JPWO2013114889A1 - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本発明による撮像装置の第1の実施形態を示す模式図である。本実施形態の撮像装置Aは、V0を光軸とするレンズ光学系Lと、レンズ光学系Lの焦点位置近傍に配置されたアレイ状光学素子Kと、撮像素子Nと、信号処理部Cと、分割調光素子Wと、制御部Vとを備える。
本発明による撮像装置の第2の実施形態を説明する。本実施形態の撮像装置は、レンズ光学系が、第1から第4の光学領域を含み、分割調光素子を4つの調光部を含む点、および、アレイ状光学素子としてマイクロレンズを含む点で第1の実施形態の撮像装置と異なる。このため、主としてこれらの第1の実施形態と異なる点を説明する。
本発明による撮像装置の第3の実施形態を説明する。図8は、本実施形態の撮像装置を示す模式図である。本実施形態の撮像装置は、切り替え型の分割調光素子W、分割調光素子Wの駆動機構Uおよび駆動機構Uの動作を制御する制御部Vを備えている点で、第1の実施形態の撮像装置と異なる。このため、主としてこれらの第1の実施形態と異なる点を説明する。
本発明による撮像装置の第4の実施形態を説明する。本実施形態の撮像装置は、撮像素子がベイヤー配列でカラーフィルタが配列された画素配置を有するカラー撮像素子である点、および、アレイ状光学素子Kが第1の実施形態と異なる形状のレンチキュラレンズである点で第1の実施形態の撮像装置と異なる。このため、主としてこれらの第1の実施形態と異なる点を説明する。
本発明によるデジタルカメラの実施形態を説明する。
上述の実施形態において、レンズ光学系Lは単レンズとして説明しているが、レンズ光学系は複数枚のレンズから構成される組レンズを含んでいてもよい。組レンズを用いることにより、光学設計の自由度が高まるため、高解像度の画像を取得できるという利点がある。
L レンズ光学系
L1 対物レンズ
V0 光軸
D1、D2、D3、D4 第1、第2、第3、第4の光学領域
S 絞り
W 分割調光素子
K アレイ状光学素子
M、M1、M2 光学要素
N 撮像素子
Ni 撮像面
Ms マイクロレンズ
C 信号処理部
V 制御部
U 駆動機構
EC 共通透明電極
ED1、ED2、ED3、ED4 分割透明電極
LC 液晶層
PL1、PL2 偏光板
SB1、SB2 基板
H1、H2 ガラス基板
J シール材
T1、T2 配向膜
P1〜P4 画素
P1A〜P4A 画素
P1B〜P4B 画素
R デジタルカメラ
R1 画像表示部
R2 シャッターボタン
R3 本体操作ボタン
R4 カメラ制御部
Claims (18)
- 第1の光学領域および第2の光学領域を有するレンズ光学系と、
前記レンズ光学系を通過した光が入射する、少なくとも複数の第1の画素と複数の第2の画素とを有する撮像素子と、
第1の光学領域および第2の光学領域にそれぞれ位置する第1の調光部および第2の調光部とを含む分割調光素子と、
前記分割調光素子の第1の調光部の透過率および前記第2の調光部の透過率の少なくとも一方を変更する制御部と、
前記レンズ光学系と前記撮像素子との間に配置されたアレイ状光学素子であって、第1の光学領域を通過した光を前記複数の第1の画素に入射させ、前記第2の光学領域を通過した光を前記複数の第2の画素に入射させるアレイ状光学素子と
を備えた撮像装置。 - 前記複数の第1の画素に入射光による信号と、前記複数の第2の画素に入射光による信号とに基づき、ハイダイナミックレンジ合成画像を生成する信号処理部をさらに備えた請求項1に記載の撮像装置。
- 前記撮像素子はモノクロ撮像素子である請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記レンズ光学系は、像側テレセントリック光学系である請求項1から3のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子はレンチキュラレンズである請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記撮像素子において、前記複数の第1の画素および前記複数の第2の画素はそれぞれ第1の方向に複数配列されており、前記第1の方向と直交する第2の方向において、第1の方向に配列された複数の第1の画素および第1の方向に配列された複数の第2の画素が交互に配列され、撮像面を構成している請求項5に記載の撮像装置。
- 前記レンズ光学系は、第3の光学領域と第4の光学領域とをさらに含み、
前記分割調光素子は、前記第3の領域に位置する第3の調光部および前記第4の領域に位置する第4の調光部とをさらに有する請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記アレイ状光学素子は、マイクロレンズアレイである請求項7に記載の撮像装置。
- 前記分割調光素子は、少なくとも3つの透過部を含み、前記少なくとも3つの透過部のうち、隣接する2つは互いに異なる透過率を有しており、
前記制御部は、前記少なくとも3つの透過部のうち、任意の隣接する2つが前記第1の光学領域および前記第2の光学領域に位置するように、前記少なくとも3つの透過部を移動させる駆動機構を含む請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記分割調光素子は、
一対の偏光板と、
前記一対の偏光板に挟まれた共通透明電極および前記第1の光学領域および前記第2の光学領域にそれぞれ位置する2つの分割透明電極と、
前記共通透明電極および前記2つの分割透明電極に挟まれた液晶層と、
を含み、
前記制御部は、前記2つの分割透明電極に異なる電圧を印加する請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記電圧を変化させて複数回の撮影動作を行う請求項10に記載の撮像装置。
- 前記複数の第1の画素は、第1の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第1Aの画素と、第2の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第2Aの画素と、第3の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第3Aの画素と、第4の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第4Aの画素とを含み、
前記複数の第2の画素は、前記第1の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第1Bの画素と、前記第2の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第2Bの画素と、前記第3の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第3Bの画素と、前記第4の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第4Bの画素とを含み、
前記アレイ状光学素子は、
前記第1の光学領域を通過した光を前記複数の第1Aの画素と前記複数の第3Aの画素とに入射させ、前記第2の領域を通過した光を前記複数の第2Bの画素と前記複数の第4Bの画素とに入射させる複数の第1の光学要素と、
前記第1の領域を通過した光を前記複数の第2Aの画素と前記複数の第4Aの画素とに入射させ、前記第2の領域を通過した光を前記複数の第1Bの画素と前記複数の第3Bの画素とに入射させる複数の第2の光学要素と
を含む請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記撮像素子の撮像面において、各第1Aの画素、第2Bの画素、第3Aの画素および第4Bの画素は互いに隣接しており、四角形の頂点の位置に配置されている請求項12に記載の撮像装置。
- 前記第1の分光透過率特性を有するフィルタおよび前記第2の分光透過率特性を有するフィルタは、緑色波長帯域の光を透過するフィルタであり、
前記第3の分光透過率特性を有するフィルタは、赤色波長帯域の光を透過するフィルタであり、
前記第4の分光透過率特性を有するフィルタは、青色波長帯域の光を透過するフィルタであり、
各第1Aの画素、第2Bの画素、第3Aの画素および第4Bの画素は、ベイヤー配列で配置されている請求項13に記載の撮像装置。 - 前記複数の第1および第2の光学要素は、それぞれレンチキュラレンズである請求項12から14のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記レンズ光学系は絞りをさらに含み、前記第1の光学領域および前記第2の光学領域は前記絞り近傍に位置している請求項1から15のいずれかに記載の撮像装置。
- 第1の光学領域および第2の光学領域を有するレンズ光学系と、
前記レンズ光学系を通過した光が入射する、第1の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第1の画素と、第2の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第2の画素と、第3の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第3の画素と、第4の分光透過率特性を有するフィルタを有する複数の第4の画素を含み、第1の方向に各第1の画素および第2の画素が交互に配列された第1の行と、前記第1の方向に各第3の画素および前記第4の画素が交互に第2の行とが第2の方向に交互に配列され、撮像面を構成している撮像素子と、
第1の光学領域および第2の光学領域にそれぞれ位置する第1の調光部および第2の調光部とを含む分割調光素子と、
前記分割調光素子の第1の調光部の透過率および前記第2の調光部の透過率の少なくとも一方を変更する制御部と、
前記レンズ光学系と前記撮像素子との間に配置されたアレイ状光学素子と
を備え、
前記レンズ光学系において、前記第1の光学領域および前記第2の光学領域は、前記第2の方向に配列されており、
前記アレイ状光学素子は、前記撮像面において、隣接して前記第1の方向および前記第2の方向に配列された前記第1の画素、第2の画素、第3の画素および第4の画素を含む4つの画素ごとに前記レンズ光学系を透過した光を入射させる複数の光学要素を含み、
前記複数の光学要素は、前記第2の方向に1次元に配列された複数の列を構成し、前記第1の方向に隣接する2つの列において、一方の列の各光学要素は、他方の列の対応する光学要素に対して、前記光学要素の配列周期の1/2の長さだけ前記第2の方向にシフトしている、撮像装置。 - 請求項1から17のいずれかに記載の撮像装置と、
画像表示部と、
シャッターボタンと、
画像保存部と
を備えたカメラ。
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