JP2017207695A - 光学装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第2の態様によると、光学装置は、第1のサイズを有する第1マイクロレンズと、第2のサイズを有する第2マイクロレンズとを少なくとも含み、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、複数の画素を含む画素群を複数有し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に対し、前記第1マイクロレンズと前記第2マイクロレンズとの光学特性の違いを補正する補正部と、前記補正部により補正された受光出力と、前記第2マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力と、により被写体画像を合成する画像合成部と、を備える。
本発明の第3の態様によると、光学装置は、第1のサイズを有する第1マイクロレンズと、前記第1のサイズよりも大きい第2のサイズを有する第2マイクロレンズとを少なくとも含み、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、複数の画素を含む画素群を複数有し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に基づいて所定像面の第1部分被写体像を合成する第1画像合成部と、前記第2マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に基づいて前記所定像面の第2部分被写体像を合成する第2画像合成部と、前記第1画像合成部による前記第1部分被写体像と、前記第2画像合成部による前記第2部分被写体像とから前記所定像面の被写体像を合成する第3画像合成部と、を備える。
本発明の第4の態様によると、光学装置は、第1のサイズを有する第1マイクロレンズと、前記第1のサイズよりも大きい第2のサイズを有する第2マイクロレンズとを少なくとも含み、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、複数の画素を含む画素群を複数有し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサとを備え、前記第1マイクロレンズの焦点距離と前記第2マイクロレンズの焦点距離とが等しい。
図1は、第1の実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。撮像装置1は、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。撮像装置1は、カメラボディ100および交換レンズ200を含む。交換レンズ200には、複数のレンズ202、203、204から構成される撮像光学系205が設けられる。なお、図1では撮像光学系205を3つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、いくつのレンズで構成されるようにしてもよい。
なお、第1焦点検出処理および第2焦点検出処理は、設定によりいずれか一方の処理だけを動作するように構成することもできる。
(1)マイクロレンズアレイ221は、直径w1の第1マイクロレンズ223aと、直径w2の第2マイクロレンズ223bとを有する。焦点検出装置109は、第1マイクロレンズ223aを通過する光を受光した第1受光素子群225aの受光出力により撮像光学系205の焦点評価値を演算する。焦点検出装置109は、第2マイクロレンズ223bを通過する光を受光した第2受光素子群225bの受光出力により撮像光学系205の焦点評価値を演算する。このように、サイズが異なる2種類のマイクロレンズを使い分けるようにしたので、撮像光学系205の現在の焦点調節状態によらず、信頼性の高い焦点検出結果が得られる。サイズが異なる2種類のマイクロレンズとは、本実施の形態で例示した円形形状のマイクロレンズ223においては、レンズの直径または半径が異なるマイクロレンズのことである。また、マイクロレンズ223が、四角形、六角形、八角形などの場合には、相似関係にあるマイクロレンズのことである。すなわち、サイズが異なる2種類のマイクロレンズとは、一方のマイクロレンズと、一方のマイクロレンズを光軸に垂直な平面上で一定の比率で一様に拡大または縮小して得られるマイクロレンズと、のことである。サイズが異なる2種類のマイクロレンズとは、例えば、直径が20μmの円形形状のマイクロレンズと直径が40μmの円形形状のマイクロレンズである。また、例えば、一辺が20μmの正方形状のマイクロレンズと一辺が40μmの正方形状のマイクロレンズである。なお、サイズが異なる2種類のマイクロレンズは、必ずしも相似形状である必要はなく、例えば、直径が20μmの円形形状のマイクロレンズと一辺が40μmの正方形状のマイクロレンズであっても良い。
図5は、第2の実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。撮像装置2は、第1の実施の形態に係る撮像装置1とは異なり、クイックリターンミラー103を有していない。つまり、撮像装置2は、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラではない。
(1)制御部301は、第1マイクロレンズ423aを通過した光による第1受光素子群425aからの受光出力に対し、第1マイクロレンズ423aと第2マイクロレンズ423bとの光学特性の違いを補正する。制御部301は、補正された受光出力と、第2受光素子群425bからの受光出力と、により被写体画像を合成する。第1マイクロレンズ423aが第2マイクロレンズ423bより小さい場合、大きいマイクロレンズ(第2マイクロレンズ423b)が2次元に配列されたアレイによる受光出力と同等の情報に基づいて被写体画像が合成できる。一方、第1マイクロレンズ423aが第2マイクロレンズ423bより大きい場合、小さいマイクロレンズ(第2マイクロレンズ423b)が2次元に配列されたアレイによる受光出力と同等の情報に基づいて被写体画像が合成できる。大きいマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを用いると奥行き方向の分解能が向上する。小さいマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを用いると水平方向の分解能が向上する。このように、サイズが異なる2種類のマイクロレンズを使い分けるようにしたので、必要に応じて優先すべき分解能(奥行き方向の分解能または水平方の分解能)を切替えて合成画像することができる。
上述した各実施の形態では、第1マイクロレンズおよび第2マイクロレンズのサイズ、形状、配列について、例を挙げて説明したが、これとは異なるサイズ、形状、配列を有する第1マイクロレンズおよび第2マイクロレンズを設けてもよい。例えば、マイクロレンズが正方配列ではなく行ごとに互い違いになるように配列されていてもよい。また、更にサイズが異なる第3のマイクロレンズや第4のマイクロレンズを設けてもよい。
第1の実施の形態において、第1焦点検出処理に用いる第1マイクロレンズ223aは連続的に配列されていなくてもよい。例えば、1つ飛びに配列されていてもよい。また、第2焦点検出処理に用いる第2マイクロレンズ223bは、隣接して配列されていなくてもよい。
Claims (11)
- 第1のサイズを有する第1マイクロレンズと、第2のサイズを有する第2マイクロレンズとを少なくとも含み、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記第1マイクロレンズを通過する光を受光した前記複数の画素群の受光出力により撮像光学系の焦点評価値を演算する第1演算部と、前記第2マイクロレンズを通過する光を受光した前記複数の画素群の受光出力により前記撮像光学系の焦点評価値を演算する第2演算部と、
を備える光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置において、
第1演算部により演算された焦点評価値および第2演算部により演算された焦点評価値のいずれか一方を出力する焦点検出部を更に備える光学装置。 - 請求項2に記載の光学装置において、
前記焦点検出部によって出力された焦点評価値により前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節部を更に備える光学装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光学装置において、
前記第1のサイズは前記第2のサイズよりも小さく、
前記第1演算部は、前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群の受光出力から一対の信号を取り出し、複数の前記第1マイクロレンズの各々から取り出された複数の前記一対の信号を用いて位相差演算を行い、
前記第2演算部は、前記第2マイクロレンズを通過した光を受光した画素群の受光出力から複数の信号を取り出し、一対の前記第2マイクロレンズから取り出された一対の前記複数の信号を用いて位相差演算を行う光学装置。 - 請求項4に記載の光学装置において、
前記第1演算部は、複数の前記第1マイクロレンズの各々から取り出された複数の前記一対の信号から一対の信号列を生成し、前記一対の信号列を用いて位相差演算を行い、
前記第2演算部は、前記第2マイクロレンズを通過した光を受光した画素群の受光出力から信号列を取り出し、一対の前記第2マイクロレンズから取り出された一対の前記信号列を用いて位相差演算を行う光学装置。 - 第1のサイズを有する第1マイクロレンズと、第2のサイズを有する第2マイクロレンズとを少なくとも含み、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に対し、前記第1マイクロレンズと前記第2マイクロレンズとの光学特性の違いを補正する補正部と、
前記補正部により補正された受光出力と、前記第2マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力と、により被写体画像を合成する画像合成部と、
を備える光学装置。 - 請求項6に記載の光学装置において、
前記補正部は、前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に基づいて前記第1マイクロレンズに入射した光線を特定し、前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力を、前記第1マイクロレンズのサイズが前記第2のサイズであった場合に前記光線によって前記画素群が出力する受光出力に補正する光学装置。 - 請求項6に記載の光学装置において、
前記第2のサイズは、前記第1のサイズよりも大きく、
前記補正部は、複数の前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した複数の画素群からの受光出力に基づいて前記複数の第1マイクロレンズに入射した光線を特定し、前記複数の第1マイクロレンズを通過した光を受光した複数の画素群からの受光出力を、前記第2のサイズのマイクロレンズが前記複数の第1マイクロレンズを覆うように配置された場合に前記第2のサイズのマイクロレンズを通過した光を受光する画素群が出力する受光出力に補正する光学装置。 - 請求項6に記載の光学装置において、
前記第2のサイズは、前記第1のサイズよりも小さく、
前記補正部は、前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に基づいて前記第1マイクロレンズに入射した光線を特定し、前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力を、前記第2のサイズのマイクロレンズが前記第1マイクロレンズが占める領域内に複数配置された場合に前記複数の第2のサイズのマイクロレンズを通過した光を受光する複数の画素群が出力する受光出力に補正する光学装置。 - 第1のサイズを有する第1マイクロレンズと、前記第1のサイズよりも大きい第2のサイズを有する第2マイクロレンズとを少なくとも含み、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサと、
前記第1マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に基づいて所定像面の第1部分被写体像を合成する第1画像合成部と、
前記第2マイクロレンズを通過した光を受光した画素群からの受光出力に基づいて前記所定像面の第2部分被写体像を合成する第2画像合成部と、
前記第1画像合成部による前記第1部分被写体像と、前記第2画像合成部による前記第2部分被写体像とから前記所定像面の被写体像を合成する第3画像合成部と、
を備える光学装置。 - 第1のサイズを有する第1マイクロレンズと、前記第1のサイズよりも大きい第2のサイズを有する第2マイクロレンズとを少なくとも含み、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、
複数の画素を含む画素群を複数有し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズを通過した光を各画素群でそれぞれ受光する撮像センサとを備え、
前記第1マイクロレンズの焦点距離と前記第2マイクロレンズの焦点距離とが等しい光学装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016101275A JP2017207695A (ja) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | 光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2016101275A JP2017207695A (ja) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | 光学装置 |
Publications (1)
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JP2017207695A true JP2017207695A (ja) | 2017-11-24 |
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ID=60415441
Family Applications (1)
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JP2016101275A Pending JP2017207695A (ja) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | 光学装置 |
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2016
- 2016-05-20 JP JP2016101275A patent/JP2017207695A/ja active Pending
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