fは、負レンズと、両凸形状でアッベ数が68.3の正レンズと、負レンズとにより構成されている。これにより、光学系の小型化を図るとともに、色収差を効果的に補正している。像側群Rは、負レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとにより構成されている。テレ光学系には、光路中の絞りSPと像側群Rとの間に光路を90°折り曲げるための反射部材Mが配置されている。   In the tele-optical system shown in FIG. 17B, the focus group F includes a negative lens, a positive lens having a biconvex shape and an Abbe number of 68.3, and a negative lens. This reduces the size of the optical system and effectively corrects chromatic aberration. The image side group R includes a negative lens, a positive lens, and a meniscus negative lens having a concave surface facing the image side. In the tele-optical system, a reflecting member M for bending the optical path by 90 ° is disposed between the stop SP in the optical path and the image side group R.

ここで、本実施例の複眼カメラにおいて光路が折り曲げられずに直線的に延びるストレート光学系であって最もレンズ全長が長い第2の結像光学系のレンズ全長Lは17.9mmである。また、屈曲光学系である第1の結像光学系の焦点距離fは13mmである。この場合、
L/f=17.9/13=1.377≦1.4
であり、式(1)の条件を満足している。
Here, in the compound eye camera of the present embodiment, the lens total length L of the second imaging optical system which is a straight optical system extending linearly without being bent and having the longest total lens length is 17.9 mm. The focal length f of the first imaging optical system that is a bending optical system is 13 mm. in this case,
L / f = 17.9 / 13 = 1.377 ≦ 1.4
And the condition of the formula (1) is satisfied.

式(1)の条件を満足する第1の結像光学系の光路上に光路を90°折り曲げるための反射部材Mを配置することで、複眼カメラの厚みを低減することができる。光路を折り曲げない場合の第1の結像光学系のレンズ全長は19.8mmであり、第2の結像光学系のレンズ全長よりも長い。このため、第1の結像光学系を光路を折り曲げないストレート光学系として構成すると、複眼カメラの厚みが増大することは明らかである。なお、第1の結像光学系を構成する各レンズの屈折力を強くすればレンズ全長を短縮することはできるが、色収差、コマ収差および像面彎曲等の諸収差の補正が困難となり、結像性能が劣化する。   By disposing the reflecting member M for bending the optical path by 90 ° on the optical path of the first imaging optical system that satisfies the condition of Expression (1), the thickness of the compound-eye camera can be reduced. When the optical path is not bent, the total lens length of the first imaging optical system is 19.8 mm, which is longer than the total lens length of the second imaging optical system. For this reason, when the first imaging optical system is configured as a straight optical system that does not bend the optical path, it is clear that the thickness of the compound-eye camera increases. If the refractive power of each lens constituting the first imaging optical system is increased, the total length of the lens can be shortened, but correction of various aberrations such as chromatic aberration, coma aberration, and field curvature becomes difficult, resulting in a problem. Image performance deteriorates.

また、本実施例では、第1の結像光学系内に配置された反射部材Mの像側(後側)に屈折力の強い負レンズを配置することで、反射部材Mのサイズを小型化している。これにより、反射部材Mのサイズによって複眼カメラ1の厚みが増大することを回避している。さらに、第1および第2の結像光学系のフォーカス群が第1の結像光学系内の反射部材Mよりも物体側に配置されている。   In this embodiment, the size of the reflecting member M is reduced by disposing a negative lens having a strong refractive power on the image side (rear side) of the reflecting member M disposed in the first imaging optical system. ing. This avoids an increase in the thickness of the compound eye camera 1 due to the size of the reflecting member M. Further, the focus group of the first and second imaging optical systems is arranged on the object side with respect to the reflecting member M in the first imaging optical system.

ここで、第1の結像光学系のフォーカス群の焦点距離fFiは9.30mmであり、第2の結像光学系のフォーカス群の焦点距離fFhは−9.30mmである。fFh /fFi の値は1となるので、式(2)の条件を満足している。 Here, the focal length f Fi of the focus group of the first imaging optical system is 9.30 mm, and the focal length f Fh of the focus group of the second imaging optical system is −9.30 mm. Since the value of f Fh 2 / f Fi 2 is 1, the condition of Expression (2) is satisfied.

上記のようなフォーカス群の配置と式(2)の条件を満足することとにより、互いに異なる焦点距離を有する結像光学系のフォーカス群の移動量を同じとすることができる。このため、本実施例のように屈曲光学系を有する複眼カメラにおいて、互いに異なる画角の合焦画像の同時取得とフォーカシング駆動機構の簡素化とを両立させることができる。   By satisfying the above-described arrangement of the focus groups and the condition of the expression (2), the movement amounts of the focus groups of the imaging optical systems having different focal lengths can be made the same. For this reason, in a compound eye camera having a bending optical system as in this embodiment, it is possible to achieve both simultaneous acquisition of focused images with different angles of view and simplification of the focusing drive mechanism.

なお、上記各実施例では、最も広画角の第2の結像光学系を複数設けた場合について説明したが、第2の結像光学系は少なくとも1つ設けられ、これが基準光学系とされればよい。   In each of the above-described embodiments, the case where a plurality of second imaging optical systems having the widest field angle are provided has been described. However, at least one second imaging optical system is provided, and this is used as a reference optical system. Just do it.

以下、実施例1〜4に対応する数値例1〜4の具体的数値を示す。各数値例において、iは物体側から数えた面の順番を示す。riはi番目の光学面(第i面)の曲率半径である。diは第i面と第(i+1)面との軸上間隔である。ndi,νdiはそれぞれ、d線に対するi番目の光学部材の材料の屈折率とアッベ数である。fは焦点距離であり、FnoはFナンバーである。ωは半画角である。間隔dが0とは、前後の面が接合されていることを示す。   Hereinafter, specific numerical values of Numerical Examples 1 to 4 corresponding to Embodiments 1 to 4 are shown. In each numerical example, i indicates the order of the surfaces counted from the object side. ri is the radius of curvature of the i-th optical surface (i-th surface). di is the axial distance between the i-th surface and the (i + 1) -th surface. ndi and νdi are respectively the refractive index and Abbe number of the material of the i-th optical member with respect to the d-line. f is a focal length, and Fno is an F number. ω is a half angle of view. An interval d of 0 indicates that the front and back surfaces are joined.

各実施例では反射部材Mとして反射ミラーを用いており、そのミラー面により光路を90度折り曲げている。ただし、各数値例では便宜上、光路を展開した状態で示している。数値例上のミラー面を45度傾けて反射させることで、各実施例での光学断面図に示した構成と同様の構成となる。   In each embodiment, a reflecting mirror is used as the reflecting member M, and the optical path is bent 90 degrees by the mirror surface. However, in each numerical example, the optical path is shown in a developed state for convenience. By reflecting the mirror surface on the numerical example by tilting it by 45 degrees, the configuration is the same as the configuration shown in the optical cross-sectional view of each example.

また、面番号に「*」を付した面は非球面であり、その非球面の形状は、Rを曲率半径とし、非球面係数K,A3,A4、A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A12を用いて次式で与えられるものとする。   The surface with “*” in the surface number is an aspherical surface, and the shape of the aspherical surface is such that R is the radius of curvature and the aspherical coefficients K, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, Suppose that A10, A11, and A12 are used and given by the following equation.

X=(H/R)/[1+{1−(1+K)(H/R)2}1/2
+A3・H+A4・H+A5・H+A6・H+A7・H
+A8・H+A9・H+A10・H10+A11・H11+A12・H12
なお、各非球面係数における「E±XX」は「×10±XX」を意味している。また、焦点距離、Fナンバーおよび画角はそれぞれ、無限遠物体に焦点を合わせたときの値を表している。BFは最終レンズ面から像面までの距離を空気換算した値である。
(数値例1)
ワイド光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2* 2.411 2.67 4.00
3* 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4* -11.433 0.50 3.49
5* -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6* 15.255 0.10 3.13
7(絞り) ∞ 0.10 3.14
8* 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9* -12.756 3.48 3.11
10* 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11* -11.658 0.50 4.57
12* -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13* 8.934 5.01
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-8.61567e+001 A 4=-9.22230e-004 A 6= 4.19663e-005
第2面
K =-9.30223e-001 A 4= 7.19408e-003 A 6= 6.36185e-004
第3面
K = 3.54414e+000 A 4= 2.81499e-003 A 6= 2.34019e-004
第4面
K =-3.53906e+000 A 4= 1.43935e-003 A 6= 1.07092e-004
第5面
K = 3.15676e+000 A 4= 1.79932e-003 A 6=-9.65503e-004
第6面
K = 4.96423e+001 A 4= 1.09416e-003 A 6=-7.97966e-004
第8面
K =-3.06847e+000 A 4=-1.51330e-004 A 6= 3.84651e-004
第9面
K = 9.75797e+000 A 4=-3.28928e-004 A 6= 5.50566e-004
第10面
K =-1.10481e+001 A 4= 2.90917e-004 A 6= 5.26599e-004
第11面
K = 1.72650e+001 A 4=-4.08824e-003 A 6= 9.11055e-004
第12面
K =-7.35482e+001 A 4=-1.54275e-002 A 6= 3.85072e-004
第13面
K = 7.43385e+000 A 4=-1.07701e-002 A 6= 4.92519e-004

各種データ
焦点距離 5.20
Fナンバー 2.88
半画角 36.69
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 3.15
射出瞳位置 -4.86
前側主点位置 4.94
後側主点位置 -2.14

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

テレ光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 885.216 1.30 1.62041 60.3 5.12
2* -184.277 0.65 4.98
3* 9.703 1.40 1.59240 68.3 4.74
4* -6.989 0.10 4.45
5* -8.737 0.80 1.80518 25.4 4.25
6* -15.025 0.10 3.94
7(絞り) ∞ 2.00 3.72
8(ミラー) ∞ 2.00 5.14
9* -32.646 1.20 1.64000 60.1 3.39
10* 3.695 3.80 3.29
11* 16.114 1.80 1.59240 68.3 6.70
12* 79.301 2.72 6.88
13* 16.680 1.00 1.84666 23.8 7.23
14* 38.339 (可変) 7.37
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-9.00000e+001 A 4=-1.32156e-003 A 6=-6.69651e-005

第2面
K = 9.00000e+001 A 4= 6.48865e-005 A 6=-6.70297e-005

第3面
K =-2.82672e+000 A 4= 1.76947e-003 A 6= 6.79069e-005

第4面
K =-2.58096e+000 A 4= 5.82121e-004 A 6=-7.48352e-006

第5面
K = 3.68342e+000 A 4= 5.46659e-004 A 6= 1.24159e-004

第6面
K = 1.19614e+001 A 4=-3.47191e-004 A 6= 2.28721e-004

第9面
K =-9.00000e+001 A 4= 3.62343e-003 A 6=-2.20092e-004

第10面
K =-9.40279e-001 A 4= 1.02356e-002 A 6=-2.24717e-004

第11面
K = 3.99141e+000 A 4= 1.58063e-003 A 6=-2.04097e-005

第12面
K = 9.00000e+001 A 4=-5.32774e-004 A 6=-1.92859e-005

第13面
K = 2.27812e+000 A 4=-2.12327e-003 A 6= 1.15833e-005

第14面
K = 9.00000e+001 A 4=-2.60011e-003 A 6= 4.60592e-005

各種データ
焦点距離 23.00
Fナンバー 5.60
半画角 9.56
像高 3.88
レンズ全長 20.86
BF 2.00

入射瞳位置 3.16
射出瞳位置 -17.26
前側主点位置 -1.30
後側主点位置 -21.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 245.96
2 3 7.08
3 5 -27.49
4 9 -5.12
5 11 33.78
6 13 34.15

(数値例2)
ワイド光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2* 2.411 2.67 4.00
3* 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4* -11.433 0.50 3.49
5* -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6* 15.255 0.10 3.13
7(絞り) ∞ 0.10 3.14
8* 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9* -12.756 3.48 3.11
10* 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11* -11.658 0.50 4.57
12* -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13* 8.934 5.01
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-8.61567e+001 A 4=-9.22230e-004 A 6= 4.19663e-005
第2面
K =-9.30223e-001 A 4= 7.19408e-003 A 6= 6.36185e-004
第3面
K = 3.54414e+000 A 4= 2.81499e-003 A 6= 2.34019e-004
第4面
K =-3.53906e+000 A 4= 1.43935e-003 A 6= 1.07092e-004
第5面
K = 3.15676e+000 A 4= 1.79932e-003 A 6=-9.65503e-004
第6面
K = 4.96423e+001 A 4= 1.09416e-003 A 6=-7.97966e-004
第8面
K =-3.06847e+000 A 4=-1.51330e-004 A 6= 3.84651e-004
第9面
K = 9.75797e+000 A 4=-3.28928e-004 A 6= 5.50566e-004
第10面
K =-1.10481e+001 A 4= 2.90917e-004 A 6= 5.26599e-004
第11面
K = 1.72650e+001 A 4=-4.08824e-003 A 6= 9.11055e-004
第12面
K =-7.35482e+001 A 4=-1.54275e-002 A 6= 3.85072e-004
第13面
K = 7.43385e+000 A 4=-1.07701e-002 A 6= 4.92519e-004

各種データ
焦点距離 5.20
Fナンバー 2.88
半画角 36.69
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 3.15
射出瞳位置 -4.86
前側主点位置 4.94
後側主点位置 -2.14

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

ワイドミドル光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -14.915 1.30 1.62041 60.3 6.70
2* 69.090 2.67 6.19
3* 5.672 1.40 1.59240 68.3 5.30
4* -7.487 0.50 5.08
5* -9.447 0.80 1.80518 25.4 4.14
6* -22.100 0.10 3.74
7(絞り) ∞ 0.10 3.67
8* 3.929 1.20 1.64000 60.1 3.60
9* 2.484 3.48 3.41
10* 6.037 1.80 1.59240 68.3 6.30
11* 21.097 0.50 6.25
12* 13.374 1.00 1.84666 23.8 6.25
13* 6.940 5.99
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 3.23218e+000 A 4=-3.05400e-004 A 6= 4.53521e-005
第2面
K =-9.00000e+001 A 4= 1.59130e-004 A 6= 5.15981e-005
第3面
K =-1.64767e+000 A 4= 2.27739e-003 A 6=-6.09668e-006
第4面
K =-7.51140e+000 A 4= 2.83658e-004 A 6= 7.41960e-005
第5面
K = 8.77500e+000 A 4= 1.90647e-004 A 6= 7.09546e-004
第6面
K = 7.06211e+000 A 4=-1.29880e-003 A 6= 6.54962e-004
第8面
K =-7.69118e-001 A 4=-1.53255e-003 A 6=-1.23634e-004
第9面
K =-9.82229e-001 A 4= 2.51720e-004 A 6=-1.95089e-004
第10面
K =-4.39310e+000 A 4= 2.05043e-003 A 6=-1.72957e-005
第11面
K = 3.04604e+001 A 4= 9.28199e-004 A 6=-1.81115e-004
第12面
K = 5.49088e+000 A 4=-1.18023e-003 A 6= 3.43330e-005
第13面
K = 2.34608e+000 A 4=-3.33103e-003 A 6= 1.61864e-004

各種データ
焦点距離 10.50
Fナンバー 2.88
半画角 20.26
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 4.64
射出瞳位置 -5.12
前側主点位置 1.66
後側主点位置 -7.44

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -19.66
2 3 5.67
3 5 -21.09
4 8 -15.62
5 10 13.67
6 12 -18.35

テレミドル光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 36.807 1.30 1.62041 60.3 7.62
2* -41.677 2.67 7.15
3* 8.270 1.40 1.59240 68.3 5.38
4* -7.910 0.50 4.98
5* -9.885 0.80 1.80518 25.4 4.08
6* -54.358 0.10 3.71
7(絞り) ∞ 0.10 3.66
8* 5.124 1.20 1.64000 60.1 3.45
9* 2.412 3.48 3.17
10* 10.272 1.80 1.59240 68.3 6.40
11* 16.743 0.50 6.42
12* 9.281 1.00 1.84666 23.8 6.58
13* 10.176 6.54
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-9.00000e+001 A 4= 3.25623e-005 A 6= 1.37046e-005
第2面
K = 6.54916e+001 A 4= 9.61894e-004 A 6= 1.97095e-005
第3面
K =-5.20341e-001 A 4= 2.82359e-003 A 6= 1.62204e-005
第4面
K =-1.07451e+001 A 4= 1.35610e-003 A 6=-1.75272e-005
第5面
K = 9.36306e+000 A 4= 3.65867e-003 A 6= 3.57432e-004
第6面
K =-1.69149e+001 A 4= 1.12483e-003 A 6= 6.25155e-004
第8面
K =-6.38373e-001 A 4=-3.54965e-003 A 6= 1.25622e-006
第9面
K =-9.28207e-001 A 4=-1.83232e-003 A 6=-1.58220e-004
第10面
K = 6.03894e-001 A 4= 1.13103e-003 A 6= 4.35985e-005
第11面
K =-8.36796e+000 A 4= 9.48431e-004 A 6=-5.05453e-005
第12面
K =-2.24043e+000 A 4=-9.07528e-004 A 6= 9.61281e-007
第13面
K = 6.10242e+000 A 4=-2.60010e-003 A 6= 1.92825e-005

各種データ
焦点距離 15.00
Fナンバー 2.88
半画角 14.48
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 6.90
射出瞳位置 -6.27
前側主点位置 -2.20
後側主点位置 -11.94

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 31.71
2 3 7.05
3 5 -15.13
4 8 -8.61
5 10 40.66
6 12 82.43

テレ光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -136.617 1.30 1.62041 60.3 5.80
2* 166.610 0.82 5.76
3* 11.949 1.40 1.59240 68.3 5.61
4* -8.122 0.35 5.42
5* -9.020 0.80 1.80518 25.4 5.00
6* -13.933 0.10 4.74
7(絞り) ∞ 2.81 4.57
8(ミラー) ∞ 2.50 6.06
9* -22.559 1.20 1.64000 60.1 3.96
10* 5.319 3.80 3.88
11* 15.712 1.80 1.59240 68.3 6.46
12* -77.951 3.30 6.53
13* 27.213 1.00 1.84666 23.8 6.93
14* 37.408 (可変) 6.98
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 9.00000e+001 A 4=-1.31577e-003 A 6=-2.70364e-005

第2面
K =-7.12696e+001 A 4=-1.53371e-004 A 6=-4.74331e-005

第3面
K =-2.89414e+000 A 4= 1.68174e-003 A 6=-1.14849e-005

第4面
K =-1.79124e+000 A 4= 4.99910e-004 A 6= 2.67567e-005

第5面
K = 3.96323e+000 A 4= 5.06661e-004 A 6= 1.78272e-004

第6面
K = 9.11081e+000 A 4= 1.36805e-004 A 6= 1.67056e-004

第9面
K =-9.00000e+001 A 4= 1.63734e-003 A 6=-9.65418e-005

第10面
K =-3.67967e+000 A 4= 8.25410e-003 A 6=-2.83572e-004

第11面
K = 9.32341e+000 A 4= 1.83248e-003 A 6=-4.41940e-005

第12面
K =-9.00000e+001 A 4= 8.22363e-004 A 6=-1.88270e-005

第13面
K = 2.46513e+001 A 4=-1.18899e-003 A 6= 1.50333e-005

第14面
K = 7.53470e+001 A 4=-1.20633e-003 A 6= 2.52815e-005

各種データ
焦点距離 27.50
Fナンバー 5.60
半画角 8.02
像高 3.88
レンズ全長 26.19
BF 5.00

入射瞳位置 3.53
射出瞳位置 -17.38
前側主点位置 -2.76
後側主点位置 -22.50

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -120.79
2 3 8.38
3 5 -34.26
4 9 -6.61
5 11 22.23
6 13 112.86

(数値例3)
ワイド光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2* 2.411 2.67 4.00
3* 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4* -11.433 0.50 3.49
5* -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6* 15.255 0.10 3.13
7(絞り) ∞ 0.10 3.14
8* 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9* -12.756 3.48 3.11
10* 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11* -11.658 0.50 4.57
12* -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13* 8.934 5.01
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-8.61567e+001 A 4=-9.22230e-004 A 6= 4.19663e-005
第2面
K =-9.30223e-001 A 4= 7.19408e-003 A 6= 6.36185e-004
第3面
K = 3.54414e+000 A 4= 2.81499e-003 A 6= 2.34019e-004
第4面
K =-3.53906e+000 A 4= 1.43935e-003 A 6= 1.07092e-004
第5面
K = 3.15676e+000 A 4= 1.79932e-003 A 6=-9.65503e-004
第6面
K = 4.96423e+001 A 4= 1.09416e-003 A 6=-7.97966e-004
第8面
K =-3.06847e+000 A 4=-1.51330e-004 A 6= 3.84651e-004
第9面
K = 9.75797e+000 A 4=-3.28928e-004 A 6= 5.50566e-004
第10面
K =-1.10481e+001 A 4= 2.90917e-004 A 6= 5.26599e-004
第11面
K = 1.72650e+001 A 4=-4.08824e-003 A 6= 9.11055e-004
第12面
K =-7.35482e+001 A 4=-1.54275e-002 A 6= 3.85072e-004
第13面
K = 7.43385e+000 A 4=-1.07701e-002 A 6= 4.92519e-004

各種データ
焦点距離 5.20
Fナンバー 2.88
半画角 36.69
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 3.15
射出瞳位置 -4.86
前側主点位置 4.94
後側主点位置 -2.14

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

ワイドミドル光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -14.915 1.30 1.62041 60.3 6.70
2* 69.090 2.67 6.19
3* 5.672 1.40 1.59240 68.3 5.30
4* -7.487 0.50 5.08
5* -9.447 0.80 1.80518 25.4 4.14
6* -22.100 0.10 3.74
7(絞り) ∞ 0.10 3.67
8* 3.929 1.20 1.64000 60.1 3.60
9* 2.484 3.48 3.41
10* 6.037 1.80 1.59240 68.3 6.30
11* 21.097 0.50 6.25
12* 13.374 1.00 1.84666 23.8 6.25
13* 6.940 5.99
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 3.23218e+000 A 4=-3.05400e-004 A 6= 4.53521e-005
第2面
K =-9.00000e+001 A 4= 1.59130e-004 A 6= 5.15981e-005
第3面
K =-1.64767e+000 A 4= 2.27739e-003 A 6=-6.09668e-006
第4面
K =-7.51140e+000 A 4= 2.83658e-004 A 6= 7.41960e-005
第5面
K = 8.77500e+000 A 4= 1.90647e-004 A 6= 7.09546e-004
第6面
K = 7.06211e+000 A 4=-1.29880e-003 A 6= 6.54962e-004
第8面
K =-7.69118e-001 A 4=-1.53255e-003 A 6=-1.23634e-004
第9面
K =-9.82229e-001 A 4= 2.51720e-004 A 6=-1.95089e-004
第10面
K =-4.39310e+000 A 4= 2.05043e-003 A 6=-1.72957e-005
第11面
K = 3.04604e+001 A 4= 9.28199e-004 A 6=-1.81115e-004
第12面
K = 5.49088e+000 A 4=-1.18023e-003 A 6= 3.43330e-005
第13面
K = 2.34608e+000 A 4=-3.33103e-003 A 6= 1.61864e-004

各種データ
焦点距離 10.50
Fナンバー 2.88
半画角 20.26
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 4.64
射出瞳位置 -5.12
前側主点位置 1.66
後側主点位置 -7.44

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -19.66
2 3 5.67
3 5 -21.09
4 8 -15.62
5 10 13.67
6 12 -18.35

テレミドル光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 36.807 1.30 1.62041 60.3 7.62
2* -41.677 2.67 7.15
3* 8.270 1.40 1.59240 68.3 5.38
4* -7.910 0.50 4.98
5* -9.885 0.80 1.80518 25.4 4.08
6* -54.358 0.10 3.71
7(絞り) ∞ 0.10 3.66
8* 5.124 1.20 1.64000 60.1 3.45
9* 2.412 3.48 3.17
10* 10.272 1.80 1.59240 68.3 6.40
11* 16.743 0.50 6.42
12* 9.281 1.00 1.84666 23.8 6.58
13* 10.176 6.54
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-9.00000e+001 A 4= 3.25623e-005 A 6= 1.37046e-005
第2面
K = 6.54916e+001 A 4= 9.61894e-004 A 6= 1.97095e-005
第3面
K =-5.20341e-001 A 4= 2.82359e-003 A 6= 1.62204e-005
第4面
K =-1.07451e+001 A 4= 1.35610e-003 A 6=-1.75272e-005
第5面
K = 9.36306e+000 A 4= 3.65867e-003 A 6= 3.57432e-004
第6面
K =-1.69149e+001 A 4= 1.12483e-003 A 6= 6.25155e-004
第8面
K =-6.38373e-001 A 4=-3.54965e-003 A 6= 1.25622e-006
第9面
K =-9.28207e-001 A 4=-1.83232e-003 A 6=-1.58220e-004
第10面
K = 6.03894e-001 A 4= 1.13103e-003 A 6= 4.35985e-005
第11面
K =-8.36796e+000 A 4= 9.48431e-004 A 6=-5.05453e-005
第12面
K =-2.24043e+000 A 4=-9.07528e-004 A 6= 9.61281e-007
第13面
K = 6.10242e+000 A 4=-2.60010e-003 A 6= 1.92825e-005

各種データ
焦点距離 15.00
Fナンバー 2.88
半画角 14.48
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 6.90
射出瞳位置 -6.27
前側主点位置 -2.20
後側主点位置 -11.94

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 31.71
2 3 7.05
3 5 -15.13
4 8 -8.61
5 10 40.66
6 12 82.43

テレ光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -83.016 1.30 1.62041 60.3 6.60
2* 77.515 0.40 6.65
3* 13.866 1.40 1.59240 68.3 6.63
4* -9.207 1.01 6.53
5* -9.074 0.80 1.80518 25.4 5.54
6* -13.922 0.10 5.30
7(絞り) ∞ 3.47 5.14
8(ミラー) ∞ 4.00 7.14
9* -15.071 1.20 1.64000 60.1 4.39
10* 9.484 3.80 4.27
11* 19.105 1.80 1.59240 68.3 6.51
12* 93.087 3.30 6.58
13* 22.556 1.00 1.84666 23.8 7.15
14* 40.505 (可変) 7.18
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-9.00000e+001 A 4=-1.36080e-003 A 6=-1.81288e-006

第2面
K = 9.00000e+001 A 4=-8.37079e-005 A 6=-4.20703e-005

第3面
K =-3.96761e+000 A 4= 1.58446e-003 A 6=-4.47001e-005

第4面
K =-7.35258e-001 A 4= 3.24889e-004 A 6= 1.97069e-005

第5面
K = 3.75533e+000 A 4= 5.11130e-004 A 6= 1.76543e-004

第6面
K = 9.73367e+000 A 4= 2.91420e-004 A 6= 1.53699e-004

第9面
K =-3.19918e+001 A 4= 3.56789e-003 A 6=-9.40553e-005

第10面
K =-8.30308e+000 A 4= 8.33940e-003 A 6=-9.52007e-005

第11面
K = 1.41230e+001 A 4= 2.24798e-003 A 6=-7.06352e-005

第12面
K =-9.00000e+001 A 4= 1.64927e-003 A 6=-8.06813e-005

第13面
K = 3.60799e+000 A 4= 3.81929e-004 A 6=-5.12132e-005

第14面
K = 8.84921e+001 A 4= 1.07239e-004 A 6=-4.31916e-005

各種データ
焦点距離 32.00
Fナンバー 5.60
半画角 6.90
像高 3.88
レンズ全長 28.58
BF 5.00

入射瞳位置 3.89
射出瞳位置 -19.59
前側主点位置 -5.75
後側主点位置 -27.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -64.41
2 3 9.56
3 5 -34.94
4 9 -8.93
5 11 40.22
6 13 58.62

(数値例4)
ワイド光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2* 2.411 2.67 4.00
3* 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4* -11.433 0.50 3.49
5* -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6* 15.255 0.10 3.13
7(絞り) ∞ 0.10 3.14
8* 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9* -12.756 3.48 3.11
10* 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11* -11.658 0.50 4.57
12* -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13* 8.934 5.01
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-8.61567e+001 A 4=-9.22230e-004 A 6= 4.19663e-005
第2面
K =-9.30223e-001 A 4= 7.19408e-003 A 6= 6.36185e-004
第3面
K = 3.54414e+000 A 4= 2.81499e-003 A 6= 2.34019e-004
第4面
K =-3.53906e+000 A 4= 1.43935e-003 A 6= 1.07092e-004
第5面
K = 3.15676e+000 A 4= 1.79932e-003 A 6=-9.65503e-004
第6面
K = 4.96423e+001 A 4= 1.09416e-003 A 6=-7.97966e-004
第8面
K =-3.06847e+000 A 4=-1.51330e-004 A 6= 3.84651e-004
第9面
K = 9.75797e+000 A 4=-3.28928e-004 A 6= 5.50566e-004
第10面
K =-1.10481e+001 A 4= 2.90917e-004 A 6= 5.26599e-004
第11面
K = 1.72650e+001 A 4=-4.08824e-003 A 6= 9.11055e-004
第12面
K =-7.35482e+001 A 4=-1.54275e-002 A 6= 3.85072e-004
第13面
K = 7.43385e+000 A 4=-1.07701e-002 A 6= 4.92519e-004

各種データ
焦点距離 5.20
Fナンバー 2.88
半画角 36.69
像高 3.88
レンズ全長 17.91
BF 3.06

入射瞳位置 3.15
射出瞳位置 -4.86
前側主点位置 4.94
後側主点位置 -2.14

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

テレ光学系
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -35.774 1.30 1.62041 60.3 5.05
2* 37.734 3.51 4.66
3* 7.617 1.40 1.59240 68.3 3.64
4* -6.725 0.10 3.24
5* -10.615 0.80 1.80518 25.4 3.06
6* -21.488 0.10 2.72
7(絞り) ∞ 2.00 2.41
8(ミラー) ∞ 2.00 3.11
9* 12.088 1.20 1.64000 60.1 3.73
10* 3.111 0.46 4.03
11* 5.480 1.80 1.59240 68.3 4.80
12* 21.689 0.10 4.86
13* 9.258 1.00 1.84666 23.8 4.95
14* 7.403 (可変) 4.96
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-4.22016e+001 A 4=-6.65129e-004 A 6=-1.78770e-005

第2面
K =-1.82578e+001 A 4= 1.13022e-003 A 6=-1.17892e-006

第3面
K = 1.84236e+000 A 4= 3.02517e-003 A 6= 3.51517e-005

第4面
K =-6.86464e+000 A 4= 1.47445e-003 A 6=-1.36656e-004

第5面
K = 1.42942e+001 A 4= 2.21892e-003 A 6= 3.37252e-004

第6面
K = 5.94880e+001 A 4= 1.39009e-003 A 6= 6.28247e-004

第9面
K = 6.41798e+000 A 4=-8.18004e-003 A 6= 3.83328e-004

第10面
K =-1.19651e+000 A 4=-3.85366e-003 A 6= 1.29776e-004

第11面
K = 1.90082e+000 A 4= 3.75224e-003 A 6=-3.67655e-004

第12面
K = 5.72213e+001 A 4= 1.34360e-003 A 6=-4.64626e-006

第13面
K = 6.43548e+000 A 4=-3.74427e-004 A 6=-2.32107e-004

第14面
K = 4.83740e+000 A 4=-1.09159e-003 A 6=-2.12345e-004

各種データ
焦点距離 13.00
Fナンバー 5.60
半画角 16.60
像高 3.88
レンズ全長 19.82
BF 4.05

入射瞳位置 5.14
射出瞳位置 -4.70
前側主点位置 -1.19
後側主点位置 -8.95

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -29.40
2 3 6.26
3 5 -26.94
4 9 -6.91
5 11 11.89
6 13 -57.94

(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
X = (H 2 / R) / [1+ {1- (1 + K) (H / R) 2} 1/2]
+ A3 ・ H 3 + A4 ・ H 4 + A5 ・ H 5 + A6 ・ H 6 + A7 ・ H 7
+ A8 · H 8 + A9 · H 9 + A10 · H 10 + A11 · H 11 + A12 · H 12
Note that “E ± XX” in each aspheric coefficient means “× 10 ± XX”. The focal length, the F number, and the angle of view represent values when focusing on an object at infinity. BF is a value obtained by converting the distance from the final lens surface to the image plane into air.
(Numerical example 1)
Wide optical system unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2 * 2.411 2.67 4.00
3 * 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4 * -11.433 0.50 3.49
5 * -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6 * 15.255 0.10 3.13
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.14
8 * 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9 * -12.756 3.48 3.11
10 * 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11 * -11.658 0.50 4.57
12 * -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13 * 8.934 5.01
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -8.61567e + 001 A 4 = -9.22230e-004 A 6 = 4.19663e-005
Second side
K = -9.30223e-001 A 4 = 7.19408e-003 A 6 = 6.36185e-004
Third side
K = 3.54414e + 000 A 4 = 2.81499e-003 A 6 = 2.34019e-004
4th page
K = -3.53906e + 000 A 4 = 1.43935e-003 A 6 = 1.07092e-004
5th page
K = 3.15676e + 000 A 4 = 1.79932e-003 A 6 = -9.65503e-004
6th page
K = 4.96423e + 001 A 4 = 1.09416e-003 A 6 = -7.97966e-004
8th page
K = -3.06847e + 000 A 4 = -1.51330e-004 A 6 = 3.84651e-004
9th page
K = 9.75797e + 000 A 4 = -3.28928e-004 A 6 = 5.50566e-004
10th page
K = -1.10481e + 001 A 4 = 2.90917e-004 A 6 = 5.26599e-004
11th page
K = 1.72650e + 001 A 4 = -4.08824e-003 A 6 = 9.11055e-004
12th page
K = -7.35482e + 001 A 4 = -1.54275e-002 A 6 = 3.85072e-004
Side 13
K = 7.43385e + 000 A 4 = -1.07701e-002 A 6 = 4.92519e-004

Various data focal length 5.20
F number 2.88
Half angle of view 36.69
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 3.15
Exit pupil position -4.86
Front principal point position 4.94
Rear principal point position -2.14

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

Tele optics unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * 885.216 1.30 1.62041 60.3 5.12
2 * -184.277 0.65 4.98
3 * 9.703 1.40 1.59240 68.3 4.74
4 * -6.989 0.10 4.45
5 * -8.737 0.80 1.80518 25.4 4.25
6 * -15.025 0.10 3.94
7 (Aperture) ∞ 2.00 3.72
8 (Mirror) ∞ 2.00 5.14
9 * -32.646 1.20 1.64000 60.1 3.39
10 * 3.695 3.80 3.29
11 * 16.114 1.80 1.59240 68.3 6.70
12 * 79.301 2.72 6.88
13 * 16.680 1.00 1.84666 23.8 7.23
14 * 38.339 (variable) 7.37
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -9.00000e + 001 A 4 = -1.32156e-003 A 6 = -6.69651e-005

Second side
K = 9.00000e + 001 A 4 = 6.48865e-005 A 6 = -6.70297e-005

Third side
K = -2.82672e + 000 A 4 = 1.76947e-003 A 6 = 6.79069e-005

4th page
K = -2.58096e + 000 A 4 = 5.82121e-004 A 6 = -7.48352e-006

5th page
K = 3.68342e + 000 A 4 = 5.46659e-004 A 6 = 1.24159e-004

6th page
K = 1.19614e + 001 A 4 = -3.47191e-004 A 6 = 2.28721e-004

9th page
K = -9.00000e + 001 A 4 = 3.62343e-003 A 6 = -2.20092e-004

10th page
K = -9.40279e-001 A 4 = 1.02356e-002 A 6 = -2.24717e-004

11th page
K = 3.99141e + 000 A 4 = 1.58063e-003 A 6 = -2.04097e-005

12th page
K = 9.00000e + 001 A 4 = -5.32774e-004 A 6 = -1.92859e-005

Side 13
K = 2.27812e + 000 A 4 = -2.12327e-003 A 6 = 1.15833e-005

14th page
K = 9.00000e + 001 A 4 = -2.60011e-003 A 6 = 4.60592e-005

Various data focal length 23.00
F number 5.60
Half angle of view 9.56
Statue height 3.88
Total lens length 20.86
BF 2.00

Entrance pupil position 3.16
Exit pupil position -17.26
Front principal point position -1.30
Rear principal point position -21.00

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 245.96
2 3 7.08
3 5 -27.49
4 9 -5.12
5 11 33.78
6 13 34.15

(Numerical example 2)
Wide optical system unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2 * 2.411 2.67 4.00
3 * 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4 * -11.433 0.50 3.49
5 * -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6 * 15.255 0.10 3.13
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.14
8 * 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9 * -12.756 3.48 3.11
10 * 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11 * -11.658 0.50 4.57
12 * -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13 * 8.934 5.01
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -8.61567e + 001 A 4 = -9.22230e-004 A 6 = 4.19663e-005
Second side
K = -9.30223e-001 A 4 = 7.19408e-003 A 6 = 6.36185e-004
Third side
K = 3.54414e + 000 A 4 = 2.81499e-003 A 6 = 2.34019e-004
4th page
K = -3.53906e + 000 A 4 = 1.43935e-003 A 6 = 1.07092e-004
5th page
K = 3.15676e + 000 A 4 = 1.79932e-003 A 6 = -9.65503e-004
6th page
K = 4.96423e + 001 A 4 = 1.09416e-003 A 6 = -7.97966e-004
8th page
K = -3.06847e + 000 A 4 = -1.51330e-004 A 6 = 3.84651e-004
9th page
K = 9.75797e + 000 A 4 = -3.28928e-004 A 6 = 5.50566e-004
10th page
K = -1.10481e + 001 A 4 = 2.90917e-004 A 6 = 5.26599e-004
11th page
K = 1.72650e + 001 A 4 = -4.08824e-003 A 6 = 9.11055e-004
12th page
K = -7.35482e + 001 A 4 = -1.54275e-002 A 6 = 3.85072e-004
Side 13
K = 7.43385e + 000 A 4 = -1.07701e-002 A 6 = 4.92519e-004

Various data focal length 5.20
F number 2.88
Half angle of view 36.69
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 3.15
Exit pupil position -4.86
Front principal point position 4.94
Rear principal point position -2.14

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

Wide middle optical system unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * -14.915 1.30 1.62041 60.3 6.70
2 * 69.090 2.67 6.19
3 * 5.672 1.40 1.59240 68.3 5.30
4 * -7.487 0.50 5.08
5 * -9.447 0.80 1.80518 25.4 4.14
6 * -22.100 0.10 3.74
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.67
8 * 3.929 1.20 1.64000 60.1 3.60
9 * 2.484 3.48 3.41
10 * 6.037 1.80 1.59240 68.3 6.30
11 * 21.097 0.50 6.25
12 * 13.374 1.00 1.84666 23.8 6.25
13 * 6.940 5.99
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = 3.23218e + 000 A 4 = -3.05400e-004 A 6 = 4.53521e-005
Second side
K = -9.00000e + 001 A 4 = 1.59130e-004 A 6 = 5.15981e-005
Third side
K = -1.64767e + 000 A 4 = 2.27739e-003 A 6 = -6.09668e-006
4th page
K = -7.51140e + 000 A 4 = 2.83658e-004 A 6 = 7.41960e-005
5th page
K = 8.77500e + 000 A 4 = 1.90647e-004 A 6 = 7.09546e-004
6th page
K = 7.06211e + 000 A 4 = -1.29880e-003 A 6 = 6.54962e-004
8th page
K = -7.69118e-001 A 4 = -1.53255e-003 A 6 = -1.23634e-004
9th page
K = -9.82229e-001 A 4 = 2.51720e-004 A 6 = -1.95089e-004
10th page
K = -4.39310e + 000 A 4 = 2.05043e-003 A 6 = -1.72957e-005
11th page
K = 3.04604e + 001 A 4 = 9.28199e-004 A 6 = -1.81115e-004
12th page
K = 5.49088e + 000 A 4 = -1.18023e-003 A 6 = 3.43330e-005
Side 13
K = 2.34608e + 000 A 4 = -3.33103e-003 A 6 = 1.61864e-004

Various data focal length 10.50
F number 2.88
Half angle of view 20.26
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 4.64
Exit pupil position -5.12
Front principal point position 1.66
Rear principal point position -7.44

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -19.66
2 3 5.67
3 5 -21.09
4 8 -15.62
5 10 13.67
6 12 -18.35

Telemiddle optics unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * 36.807 1.30 1.62041 60.3 7.62
2 * -41.677 2.67 7.15
3 * 8.270 1.40 1.59240 68.3 5.38
4 * -7.910 0.50 4.98
5 * -9.885 0.80 1.80518 25.4 4.08
6 * -54.358 0.10 3.71
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.66
8 * 5.124 1.20 1.64000 60.1 3.45
9 * 2.412 3.48 3.17
10 * 10.272 1.80 1.59240 68.3 6.40
11 * 16.743 0.50 6.42
12 * 9.281 1.00 1.84666 23.8 6.58
13 * 10.176 6.54
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -9.00000e + 001 A 4 = 3.25623e-005 A 6 = 1.37046e-005
Second side
K = 6.54916e + 001 A 4 = 9.61894e-004 A 6 = 1.97095e-005
Third side
K = -5.20341e-001 A 4 = 2.82359e-003 A 6 = 1.62204e-005
4th page
K = -1.07451e + 001 A 4 = 1.35610e-003 A 6 = -1.75272e-005
5th page
K = 9.36306e + 000 A 4 = 3.65867e-003 A 6 = 3.57432e-004
6th page
K = -1.69149e + 001 A 4 = 1.12483e-003 A 6 = 6.25155e-004
8th page
K = -6.38373e-001 A 4 = -3.54965e-003 A 6 = 1.25622e-006
9th page
K = -9.28207e-001 A 4 = -1.83232e-003 A 6 = -1.58220e-004
10th page
K = 6.03894e-001 A 4 = 1.13103e-003 A 6 = 4.35985e-005
11th page
K = -8.36796e + 000 A 4 = 9.48431e-004 A 6 = -5.05453e-005
12th page
K = -2.24043e + 000 A 4 = -9.07528e-004 A 6 = 9.61281e-007
Side 13
K = 6.10242e + 000 A 4 = -2.60010e-003 A 6 = 1.92825e-005

Various data focal length 15.00
F number 2.88
Half angle of view 14.48
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 6.90
Exit pupil position -6.27
Front principal point position -2.20
Rear principal point position -11.94

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 31.71
2 3 7.05
3 5 -15.13
4 8 -8.61
5 10 40.66
6 12 82.43

Tele optics unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * -136.617 1.30 1.62041 60.3 5.80
2 * 166.610 0.82 5.76
3 * 11.949 1.40 1.59240 68.3 5.61
4 * -8.122 0.35 5.42
5 * -9.020 0.80 1.80518 25.4 5.00
6 * -13.933 0.10 4.74
7 (Aperture) ∞ 2.81 4.57
8 (Mirror) ∞ 2.50 6.06
9 * -22.559 1.20 1.64000 60.1 3.96
10 * 5.319 3.80 3.88
11 * 15.712 1.80 1.59240 68.3 6.46
12 * -77.951 3.30 6.53
13 * 27.213 1.00 1.84666 23.8 6.93
14 * 37.408 (variable) 6.98
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = 9.00000e + 001 A 4 = -1.31577e-003 A 6 = -2.70364e-005

Second side
K = -7.12696e + 001 A 4 = -1.53371e-004 A 6 = -4.74331e-005

Third side
K = -2.89414e + 000 A 4 = 1.68174e-003 A 6 = -1.14849e-005

4th page
K = -1.79124e + 000 A 4 = 4.99910e-004 A 6 = 2.67567e-005

5th page
K = 3.96323e + 000 A 4 = 5.06661e-004 A 6 = 1.78272e-004

6th page
K = 9.11081e + 000 A 4 = 1.36805e-004 A 6 = 1.67056e-004

9th page
K = -9.00000e + 001 A 4 = 1.63734e-003 A 6 = -9.65418e-005

10th page
K = -3.67967e + 000 A 4 = 8.25410e-003 A 6 = -2.83572e-004

11th page
K = 9.32341e + 000 A 4 = 1.83248e-003 A 6 = -4.41940e-005

12th page
K = -9.00000e + 001 A 4 = 8.22363e-004 A 6 = -1.88270e-005

Side 13
K = 2.46513e + 001 A 4 = -1.18899e-003 A 6 = 1.50333e-005

14th page
K = 7.53470e + 001 A 4 = -1.20633e-003 A 6 = 2.52815e-005

Various data focal length 27.50
F number 5.60
Half angle of view 8.02
Statue height 3.88
Total lens length 26.19
BF 5.00

Entrance pupil position 3.53
Exit pupil position -17.38
Front principal point position -2.76
Rear principal point position -22.50

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -120.79
2 3 8.38
3 5 -34.26
4 9 -6.61
5 11 22.23
6 13 112.86

(Numerical example 3)
Wide optical system unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2 * 2.411 2.67 4.00
3 * 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4 * -11.433 0.50 3.49
5 * -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6 * 15.255 0.10 3.13
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.14
8 * 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9 * -12.756 3.48 3.11
10 * 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11 * -11.658 0.50 4.57
12 * -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13 * 8.934 5.01
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -8.61567e + 001 A 4 = -9.22230e-004 A 6 = 4.19663e-005
Second side
K = -9.30223e-001 A 4 = 7.19408e-003 A 6 = 6.36185e-004
Third side
K = 3.54414e + 000 A 4 = 2.81499e-003 A 6 = 2.34019e-004
4th page
K = -3.53906e + 000 A 4 = 1.43935e-003 A 6 = 1.07092e-004
5th page
K = 3.15676e + 000 A 4 = 1.79932e-003 A 6 = -9.65503e-004
6th page
K = 4.96423e + 001 A 4 = 1.09416e-003 A 6 = -7.97966e-004
8th page
K = -3.06847e + 000 A 4 = -1.51330e-004 A 6 = 3.84651e-004
9th page
K = 9.75797e + 000 A 4 = -3.28928e-004 A 6 = 5.50566e-004
10th page
K = -1.10481e + 001 A 4 = 2.90917e-004 A 6 = 5.26599e-004
11th page
K = 1.72650e + 001 A 4 = -4.08824e-003 A 6 = 9.11055e-004
12th page
K = -7.35482e + 001 A 4 = -1.54275e-002 A 6 = 3.85072e-004
Side 13
K = 7.43385e + 000 A 4 = -1.07701e-002 A 6 = 4.92519e-004

Various data focal length 5.20
F number 2.88
Half angle of view 36.69
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 3.15
Exit pupil position -4.86
Front principal point position 4.94
Rear principal point position -2.14

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

Wide middle optical system unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * -14.915 1.30 1.62041 60.3 6.70
2 * 69.090 2.67 6.19
3 * 5.672 1.40 1.59240 68.3 5.30
4 * -7.487 0.50 5.08
5 * -9.447 0.80 1.80518 25.4 4.14
6 * -22.100 0.10 3.74
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.67
8 * 3.929 1.20 1.64000 60.1 3.60
9 * 2.484 3.48 3.41
10 * 6.037 1.80 1.59240 68.3 6.30
11 * 21.097 0.50 6.25
12 * 13.374 1.00 1.84666 23.8 6.25
13 * 6.940 5.99
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = 3.23218e + 000 A 4 = -3.05400e-004 A 6 = 4.53521e-005
Second side
K = -9.00000e + 001 A 4 = 1.59130e-004 A 6 = 5.15981e-005
Third side
K = -1.64767e + 000 A 4 = 2.27739e-003 A 6 = -6.09668e-006
4th page
K = -7.51140e + 000 A 4 = 2.83658e-004 A 6 = 7.41960e-005
5th page
K = 8.77500e + 000 A 4 = 1.90647e-004 A 6 = 7.09546e-004
6th page
K = 7.06211e + 000 A 4 = -1.29880e-003 A 6 = 6.54962e-004
8th page
K = -7.69118e-001 A 4 = -1.53255e-003 A 6 = -1.23634e-004
9th page
K = -9.82229e-001 A 4 = 2.51720e-004 A 6 = -1.95089e-004
10th page
K = -4.39310e + 000 A 4 = 2.05043e-003 A 6 = -1.72957e-005
11th page
K = 3.04604e + 001 A 4 = 9.28199e-004 A 6 = -1.81115e-004
12th page
K = 5.49088e + 000 A 4 = -1.18023e-003 A 6 = 3.43330e-005
Side 13
K = 2.34608e + 000 A 4 = -3.33103e-003 A 6 = 1.61864e-004

Various data focal length 10.50
F number 2.88
Half angle of view 20.26
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 4.64
Exit pupil position -5.12
Front principal point position 1.66
Rear principal point position -7.44

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -19.66
2 3 5.67
3 5 -21.09
4 8 -15.62
5 10 13.67
6 12 -18.35

Telemiddle optics unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * 36.807 1.30 1.62041 60.3 7.62
2 * -41.677 2.67 7.15
3 * 8.270 1.40 1.59240 68.3 5.38
4 * -7.910 0.50 4.98
5 * -9.885 0.80 1.80518 25.4 4.08
6 * -54.358 0.10 3.71
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.66
8 * 5.124 1.20 1.64000 60.1 3.45
9 * 2.412 3.48 3.17
10 * 10.272 1.80 1.59240 68.3 6.40
11 * 16.743 0.50 6.42
12 * 9.281 1.00 1.84666 23.8 6.58
13 * 10.176 6.54
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -9.00000e + 001 A 4 = 3.25623e-005 A 6 = 1.37046e-005
Second side
K = 6.54916e + 001 A 4 = 9.61894e-004 A 6 = 1.97095e-005
Third side
K = -5.20341e-001 A 4 = 2.82359e-003 A 6 = 1.62204e-005
4th page
K = -1.07451e + 001 A 4 = 1.35610e-003 A 6 = -1.75272e-005
5th page
K = 9.36306e + 000 A 4 = 3.65867e-003 A 6 = 3.57432e-004
6th page
K = -1.69149e + 001 A 4 = 1.12483e-003 A 6 = 6.25155e-004
8th page
K = -6.38373e-001 A 4 = -3.54965e-003 A 6 = 1.25622e-006
9th page
K = -9.28207e-001 A 4 = -1.83232e-003 A 6 = -1.58220e-004
10th page
K = 6.03894e-001 A 4 = 1.13103e-003 A 6 = 4.35985e-005
11th page
K = -8.36796e + 000 A 4 = 9.48431e-004 A 6 = -5.05453e-005
12th page
K = -2.24043e + 000 A 4 = -9.07528e-004 A 6 = 9.61281e-007
Side 13
K = 6.10242e + 000 A 4 = -2.60010e-003 A 6 = 1.92825e-005

Various data focal length 15.00
F number 2.88
Half angle of view 14.48
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 6.90
Exit pupil position -6.27
Front principal point position -2.20
Rear principal point position -11.94

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 31.71
2 3 7.05
3 5 -15.13
4 8 -8.61
5 10 40.66
6 12 82.43

Tele optics unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * -83.016 1.30 1.62041 60.3 6.60
2 * 77.515 0.40 6.65
3 * 13.866 1.40 1.59240 68.3 6.63
4 * -9.207 1.01 6.53
5 * -9.074 0.80 1.80518 25.4 5.54
6 * -13.922 0.10 5.30
7 (Aperture) ∞ 3.47 5.14
8 (Mirror) ∞ 4.00 7.14
9 * -15.071 1.20 1.64000 60.1 4.39
10 * 9.484 3.80 4.27
11 * 19.105 1.80 1.59240 68.3 6.51
12 * 93.087 3.30 6.58
13 * 22.556 1.00 1.84666 23.8 7.15
14 * 40.505 (variable) 7.18
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -9.00000e + 001 A 4 = -1.36080e-003 A 6 = -1.81288e-006

Second side
K = 9.00000e + 001 A 4 = -8.37079e-005 A 6 = -4.20703e-005

Third side
K = -3.96761e + 000 A 4 = 1.58446e-003 A 6 = -4.47001e-005

4th page
K = -7.35258e-001 A 4 = 3.24889e-004 A 6 = 1.97069e-005

5th page
K = 3.75533e + 000 A 4 = 5.11130e-004 A 6 = 1.76543e-004

6th page
K = 9.73367e + 000 A 4 = 2.91420e-004 A 6 = 1.53699e-004

9th page
K = -3.19918e + 001 A 4 = 3.56789e-003 A 6 = -9.40553e-005

10th page
K = -8.30308e + 000 A 4 = 8.33940e-003 A 6 = -9.52007e-005

11th page
K = 1.41230e + 001 A 4 = 2.24798e-003 A 6 = -7.06352e-005

12th page
K = -9.00000e + 001 A 4 = 1.64927e-003 A 6 = -8.06813e-005

Side 13
K = 3.60799e + 000 A 4 = 3.81929e-004 A 6 = -5.12132e-005

14th page
K = 8.84921e + 001 A 4 = 1.07239e-004 A 6 = -4.31916e-005

Various data focal length 32.00
F number 5.60
Half angle of view 6.90
Statue height 3.88
Total lens length 28.58
BF 5.00

Entrance pupil position 3.89
Exit pupil position -19.59
Front principal point position -5.75
Rear principal point position -27.00

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -64.41
2 3 9.56
3 5 -34.94
4 9 -8.93
5 11 40.22
6 13 58.62

(Numerical example 4)
Wide optical system unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * 40.382 1.30 1.62041 60.3 5.88
2 * 2.411 2.67 4.00
3 * 6.203 1.40 1.59240 68.3 3.87
4 * -11.433 0.50 3.49
5 * -62.116 0.80 1.80518 25.4 3.14
6 * 15.255 0.10 3.13
7 (Aperture) ∞ 0.10 3.14
8 * 6.018 1.20 1.64000 60.1 3.20
9 * -12.756 3.48 3.11
10 * 9.928 1.80 1.59240 68.3 4.65
11 * -11.658 0.50 4.57
12 * -28.136 1.00 1.84666 23.8 4.44
13 * 8.934 5.01
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -8.61567e + 001 A 4 = -9.22230e-004 A 6 = 4.19663e-005
Second side
K = -9.30223e-001 A 4 = 7.19408e-003 A 6 = 6.36185e-004
Third side
K = 3.54414e + 000 A 4 = 2.81499e-003 A 6 = 2.34019e-004
4th page
K = -3.53906e + 000 A 4 = 1.43935e-003 A 6 = 1.07092e-004
5th page
K = 3.15676e + 000 A 4 = 1.79932e-003 A 6 = -9.65503e-004
6th page
K = 4.96423e + 001 A 4 = 1.09416e-003 A 6 = -7.97966e-004
8th page
K = -3.06847e + 000 A 4 = -1.51330e-004 A 6 = 3.84651e-004
9th page
K = 9.75797e + 000 A 4 = -3.28928e-004 A 6 = 5.50566e-004
10th page
K = -1.10481e + 001 A 4 = 2.90917e-004 A 6 = 5.26599e-004
11th page
K = 1.72650e + 001 A 4 = -4.08824e-003 A 6 = 9.11055e-004
12th page
K = -7.35482e + 001 A 4 = -1.54275e-002 A 6 = 3.85072e-004
Side 13
K = 7.43385e + 000 A 4 = -1.07701e-002 A 6 = 4.92519e-004

Various data focal length 5.20
F number 2.88
Half angle of view 36.69
Statue height 3.88
Total lens length 17.91
BF 3.06

Entrance pupil position 3.15
Exit pupil position -4.86
Front principal point position 4.94
Rear principal point position -2.14

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -4.19
2 3 6.99
3 5 -15.14
4 8 6.55
5 10 9.34
6 12 -7.91

Tele optics unit mm

Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 * -35.774 1.30 1.62041 60.3 5.05
2 * 37.734 3.51 4.66
3 * 7.617 1.40 1.59240 68.3 3.64
4 * -6.725 0.10 3.24
5 * -10.615 0.80 1.80518 25.4 3.06
6 * -21.488 0.10 2.72
7 (Aperture) ∞ 2.00 2.41
8 (Mirror) ∞ 2.00 3.11
9 * 12.088 1.20 1.64000 60.1 3.73
10 * 3.111 0.46 4.03
11 * 5.480 1.80 1.59240 68.3 4.80
12 * 21.689 0.10 4.86
13 * 9.258 1.00 1.84666 23.8 4.95
14 * 7.403 (variable) 4.96
Image plane ∞

Aspheric data 1st surface
K = -4.22016e + 001 A 4 = -6.65129e-004 A 6 = -1.78770e-005

Second side
K = -1.82578e + 001 A 4 = 1.13022e-003 A 6 = -1.17892e-006

Third side
K = 1.84236e + 000 A 4 = 3.02517e-003 A 6 = 3.51517e-005

4th page
K = -6.86464e + 000 A 4 = 1.47445e-003 A 6 = -1.36656e-004

5th page
K = 1.42942e + 001 A 4 = 2.21892e-003 A 6 = 3.37252e-004

6th page
K = 5.94880e + 001 A 4 = 1.39009e-003 A 6 = 6.28247e-004

9th page
K = 6.41798e + 000 A 4 = -8.18004e-003 A 6 = 3.83328e-004

10th page
K = -1.19651e + 000 A 4 = -3.85366e-003 A 6 = 1.29776e-004

11th page
K = 1.90082e + 000 A 4 = 3.75224e-003 A 6 = -3.67655e-004

12th page
K = 5.72213e + 001 A 4 = 1.34360e-003 A 6 = -4.64626e-006

Side 13
K = 6.43548e + 000 A 4 = -3.74427e-004 A 6 = -2.32107e-004

14th page
K = 4.83740e + 000 A 4 = -1.09159e-003 A 6 = -2.12345e-004

Various data focal length 13.00
F number 5.60
Half angle of view 16.60
Statue height 3.88
Total lens length 19.82
BF 4.05

Entrance pupil position 5.14
Exit pupil position -4.70
Front principal point position -1.19
Rear principal point position -8.95

Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -29.40
2 3 6.26
3 5 -26.94
4 9 -6.91
5 11 11.89
6 13 -57.94

(Other examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

1 複眼撮像装置
110a〜110d,210a〜210d 第1の結像光学系
120a〜120d,220a〜220d 第2の結像光学系
230a〜230d 第3の結像光学系
240a〜240d 第4の結像光学系
10 撮像ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compound eye imaging device 110a-110d, 210a-210d 1st imaging optical system 120a-120d, 220a-220d 2nd imaging optical system 230a-230d 3rd imaging optical system 240a-240d 4th imaging Optical system 10 Imaging unit

Claims (10)

互いに異なる焦点距離を有する複数の結像光学系と、
前記複数の結像光学系により形成された複数の物体像をそれぞれ撮像する複数の撮像領域を含む撮像手段とを有する複眼撮像装置であって、
前記複数の結像光学系は、反射によって光路が折り曲げられた複数の第1の結像光学系と、光路が折り曲げられていない複数の第2の結像光学系とを含み、
前記複数の結像光学系の物体側からの光軸方向視において、
前記複数の第2の結像光学系のうち少なくとも1つの第2の結像光学系の光軸が、前記複数の第1の結像光学系の光軸の位置を結ぶ線により囲まれた第1の領域内に配置され、
前記各第1の結像光学系における前記光路の折り曲げ方向が、前記第1の領域の外側に向かう方向であって、かつ互いに同じ方向または反対方向であることを特徴とする複眼撮像装置。
A plurality of imaging optical systems having different focal lengths;
A compound-eye imaging device having imaging means including a plurality of imaging regions that respectively capture a plurality of object images formed by the plurality of imaging optical systems,
The plurality of imaging optical systems includes a plurality of first imaging optical systems whose optical paths are bent by reflection, and a plurality of second imaging optical systems whose optical paths are not bent,
In the optical axis direction view from the object side of the plurality of imaging optical systems,
The optical axis of at least one second imaging optical system among the plurality of second imaging optical systems is surrounded by a line connecting the positions of the optical axes of the plurality of first imaging optical systems. Is located within one area,
The compound-eye imaging apparatus, wherein a bending direction of the optical path in each of the first imaging optical systems is a direction toward the outside of the first region and is the same direction or a direction opposite to each other.
互いに異なる焦点距離を有する複数の結像光学系と、
前記複数の結像光学系により形成された複数の物体像をそれぞれ撮像する複数の撮像領域を含む撮像手段とを有する複眼撮像装置であって、
前記複数の結像光学系は、反射によって光路が折り曲げられた複数の第1の結像光学系と、光路が折り曲げられていない複数の第2の結像光学系とを含み、
前記複数の第2の結像光学系のうち光学系全長が最も長い第2の結像光学系の光学系全長をLとし、前記複数の第1の結像光学系のそれぞれの焦点距離をfiとするとき、前記複数の第1の結像光学系は、
1.4≧L/fi
なる条件を満足することを特徴とする複眼撮像装置。
A plurality of imaging optical systems having different focal lengths;
A compound-eye imaging device having imaging means including a plurality of imaging regions that respectively capture a plurality of object images formed by the plurality of imaging optical systems,
The plurality of imaging optical systems includes a plurality of first imaging optical systems whose optical paths are bent by reflection, and a plurality of second imaging optical systems whose optical paths are not bent,
Of the plurality of second imaging optical systems, the total length of the second imaging optical system having the longest optical system length is L, and the focal length of each of the plurality of first imaging optical systems is fi. When the plurality of first imaging optical systems,
1.4 ≧ L / fi
The compound eye imaging device characterized by satisfying the following conditions.
前記複数の結像光学系の物体側からの光軸方向視において、
前記複数の第2の結像光学系のうち少なくとも1つの第2の結像光学系の光軸が、前記複数の第1の結像光学系の光軸の位置を結ぶ線により囲まれた第1の領域内に配置され、
前記各第1の結像光学系における前記光路の折り曲げ方向が、前記第1の領域の外側に向かう方向であって、かつ互いに同じ方向または反対方向であることを特徴とする請求項2に記載の複眼撮像装置。
In the optical axis direction view from the object side of the plurality of imaging optical systems,
The optical axis of at least one second imaging optical system among the plurality of second imaging optical systems is surrounded by a line connecting the positions of the optical axes of the plurality of first imaging optical systems. Is located within one area,
The bending direction of the optical path in each of the first imaging optical systems is a direction toward the outside of the first region, and is the same direction or a direction opposite to each other. Compound eye imaging device.
前記光軸方向視において、前記各第1の結像光学系における前記光路の折り曲げ方向が、該第1の結像光学系に隣り合う前記第2の結像光学系の側とは異なる方向であることを特徴とする請求項1または3に記載の複眼撮像装置。   When viewed in the optical axis direction, the bending direction of the optical path in each of the first imaging optical systems is different from the side of the second imaging optical system adjacent to the first imaging optical system. The compound eye imaging apparatus according to claim 1, wherein the compound eye imaging apparatus is provided. 前記光軸方向視において、前記複数の第2の結像光学系の光軸が全て前記第1の領域内に配置されていることを特徴とする請求項1,3および4のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。   5. The optical axis of the plurality of second imaging optical systems is all disposed in the first region when viewed in the optical axis direction. 5. The compound eye imaging device described in 1. 前記第1の領域内に光軸が配置された前記少なくとも1つの第2の結像光学系のうち1つを特定の第2の結像光学系というとき、
前記光軸方向視において、前記第1の領域と前記複数の第2の結像光学系のそれぞれの光軸の位置を結ぶ線によって囲まれた第2の領域とが重なる領域内に前記特定の第2の結像光学系の光軸が配置されていることを特徴とする請求項1,3,4および5のうちいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
When one of the at least one second imaging optical system in which an optical axis is arranged in the first region is referred to as a specific second imaging optical system,
In the optical axis direction view, the specific region is within a region where the first region and a second region surrounded by a line connecting the optical axis positions of the plurality of second imaging optical systems overlap each other. 6. The compound eye imaging apparatus according to claim 1, wherein an optical axis of the second imaging optical system is disposed.
前記複数の第2の結像光学系は、前記第1の結像光学系の画角よりも広い画角を有する複数の広角光学系と、前記第1の結像光学系の画角と前記広角光学系の画角との間の中間画角を有する複数の中間画角光学系とを有し、
前記第1の領域内に光軸が配置された前記少なくとも1つの第2の結像光学系の1つである前記広角光学系を特定の第2の結像光学系というとき、
前記光軸方向視において、前記第1の領域と、前記複数の広角光学系のそれぞれの光軸の位置を結ぶ線によって囲まれた第2の領域と、前記複数の中間画角光学系のそれぞれの光軸の位置を結ぶ線によって囲まれた第3の領域とが重なる領域内に、前記特定の第2の結像光学系の光軸が配置されていることを特徴とする請求項1,3,4および5のうちいずれか一項に記載の複眼撮像装置。
The plurality of second imaging optical systems include a plurality of wide-angle optical systems having a field angle wider than the field angle of the first imaging optical system, the field angle of the first imaging optical system, and the A plurality of intermediate angle-of-view optical systems having an intermediate angle of view between the angle of view of the wide-angle optical system;
When the wide-angle optical system that is one of the at least one second imaging optical system in which an optical axis is disposed in the first region is referred to as a specific second imaging optical system,
When viewed in the optical axis direction, each of the first region, a second region surrounded by a line connecting the optical axis positions of the plurality of wide-angle optical systems, and each of the plurality of intermediate angle-of-view optical systems The optical axis of the specific second imaging optical system is disposed in a region overlapping with a third region surrounded by a line connecting the positions of the optical axes. The compound-eye imaging device according to any one of 3, 4, and 5.
前記特定の第2の結像光学系を通した撮像により得られた画像またはその一部を基準画像として、前記複数の結像光学系のそれぞれを通した撮像により得られた画像を合成する画像合成手段を有することを特徴とする請求項6または7のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。   An image obtained by synthesizing an image obtained by imaging through each of the plurality of imaging optical systems by using an image obtained by imaging through the specific second imaging optical system or a part thereof as a reference image The compound eye imaging apparatus according to claim 6, further comprising a combining unit. 前記複数の結像光学系のうち互いに異なる画角を有する2つの結像光学系を通した撮像により得られる2つの画像に基づいて、該2つの結像光学系の画角の間の画角に対応する画像を生成する画像生成手段を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。   An angle of view between the angles of view of the two imaging optical systems based on two images obtained by imaging through two imaging optical systems having different angles of view among the plurality of imaging optical systems. The compound-eye imaging apparatus according to claim 1, further comprising an image generation unit configured to generate an image corresponding to. 前記複数の結像光学系を通した撮像により得られる互いに視差を有する複数の画像から被写体までの距離を算出する距離算出手段を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の複眼撮像装置。   The distance calculating means for calculating a distance from a plurality of images having parallax to each other obtained by imaging through the plurality of imaging optical systems is provided. The compound eye imaging device described.
JP2015019321A 2015-02-03 2015-02-03 Compound eye imaging device Active JP6576046B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015019321A JP6576046B2 (en) 2015-02-03 2015-02-03 Compound eye imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015019321A JP6576046B2 (en) 2015-02-03 2015-02-03 Compound eye imaging device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016142947A true JP2016142947A (en) 2016-08-08
JP2016142947A5 JP2016142947A5 (en) 2018-03-15
JP6576046B2 JP6576046B2 (en) 2019-09-18

Family

ID=56570357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015019321A Active JP6576046B2 (en) 2015-02-03 2015-02-03 Compound eye imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6576046B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107966795A (en) * 2017-12-29 2018-04-27 瑞声科技(新加坡)有限公司 Camera optical camera lens
CN108089307A (en) * 2017-12-29 2018-05-29 瑞声科技(新加坡)有限公司 Camera optical camera lens
JP2018097306A (en) * 2016-12-16 2018-06-21 キヤノン株式会社 Imaging device
CN108254893A (en) * 2017-12-29 2018-07-06 瑞声科技(新加坡)有限公司 Camera optical camera lens
JP6425361B1 (en) * 2017-12-29 2018-11-21 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. Imaging optical lens
JP6436602B1 (en) * 2017-12-29 2018-12-12 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. Imaging optical lens
JP2021505936A (en) * 2017-12-04 2021-02-18 オプトチューン コンシューマー アーゲー Optical zoom device with focal tunable lens core
JP2022531015A (en) * 2019-05-05 2022-07-05 華為技術有限公司 Compact camera modules, terminal devices, imaging methods, and imaging devices
JP2022160964A (en) * 2021-04-07 2022-10-20 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド Lens system, image capturing device, and mobile body
US11835692B2 (en) 2020-02-21 2023-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Optical system and image pickup apparatus having the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011055246A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Panasonic Corp Telescopic imaging apparatus
JP2013211827A (en) * 2012-02-28 2013-10-10 Canon Inc Image processing method, device and program
JP2014010399A (en) * 2012-07-02 2014-01-20 Canon Inc Imaging device and lens device
JP2015103885A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 キヤノン株式会社 Compound-eye imaging device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011055246A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Panasonic Corp Telescopic imaging apparatus
JP2013211827A (en) * 2012-02-28 2013-10-10 Canon Inc Image processing method, device and program
JP2014010399A (en) * 2012-07-02 2014-01-20 Canon Inc Imaging device and lens device
JP2015103885A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 キヤノン株式会社 Compound-eye imaging device

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018097306A (en) * 2016-12-16 2018-06-21 キヤノン株式会社 Imaging device
JP2021505936A (en) * 2017-12-04 2021-02-18 オプトチューン コンシューマー アーゲー Optical zoom device with focal tunable lens core
CN107966795B (en) * 2017-12-29 2020-03-20 瑞声科技(新加坡)有限公司 Image pickup optical lens
CN108089307B (en) * 2017-12-29 2020-07-17 瑞声光学解决方案私人有限公司 Image pickup optical lens
JP6425361B1 (en) * 2017-12-29 2018-11-21 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. Imaging optical lens
JP6436602B1 (en) * 2017-12-29 2018-12-12 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. Imaging optical lens
JP2019120914A (en) * 2017-12-29 2019-07-22 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. Image capturing optical lens
JP2019120916A (en) * 2017-12-29 2019-07-22 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. Image capturing optical lens
CN107966795A (en) * 2017-12-29 2018-04-27 瑞声科技(新加坡)有限公司 Camera optical camera lens
CN108254893A (en) * 2017-12-29 2018-07-06 瑞声科技(新加坡)有限公司 Camera optical camera lens
CN108254893B (en) * 2017-12-29 2020-08-25 瑞声光学解决方案私人有限公司 Image pickup optical lens
CN108089307A (en) * 2017-12-29 2018-05-29 瑞声科技(新加坡)有限公司 Camera optical camera lens
JP2022531015A (en) * 2019-05-05 2022-07-05 華為技術有限公司 Compact camera modules, terminal devices, imaging methods, and imaging devices
JP7313478B2 (en) 2019-05-05 2023-07-24 華為技術有限公司 Compact camera module, terminal device, imaging method, and imaging apparatus
US11796893B2 (en) 2019-05-05 2023-10-24 Huawei Technologies Co., Ltd. Compact camera module and terminal device
US11835692B2 (en) 2020-02-21 2023-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Optical system and image pickup apparatus having the same
JP2022160964A (en) * 2021-04-07 2022-10-20 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド Lens system, image capturing device, and mobile body

Also Published As

Publication number Publication date
JP6576046B2 (en) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6576046B2 (en) Compound eye imaging device
JP6418894B2 (en) Optical system, imaging device, and optical apparatus
JP5822659B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP5209366B2 (en) Imaging optical system and electronic imaging apparatus having the same
JP2008292733A (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP4931121B2 (en) Zoom lens having a reflecting surface for reflecting an optical path and image pickup apparatus having the same
JP5202076B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP2006293012A (en) Zoom lens and imaging apparatus equipped with the same
JP4829629B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP2008129403A (en) Optical system and imaging apparatus having the same
JP6727795B2 (en) Imaging device and imaging system having the same
JP2010160243A (en) Zoom lens, and imaging device having the same
JP2013037064A (en) Zoom lens and imaging apparatus including the same
JP2004109993A (en) Zoom lens and image pickup device
JP2007108544A (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP4717430B2 (en) Imaging lens and imaging apparatus having the same
JP2003295053A (en) Zoom lens and optical apparatus having the same
JP6818537B2 (en) Imaging device
JP2017111172A (en) Zoom lens and imaging device having the same
JP2020030249A (en) Zoom lens and image capturing device having the same
JP4068765B2 (en) Zoom lens
JP7404064B2 (en) Imaging device
JP6566708B2 (en) Optical system and imaging apparatus having the same
JP2007279183A (en) Zoom lens
JP2004101739A (en) Large aperture zoom lens

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180131

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190723

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190820

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6576046

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151