WO2016194218A1 - Supplementary imaging device and imaging device using same - Google Patents

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太田　光彦
島野　健
隆 杉山
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日立マクセル株式会社
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Abstract

Provided is a technology capable of appropriately effecting focal depth magnification even if the conjugate position of an aperture changes. A supplementary imaging device 1 according to an embodiment is attachable to an imaging device 100 that has a master lens 2 and an imaging element 3. The supplementary imaging device 1 includes a front lens group 11, a rear lens group 14, and a phase modulation element 12. The phase modulation element 12 is movable along the optical axis, and decreases a change in movement along the optical axis of a point image formed on the imaging element 3 by the supplementary imaging device 1 and the master lens 2 compared to a case where the phase modulation element 12 does not exist. An imaging device 100 according to an embodiment has the master lens 2 and the imaging element 3. The supplementary imaging device 1 is attachable to the imaging device 100. The supplementary imaging device 1 is configured as described above.

Description

撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置Imaging auxiliary device and imaging device using the same
　本発明は、焦点深度を拡大するために用いられる撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging auxiliary device used for expanding the depth of focus, and an imaging device using the same.
　本技術分野の背景技術として、例えば米国特許第５，７４８，３７１号明細書（特許文献１）に記載のものが知られている。特許文献１には、光学系の中に光束の位相を変調する位相変調素子を配置して、被写体の合焦位置からある距離の範囲内で通常より点像の変化を小さくする機能、すなわち、点像の光軸方向の変化を小さくする機能を与えることが開示されている。そして、特許文献１には、位相変調素子で変調した点像に起因する変調中間画像を信号処理し、位相変調素子による変調分を取り除くことにより再生画像を生成し、その結果として焦点深度を拡大する技術が開示されている。
　また、位相変調素子を光学系の絞りの位置に配置することにより、変調中間画像の全面に渡ってほぼ均一に位相変調を与えることができ、その結果、再生画像生成のための信号処理が容易に実行でき、品質の高い再生画像を生成できることが一般に知られている。 As a background art in this technical field, for example, one described in US Pat. No. 5,748,371 (Patent Document 1) is known. In Patent Document 1, a phase modulation element that modulates the phase of a light beam is arranged in an optical system, and a change in a point image is made smaller than usual within a certain distance from the in-focus position of a subject. It is disclosed that a function of reducing a change in the optical axis direction of a point image is given. In Patent Document 1, a modulated intermediate image resulting from a point image modulated by a phase modulation element is signal-processed, and a reproduced image is generated by removing the modulation by the phase modulation element. As a result, the depth of focus is expanded. Techniques to do this are disclosed.
In addition, by arranging the phase modulation element at the position of the aperture of the optical system, it is possible to apply phase modulation almost uniformly over the entire surface of the modulated intermediate image, and as a result, signal processing for generating a reproduced image is easy. It is generally known that a high-quality reproduced image can be generated.
米国特許第５，７４８，３７１号明細書US Pat. No. 5,748,371
　上記特許文献１の技術を用いた撮像装置では、焦点深度を拡大し、広範囲の被写界に対してボケのない画像を得ることができるが、一方で、撮像装置の用途によっては通常の撮像装置のようにボケのある画像を得たいという要望もある。 In the imaging device using the technique of the above-mentioned Patent Document 1, it is possible to obtain a blur-free image with a wide depth of field and a wide field of view. There is also a desire to obtain a blurred image like a device.
　また、上記特許文献１の技術を用いた撮像装置では、焦点深度拡大効果が大きいほど、すなわち位相変調素子による位相変調が大きいほど、ノイズ増幅等の画像劣化が発生する。そこで、用途によって焦点深度拡大効果の度合を切り替えたいという要望がある。 Also, in the imaging apparatus using the technique of Patent Document 1, image deterioration such as noise amplification occurs as the focal depth expansion effect increases, that is, as the phase modulation by the phase modulation element increases. Therefore, there is a demand for switching the degree of the focal depth expansion effect depending on the application.
　また、ユーザーが購入済みの既存の撮像装置に対して、焦点深度拡大機能を追加したいという要望がある。 Also, there is a desire to add a depth of focus expansion function to existing imaging devices that have been purchased by users.
　上記特許文献１の技術を用いた撮像装置において、位相変調素子の付け外しが可能であれば、これらの要望を満足させることができる。しかし、撮像装置の光学系（マスターレンズ）内部の位相変調素子を直接付け外しをする機構の設置は必ずしも容易ではない。そこで、リレーレンズを用いて位相変調素子の付け外しを実現する方法が考えられる。即ち、撮像装置のマスターレンズにリレーレンズを接続して、リレーレンズ内の絞りと光学的に共役な位置に位相変調素子を取り付けるという方法である。 In the imaging apparatus using the technique of the above-mentioned Patent Document 1, if the phase modulation element can be removed, these requirements can be satisfied. However, it is not always easy to install a mechanism that directly attaches / detaches the phase modulation element in the optical system (master lens) of the imaging apparatus. Therefore, a method for realizing the attachment / detachment of the phase modulation element using a relay lens is conceivable. In other words, a relay lens is connected to the master lens of the image pickup apparatus, and a phase modulation element is attached at a position optically conjugate with the stop in the relay lens.
　しかしこの方法では、マスターレンズが別のマスターレンズに置き換わる場合やマスターレンズのズーム状態、フォーカス調整状態が変わる場合に、絞りの共役位置が変わると、焦点深度拡大機能を適切に作用させることができないという問題がある。 However, with this method, when the master lens is replaced with another master lens, or when the zoom state or focus adjustment state of the master lens changes, if the conjugate position of the aperture changes, the depth of focus expansion function cannot be properly applied. There is a problem.
　本発明の目的は、絞りの共役位置が変わっても、焦点深度拡大機能を適切に作用させる技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique for appropriately operating the depth of focus expansion function even when the conjugate position of the stop changes.
　本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
　一実施の形態における撮像補助装置は、マスターレンズおよび撮像素子を有する撮像装置に取り付け可能な撮像補助装置である。前記撮像補助装置は、複数のレンズ群および位相変調素子を有する。前記位相変調素子は、前記撮像補助装置および前記マスターレンズにより前記撮像素子上に形成される点像の光軸方向の変化を、該位相変調素子が無い場合よりも小さくし、かつ、前記光軸方向に可動である。 The imaging auxiliary device in one embodiment is an imaging auxiliary device that can be attached to an imaging device having a master lens and an imaging element. The imaging auxiliary device includes a plurality of lens groups and a phase modulation element. The phase modulation element has a smaller change in the optical axis direction of a point image formed on the image pickup element by the imaging auxiliary device and the master lens than when there is no phase modulation element, and the optical axis Movable in the direction.
　一実施の形態における撮像装置は、マスターレンズおよび撮像素子を有する撮像装置である。前記撮像装置は、撮像補助装置が取り付け可能である。前記撮像補助装置は、複数のレンズ群および位相変調素子を有する。前記位相変調素子は、前記撮像補助装置および前記マスターレンズにより前記撮像素子上に形成される点像の光軸方向の変化を、該位相変調素子が無い場合よりも小さくし、かつ、前記光軸方向に可動である。 The imaging device in one embodiment is an imaging device having a master lens and an imaging element. An imaging auxiliary device can be attached to the imaging device. The imaging auxiliary device includes a plurality of lens groups and a phase modulation element. The phase modulation element has a smaller change in the optical axis direction of a point image formed on the image pickup element by the imaging auxiliary device and the master lens than when there is no phase modulation element, and the optical axis Movable in the direction.
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
　一実施の形態によれば、絞りの共役位置が変わっても、焦点深度拡大機能を適切に作用させる技術を提供することができる。 According to one embodiment, it is possible to provide a technique for appropriately operating the depth of focus expansion function even if the conjugate position of the stop changes.
本発明の実施の形態１における撮像装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における撮像装置において、位相変調素子の効果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the effect of a phase modulation element in the imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における撮像装置において、撮像補助装置内の光線の一例を示す図である。In the imaging device in Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows an example of the light ray in an imaging auxiliary device. 本発明の実施の形態１における撮像装置において、絞りの共役位置の一例を説明するための図である。6 is a diagram for explaining an example of a conjugate position of a diaphragm in the imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 本発明の実施の形態１における撮像装置において、絞りの共役位置が移動する場合の一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example when the conjugate position of the diaphragm moves in the imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における撮像装置において、テストチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a test chart in the imaging device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における撮像装置において、位相変調素子の駆動機構の一例を示す図である。In the imaging device in Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows an example of the drive mechanism of a phase modulation element. 本発明の実施の形態１における撮像装置において、位相変調素子の形状の一例を示す図である。In the imaging device in Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows an example of the shape of a phase modulation element. 本発明の実施の形態１における撮像装置を携帯電話に適用した場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of applying the imaging device in Embodiment 1 of this invention to a mobile telephone. 本発明の実施の形態２における撮像装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the imaging device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における撮像装置において、絞りの共役位置の一例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a conjugate position of an aperture in an imaging apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態３における撮像装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the imaging device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４における撮像装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the imaging device in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５における撮像装置において、撮像補助装置の構成の一例を示す図である。In an imaging device in Embodiment 5 of the present invention, it is a figure showing an example of composition of an imaging auxiliary device. 本発明の実施の形態６における撮像装置において、撮像補助装置の構成の一例を示す図である。In an imaging device in Embodiment 6 of the present invention, it is a figure showing an example of composition of an imaging auxiliary device.
　以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant and one is the other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
　さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するものなどを含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
　［実施の形態の概要］ Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
[Outline of the embodiment]
　まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に各実施の形態の対応する構成要素および符号等を付して説明する。 First, the outline of the embodiment will be described. In the outline of the present embodiment, as an example, the description will be given with the corresponding constituent elements and reference numerals of each embodiment in parentheses.
　一実施の形態における撮像補助装置は、マスターレンズ（マスターレンズ２）および撮像素子（撮像素子３）を有する撮像装置（撮像装置１００、１０１）に取り付け可能な撮像補助装置（撮像補助装置１）である。前記撮像補助装置は、複数のレンズ群（前側レンズ群１１、後側レンズ群１４）および位相変調素子（位相変調素子１２）を有する。前記位相変調素子は、前記撮像補助装置および前記マスターレンズにより前記撮像素子上に形成される点像の光軸方向の変化を、該位相変調素子が無い場合よりも小さくし、かつ、前記光軸方向に可動である。 The imaging assistance device in one embodiment is an imaging assistance device (imaging assistance device 1) that can be attached to an imaging device (imaging devices 100 and 101) having a master lens (master lens 2) and an imaging element (imaging device 3). is there. The imaging auxiliary device includes a plurality of lens groups (front lens group 11 and rear lens group 14) and a phase modulation element (phase modulation element 12). The phase modulation element has a smaller change in the optical axis direction of a point image formed on the image pickup element by the imaging auxiliary device and the master lens than when there is no phase modulation element, and the optical axis Movable in the direction.
　一実施の形態における撮像装置は、マスターレンズ（マスターレンズ２）および撮像素子（撮像素子３）を有する撮像装置（撮像装置１００、１０１）である。前記撮像装置は、撮像補助装置（撮像補助装置１）が取り付け可能である。前記撮像補助装置は、複数のレンズ群（前側レンズ群１１、後側レンズ群１４）および位相変調素子（位相変調素子１２）を有する。前記位相変調素子は、前記撮像補助装置および前記マスターレンズにより前記撮像素子上に形成される点像の光軸方向の変化を、該位相変調素子が無い場合よりも小さくし、かつ、前記光軸方向に可動である。 The imaging apparatus in one embodiment is an imaging apparatus (imaging apparatuses 100 and 101) having a master lens (master lens 2) and an imaging element (imaging element 3). An imaging auxiliary device (imaging auxiliary device 1) can be attached to the imaging device. The imaging auxiliary device includes a plurality of lens groups (front lens group 11 and rear lens group 14) and a phase modulation element (phase modulation element 12). The phase modulation element has a smaller change in the optical axis direction of a point image formed on the image pickup element by the imaging auxiliary device and the master lens than when there is no phase modulation element, and the optical axis Movable in the direction.
　以下、上述した実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、異なる実施の形態を説明するための各図面においても、構成要素の機能が同様であれば原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
　［実施の形態１］ Hereinafter, each embodiment based on the outline | summary of embodiment mentioned above is described in detail based on drawing. In the following description, in each drawing for explaining different embodiments, in principle, the same reference numerals are given as long as the functions of the constituent elements are the same, and the repeated description thereof is omitted.
[Embodiment 1]
　実施の形態１における撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置について、図１～図９を用いて説明する。
　＜撮像装置＞ The imaging auxiliary device according to Embodiment 1 and the imaging device using the imaging auxiliary device will be described with reference to FIGS.
<Imaging device>
　まず、図１を用いて、本実施の形態１における撮像装置全体の構成を説明する。図１は、本実施の形態１における撮像装置の構成の一例を示す図である。本実施の形態１における撮像装置１００は、撮像補助装置１、マスターレンズ２、撮像装置本体４等から構成される。 First, the configuration of the entire imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment. The imaging device 100 according to the first embodiment includes an imaging auxiliary device 1, a master lens 2, an imaging device body 4, and the like.
　撮像補助装置１は、前側レンズ群１１、位相変調素子１２、フィールドレンズ１３、後側レンズ群１４等を備える。この撮像補助装置１は、マスターレンズ２よりも被写体側に取り付け可能であり、被写体側から順に、前側レンズ群１１、位相変調素子１２、フィールドレンズ１３、後側レンズ群１４の配置となっている。 The imaging auxiliary device 1 includes a front lens group 11, a phase modulation element 12, a field lens 13, a rear lens group 14, and the like. The imaging assisting device 1 can be attached to the subject side with respect to the master lens 2 and has an arrangement of a front lens group 11, a phase modulation element 12, a field lens 13, and a rear lens group 14 in order from the subject side. .
　マスターレンズ２は、前側レンズ群２１、絞り２２、後側レンズ群２３等を備える。このマスターレンズ２は、撮像補助装置１と撮像装置本体４内の撮像素子３との間に配置され、撮像補助装置１側から順に、前側レンズ群２１、絞り２２、後側レンズ群２３の配置となっている。 The master lens 2 includes a front lens group 21, a diaphragm 22, a rear lens group 23, and the like. The master lens 2 is arranged between the imaging auxiliary device 1 and the imaging element 3 in the imaging device main body 4, and the front lens group 21, the diaphragm 22, and the rear lens group 23 are arranged in this order from the imaging auxiliary device 1 side. It has become.
　撮像装置本体４は、撮像素子３、制御部４０、信号処理部４１、画像生成部４２、補正用変数格納部４３、出力部４４、画像認識部４５等を備える。この撮像装置本体４では、撮像補助装置１およびマスターレンズ２を介して、被写体像が撮像素子３に形成される。撮像素子３の出力は、信号処理部４１に接続されている。信号処理部４１の出力は、画像生成部４２に接続されている。この画像生成部４２には、補正用変数格納部４３が接続されている。画像生成部４２の出力は、出力部４４に接続されている。また、画像生成部４２の出力は、画像認識部４５に接続されている。画像認識部４５の出力は、制御部４０に接続されている。制御部４０は、撮像補助装置１およびマスターレンズ２との間で、入力および出力可能に接続されている。また、制御部４０は、補正用変数格納部４３に接続されている。 The imaging device body 4 includes an imaging device 3, a control unit 40, a signal processing unit 41, an image generation unit 42, a correction variable storage unit 43, an output unit 44, an image recognition unit 45, and the like. In the imaging device body 4, a subject image is formed on the imaging element 3 via the imaging assisting device 1 and the master lens 2. The output of the image sensor 3 is connected to the signal processing unit 41. The output of the signal processing unit 41 is connected to the image generation unit 42. A correction variable storage unit 43 is connected to the image generation unit 42. The output of the image generation unit 42 is connected to the output unit 44. The output of the image generation unit 42 is connected to the image recognition unit 45. The output of the image recognition unit 45 is connected to the control unit 40. The control unit 40 is connected between the imaging auxiliary device 1 and the master lens 2 so as to be able to input and output. The control unit 40 is connected to a correction variable storage unit 43.
　なお、撮像補助装置１の前側レンズ群１１、後側レンズ群１４およびマスターレンズ２の前側レンズ群２１、後側レンズ群２３は、それぞれ複数のレンズ群に分かれていてもよいが、本明細書では省略して一つのレンズのように図示する。また、フィールドレンズ１３は、撮像素子３上の像の明るさを確保するために配置するためのものであり、本実施の形態１において必須の構成要素ではない。 The front lens group 11, the rear lens group 14, and the front lens group 21 and the rear lens group 23 of the master lens 2 may be divided into a plurality of lens groups, respectively. Then, it is omitted and shown as one lens. Further, the field lens 13 is provided for securing the brightness of the image on the image sensor 3 and is not an essential component in the first embodiment.
　撮像装置１００の構成要素の内、撮像補助装置１は取り外しが可能であり、撮像装置１００は撮像補助装置１が取り付けられていない状態では通常の撮像装置として機能する。被写体から発した光束はほぼ平行な状態でマスターレンズ２に入射し、前側レンズ群２１によりレンズ作用を受け、絞り２２により光束径の制限を受け、後側レンズ群２３によりレンズ作用を受けた後、撮像素子３の面上に被写体像を形成する。 Among the components of the imaging apparatus 100, the imaging auxiliary apparatus 1 can be removed, and the imaging apparatus 100 functions as a normal imaging apparatus when the imaging auxiliary apparatus 1 is not attached. The light beam emitted from the subject enters the master lens 2 in a substantially parallel state, is subjected to the lens action by the front lens group 21, is limited in the beam diameter by the diaphragm 22, and is subjected to the lens action by the rear lens group 23. Then, a subject image is formed on the surface of the image sensor 3.
　マスターレンズ２は、ズーム機能、フォーカス調整機能、絞り径の調整機能等を有していてもよく、それらの状態は手動で制御されてもよいし、制御部４０により制御されてもよい。撮像素子３は、その面上に複数の画素を有している。この撮像素子３の面上に結像された被写体像は、撮像素子３により画素ごとにアナログ信号に変換され、さらに信号処理部４１によりディジタル信号に変換されて、被写体像に対応した画像データが生成される。画像データは、画像生成部４２により適切な画像処理を施されてもよく、その後、出力部４４に供給されてもよい。 The master lens 2 may have a zoom function, a focus adjustment function, an aperture diameter adjustment function, and the like, and these states may be controlled manually or by the control unit 40. The image sensor 3 has a plurality of pixels on its surface. The subject image formed on the surface of the image sensor 3 is converted into an analog signal for each pixel by the image sensor 3, and further converted into a digital signal by the signal processing unit 41, so that image data corresponding to the subject image is obtained. Generated. The image data may be subjected to appropriate image processing by the image generation unit 42 and then supplied to the output unit 44.
　撮像装置１００は、撮像補助装置１が取り付けられている状態では焦点深度の拡大された撮像装置として機能する。被写体から発した光束はほぼ平行な状態で撮像補助装置１に入射し、前側レンズ群１１により収束光束に変換され、位相変調素子１２により位相変調を受け、フィールドレンズ１３の近傍の点Ｐで集光した後、後側レンズ群１４により再びほぼ平行な状態の光束に変換され、マスターレンズ２に入射する。マスターレンズ２に入射した光束は前述の経路で、撮像素子３の面上に被写体像を形成する。 The imaging device 100 functions as an imaging device with an increased focal depth when the imaging auxiliary device 1 is attached. The luminous flux emitted from the subject enters the imaging auxiliary device 1 in a substantially parallel state, is converted into a convergent luminous flux by the front lens group 11, undergoes phase modulation by the phase modulation element 12, and collects at a point P near the field lens 13. After the light, it is converted again into a substantially parallel light beam by the rear lens group 14 and enters the master lens 2. The light beam incident on the master lens 2 forms a subject image on the surface of the image sensor 3 through the above-described path.
　そして、前述したのと同様に、撮像素子３、信号処理部４１により被写体像に対応した画像データが生成される。この場合の画像データは、像が変調を受けているので変調中間画像データである。画像生成部４２は、補正用変数格納部４３から適切な補正用変数の組を受け取り、変調中間画像データに対して位相変調素子による変調分を除去する補正処理を施し、再生画像データに変換する。再生画像データは、さらに画像生成部４２により通常の撮像装置と同一の適切な画像処理を施されてもよく、その後、出力部４４に供給されてもよい。 Then, as described above, image data corresponding to the subject image is generated by the image sensor 3 and the signal processing unit 41. The image data in this case is modulated intermediate image data because the image is modulated. The image generation unit 42 receives an appropriate set of correction variables from the correction variable storage unit 43, performs a correction process to remove the modulation by the phase modulation element on the modulated intermediate image data, and converts it into reproduced image data. . The reproduced image data may be further subjected to the same appropriate image processing as that of a normal imaging device by the image generation unit 42, and may then be supplied to the output unit 44.
　このとき、撮像補助装置１内の前側レンズ群１１と集光点Ｐの間には絞り２２の位置と光学的に共役な位置が存在しており、位相変調素子１２は、絞り２２の位置と光学的に共役な位置を含む範囲で光軸方向に可動な構造になっている。よって、位相変調素子１２の位置を絞り２２の位置と光学的に共役な位置に調整することにより、被写体像の全面にほぼ均一な変調を与えることができ、再生画像取得のための補正処理が容易に実行でき、品質の高い再生画像を出力することができる。 At this time, a position optically conjugate with the position of the diaphragm 22 exists between the front lens group 11 in the imaging auxiliary device 1 and the condensing point P, and the phase modulation element 12 The structure is movable in the direction of the optical axis within a range including an optically conjugate position. Therefore, by adjusting the position of the phase modulation element 12 to a position optically conjugate with the position of the diaphragm 22, almost uniform modulation can be applied to the entire surface of the subject image, and correction processing for obtaining a reproduced image is performed. It can be executed easily, and a high-quality reproduced image can be output.
　ここで、図２を用いて、位相変調素子１２の効果について説明する。図２は、位相変調素子１２の効果の一例を示す図である。図２において、（ａ）は撮像装置１００に撮像補助装置１が取り付けられていない状態、すなわち位相変調素子１２が作用していない状態での撮像素子３の周辺での集光の状態を表している。この場合、後側レンズ群２３から出射した光束は収束光であり、撮像素子３の近傍に集光し、撮像素子３が配置されていないと仮定すると集光後は発散光に転じる。このとき、集光位置の近傍には点像の形状がほぼ均一な範囲が有り、その範囲を図２中ｄ１で表している。 Here, the effect of the phase modulation element 12 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the effect of the phase modulation element 12. 2A shows a state of light condensing around the image pickup device 3 in a state where the image pickup auxiliary device 1 is not attached to the image pickup device 100, that is, in a state where the phase modulation element 12 is not acting. Yes. In this case, the light beam emitted from the rear lens group 23 is convergent light, and is converged in the vicinity of the image sensor 3. If it is assumed that the image sensor 3 is not disposed, the light beam is converted to divergent light after being condensed. At this time, there is a range in which the shape of the point image is almost uniform in the vicinity of the condensing position, and this range is represented by d1 in FIG.
　図２において、（ｂ）は撮像装置１００に撮像補助装置１が取り付けられている状態、すなわち位相変調素子１２が作用している状態での撮像素子３の周辺での集光の状態を表している。位相変調素子１２の作用により、集光位置近傍での点像の形状がほぼ均一となる範囲（図２中ｄ２）がｄ１よりも大きくなる。
　＜撮像補助装置内の光線＞ In FIG. 2, (b) shows a state of light collection around the image pickup device 3 in a state where the image pickup auxiliary device 1 is attached to the image pickup device 100, that is, in a state where the phase modulation element 12 is acting. Yes. Due to the action of the phase modulation element 12, the range (d2 in FIG. 2) in which the shape of the point image in the vicinity of the condensing position is substantially uniform is larger than d1.
<Light rays in the imaging auxiliary device>
　次に、図３を用いて、位相変調素子１２の位置と被写体像への変調の付与の関係について説明する。図３は、撮像補助装置１内の光線の一例を示す図である。すなわち、図３では、撮像補助装置１内の前側レンズ群１１と位相変調素子１２の周辺での光線の例を表している。被写体から発した光束は、様々な入射角度で撮像補助装置１に入射する。図３では、入射角０°、１０°、１７°での光束の例を示している。この入射角は被写体像の面内位置に対応しており、入射角０°の光束は像面の中央に結像し、入射角が大きくなるほど像面の外周部に結像する。 Next, the relationship between the position of the phase modulation element 12 and the application of modulation to the subject image will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of light rays in the imaging assisting apparatus 1. That is, FIG. 3 illustrates an example of light rays around the front lens group 11 and the phase modulation element 12 in the imaging assisting apparatus 1. The luminous flux emitted from the subject enters the imaging auxiliary device 1 at various incident angles. FIG. 3 shows an example of light beams at incident angles of 0 °, 10 °, and 17 °. This incident angle corresponds to the in-plane position of the subject image, and a light beam with an incident angle of 0 ° is formed at the center of the image surface, and is formed on the outer periphery of the image surface as the incident angle increases.
　位相変調素子１２が、図３に示すように絞りの共役位置から離れた位置にある時には、入射角によって位相変調素子１２上の光束の透過する領域が異なる。このため、入射角によって位相変調素子１２により光束の受ける位相変調が異なり、被写体像は面内位置によって受ける変調が異なることになる。一方、絞りの共役位置は全ての入射角の光束が重なる位置である。この位置に位相変調素子１２を配置すると、全ての入射角の光束はほぼ同一の位相の変調を受けることになる。このため、被写体像の全面にほぼ同一の変調が与えられる。
　＜絞りの共役位置＞ When the phase modulation element 12 is at a position away from the conjugate position of the stop as shown in FIG. 3, the region through which the light beam is transmitted on the phase modulation element 12 varies depending on the incident angle. For this reason, the phase modulation received by the light flux by the phase modulation element 12 differs depending on the incident angle, and the subject image differs depending on the in-plane position. On the other hand, the conjugate position of the stop is a position where light beams of all incident angles overlap. When the phase modulation element 12 is disposed at this position, the light beams at all incident angles are subjected to modulation with substantially the same phase. For this reason, almost the same modulation is given to the entire surface of the subject image.
<Conjugate position of diaphragm>
　次に、図４を用いて、撮像補助装置１内の前側レンズ群１１と集光点Ｐの間に、絞り２２の位置と光学的に共役な位置が存在することを説明する。図４は、絞りの共役位置の一例を説明するための図である。絞りの共役位置とは、光学系により形成される絞りの像の位置のことである。図４は光線図であり、各レンズ群は厚みのない理想レンズとして表現している。図４において、（ａ）は撮像装置１００に撮像補助装置１を取り付けていない状態であり、被写体から発した光束がほぼ平行な状態でマスターレンズ２に入射し、撮像素子３上に結像している状態を表している。図４において、（ｂ）は撮像装置１００に撮像補助装置１を取り付けた状態を表している。作図を簡略にするため、撮像補助装置１内の後側レンズ群１４とマスターレンズ２内の前側レンズ群２１は密着しているものとしている。また、位相変調素子１２とフィールドレンズ１３は省略している。 Next, it will be described with reference to FIG. 4 that a position optically conjugate with the position of the diaphragm 22 exists between the front lens group 11 in the imaging auxiliary device 1 and the condensing point P. FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the conjugate position of the diaphragm. The conjugate position of the stop is the position of the stop image formed by the optical system. FIG. 4 is a ray diagram, and each lens group is expressed as an ideal lens having no thickness. In FIG. 4, (a) shows a state in which the imaging auxiliary device 1 is not attached to the imaging device 100, and light beams emitted from the subject enter the master lens 2 in a substantially parallel state and form an image on the imaging device 3. Represents the state. 4B shows a state where the imaging auxiliary device 1 is attached to the imaging device 100. FIG. In order to simplify the drawing, the rear lens group 14 in the imaging assisting apparatus 1 and the front lens group 21 in the master lens 2 are in close contact with each other. Further, the phase modulation element 12 and the field lens 13 are omitted.
　この状態で、被写体から発した光線はほぼ平行な状態で撮像補助装置１に入射するが、マスターレンズ２にもほぼ平行な状態で入射するため、図４（ａ）と同じ経路を通って撮像素子３上に結像する。ここで、絞り２２の点Ａに着目し、点Ａから光が発すると考える。点Ａから発して前側レンズ群２１、後側レンズ群１４の中心を通過する光線はレンズの作用を受けずにそのまま直進する。また、点Ａから発して撮像素子３上の焦点に到達する光線と逆方向に点Ａから発する光線は点Ｈを通過し、前側レンズ群２１、後側レンズ群１４のレンズ作用を受けて屈折し、点Ｐを通過して直進する。この２本の光線は、前側レンズ群１１に到達する前に点Ａ’で交差する。つまり、点Ａの像は点Ａ’に形成される。絞り２２上の点は全て同様に作図でき、絞り２２の像は点Ａ’を含む光軸と垂直な平面内に存在することが分かる。絞り２２の像を図４中Ｃで示す。 In this state, light rays emitted from the subject are incident on the imaging auxiliary device 1 in a substantially parallel state, but are also incident on the master lens 2 in a substantially parallel state, so that imaging is performed through the same path as in FIG. An image is formed on the element 3. Here, paying attention to the point A of the diaphragm 22, it is assumed that light is emitted from the point A. A light beam emitted from the point A and passing through the centers of the front lens group 21 and the rear lens group 14 travels straight without being affected by the lens. A light beam emitted from the point A in the opposite direction to a light beam emitted from the point A and reaching the focal point on the image pickup device 3 passes through the point H and is refracted by the lens action of the front lens group 21 and the rear lens group 14. And go straight through point P. These two rays intersect at a point A ′ before reaching the front lens group 11. That is, the image of the point A is formed at the point A ′. It can be seen that all the points on the stop 22 can be drawn in the same manner, and the image of the stop 22 exists in a plane perpendicular to the optical axis including the point A ′. An image of the aperture 22 is indicated by C in FIG.
　また、図５を用いて、マスターレンズ２のズーム状態およびフォーカス調整状態が変わった場合、絞りの共役位置が移動することを説明する。図５は、絞りの共役位置が移動する場合の一例を説明するための図である。図５（ａ）（ｂ）は図４（ｂ）を元の状態としての変化後の状態を表しており、図４（ｂ）でのマスターレンズ２の前側レンズ群２１、後側レンズ群２３、絞り２２の像Ｃの位置はそれぞれ２１０、２３０、Ｃ０として図５中に破線で表している。図５（ａ）は、図４（ｂ）おいて前側レンズ群２１が移動した状態、すなわちズーム状態が変わった状態を表している。この状態で、点Ａから発して前側レンズ群２１の中心を通過する光線と、点Ａから発して撮像素子３上の焦点に到達する光線と逆方向に点Ａから発して点Ｈ１を通過する光線とを作図すると、点Ａの像は新しい点Ａ１’に形成されることが分かる。新しい絞り２２の像は、この点Ａ１’を含むＣ１となる。Ｃ１は、Ｃ０と比較して、位置が被写体側に移動していることが分かる。 In addition, with reference to FIG. 5, it will be described that the conjugate position of the diaphragm moves when the zoom state and the focus adjustment state of the master lens 2 change. FIG. 5 is a diagram for explaining an example when the conjugate position of the diaphragm moves. FIGS. 5A and 5B show a state after the change with FIG. 4B as the original state. The front lens group 21 and the rear lens group 23 of the master lens 2 in FIG. The positions of the image C of the aperture 22 are represented by broken lines in FIG. 5 as 21 0 , 23 0 , and C 0 , respectively. FIG. 5A shows a state in which the front lens group 21 has moved in FIG. 4B, that is, a state in which the zoom state has changed. In this state, passing a light beam passing through the center of the front lens group 21 emanating from point A, the point H 1 emits a light beam in the opposite direction from point A to reach the focal point on the image sensor 3 emanating from point A It can be seen that the image of the point A is formed at a new point A 1 ′. The image of the new aperture 22 is C 1 including this point A 1 ′. It can be seen that the position of C 1 has moved to the subject side compared to C 0 .
　図５（ｂ）は、図４（ｂ）において被写体までの距離が短く、フォーカス調整状態が変わった状態を表している。被写体までの距離が短いので、被写体から発した光束はやや発散した状態で撮像補助装置１に入射する。この状態で、点Ａから発して前側レンズ群２１の中心を通過する光線と、点Ａから発して撮像素子３上の焦点に到達する光線と逆方向に点Ａから発して点Ｈを通過する光線とを作図すると、点Ａの像は新しい点Ａ２’に形成されることが分かる。新しい絞り２２の像は、この点Ａ２’を含むＣ２となる。Ｃ２は、Ｃ０と比較して、位置が撮像素子３側に移動していることが分かる。なお、マスターレンズ２のズーム状態およびフォーカス調整状態が変わった場合は、被写体から発した光束を撮像素子３上に結像させるために、図５（ａ）（ｂ）に示すように後側レンズ群２３も移動させることになる。 FIG. 5B shows a state where the distance to the subject is short in FIG. 4B and the focus adjustment state is changed. Since the distance to the subject is short, the luminous flux emitted from the subject enters the imaging auxiliary device 1 in a slightly diverged state. In this state, the light emitted from the point A and passing through the center of the front lens group 21 and the light emitted from the point A and reaching the focal point on the image sensor 3 are emitted from the point A in the opposite direction and pass through the point H. It can be seen that the image of the point A is formed at the new point A 2 ′ by plotting the ray. The image of the new aperture 22 is C 2 including this point A 2 ′. It can be seen that the position of C 2 has moved to the image sensor 3 side as compared with C 0 . When the zoom state and the focus adjustment state of the master lens 2 are changed, the rear lens is formed as shown in FIGS. 5A and 5B in order to form an image of the light beam emitted from the subject on the image sensor 3. The group 23 is also moved.
　次に、位相変調素子１２の位置の調整方法について説明する。調整方法の一つ目は、テストチャート等を撮影し、その変調中間画像内、あるいは再生画像内で位置の異なる点像の形状ができるだけ均一になるように調整する方法であってもよい。テストチャートの例を、図６を用いて説明する。図６は、テストチャートの一例を示す図である。テストチャートの中央の点（白丸で図示）は入射角０°の光束の発光点となり、周囲の４つの点（白丸で図示）は入射角の大きい光束の発光点となる。点像の形状の比較は、出力部４４からの出力画像を目視する方法でもよいし、画像生成部４２から渡されたデータを画像認識部４５で認識して比較する方法であってもよい。 Next, a method for adjusting the position of the phase modulation element 12 will be described. The first adjustment method may be a method of taking a test chart or the like and adjusting the shape of the point images at different positions in the modulated intermediate image or the reproduced image as uniform as possible. An example of the test chart will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a test chart. The center point (illustrated by a white circle) of the test chart is a light emitting point of a light beam having an incident angle of 0 °, and the surrounding four points (illustrated by white circles) are light emitting points of a light beam having a large incident angle. The comparison of the point image shapes may be a method in which an output image from the output unit 44 is visually observed, or a method in which the image recognition unit 45 recognizes and compares the data passed from the image generation unit 42.
　画像認識部４５での点像の形状の比較は、例えば、取得画像の中央の点像のデータと、周囲の４つの点像のデータを平均したデータを比較する方法でもよい。比較結果の指標は、例えば、対応する画素毎に輝度を比較し、その差の二乗を全画素に渡って平均する方法でもよい。この指標は、ＰＳＮＲ（Peak signal-to-noise ratio）等として表すことができる。画像認識部４５の認識結果は、制御部４０に渡されてもよいし、液晶パネルに表示するなどの方法でユーザーに提示されてもよい。位相変調素子１２の位置の制御は、画像認識部４５の認識結果が制御部４０に渡される場合には、制御部４０が制御信号を発信することによって行ってもよい。ユーザーに提示される場合には手動で行ってもよい。 The comparison of the point image shapes in the image recognition unit 45 may be, for example, a method of comparing the data of the center point image of the acquired image with the data obtained by averaging the data of the surrounding four point images. The index of the comparison result may be, for example, a method in which the luminance is compared for each corresponding pixel and the square of the difference is averaged over all the pixels. This index can be expressed as PSNR (Peak signal-to-noise ratio) or the like. The recognition result of the image recognition unit 45 may be passed to the control unit 40 or presented to the user by a method such as displaying on a liquid crystal panel. Control of the position of the phase modulation element 12 may be performed by the control unit 40 transmitting a control signal when the recognition result of the image recognition unit 45 is passed to the control unit 40. When presented to the user, it may be done manually.
　調整方法の二つ目は、マスターレンズ２の状態に対する絞りの共役位置の対応関係を予め調べておき、その対応関係の表に基づき位相変調素子１２を移動させる方法であってもよい。マスターレンズ２の状態とは、マスターレンズ２に複数のタイプがある場合、取り付けられているタイプのことであってもよいし、マスターレンズ２のズーム状態やフォーカス調整状態が変わる場合にはそれらの状態であってもよい。マスターレンズ２の状態の情報は、ユーザーが直接取得してもよい。対応関係の表は、撮像装置１００の外部にあってユーザーが参照できる状態になっていてもよい。位相変調素子１２の位置の制御は、手動で行ってもよい。
　＜位相変調素子の駆動機構＞ The second adjustment method may be a method in which the correspondence relationship of the conjugate position of the diaphragm with respect to the state of the master lens 2 is examined in advance, and the phase modulation element 12 is moved based on the correspondence relationship table. The state of the master lens 2 may be an attached type when there are a plurality of types of the master lens 2, and when the zoom state or the focus adjustment state of the master lens 2 is changed, It may be in a state. Information on the state of the master lens 2 may be directly acquired by the user. The correspondence table may be outside the imaging apparatus 100 and in a state that the user can refer to. Control of the position of the phase modulation element 12 may be performed manually.
<Drive mechanism of phase modulation element>
　次に、図７を用いて、位相変調素子１２の位置が制御部４０の発信する制御信号によって制御される場合の機構の一例について説明する。図７は、位相変調素子１２の駆動機構の一例を示す図である。図７において、位相変調素子１２は、位相変調素子ホルダ５３に保持されており、図７中では隠れている。位相変調素子ホルダ５３は、モータ５１によって駆動する。モータ５１の回転は出力軸５２に伝わり、出力軸５２に設けられた溝と位相変調素子ホルダ５３に取り付けられたラック５４とが噛み合っているため、出力軸５２の回転が位相変調素子ホルダ５３への負荷に変換される。位相変調素子ホルダ５３は、摺動軸５５ａ、５５ｂで支えられているため、負荷を受けると光軸上で前後（光軸方向）に移動する。 Next, an example of a mechanism in the case where the position of the phase modulation element 12 is controlled by a control signal transmitted from the control unit 40 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a driving mechanism of the phase modulation element 12. In FIG. 7, the phase modulation element 12 is held by the phase modulation element holder 53 and is hidden in FIG. The phase modulation element holder 53 is driven by a motor 51. The rotation of the motor 51 is transmitted to the output shaft 52, and the groove provided on the output shaft 52 meshes with the rack 54 attached to the phase modulation element holder 53, so that the rotation of the output shaft 52 moves to the phase modulation element holder 53. Converted into loads. Since the phase modulation element holder 53 is supported by the sliding shafts 55a and 55b, it moves forward and backward (in the optical axis direction) on the optical axis when it receives a load.
　モータ５１は、制御部４０の発信する制御信号により回転の制御を受ける。また、モータ５１は、ステッピングモータであってもよく、制御部４０は制御信号として発信する駆動パルスの数に基づいて位相変調素子ホルダ５３の移動量を把握できる。また、位相変調素子ホルダ５３の初期位置については、例えばフォトインタラプタを配置することによって把握できる。すなわち、制御部４０は、位相変調素子ホルダ５３の位置を把握しつつ前後に移動させることが可能である。 The motor 51 is controlled to rotate by a control signal transmitted from the control unit 40. The motor 51 may be a stepping motor, and the control unit 40 can grasp the amount of movement of the phase modulation element holder 53 based on the number of drive pulses transmitted as a control signal. Further, the initial position of the phase modulation element holder 53 can be grasped, for example, by arranging a photo interrupter. That is, the control unit 40 can move back and forth while grasping the position of the phase modulation element holder 53.
　図１において、画像生成部４２が補正用変数格納部４３から受け取る補正用変数の組は、マスターレンズ２の状態の情報に応じて適切に選択されてもよいし、撮像補助装置１による位相変調の情報に応じて適切に選択されてもよいし、その両方に応じて適切に選択されてもよい。マスターレンズ２の状態についての情報は、マスターレンズ２のタイプの情報、ズーム状態やフォーカス調整状態や絞り径等の情報であってもよい。選択は、制御部４０がこれらの情報を受け取ってその情報に基づいて行ってもよいし、手動で行ってもよい。
　＜位相変調素子の形状＞ In FIG. 1, the set of correction variables received by the image generation unit 42 from the correction variable storage unit 43 may be appropriately selected according to information on the state of the master lens 2, or phase modulation by the imaging assisting device 1. It may be appropriately selected according to the information, or may be appropriately selected according to both. The information on the state of the master lens 2 may be information on the type of the master lens 2, information on the zoom state, the focus adjustment state, the aperture diameter, and the like. The selection may be performed by the control unit 40 receiving these pieces of information and based on the information, or may be performed manually.
<Shape of phase modulation element>
　次に、図８を用いて、位相変調素子１２の形状について説明する。図８は、位相変調素子１２の形状の一例を示す図である。位相変調素子１２は、撮像素子３上の点像の光軸方向の変化を、この位相変調素子１２が無い場合よりも小さくする機能を有していればよく、ガラス部品やプラスチック部品の面形状によって位相を変調する方式でもよい。面形状は、例えば三次関数の成分を有する面形状でもよく、複数の輪帯から構成される輪帯構造からなる面形状でもよく、あるいは他の形状でもよい。 Next, the shape of the phase modulation element 12 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the shape of the phase modulation element 12. The phase modulation element 12 only needs to have a function of making the change in the optical axis direction of the point image on the image pickup element 3 smaller than that without the phase modulation element 12. The phase may be modulated by the above. The surface shape may be, for example, a surface shape having a cubic function component, a surface shape formed of a ring zone structure including a plurality of ring zones, or another shape.
　図８（ａ－１）（ａ－２）は、三次関数の成分を有する面形状の例を示している。（ａ－１）は、位相変調素子の面形状を光軸方向から見た図であり、内部の線は等高線を示している。位相変調素子の開口部は矩形である。（ａ－２）は、（ａ－１）におけるｘ方向の断面での付加位相を表している。付加位相の形状は、位相変調素子の形状に対応した三次関数の成分を有している。また、開口部の両端での位相変化の大きさは±αで表される。三次関数の成分を有する面形状の場合、位相変調の大きさはαによって決まる。 FIGS. 8A-1 and 8A-2 show examples of surface shapes having a cubic function component. (A-1) is the figure which looked at the surface shape of the phase modulation element from the optical-axis direction, and the internal line has shown the contour line. The opening of the phase modulation element is rectangular. (A-2) represents the additional phase in the cross section in the x direction in (a-1). The shape of the additional phase has a cubic function component corresponding to the shape of the phase modulation element. The magnitude of the phase change at both ends of the opening is expressed by ± α. In the case of a surface shape having a cubic function component, the magnitude of the phase modulation is determined by α.
　図８（ｂ－１）（ｂ－２）は、複数の輪帯から構成される輪帯構造からなる面形状の例を示している。（ｂ－１）は、位相変調素子の面形状を光軸方向から見た図であり、内部の線は輪帯の境界線を表している。なお、（ｂ－１）は、輪帯数４の場合を示しているが、必ずしも輪帯数が４である必要はない。各輪帯は、略放物線の断面形状をしている。（ｂ－２）は、（ｂ－１）におけるｒ方向の断面での付加位相を表している。付加位相は、各輪帯の形状に対応した略放物線形状である。 FIGS. 8 (b-1) and 8 (b-2) show examples of the surface shape composed of an annular structure composed of a plurality of annular zones. (B-1) is a view of the surface shape of the phase modulation element as viewed from the optical axis direction, and the internal line represents the boundary line of the annular zone. Note that (b-1) shows the case where the number of ring zones is 4, but the number of ring zones is not necessarily four. Each annular zone has a substantially parabolic cross-sectional shape. (B-2) represents an additional phase in the cross section in the r direction in (b-1). The additional phase has a substantially parabolic shape corresponding to the shape of each annular zone.
　なお、図８（ｂ－２）中、各輪帯による付加位相の高さを同一の高さｈで示しているが、必ずしも同一の高さである必要はない。また、図８（ｂ－１）（ｂ－２）で各輪帯を等幅で示しているが、必ずしも等幅である必要はない。複数の輪帯から構成される輪帯構造からなる面形状の場合、位相変調の大きさは輪帯数や高さｈ等によって決まる。 In FIG. 8 (b-2), the height of the additional phase by each annular zone is indicated by the same height h, but it is not necessarily the same height. Further, although the annular zones are shown as being equal in FIGS. 8B-1 and 8B-2, they are not necessarily equal. In the case of a surface shape having an annular structure composed of a plurality of annular zones, the magnitude of phase modulation is determined by the number of annular zones, the height h, and the like.
　位相変調素子による位相変調が大きいと、焦点深度拡大効果は大きくなるが、変調を除去する補正処理でのノイズ増幅等の画像劣化が大きくなってしまう。このため、位相変調の大きさは、用途によって適切に設定されることが望ましい。
　＜実施の形態１の効果および具体的な適用例＞ When the phase modulation by the phase modulation element is large, the effect of expanding the depth of focus is increased, but image degradation such as noise amplification in the correction processing for removing the modulation is increased. For this reason, it is desirable that the magnitude of the phase modulation is appropriately set depending on the application.
<Effects of Embodiment 1 and Specific Application Examples>
　以上説明した本実施の形態１によれば、撮像補助装置１の付け外しにより、用途によって同一の撮像装置１００で、焦点深度拡大機能の作用している状態と作用していない状態を切り替えることができる。また、複数の撮像補助装置１において、それぞれ位相変調素子１２の位相変調の大きさが異なる状態にしておけば、それらの撮像補助装置１を付け替えることにより、同一の撮像装置１００で、用途によって位相変調素子１２の位相変調の大きさを切り替えること、すなわち焦点深度拡大効果を切り替えることができる。 According to the first embodiment described above, by attaching / detaching the imaging auxiliary device 1, the same imaging device 100 can be switched between the state in which the depth of focus expansion function is operating and the state in which it is not operating depending on the application. it can. In addition, if the phase modulation elements 12 have different phase modulation levels in the plurality of imaging auxiliary devices 1, the imaging auxiliary devices 1 can be replaced to change the phase depending on the application. The magnitude of the phase modulation of the modulation element 12 can be switched, that is, the focal depth expansion effect can be switched.
　このため、通常の撮像装置と焦点深度拡大技術を適用した撮像装置の両方の撮像装置を製造する場合に比べ、あるいは、通常の撮像装置と、拡大効果の異なる複数の焦点深度拡大技術を適用した撮像装置の全てを製造する場合に比べて、コストを低減することができる。 For this reason, compared to the case of manufacturing both an image pickup device of an ordinary image pickup device and an image pickup device to which the depth-of-focus expansion technology is applied, or a plurality of depth-of-focus expansion techniques having different expansion effects from the normal image pickup device. The cost can be reduced compared to the case where all of the imaging device is manufactured.
　また、ユーザーが購入済みの既存の撮像装置に対しても、焦点深度拡大機能を追加できる。この場合の具体的な適用例が携帯電話である場合について、図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態１における撮像装置１００を携帯電話に適用した場合の一例を示す図である。図９において、符号１１０は携帯電話を示し、符号２は携帯電話１１０に内蔵されているマスターレンズを示している。 Also, the depth of focus expansion function can be added to existing imaging devices that have been purchased by the user. A case where a specific application example in this case is a mobile phone will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example when the imaging apparatus 100 according to Embodiment 1 is applied to a mobile phone. In FIG. 9, reference numeral 110 indicates a mobile phone, and reference numeral 2 indicates a master lens built in the mobile phone 110.
　撮像補助装置１は、マスターレンズ２に入射する光束を変調するように携帯電話１１０に接続される。接続方法は、例えば磁石を使用する方法であってもよいし、クリップのようなバネを使用する方法であってもよい。撮像補助装置１には、位相変調素子を光軸方向に手動で調整可能な機構が設けられており、ユーザーは図６に示すようなテストチャートを使用して撮像補助装置１内の位相変調素子の位置を調整してもよいし、携帯電話１１０の機種によって決まる絞りの共役位置の情報を入手して適切な位置に移動させてもよい。また、ソフトウエア５は、携帯電話１１０にインストールされる。ソフトウエア５には、取得画像の画像処理を行う画像生成部が含まれており、画像生成部により位相変調素子による変調分を除去する補正処理が施される。また、ソフトウエア５には、画像認識部や補正用変数格納部が含まれていてもよい。また、制御部への撮像補助装置１による位相変調の情報の入力は手動で行ってもよい。 The imaging auxiliary device 1 is connected to the mobile phone 110 so as to modulate the light beam incident on the master lens 2. The connection method may be, for example, a method using a magnet or a method using a spring such as a clip. The imaging assisting device 1 is provided with a mechanism capable of manually adjusting the phase modulation element in the optical axis direction, and the user uses a test chart as shown in FIG. May be adjusted, or information on the conjugate position of the aperture determined by the model of the mobile phone 110 may be obtained and moved to an appropriate position. The software 5 is installed in the mobile phone 110. The software 5 includes an image generation unit that performs image processing of an acquired image, and a correction process is performed by the image generation unit to remove the amount of modulation by the phase modulation element. The software 5 may include an image recognition unit and a correction variable storage unit. Further, input of phase modulation information by the imaging assisting apparatus 1 to the control unit may be manually performed.
　本実施の形態１における撮像補助装置１、およびそれを用いた撮像装置１００において、より詳細な効果は以下の通りである。 In the imaging assisting apparatus 1 according to the first embodiment and the imaging apparatus 100 using the imaging assisting apparatus 1, more detailed effects are as follows.
　（１）撮像補助装置１は、マスターレンズ２および撮像素子３を有する撮像装置１００に取り付け可能な撮像補助装置である。撮像補助装置１は、前側レンズ群１１、後側レンズ群１４および位相変調素子１２を有する。位相変調素子１２は、撮像補助装置１およびマスターレンズ２により撮像素子３上に形成される点像の光軸方向の変化を、この位相変調素子１２が無い場合よりも小さくし、かつ、光軸方向に可動である。これにより、絞りの共役位置が変わっても、焦点深度拡大機能を適切に作用させることができる。 (1) The imaging auxiliary device 1 is an imaging auxiliary device that can be attached to the imaging device 100 having the master lens 2 and the imaging element 3. The imaging auxiliary device 1 includes a front lens group 11, a rear lens group 14, and a phase modulation element 12. The phase modulation element 12 makes the change in the optical axis direction of the point image formed on the image pickup element 3 by the imaging auxiliary device 1 and the master lens 2 smaller than that without the phase modulation element 12, and the optical axis. Movable in the direction. Thereby, even if the conjugate position of the stop changes, the depth-of-focus expansion function can be appropriately applied.
　（２）撮像補助装置１は、マスターレンズ２よりも被写体側に取り付け可能である。これにより、焦点深度拡大機能の作用している状態と作用していない状態を切り替えることができる。 (2) The imaging auxiliary device 1 can be attached to the subject side of the master lens 2. Accordingly, it is possible to switch between a state in which the depth of focus expansion function is operating and a state in which it is not operating.
　（３）位相変調素子１２は、三次関数の成分を有する面形状である。あるいは、位相変調素子１２は、輪帯構造からなる面形状である。これにより、撮像素子３上の点像の光軸方向の変化を小さくすることができる。 (3) The phase modulation element 12 has a surface shape having a cubic function component. Alternatively, the phase modulation element 12 has a surface shape having an annular structure. Thereby, the change of the optical axis direction of the point image on the image pick-up element 3 can be made small.
　（４）撮像補助装置１は、位相変調素子１２による位相変調の情報を外部に伝達するように制御される。また、撮像補助装置１は、位相変調素子１２の位置の情報を外部に伝達するように制御される。これにより、撮像補助装置１に関する情報を外部に伝達することができる。 (4) The imaging auxiliary device 1 is controlled so as to transmit information on the phase modulation by the phase modulation element 12 to the outside. Further, the imaging assisting device 1 is controlled so as to transmit information on the position of the phase modulation element 12 to the outside. Thereby, the information regarding the imaging auxiliary device 1 can be transmitted to the outside.
　（５）撮像装置１００は、マスターレンズ２および撮像素子３を有する撮像装置である。撮像装置１００は、撮像補助装置１が取り付け可能である。撮像補助装置１は、上記（１）のような構成からなる。これにより、絞りの共役位置が変わっても、焦点深度拡大機能を適切に作用させることができる。 (5) The imaging device 100 is an imaging device having the master lens 2 and the imaging element 3. The imaging auxiliary device 1 can be attached to the imaging device 100. The imaging auxiliary device 1 has the configuration as described in (1) above. Thereby, even if the conjugate position of the stop changes, the depth-of-focus expansion function can be appropriately applied.
　（６）撮像装置１００は、制御部４０を有することにより、位相変調素子１２の位置を制御することができる。 (6) The imaging apparatus 100 can control the position of the phase modulation element 12 by including the control unit 40.
　（７）撮像装置１００は、画像認識部４５を有することにより、変調中間画像内あるいは再生画像内の位置の異なる点像の形状を認識して比較することができる。 (7) By including the image recognition unit 45, the imaging apparatus 100 can recognize and compare the shapes of point images having different positions in the modulated intermediate image or the reproduced image.
　（８）撮像装置１００は、制御部４０を有することにより、撮像補助装置１からの情報（位相変調素子１２による位相変調の情報、位相変調素子１２の位置の情報）を取得することができる。また、制御部４０は、マスターレンズ２の状態の情報も取得することができる。 (8) By including the control unit 40, the imaging apparatus 100 can acquire information from the imaging auxiliary apparatus 1 (information on phase modulation by the phase modulation element 12, information on the position of the phase modulation element 12). Further, the control unit 40 can also acquire information on the state of the master lens 2.
　（９）撮像装置１００は、制御部４０を有することにより、マスターレンズ２の状態の情報を撮像補助装置１に伝達することができる。 (9) The imaging device 100 can transmit information on the state of the master lens 2 to the imaging auxiliary device 1 by including the control unit 40.
　（１０）撮像装置１００は、画像生成部４２を有することにより、取得した変調中間画像に対し、補正処理を施して再生画像を生成することができる。 (10) By including the image generation unit 42, the imaging apparatus 100 can generate a reproduction image by performing a correction process on the acquired modulated intermediate image.
　（１１）撮像装置１００は、制御部４０を有することにより、マスターレンズ２の状態の情報と位相変調素子１２による位相変調の情報とに基づき、補正用変数を決定することができる。 (11) By including the control unit 40, the imaging apparatus 100 can determine the correction variable based on the state information of the master lens 2 and the phase modulation information by the phase modulation element 12.
　（１２）本実施の形態１によれば、撮像装置１００の焦点深度拡大機能の作用している状態と作用していない状態を切り替えること、位相変調素子１２の位相変調の大きさを切り替えること、すなわち焦点深度拡大効果の度合を切り替えること、ユーザーが購入済みの既存の撮像装置に対しても焦点深度拡大機能を追加することができる。そして、マスターレンズ２が別のマスターレンズに置き換わる場合やマスターレンズ２のズーム状態、フォーカス調整状態が変わる場合に、絞りの共役位置が変わっても、共通の撮像補助装置１により焦点深度拡大機能を適切に作用させることができる。よって、絞りの共役位置が変わる場合に、絞りの共役位置に応じて別個の撮像補助装置を用いる方法に比べて、製造コスト低減、付け替えの工数削除等の効果がある。
　［実施の形態２］ (12) According to the first embodiment, switching between a state in which the depth of focus expansion function of the imaging apparatus 100 is operating and a state in which it is not operating, switching the magnitude of phase modulation of the phase modulation element 12, That is, it is possible to switch the degree of the focal depth expansion effect, and to add the focal depth expansion function to an existing imaging apparatus that has been purchased by the user. When the master lens 2 is replaced with another master lens, or when the zoom state and focus adjustment state of the master lens 2 change, even if the conjugate position of the aperture changes, the common imaging assisting device 1 provides a focal depth expansion function. It can work properly. Therefore, when the conjugate position of the diaphragm changes, there are effects such as a reduction in manufacturing cost and elimination of replacement man-hours as compared with a method using a separate imaging auxiliary device according to the conjugate position of the diaphragm.
[Embodiment 2]
　実施の形態２における撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置について、図１０～図１１を用いて説明する。本実施の形態２は、撮像補助装置１をマスターレンズ２と撮像装置本体４との間に取り付ける構成の撮像装置に適用した例である。本実施の形態２では、前記実施の形態１と異なる点を主に説明する。
　＜撮像装置＞ The imaging assistance device in Embodiment 2 and the imaging device using the imaging assistance device will be described with reference to FIGS. The second embodiment is an example in which the imaging auxiliary device 1 is applied to an imaging device configured to be mounted between the master lens 2 and the imaging device body 4. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
<Imaging device>
　図１０を用いて、本実施の形態２における撮像装置全体の構成を説明する。図１０は、本実施の形態２における撮像装置の構成の一例を示す図である。本実施の形態２における撮像装置１０１は、撮像補助装置１をマスターレンズ２と撮像素子３との間に取り付ける構成であり、撮像補助装置１、マスターレンズ２、撮像装置本体４等から構成される。 The configuration of the entire imaging apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment. The imaging apparatus 101 according to the second embodiment has a configuration in which the imaging auxiliary device 1 is attached between the master lens 2 and the imaging element 3, and includes the imaging auxiliary device 1, the master lens 2, the imaging device main body 4, and the like. .
　マスターレンズ２は、前記実施の形態１と同様の構成要素からなり、被写体側から順に、前側レンズ群２１、絞り２２、後側レンズ群２３の配置となっている。撮像補助装置１は、マスターレンズ２と撮像装置本体４との間に取り付け可能であり、前記実施の形態１と同様の構成要素からなるが、配置が異なり、マスターレンズ２側から順に、フィールドレンズ１３、前側レンズ群１１、位相変調素子１２、後側レンズ群１４の配置となっている。撮像装置本体４は、前記実施の形態１と同様の構成要素からなり、撮像素子３、制御部４０、信号処理部４１、画像生成部４２、補正用変数格納部４３、出力部４４、画像認識部４５等を備える。 The master lens 2 is composed of the same constituent elements as those in the first embodiment, and includes a front lens group 21, a diaphragm 22, and a rear lens group 23 in order from the subject side. The imaging auxiliary device 1 can be attached between the master lens 2 and the imaging device main body 4 and includes the same components as those in the first embodiment, but the arrangement is different, and the field lens is sequentially arranged from the master lens 2 side. 13, the front lens group 11, the phase modulation element 12, and the rear lens group 14 are arranged. The imaging apparatus main body 4 includes the same components as those in the first embodiment, and includes the imaging element 3, the control unit 40, the signal processing unit 41, the image generation unit 42, the correction variable storage unit 43, the output unit 44, and the image recognition. Part 45 and the like.
　本実施の形態２における撮像装置１０１において、撮像補助装置１を取り付けずに使用する場合、すなわち通常の撮像装置として使用する場合は、マスターレンズ２を直接撮像装置本体４に接続する。これは、前記実施の形態１で、撮像補助装置１が取り付けられていない状態と同様の構成であり、動作についての説明を省略する。 In the imaging apparatus 101 according to the second embodiment, when the imaging auxiliary apparatus 1 is used without being attached, that is, when used as a normal imaging apparatus, the master lens 2 is directly connected to the imaging apparatus main body 4. This is the same configuration as that in Embodiment 1 in which the imaging auxiliary device 1 is not attached, and the description of the operation is omitted.
　図１０は、撮像装置１０１に撮像補助装置１が取り付けられている状態を示しており、この状態では撮像装置１０１は焦点深度の拡大された撮像装置として機能する。被写体から発した光束はほぼ平行な状態でマスターレンズ２に入射し、前側レンズ群２１によりレンズ作用を受け、絞り２２により光束径の制限を受け、後側レンズ群２３によりレンズ作用を受け、撮像補助装置１内のフィールドレンズ１３の近傍の点Ｐに集光する。その後、光束は撮像補助装置１内の前側レンズ群１１により凸レンズの作用を受け、位相変調素子１２により位相変調を受け、後側レンズ群１４により凸レンズの作用を受け、撮像素子３の面上に被写体像を形成する。 FIG. 10 shows a state where the imaging auxiliary device 1 is attached to the imaging device 101. In this state, the imaging device 101 functions as an imaging device with an increased depth of focus. The luminous flux emitted from the subject enters the master lens 2 in a substantially parallel state, is subjected to the lens action by the front lens group 21, is limited in the diameter of the luminous flux by the diaphragm 22, and is subject to the lens action by the rear lens group 23, thereby taking an image. The light is condensed at a point P near the field lens 13 in the auxiliary device 1. Thereafter, the luminous flux is subjected to the action of a convex lens by the front lens group 11 in the imaging auxiliary device 1, is subjected to phase modulation by the phase modulation element 12, and is subjected to the action of the convex lens by the rear lens group 14, and is applied to the surface of the imaging element 3. Form a subject image.
　このとき、撮像補助装置１内の前側レンズ群１１と後側レンズ群１４の間には絞り２２の位置と光学的に共役な位置が存在しており、位相変調素子１２は絞り２２の位置と光学的に共役な位置を含む範囲で光軸方向に可動な構造になっている。よって、位相変調素子１２の位置を絞り２２の位置と光学的に共役な位置に調整することにより、被写体像の全面にほぼ均一な変調を与えることができ、再生画像取得のための補正処理が容易に実行でき、品質の高い再生画像を出力することができる。位相変調素子１２の位置調整は、前記実施の形態１と同様にして行える。
　＜絞りの共役位置＞ At this time, a position optically conjugate with the position of the diaphragm 22 exists between the front lens group 11 and the rear lens group 14 in the imaging assisting apparatus 1, and the phase modulation element 12 is positioned at the position of the diaphragm 22. The structure is movable in the direction of the optical axis within a range including an optically conjugate position. Therefore, by adjusting the position of the phase modulation element 12 to a position optically conjugate with the position of the diaphragm 22, almost uniform modulation can be applied to the entire surface of the subject image, and correction processing for obtaining a reproduced image is performed. It can be executed easily, and a high-quality reproduced image can be output. The position adjustment of the phase modulation element 12 can be performed in the same manner as in the first embodiment.
<Conjugate position of diaphragm>
　次に、図１１を用いて、撮像補助装置１内の前側レンズ群１１と後側レンズ群１４の間に絞り２２の位置と光学的に共役な位置が存在すること、すなわち絞り２２の像が存在することを説明する。図１１は、絞りの共役位置の一例を説明するための図である。図１１は、撮像装置１０１に撮像補助装置１を取り付けた状態での光線図であり、各レンズ群は厚みのない理想レンズとして表現している。位相変調素子１２とフィールドレンズ１３は省略している。 Next, referring to FIG. 11, there is a position optically conjugate with the position of the stop 22 between the front lens group 11 and the rear lens group 14 in the imaging assisting apparatus 1, that is, the image of the stop 22. Explain that it exists. FIG. 11 is a diagram for explaining an example of the conjugate position of the diaphragm. FIG. 11 is a ray diagram in a state where the imaging auxiliary device 1 is attached to the imaging device 101, and each lens group is expressed as an ideal lens having no thickness. The phase modulation element 12 and the field lens 13 are omitted.
　この状態で、被写体から発した光線はほぼ平行な状態でマスターレンズ２に入射し、集光点Ｐに集光した後、撮像補助装置１の光学系の作用により撮像素子３上に結像する。ここで、絞り２２の点Ａに着目し、点Ａから光が発すると考える。点Ａから発して後側レンズ群２３の中心を通過する光線はレンズの作用を受けずにそのまま直進し、撮像補助装置１内の前側レンズ群１１により凸レンズの作用を受け、図１１中反時計回りの方向に屈折し直進する。この直線と点Ａから発して撮像素子３上の焦点に到達する光線は後側レンズ群１４に到達する前に点Ａ’で交差する。つまり、点Ａの像は点Ａ’に形成される。絞り２２上の点は全て同様に作図でき、絞り２２の像は点Ａ’を含む光軸と垂直な平面内に存在することが分かる。絞り２２の像を図１１中Ｃで示す。
　なお、詳細な説明は省略するが、本実施の形態２においても前記実施の形態１と同様に、マスターレンズ２のズーム状態およびフォーカス状態が変わった場合、絞りの共役位置は移動する。
　＜実施の形態２の効果＞ In this state, light rays emitted from the subject are incident on the master lens 2 in a substantially parallel state, and are focused on the condensing point P, and then imaged on the image sensor 3 by the action of the optical system of the imaging auxiliary device 1. . Here, paying attention to the point A of the diaphragm 22, it is assumed that light is emitted from the point A. A light beam originating from the point A and passing through the center of the rear lens group 23 travels straight without being subjected to the action of the lens, and is subjected to the action of the convex lens by the front lens group 11 in the imaging assisting device 1, and is counterclockwise in FIG. Refracts around and goes straight. Light rays originating from this straight line and arriving at the focal point on the image sensor 3 intersect at the point A ′ before reaching the rear lens group 14. That is, the image of point A is formed at point A ′. It can be seen that all the points on the aperture 22 can be drawn in the same manner, and the image of the aperture 22 exists in a plane perpendicular to the optical axis including the point A ′. An image of the aperture 22 is indicated by C in FIG.
Although detailed description is omitted, also in the second embodiment, as in the first embodiment, when the zoom state and the focus state of the master lens 2 are changed, the conjugate position of the diaphragm moves.
<Effect of Embodiment 2>
　本実施の形態２は、撮像補助装置１をマスターレンズ２と撮像素子３との間に取り付ける構成の撮像装置において、マスターレンズ２の交換が可能な撮像装置に対して適用でき、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。より詳細に、本実施の形態２において、前記実施の形態１と異なる効果は、撮像補助装置１が、マスターレンズ２と撮像装置本体４との間に取り付ける方式であることにより、既存の撮像装置に取り付けるための撮像補助装置を設計する場合、接続部の機構の設計が容易である。さらに、本実施の形態２によれば、撮像補助装置１を取り外さずにマスターレンズ２を交換することができる。
　［実施の形態３］ The second embodiment can be applied to an image pickup apparatus in which the image pickup auxiliary apparatus 1 is attached between the master lens 2 and the image pickup element 3 and the master lens 2 can be replaced. 1 can be obtained. More specifically, in the second embodiment, an effect different from that of the first embodiment is that the imaging auxiliary device 1 is mounted between the master lens 2 and the imaging device main body 4, so that an existing imaging device is provided. When designing an imaging auxiliary device to be attached to the connector, it is easy to design the mechanism of the connecting portion. Furthermore, according to the second embodiment, the master lens 2 can be exchanged without removing the imaging assisting device 1.
[Embodiment 3]
　実施の形態３における撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置について、図１２を用いて説明する。本実施の形態３は、前記実施の形態１の撮像装置において、マスターレンズ２の状態に対する絞りの共役位置の対応関係を撮像装置本体４あるいは撮像補助装置１の内部に記憶させている構成に適用した例である。本実施の形態３では、前記実施の形態１および２と異なる点を主に説明する。
　＜撮像装置＞ An imaging assistance device according to Embodiment 3 and an imaging device using the imaging assistance device will be described with reference to FIG. The third embodiment is applied to the configuration in which the correspondence relationship of the conjugate position of the diaphragm with respect to the state of the master lens 2 is stored in the imaging apparatus main body 4 or the imaging auxiliary apparatus 1 in the imaging apparatus of the first embodiment. This is an example. In the third embodiment, differences from the first and second embodiments will be mainly described.
<Imaging device>
　図１２を用いて、本実施の形態３における撮像装置全体の構成を説明する。図１２は、本実施の形態３における撮像装置の構成の一例を示す図である。本実施の形態３における撮像装置は、マスターレンズ２の状態に対する絞りの共役位置の対応関係を予め調べておき、その対応関係を対応表１５として撮像装置本体４あるいは撮像補助装置１の内部に記憶させている構成である。本実施の形態３においては、対応表１５以外の構成は前記実施の形態１と同じであり、図１２では説明に関係のない構成要素は省略している。図１２において、（ａ）は対応表１５を撮像装置本体４の内部に記憶させている構成であり、（ｂ）は対応表１５を撮像補助装置１の内部に記憶させている構成である。 The overall configuration of the imaging apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the configuration of the imaging apparatus according to the third embodiment. The imaging apparatus according to the third embodiment examines the correspondence relationship of the conjugate position of the diaphragm with respect to the state of the master lens 2 in advance, and stores the correspondence relation in the imaging apparatus body 4 or the imaging auxiliary apparatus 1 as the correspondence table 15. It is the composition made to do. In the third embodiment, the configuration other than the correspondence table 15 is the same as that of the first embodiment, and in FIG. 12, constituent elements that are not related to the description are omitted. 12A is a configuration in which the correspondence table 15 is stored in the imaging apparatus main body 4, and FIG. 12B is a configuration in which the correspondence table 15 is stored in the imaging auxiliary device 1.
　本実施の形態３においては、位相変調素子１２の位置の調整方法が前記実施の形態１と異なる。本実施の形態３においては、位相変調素子１２の位置の調整は対応表１５の情報に基づき位相変調素子１２を移動させる方法であってもよい。対応表１５には、マスターレンズ２の状態に対する絞りの共役位置の対応関係の情報が記憶されている。マスターレンズ２の状態とは、マスターレンズ２に複数のタイプがある場合、取り付けられているタイプのことでもよいし、マスターレンズ２のズーム状態やフォーカス調整状態が変わる場合にはそれらの状態であってもよい。対応表１５は、図１２（ａ）に示すように撮像装置本体４の内部に設置されていてもよいし、図１２（ｂ）に示すように撮像補助装置１の内部に設置されていてもよい。 In the third embodiment, the method for adjusting the position of the phase modulation element 12 is different from that in the first embodiment. In the third embodiment, the position of the phase modulation element 12 may be adjusted by moving the phase modulation element 12 based on the information in the correspondence table 15. The correspondence table 15 stores information on the correspondence relationship of the conjugate position of the stop with respect to the state of the master lens 2. The state of the master lens 2 may be an attached type when there are a plurality of types of the master lens 2, or these states when the zoom state or focus adjustment state of the master lens 2 changes. May be. The correspondence table 15 may be installed in the imaging apparatus main body 4 as shown in FIG. 12A, or may be installed in the imaging auxiliary apparatus 1 as shown in FIG. Good.
　マスターレンズ２の状態の情報は、マスターレンズ２から制御部４０に渡されてもよい。制御部４０はマスターレンズ２の状態の情報を対応表１５に入力してもよく、対応表１５はマスターレンズ２の状態の情報に基づき絞りの共役位置の情報を出力する。対応表１５から出力される絞りの共役位置の情報は制御部４０に入力されてもよいし、液晶パネルなどでユーザーに提示されてもよい。絞りの共役位置の情報が制御部４０に入力される場合には、位相変調素子１２の制御は制御部４０によって行われてもよい。この場合、制御部４０は位相変調素子１２の制御信号に対する移動量の感度の情報と位置の情報を撮像補助装置１から受け取ってもよく、位相変調素子１２の制御信号に対する移動量の感度の情報が一通りしかない場合には当該情報を予め記憶していてもよい。絞りの共役位置の情報がユーザーに提示される場合には、位相変調素子１２の制御は手動で行ってもよい。
　＜実施の形態３の効果＞ Information on the state of the master lens 2 may be passed from the master lens 2 to the control unit 40. The control unit 40 may input information on the state of the master lens 2 into the correspondence table 15, and the correspondence table 15 outputs information on the conjugate position of the diaphragm based on the information on the state of the master lens 2. Information on the conjugate position of the aperture output from the correspondence table 15 may be input to the control unit 40 or presented to the user via a liquid crystal panel or the like. When information on the conjugate position of the diaphragm is input to the control unit 40, the control of the phase modulation element 12 may be performed by the control unit 40. In this case, the control unit 40 may receive information on the amount of movement sensitivity and position information with respect to the control signal of the phase modulation element 12 from the imaging auxiliary device 1, and information on the sensitivity of movement amount with respect to the control signal of the phase modulation element 12. If there is only one way, the information may be stored in advance. When information on the conjugate position of the diaphragm is presented to the user, the control of the phase modulation element 12 may be performed manually.
<Effect of Embodiment 3>
　本実施の形態３は、マスターレンズ２の状態に対する絞りの共役位置の対応関係を撮像装置本体４あるいは撮像補助装置１の内部に記憶させている構成に適用でき、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。より詳細に、本実施の形態３において、前記実施の形態１および２と異なる効果は、以下の通りである。撮像補助装置１は、内部に対応表１５を有することにより、マスターレンズ２の状態に対応する位相変調素子１２の最適位置を予め記憶しておくことができる。あるいは、撮像装置１００は、撮像装置本体４の内部に対応表１５を有することにより、マスターレンズ２の状態に対応する位相変調素子１２の最適位置を予め記憶しておくことができる。
　［実施の形態４］ The third embodiment can be applied to a configuration in which the correspondence relationship of the conjugate position of the diaphragm with respect to the state of the master lens 2 is stored in the imaging apparatus main body 4 or the imaging auxiliary apparatus 1, and is the same as in the first embodiment. An effect can be obtained. More specifically, in the third embodiment, effects different from those of the first and second embodiments are as follows. The imaging assisting apparatus 1 has the correspondence table 15 inside, so that the optimum position of the phase modulation element 12 corresponding to the state of the master lens 2 can be stored in advance. Alternatively, the imaging apparatus 100 can store in advance the optimum position of the phase modulation element 12 corresponding to the state of the master lens 2 by having the correspondence table 15 inside the imaging apparatus body 4.
[Embodiment 4]
　実施の形態４における撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置について、図１３を用いて説明する。本実施の形態４は、前記実施の形態１の撮像装置において、補助制御部１０および対応表１５が撮像補助装置１の内部に設けられている構成に適用した例である。本実施の形態４では、前記実施の形態１～３と異なる点を主に説明する。
　＜撮像装置＞ An imaging assistance device according to Embodiment 4 and an imaging device using the imaging assistance device will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is an example applied to the configuration in which the auxiliary control unit 10 and the correspondence table 15 are provided in the imaging auxiliary apparatus 1 in the imaging apparatus of the first embodiment. In the fourth embodiment, differences from the first to third embodiments will be mainly described.
<Imaging device>
　図１３を用いて、本実施の形態４における撮像装置全体の構成を説明する。図１３は、本実施の形態４における撮像装置の構成の一例を示す図である。本実施の形態４における撮像装置は、補助制御部１０および対応表１５が撮像補助装置１の内部に設けられている構成である。本実施の形態４においては、補助制御部１０および対応表１５以外の構成は前記実施の形態１と同じであり、図１３では説明に関係のない構成要素は省略している。 The overall configuration of the imaging apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the configuration of the imaging apparatus according to the fourth embodiment. The imaging apparatus according to the fourth embodiment has a configuration in which the auxiliary control unit 10 and the correspondence table 15 are provided inside the imaging auxiliary apparatus 1. In the fourth embodiment, the configuration other than the auxiliary control unit 10 and the correspondence table 15 is the same as that of the first embodiment, and components not related to the description are omitted in FIG.
　本実施の形態４においては、位相変調素子１２の位置の制御の際の信号の流れが、前記実施の形態１、前記実施の形態３と異なる。本実施の形態４においては、調整方法がテストチャート等を使用する方法の場合には、画像認識部４５の認識結果は補助制御部１０に渡されてもよい。補助制御部１０は、その結果に基づき位相変調素子１２の位置の制御信号を発信してもよい。 In the fourth embodiment, the signal flow when controlling the position of the phase modulation element 12 is different from that in the first and third embodiments. In the fourth embodiment, when the adjustment method uses a test chart or the like, the recognition result of the image recognition unit 45 may be passed to the auxiliary control unit 10. The auxiliary control unit 10 may transmit a control signal for the position of the phase modulation element 12 based on the result.
　調整方法が、マスターレンズ２の状態に対する絞りの共役位置の対応関係を予め調べておき、その対応関係の対応表１５に基づき位相変調素子１２を移動させる方法の場合、マスターレンズ２のタイプの情報、マスターレンズ２のズーム状態、フォーカス状態等のマスターレンズ２の状態の情報はマスターレンズ２から補助制御部１０に直接渡されてもよいし、制御部４０を介して補助制御部１０に渡されてもよい。補助制御部１０はマスターレンズ２の状態の情報を対応表１５に入力してもよく、対応表１５はマスターレンズ２の状態の情報に基づき絞りの共役位置の情報を出力する。対応表１５から出力される絞りの共役位置の情報は補助制御部１０に入力されてもよく、液晶パネルなどでユーザーに提示されてもよい。 In the case where the adjustment method is a method in which the correspondence relationship of the conjugate position of the diaphragm with respect to the state of the master lens 2 is checked in advance and the phase modulation element 12 is moved based on the correspondence table 15 of the correspondence relationship, information on the type of the master lens 2 Information on the state of the master lens 2 such as the zoom state and the focus state of the master lens 2 may be directly passed from the master lens 2 to the auxiliary control unit 10 or passed to the auxiliary control unit 10 via the control unit 40. May be. The auxiliary control unit 10 may input information on the state of the master lens 2 into the correspondence table 15, and the correspondence table 15 outputs information on the conjugate position of the diaphragm based on the information on the state of the master lens 2. Information on the conjugate position of the aperture output from the correspondence table 15 may be input to the auxiliary control unit 10 or presented to the user via a liquid crystal panel or the like.
　絞りの共役位置の情報が補助制御部１０に入力される場合には、位相変調素子１２の制御は補助制御部１０によって行われてもよい。この場合、補助制御部１０は位相変調素子１２の制御信号に対する移動量の感度の情報を予め記憶しており、位相変調素子１２の位置の情報をステッピングモータの駆動パルス数などにより認識していてもよい。絞りの共役位置の情報がユーザーに提示される場合には、位相変調素子１２の制御は手動で行ってもよい。
　＜実施の形態４の効果＞ When information on the conjugate position of the diaphragm is input to the auxiliary control unit 10, the control of the phase modulation element 12 may be performed by the auxiliary control unit 10. In this case, the auxiliary control unit 10 stores information on the sensitivity of the movement amount with respect to the control signal of the phase modulation element 12 in advance, and recognizes the information on the position of the phase modulation element 12 from the number of drive pulses of the stepping motor. Also good. When information on the conjugate position of the diaphragm is presented to the user, the control of the phase modulation element 12 may be performed manually.
<Effect of Embodiment 4>
　本実施の形態４は、補助制御部１０および対応表１５が撮像補助装置１の内部に設けられている構成に適用でき、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。より詳細に、本実施の形態４において、前記実施の形態１～３と異なる効果は、以下の通りである。撮像補助装置１は、補助制御部１０を有することにより、マスターレンズ２の状態の情報を取得することができる。また、撮像補助装置１は、補助制御部１０を有することにより、外部からの情報に基づき、位相変調素子１２の位置を制御することができる。
　［実施の形態５］ The fourth embodiment can be applied to a configuration in which the auxiliary control unit 10 and the correspondence table 15 are provided in the imaging auxiliary apparatus 1, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained. More specifically, in the fourth embodiment, effects different from those of the first to third embodiments are as follows. The imaging assisting apparatus 1 can acquire information on the state of the master lens 2 by including the auxiliary control unit 10. In addition, the imaging assisting device 1 includes the auxiliary control unit 10, so that the position of the phase modulation element 12 can be controlled based on information from the outside.
[Embodiment 5]
　実施の形態５における撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置について、図１４を用いて説明する。本実施の形態５は、前記実施の形態１において、撮像補助装置１に焦点距離変換の機能を追加した撮像装置に適用した例である。本実施の形態５では、前記実施の形態１～４と異なる点を主に説明する。
　＜撮像補助装置＞ An imaging assistance device according to Embodiment 5 and an imaging device using the imaging assistance device will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is an example applied to the image pickup apparatus in which the focal length conversion function is added to the image pickup auxiliary apparatus 1 in the first embodiment. In the fifth embodiment, differences from the first to fourth embodiments will be mainly described.
<Imaging auxiliary device>
　図１４を用いて、本実施の形態５における撮像装置において、撮像補助装置１の構成を説明する。図１４は、本実施の形態５における撮像装置において、撮像補助装置１の構成の一例を示す図である。本実施の形態５における撮像補助装置１は、焦点距離変換の機能を追加した構成である。図１４（ａ）（ｂ）において、φ１は撮像補助装置１へ入射する光束の径であり、φ２は撮像補助装置１から出射する光束の径である。 The configuration of the imaging assisting apparatus 1 in the imaging apparatus according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the configuration of the imaging assisting apparatus 1 in the imaging apparatus according to the fifth embodiment. The imaging assisting apparatus 1 according to the fifth embodiment has a configuration in which a function of focal length conversion is added. 14A and 14B, φ1 is the diameter of the light beam incident on the imaging auxiliary device 1, and φ2 is the diameter of the light beam emitted from the imaging auxiliary device 1.
　前記実施の形態１では、撮像補助装置１は焦点距離変換の機能を有していないので、φ１＝φ２となる設計が望ましい。本実施の形態５において、図１４（ａ）は、φ１＞φ２となる構成例を示しており、この場合には撮像装置の焦点距離は長い側に変換される。一方、図１４（ｂ）は、φ１＜φ２となる構成例を示しており、この場合には撮像装置の焦点距離は短い側に変換される。また、前側レンズ群１１を複数のレンズ群で構成し、その内のいくつかのレンズ群が光軸方向に可動な構成にすることにより、φ１の大きさを可変にすることができる。この場合には、φ１と２との比が可変となるので、撮像装置の焦点距離が可変となる。
　＜実施の形態５の効果＞ In the first embodiment, since the imaging auxiliary device 1 does not have a focal length conversion function, it is desirable to design such that φ1 = φ2. In the fifth embodiment, FIG. 14A shows a configuration example in which φ1> φ2, and in this case, the focal length of the imaging device is converted to the longer side. On the other hand, FIG. 14B shows a configuration example in which φ1 <φ2, and in this case, the focal length of the imaging device is converted to a shorter side. Further, the front lens group 11 is constituted by a plurality of lens groups, and some of the lens groups are movable in the optical axis direction, whereby the size of φ1 can be made variable. In this case, since the ratio between φ1 and 2 is variable, the focal length of the imaging device is variable.
<Effect of Embodiment 5>
　本実施の形態５は、前記実施の形態１において、撮像補助装置１に焦点距離変換の機能を追加した撮像装置に適用できる。よって、本実施の形態５によれば、前記実施の形態１の効果に、焦点距離変換の効果を追加することができる。これにより、焦点距離変換レンズを別途設けるよりも、コンパクトで低コストの撮像装置を実現できる。より詳細に、本実施の形態５において、前記実施の形態１～４と異なる効果は、以下の通りである。撮像補助装置１は、マスターレンズ２の焦点距離を変換するように制御されることにより、焦点距離変換機能を実現することができる。さらに、撮像補助装置１は、変換後の焦点距離を可変とすることができる。
　［実施の形態６］ The fifth embodiment can be applied to an imaging apparatus in which a function of focal length conversion is added to the imaging auxiliary apparatus 1 in the first embodiment. Therefore, according to the fifth embodiment, the effect of focal length conversion can be added to the effect of the first embodiment. Thereby, it is possible to realize a compact and low-cost imaging device as compared to separately providing a focal length conversion lens. More specifically, the effects of the fifth embodiment different from those of the first to fourth embodiments are as follows. The imaging assisting apparatus 1 can realize a focal length conversion function by being controlled to convert the focal length of the master lens 2. Furthermore, the imaging auxiliary device 1 can change the focal length after conversion.
[Embodiment 6]
　実施の形態６における撮像補助装置、およびそれを用いた撮像装置について、図１５を用いて説明する。本実施の形態６は、前記実施の形態２において、撮像補助装置１に焦点距離変換の機能を追加した撮像装置に適用した例である。本実施の形態６では、前記実施の形態１～５と異なる点を主に説明する。
　＜撮像補助装置＞ An imaging assistance device according to Embodiment 6 and an imaging device using the imaging assistance device will be described with reference to FIG. The sixth embodiment is an example applied to the image pickup apparatus in which the focal length conversion function is added to the image pickup auxiliary apparatus 1 in the second embodiment. In the sixth embodiment, differences from the first to fifth embodiments will be mainly described.
<Imaging auxiliary device>
　図１５を用いて、本実施の形態６における撮像装置において、撮像補助装置１の構成を説明する。図１５は、本実施の形態６における撮像装置において、撮像補助装置１の構成の一例を示す図である。本実施の形態６における撮像補助装置１は、焦点距離変換の機能を追加した構成である。図１５（ａ）（ｂ）において、θ１は撮像補助装置１へ入射する光束の集光角度であり、θ２は撮像補助装置１から出射する光束の集光角度である。 The configuration of the imaging assisting apparatus 1 in the imaging apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the configuration of the imaging assisting apparatus 1 in the imaging apparatus according to the sixth embodiment. The imaging assisting apparatus 1 according to the sixth embodiment has a configuration in which a function of focal length conversion is added. 15A and 15B, θ1 is a condensing angle of the light beam incident on the imaging auxiliary device 1, and θ2 is a condensing angle of the light beam emitted from the imaging auxiliary device 1.
　前記実施の形態２では、撮像補助装置１は焦点距離変換の機能を有していないので、θ１＝θ２となる設計が望ましい。本実施の形態６において、図１５（ａ）は、θ１＞θ２となる構成例を示しており、この場合には撮像装置の焦点距離は長い側に変換される。一方、図１５（ｂ）は、θ１＜θ２となる構成例を示しており、この場合には撮像装置の焦点距離は短い側に変換される。また、前側レンズ群１１および後側レンズ群１４を複数のレンズ群で構成し、その内のいくつかのレンズ群が光軸方向に可動な構成にすることにより、θ２の大きさを可変にすることができる。この場合には、θ１とθ２との比が可変となるので、撮像装置の焦点距離が可変となる。
　＜実施の形態６の効果＞ In the second embodiment, since the imaging assisting apparatus 1 does not have a focal length conversion function, it is desirable that θ1 = θ2. In Embodiment 6, FIG. 15A shows a configuration example in which θ1> θ2, and in this case, the focal length of the imaging device is converted to the longer side. On the other hand, FIG. 15B shows a configuration example in which θ1 <θ2, and in this case, the focal length of the imaging device is converted to the short side. Further, the front lens group 11 and the rear lens group 14 are constituted by a plurality of lens groups, and some of the lens groups are movable in the optical axis direction, whereby the magnitude of θ2 is made variable. be able to. In this case, since the ratio between θ1 and θ2 is variable, the focal length of the imaging device is variable.
<Effect of Embodiment 6>
　本実施の形態６は、前記実施の形態２において、撮像補助装置１に焦点距離変換の機能を追加した撮像装置に適用できる。よって、本実施の形態６によれば、前記実施の形態２の効果に、焦点距離変換の効果を追加することができる。これにより、焦点距離変換レンズを別途設けるよりも、コンパクトで低コストの撮像装置を実現できる。より詳細に、本実施の形態６によれば、前記実施の形態５と同様に、焦点距離変換機能を実現することができ、さらに、変換後の焦点距離を可変とすることができる。 The sixth embodiment can be applied to the imaging apparatus in which the focal length conversion function is added to the imaging auxiliary apparatus 1 in the second embodiment. Therefore, according to the sixth embodiment, the effect of focal length conversion can be added to the effect of the second embodiment. Thereby, it is possible to realize a compact and low-cost imaging device as compared to separately providing a focal length conversion lens. More specifically, according to the sixth embodiment, the focal length conversion function can be realized as in the fifth embodiment, and the converted focal length can be made variable.
　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
　また、上記実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Further, the above embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the described configurations. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
　また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
　［付記］ In addition, each of the above-described configurations may be configured such that some or all of them are configured by hardware, or are implemented by executing a program by a processor. Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
[Appendix]
　本発明は、特許請求の範囲に記載の特徴の他、以下の特徴も含んでいる。（１）撮像補助装置は、入射側の光束径と出射側の光束径とが異なる。（２）撮像補助装置は、入射側の光束径と出射側の光束径との比が可変である。（３）撮像補助装置は、入射側の集光角度と出射側の集光角度とが異なる。（４）撮像補助装置は、入射側の集光角度と出射側の集光角度との比が可変である。（５）撮像補助装置は、位相変調素子の制御信号に対する移動量の感度の情報を外部に伝達する機能を有する。（６）撮像装置は、位相変調素子の制御信号に対する移動量の感度の情報を予め記憶している。（７）撮像装置は、位相変調素子の制御信号に対する移動量の感度の情報を取得する制御部を有する。（８）撮像装置は、マスターレンズの状態の情報、位相変調素子の位置の情報、位相変調素子の制御信号に対する移動量の感度の情報に基づき、位相変調素子の位置を制御する制御部を有する。 The present invention includes the following features in addition to the features described in the claims. (1) In the imaging auxiliary device, the light beam diameter on the incident side and the light beam diameter on the output side are different. (2) In the imaging assisting device, the ratio of the light flux diameter on the incident side and the light flux diameter on the output side is variable. (3) In the imaging auxiliary device, the condensing angle on the incident side and the condensing angle on the exit side are different. (4) In the imaging auxiliary device, the ratio between the condensing angle on the incident side and the condensing angle on the exit side is variable. (5) The imaging auxiliary device has a function of transmitting information on the sensitivity of the movement amount with respect to the control signal of the phase modulation element to the outside. (6) The imaging apparatus stores in advance information on the sensitivity of the movement amount with respect to the control signal of the phase modulation element. (7) The imaging apparatus includes a control unit that acquires information on the sensitivity of the movement amount with respect to the control signal of the phase modulation element. (8) The imaging apparatus includes a control unit that controls the position of the phase modulation element based on the information on the state of the master lens, the information on the position of the phase modulation element, and the information on the sensitivity of the movement amount with respect to the control signal of the phase modulation element. .
１…撮像補助装置、２…マスターレンズ、３…撮像素子、４…撮像装置本体、５…ソフトウエア、１０…補助制御部、１１…前側レンズ群、１２…位相変調素子、１３…フィールドレンズ、１４…後側レンズ群、１５…対応表、２１…前側レンズ群、２２…絞り、２３…後側レンズ群、４０…制御部、４１…信号処理部、４２…画像生成部、４３…補正用変数格納部、４４…出力部、４５…画像認識部、５１…モータ、５２…出力軸、５３…位相変調素子ホルダ、５４…ラック、５５ａ、５５ｂ…摺動軸、１００、１０１…撮像装置、１１０…携帯電話。
 
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging auxiliary device, 2 ... Master lens, 3 ... Imaging device, 4 ... Imaging device main body, 5 ... Software, 10 ... Auxiliary control part, 11 ... Front side lens group, 12 ... Phase modulation element, 13 ... Field lens, 14 ... rear lens group, 15 ... correspondence table, 21 ... front lens group, 22 ... aperture, 23 ... rear lens group, 40 ... control unit, 41 ... signal processing unit, 42 ... image generation unit, 43 ... for correction Variable storage unit 44 ... output unit 45 ... image recognition unit 51 ... motor 52 ... output shaft 53 ... phase modulation element holder 54 ... rack 55a, 55b ... sliding shaft 100, 101 ... imaging device, 110: Mobile phone.

Claims (20)

  1. 　マスターレンズおよび撮像素子を有する撮像装置に取り付け可能な撮像補助装置であって、
    　複数のレンズ群および位相変調素子を有し、
    　前記位相変調素子は、前記撮像補助装置および前記マスターレンズにより前記撮像素子上に形成される点像の光軸方向の変化を、該位相変調素子が無い場合よりも小さくし、かつ、前記光軸方向に可動である、撮像補助装置。     An imaging auxiliary device that can be attached to an imaging device having a master lens and an imaging element,
    A plurality of lens groups and a phase modulation element;
    The phase modulation element has a smaller change in the optical axis direction of a point image formed on the image pickup element by the imaging auxiliary device and the master lens than when there is no phase modulation element, and the optical axis An imaging auxiliary device that is movable in the direction.
  2. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、前記マスターレンズよりも被写体側に取り付け可能である、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging auxiliary device can be attached to the subject side of the master lens.
  3. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、前記マスターレンズと前記撮像素子との間に取り付け可能である、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging auxiliary device can be attached between the master lens and the imaging element.
  4. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、前記マスターレンズの焦点距離を変換する機能を有する、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging auxiliary device is an imaging auxiliary device having a function of converting a focal length of the master lens.
  5. 　請求項４に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、変換後の焦点距離が可変である、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 4,
    The imaging assistance device is an imaging assistance device in which a focal length after conversion is variable.
  6. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記位相変調素子は、三次関数の成分を有する面形状である、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging assisting device, wherein the phase modulation element has a surface shape having a cubic function component.
  7. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記位相変調素子は、輪帯構造からなる面形状である、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging assisting device, wherein the phase modulation element has a surface shape having an annular structure.
  8. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、前記位相変調素子による位相変調の情報を外部に伝達する機能を有する、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging assisting device has a function of transmitting information on phase modulation by the phase modulation element to the outside.
  9. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、前記位相変調素子の位置の情報を外部に伝達する機能を有する、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging auxiliary device has a function of transmitting information on the position of the phase modulation element to the outside.
  10. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、前記マスターレンズの状態の情報を取得する制御部を有する、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging assisting device is an imaging assisting device having a control unit that acquires information on a state of the master lens.
  11. 　請求項１に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、前記マスターレンズの状態に対応する前記位相変調素子の最適位置を予め記憶している、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 1,
    The imaging auxiliary apparatus is an imaging auxiliary apparatus that stores in advance an optimum position of the phase modulation element corresponding to the state of the master lens.
  12. 　請求項１０に記載の撮像補助装置であって、
    　前記撮像補助装置は、外部からの情報に基づき、前記位相変調素子の位置を制御する前記制御部を有する、撮像補助装置。     The imaging auxiliary device according to claim 10,
    The imaging auxiliary device includes the control unit that controls the position of the phase modulation element based on information from the outside.
  13. 　マスターレンズおよび撮像素子を有する撮像装置であって、
    　撮像補助装置が取り付け可能であり、
    　前記撮像補助装置は、複数のレンズ群および位相変調素子を有し、
    　前記位相変調素子は、前記撮像補助装置および前記マスターレンズにより前記撮像素子上に形成される点像の光軸方向の変化を、該位相変調素子が無い場合よりも小さくし、かつ、前記光軸方向に可動である、撮像装置。     An imaging device having a master lens and an imaging device,
    An imaging auxiliary device can be attached,
    The imaging auxiliary device has a plurality of lens groups and a phase modulation element,
    The phase modulation element has a smaller change in the optical axis direction of a point image formed on the image pickup element by the imaging auxiliary device and the master lens than when there is no phase modulation element, and the optical axis An imaging device that is movable in the direction.
  14. 　請求項１３に記載の撮像装置であって、
    　前記撮像装置は、前記位相変調素子の位置を制御する制御部を有する、撮像装置。     The imaging device according to claim 13,
    The image pickup apparatus includes a control unit that controls a position of the phase modulation element.
  15. 　請求項１３に記載の撮像装置であって、
    　前記撮像装置は、変調中間画像内あるいは再生画像内の位置の異なる点像の形状を認識して比較する画像認識部を有する、撮像装置。     The imaging device according to claim 13,
    The imaging apparatus includes an image recognition unit that recognizes and compares the shapes of point images having different positions in a modulated intermediate image or a reproduced image.
  16. 　請求項１３に記載の撮像装置であって、
    　前記撮像装置は、前記撮像補助装置からの情報を取得する制御部を有する、撮像装置。     The imaging device according to claim 13,
    The imaging apparatus includes an controller that acquires information from the imaging auxiliary apparatus.
  17. 　請求項１３に記載の撮像装置であって、
    　前記撮像装置は、前記マスターレンズの状態の情報を前記撮像補助装置に伝達する制御部を有する、撮像装置。     The imaging device according to claim 13,
    The image pickup apparatus includes a control unit that transmits information on a state of the master lens to the image pickup auxiliary device.
  18. 　請求項１３に記載の撮像装置であって、
    　前記撮像装置は、前記マスターレンズの状態に対応する前記位相変調素子の最適位置を予め記憶している、撮像装置。     The imaging device according to claim 13,
    The imaging apparatus stores in advance an optimum position of the phase modulation element corresponding to the state of the master lens.
  19. 　請求項１３に記載の撮像装置であって、
    　前記撮像装置は、取得した変調中間画像に対し、補正処理を施して再生画像を生成する画像生成部を有する、撮像装置。     The imaging device according to claim 13,
    The imaging apparatus includes an image generation unit that performs a correction process on the acquired modulated intermediate image to generate a reproduced image.
  20. 　請求項１９に記載の撮像装置であって、
    　前記撮像装置は、前記マスターレンズの状態の情報と前記位相変調素子による位相変調の情報とに基づき、補正用変数を決定する制御部を有する、撮像装置。
     
          The imaging device according to claim 19,
    The imaging apparatus includes a control unit that determines a correction variable based on information on a state of the master lens and information on phase modulation by the phase modulation element.

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