(57)【要約】【課題】限られた空間の中で各波長帯域に対応した複数の撮像素子のそれぞれに対する焦点位置を個別調整でき、レンズ交換前後における焦点位置のずれを正確に補正する。【解決手段】外部レンズの位置を第１の撮像素子が受光する第１の波長帯域の光の第１の光軸方向に移動させることにより、第１の光軸上の焦点位置と、第１の撮像素子の位置とを一致させ、外部レンズの位置を特定する第１の移動機構部と、第１の移動機構部が特定した外部レンズの位置において、第２の撮像素子を、第２の撮像素子が受光する第２の波長帯域の光の第２の光軸方向に移動させることにより、第２の光軸上の焦点位置と、第２の撮像素子の位置とを一致させ、第２の撮像素子の位置を特定する第２の移動機構部と、第１と第２の撮像素子の光路上にあって、第１と第２の移動機構部を配置可能な空間を確保する光路長延長部とを備える。【選択図】図１
2020190670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長帯域に対応した第１の撮像素子と、
前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域に対応した第２の撮像素子と、
を備え、外部レンズが取り付け可能に構成された撮像装置であって、
前記外部レンズの位置を、前記第１の撮像素子が受光する前記第１の波長帯域の光の第１の光軸方向に移動させることにより、前記第１の光軸上の前記外部レンズの焦点位置と、前記第１の撮像素子の位置とを一致させ、前記外部レンズの位置を特定する第１の移動機構部と、
前記第１の移動機構部により特定された前記外部レンズの位置において、前記第２の撮像素子を、前記第２の撮像素子が受光する第２の波長帯域の光の第２の光軸方向に移動させることにより、前記第２の光軸上の前記外部レンズの焦点位置と、前記第２の撮像素子の位置とを一致させ、前記第２の撮像素子の位置を特定する第２の移動機構部と
前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子の光路上にあって光路長を延長し、前記第１の移動機構部と前記第２の移動機構部とを配置可能な空間を確保する光路長延長部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の移動機構部は、
外部からの指示に基づき、前記第２の光軸方向に対する所定の範囲内に設けられた複数の測定点における各測定点に、前記第２の撮像素子を順次移動させる電動機構部を備えて構成され、
前記第２の撮像素子が撮像する映像ソースとして、映像信号の最大周波数を検出することのできる基準パターンが用いられ、
前記第２の撮像素子が前記第２の波長帯域の光を用いて撮像した前記映像ソースに基づき、前記第２の撮像素子が位置する前記各測定点におけるそれぞれの第２の映像信号を生成する映像生成部と、
前記電動機構部に前記外部からの指示を出し、前記第２の光軸方向に対する所定の範囲内に設けられた前記各測定点に、前記第２の撮像素子を順次移動させ、前記映像生成部が前記各測定点において生成した前記第２の映像信号の最大周波数をそれぞれ算出し、前記各測定点に対応して算出したそれぞれの前記第２の映像信号の最大周波数の中で、最大値を取る測定点の位置に、前記電動機構部によって、前記第２の撮像素子を移動させる制御部とを備え、
前記光路長延長部は、前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との光路上にあって光路長を延長するとともに、光学フィルタとして動作する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光路長延長部は、空気よりも高い屈折率の材質を含んで構成されている、
請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の移動機構部は、前記第２の光軸方向に対する所定の範囲内で、外部から加えられる力により前記第２の撮像素子を移動させることが可能に構成されている、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の波長帯域は可視光の帯域であり、
前記第２の波長帯域は赤外光の帯域であり、
前記光路長延長部は、前記第２の波長帯域での焦点の調整のために、前記第２の移動機構部により前記第２の撮像素子を移動させる空間を確保する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる波長帯域に対して、各波長帯域に対応した複数の撮像素子を備え、装着されるレンズに対してフランジバック距離で規定された限られた空間の中でそれぞれの撮像素子に対する焦点位置のずれを個別に正確に補正することのできる撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置の１つとして、異なる波長帯域の光を撮像するために、各波長帯域に対応した複数の撮像素子を備える内視鏡装置がある（例えば、特許文献１参照）。このような撮像装置において、レンズの焦点位置を調整する場合には、撮像素子に対してレンズの位置を移動させるフランジバック調整を一般的に行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９６２１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。特許文献１に記載の撮像装置において、例えば、レンズを交換した場合には、レンズ個々の色収差の特性の違いから、レンズ交換前後で焦点位置がずれてしまう。そのため、従来においては、フランジバック調整にてレンズの位置を移動させることにより、焦点位置のずれを補正していた。なお、フランジバック調整とは、レンズマウントのフランジから撮像面までの距離を調整することである。
【０００５】
しかしながら、撮像する光の波長帯域の範囲が広く、かつ、不特定多数のレンズを組み合わせた撮像装置を使用する場合には、フランジバック調整だけでは焦点位置のずれを正確に補正できないことがある。
【０００６】
例えば、異なる波長帯域の範囲が広い光を撮像する一例として、可視光および赤外光を撮像する場合を挙げると、焦点位置のずれの問題が顕在化する。すなわち、可視光を撮像する場合に、フランジバック調整にてレンズの位置を移動させることにより可視領域に対応する撮像素子に対する焦点位置を調整できる。しかしながら、このレンズの位置において、赤外光を撮像する場合には、焦点位置が赤外領域に対応する撮像素子に対して必ずしも一致せず、ずれることが生じる。
【０００７】
このように、フランジバック調整によりレンズの位置を移動させるだけでは、各波長帯域に対応した複数の撮像素子のそれぞれに対する焦点位置を個別調整できないため、レンズ交換前後における焦点位置のずれを正確に補正することができなかった。
【０００８】
そして、フランジバック距離、すなわち、レンズマウントのフランジから撮像面までの距離は予め定められた値である。なお、一般的なＣマウントのフランジバック距離は17.526mmと定められている。このような限られたフランジバック距離の中で個別に調整機構部を追加するには空間的に困難であった。
【０００９】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、限られた空間の中で各波長帯域に対応した複数の撮像素子のそれぞれに対する焦点位置を個別調整でき、レンズ交換前後における焦点位置のずれを正確に補正することのできる撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における撮像装置は、第１の波長帯域に対応した第１の撮像素子と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域に対応した第２の撮像素子と、を備え、外部レンズが取り付け可能に構成された撮像装置であって、前記外部レンズの位置を、前記第１の撮像素子が受光する第１の波長帯域の光の第１の光軸方向に移動させることにより、前記第１の光軸上の前記外部レンズの焦点位置と、前記第１の撮像素子の位置とを一致させ、前記外部レンズの位置を特定する第１の移動機構部と、前記第１の移動機構部により特定された前記外部レンズの位置において、前記第２の撮像素子を、前記第２の撮像素子が受光する第２の波長帯域の光の第２の光軸方向に移動させることにより、前記第２の光軸上の前記外部レンズの焦点位置と、前記第２の撮像素子の位置とを一致させ、前記第２の撮像素子の位置を特定する第２の移動機構部と前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子の光路上にあって光路長を延長し、前記第１の移動機構部と前記第２の移動機構部とを配置可能な空間を確保する光路長延長部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明における撮像装置によれば、限られた空間の中で各波長帯域に対応した複数の撮像素子のそれぞれに対する焦点位置を個別調整でき、レンズ交換前後における焦点位置のずれを正確に補正することのできる撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における撮像装置の機能構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における撮像装置において撮像素子の位置とレンズの焦点位置とを一致させる動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における撮像装置において撮像素子の位置とレンズの焦点位置とを一致させる動作を説明するための説明図である。
【図４】レンズに入射する光の波長によって焦点距離が異なることを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の撮像装置１００の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
はじめに、本発明の実施の形態１の技術的特徴を明確にするために、従来技術の課題について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、レンズに入射する光の波長によって焦点距離が異なることを説明するための説明図である。
【００１５】
この図４（ａ）において、様々な波長を含んだ光７１がプリズム７２に入射すると、図示するように、青色光７３（波長：４００ｎｍ程度）の曲がり方と比較して、赤色光７４（波長：７００ｎｍ程度）の曲がり方が相対的に小さくなることが分かる。これは、ガラスの屈折率が入射する光の波長に応じて異なるためである。
【００１６】
また、レンズ７５は、プリズム７２の集合体であるため、図４（ｂ）に示したように、青色光７３に対する焦点距離７３ａの方が、赤色光７４の光に対する焦点距離７４ａよりも短くなることが分かる。このように、レンズに入射する光の波長が短波長である程、焦点距離が短くなる。
【００１７】
このような現象を抑制するために、プリズムにおいては、分散の異なる２種類の素材を使い、正のプリズム効果、および負のプリズム効果を同時に持たせている。同様に、レンズにおいても、光の波長による屈折率の変化の少ない素材を使用した凸レンズと、変化の大きな素材を使用した凹レンズとを組合せることにより構成している。
【００１８】
そして、このような組合せを行うことによって、レンズに入射する光の波長の違いによる焦点距離の変化を抑えることができる。しかしながら、実際には、色収差を完全にゼロにすることはできない。また、レンズに入射する光に含まれる波長が可視領域（波長：４００〜６００ｎｍ程度）であれば、焦点距離の変化を抑えることができても、例えば、紫外領域から可視領域を含み赤外領域までの広帯域に渡る場合には、その変化を抑えることが非常に困難である。したがって、同種のレンズであっても、光の波長による焦点距離の変化量の度合いが異なるといった個体差が生じているのが現状である。
【００１９】
そのため、撮像装置１００の外部レンズを交換する場合には、上述したように、外部レンズ個々の色収差の特性の違い、すなわち個体差から、外部レンズ交換前の焦点距離と外部レンズ交換後の焦点距離とが異なっているため、この焦点位置のずれを補正しなければならない。
【００２０】
従来では、このような外部レンズの個体差に起因した焦点位置のずれを補正するために、フランジバック調整を行う。しかしながら、撮像のために、外部レンズに入射する光の波長帯域が広く、かつ、その外部レンズが不特定のレンズで構成されている場合には、焦点位置のずれを正確に補正することが困難であった。すなわち、赤外光側のピントのずれ方によっては、ピント位置が調整範囲に収まらない可能性が有り、赤外光側のピントずれを正確に補正できない可能性があった。このような場合の調整手段は確立されていなかった。
【００２１】
すなわち、外部レンズに入射する光に含まれる波長が、例えば、可視領域および赤外領域の場合において、外部レンズ交換後に、可視光に合わせて、フランジバック調整にて焦点位置のずれを補正したとする。しかしながら、外部レンズの個体差により、補正後のレンズの位置が、赤外光の焦点距離に適した位置になるとは限らない。
【００２２】
さらに、具体的に説明すると、例えば、可視領域の光像を可視領域に対応する撮像素子により撮像し、撮像した画像をモニタで確認しながら、外部レンズの位置を光軸方向に調整することにより、光軸上の焦点位置と撮像素子の位置とを一致させることができる。
【００２３】
しかしながら、この状態において、可視領域とは異なる赤外領域の光像を赤外領域に対応する撮像素子により撮像しようとした場合、外部レンズの個体差により、補正後のレンズの位置に応じた光軸上の焦点位置と赤外領域に対応する撮像素子の位置とが必ずしも一致しないために焦点距離が合わず、撮像画像がぼやけてしまう問題が生じていた。
【００２４】
また、光学的な部材や調整機構部を設けるには、Ｃマウントであれば17.526mmという限られたフランジバック距離の中で、物理空間的に無理があった。なお、他のマウント、例えばＣＳマウントであれば、フランジバック距離は、12.5mmと限定された値になっている。
【００２５】
ここで、本発明の実施の形態１において、外部レンズを交換した場合に生じる焦点位置のずれを補正するには、複数の撮像素子のそれぞれに対する焦点位置の個別調整機能を限られた空間の中で実現するという技術的特徴を有す。具体的には、空気または通常のガラス素材とは異なる屈折率のガラス素材を使用して調整空間を確保したうえで、撮像装置１００に具備される撮像素子の位置と撮像素子が受光する光の波長領域によって決まる外部レンズの焦点位置とを一致させる移動機構部を備える点を技術的特徴としている。
【００２６】
［実施形態の構成］
次に、この技術的特徴である移動機構部を備えた撮像素子を有す撮像装置１００について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１における撮像装置１００の機能構成を示したブロック図である。この図１における撮像装置１００は、外部レンズ１、外部レンズマウントアダプタ２、第１の光学フィルタ３、ダイクロイックプリズム４、第２の光学フィルタ５、第１の撮像素子６、第２の撮像素子７、第１の映像生成部８、第２の映像生成部９、映像信号合成部１０、制御部１１、第１の位置センサ１２、第２の位置センサ１３、スイッチ１４、撮像装置筐体１５、および電動機構部２０を備える。
【００２７】
なお、本発明の実施の形態１における撮像装置１００においては、第１の光学フィルタ３および第２の光学フィルタ５を使用しているが、これに限定されない。すなわち、必要に応じて、これらの光学フィルタの除去、新しい光学フィルタの追加を行うことができる。
【００２８】
また、電動機構部２０は、第２の移動機構部としての焦点位置調整機能の機構部に相当するもので、モータ駆動部２１、モータ２２、モータ軸２３、ギア２４、およびラック２５を備える。
【００２９】
外部レンズ１を通過する第１の波長帯域の光、例えば可視光は、外部レンズ１によって集光される。そして、集光された第１の波長帯域の光は、第１の光軸１６の途中位置にある外部レンズマウントアダプタ２、第１の光学フィルタ３、ダイクロイックプリズム４、第２の光学フィルタ５を通過し、第１の撮像素子６の受光面で結像する。そして、第１の撮像素子６は、受光面で結像された光学像を電気信号に変換する。
なお、外部レンズ１の位置を、第１の撮像素子６が受光する第１の波長帯域の光の第１の光軸方向に移動させることにより、第１の光軸上の外部レンズ１の焦点位置と、第１の撮像素子６の位置とを一致させる第１の移動機構部、すなわちフランジバック調整機構部が備えられている。
【００３０】
一方、外部レンズ１を通過する第２の波長帯域の光、例えば赤外光も、同様に、外部レンズ１によって集光される。そして、集光された第２の波長帯域の光は、第２の光軸１７の途中位置にある外部レンズマウントアダプタ２、第１の光学フィルタ３を通過し、さらに、ダイクロイックプリズム４によって、９０°の方向に反射し、第２の撮像素子７の受光面で結像する。そして、第２の撮像素子７は、受光面で結像された光学像を電気信号に変換する。
【００３１】
前述図４での説明のとおり、光が光学ガラスを通る際に固有の屈折率によって光の屈折が生じるため、波長ごとで光路長が異なるものになる。屈折率は光学ガラスの材質ごとで固有の屈折率を持ち、たとえば一般的な光学ガラスであるＢＫ７では１．５２（可視帯域）と１．５１（近赤外帯域）、水晶では１．５４４（可視帯域）などであり、いずれも空気での値とは大きく異なる。これを利用すれば、空気のみ前提で決められたフランジバック空間内にガラス材料を挿入することで、フランジバック空間距離を相対的に広げることが可能となる。
【００３２】
第１の光学フィルタ３とダイクロイックプリズム４と第２の光学フィルタ５は、光学ガラス素材であり、これらが、物理長９ｍｍ、光路長上１４ｍｍの寸法で配置される。一般的な光学ガラスの屈折率は１．５２（可視帯域）のため、これを光路長１４ｍｍの寸法で配置する場合は、物理長が９ｍｍ程度であり、概算で約５ｍｍ分の光路長、すなわち実質的なフランジバック距離を延長することが可能になる。ただし、第２の撮像素子７の調整機構部において、装着されるレンズバラツキを考慮して、その調整範囲をたとえば±４．０ｍｍ考慮する場合は、さらに延長する必要がある。
すなわち、第１の光学フィルタ３とダイクロイックプリズム４は、第１の撮像素子６と第２の撮像素子７の光路上にあって光路長を延長し、第１の移動機構部に相当するフランジバック調整機構部と、第２の移動機構部に相当する電動機構部２０とを配置可能な空間を確保する光路長延長部を構成している。
【００３３】
本発明の実施の形態１では、第１の光学フィルタとダイクロイックプリズム４と第２の光学フィルタは、一般的な光学ガラスであるＢＫ７ではなく、必要な空間距離を確保するため、一般的なＢＫ７よりも高屈折率のガラス材を採用する。たとえば、屈折率約１．６４７（可視帯域）のガラス硝材を選択することで概算で、ＢＫ７比で更に約１〜２ｍｍ程度の光路長延長が実現でき、実質的なフランジバック距離を延長することが可能となる。また、ＢＫ７以外のガラス硝材を使用することで、それぞれの波長帯域特性を利用可能となり、たとえばＳＦ２材などでは薄膜コーティングなしでも硝材特性にて４２０ｎｍ以下の波長帯域の抑制が可能である。すなわち、光路長を延長することにより実質的なフランジバック距離が延長されるため、第１の移動機構部としてのフランジバック調整機構部と、第２の移動機構部としての電動機構部２０とを配置可能な空間を確保することが可能になる。
【００３４】
本発明の実施の形態１では、第２の波長帯域の光が赤外光である場合、ダイクロイックプリズム４によって、９０°の方向に反射し、第２の撮像素子７の受光面で結像する際に、第２の撮像素子７の位置調整をする空間を光路長延長により十分に確保することが可能になる。例えば、不特定の外部レンズを使用した場合にも、光路長延長による実質的なフランジバック距離の延長により十分な調整範囲を有するため、赤外光の焦点位置のずれを正確に補正することが可能になる。
【００３５】
第１の映像生成部８は、第１の撮像素子６が変換した電気信号に基づいて、第１の映像信号を生成する。同様に、第２の映像生成部９は、第２の撮像素子７が変換した電気信号に基づいて、第２の映像信号を生成する。映像信号合成部１０は、第１の映像生成部８が生成した第１の映像信号、および第２の映像生成部９が生成した第２の映像信号を合成し、合成映像信号を生成する。
【００３６】
制御部１１は、電動機構部２０に具備されるモータ駆動部２１の動作を制御する。モータ駆動部２１は、制御部１１の指示に基づき、モータ２２のモータ軸２３を回転させる。
【００３７】
そして、モータ軸２３が回転することにより、モータ軸２３に取り付けられたギア２４は、モータ軸２３の回転方向と同じ方向に回転する。さらに、ギア２４が回転することにより、ギア２４にかみ合ったラック２５が図１の紙面上での上下方向に動くため、ラック２５に取り付けられた第２の撮像素子７は、上下方向に移動する。これにより、第２の撮像素子７の位置が、可能な限り第２の光軸上の焦点位置に一致するように、第２の光軸方向に調整することが可能となる。
【００３８】
なお、第２の撮像素子７は、図１に示すように、第１の位置センサ１２から第２の位置センサ１３までの範囲を上下方向に移動可能となっている。そこで、以降では、第２の撮像素子７が位置することのできる最上部、すなわち第１の位置センサ１２の設置箇所を最大（ＭＡＸ）位置、最下部、すなわち第２の位置センサ１３の設置箇所を最小（ＭＩＮ）位置と称す。このとき、装着されるレンズバラツキを考慮して、上述した光路長延長によって、調整範囲は最低限±３．０ｍｍ分が確保されている。
【００３９】
スイッチ１４は、制御部１１の動作を開始させるためのスイッチであり、スイッチをＯＮにすれば、制御部１１が焦点位置調整の動作を開始する。
【００４０】
［実施形態の動作］
次に、本発明の実施の形態１における撮像装置１００の動作について、図２のフローチャートと図３の説明図とを参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態１における撮像装置１００が撮像素子の位置とレンズの焦点位置とを一致させる動作を説明するためのフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態１における撮像装置１００において撮像素子の位置とレンズの焦点位置とを一致させる動作を説明するための説明図である。
【００４１】
なお、図２のフローチャートは、図１の構成に基づいて、第２の撮像素子７の位置調整を電動で行う際の一連処理を示している。そして、この一連処理の前段階として、第１の撮像素子６に関する焦点位置の調整が、従来と同様のフランジバック調整機構部、すなわち第１の移動機構部により行われていることを前提としている。
【００４２】
すなわち、ユーザが外部レンズを交換した場合には、一般的に行われるフランジバック調整として、外部レンズ１または外部レンズマウントアダプタ２にて、映像信号に基づいて、モニタ（図示せず）に表示される画像を目視で確認しながら、第１の光軸１６上の焦点位置の、外部からの力による調整、すなわり手動調整がユーザによって行われる。
なお、上述した光路長延長の効果を第２の撮像素子７の位置調整を行う空間に割り当てるため、第１の撮像素子６は光路長延長分だけ従来よりレンズ側に近づいた位置に配置されていることが望ましい。これにより、可視光におけるフランジバック調整は従来と全く同じ位置で調整され、光路長延長分が第２の撮像素子７側に割り当てられることになる。
【００４３】
次に、第２の光軸１７上の焦点位置の調整を行うため、第２の撮像素子７により、基準パターンから構成される映像ソースからの第２の波長帯域の光を撮像する。なお、撮像素子が撮像する映像ソースとしては、映像信号の最大周波数を検出することのできる基準パターン、例えば、モノスコチャートが用いられる。これにより、第２の映像生成部９は、移動する第２の撮像素子７の位置に応じて、モノスコチャートに基づく高周波成分を含む第２の映像信号を生成することができ、かつ、焦点が合った位置において周波数が最大となる。
【００４４】
なお、第２の撮像素子７の各ステップ位置における第２の映像信号に基づいて、制御部１１が以下のような動作を行うことにより、第２の光軸１７上の焦点位置を見つけることができる。
すなわち、図３に示すグラフのように、各ステップの撮像素子の位置における映像信号の最大周波数をプロットすると、最もピントが合うことにより得られる最大値を求めることができる。そして、この最大値を取る位置が第２の光軸１７上の焦点位置に相当する。
【００４５】
したがって、制御部１１は、第２の撮像素子７の各ステップにおいて、第２の映像生成部９により生成された第２の映像信号における信号周波数の最大周波数を求める。そして、制御部１１は、各ステップにおける最大周波数の中で、最大値をとる位置が第２の光軸１７上の焦点位置と判断する。
【００４６】
なお、制御部１１は、スイッチ１４がＯＮとなった入力に基づき、図２に示したフローチャートにしたがって、以下のような動作を開始することとなる。また、この動作は、レンズ交換時に限らず、ユーザの選択に応じて、どのタイミングで行ってもよい。
【００４７】
まず、制御部１１は、ステップＳ２０１にて、第２の撮像素子７を最小位置に移動させるようにモータ駆動部２１に対して指示する。次に、制御部１１は、ステップＳ２０２にて、第２の撮像素子７を最大位置の方向へ１ステップ移動させるようにモータ駆動部２１に対して指示する。
【００４８】
なお、最小位置から最大位置までの所定の範囲内に設けられる複数のステップ、すなわち測定点に対して、１ステップあたりの移動幅、すなわちステップ幅が小さいほど、より高精度に焦点位置を見つけることができ、必要とされる精度レベルに応じてあらかじめ規定しておけばよい。また、第２の撮像素子７が所定の範囲を１ステップずつ移動していく場合において、ステップ幅が常に一定である必要はなく、移動途中でステップ幅を変更するように規定してもよい。すなわち、焦点が合う位置を特定するために、複数の位置に第２の撮像素子７を移動させることができればよい。
【００４９】
次に、制御部１１は、ステップＳ２０３にて、第２の映像生成部９が生成した第２の撮像素子７の現在の位置、すなわちステップＳ２０２で移動した位置における第２の映像信号について、信号周波数の最大周波数を算出する。なお、以降では、この最大周波数を算出周波数と称す。
【００５０】
次に、制御部１１は、ステップＳ２０４にて、ステップＳ２０３で算出した算出周波数と、自身に具備される記憶部（図示せず）に記憶している周波数（以降では、記憶周波数と称す）とを比較して、算出周波数の方が大きいか否かを判断する。
【００５１】
なお、第１回目の処理の場合においては、記憶部には、初期値として０が記憶されているので、算出周波数の方が大きいと判断して、以降のステップ処理を実行する。また、記憶部として、例えば、不揮発性メモリといったものが用いられるが、特に限定されるものではない。
【００５２】
制御部１１は、ステップＳ２０４で算出周波数が記憶周波数より大きいと判断すれば、ステップＳ２０５にて、算出周波数とその値が得られた第２の撮像素子７の位置とを関連付けて記憶部に記憶し直し、この値を記憶周波数とする。一方、制御部１１は、ステップＳ２０４で算出周波数が記憶周波数以下であると判断すれば、ステップＳ２０６に進む。このような場合には、記憶周波数に変更がなく、そのままの状態である。
【００５３】
次に、制御部１１は、ステップＳ２０６にて、第２の撮像素子７が最大位置まで到達したか否かを判断する。制御部１１は、最大位置まで到達していないと判断すれば、再び、ステップＳ２０２以降の処理を実行する。一方、制御部１１は、最大位置まで到達していると判断すれば、ステップＳ２０７にて、記憶部に記憶されている記憶周波数が０であるか否かを判断する。
【００５４】
すなわち、記憶周波数が初期値である０のままであれば、制御部１１は、第２の撮像素子７の各ステップにおける最大周波数を正常に算出できていないことになるので、ステップＳ２０７では、このような算出が正常に行われたかを確認していることになる。
【００５５】
制御部１１は、ステップＳ２０７にて、記憶周波数が０でないと判断すれば、ステップＳ２０８にて、モニタに正常完了メッセージを表示し、第２の撮像素子７を記憶周波数に対応する位置、すなわち、各ステップにおける最大周波数の中で、最大値をとる位置に移動させ、一連の処理を終了する。
【００５６】
一方、制御部１１は、ステップＳ２０７にて、記憶周波数が０であると判断すれば、ステップＳ２０９にて、モニタ上にエラーメッセージを表示し、第２の撮像素子７を最小位置に移動させ、一連の処理を終了する。
【００５７】
これにより、本発明の実施の形態１における撮像装置１００において、第１の波長帯域の光に対応する第１の撮像素子６および第２の波長帯域の光に対応する第２の撮像素子７のそれぞれの位置とレンズの焦点位置とがずれた場合においても、焦点位置のずれを正確に補正することができる。
【００５８】
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、異なる波長帯域に対応する撮像素子が複数ある場合において、各波長帯域に対応した複数の撮像素子のそれぞれに対する焦点位置を個別調整する機構を備えることで、レンズ交換前後の焦点位置のずれを正確に補正することのできる撮像装置１００を得ることができる。
【００５９】
具体的には、フランジバック調整を行って焦点位置を合わせ込んだ第１の撮像素子６以外の第２の撮像素子７に関して焦点位置の調整を行う際には、該当する第２の撮像素子７を移動させながら、モノスコチャートのような基準となる映像ソースに基づく映像信号を複数の位置で取得し、それぞれの位置で取得した映像信号の最大周波数が最大値となる位置を特定することで、正確な焦点位置を特定することができる。さらに、特定した焦点位置に第２の撮像素子７を移動させることができる。
【００６０】
なお、本発明の実施の形態１では、具体的に説明するために、制御部１１が第２の撮像素子７のみを電動機構部２０により焦点位置に移動させる場合について例示したが、第１の撮像素子６に対応する電動機構部２０をさらに備え、制御部１１が同様の動作を行うことにより、第１の撮像素子６についても電動機構部２０により焦点位置に移動させるようにしてもよい。
【００６１】
また、本発明の実施の形態１では、２種類の波長帯域のそれぞれに対応する撮像素子を２個備える撮像装置１００について例示したが、３個以上の撮像素子を撮像装置１００に備えてもよい。
【００６２】
また、撮像装置１００に３個以上の撮像素子を備える場合において、製作コストと撮像装置１００内のスペースに応じて、３個以上ある撮像素子の内、それぞれの撮像素子に対して、電動機構部２０を備えてもよいし、フランジバック調整を行って焦点位置を合わせ込んだ撮像素子以外の残りの撮像素子に対して、電動機構部２０を新たに備えてもよい。
【００６３】
この場合も、本発明の実施の形態１の光路長延長の効果により、他の２つの撮像素子を調整する電動機構部２０の移動範囲を十分に確保することが可能になる。
【００６４】
これにより、制御部１１が、同様に、新たに備えた電動機構部２０に撮像素子を焦点位置に順次移動させることによって、それぞれの撮像素子に対する焦点位置を個別に調整することができる。もちろん、自動調整機構部でなくとも、構造が簡素化可能な手動調整機構部としても、よいのは言うまでもない。その際は、構造が簡素化可能なため、フランジバック距離延長分を最小限に抑えることができる。
【００６５】
また、複数ある撮像素子のそれぞれの特性は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、複数ある撮像素子のそれぞれに対応する波長帯域については、特に指定されるものではなく、どのような波長帯域であってもよい。
【００６６】
また、焦点位置を調整するために、撮像素子自体を移動させるのではなく、例えば、撮像装置１００の内部に新たにレンズを追加し、レンズ自体を移動させることで焦点の調整を行うことも可能である。この場合も、本発明の実施の形態１の光路長延長の効果により、レンズ自体を移動させる空間を十分に確保することが可能になる。また、第２の光軸方向に対する所定の範囲内で、第２の移動機構部として外部から加えられる力により、第２の撮像素子７を移動させることが可能に構成されてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  外部レンズ、２  外部レンズマウントアダプタ、３  第１の光学フィルタ、４  ダイクロイックプリズム、５  第２の光学フィルタ、６  第１の撮像素子、７  第２の撮像素子、８  第１の映像生成部、９  第２の映像生成部、１０  映像信号合成部、１１  制御部、１２  第１の位置センサ、１３  第２の位置センサ、１４  スイッチ、１５  撮像装置筐体、１６  第１の光軸、１７  第２の光軸、２０  電動機構部、２１  モータ駆動部、２２  モータ、２３  モータ軸、２４  ギア、２５  ラック、７１  光、７２  プリズム、７３  青色光、７４  赤色光、７３ａ、７４ａ  焦点距離、７５  レンズ、１００  撮像装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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