JP2020134820A - 撮像光学系及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りつつ光量調整機能を好適に発揮することができる撮像光学系及び撮像装置を提供する。【解決手段】複数の光学系と、前記複数の光学系を通過する光を反射する反射部材と、前記反射部材により反射された光が通過する開口部の大きさを変更可能な可変開口部材と、を有し、前記可変開口部材は、前記反射部材より像側に配置されており、前記可変開口部材の少なくとも一部は、前記複数の光学系が有する最も物体側に配置された第１レンズと光軸方向に重なる位置に配置されている、ことを特徴とする撮像光学系。【選択図】図７

Description

本発明は、撮像光学系及び撮像装置に関する。

特許文献１、２には、１８０度より広い画角を持つ広角レンズと、この広角レンズによる像を撮像する撮像センサとを有する同一構造の撮像系を２つ組み合わせ、各撮像系により撮像された像を合成して４πステラジアンの立体角内の像を得る、全天球型の撮像システムが記載されている。

特開２０１４−０５６０４８号公報 特許第６０１９９７０号公報

特許文献１、２を含む従来の撮像システムでは、小型化を維持しながら光量調整を行うために、例えば、メカニカルシャッタや電子シャッタのシャッタ速度やＩＳＯ感度を変更することが考えられる。

しかしながら、上記のような光量調整手段にも限定がある。例えば、光量調整手段の設定範囲を暗いシーンに対応させた場合、明るいシーンでは設定上の限界に到達して、光量が飽和して画像が白とびするおそれがある。逆に、光量調整手段の設定範囲を明るいシーンに対応させた場合、暗いシーンでは設定上の限界に到達して、画像が黒つぶれするおそれがある。

メカニカルシャッタや電子シャッタ以外の物理的な可変開口絞り（可変開口部材）を光路上に配置することも考えられるが、特許文献１、２を含む従来の撮像システムのような小型かつ複雑で入り組んだ構造において、どこにどのように可変開口絞りを配置するかは、小型化の要求に応えるための技術課題となっている。

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、小型化を図りつつ光量調整機能を好適に発揮することができる撮像光学系及び撮像装置を提供することを目的とする。

本実施形態の撮像光学系は、複数の光学系と、前記複数の光学系を通過する光を反射する反射部材と、前記反射部材により反射された光が通過する開口部の大きさを変更可能な可変開口部材と、を有し、前記可変開口部材は、前記反射部材より像側に配置されており、前記可変開口部材の少なくとも一部は、前記複数の光学系が有する最も物体側に配置された第１レンズと光軸方向に重なる位置に配置されている、ことを特徴としている。

本発明によれば、小型化を図りつつ光量調整機能を好適に発揮することができる撮像光学系及び撮像装置を提供することができる。

本実施形態による撮像装置の外観構成を示す図である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを左方から見た図である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを後方から見た図である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを上方から見た図である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを展開して描いた図である。 可変開口部材の構成と配置を説明するための第１の図である。 可変開口部材の構成と配置を説明するための第２の図である。

図１〜図７を参照して、本実施形態による撮像装置（撮像光学系）１について詳細に説明する。以下の説明中の前、後、上、下、左、右の各方向は、各図に記載した矢線方向を基準とする。

図１Ａ〜図１Ｃに示すように、撮像装置１は、撮像装置１の各構成要素が組み付けられてこれらを保持する筐体１０を有している。筐体１０は、左右方向に短く、上下方向に長く、上面が丸みを帯びた輪郭を有している。筐体１０は、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０を有している。後側金属筐体２０と前側金属筐体３０は、後述する後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０と比較して相対的に高剛性の金属材料（例えばマグネシウム合金）から構成された一体成形品とすることができる。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０は、左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０によって接続されている。左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０は、例えば、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と同一の金属材料から構成することができるが、その材料には自由度があり、種々の設計変更が可能である。後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の一方には、位置決めボス（図示略）が形成されており、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の他方には、ボス挿入孔（図示略）が形成されており、位置決めボスをボス挿入孔に挿入することにより、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０が接近した状態で位置決めされる。後側金属筐体２０と前側金属筐体３０は、左側面と右側面と下面に、上記位置決め状態で重なって共締め可能なネジ孔（図示略）を有している。後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の間の左側面と右側面と下面の隙間に、左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０を嵌め込んで、これらに挿通した共締めネジ（図示略）を上記ネジ孔に螺合する（締め付ける）ことにより、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０が一体化される。なお、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０を一体化するための構成には自由度があり、種々の設計変更が可能である。

後側金属筐体２０の上方には、略円形のレンズ露出孔２１が形成されており、前側金属筐体３０の上方には、略円形のレンズ露出孔３１が形成されている。後側金属筐体２０の上下方向の中間部よりやや下方には、撮像（静止画撮像、動画撮像）のトリガとなるシャッターボタン２２が設けられている。右側面接続筐体５０の上下方向の中間部には、撮像装置１の電源のオンオフを切り替えるための電源ボタン５１が設けられており、電源ボタン５１の下方には、撮影モードや無線接続モードの設定操作を行うための操作ボタン５２、５３、５４が設けられている。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０の結合体は、上下方向の中間部より下方がグリップ部ＧＰを構成している。撮影者は、グリップ部ＧＰを把持した状態で、シャッターボタン２２、電源ボタン５１、操作ボタン５２〜５４を押圧操作することができる。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０の結合体は、上方が開放された開口部ＯＳを有している。開口部ＯＳは、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０によって覆われている。後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０の詳細構造（例えば後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０の結合体への結合構造）には自由度があり、種々の設計変更が可能である。

図２〜図４に示すように、筐体１０の内部には、互いに対称に配置される２つの広角レンズ系（光学系）Ａ、Ｂと、２つの広角レンズ系Ａ、Ｂによる像が結像する２つの撮像センサＡＩ、ＢＩが保持（収納）されている。図２〜図４では、筐体１０を模式的に仮想線（二点鎖線）で描いている。各２つの広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩは、同一仕様とすることができる。広角レンズ系Ａ、Ｂは、１８０度より広い画角を有している。撮像装置１は、撮像センサＡＩ、ＢＩが結像した２つの像を合成することにより４πラジアンの立体角内の像を得る、全天球型の撮像装置とすることができる。

広角レンズ系Ａは、物体側から像側に向かって順に、負の前群ＡＦと、第１プリズム（反射部材、第１反射部材）ＡＰ１と、可変開口部材（可変開口絞り）ＡＳと、第２プリズム（第２反射部材）ＡＰ２と、正の後群ＡＲと、第３プリズム（第３反射部材）ＡＰ３とを有している。負の前群ＡＦは、１８０°より大きい高画角の光線を取り込む機能を持ち、正の後群ＡＲは、結像画像の収差を補正する機能を持つ。可変開口部材ＡＳは、図２〜図４では図示を省略して、図５の展開図のみに描いている。また、可変開口部材ＡＳの詳細な構成や配置については、図６、図７を参照して、後に詳細に説明する。

負の前群ＡＦは、前方から入射した被写体光束を発散させながら後方に出射する。第１プリズムＡＰ１は、負の前群ＡＦから入射した被写体光束を左方に９０°反射する。可変開口部材ＡＳは、第１プリズムＡＰ１が反射した被写体光束の透過量を調整（光量調整）する。第２プリズムＡＰ２は、可変開口部材ＡＳが光量調整した被写体光束を下方に９０°反射する。正の後群ＡＲは、第２プリズムＡＰ２が反射した被写体光束を収束させながら下方に出射する。第３プリズムＡＰ３は、正の後群ＡＲから入射した被写体光束を右方に９０°反射して、撮像センサＡＩの撮像面に結像させる。第３プリズムＡＰ３の出射面には、撮像センサＡＩの撮像面に向かって突出する凸面ＡＰ３Ｘが形成されている。負の前群ＡＦ及び正の後群ＡＲは、それぞれ、図５に示すように複数枚のレンズで構成される（図２〜図４では代表的な符号としてＡＦ及びＡＲを示している）。

広角レンズ系Ｂは、物体側から像側に向かって順に、負の前群ＢＦと、第１プリズム（反射部材、第１反射部材）ＢＰ１と、可変開口部材（可変開口絞り）ＢＳと、第２プリズム（第２反射部材）ＢＰ２と、正の後群ＢＲと、第３プリズム（第３反射部材）ＢＰ３とを有している。負の前群ＢＦは、１８０°より大きい高画角の光線を取り込む機能を持ち、正の後群ＢＲは、結像画像の収差を補正する機能を持つ。また、可変開口部材ＢＳの詳細な構成や配置については、図６、図７を参照して、後に詳細に説明する。

負の前群ＢＦは、後方から入射した被写体光束を発散させながら前方に出射する。第１プリズムＢＰ１は、負の前群ＢＦから入射した被写体光束を右方に９０°反射する。可変開口部材ＢＳは、第１プリズムＢＰ１が反射した被写体光束の透過量を調整（光量調整）する。第２プリズムＢＰ２は、可変開口部材ＢＳが光量調整した被写体光束を下方に９０°反射する。正の後群ＢＲは、第２プリズムＢＰ２が反射した被写体光束を収束させながら下方に出射する。第３プリズムＢＰ３は、正の後群ＢＲから入射した被写体光束を左方に９０°反射して、撮像センサＢＩの撮像面に結像させる。第３プリズムＢＰ３の出射面には、撮像センサＢＩの撮像面に向かって突出する凸面ＢＰ３Ｘが形成されている。負の前群ＢＦ及び正の後群ＢＲは、それぞれ、図５に示すように複数枚のレンズで構成される（図２〜図４では代表的な符号としてＢＦ及びＢＲを示している）。

広角レンズ系Ａ、Ｂの撮像センサＡＩ、ＢＩは、撮像センサＡＩの撮像面が左方を向き、撮像センサＢＩの撮像面が右方を向き、撮像センサＡＩ、ＢＩの背面（撮像面とは反対側の面）が背中合わせとなるように支持されている。

図５は、広角レンズ系Ａ、Ｂ及び撮像センサＡＩ、ＢＩを展開して描いた図である。図５は、第１プリズムＡＰ１〜第３プリズムＡＰ３及び第１プリズムＢＰ１〜第３プリズムＢＰ３による反射方向を無視して描いている。従って、図５における広角レンズ系Ａ、Ｂ及び撮像センサＡＩ、ＢＩの構成は同一（共通）となる。

負の前群ＡＦ、ＢＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凹負レンズＬ３とを有している。負メニスカスレンズＬ１は、広角レンズ系Ａ、Ｂが有する最も物体側に配置された「第１レンズ」である。

正の後群ＡＲ、ＢＲは、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凹負レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凹負レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０とを有している。両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７は、接合されている。両凸正レンズＬ８と両凹負レンズＬ９は、接合されている。

上記で説明した負の前群ＡＦ、ＢＦと正の後群ＡＲ、ＢＲの構成はあくまで一例であり、負の前群ＡＦ、ＢＦと正の後群ＡＲ、ＢＲの構成については、種々の設計変更が可能である。また、前群ＡＦ、ＢＦは負のパワーでなく正のパワーを有していてもよいし、後群ＡＲ、ＢＲは正のパワーではなく負のパワーを有していてもよい。

以上のように構成された撮像装置１では、広角レンズ系Ａの負の前群ＡＦと広角レンズ系Ｂの負の前群ＢＦが前後方向に逆向き且つ同一（共通）の光軸上に配置される。また、第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２によって各９０°折り曲げられて上下方向に延びる正の後群ＡＲと、第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２によって各９０°折り曲げられて上下方向に延びる正の後群ＢＲとが、左右方向に離間して互いに平行をなすように配置される。また、第３プリズムＡＰ３によって９０°右方に折り曲げられた箇所にある撮像センサＡＩと、第３プリズムＢＰ３によって９０°左方に折り曲げられた箇所にある撮像センサＢＩとが、両者の撮像面を左右方向に向けるとともに、撮像面と反対側の面を背中合わせにして配置される。撮像装置１では、広角レンズ系Ａの負の前群ＡＦの物体側のレンズが前側金属筐体３０のレンズ露出孔３１から前方に突出（露出）し、広角レンズ系Ｂの負の前群ＢＦの物体側のレンズが後側金属筐体２０のレンズ露出孔２１から後方に突出（露出）し、その他の構成要素が筐体１０の内部に収納される。

すなわち、広角レンズ系Ａ、Ｂは、筐体１０の上方において前後方向に対向する前群ＡＦ、ＢＦと、筐体１０の上方から下方に向かって平行に延びる後群ＡＲ、ＢＲと、を有している。また、広角レンズ系Ａ、Ｂの各々は、プリズム（反射部材）として、筐体１０の上方において前群ＡＦ、ＢＦを通過した被写体光束の光路を左右方向に変更する第１プリズム（第１反射部材）ＡＰ１、ＢＰ１と、筐体１０の上方において第１プリズム（第１反射部材）ＡＰ１、ＢＰ１を通過した被写体光束の光路を上下方向に変更する第２プリズム（第２反射部材）ＡＰ２、ＢＰ２と、筐体１０の下方において後群ＡＲ、ＢＲを通過した被写体光束の光路を左右方向に変更する第３プリズム（第３反射部材）ＡＰ３、ＢＰ３とを有している。これにより、撮像装置１の各構成要素を筐体１０の内部に高いレイアウト効率で配置してコンパクト化を図ることが可能になる。

広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１及び広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１は、広角レンズ系Ａ、Ｂに共通の反射面を有することができる。すなわち、第１プリズムＡＰ１と第１プリズムＢＰ１は、互いの斜面どうしが近接して反射面を共有することができる。広角レンズ系Ａ、Ｂの反射面は、広角レンズ系Ａ、Ｂに共通化された反射膜からなり、この反射膜が、光学的に等価な２つの透明部材である第１プリズムＡＰ１と第１プリズムＢＰ１の斜面の間に挟持されることができる。この状態で、第１プリズムＡＰ１と第１プリズムＢＰ１と反射膜が一体化され、広角レンズ系Ａ、Ｂに共通の反射面が形成されることができる。これにより、広角レンズ系Ａ、Ｂの入射光軸方向の幅を小さくすることが可能になる。あるいは、広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１及び広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１は、両者の反射面が微小クリアランスを介して離間していてもよい。

広角レンズ系Ａの第３プリズムＡＰ３は、撮像センサＡＩに向かって突出する凸面（非球面）ＡＰ３Ｘを有しており、広角レンズ系Ｂの第３プリズムＢＰ３は、撮像センサＢＩに向かって突出する凸面（非球面）ＢＰ３Ｘを有している。広角レンズ系Ａ、Ｂは焦点距離が短いので、本実施形態のように、広角レンズ系Ａ、Ｂの最後の面を曲げる場合、焦点距離が短いにもかかわらずバックフォーカスが長いという事態が発生してしまう。この事態を避けるために、凸面ＡＰ３Ｘと凸面ＢＰ３Ｘを設けて射出位置を変更している。

以上のように構成された広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩは、光学ユニットとして一体化（ブロック化）されている。光学ユニットにはネジ孔（図示略）が形成されている。光学ユニットを後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０の結合体の内部に収容した状態で、これらに挿通した共締めネジ（図示略）を上記ネジ孔に螺合する（締め付ける）ことで、光学ユニットが組み付けられる。

図６、図７を参照して、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの詳細な構成や配置について説明する。図６、図７は、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの構成と配置を説明するための第１、第２の図である。図７（第２の図）は、図６（第１の図）から光学ユニットの構成要素（レンズ保持筒やプリズム保持部等）を省略して描いたものである。図６、図７において、互いに対称な広角レンズ系Ａ、Ｂ、前群ＡＦ、ＢＦ、第１プリズム（第１反射部材）ＡＰ１、ＢＰ１、可変開口部材（可変開口絞り）ＡＳ、ＢＳ、第２プリズム（第２反射部材）ＡＰ２、ＢＰ２、後群ＡＲ、ＢＲ、第３プリズム（第３反射部材）ＡＰ３、ＢＰ３、撮像センサＡＩ、ＢＩの符号を付して説明している。

本実施形態の撮像光学系は、「複数の光学系」としての広角レンズ系Ａ、Ｂと、広角レンズ系Ａ、Ｂによる像が結像する「複数の撮像センサ」としての撮像センサＡＩ、ＢＩとを有している。

本実施形態の撮像光学系は、広角レンズ系Ａ、Ｂを通過する光を反射する「第１反射部材」としての第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１と、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１により反射された光を反射する「第２反射部材」としての第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２と、第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２により反射された光を反射する「第３反射部材」としての第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３とを有している。

本実施形態の撮像光学系は、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１により反射された光が通過する開口部の大きさを変更可能な可変開口部材ＡＳ、ＢＳを有している。図７において、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部に符号ＡＳＸ、ＢＳＸを付している。

可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸは、撮像センサＡＩと撮像センサＢＩの出力に基づいて、別個独立に開度調整される。例えば、撮像装置１を屋外で使用する場合には、広角レンズ系Ａ、Ｂの一方だけに太陽光が多く入射する結果、広角レンズ系Ａ、Ｂによる明るさ（露光状態）が大きく異なることがある。この状態で、撮像センサＡＩと撮像センサＢＩによる像を合成すると、明るい部分と暗い部分の境界が映り込んだ不自然な全天球画像となってしまう。そこで、広角レンズ系Ａ、Ｂの一方だけに太陽光が多く入射する場合には、その一方の広角レンズ系の可変開口部材の開口部を他方の広角レンズ系の可変開口部材の開口部より絞り込むことで、広角レンズ系Ａ、Ｂによる明るさ（露光状態）が均一となるように調整して、明るい部分と暗い部分の境界が存在しない自然な全天球画像を得ることが可能になる。

上述した以外の可変開口部材ＡＳ、ＢＳによる光学的な機能としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。まず、収差を減少することができる。また、焦点深度を深くすることができる。ＡＥ（自動露出）に限界があるため、より輝度差が大きい撮影シーンに対応可能となる。周辺光量を改善することができる。

可変開口部材ＡＳ、ＢＳは、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１より像側に配置されている。より具体的に、可変開口部材ＡＳ、ＢＳは、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１と第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２の間に配置されている。また、可変開口部材ＡＳ、ＢＳを中心として、その両側に第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１と第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２があり、その両側に負の前群ＡＦ、ＢＦと正の後群ＡＲ、ＢＲがあるという対称構成を実現することができる。

ここで、可変開口部材を第１プリズムより物体側に配置することを想定する。この場合、広角レンズ系の前群間距離が伸びる結果、撮像装置の厚み（前後方向の長さ）が増大してしまう。

また、可変開口部材を第２プリズムより像側に配置することを想定する。この場合、広角レンズ系の後群の長さに加えて可変開口部材の長さが高さ方向に加わるので、撮像装置の高さ（上下方向の長さ）が増大してしまう。

ちなみに、本実施形態のように、可変開口部材ＡＳ、ＢＳを第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１と第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２の間に配置した場合であっても、撮像装置１の幅（左右方向の長さ）には影響を与えない。これは、撮像装置１の幅（左右方向の長さ）は、左右方向に離間した撮像センサＡＩ、ＢＩの距離によって規定されているためである。

また、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１により反射された光と第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３により反射された光は、互いに逆向きの方向になっている（左右方向の一方向と他方向）。しかも、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１により反射された光と第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３により反射された光は、上下方向にオーバーラップしている。これにより、撮像装置１の幅（左右方向の長さ）を低減することができる。

図６、図７は、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１による反射前光路の方向（前後方向）から見たとき、且つ／又は、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１による反射前光路と垂直な平面（上下左右方向を含む平面）で見たときのものである。

そのようなアングルの図６、図７において、広角レンズ系Ａ、Ｂが有する最も物体側のレンズＬ１の領域Ｌ１_ＡＲＥＡを規定する。この領域Ｌ１_ＡＲＥＡは、レンズＬ１の外周縁である円形の輪郭により画定される。

可変開口部材ＡＳ、ＢＳの大部分は、領域Ｌ１_ＡＲＥＡ内に配置されており、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの上側の一部分は、領域Ｌ１_ＡＲＥＡ外に配置されている（領域Ｌ１_ＡＲＥＡの上方にはみ出している）。ただし、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの全体が領域Ｌ１_ＡＲＥＡ内に配置されていてもよい。すなわち、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの少なくとも一部が、領域Ｌ１_ＡＲＥＡ内に配置されていればよい。

可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸは、その全部（全体）が領域Ｌ１_ＡＲＥＡ内に配置されている。ただし、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸは、その一部分が領域Ｌ１_ＡＲＥＡ内に配置されて、その他の部分が領域Ｌ１_ＡＲＥＡ外に配置されていてもよい。すなわち、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸの少なくとも一部が、領域Ｌ１_ＡＲＥＡ内に配置されていればよい。

このように、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１による反射前光路の方向（前後方向）から見たとき、且つ／又は、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１による反射前光路と垂直な平面（上下左右方向を含む平面）で見たとき、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの少なくとも一部、又は、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸの一部若しくは全部が、領域Ｌ１_ＡＲＥＡ内に配置されている。

さらに、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの少なくとも一部、又は、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸの一部若しくは全部は、広角レンズ系Ａ、Ｂが有する最も物体側に配置された第１レンズＬ１と光軸方向に重なる位置に配置されている。ここでいう「光軸方向」は、例えば、第１レンズＬ１の光軸方向、第１レンズＬ１を含む前群ＡＦ、ＢＦの光軸方向、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１による反射前光軸方向、あるいは、図６、図７の紙面直交方向と読み替えてもよい。

本実施形態のような全天球型の撮像装置１では、フロントとリヤの距離を近付ける（前後方向の厚さをつめる）ことで装置の小型化を図るための工夫が要求されている。また、フロントとリヤの光量を調整して全天球画像が不自然になること（白とびや黒つぶれ）を防止することが要求されている。

本実施形態では、広角レンズ系Ａ、Ｂのそれぞれの光路上に開口部の大きさを変更可能な可変開口部材ＡＳ、ＢＳを設けて、当該可変開口部材ＡＳ、ＢＳを制御することにより、フロントとリヤの光量を調整して全天球画像が不自然になること（白とびや黒つぶれ）を防止している。

さらに、本実施形態では、広角レンズ系Ａ、Ｂが有する最も物体側のレンズＬ１の領域Ｌ１_ＡＲＥＡを基準として、当該領域Ｌ１_ＡＲＥＡの内部に、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの少なくとも一部、又は、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸの一部若しくは全部を配置することで、撮像装置１の小型化を図っている。また、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの少なくとも一部、又は、可変開口部材ＡＳ、ＢＳの開口部ＡＳＸ、ＢＳＸの一部若しくは全部が、広角レンズ系Ａ、Ｂが有する最も物体側に配置された第１レンズＬ１と光軸方向に重なる位置に配置されている。

すなわち、広角レンズ系Ａ、Ｂが有する最も物体側のレンズＬ１の領域Ｌ１_ＡＲＥＡ（当該領域と前後方向にオフセットした領域）は、光学系として利用する領域ではなく、デッドスペースとなっている。本実施形態では、デッドスペースとなった領域Ｌ１_ＡＲＥＡに注目し、当該領域Ｌ１_ＡＲＥＡに可変開口部材ＡＳ、ＢＳを配置して有効活用することにより、不用意に装置を大きくすることなく、且つ、自然で高品質な全天球画像を得ることができる。また、装置を大きくすることがないということは、全天球型の撮像装置におけるフロントとリヤの距離を近付ける（前後方向の厚さをつめる）という要求を満たすことのみならず、横方向及び縦方向（上下左右方向）の小型化に寄与することを意味している。

以上の実施形態では、撮像装置１が２つの広角レンズ系Ａ、Ｂを搭載する場合を例示して説明したが、撮像装置１が搭載する広角レンズ系の数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。この場合、撮像装置１が搭載する撮像センサの数を広角レンズ系の数と一致させてもよい。

１ 撮像装置（撮像光学系）
１０ 筐体
２０ 後側金属筐体
２１ レンズ露出孔
２２ シャッターボタン
３０ 前側金属筐体
３１ レンズ露出孔
４０ 左側面接続筐体
５０ 右側面接続筐体
５１ 電源ボタン
５２ ５３ ５４ 操作ボタン
６０ 下面接続筐体
７０ 後側樹脂筐体
８０ 前側樹脂筐体
９０ 接続樹脂筐体
ＧＰ グリップ部
ＯＳ 開口部
Ａ 広角レンズ系（光学系、複数の光学系）
ＡＦ 前群
ＡＲ 後群
ＡＳ 可変開口部材（可変開口絞り）
ＡＳＸ 開口部（絞り開口）
ＡＰ１ 第１プリズム（反射部材、第１反射部材）
ＡＰ２ 第２プリズム（第２反射部材）
ＡＰ３ 第３プリズム（第３反射部材）
ＡＰ３Ｘ 凸面
ＡＩ 撮像センサ
Ｂ 広角レンズ系（光学系、複数の光学系）
ＢＦ 前群
ＢＲ 後群
ＢＳ 可変開口部材（可変開口絞り）
ＢＳＸ 開口部（絞り開口）
ＢＰ１ 第１プリズム（反射部材、第１反射部材）
ＢＰ２ 第２プリズム（第２反射部材）
ＢＰ３ 第３プリズム（第３反射部材）
ＢＰ３Ｘ 凸面
ＢＩ 撮像センサ
Ｌ１ 負レンズ（第１レンズ）
Ｌ２ 負レンズ
Ｌ３ 負レンズ
Ｌ４ 正レンズ
Ｌ５ 正レンズ
Ｌ６ 正レンズ
Ｌ７ 負レンズ
Ｌ８ 正レンズ
Ｌ９ 負レンズ
Ｌ１０ 正レンズ

Claims (7)

1. 複数の光学系と、
   前記複数の光学系を通過する光を反射する反射部材と、
   前記反射部材により反射された光が通過する開口部の大きさを変更可能な可変開口部材と、
   を有し、
   前記可変開口部材は、前記反射部材より像側に配置されており、
   前記可変開口部材の少なくとも一部は、前記複数の光学系が有する最も物体側に配置された第１レンズと光軸方向に重なる位置に配置されている、
   ことを特徴とする撮像光学系。
2. 前記可変開口部材の前記開口部の少なくとも一部は、前記複数の光学系が有する最も物体側に配置された前記第１レンズと光軸方向に重なる位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
3. 前記可変開口部材の前記開口部の全部は、前記複数の光学系が有する最も物体側に配置された前記第１レンズと光軸方向に重なる位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像光学系。
4. 前記反射部材による反射前光路の方向から見たとき、且つ／又は、前記反射部材による反射前光路と垂直な平面で見たとき、前記可変開口部材の少なくとも一部、又は、前記可変開口部材の前記開口部の一部若しくは全部は、前記複数の光学系が有する最も物体側に配置された前記第１レンズと光軸方向に重なる位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像光学系。
5. 前記反射部材により反射された光を反射する第２反射部材をさらに有しており、
   前記可変開口部材は、前記反射部材と前記第２反射部材の間に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像光学系。
6. 前記第２反射部材により反射された光を反射する第３反射部材をさらに有しており、
   前記反射部材により反射された光と前記第３反射部材により反射された光は、互いに逆向きの方向である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像光学系。
7. 複数の光学系と、
   前記複数の光学系による像が結像する複数の撮像センサと、
   前記複数の光学系を通過する光を反射する反射部材と、
   前記反射部材により反射された光が通過する開口部の大きさを変更可能な可変開口部材と、
   を有し、
   前記可変開口部材は、前記反射部材より像側に配置されており、
   前記可変開口部材の少なくとも一部は、前記複数の光学系が有する最も物体側に配置された第１レンズと光軸方向に重なる位置に配置されている、
   ことを特徴とする撮像装置。

Images