JP2011182041A

JP2011182041A - Imaging apparatus

Info

Publication number: JP2011182041A
Application number: JP2010041934A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimamoto; 洋島本; Ryohei Funatsu; 良平船津; Fumio Okano; 文男岡野; Koji Mitani; 公二三谷; Yasuhiro Ito; 泰宏伊藤
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; NHK Engineering Services Inc; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp; NHK Engineering System Inc
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To capture and output an image for left eyes and an image for right eyes that have no difference in electric characteristics with sufficient moving image resolution. <P>SOLUTION: An imaging apparatus 100 is equipped with: an objective lens optical system 1 for focusing luminous flux arriving from a subject point S; a luminous flux separation unit 4 including windows 4L, 4R symmetric with respect to a point, where a surface orthogonally crossing an optical axis, on a surface orthogonal to an optical axis of an objective lens optical system 1; prisms 5L, 5R for changing a travelling direction of each luminous flux passing through the windows 4L, 4R of the luminous flux separation unit 4; an imaging unit 3 for capturing an image by each luminous flux of which the traveling direction is changed by the prisms 5L, 5R; and an image processing unit 6 for extracting an image region each including the image by each luminous flux from an image captured by the imaging unit 3 to generate and output an image signal for left eyes and an image signal for right eyes. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus.

被写体を単眼のレンズ光学系で捉えてステレオ写真を撮影する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１に記載されたステレオカメラ装置は、単眼の対物レンズと、この対物レンズの光軸に対して垂直方向に離間して２つの窓が設けられた開口部と、単眼の集束レンズと、２系統の光の進行方向をそれぞれ変更する反射光学系と、２つのフィルムとを備えたものである。そして、このステレオカメラ装置は、対物レンズを通して入射させた光束を開口部の２つの窓を通すことによって視差のある２系統の光束を得る。そして、このステレオカメラ装置は、これら２系統の光束を、集束レンズを通して反射光学系に供給し、この反射光学系で系統ごとに光の進行方向を変更させ各フィルムに結像させて撮像する。このステレオカメラ装置によれば、視差のある２つの画像を同時に得ることができる。 A technique for capturing a stereo photograph by capturing a subject with a monocular lens optical system is known (for example, see Non-Patent Document 1). The stereo camera device described in Non-Patent Document 1 includes a monocular objective lens, an opening provided with two windows spaced apart in a direction perpendicular to the optical axis of the objective lens, and a monocular focusing lens. And a reflection optical system that changes the traveling directions of two systems of light, and two films. This stereo camera device obtains two light fluxes with parallax by passing the light flux incident through the objective lens through the two windows of the opening. The stereo camera device supplies these two systems of light fluxes to the reflection optical system through a focusing lens, and changes the light traveling direction for each system by the reflection optical system to form an image on each film and take an image. According to this stereo camera device, two images with parallax can be obtained simultaneously.

また、単眼のレンズ光学系を備えたカメラを用いて被写体の立体像を撮像する時分割立体カメラが知られている（例えば、非特許文献２参照）。この非特許文献２に記載された時分割立体カメラは、左眼用シャッタ窓と右眼用シャッタ窓とが設けられた液晶シャッタと単一の撮像素子とを備えたものである。そして、この時分割立体カメラは、左眼用シャッタ窓と右眼用シャッタ窓とを交互に開閉するように液晶シャッタを制御して、左眼用の像と右眼用の像とを単一の撮像素子で時分割に撮像するものである。この時分割立体カメラによれば、単一の撮像素子で、視差のある左眼用画像と右眼要画像とを時分割に得ることができる。 Also, a time-division stereoscopic camera that captures a stereoscopic image of a subject using a camera equipped with a monocular lens optical system is known (see, for example, Non-Patent Document 2). The time-division stereoscopic camera described in Non-Patent Document 2 includes a liquid crystal shutter provided with a left-eye shutter window and a right-eye shutter window, and a single image sensor. Then, the time-division stereoscopic camera controls the liquid crystal shutter so as to alternately open and close the left-eye shutter window and the right-eye shutter window, so that the left-eye image and the right-eye image are unified. The image sensor is used for time-division imaging. According to this time-division stereoscopic camera, a single image sensor can obtain a left-eye image and a right-eye required image with parallax in a time-division manner.

Kennedy, C. “The Development and Use of Stereo Photography for Educational Purposes”, J.SMPE, vol.26, No.1, pp.3-17, 1936.Kennedy, C. “The Development and Use of Stereo Photography for Educational Purposes”, J.SMPE, vol.26, No.1, pp.3-17, 1936. 星野春男、山田光穂、岡野文男、湯山一郎、「時分割立体カメラの基礎研究」、電子情報通信学会研究報告。ＩＥ，画像工学、９９（４４５）ｐｐ．２５−３０、１９９９Haruo Hoshino, Mitsuho Yamada, Fumio Okano, Ichiro Yuyama, “Basic research of time-division stereo camera”, IEICE report. IE, Image Engineering, 99 (445) pp. 25-30, 1999

しかしながら、非特許文献１に記載されたステレオカメラ装置では、２つのフィルムを２つの撮像素子に置き換えた場合、各撮像素子の電気的特性を一致させるキャリブレーションが必要となる。この電気的特性は、例えばホワイトレベル、ペデスタルレベル、ガンマ特性、色バランス等を含むものである。このようなステレオカメラ装置においては、各種電気的特性のキャリブレーションを厳密に行う必要があり、そのためにキャリブレーション用の調整回路による煩雑な校正作業が発生する。 However, in the stereo camera device described in Non-Patent Document 1, when two films are replaced with two image sensors, calibration is required to match the electric characteristics of the image sensors. The electrical characteristics include, for example, white level, pedestal level, gamma characteristics, color balance, and the like. In such a stereo camera device, it is necessary to strictly calibrate various electrical characteristics, which causes a complicated calibration work by a calibration adjustment circuit.

一方、非特許文献２に記載された時分割立体カメラでは、単一の撮像素子を備えるものであるため、左眼用画像と右眼用画像との間に電気的特性の差が生じない立体画像を得ることができる。しかしながら、この時分割立体カメラは、液晶シャッタの左眼用シャッタ窓と右眼用シャッタ窓とを交互に開閉させるものであるため、液晶シャッタの応答速度の性能や撮像素子の時間解像度（または、撮像フレーム速度）により、十分な動解像度を得ることができない。 On the other hand, since the time-division stereoscopic camera described in Non-Patent Document 2 includes a single image sensor, there is no stereoscopic characteristic difference between the left-eye image and the right-eye image. An image can be obtained. However, since this time-division stereoscopic camera alternately opens and closes the left-eye shutter window and the right-eye shutter window of the liquid crystal shutter, the response speed performance of the liquid crystal shutter and the time resolution of the image sensor (or Depending on the imaging frame speed, sufficient dynamic resolution cannot be obtained.

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、電気的特性の差がない左眼用画像と右眼用画像とを十分な動解像度を有して撮像して出力する撮像装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and captures and outputs a left-eye image and a right-eye image with sufficient dynamic resolution without any difference in electrical characteristics. An object is to provide an imaging device.

［１］上記の課題を解決するための本発明の一態様である撮像装置は、被写体から到来する光束を集光するレンズ光学系と、前記レンズ光学系が集光した光束を複数の光束に分離する光束分離部と、前記光束分離部が分離した各光束の進行方向を変更する複数の光路変更部と、前記複数の光路変更部の後段に設けられ単一の撮像面を有する撮像部と、前記撮像部が出力する撮像画像から前記各光束による像を含む画像領域を抽出して左眼用画像と右眼用画像とを生成する画像処理部と、を備えることを特徴とする。
ここで、光束分離部は、例えば、レンズ光学系の光軸と交わる面において、この面とレンズ光学系の光軸とが交わる点に対して対称となる複数の窓が設けられた開口部である。
また、光束分離部は、例えば平板状の遮光壁としてもよい。この遮光壁は、例えば、レンズ光学系と撮像部との間に近接して設けられる。そして、遮光壁は、当該遮光壁の平面を撮像部側に延長したときに、撮像部の撮像面と交わる線が垂直方向となる向きに設けられる。
［２］上記［１］記載の撮像装置において、前記レンズ光学系の前段もしくは後段、または前記レンズ光学系の光路上の中間に設けられる光量調節部を更に備えることを特徴とする。
ここで、光量調節部は、例えば、減光フィルタであるＮＤ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）フィルタまたは液晶フィルタである。また、光量調節部は、例えば、レンズ光学系の光軸と直交する平面において光軸が貫く点を中心点として径方向に開口窓の径長を変更可能な絞り部である。
［３］上記［１］または［２］記載の撮像装置において、前記光路変更部は、光学プリズムであることを特徴とする。
［４］上記［３］記載の撮像装置において、前記複数の光学プリズムそれぞれに対応して、前記光学プリズムによる光の屈折の方向と逆方向に光を屈折させる向きに設けられる複数の補正光学プリズムをさらに備えることを特徴とする。
［５］上記［１］から［４］のいずれか一項記載の撮像装置において、フォーカス位置を取得するフォーカス位置情報取得部と、前記フォーカス位置情報取得部から供給される前記フォーカス位置に基づき、前記画像処理部が前記画像領域を抽出する切出位置を補正する切出位置補正部と、をさらに備え、前記画像処理部は、前記切出位置補正部が補正した切出位置に基づいて、前記画像領域を抽出することを特徴とする。 [1] An imaging apparatus according to one aspect of the present invention for solving the above-described problems includes a lens optical system that collects a light beam coming from a subject, and a light beam collected by the lens optical system into a plurality of light beams. A light beam separating unit that separates, a plurality of optical path changing units that change a traveling direction of each light beam separated by the light beam separating unit, and an imaging unit that is provided at a subsequent stage of the plurality of optical path changing units and has a single imaging surface An image processing unit that extracts an image area including an image of each light flux from a captured image output from the imaging unit and generates a left-eye image and a right-eye image.
Here, the light beam separation unit is an opening provided with a plurality of windows that are symmetrical with respect to a point where the optical axis of the lens optical system intersects, for example, on a surface that intersects the optical axis of the lens optical system. is there.
Further, the light beam separation unit may be a flat light shielding wall, for example. For example, the light shielding wall is provided close to the lens optical system and the imaging unit. The light shielding wall is provided in a direction in which a line intersecting with the imaging surface of the imaging unit becomes a vertical direction when the plane of the light shielding wall is extended to the imaging unit side.
[2] The imaging apparatus according to [1], further including a light amount adjusting unit provided in the front stage or the rear stage of the lens optical system, or in the middle of the optical path of the lens optical system.
Here, the light amount adjusting unit is, for example, an ND (Neutral Density) filter or a liquid crystal filter that is a neutral density filter. The light amount adjusting unit is, for example, a stop unit that can change the diameter length of the aperture window in the radial direction around a point through which the optical axis passes in a plane orthogonal to the optical axis of the lens optical system.
[3] In the imaging device according to [1] or [2], the optical path changing unit is an optical prism.
[4] In the imaging device according to [3], a plurality of correction optical prisms provided in a direction in which light is refracted in a direction opposite to a direction of light refraction by the optical prism, corresponding to each of the plurality of optical prisms. Is further provided.
[5] In the imaging device according to any one of [1] to [4], based on the focus position information acquisition unit that acquires a focus position and the focus position supplied from the focus position information acquisition unit, A cutting position correction unit that corrects a cutting position at which the image processing unit extracts the image region, and the image processing unit is based on the cutting position corrected by the cutting position correction unit, The image area is extracted.

本発明によれば、電気的特性の差がない左眼用画像と右眼用画像とを十分な動解像度を有して撮像して出力することができる。 According to the present invention, it is possible to capture and output a left-eye image and a right-eye image that have no difference in electrical characteristics with sufficient dynamic resolution.

第１実施形態における撮像装置の概略の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment. 同実施形態において撮像装置が備える光束分離部を撮像装置の背面側から見た正面図である。It is the front view which looked at the light beam separation part with which an imaging device is provided in the embodiment from the back side of an imaging device. 同実施形態の第１変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in the 1st modification of the embodiment. 同実施形態の第２変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in the 2nd modification of the embodiment. 同実施形態の第３変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in the 3rd modification of the embodiment. 同実施形態の第４変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in the 4th modification of the embodiment. 同実施形態の第５変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in the 5th modification of the embodiment. 同実施形態の第６変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in the 6th modification of the embodiment. 同実施形態の第７変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in the 7th modification of the embodiment. 第２実施形態における撮像装置の概略の構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the imaging device in 2nd Embodiment. 同実施形態において、対物レンズ光学系から無限遠方にある被写体点と対物レンズ光学系に比較的近い距離にある被写体点とを、撮像部が撮像する場合における撮像面上の結像位置を模式的に示す図である。In the embodiment, the imaging position on the imaging surface when the imaging unit captures a subject point at infinity from the objective lens optical system and a subject point relatively close to the objective lens optical system is schematically shown. FIG. 同実施形態において、撮像部の撮像面上において視点画像を含む矩形領域の切出位置を補正して画像領域を抽出する様子を模式的に示した図である。In the same embodiment, it is the figure which showed typically a mode that the cutout position of the rectangular area | region containing a viewpoint image was correct | amended on the imaging surface of an imaging part, and an image area | region is extracted. 同実施形態において、無限遠方の被写体点の補正量を説明するための図である。In the same embodiment, it is a figure for demonstrating the correction amount of the subject point of infinity. 同実施形態による撮像装置の光学系モデルにおいて、無限遠方の被写体点の補正量を説明するための図である。5 is a diagram for explaining a correction amount of a subject point at infinity in the optical system model of the imaging apparatus according to the embodiment. FIG. 光束分離部の別の例である。It is another example of a light beam separation part. 光束分離部の別の例である。It is another example of a light beam separation part.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
本発明の第１実施形態である撮像装置について説明する。この第１実施形態における撮像装置は、被写体を単眼のレンズ光学系で捉えて撮像し、相対的に視差がある左眼用画像と右眼用画像とを生成する装置である。なお、これら左眼用画像と右眼用画像とを併せてステレオ画像とも呼ぶ。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
An imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. The imaging apparatus according to the first embodiment is an apparatus that captures an image of a subject with a monocular lens optical system and generates a left-eye image and a right-eye image having a relative parallax. The left eye image and the right eye image are also collectively referred to as a stereo image.

図１は、第１実施形態における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示すように、撮像装置１００は、対物レンズ光学系１と、集束レンズ光学系２と、撮像部３と、光束分離部４と、光学プリズム５Ｌ，５Ｒと、画像処理部６とを備える。同図は、撮像装置１００が被写体の一点である被写体点Ｓを撮像する様子を模式的に示したものである。なお、同図において、被写体点Ｓから撮像部３に光が到達するまでの光路および構成部は、実体配置図の断面を示す図であり、撮像部３の出力以降は機能構成と信号の流れを示す図である。また、同図の実体配置図の断面図部分は、厳密に正確な縮尺を表したものではない。
また、図２は、撮像装置１００が備える光束分離部４を撮像装置１００の背面側から見た正面図である。同図において、光束分離部４は、窓４Ｌ，４Ｒを有する。以下、図１および図２を併せ参照して撮像装置１００の構成について説明する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment. As shown in the figure, the imaging apparatus 100 includes an objective lens optical system 1, a focusing lens optical system 2, an imaging unit 3, a light beam separation unit 4, optical prisms 5L and 5R, and an image processing unit 6. Prepare. The figure schematically shows how the imaging apparatus 100 images a subject point S, which is one point of the subject. In the figure, the optical path and components until the light reaches the imaging unit 3 from the subject point S are diagrams showing a cross-section of the actual arrangement diagram, and the functional configuration and signal flow after the output of the imaging unit 3 FIG. In addition, the cross-sectional portion of the substantial layout of the same drawing does not represent a strictly accurate scale.
FIG. 2 is a front view of the light beam separation unit 4 included in the imaging apparatus 100 as viewed from the back side of the imaging apparatus 100. In the figure, the light beam separation unit 4 has windows 4L and 4R. Hereinafter, the configuration of the imaging apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2 together.

対物レンズ光学系１は、被写体から到来する光束を集光するレンズを含む。このレンズは、１枚のレンズであってもよいし、複数のレンズを組み合わせたレンズ群であってもよい。 The objective lens optical system 1 includes a lens that collects a light beam coming from a subject. This lens may be a single lens or a lens group in which a plurality of lenses are combined.

光束分離部４は、その外周形状が円板状であり、光の反射率が小さい色（黒色等）に着色されるか、または光の反射率の小さい部材で形成される。光束分離部４は、２つの同径円の窓４Ｌ，４Ｒを有する。なお、光束分離部４の外周円の中心点（点Ｏ）を原点としてその外周円を含む平面上にＸ−Ｙ直交座標軸（水平方向がＸ軸で、鉛直方向がＹ軸）をとったとき、窓４Ｌ，４Ｒの中心点が、共にＸ軸上であって、原点からそれぞれ等距離の位置になるようにしている。窓４Ｌ，４Ｒの形状は、好ましくは円形であるが、円形以外にも楕円形等や多角形であってもよい。
光束分離部４は、この光束分離部４の円板平面が対物レンズ光学系１の光軸に直交し且つ光束分離部４の点Ｏが対物レンズ光学系１の光軸に貫かれる位置に設けられる。このように設置されることにより、光束分離部４は、対物レンズ光学系１で集光された光束の一部を、窓４Ｌを通過する光束と窓４Ｒを通過する光束の２系統に分離する。 The light beam separating portion 4 has a disk shape in outer peripheral shape, and is colored with a color having a low light reflectance (such as black), or is formed of a member having a low light reflectance. The light beam separation unit 4 has two windows 4L and 4R having the same diameter circle. Note that when the center point (point O) of the outer circumferential circle of the light beam separation unit 4 is taken as the origin, an XY orthogonal coordinate axis (the horizontal direction is the X axis and the vertical direction is the Y axis) is taken on the plane including the outer circumferential circle. The center points of the windows 4L and 4R are both on the X axis and are equidistant from the origin. The shape of the windows 4L and 4R is preferably a circle, but may be an ellipse or a polygon other than the circle.
The light beam separation unit 4 is provided at a position where the disk plane of the light beam separation unit 4 is orthogonal to the optical axis of the objective lens optical system 1 and the point O of the light beam separation unit 4 penetrates the optical axis of the objective lens optical system 1. It is done. By being installed in this way, the light beam separation unit 4 separates a part of the light beam collected by the objective lens optical system 1 into two systems of a light beam that passes through the window 4L and a light beam that passes through the window 4R. .

光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒの位置が互いに離れるほど、２系統の光束による像の間に大きな視差が生じる。また、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒの直径が大きいほど、輝度が高くなる一方、被写界深度が浅くなることによって撮像部３が撮像する２系統の像それぞれの焦点ぼけ量は大きくなる。よって、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒの位置および大きさは、撮像部３が撮像する撮像画像の視差量、輝度、および被写界深度を考慮して設定されるものである。 As the positions of the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4 are separated from each other, a larger parallax is generated between the images of the two light beams. Further, the larger the diameter of the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4, the higher the luminance, while the smaller the depth of field, the greater the amount of defocus of each of the two systems of images captured by the imaging unit 3. . Therefore, the positions and sizes of the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4 are set in consideration of the amount of parallax, luminance, and depth of field of the captured image captured by the imaging unit 3.

光学プリズム５Ｌ，５Ｒは、光の進行方向を変更する光路変更部であり、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒから到来する２系統の光束をそれぞれ入射させて屈折透過させる。光学プリズム５Ｌは、窓４Ｌから到来する光束が光束分離部４におけるＸ軸に沿う負方向に屈折するように設けられる。また、光学プリズム５Ｒは、窓４Ｒから到来する光束が光束分離部４におけるＸ軸に沿う正方向に屈折するように設けられる。そして、光学プリズム５Ｌ，５Ｒを屈折透過した２系統の光束が互いに干渉しないで撮像部３の撮像面に結像するように、光学プリズム５Ｌ，５Ｒを設ける位置を調整するようにする。２系統の光束が互いに干渉しないで撮像部３に結像するとは、例えば、光束分離部４におけるＸ軸に沿う方向に２つの像が重複せずに結像することである。 The optical prisms 5L and 5R are optical path changing units that change the traveling direction of light. The optical prisms 5L and 5R enter and refract the two systems of light beams coming from the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4, respectively. The optical prism 5L is provided so that the light beam coming from the window 4L is refracted in the negative direction along the X axis in the light beam separation unit 4. The optical prism 5R is provided so that the light beam coming from the window 4R is refracted in the positive direction along the X axis in the light beam separation unit 4. Then, the positions at which the optical prisms 5L and 5R are provided are adjusted so that the two light beams refracted and transmitted through the optical prisms 5L and 5R form an image on the imaging surface of the imaging unit 3 without interfering with each other. The phrase “the two light beams form an image on the imaging unit 3 without interfering with each other” means, for example, that two images are formed in the direction along the X axis in the light beam separating unit 4 without overlapping.

集束レンズ光学系２は、光学プリズム５Ｌ，５Ｒから到来する２系統の光束を集光するレンズを含む。このレンズは、１枚のレンズであってもよいし、複数のレンズが組み合わされたレンズ群であってもよい。集束レンズ光学系２は、集束レンズ光学系２の光軸が対物レンズ光学系１の光軸に一軸上に重なる位置に設けられる。 The focusing lens optical system 2 includes a lens that collects two light fluxes coming from the optical prisms 5L and 5R. This lens may be a single lens or a lens group in which a plurality of lenses are combined. The focusing lens optical system 2 is provided at a position where the optical axis of the focusing lens optical system 2 overlaps the optical axis of the objective lens optical system 1 on one axis.

本実施形態において、対物レンズ光学系１と集束レンズ光学系２とを併せてレンズ光学系と呼ぶ。対物レンズ光学系１と光束分離部４と光学プリズム５Ｌ，５Ｒと集束レンズ光学系２とは、不図示の鏡筒に収納されて支持される。 In the present embodiment, the objective lens optical system 1 and the focusing lens optical system 2 are collectively referred to as a lens optical system. The objective lens optical system 1, the light beam separation unit 4, the optical prisms 5L and 5R, and the focusing lens optical system 2 are housed and supported in a lens barrel (not shown).

撮像部３は、単一の撮像面を有する固体撮像素子であり、例えば、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。撮像部３は、集束レンズ光学系２を通して到来する２系統の光束が撮像面に結像された状態で２つの像を撮像する。すなわち、窓４Ｌから到来する光束と窓４Ｒから到来する光束とが、光束分離部４におけるＸ軸に沿う方向に撮像面に並んで結像された状態で、撮像部３は２つの像を撮像する。そして、撮像部３は、窓４Ｌから到来した光束に対応する視点画像ＬＩと、窓４Ｒから到来した光束に対応する視点画像ＲＩとを含む撮像画像を出力する。この撮像画像においては、視点画像ＬＩが左側に、視点画像ＲＩが右側に並んでいる。 The imaging unit 3 is a solid-state imaging device having a single imaging surface, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. The imaging unit 3 captures two images in a state in which two light fluxes coming through the focusing lens optical system 2 are imaged on the imaging surface. That is, the imaging unit 3 captures two images in a state where the light beam coming from the window 4L and the light beam coming from the window 4R are imaged side by side on the imaging surface in the direction along the X axis in the light beam separation unit 4. To do. Then, the imaging unit 3 outputs a captured image including a viewpoint image LI corresponding to the light beam that has arrived from the window 4L and a viewpoint image RI that corresponds to the light beam that has arrived from the window 4R. In this captured image, the viewpoint image LI is arranged on the left side and the viewpoint image RI is arranged on the right side.

撮像部３は、例えば、３８４０画素×２１６０画素の超高精細画像の解像度で撮像可能な単板式カラー撮像素子である。これによれば、視点画像ＬＩ，ＲＩの解像度は、それぞれ、最大１９２０画素×２１６０画素である。
また、撮像部３を、７６８０画素×４３２０画素の超高精細画像の解像度で撮像可能な単板式カラー撮像素子としてもよい。これによれば、視点画像ＬＩ，ＲＩの解像度は、最大３８４０画素×４３２０画素である。 The imaging unit 3 is, for example, a single-plate color imaging element that can capture an image with a resolution of an ultra-high definition image of 3840 pixels × 2160 pixels. According to this, the resolution of the viewpoint images LI and RI is 1920 pixels × 2160 pixels at maximum.
The imaging unit 3 may be a single-plate color imaging device that can capture an image with a resolution of 7680 pixels × 4320 pixels. According to this, the resolution of the viewpoint images LI and RI is a maximum of 3840 pixels × 4320 pixels.

画像処理部６は、撮像部３から撮像画像を取得し、この撮像画像から視点画像ＬＩを含む矩形状の第１の画像領域と視点画像ＲＩを含む矩形状の第２の画像領域とをそれぞれ抽出する。画像処理部６は、撮像画像における第１および第２の画像領域の座標値を予め記憶している。そして、画像処理部６は、第１の画像領域のデータを画像信号に変換し、左眼用画像信号として出力するとともに、第２の画像領域のデータを画像信号に変換し、右眼用画像信号として出力する。 The image processing unit 6 acquires a captured image from the imaging unit 3, and from the captured image, a rectangular first image region including the viewpoint image LI and a rectangular second image region including the viewpoint image RI are respectively obtained. Extract. The image processing unit 6 stores in advance the coordinate values of the first and second image regions in the captured image. Then, the image processing unit 6 converts the data of the first image region into an image signal and outputs it as a left eye image signal, converts the data of the second image region into an image signal, and outputs the right eye image. Output as a signal.

また、撮像装置１００は、不図示のフォーカス調整部を含む。このフォーカス調整部は、例えば、対物レンズ光学系１および集束レンズ光学系２のうち少なくとも対物レンズ光学系１の位置を光軸方向に前後移動させることによって、光束の焦点位置を撮像部３の撮像面に合わせるものである。このフォーカス調整部は、マニュアル方式であってもよいしオートフォーカス方式であってもよい。 In addition, the imaging apparatus 100 includes a focus adjustment unit (not shown). For example, the focus adjustment unit moves the focal position of the light beam by the imaging unit 3 by moving at least the position of the objective lens optical system 1 out of the objective lens optical system 1 and the focusing lens optical system 2 in the optical axis direction. Match the surface. The focus adjustment unit may be a manual method or an autofocus method.

次に、撮像装置１００の動作について、被写体点Ｓを撮像する場合を例に説明する。撮像装置１００の対物レンズ光学系１は、被写体点Ｓから到来する光束を集光する。次に、光束分離部４は、対物レンズ光学系１が集光した光束を２系統の光束に分離する。つまり、対物レンズ光学系１によって集光された光束のうち窓４Ｌ，４Ｒを通過する分だけが後段へ進み、その他の分は遮蔽される。次に、光学プリズム５Ｌ，５Ｒは、窓４Ｌ，４Ｒから到来する２系統の光束を、光束分離部４におけるＸ軸に沿う方向に（窓４Ｌからの光束を負方向に、そして窓４Ｒからの光束を正方向に）屈折させる。次に、集束レンズ光学系２は、光学プリズム５Ｌ，５Ｒからの２系統の光束を集光して、光束分離部４におけるＸ軸に沿う方向に並ぶ形で、撮像部３の撮像面に２系統の光束それぞれを結像させる。次に、撮像部３は、撮像面に結像された像を撮像し、窓４Ｌから到来する光束に対応する視点画像ＬＩと、窓４Ｒから到来する光束に対応する視点画像ＲＩとを含む撮像画像を出力する。次に、画像処理部６は、撮像部３から撮像画像を取得するとともに予め記憶された第１および第２の画像領域の座標値を読み込んで、撮像画像から視点画像ＬＩが含まれる第１の画像領域と視点画像ＲＩが含まれる第２の画像領域とをそれぞれ抽出する。次に、画像処理部６は、第１の画像領域のデータを画像信号に変換し左眼用画像信号として出力するとともに、第２の画像領域のデータを画像信号に変換し右眼用画像信号として出力する。 Next, the operation of the imaging apparatus 100 will be described by taking as an example the case where the subject point S is imaged. The objective lens optical system 1 of the imaging apparatus 100 condenses the light flux coming from the subject point S. Next, the light beam separation unit 4 separates the light beam collected by the objective lens optical system 1 into two light beams. That is, only the part of the light beam condensed by the objective lens optical system 1 that passes through the windows 4L and 4R advances to the subsequent stage, and the other part is shielded. Next, the optical prisms 5L and 5R convert the two light fluxes coming from the windows 4L and 4R in the direction along the X axis in the light beam separation unit 4 (the light flux from the window 4L in the negative direction and from the window 4R). Refract the light beam in the positive direction. Next, the converging lens optical system 2 condenses the two light beams from the optical prisms 5L and 5R and arranges them on the image pickup surface of the image pickup unit 3 in a form along the X axis in the light beam separation unit 4. Each beam of the system is imaged. Next, the imaging unit 3 captures an image formed on the imaging surface and includes a viewpoint image LI corresponding to the light flux coming from the window 4L and a viewpoint image RI corresponding to the light flux coming from the window 4R. Output an image. Next, the image processing unit 6 acquires a captured image from the imaging unit 3 and reads the coordinate values of the first and second image areas stored in advance, and includes the first viewpoint image LI from the captured image. An image region and a second image region including the viewpoint image RI are extracted. Next, the image processing unit 6 converts the data of the first image area into an image signal and outputs it as an image signal for the left eye, and converts the data of the second image area into an image signal to convert the image signal for the right eye. Output as.

［第１実施形態の第１の変形例］
次に、第１実施形態の第１変形例である撮像装置について説明する。本変形例において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図３は、第１実施形態の第１変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ａは、第１実施形態における撮像装置１００に対して、光学プリズム５Ｌ，５Ｒの配置位置が異なる。 [First Modification of First Embodiment]
Next, an imaging apparatus that is a first modification of the first embodiment will be described. In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the imaging apparatus according to the first modification of the first embodiment. The imaging apparatus 100a shown in the figure differs from the imaging apparatus 100 according to the first embodiment in the arrangement positions of the optical prisms 5L and 5R.

つまり、本変形例による撮像装置１００ａでは、光学プリズム５Ｌ，５Ｒそれぞれが、集束レンズ光学系２と撮像部３との間の２系統の光束それぞれの光路上に設けられる。具体的には、光学プリズム５Ｌは、集束レンズ光学系２で集光された窓４Ｌから到来する光束が、光束分離部４におけるＸ軸に沿う負方向に屈折するように設けられる。また、光学プリズム５Ｒは、集束レンズ光学系２で集光された窓４Ｒから到来する光束が、光束分離部４におけるＸ軸に沿う正方向に屈折するように設けられる。すなわち、屈折透過した２系統の光束が互いに干渉しないで撮像部３の撮像面に結像するような位置に、光学プリズム５Ｌ，５Ｒは設けられる。 That is, in the imaging device 100a according to this modification, the optical prisms 5L and 5R are provided on the optical paths of the two light beams between the focusing lens optical system 2 and the imaging unit 3, respectively. Specifically, the optical prism 5L is provided so that the light beam coming from the window 4L collected by the focusing lens optical system 2 is refracted in the negative direction along the X axis in the light beam separation unit 4. The optical prism 5R is provided such that the light beam coming from the window 4R collected by the focusing lens optical system 2 is refracted in the positive direction along the X axis in the light beam separation unit 4. That is, the optical prisms 5L and 5R are provided at positions where the two light beams that are refracted and transmitted form an image on the imaging surface of the imaging unit 3 without interfering with each other.

［第１実施形態の第２の変形例］
次に、第１実施形態の第２変形例である撮像装置について説明する。本変形例において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図４は、第１実施形態の第２変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ｂは、第１実施形態における撮像装置１００に対して、絞り７が追加配置されるとともに、光束分離部４と光学プリズム５Ｌ，５Ｒとの配置位置が異なる。
絞り７は、光束の光量を調整する光量調節部である。本変形例による撮像装置１００ｂでは、絞り７は、対物レンズ光学系１と集束レンズ光学系２との間の光束の光路上に設けられる。絞り７は、例えば、対物レンズ光学系１の光軸と直交する平面において光軸が貫く点を中心点として径方向に開口窓の径長を変更可能なものである。 [Second Modification of First Embodiment]
Next, an imaging apparatus that is a second modification of the first embodiment will be described. In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the imaging apparatus according to the second modification of the first embodiment. The image pickup apparatus 100b shown in the figure is different from the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment in that the diaphragm 7 is additionally arranged and the arrangement positions of the light beam separation unit 4 and the optical prisms 5L and 5R are different.
The diaphragm 7 is a light amount adjusting unit that adjusts the light amount of the light beam. In the imaging apparatus 100b according to the present modification, the diaphragm 7 is provided on the optical path of the light beam between the objective lens optical system 1 and the focusing lens optical system 2. For example, the aperture 7 can change the length of the aperture window in the radial direction around a point through which the optical axis passes in a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens optical system 1.

また、本変形例による撮像装置１００ｂでは、光束分離部４と光学プリズム５Ｌ，５Ｒとは、集束レンズ光学系２と撮像部３との間の光路上に設けられる。具体的には、光束分離部４は、この光束分離部４の円板平面が集束レンズ光学系２の光軸に直交し且つ光束分離部４の点Ｏが集束レンズ光学系２の光軸に貫かれる位置に設けられる。このように設置されることにより、光束分離部４は、集束レンズ光学系２で集光された光束を、窓４Ｌを通過する光束と窓４Ｒを通過する光束の２系統に分離する。 Further, in the imaging apparatus 100b according to the present modification, the light beam separation unit 4 and the optical prisms 5L and 5R are provided on the optical path between the focusing lens optical system 2 and the imaging unit 3. Specifically, the light beam separation unit 4 is such that the disk plane of the light beam separation unit 4 is orthogonal to the optical axis of the focusing lens optical system 2 and the point O of the light beam separation unit 4 is the optical axis of the focusing lens optical system 2. It is provided at a position to be penetrated. By being installed in this way, the light beam separation unit 4 separates the light beam collected by the focusing lens optical system 2 into two systems, a light beam that passes through the window 4L and a light beam that passes through the window 4R.

光学プリズム５Ｌは、窓４Ｌから到来する光束が、光束分離部４におけるＸ軸に沿う負方向に屈折するように設けられる。また、光学プリズム５Ｒは、窓４Ｒから到来する光束が、光束分離部４におけるＸ軸に沿う正方向に屈折するように設けられる。そして、光学プリズム５Ｌ，５Ｒを屈折透過した２系統の光束が互いに干渉しないで撮像部３の撮像面に結像するように、光学プリズム５Ｌ，５Ｒを設ける位置を調整するようにする。 The optical prism 5L is provided such that the light beam coming from the window 4L is refracted in the negative direction along the X axis in the light beam separation unit 4. The optical prism 5R is provided such that the light beam coming from the window 4R is refracted in the positive direction along the X axis in the light beam separation unit 4. Then, the positions at which the optical prisms 5L and 5R are provided are adjusted so that the two light beams refracted and transmitted through the optical prisms 5L and 5R form an image on the imaging surface of the imaging unit 3 without interfering with each other.

［第１実施形態の第３の変形例］
次に、第１実施形態の第３変形例である撮像装置について説明する。本変形例において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図５は、第１実施形態の第３変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ｃは、光学プリズム５Ｌに対応して集束レンズ光学系２Ｌを備えるとともに、光学プリズム５Ｒに対応して集束レンズ光学系２Ｒを備える。
集束レンズ光学系２Ｌは、光学プリズム５Ｌから到来する光束を集光するレンズを含む。また、集束レンズ光学系２Ｒは、光学プリズム５Ｒから到来する光束を集光するレンズを含む。集束レンズ光学系２Ｌ，２Ｒがそれぞれ含むレンズは、１枚のレンズであってもよいし、複数のレンズが組み合わされたレンズ群であってもよい。 [Third Modification of First Embodiment]
Next, an imaging apparatus that is a third modification of the first embodiment will be described. In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a third modification of the first embodiment. The imaging apparatus 100c shown in the figure includes a focusing lens optical system 2L corresponding to the optical prism 5L, and a focusing lens optical system 2R corresponding to the optical prism 5R.
The focusing lens optical system 2L includes a lens that condenses the light flux coming from the optical prism 5L. The focusing lens optical system 2R includes a lens that collects the light flux coming from the optical prism 5R. The lenses included in the focusing lens optical systems 2L and 2R may be a single lens or a lens group in which a plurality of lenses are combined.

［第１実施形態の第４の変形例］
次に、第１実施形態の第４変形例である撮像装置について説明する。本変形例において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図６は、第１実施形態の第４変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ｄは、第１実施形態における撮像装置１００に対して遮光壁８が追加配置されたものである。遮光壁８も光束分離部である。
遮光壁８は、例えば平板状の遮光部材であり、光の反射率が小さい色（黒色等）に着色されるか、または光の反射率の小さい部材で形成される。遮光壁８は、例えば、集束レンズ光学系２と撮像部３との間に近接して設けられる。そして、遮光壁８は、撮像部３と垂直方向となる向きに設けられる。また、遮光壁８の平面を撮像部３側に延長すると、撮像部３の撮像面のほぼ中央で交わるようにする。 [Fourth Modification of First Embodiment]
Next, an imaging device that is a fourth modification of the first embodiment will be described. In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a fourth modification of the first embodiment. An imaging apparatus 100d shown in the figure is obtained by additionally arranging a light shielding wall 8 with respect to the imaging apparatus 100 according to the first embodiment. The light shielding wall 8 is also a light beam separation part.
The light shielding wall 8 is a flat light shielding member, for example, and is colored in a color having a low light reflectance (such as black) or a member having a low light reflectance. For example, the light shielding wall 8 is provided close to the focusing lens optical system 2 and the imaging unit 3. The light shielding wall 8 is provided in a direction perpendicular to the imaging unit 3. Further, when the plane of the light shielding wall 8 is extended to the imaging unit 3 side, the light shielding wall 8 intersects at substantially the center of the imaging surface of the imaging unit 3.

第１実施形態による撮像装置１００において、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒの面積を大きくして撮像部３における撮像画像の輝度を高くしたり、屈折角度が比較的小さい光学プリズム５Ｌ，５Ｒを適用したり、屈折角度が比較的小さくなるように光学プリズム５Ｌ，５Ｒを設けたりすると、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒから到来する２系統の光束が撮像部３の撮像面において互いに接近し、干渉するおそれが高くなる。本変形例の撮像装置１００ｄによれば、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒから到来する２系統の光束が撮像部３の撮像面において互いに接近した場合でも、遮光壁８が２系統の光束を、集束レンズ光学系２を通過した後の光路上で干渉しないように分離するため、視点画像ＬＩと視点画像ＲＩとの独立性を高くすることができる。 In the imaging apparatus 100 according to the first embodiment, the areas of the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4 are increased to increase the brightness of the captured image in the imaging unit 3, or the optical prisms 5L and 5R having a relatively small refraction angle. When the optical prisms 5L and 5R are provided so that the refraction angle becomes relatively small, the two light fluxes coming from the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4 approach each other on the imaging surface of the imaging unit 3. The risk of interference increases. According to the imaging apparatus 100d of this modification, even when the two systems of light beams coming from the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4 approach each other on the imaging surface of the imaging unit 3, the light shielding wall 8 generates the two systems of light beams. Since the separation is performed so as not to interfere on the optical path after passing through the focusing lens optical system 2, the independence between the viewpoint image LI and the viewpoint image RI can be increased.

［第１実施形態の第５の変形例］
次に、第１実施形態の第５変形例である撮像装置について説明する。本変形例において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図７は、第１実施形態の第５変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ｅは、第１実施形態における撮像装置１００に対し、光束分離部４に替えて絞り７を配置するとともに、遮光壁８を追加配置したものである。絞り７は、前述した第１実施形態の第２変形例における絞り７であり、遮光壁８は、上述した第１実施形態の第４変形例における遮光壁８である。 [Fifth Modification of First Embodiment]
Next, an imaging apparatus that is a fifth modification of the first embodiment will be described. In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a fifth modification of the first embodiment. An imaging apparatus 100e shown in the figure is obtained by arranging a diaphragm 7 in place of the light beam separation unit 4 and additionally arranging a light shielding wall 8 with respect to the imaging apparatus 100 in the first embodiment. The diaphragm 7 is the diaphragm 7 in the second modified example of the first embodiment described above, and the light shielding wall 8 is the light shielding wall 8 in the fourth modified example of the first embodiment described above.

本変形例による撮像装置１００ｅは、光束分離部４を備えないため、光学プリズム５Ｌ，５Ｒには分離されない光束が入射されるが、光学プリズム５Ｌ，５Ｒは対物レンズ光学系１の径方向に離間して配置されるため、光学プリズム５Ｌ，５Ｒを屈折透過して撮像部３の撮像面に結像する２つの像には視差が生ずる。また、光学プリズム５Ｌ，５Ｒからの２系統の光束は、遮光壁８によって干渉しないため、撮像部３からは分離性の高い視点画像ＬＩ，ＲＩを得ることができる。 Since the imaging apparatus 100e according to the present modification does not include the light beam separation unit 4, a light beam that is not separated is incident on the optical prisms 5L and 5R, but the optical prisms 5L and 5R are separated in the radial direction of the objective lens optical system 1. Therefore, parallax occurs between the two images that are refracted and transmitted through the optical prisms 5L and 5R and formed on the imaging surface of the imaging unit 3. In addition, since the two light beams from the optical prisms 5L and 5R do not interfere with the light shielding wall 8, the viewpoint images LI and RI with high separability can be obtained from the imaging unit 3.

［第１実施形態の第６の変形例］
次に、第１実施形態の第６変形例である撮像装置について説明する。第１実施形態による撮像装置１００において、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒから到来する２系統の光束それぞれの光量を減少させる方法として、例えば、光束分離部４において窓４Ｌ，４Ｒの面積を小さくする方法も考えられる。しかしながら、窓４Ｌ，４Ｒそれぞれが同時に同一面積となるように窓４Ｌ，４Ｒを駆動する機構を実現することは難しく、またそのような駆動機構を小型に実現することは困難である。また、前述したとおり、窓４Ｌ，４Ｒの面積が変わると撮像部３における撮像画像の被写界深度も変わるため、窓４Ｌ，４Ｒの面積を変更させることによる光量調整は、画像処理部６が出力する左眼用画像信号および右眼用画像信号によって観察者に与える視覚的な立体感に影響を及ぼすことになる。 [Sixth Modification of First Embodiment]
Next, an imaging apparatus that is a sixth modification of the first embodiment will be described. In the imaging device 100 according to the first embodiment, as a method of reducing the light amounts of the two systems of light beams coming from the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4, for example, the areas of the windows 4L and 4R in the light beam separation unit 4 are reduced. A way to do this is also conceivable. However, it is difficult to realize a mechanism for driving the windows 4L and 4R so that the windows 4L and 4R have the same area at the same time, and it is difficult to realize such a drive mechanism in a small size. Further, as described above, when the areas of the windows 4L and 4R change, the depth of field of the captured image in the imaging unit 3 also changes. Therefore, the image processing unit 6 performs the light amount adjustment by changing the areas of the windows 4L and 4R. The left-eye image signal and the right-eye image signal to be output affect the visual stereoscopic effect given to the observer.

そこで、本変形例においては、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒの面積を変えることなく２系統の光束の光量を調整する例を示す。本変形例において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図８は、第１実施形態の第６変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ｆは、第１実施形態における撮像装置１００に対して減光フィルタ９が追加されたものである。
減光フィルタ９は、他の光学的特性に影響を与えずに光量のみを減少させる光量調節部であり、集束レンズ光学系２と撮像部３との間において集束レンズ光学系２からの光束をカバーするように配置される。減光フィルタ９は、例えば、ＮＤ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）フィルタまたは液晶フィルタである。ＮＤフィルタを用いる場合は、例えば、光透過率の異なるＮＤフィルタを交換することによって光量を調節する。液晶フィルタを用いる場合は、例えば、液晶フィルタに印加する電圧を制御して電圧値を変更することによって光量を調整する。 Therefore, in this modification, an example is shown in which the light amounts of the two systems of light beams are adjusted without changing the areas of the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4. In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a sixth modification of the first embodiment. An imaging apparatus 100f shown in the figure is obtained by adding a neutral density filter 9 to the imaging apparatus 100 according to the first embodiment.
The neutral density filter 9 is a light amount adjusting unit that reduces only the light amount without affecting other optical characteristics, and the light beam from the focusing lens optical system 2 is passed between the focusing lens optical system 2 and the imaging unit 3. Arranged to cover. The neutral density filter 9 is, for example, an ND (Neutral Density) filter or a liquid crystal filter. When using the ND filter, for example, the amount of light is adjusted by exchanging ND filters having different light transmittances. When using a liquid crystal filter, for example, the amount of light is adjusted by changing the voltage value by controlling the voltage applied to the liquid crystal filter.

よって、本変形例における撮像装置１００ｆによれば、光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒを通過する２系統の光束の光学的特性を変えることなく光量を変更することができるため、視覚的な立体感に影響を及ぼさない。また、第２変形例および第５変形例における絞り７は、対物レンズ光学系１の光軸と直交する平面において光軸が貫く点を中心点として径方向に開口窓の径長を変更するものであるため、光束分離部４の窓が点Ｏを中心とした単一の円周上に存在するものにしか適用できない。しかし、本変形例における撮像装置１００ｆによれば、光束分離部４の窓の配置が制限を受けることがない。 Therefore, according to the imaging device 100f in the present modification, the amount of light can be changed without changing the optical characteristics of the two light fluxes passing through the windows 4L and 4R of the light flux separation unit 4, so that the visual three-dimensional Does not affect the feeling. Further, the diaphragm 7 in the second and fifth modified examples changes the radial length of the aperture window in the radial direction around the point where the optical axis penetrates in the plane orthogonal to the optical axis of the objective lens optical system 1. Therefore, the present invention can be applied only to the case where the window of the light beam separation unit 4 exists on a single circumference centered on the point O. However, according to the imaging device 100f in this modification, the arrangement of the windows of the light beam separation unit 4 is not limited.

［第１実施形態の第７の変形例］
次に、第１実施形態の第７変形例である撮像装置について説明する。第１実施形態による撮像装置１００において、光学プリズム５Ｌ，５Ｒが光束分離部４の窓４Ｌ，４Ｒからの光束を屈折透過すると、光の波長に応じて屈折率が異なることによる色収差や幾何学的歪が発生する。
そこで、本変形例においては、これらの色収差や幾何学的歪により撮像画像への影響を軽減しまたは無くす撮像装置の例を示す。本変形例において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図９は、第１実施形態の第７変形例における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ｇは、第１実施形態における撮像装置１００に対して補正光学プリズム１０Ｌ，１０Ｒが追加されたものである。 [Seventh Modification of First Embodiment]
Next, an imaging device which is a seventh modification of the first embodiment will be described. In the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment, when the optical prisms 5L and 5R refract and transmit the light beams from the windows 4L and 4R of the light beam separation unit 4, the chromatic aberration and geometric due to the difference in refractive index depending on the wavelength of light. Distortion occurs.
Therefore, in this modification, an example of an imaging apparatus that reduces or eliminates the influence on the captured image due to these chromatic aberration and geometric distortion is shown. In the present modification, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a seventh modification of the first embodiment. The imaging apparatus 100g shown in the figure is obtained by adding correction optical prisms 10L and 10R to the imaging apparatus 100 in the first embodiment.

補正光学プリズム１０Ｌ，１０Ｒは、光学プリズム５Ｌ，５Ｒが光束を屈折透過させたことによる色収差および幾何学的歪のうち少なくとも一方を相殺する方向に光束を屈折透過させるように配置される。つまり、補正光学プリズム１０Ｌは、光学プリズム５Ｌによる光の屈折の方向と逆方向に光を屈折させる向きに設けられる。そして、補正光学プリズム１０Ｒは、光学プリズム５Ｒによる光の屈折の方向と逆方向に光を屈折させる向きに設けられる。より具体的には、補正光学プリズム１０Ｌは、窓４Ｌから到来する光束が光束分離部４におけるＸ軸に沿う正方向に屈折するように設けられる。また、補正光学プリズム１０Ｒは、窓４Ｒから到来する光束が光束分離部４におけるＸ軸に沿う負方向に屈折するように設けられる。補正光学プリズム１０Ｌ，１０Ｒの配置位置は、図９に示すように、集束レンズ光学系２と撮像部３との間の光路上に設けられてもよいし、光学プリズム５Ｌ，５Ｒの直前または直後に設けられてもよい。 The correction optical prisms 10L and 10R are arranged so that the light beam is refracted and transmitted in a direction that cancels at least one of chromatic aberration and geometric distortion caused by the optical prisms 5L and 5R refracting and transmitting the light beam. That is, the correction optical prism 10L is provided in a direction in which light is refracted in the direction opposite to the direction of light refraction by the optical prism 5L. The correction optical prism 10R is provided in a direction in which light is refracted in the direction opposite to the direction of light refraction by the optical prism 5R. More specifically, the correction optical prism 10L is provided such that the light beam coming from the window 4L is refracted in the positive direction along the X axis in the light beam separation unit 4. The correction optical prism 10R is provided so that the light beam coming from the window 4R is refracted in the negative direction along the X axis in the light beam separation unit 4. As shown in FIG. 9, the arrangement positions of the correction optical prisms 10L and 10R may be provided on the optical path between the focusing lens optical system 2 and the imaging unit 3, or immediately before or after the optical prisms 5L and 5R. May be provided.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２実施形態である撮像装置について説明する。本実施形態において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図１０は、第２実施形態における撮像装置の概略の構成を示す図である。同図に示す撮像装置１００ｈは、第１実施形態における撮像装置１００に対して、フォーカス位置情報取得部１１が追加して設けられるとともに、画像処理部６が水平切出位置補正部（切出位置補正部）６０を含む画像処理部６ａに変更されたものである。 [Second Embodiment]
Next, an imaging apparatus that is a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to the second embodiment. The image pickup apparatus 100h shown in the figure is provided with a focus position information acquisition unit 11 in addition to the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment, and the image processing unit 6 includes a horizontal cutout position correction unit (cutout position). The image processing unit 6 a including the correction unit 60 is changed.

撮像装置１００ｈは、第１実施形態と同様に、不図示のフォーカス調整部を含む。このフォーカス調整部は、例えば、対物レンズ光学系１および集束レンズ光学系２のうち少なくとも対物レンズ光学系１の位置を光軸方向に前後移動させることによって、光束の焦点位置を撮像部３の撮像面に合わせるものである。このフォーカス調整部は、マニュアル方式であってもよいしオートフォーカス方式であってもよい。 The imaging device 100h includes a focus adjustment unit (not shown) as in the first embodiment. For example, the focus adjustment unit moves the focal position of the light beam by the imaging unit 3 by moving at least the position of the objective lens optical system 1 out of the objective lens optical system 1 and the focusing lens optical system 2 in the optical axis direction. Match the surface. The focus adjustment unit may be a manual method or an autofocus method.

フォーカス位置情報取得部１１は、フォーカス調整部からフォーカス位置情報を取得して画像処理部６ａに供給する。対物レンズ光学系１は、対物レンズ光学系１のフォーカス位置をフォーカス調整部から取得してフォーカス位置情報として出力する。そして、フォーカス位置情報取得部１１は、対物レンズ光学系１から出力されるフォーカス位置情報を取得して画像処理部６ａに供給する。 The focus position information acquisition unit 11 acquires focus position information from the focus adjustment unit and supplies the focus position information to the image processing unit 6a. The objective lens optical system 1 acquires the focus position of the objective lens optical system 1 from the focus adjustment unit and outputs it as focus position information. The focus position information acquisition unit 11 acquires focus position information output from the objective lens optical system 1 and supplies the focus position information to the image processing unit 6a.

画像処理部６ａは、第１実施形態における画像処理部６の機能に加えて、水平切出位置補正部６０の機能構成を含む。水平切出位置補正部６０は、フォーカス位置情報取得部１１から供給されるフォーカス位置情報に基づいて、撮像部３から供給される撮像画像からの第１の画像領域と第２の画像領域との各切出位置を補正する。 The image processing unit 6a includes a functional configuration of the horizontal cutout position correcting unit 60 in addition to the function of the image processing unit 6 in the first embodiment. The horizontal cut-out position correction unit 60 is configured to obtain a first image area and a second image area from the captured image supplied from the imaging unit 3 based on the focus position information supplied from the focus position information acquisition unit 11. Correct each cutting position.

次に、水平切出位置補正部６０の動作について説明する。図１１は、対物レンズ光学系１から無限遠方にある被写体点と対物レンズ光学系１に比較的近い距離にある被写体点とを、撮像部３が撮像する場合における撮像面上の結像位置を模式的に示す図である。同図（ａ）は、撮像部３が、無限遠方にある被写体点∞と、対物レンズ光学系１に比較的近い距離にある被写体点Ｓａとを撮像する場合における撮像面上の結像位置を示す図である。また、同図（ｂ）は、撮像部３が、無限遠方にある被写体点∞と、被写体点Ｓａよりもさらに対物レンズ光学系１に近い距離にある被写体点Ｓｂとを撮像する場合における撮像面上の結像位置を示す図である。 Next, the operation of the horizontal cutout position correcting unit 60 will be described. FIG. 11 shows the imaging position on the imaging surface when the imaging unit 3 images a subject point that is infinitely far from the objective lens optical system 1 and a subject point that is relatively close to the objective lens optical system 1. It is a figure shown typically. FIG. 4A shows the imaging position on the imaging surface when the imaging unit 3 images a subject point ∞ at an infinite distance and a subject point Sa at a relatively close distance to the objective lens optical system 1. FIG. FIG. 5B shows an imaging surface when the imaging unit 3 images a subject point ∞ at infinity and a subject point Sb that is closer to the objective lens optical system 1 than the subject point Sa. It is a figure which shows the upper imaging position.

図１１（ｂ）の状態は、被写体点Ｓａのフォーカスが合っている状態である同図（ａ）の状態から、フォーカス調整部によるフォーカス位置の調整によって被写体点Ｓｂのフォーカスが合う状態に対物レンズ光学系１の位置が光軸方向にずれた状態である。よって、同図（ｂ）における撮像面上の被写体点∞の結像位置は、同図（ａ）における撮像面上の被写体点∞の結像位置よりも内側に寄る。つまり、被写体点∞よりも近距離にある被写体点が対物レンズ光学系１により近づくにしたがって、撮像面上の、被写体点∞と近づいてくる被写体点との視差は大きくなり、被写体点∞の結像位置は撮像面上の中央に寄ることになる。 In the state of FIG. 11B, the objective lens is changed from the state of FIG. 11A where the subject point Sa is in focus to the state where the subject point Sb is in focus by adjusting the focus position by the focus adjustment unit. In this state, the position of the optical system 1 is shifted in the optical axis direction. Therefore, the imaging position of the subject point ∞ on the imaging surface in FIG. 5B is closer to the inside than the imaging position of the subject point ∞ on the imaging surface in FIG. That is, as a subject point closer to the subject point ∞ approaches the objective lens optical system 1, the parallax between the subject point ∞ and the approaching subject point on the imaging surface increases, and the connection of the subject point ∞ is increased. The image position approaches the center on the imaging surface.

そこで、水平切出位置補正部６０は、フォーカス位置情報取得部１１から取得するフォーカス位置情報に含まれるフォーカス位置に応じて視点画像を含む矩形領域の切出位置を補正する。図１２は、撮像部３の撮像面上において視点画像を含む矩形領域の切出位置を補正して画像領域を抽出する様子を模式的に示した図である。図１２（ａ）および同図（ｂ）は、図１１（ａ）および同図（ｂ）に対応する。すなわち、図１１（ａ）に示す被写体点∞と被写体点Ｓａとは、図１２（ａ）に示すように撮像部３の撮像面上に結像され、画像処理部６ａは、視点画像ＬＩａを含む矩形状の第１の画像領域と視点画像ＲＩａを含む矩形状の第２の画像領域とを抽出する。 Therefore, the horizontal cutout position correction unit 60 corrects the cutout position of the rectangular area including the viewpoint image according to the focus position included in the focus position information acquired from the focus position information acquisition unit 11. FIG. 12 is a diagram schematically illustrating how the image area is extracted by correcting the cutout position of the rectangular area including the viewpoint image on the imaging surface of the imaging unit 3. FIG. 12A and FIG. 12B correspond to FIG. 11A and FIG. That is, the subject point ∞ and the subject point Sa shown in FIG. 11A are imaged on the imaging surface of the imaging unit 3 as shown in FIG. 12A, and the image processing unit 6a generates the viewpoint image LIa. A rectangular first image area including the image and a rectangular second image area including the viewpoint image RIa are extracted.

一方、図１１（ｂ）に示す被写体点∞と被写体点Ｓｂとは、図１２（ｂ）に示すように撮像部３の撮像面上に結像され、画像処理部６ａの水平切出位置補正部６０は、視点画像ＬＩｂを含む矩形状の第１の画像領域と視点画像ＲＩｂを含む矩形状の第２の画像領域との各切出位置を補正する。そして、画像処理部６ａは、切出位置が補正された後の、視点画像ＬＩｂを含む矩形状の第１の画像領域と視点画像ＲＩｂを含む矩形状の第２の画像領域とを抽出する。 On the other hand, the subject point ∞ and the subject point Sb shown in FIG. 11B are imaged on the imaging surface of the imaging unit 3 as shown in FIG. 12B, and the horizontal cutout position correction of the image processing unit 6a is performed. The unit 60 corrects each cut-out position between the rectangular first image region including the viewpoint image LIb and the rectangular second image region including the viewpoint image RIb. Then, the image processing unit 6a extracts a rectangular first image region including the viewpoint image LIb and a rectangular second image region including the viewpoint image RIb after the cutout position is corrected.

図１３は、無限遠方の被写体点∞の補正量を説明するための図である。同図は、プリズム１５Ｌ，１５Ｒを設けない場合の光学モデルである。同図に示すように、光束分離部の２つの窓それぞれの中心位置の間隔をＢとし、レンズ光学系の焦点距離をｆとし、被写体のフォーカス距離をＳとし、像のシフト量をｙとすると、このシフト量ｙは、下記の式（１）のように表される。但し、式（１）において１／ｓ’＝１／ｓ＋１／ｆである。 FIG. 13 is a diagram for explaining a correction amount for a subject point ∞ at infinity. This figure is an optical model when the prisms 15L and 15R are not provided. As shown in the figure, if the distance between the center positions of the two windows of the light beam separation unit is B, the focal length of the lens optical system is f, the focus distance of the subject is S, and the image shift amount is y. The shift amount y is expressed as the following equation (1). However, 1 / s ′ = 1 / s + 1 / f in the equation (1).

図１４は、本実施形態による撮像装置の光学系モデルにおいて、無限遠方の被写体点∞の補正量を説明するための図である。同図に示す光学モデルにおける像のシフト量ｙ’は、図１３に示す光学系モデルにおけるシフト量ｙに、光路上に設けられた光学プリズム５Ｌ，５Ｒの倍率ｒを乗じたものである。すなわち、本実施形態による撮像装置におけるシフト量ｙ’は、下記の式（２）のように表される。 FIG. 14 is a diagram for explaining the correction amount of the subject point ∞ at infinity in the optical system model of the imaging apparatus according to the present embodiment. The image shift amount y 'in the optical model shown in the figure is obtained by multiplying the shift amount y in the optical system model shown in FIG. 13 by the magnification r of the optical prisms 5L and 5R provided on the optical path. That is, the shift amount y ′ in the image pickup apparatus according to the present embodiment is expressed as the following equation (2).

また、撮像部３における画素ピッチをμとすると、水平切出位置補正部６０における補正量は、下記の式（３）のように表される。 Further, when the pixel pitch in the imaging unit 3 is μ, the correction amount in the horizontal cutout position correction unit 60 is expressed by the following equation (3).

本実施形態では、光学プリズム５Ｌ，５Ｒの倍率ｒを定数であると近似する。そして、本実施形態による撮像装置１００ｈは、フォーカス位置を無限遠方にしたときの撮像面における光軸上の被写体点∞の結像点を基準として、フォーカス距離をｓにしたときの被写体点∞の結像点の基準点からのシフト量をｙ’／μとして求めて式（３）に代入して倍率ｒを予め求めておく。 In the present embodiment, the magnification r of the optical prisms 5L and 5R is approximated to be a constant. The imaging apparatus 100h according to the present embodiment uses the imaging point of the subject point ∞ on the optical axis on the imaging surface when the focus position is set to infinity as a reference, and the object point ∞ when the focus distance is s. The amount of shift of the imaging point from the reference point is obtained as y ′ / μ and is substituted into equation (3) to obtain the magnification r in advance.

以上、説明したとおり、第１実施形態および各変形例、ならびに第２実施形態における撮像装置は、光束分離部４の窓４Ｌから到来する光束と窓４Ｒから到来する光束とを単一の撮像部３の撮像面にそれぞれ結像させて撮像し、窓４Ｌから到来する光束に対応する視点画像ＬＩと、窓４Ｒから到来する光束に対応する視点画像ＲＩとを含む撮像画像を出力するようにした。よって、第１実施形態および各変形例、ならびに第２実施形態における撮像装置は、左眼用画像と右眼用画像とについての電気的特性を一致させるキャリブレーションを行う必要がない。 As described above, the imaging device according to the first embodiment, each of the modified examples, and the second embodiment is configured so that the light beam coming from the window 4L of the light beam separation unit 4 and the light beam coming from the window 4R are a single image pickup unit. The imaging images including the viewpoint image LI corresponding to the light beam coming from the window 4L and the viewpoint image RI corresponding to the light beam coming from the window 4R are output. . Therefore, the imaging device according to the first embodiment, each modified example, and the second embodiment does not need to perform calibration for matching the electrical characteristics of the left-eye image and the right-eye image.

また、第１実施形態および各変形例、ならびに第２実施形態における撮像装置は、撮像部３の撮像面上に視点画像ＲＩと視点画像ＬＩとが互いに干渉しない位置に得られるようにした。よって、第１実施形態および各変形例、ならびに第２実施形態における撮像装置は、同時に左眼用画像と右眼用画像とを得ることができるため、左眼用シャッタと右眼用シャッタとを交互に開閉させるシャッタ機構を設ける必要がなく、高い動解像度を得ることができる。 In addition, in the imaging device according to the first embodiment, each modified example, and the second embodiment, the viewpoint image RI and the viewpoint image LI are obtained on the imaging surface of the imaging unit 3 at positions where they do not interfere with each other. Therefore, since the imaging device according to the first embodiment, each modified example, and the second embodiment can obtain a left-eye image and a right-eye image at the same time, a left-eye shutter and a right-eye shutter are provided. There is no need to provide a shutter mechanism that alternately opens and closes, and high dynamic resolution can be obtained.

さらに、第１実施形態および各変形例、ならびに第２実施形態における撮像装置は、反射鏡を用いた反射光学系を用いることなく構成することができるため、撮像装置自体の大きさを小型化することができる。 Furthermore, since the imaging device according to the first embodiment, each modification, and the second embodiment can be configured without using a reflective optical system using a reflecting mirror, the size of the imaging device itself can be reduced. be able to.

なお、上述した第１実施形態および各変形例、ならびに第２実施形態においては、図２に示すように、２つの窓４Ｌ，４Ｒが設けられた光束分離部４を備える撮像装置の例を示した。本発明の実施形態である撮像装置は、図２に示す光束分離部４の他、図１５に示すように、４つの窓を設けた光束分離部４ａとしてもよい。光束分離部４ａの外周円の中心点（点Ｏ）を原点としてその外周円を含む平面上にＸ−Ｙ直交座標軸（水平方向がＸ軸で、鉛直方向がＹ軸）をとったとき、２つの窓の中心点が、共にＸ軸上であって、原点からそれぞれ等距離の位置になるようにし、また、他の２つの窓の中心点が、共にＹ軸上であって、原点からそれぞれ等距離の位置になるようにしている。
同図に示す光束分離部４ａを適用する場合、画像処理部６，６ａは、撮像画像に含まれる４個の視点画像の画素データを、例えば線形補間することによって左眼用および右眼用の２系統の視点画像を生成し、これらの視点画像を含む矩形状の画像領域を抽出する。 In the first embodiment and the modifications described above, and in the second embodiment, as shown in FIG. 2, an example of an imaging device including a light beam separation unit 4 provided with two windows 4L and 4R is shown. It was. The imaging apparatus according to the embodiment of the present invention may be a light beam separation unit 4a provided with four windows as shown in FIG. 15 in addition to the light beam separation unit 4 shown in FIG. When an XY orthogonal coordinate axis (the horizontal direction is the X axis and the vertical direction is the Y axis) is taken on the plane including the outer peripheral circle with the center point (point O) of the outer peripheral circle of the light beam separation unit 4a as the origin, 2 The center points of the two windows are both on the X axis and are equidistant from the origin, and the center points of the other two windows are both on the Y axis and are from the origin. The positions are equidistant.
When the light beam separation unit 4a shown in the figure is applied, the image processing units 6 and 6a perform, for example, linear interpolation on the pixel data of the four viewpoint images included in the captured image for the left eye and the right eye. Two viewpoint images are generated, and a rectangular image region including these viewpoint images is extracted.

また、本発明の実施形態である撮像装置は、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、さらに多くの窓を設けた光束分離部４ｂまたは光束分離部４ｃとしてもよい。同図（ａ）の光束分離部４ｂは、円板平面上でその外周円の中心点Ｏに対して点対称となるように９個の窓が設けられたものである。また、同図（ｂ）の光束分離部４ｃは、円板平面上でその外周円の中心点Ｏに対して点対称となるように８個の窓が設けられたものであり、同図（ａ）に示す光束分離部４ｂからその中心に位置する１つの窓を削除したものである。
図１６に示す光束分離部４ｂまたは光束分離部４ｃを適用する場合、画像処理部６，６ａは、撮像画像に含まれる９個または８個の視点画像の画素データを、例えば線形補間することによって左眼用および右眼用の２系統の視点画像を生成し、これらの視点画像を含む矩形状の画像領域を抽出する。 Moreover, the imaging device which is embodiment of this invention is good also as the light beam separation part 4b or the light beam separation part 4c which provided more windows, as shown to Fig.16 (a), (b). 9A is provided with nine windows so as to be point-symmetric with respect to the center point O of the outer circumferential circle on the disk plane. Further, the light beam separation portion 4c in FIG. 8B is provided with eight windows so as to be point-symmetric with respect to the center point O of the outer circumference circle on the disk plane. One window located in the center is deleted from the light beam separation part 4b shown in a).
When the light beam separation unit 4b or the light beam separation unit 4c illustrated in FIG. 16 is applied, the image processing units 6 and 6a perform, for example, linear interpolation on pixel data of nine or eight viewpoint images included in the captured image. Two viewpoint images for the left eye and right eye are generated, and a rectangular image region including these viewpoint images is extracted.

また、第１実施形態の第７の変形例では、光学プリズム５Ｌ，５Ｒにより発生する色収差や幾何学的歪を軽減しまたは無くすために、補正光学プリズム１０Ｌ，１０Ｒを設ける例を示した。この構成以外にも、光学プリズム５Ｌ，５Ｒによって発生した色収差による色ずれや幾何学的歪による像の歪みを含んだ撮像画像を、画像処理部６が画像処理を行うことによって色すれや像の歪みを電気的に補正するようにしてもよい。この場合、色ずれ量や歪み量を予め測定して補正量を求めておき、画像処理部６に予め設定しておく。
また、補正光学プリズム１０Ｌ，１０Ｒによる光学的補正と、画像処理部６による電気的補正とを併用するようにしてもよい。 In the seventh modification of the first embodiment, an example in which the correction optical prisms 10L and 10R are provided in order to reduce or eliminate chromatic aberration and geometric distortion generated by the optical prisms 5L and 5R has been described. In addition to this configuration, the image processing unit 6 performs image processing on the picked-up image including the color shift caused by the chromatic aberration generated by the optical prisms 5L and 5R and the image distortion caused by the geometric distortion. You may make it correct | amend distortion electrically. In this case, the color misregistration amount and distortion amount are measured in advance to obtain a correction amount and set in advance in the image processing unit 6.
Further, optical correction by the correction optical prisms 10L and 10R and electrical correction by the image processing unit 6 may be used in combination.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

本発明は、顕微鏡、テレビジョン放送の撮像装置、民生用のビデオ撮影装置、デジタルカメラ等に利用できる。 The present invention can be used for a microscope, a television broadcast imaging device, a consumer video photographing device, a digital camera, and the like.

１対物レンズ光学系（レンズ光学系）
２，２Ｌ，２Ｒ集束レンズ光学系（レンズ光学系）
３撮像部
４，４ａ，４ｂ，４ｃ光束分離部
４Ｌ，４Ｒ窓
５Ｌ，５Ｒ光学プリズム（光路変更部）
６，６ａ画像処理部
７絞り（光量調整部）
８遮光壁
９減光フィルタ（光量調整部）
１０Ｌ，１０Ｒ補正光学プリズム
１１フォーカス位置情報取得部
６０水平切出位置補正部（切出位置補正部） 1 Objective lens optical system (lens optical system)
2,2L, 2R Focusing lens optical system (lens optical system)
3 Imaging unit 4, 4a, 4b, 4c Light beam separation unit 4L, 4R Window 5L, 5R Optical prism (optical path changing unit)
6, 6a Image processing unit 7 Aperture (light quantity adjustment unit)
8 Light-shielding wall 9 Neutral density filter
10L, 10R correction optical prism 11 focus position information acquisition unit 60 horizontal cutout position correction unit (cutout position correction unit)

Claims

被写体から到来する光束を集光するレンズ光学系と、
前記レンズ光学系が集光した光束を複数の光束に分離する光束分離部と、
前記光束分離部が分離した各光束の進行方向を変更する複数の光路変更部と、
前記複数の光路変更部の後段に設けられ単一の撮像面を有する撮像部と、
前記撮像部が出力する撮像画像から前記各光束による像を含む画像領域を抽出して左眼用画像と右眼用画像とを生成する画像処理部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 A lens optical system that collects the light flux coming from the subject;
A light beam separating unit that separates the light beam collected by the lens optical system into a plurality of light beams;
A plurality of optical path changing units for changing the traveling direction of each light beam separated by the light beam separating unit;
An imaging unit provided at a subsequent stage of the plurality of optical path changing units and having a single imaging surface;
An image processing unit that extracts an image region including an image of each light flux from a captured image output by the imaging unit to generate a left-eye image and a right-eye image;
An imaging apparatus comprising:

前記レンズ光学系の前段もしくは後段、または前記レンズ光学系の光路上の中間に設けられる光量調節部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising a light amount adjusting unit provided at a front stage or a rear stage of the lens optical system, or at an intermediate position on an optical path of the lens optical system.

前記光路変更部は、光学プリズムであることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the optical path changing unit is an optical prism.

前記複数の光学プリズムそれぞれに対応して、前記光学プリズムによる光の屈折の方向と逆方向に光を屈折させる向きに設けられる複数の補正光学プリズムをさらに備えることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。 The correction optical prism according to claim 3, further comprising a plurality of correction optical prisms provided in a direction in which light is refracted in a direction opposite to a direction of light refraction by the optical prism, corresponding to each of the plurality of optical prisms. Imaging device.

フォーカス位置を取得するフォーカス位置情報取得部と、
前記フォーカス位置情報取得部から供給される前記フォーカス位置に基づき、前記画像処理部が前記画像領域を抽出する切出位置を補正する切出位置補正部と、
をさらに備え、
前記画像処理部は、前記切出位置補正部が補正した切出位置に基づいて、前記画像領域を抽出する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項記載の撮像装置。 A focus position information acquisition unit for acquiring a focus position;
Based on the focus position supplied from the focus position information acquisition unit, a cutout position correction unit that corrects a cutout position at which the image processing unit extracts the image region;
Further comprising
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the image processing unit extracts the image region based on the cutout position corrected by the cutout position correction unit.