JP3397401B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP3397401B2 JP3397401B2 JP28775193A JP28775193A JP3397401B2 JP 3397401 B2 JP3397401 B2 JP 3397401B2 JP 28775193 A JP28775193 A JP 28775193A JP 28775193 A JP28775193 A JP 28775193A JP 3397401 B2 JP3397401 B2 JP 3397401B2
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Description
【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、かつ画像の劣化が生じることなく自動合焦
を行なうことができるようにした、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。
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、かつ画像の劣化が生じることなく自動合焦
を行なうことができるようにした、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
に設定することにより、高精細な画像情報が容易に得ら
れるようにし、かつ画像の劣化が生じることなく自動合
焦を行なうことができる撮像装置の提供を目的とする。
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
に設定することにより、高精細な画像情報が容易に得ら
れるようにし、かつ画像の劣化が生じることなく自動合
焦を行なうことができる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の撮像手段からの信
号を利用して駆動手段により該第3の光学系を構成する
少なくとも一部のレンズ、又は/及び該第1の撮像手段
を光軸上移動可能となるようにしたことを特徴としてい
る。
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の撮像手段からの信
号を利用して駆動手段により該第3の光学系を構成する
少なくとも一部のレンズ、又は/及び該第1の撮像手段
を光軸上移動可能となるようにしたことを特徴としてい
る。
【0018】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等を特徴としてい
る。
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等を特徴としてい
る。
【0019】(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の撮像手段
からの信号を利用して駆動手段により該第3の光学系を
構成する少なくとも一部のレンズ、又は/及び該第1の
撮像手段を光軸上移動可能となるようにしたことを特徴
としている。
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の撮像手段
からの信号を利用して駆動手段により該第3の光学系を
構成する少なくとも一部のレンズ、又は/及び該第1の
撮像手段を光軸上移動可能となるようにしたことを特徴
としている。
【0020】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を特徴
としている。
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
としている。
【0021】
【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。
図、図2は本発明の実施例1の要部斜視図である。
【0022】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。
を1次結像面(予定結像面)21上に結像させている。
【0023】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。
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。
【0024】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。第3の光学系3は後述する駆動手段33によ
り、該第3の光学系3を構成する少なくとも一部のレン
ズが光軸上移動可能となるように構成している。
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。第3の光学系3は後述する駆動手段33によ
り、該第3の光学系3を構成する少なくとも一部のレン
ズが光軸上移動可能となるように構成している。
【0025】31は第1の撮像手段(主撮像手段)であ
り、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。第1の撮像手段
31は後述する駆動手段33により光軸上移動可能とな
るように構成している。
り、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。第1の撮像手段
31は後述する駆動手段33により光軸上移動可能とな
るように構成している。
【0026】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。
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。
【0027】駆動手段33は、例えば圧電素子より成っ
ており、第1の撮像手段31からの出力信号に基づいて
第3の光学系3を構成する少なくとも一部のレンズ又は
/及び該第1の撮像手段31を光軸上移動させている。
ており、第1の撮像手段31からの出力信号に基づいて
第3の光学系3を構成する少なくとも一部のレンズ又は
/及び該第1の撮像手段31を光軸上移動させている。
【0028】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。
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。
【0029】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。
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。
【0030】41は第2の撮像手段(副撮像手段)であ
り、例えば固体エリアセンサから成る4つの撮像素子4
1A,41B,41C,41Dを有し、各々4つのレン
ズ系4A,4B,4C,4Dの結像面に配置している。
り、例えば固体エリアセンサから成る4つの撮像素子4
1A,41B,41C,41Dを有し、各々4つのレン
ズ系4A,4B,4C,4Dの結像面に配置している。
【0031】第4の光学系4の4つのレンズ系(4A,
4B,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。
4B,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。
【0032】本実施例において第2の光学系2は図中実
線の光路32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42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。
線の光路32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42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。
【0033】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。
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。
【0034】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。
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。
【0035】一般に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おける焦点合わせには撮像素子ある
いはレンズ系を構成する少なくとも一部のレンズを光軸
方向に往復移動させ、このとき映像信号の高周波数成分
の出力ピークを検知する、所謂テレビAF方式が用いら
れている。
メラ等の撮像装置における焦点合わせには撮像素子ある
いはレンズ系を構成する少なくとも一部のレンズを光軸
方向に往復移動させ、このとき映像信号の高周波数成分
の出力ピークを検知する、所謂テレビAF方式が用いら
れている。
【0036】しかしながらこの種の撮像装置においては
撮像の際にも、撮像素子あるいはレンズ系の一部のレン
ズを光軸方向に往復駆動させる為、振動等により高精細
な画像が劣化してくるという問題点がある。
撮像の際にも、撮像素子あるいはレンズ系の一部のレン
ズを光軸方向に往復駆動させる為、振動等により高精細
な画像が劣化してくるという問題点がある。
【0037】そこで本実施例における撮像装置は、第3
の光学系3に対応する第1の撮像手段31からの信号を
用いて焦点状態を検知し、焦点合わせが必要となったと
きには駆動手段33により該第1の撮像手段31を光軸
上移動させて又は/及び該第3の光学系3の少なくとも
一部のレンズを光軸上移動させて行ない、このとき該第
1の撮像手段31から得られる情報を利用して第1の光
学系1又は第4の光学系4の複数のレンズ系4A,4
B,4C,4Dを光軸上移動させて焦点合わせを行なっ
ている。
の光学系3に対応する第1の撮像手段31からの信号を
用いて焦点状態を検知し、焦点合わせが必要となったと
きには駆動手段33により該第1の撮像手段31を光軸
上移動させて又は/及び該第3の光学系3の少なくとも
一部のレンズを光軸上移動させて行ない、このとき該第
1の撮像手段31から得られる情報を利用して第1の光
学系1又は第4の光学系4の複数のレンズ系4A,4
B,4C,4Dを光軸上移動させて焦点合わせを行なっ
ている。
【0038】これにより第4の光学系4で得られる高精
細な合成画像に振動等による劣化が生じないようにして
いる。
細な合成画像に振動等による劣化が生じないようにして
いる。
【0039】又、本実施例においては第3の光学系3の
少なくとも一部のレンズを光軸上、例えば一定速度で移
動させることにより、その画像の焦点位置の分布から被
写体の立体的な形状を認識することができ、しかもその
認識動作の際にも第4の光学系4で得られる合成画像は
一定に保持させることができる。
少なくとも一部のレンズを光軸上、例えば一定速度で移
動させることにより、その画像の焦点位置の分布から被
写体の立体的な形状を認識することができ、しかもその
認識動作の際にも第4の光学系4で得られる合成画像は
一定に保持させることができる。
【0040】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。
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。
【0041】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。
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。
【0042】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。
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。
【0043】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。
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。
【0044】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。即ち後述す
るように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。
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。即ち後述す
るように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。
【0045】図3は被写体像の全領域に対応する4つの
撮像素子41A,41B,41C,41D面上に結像さ
れる分割画像を合成する際の境界部分の重複を示す説明
図である。
撮像素子41A,41B,41C,41D面上に結像さ
れる分割画像を合成する際の境界部分の重複を示す説明
図である。
【0046】同図において、例えば撮像素子41Aと撮
像素子41Bの画素の境界部41Eは各々の撮像素子4
1A、41Bに含まれ、信号処理系で合成する際に対応
する画素を抽出することによって、境界部分の画像がと
ぎれないように連続して出力できるようにしている。
像素子41Bの画素の境界部41Eは各々の撮像素子4
1A、41Bに含まれ、信号処理系で合成する際に対応
する画素を抽出することによって、境界部分の画像がと
ぎれないように連続して出力できるようにしている。
【0047】次に本実施例の画像処理方法を図4を用い
て説明する。図4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。
て説明する。図4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。
【0048】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。
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。
【0049】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。
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。
【0050】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。
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。
【0051】尚、本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。
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。
【0052】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。
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。
【0053】
【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ことより、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、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、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。
要素を適切に構成することより、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、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、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。
【0054】更に自動合焦を行なう際にも画像劣化が生
じることなく高解像度の画像を得ることができる撮像装
置を達成することができる。
じることなく高解像度の画像を得ることができる撮像装
置を達成することができる。
【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の画像の合成に関する説明
図
図
【図4】 本発明の実施例1の信号処理部の要部ブロッ
ク図
ク図
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
21 第1結像面
31 第1の撮像手段
41 第2の撮像手段
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 メモリ 57 メモリ 54 画像合成処理回路 58 画像処理回路
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 メモリ 57 メモリ 54 画像合成処理回路 58 画像処理回路
Claims (7)
- 【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の撮像手段からの信号を利用して駆動手段により
該第3の光学系を構成する少なくとも一部のレンズ、又
は/及び該第1の撮像手段を光軸上移動可能となるよう
にしたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 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記載の撮像装置。 - 【請求項3】 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2記載の撮
像装置。 - 【請求項4】 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2又は3記載の撮像装置。 - 【請求項5】 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2、3又は4記載の撮像装置。 - 【請求項6】 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の撮像手段からの信号を利用して駆動手段により
該第3の光学系を構成する少なくとも一部のレンズ、又
は/及び該第1の撮像手段を光軸上移動可能となるよう
にしたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項7】 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6記載の撮像装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28775193A JP3397401B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 撮像装置 |
US08/326,095 US5757423A (en) | 1993-10-22 | 1994-10-19 | Image taking apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28775193A JP3397401B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07123310A JPH07123310A (ja) | 1995-05-12 |
JP3397401B2 true JP3397401B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=17721295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28775193A Expired - Fee Related JP3397401B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3397401B2 (ja) |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP28775193A patent/JP3397401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07123310A (ja) | 1995-05-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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