JPH10173966A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH10173966A
JPH10173966A JP8333570A JP33357096A JPH10173966A JP H10173966 A JPH10173966 A JP H10173966A JP 8333570 A JP8333570 A JP 8333570A JP 33357096 A JP33357096 A JP 33357096A JP H10173966 A JPH10173966 A JP H10173966A
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JP
Japan
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image
imaging
focus
optical system
image pickup
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Withdrawn
Application number
JP8333570A
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English (en)
Inventor
Hiromichi Shibatani
弘道 柴谷
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画質の部分高解像度静止画像を形成する。 【解決手段】 対物レンズ10を通過した光は、ハーフ
ミラー14−1〜14−nで分割され、接眼レンズ12
−1〜12−nにより撮像素子16−1〜16−nに入
射する。接眼レンズ12−1〜12−nは焦点距離がこ
の順に長くなっている。フィールドメモリ18−1〜1
8−nは撮像素子16−1〜16−nの出力画像を記憶
する。スイッチ20はメモリ18−1〜18−nの出力
を選択して画像合成回路22に接続する。画像合成回路
22は、メモリ18−1〜18−nに記憶される画像を
合成し、部分的に高解像度の生成画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置に関し、
より具体的には、部分高解像度静止画像を形成するのに
適した撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】部分的に高解像度の静止画信号を形成す
る撮像装置として、次のような構成が知られている。即
ち、ズームレンズをテレ端からワイド端までステップ移
動させ、各ステップ毎にCCD撮像素子の出力画像信号
を別々のフィールド・メモリに格納する。このようにし
て得られた、フィールド毎に画角の異なる画像を合成回
路により合成する。この合成画像信号は、ズーム・レン
ズのテレ端での画像を最高解像度とする部分高解像度静
止画像になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例では、
機械的に駆動されるズーム・レンズを使用するので、次
のような欠点がある。即ち、第1に、ズーム・レンズを
テレ端からワイド端までステップ移動させるのに時間が
かかり、初期設定、撮像及び次の初期設定などという一
連の撮像操作に時間的な制約を与える。第2に、ズーム
・レンズ11がテレ端からワイド端までステップ移動し
ている期間、被写体の移動及び/又は手ぶれにより撮影
画像に乱れが生じる。
【0004】本発明は、部分的に高解像度の静止画信号
を形成する撮像装置であって、このような不都合を生じ
ない撮像装置を提示することを目的とする。
【0005】本発明はまた、画角の異なる複数の画像を
一度に取り込める撮像装置を提示することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、それぞれ異なる複数の焦点距離と結像面を具備する
撮影光学系と、当該複数の結像面の各々に配置され、各
結像面上の光学像を電気信号に変換する複数の撮像手段
とからなることを特徴とする。この構成により、画角の
異なる複数の画像を瞬時に、即ち、一度に取り込める。
同じ時間に画角の異なる複数の画像を取り込めるので、
これらを合成して部分高解像度静止画像を形成すると、
ぶれの無い高画質の合成画像を得ることができる。
【0007】撮影光学系は例えば、対物レンズと、当該
対物レンズを通過した光を複数の光に分割する光分割手
段と、当該光分割手段により分割された各光を、それぞ
れに異なる焦点距離で結像する複数の結像レンズとから
なる。これにより、各結像面に異なる画角の光学像を結
像することができる。光分割手段は例えば、複数のハー
フミラーからなる。
【0008】当該複数の撮像手段の各出力画像を記憶す
る複数のメモリ手段と、当該メモリ手段の記憶画像を選
択的に合成する画像合成手段とを設けることで、同じ瞬
間の異なる画角の画像を合成編集した画像を形成でき
る。
【0009】当該撮影光学系の1以上の結像面の夫々に
対して焦点を調節する焦点調節手段を設けることで、ピ
ントの合った画像、又は意図的にピントをずらした画像
を得ることが出来る。
【0010】視線検出手段を設けることで、注視方向の
物体に焦点を調節でき、可変頂角プリズムを設けること
で、焦点調節範囲を拡張できる。
【0011】
【実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の実施の
形態を詳細に説明する。
【0012】図1は、本発明の第1実施例の概略構成ブ
ロック図を示す。10は対物レンズ、12−1〜12−
nはそれぞれ焦点距離の異なる接眼レンズ、14−1〜
14−(n−1)は、対物レンズ10からの光を2分割
するハーフミラー、16−1〜16−nは蓄積型撮像素
子(例えば、CCD撮像素子)、18−1〜18−nは
撮像素子16−1〜16−nの出力画像信号を記憶する
フィールド・メモリ、20は、フィールド・メモリ18
−1〜18−nの出力を選択するスイッチ、22は、ス
イッチ20を介して入力するフィールド・メモリ18−
1〜18−nの画像を合成する画像合成回路22、24
は画像合成回路22による合成画像信号を外部に出力す
る出力端子である。
【0013】対物レンズ10を通過した被写体からの光
は、ハーフミラー14−1により2分割され、一方が次
のハーフミラー14−2に入射し、他方が、最も焦点距
離の長い接眼レンズ12−1を介して撮像素子16−1
に入射し、その撮像面に結像する。このときの、撮像素
子16−1の出力画像信号はフィールドメモリ18−1
に記憶される。接眼レンズ12−1は他の接眼レンズ1
2−2〜12−nのどれよりも焦点距離が長いので、フ
ィールドメモリ18−1に記憶される画像は、いわゆる
広角端で撮影されたものに相当する。
【0014】ハーフミラー14−2は、ハーフミラー1
4−1からの光を2分割する。その一方は、次のハーフ
ミラー14−3に入射し、他方は、2番目に焦点距離の
長い接眼レンズ12−2を介して撮像素子16−2に入
射し、その撮像面に結像する。撮像素子16−2の出力
画像信号はフィールドメモリ18−2に記憶される。接
眼レンズ12−2は接眼レンズ12−1より少し短い焦
点距離を具備するので、フィールドメモリ18−2に記
憶される画像は、メモリ18−1に記憶される画像より
も少し撮影範囲の狭いものになっている。
【0015】ハーフミラー14−3は、ハーフミラー1
4−2からの光を2分割する。その一方は、後続のハー
フミラーに入射し、他方は、3番目に焦点距離の長い接
眼レンズ12−3を介して撮像素子16−3に入射し、
その撮像面に結像する。撮像素子16−3の出力画像信
号はフィールドメモリ18−3に記憶される。接眼レン
ズ12−3は接眼レンズ12−2より少し短い焦点距離
を具備するので、フィールドメモリ18−3に記憶され
る画像は、メモリ18−2に記憶される画像よりも少し
撮影範囲の狭いものになっている。
【0016】以下、同様にして、メモリ18−(n−
1),18−nにも撮像素子16−(n−1),16−
nによる画像が格納される。メモリ18−nに記憶され
る画像は、撮影範囲が最も狭く、撮影倍率が最も大きい
画像(つまり、望遠端での画像)になっている。
【0017】このようにして、広角端から望遠端まで少
しずつ撮影範囲の狭くなった画像が、フィールドメモリ
18−1〜18−nに記憶される。
【0018】本実施例では、広角端から望遠端まで少し
ずつ撮影範囲の狭くなった画像を、複数の撮像素子16
−1〜16−nにより同時に取り込むことができる。ス
イッチ20を適宜に切り換えて、メモリ18−1〜18
−nの記憶画像を読み出し、画像合成回路22に供給す
る。画像合成回路22は、スイッチ20からの各画像信
号を合成し、部分高解像度の静止画像を形成し、出力端
子24に出力する。
【0019】本実施例では、撮影光学系に機械的可動部
分を具備しないので、最広角から最望遠までの画像を瞬
時に且つ同時に取り込むことができ、画角の異なる各画
像に時間的なずれが生じない。即ち、被写体の移動及び
手ぶれなどによる撮影画像の乱れを生じない。更には、
一連の撮像操作に時間的な制約を与えない。
【0020】望遠端では、焦点深度が浅くなるので、撮
像素子16−nの撮像面上で被写体像のピントが甘くな
りやすい。それを防止する変更実施例を図2に示す。図
2は、図1に示す実施例の変更部分の概略構成ブロック
図を示す。図1と同じ構成要素には同じ符号を付してあ
る。
【0021】図2において、接眼レンズ12−(n−
1),12−nが光軸方向に移動自在であり、オートフ
ォーカス駆動ユニット30又は手動フォーカス駆動ユニ
ット32からの駆動信号に従い駆動ユニット34,36
が接眼レンズ12−(n−1),12−nを光軸方向に
移動させる。38はオートフォーカス駆動ユニット30
の起動を操作者が指示する押しボタンスイッチ、40は
手動フォーカス駆動ユニット32に操作者が指示する可
変抵抗器である。
【0022】接眼レンズ12−nと撮像素子16−nと
の間には光学式ビューフィンダ用ハーフミラー42が配
置され、光学式ビューフィンダ用ハーフミラー42から
の光は、ミラー44及び接眼レンズ46を介して撮影者
の目48に入射する。これらは光学式ビューファインダ
を構成する。
【0023】50は画像合成回路22の出力画像信号を
画像表示する電子ビューファインダである。
【0024】図2に示す実施例では、オートフォーカス
駆動ユニット38又は手動フォーカス駆動ユニット40
により、被写体像が撮像素子16−(n−1),16−
nの撮像面上でピントが合うように接眼レンズ12−
(n−1),12−nの光軸上の位置を調整できる。
【0025】撮影者は、光学式ビューファインダの接眼
レンズ46に自分の目48を当て、最望遠撮像用接眼レ
ンズ12−nのフォーカシングの具合を判定する。又
は、電子ビューファインダ50の表示画像からフォーカ
シングの具合を判定してもよい。フォーカシングが不十
分であると判断したならば、押しボタンスイッチ38を
押し、オートフォーカス駆動ユニット32によるオート
フォーカス調整を起動する。オートフォーカス駆動ユニ
ット32はそれぞれ撮像素子16−(n−1),16−
nの出力信号に従い駆動ユニット34,36を駆動し
て、接眼レンズ16−(n−1),16−nを光軸方向
で適切なフォーカシング位置に移動させる。合焦検出方
式としては、撮像素子16−nの出力信号の輝度成分を
使用するコントラストAF方式(例えば、テレビジョン
学会編、テレビジョン・画像情報工学ハンドブック、第
1版、1990年11月30日発行の195ページ参
照)が適している。
【0026】勿論、可変抵抗器40と手動フォーカス駆
動ユニット32による手動調整でもよい。また、可変抵
抗器40と手動フォーカス駆動ユニット32による手動
調整を利用することで、故意にフォーカスをずらすこと
もできることはいうまでもない。
【0027】図2では、2つの撮像素子16−(n−
1),16−nのフォーカスを自動又は手動で調整でき
るようにしているが、他の撮像素子16−1〜16−
(n−2)についても、個別に自動又は手動でフォーカ
ス調整できるようにしてもよい。
【0028】特にピントが甘くなりがちな望遠側の撮像
系にフォーカシング調整機構を設けることにより、焦点
深度の浅い光学系による映像信号の解像度を最高レベル
に調整できる。その結果、望遠部分の画像の解像度を改
善でき、部分高解像度静止画像の画質を改善できる。手
動フォーカス調整手段を設けることにより、部分的に故
意に解像度を劣化させた静止画像を得ることも可能にな
る。
【0029】図3は、視線検出ユニットを付加して、注
視部分に対してフォーカスを調整するようにした変更実
施例の変更部分の概略構成ブロック図を示す。図1及び
図2と同じ構成要素には同じ符号を付してある。光学式
ファインダユニットのミラー44と接眼レンズ46の間
に視線検出ユニット52を配置すると共に、撮像素子1
6−(n−1),16−nの出力とオートフォーカス駆
動ユニット30の映像入力との間にエリア制限回路5
4,56を配置する。
【0030】視線検出ユニット52は、撮影者が注視し
ている方向を検出し、その検出結果によりエリア制限回
路54,56を制御する。エリア制限回路54,56は
それぞれ、撮像素子16−(n−1),16−nの出力
映像信号から、検出された視線方向の近傍のみのコント
ラスト信号を抽出し、オートフォーカス駆動ユニット3
0に供給する。これにより、撮影者が注目する方向の物
体にフォーカスが調整される。エリア制限回路54,5
6のエリア制限範囲は同じでも、また、エリア制限回路
54の制限範囲とエリア制限回路56の制限範囲が異な
っていてもよい。
【0031】図3に示すように変更することにより、望
遠撮像系のフォーカスを撮影者の注視する物体に合わせ
ることができる。
【0032】図4は、図3に示す実施例の焦点調節範囲
を拡張した変更実施例の概略構成ブロック図を示す。図
3と同じ構成要素には同じ符号を付してある。58は可
変頂角プリズム(VAP)であり、ハーフミラー14−
(n−1)の物体側に配置される。60は可変頂角プリ
ズム58の頂角を変更させるVAP駆動ユニット、62
は視線検出ユニット52により検出された視線方向が画
枠の縁部の上下左右のどの位置に位置するかを検出する
画枠検出回路である。
【0033】視線検出ユニット52により制御されて、
エリア制限回路56の抽出範囲が撮像素子16−nの撮
影範囲の縁部に到達した場合、画枠検出回路62が、エ
リア制限回路56の抽出範囲が画枠の上下左右のどの縁
部に到達したかを検出する。VAP駆動ユニット60
が、画枠検出回路62の検出結果に従い、エリア制限回
路56の抽出範囲が撮像素子16−nの撮影範囲の相対
的に中央に寄るように、可変頂角プリズム58を駆動す
る。
【0034】このように視線検出ユニット52と可変頂
角プリズム58を組み合わせることで、最望遠の撮像範
囲をより広く拡張することができる。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、可動部分を有しない撮影光学系で
幅広い焦点距離範囲内、望遠から広角までの画像を瞬時
に取り込むことができる。これらの複数の画像をメモリ
手段に記憶し、編集・合成することで、例えば部分高解
像度静止画像のような、多彩な画像を形成できる。
【0036】また、被写界深度が甘くなるような望遠の
撮像系にオートフォーカス調整機構及び/又は手動フォ
ーカス調整機構を設けることで、ピントの合った画像又
は意図的にピントをずらした画像などを取り込める。更
に、視線検出手段を併用することで、視野内の任意の物
体に焦点を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。
【図2】 図1に示す実施例をフォーカス調整可能に変
更した実施例の変更部分の概略構成ブロック図である。
【図3】 図2に示す変更実施例に視線検出機能を付加
した変更実施例の概略構成ブロック図である。
【図4】 図3に示す変更実施例に対し、焦点調節可能
範囲を拡張した変更実施例の概略構成ブロック図であ
る。
【符号の説明】
10:対物レンズ 12−1〜12−n:接眼レンズ 14−1〜14−(n−1):ハーフミラー 16−1〜16−n:撮像素子 18−1〜18−n:フィールド・メモリ 20:スイッチ 22:画像合成回路 24:出力端子 30:オートフォーカス駆動ユニット 32:手動フォーカス駆動ユニット 34,36:駆動ユニット 38:押しボタンスイッチ 40:可変抵抗器 42:光学式ビューフィンダ用ハーフミラー 44:ミラー 46:接眼レンズ 48:撮影者の目 50:電子ビューファインダ 52:視線検出ユニット 54,56:エリア制限回路 58:可変頂角プリズム(VAP) 60:VAP駆動ユニット 62:画枠検出回路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ異なる複数の焦点距離と結像面
    を具備する撮影光学系と、当該複数の結像面の各々に配
    置され、各結像面上の光学像を電気信号に変換する複数
    の撮像手段とからなることを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 当該撮影光学系が、対物レンズと、当該
    対物レンズを通過した光を複数の光に分割する光分割手
    段と、当該光分割手段により分割された各光を、それぞ
    れに異なる焦点距離で結像する複数の結像レンズとから
    なる請求項1に記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 当該光分割手段が複数のハーフミラーか
    らなる請求項2に記載の撮像装置。
  4. 【請求項4】 更に、当該複数の撮像手段の各出力画像
    を記憶する複数のメモリ手段と、当該メモリ手段の記憶
    画像を選択的に合成する画像合成手段とを具備する請求
    項1乃至3の何れか1項に記載の撮像装置。
  5. 【請求項5】 更に、当該撮影光学系の1以上の結像面
    の夫々に対して焦点を調節する焦点調節手段を具備する
    請求項1に記載の撮像装置。
  6. 【請求項6】 更に、視線検出手段を具備し、当該焦点
    調節手段による焦点調節を注視範囲に制限する請求項5
    に記載の撮像装置。
  7. 【請求項7】 当該撮影光学系が可変頂角プリズムを設
    け、注視方向に応じて当該可変頂角プリズムを駆動する
    駆動手段を設けて、焦点調節範囲を拡張した請求項6に
    記載の撮像装置。
JP8333570A 1996-12-13 1996-12-13 撮像装置 Withdrawn JPH10173966A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002262159A (ja) * 2001-02-28 2002-09-13 Ricoh Co Ltd 撮像装置
WO2008035635A1 (fr) * 2006-09-22 2008-03-27 Olympus Corporation Dispositif d'imagerie et programme de commande de mise au point
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