(57)【要約】【課題】撮像装置において、複数のカメラセンサを有効活用する技術を提供する。【解決手段】撮像装置１は、レンズ群Ａ１２と、レンズ群Ａ１２の光軸と交差する光軸を有するレンズ群Ｂ１４と、レンズ群Ａ１２の光軸上に配置される受光センサＡ１６と、レンズ群Ｂ１４の光軸上に配置される受光センサＢ１７と、レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４の光軸上に配置される可変ビームスプリッタ部１５と、可変ビームスプリッタ部１５の透過率を制御する制御部２０とを含む。可変ビームスプリッタ部１５は、分光部として機能し、レンズ群Ａ１２からの入射光を分光する場合は受光センサＡ１６および受光センサＢ１７へ分光し、レンズ群Ａ１２からの入射光を分光しない場合は、この入射光をいずれかの受光センサ（受光センサＢ１７）に導くとともに、レンズ群Ｂ１４からの入射光を他方の受光センサ（受光センサＡ１６）に導くよう構成される。【選択図】図３
2014060471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
第１および第２のレンズと、
第１および第２のイメージセンサと、
前記第１および第２のレンズの光軸上に配置され、分光比率が可変である分光部と、
前記分光部の分光比率を制御する制御部とを含み、
前記分光部は、
前記第１のレンズからの入射光を分光する場合、前記第１のレンズからの入射光を前記第１および第２のイメージセンサへ分光し、
前記第１のレンズからの入射光を分光しない場合、前記第１のレンズからの入射光を前記第１および第２のイメージセンサのうちいずれか一方へ導くよう構成されるとともに、他方のイメージセンサに対し、前記第２のレンズからの入射光を導くよう構成される、
撮像装置。
【請求項２】
前記分光部は、入射角度に応じて入射光の透過率が定まるビームスプリッタを含み、
前記制御部は、前記ビームスプリッタへ入射させる光の入射角度を制御することにより、前記ビームスプリッタに対して入射される光の透過率を制御し、
前記分光部は、
前記第１のレンズからの入射光を分光しない場合、前記ビームスプリッタを、前記第１のレンズの光軸に対し全反射となり、前記第２のレンズの光軸に対し全反射となる角度を有する位置に配置することにより、前記第１のレンズからの入射光に基づく光を前記ビームスプリッタにより全反射させて前記第１および第２のイメージセンサのうちいずれか一方へ導くよう構成されるとともに、他方のイメージセンサに対し、前記第２のレンズからの入射光に基づく光を前記ビームスプリッタにより全反射させることで当該第２のレンズからの入射光に基づく光を導くよう構成される、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記分光部は、入射光を半反射および半透過させる半透過ミラーを含み、
前記半透過ミラーは、前記第１のレンズからの入射光の光軸上に配置され、
前記分光部は、
前記第１のレンズからの入射光を分光する場合、前記ビームスプリッタを、前記半透過ミラーにより半反射される光の光軸または前記半透過ミラーにより半透過される光の光軸の入射角度が全透過となる位置に配置し、前記第１のレンズからの入射光を前記半透過ミラーにより前記第１および第２のイメージセンサへ分光するよう構成される、
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、
前記第１のレンズの光軸と略平行な光が入射される外部レンズと、
前記外部レンズへの入射光を反射させ、反射光を前記第２のレンズに入射させる反射部とを含む、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像装置は、
前記反射部と前記第２のレンズとの間に、前記外部レンズから入射され前記反射部により反射される光の焦点距離を制御するためのズームレンズを含む、
請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、
境筒部と、
スライド機構を有して前記スライド機構により境筒部を伸縮自在に収納する本体部とをさらに備え、
前記境筒部は、前記外部レンズと、前記反射部とを含み、
前記本体部は、前記第１及び第２のレンズを含み、
前記境筒部が前記本体部に収納された状態で、前記第１のレンズの光軸上に前記外部レンズが配置される、
請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置は、
前記第１のレンズへの入射光に対向する方向の光が入射される第１の外部レンズと、
前記第１の外部レンズへの入射光を反射させ、反射光を前記第２のレンズに入射させる反射部とを含む、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像装置は、
前記第１のレンズの光軸と略平行な光が入射される第２の外部レンズを含み、
前記反射部は、前記制御部の制御により、前記第２の外部レンズへの入射光または前記第１の外部レンズへの入射光のいずれかを反射させて前記第２のレンズに入射させる、
請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像装置は、
前記第２のレンズの光軸を軸として回転可能に構成される筺体を含み、
前記筺体は、前記第１の外部レンズおよび前記反射部を含み、前記回転により、
前記第１の外部レンズに対し、前記第１のレンズへの入射光に対向する方向の光が入射される第１の状態、または、
前記第１の外部レンズに対し、前記第１のレンズへの入射光に略平行な光が入射される第２の状態を構成する、
請求項７記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１のイメージセンサは、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサであり、
前記第２のイメージセンサは、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサである、
請求項１から９のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のカメラセンサを備える撮像装置に関し、特に、撮像装置を小型化するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ機能を有する機器がますます増加している。例えば、デジタルスチルカメラ以外にも、スマートフォン、タブレット端末その他の情報処理機器が、カメラモジュールを搭載している。
【０００３】
これらの機器には、複数のカメラモジュールを備えるものもある。例えば、タッチパネルディスプレイを備えるスマートフォンにおいて、筺体の前面と背面にそれぞれカメラモジュールを設けるものがある。ユーザは、筺体の背面にあるカメラモジュールを用いて、ディスプレイで撮影画像を確認しつつ、高画素の画像を撮影する。また、筺体の前面にあるカメラモジュールを用いて、ユーザ自身を撮影しつつ、ディスプレイを確認することができ、例えば、動画によるユーザ同士の通話が可能となる。また、２つのカメラモジュールを備えることで、立体画像を撮影することができる機器もある。
【０００４】
複数のカメラセンサを備えて高画質を得るための技術は様々なものが知られている。例えば、特表２００９−５４５２５６号公報（特許文献１）は、デュアルカメラセンサを備えるモバイルデバイスについて開示している。このモバイルデバイスは、移動可能なカメラセンサを備える。特開２００１−２７５１２７号公報（特許文献２）は、複数枚の単板式カラーエリアセンサを備える電子カメラを開示している。この電子カメラは、高い色再現性が要求される場合と、そうでない場合とで、撮影に使用する単板式カラーエリアセンサの数を切り替える。これにより、電子カメラは、消費電力を可能な限り抑えて動作する。特開平１０−３０４３８８号公報（特許文献３）は、単板用撮像素子を２枚用いて、低コストで高画質を得る技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５４５２５６号公報
【特許文献２】特開２００１−２７５１２７号公報
【特許文献３】特開平１０−３０４３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された技術は、独立したカメラモジュールを複数用いているため、例えば、高画質の画像を撮影しようとする場合、それぞれのカメラの光軸が異なり、それぞれのセンサが得る画像に差異が発生するため、補正が必要となる。また、特許文献２に開示された技術は、例えば高画質が不要の場合などに、余剰となるセンサが発生し、他にセンサの使い道もないため、カメラセンサを有効に活用できないという課題がある。また、特許文献３に開示された技術は、ハーフミラーを用いて入射光を分光しているため、入射光が低照度の場合に、十分なシャッタースピードを確保できず手ブレが発生しやすいという課題がある。
【０００７】
そのため、撮像装置において、複数のカメラセンサを有効活用する技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態に従う撮像装置は、第１および第２のレンズと、第１および第２のイメージセンサと、第１および第２のレンズの光軸上に配置され、分光比率が可変である分光部と、分光部の分光比率を制御する制御部とを含み、分光部は、第１のレンズからの入射光を分光する場合、分光比率に応じて第１のレンズからの入射光を第１および第２のイメージセンサへ分光し、第１のレンズからの入射光を分光しない場合、第１のレンズからの入射光を第１および第２のイメージセンサのうちいずれか一方へ導くよう構成されるとともに、他方のイメージセンサに対し、第２のレンズからの入射光を導くよう構成される。
【０００９】
好ましくは、分光部は、入射角度に応じて入射光の透過率が定まるビームスプリッタを含み、制御部は、ビームスプリッタへ入射させる光の入射角度を制御することにより、ビームスプリッタに対して入射される光の透過率を制御し、分光部は、第１のレンズからの入射光を分光しない場合、ビームスプリッタを、第１のレンズの光軸に対し全反射となり、第２のレンズの光軸に対し全反射となる角度を有する位置に配置することにより、第１のレンズからの入射光に基づく光をビームスプリッタにより全反射させて第１および第２のイメージセンサのうちいずれか一方へ導くよう構成されるとともに、他方のイメージセンサに対し、第２のレンズからの入射光に基づく光をビームスプリッタにより全反射させることで第２のレンズからの入射光に基づく光を導くよう構成されることとしてもよい。
【００１０】
好ましくは、分光部は、入射光を半反射および半透過させる半透過ミラーを含み、半透過ミラーは、第１のレンズからの入射光の光軸上に配置され、分光部は、第１のレンズからの入射光を分光する場合、ビームスプリッタを、半透過ミラーにより半反射される光の光軸または半透過ミラーにより半透過される光の光軸の入射角度が全透過となる位置に配置し、第１のレンズからの入射光を半透過ミラーにより第１および第２のイメージセンサへ分光するよう構成されることとしてもよい。
【００１１】
好ましくは、撮像装置は、第１のレンズの光軸と略平行な光が入射される外部レンズと、外部レンズへの入射光を反射させ、反射光を第２のレンズに入射させる反射部とを含むこととしてもよい。
【００１２】
好ましくは、撮像装置は、反射部と第２のレンズとの間に、外部レンズから入射され反射部により反射される光の焦点距離を制御するためのズームレンズを含むこととしてもよい。
【００１３】
好ましくは、撮像装置は、境筒部と、スライド機構を有してスライド機構により境筒部を伸縮自在に収納する本体部とをさらに備え、境筒部は、外部レンズと、反射部とを含み、本体部は、第１及び第２のレンズを含み、境筒部が本体部に収納された状態で、第１のレンズの光軸上に外部レンズが配置されることとしてもよい。
【００１４】
好ましくは、撮像装置は、第１のレンズへの入射光に対向する方向の光が入射される第１の外部レンズと、第１の外部レンズへの入射光を反射させ、反射光を第２のレンズに入射させる反射部とを含むこととしてもよい。
【００１５】
好ましくは、撮像装置は、第１のレンズの光軸と略平行な光が入射される第２の外部レンズを含み、反射部は、制御部の制御により、第２の外部レンズへの入射光または第１の外部レンズへの入射光のいずれかを反射させて第２のレンズに入射させることとしてもよい。
【００１６】
好ましくは、撮像装置は、第２のレンズの光軸を軸として回転可能に構成される筺体を含み、筺体は、第１の外部レンズおよび反射部を含み、回転により、第１の外部レンズに対し、第１のレンズへの入射光に対向する方向の光が入射される第１の状態、または、第１の外部レンズに対し、第１のレンズへの入射光に略平行な光が入射される第２の状態を構成することとしてもよい。
【００１７】
好ましくは、第１のイメージセンサは、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサであり、第２のイメージセンサは、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサであることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
上記一実施形態によると、複数のカメラを有効活用することができる。
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】撮像装置１の外観を示す図である。
【図２】レンズ部およびカメラモジュールを示す図である。
【図３】カメラモジュールの詳細な構成を示す図である。
【図４】可変ビームスプリッタ１５Ｂへの入射角度と、透過率との対応関係を示す図である。
【図５】撮像装置１の機能ブロックを示す図である。
【図６】撮影モードと、可変ビームスプリッタ部１５の透過率の設定との対応関係を示す図である。
【図７】ユーザが設定する撮影モードに応じた撮像装置１の動作を示すフローチャートである。
【図８】変形例１における、レンズ群Ｂ１４へ入射光を導くためのレンズ位置を示す図である。
【図９】変形例２における構成を示す図である。
【図１０】スライダー機構により、レンズを収納する場合を示す図である。
【図１１】スライダー機構の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２１】
＜撮像装置１の構成＞
図１は、撮像装置１の外観を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、撮像装置１は、筐体の一面に、２つのレンズ部（レンズ群Ａ１２、レンズ群Ｃ３４）を備える。撮像装置１は、２つのレンズ部に対応して、２つのイメージセンサを含んでいる。
【００２３】
撮像装置１のユーザは、撮像装置１の筐体の一面に備わる２つのレンズ部を用いて撮影することで、立体画像を生成するための視差画像を得ることができる。撮像装置１は、１つのレンズ部に１つのイメージセンサが対応している。撮像装置１は、後述する可変ビームスプリッタ部１５の動作を制御することで、標準画質で撮影するか、または、標準画質よりも高画質で撮影するかという撮影モードを選択することができる。具体的には、撮像装置１は、選択した撮影モードに応じて、レンズ部から入射される光を、１つのイメージセンサで受光するか、２つのイメージセンサで受光するかを制御する。
【００２４】
次に、図２を参照して、カメラモジュール４０およびレンズ部の詳細を説明する。
図２は、レンズ部およびカメラモジュール４０を示す図である。図２に示すように、互いに垂直な２つの入射光が、レンズ群Ａ１２とレンズ群Ｂ１４の２つのレンズ部によって、カメラモジュール４０に入射される。
【００２５】
上述したように、撮像装置１は、筐体の一面に２つのレンズ部（レンズ群Ａ１２、レンズ群Ｃ３４）を備え、そのうちの一方のレンズ部であるレンズ群Ａ１２は、カメラモジュール４０へと入射光を導く。もう一方のレンズ部であるレンズ群Ｃ３４は、レンズ群Ａ１２の光軸に略平行な入射光を通過させる。反射板３５は、レンズ群Ｃ３４の入射光を反射させて、反射光をレンズ群Ｂ１４へ導く。なお、レンズ群Ａ１２、レンズ群Ｂ１４、レンズ群Ｃ３４などレンズ部それぞれは、１つまたは複数のレンズを組み合わせて構成される。
【００２６】
次に、図３および図４を参照して、カメラモジュール４０の詳細を説明する。図３は、カメラモジュール４０の詳細な構成を示す図である。図４は、可変ビームスプリッタ１５Ｂへの入射角度と、透過率との対応関係を示す図である。
【００２７】
図３に示すように、カメラモジュール４０は、２つのレンズ部（レンズ群Ａ１２、レンズ群Ｂ１４）と、２つのイメージセンサ（受光センサＢ１７、受光センサＡ１６）と、可変ビームスプリッタ部１５を構成する可変ビームスプリッタ１５Ｂ、および、半透過ミラー１５Ｃとを含む。カメラモジュール４０は、各イメージセンサがレンズ部を通過した光のみを受光するよう構成し、その他の光を遮断して、当該その他の光を各イメージセンサが受光しないよう構成される。可変ビームスプリッタ１５Ｂは、可変ビームスプリッタ１５Ｂの面への入射光の入射角度を調節することで、分光比率を可変としている。
【００２８】
図４に示すように、可変ビームスプリッタ１５Ｂは、可変ビームスプリッタ１５Ｂへの入射角度が０度周辺（例えば、０度〜１０度）の入射光に対し透過率が概ね１００％となる。また、可変ビームスプリッタ１５Ｂは、入射角度が４５度周辺（例えば、４０〜５０度）の入射光に対し、反射率が概ね１００％となる。
【００２９】
図３を再び参照して、半透過ミラー１５Ｃは、入射光を半透過させるミラーである。撮像装置１は、可変ビームスプリッタ部１５の透過率を、全反射または半反射・半透過に設定し、設定に応じて光の受光に用いられるイメージセンサを切り替える。図３（Ａ）は、可変ビームスプリッタ部１５を半反射・半透過に設定した場合に、入射光を受光するイメージセンサを示す図である。図３（Ａ）の場合、レンズ群Ａ１２からの入射光が、半透過ミラー１５Ｃにおいて反射される。撮像装置１は、その反射光の光軸の可変ビームスプリッタ１５Ｂへの入射角度が０度となるよう可変ビームスプリッタ１５Ｂの配置を制御する。これにより、半透過ミラー１５Ｃは、レンズ部への入射光を半透過させ、それぞれ受光センサＢ１７、受光センサＡ１６において受光される。
【００３０】
図３（Ｂ）は、可変ビームスプリッタ部１５を全反射に設定した場合に、入射光を受光するイメージセンサを示す図である。図３（Ｂ）の場合、撮像装置１は、レンズ群Ａ１２からの入射光の光軸の可変ビームスプリッタ１５Ｂへの入射角度が４５度となるよう可変ビームスプリッタ１５Ｂの配置を制御する。
【００３１】
図３（Ｂ）において、ビームスプリッタ面１５Ａは、可変ビームスプリッタ１５Ｂと半透過ミラー１５Ｃとが接する面を示す。可変ビームスプリッタ１５Ｂは、ビームスプリッタ面１５Ａに接する面に全反射面がある。可変ビームスプリッタ１５Ｂは、図３（Ｂ）に示すように、ビームスプリッタ面１５Ａにおいて半透過ミラー１５Ｃと接するように配置されることで、レンズ群Ａ１２に入射される入射光を全反射させて受光センサＢ１７へ導く。
【００３２】
また、半透過ミラー１５Ｃは、ビームスプリッタ面１５Ａに接する面に半透過面がある。レンズ群Ｂ１４に入射される入射光は、半透過ミラー１５Ｃの半透過面で半反射および半透過され、半反射される入射光は受光センサＡ１６へ導かれる。半透過ミラー１５Ｃで半透過される入射光は、可変ビームスプリッタ１５Ｂの全反射面によって全反射され、受光センサＡ１６へ導かれる。レンズ群Ｂ１４からの入射光は、半透過ミラー１５Ｃと可変ビームスプリッタ１５Ｂとの間の空間（隙間）を無くすことによって、半透過ミラー１５Ｃで半反射される入射光と、可変ビームスプリッタ１５Ｂで全反射される入射光との光軸のずれを無くすことができる。そのため、レンズ群Ｂ１４からの入射光は、結果として全て受光センサＡ１６へ導かれる。
【００３３】
このように、可変ビームスプリッタ部１５は、レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４の光軸上に配置され、各レンズ群からの入射光を分光する分光部として機能する。上記のとおり、可変ビームスプリッタ部１５は、レンズ群Ａ１２からの入射光を分光する場合（図３（Ａ）の場合）、レンズ群Ａ１２からの入射光を分光し、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７へ導く。また、可変ビームスプリッタ部１５は、レンズ群Ａ１２からの入射光を分光しない場合（図１３（Ｂ）の場合）、レンズ群Ａ１２からの入射光を受光センサＢ１７へ導くとともに、レンズ群Ｂ１４からの入射光を受光センサＡ１６へ導く。
【００３４】
次に、図５を参照して、本実施形態の撮像装置１の構成について、説明する。
図５は、撮像装置１の機能ブロックを示す図である。撮像装置１は、プロセッサ、メモリ、グラフィックチップなどの電子回路を含み、撮影機構を駆動して動画または静止画を得る。
【００３５】
図５に示すように、撮像装置１は、遮光制御部Ａ１１と、レンズ群Ａ１２と、遮光制御部Ｂ１３と、レンズ群Ｂ１４と、可変ビームスプリッタ部１５と、受光センサＡ１６と、受光センサＢ１７と、ＴＧ（Timing  Generator）部１８と、ＦＥ（Front  End）回路１９と、制御部２０と、画像信号処理部２１と、主記憶部２２と、副記憶部２３と、表示制御部２４と、入力部２５と、表示部２６とを含む。
【００３６】
遮光制御部Ａ１１は、制御部２０の制御によって動作するシャッター機構を含み、レンズ群Ａ１２への入射光の遮光を制御することで、イメージセンサの露光時間を制御する。
【００３７】
レンズ群Ａ１２は、遮光制御部Ａ１１からの入射光を通過させて、入射光を可変ビームスプリッタ部１５へ導く。
【００３８】
遮光制御部Ｂ１３は、制御部２０の制御によって動作するシャッター機構を含み、レンズ群Ｂ１４への入射光の遮光を制御することで、イメージセンサの露光時間を制御する。
【００３９】
レンズ群Ｂ１４は、遮光制御部Ｂ１３からの入射光を通過させて、入射光を可変ビームスプリッタ部１５へ導く。
【００４０】
可変ビームスプリッタ部１５は、上述したとおり、透過率の設定に応じて、入射光を全反射または半透過させて、イメージセンサへ導く。
【００４１】
受光センサＡ１６は、イメージセンサであり、入射光を光電変換して光量に応じたアナログ電気信号をＦＥ回路１９へ出力する。可変ビームスプリッタ部１５が全反射に設定されている場合、受光センサＡ１６は、レンズ群Ｂ１４を通過した入射光を受光して光電変換を行う。
【００４２】
受光センサＢ１７は、イメージセンサであり、入射光を光電変換して光量に応じたアナログ電気信号をＦＥ回路１９へ出力する。可変ビームスプリッタ部１５が全反射に設定されている場合、受光センサＢ１７は、レンズ群Ａ１２を通過した入射光を受光して光電変換を行う。
【００４３】
ＴＧ部１８は、制御部２０の制御に従って、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７を動作させるための動作制御信号を出力する。ＴＧ部１８は、動作制御信号を受光センサＡ１６および受光センサＢ１７へ出力することで、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７の受光素子に蓄積された電荷を、アナログ電気信号としてＦＥ回路１９へ出力させる。
【００４４】
ＦＥ回路１９は、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７から出力されるアナログ電気信号を処理する。ＦＥ回路１９は、ＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling）、ＡＧＣ（Auto  Gain  Control）、ＡＤＣ（Analog  to  Digital  Converter）などを含み、イメージセンサで得られた電気信号のノイズ除去、信号増幅、アナログ／デジタル変換を行う。ＦＥ回路１９は、ＡＤ変換後のデジタル信号を、画像信号として画像信号処理部２１へ出力する。
【００４５】
制御部２０は、ＭＣＵ（Micro  Control  Unit）等を含み、プログラムに従って撮像装置１の撮影動作を制御する。制御部２０は、入力部２５が受け付けるユーザの操作に従って、ユーザが設定する撮影モードに対応するよう、可変ビームスプリッタ部１５の透過率を設定する。制御部２０が設定する可変ビームスプリッタ部１５の透過率については後述する。制御部２０は、遮光制御部Ａ１１および遮光制御部Ｂ１３のシャッター機構の開閉タイミングを制御することで、イメージセンサへの露光時間を制御する。制御部２０は、カメラモジュール４０の焦点を調整する。制御部２０は、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７からの電気信号の出力を制御するため、ＴＧ部１８に制御信号を出力してＴＧ部１８に動作制御信号を出力させる。
【００４６】
制御部２０は、イメージセンサにおける光の露光時間を制御する。それぞれのレンズ部に対し、光軸が略平行な光が入射される。カメラモジュール４０は、イメージセンサを含んでおり、レンズ部に入射された光は、イメージセンサにおいて受光される。イメージセンサは、光電変換を行って、受光した光を電気信号に変換する。
【００４７】
画像信号処理部２１は、グラフィックチップを含み、ＦＥ回路１９から出力される画像信号をデジタル処理する。画像信号処理部２１は、例えば、所定の画像フォーマットに従って画像データを生成し、顔認識機能により画像信号における人物の顔を特定する。
【００４８】
主記憶部２２は、メモリであり、画像データや、撮像装置１を動作させるためのプログラムなどを記憶する。
【００４９】
副記憶部２３は、メモリであり、撮像装置１の撮影モードの設定など、撮像装置１を動作させるための設定情報を記憶する。
【００５０】
表示制御部２４は、表示部２６の表示を制御するためのグラフィックドライバである。
入力部２５は、撮像装置１のユーザの操作を受け付けるためのタッチパネルなどの操作部材である。
【００５１】
表示部２６は、ディスプレイであり、表示制御部２４の制御に従って、画像データなどを表示する。
【００５２】
＜動作＞
次に、図６を参照して、撮像装置１の動作について、説明する。
【００５３】
撮像装置１は、可変ビームスプリッタ部１５の透過率の設定に従って、２つのレンズにより立体画像を得る。撮像装置１が立体画像を得ない場合は、標準画質、または標準画質よりも高画質の撮影モードで撮影する。撮影モードとしては、「２眼カメラ（ツインカメラ）」モード、「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」モード、「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」モード、「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」モードがある。ユーザは、入力部２５に対して操作することにより、撮影モードを設定することができる。制御部２０は、ユーザが設定した撮影モードに応じて、可変ビームスプリッタ部１５の透過率を設定する。
【００５４】
図６は、撮影モードと、可変ビームスプリッタ部１５の透過率の設定との対応関係を示す図である。図６に示すように、撮像装置１は、立体画像を撮影する場合は、「２眼カメラ（ツインカメラ）」モードで動作する。この「２眼カメラ（ツインカメラ）」モードの場合、制御部２０は、可変ビームスプリッタ部１５の設定を、「非分光」とする。立体画像を得るため、レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４がともに用いられる。そのため制御部２０は、遮光制御部Ａ１１、遮光制御部Ｂ１３をともに非遮光として入射光を通過させるよう制御する。また、光軸の異なる２つの入射光を、受光センサＢ１７および受光センサＡ１６がそれぞれ受光する。これにより、撮像装置１は、立体画像データを得ることができる。
【００５５】
図６に示すように、撮像装置１は、高画質の画像データを得る場合、「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」モードで動作する。この場合、図３（Ａ）に示すように、撮像装置１は、可変ビームスプリッタ部１５の透過率の設定を半透過とし、レンズ群Ａ１２からの入射光を、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７において受光する。
【００５６】
この「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」モードの場合、制御部２０は、可変ビームスプリッタ部１５の設定を、「分光」とする。高画質の画像データを得るため、レンズ群Ａ１２が用いられる。そのため制御部２０は、遮光制御部Ａ１１を非遮光として入射光を通過させ、遮光制御部Ｂ１３を遮光として入射光を遮断させるよう制御する。撮像装置１は、レンズ群Ａ１２からの入射光を、受光センサＢ１７および受光センサＡ１６によって受光する。これにより、撮像装置１は、高画質の画像データを得ることができる。
【００５７】
なお、２つの受光センサによって高画素化を実現するため、撮像装置１は、受光センサを２つ備え、ベイヤー配列のカラーフィルタを用いて全画素分のＧ成分を取得する。全画素分のＧ成分を取得するため、撮像装置１は、２つの受光センサでそれぞれ異なる画素の部分を受光するよう、受光センサに対するカラーフィルタ等の位置が調節されている。
【００５８】
また、撮像装置１は、標準画質の画像データを得る場合、「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」モードまたは「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」モードのいずれかで動作する。これらの撮影モードでは、撮像装置１は、レンズ群Ａ１２とレンズ群Ｂ１４のうち、いずれか一方で入射光を受け付けて、受光センサＡ１６または受光センサＢ１７のいずれかにより受光する。
【００５９】
この「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」モードまたは「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」モードの場合、制御部２０は、可変ビームスプリッタ部１５の設定を、「非分光」とする。標準画質の画像データを得るため、撮像装置１は、「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」モードにおいて、レンズ群Ａ１２を使用する。また、撮像装置１は、「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」モードにおいて、レンズ群Ｂ１４を使用する。
【００６０】
そのため制御部２０は、「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」モードにおいては、遮光制御部Ａ１１を非遮光として入射光を通過させ、遮光制御部Ｂ１３を遮光として入射光を遮断させるよう制御する。撮像装置１は、レンズ群Ａ１２からの入射光を、受光センサＢ１７によって受光する。また、制御部２０は、「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」においては、遮光制御部Ａ１１を遮光として入射光を遮断させ、遮光制御部Ｂ１３を非遮光として入射光を通過させるよう制御する。撮像装置１は、レンズ群１４Ｂからの入射光を、受光センサＡ１６によって受光する。これにより、撮像装置１は、標準画質の画像データを得ることができる。
【００６１】
このように、高画質を得るための撮影モードでは、撮像装置１は、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７をともに動作させる。また、標準画質を得るモードでは、撮像装置１は、レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４のいずれか一方と、受光センサＡ１６および受光センサＢ１７のいずれか一方を動作させる。そのため、撮像装置１は、標準画質を得るモードの方が、高画質を得るための撮影モードよりも低消費電力で動作する。そのため、ユーザは、撮影画像の画質を優先するか、省電力化を優先するか等に応じて、撮像装置１を動作させることができる。
【００６２】
図７を参照して、撮影モードに応じた撮像装置１の動作について、説明する。
図７は、ユーザが設定する撮影モードに応じた撮像装置１の動作を示すフローチャートである。例えば、撮影時に、ユーザが設定画面で撮影モードを選択することができる。
【００６３】
ステップＳ３１において、制御部２０は、ユーザが選択する撮影モードを、副記憶部２３から読みだして取得する。
【００６４】
ステップＳ３３において、制御部２０は、ユーザが選択する撮影モードに応じて、使用するカメラの数（レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４をともに使用するか）を判定する。制御部２０は、撮影モードが「２眼カメラ」である場合、ステップＳ６７へ処理を進める。制御部２０は、撮影モードが「２眼カメラ」ではない場合（レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４のいずれか一方を使用する場合）、ステップＳ３５へ処理を進める。
【００６５】
ステップＳ３５において、制御部２０は、測光センサ（例えば、ＴＴＬ（Through  the  Lens）露出計）などの出力結果に基づいて撮影対象の明るさを取得し、取得した撮影対象の明るさを所定の閾値と比較することで、撮影対象が十分に明るいか判定する。なお、撮像装置１は、カメラの外部に測光センサを設けて、撮影対象の明るさを取得するため外部の測光センサを補助的に使用することもある。制御部２０は、撮影対象が十分に明るい場合は、ステップＳ３７へ進み、撮影環境が十分に明るいと判定されない場合は、ステップＳ４９へ進む。
【００６６】
ステップＳ３７において、制御部２０は、ユーザが設定する撮影モードが、「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」であるか判定する。撮影モードが「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」である場合は、ステップＳ３９へ進み、そうでない場合はステップＳ５１へ進む。
【００６７】
＜撮影モード「１眼カメラ（高画質）に対応する設定＞
ステップＳ３９以降において、制御部２０は、撮影モード「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」に対応する設定を行う。ステップＳ３９において、制御部２０は、レンズ群Ａ１２への入射光を通過させるため、遮光制御部Ａ１１のシャッター機構を開くよう制御し、レンズ群Ｂ１４への入射光を遮蔽するため、遮光制御部Ｂ１３のシャッター機構を閉じるよう制御する。
【００６８】
ステップＳ４１において、制御部２０は、可変ビームスプリッタ部１５を、半反射半透過に設定する。
【００６９】
ステップＳ４３において、制御部２０は、受光センサＡ１６を動作させる。
ステップＳ４５において、制御部２０は、受光センサＢ１７を動作させる。
【００７０】
ステップＳ４７において、制御部２０は、撮影モード「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」モードが設定されたことを、副記憶部２３へ記憶させる。
【００７１】
次に、撮像装置１を、撮影モード「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」に設定する場合について説明する。
【００７２】
上述の通り、ステップＳ３５において、撮影環境が十分に明るいと判定されない場合、制御部２０は、「１眼カメラ  高画質（シングルカメラ  高画質）」モードに設定できない旨を、表示部２６に表示させ、ステップＳ５１へ進む。
【００７３】
ステップＳ５１において、制御部２０は、レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４のいずれを選択するかをユーザから受け付ける。ユーザがレンズ群Ａ１２を選択する操作を入力部２５において受け付けた場合、制御部２０は、ステップＳ５２へ処理を進める。ユーザがレンズ群Ｂ１４を選択する操作を入力部２５において受け付けた場合、制御部２０は、ステップＳ５９へ処理を進める。
【００７４】
＜撮影モード「１眼カメラＡ（標準画質）」に対応する設定＞
ステップＳ５２以降において、制御部２０は、撮影モード「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」に対応する設定を行う。ステップＳ５２において、制御部２０は、レンズ群Ａ１２への入射光を通過させるため、遮光制御部Ａ１１のシャッター機構を開くよう制御し、レンズ群Ｂ１４への入射光を遮蔽するため、遮光制御部Ｂ１３のシャッター機構を閉じるよう制御する。
【００７５】
ステップＳ５３において、制御部２０は、可変ビームスプリッタ部１５を全反射に設定する。
【００７６】
ステップＳ５５において、制御部２０は、受光センサＡ１６の動作を停止させる。
ステップＳ５７において、制御部２０は、受光センサＢ１７を動作させる。
【００７７】
ステップＳ５８において、制御部２０は、撮影モード「１眼カメラＡ  標準画質（シングルカメラＡ  標準）」が設定されたことを、副記憶部２３へ格納する。
【００７８】
次に、撮像装置１を、撮影モード「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」に設定する場合について説明する。
【００７９】
ステップＳ５９以降において、制御部２０は、撮影モード「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」に対応する設定を行う。ステップＳ５９において、制御部２０は、レンズ群Ａ１２への入射光を遮蔽するため、遮光制御部Ａ１１のシャッター機構を閉じるよう制御し、レンズ群Ｂ１４への入射光を通過させるため、遮光制御部Ｂ１３のシャッター機構を開くよう制御する。
【００８０】
ステップＳ６１において、制御部２０は、可変ビームスプリッタ部１５を全反射に設定する。
【００８１】
ステップＳ６３において、制御部２０は、受光センサＡ１６を動作させる。
ステップＳ６５において、制御部２０は、受光センサＢ１７の動作を停止させる。
【００８２】
ステップＳ６６において、制御部２０は、撮影モード「１眼カメラＢ  標準画質（シングルカメラＢ  標準）」が設定されたことを、副記憶部２３へ格納する。
【００８３】
次に、撮像装置１を、撮影モード「２眼カメラ（ツインカメラ）」に設定する場合について説明する。
【００８４】
ステップＳ６７以降において、制御部２０は、撮影モード「２眼カメラ（ツインカメラ）」に対応する設定を行う。ステップＳ６７において、制御部２０は、レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｂ１４に光を入射させるため、遮光制御部Ａ１１および遮光制御部Ｂ１３のシャッター機構を開くよう制御し、非遮光状態とする。
【００８５】
ステップＳ６９において、制御部２０は、可変ビームスプリッタ部１５を全反射に設定する。
【００８６】
ステップＳ７１において、制御部２０は、受光センサＡ１６を動作させる。
ステップＳ７３において、制御部２０は、受光センサＢ１７を動作させる。
【００８７】
ステップＳ７４において、制御部２０は、撮影モード「２眼カメラ（ツインカメラ）」が設定されたことを、副記憶部２３へ記憶させる。
【００８８】
以上のように、一実施形態について説明した。上記の構成を備えることにより、撮像装置１は、可変ビームスプリッタ部１５を半透過に設定した場合、１つのレンズからの入射光を、同時に２つのイメージセンサで受光することで、静止画の撮影時などにおいて、画質を向上させることができる。このとき、イメージセンサを２つとも使用しており、イメージセンサを有効に活用することができる。また、可変ビームスプリッタ部１５を全反射に設定した場合は、撮像装置１は、２つのレンズにより、それぞれ異なる画像を得ることができ、立体画像を生成することができる。
【００８９】
このように、レンズを１つ使用するか、２つ使用するかにかかわらず、イメージセンサを有効活用することができる。また、可変ビームスプリッタ部１５を全反射とした場合も、２つのイメージセンサを有効に活用することができる。また、２つのレンズからの入射光を受光するためのイメージセンサを近づけることができるため、ツインカメラ構成を前提とした場合に、カメラモジュールの占有体積を小さくすることができる。
【００９０】
＜変形例＞
以下、本実施形態の変形例について、図面を用いて説明する。
【００９１】
＜第１の変形例：ツインカメラ構成時のレンズ位置＞
図８は、第１の変形例における、レンズ群Ｂ１４へ入射光を導くためのレンズ位置を示す図である。
【００９２】
図８（Ａ）の例では、撮像装置１は、立体画像を撮影する場合と、インカメラ・アウトカメラとしてカメラモジュールを使用する場合とを、反射板３５の配置を制御することにより切り替える。立体画像を撮影する場合は、撮影モードを「２眼カメラ」とし、反射板３５は、レンズ群Ｃ３４から入射される入射光を反射してレンズ群Ｂ１４へ導くよう配置される。
【００９３】
一方、筺体の前面および背面にそれぞれレンズを備えて、インカメラ・アウトカメラとしてカメラモジュールを使用する場合、反射板３５は、レンズ群Ｄ３６から入射される入射光を反射してレンズ群Ｂ１４へ導くよう配置される。例えば、ユーザは、レンズ群Ａ１２を用いて撮影を行い、レンズ群Ｄ３６を用いて、他のユーザとのビデオ通話を行う。例えば、ビデオ通話を行うために、画質を標準画質とし、「２眼カメラＢ（標準画質）」に撮影モードを設定する。
【００９４】
図８（Ｂ）の例では、筺体のレンズ群Ｃ３４を収納する部分が、回転する機構を有しており、レンズ群Ｃ３４が、回転機構によりインカメラまたはアウトカメラとして機能する。
【００９５】
＜第２の変形例：光学系の特性を変更可能とする例＞
図９は、変形例２における構成を示す図である。図９（Ａ）は、鏡筒部分を伸長させた場合を示し、図９（Ｂ）は、鏡筒部分を収納させた場合を示す。
【００９６】
変形例２では、２つのレンズの光学特性がそれぞれ異なる。撮像装置１は、レンズ群Ｃ３４に入射される入射光のズーム範囲を、レンズ群Ａ１２に入射される入射光と異なるものとする。具体的には、図９（Ａ）に示すように、レンズ群Ａ１２は、カメラモジュールに固定されるレンズ１２Ａと、電気制御によりズーム範囲を切り替え可能なズームレンズ１２Ｂと、入射光を集光するための集光レンズ１２Ｃとを含む。レンズ群Ｂ１４は、カメラモジュールに固定されるレンズ１４Ａと、鏡筒の伸縮によりズーム範囲を切り替え可能なズームレンズ１４Ｂとを含む。
【００９７】
図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示すように、撮像装置１の筺体に収納される鏡筒に、レンズ群Ｃ３４と、反射板３５と、ズームレンズ１４Ｂとが格納される。ユーザは、鏡筒部分を移動させることで、レンズ群Ｃ３４から入射される光のズーム範囲を切り替えることができる。
【００９８】
なお、立体画像の撮影時は、レンズ群Ａ１２およびレンズ群Ｃ３４に入射される光の焦点距離を同一とする必要がある。そのため、例えば、上記の鏡筒を、撮像装置１の筺体から引き延ばした状態で、レンズ群Ａ１２とレンズ群Ｃ３４とに入射される光の焦点距離を同一とすることとしてもよい。このとき、レンズ群Ａ１２とレンズ群Ｃ３４との距離は、立体画像を撮影するために、６ｃｍ程度離れていることが好ましい。
【００９９】
一方、立体画像を撮影しない場合は、２つのレンズの光学特性に違いがあっても問題とならない。１つのレンズでズーム範囲に幅を持たせようとすると構造が大型化する。しかし、本変形例のように、２つのレンズの光学特性を異なるものとすることで、撮像装置１を小型化しつつ、ズーム範囲を広げることができる。
【０１００】
図１０は、スライダー機構によりレンズを収納する場合を示す図である。
図１０（Ａ）は、スライダー機構により筺体を収納した場合を示し、図１０（Ｂ）は、スライダー機構を伸長させた場合を示す。この図１０（Ａ）に示す構成において、スライダー機構により筺体を収納した状態では、レンズ群Ａ１２とレンズ群Ｃ３４との光軸が同一となる。そのため、レンズ群Ｃ３４に入射した入射光が、レンズ群Ａ１２に入射される。一方、図１０（Ｂ）に示す構成においては、ツインカメラ構成となるため、撮像装置１は、立体画像を撮影することができる。この構成によると、レンズが２つであるのに対し、カメラモジュールを１つにすることができるため、各レンズに対応してカメラモジュールを配置する場合と比較して、回路構成を小さくすることができる場合がある。
【０１０１】
図１１は、図１０に示すスライダー機構の構造を示す図である。図１１は、それぞれ図１０において切片「Ａ１」、切片「Ａ２」、切片「Ｂ１」として示した各切片の断面図を示す。
【０１０２】
図１１の「Ａ１」切片に示すように、スライダー機構により、本体側筺体４が表示側筺体６に収納された状態では、レンズ群Ｃ３４と、レンズ群Ａ１２の光軸が同一となる。本体側筺体４は、基板５を格納する。反射板３５は、レンズ群Ｃ３４からの入射光を反射する。図１１では、反射板３５として、ミラー稼働制御部３５Ａと、収納式外部ミラー３５Ｂと、クッション３５Ｃとを示す。ミラー稼働制御部３５Ａは、制御部２０の制御により動作する回転部材を含んでおり、レンズ群Ｃ３４からの入射光が、収納式外部ミラー３５Ｂに入射される入射角度を調節する。図１１の「Ａ２」切片に示すように、スライダー機構により本体側筺体４が表示側筺体６から伸長された状態では、収納式外部ミラー３５Ｂは、は、レンズ群Ｃ３４からの入射光を反射し、反射光は、レンズ群Ｂ１４へ入射される。クッション３５Ｃは、スライダー機構により伸長される本体側筺体４と、反射板３５との接触による損耗を軽減するための緩衝部材である。
【０１０３】
＜その他の変形例＞
上記の実施形態の説明では、可変ビームスプリッタ部１５において、半透過時は、反射光と透過光との割合が１対１程度として説明しているが、これに限られず、分光比率を変更してもよい。
【０１０４】
例えば、２つのイメージセンサにおいて、ＣＣＤとＣＭＯＳとの組み合わせのように、異なるセンサを用いる場合、センサにおいて、同一時間で受光できる光量が異なる。そのため、２つのイメージセンサへの光量を調節するため、可変ビームスプリッタ部１５の反射光と透過光との割合を変更してもよい。
【０１０５】
また、２つのイメージセンサを、同一のものとする場合においても、上記のように反射光と透過光との割合を変更してもよい。例えば、一方のイメージセンサでプレビュー表示を行い、もう一方のイメージセンサで画像データの記録を行う場合を想定する。プレビュー表示をする場合は、比較的小さいディスプレイでユーザが撮影画像を確認するため、光量を減らし、受光の感度を上げたとしても、ノイズが目立ちにくいことがある。画像データの記録を行う場合は、光量を増やすことで、画質の劣化抑制や、手ぶれ軽減をより効果的に行うことができる。
【０１０６】
また、２つのイメージセンサのうち、一方を用いて動画を撮影する場合も、動画撮影側のイメージセンサへの光量を減らすことが有効な場合がある。動画は、動きがあるため、被写体ぶれが発生しても劣化につながりにくいためである。
【０１０７】
また、ＨＤＲ（high  dynamic  range）画像を撮影する場合は、例えば、光量を１：２：４とした３枚の画像を合成する。そのため、ＨＤＲ画像を撮影する場合、各レンズの最適な分光比率は一対一とは限らない。
【０１０８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０９】
１  撮像装置、４  本体側筺体、５  基板、６  表示側筺体、１１  遮光制御部Ａ、１２Ａ  レンズ、１２Ｂ  ズームレンズ、１２Ｃ  集光レンズ、１２  レンズ群Ａ、１３  遮光制御部Ｂ、１４Ａ  レンズ、１４Ｂ  ズームレンズ、１４  レンズ群Ｂ、１５Ａ  ビームスプリッタ面、１５Ｂ  可変ビームスプリッタ、１５Ｃ  半透過ミラー、１６  受光センサＡ、１７  受光センサＢ、１８  ＴＧ部、１９  ＦＥ回路、２０  制御部、２１  画像信号処理部、２２  主記憶部、２３  副記憶部、２４  表示制御部、２５  入力部、２６  表示部、３４  レンズ群Ｃ、３５  反射板、３６  レンズ群Ｄ、４０  カメラモジュール。
【図１】
2014060471.tif 000003
【図２】
2014060471.tif 000004
【図３】
2014060471.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014060471.tif 000008
【図７】
2014060471.tif 000009
【図８】
2014060471.tif 000010
【図９】
2014060471.tif 000011
【図１０】
2014060471.tif 000012
【図１１】
2014060471.tif 000013