(57)【要約】      （修正有）【課題】  近接撮影時に被写体を略均一に照明することを課題とする。【解決手段】  最も物体側に位置した群に光路を折り曲げるための反射面１２ｂを有する反射ミラー１２（反射光学素子）を備えた撮像光学系１０において、上記反射ミラーの上記反射面の裏側に被写体を照明するための照明光源１３を備える。反射ミラ−１２の裏面の反射面１２ｂに対応した箇所には光吸収面１２ｃが形成されている。【選択図】図１
2006301097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最も物体側に位置した群に光路を折り曲げるための反射面を有する反射光学素子を備えた撮像光学系であって、
上記反射光学素子の上記反射面の裏側に被写体を照明するための照明光源を備える
ことを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
上記反射光学素子の物体側及び像面側を向いた面の撮像光学系の有効径内に反射面が形成され、上記反射面の周囲が上記照明光源の光が透過される光透過部とされ、
上記反射面の裏側に光吸収面が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
最も物体側に位置した群に光路を折り曲げるための反射面を有する反射光学素子を備えた撮像光学系と、上記撮像光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像手段とを備えた撮像装置であって、
上記反射光学素子の上記反射面の裏側に被写体を照明するための光源を備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
撮影時に得られたデータから照明光源の光が鏡筒内部で反射することにより発生するゴースト及びフレア等の画像への影響を低減又は除去する画像処理部を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
鏡筒内の反射光学素子の裏側に設けられ被写体を照明するための照明光源の光が鏡筒内部で反射することにより発生するゴースト及びフレア等を予め撮影して得られた画像データを上記照明光源を点灯した状態で撮影した被写体像の画像データから減算することによって、
撮影時に得られたデータから照明光源の光が鏡筒内部で反射することにより発生するゴースト及びフレア等の画像への影響を低減又は除去する
ことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規な撮像光学系、撮像装置及び画像処理方法に関する。詳しくは、撮像装置によって外光が遮られる位置にある被写体の近接撮影を可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ等の個体撮像素子を用いた撮像装置が普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラの普及に伴い一層の小型化、特に、薄型の撮像装置が求められている。そこで、光路上に反射光学素子などの屈曲手段を備えた屈曲光学系を構成し、厚みを薄くする方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１や特許文献２には、光路上に反射光学素子を配することにより厚み寸法を薄くした屈曲光学系が示されている。
【０００４】
また一方、特許文献３では、デジタルスチルカメラや携帯電話等の撮像装置を用いて、接写することで被写体を拡大撮影し、虫眼鏡として用いる機能も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１３３８５８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３１６１０号公報
【特許文献３】特開２００２−３７４４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、被写体に極めて接近しての撮影の際には撮像装置自身で外光が遮られ照度が低下してしまう。その対策として補助光源を筐体に備え付けるとしても、補助光源は撮像光学系の周辺に配置することが必要となり、小型化を阻害すると共に、接写の際には、撮像光学系の光軸と補助光源の光軸との成す角度が大きくなるため、照度の不均一が発生するという問題が起こってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、近接撮影時に被写体を略均一に照明することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明撮像光学系は、上記した課題を解決するために、反射光学素子の上記反射面の裏側に被写体を照明するための照明光源を備えたものである。
【０００９】
従って、本発明撮像光学系にあっては、撮像光学系の光軸とほぼ同軸の照明光源によって被写体を照明する。
【００１０】
また、本発明撮像装置は、本発明撮像光学系を備える。
【００１１】
さらに、本発明画像処理方法は、鏡筒内の反射光学素子の裏側に設けられ被写体を照明するための照明光源の光が鏡筒内部で反射することにより発生するゴースト及びフレア等を予め撮影して得られた画像データを上記照明光源を点灯した状態で撮影した被写体像の画像データから減算する。
【００１２】
従って、本発明画像処理方法にあっては、鏡筒内部に照明光源を配置することによって不可避的に生じるゴースト及びフレア等の画像への影響を低減又は除去する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明撮像光学系は、最も物体側に位置した群に光路を折り曲げるための反射面を有する反射光学素子を備えた撮像光学系であって、上記反射光学素子の上記反射面の裏側に被写体を照明するための照明光源を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明撮像装置は、最も物体側に位置した群に光路を折り曲げるための反射面を有する反射光学素子を備えた撮像光学系と、上記撮像光学系により形成された光学像を電気信号に変換する撮像手段とを備えた撮像装置であって、上記反射光学素子の上記反射面の裏側に被写体を照明するための光源を備えることを特徴とする。従って、本発明にあっては、反射光学素子の裏側から光軸に沿って被写体を照明することができるので、近接撮影において被写体が撮像装置の陰になった場合でも、被写体をほぼ均一な照度で照明することができる。また、通常、デッドスペースとなる反射面の裏側に照明光源が配置されるので、スペースを有効に活用することができ、入射光軸方向での薄型化に寄与する。
【００１５】
請求項２に記載した発明にあっては、上記反射光学素子の物体側及び像面側を向いた面の撮像光学系の有効径内に反射面が形成され、上記反射面の周囲が上記照明光源の光が透過される光透過部とされ、上記反射面の裏側に光吸収面が形成されているので、照明光源の光は反射面の裏側で二次反射されてゴーストやフレアを生じさせる有害反射光となることがない。
【００１６】
請求項４に記載された発明にあっては、撮影時に得られたデータから照明光源の光が鏡筒内部で反射することにより発生するゴースト及びフレア等の画像への影響を低減又は除去する画像処理部を備えるので、照明光源に起因するゴーストやフレアを除去した良好な画質の画像を取得することができる。
【００１７】
本発明画像処理方法は、鏡筒内の反射光学素子の裏側に設けられ被写体を照明するための照明光源の光が鏡筒内部で反射することにより発生するゴースト及びフレア等を予め撮影して得られた画像データを上記照明光源を点灯した状態で撮影した被写体像の画像データから減算することによって、撮影時に得られたデータから照明光源の光が鏡筒内部で反射することにより発生するゴースト及びフレア等の画像への影響を低減又は除去することを特徴とする。
【００１８】
従って、本発明画像処理方法によれば、鏡筒内に配置された照明光源によるゴースト及びフレア等を簡単に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明撮像光学系、撮像装置及び画像処理方法を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に本発明撮像光学系の第１の実施の形態を示す。
【００２１】
撮像光学系１０は、複数のレンズ１１、１１、・・・を備える。また、光軸をほぼ９０度折り曲げる反射光学素子として反射ミラー１２を備える。
【００２２】
上記反射ミラー１２は透明基体、すなわち、透明なガラス、合成樹脂等によって板状に形成された透明基体１２ａの前面に反射面１２ｂが形成されて成る。該反射面１２ｂは基体１２ａにアルミニウム等の金属を蒸着した蒸着ミラー面として形成されるのが、面精度が良好であること、軽量であること、生産性に優れていること等の理由によって好ましいが、必ずしも蒸着ミラー面に限るものではなく、例えば、基体１２ａに薄い金属箔を貼付する等、適宜の手段によって形成して良い。そして、上記透明基体１２ａの裏面の上記反射面１２ｂに対応した箇所には光吸収面１２ｃが形成されている。該光吸収面１２ｃは、例えば、黒色塗装等の光吸収処理を施すことによって形成される。従って、反射面１２ｂの周囲には光透過部１２ｄが形成される。
【００２３】
なお、上記反射面１２ｂは透明基体１２ａの物体側及び像面側を向いた面のうち撮像光学系の有効径内に形成されることが好ましい。
【００２４】
上記反射ミラー１２の裏側には照明光源１３が配置される。照明光源１３としては、小型で所定の照度を有するものであれば良く、例えば、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）等を使用することができる。そして、照明光源１３の光は反射ミラー１２の光透過部１２ｄを透過し、さらに、前玉レンズ１１ａを透過して図示しない被写体を照明する。
【００２５】
上記した撮像光学系を構成する光学素子、すなわち、レンズ１１、１１、・・・、反射光学素子１２及び照明光源１３は鏡筒２０内において所定の位置に配置される。
【００２６】
そして、上記撮像光学系１０によって光学像が結像面３０に結像される。そこで、上記結像面３０上に一時的又は永久的な像固定手段を配置し、該像固定手段から化学的に又は電気的に定着された画像を得ることができる。例えば、永久的像固定手段の一である銀塩フィルムから科学的処理により印画紙上に定着された画像を得ることができ、また、一時的像固定手段の一であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子から電気信号を取り出し、該電気信号を電荷、磁気等によってメモリ等の記録手段に記録することによって電気的に定着された画像を得ることができ、さらに、所望に応じて、該電気的に定着された画像を液晶等の画像表示手段やプリンタ等の印字手段を介して再生することができる。
【００２７】
上記照明光源１３の光を効率良く被写体に向けて照射するように、例えば、リフレクタ２１等の集光手段が設けられることが好ましい。なお、照明光源１３から反射ミラー１２裏面の光吸収面１２ｃに直射される光は該光吸収面１２ｃによって吸収されてしまい、被写体の照明には寄与しない光となってしまうので、照明光源１３から光吸収面１２ｃへと直射される光を反射する補助リフレクタ２２を設け、該補助リフレクタ２２によって反射された光をもう一度リフレクタ２１によって反射して被写体の照明に使用するようにしても良い。このようにすることによって、照明光源１３の光を有効に被写体の照明に活用することができる。
【００２８】
なお、本発明撮像光学系１０は、上記したように、撮像装置によって外光を遮られる位置にある被写体の近接撮影に威力を発揮するが、必ずしも、そのような被写体専用のものではない。撮像装置によって外光を遮られない位置にある被写体の補助光を使用しての撮影にあっても、光軸方向からの照明によって全体亘って均一な照明が可能であり、有効である。また、通常デッドスペースとなる反射光学素子（反射ミラー）１２の反射面１２ｂの裏側のスペースに照明光源１３を配置することにより、折り曲げ光学系の採用により達成された入射光軸方向での薄型化を阻害することがない。
【００２９】
上記したように、反射ミラー１２の裏面に光吸収面１２ｃを設けるのは、照明光源１３の光の不要な反射による有害光によるゴーストやフレア等を生じさせないようにするための配慮であるが、そのほかにも、鏡筒２０内部での不要な反射を除去するために、鏡筒２０内部の形状や構造を最適化することが望ましい。例えば、反射ミラー１２及び照明光源１３の上方に反射防止板２３を配置し、該反射防止板２３の下面、すなわち、反射ミラー１２及び照明光源１３に対向した面に黒色塗装等により光吸収面を形成することによって、鏡筒２０の上部内面で反射して光学系の内部に侵入する有害光を除去ないしは低減することができる。また、反射ミラー１２の像側に近接して位置するレンズ１１ｂの有効径領域の外側を覆うマスク２４を設けることによって、照明光源１３の光がレンズ１１ｂの有効径領域外から撮像光学系１０内に侵入することを防止することができる。
【００３０】
次ぎに、上記撮像光学系１０の作用について説明する。なお、ここでは、撮像光学系１０を鏡筒２０内に組み付け、且つ、像固定手段として、撮像光学系１０により形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を使用した物として説明する。
【００３１】
通常の内部照明光源１３による照明を用いない撮影モードでは物体（被写体）像は撮像光学系１の正面側から前玉レンズ１１ａに入射し、反射ミラー１２の反射面１２ｂで反射され光軸をほぼ９０度折り曲げられ（ｘ→ｘ’）て、レンズ１１ｂ他のレンズ１１、１１、・・・を介して、撮像面３０に結像される。一方、内部照明光源１３を用いる接写撮影時においては反射ミラー１２の裏側から照明光源１３の光を照射し、その光束が反射ミラー１２の光透過部１２ｄを透過し、物体（被写体）全体をほぼ均一な照度で照明する。そして、照明光源１３の光で照明された物体像は、通常撮影モードの時と同様に、撮像光学系１の正面側から前玉レンズ１１ａに入射し、反射ミラー１２の反射面１２ｂで反射され光軸をほぼ９０度折り曲げられ（ｘ→ｘ’）て、レンズ１１ｂ他のレンズ１１、１１、・・・を介して、撮像面３０に結像される。
【００３２】
そして、撮像光学系１０及び該撮像光学系１０が組み込まれている鏡筒２０には、上記したように、照明光源１３の光の鏡筒２０内部における不要な反射によるゴースト及びフレア等の画像への影響を除去ないしは低減するための手段が講じられているので、良好な画質の画像を得ることができる。
【００３３】
図２及び図３は本発明撮像光学系の第２の実施の形態を示すものである。この撮像光学系１０Ａは、反射光学素子としてプリズム１４を採用した点が上記した第１の実施の形態にかかる撮像光学系１０と異なり、そのほかの点では、第１の実施の形態にかかる撮像光学系１０と同様である。従って、上記した第１の実施の形態１０と異なる点についてのみ詳細に説明し、第１の実施の形態１０におけると同様の部分については、第１の実施の形態１０の同様の部分に付した符号と同じ符号を付して、説明を省略する。
【００３４】
撮像光学系１０Ａにおいて、前玉レンズ１１ａと第２レンズ１１ｂとの間に光軸をほぼ９０度折り曲げる反射光学素子としてプリズム１４が配置されている。図３に示すように、該プリズム１４の後面、すなわち、入射面及び出射面にほぼ４５度の角度で対向した面１４ａの裏面のうち撮像光学系の有効径内に反射膜１４ｂが形成され、該反射膜１４ｂの裏面に光吸収部１４ｃが形成されている。そして、反射膜１４ｂの前面が反射面とされ、上記面１４ａのうち反射膜１４ｂ及び光吸収部１４ｃとされた部分の周囲が裏側から光が透過する光透過部１４ｄとされる。なお、上記反射膜１４ｂは第１の実施の形態における反射面１２ｂと同様の方法によって形成される。
【００３５】
上記プリズム１４は上記反射ミラー１２とほぼ同様の作用を為すが、プリズム１４を使用することによって、プリズムを備えたレンズ群及びレンズ系全体の小型化、特に、前玉レンズ１１ａの小径化が可能になる。特に、プリズムの硝材に比較的高い屈折率、例えば、ｄ線（λ=587.6nm）での屈折率が１．７０以上のものを使用することが望ましい。
【００３６】
図４に本発明撮像装置の実施の形態を示す。
【００３７】
撮像装置１００は撮像光学系１１０を備え、撮像光学系１１０によって形成された光学像を電気信号に変換して一時的に固定する撮像手段１２０を有する。なお、撮像手段１２０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用した撮像素子が適用可能である。上記撮像光学系１１０には本発明にかかる反射光学素子の反射面裏側に照明光源を備えた撮像光学系を適用することができ、図４では、図２に示した第２の実施の形態にかかる撮像光学系１０Ａを示してある。勿論、図２に示す第２の実施の形態にかかるプリズムを用いた撮像光学系１０Ａだけでなく、図１に示す第１の実施の形態にかかるミラーを用いた撮像光学系１０を使用することもできるし、その他、本明細書で示した実施の形態以外の形態で実施される本発明にかかる撮像光学系も使用することができることは勿論である。
【００３８】
上記撮像光学系１２０で形成された光学像は撮像手段１２０によって電気信号に変換され、該電気信号（画像信号）が取り出されて画像処理部１３０で処理される。画像処理部１３０では上記画像信号について種々の処理がなされ、一部は映像出力として取り出されて、液晶表示パネル等の画像表示部でカメラスルー画像としてリアルタイムで表示され、また、シャッターレリーズ信号の入力に伴って内蔵メモリ又は挿脱自在な記録媒体等に記録されて電気的に定着される。また、画像処理部１３０で処理された一部の画像信号は制御部１４０に送出され、フォーカス制御用その他として利用される。
【００３９】
上記制御部１４０にはシャッターレリーズ信号その他の操作信等が入力され、例えば、シャッターレリーズ信号が入力されると、画像処理部１３０に対して映像出力をメモリに送出する等の指示を与える。
【００４０】
接写撮影スイッチの操作信号が制御部１４０に入力されると、照明光源１３が点灯され接写撮影のスタンバイモードに入る。その後、シャッターレリーズ信号が制御部１４０に入力されると、上記撮像手段１２０によって形成された電気信号が画像処理部１３０に入力される。
【００４１】
撮像装置１００は内部メモリ１５０を備えており、該内部メモリ１５０には、照明光源１３の光によって発生する有害なゴースト及びフレア等の情報データ（ゴースト・フレアデータ）（図５（ｂ）参照）が予め記録してある。なお、上記ゴースト・フレアデータは、例えば、撮像装置１００の製造時などにおいて、暗闇中で一度撮影を行い、その結果を記録してあったり、設計上でゴースト・フレアが最も軽減されるデータを算出し、そのデータを記録してあったりする。
【００４２】
接写撮影において、画像処理部１３０に入力された撮影データ（図５（ａ）参照）は、そのままでは、鏡筒内部での反射等で発生するゴースト及びフレア等の影響が含まれているが、内部メモリに記憶されたゴースト・フレアデータ（図５（ｂ））と減算処理することによって、ゴースト及びフレア等の影響が除去されたデータ（図５（ｃ））に処理される。、上記ゴースト及びフレア等の影響が除去されたデータ（図５（ｃ））が、その後の処理に適した形態に加工されて、表示部による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。
【００４３】
上記した照明光源１３の光によって発生するゴースト及びフレア等の発生場所は単焦点・パンフォーカスの場合、被写体によらず発生場所が同一であり、製造時などに一度内部メモリ１５０に記録しておけばその後も問題なく画像処理に使用することができる。もちろん、撮像光学系がズーム機構やフォーカス機構を有している場合においては、各ズーム位置、フォーカス位置におけるゴースト・フレアデータを記録しておくことが必要になる。
【００４４】
上記した撮像装置１００は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、等々のデジタル入出力機器のカメラ部等や電子虫眼鏡として、広く適用することができる。また、本発明においては、反射素子の裏側には照明光源を配したが、被写体との距離を測定するためのＡＦ補助光を配してもよい。
【００４５】
そのほか、上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明撮像光学系の第１の実施の形態を鏡筒に組み込んだ状態で示す概略断面図である。
【図２】本発明撮像光学系の第２の実施の形態を鏡筒に組み込んだ状態で示す概略断面図である。
【図３】第２の実施の形態にかかる撮像光学系で使用する反射光学素子（プリズム）を示すものであり、（ａ）は背面側から視た拡大斜視図、（ｂ）は正面側から視た拡大斜視図である。
【図４】本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】本発明が像処理方法を説明するための図であり、（ａ）はゴースト、フレア等の影響のある画像処理前の画像、（ｂ）は製造時等に予め暗闇中で撮影した製造時記録画像、（ｃ）は画像処理後の画像である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…撮像光学系、１２…反射ミラー（反射光学素子）、１２ｂ…反射面、１２ｃ…光吸収面、１２ｄ…光透過部、１３…照明光源、１０Ａ…撮像光学系、１４…プリズム（反射光学系）、１４ｂ…反射面、１４ｃ…光吸収部、１４ｄ…光透過部、１００…撮像装置、１１０…撮像光学系、１３０…画像処理部
【図１】
2006301097.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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