(57)【要約】【課題】互いに画角が異なる複数の画像を同時に取得できるとともに、簡易な画像処理で該複数の画像から画像全域において被写体倍率が等しい複数の画像を取得可能とする。【解決手段】撮像装置１は、互いに焦点距離が異なる複数の撮像光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像部を有する。複数の撮像光学系のそれぞれの像面のうち最も被写体側から遠い像面を基準像面とし、該基準像面から複数の撮像光学系のそれぞれの入射瞳面までの距離のうち最も長い距離をＥＰｍａｘとし、最も短い距離をＥＰｍｉｎとし、複数の撮像光学系のうち最も長い焦点距離を有する撮像光学系の３５ｍｍ判換算焦点距離をｆtele35とする。このとき、ＥＰｍａｘ、ＥＰｍｉｎおよびｆtele35は所定の条件を満足する。【選択図】図６
2018097306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに焦点距離が異なる複数の撮像光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像部を有し、
前記複数の撮像光学系のそれぞれの像面のうち最も被写体側から遠い像面を基準像面とし、該基準像面から前記複数の撮像光学系のそれぞれの入射瞳面までの距離のうち最も長い距離をＥＰｍａｘとし、最も短い距離をＥＰｍｉｎとし、前記複数の撮像光学系のうち最も長い焦点距離を有する撮像光学系の３５ｍｍ判換算焦点距離をｆtele35とするとき、
【数１】
2018097306.tif 000016
なる条件を満足することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
互いに焦点距離が異なる複数の撮像光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像部を有し、
前記複数の撮像光学系のそれぞれの像面のうち最も被写体側から遠い像面を基準像面とし、該基準像面から前記複数の撮像光学系のそれぞれの入射瞳面までの距離のうち最も長い距離をＥＰｍａｘとし、最も短い距離をＥＰｍｉｎとし、前記複数の撮像光学系のうち最も長い焦点距離を有する撮像光学系の焦点距離をｆteleとするとき、
【数２】
2018097306.tif 000017
なる条件を満足することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
【数３】
2018097306.tif 000018
なる条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像部が生成する互いに異なる画角を有する複数の第１の画像を用いて、前記複数の第１の画像の画角とは異なる画角を有する第２の画像を生成する画像処理部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記第２の画像を、前記複数の第１の画像のうち前記第２の画像の画角より広い画角を有する第１の画像の一部をトリミングした画像と前記第２の画像の画角よりも狭い画角を有する第１の画像を拡大した画像とを合成することで生成することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像部が生成する互いに異なる画角を有する少なくとも２つの画像を用いて、被写体の奥行きに関する情報を生成する画像処理部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像部は、前記複数の撮像光学系のそれぞれに対応する複数の撮像領域を有する撮像素子または前記複数の撮像光学系のそれぞれに対応する複数の撮像素子を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記複数の撮像光学系の光軸が互いに平行であることを特徴とする請求項１から７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、複数の撮像光学系を備えた複眼撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の光学像（被写体像）を撮像素子上に結像させる撮像光学系を複数備えた複眼撮像装置として、特許文献１には、互いに焦点距離が異なる複数の単焦点撮像光学系を通じて互いに異なる画角の複数の合焦画像を同時に取得する装置が開示されている。この複眼撮像装置では、広角画像の一部をトリミングして拡大した画像と縮小した望遠画像とを合成して複数の単焦点撮像光学系の画角とは異なる画角の画像を生成することで、擬似的なズーミングを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０１０４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１にて開示された複眼撮像装置では、複数の単焦点撮像光学系のそれぞれの入射瞳面の位置のずれが大きいために、これら単焦点撮像光学系を通じた撮像により取得された複数の画像のパースペクティブは互いに異なっている。
【０００５】
複数の撮像光学系の光軸に直交する平面上の被写体を撮像する場合には、取得されたそれぞれの画像の縮小および拡大といった簡易な画像処理によって、画像全域において被写体倍率が等しい複数の画像を生成または合成することが可能である。「被写体倍率が等しい」とは、複数の画像上において被写体像の領域の大きさが互いに等しい状態を示す。一方、撮像するシーンが奥行きを持っている場合には、それぞれの画像でパースペクティブが異なるために、それぞれの画像の縮小および拡大といった画像処理だけでは画像全域の被写体倍率が等しい画像を生成することができない。このような場合には、画角内の高精度な奥行き情報を用いた画像処理が必要となる。
【０００６】
本発明は、互いに画角が異なる複数の画像を同時に取得できるとともに、簡易な画像処理で該複数の画像から画像全域において被写体倍率が等しい複数の画像を取得可能な撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての撮像装置は、互いに焦点距離が異なる複数の撮像光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像部を有する。複数の撮像光学系のそれぞれの像面のうち最も被写体側から遠い像面を基準像面とし、該基準像面から複数の撮像光学系のそれぞれの入射瞳面までの距離のうち最も長い距離をＥＰｍａｘとし、最も短い距離をＥＰｍｉｎとし、複数の撮像光学系のうち最も長い焦点距離を有する撮像光学系の３５ｍｍ判換算焦点距離をｆtele35とする。このとき、後述する式（７）の条件を満足することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の一側面としての撮像装置は、上記複数の撮像光学系のうち最も長い焦点距離を有する撮像光学系の焦点距離をｆteleとするとき、後述する式（８）の条件を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、互いに画角が異なる複数の画像を同時に取得できるとともに、簡易な画像処理で該複数の画像から画像全域において被写体倍率が等しい複数の画像を取得可能な撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１〜５の複眼撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】互いに画角が異なる複数の画像を用いて中間画角画像を生成する処理を説明する図。
【図３】対応点抽出処理を説明する図。
【図４】画像領域の嵌め込み処理を説明する図。
【図５】上記中間画角画像を生成する処理におけるパースペクティブずれの影響を説明する図。
【図６】上記中間画角画像を生成する処理におけるパースペクティブずれの影響を定量的に説明する図。
【図７】視差を有する複数の画像を用いて被写体の奥行き情報を求める処理を説明する。
【図８】図１に示す複眼撮像装置の斜視図および正面図。
【図９】実施例１に対応する数値例１のワイド個眼、ミドル個眼およびテレ個眼のレンズ断面図。
【図１０】数値例１のワイド個眼、ミドル個眼およびテレ個眼の収差図。
【図１１】実施例２に対応する数値例２のワイド個眼およびテレ個眼のレンズ断面図。
【図１２】数値例２のワイド個眼およびテレ個眼の収差図。
【図１３】実施例３に対応する数値例３のワイド個眼およびテレ個眼のレンズ断面図。
【図１４】数値例３のワイド個眼およびテレ個眼の収差図。
【図１５】実施例４に対応する数値例４のワイド個眼およびテレ個眼のレンズ断面図。
【図１６】数値例４のワイド個眼およびテレ個眼の収差図。
【図１７】実施例５に対応する数値例５のワイド個眼およびテレ個眼のレンズ断面図。
【図１８】数値例５のワイド個眼およびテレ個眼の収差図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
後述する各実施例の撮像装置は、撮像光学系として焦点距離が互いに異なる複数の単焦点撮像光学系を備えるとともに、それぞれの単焦点光学系に対応する複数の撮像領域を有する撮像部を備えることによって連続的なズーミングを実現する。撮像部は、それぞれの単焦点光学系に対応する複数の撮像素子（撮像領域）により構成されてもよいし、１つの撮像素子を複数の撮像領域に分割することで構成されてもよい。
【００１３】
また、各実施例の撮像装置は、連続的なズーミングを実現するために、互いに画角が異なる複数の画像を同時に撮像する。この際、撮像により取得された画像の一部をトリミングして、該トリミング範囲を拡大することによって擬似的にズーミングと同一の効果を得るデジタルズームにより、複数の単焦点撮像光学系の画角の間の画角を補間する。すなわち、撮像部が生成する互いに異なる画角を有する複数の第１の画像を用いて、該複数の第１の画像の画角とは異なる画角を有する第２の画像を生成する。
【００１４】
また、各実施例では、デジタルズームにより得られる画像の一部に、望遠側の撮像光学系を通じて取得された望遠画像を合成することにより、一部の解像度が高くて他の部分の解像度が低い中間画角の画像を得る。すなわち、第２の画像を、複数の第１の画像のうち第２の画像の画角より広い画角を有する第１の画像の一部をトリミングした画像と第２の画像の画角よりも狭い画角を有する第１の画像を縮小した画像とを合成することで生成する。
【００１５】
さらに、各実施例では、互いに画角が異なる複数の画像を用いて被写体の奥行きに関する情報（以下、奥行き情報という）を算出する。
【００１６】
以下、簡易な処理で中間画角画像を得る処理の詳細を図２を用いて説明する。ここでは、図２（ａ）に示す焦点距離が互いに異なる３つの撮像光学系を備えた複眼撮像装置が行う処理を例として説明する。図２（ａ）におけるＣＷ，ＣＭ，ＣＴは互いに焦点距離の異なる撮像光学系を示しており、ＣＷが最も短い焦点距離を持つ撮像光学系、ＣＴが最も長い焦点距離を持つ撮像光学系、ＣＭがそれらの間の焦点距離を持つ撮像光学系である。また、撮像光学系ＣＷ，ＣＭ，ＣＴの光軸は互いに平行である。
【００１７】
図２（ｂ）、図２（ｃ）および図２（ｄ）はそれぞれ、撮像光学系ＣＷ、ＣＭ，ＣＴを用いて被写体ＭＡＮを含むシーンを撮像することで取得された画像を示しており、それぞれの画像をＩＭＧｗ，ＩＭＧｍおよびＩＭＧｔという。ここで、画像の縦方向が図２（ａ）におけるＹ方向に対応し、横方向がＸ方向に対応している。また、これらの画像は全て同じ画素数Ｎを有する。これらの画像では、撮像光学系ＣＷ，ＣＭ，ＣＴの焦点距離が異なるために、画角および被写体倍率が異なっている。また、画像ＩＭＧｗにおいては、被写体ＭＡＮが画像の中心に位置しているが、撮像光学系ＣＷ，ＣＭ，ＣＴが互いに異なる位置に配置されているため、画像ＩＭＧｍ，ＩＭＧｔにおいて被写体ＭＡＮは画像の中心に位置しない。さらに、ここでは説明のため、これら３つの画像内の被写体像に対応する被写体は全て撮像装置から同一距離に位置し、同じ解像度を持つ理想状態を想定している。以下では、これら３つの画像を用いて、撮像光学系ＣＷの画角と撮像光学系ＣＭの画角との間の中間画角の画像ＩＭＧｉｍを生成する。
【００１８】
まず、撮像により取得された画像の一部をトリミングすることで中間画角画像を生成する処理について説明する。図２（ｅ）は、図２（ｂ）と同じく画像ＩＭＧｗを示しており、破線は生成する中間画角に対応する画像上の領域を示している。画像ＩＭＧｗ上の破線領域を切り出して画像ＩＭＧｗと同じ大きさに拡大することで、図２（ｆ）に示す画素数Ｎの中間画角画像ＩＭＧｉｍを生成することができる。画素数がＮよりも少ない切り出し画像から画素数Ｎの画像を生成する際には、バイリニア補間等の公知の画素補間処理を用いる。画像ＩＭＧｉｍは画素数がＮより少ない画像から生成されているために、解像度の低い画像である。
【００１９】
次に、中間画角よりも望遠側画角の画像を用いて中間画角画像の一部を高解像度化する処理について説明する。図２（ｇ）は、画像ＩＭＧｍを、縮小後の画像上の被写体倍率が画像ＩＭＧｉｍと同一となるよう縮小した画像ＩＭＧｍＲであり、この画像の画素数はＮである。画像上の黒領域は画像ＩＭＧｍの画角外であるために情報が存在しない画素領域を示しており、例えば画素値を０とする。図２（ｈ）は画像ＩＭＧｉｍを示しており、図中の破線ＲＭにより囲まれた領域は、画像ＩＭＧｍの画角領域に相当する画像領域を示している。
【００２０】
画像ＩＭＧｍＲのうち黒領域より内側の画像領域は、画素数Ｎの画像を用いて生成された画素数がＮより少ない領域であるため、画像ＩＭＧｉｍ上の破線ＲＭで囲まれた画像領域に比べて解像度が高い。このため、画像ＩＭＧｍＲのうち黒領域より内側の画像領域を画像ＩＭＧｉｍ上の破線ＲＭで囲まれた画像領域に嵌め込む処理を行うことにより、該画像ＩＭＧｉｍ上の破線ＲＭで囲まれた画像領域の解像度を向上させることができる。この嵌め込み処理の詳細については後述する。
【００２１】
図２（ｉ）は、画像ＩＭＧｔを、縮小後の画像上の被写体倍率が画像ＩＭＧｉｍと同一になるよう縮小した画像ＩＭＧｔＲを示している。図２（ｈ）に示す画像ＩＭＧｉｍ上における破線ＲＴで囲まれた領域は、該画像ＩＭＧｉｍ上における画像ＩＭＧｔに相当する画像領域を示している。画像ＩＭＧｍを用いて画像ＩＭＧｉｍの一部の解像度を向上させたように、画像ＩＭＧｔＲのうち黒領域より内側の画像領域を、画像ＩＭＧｉｍ上の破線ＲＴで囲まれた画像領域に嵌め込む処理を行う。これにより、画像ＩＭＧｉｍ上の破線ＲＴで囲まれた画像領域の解像度をさらに向上させることができる。
【００２２】
以上の処理により、互いに画角が異なる複数の画像を用いて、一部の解像度が高くて他の部分の解像度が低い中間画角画像を簡易な処理で生成することができる。
【００２３】
次に、上述した画素領域の嵌め込み処理について詳細を説明する。まず、図３を用いて、一般的な画像ＩＭＧ１と画像ＩＭＧ２間の対応する被写体領域の抽出手法の例を説明する。ここでの説明で用いられる画像座標（Ｘ，Ｙ）は、図３におけるそれぞれの画素群の左上を原点として定義し、水平方向をＸ方向とし、垂直方向をＹ方向とする。また、画像ＩＭＧ１の画像座標の（Ｘ，Ｙ）の画素値をＦ１（Ｘ，Ｙ）とし、視差画像ＩＭＧ２の画素値をＦ２（Ｘ，Ｙ）として説明する。
【００２４】
画像ＩＭＧ１における任意の座標（Ｘ，Ｙ）に対応する視差画像ＩＭＧ２の画素は、座標（Ｘ，Ｙ）における画像ＩＭＧ１の画素値Ｆ１（Ｘ，Ｙ）と最も類似したＩＭＧ２の画素値を探すことで求めることができる。図３における画像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２上のハッチング画素が互いに対応する画素である。ただし、一般的に任意の画素と最も類似した画素を探すことは難しいため、画像座標（Ｘ，Ｙ）の近傍の画素も用いてブロックマッチングと呼ばれる手法で類似画素を探索する。
【００２５】
例として、ブロックサイズが３である場合のブロックマッチングについて説明する。画像ＩＭＧ１上の任意の座標（Ｘ，Ｙ）の画素と、その前後の座標（Ｘ−１，Ｙ）、（Ｘ＋１，Ｙ）の２つの画素の計３画素の画素値はそれぞれ、Ｆ１（Ｘ，Ｙ）、Ｆ１（Ｘ−１，Ｙ）やよびＦ１（Ｘ＋１，Ｙ）となる。
【００２６】
これに対して、画像ＩＭＧ２上において座標（Ｘ，Ｙ）（Ｘ−１，Ｙ）、（Ｘ＋１，Ｙ）からＸ方向にｋだけシフトした画素の画素値はそれぞれ、Ｆ２（Ｘ＋ｋ，Ｙ），Ｆ２（Ｘ＋ｋ−１，Ｙ），Ｆ２（Ｘ＋ｋ＋１，Ｙ）となる。この場合、画像ＩＭＧ１上の座標（Ｘ，Ｙ）の画素との類似度Ｅを以下の式（１）で定義する。
【００２７】
【数１】
2018097306.tif 000003
【００２８】
この式（１）において逐次ｋの値を変えて類似度Ｅの値を計算し、最も小さい類似度Ｅを与える（Ｘ＋ｋ，Ｙ）が、画像ＩＭＧ１上の座標（Ｘ，Ｙ）に対する画像ＩＭＧ２上の対応画素（対応点）である。
【００２９】
次に、嵌め込み処理を具体的に説明する。図４（ａ）および図４（ｂ）はそれぞれ、画像ＩＭＧｍＲおよび画像ＩＭＧｉｍを示しており、前述したブロックマッチングを用いて画像ＩＭＧｍＲと画像ＩＭＧｉｍとの間で対応点の抽出を行う。ここで、抽出する対応点は任意の数の任意の位置の点でよい。例えば、画像ＩＭＧｍＲ上で４つの構造が密な画素領域中の点を選び、それらに対応する画像ＩＭＧｉｍ上の点を抽出すればよい。
【００３０】
画像ＩＭＧｍＲおよび画像ＩＭＧｉｍは被写体倍率が同一の画像であり、また、それぞれの取得に用いられた撮像光学系が互いに異なる位置に配置され、かつそれら撮像光学系の光軸は互いに平行である。このため、４つの対応点のそれぞれで算出されたｋは、理想的には同一の値となる。すなわち、図４（ｃ）に示すように、画像ＩＭＧｍＲをｋ画素だけ平行シフトさせた画像と画像ＩＭＧｉｍとでは、黒領域においては同じ画素アドレスが同じ被写体を表す。ノイズ等の影響により４つの対応点のそれぞれで算出されるｋが異なる場合には、それらの平均値Ｋを算出し、画像ＩＭＧｍＲをＫ画素だけ平行シフトさせればよい。平行シフトさせた画像ＩＭＧｍＲにおける黒領域の内側の画像領域の画素値を、画像ＩＭＧｉｍにおける同じ画素アドレスの画素値と置換することにより、高解像度画像を画角が異なる低解像度画像の対応領域に嵌め込んで該対応領域を高解像度化することができる。
【００３１】
以上説明した嵌め込み処理は、平行シフトさせた画像ＩＭＧｍＲと画像ＩＭＧｉｍにおいて、同じ画素アドレスの画素値を置換しているが、それぞれに重みを付けて和をとった値を画像ＩＭＧｉｍの画素値としてもよい。
【００３２】
次に、ここまで説明した高解像度化処理に用いる互いに画角が異なる複数の画像のパースペクティブが互いに異なることの影響について説明する。ここで、パースペクティブとは、被写体距離に対する被写体倍率の変化率を意味する。
【００３３】
図５（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれ、同じ位置からの撮像により取得された広角画像ＩＭＧｗおよび望遠画像ＩＭＧｔを示す。画像ＩＭＧｗおよび画像ＩＭＧｔのそれぞれの取得に用いられた２つの撮像系は、それぞれの撮像素子が光軸方向における互いに同一の位置に配置されているが、それぞれの撮像素子から撮像光学系の入射瞳面までの距離は互いに異なる。すなわち、画像ＩＭＧｗおよび画像ＩＭＧｔのパースペクティブは互いに異なっている。
【００３４】
図５（ｃ）は、画像ＩＭＧｗにおける被写体の奥行きを示す。黒領域は被写体ＭＡＮの奥行きを示し、白領域は背景ＢＧの奥行きを示す。背景ＢＧは被写体ＭＡＮよりも奥に（撮像装置からより離れて）位置する。言い換えれば、撮像装置から被写体ＭＡＮまでの距離よりも、撮影装置から背景ＢＧまでの距離の方が大きい。
【００３５】
図５（ｄ）は、画像ＩＭＧｔを用いて画像ＩＭＧｗの一部を高解像度化した画像を示す。このとき、被写体ＭＡＮの被写体倍率が画像ＩＭＧｗと同一になるように画像ＩＭＧｔを縮小しているが、画像ＩＭＧｗと画像ＩＭＧｔとではパースペクティブが異なるために背景ＢＧの被写体倍率が異なっている。このため、画像ＩＭＧｗ上の画像ＩＭＧｔの画角に相当する画像領域ＲＴの境界上で背景ＢＧが不連続となる。また、背景ＢＧの被写体倍率が画像ＩＭＧｗと同一になるように画像ＩＭＧｔを縮小した際には、画像領域ＲＴの境界上で被写体ＭＡＮが不連続となる。
【００３６】
このように、互いに画角が異なる複数の画像のパースペクティブが異なるときには、縮小またはトリミング処理では画像全域で被写体倍率を同一にすることができない。このため、前述したように望遠画像を用いて広角画像の一部を高解像度化する処理を行うのは困難である。
【００３７】
図６を用いて、パースペクティブが異なることによる被写体倍率のずれの影響を定量的に説明する。平面ＥＰＷおよび平面ＥＰＴは、画像ＩＭＧｗを取得する広角撮像光学系および画像ＩＭＧｔを取得する望遠撮像光学系のそれぞれの入射瞳面を示す。ＩＳは撮像素子を示す。点ＥＰＷｃは、入射瞳面ＥＰＷと光軸ＯＡとの交点を示し、点ＥＰＴｃは入射瞳面ＥＰＴと光軸ＯＡとの交点を示す。以下の説明では、入射瞳面と光軸との交点を入射瞳面中心という。
【００３８】
破線で示す領域ＦＯＶＷおよび点線で示す領域ＦＯＶＴはそれぞれ、画像ＩＭＧｗおよび画像ＩＭＧｔに対応する画角領域である。また、一点鎖線で示す領域ＦＯＶＷＲは、平面Ｄ１に位置する被写体の被写体倍率が画像ＩＭＧｔと同一になるように画像ＩＭＧｗをトリミングする画像領域に対応する画角領域である。
【００３９】
ΔＥＰは望遠撮像光学系および広角撮像光学系のそれぞれの入射瞳面ＥＰＴ，ＥＰＷ間の距離を示し、ｄ１は広角撮像光学系の入射瞳面ＥＰＷと平面Ｄ１との間の距離を示す。ｄ２は平面Ｄ１と平面Ｄ１よりも遠方に位置する平面Ｄ２との間の距離を示す。ａおよびｂは、平面Ｄ２における望遠撮像光学系およびトリミングを行った際の広角撮像光学系の半画角を示す。望遠撮像光学系および広角撮像光学系に対応する撮像素子ＩＳの大きさが同一である場合の平面Ｄ２における望遠撮像光学系およびトリミングを行った際の広角撮像光学系の画像上での被写体倍率の比を式（２）に示す。
【００４０】
【数２】
2018097306.tif 000004
【００４１】
例として、ｄ１＝１０００ｍｍ、ｄ２＝２０００ｍｍ、ΔＥＰ＝１０ｍｍであるときには、望遠撮像光学系とトリミングを行った際の広角撮像光学系それぞれの被写体倍率間の間で０．６６％の差が発生する。これは、撮像素子の画素数が縦３０００画素で横４０００画素である場合には、画像ＩＭＧｗと画像ＩＭＧｔとでは、背景部が画像中心から５割像高の位置において８画素だけずれて記録されていることとなり、このずれ分が嵌め込み境界で不連続成分として現れる。
【００４２】
ΔＥＰが大きくなるにつれて画素ずれ（被写体倍率ずれ）は大きくなるため、前述の簡易な処理により望遠画像を用いて広角画像の一部を高解像度化するには、ΔＥＰは小さい必要がある。
【００４３】
次に、互いに画角が異なる複数の画像を用いて、被写体の奥行き情報を求める処理について説明する。実施例において、複数の撮像光学系は互いに異なる位置に配置されているため、それぞれを用いた撮像により生成される画像には視差がある。この視差を用いて、被写体の奥行き情報を算出する（被写体距離を求める）ことができる。
【００４４】
図７を用いて、例として撮像系ＣＬおよび撮像系ＣＲの２つを用いたときの被写体距離の算出方法について説明する。撮像系ＣＬと撮像系ＣＲはそれぞれ、撮像光学系ＯＳと撮像素子（または撮像領域）ＩＳを有する。これら２つの撮像系ＣＬ，ＣＲ（撮像光学系ＯＳ）は互いに同じ画角を有する。撮像系ＣＬと撮像系ＣＲの入射瞳面中心がそれぞれ、点（−Ｄ／２，０）および点（＋Ｄ／２，０）に位置し、被写体Ａが点（ｚ，ｘ）に位置している。また、２つの撮像系ＣＬ，ＣＲの焦点距離をｆとする。これら２つの撮像系ＣＬ，ＣＲで被写体Ａを撮像したとき、撮像系ＣＬと撮像系ＣＲにおける被写体Ａの被写体像のそれぞれの撮像素子ＩＳの中心からのずれｚｌ，ｚｒはそれぞれ、式（３）と式（４）により与えられる。
【００４５】
【数３】
2018097306.tif 000005
【００４６】
【数４】
2018097306.tif 000006
【００４７】
これらの式を用いれば、被写体Ａまでの距離ｘは式（５）により算出される。
【００４８】
【数５】
2018097306.tif 000007
【００４９】
式（５）中のＤは、２つの撮像系ＣＬ，ＣＲの基線長である。以下の説明においては、ｚｒ−ｚｌを視差もしくは位相差という。また、このように２つの撮像系を用いて被写体距離を算出（測定）する手法をステレオ測距ともいう。
【００５０】
ここで、視差をｄ（＝ｚｒ−ｚｌ）とし、画像上の視差の分解能をΔｄとし、焦点距離をｆとし、基線長をＤとすると、被写体距離の算出分解能（測距分解能）Δｘは式（６）により与えられる。
【００５１】
【数６】
2018097306.tif 000008
【００５２】
式（６）から、基線長Ｄが長いほど測距分解能Δｘは小さくなり、高精度な測距が可能であることが理解できる。このため本実施例においては、より離れた位置に配置されている撮像光学系（個眼）同士を用いて奥行き情報を求めるのが好ましい。また、広角画像を用いれば広い被写体領域の奥行き情報を算出することが可能であるし、望遠画像を用いればその画像が高解像度であることにより高精度な測距が可能である。このため、測距条件によって適した個眼同士を用いて奥行き情報の算出を行えばよい。被写体の奥行き情報を求める際に用いる視差とは、互いに異なる位置に配置された複数の撮像光学系を用いて取得される複数の画像上での被写体の位置の差である。したがって、視差量は、具体的には前述した対応点抽出により算出されるｋに相当する。
【００５３】
互いに画角が異なる複数の画像を用いて被写体の奥行き情報を求める際には、事前にトリミングまたは縮小処理を行って、同じ画角を有する、すなわち被写体倍率が等しい複数の画像を用意してから前述した被写体の奥行き情報を求める処理を行う。しかし、互いに画角が異なる複数の画像の取得に用いられた複数の撮像光学系の入射瞳面の位置が異なる場合には、前述したパースペクティブが異なる（パースペクティブずれがある）ことの影響により、画像全域で被写体倍率が等しい画像を生成するのは困難である。このため、互いに画角が異なる複数の画像を用いて被写体の奥行き情報を求めるためには、該複数の画像のパースペクティブずれが小さいこと、つまりは複数の撮像光学系間のΔＥＰが小さいことが必要である。
【００５４】
次に、各実施例に共通する複眼撮像装置の構成について説明する。図１、図８（ａ）および図８（ｂ）を用いて説明する。図１には、複眼撮像装置（以下、単に撮像装置という）１の全体構成を示し、図８（ａ）および図８（ｂ）は撮像装置１に設けられた撮像ユニット１００の構成を示している。
【００５５】
撮像装置１は、撮像ユニット１００、Ａ／Ｄ変換器１０、画像処理部２０、システムコントローラ３０、撮像制御部４０、情報入力部５０、画像記録媒体６０および表示部７０を有する。
【００５６】
撮像ユニット１００は、被写体の光学像（被写体像）をそれぞれ形成する６つの撮像光学系（個眼）１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１３０ｂを有する。各撮像光学系は、フォーカスレンズを含む。また、６つの撮像光学系１１０ａ〜１３０ｂは互いの光軸が平行になるように配置されている。図１は、撮像ユニット１００における撮像光学系１１０ａ，１２０ｂの光軸を含む断面を示している。
【００５７】
同一の参照番号を付された２つの撮像光学系（例えば、１１０ａ，１１０ｂ）は、互いに同一の焦点距離を有する１組の撮像光学系である。本実施例では、焦点距離が互いに異なる３組の撮像光学系が設けられている。撮像光学系（ワイド個眼）１１０ａ，１１０ｂは３組のうち最も短い焦点距離を有する広角撮像光学系の組である。撮像光学系（ミドル個眼）１２０ａ，１２０ｂは撮像光学系１１０ａ，１１０ｂに比べて焦点距離が長い中間画角撮像光学系の組である。撮像光学系（テレ個眼）１３０ａ，１３０ｂは３組のうち最も長い焦点距離を有する望遠撮像光学系の組である。
【００５８】
また、撮像ユニット１００は、６つの撮像光学系１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１３０ｂのそれぞれに対応する６つの撮像素子２１０ａ，２１０ｂ，２２０ａ，２２０ｂ，２３０ａ，２３０ｂを有する。６つの撮像素子２１０ａ〜２３０ｂは一体で保持されて撮像素子ユニット２００を構成している。ただし、６つの撮像素子２１０ａ〜２３０ｂは同一平面上に位置しなくてもよい。
【００５９】
撮像光学系１００ａ〜１３０ｂは、撮像素子２１０ａ〜２３０ｂを含む撮像装置本体に対して一体に備えられていてもよいし、撮像装置本体に対して取り外し可能（交換可能）であってもよい。
【００６０】
撮像素子２１０ａ〜２３０ｂは、被写体像を光電変換することで電気信号（アナログ信号）を生成する。図１に示すＡ／Ｄ変換器１０は、撮像素２１０ａ〜２３０ｂから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して画像データとして画像処理部２０に出力する。
【００６１】
画像処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器１０からの画像データに対して所定の画素補間処理や色変換処理等の画像処理を行う。画像処理部２０で処理が行われた画像データは、システムコントローラ３０に送信される。画像処理部２０は撮像装置１に搭載された画像処理装置に相当する。
【００６２】
情報入力部５０は、ユーザが所望の撮像条件を選択して入力した情報を取得してシステムコントローラ３０にそのデータを供給する。システムコントローラ３０は、供給されたデータに基づいて撮像制御部４０を制御する。撮像制御部４０は、各撮像光学系のフォーカスレンズの位置や絞り値および各撮像素子の露光時間等の撮像に関する制御を行う。
【００６３】
システムコントローラ３０は、情報入力部５０からのデータに基づいて画像処理部２０を制御し、中間画角画像の生成や被写体の奥行き情報の生成を行わせる。
【００６４】
画像記録媒体６０は、静止画や動画を格納したり、画像ファイルを構成する場合のファイルヘッダを格納したりする。この画像記録媒体６０に、上述した被写体の奥行き情報を格納してもよい。
【００６５】
表示部７０は、液晶表示素子等により構成され、撮像前のライブビュー画像、撮像により取得された撮像画像、撮像装置１の状態および各種警告等を表示する。また、表示部７０は、画像処理部２０により生成された中間画角画像も表示する。
【００６６】
撮像ユニット１００のうち最も像側、つまりは最も被写体側から遠くに位置する撮像素子を基準撮像素子とし、該基準撮像素子からそれぞれの撮像光学系の入射瞳面までの距離をＥＰとする。複数の撮像光学系の距離ＥＰうち最も大きい値をＥＰｍａｘとし、最も小さい値をＥＰｍｉｎとする。また、テレ個眼の３５ｍｍ判換算焦点距離をｆtele35とすると、式（７）の条件を満足する。
【００６７】
【数７】
2018097306.tif 000009
【００６８】
ここで、３５ｍｍ判換算焦点距離とは、撮像光学系の最大像高が３５ｍｍ判フィルムの最大像高、つまりは２１.６３５ｍｍとなるように撮像光学系を比例拡大したときの焦点距離である。
【００６９】
式（７）の条件は、複数の撮像光学系のそれぞれの入射瞳面の位置とテレ個眼の焦点距離との関係を規定する。この条件を満足することで、互いに異なる画角を有する複数の画像間のパースペクティブずれが小さくなり、簡易な処理で擬似的なズーミングを再現することができる。
【００７０】
より好ましくは、式（７ａ）の条件を満足すると良い。さらに好ましくは、式（７ｂ）の条件を満足すると良い。
【００７１】
【数８】
2018097306.tif 000010
【００７２】
また、テレ個眼の焦点距離をｆｔｅｌｅとするとき、式（８）の条件を満足する。
【００７３】
【数９】
2018097306.tif 000011
【００７４】
式（８）の条件を満足することで、互いに異なる画角を有する複数の画像間のパースペクティブずれが小さくなり、簡易な処理で擬似的なズーミングを再現することができる。
【００７５】
より好ましくは、式（８ａ）を満足すると良い。さらに好ましくは式（８ｂ）の条件を満足すると良い。
【００７６】
【数１０】
2018097306.tif 000012
【００７７】
また、ＥＰｍａｘとＥＰｍｉｎは式（９）の条件を満足する。
【００７８】
【数１１】
2018097306.tif 000013
【００７９】
式（９）の条件を満足することで、互いに異なる画角有する複数の画像間のパースペクティブずれが小さくなり、簡易な処理で擬似的なズーミングを再現することができる。より好ましくは、式（９ａ）の条件を満足すると良い。さらに好ましくは、式（９ｂ）の条件を満足すると良い。
【００８０】
【数１２】
2018097306.tif 000014
【実施例１】
【００８１】
図９（ａ）,（ｂ）,（ｃ）はそれぞれ、複眼撮像装置１に適用可能な実施例１（数値例１）としての撮像ユニットのワイド個眼、ミドル個眼およびテレ個眼の構成を示す。各図の左側が被写体側（前側）であり、右側が像側（後側）である。ＳＰは開口絞り、ＩＰは像面である。像面ＩＰには、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子の撮像面が配置される。各個眼は、フォーカスレンズを移動させてフォーカシングを行うフォーカス機構を有する。フォーカス機構は、ステッピングモータ等のアクチュエータを用いてフォーカスレンズを光軸方向に移動させる。例えば、無限遠被写体から近距離被写体へのフォーカシングに際してはフォーカスレンズを被写体側に移動させる。
【００８２】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、数値例１のワイド、ミドルおよびテレ個眼の収差図である。収差図において、ｄ−ｌｉｎｅおよびｇ−ｌｉｎｅはそれぞれｄ線およびｇ線を示し、ΔＭおよびΔＳはそれぞれメリディオナル像面およびサッジタル像面を示す。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。上述した撮像ユニットの基本的な構成と記号の意味および収差図に関する記号の意味は、後述する他の実施例でも同じである。
【００８３】
各個眼の像面と入射瞳面との間隔は、各個眼が無限遠物体に合焦した状態で、ワイド個眼が２３．１５５４６７ｍｍ、ミドル個眼が１８．２８７５０５ｍｍ、テレ個眼が９．１６１８５５ｍｍである。各個眼は、ワイド個眼の像面を基準面として、該基準面と各個眼の入射瞳面との間隔が同一となるように配置されている。すなわち、ミドル個眼はその像面がワイド個眼の像面から４．８６７９６２ｍｍ前側に位置するように配置されており、テレ個眼はその像面がワイド個眼の像面から１３．９９３６１２ｍｍ前側に位置するように配置されている。なお、ワイド、ミドルおよびテレ個眼のそれぞれの像面の位置の相対関係がこれらの関係を満たしていればよく、必ずしもワイド個眼の像面を基準としなくてもよい。
【００８４】
本実施例は、テレ、ミドルおよびワイド個眼を、テレ個眼の入射瞳面とワイド個眼の入射瞳面との間の距離（以下、入射瞳面間距離という）ΔＥＰが小さくなるように相対的に配置している。これにより、互いに異なる画角を有する複数の画像の同時取得と画像間のパースペクティブずれの低減とを両立することができる。これにより、簡易な処理で撮像後のズーミングを実現することができる。
【実施例２】
【００８５】
図１１（ａ），（ｂ）はそれぞれ、複眼撮像装置１に適用可能な実施例２（数値例２）としての撮像ユニットのワイド個眼およびテレ個眼の構成を示す。図１２（ａ），（ｂ）は、数値例２のワイドおよびテレ個眼の収差図である。
【００８６】
本実施例では、実施例１と異なり、ワイド個眼とテレ個眼の像面はともに同一平面上に位置している。このため、撮像素子としてはワイド個眼とテレ個眼のそれぞれに設けてもよいし、１つの撮像素子にワイド個眼用とテレ個眼用の撮像領域を設けてもよい。
【００８７】
本実施例は、テレおよびワイド個眼としてそれらの像面から入射瞳面までの距離の差が小さい光学構成を採用することで、テレおよびワイド個眼の入射瞳面間距離ΔＥＰを小さくしている。これにより、互いに異なる画角を有する複数の画像の同時取得と画像間のパースペクティブずれの低減とを両立することができ、その結果、簡易な処理で撮像後のズーミングを実現することができる。
【実施例３】
【００８８】
図１３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、複眼撮像装置１に適用可能な実施例３（数値例３）としての撮像ユニットのワイド個眼およびテレ個眼の構成を示す。図１４（ａ），（ｂ）は、数値例３のワイドおよびテレ個眼の収差図である。
【００８９】
本実施例でも、実施例２と同様に、ワイド個眼とテレ個眼の像面はともに同一平面上に位置している。このため、撮像素子としてはワイド個眼とテレ個眼のそれぞれに設けてもよいし、１つの撮像素子にワイド個眼用とテレ個眼用の撮像領域を設けてもよい。
【００９０】
本実施例も、テレおよびワイド個眼としてそれらの像面から入射瞳面までの距離の差が小さい光学構成を採用することで、テレおよびワイド個眼の入射瞳面間距離ΔＥＰを小さくしている。これにより、互いに異なる画角を有する複数の画像の同時取得と画像間のパースペクティブずれの低減とを両立することができる。これにより、簡易な処理で撮像後のズーミングを実現することができる。
【００９１】
ここで、具体的な撮像装置の仕様を示すことで、上述したように簡易な処理を実現できることを示す。実施例３のテレ個眼の焦点距離は１５ｍｍであり、Ｆナンバーは２．８８である。実施例３の各撮像素子（例えば１２Ｍ画素のＣＭＯＳセンサ）の画素数を縦３０００画素、横４０００画素とする。撮像素子の半対角長は３．８７ｍｍであるので、各画素のサイズは１．５４μｍとなる。このとき、テレ個眼を用いて距離３０００ｍｍの被写体にピントを合わせ、許容錯乱円径を画素サイズの２倍の３．０８μｍと定義すると、被写界深度範囲はおよそ２７００〜３４００ｍｍの範囲となる。つまり、実施例３のテレ個眼を用いて距離３０００ｍｍの被写体にピントを合わせて撮像を行った場合には、距離２７００〜３４００ｍｍの範囲にある被写体の合焦画像を取得することができる。つまり、この距離範囲にある被写体が高解像度で取得されたメイン被写体であると言える。
【００９２】
ここで、ワイド個眼とテレ個眼の入射瞳面間距離ΔＥＰは２．２３６１ｍｍであるので、これを式（２）に代入してテレ個眼とトリミングを行った後のワイド個眼との倍率誤差を算出する。ｄ１＝３０００ｍｍ、ｄ２＝２７００ｍｍとした場合は、倍率誤差は０．０３５％となる。ｄ１＝３０００ｍｍ、ｄ２＝３４００ｍｍとした場合は、倍率誤差は０．０３９６％となる。これを１０割像高での画素ずれ量として換算すると、それぞれ０．８８２画素ずれと０．９８９画素ずれに相当する。これは、パースペクティブずれが１画素以内に収まっていることを示しており、画像合成時にパースペクティブ補正を省略することが可能であることを示している。
【００９３】
したがって、上記仕様の撮像素子を用いた場合には、実施例３に示した光学条件により、テレ個眼の被写界深度内の被写体の画像については、トリミング処理のみでワイド個眼の画像と合成することが可能となる。
【００９４】
ここで、実施例３は、式（７），（８），（９）の条件の上限値に近い値をとり（表１参照）、この上限値を超えると上記仕様の撮像素子を用いた際にパースペクティブ補正が必要となることが理解される。
【００９５】
また、本実施例でも、実施例２と同様に、各個眼の像面（撮像素子）が同一平面上に位置するため、撮像装置１を薄型化することができる。
【実施例４】
【００９６】
図１５（ａ），（ｂ）はそれぞれ、複眼撮像装置１に適用可能な実施例４（数値例４）としての撮像ユニットのワイド個眼およびテレ個眼の構成を示す。図１６（ａ），（ｂ）は、数値例４のワイドおよびテレ個眼の収差図である。
【００９７】
本実施例でも、実施例２と同様に、ワイド個眼とテレ個眼の像面はともに同一平面上に位置している。このため、撮像素子としてはワイド個眼とテレ個眼のそれぞれに設けてもよいし、１つの撮像素子にワイド個眼用とテレ個眼用の撮像領域を設けてもよい。
【００９８】
本実施例も、テレおよびワイド個眼としてそれらの像面から入射瞳面までの距離の差が小さい光学構成を採用することで、テレおよびワイド個眼の入射瞳面間距離ΔＥＰを小さくしている。これにより、互いに異なる画角を有する複数の画像の同時取得と画像間のパースペクティブずれの低減とを両立することができる。これにより、簡易な処理で撮像後のズーミングを実現することができる。また、各個眼の像面（撮像素子）が同一平面上に位置するため、撮像装置１を薄型化することができる。
【実施例５】
【００９９】
図１７（ａ），（ｂ）はそれぞれ、複眼撮像装置１に適用可能な実施例５（数値例５）としての撮像ユニットのワイド個眼およびテレ個眼の構成を示す。図１８（ａ），（ｂ）は、数値例５のワイドおよびテレ個眼の収差図である。
【０１００】
本実施例でも、実施例２と同様に、ワイド個眼とテレ個眼の像面はともに同一平面上に位置している。このため、撮像素子としてはワイド個眼とテレ個眼のそれぞれに設けてもよいし、１つの撮像素子にワイド個眼用とテレ個眼用の撮像領域を設けてもよい。
【０１０１】
本実施例も、テレおよびワイド個眼としてそれらの像面から入射瞳面までの距離の差が小さい光学構成を採用することで、テレおよびワイド個眼の入射瞳面間距離ΔＥＰを小さくしている。これにより、互いに異なる画角を有する複数の画像の同時取得と画像間のパースペクティブずれの低減とを両立することができる。これにより、簡易な処理で撮像後のズーミングを実現することができる。また、各個眼の像面（撮像素子）が同一平面上に位置するため、撮像装置１を薄型化することができる。
【０１０２】
実施例１〜５では、互いに焦点距離が異なる複数の個眼をそれら個眼の入射瞳面間距離ΔＥＰが小さくなるように相対配置したり、複数の個眼のそれぞれの像面から入射瞳面までの距離の差が小さい光学構成を採用したりする場合について説明した。各実施例に共通する特徴は、複数の個眼の入射瞳間距離ΔＥＰが小さいことであり、複数の個眼の相対位置の調整および複数の個眼のそれぞれの光学構成の調整以外の手法によって該複数の個眼の入射瞳面間距離ΔＥＰを小さくしてもよい。
【０１０３】
以下、上述した数値例１〜５の数値データを示す。各数値例において、ｉは被写体側から数えた面の番号を示す。ｒｉはｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の軸上間隔である。ｎｄｉおよびνｄｉはそれぞれ、ｄ線に対するｉ番目の光学部材の材料の屈折率およびアッベ数である。間隔ｄが０とは、前後の面が接合されていることを示す。
【０１０４】
また、非球面形状は、Ｒを曲率半径とし、非球面係数をＫ,  Ａ３，Ａ４,Ａ５，Ａ６,Ａ７，Ａ８,Ａ９,Ａ１０,Ａ１１，Ａ１２として次式で与えられる。
【０１０５】
Ｘ=（Ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（Ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ａ３・Ｈ３
＋Ａ４・Ｈ４＋Ａ５・Ｈ５＋Ａ６・Ｈ６＋Ａ７・Ｈ７＋Ａ８・Ｈ８＋Ａ９・Ｈ９
＋Ａ１０・Ｈ１０＋Ａ１１・Ｈ１１＋Ａ１２・Ｈ１２
なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味する。
【０１０６】
焦点距離、Ｆナンバー、画角、入射瞳面位置および相対入射瞳面位置はそれぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの値を表す。ＢＦは最終レンズ面から像面までの距離を空気換算した値である。入射瞳面位置は各個眼における像面と入射瞳面との間の間隔であり、相対入射瞳面位置はワイド個眼の像面と他の個眼の入射瞳面との間の間隔である。
【０１０７】
式（７）〜（９）に対する各数値例の関係を表１に示す。式（７）〜（９）の計算条件として、ＥＰｍａｘおよびＥＰｍｉｎには、前述した基準像面と各個眼の入射瞳面との間の間隔（距離）のうち最大値と最小値を代入する。また、ｆteleにはテレ個眼の焦点距離を代入し、ｆtele35にはテレ個眼の３５ｍｍ判換算焦点距離を代入することとする。
（数値例１）
ワイド個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1         12.599    1.20   1.69680    55.5       12.35
2          5.910    2.88                          9.42
3         19.467    1.10   1.49700    81.5        8.46
4          5.765    6.02                          7.03
5         -7.026    1.11   1.48749    70.2        5.04
6         -5.674                                  5.01
7(絞り)    ∞       0.70                          2.89
8*        13.248    1.58   1.55332    71.7        2.97
9       -129.295    0.98                          3.27
10         92.108    1.84   1.49700    81.5        3.90
11         -4.284    1.34                          4.37
12        144.744    1.87   1.48749    70.2        4.39
13         -4.145    0.80   1.69895    30.1        4.38
14         31.503    0.38                          4.61
15          6.152    1.29   1.80610    40.7        4.90
16*         5.350                                  4.63
像面        ∞   
非球面データ
第8面
K =-2.21433e+001  A 4=-1.36293e-003  A 6=-2.39800e-004  A 8=-5.99206e-006  
第16面
K = 6.34483e-002  A 4= 2.20028e-003  A 6= 8.54877e-005  
各種データ
焦点距離       4.40  
Fナンバー      3.60  
画角          41.37  
像高           3.88  
レンズ全長    30.63  
BF             4.51  
入射瞳面位置        23.155467
相対入射瞳面位置    23.155467
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -17.25
2       3    -16.93
3       5     47.60
4       8     21.80
5      10      8.29
6      12      8.30
7      13     -5.19
8      15   -179.55
ミドル個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1          9.170    1.11   2.00100    29.1       10.70
2          6.253    8.85                          9.11
3          7.926    2.16   1.80518    25.4        5.82
4        -12.559    2.00   1.84666    23.8        5.03
5          6.151                                  3.66
6(絞り)    ∞       0.50                          3.09
7          8.139    1.33   2.00100    29.1        3.11
8        -52.364    0.10                          3.13
9          6.449    1.75   1.72916    54.7        3.25
10        -11.724    0.77   1.85478    24.8        3.22
11          3.981    0.89                          3.23
12          7.838    2.68   1.76802    49.2        3.98
13*        23.288                                  4.56
像面        ∞   
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.48580e-004  A 6=-7.54389e-005  A 8= 5.78037e-006  
A10=-2.24378e-007  
各種データ
焦点距離       9.00  
Fナンバー      3.60  
画角          23.29  
像高           3.88  
レンズ全長    28.83  
BF             5.18  
入射瞳面位置        18.287505
相対入射瞳面位置    23.155467
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -24.25
2       3      6.33
3       4     -4.65
4       7      7.12
5       9      5.95
6      10     -3.40
7      12     14.30
テレ個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*        13.031    2.05   1.55332    71.7        9.71
2         49.486    6.28                          9.04
3       -974.786    1.26   1.60342    38.0        4.96
4          6.738    2.03   1.51633    64.1        4.31
5        -13.932                                  4.12
6(絞り)    ∞       2.83                          3.68
7         26.728    2.54   2.00069    25.5        4.60
8         -5.327    1.50   1.80809    22.8        4.73
9         24.119    0.67                          4.66
10         -6.046    1.51   1.48749    70.2        4.67
11        -70.836                                  5.32
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.04359e-005  A 6=-5.74508e-007  A 8=-8.79561e-010  
各種データ
焦点距離      21.00  
Fナンバー      3.60  
画角          10.45  
像高           3.88  
レンズ全長    27.21  
BF             5.03  
入射瞳面位置    9.161855  
相対入射瞳面位置   23.155467
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     31.34
2       3    -11.08
3       4      9.10
4       7      4.62
5       8     -5.28
6      10    -13.66
（数値例２）
ワイド個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       201.674    0.38   1.69680    55.5        6.97
2*         6.561    1.88                          5.97
3*       -18.014    0.94   1.59240    68.3        5.44
4*        -4.276    0.31                          5.51
5*         6.208    0.84   1.80518    25.4        3.63
6*         3.385    1.27                          2.92
7(絞り)    ∞       1.05                          2.44
8*       -30.088    0.79   1.64000    60.1        3.74
9*        -3.082    0.20                          3.90
10*        10.911    1.09   1.59240    68.3        4.31
11*       -13.592    1.74                          4.51
12*       -10.128    0.50   1.84666    23.8        4.39
13*         7.782                                  4.47
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 3.18533e+003  A 4= 5.43061e-004  A 6= 1.11859e-005  
第2面
K = 1.77382e+000  A 4=-3.42682e-005  A 6=-6.65898e-005  
第3面
K = 7.90003e+000  A 4=-1.31130e-003  A 6=-5.49278e-004  
第4面
K =-8.28738e+000  A 4=-5.28202e-003  A 6=-1.42577e-004  
第5面
K =-1.49274e+000  A 4=-8.25946e-003  A 6=-9.50477e-004  
第6面
K =-5.17503e+000  A 4=-2.93008e-004  A 6=-5.80465e-005  
第8面
K =-4.26537e+001  A 4=-1.31809e-003  A 6= 7.24701e-005  
第9面
K =-1.03131e+000  A 4=-2.26502e-003  A 6=-2.47866e-004  
第10面
K =-3.26403e+001  A 4=-2.99975e-004  A 6=-6.77727e-004  
第11面
K = 5.94643e+000  A 4=-5.39096e-003  A 6=-1.59762e-004  
第12面
K =-2.52189e+001  A 4=-3.15116e-003  A 6= 5.30793e-004  
第13面
K =-1.26747e+001  A 4= 4.33944e-003  A 6= 1.74776e-004  
各種データ
焦点距離       5.20  
Fナンバー      2.84  
画角          36.59  
像高           3.86  
レンズ全長    14.05  
BF             3.05  
入射瞳面位置        10.500027
相対入射瞳面位置    10.500027
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -9.74
2       3      9.23
3       5    -10.66
4       8      5.30
5      10     10.39
6      12     -5.13
テレ個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*         7.944    0.51   1.49700    81.5        7.25
2*         7.529    2.41                          6.98
3*         3.726    1.44   1.61800    63.3        5.29
4*       101.561    0.53                          4.83
5*         7.186    0.83   1.80518    25.4        4.04
6*         3.248    0.55                          3.33
7(絞り)    ∞       1.25                          3.25
8*        -8.552    1.28   1.64000    60.1        3.41
9*        27.157    1.29                          4.16
10*         7.356    1.42   1.59240    68.3        6.25
11*        19.062    2.21                          6.36
12*         5.904    0.71   1.84666    23.8        7.31
13*         7.630                                  7.15
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 6.23259e-001  A 4=-3.90597e-004  A 6=-1.87272e-005  
第2面
K = 7.77525e-001  A 4=-6.85926e-004  A 6=-4.70070e-005  
第3面
K = 1.60161e-001  A 4= 5.60777e-005  A 6=-1.66027e-005  
第4面
K = 1.11453e+003  A 4= 2.32860e-003  A 6=-3.60349e-005  
第5面
K =-8.87330e+000  A 4=-2.17576e-003  A 6= 2.61698e-004  
第6面
K = 1.74147e-001  A 4=-9.22386e-003  A 6= 4.65217e-004  
第8面
K = 1.43693e+001  A 4= 4.51859e-003  A 6=-9.41617e-004  
第9面
K = 1.14385e+002  A 4= 6.11052e-003  A 6=-7.95376e-004  
第10面
K = 9.59440e-001  A 4=-2.05043e-004  A 6= 1.57404e-005  
第11面
K =-7.51781e+001  A 4=-1.58918e-003  A 6= 9.61757e-005  
第12面
K =-2.06557e+000  A 4=-1.81036e-003  A 6= 1.00403e-004  
第13面
K = 1.81269e+000  A 4=-3.17830e-003  A 6= 9.78732e-005  
各種データ
焦点距離      15.00  
Fナンバー      2.88  
画角          14.43  
像高           3.86  
レンズ全長    17.63  
BF             3.18  
入射瞳面位置         10.500015  
相対入射瞳面位置     10.500015  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -489.22
2       3      6.22
3       5     -8.12
4       8    -10.02
5      10     19.35
6      12     25.95
（数値例３）
ワイド個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       -50.720    0.78   1.72916    54.7        5.43
2*         3.903    2.11                          4.16
3*         9.464    0.41   1.59240    68.3        3.67
4*      -310.383    1.45                          3.59
5(絞り)    ∞                                     3.00
6*       117.090    0.90   1.80518    25.4        3.05
7*        15.022    0.39                          3.41
8*        11.592    1.65   1.64000    60.1        4.11
9*        -7.162                                  4.64
10*         6.489    1.99   1.59240    68.3        5.49
11*        -9.646    1.43                          5.59
12*        27.396    0.45   1.84666    23.8        4.68
13*         4.732                                  4.47
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.39784e+003  A 4= 1.42852e-003  A 6= 1.93392e-005  
第2面
K = 1.30013e+000  A 4= 1.66030e-004  A 6=-1.84189e-005  
第3面
K = 1.35548e+001  A 4=-2.62249e-003  A 6=-3.35919e-004  
第4面
K = 1.67898e+004  A 4= 1.89254e-004  A 6=-1.23993e-004  
第6面
K =-1.45513e+003  A 4= 6.98572e-004  A 6= 1.86520e-004  
第7面
K =-5.28938e+001  A 4= 3.20245e-003  A 6= 2.63310e-004  
第8面
K =-2.82151e+001  A 4= 3.26462e-003  A 6=-3.99576e-005  
第9面
K =-1.78525e+000  A 4=-5.68605e-004  A 6=-3.37859e-005  
第10面
K =-8.72749e+000  A 4= 2.15334e-003  A 6=-2.93238e-004  
第11面
K = 1.67089e+000  A 4=-2.08245e-003  A 6= 1.24336e-005  
第12面
K = 9.80268e+000  A 4=-8.65052e-003  A 6= 7.25230e-004  
第13面
K =-3.97681e+000  A 4= 7.59091e-004  A 6= 6.08960e-004  
各種データ
焦点距離       5.20  
Fナンバー      2.88  
画角          36.62  
像高           3.87  
レンズ全長    17.86  
BF             4.75  
入射瞳面位置        15.220198
相対入射瞳面位置    15.220198
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -4.94
2       3     15.51
3       6    -21.49
4       8      7.16
5      10      6.86
6      12     -6.82
テレ個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*        35.823    1.50   1.72916    54.7        6.94
2*       135.803    1.47                          6.54
3*        13.436    2.13   1.59240    68.3        5.94
4*        -9.633    0.98                          5.37
5(絞り)    ∞                                     4.21
6*       -13.810    0.96   1.80518    25.4        4.20
7*        60.932    0.27                          4.22
8*         5.538    1.25   1.64000    60.1        4.50
9*         4.509                                  4.19
10*         6.481    1.69   1.59240    68.3        5.06
11*         5.061    1.40                          5.32
12*         6.275    1.25   1.84666    23.8        6.28
13*         6.846                                  6.11
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-8.49665e+001  A 4=-5.70428e-004  A 6=-3.93001e-006  
第2面
K = 4.54931e+002  A 4= 1.27133e-004  A 6= 1.48073e-005  
第3面
K =-1.11701e+001  A 4= 1.14812e-003  A 6=-2.25312e-005  
第4面
K = 8.42303e-001  A 4= 9.35453e-005  A 6= 4.50797e-006  
第6面
K =-7.42277e+001  A 4= 2.34627e-003  A 6= 7.75718e-006  
第7面
K =-9.00000e+001  A 4= 4.80467e-003  A 6= 7.24665e-005  
第8面
K =-1.03767e+001  A 4= 6.56606e-003  A 6= 1.46568e-004  
第9面
K = 1.08825e+000  A 4= 2.13004e-004  A 6= 5.49288e-004  
第10面
K =-7.95360e-001  A 4=-9.10018e-004  A 6= 1.30988e-005  
第11面
K =-5.42137e+000  A 4= 1.10470e-003  A 6=-1.87525e-004  
第12面
K =-8.69932e-003  A 4=-3.37554e-003  A 6= 1.80329e-004  
第13面
K = 1.99191e+000  A 4=-4.55184e-003  A 6= 1.49814e-004  
各種データ
焦点距離      15.00  
Fナンバー      2.88  
画角          14.45  
像高           3.87  
レンズ全長    18.45  
BF             3.98  
入射瞳面位置        12.984092
相対入射瞳面位置    12.984092
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     66.31
2       3      9.81
3       6    -13.90
4       8    -72.12
5      10    -69.90
6      12     44.32
（数値例４）
ワイド個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       212.566    0.75   1.69680    55.5        7.63
2*         6.440    2.49                          6.17
3*       -18.572    1.08   1.59240    68.3        5.25
4*        -4.354    0.37                          5.31
5*         6.379    0.84   1.80518    25.4        3.52
6*         3.463    1.22                          2.90
7(絞り)    ∞       1.02                          2.53
8*       -32.652    0.95   1.64000    60.1        3.59
9*        -3.158    0.67                          3.87
10*        10.908    1.06   1.59240    68.3        4.41
11*       -14.162    1.59                          4.59
12*        -9.828    0.27   1.84666    23.8        4.39
13*         8.238                                  4.44
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 2.49294e+003  A 4= 5.14313e-004  A 6= 1.37152e-005  
第2面
K = 1.72943e+000  A 4=-3.19457e-005  A 6=-4.67479e-005  
第3面
K = 7.81956e+000  A 4=-1.32351e-003  A 6=-5.42120e-004  
第4面
K =-8.23582e+000  A 4=-5.27734e-003  A 6=-1.33093e-004  
第5面
K =-1.16560e+000  A 4=-8.09713e-003  A 6=-8.42313e-004  
第6面
K =-5.27822e+000  A 4=-3.58577e-004  A 6=-1.98298e-004  
第8面
K =-4.98936e+001  A 4=-1.25074e-003  A 6= 6.10265e-005  
第9面
K =-1.03792e+000  A 4=-2.16114e-003  A 6=-1.75868e-004  
第10面
K =-3.32390e+001  A 4=-2.65627e-004  A 6=-6.41767e-004  
第11面
K = 6.74228e+000  A 4=-5.47112e-003  A 6=-1.67590e-004  
第12面
K =-2.98736e+001  A 4=-3.36785e-003  A 6= 4.90705e-004  
第13面
K =-1.22972e+001  A 4= 4.46111e-003  A 6= 1.43275e-004  
各種データ
焦点距離       5.20  
Fナンバー      2.88  
画角          36.59  
像高           3.86  
レンズ全長    15.62  
BF             3.32  
入射瞳面位置     11.601196
相対入射瞳面位置    11.601196
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -9.54
2       3      9.34
3       5    -10.79
4       8      5.40
5      10     10.57
6      12     -5.26
テレ個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*         7.931    0.61   1.49700    81.5        7.34
2*         7.538    2.32                          7.03
3*         3.728    1.45   1.61800    63.3        5.35
4*       101.521    0.53                          4.91
5*         7.198    0.83   1.80518    25.4        4.01
6*         3.243    0.61                          3.31
7(絞り)    ∞       1.25                          3.20
8*        -8.627    1.20   1.64000    60.1        3.39
9*        27.150    1.29                          4.12
10*         7.355    1.31   1.59240    68.3        6.22
11*        19.105    2.20                          6.32
12*         5.912    0.67   1.84666    23.8        7.29
13*         7.631                                  7.14
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 6.14105e-001  A 4=-3.92256e-004  A 6=-1.78500e-005  
第2面
K = 7.88033e-001  A 4=-6.83587e-004  A 6=-4.77151e-005  
第3面
K = 1.57782e-001  A 4= 6.89830e-005  A 6=-1.62416e-005  
第4面
K = 1.10268e+003  A 4= 2.31776e-003  A 6=-3.74904e-005  
第5面
K =-9.00772e+000  A 4=-2.19417e-003  A 6= 2.54214e-004  
第6面
K = 1.79541e-001  A 4=-9.27279e-003  A 6= 4.59708e-004  
第8面
K = 1.46369e+001  A 4= 4.48128e-003  A 6=-9.99454e-004  
第9面
K = 1.13709e+002  A 4= 6.11569e-003  A 6=-8.31429e-004  
第10面
K = 9.58022e-001  A 4=-2.03991e-004  A 6= 1.57390e-005  
第11面
K =-7.44708e+001  A 4=-1.59004e-003  A 6= 9.58368e-005  
第12面
K =-2.06535e+000  A 4=-1.80843e-003  A 6= 1.00525e-004  
第13面
K = 1.81097e+000  A 4=-3.18275e-003  A 6= 9.77152e-005  
各種データ
焦点距離      15.00  
Fナンバー      2.88  
画角          14.43  
像高           3.86  
レンズ全長    17.42  
BF             3.15  
入射瞳面位置        10.101506
相対入射瞳面位置    10.101506
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -627.20
2       3      6.23
3       5     -8.09
4       8    -10.10
5      10     19.38
6      12     26.27
（数値例５）
ワイド個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*       -42.685    0.54   1.72916    54.7        5.12
2*         3.848    2.23                          4.09
3*         9.377    0.37   1.59240    68.3        3.60
4*      -371.413    1.22                          3.54
5(絞り)    ∞                                     3.03
6*       156.517    0.88   1.80518    25.4        3.08
7*        15.022    0.40                          3.54
8*        10.981    0.79   1.64000    60.1        4.30
9*        -7.177                                  4.40
10*         6.578    1.66   1.59240    68.3        5.26
11*        -9.747    1.53                          5.31
12*        20.007    0.33   1.84666    23.8        4.43
13*         4.733                                  4.28
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-8.55197e+002  A 4= 1.41102e-003  A 6= 2.66503e-005  
第2面
K = 1.27150e+000  A 4= 3.95059e-004  A 6=-4.71456e-005  
第3面
K = 1.42647e+001  A 4=-2.69563e-003  A 6=-3.95568e-004  
第4面
K = 2.61860e+004  A 4= 1.90416e-004  A 6=-1.03847e-004  
第6面
K =-2.69983e+003  A 4= 6.52873e-004  A 6= 1.63440e-004  
第7面
K =-5.28938e+001  A 4= 3.20245e-003  A 6= 2.63310e-004  
第8面
K =-2.88027e+001  A 4= 3.28991e-003  A 6=-6.45505e-005  
第9面
K =-1.61334e+000  A 4=-6.26639e-004  A 6=-4.95477e-005  
第10面
K =-8.79083e+000  A 4= 2.19316e-003  A 6=-2.77147e-004  
第11面
K = 1.70190e+000  A 4=-2.11778e-003  A 6= 1.56957e-005  
第12面
K =-3.02825e+000  A 4=-8.74513e-003  A 6= 6.68462e-004  
第13面
K =-3.55690e+000  A 4= 1.01223e-003  A 6= 6.70353e-004  
各種データ
焦点距離       5.20  
Fナンバー      2.88  
画角          36.62  
像高           3.87  
レンズ全長    16.40  
BF             4.90  
入射瞳面位置        13.975179
相対入射瞳面位置    13.975179
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -4.82
2       3     15.45
3       6    -20.69
4       8      6.90
5      10      6.89
6      12     -7.39
テレ個眼
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1*        37.958    1.22   1.72916    54.7        6.88
2*       125.307    1.34                          6.56
3*        13.875    2.59   1.59240    68.3        6.03
4*        -9.575    0.94                          5.30
5(絞り)    ∞                                     4.24
6*       -14.533    1.04   1.80518    25.4        4.22
7*        60.932    0.24                          4.24
8*         5.473    1.19   1.64000    60.1        4.51
9*         4.499                                  4.20
10*         7.099    2.17   1.59240    68.3        5.01
11*         5.426    1.17                          5.35
12*         6.434    1.30   1.84666    23.8        6.15
13*         6.804                                  5.96
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-9.61310e+001  A 4=-5.98873e-004  A 6=-2.17801e-006  
第2面
K = 4.98200e+002  A 4= 1.52560e-004  A 6= 1.41554e-005  
第3面
K =-1.18259e+001  A 4= 1.13037e-003  A 6=-2.34093e-005  
第4面
K = 7.95958e-001  A 4= 7.96407e-005  A 6= 3.94482e-006  
第6面
K =-8.41366e+001  A 4= 2.42332e-003  A 6= 7.60590e-006  
第7面
K =-9.00000e+001  A 4= 4.80467e-003  A 6= 7.24665e-005  
第8面
K =-1.00128e+001  A 4= 6.60868e-003  A 6= 1.56769e-004  
第9面
K = 9.98801e-001  A 4= 1.67203e-004  A 6= 5.66228e-004  
第10面
K =-4.51560e-001  A 4=-7.39046e-004  A 6= 8.21732e-006  
第11面
K =-5.94453e+000  A 4= 1.07998e-003  A 6=-1.74708e-004  
第12面
K = 1.97616e-001  A 4=-3.18494e-003  A 6= 1.86010e-004  
第13面
K = 2.18802e+000  A 4=-4.28066e-003  A 6= 1.54459e-004  
各種データ
焦点距離      15.00  
Fナンバー      2.88  
画角          14.45  
像高           3.87  
レンズ全長    18.62  
BF             3.88  
入射瞳面位置        13.216379
相対入射瞳面位置    13.216379
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     74.24
2       3      9.97
3       6    -14.48
4       8    -75.59
5      10    -75.17
6      12     53.65
【０１０８】
【表１】
2018097306.tif 000015
【０１０９】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  複眼撮像装置
１００  撮像ユニット
１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１３０ｂ  撮像光学系
２１０ａ〜２１０ｆ  撮像素子
【図１】
2018097306.tif 000019
【図２】
2018097306.tif 000020
【図３】
2018097306.tif 000021
【図４】
2018097306.tif 000022
【図５】
2018097306.tif 000023
【図６】
2018097306.tif 000024
【図７】
2018097306.tif 000025
【図８】
2018097306.tif 000026
【図９】
2018097306.tif 000027
【図１０】
2018097306.tif 000028
【図１１】
2018097306.tif 000029
【図１２】
2018097306.tif 000030
【図１３】
2018097306.tif 000031
【図１４】
2018097306.tif 000032
【図１５】
2018097306.tif 000033
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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