JP3397400B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に撮
像素子の画素数を増やすことなく限られた画素数の撮像
素子を複数個用いて高解像度の画像情報が容易に得られ
るようにし、かつ被写体像の高周波成分と撮像装置のサ
ンプリング周波数との間にモアレ等の発生が生じないよ
うにした、例えば小型ビデオカメラやスチルビデオカメ
ラ等に好適な撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型ビデオカメラやスチルビデオ
カメラ等の撮像装置に用いられている撮像素子としての
固体エリアセンサ（画素を２次元的に配列したイメージ
センサ）は、高画素化、低価格化、そして小型化が可能
となり、多くの撮像装置に用いられている。

【０００３】現在実用化されている撮像素子の画素数は
４０万画素程度であり、これはＮＴＳＣ等の現行規格の
テレビ用程度の解像度を有している。しかしながら、例
えばこれで入力した画像を大画面用の画像やハードコピ
ーそしてコンピュータグラフィック等に表示した場合、
画素の粗さが目立ってきて、高精細な画像として出力す
ることは難かしい。

【０００４】又、最近ではＨＤＴＶ用の２００万画素の
固体エリアセンサも開発されつつある。しかしながら、
この画素数でも超大画面表示用の入力として用いるには
解像度が十分でない。より高精細（高解像度）な解像度
の画像を得るには現状のエリアセンサの画素数は必ずし
も十分でない。

【０００５】従来より撮像素子を用いて高精細な画像を
得る方法として、撮像素子の画素密度を高め、画素数を
増やすことによって高解像度の画像を得る方法がある。

【０００６】一般に画素密度を高める為に画素面積を縮
小すると出力信号が小さくなりＳ／Ｎ比が劣化してく
る。このＳ／Ｎ比の低下を考慮した場合、２００万の画
素数はもはや限界に近く、現状ではさらに画素数を増加
させ解像度を向上させることは大変難しい。

【０００７】そこで従来より画素数を増やすことなく高
精細な画像を得る方法が種々と提案されている。例えば
特公昭５０−１３０５２号公報や、特公昭５９−１８９
０９号公報や、そして特公昭５９−４３０３５号公報等
では画素ズラシによる方法が提案されている。

【０００８】この画素ズラシによる方法では撮像光学系
の像面側に被写体像に基づく光束を分割する光学素子、
例えばダイクロイックプリズムやハーフミラー等を配置
し、該光学素子で分割された光束を画素の半ピッチある
いはそれ以下の量だけ位置ズラシして配置した複数の固
体エリアセンサで撮像することにより、高解像度の画像
を得ている。

【０００９】又、特開平４−２８６４８０号公報では結
像レンズの後方に１つ以上の光路分割手段を配置し、該
光路分割手段で被写体像を複数に分割し、分割した複数
の被写体像を各々結像面位置に配置した複数の固体エリ
アセンサ面上にそれぞれ結像させ、互いに他の結像位置
でのセンサで撮像できない領域を補間しあうようにして
全被写体像を撮像して、これにより高解像度の画像を得
ている。

【００１０】又、特開昭６３−１９３６７８号公報では
撮影光学系の光路中に楔形の偏向部材を配置し、該偏向
部材の回転によって生ずる画像の移動を周期的に撮像素
子で撮像し、これにより画素数以上の画像情報を得てい
る。

【００１１】又、特開昭６０−２５０７８９号公報で
は、撮影光学系で形成した被写体像を２次結像光学系で
複数の画像に分離し、該分離した複数の画像を各々複数
の撮像素子面上に結像させ、該複数の撮像素子からの撮
像信号を合成して出力することにより高解像度の画像を
得ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】高精細な画像を得る方
法として画素ズラシによる方法は、素子（画素）数の割
には解像度があまり上がらないという問題点があった。

【００１３】又、特開平４−２８６４８０号公報で提案
されている方法は、光路の分割数を無数に増やすことに
より高解像度の画像を得ることができるが、その為には
撮影レンズのバックフォーカスを極めて長くしなければ
ならず、装置全体が大型化してしまうという問題点があ
った。その為実際には２板式、又は３Ｐプリズム等を用
いても３板式程度が限度であった。

【００１４】又、特開昭６３−１９３６７８号公報で提
案されている方法は、１フレームの画像を複数回の撮像
によって合成するため、動画には適さず、又静止画像で
あっても出力画像を得る為には時間がかかりすぎるとい
う問題点があった。

【００１５】又、特開昭６０−２５０７８９号公報で提
案されている方法は、光束分割手段としての光束分離鏡
を１次結像面から微小にズラして配置することにより画
像の境界部分の画素欠落を防止しているが、実際には該
光束分離鏡の厚みや軸外光束の瞳等の問題があって構成
上大変難しいという問題点があった。又画素数の増加も
高々２倍ないし３倍程度であって高解像度の画像を得る
には難しかった。

【００１６】本発明は限られた画素数を有する撮像素子
を複数個用いて各撮像素子の配置及び各撮像素子に被写
体像を形成する際の撮影系を構成する各光学要素を適切
に設定し、かつ各撮像素子に至る光路中に該撮像素子に
対して最適なるローパス特性を有する光学的ローパスフ
ィルターを配設することにより、高精細な画像情報を容
易に得ると共に被写体像の高周波成分と撮像装置のサン
プリング周波数との間にモアレ等の発生を防止した撮像
装置の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

（１−イ）本発明の撮像装置は、第１の光学系により被
写体像を予定結像面に形成し、該第１の光学系の光軸上
であって該予定結像面近傍に配置した第２の光学系と、
該第１の光学系の光軸上であって該第２の光学系の後方
に配置した第３の光学系とで該予定結像面に形成した被
写体像の全てを第１の撮像手段に再結像し、該第１の光
学系の光軸外に光軸を有し、該第２の光学系の後方に配
置した第４の光学系で該予定結像面に形成した被写体像
の一部を第２の撮像手段に再結像し、該第１の撮像手段
と該第２の撮像手段とで得られる画像情報を利用して高
精細な画像情報を得るようにした撮像装置であって、該
第１の光学系から該第１の撮像手段に至る光路中と該第
１の光学系から該第２の撮像手段に至る光路中に光学的
ローパスフィルターを配設したことを特徴としている。

【００１８】又本発明の撮像装置は、第１の光学系によ
り被写体像を予定結像面に形成し、該第１の光学系の光
軸上であって該予定結像面近傍に配置した第２の光学系
と、前記第１の光学系と前記第２の光学系との間の光路
中に光路分割手段を設け、該光路分割手段で分割した一
方の光路の該第１の光学系による予定結像面近傍に第５
の光学系を設け、該第１の光学系の光軸上であって該第
５の光学系の後方に配置した第３の光学系とで該予定結
像面に形成した被写体像の全てを第１の撮像手段に再結
像し、該光路分割手段で分割した他方の光路の該第１の
光学系の光軸外に光軸を有し、該第２の光学系の後方に
配置した第４の光学系で該予定結像面に形成した被写体
像の一部を第２の撮像手段に再結像し、該第１の撮像手
段と該第２の撮像手段とで得られる画像情報を利用して
高精細な画像情報を得るようにした撮像装置であって、
該第１の光学系から該第１の撮像手段に至る光路中と該
第１の光学系から該第２の撮像手段に至る光路中に光学
的ローパスフィルターを配設したことを特徴としてい
る。

【００１９】特に前記第４の光学系は複数のレンズ系を
有しており、前記第２の撮像手段は該複数のレンズ系に
対応した複数の撮像素子を有していることや、前記第４
の光学系の複数のレンズ系は前記第１の光学系が形成す
る被写体像を複数の領域に分割したときの各領域の被写
体像を各々対応する撮像素子面上に結像させていること
や、前記第２の撮像手段を構成する複数の撮像素子から
得られる画像情報と前記第１の撮像手段から得られる画
像情報とを利用して１つの画像情報を得ていることや、
前記第３の光学系と前記第４の光学系の複数のレンズ系
とはそれぞれ結像倍率が異なることや、前記光学的ロー
パスフィルターはそれぞれ対応する前記第１の撮像手段
と前記第２の撮像手段を構成する複数の撮像素子とに対
して各々異なるローパス特性を有していること等を特徴
としている。

【００２０】（１−ロ）本発明の撮像装置は、被写体像
を第１の光学系により予定結像面に結像させ、該予定結
像面近傍に配置した第１の光学系と光軸を同じくする第
２の光学系と該第２の光学系の後方であって該第１の光
学系との光軸を一致させて配置した第３の光学系とによ
り予定結像面に形成した被写体像の全てを第１の撮像手
段面上に結像させると共に、該予定結像面に結像した被
写体像を分割した複数の領域を、該第１の光学系の光軸
と異なる光軸を有する複数のレンズ系を有し、第２の光
学系の後方に配置した第４の光学系により該複数のレン
ズ系に対応する複数の撮像素子を有する第２の撮像手段
の該複数の撮像素子面上に各々結像させ、該複数の撮像
素子からの画像情報を合成して全被写体像に関する画像
情報を得るようにした撮像装置であって、該第１の光学
系から該第１の撮像手段に至る光路中と該第１の光学系
から該第２の撮像手段を構成する複数の撮像素子に至る
光路中に光学的ローパスフィルターを配設したことを特
徴としている。

【００２１】特に前記第３の光学系と第４の光学系の複
数のレンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることや、前
記光学的ローパスフィルターはそれぞれ対応する前記第
１の撮像手段と前記第２の撮像手段を構成する複数の撮
像素子とに対して異なるローパス特性を有していること
等を特徴としている。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の実施例１の光学系の要部断面
図、図２は本発明の実施例１の要部斜視図である。

【００２３】図中、１は第１の光学系であり、被写体像
を１次結像面（予定結像面）２１上に結像させている。

【００２４】２は第２の光学系であり、第１の光学系１
の光軸上であって、１次結像面２１近傍に配置してお
り、該１次結像面２１に形成した被写体像からの光束を
集光して後続するレンズ系に導光している。

【００２５】３は第３の光学系であり、第１の光学系１
の光軸上であって、第２の光学系２の後方（像面側）に
配置している。即ち、第３の光学系３の光軸と第１の光
学系１の光軸と第２の光学系２の光軸とは互いに一致し
ている。

【００２６】３２は第１の光学フィルター手段であり、
光学的ローパスフィルターより成っており、第３の光学
系３の後方に配置している。該光学的ローパスフィルタ
ー３２は被写体像の高空間周波数成分を制限し、後述す
る第１の撮像手段３１のサンプリングにより発生するモ
アレ等の折り返し雑音を抑制している。

【００２７】第１の撮像手段（主撮像手段）３１は、第
３の光学系３の後方の結像面に配置しており、例えば固
体エリアセンサより成っている。

【００２８】第１の光学系１によって１次結像面２１に
形成した被写体像の全領域を第２の光学系２と第３の光
学系３により第１の撮像手段３１面上に再結像させてい
る。

【００２９】４は第４の光学系であり、第４１レンズ系
４Ａ、第４２レンズ系４Ｂ、第４３レンズ系４Ｃ、そし
て第４４レンズ系４Ｄの４つのレンズ系を有している。

【００３０】４つのレンズ系４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは
第１の光学系１の光軸外に光軸を有し、第２の光学系２
の後方に配置している。

【００３１】４２は第２の光学フィルター手段であり、
４つの光学的ローパスフィルター４２Ａ，４２Ｂ，４２
Ｃ，４２Ｄより成り、第４の光学系４の４つのレンズ系
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの後方に配置しており、被写体
像の高空間周波数成分を制限し、後述する第２の撮像手
段４１のサンプリングにより発生するモアレ等の折り返
し雑音を抑制している。

【００３２】第２の撮像手段（副撮像手段）４１は、例
えば固体エリアセンサから成る４つの撮像素子４１Ａ，
４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄを有し、各々４つのレンズ系４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの結像面に配置している。

【００３３】第４の光学系の４つのレンズ系（４Ａ，４
Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）は第１の光学系１が形成した１次結像
面２１上の被写体像を複数の領域に分割し、各領域の被
写体像を各々対応する撮像素子４１Ａ，４１Ｂ，４１
Ｃ，４１Ｄ面上に再結像させている。

【００３４】本実施例において第２の光学系２は図中実
線の光路３３で示すように第１の光学系１の瞳１ａと第
３の光学系３の瞳３ａとが互いに略共役となるようにし
ている。又図中破線の光路４３で示すように第４の光学
系４を構成する複数のレンズ系４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ
の瞳４Ａ１，４Ｂ１，４Ｃ１，４Ｄ１が各々第１の光学
系１の分割した瞳領域近傍にそれぞれ結像するようにし
ている。

【００３５】本実施例における第３の光学系３と第４の
光学系４の４つのレンズ系（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）
との結像倍率は互いに異なっており、これにより瞳結像
を有効にそろえている。

【００３６】本実施例においては図２に示すように第１
の光学系１により被写体像を１次結像面２１上に結像さ
せ、該被写体像を第２の光学系２を通して第３の光学系
３により第１の撮像手段３１面上に該被写体像の全領域
を結像させている。又第４の光学系４の４つのレンズ系
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄにより１次結像面２１に形成し
た被写体像を４つの領域に分割して各分割した一領域の
被写体像を第２の撮像手段４１を構成する４つの撮像素
子４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ面上に各々結像させ
ている。

【００３７】本実施例において高解像度の画像を必要と
する場合には４つのレンズ系４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄよ
り成る第４の光学系４により被写体像をそれぞれ対応す
る各撮像素子４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ面上に分
割して結像させ、該４つの撮像素子４１Ａ，４１Ｂ，４
１Ｃ，４１Ｄからの画像情報を用いて信号処理系（合成
処理系）により、このとき必要に応じて第３の光学系３
で形成した第１の撮像手段３１で合成して全被写体像を
撮像している。

【００３８】又、高解像度の画像を必要としない通常の
場合は第３の光学系３により全被写体像を第１の撮像手
段３１面上に結像させ撮像し、該第１の撮像手段３１か
らの画像情報を用いている。

【００３９】このように本実施例においては高解像度の
画像を必要とするときと、必要としない通常の場合と
で、第３の光学系３で得られた画像と第４の光学系４で
得られた合成画像とを任意に選択して出力できるように
構成している。

【００４０】又、本実施例では第３の光学系３と第４の
光学系４との光軸を一致させずにそれぞれ配置して、１
次結像面２１に形成された被写体像を所望の重複度、倍
率でそれぞれ対応する撮像素子面上に再結像させてい
る。

【００４１】更に本実施例では第４の光学系４が形成す
る複数の分割像の和は第１の光学系１が形成する被写体
像の全領域が含まれるように構成している。即ち隣接す
る分割画像が互いに境界部分の画素を重複して持たせる
ように構成することによって、画像の境界部分に不都合
が生じないようにしている。

【００４２】本実施例における光学的ローパスフィルタ
ーは、例えば水晶板等の複屈折を利用した複屈折部材よ
り成っており、空間周波数成分の画像に対して光学的な
ボケを与えており、この空間周波数の属する周波数帯域
よりも低い空間周波数に対しては極力高い鮮明度を維持
するようにしている。そしてこの光学的ローパスフィル
ターの厚みを任意に変えることにより、あるいは複屈折
の軸の向きを任意に変える、複数の複屈折板を組み合わ
せて構成することにより所望のローパス特性を得てい
る。本実施例では、この光学的ローパスフィルターのロ
ーパス特性が各撮像素子３１，４１Ａ，４１Ｂ，４１
Ｃ，４１Ｄに対して最適となるように設計している。

【００４３】次に本実施例の画像処理方法を図３を用い
て説明する。図３は本実施例の撮像装置の信号処理系の
要部ブロック図である。

【００４４】本実施例において、例えば高解像度の画像
を得る場合には同図（Ａ）に示す各撮像素子４１Ａ，４
１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄからの電気信号を各サンプルホー
ルド回路（Ｓ／Ｈ回路）５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１
Ｄでサンプルホールドし、各アナログ−デジタル変換回
路（Ａ／Ｄ変換回路）５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ
でアナログ信号をデジタル信号に変換し、各メモリ（記
憶回路）５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄに記憶してい
る。そして全画面を構成できる順序で各メモリ５３Ａ，
５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄから情報を読み出し画像合成処
理回路５４で合成し、高解像度の画像を得ている。

【００４５】又、必要に応じて第１の撮像手段３１から
の画像をサンプルホールド回路５５でサンプルホールド
し、Ａ／Ｄ変換回路５６でデジタル信号に変換し、メモ
リ５７に記憶した画像を利用するようにしている。

【００４６】一方、高解像度を必要としない通常の画像
を得る場合には同図（Ｂ）に示す撮像素子３１からの電
気信号をサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）５５でサ
ンプルホールドし、アナログ−デジタル変換回路（Ａ／
Ｄ変換回路）５６でアナログ信号をデジタル信号に変換
し、メモリ（記憶回路）５７に記憶している。そして該
メモリ５７からの情報を読み出し画像処理回路で処理
し、通常の画像を得ている。

【００４７】図４は本発明の実施例２の光学系の要部断
面図である。同図において図１に示した要素と同一要素
には同符番を付している。

【００４８】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は第３の光学系３の後方に配置した第１の光学フィル
ター手段３２としての光学的ローパスフィルターを、第
１の光学系１と第２の光学系２との間の光路中に設け、
かつ第４の光学系４の後方に配置した第２の光学フィル
ター手段４２を構成する複数の光学的ローパスフィルタ
ー４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄのローパス特性を、
該第１の光学フィルター手段３２と組み合わされたとき
に該第２の撮像手段４１を構成する複数の撮像素子４１
Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄに対してそれぞれ最適とな
るローパス特性が得られるように設計（変更）したこと
である。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１
と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。

【００４９】図５は本発明の実施例３の光学系の要部断
面図である。同図において図１に示した要素と同一要素
には同符番を付している。

【００５０】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は第４の光学系４の複数のレンズ系４Ａ，４Ｂ，４
Ｃ，４Ｄの後方に配置した第２の光学フィルター手段４
２を構成する複数の光学的ローパスフィルター４２Ａ，
４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄを一本化にして、第１の光学系
１と第２の光学系２との間の光路中に設け、かつ第３の
光学系３の後方に配置した第１の光学フィルター手段３
２としての光学的ローパスフィルターのローパス特性
を、該第２の光学フィルター手段４２と組み合わされた
ときに第１の撮像手段３１に対して最適となるローパス
特性が得られるように設計（変更）したことである。

【００５１】即ち、本実施例においては、このような光
学配置を採ることにより光学的ローパスフィルターの数
を実施例１に比べて削減し、装置全体の簡略化及び低コ
スト化を図っている。その他の構成及び光学的作用は前
述の実施例１と略同様であり、これにより同様な効果を
得ている。

【００５２】尚、第１の光学フィルター手段３２と第２
の光学フィルター手段４２の双方を第１の光学系１と第
２の光学系２との間の光路中に設けても良い。この場合
は各光学フィルター手段３２，４２を構成する各光学的
ローパスフィルターを、それぞれ対応する撮像素子３
１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄに対して最適とな
るローパス特性が得られるように設計すれば良い。

【００５３】図６は本発明の実施例４の光学系の要部断
面図である。同図において図１に示した要素と同一要素
には同符番を付している。

【００５４】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は第１の光学系１と第２の光学系２との間の光路中に
光路分割手段としてのハーフミラーを配置し、光路を２
つに分割した点である。そして一方の光路の１次結像面
２１と光学的に略等価な結像位置２２近傍に第２の光学
系２に相当する光学系（以下「第５の光学系」と称
す。）２３を配置し、その後方に第３の光学系３と第１
の光学フィルター手段３２そして第１の撮像手段３１と
を設け、他方の光路中に第４の光学系４を設けたことで
ある。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と
略同様であり、これにより同様な効果を得ている。

【００５５】即ち、本実施例においてはこのような光学
配置を採ることにより光束のケラレを防止し、かつ光学
配置に自由度が得られるようにしている。更に第２の光
学系２と第５の光学系２３の各レンズの屈折力をそれぞ
れ個別に設定できることから軸上と軸外で適切なる瞳結
像の関係を得ている。

【００５６】図７は本発明の実施例５の光学系の要部断
面図である。同図において図６に示した要素と同一要素
には同符番を付している。

【００５７】本実施例において前述の実施例４と異なる
点は第４の光学系４の複数のレンズ系４Ａ，４Ｂ，４
Ｃ，４Ｄの後方に配置した第２の光学フィルター手段４
２を構成する複数の光学的ローパスフィルター４２Ａ，
４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄを一本化にして、光路分割手段
５と第２の光学系２との間の光路中に設けたことであ
る。

【００５８】即ち、本実施例においては前述の実施例４
に比べ光学的ローパスフィルターの数を削減し、これに
より装置全体の簡略化を図ると共に低コスト化を図って
いる。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例４と
略同様であり、これにより同様な効果を得ている。

【００５９】尚、第２の光学フィルター手段４２を第１
の光学系１と光路分割手段５との間の光路中に設けても
良く、この場合は第３の光学系３の後方に配置した第１
の光学フィルター手段３２を、該第２の光学フィルター
手段４２と組み合わされたときに第１の撮像手段３１に
対して最適となるローパス特性が得られるように設計
（変更）すれば良い。

【００６０】又、第１の光学フィルター手段３２を第１
の光学系１と光路分割手段５との間の光路中に設けても
良く、この場合は第２の光学フィルター手段４２を、該
第１の光学フィルター手段３２と組み合わされたときに
第２の撮像手段４１を構成する複数の撮像素子４１Ａ，
４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄに対してそれぞれ最適となるロ
ーパス特性が得られるように設計（変更）すれば良い。

【００６１】尚、各実施例４，５においては光路分割手
段としてハーフミラーを用いたが、該ハーフミラーの代
わりに、例えば回動可能な回動ミラーより構成しても良
い。これにより光束の光量を減少させずに各撮像素子に
導光させることができる。

【００６２】又、各実施例においては光学的ローパスフ
ィルターを水晶板等の複屈折を利用した光学部材より構
成したが、位相型の回折格子より構成しても本発明は前
述の実施例と同様に適用することができる。

【００６３】更に各実施例においては被写体像の全画面
を４分割に分割し、それぞれ分割された各画像を信号処
理系（合成処理系）にて合成することにより１つの高解
像度の画像を得たが、第４の光学系を構成する４つのレ
ンズ系及び該レンズ系と対応する撮像素子の数を任意に
増やせば実質的に画素数を増やすことができ、これによ
り更に高解像度の画像を得ることができる。

【００６４】更に静止画像の場合には前述した従来の画
素ズラシ法と併用すれば更に高解像度の画像を得ること
ができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く撮像装置の各
要素を適切に構成すると共に、各撮像素子に至る光路中
に該撮像素子に対して最適なローパス特性を有する光学
的ローパスフィルターを配設することにより、限られた
画素数の撮像素子を用いて高解像度の画像を得ることが
でき、更に被写体像の高周波成分と撮像装置のサンプリ
ング周波数との間にモアレ等の発生を防止することがで
き、しかも撮影光学系のバックフォーカス等に制限を与
えず、画像間の境界部分に不都合が生じない画像を得る
ことができる。

【００６６】又、高解像度の画像を必要とする場合とそ
うでない場合とで任意に出力画像を選択することがで
き、更に第３の光学系で得られた画像の情報を利用すれ
ば分割画像の合成を高精度に行なうことができる撮像装
置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の光学系の要部断面図

【図２】 本発明の実施例１の要部斜視図

【図３】 本発明の実施例１の信号処理部の要部ブロッ
ク図

【図４】 本発明の実施例２の光学系の要部断面図

【図５】 本発明の実施例３の光学系の要部断面図

【図６】 本発明の実施例４の光学系の要部断面図

【図７】 本発明の実施例５の光学系の要部断面図

【符号の説明】

１ 第１の光学系 ２ 第２の光学系 ３ 第３の光学系 ４ 第４の光学系 ２３ 第５の光学系 ２１，２２ 第１結像面 ３１ 第１の撮像手段 ４１ 第２の撮像手段 ３２ 第１の光学フィルター手段 ４２ 第２の光学フィルター手段 ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ 光学的ローパスフ
ィルター ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ レンズ系 ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ 撮像素子 ５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ サンプルホールド
回路 ５５ サンプルホールド回路 ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ Ａ／Ｄ変換回路 ５６ Ａ／Ｄ変換回路 ５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄ，５７ メモリ ５４ 画像合成処理回路 ５８ 画像処理回路

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光学系により被写体像を予定結像
   面に形成し、該第１の光学系の光軸上であって該予定結
   像面近傍に配置した第２の光学系と、該第１の光学系の
   光軸上であって該第２の光学系の後方に配置した第３の
   光学系とで該予定結像面に形成した被写体像の全てを第
   １の撮像手段に再結像し、該第１の光学系の光軸外に光
   軸を有し、該第２の光学系の後方に配置した第４の光学
   系で該予定結像面に形成した被写体像の一部を第２の撮
   像手段に再結像し、該第１の撮像手段と該第２の撮像手
   段とで得られる画像情報を利用して高精細な画像情報を
   得るようにした撮像装置であって、 該第１の光学系から該第１の撮像手段に至る光路中と該
   第１の光学系から該第２の撮像手段に至る光路中に光学
   的ローパスフィルターを配設したことを特徴とする撮像
   装置。
2. 【請求項２】 第１の光学系により被写体像を予定結像
   面に形成し、該第１の光学系の光軸上であって該予定結
   像面近傍に配置した第２の光学系と、前記第１の光学系
   と前記第２の光学系との間の光路中に光路分割手段を設
   け、該光路分割手段で分割した一方の光路の該第１の光
   学系による予定結像面近傍に第５の光学系を設け、該第
   １の光学系の光軸上であって該第５の光学系の後方に配
   置した第３の光学系とで該予定結像面に形成した被写体
   像の全てを第１の撮像手段に再結像し、該光路分割手段
   で分割した他方の光路の該第１の光学系の光軸外に光軸
   を有し、該第２の光学系の後方に配置した第４の光学系
   で該予定結像面に形成した被写体像の一部を第２の撮像
   手段に再結像し、該第１の撮像手段と該第２の撮像手段
   とで得られる画像情報を利用して高精細な画像情報を得
   るようにした撮像装置であって、 該第１の光学系から該第１の撮像手段に至る光路中と該
   第１の光学系から該第２の撮像手段に至る光路中に光学
   的ローパスフィルターを配設したことを特徴とする撮像
   装置。
3. 【請求項３】 前記第４の光学系は複数のレンズ系を有
   しており、前記第２の撮像手段は該複数のレンズ系に対
   応した複数の撮像素子を有していることを特徴とする請
   求項１又は２記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記第４の光学系の複数のレンズ系は前
   記第１の光学系が形成する被写体像を複数の領域に分割
   したときの各領域の被写体像を各々対応する撮像素子面
   上に結像させていることを特徴とする請求項３記載の撮
   像装置。
5. 【請求項５】 前記第２の撮像手段を構成する複数の撮
   像素子から得られる画像情報と前記第１の撮像手段から
   得られる画像情報とを利用して１つの画像情報を得てい
   ることを特徴とする請求項３又は４記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 前記第３の光学系と前記第４の光学系の
   複数のレンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることを特
   徴とする請求項３又は４記載の撮像装置。
7. 【請求項７】 前記光学的ローパスフィルターはそれぞ
   れ対応する前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段を
   構成する複数の撮像素子とに対してそれぞれ異なるロー
   パス特性を有していることを特徴とする請求項３又は４
   記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 被写体像を第１の光学系により予定結像
   面に結像させ、該予定結像面近傍に配置した第１の光学
   系と光軸を同じくする第２の光学系と該第２の光学系の
   後方であって該第１の光学系との光軸を一致させて配置
   した第３の光学系とにより予定結像面に形成した被写体
   像の全てを第１の撮像手段面上に結像させると共に、該
   予定結像面に結像した被写体像を分割した複数の領域
   を、該第１の光学系の光軸と異なる光軸を有する複数の
   レンズ系を有し第２の光学系の後方に配置した第４の光
   学系により該複数のレンズ系に対応する複数の撮像素子
   を有する第２の撮像手段の該複数の撮像素子面上に各々
   結像させ、該複数の撮像素子からの画像情報を合成して
   全被写体像に関する画像情報を得るようにした撮像装置
   であって、 該第１の光学系から該第１の撮像手段に至る光路中と該
   第１の光学系から該第２の撮像手段を構成する複数の撮
   像素子に至る光路中に光学的ローパスフィルターを配設
   したことを特徴とする撮像装置。
9. 【請求項９】 前記第３の光学系と第４の光学系の複数
   のレンズ系とはそれぞれ結像倍率が異なることを特徴と
   する請求項８記載の撮像装置。
10. 【請求項１０】 前記光学的ローパスフィルターはそれ
    ぞれ対応する前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段
    を構成する複数の撮像素子とに対して各々異 なるローパ
    ス特性を有していることを特徴とする請求項８記載の撮
    像装置。