JP2017184143A - レンズ鏡筒、およびカメラボディ - Google Patents
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Abstract
Description
発明の第2の態様によるレンズ鏡筒は、カメラボディに装着される装着部と、結像光学系と、前記結像光学系を透過した光が入射する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、前記装着部が前記カメラボディに装着されると、前記マイクロレンズアレイを透過した光が形成する像を、前記カメラボディの撮像部へ導く光学素子と、を備える。
発明の第3の態様によるカメラボディは、第1または第2の態様によるレンズ鏡筒レンズ鏡筒が装着される装着部と、前記レンズ鏡筒を介して入射された光の像を撮像する撮像部と、前記撮像部の出力に基づいて、任意の位置における画像を合成する画像合成部と、を備える。
発明の第4の態様によるレンズ鏡筒は、カメラボディに装着される装着部と、結像光学系と、前記結像光学系を透過した光が入射する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを透過した光がそれぞれ入射される複数の受光部を有する撮像部と、を備える。
本実施形態は、レンズ交換式のライトフィールドカメラを構成する。図1は、ライトフィールドカメラシステムの撮像光学系の要部、すなわち、撮像レンズ101、マイクロレンズアレイ102、および撮像素子103を説明する斜視図である。
なお、撮像レンズ101は複数のレンズによって構成されているが、単レンズとして図示している。
図1において、撮像レンズ101は、被写体からの光をマイクロレンズアレイ102へ導く。マイクロレンズアレイ102は、撮像レンズ101の予定焦点面近傍に配置される。マイクロレンズアレイ102は、複数のマイクロレンズLを格子状またはハニカム形状に二次元配列して構成されている。マイクロレンズアレイ102の各マイクロレンズLには、被写体の異なる部位からの光が入射される。すなわち、マイクロレンズアレイ102へ入射された光は、マイクロレンズアレイ102を構成するマイクロレンズLによって複数に分割される。
なお、図1ではマイクロレンズアレイ102が5個×5個のマイクロレンズLを有しているが、マイクロレンズアレイ102を構成するマイクロレンズLの数は、図示した数に限定されない。
LF画像は、そのデータを用いてリフォーカス処理を施すことができる。リフォーカス処理は、LF画像が有する上記光線情報と上記方向情報とに基づいた演算(光線を並べ替える演算)を行うことによって、任意像面の画像、すなわち、任意のピント位置や視点での画像を生成する処理をいう。以降、リフォーカス処理によって生成された任意のピント位置や視点での画像をリフォーカス画像と称する。
LF画像に対するリフォーカス処理(再構築処理とも呼ばれる)は公知であるので、リフォーカス処理についての詳細な説明は省略する。
カメラボディ2は、メインミラー201と、撮像素子203と、ファインダ光学系204(204a〜204d)と、ボディ制御部205と、画像処理部206と、表示部208と、通信部209とを含む。
また、ボディ制御部205は、画像処理部206にリフォーカス処理を行わせ、記録媒体207に記録されたLF画像のデータをパーソナルコンピュータなどの外部機器へ送信してもよい。この場合には、ボディ制御部205から送信されたLF画像を入力した外部機器が、LF画像に対するリフォーカス処理を行う。
交換レンズ3は、撮像レンズ301と、マイクロレンズアレイ302と、拡散部材303と、リレー光学系304と、通信部308とを含む。通信部308は、カメラボディ2の通信部209との間で通信を行う。
なお、リレーレンズ304を単レンズとして図示したが、複数のレンズによって構成されている。
ボディ制御部205は、LF画像用の交換レンズ3を用いてLF画像を撮像するLF撮影モードと、通常撮影用の交換レンズを用いて通常画像を撮像する通常撮影モードとを切替える。通常撮影用の交換レンズは、LF画像用の交換レンズ3(図2)と比べて、マイクロレンズアレイ302、拡散板303およびリレーレンズ304を有していない点で異なる。すなわち、通常撮影用の交換レンズは、撮像レンズ301が、被写体像をカメラボディ2の撮像素子203の撮像面203sに結像させる。
ボディ制御部205は、記録媒体206に記録する画像ファイルを生成する。ボディ制御部205は、LF撮影モードの場合、撮像素子203から読み出した蓄積信号に基づくLF画像のデータを画像ファイルに含める。LF画像のデータとしては、リフォーカス処理によって生成された任意のピント位置や視点での画像(リフォーカス画像)のデータを画像ファイルに含めてよい。この場合、LF画像のデータとリフォーカス画像のデータとを、関連する複数の画像のデータとして画像ファイルに含めることができる。
図3は、ボディ制御部205が実行するカメラ処理の流れを例示するフローチャートである。ボディ制御部205は、例えばメインスイッチのオン操作がなされた場合に、図3の処理を行うプログラムを実行する。プログラムは、例えばメモリ205aに格納されている。図3のステップS10において、ボディ制御部205はモード選択を行う。ボディ制御部205は、交換レンズとの通信によって取得した交換レンズの情報に基づき、LF撮影モードまたは通常撮影モードを選択してステップS20へ進む。ボディ制御部205は、装着されている交換レンズがLF画像用の交換レンズ3の場合にLF撮影モードを選択し、装着されている交換レンズが通常撮影用の交換レンズの場合に通常撮影モードを選択する。
(1)交換レンズ3は、カメラボディ2に装着されるレンズ側マウント31と、撮像レンズ301と、撮像レンズ301を透過した光が入射する複数のマイクロレンズLを有するマイクロレンズアレイ302と、マイクロレンズアレイ302を透過した光が入射する拡散板303と、レンズ側マウント31がカメラボディ2に装着されると、入射した光が拡散板303に形成した像をカメラボディ2の撮像素子203に結像させるリレーレンズ304とを備える。これにより、交換レンズ方式のカメラボディ2と組み合わせて、カメラボディ2でLF画像を撮像することができる。
(変形例1)
拡散板303を、透過型の液晶パネル303Bによって構成してもよい。例えば、厚さ500μmの2枚のガラス基板の間に数μm(例えば7〜8μm)の空隙を設け、この空隙にTN(twist nematic)液晶やPN(Polymer Network,高分子分散)液晶を封入することによって、液晶パネル303Bを構成する。変形例1では、液晶に拡散状態を維持させる。2枚のガラス基板の間隔を数μmにするのは、透過光量を適度に確保するためである。
以上説明した変形例1によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
図4は、第2の実施形態による一眼レフカメラシステム(以降、カメラ1と称する)の構成を例示する図である。第1の実施形態(図2)と比べて、LF画像用の交換レンズ3の代わりに、LF画像用の交換レンズ3Bが用いられる点が相違する。カメラボディ2は第1の実施形態と同様である。このため、交換レンズ3Bの構成を中心に説明する。
図4において、交換レンズ3Bは、メインミラー201を待避状態にしたカメラボディ2に装着される。交換レンズ3Bは、撮像レンズ301と、マイクロレンズアレイ302と、ファイバーオプティックプレート305と、通信部308とを含む。通信部308は、カメラボディ2の通信部209との間で通信を行う。
撮像素子203の画素数よりも光ファイバーの芯数を多くするのは、画素PX間におけるクロストークを抑えるためである。
(1)交換レンズ3Bは、カメラボディ2に装着されるレンズ側マウント31と、撮像レンズ301と、撮像レンズ301を透過した光が入射する複数のマイクロレンズLを有するマイクロレンズアレイ302と、レンズ側マウント31がカメラボディ2に装着されると、マイクロレンズアレイ302を透過した光が形成する像を、カメラボディ2の撮像素子203へ導くファイバーオプティックプレート305とを備える。これにより、交換レンズ方式のカメラボディ2と組み合わせて、カメラボディ2でLF画像を撮像することができる。
第3の実施形態は、LF画像用の交換レンズ3Cにおいて撮像を行い、カメラボディ2は、交換レンズ3Cを含むカメラ1を持って構えるグリップ、およびレリーズ操作部として用いられる。
図5は、第3の実施形態による一眼レフカメラシステム(以降、カメラ1と称する)の構成を例示する図である。第1の実施形態(図2)と比べて、LF画像用の交換レンズ3の代わりに、LF画像用の交換レンズ3Cが用いられる点が相違する。カメラボディ2は第1の実施形態と同様である。このため、交換レンズ3Cの構成を中心に説明する。
図5において、交換レンズ3Cは、カメラボディ2に装着される。交換レンズ3Cは、撮像レンズ301と、マイクロレンズアレイ302と、撮像素子306と、レンズ制御部307と、通信部308とを含む。通信部308は、カメラボディ2の通信部209との間で通信を行う。
(1)交換レンズ3Cは、カメラボディ2に装着されるレンズ側マウント31と、撮像レンズ301と、撮像レンズ301を透過した光が入射する複数のマイクロレンズLを有するマイクロレンズアレイ302と、マイクロレンズアレイ302の各マイクロレンズLを透過した光がそれぞれ入射される複数の画素PXを有する撮像素子306とを備える。これにより、交換レンズ方式のカメラボディ2と組み合わせて、LF画像を撮像することができる。
2…カメラボディ
3、3B、3C…交換レンズ
21…ボディ側マウント
31…レンズ側マウント
101、301…撮像レンズ
102、302…マイクロレンズアレイ
103、203、306…撮像素子
203s…撮像面
205…カメラ制御部
206…画像処理部
209、308…通信部
303…拡散板
303s…拡散面
304…リレーレンズ
305…ファイバーオプティックプレート
305i…入射面
305o…射出面
307…レンズ制御部
PXs…画素群
Claims (13)
- カメラボディに装着される装着部と、
結像光学系と、
前記結像光学系を透過した光が入射する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイを透過した光が入射する透過型拡散板と、
前記装着部が前記カメラボディに装着されると、前記入射した光が前記透過型拡散板に形成した像を前記カメラボディの撮像部に結像させるリレー光学系と、
を備えるレンズ鏡筒。 - 請求項1に記載のレンズ鏡筒において、
前記リレー光学系は、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを透過した光が前記透過型拡散板に形成した像を、それぞれ対応する前記撮像部の複数の受光部に結像させるレンズ鏡筒。 - 請求項1または請求項2に記載のレンズ鏡筒において、
前記マイクロレンズのF値は、前記リレー光学系のF値よりも小さいレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記マイクロレンズアレイと前記透過型拡散板の拡散面との間隔は、前記マイクロレンズの焦点距離であるレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記結像光学系の射出瞳と前記透過型拡散板の拡散面とは共役であるレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記透過型拡散板は、光を拡散する粒子を有する膜が設けられた基板であるレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記透過型拡散板は、液晶素子であるレンズ鏡筒。 - カメラボディに装着される装着部と、
結像光学系と、
前記結像光学系を透過した光が入射する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記装着部が前記カメラボディに装着されると、前記マイクロレンズアレイを透過した光が形成する像を、前記カメラボディの撮像部へ導く光学素子と、
を備えるレンズ鏡筒。 - 請求項8に記載のレンズ鏡筒において、
前記光学素子は、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを透過した光が形成した像を、それぞれ対応する前記撮像部の複数の受光部に導くレンズ鏡筒。 - 請求項8または請求項9に記載のレンズ鏡筒において、
前記光学素子は、前記撮像部の受光部の数よりも多い複数の光ファイバーの束であるレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒が装着される装着部と、
前記レンズ鏡筒を介して入射された光の像を撮像する撮像部と、
前記撮像部の出力に基づいて、任意の位置における画像を合成する画像合成部と、を備えるカメラボディ。 - カメラボディに装着される装着部と、
結像光学系と、
前記結像光学系を透過した光が入射する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを透過した光がそれぞれ入射される複数の受光部を有する撮像部と、
を備えるレンズ鏡筒。 - 請求項12に記載のレンズ鏡筒において、
前記撮像部から出力される信号を送信する送信部を備えるレンズ鏡筒。
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