JPWO2017029843A1 - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、撮像装置の第1の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
図2は、レンズ装置の概略構成図である。
撮像光学系110は、互いに異なる撮像特性を有する第1光学系120及び第2光学系130を同心状に組み合わせて構成される。第1光学系120は、第1の撮像特性を有する円形状のレンズにより構成され、中央に配置される。第2光学系130は、第2の撮像特性を有する円環形状のレンズにより構成され、第1光学系120と中心を同じくして、第1光学系120の外周に配置される。したがって、第1光学系120及び第2光学系130は、共通の光軸Lを有する。第1光学系120及び第2光学系130は、図示しないレンズ鏡胴内に配置される。
絞り200は、第1光学系120及び第2光学系130を通る光の光量を調整する。
図3は、絞りの分解斜視図である。図4は、絞りを構成する絞り羽根の正面図であり、図5は、絞り羽根の配置構成を示す正面図である。
図6は、絞りの動作説明図である。
イメージセンサ300は、いわゆる指向性センサで構成され、第1光学系120及び第2光学系130を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して、二次元配列された各画素で選択的に受光し、電気信号に変換する。
レンズ駆動制御部401は、システム制御部408からの指令に基づき、レンズ装置100の駆動を制御する。すなわち、絞り200の開閉を制御する。
イメージセンサ駆動制御部402は、システム制御部408からの指令に基づき、イメージセンサ300の駆動を制御する。すなわち、イメージセンサ300からの画像信号の読み出しを制御する。
アナログ信号処理部403は、イメージセンサ300から出力される画素ごとのアナログの画像信号を取り込み、所定の信号処理を施した後、デジタル信号に変換して出力する。
デジタル信号処理部404は、デジタル信号に変換された画素ごとの画像信号を取り込み、所定の信号処理を施して、画像データを生成する。この際、デジタル信号処理部404は、イメージセンサ300の第1画素310Aの画像信号に基づいて、第1画像データを生成し、第2画素310Bの画像信号に基づいて、第2画像データを生成する。第1画像データは、第1光学系120を介して撮像される第1画像の画像データであり、第2画像データは、第2光学系130を介して撮像される第2画像の画像データである。
表示部405は、たとえば、液晶モニタで構成され、撮像済みの画像や撮像中の画像(いわゆるライブビュー画像)を表示する。また、表示部405は、必要に応じてGUI(GUI: Graphical User Interface)として機能する。
内部メモリ406は、たとえば、RAM(RAM: Random Access Memory)で構成され、ワークメモリとして機能する。
メディアインターフェース407は、システム制御部408から指令に基づいて、メモリーカード等の外部メモリ410に対して、データの読み書きを行う。
システム制御部408は、撮像装置全体の動作を統括制御する。システム制御部408は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Member)、RAMを備えたマイクロコンピュータで構成され、所定の制御プログラムを実行して、撮像装置10の全体を制御する。制御に必要なプログラム及び各種データは、ROMに格納される。
操作部409は、電源ボタンやシャッターボタン等の各種操作ボタン、及び、その駆動回路を備えて構成される。操作部409の操作情報は、システム制御部408に入力される。システム制御部408は、操作部409からの操作情報に基づいて、各部を制御する。
《撮像動作》
画像を記録するための撮像は、操作部409からの指示に基づいて実行される。ここでは、シャッターボタンの全押しで撮像実行が指示されるものとする。
本実施の形態のレンズ装置100のように、第1光学系120及び第2光学系130の瞳領域の境界を遮光することにより、第1画素310A及び第2画素310Bで受光する光の分離性を向上でき、混信を効果的に防止できる。
《絞りの変形例》
絞りは、液晶素子で構成することもできる。
上記実施の形態では、絞りをアクチュエータで動作させる構成としているが、手動で動作させる構成とすることもできる。たとえば、絞り羽根駆動部材にレバーを設け、そのレバーを手動で揺動させる構成とすることもできる。
図14は、レンズ装置の概略構成図である。
第1光学系120Aは、複数枚のレンズを組み合わせて構成される。第1光学系120Aを構成する広角用のレンズ群は、第1広角用レンズ120Aa、第2広角用レンズ120Ab、第3広角用レンズ120Ac、及び、第4広角用レンズ120Adで構成される。第1広角用レンズ120Aa、第2広角用レンズ120Ab、第3広角用レンズ120Ac、及び、第4広角用レンズ120Adは、被写体側から第1広角用レンズ120Aa、第2広角用レンズ120Ab、第3広角用レンズ120Ac、第4広角用レンズ120Adの順で配置され、それぞれ光軸Lに沿って配置される。
第2光学系130Aは、第1光学系120Aと同心状に配置される。したがって、第2光学系130Aの光軸は、第1光学系120Aと共通である。
共通レンズ140は、第1光学系120A及び第2光学系130Aで共用されるレンズであり、光軸L上の一定位置に固定して配置される。共通レンズ140は、イメージセンサ300への光の入射角度を調整する。第1光学系120A及び第2光学系130Aを通過した光は、それぞれ共通レンズ140を介してイメージセンサ300に入射する。
絞り200は、上述した実施の形態の絞り200の構成と同じである。すなわち、内径及び外径が拡縮可能な遮光部208を備え、その遮光部の内径及び外径を拡縮させて、第1光学系120A及び第2光学系130Aを通る光の光量を調整する。
以上のように構成される本実施の形態のレンズ装置100Aによれば、第1光学系120A及び第2光学系130Aが異なる焦点距離の光学系で構成されるので、異なる焦点距離の画像を同時に撮像できる。特に本実施の形態のレンズ装置100Aによれば、第1光学系120Aが、焦点距離の短い広角の光学系で構成され、第2光学系130Aが焦点距離の長い望遠の光学系で構成されるので、広角画像及び望遠画像を一度に撮像できる。
《レンズ装置の変形例》
〈レンズ装置の変形例の構成〉
図17は、レンズ装置の変形例の概略構成図である。また、図18は、第1光学系を通る光の光線軌跡を示す図であり、図19は、第2光学系を通る光の光線軌跡を示す図である。
第1絞り250は、第1光学系120Aを通過する光の光量を調整する。第1絞り250は、光軸L上に配置され、第1光学系120Aを構成する第2広角用レンズ120Abと第3広角用レンズ120Acとの間に配置される。
第2絞り260は、第2光学系130Aを通過する光の光量を調整する。第2絞り260は、光軸L上に配置され、第2光学系130Aを構成する第2望遠用ミラー130Acの直後に配置される。
以上のように構成されるレンズ装置100Aによれば、第1光学系120Aを通過する光の光量は、第1絞り250で調整され、第2光学系130Aを通過する光の光量は、第2絞り260で調整される。
上述したレンズ装置100Aの変形例に適用される第1絞り250及び第2絞り260は、液晶素子で構成することもできる。
図27は、液晶素子で構成される第1絞りの一例を示す正面図である。
図29は、液晶素子で構成される第2絞りの一例を示す正面図である。
上記実施の形態では、第1絞り及び第2絞りをアクチュエータにより動作させる構成としているが、手動により動作させる構成とすることもできる。たとえば、第1絞りについては、第1絞り羽根駆動部材にレバーを設け、そのレバーを手動により揺動させる構成とすることもできる。同様に、第2絞りについては、第2絞り羽根駆動部材にレバーを設け、そのレバーを手動により揺動させる構成とすることもできる。
図31は、第1光学系及び第2光学系が光軸に沿って移動可能に構成されたレンズ装置の概略構成図である。
第1光学系120Bは、複数枚のレンズを組み合わせて構成される。第1光学系120Bを構成する広角用のレンズ群は、第1広角用レンズ120Ba、第2広角用レンズ120Bb、第3広角用レンズ120Bc、及び、第4広角用レンズ120Bdで構成される。第1広角用レンズ120Ba、第2広角用レンズ120Bb、第3広角用レンズ120Bc、及び、第4広角用レンズ120Bdは、被写体側から第1広角用レンズ120Ba、第2広角用レンズ120Bb、第3広角用レンズ120Bc、第4広角用レンズ120Bdの順で配置され、それぞれ光軸Lに沿って配置される。第1光学系120Bに入射した光は、第1広角用レンズ120Ba、第2広角用レンズ120Bb、第3広角用レンズ120Bc、第4広角用レンズ120Bdの順に通過して、共通レンズ140に入射する。
第2光学系130Bは、第1光学系120Bと同心状に配置される。したがって、その光軸は、第1光学系120Bと共通である。
第1絞り250の構成は、上記第2の実施の形態の変形例として説明した第1絞り250の構成と同じである。第1絞り250は、第1光学系120Aを構成する第2広角用レンズ120Abと第3広角用レンズ120Acとの間に配置される。
第2絞り260の構成は、上記第2の実施の形態の変形例として説明した第2絞り260の構成と同じである。第2絞り260は、第2光学系130Aを通過する光の光量を調整する。第2絞り260は、光軸L上に配置され、第2光学系130Aを構成する第2望遠用ミラー130Acの直後に配置される。
第1光学系駆動部は、第1光学系120B及び第1絞り250を光軸Lに沿って一体的に移動させる。
第2光学系駆動部は、第2光学系130B及び第2絞り260を光軸Lに沿って一体的に移動させる。
本実施の形態のレンズ装置100Bによれば、第1光学系120B及び第2光学系130Bが、各々独立して移動可能に設けられる。これにより、第1光学系120B及び第2光学系130Bにおいて、個別に焦点調整できる。
図13に示した撮像装置10Aのように、第1光学系及び第2光学系で1つの絞りを共用する場合において、第1光学系及び第2光学系を各々独立して移動させる場合、絞りは、次のように構成される。
絞りが、第1光学系と一体的に移動する態様である。この場合、絞りは、第1光学系を保持する第1光学系保持部材に備えられ、第1光学系と一体的に移動する。
絞りが、第2光学系と一体的に移動する態様である。この場合、絞りは、第2光学系を保持する第2光学系保持部材に備えられ、第2光学系と一体的に移動する。
絞りが、第1光学系及び第2光学系に連動して移動する態様である。この場合、第1光学系及び第2光学系の双方の動きに連動して、最適位置に絞りが移動する。
絞りが、一定位置に固定される態様である。この場合、第1光学系及び第2光学系が移動しても、絞りは常に一定位置に保持される。
上記のように、第1光学系及び第2光学系の瞳領域の境界を遮光するように絞りを配置することにより、混信を抑制できる。この絞りによる混信抑制効果は、絞りを絞り込むほど高くなる。
まず、混信によって生じる画像品質の低下について説明する。なお、ここでは、上述した第2の実施の形態の撮像装置10Aで撮像した場合を例に説明する。
次に、画像処理によって、第1画像及び第2画像から混信の影響を除去する方法について説明する。
上記のように、第1光学系及び第2光学系の瞳領域の境界を遮光するように絞りを配置することにより、混信を抑制できる。この絞りによる混信抑制効果は、絞りを絞り込むほど高くなる。したがって、絞り値に応じて、混信低減処理のON/OFFを切り替えるようにしてもよい。すなわち、一定以上絞った場合、すなわち、混信が生じない範囲まで絞った場合には、混信低減処理をOFFするようにする。これにより、過補正を防止でき、より高品位な画像を撮像できる。
《レンズ装置のその他の形態》
レンズ装置を構成する第1光学系及び第2光学系は、互いに撮像特性が異なる光学系で構成されていればよい。たとえば、上記実施形態で示した構成の他、互いに透過波長特性の異なる光学系によって第1光学系及び第2光学系を構成することもできる。この場合、たとえば、第1光学系は可視光による撮影に適した透過波長特性を有する光学系で構成し、第2光学系は赤外光による撮影に適した透過波長特性を有する光学系で構成する。これにより、第1光学系で可視光画像、第2光学系で赤外線画像を撮像できる。
撮像装置は、単体のカメラとして構成することもできるが、他の機器に組み込むこともできる。たとえば、スマートフォンやタブレット型コンピュータ、ノート型コンピュータに組み込むこともできる。
Claims (11)
- 互いに異なる撮像特性を有する第1光学系及び第2光学系を同心状に組み合せて構成される撮像光学系と、
ニ次元状に配列された光電変換素子により構成された複数の画素を備え、前記第1光学系及び前記第2光学系を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して前記画素により選択的に受光するイメージセンサと、
前記第1光学系を介して得られる第1画像の画像信号、及び、前記第2光学系を介して得られる第2画像の画像信号を前記イメージセンサから取得する画像信号取得部と、
内径及び外径が拡縮可能な環状の遮光部を備え、前記第1光学系及び前記第2光学系の瞳領域の境界における前記遮光部の内径及び外径を拡縮させて、前記第1光学系及び前記第2光学系を通る光の光量を調整する絞りと、
を備えた撮像装置。 - 前記第1光学系及び前記第2光学系は、互いに焦点距離が異なる、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1光学系及び前記第2光学系は、互いに合焦距離が異なる、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1光学系及び前記第2光学系は、互いに透過波長特性が異なる、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記絞りは、液晶素子により構成される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記絞りは、
同一円周上に一定の間隔で配置される複数の支点と、
前記支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて前記遮光部を構成する複数枚の絞り羽根と、
前記絞り羽根を同期して揺動させる絞り羽根駆動部と、
を備え、前記絞り羽根駆動部によって前記絞り羽根を同期して揺動させることにより、前記遮光部の内径及び外径が拡縮する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記絞りは、
内径が拡縮する環状の第1遮光部を備えた第1絞りと、
外径が拡縮する環状の第2遮光部を備えた第2絞りと、
を同軸上に配置して構成され、
前記第1絞りによって前記第1光学系を通過する光の光量が調整され、
前記第2絞りによって前記第2光学系を通過する光の光量が調整される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1絞りは、
同一円周上に一定の間隔で配置される複数の第1支点と、
前記第1支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて前記第1遮光部を構成する複数枚の第1絞り羽根と、
前記第1絞り羽根を同期して揺動させる第1絞り羽根駆動部と、
を備え、前記第1絞り羽根駆動部によって前記第1絞り羽根を同期して揺動させることにより、前記第1遮光部の内径が拡縮する、
請求項7に記載の撮像装置。 - 前記第2絞りは、
同一円周上に一定の間隔で配置される複数の第2支点と、
前記第2支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて前記第2遮光部を構成する複数枚の第2絞り羽根と、
前記第2絞り羽根を同期して揺動させる第2絞り羽根駆動部と、
を備え、前記第2絞り羽根駆動部によって前記第2絞り羽根を同期して揺動させることにより、前記第2遮光部の外径が拡縮する、
請求項7又は8に記載の撮像装置。 - 前記第1画像の画像信号及び前記第2画像の画像信号を取得して、前記第1画像から前記第2光学系が与えた混信の影響を除去する処理、及び、前記第2画像から前記第1光学系が与えた混信の影響を除去する処理を行う画像信号処理部を更に備えた、
請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記画像信号処理部は、前記絞りにより調整する光量に応じて画像処理パラメータを変更する、
請求項10に記載の撮像装置。
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