JPH066646A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPH066646A JPH066646A JP4157722A JP15772292A JPH066646A JP H066646 A JPH066646 A JP H066646A JP 4157722 A JP4157722 A JP 4157722A JP 15772292 A JP15772292 A JP 15772292A JP H066646 A JPH066646 A JP H066646A
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- JP
- Japan
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- image pickup
- light
- optical axis
- elements
- positions
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 3板式カラーテレビジョンカメラなどの撮像
装置に関し、複数の撮像素子における光軸方向の配設位
置を焦点近傍で互いにずらし、光学系の製造誤差に関わ
らず画面の均一性を確保できる撮像装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 撮像レンズ20と、ハーフミラーあるいはダ
イクロイックミラーなどの光分割面21と、分割された
撮像光を受光する固体撮像素子22,23を設ける。固
体撮像素子22,23の受光面22A,23Aの光軸方
向の位置は、被写体(点P)が結像するフォーカス位置
に配設するが、受光面22Aと光分割面21で折り返し
た23Bとで示すように、両者を焦点近傍においてわず
かにずらした位置とする。
装置に関し、複数の撮像素子における光軸方向の配設位
置を焦点近傍で互いにずらし、光学系の製造誤差に関わ
らず画面の均一性を確保できる撮像装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 撮像レンズ20と、ハーフミラーあるいはダ
イクロイックミラーなどの光分割面21と、分割された
撮像光を受光する固体撮像素子22,23を設ける。固
体撮像素子22,23の受光面22A,23Aの光軸方
向の位置は、被写体(点P)が結像するフォーカス位置
に配設するが、受光面22Aと光分割面21で折り返し
た23Bとで示すように、両者を焦点近傍においてわず
かにずらした位置とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラ,ビデオ
カメラ,顕微鏡用カメラなどの撮像装置に関する。
カメラ,顕微鏡用カメラなどの撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、固体撮像素子を3個用いる3板式
カラーカメラ(以下、3いたカメラ)が開発され、業務
用カメラとして使用されている。図5は、従来の3いた
カメラの色分解光学系の側面図である。同図において、
1は撮像レンズを通過した光束(正確には光軸)、2は
プリズム部材2A,2B,2Cからなる3色分解プリズ
ムである。光束1はプリズム部材2A,2Bに蒸着され
たダイクロイックミラー3,4によって、3原色の光束
5(青),6(赤),7(緑)に色分解され、各々固体
撮像素子8,9,10に受光される。固体撮像素子8の
取り付け位置であるが、プリズム部材2Aの出射面に連
結用部材(図では省略)を介して、所定のフォーカス位
置になるよう、隙間を変えることで位置調整され固定さ
れる。固体撮像素子9,10も、固体撮像素子8と同じ
フォーカス位置になるよう位置調整され固定される。こ
れら固体撮像素子8,9,10の撮像信号を合成して、
輝度信号と色信号の撮像信号を得る。
カラーカメラ(以下、3いたカメラ)が開発され、業務
用カメラとして使用されている。図5は、従来の3いた
カメラの色分解光学系の側面図である。同図において、
1は撮像レンズを通過した光束(正確には光軸)、2は
プリズム部材2A,2B,2Cからなる3色分解プリズ
ムである。光束1はプリズム部材2A,2Bに蒸着され
たダイクロイックミラー3,4によって、3原色の光束
5(青),6(赤),7(緑)に色分解され、各々固体
撮像素子8,9,10に受光される。固体撮像素子8の
取り付け位置であるが、プリズム部材2Aの出射面に連
結用部材(図では省略)を介して、所定のフォーカス位
置になるよう、隙間を変えることで位置調整され固定さ
れる。固体撮像素子9,10も、固体撮像素子8と同じ
フォーカス位置になるよう位置調整され固定される。こ
れら固体撮像素子8,9,10の撮像信号を合成して、
輝度信号と色信号の撮像信号を得る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の3板カメラで
は、3個の固体撮像素子8,9,10の光軸方向の位置
は、同じフォーカス位置に丁度重なりあうよう設定され
た。このフォーカス位置は撮像レンズがつくる最良結像
面の位置であり、像のコントラストが最大となる位置で
ある。最良結像面は理想的には光軸に全く垂直でかつう
ねりのない平面であるべきだが、実際には光学系の種々
の製造誤差により、光軸に対してわずかに傾きが生じた
り、湾曲収差を持ったりする。このため全画面にわたっ
て均一なピントが得られないといった、コントラストの
むらが現れやすい。このことは、レンズを交換した場合
やプリズムを交換した場合において現れやすく、部品交
換の互換性にはなはだ不都合となる。しかし、原因とな
る製造誤差を無くすことは、生産性と相反する問題とな
り難しく、コストアップを招く。
は、3個の固体撮像素子8,9,10の光軸方向の位置
は、同じフォーカス位置に丁度重なりあうよう設定され
た。このフォーカス位置は撮像レンズがつくる最良結像
面の位置であり、像のコントラストが最大となる位置で
ある。最良結像面は理想的には光軸に全く垂直でかつう
ねりのない平面であるべきだが、実際には光学系の種々
の製造誤差により、光軸に対してわずかに傾きが生じた
り、湾曲収差を持ったりする。このため全画面にわたっ
て均一なピントが得られないといった、コントラストの
むらが現れやすい。このことは、レンズを交換した場合
やプリズムを交換した場合において現れやすく、部品交
換の互換性にはなはだ不都合となる。しかし、原因とな
る製造誤差を無くすことは、生産性と相反する問題とな
り難しく、コストアップを招く。
【0004】本発明はこのような点に鑑みて、複数の撮
像素子における光軸方向の配設位置を焦点近傍で互いに
ずらすことにより、光学家の製造誤差に関わらず画面の
均一性を確保できる撮像装置を提供することを目的とす
る。
像素子における光軸方向の配設位置を焦点近傍で互いに
ずらすことにより、光学家の製造誤差に関わらず画面の
均一性を確保できる撮像装置を提供することを目的とす
る。
【0005】また本発明では、複数の撮像素子における
光軸方向の配設位置を焦点近傍からさらに大きくずらす
ことにより、被写体の異なる奥行き部分からの良好な映
像情報が得られる撮像装置を提供することを目的とす
る。
光軸方向の配設位置を焦点近傍からさらに大きくずらす
ことにより、被写体の異なる奥行き部分からの良好な映
像情報が得られる撮像装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、撮像レンズを
通過した撮像光を、複数の光束に振幅分割する光分割手
段と、前記分割された撮像光を受光する複数の撮像素子
とを備え、前記複数の撮像素子の少なくとも1個の光軸
方向の位置を、焦点近傍にて他と異なる位置に配設し、
前記撮像素子の出力信号の合成によって輝度信号を得る
ものである。
通過した撮像光を、複数の光束に振幅分割する光分割手
段と、前記分割された撮像光を受光する複数の撮像素子
とを備え、前記複数の撮像素子の少なくとも1個の光軸
方向の位置を、焦点近傍にて他と異なる位置に配設し、
前記撮像素子の出力信号の合成によって輝度信号を得る
ものである。
【0007】また本発明は、撮像レンズを通過した撮像
光を、複数の光束に分割する光分割手段と、前記分割さ
れた撮像光を受光する複数の撮像素子とを備え、前記撮
像素子を各々焦点深度より外側にて異なるフォーカス位
置に配設し、前記複数の撮像素子の出力信号によって被
写体の奥行きの異なる部分の映像情報を同時に得るもの
である。
光を、複数の光束に分割する光分割手段と、前記分割さ
れた撮像光を受光する複数の撮像素子とを備え、前記撮
像素子を各々焦点深度より外側にて異なるフォーカス位
置に配設し、前記複数の撮像素子の出力信号によって被
写体の奥行きの異なる部分の映像情報を同時に得るもの
である。
【0008】
【作用】本発明では、複数の撮像素子において光軸方向
の位置を焦点深度内など焦点近傍において互いにずらす
ことにより、撮像する像のコントラストの補完を行わ
せ、結像面の傾きや湾曲に関わらず画面のピントの均一
性を確保できる撮像装置を実現する。
の位置を焦点深度内など焦点近傍において互いにずらす
ことにより、撮像する像のコントラストの補完を行わ
せ、結像面の傾きや湾曲に関わらず画面のピントの均一
性を確保できる撮像装置を実現する。
【0009】また本発明では、複数の撮像素子のフォー
カス位置を焦点深度より大きくずらすことにより、被写
体の奥行きの違いによって通常ではピンボケになる部分
におけるコントラストの良好な映像の得られる撮像装置
を実現する。
カス位置を焦点深度より大きくずらすことにより、被写
体の奥行きの違いによって通常ではピンボケになる部分
におけるコントラストの良好な映像の得られる撮像装置
を実現する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の撮像装置における実施例を図
面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例の光学
系の模式図であり、撮像素子が2個の場合を示す。同図
において、20は撮像レンズ、21はハーフミラーある
いはダイクロイックミラーなどの光分割面、22,23
は各々分割された撮像光を受光する固体撮像素子、22
A,23Aは各々、固体撮像素子22,23の受光面、
点線23Bは23Aを光分割面21で折り返して示した
面、24は撮像レンズ20の光軸、25は被写体(ここ
では点P)からの光線を表す。このような構成におい
て、固体撮像素子22,23の光軸方向の位置は点Pが
結像するフォーカス位置に配設するが、本発明では22
Aと23Bで示すように、両者を焦点近傍においてわず
かにずらすことを行なう。
面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例の光学
系の模式図であり、撮像素子が2個の場合を示す。同図
において、20は撮像レンズ、21はハーフミラーある
いはダイクロイックミラーなどの光分割面、22,23
は各々分割された撮像光を受光する固体撮像素子、22
A,23Aは各々、固体撮像素子22,23の受光面、
点線23Bは23Aを光分割面21で折り返して示した
面、24は撮像レンズ20の光軸、25は被写体(ここ
では点P)からの光線を表す。このような構成におい
て、固体撮像素子22,23の光軸方向の位置は点Pが
結像するフォーカス位置に配設するが、本発明では22
Aと23Bで示すように、両者を焦点近傍においてわず
かにずらすことを行なう。
【0011】次に、このずらし量について説明する。図
2は必要とする空間周波数におけるフォーカス位置付近
でのMTF特性の例を表した図で、縦軸はMTF特性の
振幅、横軸DFはディフォーカス量である。像高0つま
り光軸中心における場合を曲線aで示し、像高hつまり
周辺の特定位置における場合を曲線bで示し、ここでは
湾曲収差のため両者のピーク位置はずれている。従っ
て、撮像素子をDF=0の位置に設定しても撮高hにお
ては最良位置とはならない。
2は必要とする空間周波数におけるフォーカス位置付近
でのMTF特性の例を表した図で、縦軸はMTF特性の
振幅、横軸DFはディフォーカス量である。像高0つま
り光軸中心における場合を曲線aで示し、像高hつまり
周辺の特定位置における場合を曲線bで示し、ここでは
湾曲収差のため両者のピーク位置はずれている。従っ
て、撮像素子をDF=0の位置に設定しても撮高hにお
ては最良位置とはならない。
【0012】図3は像面の断面を示し、横軸30は光
軸、31は振幅最大の位置をつなげた像面の断面、3
2,33は、これ以上フォーカスがずれると必要な振幅
が確保できなくなるという限界の面(前側と後側)を示
し、すなわち32,33によって焦点深度の範囲が示さ
れる。hは図2の像高hと対応する。34,35は図1
における固体撮像素子の受光面22A,23Bに対応
し、本実施例ではこのように両者の位置を焦点深度内で
光軸方向にずらすことを行なう。つまり、中央付近では
固体撮像素子34が振幅最大の状態となるように、また
像高h付近では固体撮像素子35が振幅最大の状態とな
るように、両者を異なる位置に置く。これら固体撮像素
子34,35の出力信号を加算し合成すれば、補完効果
によって画面全体にわたり、より均質な解像度の撮像信
号を得ることができる。
軸、31は振幅最大の位置をつなげた像面の断面、3
2,33は、これ以上フォーカスがずれると必要な振幅
が確保できなくなるという限界の面(前側と後側)を示
し、すなわち32,33によって焦点深度の範囲が示さ
れる。hは図2の像高hと対応する。34,35は図1
における固体撮像素子の受光面22A,23Bに対応
し、本実施例ではこのように両者の位置を焦点深度内で
光軸方向にずらすことを行なう。つまり、中央付近では
固体撮像素子34が振幅最大の状態となるように、また
像高h付近では固体撮像素子35が振幅最大の状態とな
るように、両者を異なる位置に置く。これら固体撮像素
子34,35の出力信号を加算し合成すれば、補完効果
によって画面全体にわたり、より均質な解像度の撮像信
号を得ることができる。
【0013】図5に示した従来例のよな3板カメラにお
いては、通常、赤と青とを加算した信号レベルと緑単独
のレベルとをつりあう比率で合成して輝度信号を作成す
る。従って図3の固体撮像素子の位置関係34,35を
3板カメラに適用する場合、例えば34は青と赤の固体
撮像素子として同じ位置とし、35は緑の固体撮像素子
として異なる位置とすると、輝度信号に対し良好な補完
効果が得られる。
いては、通常、赤と青とを加算した信号レベルと緑単独
のレベルとをつりあう比率で合成して輝度信号を作成す
る。従って図3の固体撮像素子の位置関係34,35を
3板カメラに適用する場合、例えば34は青と赤の固体
撮像素子として同じ位置とし、35は緑の固体撮像素子
として異なる位置とすると、輝度信号に対し良好な補完
効果が得られる。
【0014】次に、図4は本発明の他の実施例の光学系
の模式図であり、撮像素子が2個の場合を示す。同図に
おいて、40は撮像レンズ、41はハーフミラーなどの
光分割面、42,43は各々分割された撮像光を受光す
る固体撮像素子、42A,43Aは各々、固体撮像素子
42,43の受光面、点線43Bは43Aを光分割面4
1で折り返して示した面、44は撮像レンズ40の光
軸、45は被写体(ここでは点Q)からの光線を、46
は被写体(ここでは点R)からの光線を表す。このよう
な構成において、固体撮像素子42の光軸方向の位置は
点Qが結像するフォーカス位置に、固体撮像素子43の
光軸方向の位置は点Rが結像するフォーカス位置に配設
する。点Rの位置は、固体撮像素子42においてはピン
ボケ状態となる位置とする。本実施例では42Aと43
Bで示すように、両者を焦点深度以上に大きくずらすこ
とを行なう。これにより、点Qを含む面と点Rを含む面
の映像情報を、例えば異なるモニタ上に写しだし、同時
に観察することが可能となる。これは、監視カメラや工
場工程における検査用カメラなどに応用できる。
の模式図であり、撮像素子が2個の場合を示す。同図に
おいて、40は撮像レンズ、41はハーフミラーなどの
光分割面、42,43は各々分割された撮像光を受光す
る固体撮像素子、42A,43Aは各々、固体撮像素子
42,43の受光面、点線43Bは43Aを光分割面4
1で折り返して示した面、44は撮像レンズ40の光
軸、45は被写体(ここでは点Q)からの光線を、46
は被写体(ここでは点R)からの光線を表す。このよう
な構成において、固体撮像素子42の光軸方向の位置は
点Qが結像するフォーカス位置に、固体撮像素子43の
光軸方向の位置は点Rが結像するフォーカス位置に配設
する。点Rの位置は、固体撮像素子42においてはピン
ボケ状態となる位置とする。本実施例では42Aと43
Bで示すように、両者を焦点深度以上に大きくずらすこ
とを行なう。これにより、点Qを含む面と点Rを含む面
の映像情報を、例えば異なるモニタ上に写しだし、同時
に観察することが可能となる。これは、監視カメラや工
場工程における検査用カメラなどに応用できる。
【0015】また、固体撮像素子43の位置を光軸方向
に移動可能とすれば、異なる任意の奥行きの撮像面を設
定可能とできる。これは顕微鏡用などのカメラに応用
で、異なる奥行きの観察面を任意に設定できる撮像装置
を提供できる。
に移動可能とすれば、異なる任意の奥行きの撮像面を設
定可能とできる。これは顕微鏡用などのカメラに応用
で、異なる奥行きの観察面を任意に設定できる撮像装置
を提供できる。
【0016】
【発明の効果】本発明の撮像装置は、撮像素子の光軸方
向の配設位置を焦点位置の近傍にてずらすことにより、
撮像する像のコントラストの補完を行わせ、結像面の傾
きや湾曲収差など光学系の製造誤差に関わらず、画面の
均一性を確保することが可能となる。また3板カメラに
おいて、赤,青用の撮像素子と緑用の撮像素子との位置
を輝度信号に寄与する比率を加味した組合せで光軸方向
にずらすことにより、同様の効果を得ることができる。
また撮像素子の光軸方向の配設位置を焦点深度以上に大
きくずらすことにより、1個の撮像素子ではピンボケと
なる異なる奥行き部分の映像を得ることができる。また
複数の撮像素子の内の少なくとも1個の光軸方向の位置
を調整可能とすることにより、異なる奥行きの撮像面を
任意に設定可能とする撮像装置を提供できる。以上のよ
うに、本発明は、3板カメラ、2板カメラなどの撮像装
置を高機能化する上で効果的であり、その工業的価値は
高い。
向の配設位置を焦点位置の近傍にてずらすことにより、
撮像する像のコントラストの補完を行わせ、結像面の傾
きや湾曲収差など光学系の製造誤差に関わらず、画面の
均一性を確保することが可能となる。また3板カメラに
おいて、赤,青用の撮像素子と緑用の撮像素子との位置
を輝度信号に寄与する比率を加味した組合せで光軸方向
にずらすことにより、同様の効果を得ることができる。
また撮像素子の光軸方向の配設位置を焦点深度以上に大
きくずらすことにより、1個の撮像素子ではピンボケと
なる異なる奥行き部分の映像を得ることができる。また
複数の撮像素子の内の少なくとも1個の光軸方向の位置
を調整可能とすることにより、異なる奥行きの撮像面を
任意に設定可能とする撮像装置を提供できる。以上のよ
うに、本発明は、3板カメラ、2板カメラなどの撮像装
置を高機能化する上で効果的であり、その工業的価値は
高い。
【図1】本発明の一実施例における撮像装置の模式断面
図
図
【図2】同実施例におけるフォーカス位置付近でのMT
F特性図
F特性図
【図3】同実施例における結像面の模式断面図
【図4】本発明の他の実施例における撮像装置の模式断
面図
面図
【図5】従来の3板方式の撮像装置の側面図
20,40 撮像レンズ 21,41 光分割面 22,23,42,43 固体撮像素子 24,44 光軸 25,45,46 光線
Claims (4)
- 【請求項1】 撮像レンズを通過した撮像光を、複数の
光束に振幅分割する光分割手段と、前記分割された撮像
光を受光する複数の撮像素子とを備え、前記複数の撮像
素子の少なくとも1個の光軸方向の位置を、焦点近傍に
て他と異なる位置に配設し、前記撮像素子の出力信号の
合成によって輝度信号を得ることを特徴とする撮像装
置。 - 【請求項2】 撮像レンズを通過した撮像光を、ダイク
ロイックミラーによって赤緑青の3原色に色分解する3
色分解プリズムと、前記3原色の光を各々受光する3個
の撮像素子とを備え、赤と青用の撮像素子の光軸方向の
位置を同じ位置とし、緑用の撮像素子の光軸方向の位置
を、赤と青用の撮像素子の光軸方向の位置に対し焦点近
傍においてずらしたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項3】 撮像レンズを通過した撮像光を、複数の
光束に分割する光分割手段と、前記分割された撮像光を
受光する複数の撮像素子とを備え、前記撮像素子を各々
焦点深度より外側にて異なるフォーカス位置に配設し、
前記複数の撮像素子の出力信号によって被写体の奥行き
の異なる部分の映像情報を同時に得ることを特徴とする
撮像装置。 - 【請求項4】 撮像レンズを通過した撮像光を、複数の
光束に分割する光分割手段と、前記分割された撮像光を
受光する複数の撮像素子と、前記撮像素子の少なくとも
1個の光軸方向の位置を、他と異なる位置に可変する位
置調整手段を設け、前記複数の撮像素子の出力信号によ
って被写体の奥行きの異なる任意部分の映像信号を同時
に得ることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4157722A JPH066646A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4157722A JPH066646A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH066646A true JPH066646A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15655944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4157722A Pending JPH066646A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH066646A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011052338A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 撮像ユニット及びそれを用いた顕微鏡装置 |
WO2011052172A1 (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | 撮像装置およびそれを用いた測距装置 |
US8314872B2 (en) | 2008-11-19 | 2012-11-20 | Panasonic Corporation | Imaging device |
KR101242929B1 (ko) * | 2011-09-23 | 2013-03-12 | 포항공과대학교 산학협력단 | 다파장 구별 촬영 장치 |
US8902338B2 (en) | 2011-06-06 | 2014-12-02 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Color separation filter array, solid-state imaging element, imaging device, and display device |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP4157722A patent/JPH066646A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8314872B2 (en) | 2008-11-19 | 2012-11-20 | Panasonic Corporation | Imaging device |
WO2011052172A1 (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | 撮像装置およびそれを用いた測距装置 |
JP4796666B2 (ja) * | 2009-10-27 | 2011-10-19 | パナソニック株式会社 | 撮像装置およびそれを用いた測距装置 |
US8520125B2 (en) | 2009-10-27 | 2013-08-27 | Panasonic Corporation | Imaging device and distance-measuring device using same |
WO2011052338A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 撮像ユニット及びそれを用いた顕微鏡装置 |
US8902338B2 (en) | 2011-06-06 | 2014-12-02 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Color separation filter array, solid-state imaging element, imaging device, and display device |
KR101242929B1 (ko) * | 2011-09-23 | 2013-03-12 | 포항공과대학교 산학협력단 | 다파장 구별 촬영 장치 |
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