JP5809936B2

JP5809936B2 - 撮像装置

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Publication number: JP5809936B2
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Inventors: 麗美森田; 大地村上; 高橋　利夫; 利夫高橋; 宮島　徹; 徹宮島; 児玉　裕; 裕児玉
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Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2015-11-11
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Description

本発明は、撮像装置、特に画角の異なる複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置に関するものである。

従来、複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置が知られている。例えば、特許文献１には、異なる画角の画像を同時に撮像する撮像装置が開示されている。
コンサートや発表会、運動会など全体を見渡せる画像と、主要被写体の拡大像を同時に撮像可能となる。

特許文献１に開示された撮像装置では、単一の撮像素子の撮像エリアを上下に分割し、上側の撮像エリアに対応した単焦点の広角レンズ系と、下側の撮像エリアに対応した望遠ズームレンズ系が配置されている。

広角レンズ系と望遠ズームレンズ系のそれぞれには、それぞれ二つずつの反射面が配置されている。
そして、望遠ズームレンズ系は、主要被写体に望遠ズームレンズ系の光軸が合わせられるように望遠ズームレンズ系中の一部のレンズと反射面がチルト移動する構成となっている。更に、広角レンズ系にもチルト移動する構成が開示されている。

目的被写体を検知することにより、目的被写体を望遠ズームレンズにより追尾撮像する。また、広角レンズ系による撮像エリア中の主要被写体を指示する操作に連動して望遠ズームレンズ系による主要被写体の追尾撮像を行うこともできる。

特開２０１０−１４１６７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置では、広角レンズ系の画角を大きくしようとすると、他方の光学系と干渉してしまう。このため、画角が制限されてしまう。
また、２つの光学系の画角が常に異なり、広角なステレオ画像を得られないという問題がある。
また、２つの光学系のＦナンバーが異なるため、露出差が生じてしまう。
また、反射面を少なくとも４面を必要とし、高コスト化してしまう。
また、撮像装置のグリップ部が撮像面の位置から遠くなるため、撮像装置の小型化が困難である。
また、一方の光学系のフォーカシング状態に基づいて、他方の光学系の方向（向き）を制御することができない。
また、主要被写体が近距離に位置する場合、２つの光学系の視差により望遠ズームレンズ系での主要被写体の追尾にズレが生じてしまう。

本参考例は、上記に鑑みてなされたものであって、広角レンズ系の画角を大きくしても、ズームレンズ系により光路が遮られることがない撮像装置を提供することを第１の目的とする。
また、ズームレンズ系と広角レンズ系との画角を略等しくでき、複数の広角なステレオ画像を得られ、広画角な立体画像の撮像や表示ができる撮像装置を提供することを第２の目的とする。
また、複数の画像を同時に撮像したときのレンズ系同士のＦナンバーが異なり露出差が生じてしまうことを低減できる撮像装置を提供することを第３の目的とする。
また、低いコストで、小型な撮像装置を提供することを第４の目的とする。
また、第１の撮像光学系の合焦状態に基づいて、第２の撮像光学系の向きを制御することができる撮像装置を提供することを第５の目的とする。
また、主要被写体が近距離に位置する場合でも、望遠ズームレンズ系での主要被写体の追尾にズレが生じない撮像装置を提供することを第６の目的とする。

上述した課題を解決し、第１の目的を達成するために、参考例によれば、
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
第１の撮像光学系による撮像画角と、第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第２の撮像光学系は、２つの反射部材と、２つの反射部材の間に配置された光軸方向に移動可能な複数のレンズ群を備え、最も物体側に配置された反射部材よりも物体側に、光軸方向に移動するレンズ群が無いズームレンズ系であることを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置を提供できる。

これにより、第２の撮像光学系である広角レンズ系の画角を大きくした場合でも、第１の撮像光学系、例えばズームレンズ系により光路が遮られることを防止できる。

また、第２の目的を達成するために、参考例によれば、
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
第１の撮像光学系による撮像画角と、第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第１の撮像光学系は単焦点のレンズ系であり、
第２の撮像光学系は２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置を提供できる。
０．９×ｆ２ｗ＜ｆ１＜０．４５×ｆ２ｔ（１）
ただし、
ｆ２ｗは第２の撮像光学系の広角端での焦点距離、
ｆ２ｔは第２の撮像光学系の望遠端での焦点距離、
ｆ１は第１の撮像光学系の焦点距離、
であり、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系がそれぞれフォーカシング機能を持つ場合は最も遠距離に合焦した状態での値とする。

これにより、第１の撮像光学系（広角レンズ系）と、第２の撮像光学系（ズームレンズ系）との画角とを略同一にすることができる。これにより、複数の広角なステレオ画像を得ることができる。そのため、広画角な立体画像撮像を表示できる。

また、第３の目的を達成するために、参考例によれば、
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
第１の撮像光学系による撮像画角と、第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第１の撮像光学系は、明るさ絞りを有する単焦点のレンズ系であり、
第２の撮像光学系は、２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、
第１の像と、第２の像を同時撮像する際に、第１の撮像光学系が有する明るさ絞りは、第１の撮像光学系のＦナンバーが以下の条件式を満足するように変更されることを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置を提供できる。
０．９＜Ｆno１／Fno２＜１．１（２）
ただし、
Ｆno１は、同時撮像の際の第１の撮像光学系のＦナンバー、
Ｆno２は、同時撮像の際の第２の撮像光学系のＦナンバー、
である。

これにより、複数の画像を同時に撮像したときのレンズ系同士のＦナンバーを略同一にできる。この結果、２つの撮像光学系の露出差を低減できる。

また、第４の目的を達成するために、参考例によれば、
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系によりそれぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
第１の撮像光学系による撮像画角と、第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第１の撮像光学系は、光路を反射する反射面を持たないレンズ系であり、
第２の撮像光学系は、２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、
第１の撮像光学系に対して第２の撮像光学系の配置される側とは反対側に設けられた把持部を有することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置を提供できる。

これにより、反射面が少なくとも４面よりも少ない数量で良いので、コストを低減できる。また、本発明を携帯できる撮像装置に適用した場合でも、把持部を撮影素子から遠くしなくても良いので撮像装置の小型化に有利となる。

また、第５の目的を達成するために、本発明によれば、
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
第１の撮像光学系による撮像画角と、第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第１の撮像光学系は、フォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
さらに第２の撮像光学系はズームレンズ系であり、
第１の撮像光学系のフォーカシング合焦状態により得られる距離情報と第１の撮像光学系における被写体方向とに基づいて、第２の撮像光学系の撮像方向の向きを制御する制御部を有することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置を提供できる。

これにより、第１の撮像光学系のフォーカシング状態に基づいて、第２の撮像光学系の向きを制御できる。

また、第６の目的を達成するために、本発明によれば、
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
第１の撮像光学系による撮像画角と、第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第１の撮像光学系は、フォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
第２の撮像光学系は、２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、且つフォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
該第２の光学系のフォーカシング合焦状態から、第２の撮像光学系で第１の撮像光学系の撮影範囲内の任意の領域の物体距離情報を取得することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置を提供できる。

これによれば、広角な画面内の各領域の物体距離情報を用いて、広角画像においても臨場感のある立体像を得ることができる。

また、第７の目的を達成するために、他の側面にしたがう本発明によれば、
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系により形成される、それぞれ第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
第１の撮像光学系による撮像画角と、第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第２の撮像光学系は２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、
第１の撮像光学系と第２の撮像光学系の視差による位相差に基づいて被写体の距離情報を取得する距離情報取得部を有することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置を提供できる。

本発明にかかる撮像装置は、広角レンズ系の画角を大きくしても、ズームレンズ系により光路が遮られることがない撮像装置を提供することができるという効果を奏する。

第１実施形態の撮像装置が備える撮像光学系のレンズ断面図である。第２実施形態の撮像装置が備える撮像光学系のレンズ断面図である。第３実施形態の撮像装置が備える撮像光学系のレンズ断面図である。被写体をスキャンする手順を説明する概念図である。（ａ）は被写体を撮像している状態を示す図である。（ｂ）は被写体の一部を拡大して表示している状態を示す図である。（ｃ）は被写体を撮像している状態を示す他の図である。（ｄ）は被写体の一部を拡大して表示している状態を示す図である。撮像装置の機能ブロック図である。撮像装置の他の機能ブロック図である。撮像方向を制御する手順を示すフローチャートである。２つの撮像光学系の位相差に基づいて被写体の距離情報を求める手順を示すフローチャートである。２つの撮像光学系の結像状態に基づいて被写体の距離情報を求める手順を示すフローチャートである。撮像装置であるデジタルカメラを正面から見た図である。本発明によるデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。図１０のデジタルカメラの背面図である。図１０のデジタルカメラの横断面図である。図１０のデジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。撮像素子近傍の光学系の変形例を説明する図である。撮像素子近傍の光学系の変形例を説明する他の図である。

本実施形態の撮像装置の構成による作用効果を説明する。なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えない。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の実施の形態に係る撮像装置について説明する。実施の形態に係る撮像装置は、光学系と電気系とから構成される。図１、２、３は、実施例１、実施例２、実施例３のレンズ断面構成図を示している。その他の図面は、撮像装置の機能ブロック、電気系を示している。
以下の説明において、最初に、図面を適宜参照しながら、撮像装置の特徴を説明する。次に、実施例１、実施例２、実施例３の光学系の数値実施例について詳述する。

まず、図５は、本実施の形態に係る撮像装置の光学系の構成及び作用を示している。図５（ａ）は、撮影目標となる被写体（人物）ＯＢａが登り勾配のある道を、矢印Ａ方向へ走っている状況を示している。図５（ｂ）は、後述する第１、第２の撮像光学系を含む光学系により形成される撮像素子上の画像を示している。

例えば、撮像装置のモニタ１０２の上半分の領域１０２ａには、拡大された被写体ＯＢｂが表示され、下半分の領域１０２ｂには拡大されていない状態の被写体ＯＢａが表示される。

このような、撮像、表示を行うための光学系について説明する。図１、図２、図３は、本実施形態の撮像装置が備える撮像光学系のレンズ断面構成を示している。
光学系は、第１の像ＯＢａを形成する第１の撮像光学系ＬＳ１と、
第１の撮像光学系ＬＳ１による第１の像ＯＢａよりも拡大された第２の像ＯＢｂを形成する第２の撮像光学系ＬＳ２と、を有している。

図１の実施例１に係る撮像光学系１００、図２の実施例２に係る撮像光学系２００、図３の実施例３に係る撮像光学系３００ともに、物体側には、第１の撮像光学系ＬＳ１と第２の撮像光学系ＬＳ２とに共通に入射窓１１１が枠部材１１２により固定されている。

また、第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２により、それぞれ形成される第１の像ＯＢａと、第２の像ＯＢｂを受けて電気信号に変換する単一の撮像素子（撮像面）Ｉが設けられている。
ここで、撮像素子Ｉの長辺方向の長さは、第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２とで同じものを用いる。この構成は、以下の実施形態において共通である。

ここで、第１の撮像光学系ＬＳ１による撮像画角と、第２の撮像光学系ＬＳ２による撮像画角とが互いに異なるように第１の像ＯＢａ、第２の像ＯＢｂを同時撮像可能に構成されている。

なお、撮像素子Ｉ上で第１の撮像光学系ＬＳ１による像と、第２の撮像光学系ＬＳによる像とを撮像素子Ｉ上で分割するための反射面を有する光学系の変形例は、後述する。

第２の撮像光学系ＬＳ２は、２つの反射部材と、２つの反射部材の間に配置された光軸ＡＸ２方向に移動可能な複数のレンズ群を備え、最も物体側に配置された反射部材（反射面）ｒ１よりも物体側に、光軸ＡＸ２方向に移動するレンズ群が無いズームレンズ系である。
第２の撮像光学系ＬＳ２がズームレンズ系であることは、数値実施例１、数値実施例２、数値実施例３が対応している。

実施例１において、第２の撮像光学系ＬＳ２における２つの反射部材は、物体側から順に、反射ミラーｒ１と、反射ミラーｒ１７である。
実施例２において、第２の撮像光学系ＬＳ２における２つの反射部材は、物体側から順に、入射面ｒ３と射出面ｒ４を有する直角プリズムと、入射面ｒ２４と射出面ｒ２５とを有する直角プリズムである。
実施例３において、第２の撮像光学系ＬＳ２における２つの反射部材は、物体側から順に、反射ミラーｒ１と、反射ミラーｒ１７である。

また、複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置が有している光学系は、以下の構成とすることもできる。
第１の像を形成する第１の撮像光学系ＬＳ１と、
第１の撮像光学系ＬＳ１による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系ＬＳ２と、を有している。
第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子（撮像面）Ｉが設けられている。

第１の撮像光学系ＬＳ１による撮像画角と、第２の撮像光学系ＬＳ２による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成される。
ここで、第１の撮像光学系ＬＳ１は単焦点のレンズ系である。

第１の撮像光学系ＬＳ１が単焦点のレンズ系であるのは、実施例１と実施例２とが対応している。

第２の撮像光学系ＬＳ２は２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、以下の条件式を満足することが望ましい。
０．９×ｆ２ｗ＜ｆ１＜０．４５×ｆ２ｔ（１）
ただし、
ｆ２ｗは第２の撮像光学系の広角端での焦点距離、
ｆ２ｔは第２の撮像光学系の望遠端での焦点距離、
ｆ１は第１の撮像光学系の焦点距離、
であり、
第１の撮像光学系と、第２の撮像光学系がそれぞれフォーカシング機能を持つ場合は最も遠距離に合焦した状態での値とする。

条件式（１）の上限値を上回ると、単焦点である第１の撮像光学系の画角を広くとることが困難になる。
条件式（１）の下限値を下回ると、ズームレンズ系である第２の撮像光学系の画角が広くなる。このため、第１の撮像光学系と第２の光学系との画角差が大きくなってしまう。

条件式（１）を満足することにより、第１の撮像光学系（広角レンズ系）の画角と、第２の撮像光学系（ズームレンズ系）の画角を略同一にできる。したがって、複数の広角なステレオ画像を得ることができる。この結果、広画角な立体画像撮像を撮像、表示できる。

（２つの光学系の露出差の制御）
また、複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置が有している光学系は、
第１の像を形成する第１の撮像光学系ＬＳ１と、
第１の撮像光学系ＬＳ１による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系ＬＳ２と、
第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２によりそれぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子（撮像面）Ｉと、を有している。

第１の撮像光学系ＬＳ１による撮像画角と、第２の撮像光学系ＬＳ２による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成される。

第１の撮像光学系ＬＳは、明るさ絞りを有する単焦点のレンズ系である。
ここで、実施例１の単焦点の第１の撮像光学系ＬＳの明るさ絞りＳは、ｒ５面である。また、実施例２の単焦点の第１の撮像光学系ＬＳの明るさ絞りＳは、ｒ５面である。

第２の撮像光学系ＬＳ２は、２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系である。
実施例１、実施例２における２つの反射部材は、上述したとおりである。

そして、第１の像と、第２の像を同時撮像する際に、第１の撮像光学系ＬＳ１が有する明るさ絞りＳは、第１の撮像光学系ＬＳ１のＦナンバーが以下の条件式を満足するように変更される。
０．９＜Ｆno１／Fno２＜１．１（２）
ただし、
Ｆno１は、同時撮像の際の第１の撮像光学系ＬＳ１のＦナンバー、
Ｆno２は、同時撮像の際の第２の撮像光学系ＬＳ２のＦナンバー、
である。

条件式（２）は、２つの撮像光学系のＦナンバーの適切な比を規定している。
条件式（２）の上限値を上回る場合、及び下限値を下回る場合、露出差が大きくなり、露出オーバー、アンダーが生じやすくなってしまう。
条件式（２）を満足することにより、露出差を低減できる。なお、２つの撮像光学系において、露出時間を調整することでも、露出差を調整することも可能である。

また、実施例１、実施例２、実施例３にかかる撮像光学系は、シャッターＳＨ１が、第１の撮像光学系ＬＳ１の明るさ絞りＳ近傍に配置されている。また、シャッターＳＨ２が、第２の撮像光学系ＬＳ２の明るさ絞りＳ近傍に配置されている。なお、シャッターＳＨ１、ＳＨ２は、図１に明示し、図２、図３では図示を省略している。

後述する制御手順により、シャッター速度を制御するシャッター速度制御部の機能を兼用するＣＰＵ６０５は、第１の撮像光学系ＬＳ１と第２の撮像光学系ＬＳ２において、それぞれシャッター速度を独立に制御する。

これにより、上述したように、第１の撮像光学系ＬＳ１のＦナンバーと、第２の撮像光学系のＦナンバーとが異なっている場合においても、２つのシャッタースピードを制御して、２つの撮像光学系の鏡枠でそれぞれ露出を適正にすることができる。

図６は、本実施形態の撮像装置の機能ブロック図を示している。なお、以下、すべての機能ブロック図、フローチャート内の説明において、簡便のため、適宜、第１の撮像光学系を「第１（の）光学系」、第２の撮像光学系を「第２（の）光学系」と表記する。

図６において、第１光学系６０１（第１の撮像光学系ＬＳ１）は、第１の像を形成する。第２光学系６０２は、第１光学系６０１による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する。
撮像素子６０３は、第１光学系６０１、第２光学系６０２によりそれぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子である。撮像された像は、表示部６０６に表示される。表示部６０６は、例えば、モニタである。

フォーカスレンズ駆動制御部６０４は、例えばＣＰＵ６０５で演算された合焦状態の情報に基づいて、フォーカシングレンズを駆動する。第１光学系６０１からのフォーカシング情報に基づいて、フォーカシングレンズを駆動する。

ここで、フォーカシングは、第１の撮像光学系ＬＳ１では、全体繰り出しとすることができる。また、第２の撮像光学系ＬＳ２のフォーカシングは、最も像側のレンズに限られず、いずれのレンズを駆動することでも良い。

なお、ユーザー操作部６０７、ミラー制御部６０８については後述する。

また、実施形態に係る撮像装置は、
第１の像を形成する第１の撮像光学系ＬＳ１と、
第１の撮像光学系ＬＳ１による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系ＬＳ２と、
第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２によりそれぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子（撮像面）Ｉと、を有している。
第１の撮像光学系ＬＳ１による撮像画角と、第２の撮像光学系ＬＳ２による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成されている。
第１の撮像光学系ＬＳ１は、光路を反射する反射面を持たないレンズ系である。
第２の撮像光学系ＬＳ２は、２つの反射部材と、光軸ＡＸ２方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系である。
第１の撮像光学系ＬＳ１に対して第２の撮像光学系ＬＳ２の配置される側とは反対側に設けられた把持部を有することが望ましい。
この光学系は、後述する実施例１、実施例２、実施例３のすべてに対応している。

図１１（ａ）、１１（ｂ）は、実施形態に係る撮像装置の例であるデジタルカメラ４０を正面から見た構成を示している。図１１（ａ）において、デジタルカメラ４０は、図面水平方向に並列している２つの撮像光学系ＬＳ１、ＬＳ２の入射窓を有する。
そして、デジタルカメラ４０には、第１の撮像光学系ＬＳ１に対して第２の撮像光学系ＬＳ２の配置される側とは反対側に設けられた把持部であるグリップ５０が形成されている。

このように、光路を反射する反射面を持たない直進レンズ系である第１の撮像光学系ＬＳ１の近傍にグリップ５０を設けることで、デジタルカメラ４０を小型化できる。

また、第１の撮像光学系ＬＳ１と第２の撮像光学系ＬＳ２は共通の入射窓を有することが望ましい。
図１１（ａ）において、デジタルカメラ４０は、図面水平方向に並列している２つの撮像光学系ＬＳ１、ＬＳ２の入射窓を有する。２つの光学系ＬＳ１、ＬＳ２に共通して、透明保護枠部材１１が設けられている。透明保護部材は、ガラス、透明樹脂などで形成できる。

また、図１１（ｂ）に示すように、第１の撮像光学系ＬＳ１の入射光軸ＡＸ１と第２の撮像光学系ＬＳ２の入射光軸ＡＸ２の両光軸を囲んで形成された螺旋ネジ穴部１１ａを持つ構成とすることもできる。

これにより、ユーザーは、偏光フィルターをデジタルカメラ４０に装着する場合、第１の撮像光学系ＬＳ１と第２の撮像光学系ＬＳ２とに対して、偏光フィルターの偏光方向を同じにすることができる。

（第２の撮像光学系の向きの制御）
次に、被写体を撮像、スキャンする手順について説明する。
撮像装置は、以下の構成を有している。
第１の像を形成する第１の撮像光学系ＬＳ１と、
第１の撮像光学系ＬＳ１による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系ＬＳ２と、
第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２によりそれぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子（撮像面）Ｉと、を有している。

第１の撮像光学系ＬＳ１による撮像画角と、第２の撮像光学系ＬＳ２による撮像画角とが互いに異なるように第１の像、第２の像を同時撮像可能に構成されている。
第１の撮像光学系ＬＳ１は、フォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有している。
さらに第２の撮像光学系ＬＳ２はズームレンズ系である。
第１の撮像光学系ＬＳ１のフォーカシング合焦状態に基づいて、第２の撮像光学系ＬＳ２の向きを制御するミラー制御部１１０（６０８）を有する。
なお、ミラー制御部１１０は、反射ミラーに限られず、レンズなどの光学素子の向きを制御する。

図７は、本撮像装置の機能ブロック図を示している。図７において、図６に示した機能ブロック図と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は、省略する。

図７に機能ブロックを示す撮像装置において、ユーザーは、３Ｄモード設定ボタン７０１を操作することで、３Ｄモード、２Ｄモードの撮像を選択する。具体的には、３Ｄモード設定ボタン７０１は図１１（ａ）、１１（ｂ）に示すデジタルカメラ４０の正面図における３Ｄ設定ボタン５１に対応する。

図７において、ユーザーが３Ｄモード設定ボタン７０１で３Ｄモードを選択した場合について説明する。もちろんモードの選択は、ボタンの代わりにダイアル式、タッチパネルの構成でも良い。

ＣＰＵ６０５は、画像処理部としての機能も有している。また、表示部６０６は、タッチパネルの機能を含んでいる。そして、ユーザーは、タッチパネルを使用して、表示部６０６に表示されている被写体像の所望の部分をタッチする。ＣＰＵ６０５は、第１光学系６０１からのフォーカシング合焦情報と、タッチパネルを介して指示された被写体情報との２つの情報とに基づいて、第２光学系６０２が撮像する向きを制御する。

ここで、第２光学系６０２の向き変更する構成について説明する。
例えば、図１、図３にそれぞれ示す実施例１、実施例３においては、第２の撮像光学系ＬＳ２中の最も物体側の反射ミラーｒ１は、被写体側の光軸方向の変更のため、偏心移動する偏心移動反射面である。

反射ミラーｒ１の裏面には、直交３軸方向に反射面をチルト、シフト可能にするための少なくとも３つのステッピングモータＳＴが設けられている。ミラー制御部１１０は、ステッピングモータＳＴをＣＰＵ６０５（図７）からの信号に基づいて駆動して、反射ミラーｒ１を偏心移動（チルト、シフト）させる。

また、図２に示す実施例２における第２の撮像光学系ＬＳ２では、最も物体側の光学素子（レンズ）は、被写体側の光軸方向の変更のため、偏心移動する偏心移動レンズである。

最も被写体側のレンズには、直交３軸方向にレンズをチルト、シフト可能にするための少なくとも３つのステッピングモータＳＴが設けられている。方向制御部１１０は、ステッピングモータＳＴをＣＰＵ６０５（図７）からの信号に基づいて駆動して、レンズを偏心移動（チルト、シフト）させる。なお、他のレンズを偏心させる構成でも良い。

さらに、説明を続ける。距離情報取得部の機能を兼用するＣＰＵ６０５は、第１の撮像光学系ＬＳ１のフォーカシング状態に基づいて、被写体の距離情報を取得する。
表示部６０６は、第１の撮像光学系ＬＳ１により撮像された像を表示する。
操作部（ユーザ操作部）６０７（図６参照）は、第１の撮像光学系ＬＳ１により合焦される主要被写体方向を決定する。
上述したミラー制御部（撮像方向制御部）１１０は、第１の撮像光学系ＬＳ１における被写体方向と距離情報取得部であるＣＰＵ６０５の距離情報に基づき、第２の撮像光学系ＬＳ２の撮像方向を上述の構成により制御する。

図５（ｃ）は、第１の撮像光学系ＬＳ１により撮像した広角側の画像を示している。山を背景に、大人ＯＢ１と子供ＯＢ２とがモニタ４７に表示されている。

ここで、ユーザー操作部６０７は、表示部６０６の表示側に配置されたタッチセンサーで構成することができる。
これにより、ユーザーは容易に操作を行うことができる。

ユーザーがモニタ４７上において、広角側での撮影領域を観察し、望遠側でクローズアップしたい領域、例えば、子供ＯＢ２の部分をタッチセンサで選択する。
ミラー制御部（撮像方向制御部）１１０は、第１の撮像光学系ＬＳ１における被写体方向と距離情報取得部であるＣＰＵ６０５の距離情報に基づき、第２の撮像光学系ＬＳ２の撮像方向を上述の構成により子供ＯＢ２へ制御する。

これにより、図５（ｄ）に示すように、第２の撮像光学系ＬＳ２により望遠側の被写体領域だけ（子供ＯＢ２）が表示される。このように、広角側での撮像領域を観察し、望遠側でクローズアップしたい領域をタッチセンサーで選択できることもモード選択で行うことができる。

上述の手順をさらに詳細に説明する。
図８は、手順を示すフローチャートである。
ステップＳ７０１において、モニタ４７は、第１光学系（第１の撮像光学系）ＬＳ１の撮影範囲を表示する。
ステップＳ７０２において、ユーザーは拡大撮影した領域を、タッチパネルを指でタッチすることで指定する。
ステップＳ７０３において、ミラー制御部６０８（図７）からの制御信号に基づいて、例えば図１に示す実施例の光学系の反射ミラーｒ１を、ステッピングモータＳＴを駆動して、チルト、シフトさせる。そして、第２の撮像光学系ＬＳ２の光軸ＡＸ２を被写体である子供ＯＢ２へ向ける。

ステップＳ７０４において、第１の撮像光学系ＬＳ１によりフォーカシングをユーザーが指定したポイントにおいて行う。そして、物体距離情報を算出する機能を有するＣＰＵ６０５は、被写体距離を算出する。
ステップＳ７０５において、第２の撮像光学系ＬＳ２は、ユーザーが指定したポイントにおいて、フォーカシングを行う。
ステップＳ７０６において、第１の撮像光学系ＬＳ１のフォーカシング合焦状態と第２の撮像光学系ＬＳ２のフォーカシング合焦状態とで、それぞれ取得された被写体距離の差分が規定数値内であるか、否かが判断される。

ステップＳ７０６の判断結果が偽（Ｎ０）の場合、ステップＳ７０７へ進む。ステップＳ７０７において、第２の撮像光学系ＬＳ２の撮像画面内において、被写体距離が、第１の撮像光学系ＬＳ１により算出されたものと合致するものをサーチする。

ステップＳ７０７の判断結果が偽（Ｎｏ）の場合、ステップＳ７０２へ戻って、さらに上述の手順を続ける。ステップＳ７０７の判断結果が真（Ｙｅｓ）の場合、ステップＳ７０８において、反射ミラーｒ１のシフト、チルトなどの偏心の回動を微調整する。そして、画面の中心部分に被写体ＯＢ２が位置させる。

ステップＳ７０８の次に、ステップＳ７０６において撮影を行う。また、ステップＳ７０５において、それぞれの撮像光学系の被写体距離の差分が規定数値内に存在する場合は、ステップＳ７０６において撮影を行う。

上述したように、第２の撮像光学系ＬＳ２は、被写体側の光軸方向の変更のため、偏心移動する偏心移動光学素子（実施例１、実施例３の反射ミラーｒ１、実施例２の最も被写体側のレンズ）を含んでいる。
ミラー制御部（偏心移動部）１１０は、ＣＰＵ６０５（距離情報取得部）の距離情報に基づき、第２の撮像光学系ＬＳ２の撮像方向を制御するために偏心移動光学素子を移動させる。
なお、実施例２においては、上述したように、最も被写体側のレンズの代わりに、他のレンズを偏心制御する構成でもよい。

また、本撮像装置は、以下の構成とすることもできる。
第１の像を形成する第１の撮像光学系ＬＳ１と、
第１の撮像光学系ＬＳ１による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系ＬＳ２とを有する。
第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２によりそれぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子（撮像面）Ｉを有する。

第１の撮像光学系ＬＳ１による撮像画角と、第２の撮像光学系ＬＳ２による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成されている。そして、第１の撮像光学系ＬＳ１は、フォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有している。

第２の撮像光学系ＬＳ２は、２つの反射部材と、光軸ＡＸ２方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、且つフォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有している。

そして、第２の撮像光学系ＬＳ２のフォーカシング合焦状態から、第２の撮像光学系ＬＳ２で第１の撮像光学系ＬＳ１の撮影範囲内の任意の領域の物体距離情報を取得することを特徴とする。

これにより、第２の撮像光学系ＬＳ２は、第１の撮像光学系ＬＳよりも、さらに正確な、すなわち細かい距離情報を得ることができる。換言すると、第２の撮像光学系ＬＳ２の画角は、第１の撮像光学系ＬＳ１の画角よりも小さい。このため、第２の撮像光学系ＬＳ２によれば、被写体までのより細かい距離情報を得ることができる。

図４は、本構成による撮像装置により行う撮像、スキャンの概念を示している。第１の撮像光学系ＬＳ１は、フォーカシング合焦状態に基づいて第１の像を撮像する。ここでは、概略の被写体距離を得ることができる。

第２の撮像光学系ＬＳ２は、撮像画面内の各スキャン位置において、フォーカスレンズ群を移動させながら複数回の測距を行う。そして、その位置における第２の像を得る。次に、図内、点線で示す矢印方向へ撮像位置を移動する。そして、次の撮像位置において、複数回の測距（撮像）を行う。

これにより、一つの画面の複数の領域内において、被写体までの細かい距離情報、すなわち浅い被写界深度による情報を得ることができる。

広角な画面内の各領域の物体距離情報を用いて、広角画像においても臨場感がある立体画像を得ることができる。

また、本実施形態の撮像装置は、以下の構成とすることができる。
第１の像を形成する第１の撮像光学系ＬＳ１と、
第１の撮像光学系ＬＳ１による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系ＬＳ２と、
第１の撮像光学系ＬＳ１と、第２の撮像光学系ＬＳ２により形成される、それぞれ第１の像、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子Ｉと、を有し、
第１の撮像光学系ＬＳ１による撮像画角と、第２の撮像光学系ＬＳ２による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
第２の撮像光学系は２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、
第１の撮像光学系ＬＳ１と第２の撮像光学系ＬＳ２の視差による位相差に基づいて被写体の距離情報を取得する距離情報取得部を有することを特徴とする。
図７におけるＣＰＵ６０５は、距離情報取得部の機能を兼用している。

図９は、位相差に基づいて、後述する画像処理（彩度の変更）を行う手順を示すフローチャートである。以下、図７の機能ブロック図と図９とを用いて説明する。
ステップＳ８０１において、ユーザーが３Ｄモード設定ボタン７０１（図７）を操作して、３Ｄモードを設定した場合を考える。

この場合、第１の撮像光学系ＬＳ１と第２の撮像光学系ＬＳ２が略同画角となるように、フォーカシングレンズ駆動制御部６０４（図７）は第２の撮像光学系ＬＳ２をズーミングする。

記憶部７０４は、ステップＳ８０２において、第１の撮像光学系ＬＳ１が撮像した画面を記憶する。
また、記憶部７０４は、ステップＳ８０３において、第２の撮像光学系ＬＳ２が撮像した画面を記憶する。

ステップＳ８０４において、ＣＰＵ６０５は、距離情報取得部として、視差による位相差に基づいて被写体の距離情報を取得する。ＣＰＵ６０５は、画面内の各点での被写体距離情報を演算、算出、解析を行う。

ステップＳ８０５において、ＣＰＵ６０５は、被写体距離に応じて、規定段数に被写体をグループ分けする。

そして、ＣＰＵ６０５は、後述するアルゴリズム記憶部７０２を制御して、グループ毎に彩度変更の処理を施して表示する。彩度変更の詳細に関しては、後述する。

広角レンズ系による像から主要被写体を選択操作する場合、主要被写体までの距離が考慮されていない。そのため、主要被写体が近距離に位置する場合、両レンズ系の視差により望遠ズームレンズ系での主要被写体の追尾にズレが生じる。
これに対して、本実施形態の手順では、この追尾ズレを低減できる。

次に、フォーカス状況、すなわちフォーカシング合焦状態に基づいて判定を行い、画像処理する手順について説明する。
図１０は、フォーカス状況、後述する画像処理（彩度の変更）を行う手順を示すフローチャートである。以下、図７の機能ブロック図と図１０とを用いて説明する。

ステップＳ９０１において、第２の撮像光学系ＬＳ２を第１の撮像光学系ＬＳ１に比較して、望遠側にズーミングする。
ステップＳ９０２において、記憶部７０４は、第１の撮像光学系ＬＳ１の撮影画面の情報を記憶、格納する。

ステップＳ９０３において、第１の撮像光学系ＬＳ１の画面内を、第２の撮像光学系ＬＳ２により順次フォーカシングさせながら移動する。そして、第１の撮像光学系ＬＳ１による画面内の被写体距離情報を取得する。

ステップＳ９０４において、距離情報取得部として、視差による位相差に基づいて被写体の距離情報を取得する。ＣＰＵ６０５は、画面内の各点での被写体距離情報を演算、算出、解析を行う。

ステップＳ９０５において、ＣＰＵ６０５は、被写体距離に応じて、規定段数に被写体をグループ分けする。

そして、ＣＰＵ６０５は、後述するアルゴリズム記憶部７０２を制御して、グループ毎に彩度変更の処理を施して表示する。
彩度変更の詳細に関しては、後述する。

これにより、広角な画面内の各領域の物体距離情報を用いて、広角画像においても臨場感がある立体画像を得ることができる。

また、本撮像装置は、図６に示すように、画像生成アルゴリズムを記憶したアルゴリズム記憶部７０２を有する。
また、距離情報取得部であるＣＰＵ６０５で取得した被写体ＯＢ１、ＯＢ２などの距離情報と、アルゴリズム記憶部７０２に記憶された画像生成アルゴリズムに基づき、第１の像の第１画像と、第２の像の第２画像を用いて第３画像を生成する第３画像生成部７０３を有することが望ましい。

これにより、視差のある２つの画像に基づいて、立体感を有する第３画像を生成することができる。

次に、上述の画像生成アルゴリズムについて説明する。
画像生成アルゴリズムは、画像内における近距離物体に関しては明度と彩度の処理を行う。また、遠距離物体と近距離物体とが混在する場合、遠距離物体と近距離物体の明度、彩度差が以下の条件式にしたがって拡大するように画像再構成を行う。

０≦Ｖ’−Ｖ＜４（３）
１＜Ｃ’−Ｃ＜６（４）
ここで、
Ｖは、マンセル・カラー・システムを用いて表記した取得した画像の遠景（遠距離物体）と近景（近距離物体）の明度差、
Ｃは、マンセル・カラー・システムを用いて表記した取得した画像の遠景と近景の彩度差、
Ｖ’は、再構成した画像の明度差、
Ｃ’は、再構成した画像の彩度差、
である。

条件式（３）、（４）の上限値を上回ると、明度差、彩度差を強調しすぎて不自然な画像となってしまう。
また、条件式（３）、（４）の下限値を下回ると、画像処理の効果が少なくなってしまう。
条件式（３）、（４）を満足することで、主要被写体の明度差、彩度差を適正に調整して、よりこれらを強調した画像を得ることができる。

例えば、近距離に人物が存在し、中距離に民家が存在し、遠距離に山が存在する風景を考える。この場合、ユーザーとの距離が遠くなるに従って、彩度を順次下げる処理を施す。人物については彩度処理をしない。
遠距離の「山」に関しては、Ｃ’−Ｃ＝４かつＶ’−Ｖ＝０、
中距離の「民家」に関しては、Ｃ’−Ｃ＝３かつＶ’−Ｖ＝０、
近距離の「人物」に関しては、Ｖ’−Ｖ＝２かつＣ’−Ｃ＝０、
の処理を施すことが望ましい。これにより、画像処理を施さない場合に比較して、画像処理後は、「人物」が手前に浮き出て、臨場感のある画像を得ることができる。

さらに、
画面内の最遠方物体が１０ｍ〜無限遠の範囲に存在する場合、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０≦（Ｖ’−Ｖ）／（Ｃ’−Ｃ）＜１（５）
さらに、画面内の最遠方物体が、０ｍ〜１０ｍの範囲に存在する場合、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
０≦（Ｃ’−Ｃ）／（Ｖ’−Ｖ）＜１（６）

条件式（５）は、彩度を重視する場合に適用する式である。また、条件式（６）は、明度を重視する場合に適用する式である。
条件式（５）、（６）を満足することで、より知覚の上での遠近感が増し、臨場感のある画像を得ることができる。

なお、上述の各実施形態、条件式は、複数を同時に満足しても課題を解決するために望ましい。

また、第１の撮像光学系ＬＳ１が、反射面をもたず、且つ、第２の撮像光学系よりも変倍比が小さく、第２の撮像光学系ＬＳ２よりもレンズ総数少ないズームレンズ系であることが望ましい。これにより、より小型化できる。
第１の撮像光学系ＬＳ１がズームレンズ系であるのは、実施例３である。

また、第１の撮像光学系ＬＳ１が、反射面をもたず、且つ、第２の撮像光学系ＬＳ２よりもレンズ総数が少ない単焦点のレンズ系であることが望ましい。この構成は、実施例１、実施例２が対応する。これにより、より小型化に有利となる。

また、第１の撮像光学系ＬＳ１による像と第２の撮像光学系ＬＳ２による像をそれぞれ独立して撮像可能である。さらに、それぞれの画像を独立して記録可能であることが望ましい。
これにより、ユーザーは撮影のバリエーションを任意に選択できる。

また、第２の撮像光学系ＬＳ２中の最も物体側の反射面は、被写体側の光軸ＡＸ２方向の変更のため、偏心移動する偏心移動反射面ｒ１であることが望ましい。

以下に、本発明に係る撮像装置が有する撮像光学系の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

以下、撮像光学系の実施例１、２、３について説明する。

また、数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度の単位は°（度）である。

（実施例１の第１の撮像光学系ＬＳ１：）
図１に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、絞りＳと、シャッターＳＨ１と、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズと、両凸正レンズとからなる。

非球面は、最も像面側の両凸正レンズの両面の２面に用いている。

（実施例１の第２の撮像光学系ＬＳ２：）
図１に示すように、物体側から順に、反射面ｒ１が設けられている。光路を９０度折り曲げる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを有する。
そして、シャッターＳＨ２と、絞りＳと、が配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズとを有する。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する。
そして、反射面ｒ１７は、光路を９０度折り曲げる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２番目の負メニスカスレンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の像側の両凸正レンズの両面との４面に用いている。

（実施例２の第１の撮像光学系ＬＳ１：）
なお、実施例２、３においては、上記実施例１と重複するため、シャッターの記載は省略している。
図２に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、絞りＳと、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズと、両凸正レンズとからなる。

（実施例２の第２の撮像光学系ＬＳ２：）
図２に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、直角プリズムと、両凸正レンズを有する。
第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に平面を向けた平凹負レンズとの雪像レンズと、を有する。
第３レンズ群は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズと、を有する。
直角プリズムに続いて、第４レンズ群は両凸正レンズを有する。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の物体側の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の両凸正レンズの両面と、第４レンズ群Ｇ４の両面と、の８面に用いている。

なお、ｒ１０面、ｒ１７面、ｒ２１面は、接着層である。

（実施例３の第１の撮像光学系ＬＳ１：）
図３に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、絞りＳと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズと、を有している。

非球面は、絞りＳ直後の正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側面との２面に用いている。

（実施例３の第２の撮像光学系ＬＳ２：）
図３に示すように、物体側から順に、反射面ｒ１が設けられている。これにより、光路を９０度折り曲げる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとを有する。
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズと、両凹負レンズと、両凸正レンズとを有する。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有する。
そして、反射面ｒ１７は、光路を９０度折り曲げる。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ｆｂはバックフォーカス、Ｆ_NOはＦナンバー、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。ｆｂ（バックフォーカス）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。

なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ4ｙ⁴＋Ａ6ｙ⁶＋Ａ8ｙ⁸＋Ａ10ｙ¹⁰＋Ａ12ｙ¹²
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀、Ａ₁₂はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「Ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

第１の撮像光学系（直進単焦点系）
数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 17.0643 2.8000 1.80610 33.27
2 36.4654 0.1300 1.
3 16.3558 0.9500 1.69680 55.53
4 7.9657 5.5691 1.
5(絞り) ∞ 7.6963 1.
6 -10.5840 0.8300 1.75520 27.51
7 84.6657 3.3600 1.69680 55.53
8 -16.6108 0.1500 1.
9* 670.6095 4.2000 1.74250 49.30
10* -13.7699 33.8239 1.
像面（撮像面）∞

非球面データ
第９面
K=-999.0134
A2=0.0000E+00,A4=-1.7520E-05,A6=5.9396E-08,A8=-1.9307E-09,A10=1.1985E-12

第１０面
K=-0.4098
A2=0.0000E+00,A4=3.1377E-06,A6=2.1734E-08,A8=-5.7979E-10,A10=-1.2876E-11

各種データ

焦点距離 25.382
Fno. 2.875
画角 24.303
全長 59.509
fb 33.824

第２の撮像光学系（折り曲げズーム系）
数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 22.0000 1. (折り曲げ面)
2 67.7164 1.8000 1.77250 49.60
3 12.9945 3.4844 1.
4* 15.0000 2.0000 1.52542 55.78
5* 9.9617 5.0891 1.
6 25.8592 2.4125 1.84666 23.78
7 58.6155 可変 1.
6(絞り) ∞ 0.5000 1.
9 13.1340 4.4192 1.51742 52.43
10 -39.7030 2.9320 1.
11 -18.8969 1.0000 1.80518 25.42
12 540.5722 7.8257 1.
13* 17.1957 3.4707 1.49700 81.61
14* -32.7020 可変 1.
15 1181.6535 1.2000 1.77250 49.60
16 41.9912 可変 1.
17 ∞ 18.7997 1. (折り曲げ面)
像面（撮像面）∞

非球面データ
第４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.1136E-04,A6=8.1306E-07,A8=-2.2480E-09,A10=0.0000E+00

第５面
K=-0.8985
A2=0.0000E+00,A4=-2.5104E-04,A6=1.1309E-06,A8=-3.9604E-09,A10=0.0000E+00

第１３面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-7.6968E-06,A6=4.5605E-07,A8=-1.1002E-09,A10=0.0000E+00

第１４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.0961E-04,A6=5.9330E-07,A8=-6.9715E-10,A10=0.0000E+00

ズームデータ

ズーム比 1.698
広角望遠
焦点距離 24.240 41.159
Fno. 4.50 5.75
画角 25.591 15.343
全長 119.709 129.381
fb 18.800 18.799

d7 12.16146 1.49141
d14 2.82035 1.77404
d16 17.79443 39.18321

Fnoの制御：
第２の撮像光学系（折り曲げ系）のFno. 4.5-5.75

第１の撮像光学系（直進系）と第２の撮像光学系（折り曲げ系）のFnoを揃えるためには直進系の絞り径を略以下のテーブルに従って制御を行えばよい。

直進系のFno. と絞り径
Fno 絞り径φ
2.875 8.315
4.50 5.341 ← Wide
5.75 4.185 ← Tele

条件式（１）の値
ｆ1/ｆ2ｗ＝1.05
ｆ1/ｆ2ｔ＝0.62

第１の撮像光学系（直進単焦点系）
数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 14.1786 2.8000 1.80610 33.27
2 27.3797 0.1300 1.
3 12.4779 0.9500 1.78650 50.00
4 6.5043 4.2283 1.
5(絞り) ∞ 6.3661 1.
6 -15.5973 0.8300 1.76182 26.52
7 27.0852 3.3600 1.69680 55.53
8 -35.9998 0.1500 1.
9* 356.6655 4.2000 1.74250 49.30
10* -11.7828 33.8223 1.
像面（撮像面）∞

非球面データ
第９面
K=233.0929
A2=0.0000E+00,A4=-2.9412E-05,A6=-2.3456E-07,A8=7.1848E-09,A10=-8.4208E-11

第１０面
K=-0.3428
A2=0.0000E+00,A4=2.0611E-06,A6=-2.4195E-07,A8=3.9420E-09,A10=-5.3603E-11

各種データ

焦点距離 25.501
Fno. 2.879
画角 24.198
全長 56.837
fb 33.822

第２の撮像光学系（折り曲げズーム系）

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 162.6448 2.0326 2.00069 25.46
2 29.9743 7.3462 1.
3 ∞ 23.7228 1.84666 23.78 (プリズム)
4 ∞ 0.5807 1.
5* 51.8917 8.1592 1.69253 53.03
6* -35.9631 可変 1.
7* -41.5227 2.0326 1.74156 49.21
8* 67.4860 1.9745 1.
9 -80.8114 5.1104 1.92286 20.88
10 -23.9754 0.0203 1.50648 46.20
11 -23.9754 1.4518 1.88300 40.76
12 ∞ 可変 1.
13(絞り) ∞ 可変 1.
14* 19.7707 8.9432 1.49650 81.53
15* -30.2316 0.5807 1.
16 40.6568 8.7690 1.49700 81.54
17 -40.6568 0.0203 1.56384 60.67
18 -40.6568 1.4518 1.58144 40.75
19 449.5976 1.7132 1.
20 89.0229 1.4518 1.90366 31.32
21 11.9224 0.0203 1.56384 60.67
22 11.9224 5.7492 1.48749 70.23
23 15.9584 可変 1.
24 ∞ 16.2000 1.77250 49.60 (プリズム)
25 ∞ 1.5078 1.
26* 40.6923 6.2138 1.53071 55.60
27* -116.0192 13.2743 1.
像面（撮像面）∞

非球面データ
第５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=5.2094E-09,A6=-7.0776E-09,A8=4.3022E-11,A10=-1.8550E-13

第６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=6.1465E-06,A6=-8.6496E-09,A8=4.7665E-11,A10=-1.7716E-13

第７面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.3944E-05,A6=1.0997E-07,A8=-4.0085E-10,A10=9.4142E-14

第８面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.4522E-05,A6=1.7454E-07,A8=-7.5388E-10,A10=4.7361E-16

第１４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.5033E-05,A6=1.2610E-08,A8=-2.4751E-10,A10=-4.3206E-14

第１５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.4591E-05,A6=9.5752E-09,A8=-1.7653E-10,A10=0.0000E+00

第２６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.1856E-05,A6=2.1827E-08,A8=-8.2181E-10,A10=5.8275E-13

第２７面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.6738E-05,A6=-1.6355E-08,A8=-9.4204E-10,A10=1.1396E-12

ズームデータ

ズーム比 2.784

広角中間望遠
焦点距離 25.515 31.423 71.028
Fno. 5.009 5.278 6.019
画角 22.944 18.604 8.655
全長 160.322 160.335 160.366
fb 13.274 13.707 14.507

d6 10.24330 14.27439 22.98933
d12 15.51960 11.49091 2.75846
d13 19.87540 18.14356 2.75846
d23 3.41770 4.72720 19.36020

Fnoの制御：
第２の撮像光学系（折り曲げ系）のFno 5.009 〜5.278〜 6.019

第１の撮像光学系（直進系）と第２の撮像光学系（折り曲げ系）のFnoを揃えるためには直進系の絞り径を略以下のテーブルに従って制御を行えばよい。

直進系のFno と絞り径
Fno 絞り径φ
2.879 8.138
5.009 4.729 ←Wide
5.278 4.490 ←Std
6.019 3.942 ←Tele

条件式（１）の値
ｆ1/ｆ2ｗ＝0.999
ｆ1/ｆ2ｔ＝0.359

第１の撮像光学系（ズーム直進系）
数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 39.6598 1.7513 1.80610 40.74
2* 4.8555 2.3351 1.
3 8.8835 2.4810 1.84666 23.78
4 18.8660 可変 1.
5(絞り) ∞ 0. 1.
6* 6.3558 2.6270 1.74330 49.33
7 72.9712 1.2405 1.84666 23.78
8 7.3891 4.0134 1.51633 64.14
9* -29.2264 可変 1.
像面（撮像面）∞

非球面データ
第２面
K=-3.2020
A2=0.0000E+00,A4=2.8760E-03,A6=-9.2890E-05,A8=3.2053E-06,A10=-5.1273E-08

第６面
K=-4.1320
A2=0.0000E+00,A4=1.8723E-03,A6=-6.0718E-05,A8=3.7797E-06,A10=-1.5249E-07
A12=-1.5632E-09,A14=0.0000E+00,A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00

第９面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.5281E-03,A6=-1.2234E-05,A8=9.3606E-06,A10= -2.8400E-07

ズームデータ

ズーム比 1.943
広角中間望遠
焦点距離 8.637 11.968 16.779
Fno. 3.584 4.161 5.004
画角 33.610 25.167 18.368
全長 36.415 34.716 35.371
fb 12.627 15.364 19.317

d4 9.34030 4.90365 1.60535
d9 12.62659 15.36391 19.31735

第２の撮像光学系（折り曲げズーム系）
数値実施例３
単位ｍｍ

面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 10.0000 1. (折り曲げ面)
2 33.8582 0.9000 1.77250 49.60
3 6.4972 1.7422 1.
4* 7.5000 1.0000 1.52542 55.78
5* 4.9808 2.5445 1.
6 12.9296 1.2063 1.84666 23.78
7 29.3078 可変 1.
8(絞り) ∞ 0.2500 1.
9 6.5670 2.2096 1.51742 52.43
10 -19.8515 1.4660 1.
11 -9.4484 0.5000 1.80518 25.42
12 270.2861 3.9128 1.
13* 8.5979 1.7354 1.49700 81.61
14* -16.3510 可変 1.
15 590.8268 0.6000 1.77250 49.60
16 20.9956 可変 1. (折り曲げ面)
17 ∞ 9.3999 1.
像面（撮像面）∞

非球面データ
第４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.6909E-03,A6=2.6018E-05,A8=-2.8775E-07,A10=0.0000E+00

第５面
K=-0.8985
A2=0.0000E+00,A4=-2.0083E-03,A6=3.6188E-05,A8=-5.0693E-07,A10=0.0000E+00

第１３面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-6.1575E-05,A6=1.4594E-05,A8=-1.4083E-07,A10=0.0000E+00

第１４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=8.7690E-04,A6=1.8986E-05,A8=-8.9235E-08,A10=0.0000E+00

ズームデータ

ズーム比 2.383

広角中間望遠
焦点距離 8.637 12.120 20.580
Fno. 3.911 4.501 5.751
画角 33.611 25.591 15.343
全長 55.091 53.855 58.691
fb 9.400 9.400 9.400

d7 11.37968 6.08073 0.74571
d14 1.63792 1.41017 0.88702
d16 4.60655 8.89721 19.59161

（デジタルカメラ）
図１２〜図１５は上述の各実施例のズームレンズを複数組み込んだ撮像装置の構成の概念図を示す。図１２はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１３は同背面図、図１４はデジタルカメラ４０の構成を示す模式的な横断面図である。

図１２は、第１の撮像光学系と第２の撮像光学系との２つの光学系を備えるデジタルカメラ４０の前方斜視図である。

デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４上に位置するファインダー光学系４３、シャッターボタン４５、ポップアップストロボ４６、液晶表示モニタ４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１のレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、カバーガラスＣを介して結像面近傍に設けた撮像素子としてのＣＣＤ４９の撮像面（光電変換面）上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、ＣＰＵ６０５（処理手段）を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニタ４７や、ファインダー用画像表示素子に表示される。また、このＣＰＵ６０５（処理手段）には記録手段が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。

なお、この記録手段はＣＰＵ６０５（処理手段）と別体に設けてもよいし、メモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用接眼レンズが配置してある。ファインダー用画像表示素子に表示された物体像が、このファインダー用接眼レンズ５９によって拡大および観察者が見やすい視度に調整され、観察者眼球Ｅに導かれている。なお、ファインダー用接眼レンズの射出側にカバー部材が配置されている。

図１５は、上記デジタルカメラ４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段５１は例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一次記憶メモリ１７、画像処理部１８等からなり、記憶手段５２は例えば記憶媒体部１９等からなる。

図１５に示すように、デジタルカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

上記の一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１はバス２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０全体を制御する回路である。

ＣＣＤ４９は、本発明による撮影光学系４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ４９は、撮影駆動回路１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時メモリ１７に出力する回路である。

一次記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一次記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一次記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。

表示部２０は、液晶表示モニタ４７及びファインダー用画像表示素子を備え、その液晶表示モニタ４７及びファインダー用画像表示素子に画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。

（撮像素子分割の変形例）
上述した実施例１、実施例２、実施例３では、第１の撮像光学系ＬＳ１は、反射面を有することなく直進系の光軸ＡＸ１を有している。
上述の各実施形態は、以下のように、光路剛性素子を用いて、第１の撮像光学系ＬＳ１の光路を折り曲げて、撮像素子へ結像させることもできる。

図１６は、図１において、第１の撮像光学系ＬＳ１の光路を９０度折り曲げて、さらに光路合成素子４２０を追加した構成において、光路合成素子４２０から像面ＩＰまでの構成を示している。図１６（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）内の矢印Ｂ方向から見た平面図、（ｃ）は（ａ）内の矢印Ｃ方向から見た側面図である。

図１６に示すように、光路合成素子４２０は、互いに直角に交差するよう配置された２枚の第２反射部材（ミラー）ＭＲ１２、ＭＲ２２と、これらの間を仕切る遮光板４２１とから構成されている。

一方の反射部材ＭＲ１２は、第１の撮影光学系ＬＳ１からの光束を像面ＩＰ側に反射させ、他方の反射部材ＭＲ２２は、第２の撮影光学系ＬＳ１からの光束を像面ＩＰ側に反射させる。

遮光板４２１は、一方の撮影光学系の像が他方の像と重複しないように撮像素子の分割位置に立てて配置されている。反射面以外の面は、迷光を防止するために反射防止処理を施すのが望ましい。

また、図１７は、図１６示した光路合成素子の他の例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）内の矢印Ｂ方向から見た平面図、（ｃ）は（ａ）内の矢印Ｃ方向から見た側面図である。

図１７に示す光路合成素子５３０は、図１６のミラーに代えてプリズムを反射部材として用いている。すなわち、光路合成素子５３０は、反射面となる斜面が互いに直交する方向で配置された２つの直角プリズム５３１、５３２と、これらの間を仕切る遮光板５３３とから構成されている。一方のプリズム５３１は、一方の垂直面から入射した第１の撮影光学系ＬＳ１からの光束を斜面で裏面反射させ、他方の垂直面から像面ＩＰ側に射出させる。他方のプリズム５３２は、同様にして第２の撮影光学系ＬＳ２からの光束を像面ＩＰ側に偏向する。遮光板５３２の機能は図１６の遮光板４２１と同様である。

プリズムは光線が通過する際の光路長を伸ばす作用があるため、光束合成素子としてプリズムを利用すると、各レンズ系に要求されるバックフォーカスを短くすることができる。

本実施の形態の撮影光学系の変形例では、反射部材及びフィルターを設置するための間隔を確保するためにレトロフォーカス型に設計されているが、プリズム部材を用いる場合には、バックフォーカスに関する制約が少なくなり、光学系の設計自由度を得るのに有利になる。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。

以上のように、本発明は、広角レンズ系の画角を大きくしても、ズームレンズ系により光路が遮られることがない撮像装置に有用である。

ＬＳ１第１の撮像光学系
ＬＳ２第２の撮像光学系
１００撮像装置
Ｉ撮像素子
ｒ１反射面（反射部材）
ＡＸ１、ＡＸ２光軸
６０１第１光学系
６０２第２光学系
６０３撮像素子
６０４フォーカスレンズ駆動制御部
６０５ＣＰＵ
６０６表示部
６０７ユーザー操作部
６０８ミラー制御部
７０１３Ｄモード操作ボタン
７０２アルゴリズム操作部
７０３第３画像生成部
７０４記憶部

Claims

第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
前記第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
前記第１の撮像光学系と、前記第２の撮像光学系により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
前記第１の撮像光学系による撮像画角と、前記第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
前記第１の撮像光学系は、フォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
さらに前記第２の撮像光学系はズームレンズ系であり、
前記第１の撮像光学系のフォーカシング合焦状態により得られる距離情報と前記第１の撮像光学系における被写体方向とに基づいて、前記第２の撮像光学系の撮像方向の向きを制御する制御部を有することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
前記第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
前記第１の撮像光学系と、前記第２の撮像光学系により、それぞれ形成される第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
前記第１の撮像光学系による撮像画角と、前記第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
前記第１の撮像光学系は、フォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
前記第２の撮像光学系は、２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、且つフォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
前記第２の光学系のフォーカシング合焦状態から、前記第２の撮像光学系で前記第１の撮像光学系の撮影範囲内の任意の領域の物体距離情報を取得することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
第１の像を形成する第１の撮像光学系と、
前記第１の撮像光学系による第１の像よりも拡大された第２の像を形成する第２の撮像光学系と、
前記第１の撮像光学系と、前記第２の撮像光学系により形成される、それぞれ第１の像と、第２の像を受けて電気信号に変換する単一の撮像素子と、を有し、
前記第１の撮像光学系による撮像画角と、前記第２の撮像光学系による撮像画角とが互いに異なるように第１の像と、第２の像を同時撮像可能に構成され、
前記第２の撮像光学系は２つの反射部材と、光軸方向に移動可能な複数のレンズ群とを備えたズームレンズ系であり、
前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系の視差による位相差に基づいて被写体の距離情報を取得する距離情報取得部を有することを特徴とする複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記第１の撮像光学系のフォーカシング状態に基づいて、被写体の距離情報を取得する距離情報取得部と、
前記第１の撮像光学系により撮像された像を表示する表示部と、
前記第１の撮像光学系により合焦される主要被写体方向を決定する操作部と、
前記第１の撮像光学系における被写体方向と前記距離情報取得部の距離情報に基づき、前記第２の撮像光学系の撮像方向を制御する撮像方向制御部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記操作部が前記表示部の表示側に配置されたタッチセンサーであることを特徴とする請求項４に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記第２の撮像光学系は、被写体側の光軸方向の変更のため、偏心移動する偏心移動光学素子を含み、
前記距離情報取得部の距離情報に基づき、前記第２の撮像光学系の撮像方向を制御するために前記偏心移動光学素子を移動させる偏心移動部を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
画像生成アルゴリズムを記憶したアルゴリズム記憶部と、
前記距離情報取得部で取得した被写体の距離情報と、前記アルゴリズム記憶部に記憶された画像生成アルゴリズムに基づき、第１の像の第１画像と第２の像の第２画像を用いて第３画像を生成する画像生成部を有することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記画像生成アルゴリズムは、画像内における近距離物体に関しては明度と彩度の処理を行い、
遠距離物体と近距離物体とが混在する場合、前記遠距離物体と前記近距離物体の明度、
彩度差が以下の条件式にしたがって拡大するように画像再構成を行うことを特徴とする請求項７に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
０≦Ｖ’−Ｖ＜４（３）
１＜Ｃ’−Ｃ＜６（４）
ここで、
Ｖは、マンセル・カラー・システムを用いて表記した取得した画像の遠景と近景の明度差、
Ｃは、マンセル・カラー・システムを用いて表記した取得した画像の遠景と近景の彩度差、
Ｖ’は、再構成した画像の明度差、
Ｃ’は、再構成した画像の彩度差、
とする。
さらには以下の条件式を満足することを特徴とする請求項８に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
画面内の最遠方物体が１０ｍ〜無限遠の範囲に存在する場合、
０≦（Ｖ’−Ｖ）／（Ｃ’−Ｃ）＜１（５）
画面内の最遠方物体が、０ｍ〜１０ｍの範囲に存在する場合、
０≦（Ｃ’−Ｃ）／（Ｖ’−Ｖ）＜１（６）
前記第１の撮像光学系が、反射面をもたず、且つ、前記第２の撮像光学系よりも変倍比が小さく、前記第２の撮像光学系よりもレンズ総数が少ないズームレンズ系であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記第１の撮像光学系が、反射面をもたず、且つ、前記第２の撮像光学系よりもレンズ総数が少ない単焦点のレンズ系であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記第１の撮像光学系による像と前記第２の撮像光学系による像をそれぞれ独立して撮像可能であり、
それぞれの画像を独立して記録可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記第２の撮像光学系中の最も物体側の反射面は、被写体側の光軸方向の変更のため、偏心移動する偏心移動反射面であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系に共通の入射窓を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。
前記第１の撮像光学系の入射光軸と前記第２の撮像光学系の入射光軸の両光軸を囲んで形成された螺旋ネジ穴部を持つ枠部材を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の複数の画像を同時に撮像可能な撮像装置。