JP7081473B2 - 撮像光学系、撮像システム及び撮像装置 - Google Patents

撮像光学系、撮像システム及び撮像装置 Download PDF

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Description

本発明は、撮像光学系、撮像システム及び撮像装置に関する。
本出願人は、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、各撮像系によって撮像された像を合成して４π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について、特許出願を行い、特許権を取得している（例えば特許文献１、２）。
特開２０１４－０５６０４８号公報 特許第６０１９９７０号公報
上記のような全天球型の撮像システムでは、撮像システムの小型化（薄型化）を図るとともに、キャリブレーションで貼り合わせられる２つの画像の重なり量である「視差」を小さくすることが要求される。この要求に応えるべく、特許文献１、２では、２つの撮像系にプリズム（反射面）を設けることで、２つの撮像系の最も物体側のレンズに対する最大画角光線の入射位置の間の距離（最大画角間距離）を小さくしている。
一方、従来の全天球型の撮像システムにおいて、より高品質な画像を得るために、撮像センサを大型化することが考えられる。この場合、撮像センサを設けるスペースを確保するために最大画角間距離が大きくなるので（大きくせざるを得ないので）、撮像システムが大型化（厚肉化）するとともに、視差が大きくなって画像品質が劣化するという問題がある。すなわち、従来の全天球型の撮像システムでは、最大画角間距離ひいては視差を小さくしようとしても、撮像センサのサイズによる制約が避けられなかった。また、撮像センサを大型化した場合、当該撮像センサの前方（物体側）に位置するレンズが大型化して光路長が大きくなる結果、やはり、撮像システムが大きくなってしまう。
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、撮像センサの大型化並びに撮像システム及び撮像装置の小型化（薄型化）を両立するとともに、最大画角間距離ひいては視差を小さくして高品質な画像を得ることができる撮像光学系、撮像システム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、筐体内に設けられた撮像光学系であって、前記撮像光学系は、２つの光学系と、前記２つの光学系のそれぞれに対応する２つの撮像センサと、を有し、前記２つの光学系は同一構造であり、それぞれ、物体側から像側に向かって前群と後群とを有し、前記前群と前記後群との間に第１の光路変更部が配置され、前記第１の光路変更部と前記後群との間に第２の光路変更部が配置され、前記後群と前記撮像センサとの間に第３の光路変更部が配置され、前記２つの光学系のそれぞれの前群は、前記筐体の前後方向において逆向きであり、且つ前記筐体の前後方向の軸に平行な共通の光軸上に設けられており、前記２つの光学系のそれぞれの撮像センサは、前記筐体の上下方向において前記前群よりも下方であり、前記前群の光軸とそれぞれの撮像センサの撮像面とが平行となるように、撮像面と反対側の面を背中合わせとしてそれぞれの撮像面が前記筐体の左右方向において外側を向いて配置され、前記２つの光学系の前記第１の光路変更部のそれぞれは、前記前群から前記第２の光路変更部に至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに離れる向きに折り曲げ、前記２つの光学系の前記第２の光路変更部のそれぞれは、前記第１の光路変更部から前記後群に至るそれぞれの光路を、前記筐体の上下方向において下向きに折り曲げ、前記２つの光学系の前記第３の光路変更部のそれぞれは、前記後群から前記撮像センサに至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに近付く向きに折り曲げる、ことを特徴としている。
本実施形態の撮像システムは、筐体内に設けられた撮像光学系を有する撮像システムであって、前記撮像光学系は、２つの光学系と、前記２つの光学系のそれぞれに対応する２つの撮像センサと、を有し、前記２つの光学系は同一構造であり、それぞれ、物体側から像側に向かって前群と後群とを有し、前記前群と前記後群との間に第１の光路変更部が配置され、
前記第１の光路変更部と前記後群との間に第２の光路変更部が配置され、前記後群と前記撮像センサとの間に第３の光路変更部が配置され、前記２つの光学系のそれぞれの前群は、前記筐体の前後方向において逆向きであり、且つ前記筐体の前後方向の軸に平行な共通の光軸上に設けられており、前記２つの光学系のそれぞれの撮像センサは、前記筐体の上下方向において前記前群よりも下方であり、前記前群の光軸とそれぞれの撮像センサの撮像面とが平行となるように、撮像面と反対側の面を背中合わせとしてそれぞれの撮像面が前記筐体の左右方向において外側を向いて配置され、前記２つの光学系の前記第１の光路変更部のそれぞれは、前記前群から前記第２の光路変更部に至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに離れる向きに折り曲げ、前記２つの光学系の前記第２の光路変更部のそれぞれは、前記第１の光路変更部から前記後群に至るそれぞれの光路を、前記筐体の上下方向において下向きに折り曲げ、前記２つの光学系の前記第３の光路変更部のそれぞれは、前記後群から前記撮像センサに至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに近付く向きに折り曲げる、ことを特徴としている。
本実施形態の撮像装置は、撮像光学系を内側に含む筐体を有する撮像装置であって、前記撮像光学系は、２つの光学系と、前記２つの光学系のそれぞれに対応する２つの撮像センサと、を有し、前記２つの光学系は同一構造であり、それぞれ、物体側から像側に向かって前群と後群とを有し、前記前群と前記後群との間に第１の光路変更部が配置され、前記第１の光路変更部と前記後群との間に第２の光路変更部が配置され、前記後群と前記撮像センサとの間に第３の光路変更部が配置され、前記２つの光学系のそれぞれの前群は、前記筐体の前後方向において逆向きであり、且つ前記筐体の前後方向の軸に平行な共通の光軸上に設けられており、前記２つの光学系のそれぞれの撮像センサは、前記筐体の上下方向において前記前群よりも下方であり、前記前群の光軸とそれぞれの撮像センサの撮像面とが平行となるように、撮像面と反対側の面を背中合わせとしてそれぞれの撮像面が前記筐体の左右方向において外側を向いて配置され、前記２つの光学系の前記第１の光路変更部のそれぞれは、前記前群から前記第２の光路変更部に至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに離れる向きに折り曲げ、前記２つの光学系の前記第２の光路変更部のそれぞれは、前記第１の光路変更部から前記後群に至るそれぞれの光路を、前記筐体の上下方向において下向きに折り曲げ、前記２つの光学系の前記第３の光路変更部のそれぞれは、前記後群から前記撮像センサに至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに近付く向きに折り曲げる、ことを特徴としている。
本発明によれば、撮像センサの大型化並びに撮像システム及び撮像装置の小型化（薄型化）を両立するとともに、最大画角間距離ひいては視差を小さくして高品質な画像を得ることができる撮像光学系、撮像システム及び撮像装置を提供することができる。
第１実施形態による撮像システムを左方から見た図である。 第１実施形態による撮像システムを後方から見た図である。 第１実施形態による撮像システムを上方から見た図である。 広角レンズ系及び撮像センサを展開して描いた図である。 第２実施形態による撮像システムの広角レンズ系及び撮像センサを示す斜視図である。 第３実施形態による撮像システムの広角レンズ系及び撮像センサを示す斜視図である。 第４実施形態による撮像システムの広角レンズ系及び撮像センサを示す斜視図である。 図２において、第３プリズムに代えてミラーを用いた変形例を示す図である。 撮像システムを前方、後方から見た外観構成図（正面図、背面図）である。 撮像システムを右方、左方から見た外観構成図（右側面図、左側面図）である。 撮像システムを上方、下方から見た外観構成図（平面図、底面図）である。 筐体に撮像ユニットを組み付けた状態における両者の位置関係を示す図である。 図９のXIII－XIII線に沿う断面図である。 図９のXIV－XIV線に沿う断面図である。 図９のXV－XV線に沿う断面図である。 撮像システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
≪第１実施形態≫
図１～図４を参照して、第１実施形態による撮像システム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。
撮像システム１は、最も物体側のレンズが異なる方向を向いて各々設けられている２つの広角レンズ系（魚眼レンズ系、光学系、撮像光学系）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と、各２つの広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩを内側に含む筐体１０とを有している。図１～図３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。撮像システム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、全天球型の撮像システム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（第１の光路変更部）ＡＰ１と、絞りＡＳと、第２プリズム（第２の光路変更部）ＡＰ２と、正の後群ＡＲと、第３プリズム（第３の光路変更部）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。絞りＡＳは、図１～図３では図示を省略して、図４の展開図のみに描いている。
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。絞りＡＳは、第１プリズムＡＰ１が反射した被写体光束の透過する量を設定する。第２プリズムＡＰ２は、絞りＡＳが透過する光量を設定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４に示すように複数枚のレンズで構成される（図１～図３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（第１の光路変更部）ＢＰ１と、絞りＢＳと、第２プリズム（第２の光路変更部）ＢＰ２と、正の後群ＢＲと、第３プリズム（第３の光路変更部）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。
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。絞りＢＳは、第１プリズムＢＰ１が反射した被写体光束の透過する量を設定する。第２プリズムＢＰ２は、絞りＢＳが透過する光量を設定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４に示すように複数枚のレンズで構成される（図１～図３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の撮像面とは反対側の面がそれぞれ向き合って設けられている。
図４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４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４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。
以下のレンズデータにおいて、ｆは全系の焦点距離、ｆＮＯはＦナンバ、ｗは画角を意味している。面番号は物体側から像側に向かって１～２８とし、これらはレンズ面、プリズムの入射面・出射面、撮像センサの撮像面等を示している。Ｒは各面の曲率半径（非球面にあっては近軸曲率半径）、Ｄは面間隔、Ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数を示している。物体距離は無限遠である。長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。
レンズデータ
ｆ＝２．６（ｍｍ）、ｆＮＯ＝２．１５、ｗ＝１００（°）
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
1(負の前群) 30.68 1.20 1.85 23.78
2(負の前群) 11.83 2.65
3*(負の前群) 57.01 0.80 1.85 40.39
4*(負の前群) 7.23 4.52
5*(負の前群) -20.36 0.70 1.82 42.71
6*(負の前群) 308.51 0.20
7(第１プリズム) Infinity 9.30 1.82 46.62
8(第１プリズム) Infinity 3.90
9(第２プリズム) Infinity 8.00 1.82 46.62
10(第２プリズム) Infinity 0.50
11*(正の後群) 25.81 3.21 2.00 19.32
12*(正の後群) -31.14 0.17
13*(正の後群) 66.44 3.30 1.73 54.04
14*(正の後群) 90.73 0.26
15(正の後群) 34.26 2.87 1.73 54.68
16(正の後群) -10.30 0.84 1.85 23.78
17(正の後群) 19.44 0.10
18(正の後群) 8.62 5.20 1.50 81.55
19(正の後群) -8.62 0.70 1.85 23.78
20(正の後群) 21.73 0.10
21(正の後群) 18.00 2.80 1.70 55.46
22*(正の後群) -12.67 0.13
23(第３プリズム) Infinity 10.40 1.88 40.77
24(第３プリズム) Infinity 1.67 1.62 63.86
25*(凸面) -8.52 0.52
26(カバーガラス) Infinity 0.50 1.52 64.14
27(カバーガラス) Infinity 1.20
28(撮像面) Infinity 0.00 0.00
上記レンズデータで＊を付した面は非球面である。非球面形状は、次式で表される。
Ｘ＝ＣＨ２／[１＋√{１－(１＋Ｋ)Ｃ２Ｈ２}]
＋Ａ４・Ｈ４＋Ａ６・Ｈ６＋Ａ８・Ｈ８＋Ａ１０・Ｈ１０＋Ａ１２・Ｈ１２＋Ａ１４・
Ｈ１４＋Ａ１６・Ｈ１６
この式において、Ｃは近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)、Ｈは光軸からの高さ、Ｋは円錐定数、Ａ１等は各次数の非球面係数、Ｘは光軸方向における非球面量である。
上記近軸曲率半径：Ｒと円錐定数：Ｋ、非球面係数：Ａ１～Ａ１６を与えて形状を特定する。
非球面データ
第３面
４ｔｈ：1.13E-05
６ｔｈ：6.96E-06
８ｔｈ：-5.49E-08
１０ｔｈ：-1.82E-10
１２ｔｈ：-2.57E-13
１４ｔｈ：9.79E-14
１６ｔｈ：-5.42E-16
第４面
４ｔｈ：-1.07E-03
６ｔｈ：4.27E-05
８ｔｈ：-7.88E-07
１０ｔｈ：-5.07E-09
１２ｔｈ：7.20E-10
１４ｔｈ：-1.43E-12
１６ｔｈ：-4.65E-13
第５面
４ｔｈ：-1.24E-03
６ｔｈ：2.65E-05
８ｔｈ：-3.95E-06
１０ｔｈ：1.41E-07
１２ｔｈ：-1.45E-09
１４ｔｈ：1.89E-10
１６ｔｈ：-5.43E-12
第６面
４ｔｈ：-5.49E-04
６ｔｈ：1.62E-06
８ｔｈ：-1.89E-06
１０ｔｈ：1.05E-07
第１１面
４ｔｈ：1.02E-04
６ｔｈ：-1.34E-06
８ｔｈ：1.08E-07
１０ｔｈ：-1.61E-08
１２ｔｈ：-2.61E-10
１４ｔｈ：3.19E-11
第１２面
４ｔｈ：2.05E-04
６ｔｈ：-1.82E-05
８ｔｈ：4.81E-07
１０ｔｈ：6.15E-08
１２ｔｈ：-4.91E-09
１４ｔｈ：9.99E-11
第１３面
４ｔｈ：1.18E-04
６ｔｈ：-2.45E-05
８ｔｈ：1.17E-06
１０ｔｈ：2.06E-08
１２ｔｈ：-4.26E-10
１４ｔｈ：-6.40E-11
１６ｔｈ：1.01E-12
第１４面
４ｔｈ：2.94E-08
６ｔｈ：7.20E-07
８ｔｈ：-8.02E-08
１０ｔｈ：1.83E-08
１２ｔｈ：2.72E-10
１４ｔｈ：-6.13E-12
１６ｔｈ：-1.10E-12
第２２面
４ｔｈ：3.00E-04
６ｔｈ：1.19E-05
８ｔｈ：-8.80E-07
１０ｔｈ：3.68E-08
１２ｔｈ：-9.95E-10
１４ｔｈ：1.19E-11
第２５面
４ｔｈ：4.82E-03
６ｔｈ：-4.70E-04
８ｔｈ：3.03E-05
１０ｔｈ：-1.13E-06
１２ｔｈ：2.27E-08
１４ｔｈ：-1.87E-10
上記の非球面データにおいて、「E-a」は「×10-a」を意味している。また「４ｔｈ～１６ｔｈ」は「Ａ４～Ａ１６」を意味している。
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Ｌ２は、両面に非球面を有している。両凹負レンズＬ３は、両面に非球面を有している。
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Ｌ４は、両面に非球面を有している。正メニスカスレンズＬ５は、両面に非球面を有している。両凸正レンズＬ１０は、像側の面に非球面を有している。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システム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）の光軸上に設けられる。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設けられる。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設けられる。撮像システム１を筐体１０に搭載すると、広角レンズ系Ａの負の前群ＡＦの物体側のレンズが筐体１０の前方に突出（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筐体１０の後方に突出（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（光路変更部）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の光路変更部）ＡＰ１、ＢＰ１と、筐体１０の上方において第１プリズム（第１の光路変更部）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の光路変更部）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の光路変更部）ＡＰ３、ＢＰ３とを有している。これにより、筐体１０の内部に撮像光学系ないし撮像システム１を高いレイアウト効率で設けてコンパクト化を図ることが可能になる。
いま、２つの広角レンズ系Ａ、Ｂ及び／又は２つの撮像センサＡＩ、ＢＩにより規定される「対向平面」及び「対向空間」を定義する。
「対向平面」は、例えば、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の同一（共通）の光軸に直交する平面、及び／又は、広角レンズ系Ａの正の後群ＡＲの光軸と広角レンズ系Ｂの正の後群ＢＲの光軸の双方を含む平面として特定することができる。本実施形態では、上、下、左、右の各方向を含む平面が「対向平面」に該当する。例えば、図２の紙面が「対向平面」に該当する。
「対向空間」は、例えば、広角レンズ系Ａの負の前群ＡＦの最も物体側に設けられている各々のレンズ面を含む光軸に直交する平面と、広角レンズ系Ｂの負の前群ＢＦの最も物体側に設けられている各々のレンズ面を含む光軸に直交する平面と、の間に形成される空間として特定することができる。図１に「対向空間」を示した。
このとき、広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１～第３プリズムＡＰ３、及び、広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１～第３プリズムＢＰ３は、上述の「対向平面内」且つ／又は「対向空間内」で、撮像センサＡＩ、ＢＩに至る光路を３回（少なくとも２回）変更している。より具体的に、広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１～第２プリズムＡＰ２は、負の前群ＡＦと正の後群ＡＲの間で被写体光束を２回反射（光路を変更）し、広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１～第２プリズムＢＰ２は、負の前群ＢＦと正の後群ＢＲの間で被写体光束を２回反射（光路を変更）する。また、広角レンズ系Ａの第３プリズムＡＰ３は、正の後群ＡＲと撮像センサＡＩの間で被写体光束を１回反射（光路を変更）し、広角レンズ系Ｂの第３プリズムＢＰ３は、正の後群ＢＲと撮像センサＢＩの間で被写体光束を１回反射（光路を変更）する。
このように、２つの広角レンズ系Ａ、Ｂ及び／又は２つの撮像センサＡＩ、ＢＩにより規定される「対向平面内」且つ／又は「対向空間内」で、複数回かつ異なる方向に光路を折り曲げることにより、広角レンズ系Ａ、Ｂの光路長を長く確保することができる。また、広角レンズ系Ａの最も物体側のレンズ（負の前群ＡＦの最も前方側のレンズ）と広角レンズ系Ｂの最も物体側のレンズ（負の前群ＢＦの最も後方側のレンズ）に対する最大画角光線の入射位置の間の距離（最大画角間距離）を小さくことができる（図１に最大画角間距離を示した）。その結果、撮像センサＡＩ、ＢＩの大型化及び撮像システム１の小型化（薄型化）を両立するとともに、キャリブレーションで貼り合わせられる２つの画像の重なり量である視差を小さくして、高品質な画像を得ることが可能になる。
２つの広角レンズ系Ａ、Ｂの最も物体側のレンズＬ１は、異なる方向を向いて各々設けられている。より具体的に、広角レンズ系Ａの最も物体側に設けられているレンズＬ１には、前方から後方に向かう光が入射され、広角レンズ系Ｂの最も物体側に設けられているレンズＬ１には、後方から前方に向かう光が入射される。
２つの広角レンズ系Ａ、Ｂの第１プリズムＡＰ１～第３プリズムＡＰ３、第１プリズムＢＰ１～第３プリズムＢＰ３（光路変更部）は、２つの広角レンズ系Ａ、Ｂの有する最も物体側に設けられている各々のレンズＬ１の面を含む光軸に直交する平面の間の空間内で、撮像センサＡＩ、ＢＩに至る光路を変更する。
２つの広角レンズ系Ａ、Ｂが有する２つの第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１は、異なる方向にそれぞれの光路を変更する。より具体的に、広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１は、前方から後方に入射してきた光の光路（反射光路）を右方から左方に変更し、広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１は、後方から前方に入射してきた光の光路（反射光路）を左方から右方に変更する。
２つの広角レンズ系Ａ、Ｂが有する２つの第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２は、同じ方向にそれぞれの光路を変更する。より具体的に、広角レンズ系Ａの第２プリズムＡＰ２は、右方から左方に入射してきた光の光路（反射光路）を上方から下方に変更し、広角レンズ系Ｂの第２プリズムＢＰ２は、左方から右方に入射してきた光の光路（反射光路）を上方から下方に変更する。
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、光学的に等価な２つの透明部材であり各々反射面（光路変更部）を有している。この各々の反射面が対向して第１プリズムＡＰ１及び第１プリズムＢＰ１は設けられている。ここで対向とは、必ずしも各々の反射面が平行に向き合っていなくてもよく、また各々の反射面のうちの一方の反射面の垂直な方向から見たときに、各々の反射面のうちの一方の反射面と他方の反射面との少なくとも一部が重なっていればよい。このとき各々の反射面の間には反射膜が存在してもよい。反射膜は各々の反射面に形成されていてもよいし、各々の反射面に共通の１つの反射膜としてもよい。また各々の反射面は離れた状態で対向して設けられているが、各々の反射面は接した状態や接着剤で接着された状態で対向して設けられてもよい。また各々の反射面に反射膜が形成されている場合は、各々の反射膜が接した状態や接着剤で接着された状態で対向して設けられていてもよく、また各々の反射膜は離れた状態で対向して設けられてもよい。ここで各々の反射面あるいは各々の反射膜が離れた状態とは、各々の反射面あるいは各々の反射膜が接することなく対向して設けられている状態をいう。このように、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、各々の反射面あるいは各々の反射膜が対向して設けられていることで、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。
広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２の間には、絞りＡＳが設けられており、広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２の間には、絞りＢＳが設けられている。光量設定用の絞りＡＳの近くに第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２を設け、光量設定用の絞りＢＳの近くに第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２を設けることで、小さい直角プリズムを用いることができ、広角レンズ系Ａ、Ｂの相互間隔を小さくすることができる。また、絞りＡＳを中心として、その両側に第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２があり、その両側に負の前群ＡＦと正の後群ＡＲがあるという対称構成、及び、絞りＢＳを中心として、その両側に第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２があり、その両側に負の前群ＢＦと正の後群ＢＲがあるという対称構成を実現することができる。
なお絞りＡＳ、ＢＳには、絞りの開口が固定されることで透過する光量が予め設定されている固定開口絞りや、絞りの開口が可変することで透過する光量を設定可能な可変開口絞りが用いられる。光量を設定するとは、絞りの開口の大きさにより透過する光量を決める事を言う。固定開口絞りで透過する光量を設定する場合は、絞りの開口の大きさが予め設定されその開口の大きさで固定された固定開口絞りが用いられるため、透過する光量は一定となる。可変開口絞りで透過する光量を設定する場合は、ユーザのマニュアル操作により開口の大きさを可変することで撮影ごとに透過する光量を設定するマニュアル光量設定や、撮像センサの出力に基づいて開口を可変することで撮影ごとに透過する光量を設定する自動光量設定が含まれる。本実施例では、絞りＡＳ、ＢＳの位置は第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１と第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２との間に有る場合の例を説明しているが、第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１の前や第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２の後、第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３の前後に有っても構わない。また絞りＡＳ、ＢＳは、必ずしもプリズムの直前、直後でなくてもプリズムの近くに有ればよく、上記の効果が生じる場合は後群のレンズ間（例えば後群のＬ４とＬ５との間等）に有っても構わない。また本実施例では、絞りの数は広角レンズ系Ａ、Ｂにおいて１つの場合について説明をしているが、１つの広角レンズにおいて複数有っても構わない。例えば第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１と第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２との間に第１の絞りが有り、第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３の後に第２の絞りが有っても構わない。
本発明に係る絞りを用いた光量設定の実施形態の一例として、可変開口絞りＡＳ、ＢＳを用いた自動光量設定について説明する。可変開口絞りＡＳと可変開口絞りＢＳは、撮像センサＡＩと撮像センサＢＩの出力に基づいて、絞りの開口の大きさが設定される。例えば、撮像システム１を搭載した撮像装置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絞りを他方の広角レンズ系の可変開口絞りの開口よりも小さくすることで、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設定して、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。
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。凸面ＡＰ３Ｘと凸面ＢＰ３Ｘとは、プリズムＡＰ３、ＢＰ３の出射面を加工して凸面としてもよく、プリズムＡＰ３、ＢＰ３の出射面とは別に加工した凸面のレンズをプリズムＡＰ３、ＢＰ３の出射面に貼り付けることで一体化してもよい。或いはプリズムＡＰ３、ＢＰ３のあとに別体の凸面のレンズを設けることもできる。
≪第２実施形態≫
図５は、第２実施形態による撮像システム１の広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩを示す斜視図である。図５では、最も物体側のレンズが異なる方向を向いて各々設けられた広角レンズ系と撮像センサの一方のみを描いてそれぞれの符号を付している。
第２実施形態では、広角レンズ系Ａ、Ｂの第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３による被写体光束の反射の向きが異なっている。具体的に、広角レンズ系Ａの第３プリズムＡＰが、正の後群ＡＲから入射した被写体光束を後方に９０°反射し、広角レンズ系Ｂの第３プリズムＢＰが、正の後群ＢＲから入射した被写体光束を前方に９０°反射する。これにより、上述した最大画角間距離の間に撮像センサＡＩ、ＢＩを厚み方向に沿わせた形で設けることができるので、最大画角間距離をより小さくすることが可能になる。
≪第３実施形態≫
図６は、第３実施形態による撮像システム１の広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩを示す斜視図である。図６では、最も物体側のレンズが異なる方向を向いて各々設けられた広角レンズ系と撮像センサの一方のみを描いてそれぞれの符号を付している。
第３実施形態では、広角レンズ系Ａ、Ｂの第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３による被写体光束の反射の向きが異なっている。具体的に、広角レンズ系Ａの第３プリズムＡＰが、正の後群ＡＲから入射した被写体光束を前方に９０°反射し、広角レンズ系Ｂの第３プリズムＢＰが、正の後群ＢＲから入射した被写体光束を後方に９０°反射する。これにより、上述した最大画角間距離の間に撮像センサＡＩ、ＢＩを厚み方向に沿わせた形で設けることができるので、最大画角間距離をより小さくすることが可能になる。
≪第４実施形態≫
図７は、第４実施形態による撮像システム１の広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩを示す斜視図である。図７では、最も物体側のレンズが異なる方向を向いて各々設けられた広角レンズ系と撮像センサの一方のみを描いてそれぞれの符号を付している。
第４実施形態では、広角レンズ系Ａ、Ｂの第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３を省略して、広角レンズ系Ａ、Ｂの正の後群ＡＲ、ＢＲから入射した被写体光束を直接的に撮像センサＡＩ、ＢＩに導いている。第４実施形態によれば、第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３を省略したことによる部品点数の削減と低コスト化を実現することができる。第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３を省略しても、広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１～第２プリズムＡＰ２、及び、広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１～第２プリズムＢＰ２が、上述した「対向平面内」且つ／又は「対向空間内」で、被写体光束を反射（光路を変更）しているので、撮像センサＡＩ、ＢＩの大型化及び撮像システム１の小型化（薄型化）を両立するとともに、最大画角間距離ひいては視差を小さくして高品質な画像を得ることが可能である。
≪変形例等≫
以上の第１実施形態～第４実施形態では、広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１～第２プリズムＡＰ２が、負の前群ＡＦと正の後群ＡＲの間で被写体光束を２回反射（光路を変更）し、広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１～第２プリズムＢＰ２が、負の前群ＢＦと正の後群ＢＲの間で被写体光束を２回反射（光路を変更）する。また、第１実施形態～第３実施形態では、広角レンズ系Ａの第３プリズムＡＰ３が、正の後群ＡＲと撮像センサＡＩの間で被写体光束を１回反射（光路を変更）し、広角レンズ系Ｂの第３プリズムＢＰ３が、正の後群ＢＲと撮像センサＢＩの間で被写体光束を１回反射（光路を変更）する。
しかし、広角レンズ系Ａ、Ｂは、撮像センサＡＩ、ＢＩに至る光路を変更する少なくとも２つの光路変更部（例えばプリズム）を有していればよい。例えば、負の前群ＡＦ、ＢＦと正の後群ＡＲ、ＢＲの間に１つの光路変更部（例えばプリズム）を設け、正の後群ＡＲ、ＢＲと撮像センサＡＩ、ＢＩの間に１つの光路変更部（例えばプリズム）を設けてもよい。
以上の第１実施形態～第４実施形態では、撮像システム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、撮像システム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、撮像システム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。そして、３つ以上の広角レンズ系の少なくとも２つの広角レンズ系が、それぞれ、２つの撮像センサに至る光路を変更する少なくとも２つの光路変更部を有していればよい。
以上の第１実施形態～第４実施形態では、光路変更部としてプリズムを用いた場合を例示して説明したが、光路変更部は、ミラー及びその他の構成要素とすることも可能である。図８は、図２において、第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３に代えてミラーＡＭ、ＢＭを用いた変形例を示している。
以上の第１実施形態～第４実施形態では、各２つの広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩが互いに対称に設けられている場合を例示して説明したが、各２つの広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩが非対称に設けられていてもよい。
≪全体構成≫
最後に、図９～図１６を参照して、本実施形態による撮像システム１を全天球型撮像システムに適用した場合の全体構成について説明する。
図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂの六面図に示すように、撮像システム１は、撮像システム１の各構成要素が組み付けられてこれを保持する筐体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、前後方向に所定の厚みを持ち、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。レンズ露出孔２１を介して広角レンズ系Ａの前群ＡＦが露出され、レンズ露出孔３１を介して広角レンズ系Ｂの前群ＢＦが露出される。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（撮像機能部、操作部）２２が設けられている。シャッターボタン２２の下方には、撮像システム１の操作画面や設定画面等の各種情報を表示する表示ユニット（撮像機能部、状態表示部）２３が設けられている。表示ユニット２３は、例えば、有機ＥＬディスプレイから構成することができる。
左側面接続筐体４０の上下方向の中間部には、例えば、音声案内メッセージ等を発するスピーカ（撮像機能部）４１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、撮像システム１の電源のオンオフを切り替えるための電源ボタン（撮像機能部、操作部）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（撮像機能部、操作部）５２、５３、５４が設けられている。
後側金属筐体２０のシャッターボタン２２のやや上方の右側には、上下方向に離間する２つのマイクロフォン（撮像機能部、集音部）２４が設けられている。前側金属筐体３０の上下方向の中間部よりやや上方には、左右方向に離間する２つのマイクロフォン（撮像機能部、集音部）３２が設けられている。表裏に位置する後側金属筐体２０の２つのマイクロフォン２４と前側金属筐体３０の２つのマイクロフォン３２の計４つのマイクロフォンによって３Ｄ音声が取得可能となっている。
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によって埋められている。後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０は、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と比較して相対的に低剛性の樹脂材料（例えばＰＣ（ポリカーボネート）若しくはＡＢＳ樹脂又はこれらの混合材）から構成された一体成形品とすることができる。
後側樹脂筐体７０は、後側金属筐体２０の上方に形成された開口部ＯＳの湾曲切欠部に嵌め込まれる湾曲形状を有している。前側樹脂筐体８０は、前側金属筐体３０の上方に形成された開口部ＯＳの湾曲切欠部に嵌め込まれる湾曲形状を有している。後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０は、前後方向に逆方向を向いた対称形状を有している。接続樹脂筐体９０は、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の上方に形成された開口部ＯＳのうち、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０の間に嵌め込まれる湾曲形状を有している。
図示は省略しているが、後側金属筐体２０のレンズ露出孔２１のやや上方には、左右方向に離間した一対のネジ孔付凸部が形成されており、後側樹脂筐体７０には、一対のネジ孔付凸部に対応する一対のネジ挿通孔が形成されている。一対のネジ孔付凸部と一対のネジ挿通孔を位置合わせして、一対の締付ネジを一対のネジ挿通孔に挿通して一対のネジ孔付凸部のネジ孔に螺合する（締め付ける）ことで、後側金属筐体２０と後側樹脂筐体７０が接続される。なお、ここでは後側金属筐体２０と後側樹脂筐体７０の接続構造を説明したが、前側金属筐体３０と前側樹脂筐体８０の接続構造も同様となっている。
以上のように構成された広角レンズ系Ａ、Ｂ（第１プリズム～第３プリズムＡＰ１～ＡＰ３、ＢＰ１～ＢＰ３を含む）と、撮像センサＡＩ、ＢＩとは、撮像ユニット（光学ユニット）１００として一体化（ブロック化）されている。撮像ユニット１００にはネジ孔（図示略）が形成されている。撮像ユニット１００を筐体１０（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、撮像ユニット１００が組み付けられる。なお、撮像ユニット１００を筐体１０に組み付け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。
図１２Ａ、図１２Ｂは、筐体１０に撮像ユニット１００を組み付けた状態における両者の位置関係を示す図である。図１２Ａ、図１２Ｂでは、筐体１０における撮像ユニット１００の占有領域を太線で囲んで強調して描いている。
図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、撮像ユニット１００を保持する筐体１０は、上下方向に見たとき、上方に位置する撮像ユニット１００の保持領域と、下方に位置する撮像ユニット１００の非保持領域とに区画される。撮像ユニット１００の一部は、光学系Ａ、Ｂの少なくとも一部である前群ＡＦ、ＢＦの前方レンズ（例えば負レンズＬ１）を露出させ、その露出部を除く最大外形部を形成する。図１２Ａ、図１２Ｂでは、最大外形部における撮像ユニット１００の幅（左右方向の長さ）をｗで示しており、最大外形部における撮像ユニット１００の厚さ（前後方向の長さ）をｄで示している。
図１３、図１４、図１５は、図９のXIII－XIII線、XIV－XIV線、XV－XV線に沿う断面図である。
図１４、図１５に示すように、筐体１０の撮像ユニット１００の非保持領域には、撮像センサＡＩ、ＢＩによる撮像信号を無線信号に変換する無線モジュール基板（撮像機能部、回路基板）１１０が保持（収納）されている。無線モジュール基板１１０は、前方側に位置するサブ基板１１１と後方側に位置するメイン基板１１２を前後方向に重ね合わせて電気的に接続可能に結合してなる。サブ基板１１１は、相対的に小型の平面視略矩形形状をなしており、メイン基板１１２は、相対的に大型の平面視略矩形形状をなしている。メイン基板１１２には、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０の内方空間に向かって上方に延びる伝送部材（図示略）が取り付けられている。この伝送部材は、例えば、同軸ケーブル又はＦＰＣにより構成することができる。
図１５に示すように、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０の内方空間には、通信アンテナ（撮像機能部、アンテナ基板）１２０が設けられている。一端部がメイン基板１１２に接続された伝送部材の他端部は、通信アンテナ１２０に接続されている。伝送部材は、撮像センサＡＩ、ＢＩによる撮像信号を通信アンテナ１２０に伝送し、通信アンテナ１２０は、当該撮像信号を外部機器に無線送信する。また、通信アンテナ１２０は、外部機器との間で各種信号を送受信することができる。
図示は省略しているが、通信アンテナ１２０は、アンテナ本体と、このアンテナ本体を保持するアンテナ基板とを有している。アンテナ本体は、例えば、ＦＰＣ又はリジッドＦＰＣにより構成することができる。アンテナ基板は、筐体１０（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）の上面に形成された開口部ＯＳの形状に沿った湾曲形状（円弧形状）をなしており、該湾曲形状の上面に伝送部材の他端部が接続されるともにアンテナ本体が貼り付けられている。
図１４、図１５に示すように、筐体１０の撮像ユニット１００の非保持領域には、撮像装置１の各構成要素に電力を供給する電池１３０が保持（収納）されている。電池１３０は、無線モジュール基板１１０と上下方向の位置を重複させて、且つ、無線モジュール基板１１０よりも前方に設けられている。さらに、撮像センサＡＩ、ＢＩは、最も物体側に位置するレンズＬ１へ入射する入射光軸の方向から見て、最も物体側に位置するレンズＬ１に対して、重ならない位置に設けられている。そしてそれ以外の領域には無線モジュール基板１１０、通信アンテナ１２０、電池１３０等の部品が設けられる構成となっている。この構成とすることで撮像ユニット１００は、撮像ユニット１００の上下方向、左右方向及び前後方向に最大限最小化を図ることができる。
図１６は、本実施形態による撮像システム１のハードウェア構成の一例を示している。撮像システム１は、デジタル・スチルカメラ・プロセッサ（以下、単にプロセッサと参照する。）１００Ｚと、鏡胴ユニット１０２Ｚと、プロセッサ１００Ｚに接続される種々のコンポーネントから構成される。鏡胴ユニット１０２Ｚは、上述した２組のレンズ光学系２０ＡＺ、２０ＢＺと、固体撮像素子２２ＡＺ、２２ＢＺとを有する。固体撮像素子２２Ｚは、プロセッサ１００Ｚ内の後述するＣＰＵ１３０Ｚからの制御指令により制御される。
プロセッサ１００Ｚは、ＩＳＰ（Image Signal Processor）１０８ＡＺ、１０８ＢＺと、ＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）１１０Ｚと、メモリアクセスの調停のためのアービタ（ＡＲＢＭＥＭＣ）１１２Ｚと、メモリアクセスを制御するＭＥＭＣ（Memory Controller）１１４Ｚと、歪曲補正・画像合成ブロック１１８Ｚとを含む。ＩＳＰ１０８ＡＺ、１０８ＢＺは、それぞれ、固体撮像素子２２ＡＺ、２２ＢＺの信号処理を経て入力された画像データに対し、ホワイト・バランス設定やガンマ設定を行う。ＭＥＭＣ１１４Ｚには、ＳＤＲＡＭ１１６Ｚが接続される。ＳＤＲＡＭ１１６Ｚには、ＩＳＰ１０８ＡＺ、１８０ＢＺおよび歪曲補正・画像合成ブロック１１８Ｚにおいて処理を施す際にデータが一時的に保存される。歪曲補正・画像合成ブロック１１８Ｚは、２つの撮像光学系から得られた２つの部分画像に対し、３軸加速度センサ１２０Ｚからの情報を利用して、歪曲補正とともに天地補正を施し、画像合成する。
プロセッサ１００Ｚは、さらに、ＤＭＡＣ１２２Ｚと、画像処理ブロック１２４Ｚと、ＣＰＵ１３０Ｚと、画像データ転送部１２６Ｚと、ＳＤＲＡＭＣ１２８Ｚと、メモリカード制御ブロック１４０Ｚと、ＵＳＢブロック１４６Ｚと、ペリフェラル・ブロック１５０Ｚと、音声ユニット１５２Ｚと、シリアルブロック１５８Ｚと、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）ドライバ１６２Ｚと、ブリッジ１６８Ｚとを含む。
ＣＰＵ１３０Ｚは、当該撮像システム１の各部の動作を制御する。画像処理ブロック１２４Ｚは、リサイズブロック１３２Ｚ、ＪＰＥＧブロック１３４Ｚ、Ｈ．２６４ブロック１３６Ｚなどを用いて、画像データに対し各種画像処理を施す。リサイズブロック１３２Ｚは、画像データのサイズを補間処理により拡大または縮小するためのブロックである。ＪＰＥＧブロック１３４Ｚは、ＪＰＥＧ圧縮および伸張を行うコーデック・ブロックである。Ｈ．２６４ブロック１３６Ｚは、Ｈ．２６４などの動画圧縮および伸張を行うコーデック・ブロックである。画像データ転送部１２６Ｚは、画像処理ブロック１２４Ｚで画像処理された画像を転送する。ＳＤＲＡＭＣ１２８Ｚは、プロセッサ１００Ｚに接続されるＳＤＲＡＭ１３８Ｚを制御し、ＳＤＲＡＭ１３８Ｚには、プロセッサ１００Ｚ内で画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存する。
メモリカード制御ブロック１４０Ｚは、メモリカードスロット１４２Ｚに挿入されたメモリカードおよびフラッシュＲＯＭ１４４Ｚに対する読み書きを制御する。メモリカードスロット１４２Ｚは、撮像システム１にメモリカードを着脱可能に装着するためのスロットである。ＵＳＢブロック１４６Ｚは、ＵＳＢコネクタ１４８Ｚを介して接続されるパーソナル・コンピュータなどの外部機器とのＵＳＢ通信を制御する。ペリフェラル・ブロック１５０Ｚには、電源スイッチ１６６Ｚが接続される。音声ユニット１５２Ｚは、ユーザが音声信号を入力するマイク１５６Ｚと、記録された音声信号を出力するスピーカ１５４Ｚとに接続され、音声入出力を制御する。シリアルブロック１５８Ｚは、パーソナル・コンピュータなどの外部機器とのシリアル通信を制御し、無線ＮＩＣ（Network Interface Card）１６０Ｚが接続される。ＬＣＤドライバ１６２Ｚは、ＬＣＤモニタ１６４Ｚを駆動するドライブ回路であり、ＬＣＤモニタ１６４Ｚに各種状態を表示するための信号に変換する。
フラッシュＲＯＭ１４４Ｚには、ＣＰＵ１３０Ｚが解読可能なコードで記述された制御プログラムや各種パラメータが格納される。電源スイッチ１６６Ｚの操作によって電源がオン状態になると、上記制御プログラムがメインメモリにロードされる。ＣＰＵ１３０Ｚは、メインメモリに読み込まれたプログラムに従って、装置各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータをＳＤＲＡＭ１３８Ｚと、図示しないローカルＳＲＡＭとに一時的に保存する。
１ 撮像システム
１０ 筐体
Ａ 広角レンズ系（魚眼レンズ系、光学系、撮像光学系）
ＡＦ 前群
ＡＲ 後群
ＡＳ 絞り（可変開口絞り）
ＡＰ１ 第１プリズム（第１の光路変更部）
ＡＰ２ 第２プリズム（第２の光路変更部）
ＡＰ３ 第３プリズム（第３の光路変更部）
ＡＰ３Ｘ 凸面
ＡＭ ミラー
ＡＩ 撮像センサ
Ｂ 広角レンズ系（魚眼レンズ系、光学系、撮像光学系）
ＢＦ 前群
ＢＲ 後群
ＢＳ 絞り（可変開口絞り）
ＢＰ１ 第１プリズム（第１の光路変更部）
ＢＰ２ 第２プリズム（第２の光路変更部）
ＢＰ３ 第３プリズム（第３の光路変更部）
ＢＰ３Ｘ 凸面
ＢＭ ミラー
ＢＩ 撮像センサ
Ｌ１ 負レンズ
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. 筐体内に設けられた撮像光学系であって、
    前記撮像光学系は、２つの光学系と、前記２つの光学系のそれぞれに対応する２つの撮像センサと、を有し、
    前記２つの光学系は同一構造であり、それぞれ、
    物体側から像側に向かって前群と後群とを有し、
    前記前群と前記後群との間に第１の光路変更部が配置され、
    前記第１の光路変更部と前記後群との間に第２の光路変更部が配置され、
    前記後群と前記撮像センサとの間に第３の光路変更部が配置され、
    前記２つの光学系のそれぞれの前群は、前記筐体の前後方向において逆向きであり、且つ前記筐体の前後方向の軸に平行な共通の光軸上に設けられており、
    前記２つの光学系のそれぞれの撮像センサは、前記筐体の上下方向において前記前群よりも下方であり、前記前群の光軸とそれぞれの撮像センサの撮像面とが平行となるように、撮像面と反対側の面を背中合わせとしてそれぞれの撮像面が前記筐体の左右方向において外側を向いて配置され、
    前記２つの光学系の前記第１の光路変更部のそれぞれは、前記前群から前記第２の光路変更部に至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに離れる向きに折り曲げ、
    前記２つの光学系の前記第２の光路変更部のそれぞれは、前記第１の光路変更部から前記後群に至るそれぞれの光路を、前記筐体の上下方向において下向きに折り曲げ、
    前記２つの光学系の前記第３の光路変更部のそれぞれは、前記後群から前記撮像センサに至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに近付く向きに折り曲げる、
    ことを特徴とする撮像光学系。
  2. 前記第１の光路変更部と前記第２の光路変更部との間に、絞りが設けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
  3. 前記絞りは、前記撮像センサの出力に基づいて、絞りの開口が設定される、
    ことを特徴とする請求項２に記載の撮像光学系。
  4. 前記第３の光路変更部は、出射面が凸面を有する、
    ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像光学系。
  5. 前記第３の光路変更部のあとに凸面のレンズが設けられる、
    ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像光学系。
  6. 筐体内に設けられた撮像光学系を有する撮像システムであって、
    前記撮像光学系は、２つの光学系と、前記２つの光学系のそれぞれに対応する２つの撮像センサと、を有し、
    前記２つの光学系は同一構造であり、それぞれ、
    物体側から像側に向かって前群と後群とを有し、
    前記前群と前記後群との間に第１の光路変更部が配置され、
    前記第１の光路変更部と前記後群との間に第２の光路変更部が配置され、
    前記後群と前記撮像センサとの間に第３の光路変更部が配置され、
    前記２つの光学系のそれぞれの前群は、前記筐体の前後方向において逆向きであり、且つ前記筐体の前後方向の軸に平行な共通の光軸上に設けられており、
    前記２つの光学系のそれぞれの撮像センサは、前記筐体の上下方向において前記前群よりも下方であり、前記前群の光軸とそれぞれの撮像センサの撮像面とが平行となるように、撮像面と反対側の面を背中合わせとしてそれぞれの撮像面が前記筐体の左右方向において外側を向いて配置され、
    前記２つの光学系の前記第１の光路変更部のそれぞれは、前記前群から前記第２の光路変更部に至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに離れる向きに折り曲げ、
    前記２つの光学系の前記第２の光路変更部のそれぞれは、前記第１の光路変更部から前記後群に至るそれぞれの光路を、前記筐体の上下方向において下向きに折り曲げ、
    前記２つの光学系の前記第３の光路変更部のそれぞれは、前記後群から前記撮像センサに至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに近付く向きに折り曲げる、
    ことを特徴とする撮像システム。
  7. 撮像光学系を内側に含む筐体を有する撮像装置であって、
    前記撮像光学系は、２つの光学系と、前記２つの光学系のそれぞれに対応する２つの撮像センサと、を有し、
    前記２つの光学系は同一構造であり、それぞれ、
    物体側から像側に向かって前群と後群とを有し、
    前記前群と前記後群との間に第１の光路変更部が配置され、
    前記第１の光路変更部と前記後群との間に第２の光路変更部が配置され、
    前記後群と前記撮像センサとの間に第３の光路変更部が配置され、
    前記２つの光学系のそれぞれの前群は、前記筐体の前後方向において逆向きであり、且つ前記筐体の前後方向の軸に平行な共通の光軸上に設けられており、
    前記２つの光学系のそれぞれの撮像センサは、前記筐体の上下方向において前記前群よりも下方であり、前記前群の光軸とそれぞれの撮像センサの撮像面とが平行となるように、撮像面と反対側の面を背中合わせとしてそれぞれの撮像面が前記筐体の左右方向において外側を向いて配置され、
    前記２つの光学系の前記第１の光路変更部のそれぞれは、前記前群から前記第２の光路変更部に至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに離れる向きに折り曲げ、
    前記２つの光学系の前記第２の光路変更部のそれぞれは、前記第１の光路変更部から前記後群に至るそれぞれの光路を、前記筐体の上下方向において下向きに折り曲げ、
    前記２つの光学系の前記第３の光路変更部のそれぞれは、前記後群から前記撮像センサに至るそれぞれの光路を、前記筐体の左右方向において互いに近付く向きに折り曲げる、
    ことを特徴とする撮像装置。
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