JPH1055022A - Image pickup device - Google Patents
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- JPH1055022A JPH1055022A JP9104511A JP10451197A JPH1055022A JP H1055022 A JPH1055022 A JP H1055022A JP 9104511 A JP9104511 A JP 9104511A JP 10451197 A JP10451197 A JP 10451197A JP H1055022 A JPH1055022 A JP H1055022A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の技術分野】本発明は、一つの撮像画面を複数の
部分に分割して各分割画面をそれぞれ異なる撮像素子に
よって撮像する撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus which divides one image pickup screen into a plurality of parts and picks up each divided screen with a different image pickup device.
【0002】[0002]
【従来技術およびその問題点】近年、被写体の像を、銀
塩フィルムに代えてCCD撮像素子により撮像し、電気
信号として記録するいわゆるディジタルカメラ(電子ス
チルカメラ)が開発されている。例えば、銀塩フィルム
用の一眼レフカメラの撮影レンズおよびボディを流用
し、フィルム面位置(圧板位置)にCCD撮像素子を配
置してディジタルカメラにするものがある。2. Description of the Related Art In recent years, so-called digital cameras (electronic still cameras) have been developed in which an image of a subject is picked up by a CCD image pickup device instead of a silver halide film and recorded as an electric signal. For example, there is a digital camera in which a photographic lens and a body of a single-lens reflex camera for a silver halide film are diverted and a CCD image pickup device is arranged at a film surface position (a pressure plate position).
【0003】しかし、一般的なCCD撮像素子の受光面
サイズ(有効画面サイズ)は、いわゆる2/3 インチタイ
プのCCD撮像素子でも、およそ6.6 ×8.8 mmしかな
い。これに対して一般的な銀塩フィルムを使用するライ
カ版の一眼レフカメラ(以下「ライカ版カメラ」とい
う)の画面サイズは、24×36mmある。したがって、ライ
カ版カメラのフィルムを単に2/3 インチCCD撮像素子
で置き換えた構成では、ディジタルカメラ時の画面サイ
ズは、一辺が約1/4 になる。つまり、ライカ版カメラの
交換レンズをそのままディジタルカメラ時に使用する
と、焦点距離は同一でも画角が約1/4 の焦点距離のレン
ズを使用しなければならない。例えば、ライカ版カメラ
の焦点距離50mmの交換レンズをそのまま使用すると、電
子スチルビデオカメラ時にはライカ版カメラ時の焦点距
離200 mmの画角に相当してしまう。ライカ版カメラ用の
交換レンズは、焦点距離20〜300 mmのものが一般的であ
るが、これらの交換レンズでは、ディジタルカメラ時に
は、ライカ版換算で焦点距離80〜1200mmに相当してしま
い、いわゆる広角から標準画角での撮像ができなかっ
た。However, the light receiving surface size (effective screen size) of a general CCD image pickup device is only about 6.6 × 8.8 mm even in a so-called 2/3 inch type CCD image pickup device. On the other hand, the screen size of a Leica SLR camera using a general silver halide film (hereinafter referred to as “Leica camera”) is 24 × 36 mm. Therefore, in a configuration in which the film of the Leica camera is simply replaced with a 2/3 inch CCD image sensor, the screen size of a digital camera is about 1/4 on one side. In other words, if the interchangeable lens of the Leica version camera is used as it is for a digital camera, a lens having the same focal length but a focal length of about 1/4 must be used. For example, if an interchangeable lens having a focal length of 50 mm of a Leica version camera is used as it is, an electronic still video camera corresponds to an angle of view of a 200 mm focal length of a Leica version camera. Interchangeable lenses for Leica version cameras are generally those with a focal length of 20 to 300 mm.However, with these interchangeable lenses, in digital cameras, the focal length is equivalent to 80 to 1200 mm in terms of Leica version, so-called Imaging from a wide angle to a standard angle of view could not be performed.
【0004】しかも、現在普及している安価なCCD撮
像素子は、単位面積当たりの画素数が少なく、解像度が
銀塩フィルムに比して低い。そのため、銀塩フィルムで
表現される微妙な質感はCCD撮像素子では表現でき
ず、美しい作品は得られ難い。単位面積当たりの画素数
が多い高解像度CCD撮像素子は非常に高価であり、高
解像度CCD撮像素子を使ったディジタルカメラは非常
に高価になる。[0004] Moreover, inexpensive CCD imaging devices that are currently in widespread use have a small number of pixels per unit area, and have a lower resolution than silver halide films. Therefore, the subtle texture expressed by the silver halide film cannot be expressed by the CCD image pickup device, and it is difficult to obtain a beautiful work. A high-resolution CCD image sensor having a large number of pixels per unit area is very expensive, and a digital camera using the high-resolution CCD image sensor becomes very expensive.
【0005】CCD撮像素子は通常、受光面の周囲に受
光できない基板部分が存在する。したがって、CCD撮
像素子を同一平面状に並べると、互いに隣接する基板部
分が互いに機械的に干渉するので、受光面を隣接して配
置することができない。[0005] In a CCD image pickup device, a substrate portion that cannot receive light generally exists around a light receiving surface. Therefore, when the CCD image pickup devices are arranged on the same plane, the substrate portions adjacent to each other mechanically interfere with each other, so that the light receiving surfaces cannot be arranged adjacent to each other.
【0006】このような問題を解決する手段として、撮
像範囲を複数の領域に分割して、各分割撮像領域を低解
像度CCD撮像素子で撮像するものが知られている。例
えば、撮像光学系の光路中に複数の反射面を有する反射
体を配置し、光路を分割してそれぞれの光路中の被写体
光束を結像面に配置したCCD撮像素子で受光し、撮像
する。そして、各CCD撮像素子が撮像した像を合成し
て一画面を構成している。As means for solving such a problem, there has been known a method in which an imaging range is divided into a plurality of regions, and each divided imaging region is imaged by a low-resolution CCD imaging device. For example, a reflector having a plurality of reflecting surfaces is arranged in the optical path of the imaging optical system, the optical path is divided, and the subject light flux in each of the optical paths is received by a CCD image pickup device arranged on an image forming plane, and is imaged. Then, an image captured by each CCD image sensor is combined to form one screen.
【0007】光路分割手段としては、光路を2分割以上
するものとして屋根状の反射体が知られ、光路を3分割
以上するものとして多角錐状の反射体が知られている
(特開平3-191678号、特開平4-114573号、特開平4-1145
74号、特開平4-244791号など)。As the optical path dividing means, a roof-shaped reflector is known for dividing the optical path into two or more, and a polygonal pyramid-shaped reflector is known for dividing the optical path into three or more. 191678, JP-A-4-114573, JP-A-4-145
No. 74, JP-A No. 4-244791).
【0008】しかし、従来の光路分割手段は、光路を分
割する際に、1個の撮像素子に向かう光束を分岐させる
反射面は一つの面で形成されている。そのため、各反射
面が大きくなって、カメラを小型化することが困難であ
る。しかも、従来の光路分割手段によると、撮像素子を
撮像レンズの光束分割前の光軸に対して直交方向に向け
ることができないので、離散的に配されていた。そのた
め、撮像素子および周辺電気回路を収納するための広い
空間が必要になり、カメラ全体が大型化してしまう問題
がある。However, in the conventional optical path splitting means, when the optical path is split, a single reflecting surface for splitting a light beam directed toward one image sensor is formed. Therefore, each reflecting surface becomes large, and it is difficult to reduce the size of the camera. In addition, according to the conventional optical path dividing means, the image pickup devices cannot be directed in the direction orthogonal to the optical axis of the image pickup lens before the light beam splitting, and thus are arranged discretely. Therefore, a large space for accommodating the imaging element and the peripheral electric circuit is required, and there is a problem that the entire camera becomes large.
【0009】[0009]
【発明の目的】本発明は、上記従来技術の問題に鑑みて
なされたもので、画面を分割して撮像する撮像装置をさ
らに小型化することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to further reduce the size of an image pickup apparatus that divides a screen into an image.
【0010】[0010]
【発明の概要】この目的を達成する請求項1に記載の発
明は、撮像光学系によって被写体像の異なる部分を形成
する光束を撮像光学系の光路途中に配置した光束分割シ
フト手段によって分割し、かつ互いに離反する方向に平
行にシフトさせて被写体像の異なる部分を互いに離反さ
せ、離反させた各被写体像の部分をそれぞれ異なる撮像
手段で撮像すること、に特徴を有する。According to the first aspect of the present invention, a light beam forming a different part of a subject image by an image pickup optical system is split by a light beam splitting shift means arranged in the optical path of the image pickup optical system. In addition, different portions of the subject image are separated from each other by being shifted in parallel in the direction in which they are separated from each other, and the separated portions of the subject image are imaged by different image pickup means.
【0011】前記光束分割シフト手段は、上記被写体像
の各分割部分を形成する被写体光束を光軸から離反する
方向に平行にシフトさせる光束シフト光学素子が互いに
密着して複数並置されたユニットを複数備え、各ユニッ
トで被写体光束を分割して分割被写体像を形成する。The light beam splitting / shifting means includes a plurality of units in which a plurality of light beam shift optical elements for shifting a subject light beam forming each divided portion of the subject image in parallel in a direction away from the optical axis are in close contact with each other. Each unit divides a subject light beam to form a divided subject image.
【0012】光束シフト光学素子は、光軸と平行に入射
した光線を、光軸から離反する方向に反射する第1反射
面と、第1反射面で反射した光線を前記入射光線と平行
な方向に反射する第2反射面とを備える。The light beam shifting optical element includes a first reflecting surface that reflects a light beam incident parallel to the optical axis in a direction away from the optical axis, and a light beam reflected by the first reflecting surface in a direction parallel to the incident light beam. And a second reflection surface that reflects light.
【0013】各ユニットの光束シフト光学素子は、光軸
と平行に入射した光線を、光軸から離反する方向に反射
する第1反射面と、第1反射面で反射した光線を前記入
射光線と平行な方向に反射する第2反射面とを備え、前
記第1反射面が、前記光軸と平行な光線を撮像画面の各
辺と直交する方向に反射する向きに配置される。The light beam shifting optical element of each unit includes a first reflecting surface that reflects a light beam incident parallel to the optical axis in a direction away from the optical axis, and a light beam reflected by the first reflecting surface as the incident light beam. A second reflecting surface that reflects light in a parallel direction, wherein the first reflecting surface is arranged to reflect light rays parallel to the optical axis in a direction orthogonal to each side of the imaging screen.
【0014】前記各ユニットの光束シフト光学素子は、
前記シフト方向と平行な切断面形状が平行四辺形を呈す
る複数のプリズムで形成する。The light beam shifting optical element of each unit is as follows:
It is formed by a plurality of prisms whose cross section parallel to the shift direction has a parallelogram.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。図1は、被写体光束を分割し、各分割光束をシ
フトさせる、本発明の光束分割シフト手段10の作用を
説明する断面図である。この図では、不図示の撮像レン
ズおよび撮像素子が、光束分割シフト手段10を挟んで
左右に配置される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the operation of a light beam splitting and shifting means 10 of the present invention for splitting a subject light beam and shifting each split light beam. In this figure, an imaging lens and an imaging device (not shown) are arranged on the left and right sides of the light beam splitting shift unit 10.
【0016】光束分割シフト手段10は、互いに向かい
合わせて平行に配置された同一長の一対の反射面11、
12を有する。第1反射面11の入射側端点をA、射出
側端点をB、第2反射面12の入射側端点をC、射出側
端点をDとしたときに、入射側端点A、Cを通る直線、
および射出側端点B、Dを通る直線が撮像レンズの光軸
Oと直交し、端点C、Bを結ぶ直線が光軸Oと平行にな
るように配置してある。∠ABE=∠CDB=θであ
り、図示実施の形態では、θ=45度となるように設定
してある。各反射面11、12は、紙面に対して直交す
る方向に延びている。また、反射面11、12の光軸O
と平行な方向の厚さ、つまり点CBの間隔をdとする。The light beam splitting / shifting means 10 includes a pair of reflecting surfaces 11 having the same length and arranged in parallel to face each other.
It has 12. When the incident end point of the first reflection surface 11 is A, the exit end point is B, the incident end point of the second reflection surface 12 is C, and the exit end point is D, a straight line passing through the incident end points A and C;
A straight line passing through the exit-side end points B and D is orthogonal to the optical axis O of the imaging lens, and a straight line connecting the end points C and B is arranged so as to be parallel to the optical axis O. ∠ABE = ∠CDB = θ, and in the illustrated embodiment, it is set so that θ = 45 degrees. Each of the reflection surfaces 11 and 12 extends in a direction orthogonal to the paper surface. Further, the optical axis O of the reflection surfaces 11 and 12
The thickness in the direction parallel to the above, that is, the interval between the points CB is d.
【0017】P点を通り、光軸Oと平行に第1反射面1
1のQ点に入射した光線は、Q点で第2反射面12方向
に反射し、第2反射面12のR点で入射光線PQと平行
な方向に反射する。このR点で反射された光線RSは入
射光線PQと平行であり、かつ光線PQに対して光軸O
から離反する方向に長さLだけ平行にシフトしている。
つまり、反射面11、12の間に入射した光線で形成さ
れる像面は、反射面11、12によって、光軸Oから長
さLだけ離反する。この第1反射面11および第2反射
面12を所定数繰り返し配置することで、一定領域内の
光束または光路を、一定長シフトさせることができる。The first reflecting surface 1 passes through the point P and is parallel to the optical axis O.
The light ray incident on the point Q of No. 1 is reflected at the point Q in the direction of the second reflecting surface 12 and is reflected at the point R of the second reflecting surface 12 in a direction parallel to the incident light beam PQ. The ray RS reflected at the point R is parallel to the incident ray PQ, and has an optical axis O with respect to the ray PQ.
In the direction away from the plane L by a length L in parallel.
That is, the image plane formed by the light rays incident between the reflection surfaces 11 and 12 is separated from the optical axis O by the length L by the reflection surfaces 11 and 12. By arranging the first reflection surface 11 and the second reflection surface 12 a predetermined number of times, a light beam or an optical path in a certain region can be shifted by a certain length.
【0018】また、反射面11、12で反射した光束に
より形成された像面は、長さLと反射面11、12の光
軸Oと平行な方向の厚さdの和だけ光束分割シフト手段
10に接近している。したがって撮像手段は、光束シフ
ト手段10が無かった場合に比して、光軸Oから長さL
だけ離反させ、かつ長さ(L+d)/nだけ撮像レンズ
に接近させて配置する(但し、nは光束シフト手段10
を構成する光学材の屈折率)。また、図示実施の形態で
は、反射面11、12が光軸Oと成す角度θが45度な
ので、反射面11、12の光軸Oと平行な方向の厚さd
は、シフト量Lと等しい。また、四角形ACDBは平行
四辺形となる。The image plane formed by the light beams reflected by the reflecting surfaces 11 and 12 is a light beam splitting and shifting means by the sum of the length L and the thickness d of the reflecting surfaces 11 and 12 in the direction parallel to the optical axis O. It is approaching 10. Therefore, the image pickup means has a length L from the optical axis O as compared with a case where the light beam shift means 10 is not provided.
And a distance (L + d) / n closer to the imaging lens (where n is the light beam shifting means 10).
). In the illustrated embodiment, since the angle θ formed between the reflection surfaces 11 and 12 and the optical axis O is 45 degrees, the thickness d of the reflection surfaces 11 and 12 in the direction parallel to the optical axis O is set.
Is equal to the shift amount L. The square ACDB is a parallelogram.
【0019】次に、本発明をより具体的に説明する。反
射面11、12は、プリズムなどの光学素子の表面(境
界面)にアルミや銀などの金属膜を蒸着して形成でき
る。例えば、平行四辺形ABDCを断面形状とするプリ
ズムの対向する平行平面で反射面11、12を形成す
る。そして所定数の各プリズムの反射面11、12に金
属膜を蒸着した上で他のプリズムの反射面12、11と
互いに密着接合して、被写体光束が入射する入射端面お
よび射出する射出端面が平行平面をなす1枚の光束分割
シフトユニット(ユニット)を形成する。Next, the present invention will be described more specifically. The reflection surfaces 11 and 12 can be formed by depositing a metal film such as aluminum or silver on the surface (boundary surface) of an optical element such as a prism. For example, the reflecting surfaces 11 and 12 are formed by opposing parallel planes of a prism having a cross section of a parallelogram ABDC. After a metal film is vapor-deposited on the reflecting surfaces 11 and 12 of each of the predetermined number of prisms, the reflecting surfaces 12 and 11 of the other prisms are closely adhered to each other so that the incident end face on which the subject light flux enters and the exit end face on which the light exits are parallel. One light beam splitting shift unit (unit) forming a plane is formed.
【0020】この光束分割シフトユニットを複数枚組み
合わせて撮像光路途中に配置し、それぞれの光束分割シ
フトユニットによって透過光束をそれぞれ異なる方向に
平行にシフトさせれば、撮像画面を複数の部分に分割し
て各分割撮像画面を互いに離反させることができる。各
分割撮像画面が互いに離反すれば、各分割撮像画面をそ
れぞれ撮像する撮像素子も互いに離反することになり、
複数の撮像素子を、互いに機械的に干渉しない状態で同
一面上に配置できる。A plurality of the light beam splitting shift units are arranged in the middle of the imaging optical path, and the transmitted light beams are shifted in parallel in different directions by the respective light beam splitting shift units to divide the imaged screen into a plurality of portions. Thus, the divided imaging screens can be separated from each other. If each of the divided imaging screens is separated from each other, the imaging elements that respectively image each of the divided imaging screens are also separated from each other,
A plurality of image sensors can be arranged on the same surface without mechanical interference with each other.
【0021】撮像画面30を四分割する実施の形態を、
図2および図3に示した。これらの実施の形態は撮像画
面30を、光軸Oを通る垂直線および水平線(直交十字
線)で四分割して各分割撮像画面31、32、33、3
4を互いに離反した位置に分割撮像画面311、32
1、331、341として形成している。An embodiment in which the imaging screen 30 is divided into four parts will be described below.
This is shown in FIG. 2 and FIG. In these embodiments, the imaging screen 30 is divided into four by a vertical line and a horizontal line (orthogonal cross line) passing through the optical axis O, and the divided imaging screens 31, 32, 33, and 3 are divided.
4 at divided positions from each other.
1, 331 and 341.
【0022】図2に示した実施の形態は、光束分割シフ
ト手段20で撮像画面30を分割撮像画面31、32、
33、34に分割し、かつそれぞれ垂直方向および水平
方向に離反させることに特徴を有する。この実施の形態
では、光束分割シフト手段20を4枚の光束シフトユニ
ット(ユニット)20A、20B、20C、20Dで形
成し、これらを光路途中に配置した。図において、光束
シフトユニット20Aは分割撮像画面31を垂直上方
に、光束シフトユニット20Bは分割撮像画面32を水
平右方向に光束シフトユニット20Cは分割撮像画面3
3を垂直下方に、分割撮像画面20Dは分割撮像画面3
4を水平右方向にそれぞれ距離Lだけシフトさせる。In the embodiment shown in FIG. 2, the image pickup screen 30 is divided by the light beam division shift means 20 into divided image pickup screens 31, 32,.
It is characterized in that it is divided into 33 and 34 and separated from each other in the vertical and horizontal directions. In this embodiment, the light beam splitting / shifting means 20 is formed of four light beam shift units (units) 20A, 20B, 20C, and 20D, and these are arranged in the optical path. In the figure, the light beam shift unit 20A vertically moves the divided image pickup screen 31 upward, the light beam shift unit 20B moves the divided image pickup screen 32 horizontally rightward, and the light beam shift unit 20C transmits the divided image pickup screen 3
3 vertically downward, and the divided imaging screen 20D is divided imaging screen 3
4 in the horizontal right direction by a distance L.
【0023】第1の実施の形態は、分割撮像画面を撮像
画面に対して水平方向および垂直方向にシフトさせた
が、図3には、各分割撮像画面を撮像画面の対角方向に
シフトさせる実施の形態を示してある。この実施の形態
は、平行四辺形プリズムを、撮像画面の対角線に対して
直交する向きに並べて光束分割シフト手段40を形成し
た。光束分割シフト手段40は、4個の光束シフトユニ
ット40A、40B、40C、40Dからなり、各光束
シフトユニット40A〜40Dは撮像画面30を光軸を
通り互いに直交する十字線で4分割される分割撮像画面
31、32、33、34をそれぞれ、撮像画面30の対
角外方に向かって所定長平行にシフトさせて分割撮像画
面312、322、332、342を形成する。In the first embodiment, the divided imaging screen is shifted in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the imaging screen. In FIG. 3, each divided imaging screen is shifted in the diagonal direction of the imaging screen. An embodiment is shown. In this embodiment, the parallelogram prism is arranged in a direction orthogonal to the diagonal line of the imaging screen to form the light beam splitting / shifting means 40. The light beam splitting / shifting means 40 includes four light beam shift units 40A, 40B, 40C, and 40D. Each of the light beam shift units 40A to 40D divides the imaging screen 30 into four parts by cross lines that pass through the optical axis and are orthogonal to each other. The imaging screens 31, 32, 33, and 34 are shifted in parallel by a predetermined length toward the diagonally outside of the imaging screen 30 to form divided imaging screens 312, 322, 332, and 342, respectively.
【0024】図4は、光束分割シフト手段20(光束シ
フトユニット20A〜20D)を構成する平行四辺形プ
リズム23の一実施の形態を示している。この平行四辺
形プリズム23は、被写体光束が入射する入射端面23
aおよび射出する射出端面23c、第1反射面11を構
成する第1反射面23b及び第2反射面12を構成する
第2反射面23d、およびこれらの面と直交する両端面
23e、23fを備えている。入射端面23a、射出端
面23b、第1反射面23bおよび第2反射面23dは
鏡面(平行平坦面)仕上げされ、端面23e、23fは
粗面仕上げされている。そして、反射面23b、23d
の外側面にはアルミや銀などの金属を蒸着して反射鏡と
している。端面23e、23fの外側面に黒色塗装など
の反射防止加工を施せば、ゴーストなどを防止できる。FIG. 4 shows an embodiment of the parallelogram prism 23 constituting the light beam splitting / shifting means 20 (light beam shift units 20A to 20D). The parallelogram prism 23 has an incident end surface 23 on which the subject light beam enters.
a, an emission end surface 23c for emitting light, a first reflection surface 23b constituting the first reflection surface 11, a second reflection surface 23d constituting the second reflection surface 12, and both end surfaces 23e and 23f orthogonal to these surfaces. ing. The entrance end surface 23a, the exit end surface 23b, the first reflection surface 23b, and the second reflection surface 23d are mirror-finished (parallel flat surfaces), and the end surfaces 23e and 23f are rough surfaces. Then, the reflection surfaces 23b and 23d
A metal such as aluminum or silver is vapor-deposited on the outer surface of the device to form a reflecting mirror. Ghosts and the like can be prevented by performing antireflection processing such as black paint on the outer surfaces of the end surfaces 23e and 23f.
【0025】図5には、この平行四辺形プリズム23を
複数組み合わせて1枚の光束シフトユニットを構成した
ときの構造を示し、図6には、図2に示した光束シフト
ユニット20Cをこの平行四辺形プリズム23を主体と
して形成したときの構造を示している。図6において、
この光束シフトユニット20Cでは、他の光束シフトユ
ニット20Dと接する境界の三角プリズム21を、断面
直角三角形のプリズムで形成し、三角プリズム21に連
なるプリズム群を、断面菱形の平行四辺形プリズム23
で形成し、最も外側のプリズム25を断面直角三角形の
三角プリズムで形成してある。三角プリズム21、25
は、平行四辺形プリズム23をその対角線で二分割した
ものと同一の形状である。そして、三角プリズム21
は、入射側に頂点21aが、隣接する光束シフトユニッ
ト20Dと接する側に側面21bが、射出側に底辺(底
面)21cが位置するように、かつ側面21bは光軸O
と平行に、底面21cは光軸Oと直交する向きに配置し
てある。つまり、隣接する平行四辺形プリズム23の入
射側面23aに入射した光束を一定方向(図では下方)
にシフトするようにしてある。なお、外側の三角プリズ
ム25は、最も外側の平行四辺形プリズム23の第2反
射面を形成するためのものなので、平行四辺形プリズム
23をそのまま使用してもよい。また、三角プリズム2
1も、光学的には無くてもよい。FIG. 5 shows a structure in which a plurality of parallelogram prisms 23 are combined to constitute one light beam shift unit. FIG. 6 shows the light beam shift unit 20C shown in FIG. The structure when the quadrilateral prism 23 is mainly formed is shown. In FIG.
In this light beam shifting unit 20C, the triangular prism 21 at the boundary contacting the other light beam shifting unit 20D is formed by a prism having a right-angled triangular cross section, and a prism group connected to the triangular prism 21 is converted into a parallelogram prism 23 having a rhombic cross section.
The outermost prism 25 is formed by a triangular prism having a right-angled triangular cross section. Triangular prism 21, 25
Has the same shape as that obtained by dividing the parallelogram prism 23 into two along its diagonal. And the triangular prism 21
Is such that the apex 21a is located on the incident side, the side 21b is located on the side in contact with the adjacent light beam shift unit 20D, the bottom (bottom) 21c is located on the exit side, and the side 21b is located on the optical axis O.
The bottom surface 21c is arranged in a direction orthogonal to the optical axis O. That is, the light beam incident on the incident side surface 23a of the adjacent parallelogram prism 23 is directed in a certain direction (downward in the figure).
To shift to. Since the outer triangular prism 25 is for forming the second reflecting surface of the outermost parallelogram prism 23, the parallelogram prism 23 may be used as it is. Also, triangular prism 2
1 may not be optically necessary.
【0026】図2に示した第1の実施の形態では、同一
の平行四辺形プリズム23を使用して各光束シフトユニ
ット20A〜20Dを形成できる。また、対角上に位置
する光束シフトユニット20Aおよび第3光束シフトユ
ニット20C、光束シフトユニット20Bおよび第4光
束シフトユニット20Cが同一構造である。光束シフト
ユニット20A、20Cと光束シフトユニット20B、
20Dも、外形が相違する以外は、基本的には光束シフ
トユニット20Cと同様の構成である。各光束シフトユ
ニット20A〜20Dを正方形とすれば、すべて同一と
することができる。In the first embodiment shown in FIG. 2, the light beam shift units 20A to 20D can be formed using the same parallelogram prism 23. Further, the light beam shift unit 20A and the third light beam shift unit 20C, the light beam shift unit 20B, and the fourth light beam shift unit 20C which are located diagonally have the same structure. The light beam shift units 20A and 20C and the light beam shift unit 20B,
20D has basically the same configuration as that of the light beam shift unit 20C except that the outer shape is different. If the light beam shift units 20A to 20D are square, they can all be the same.
【0027】なお、光路シフト手段30が存在すると、
分割結像面31〜34は、光路シフト手段30が存在し
ないときの結像位置よりも、(d+L)/nだけ光路シ
フト手段に接近する。ただし、nは光束シフトユニット
20A、20B、20C、20Dの屈折率である。When the optical path shift means 30 is present,
The divided imaging planes 31 to 34 are closer to the optical path shift unit by (d + L) / n than the image forming position when the optical path shift unit 30 is not present. Here, n is the refractive index of the light beam shift units 20A, 20B, 20C, and 20D.
【0028】図7には、プリズム21、23、25を2
枚の平行平面ガラス板26、27で挟んだ光束分割シフ
ト手段50を示している。この構成によれば、プリズム
21、23、25同士の連結および位置決めが容易であ
り、かつこれらが離反したり、ずれたりすることが無く
なる。各ユニットの連結も、この平行平面ガラス板2
6、27を使用することができる。FIG. 7 shows that the prisms 21, 23, 25
The light beam splitting shift means 50 sandwiched between two parallel flat glass plates 26 and 27 is shown. According to this configuration, the connection and positioning of the prisms 21, 23, and 25 are easy, and they are not separated or shifted. The connection of each unit is also performed by this parallel flat glass plate 2.
6, 27 can be used.
【0029】図8には、図6に示した光束分割シフト手
段50(ユニット50A、50Bのみを図示)を使用
し、分割された分割撮像画面を複数の撮像素子(61、
62のみ図示)で撮像する、本発明の撮像装置の一実施
の形態を示す図である。この実施の形態では、撮像レン
ズとしてズームレンズ60を適用していて、図8の
(A)はテレ端の状態、(B)はワイド端の状態を示し
ている。FIG. 8 uses the light beam division shift means 50 (only the units 50A and 50B are shown) shown in FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of an imaging apparatus according to the present invention, which captures an image at only 62. In this embodiment, a zoom lens 60 is applied as an imaging lens, and FIG. 8A shows a state at the telephoto end, and FIG. 8B shows a state at the wide end.
【0030】このように本発明の実施の形態の光束分割
シフト手段は、光軸と直交方向に延びる板状であるか
ら、全体として厚みが薄く、かつ容積が小さい。しか
も、分割した撮像面は光軸と直交する向きであり、かつ
撮像素子が互いに干渉しない程度にシフトさせることが
できるので、全体として小さく形成できる。As described above, since the light beam splitting and shifting means according to the embodiment of the present invention has a plate shape extending in the direction perpendicular to the optical axis, the thickness and the volume are small as a whole. In addition, the divided imaging planes are oriented in a direction perpendicular to the optical axis and can be shifted to such an extent that the imaging elements do not interfere with each other.
【0031】以上の実施の形態では、撮像画面4分割し
たが、本発明はこれに限定されず、6分割、9分割など
できる。図9には、撮像画面を6分割する場合の光束シ
フトユニットのシフト方向を矢印で示し、図10には撮
像画面を9分割する場合の光束シフトユニットのシフト
方向を矢印で示してある。6分割する実施の形態では、
中央上下の光束シフト手段72、75は図2に示したタ
イプのもので、それぞれ光束を上下方向にシフトさせ、
4個の角部の光束シフト手段71、73、74、76は
図3に示したタイプのもので、それぞれ光束を対角線外
方向に、あるいは互いに直交する外方向にシフトさせ
る。9分割する実施の形態では、中心の光束シフトユニ
ット85はシフトしない単なる平行平面板であるが、4
個の角部の光束シフトユニット81、83、87、89
は図3に示したタイプのもので、それぞれ光束を対角線
外方向にシフトさせ、これらの間の光束シフトユニット
82、84、86、88は図2に示したタイプのもの
で、それぞれ光束を外方向にシフトさせる。この際、光
束シフトユニット85は、対応する撮像面の、光軸方向
の配置位置に応じて厚みを決める。例えば、光束シフト
ユニット85の撮像面を他の光束シフトユニットの撮像
面と同一平面上に配置するのであれば、光束シフトユニ
ット85の厚みは(d+L)とする。In the above-described embodiment, the imaging screen is divided into four parts. However, the present invention is not limited to this. FIG. 9 shows the shift direction of the light beam shift unit when dividing the imaging screen into six parts, and FIG. 10 shows the shift direction of the light beam shift unit when dividing the imaging screen into nine parts. In the embodiment of dividing into six,
The light flux shifting means 72 and 75 at the upper and lower centers are of the type shown in FIG.
The four corner light beam shifting means 71, 73, 74 and 76 are of the type shown in FIG. 3, and shift the light beam outward in a diagonal direction or outward directions orthogonal to each other. In the nine-division embodiment, the center light beam shift unit 85 is a simple plane-parallel plate that does not shift.
Luminous flux shift units 81, 83, 87, 89 at the corners
3 is of the type shown in FIG. 3 and shifts the luminous flux in the diagonal direction, respectively. Shift in the direction. At this time, the light beam shift unit 85 determines the thickness according to the position of the corresponding imaging surface in the optical axis direction. For example, if the imaging surface of the light beam shift unit 85 is arranged on the same plane as the imaging surfaces of the other light beam shift units, the thickness of the light beam shift unit 85 is (d + L).
【0032】また、本発明の実施の形態は、ライカ版に
おける撮像画面サイズに適用した場合について説明した
が、近年開発された、ライカ版よりもやや撮影画面サイ
ズ小さい、いわゆる新システム(Advanced Photo Syste
m )対応カメラに対してはさらに有効である。新システ
ムは、撮影画面サイズが16.7mm×30.2mmであり、よりC
CD撮像素子の撮像画面サイズに近い。したがって、本
発明の撮像装置を備えたカメラの撮影レンズを、新シス
テムを適用したカメラの撮影レンズとを共用した場合、
より画角を一致させることができる。Although the embodiment of the present invention has been described with respect to the case where the present invention is applied to the imaging screen size in the Leica version, a so-called new system (Advanced Photo Syste
m) More effective for compatible cameras. The new system has a shooting screen size of 16.7mm x 30.2mm,
It is close to the image screen size of a CD image sensor. Therefore, when the taking lens of the camera equipped with the imaging device of the present invention is shared with the taking lens of the camera to which the new system is applied,
The angle of view can be made more consistent.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明は、
撮像光学系で形成される被写体像を形成する被写体光束
を、撮像光学系の光路途中に配置した光束分割シフト手
段で複数の部分に分割し、かつ互いに離反する方向に平
行にシフトさせて、各分割シフトした被写体光束で形成
される分割被写体像をそれぞれ異なる撮像手段で撮像す
るので、簡単な構成で、かつ光路長、全体容積を増やさ
ずに、分割撮像が可能になる。また、本発明は、第1、
第2反射面を備えた反射部材を複数並べた光束シフト手
段を複数組み合わせて光路途中に配置し、撮像画面を複
数の部分に分割すると共に分割した各撮像画面を互いに
離反させるので、複数の撮像素子によって分割画面をそ
れぞれ撮像できる。As is clear from the above description, the present invention
A subject light beam that forms a subject image formed by the imaging optical system is divided into a plurality of portions by a light beam splitting / shifting unit disposed in the middle of the optical path of the imaging optical system, and is shifted in parallel in directions away from each other. Since the divided subject images formed by the divided and shifted subject luminous fluxes are respectively captured by different imaging means, the divided imaging can be performed with a simple configuration without increasing the optical path length and the overall volume. Further, the present invention provides the first,
A plurality of light beam shifting means in which a plurality of reflecting members having a second reflecting surface are arranged are arranged in the middle of the optical path by combining a plurality of light beam shifting means. Each of the divided screens can be imaged by the element.
【図1】本発明の光路シフト手段の作用を説明する図で
ある。FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of an optical path shifting means of the present invention.
【図2】本発明の撮像装置の第1の実施の形態を示す斜
視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of the imaging apparatus of the present invention.
【図3】本発明の撮像装置の第2の実施の形態を示す斜
視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the imaging apparatus of the present invention.
【図4】図2に示した第1の実施の形態のプリズムの外
観を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an appearance of a prism according to the first embodiment shown in FIG.
【図5】図4に示したプリズムを組み合わせて光束シフ
トユニットを構成する様子を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing how a light beam shift unit is configured by combining the prisms shown in FIG. 4;
【図6】図2に示した光束シフトユニットの一つを拡大
して示す図である。FIG. 6 is an enlarged view of one of the light beam shift units shown in FIG. 2;
【図7】図5に示した光束シフトユニットの他の実施の
形態を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing another embodiment of the light beam shift unit shown in FIG. 5;
【図8】本発明の撮像装置を適用したズームレンズカメ
ラの光線の様子を、長焦点状態および単焦点状態で示す
図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a state of light rays of a zoom lens camera to which the imaging apparatus of the present invention is applied in a long focus state and a single focus state.
【図9】撮像画面を6分割する実施の形態における各光
束シフトユニットの光束シフト方向を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a light beam shift direction of each light beam shift unit in an embodiment in which an imaging screen is divided into six.
【図10】撮像画面を9分割する実施の形態における各
光束シフトユニットの光束シフト方向を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a light beam shift direction of each light beam shift unit in an embodiment in which an imaging screen is divided into nine.
11 第1反射面 12 第2反射面 20 光束分割シフト手段 20A 光束シフトユニット 20B 光束シフトユニット 20C 光束シフトユニット 20D 光束シフトユニット 30 撮像画面 31 分割撮像画面 32 分割撮像画面 33 分割撮像画面 34 分割撮像画面 40 光束分割シフト手段 40A 光束シフトユニット 40B 光束シフトユニット 40C 光束シフトユニット 40D 光束シフトユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st reflection surface 12 2nd reflection surface 20 Flux division | shift shift means 20A Flux shift unit 20B Flux shift unit 20C Flux shift unit 20D Flux shift unit 30 Imaging screen 31 Division imaging screen 32 Division imaging screen 33 Division imaging screen 34 Division imaging screen 34 Division imaging screen 40 light beam splitting / shifting means 40A light beam shift unit 40B light beam shift unit 40C light beam shift unit 40D light beam shift unit
Claims (11)
分を形成する光束を撮像光学系の光路途中に配置した光
束分割シフト手段によって分割し、かつ分割した光束を
互いに離反する方向に平行にシフトさせて被写体像の異
なる部分を互いに離反させ、離反させた各被写体像の部
分をそれぞれ異なる撮像手段で撮像すること、を特徴と
する撮像装置。1. A light beam forming different portions of a subject image by an imaging optical system is split by a light beam splitting / shifting means arranged in the optical path of the imaging optical system, and the split light beams are shifted in parallel in directions away from each other. An image capturing apparatus, wherein different portions of the subject image are separated from each other, and the separated portions of the subject image are captured by different image capturing means.
像の各分割部分を形成する被写体光束を光軸から離反す
る方向に平行にシフトさせる光束シフト光学素子が互い
に密着して複数並置されたユニットを複数備え、各ユニ
ットで被写体光束を分割して分割被写体像を形成するこ
とを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。2. A unit in which a plurality of light beam shift optical elements for closely shifting a subject light beam which forms each divided part of the subject image in parallel in a direction away from an optical axis are arranged in parallel. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a plurality of units, each unit dividing a subject light beam to form a divided subject image.
に入射した光線を、光軸から離反する方向に反射する第
1反射面と、第1反射面で反射した光線を前記入射光線
と平行な方向に反射する第2反射面とを備えていること
を特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。3. The light beam shifting optical element includes: a first reflecting surface that reflects a light beam incident parallel to an optical axis in a direction away from the optical axis; and a light beam reflected by the first reflecting surface as an incident light beam. The imaging device according to claim 1, further comprising a second reflection surface that reflects light in a parallel direction.
として四分割する4個のユニットからなることを特徴と
する請求項2に記載の撮像装置。4. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the unit includes four units that divide the imaging screen into four around the optical axis.
は、光軸と平行に入射した光線を、光軸から離反する方
向に反射する第1反射面と、第1反射面で反射した光線
を前記入射光線と平行な方向に反射する第2反射面とを
備え、前記第1反射面が、前記光軸と平行な光線を撮像
画面の各辺と直交する方向に反射する向きに配置されて
いることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。5. The light-shifting optical element of each unit includes: a first reflecting surface that reflects a light beam incident parallel to an optical axis in a direction away from the optical axis; and a light beam reflected by the first reflecting surface. A second reflecting surface that reflects light in a direction parallel to an incident light beam, wherein the first reflecting surface is arranged in a direction to reflect a light beam parallel to the optical axis in a direction orthogonal to each side of the imaging screen. The imaging device according to claim 4, wherein:
は、光軸と平行に入射した光線を、光軸から離反する方
向に反射する第1反射面と、第1反射面で反射した光線
を前記入射光線と平行な方向に反射する第2反射面とを
備え、前記第1反射面が、前記光軸と平行な光線を前記
撮影画面の対角線と平行な方向に反射する向きに配置さ
れていることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。6. The light beam shifting optical element of each unit includes a first reflecting surface that reflects a light beam incident parallel to an optical axis in a direction away from the optical axis, and a light beam reflected by the first reflecting surface. A second reflecting surface that reflects light in a direction parallel to the incident light beam, wherein the first reflecting surface is arranged in a direction to reflect a light beam parallel to the optical axis in a direction parallel to a diagonal line of the photographing screen. The imaging device according to claim 4, wherein:
は、前記シフト方向と平行な切断面形状が平行四辺形を
呈する複数のプリズムで形成されていることを特徴とす
る請求項5または6に記載の撮像装置。7. The light beam shifting optical element of each unit is formed of a plurality of prisms whose cross-section parallel to the shift direction has a parallelogram shape. Imaging device.
平行平板で挟持されていることを特徴とする請求項7に
記載の撮像装置。8. The imaging device according to claim 7, wherein the plurality of prisms of each unit are sandwiched between transparent parallel flat plates.
6個のユニットからなることを特徴とする請求項2に記
載の撮像装置。9. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the unit includes six units that divide an imaging screen into six.
る9個のユニットからなることを特徴とする請求項2に
記載の撮像装置。10. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the unit includes nine units for dividing an imaging screen into nine.
は、第1反射面と第2反射面に、金属の反射膜を蒸着し
たプリズムで構成されていること、を特徴とする請求項
7に記載の撮像装置。11. The light-shifting optical element of each unit is formed of a prism in which a metal reflection film is deposited on a first reflection surface and a second reflection surface. Imaging device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9104511A JPH1055022A (en) | 1996-05-17 | 1997-04-22 | Image pickup device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-123152 | 1996-05-17 | ||
JP12315296 | 1996-05-17 | ||
JP9104511A JPH1055022A (en) | 1996-05-17 | 1997-04-22 | Image pickup device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1055022A true JPH1055022A (en) | 1998-02-24 |
Family
ID=26444968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9104511A Pending JPH1055022A (en) | 1996-05-17 | 1997-04-22 | Image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1055022A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7253833B2 (en) | 2001-11-16 | 2007-08-07 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Vehicle periphery visual recognition system, camera and vehicle periphery monitoring apparatus and vehicle periphery monitoring system |
-
1997
- 1997-04-22 JP JP9104511A patent/JPH1055022A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7253833B2 (en) | 2001-11-16 | 2007-08-07 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Vehicle periphery visual recognition system, camera and vehicle periphery monitoring apparatus and vehicle periphery monitoring system |
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