JP2003018437A

JP2003018437A - 画像撮像装置

Info

Publication number: JP2003018437A
Application number: JP2001205039A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ono; 修司小野
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】画像撮像装置において、撮像可能な用途範囲
を拡大する。【解決手段】撮像ユニット２０は、独立した２つ撮像
光学系２１ａ，２１ｂを有する撮像光学部２１と、２つ
の撮像光学系からの光を各別に受光し、被写体の画像を
各別に撮像して撮像信号を出力する２つの撮像デバイス
３０ａ，３０ｂを有する撮像デバイス部３０とを備え
る。２つの撮像光学系２１ａ，２１ｂは、異なる焦点距
離を有する。たとえば、第１撮像光学系２１ａはズーム
レンズを有しない固定焦点レンズ、第２撮像光学系２１
ｂはズームレンズ２２０ｂを有する可変焦点距離のレン
ズである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体の画像を撮
像する画像撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被写体の画像を撮像する画像撮像装置の
一例として、撮像された画像をビデオテープなどの磁気
記憶媒体に記憶させるビデオムービーや、撮像された画
像をデジタルデータに変換して、半導体メモリなどの記
憶媒体に保存するデジタルカメラなどが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像撮
像装置では、撮像可能な用途範囲が、撮像光学系や撮像
デバイスなどから構成される撮像系の性能によって制限
されるため、１つの装置だけでは、多様な撮影用途に応
えることが難しい。

【０００４】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる画像撮像装置を提供することを目的とする。
この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴
の組合せにより達成される。また従属項は本発明のさら
なる有利な具体例を規定する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
の形態に係る画像撮像装置は、被写体の画像を撮像する
画像撮像装置であって、独立した複数の撮像光学系と、
複数の撮像光学系からの光を各別に受光し、被写体の画
像を各別に撮像して撮像信号を出力する複数の撮像デバ
イスとを備え、複数の撮像光学系は、それぞれ異なる種
類の光学系を有する。

【０００６】本発明の画像撮像装置においては、複数の
撮像デバイスにより得られる撮像信号のいずれか一方を
選択する選択部をさらに備えてもよい。

【０００７】本発明の画像撮像装置は、選択部により選
択された撮像信号に対して、予め定められた画像処理を
施して出力する撮像信号処理部、あるいは、複数の撮像
デバイスにより得られる各撮像信号に対して、予め定め
られたそれぞれ異なる画像処理を施して選択部に出力す
る撮像信号処理部をさらに備えてもよい。

【０００８】本発明の画像撮像装置は、複数の撮像デバ
イスにより得られる撮像信号のいずれか一方であって、
撮像信号処理部により画像処理が施された処理済の撮像
信号を予め定められた記憶媒体に記憶させる記憶制御部
をさらに備えてもよい。

【０００９】本発明の画像撮像装置においては、複数の
撮像光学系は、異なる種類の光学系として、異なる焦点
距離を有していてもよい。

【００１０】この場合、複数の撮像光学系は、異なる種
類の光学系として、異なる単一の焦点距離を有する固定
焦点レンズで構成されていてもよい。

【００１１】あるいは、複数の撮像光学系は、異なる種
類の光学系として、単一の焦点距離を有する第１の撮像
光学系と、ズームレンズで構成されている第２の撮像光
学系とを有していてもよい。この場合、第１の撮像光学
系の焦点距離は、第２の撮像光学系のズームレンズが担
う焦点距離の範囲外にあってもよい。

【００１２】また、複数の撮像光学系は、異なる種類の
光学系として、異なる種類のズームレンズで構成されて
いてもよい。この場合、異なる種類のズームレンズは、
それぞれが担う焦点距離の範囲の一部が共通していても
よいし、あるいは、それぞれが担う焦点距離の範囲が互
いに異なっていてもよい。

【００１３】本発明の画像撮像装置においては、複数の
撮像光学系は、異なる種類の光学系として、異なる波長
通過特性を有していてもよい。この場合、複数の撮像光
学系は、不可視光領域での波長透過率が複数の撮像光学
系のうちの一方よりも他方の方が高いとよい。この場
合、可視光領域での波長透過率が、前記他方よりも前記
一方の方が高いとより好ましい。さらにこの場合、不可
視光領域は赤外光領域であるとよい。

【００１４】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションもまた発明となり得る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説
明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必
須であるとは限らない。

【００１６】図１は、本発明の画像撮像装置の一例とし
てのデジタルカメラ１０の外観図である。デジタルカメ
ラ１０には、デジタルスチルカメラや静止画像を撮影で
きるデジタルビデオカメラなどが含まれる。デジタルカ
メラ１０は、筐体の撮像面側に２つの撮影レンズ２２
ａ，２２ｂ（纏めて撮影レンズ２２という）と、ファイ
ンダ部３４と、ストロボ３６とを有する。またデジタル
カメラ１０は、筐体の上面にレリーズスイッチ１１４を
有する。

【００１７】図２は、デジタルカメラ１０のブロック図
である。デジタルカメラ１０は、主に撮像ユニット２
０、撮像制御ユニット４０、処理ユニット６０、画像表
示部の一例である表示ユニット１００、および操作ユニ
ット１１０を含む。

【００１８】撮像ユニット２０は、撮影および結像に関
する機構部材および電気部材を含む。撮像ユニット２０
はまず、被写体画像を取り込む独立した複数の撮像光学
系を含む撮像光学部２１と、各撮像光学系からの光を各
別に受光し、被写体画像を各別に撮像する複数の撮像デ
バイスを有する撮像デバイス部３０を備える。撮像デバ
イスは、たとえば固体撮像素子の一例であるＣＣＤであ
る。本実施形態では、撮像光学部２１はそれぞれ異なる
種類の２つの撮像光学系を有し、撮像デバイス部３０は
前記撮像光学部２１に対応して２つの撮像デバイスを有
する。

【００１９】また撮像ユニット２０は、各撮像デバイス
により得られる撮像信号のいずれか一方を選択する選択
部３１と、選択部３１により選択された撮像信号に対し
て、予め定められた画像処理を施して処理済撮像信号を
処理ユニット６０に出力する撮像信号処理部３２と、フ
ァインダ部３４と、ストロボ３６とを備える。

【００２０】撮像制御ユニット４０は、ズーム駆動部４
２、フォーカス駆動部４４、絞り駆動部４６、シャッタ
駆動部４８、それらを制御する撮像系ＣＰＵ５０、測距
センサ５２、および測光センサ５４を有する。ズーム駆
動部４２などの駆動部は、それぞれステッピングモータ
などの駆動手段を有する。後述のレリーズスイッチ（シ
ャッタスイッチ）１１４の押下に応じ、測距センサ５２
は被写体までの距離を測定し、測光センサ５４は被写体
輝度を測定する。測定された距離のデータ（以下測距デ
ータという）および被写体輝度のデータ（以下測光デー
タという）は撮像系ＣＰＵ５０へ送られる。撮像系ＣＰ
Ｕ５０は、ユーザ（操作者）から指示されたズーム倍率
などの撮影情報に基づき、ズーム駆動部４２を制御信号
Ｃ１で制御して後述するズームレンズ２２０ａ，２２０
ｂのズーム倍率の調整を行なうとともに、フォーカス駆
動部４４を制御信号Ｃ２で制御して後述するフォーカス
レンズ２２２ａ，２２２ｂによるピントの調整を行な
う。撮像系ＣＰＵ５０は、視差画像を撮像するなどのた
めに、ズーム駆動部４２を制御して各レンズの位置を移
動させてもよい。

【００２１】撮像系ＣＰＵ５０は、１画像フレームのＲ
ＧＢのデジタル信号積算値、すなわちＡＥ情報に基づい
て絞り値とシャッタ速度を決定する。決定された値にし
たがい、絞り駆動部４６が制御信号Ｃ３で絞り機構を制
御して絞り量の調整をするとともに、シャッタ駆動部４
８が制御信号Ｃ４でシャッタの開閉を行なう。

【００２２】撮像系ＣＰＵ５０はまた、測光データに基
づいてストロボ３６の発光を制御し、同時に絞り量を調
整する。ユーザが映像の取込みを指示したとき、撮像デ
バイスが電荷蓄積を開始し、測光データから計算された
シャッタ時間の経過後、蓄積電荷が撮像信号処理部３２
へ出力される。

【００２３】処理ユニット６０は、デジタルカメラ１０
全体、とくに処理ユニット６０自身を制御するとともに
本発明の記憶制御部としても機能するメインＣＰＵ６２
と、これによって制御されるメモリ制御部６４、ＹＣ処
理部７０、オプション装置制御部７４、圧縮伸張処理部
７８、通信Ｉ／Ｆ部８０、およびクロック発生器８８を
有する。本実施形態においては、オプション装置７６の
一種として、画像を記憶する記憶媒体（画像メモリ）の
一例であるメモリカード７７が装着される。

【００２４】メインＣＰＵ６２は、シリアル通信などに
より、撮像系ＣＰＵ５０との間で必要な情報をやりとり
する。メインＣＰＵ６２の動作クロックは、クロック発
生器８８から与えられる。クロック発生器８８は、撮像
系ＣＰＵ５０、表示ユニット１００に対してもそれぞれ
異なる周波数のクロックを提供する。

【００２５】メインＣＰＵ６２には、キャラクタ生成部
８４とタイマ８６とが併設されている。タイマ８６は電
池でバックアップされ、つねに日時をカウントしてい
る。このカウント値から撮影日時に関する情報、その他
の時刻情報がメインＣＰＵ６２に与えられる。キャラク
タ生成部８４は、撮影日時、タイトルなどの文字情報を
発生し、この文字情報が適宜撮影画像に合成される。

【００２６】メモリ制御部６４は、不揮発性メモリ６６
とメインメモリ６８を制御する。不揮発性メモリ６６
は、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去およびプログラム可能な
ＲＯＭ）やＦＬＡＳＨメモリなどで構成され、ユーザに
よる設定情報や出荷時の調整値など、デジタルカメラ１
０の電源がオフの間も保持すべきデータが格納されてい
る。不揮発性メモリ６６には、場合によりメインＣＰＵ
６２のブートプログラムやシステムプログラムなどが格
納されてもよい。一方、メインメモリ６８は一般にＤＲ
ＡＭのように比較的安価で容量の大きなメモリで構成さ
れる。メインメモリ６８は、撮像ユニット２０から出力
されたデータを格納するフレームメモリとしての機能、
各種プログラムをロードするシステムメモリとしての機
能、その他ワークエリアとしての機能をもつ。不揮発性
メモリ６６とメインメモリ６８は、処理ユニット６０内
外の各部とメインバス８２を介してデータのやりとりを
行なう。

【００２７】ＹＣ処理部７０は、デジタル画像データに
ＹＣ変換を施し、輝度信号Ｙと色差（クロマ）信号Ｂ−
Ｙ、Ｒ−Ｙを生成する。輝度信号と色差信号はメモリ制
御部６４によってメインメモリ６８に一旦格納される。
圧縮伸張処理部７８はメインメモリ６８から順次輝度信
号と色差信号を読み出して圧縮する。こうして圧縮され
た被写体画像のデータ（以下圧縮データという）は、オ
プション装置制御部７４を介してオプション装置７６の
一種として装着されたメモリカード７７の所定の記憶領
域に記憶される（書き込まれる）。

【００２８】処理ユニット６０はさらにエンコーダ７２
をもつ。エンコーダ７２は輝度信号と色差信号を入力
し、これらをビデオ信号（ＮＴＳＣやＰＡＬ信号）に変
換してビデオ出力端子９０から出力する。オプション装
置７６に記録されたデータからビデオ信号を生成する場
合、そのデータはまずオプション装置制御部７４を介し
て圧縮伸張処理部７８へ与えられる。つづいて、圧縮伸
張処理部７８で必要な伸張処理が施されたデータはエン
コーダ７２によってビデオ信号へ変換される。

【００２９】オプション装置制御部７４は、オプション
装置７６に認められる信号仕様およびメインバス８２の
バス仕様にしたがい、メインバス８２とオプション装置
７６の間で必要な信号の生成、論理変換、または電圧変
換などを行なう。デジタルカメラ１０は、オプション装
置７６として前述のメモリカード７７のほかに、たとえ
ばＰＣＭＣＩＡ準拠の標準的なＩ／Ｏカードをサポート
してもよい。その場合、オプション装置制御部７４は、
ＰＣＭＣＩＡ用バス制御ＬＳＩなどで構成してもよい。

【００３０】通信Ｉ／Ｆ部８０は、デジタルカメラ１０
がサポートする通信仕様、たとえばＵＳＢ、ＲＳ−２３
２Ｃ、イーサネット（登録商標）、ブルートゥース（Bl
uetooth ）、ＩｒＤＡなどの仕様に応じたプロトコル変
換などの制御を行なう。通信Ｉ／Ｆ部８０は、必要に応
じてドライバＩＣを含み、ネットワークを含む外部機器
とコネクタ９２を介して通信する。そうした標準的な仕
様のほかに、たとえばプリンタ、カラオケ機、ゲーム機
などの外部機器との間で独自のＩ／Ｆによるデータ授受
を行なう構成としてもよい。

【００３１】表示ユニット１００は、表示デバイスの一
例であるＬＣＤモニタ１０２と、ＬＣＤパネル１０４と
を有する。それらはＬＣＤドライバであるモニタドライ
バ１０６、パネルドライバ１０８によってそれぞれ制御
される。ＬＣＤモニタ１０２は、たとえば２インチ程度
の大きさでカメラ背面に設けられ、現在の撮影や再生の
モード、撮影や再生のズーム倍率、電池残量、日時、モ
ード設定のための画面、被写体画像などを表示する。Ｌ
ＣＤパネル１０４はたとえば小さな白黒ＬＣＤでカメラ
上面に設けられ、画質（ＦＩＮＥ／ＮＯＲＭＡＬ／ＢＡ
ＳＩＣなど）、ストロボ発光／発光禁止、標準撮影可能
枚数、画素数、電池容量などの情報を簡易的に表示す
る。

【００３２】操作ユニット１１０は、ユーザがデジタル
カメラ１０の動作やそのモードなどを設定または指示す
るために必要な機構および電気部材を含む。パワースイ
ッチ１１２は、デジタルカメラ１０のメイン電源のオン
オフを決める。

【００３３】切替スイッチ１１３は、撮像ユニット２０
の各撮像デバイスにより得られる撮像信号のいずれか一
方を選択部３１に選択させるための指令をユーザから受
け付ける。切替スイッチ１１３が受け付けた指令は、撮
像系ＣＰＵ５０に入力される。

【００３４】レリーズスイッチ１１４は、半押しと全押
しの二段階押し込み構造になっている。メインＣＰＵ６
２は、たとえば操作者によるレリーズスイッチ１１４へ
の接触または半押し（シャッター半押し）を、撮影の前
処理の操作であると判断する一方、操作者による全押し
（シャッター全押し）を、撮影の実行処理の操作である
と判断する。一例として、半押しでＡＦおよびＡＥがロ
ックし、全押しで撮影画像の取込みが行なわれ、必要な
信号処理、データ圧縮などの後、メインメモリ６８、オ
プション装置７６などに記録される。操作ユニット１１
０はこれらのスイッチの他、回転式のモードダイヤルや
十字キーなどによる設定を受け付けてもよく、それらは
図２において機能設定部１１６と総称されている。操作
ユニット１１０で指定できる動作または機能の例とし
て、「ファイルフォーマット」、「特殊効果」、「印
画」、「決定／保存」、「表示切換」などがある。ズー
ムスイッチ１１８は、ズーム倍率を決める。

【００３５】図３は、撮像光学部２１における、２つの
撮像光学系の種類の組合せの一例を示す。撮像光学部２
１は、異なる種類の光学系として、異なる焦点距離の組
合せの光学系を有していてもよい。

【００３６】たとえば、撮像光学部２１は、それぞれが
担う焦点距離の範囲が異なる２つのズームレンズの組合
せ（態様１）、ズームレンズと固定焦点レンズとの組合
せ（態様２）、あるいは、それぞれが担う焦点距離が異
なる２つの固定焦点（単焦点）レンズの組合せ（態様
３）などの光学系を有する。

【００３７】図４は、撮像光学部２１として、図３に示
す態様１を採用する場合において、２つのズームレンズ
が担う焦点距離の範囲の組合せの一例を示す。たとえ
ば、撮像光学部２１は、焦点距離が１７ｍｍ〜３８ｍｍ
の広角ズームと焦点距離が３５ｍｍ〜７０ｍｍの標準ズ
ームの組合せ（態様Ａ）、焦点距離が６５ｍｍ〜１３０
ｍｍの望遠ズームと焦点距離が３５ｍｍ〜７０ｍｍの標
準ズームの組合せ（態様Ｂ）、あるいは、焦点距離が１
７ｍｍ〜３８ｍｍの広角ズームと焦点距離が６５ｍｍ〜
１３０ｍｍの望遠ズームの組合せ（態様Ｃ）などの光学
系を有する。

【００３８】図５は、撮像光学部２１として、図３に示
す態様２を採用する場合において、固定焦点レンズの焦
点距離と、ズームレンズが担う焦点距離の範囲の組合せ
の一例を示す。たとえば、撮像光学部２１は、焦点距離
が１７ｍｍ〜３８ｍｍの広角ズームと焦点距離が５０ｍ
ｍの標準レンズの組合せ、すなわち固定焦点レンズの焦
点距離がズームレンズの焦点距離範囲の外、あるいは焦
点距離が３５ｍｍ〜７０ｍｍの標準ズームと焦点距離が
５０ｍｍの標準レンズの組合せ、すなわち固定焦点レン
ズの焦点距離がズームレンズの焦点距離範囲の内などで
ある。

【００３９】図６は、撮像光学部２１における、２つの
撮像光学系の種類の組合せの他の例を示す。この撮像光
学部２１は、異なる種類の光学系として、それぞれ異な
る波長通過特性を有する光学系を備える。

【００４０】たとえば、撮像光学部２１は、不可視光領
域での波長透過率が、第１撮像光学系よりも第２撮像光
学系の方が高い（態様１）。より具体的には、赤外光領
域での波長透過率が、第１撮像光学系よりも第２撮像光
学系の方が高い。また、撮像光学部２１は、可視光領域
での波長透過率が、第２撮像光学系よりも第１撮像光学
系の方が高くてもよい（態様２）。また撮像光学部２１
は、態様１と態様２とを組合せたものであってもよい。

【００４１】図７は、第１実施形態によるデジタルカメ
ラ１０の撮像ユニット２０の詳細を示す。撮像光学部２
１は、第１撮像光学系２１ａと第２撮像光学系２１ｂと
を有する。撮像デバイス部３０は、第１撮像光学系２１
ａからのＬ１ａを受光する第１ＣＣＤ３０ａと、第２撮
像光学系２１ｂからのＬ１ｂを受光する第２ＣＣＤ３０
ｂとを有する。本実施形態においては、第１ＣＣＤ３０
ａと第２ＣＣＤ３０ｂとは、色分離フィルタを有する同
一タイプのカラー撮像用のＣＣＤ（電荷転送型の撮像デ
バイス）である。同一タイプとは、光入力の許容範囲や
分光感度特性などの受光特性（受光感度特性）が略同じ
で、かつ、各ＣＣＤを構成する受光素子の受光領域の形
状や配列、色分離フィルタの配列、受光素子の配列ピッ
チや総画素数が、それぞれ略同一であることを意味す
る。これにより、いずれのＣＣＤも、ほぼ同一の撮像特
性を呈する。

【００４２】各撮像光学系２１ａ，２１ｂは、それぞれ
異なる種類のズームレンズで構成されている。すなわ
ち、各撮像光学系２１ａ，２１ｂは、図３に示した態様
１に該当する。ズームレンズは、ピント位置を変えるこ
となく、焦点距離や画像の倍率を実質的に連続的に変え
ることができる。

【００４３】たとえば第１撮像光学系２１ａは、ズーム
レンズ２２０ａおよびフォーカスレンズ２２２ａを有す
る撮影レンズ２２ａと、絞り２４ａと、シャッタ２６ａ
と、ハーフミラー２７ａと、光学ＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）２８ａとを有する。光学ＬＰＦ２８ａは、ＣＣＤ
３０ａを構成する受光素子の配列ピッチ（画素ピッチ）
あるいは色分離フィルタのピッチ間隔の空間周波数より
も高い空間周波数成分により生じ得る偽信号（あるいは
偽色信号）の発生を防止するためのものである。図示し
ていないが、第１撮像光学系２１ａは、光路上の光学Ｌ
ＰＦ２８ａの近傍に、可視光領域の波長透過率が高くか
つ不可視光領域の一例である赤外光領域の波長透過率が
低く、赤外光をカットするＩＲカットフィルタ（ＩＲ）
を有する。この構成により、第１撮像光学系２１ａで取
り込まれた被写体像が第１ＣＣＤ３０ａの受光面上に結
像する。結像した被写体像の光量に応じ、第１ＣＣＤ３
０ａの図示しない各センサエレメントに電荷が蓄積され
る（この電荷が蓄積電荷である）。蓄積電荷は、リード
ゲートパルスによって、図示しないシフトレジスタに読
み出され、レジスタ転送パルスによってアナログの電圧
信号として順次読み出される。第１ＣＣＤ３０ａから出
力されたアナログの電圧信号は選択部３１に入力され
る。

【００４４】デジタルカメラ１０は一般に電子シャッタ
機能を有するので、シャッタ２６ａのような機械式シャ
ッタは必須ではない。電子シャッタ機能を実現するため
に、第１ＣＣＤ３０ａにシャッタゲートを介してシャッ
タドレインが設けられる。シャッタゲートを駆動すると
蓄積電荷がシャッタドレインに掃き出される。シャッタ
ゲートの制御により、各センサエレメントに電荷を蓄積
するための時間、すなわちシャッタ速度が制御できる。

【００４５】第２撮像光学系２１ｂも、上記第１撮像光
学系２１ａと同様に、ズームレンズ２２０ｂおよびフォ
ーカスレンズ２２２ｂを有する撮影レンズ２２ｂと、絞
り２４ｂと、シャッタ２６ｂと、ハーフミラー２７ｂ
と、光学ＬＰＦ２８ｂとを有する。図示していないが、
第２撮像光学系２１ｂは、第１撮像光学系２１ａと同様
に、光路上の光学ＬＰＦ２８ｂの近傍にＩＲカットフィ
ルタを有する。この構成により、第２撮像光学系２１ｂ
で取り込まれた被写体像が第２ＣＣＤ３０ｂの受光面上
に結像し、第２ＣＣＤ３０ｂから出力されたアナログの
電圧信号は選択部３１に入力される。なお、各ＣＣＤか
ら出力される２系統の電圧信号のキャリブレーションを
とっておくことが好ましい。

【００４６】選択部３１は、切替スイッチ１１３が受け
付けたユーザ指令に基づいて撮像系ＣＰＵ５０により制
御されることで、各ＣＣＤ３０ａ，３０ｂにより得られ
る撮像信号のいずれか一方を選択し、選択した撮像信号
を撮像信号処理部３２に入力する。

【００４７】入力された撮像信号は、撮像信号処理部３
２でＲ，Ｇ，Ｂの各成分に色分解され、まずホワイトバ
ランスが調整される。つづいて撮像信号処理部３２は、
ガンマ補正を行ない、必要なタイミングでＲ，Ｇ，Ｂの
各信号を順次Ａ／Ｄ変換し、その結果得られたデジタル
の画像データ（以下デジタル画像データという）を処理
ユニット６０のメインバス８２へ出力する。

【００４８】撮像ユニット２０はさらに、ファインダ３
４ａを有するファインダ部３４とストロボ３６とを有す
る。ファインダ部３４は、光学切替部３５０と、光学切
替部３５０を通過した光をファインダ３４ａに入力させ
るミラー３５２を有する。光学切替部３５０は、第１撮
像光学系２１ａのハーフミラー２７ａにより反射された
被写体像の一部を担う参照光Ｌ２ａと第２撮像光学系２
１ｂのハーフミラー２７ｂにより反射された被写体像の
一部を担う参照光Ｌ２ｂのいずれか一方を、選択的に通
過させる。この選択は、撮像系ＣＰＵ５０からの指令に
基づいて、選択部３１における撮像信号の選択と連動し
て行なわれる。たとえば、選択部３１が第１ＣＣＤ３０
ａの撮像信号を選択するときには、光学切替部３５０
は、第１撮像光学系２１ａのハーフミラー２７ａにより
反射された参照光Ｌ２ａを通過させる。

【００４９】また、ファインダ部３４には図示しないＬ
ＣＤを内装してもよく、その場合、後述のメインＣＰＵ
６２などからの各種情報をファインダ３４内に表示でき
る。ストロボ３６は、図示しないコンデンサに蓄えられ
たエネルギが放電管３６ａに供給されたときそれが発光
することで機能する。

【００５０】以上の構成によるデジタルカメラ１０の主
な動作の一例は以下の通りである。まずデジタルカメラ
１０のパワースイッチ１１２がオンされるとメイン電源
が投入され、カメラ各部に電力が供給される。

【００５１】次にメインＣＰＵ６２は、機能設定部１１
６の状態を読み込むことで、デジタルカメラ１０が撮影
モードにあるか再生モードにあるかを判断する。デジタ
ルカメラ１０が撮影モードにあるとき、メインＣＰＵ６
２は、レリーズスイッチ１１４の半押し状態を監視す
る。メインＣＰＵ６２は、半押しの操作指令を取得した
とき、ユーザが画像の撮像指令のうちの前処理の指令を
発したと判断し、まず、測光センサ５４および測距セン
サ５２からそれぞれ測光データと測距データを得る。得
られたデータに基づいて撮像制御ユニット４０が動作
し、撮影レンズ２２のピント、絞りなどの調整が行なわ
れる。調整が完了すると、メインＣＰＵ６２は、「スタ
ンバイ」などの文字を重ねた被写体画像をＬＣＤモニタ
１０２に表示させ、デジタルカメラ１０が「スタンバ
イ」状態にある旨をユーザに伝える。これにより、ユー
ザは、「スタンバイ」状態であることだけでなく、被写
体画像を動画的に確認することができる。

【００５２】つづいてメインＣＰＵ６２は、レリーズス
イッチ１１４の全押し状態を監視する。メインＣＰＵ６
２は、レリーズスイッチ１１４の全押しの操作指令を取
得したとき、ユーザが画像の撮像指令のうちの実行処理
の指令を発したと判断する。すると、所定のシャッタ時
間をおいてシャッタが閉じられ、ＣＣＤの蓄積電荷が選
択部３１へ掃き出される。

【００５３】選択部３１は、撮像系ＣＰＵ５０により制
御されることで、各ＣＣＤ３０ａ，３０ｂにより得られ
る撮像信号のいずれか一方を選択し、選択した撮像信号
を撮像信号処理部３２に入力する。撮像信号処理部３２
による画像処理の結果生成されたデジタル画像データは
メインバス８２へ出力される。デジタル画像データは、
一旦メインメモリ６８へ格納され、この後ＹＣ処理部７
０と圧縮伸張処理部７８で処理を受ける。本発明の記憶
制御部として機能するメインＣＰＵ６２は、これらの処
理がされた画像データを、オプション装置制御部７４を
経由してメモリカード７７の所定の記憶領域に記憶（記
録）させる。メインＣＰＵ６２は、たとえば記録された
画像をフリーズされた状態でしばらくＬＣＤモニタ１０
２に表示させる。この場合、ユーザは撮影済の被写体画
像を確認することができる。以上で一連の撮影動作が完
了する。

【００５４】一方デジタルカメラ１０が再生モードの場
合、メインＣＰＵ６２は、メモリ制御部６４を介してメ
インメモリ６８から最後に撮影した画像を読み出し、こ
れを表示ユニット１００のＬＣＤモニタ１０２へ表示さ
せる。この状態でユーザが機能設定部１１６にて「順送
り」、「逆送り」を指示すると、メインＣＰＵ６２は、
オプション装置制御部７４を介して、現在表示されてい
る画像の前後に撮影された画像をメモリカード７７から
読み出し、ＬＣＤモニタ１０２に表示させる。

【００５５】ここで、２つのズームレンズ２２０ａ，２
２０ｂのそれぞれが担う焦点距離の範囲の関係として、
たとえば図４に示した態様Ａおよび態様Ｂのように、両
者の焦点距離範囲の一部が共通する場合、２つのズーム
レンズ２２０ａ，２２０ｂの撮像信号を切り替えて使用
することで、実質的にはズームの可変範囲を連続的に拡
大することができ、撮像可能な用途範囲が拡大する。

【００５６】また、たとえば図４に示した態様Ｃのよう
に、両者の焦点距離範囲に共通する部分がない、すなわ
ち、それぞれが担う焦点距離の範囲が互いに異なる場合
にも、遠景撮影時には望遠（テレ）側にする一方、ポー
トレイト撮影など比較的近距離の被写体を取り扱う近接
撮影時には広角（ワイド）側にするなど、撮影条件に応
じて広角側あるいは望遠側の撮像信号を使用するように
切り替えることができるから、撮像可能な用途範囲が拡
大し、撮影できる情報量が増す。

【００５７】また、撮像信号処理部３２や記憶媒体を共
用化することができるので、光学系の種類が異なる２系
統の撮像信号処理部などを独立に用意するよりも、部品
点数が低減し、またその分だけコストが低減する。ま
た、２系統の画像データのキャリブレーションは、２台
別々のデジタルカメラよりもはるかに容易である。

【００５８】さらにユーザは、光学系の種類が異なる２
台のデジタルカメラ１０を持ち歩く必要がなくなるの
で、便利である。

【００５９】図８は、第２実施形態によるデジタルカメ
ラ１０の撮像ユニット２０の詳細を示す。撮像光学部２
１の各撮像光学系２１ａ，２１ｂは、ズームレンズを有
しない固定焦点レンズで構成されており、それぞれ異な
る単一の焦点距離を有する。すなわち、各撮像光学系２
１ａ，２１ｂは、図３に示した態様３に該当する。

【００６０】ここで、２つの固定焦点レンズのそれぞれ
が担う焦点距離ｆが互いに異なり、一方が広角側（たと
えばｆ＝２８ｍｍ）で他方が望遠側（たとえばｆ＝３０
０ｍｍ）である場合、たとえば遠景撮影時には望遠側に
する一方、近接撮影時には広角側にするなど、撮影条件
に応じて広角側あるいは望遠側の撮像信号を使用するよ
うに切り替えることができるから、この第２実施形態に
おいても、撮像可能な用途範囲が拡大し、撮影できる情
報量が増す。

【００６１】また、この第２実施形態のデジタルカメラ
１０は、光学特性が異なる２系列の画像処理部などを独
立に用意するよりも部品点数やコストが低減するなど、
第１実施形態と同様の効果を有する。

【００６２】図９は、第３実施形態によるデジタルカメ
ラ１０の撮像ユニット２０の詳細を示す。撮像光学部２
１の第１撮像光学系２１ａは、第２実施形態と同様に、
ズームレンズを有しない固定焦点レンズであり、第２撮
像光学系２１ｂは、第１実施形態と同様に、ズームレン
ズ２２０ｂで構成されている。すなわち、各撮像光学系
２１ａ，２１ｂは、図３に示した態様２に該当する。

【００６３】たとえば、第１撮像光学系２１ａによる固
定焦点レンズの焦点距離は、図５に示したように、第２
撮像光学系２１ｂのズームレンズ２２０ｂが担う焦点距
離範囲の外にあってもよいし、内にあってもよい。

【００６４】この第３実施形態のデジタルカメラ１０に
おいても、撮影条件に応じて撮像光学系を切り替えるこ
とができるから、撮像可能な用途範囲が拡大し、また、
部品点数やコストが低減するなど、第１実施形態と同様
の効果を有する。

【００６５】図１０は、第４実施形態によるデジタルカ
メラ１０の外観図である。第４実施形態のデジタルカメ
ラ１０は、筐体の撮像面側に２つの撮影レンズ２２ａ，
２２ｂを有する。ファインダ部３４は、第１撮像光学系
２１ａの撮影レンズ２２ａにより取り込まれる被写体像
をユーザに確認させるための第１ファインダ３４ａと、
第２撮像光学系２１ｂの撮影レンズ２２ｂにより取り込
まれる被写体像をユーザに確認させるための第２ファイ
ンダ３４ｂとを有する。つまり、第１および第２の各撮
像光学系２１ａ，２１ｂごとに、専用のファインダを有
する点が上記第１実施形態と異なる。

【００６６】図１１は、第４実施形態によるデジタルカ
メラ１０の撮像ユニット２０の詳細を示す。撮像光学部
２１は、各撮像光学系２１ａ，２１ｂにより取り込まれ
た被写体像の一部を反射させるハーフミラーを有しない
点が、上記第１実施形態と異なる。また、ファインダ部
３４は、光学切替部やミラーを有しない点が、上記第１
実施形態と異なる。

【００６７】ファインダ単体の構造は簡単であるから、
撮像光学系の切替えに連動させてファインダに入力され
る参照光を切り替える構造を有しない分だけ、装置構造
が簡易になる。

【００６８】なお、第４実施形態による構成は、上記第
２あるいは第３の実施形態のデジタルカメラ１０にも適
用することができる。

【００６９】図１２は、第５実施形態によるデジタルカ
メラ１０の撮像ユニット２０の詳細を示す。撮像光学部
２１は、光路上の光学ＬＰＦ２８ａの後段にＩＲカット
フィルタ２９ａを有する第１撮像光学系２１ａと、ＩＲ
カットフィルタを有しない第２撮像光学系２１ｂとを備
える点が、上記第１実施形態と異なる。この構成によ
り、第１撮像光学系２１ａと第２撮像光学系２１ｂは、
それぞれ異なる波長通過特性を有する。すなわち、各撮
像光学系２１ａ，２１ｂは、図６に示した態様１に該当
する。第１ＣＣＤ３０ａと第２ＣＣＤ３０ｂとは同一の
タイプではあるが、第２撮像光学系２１ｂがＩＲカット
フィルタを有していない分だけ、第２撮像光学系２１ｂ
を経由したＬ１ｂを受光する第２ＣＣＤ３０ｂから出力
される赤外光に対する撮像信号の出力レベルが大きくな
る。

【００７０】そこで、この第５実施形態によるデジタル
カメラ１０においては、選択部３１は、可視光（通常
光）撮影を目的とするときには第１撮像光学系２１ａ側
である第１ＣＣＤ３０ａにより得られる撮像信号を選択
し、赤外光撮影を目的とするときには第２撮像光学系２
１ｂ側である第２ＣＣＤ３０ｂにより得られる撮像信号
を選択する。これにより、撮像デバイス自体は同じ撮像
特性を呈するものであっても、ユーザは、デジタルカメ
ラ１０を、可視光撮影用と赤外光撮影用とに簡易的に使
い分けることができ、撮像可能な用途範囲が拡大する。

【００７１】なお、可視光領域での分光感度は第２ＣＣ
Ｄ３０ｂよりも第１ＣＣＤ３０ａの方が高い一方、赤外
光領域での分光感度は第１ＣＣＤ３０ａよりも第２ＣＣ
Ｄ３０ｂの方が高い、すなわち第１ＣＣＤ３０ａは可視
光撮影用で第２ＣＣＤ３０ｂは赤外光撮影用の、それぞ
れ専用のＣＣＤであってもよい。

【００７２】図１３は、第６実施形態によるデジタルカ
メラ１０の撮像ユニット２０の詳細を示す。撮像信号処
理部３２と選択部３１との配置の順序を逆にしている点
が、上記第１実施形態と異なる。撮像信号処理部３２
は、第１ＣＣＤ３０ａからの撮像信号に対して予め定め
られた画像処理を施す第１撮像信号処理部３２ａと、第
２ＣＣＤ３０ｂからの撮像信号に対して予め定められた
画像処理を施す第２撮像信号処理部３２ｂとを有する。
第１撮像信号処理部３２ａと第２撮像信号処理部３２ｂ
とは、各撮像光学系２１ａ，２１ｂの種類に応じて、各
ＣＣＤから出力された撮像信号に対して、それぞれ異な
る画像処理を施す。各撮像信号処理部３２ａ，３２ｂか
ら出力される処理済の撮像信号は、撮像信号処理部３２
の後段に配された選択部３１に入力される。

【００７３】選択部３１は、切替スイッチ１１３が受け
付けたユーザ指令に基づいて撮像系ＣＰＵ５０により制
御されることで、各撮像信号処理部３２ａ，３２ｂから
出力される処理済の撮像信号のいずれか一方を選択し、
選択した撮像信号を処理ユニット６０のメインバス８２
へ出力する。

【００７４】撮像信号処理部３２と選択部３１との配置
の順序が逆ではあるが、この構成においても、上記第１
実施形態と同様の効果を得ることができる。また、撮像
信号処理部３２は独立の撮像信号処理部を有するので、
各撮像光学系の種類と各撮像デバイスの撮像特性の組合
せに応じて、それぞれ最も好ましい処理部を構成するこ
とができるから、設計の自由度が増す。たとえば、第１
ＣＣＤ３０ａと第２ＣＣＤ３０ｂとが同一タイプ（同一
撮像特性）の撮像デバイスでない場合、各撮像信号処理
部３２ａ，３２ｂはそれぞれ、各撮像デバイスに応じた
専用の信号処理回路を有していてもよい。

【００７５】なお、この第６実施形態は、第１実施形態
に限らず、上記第２〜第５の各実施形態に適用すること
もでき、それぞれ各実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００７６】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更ま
たは改良を加えることができる。その様な変更または改
良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ること
が、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【００７７】たとえば、上記各実施形態では、画像撮像
装置の一例として、静止画撮像用のデジタルカメラを例
に説明したが、本発明の画像撮像装置は、デジタルカメ
ラに限るものではなく、たとえば、動画撮像用のビデオ
ムービーであってもよい。また、撮像された画像を記憶
させる記憶制御部を有していなくてもよい。この場合、
撮像された画像は、たとえばビデオ出力端子から外部機
器へ出力される。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、撮影条
件に応じて撮像光学系を切り替えて使用することができ
るから、撮像可能な用途範囲が拡大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像撮像装置の一例としてのデジタルカメラの
外観図

【図２】デジタルカメラのブロック図

【図３】撮像光学部における、２つの撮像光学系の種類
の組合せの一例を示す図

【図４】２つのズームレンズが担う焦点距離の範囲の組
合せの一例を示す図

【図５】固定焦点レンズの焦点距離と、ズームレンズが
担う焦点距離の範囲の組合せの一例を示す図

【図６】撮像光学部における、２つの撮像光学系の種類
の組合せの他の例を示す図

【図７】第１実施形態によるデジタルカメラの撮像ユニ
ットの詳細を示す図

【図８】第２実施形態によるデジタルカメラの撮像ユニ
ットの詳細を示す図

【図９】第３実施形態によるデジタルカメラの撮像ユニ
ットの詳細を示す図

【図１０】第４実施形態によるデジタルカメラの外観図

【図１１】第４実施形態によるデジタルカメラの撮像ユ
ニットの詳細を示す図

【図１２】第５実施形態によるデジタルカメラの撮像ユ
ニットの詳細を示す図

【図１３】第６実施形態によるデジタルカメラの撮像ユ
ニットの詳細を示す図

【符号の説明】

１０デジタルカメラ２０撮像ユニット２１撮像光学部３０撮像デバイス部３１選択部３２撮像信号処理部３４ファインダ部３６ストロボ４０撮像制御ユニット５０撮像系ＣＰＵ６０処理ユニット６２メインＣＰＵ７０ＹＣ処理部１００表示ユニット１０２ＬＣＤモニタ１１０操作ユニット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０４Ｎ 101:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の画像を撮像する画像撮像装置で
あって、独立した複数の撮像光学系と、前記複数の撮像光学系からの光を各別に受光し、前記被
写体の画像を各別に撮像して撮像信号を出力する複数の
撮像デバイスとを備え、前記複数の撮像光学系は、それぞれ異なる種類の光学系
を有することを特徴とする画像撮像装置。
【請求項２】前記複数の撮像デバイスにより得られる
撮像信号のいずれか一方を選択する選択部をさらに備え
ることを特徴とする請求項１記載の画像撮像装置。
【請求項３】前記選択部により選択された撮像信号に
対して、予め定められた画像処理を施して出力する撮像
信号処理部をさらに備えることを特徴とする請求項２記
載の画像撮像装置。
【請求項４】前記複数の撮像デバイスにより得られる
各撮像信号に対して、予め定められたそれぞれ異なる画
像処理を施して前記選択部に出力する撮像信号処理部さ
らに備えることを特徴とする請求項２記載の画像撮像装
置。
【請求項５】前記複数の撮像デバイスにより得られる
撮像信号のいずれか一方であって、前記撮像信号処理部
により前記画像処理が施された処理済の撮像信号を予め
定められた記憶媒体に記憶させる記憶制御部をさらに備
えることを特徴とする請求項３または４記載の画像撮像
装置。
【請求項６】前記複数の撮像光学系は、前記異なる種
類の光学系として、異なる焦点距離を有することを特徴
とする請求項１から５いずれか１項記載の画像撮像装
置。
【請求項７】前記複数の撮像光学系は、前記異なる種
類の光学系として、異なる単一の焦点距離を有する固定
焦点レンズで構成されていることを特徴とする請求項６
記載の画像撮像装置。
【請求項８】前記複数の撮像光学系は、前記異なる種
類の光学系として、単一の焦点距離を有する第１の撮像
光学系と、ズームレンズで構成されている第２の撮像光
学系とを有することを特徴とする請求項６記載の画像撮
像装置。
【請求項９】前記第１の撮像光学系の焦点距離は、前
記第２の撮像光学系の前記ズームレンズが担う焦点距離
の範囲外にあることを特徴とする請求項８記載の画像撮
像装置。
【請求項１０】前記複数の撮像光学系は、前記異なる
種類の光学系として、異なる種類のズームレンズで構成
されていることを特徴とする請求項６記載の画像撮像装
置。
【請求項１１】前記異なる種類のズームレンズは、そ
れぞれが担う焦点距離の範囲の一部が共通することを特
徴とする請求項１０記載の画像撮像装置。
【請求項１２】前記異なる種類のズームレンズは、そ
れぞれが担う焦点距離の範囲が互いに異なることを特徴
とする請求項１０記載の画像撮像装置。
【請求項１３】前記複数の撮像光学系は、前記異なる
種類の光学系として、異なる波長通過特性を有すること
を特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の画像撮
像装置。
【請求項１４】前記複数の撮像光学系は、不可視光領
域での波長透過率が前記複数の撮像光学系のうちの一方
よりも他方の方が高いことを特徴とする請求項１３記載
の画像撮像装置。
【請求項１５】前記不可視光領域は赤外光領域である
ことを特徴とする請求項１４記載の画像撮像装置。