JPH09116807A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPH09116807A JPH09116807A JP7275409A JP27540995A JPH09116807A JP H09116807 A JPH09116807 A JP H09116807A JP 7275409 A JP7275409 A JP 7275409A JP 27540995 A JP27540995 A JP 27540995A JP H09116807 A JPH09116807 A JP H09116807A
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- JP
- Japan
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- image pickup
- depth
- field
- image sensor
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被写界深度を深くする目的をもって光学系の
絞りを絞ると光学伝達関数が低下し、解像度が低下する
ため、この方法では、被写界深度を深くすることができ
るなかった。 【解決手段】 光軸上における配置位置を、撮像素子の
被写界深度の範囲が合焦位置に配置した撮像素子４の被
写界深度の範囲と共通部分を有する範囲内で合焦位置か
らずらして配置した少なくとも１つの撮像素子５を含ん
でなる光学ブロック部と、上記少なくとも１つの撮像素
子５の各出力信号から高域信号成分を高域通過フィルタ
６によって抽出し、その抽出した信号を合焦位置に配置
した撮像素子４からの撮像出力信号に加算器７で加算す
る信号処理部とを具えて構成した。
絞りを絞ると光学伝達関数が低下し、解像度が低下する
ため、この方法では、被写界深度を深くすることができ
るなかった。 【解決手段】 光軸上における配置位置を、撮像素子の
被写界深度の範囲が合焦位置に配置した撮像素子４の被
写界深度の範囲と共通部分を有する範囲内で合焦位置か
らずらして配置した少なくとも１つの撮像素子５を含ん
でなる光学ブロック部と、上記少なくとも１つの撮像素
子５の各出力信号から高域信号成分を高域通過フィルタ
６によって抽出し、その抽出した信号を合焦位置に配置
した撮像素子４からの撮像出力信号に加算器７で加算す
る信号処理部とを具えて構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に係わり、
特に被写界深度の深い撮像装置に関する。
特に被写界深度の深い撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン用の撮像装置においても、
スチールカメラや映画用撮影機と同様、撮像レンズの絞
りを絞ることにより被写界深度を深くしている。
スチールカメラや映画用撮影機と同様、撮像レンズの絞
りを絞ることにより被写界深度を深くしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、撮像レンズの
絞りを絞ると光学伝達関数が低下し、解像度が低下す
る。このように、光学系の絞りと光学伝達関数の関係は
相反する関係にあり、また絞り値（Ｆ値）を小さくする
と被写界深度は浅くなるので、通常考えられる方法によ
っては、高い光学伝達関数を維持したまま被写界深度を
深くすることはできない。
絞りを絞ると光学伝達関数が低下し、解像度が低下す
る。このように、光学系の絞りと光学伝達関数の関係は
相反する関係にあり、また絞り値（Ｆ値）を小さくする
と被写界深度は浅くなるので、通常考えられる方法によ
っては、高い光学伝達関数を維持したまま被写界深度を
深くすることはできない。
【０００４】本発明の目的は、この問題に解決を与え、
撮像レンズの絞りを絞らなくても深い被写界深度が得ら
れる撮像装置を提供することにある。
撮像レンズの絞りを絞らなくても深い被写界深度が得ら
れる撮像装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、奥行き方向の本来合焦する位置とは異な
る位置に存在する被写体にも合焦するように、光軸上の
配置位置を本来の合焦位置からずらして撮像素子を配置
し、その配置した撮像素子の撮像出力信号を高域通過フ
ィルタに通したうえで本来の合焦位置に配置さている撮
像素子からの撮像出力信号に加算することにより、合焦
範囲を広げる（被写界深度を深くする）ようにしたもの
である。なお、上記において、合焦位置からずらして配
置した撮像素子は２以上複数個をもって構成してもよ
く、それによって一層被写界深度を深くすることができ
る。
成するために、奥行き方向の本来合焦する位置とは異な
る位置に存在する被写体にも合焦するように、光軸上の
配置位置を本来の合焦位置からずらして撮像素子を配置
し、その配置した撮像素子の撮像出力信号を高域通過フ
ィルタに通したうえで本来の合焦位置に配置さている撮
像素子からの撮像出力信号に加算することにより、合焦
範囲を広げる（被写界深度を深くする）ようにしたもの
である。なお、上記において、合焦位置からずらして配
置した撮像素子は２以上複数個をもって構成してもよ
く、それによって一層被写界深度を深くすることができ
る。
【０００６】すなわち、本発明撮像装置は、光軸上にお
ける配置位置を、撮像素子の被写界深度の範囲が合焦位
置に配置した撮像素子の被写界深度の範囲と共通部分を
有する範囲内で合焦位置からずらして配置した少なくと
も１つの撮像素子を含んでなる光学ブロック部と、前記
少なくとも１つの撮像素子の各出力信号から高域信号成
分を抽出し、該抽出した信号を合焦位置に配置した撮像
素子からの撮像出力信号に加算する信号処理部とを具え
てなることを特徴とするものである。
ける配置位置を、撮像素子の被写界深度の範囲が合焦位
置に配置した撮像素子の被写界深度の範囲と共通部分を
有する範囲内で合焦位置からずらして配置した少なくと
も１つの撮像素子を含んでなる光学ブロック部と、前記
少なくとも１つの撮像素子の各出力信号から高域信号成
分を抽出し、該抽出した信号を合焦位置に配置した撮像
素子からの撮像出力信号に加算する信号処理部とを具え
てなることを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明撮像装置は、前記光学ブロッ
ク部が、２個の緑色光用撮像素子、および各１個の青色
および赤色光用撮像素子とを有し、それら４個の撮像素
子のうち１個の緑色光用撮像素子のみが、光軸上におけ
る配置位置を合焦位置からずらして配置されていること
を特徴とするものである。
ク部が、２個の緑色光用撮像素子、および各１個の青色
および赤色光用撮像素子とを有し、それら４個の撮像素
子のうち１個の緑色光用撮像素子のみが、光軸上におけ
る配置位置を合焦位置からずらして配置されていること
を特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、実施の
形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発
明撮像装置の第１の実施の形態を示している。図１にお
いて、１は被写体、２は撮像レンズ、３は光分解プリズ
ム（２分解プリズム）、４は撮像素子（Ｉ）、５は撮像
素子（II）、６は高域通過フィルタおよび７は加算器を
それぞれ示している。
形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発
明撮像装置の第１の実施の形態を示している。図１にお
いて、１は被写体、２は撮像レンズ、３は光分解プリズ
ム（２分解プリズム）、４は撮像素子（Ｉ）、５は撮像
素子（II）、６は高域通過フィルタおよび７は加算器を
それぞれ示している。
【０００９】本例は、理解を容易にするために、モノク
ローム（単色）撮像装置の被写界深度を深くするように
構成した場合の実施の形態であって、そこでは、被写体
１からの入射光は、まず撮像レンズ２を通った後、ハー
フミラーを備えた２分解プリズム３によって分解され
る。次に、この２分解された入射光はプリズム３に一定
の空間を介して固着された２つの撮像素子（Ｉ）４およ
び（II）５にそれぞれ受光されるようになっている。そ
こで、撮像素子（Ｉ）４は、撮像レンズ２および２分解
プリズム３によって被写体１の像が正しく結像する光軸
上の位置に固着され、撮像素子（II）５は、わずかにず
れた位置に固着されているものとする。このわずかは、
次の図２および図３を用いての説明によって理解されよ
う。
ローム（単色）撮像装置の被写界深度を深くするように
構成した場合の実施の形態であって、そこでは、被写体
１からの入射光は、まず撮像レンズ２を通った後、ハー
フミラーを備えた２分解プリズム３によって分解され
る。次に、この２分解された入射光はプリズム３に一定
の空間を介して固着された２つの撮像素子（Ｉ）４およ
び（II）５にそれぞれ受光されるようになっている。そ
こで、撮像素子（Ｉ）４は、撮像レンズ２および２分解
プリズム３によって被写体１の像が正しく結像する光軸
上の位置に固着され、撮像素子（II）５は、わずかにず
れた位置に固着されているものとする。このわずかは、
次の図２および図３を用いての説明によって理解されよ
う。
【００１０】図２は、本発明撮像装置の動作を示してい
る。図２においては、撮像素子（Ｉ）４および撮像素子
（II）５と被写体１との位置関係を示し、被写体像が撮
像レンズ２によってそれぞれ撮像素子（Ｉ）４および
（II）５上にどのように結像するか（実際には、撮像素
子（II）５上には結像しない）を示している。上述した
ように、撮像素子（Ｉ）４は光軸上Ａの位置に存在する
被写体１の像が正しく結像するように配置されている。
これに対し、撮像素子（II）５は、撮像素子（Ｉ）４に
対して光軸上で距離ｄだけ（わずかに）ずれている。そ
のため、この撮像素子（II）５上に正しく結像する被写
体は光軸上Ｂの位置に存在する被写体８である。
る。図２においては、撮像素子（Ｉ）４および撮像素子
（II）５と被写体１との位置関係を示し、被写体像が撮
像レンズ２によってそれぞれ撮像素子（Ｉ）４および
（II）５上にどのように結像するか（実際には、撮像素
子（II）５上には結像しない）を示している。上述した
ように、撮像素子（Ｉ）４は光軸上Ａの位置に存在する
被写体１の像が正しく結像するように配置されている。
これに対し、撮像素子（II）５は、撮像素子（Ｉ）４に
対して光軸上で距離ｄだけ（わずかに）ずれている。そ
のため、この撮像素子（II）５上に正しく結像する被写
体は光軸上Ｂの位置に存在する被写体８である。
【００１１】次に、上記撮像素子（Ｉ）４および（II）
５のそれぞれに対し、正しく結像する被写体１および８
の被写界深度はどうなっているかを図３に示し、これに
つき説明する。図３から分かるように、被写体１および
被写体８の被写界深度は、それぞれ光軸上ＡおよびＢの
位置を基準とし後方被写界深度がｄ１ａ，ｄ１ｂ、前方
被写界深度がｄ２ａ，ｄ２ｂである。従って、本発明に
よって、光軸上Ａの位置を基準とする後方被写界深度ｄ
１ａの後方端（光軸上Ｃの位置）から光軸上Ｂの位置を
基準とする前方被写界深度ｄ２ｂの前方端（光軸上Ｄの
位置）までを被写界深度とする撮像装置を実現すること
ができる。
５のそれぞれに対し、正しく結像する被写体１および８
の被写界深度はどうなっているかを図３に示し、これに
つき説明する。図３から分かるように、被写体１および
被写体８の被写界深度は、それぞれ光軸上ＡおよびＢの
位置を基準とし後方被写界深度がｄ１ａ，ｄ１ｂ、前方
被写界深度がｄ２ａ，ｄ２ｂである。従って、本発明に
よって、光軸上Ａの位置を基準とする後方被写界深度ｄ
１ａの後方端（光軸上Ｃの位置）から光軸上Ｂの位置を
基準とする前方被写界深度ｄ２ｂの前方端（光軸上Ｄの
位置）までを被写界深度とする撮像装置を実現すること
ができる。
【００１２】また、本発明撮像装置においては、図１に
見られるように、撮像素子（Ｉ）４から得られた撮像出
力信号を正規の撮像出力信号とし、これに、撮像素子
（II)５から得られた撮像出力信号の高域信号成分を付
加する（高域通過フィルタ６および加算器７によって）
ようにしている。これは、高域通過フィルタ６を通さな
いで、撮像素子（II) ５の撮像出力信号の全周波数帯域
成分を撮像素子（Ｉ）４の撮像出力信号に加算すると、
撮像素子（Ｉ）４に正しく結像している被写体Ａの像
に、撮像素子（II) ５に結像していない被写体Ａのぼけ
た像が重なり二重写しとなって表示されるからである。
なお、高域通過フィルタ６としては２次元ディジタルフ
ィルタ等を使用することができる。
見られるように、撮像素子（Ｉ）４から得られた撮像出
力信号を正規の撮像出力信号とし、これに、撮像素子
（II)５から得られた撮像出力信号の高域信号成分を付
加する（高域通過フィルタ６および加算器７によって）
ようにしている。これは、高域通過フィルタ６を通さな
いで、撮像素子（II) ５の撮像出力信号の全周波数帯域
成分を撮像素子（Ｉ）４の撮像出力信号に加算すると、
撮像素子（Ｉ）４に正しく結像している被写体Ａの像
に、撮像素子（II) ５に結像していない被写体Ａのぼけ
た像が重なり二重写しとなって表示されるからである。
なお、高域通過フィルタ６としては２次元ディジタルフ
ィルタ等を使用することができる。
【００１３】さらにまた、本発明撮像装置を実現するに
あたっては、光軸上において撮像素子（II) ５を合焦位
置（撮像素子（Ｉ）４の位置）からどこまでずらし得る
かも関係する。図３から分かるように、撮像素子５のず
らしの距離ｄが大きすぎると、被写体１および８が離れ
過ぎ、両被写体の被写界深度の領域が連続しなくなり、
具体的には、被写体１の前方被写界深度ｄ２ａの前方端
（光軸上Ｅの位置）と被写体８の後方被写界深度ｄ１ｂ
の後方端（光軸上Ｆの位置）に関し、前者が後者より後
方（図３において左側）になり、連続した広範囲の被写
界深度が得られなくなる。
あたっては、光軸上において撮像素子（II) ５を合焦位
置（撮像素子（Ｉ）４の位置）からどこまでずらし得る
かも関係する。図３から分かるように、撮像素子５のず
らしの距離ｄが大きすぎると、被写体１および８が離れ
過ぎ、両被写体の被写界深度の領域が連続しなくなり、
具体的には、被写体１の前方被写界深度ｄ２ａの前方端
（光軸上Ｅの位置）と被写体８の後方被写界深度ｄ１ｂ
の後方端（光軸上Ｆの位置）に関し、前者が後者より後
方（図３において左側）になり、連続した広範囲の被写
界深度が得られなくなる。
【００１４】以上の説明においては、高域信号成分を取
り出す撮像素子（II) ５を、光軸上で基準撮像素子
（Ｉ）４に対し後方（撮像レンズ２から遠い側）に設け
て被写界深度を深くしたが、これはまた、高域信号成分
を取り出すもう１つの撮像素子を基準の撮像素子（Ｉ）
４に対し前方（撮像レンズ２から近い側）に設けること
により、被写界深度を一層深くすることができる。この
場合には、図１の構成に倣って３分解プリズムを使用し
て入射光を３分解し、それら３分解された入射光がそれ
ぞれプリズムの出射光面に固着した３つの撮像素子によ
って受光されるようにする。
り出す撮像素子（II) ５を、光軸上で基準撮像素子
（Ｉ）４に対し後方（撮像レンズ２から遠い側）に設け
て被写界深度を深くしたが、これはまた、高域信号成分
を取り出すもう１つの撮像素子を基準の撮像素子（Ｉ）
４に対し前方（撮像レンズ２から近い側）に設けること
により、被写界深度を一層深くすることができる。この
場合には、図１の構成に倣って３分解プリズムを使用し
て入射光を３分解し、それら３分解された入射光がそれ
ぞれプリズムの出射光面に固着した３つの撮像素子によ
って受光されるようにする。
【００１５】最後に、本発明撮像装置の第２の実施形態
として、カラーテレビジョン用の撮像装置に本発明撮像
装置を構成した場合について、図４を参照して説明す
る。図４において、９は光分解プリズム（４分解プリズ
ム）、１０乃至１３はそれぞれＢ（青）、Ｇ１（緑
Ｉ）、Ｇ２（緑II）およびＲ（赤）用撮像素子、および
１４はＢ、Ｇ、Ｒ信号（３原色信号）をＮＴＳＣ標準テ
レビジョン信号に変換するカラーエンコーダである。図
に示されるように、Ｇ２用撮像素子（緑II）１２からの
撮像出力信号を高域通過フィルタ６に通し高域成分信号
を抽出し、その出力信号を加算器７にてＧ１用撮像素子
（緑Ｉ）１１からの撮像出力信号に加算する。これによ
り、被写界深度の深いＧ（緑）信号を得ることができ、
カラーエンコーダ１４から得られる輝度信号の被写界深
度が深くなる。
として、カラーテレビジョン用の撮像装置に本発明撮像
装置を構成した場合について、図４を参照して説明す
る。図４において、９は光分解プリズム（４分解プリズ
ム）、１０乃至１３はそれぞれＢ（青）、Ｇ１（緑
Ｉ）、Ｇ２（緑II）およびＲ（赤）用撮像素子、および
１４はＢ、Ｇ、Ｒ信号（３原色信号）をＮＴＳＣ標準テ
レビジョン信号に変換するカラーエンコーダである。図
に示されるように、Ｇ２用撮像素子（緑II）１２からの
撮像出力信号を高域通過フィルタ６に通し高域成分信号
を抽出し、その出力信号を加算器７にてＧ１用撮像素子
（緑Ｉ）１１からの撮像出力信号に加算する。これによ
り、被写界深度の深いＧ（緑）信号を得ることができ、
カラーエンコーダ１４から得られる輝度信号の被写界深
度が深くなる。
【００１６】以上の説明は、本発明を、固体撮像素子を
用いて構成した撮像装置に限って行なったが、本発明は
撮像管を用いた撮像装置にもそのまま適用することがで
きるものである。
用いて構成した撮像装置に限って行なったが、本発明は
撮像管を用いた撮像装置にもそのまま適用することがで
きるものである。
【００１７】
【発明の効果】従来、撮像装置の被写界深度を深くする
目的をもって光学系の絞りを絞ると、光学系の絞りと光
学伝達関数の関係は相反する関係にあり、また絞り値
（Ｆ値）を小さくすると被写界深度は浅くなるため、高
い光学伝達関数を維持したまま被写界深度を深くするこ
とは不可能であった。これに対し、本発明によれば、高
い光学伝達関数を維持するために絞りを開けて使用した
場合でも、深い被写界深度を得ることができる。
目的をもって光学系の絞りを絞ると、光学系の絞りと光
学伝達関数の関係は相反する関係にあり、また絞り値
（Ｆ値）を小さくすると被写界深度は浅くなるため、高
い光学伝達関数を維持したまま被写界深度を深くするこ
とは不可能であった。これに対し、本発明によれば、高
い光学伝達関数を維持するために絞りを開けて使用した
場合でも、深い被写界深度を得ることができる。
【図１】本発明撮像装置の第１の実施の形態を示してい
る。
る。
【図２】本発明撮像装置の動作を示している。
【図３】合焦位置および合焦位置でない位置に配置され
る２つの撮像素子の、それぞれの焦点深度の深さを示し
ている。
る２つの撮像素子の、それぞれの焦点深度の深さを示し
ている。
【図４】本発明撮像装置の第２の実施の形態を示してい
る。
る。
１，８ 被写体 ２ 撮像レンズ ３，９ 光分解プリズム ４，５，１０，１１，１２，１３ 撮像素子 ６ 高域通過フィルタ ７ 加算器 １４ カラーエンコーダ
Claims (2)
- 【請求項１】 光軸上における配置位置を、撮像素子の
被写界深度の範囲が合焦位置に配置した撮像素子の被写
界深度の範囲と共通部分を有する範囲内で合焦位置から
ずらして配置した少なくとも１つの撮像素子を含んでな
る光学ブロック部と、前記少なくとも１つの撮像素子の
各出力信号から高域信号成分を抽出し、該抽出した信号
を合焦位置に配置した撮像素子からの撮像出力信号に加
算する信号処理部とを具えてなることを特徴とする撮像
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の撮像装置において、前記
光学ブロック部は、２個の緑色光用撮像素子、および各
１個の青色および赤色光用撮像素子とを有し、それら４
個の撮像素子のうち１個の緑色光用撮像素子のみが、光
軸上における配置位置を合焦位置からずらして配置され
ていることを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275409A JPH09116807A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275409A JPH09116807A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116807A true JPH09116807A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17555103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7275409A Pending JPH09116807A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09116807A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2013027459A1 (ja) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 撮像装置及び撮像装置システム |
| WO2013061819A1 (ja) | 2011-10-27 | 2013-05-02 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡システム |
| US10205888B2 (en) | 2014-09-18 | 2019-02-12 | Olympus Corporation | Endoscope system |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP7275409A patent/JPH09116807A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2013027459A1 (ja) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 撮像装置及び撮像装置システム |
| US8922634B2 (en) | 2011-08-24 | 2014-12-30 | Olympus Medical Systems Corp. | Image pickup apparatus and image pickup apparatus system |
| WO2013061819A1 (ja) | 2011-10-27 | 2013-05-02 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡システム |
| US8878919B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-11-04 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope system |
| US10205888B2 (en) | 2014-09-18 | 2019-02-12 | Olympus Corporation | Endoscope system |
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