JPH09214992A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH09214992A
JPH09214992A JP8020138A JP2013896A JPH09214992A JP H09214992 A JPH09214992 A JP H09214992A JP 8020138 A JP8020138 A JP 8020138A JP 2013896 A JP2013896 A JP 2013896A JP H09214992 A JPH09214992 A JP H09214992A
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JP
Japan
Prior art keywords
image pickup
optical element
optical path
light flux
path splitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP8020138A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobusato Abe
紳聡 阿部
Yukio Hasushita
幸生 蓮下
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP8020138A priority Critical patent/JPH09214992A/ja
Publication of JPH09214992A publication Critical patent/JPH09214992A/ja
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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成で受光面を拡大し、画素数を増加で
きる撮像装置を提供する。 【構成】撮像レンズから射出された光束を反射して複数
の光束に分割する光路分割光学素子20と、光路分割光
学素子20によって分割された各光束を受光する複数の
CCD撮像素子31、32、33、34を備え、分割光
学素子20を、四角錐体の4つの側面内の3つの側面
に、被写体光束を分割してCCD撮像素子31、32、
33に入射させる反射面21、22、23を形成し、他
の一つの側面に相当する部分に入射した光束が分割光学
素子20を透過してCCD撮像素子34に入射するよう
に、この部分を削除して透過部24を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、複数の撮像素子を使用し
た撮像装置に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】近年、被写体の像を、銀
塩フィルムに代えてCCD撮像素子により撮像し、電気
信号として記録する電子スチルカメラが開発されてい
る。例えば、銀塩フィルム用の一眼レフカメラのレンズ
およびボディを流用し、フィルム面位置(圧板位置)に
CCD撮像素子を配置するものがある。
【0003】しかし、一般的なCCD撮像素子の受光面
サイズ(有効画面サイズ)は、いわゆる2/3 インチタイ
プのCCD撮像素子で6.6 ×8.8 mmしかない。これに対
して一般的な銀塩フィルムを使用するライカ版一眼レフ
カメラ(以下「ライカ版カメラ」という)の画面サイズ
は、24×36mmある。したがって、ライカ版カメラのフィ
ルムを単に2/3 インチCCD撮像素子で置き換えた構成
では、電子スチルカメラ時の画面の辺の長さは約1/4 に
なる。つまり、ライカ版カメラの交換レンズをそのまま
電子スチルビデオカメラ時に使用すると、焦点距離は同
一でも画角が約1/4 になってしまう。そのため、ライカ
版カメラと同一の画角を得るためには、1/4 の焦点距離
のレンズを使用しなければならない。例えば、ライカ版
カメラの焦点距離50mmの交換レンズをそのまま使用する
と、電子スチルビデオカメラ時にはライカ版カメラ時の
焦点距離200 mmに相当してしまう。通常、ライカ版カメ
ラ用の交換レンズの焦点距離は20〜300 mmが一般的であ
るが、これらの交換レンズは、電子スチルカメラ時には
80〜1200mmに相当してしまい、いわゆる広角から標準画
角での撮影ができなかった。
【0004】しかも、現在普及している安価なCCD撮
像素子は、単位面積当たりの画素数が少なく、つまり解
像度が銀塩フィルムに比して低い。そのため、銀塩フィ
ルムで表現される微妙な質感はCCD撮像素子では表現
できず、美しい作品は得られ難い。単位面積当たりの画
素数が多い高解像度CCD撮像素子は非常に高価であ
り、高解像度CCD撮像素子を使った電子スチルカメラ
は非常に高価である。
【0005】CCD撮像素子は通常、受光面の周囲に受
光できない基板部分が存在する。したがって、CCD撮
像素子を同一平面上に並べると、互いに隣接する基板部
分が互いに機械的に干渉するので、受光面を隣接して配
置することができない。
【0006】このような問題を解決する手段として、撮
像範囲を複数の領域に分割して、各分割撮影領域を低解
像度CCD撮像素子で撮像するものが知られている。例
えば、撮影光学系の光路中に複数の反射面を有する反射
体を配置し、反射面による反射によって光路を分割し、
それぞれの分割光路中の被写体光束を、結像面に配置し
たCCD撮像素子で受光し、撮像する。そして、各CC
D撮像素子が撮像した像を合成して一画面を構成してい
る。
【0007】光路分割手段としては、光路を2分割以上
するものとして屋根状の反射体が知られ、光路を3分割
以上するものとして多角錐状の反射体が知られている
(特開平3-191678号、特開平4-114573号、特開平4-1145
74号、特開平4-244791号など)。
【0008】しかし、従来の光路分割手段は、光束の分
割がすべて反射面によって行なわれるため、分割数を増
やすと構成が複雑になるなどの問題がある。
【0009】
【発明の目的】本発明は、上記従来技術の問題に鑑みて
なされたもので、簡単な構成で受光面積を拡大し、画素
数を増加できる撮像装置を提供することを目的とする。
【0010】
【発明の概要】この目的を達成する請求項1に記載の発
明は、撮像レンズを透過した光束を複数の光束に分割し
て各分割光束によって被写体像の異なる部分を形成させ
る光路分割光学素子と、前記分割された各光束を受光す
る複数の撮像素子とを備え、前記光路分割光学素子は、
前記光束を、反射面による反射および透過部による透過
によって分割すること、に特徴を有する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。図1は、本発明の一実施の形態の光路分割光学素
子およびCCD撮像素子の構成を示す斜視図である。こ
の実施の形態は、全体画面(全体被写体像)10を形成
する被写体光束を、全体画面10を四個に分割した分割
画面(分割被写体像)11、12、13、14を形成す
る被写体光束に光路(光束)分割光学素子20で分割
し、分割画面11、12、13、14に対応する被写体
像を、互いに離反して配置された4個のCCD撮像素子
31、32、33、34で撮像する構成である。各CC
D撮像素子31〜34の有効受光面には、分割画面11
〜14に相当する被写体像が形成され、CCD撮像素子
31〜34で撮像される。CCD撮像素子31〜34で
撮像された分割被写体像は、不図示の画像処理手段によ
って全体画面10に相当する一つの被写体像に合成され
る。
【0012】本発明の実施の形態の特徴は、第4CCD
撮像素子34には、光路分割光学素子20を透過した被
写体光束によって第4分割画面14(分割被写体像)を
形成するようにしたことである。つまり、各CCD撮像
素子31〜34に像を形成する分割光束は、光路分割光
学素子20が存在しなければ、第4CCD撮像素子34
上の第4分割画面14に隣接して第1、第2、第3分割
画面11、12、13を形成し、全体として一つの全体
画面10(全体被写体像)を形成する。以下、実施の形
態の詳細について説明する。
【0013】光路分割光学素子20は、四角錐体から側
面の一つが、頂点から底面に降ろした垂線を通る直交面
で切断して切り取られた形状をなしている。そして光路
分割光学素子20は、3個の側面で第1、2、3反射面
21、22、23を形成し、切り取られた部分で透過部
24を形成している。この光路分割光学素子20は、カ
メラボディ内において、頂点から底面に降ろした垂線を
撮影レンズの光軸と一致させた状態で、垂線と底辺の各
頂点を通る直交面が撮影画面の上下方向および左右方向
と平行になるように配置されている。
【0014】図示しない撮影レンズを透過した被写体光
束は、第1、2、3反射面21、22、23に入射した
ものはそれぞれの第1、2、3反射面21、22、23
で反射され、それぞれ第1、2、3CCD撮像素子3
1、32、33の受光面に入射する。切り取られた側面
に相当する透過部24に入射した光束はそのまま透過し
て第4CCD撮像素子34の受光面に入射する。つま
り、第1、2、3、4分割画面11、12、13、14
を形成する被写体光束はそれぞれ第1、2、3、4CC
D撮像素子31、32、33、34で受光する。したが
って、第1分割画面11に相当する被写体像11iは第
1のCCD撮像素子31で撮像し、第2分割画面12に
相当する被写体像12iは第2CCD撮像素子32で撮
像し、第3分割画面13に相当する被写体像13iは第
3CCD撮像素子33で撮像し、第4分割画面14に相
当する被写体像14iは第4CCD撮像素子34で撮像
する。
【0015】各CCD撮像素子31〜34が撮像した被
写体像11i〜14iは、通常、画像処理回路で電気的
なディジタル信号(ディジタルビデオ信号)として処理
されて、継ぎ目の無い一つの画像データに合成される。
合成された画像データは記録媒体に記録され、ディスプ
レイの表示データ、あるいはプリンターの印刷データと
して利用される。なお、光路分割光学素子20は、画像
を合成する際に画像欠落部分を生じないように、各被写
体像11i〜14iがある程度重複するように配置する
ことが望ましい。
【0016】図2には、本発明の第2の実施の形態を示
してある。この実施の形態は、光路分割光学素子202
を、三角プリズムの組み合わせで形成し、第1、2、
3、4CCD撮像素子312、322、332、342
の各受光面を、光軸と直交または光軸と平行に配置した
ことに特徴を有する。第1の実施の形態の3個の反射面
21、22、23に相当する反射面212、222、2
32が、3個の三角プリズムの斜面で形成されている。
これらの三角プリズム212、213、214は共通の
基板20A上に一体に形成されている。そして、透過部
242に相当する部分には、三角プリズムも基板も存在
しない構成である。
【0017】この第2の実施の形態によると、撮影レン
ズを透過した被写体光束のうち、第1、2、3反射面2
12、222、232に入射したものはそれぞれ第1、
2、3反射面212、222、232で反射され、それ
ぞれ第1、2、3CCD撮像素子312、322、33
2の受光面上に結像する。三角プリズムが存在しない透
過部242に入射した光束は、そのまま進んで第4CC
D撮像素子342上に結像する。
【0018】図3および図4には、第2の実施の形態を
ズームレンズを備えたカメラに適用した場合の光線追跡
図を示してある。図3は、前群レンズL1および後群レ
ンズL2が接近した望遠撮影(長焦点距離)時であり、
図4は後群レンズL2が後退した広角撮影(短焦点距
離)時の光線の様子を示している。
【0019】図5には、本発明の第3の実施の形態を示
してある。この第3の実施の形態は、光路分割光学素子
203をミラーで構成したこと、第2の実施の形態にお
いて三角プリズムで形成した反射面を、平板状のミラー
で形成したことに特徴を有する。この光路分割光学素子
203によれば、撮影レンズを透過した被写体光束のう
ち、第1、2、3反射面213、223、233に入射
したものはそれぞれ第1、2、3反射面213、22
3、233で反射され、それぞれ第1、2、3CCD撮
像素子313、323、333の受光面上に結像する。
ミラーが存在しない透過部243に入射した光束は、そ
のまま進んで第4CCD撮像素子343上に結像する。
【0020】図6および図7には、第3の実施の形態を
ズームレンズを備えたカメラに適用した場合の光線追跡
図を示してある。図6は、前群レンズL1および後群レ
ンズL2が接近した望遠撮影(長焦点距離)時であり、
図7は後群レンズL2が後退した広角撮影(短焦点距
離)時の光線の様子を示している。
【0021】以上、図示実施の形態では撮像画面を4分
割する例を示したが、本発明は分割数を限定するもので
はない。撮像素子としてCCD撮像素子を示したが、そ
の他の固体撮像素子でもよい。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明は、
撮像レンズから射出された光束を反射して複数の光束に
分割する光路分割光学素子と、この分割された各光束を
受光する複数の撮像素子とを備え、前記分割される光束
の少なくとも一つを、光路分割光学素子によって反射さ
れない光束としたので、簡単な構成で一画像当たりの総
画素数を増やすことが可能になる。しかも、簡単な構成
で受光面の面積を拡大できるので、従来の銀塩フィルム
撮影用の撮影レンズおよびカメラボディを利用して銀塩
フィルム撮影時により近い画角での撮影が可能になっ
た。さらに、縮小光学系が不要または縮小光学系を使用
しても縮小率が低くて済むので、縮小光学系の諸収差補
正が容易になり、より小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の撮像装置の第1の実施の形態を示す斜
視図である。
【図2】本発明の撮像装置の第2の実施の形態を示す斜
視図である。
【図3】第2の実施の形態を適用したズームレンズカメ
ラにおける、望遠撮影時の光線の様子を示す図である。
【図4】第2の実施の形態を適用したズームレンズカメ
ラにおける、広角撮影時の光線の様子を示す図である。
【図5】本発明の撮像装置の第3の実施の形態を示す斜
視図である。
【図6】第3の実施の形態を適用したズームレンズカメ
ラにおける、望遠撮影時の光線の様子を示す図である。
【図7】第3の実施の形態を適用したズームレンズカメ
ラにおける、広角撮影時の光線の様子を示す図である。
【符号の説明】
11 第1分割画面 12 第2分割画面 13 第3分割画面 14 第4分割画面 20 光路分割光学素子 202 光路分割光学素子 203 光路分割光学素子 21 第1反射面 22 第2反射面 23 第3反射面 24 透過部 31 第1CCD撮像素子 32 第2CCD撮像素子 33 第3CCD撮像素子 34 第4CCD撮像素子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像レンズを透過した光束を複数の光束
    に分割して各分割光束によって被写体像の異なる部分を
    形成させる光路分割光学素子と、 前記分割された各光束を受光する複数の撮像素子とを備
    え、 前記光路分割光学素子は、前記光束を、反射面による反
    射および透過部による透過によって分割すること、を特
    徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光路分割光学素子によ
    って分割される光束は、分割されなかったときに形成さ
    れる全体被写体像を分割した部分を形成する光束であっ
    て、各撮像素子が受光した光束によって形成される分割
    被写体像の合成によって前記全体被写体像が形成される
    こと、を特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の光路分割光学素子の反
    射面は、多角錐体の各側面で形成され、透過部は、この
    多角錐体の少なくとも一つの側面を含み、多角錐体の頂
    点から底面に降ろした垂線とその側面の斜辺を通る面で
    囲まれた部分を削除して形成されたこと、を特徴とする
    撮像装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の光路分割光学
    素子は、三角プリズムの組み合わせで形成され、各三角
    プリズムの一面によって前記反射面が形成され、三角プ
    リズムが存在しない部分で透過部が形成されているこ
    と、を特徴とする撮像装置。
  5. 【請求項5】 請求項1または2に記載の光路分割光学
    素子は、平板ミラーの組み合わせで形成され、各平板ミ
    ラーの反射面によって前記反射面が形成され、平板ミラ
    ーが存在しない部分で透過部が形成されていること、を
    特徴とする撮像装置。
JP8020138A 1996-02-06 1996-02-06 撮像装置 Pending JPH09214992A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016500962A (ja) * 2012-10-19 2016-01-14 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated フォールデッドオプティクスを用いたマルチカメラシステム
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