JP5634946B2 - 撮像装置 - Google Patents
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前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、受光素子を複数有する受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部とを備え、前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素は、それぞれ前記予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する前記受光素子に受光させるべく光軸を前記受光素子の受光開口に対して偏倚して設けられたマイクロレンズであることを特徴とする。
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、受光素子を複数有する受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部とを備え、前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素はそれぞれ、対応する受光素子に対し前記予め定められた瞳領域への指向性を持つ開口が形成された遮光要素であることを特徴とする。
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、受光素子を複数有する受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部とを備え、前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素は、複数の前記瞳領域において互いに異なる偏光成分を透過する第1偏光フィルタと、前記複数の受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記異なる偏光成分をそれぞれ透過する第2偏光フィルタとを有することを特徴とする。
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、受光素子を複数有する受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部とを備え、前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素は、複数の前記瞳領域において互いに異なる波長成分を透過する第1波長フィルタと、前記複数の受光素子に対応して設けられ、前記異なる波長成分をそれぞれ透過する第2波長フィルタを複数有することを特徴とする。
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、受光素子を複数有する受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部とを備え、前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素は、焦点距離をそれぞれ異ならせたマイクロレンズと円環形状の開口を形成する遮光要素であることを特徴とする。
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、受光素子を複数有する受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部とを備え、前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、前記複数の光学要素の各光学要素はマイクロレンズであり、1つの前記マイクロレンズに対応してn×m個の受光素子がn行m列のマトリクス状に、かつ前記マイクロレンズの中心と前記n行m列の中心とが一致して配置されており、前記画像生成部は、前記射出瞳のいずれの瞳領域を通過した被写体光により前記被写体の画像を生成すべきかを選択し、前記マトリクス状に配置された受光素子のうち、前記マイクロレンズの結像中心からの距離が概等しい位置の受光素子の撮像信号であって、前記選択した瞳領域を通過した被写体光を受光する受光素子の撮像信号を用いて、前記被写体の画像を生成することを特徴とする。
Claims (16)
- 光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、
受光素子を複数有する受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、
前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素はそれぞれ、前記予め定められた瞳領域を通過した被写体光を対応する受光素子に受光させるプリズム要素であり、
前記プリズム要素は、屈折率が互いに異なる第1液体と第2液体との間の液体界面でプリズム界面が形成される液体プリズム要素であり、
前記結像レンズの光軸に対する前記プリズム界面の傾きを制御することにより、複数の前記プリズム要素にそれぞれ対応する前記受光素子の受光する光束の向きを制御する制御部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記第1液体および前記第2液体を保持するプリズムハウジングと、
前記プリズムハウジングの内部を、前記光軸に沿って前記第1液体が充填される第1領域と前記第2液体が充填される第2領域とに分割する仕切板と
をさらに有し、
前記仕切板には、複数の前記液体プリズム要素が形成される位置に対応して複数の貫通孔が形成され、
前記制御部は、前記複数の貫通孔のそれぞれの第1側面部における前記液体界面の位置および第1側面部に対向する第2側面部における前記液体界面の位置を制御することにより、前記光軸に対する前記プリズム界面の傾きを制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記射出瞳における前記光軸を含む瞳領域を通過した被写体光を前記受光素子に受光させる場合に、前記光軸に対して前記液体界面を略直交させ、前記射出瞳における前記光軸を含まない瞳領域を通過した被写体光を前記受光素子に受光させる場合に、前記光軸に対して前記液体界面を傾斜させることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記制御部は、前記射出瞳における前記光軸を含まない瞳領域を通過した被写体光を前記受光素子に受光させる場合に、前記光軸に対して前記液体界面を第1の傾きに傾斜させ、前記射出瞳における前記光軸を含まない他の瞳領域を通過した被写体光を前記受光素子に受光させる場合に、前記光軸に対して前記液体界面を第2の傾きに傾斜させることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記複数の貫通孔のうち少なくともいずれかの貫通孔は、互いに厚さが異なる前記第1側面部および前記第2側面部を持ち、
前記制御部は、前記第1側面部と前記第2側面部とで囲まれる領域内に前記第1液体が充填された状態と、当該領域内に第2液体が充填された状態との間で切り替えることにより、前記光軸に対する前記液体界面を異なる傾きに切り替えることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記複数の受光素子はマトリクス状に配置され、
前記仕切板は、列方向に延伸する第1仕切部と、前記列方向に延伸する第2仕切部とが、行方向に交互に設けられて形成され、
前記第1仕切部は、前記光軸方向に沿って第1の厚さの側面部を両側部に持ち、
前記第2仕切部は、前記光軸方向に沿って第2の厚さの側面部を両側部に持ち、
前記複数の貫通孔は、前記第1仕切部の側面部と、前記第1仕切部に隣り合う前記第2仕切部の側面部とによりそれぞれ形成され、
前記第1仕切部および前記第2仕切部の前記第1液体側は略同一平面を形成し、
前記制御部は、前記光軸に対する前記液体界面の傾きを前記行方向に互いに異ならせるべく、前記第1側面部と前記第2側面部とで囲まれる領域内に前記第1液体が充填された状態に制御することを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記第1液体を保持する領域の内圧を制御することにより、前記光軸に対する前記プリズム界面の傾きを制御することを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、
受光素子を複数有する受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、
前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素は、それぞれ前記予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する前記受光素子に受光させるべく光軸を前記受光素子の受光開口に対して偏倚して設けられたマイクロレンズであることを特徴とする撮像装置。 - 光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、
受光素子を複数有する受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、
前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素はそれぞれ、対応する受光素子に対し前記予め定められた瞳領域への指向性を持つ開口が形成された遮光要素であることを特徴とする撮像装置。 - 前記遮光要素の開口は、円形状または円環形状であることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
- 光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、
受光素子を複数有する受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、
前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素は、複数の前記瞳領域において互いに異なる偏光成分を透過する第1偏光フィルタと、前記複数の受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記異なる偏光成分をそれぞれ透過する第2偏光フィルタとを有することを特徴とする撮像装置。 - 光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、
受光素子を複数有する受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、
前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素は、複数の前記瞳領域において互いに異なる波長成分を透過する第1波長フィルタと、前記複数の受光素子に対応して設けられ、前記異なる波長成分をそれぞれ透過する第2波長フィルタを複数有することを特徴とする撮像装置。 - 光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、
受光素子を複数有する受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、
前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素は、焦点距離をそれぞれ異ならせたマイクロレンズと円環形状の開口を形成する遮光要素であることを特徴とする撮像装置。 - 光軸からの距離毎にMTF特性が異なる結像レンズと、
受光素子を複数有する受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記結像レンズの射出瞳における予め定められた瞳領域を通過した被写体光を、対応する受光素子にそれぞれ受光させる複数の光学要素と、
前記複数の受光素子の撮像信号から、被写体の画像を生成する画像生成部と、
を備え、
前記複数の光学要素のうちの複数の第1光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円形状または円環形状の領域であって第1MTF特性を有する第1の領域および前記射出瞳における第1瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素のうちの複数の第2光学要素は、前記結像レンズの光軸を中心とする円環形状の領域であって、前記第1の領域より外周に位置し、前記第1MTF特性とは異なる第2MTF特性を有する第2の領域および前記射出瞳における第2瞳領域を通過する被写体光を、対応する受光素子へ入射させ、
前記複数の光学要素の各光学要素はマイクロレンズであり、1つの前記マイクロレンズに対応してn×m個の受光素子がn行m列のマトリクス状に、かつ前記マイクロレンズの中心と前記n行m列の中心とが一致して配置されており、
前記画像生成部は、前記射出瞳のいずれの瞳領域を通過した被写体光により前記被写体の画像を生成すべきかを選択し、前記マトリクス状に配置された受光素子のうち、前記マイクロレンズの結像中心からの距離が概等しい位置の受光素子の撮像信号であって、前記選択した瞳領域を通過した被写体光を受光する受光素子の撮像信号を用いて、前記被写体の画像を生成することを特徴とする撮像装置。 - 1つの前記マイクロレンズに対応して25個の受光素子が5行5列のマトリクス状に配置されており、
前記画像生成部は、前記射出瞳のいずれの瞳領域を通過した被写体光により前記被写体の画像を生成すべきかを選択し、前記マトリクス状に配置された受光素子のうち、中央に配置された1個の第1の受光素子の撮像信号と、該第1の受光素子に隣接して配置された8個の第2の受光素子の撮像信号と、該第2の受光素子に隣接して配置された16個の第3の受光素子の撮像信号と、のうち前記選択した瞳領域を通過した被写体光を受光する受光素子の撮像信号を用いて、前記被写体の画像を生成することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。 - 前記画像生成部は、前記射出瞳のいずれの瞳領域を通過した被写体光により前記被写体の画像を生成すべきかを選択し、選択した瞳領域を通過した被写体光を受光する複数の受光素子の撮像信号を用いて、前記被写体の画像を生成することを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の撮像装置。
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