JP5693379B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、受光素子を複数有するモノクロの受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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、前記結像レンズは、該結像レンズの領域毎に異なるMTF特性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、結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、受光素子を複数有するモノクロの受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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、結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、受光素子を複数有するモノクロの受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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、結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、受光素子を複数有するモノクロの受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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、結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、受光素子を複数有するモノクロの受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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、結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、受光素子を複数有するモノクロの受光部と、複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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ることを特徴とする。
図1は、撮像装置10のブロック構成の一例を模式的に示す。本実施形態に係る撮像装置10は、それぞれ色が異なる複数の画像を撮像する機能を提供する。特に、撮像装置10に係る光学構成は、受光センサに色分離用カラーフィルタアレイが不要な撮像装置を提供する。撮像装置10は、レンズ系100、受光ユニット20、画像生成部170および画像記録部190を備える。
図4は、第2の実施形態に係る受光ユニットの一例を模式的に示す図である。本実施形態の受光ユニット20は、1つのマイクロレンズに対応して1つの受光素子が備えられている。図4の例では、マイクロレンズ952aに対応して受光素子162a、マイクロレンズ952bに対応して受光素子162b、マイクロレンズ952cに対応して受光素子162c、マイクロレンズ952dに対応して受光素子162dがそれぞれ配置されている。
図5は、第3の実施形態に係る受光ユニットの一例を模式的に示す図である。本実施形態の受光ユニット20は、第2の実施形態と同様に、1つのマイクロレンズに対応して1つの受光素子が備えられている。図5の例では、マイクロレンズ1052aに対応して受光素子162a、マイクロレンズ1052bに対応して受光素子162b、マイクロレンズ1052cに対応して受光素子162c、マイクロレンズ1052dに対応して受光素子162dがそれぞれ配置されている。
遮光部1060および遮光部1070ではなく、遮光部262が、対応する受光素子162に対し予め定められた瞳領域122への指向性を持つ開口を有していてもよい。
図7(a)は、図1に示す色分離フィルタ部100bを光軸方向から見た模式図である。同図に示すように、色分離フィルタ部100bは、Gフィルタ100b−G、Rフィルタ100b−R、Bフィルタ100b−Bが縦方向に分割されて配置されている。
本実施形態は、図7(b)に示す円環状の色分離フィルタ102bに対し、それぞれ焦点距離の異なるマイクロレンズを用いて、色を分離して受光する。本実施形態に係る撮像装置10のブロック構成は、図8と同様である。したがって、レンズ系100を通過した被写体光のうち、レンズ系100の射出瞳220の瞳領域222aを通過した光はGの波長域、瞳領域222bを通過した光はRの波長域、瞳領域122cを通過した光はBの波長域、をそれぞれ有する光となる。
ここでは、1つのマイクロレンズに対応して複数の受光素子を備える場合について説明する。本実施形態は、図7(b)に示す円環状の色分離フィルタ102bを用いる。
図1に示す撮像装置10において、色分離フィルタ部100bを、レンズ100aの光路上から退避可能に構成してもよい。またこのとき、異なるフィルタをレンズ100aの光路上に挿入可能に構成してもよい。
図21は、本実施形態に係る撮像装置1010のブロック構成の一例を模式的に示す図である。レンズ系100、受光ユニット20、画像生成部170、制御部180および画像記録部190を備える。レンズ系100、画像生成部170、画像記録部190については、第1の実施形態と同様の構成であるので、説明を省略する。
図26は、第10の実施形態に係る撮像装置1110のブロック構成の一例を示す図である。本実施形態の撮像装置1110は、レンズ系100、受光ユニット20、画像生成部170および画像記録部190を備える。本実施形態の受光ユニット20は、図21から図25にかけて説明した偏向部140に替えて、偏光フィルタ部1140を偏向光学要素として有する。
Claims (12)
- 結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、
受光素子を複数有するモノクロの受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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、
前記光学フィルタは、前記結像レンズの中心からの距離により区分された円形及び円環形状のフィルタからなり、円形および円環形状のフィルタ毎に透過波長域が異なることを特徴とする撮像装置。 - 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請求項1に記載の撮像装置。
- 結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、
受光素子を複数有するモノクロの受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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、
前記結像レンズは、該結像レンズの領域毎に異なるMTF特性を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記光学フィルタは、前記結像レンズに対して特定の波長域に高周波成分を多く与えることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、
受光素子を複数有するモノクロの受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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。 - 結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、
受光素子を複数有するモノクロの受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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。 - 結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、
受光素子を複数有するモノクロの受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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。 - 結像レンズと該結像レンズの領域毎に透過波長域を異ならせる光学フィルタとを有する撮像光学系と、
受光素子を複数有するモノクロの受光部と、
複数の前記受光素子にそれぞれ対応して設けられ、前記撮像光学系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、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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ることを特徴とする撮像装置。 - 前記光学フィルタは、三原色のカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光学フィルタは、前記受光部に対して特定の波長域の光量を多く与えることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- フィルタ交換手段を備え、前記光学フィルタは、波長選択性の異なる複数種類のフィルタから任意に選択可能であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記複数の光学要素の各光学要素は、複数の受光素子単位毎に設けられたマイクロレンズであり、前記撮像光学系の第1の透過波長域を持つ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第1の受光素子へ入射させ、前記撮像光学系の第2の透過波長域を持つ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第2の受光素子へ入射させることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の撮像装置。
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