(57)【要約】【課題】各光学系の光量制御と同時に焦点深度を調節でき、かつ、混信を防止できる撮像装置を提供する。【解決手段】同一円周上に配置され、互いに同じ光軸を有する第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂと、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂを通過した光を選択的に受光する画素が規則的に配列されたイメージセンサと、第１光学系１０Ａの光量を調節する第１絞り２０Ａと、第２光学系１０Ｂの光量を調節する第２絞り２０Ｂとを備えた撮像装置１において、第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂが、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部と、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一円周上に配置され、互いに同じ光軸を有する複数の光学系と、
複数の前記光学系を通過した光を選択的に受光する画素が規則的に配列されたイメージセンサと、
複数の前記光学系を通る光の光量を調節する絞りと、
を備えた撮像装置であって、
前記絞りは、
径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部と、
周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部と、
を備える、
撮像装置。
【請求項２】
前記絞りは、
径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第３遮光部を更に備える、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光学系は、互いに異なる撮像特性を有する、
請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学系は、互いに焦点距離が異なる、
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学系は、互いに合焦距離が異なる、
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学系は、互いに透過波長特性が異なる、
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項７】
中央光学系と、
前記中央光学系と同心状に配置可能な環状の光学系の一部で構成され、前記中央光学系と同じ光軸を有する少なくとも一つの外周光学系と、
前記中央光学系を通過した光を選択的に受光する画素及び前記外周光学系を通過した光を選択的に受光する画素が規則的に配列されたイメージセンサと、
前記外周光学系を通る光の光量を調節する外周絞りと、
を備えた撮像装置であって、
前記外周絞りは、
径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部と、
周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部と、
を備える、
撮像装置。
【請求項８】
前記外周絞りは、
径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第３遮光部を更に備える、
請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記中央光学系を通る光の光量を調節する中央絞りを更に備え、
前記中央絞りは、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる、
請求項７又は８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記外周光学系は、前記光軸と直交する断面において、前記環状の光学系を扇状に切り出した形状を有する、
請求項７から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記外周光学系は、前記光軸と直交する断面において、前記環状の光学系を扇状に切り出し、更に、外周部及び内周部を互いに平行に切り出した形状を有する、
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記外周光学系は、前記光軸と直交する断面において、前記環状の光学系から前記光軸を挟んで互いに平行な２本の直線で挟まれる領域を切り出した形状を有する、
請求項７から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記外周光学系は、前記光軸と直交する断面において、前記環状の光学系から前記光軸を挟んで互いに平行な２本の第１直線、及び、前記第１直線と直交し互いに平行な２本の第２直線で囲われる領域を切り出した形状を有する、
請求項７から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記外周光学系は、開口部の最大幅が前記環状の光学系の内径以下である、
請求項７から１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記外周光学系が、環状の反射光学系の一部で構成される、
請求項７から１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記外周光学系が、環状の屈折光学系の一部で構成される、
請求項７から１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記中央光学系及び前記外周光学系は、互いに異なる撮像特性を有する、
請求項７から１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記中央光学系及び前記外周光学系は、互いに焦点距離が異なる、
請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記中央光学系及び前記外周光学系は、互いに合焦距離が異なる、
請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記中央光学系及び前記外周光学系は、互いに透過波長特性が異なる、
請求項１７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、撮像装置に係り、特に同じ光軸を有する複数の光学系を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元的に配列された各画素が、光の入射角に関して指向性を有するイメージセンサが知られている。また、このイメージセンサ及び複数の光学系を使用して、複数の画像を同時に撮像する撮像装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１９４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、この種の撮像装置には、開口量を調節できる絞りが備えられていなかった。このため、光量の調節、及び、焦点深度の調節ができない、という問題があった。
【０００５】
また、この種の撮像装置のイメージセンサは、各画素で各光学系からの光を選択的に受光する際、隣接する光学系からの光を完全に分離して受光するのが難しいという問題がある。すなわち、光の分離は、マイクロレンズ及び遮光マスクを利用して行われるが、マイクロレンズの収差や、遮光マスクの形状誤差及び位置誤差などがあるため、隣接する光学系からの光を完全に分離するのが難しいという問題がある。この結果、各画素において、隣接する光学系の光が混ざって受光され、混信が生じる。混信が生じると、他の光学系の画像が、うっすらと重なった画像（図５１参照）が撮像される、という問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、各光学系の光量制御と同時に焦点深度を調節でき、かつ、混信を防止できる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するための手段は、次のとおりである。
【０００８】
（１）同一円周上に配置され、互いに同じ光軸を有する複数の光学系と、複数の光学系を通過した光を選択的に受光する画素が規則的に配列されたイメージセンサと、複数の光学系を通る光の光量を調節する絞りと、を備えた撮像装置であって、絞りは、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部と、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部と、を備える、撮像装置。
【０００９】
本態様によれば、絞りによって各光学系を通る光の光量を調節できる。絞りは、第１遮光部及び第２遮光部を備える。第１遮光部は、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる。第２遮光部は、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる。第１遮光部及び第２遮光部を組み合わせて光量を調節することにより、各光学系の光量制御と同時に焦点深度を調節でき、かつ、混信を防止できる。焦点深度は、開口部の最大幅に応じて変化する。すなわち、開口部の最大幅が小さくなるほど、焦点深度は深くなる。したがって、開口部の最大幅が変化するように、第１遮光部及び第２遮光部で開口部を遮光することにより、焦点深度を調節できる。一方、混信は、各光学系の開口部の境界が拡がるほど改善される。したがって、各光学系の開口部の境界が拡がるように、第１遮光部及び第２遮光部で開口部を遮光することにより、混信を防止できる。
【００１０】
（２）絞りは、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第３遮光部を更に備える、上記（１）の撮像装置。
【００１１】
本態様によれば、絞りが更に第３遮光部を備える。第３遮光部は、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる。更に第３遮光部を組み合わせて光量を調節することにより、より効果的に焦点深度を調節でき、かつ、混信を防止できる。
【００１２】
（３）光学系は、互いに異なる撮像特性を有する、上記（１）又は（２）の撮像装置。
【００１３】
本態様によれば、複数の光学系が互いに異なる撮像特性を有する。ここで、撮像特性が異なるとは、レンズとしての作用が異なるこという。たとえば、焦点距離や合焦距離が異なる場合などである。
【００１４】
（４）光学系は、互いに焦点距離が異なる、上記（３）の撮像装置。
【００１５】
本態様によれば、複数の光学系が、互いに焦点距離の異なる光学系で構成される。これにより、たとえば、広角画像及び望遠画像のように、焦点距離の異なる複数の画像を一度に撮像できる。
【００１６】
（５）光学系は、互いに合焦距離が異なる、上記（３）の撮像装置。
【００１７】
本態様によれば、複数の光学系が、互いに合焦距離の異なる光学系で構成される。これにより、たとえば、近距離の被写体に合焦した画像及び遠距離の被写体に合焦した画像のように、合焦距離の異なる複数の画像を一度に撮像できる。
【００１８】
（６）光学系は、互いに透過波長特性が異なる、上記（３）の撮像装置。
【００１９】
本態様によれば、複数の光学系が、互いに透過波長特性の異なる光学系で構成される。たとえば、２つの光学系を有する場合において、一方を可視光での撮像に適した光学系で構成し、他方を赤外光での撮像に適した光学系で構成する。これにより、可視光画像及び赤外光画像の両方を一度に撮像できる。
【００２０】
（７）中央光学系と、中央光学系と同心状に配置可能な環状の光学系の一部で構成され、中央光学系と同じ光軸を有する少なくとも一つの外周光学系と、中央光学系を通過した光を選択的に受光する画素及び外周光学系を通過した光を選択的に受光する画素が規則的に配列されたイメージセンサと、外周光学系を通る光の光量を調節する外周絞りと、を備えた撮像装置であって、外周絞りは、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部と、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部と、を備える、撮像装置。
【００２１】
本態様によれば、外周絞りによって外周光学系の光量を調整できる。外周絞りは、第１遮光部及び第２遮光部を備える。第１遮光部は、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる。第２遮光部は、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる。第１遮光部及び第２遮光部を組み合わせて光量を調節することにより、外周光学系について、光量制御と同時に焦点深度を調節できる。また、中央光学系との間で混信を防止できる。
【００２２】
（８）外周絞りは、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第３遮光部を更に備える、上記（７）の撮像装置。
【００２３】
本態様によれば、外周絞りが更に第３遮光部を備える。第３遮光部は、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる。更に第３遮光部を組み合わせて光量を調節することにより、より効果的に焦点深度を調節でき、かつ、混信を防止できる。
【００２４】
（９）中央光学系を通る光の光量を調節する中央絞りを更に備え、中央絞りは、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる、上記（７）又は（８）の撮像装置。
【００２５】
本態様によれば、中央絞りによって中央光学系の光量を調節できる。中央絞りは、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる。これにより、中央光学系について、光量制御と同時に焦点深度を調節できる。また、外周光学系との間で混信を防止できる。
【００２６】
（１０）外周光学系は、光軸と直交する断面において、環状の光学系を扇状に切り出した形状を有する、上記（７）から（９）のいずれかの撮像装置。
【００２７】
本態様によれば、外周光学系が、光軸と直交する断面において、環状の光学系を扇状に切り出した形状を有する。これにより、外周光学系を容易に製造できる。すなわち、環状の光学系を所望の中心角で扇状に切り出すだけなので、容易に製造できる。
【００２８】
（１１）外周光学系は、光軸と直交する断面において、環状の光学系を扇状に切り出し、更に、外周部及び内周部を互いに平行に切り出した形状を有する、上記（１０）の撮像装置。
【００２９】
本態様によれば、外周光学系が、光軸と直交する断面において、環状の光学系を扇状に切り出し、更に、外周部及び内周部を互いに平行に切り出した形状を有する。これにより、外周光学系を構成する個々の光学素子の保持が容易になる。
【００３０】
（１２）外周光学系は、光軸と直交する断面において、環状の光学系から光軸を挟んで互いに平行な２本の直線で挟まれる領域を切り出した形状を有する、上記（７）から（９）のいずれかの撮像装置。
【００３１】
本態様によれば、外周光学系が、光軸と直交する断面において、環状の光学系から光軸を挟んで互いに平行な２本の直線で挟まれる領域を切り出した形状を有する。これにより、外周光学系を構成する個々の光学素子の保持が容易になる。
【００３２】
（１３）外周光学系は、光軸と直交する断面において、環状の光学系から光軸を挟んで互いに平行な２本の第１直線、及び、第１直線と直交し互いに平行な２本の第２直線で囲われる領域を切り出した形状を有する、上記（７）から（９）のいずれかの撮像装置。
【００３３】
本態様によれば、外周光学系が、光軸と直交する断面において、環状の光学系から光軸を挟んで互いに平行な２本の第１直線、及び、第１直線と直交し互いに平行な２本の第２直線で囲われる領域を切り出した形状を有する。これにより、外周光学系を構成する個々の光学素子の形状が、矩形断面を有する形状となり、その保持が容易になる。
【００３４】
（１４）外周光学系は、開口部の最大幅が環状の光学系の内径以下である、上記（７）から（１３９のいずれかの撮像装置。
【００３５】
本態様によれば、外周光学系の開口部の最大幅が、環状の光学系の内径以下とされる。これにより、環状の光学系に比して、焦点深度を深くできる。なお、開口部とは、光学系において光が通る部分をいう。したがって、光軸と直交する断面において、光を遮るものがない場合は、その断面の全体が開口部となる。光軸と直交する断面において、光学系の最大幅が環状の光学系の内径よりも大きい場合は、遮光部材等で光を遮り、環状の光学系の内径以下にする。これにより、環状の光学系に比して焦点深度を深くできる。
【００３６】
（１５）外周光学系が、環状の反射光学系の一部で構成される、上記（７）から（１４）のいずれかの撮像装置。
【００３７】
本態様によれば、外周光学系が、環状の反射光学系の一部で構成される。これにより、外周光学系を望遠レンズで構成する場合に軽量かつコンパクトな構成にできる。
【００３８】
（１６）外周光学系が、環状の屈折光学系の一部で構成される、上記（７）から（１４）のいずれかの撮像装置。
【００３９】
本態様によれば、外周光学系が、環状の屈折光学系の一部で構成される。屈折光学系とは、光学素子に鏡を含まない光学系であり、レンズの屈折のみで所望の撮像特性を実現する光学系である。
【００４０】
（１７）中央光学系及び外周光学系は、互いに異なる撮像特性を有する、上記（７）から（１６の）いずれかの撮像装置。
【００４１】
本態様によれば、複数の光学系が互いに異なる撮像特性を有する。これにより、撮像特性の異なる画像を一度に撮像できる。
【００４２】
（１８）中央光学系及び外周光学系は、互いに焦点距離が異なる、上記（１７）の撮像装置。
【００４３】
本態様によれば、中央光学系及び外周光学系が、互いに焦点距離が異なる光学系で構成される。これにより、広角画像と望遠画像を同時に撮像できる。
【００４４】
（１９）中央光学系及び外周光学系は、互いに合焦距離が異なる、上記（１７）の撮像装置。
【００４５】
本態様によれば、中央光学系及び外周光学系が、互いに透過波長特性が異なる光学系で構成される。たとえば、中央光学系を可視光での撮像に適した光学系で構成し、外周光学系を赤外光での撮像に適した光学系で構成する。これにより、１つのレンズ装置で可視光画像及び赤外光画像の両方を撮像できる。
【００４６】
（２０）中央光学系及び外周光学系は、互いに透過波長特性が異なる、上記（１７）の撮像装置。
【００４７】
本態様によれば、中央光学系及び外周光学系が、互いに合焦距離が異なる光学系で構成される。これにより、たとえば、近距離の被写体に合焦する画像及び遠距離の被写体に合焦する画像を同時に撮像できる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、各光学系の光量制御と同時に焦点深度を調節でき、かつ、混信も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施の形態の撮像装置のシステム構成を示すブロック図
【図２】レンズ装置の概略構成を示す正面図
【図３】レンズ装置の概略構成を示す断面図
【図４】レンズ装置の動作状態を示す断面図
【図５】第１絞り及び第２絞りを構成する液晶絞りの概略構成を示す斜視図
【図６】第１液晶パネルの概略構成を示す正面図
【図７】第１液晶パネルの動作状態を示す正面図
【図８】第２液晶パネルの概略構成を示す正面図
【図９】第２液晶パネルの動作状態を示す正面図
【図１０】第１液晶パネル及び第２液晶パネルを組み合わせて構成される液晶絞りの動作状態を示す正面図
【図１１】イメージセンサの受光の概念図
【図１２】イメージセンサを構成する画素の概略構成を示す断面図
【図１３】隣接する第１画素及び第２画素の入射角感度特性を示す図
【図１４】絞りによる混信防止効果を説明する図
【図１５】第１遮光部を構成する第１液晶パネルの変形例を示す正面図
【図１６】図１５に示す第１液晶パネルの動作状態を示す正面図
【図１７】図１５に示す第１液晶パネル及び図８に示す第２液晶パネルを組み合わせて構成される液晶絞りの動作状態を示す正面図
【図１８】第１液晶パネルの分割方向と直交する方向に一定の幅間隔で分割した構成の第２液晶パネルの正面図
【図１９】第１遮光部及び第３遮光部として機能する第１液晶パネルの動作状態を示す正面図
【図２０】径方向の両側から遮光領域を拡大させて光量を調整する場合の液晶絞りの動作状態を示す正面図
【図２１】１枚で第１遮光部、第２遮光部及び第３遮光部の機能を有する液晶パネルの概略構成を示す正面図
【図２２】第１絞り及び第２絞りを構成するメカニカル絞りの概略構成を示す斜視図
【図２３】第１メカニカル絞りの概略構成を示す正面図
【図２４】第２メカニカル絞りの概略構成を示す正面図
【図２５】第１メカニカル絞り及び第２メカニカル絞りを組み合わせて構成されるメカニカル絞りの動作状態を示す正面図
【図２６】４つの光学系で構成されるレンズ装置の概略構成を示す正面図
【図２７】図２６に示すレンズ装置の絞りの動作状態を示す正面図
【図２８】絞りの遮光領域の可変態様を示す図
【図２９】第２の実施の形態の撮像装置のシステム構成を示すブロック図
【図３０】レンズ装置の概略構成を示す斜視図
【図３１】レンズ装置の概略構成を示す断面図
【図３２】図３１の３２−３２断面図
【図３３】中央光学系の光線軌跡を示す図
【図３４】外周光学系の構成を説明する斜視図
【図３５】外周光学系の光線軌跡を示す断面図
【図３６】中央絞りの構成を示す正面図
【図３７】中央絞りの動作状態を示す正面図
【図３８】外周絞りの概略構成を示す斜視図
【図３９】第１液晶パネルの概略構成を示す正面図
【図４０】第１液晶パネルの動作状態を示す正面図
【図４１】第２液晶パネルの概略構成を示す正面図
【図４２】第２液晶パネルの動作状態を示す正面図
【図４３】第１液晶パネル及び第２液晶パネルを組み合わせて構成される外周絞りの動作状態を示す正面図
【図４４】第１液晶パネルの変形例を示す正面図
【図４５】２つの外周光学系を備えたレンズ装置の概略構成を示す正面図
【図４６】図４５の４６−４６断面図
【図４７】外周光学系の開口形状の第１の変形例を示す正面図
【図４８】外周光学系の開口形状の第２の変形例を示す正面図
【図４９】外周光学系の開口形状の第３の変形例を示す正面図
【図５０】外周光学系が屈折光学系で構成されたレンズ装置の概略構成を示す断面図
【図５１】混信が生じた画像の一例を示す図
【図５２】混信のメカニズムの説明する図
【図５３】真の第１画像Ｉｗ１、真の第２画像Ｉｔ１、出力第１画像Ｉｗ２、出力第２画像Ｉｔ２及び検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍの関係を示す図
【図５４】図５３に示す行列式に対して「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍ」の逆行列Ｍ−１を適用して得られる行列式を示す図
【図５５】図５４の行列式を簡略化して表した行列式を示す図
【図５６】図５５に示す「Ｗ１」を構成する要素ｗ１＿１１〜ｗ１＿ｍｎを示す図
【図５７】図５５に示す行列式に基づいて導出される「ｗ１＿ｉｊ」の算出式を示す図
【図５８】図５５に示す行列式に基づいて導出される「ｔ１＿ｉｊ」の算出式を示す図
【図５９】混信低減処理を行った場合に得られる第１画像及び第２画像の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００５１】
［第１の実施の形態］
《第１の実施の形態の撮像装置の装置構成》
図１は、第１の実施の形態の撮像装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００５２】
本実施の形態の撮像装置１は、主として、レンズ装置１０と、イメージセンサ３０と、レンズ駆動制御部４１と、イメージセンサ駆動制御部４２と、アナログ信号処理部４３と、デジタル信号処理部４４と、表示部４５と、内部メモリ４６と、メディアインターフェース４７と、システム制御部４８と、操作部４９と、を備えて構成される。
【００５３】
〈レンズ装置〉
図２は、レンズ装置の概略構成を示す正面図である。図３は、レンズ装置の概略構成を示す断面図である。図４は、レンズ装置の動作状態を示す断面図である。
【００５４】
レンズ装置１０は、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂを備える。第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂは、互いに同じ光軸Ｌを有し、光軸Ｌを中心とする同一円周上に配置される。
【００５５】
第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂは、１つの光学系を２分割した光学系で構成される。すなわち、１つの光学系を２分割したときの一方の光学系が第１光学系１０Ａを構成し、他方の光学系が第２光学系１０Ｂを構成する。したがって、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂは、光学系として、同じ構造を有し、かつ、同じ撮像特性を有する。
【００５６】
−第１光学系−
第１光学系１０Ａは、３群４枚のレンズで構成される単焦点の光学系であり、物体側から順に第１光学系第１レンズ１０ａ１、第１光学系第２レンズ１０ａ２、第１光学系第３レンズ１０ａ３及び第１光学系第４レンズ１０ａ４が光軸Ｌに沿って配置される。各構成要素は、半円形状を有する。
【００５７】
第１光学系第２レンズ１０ａ２及び第１光学系第３レンズ１０ａ３の間には、第１絞り２０Ａが備えられる。第１絞り２０Ａは、いわゆる液晶絞りで構成され、第１光学系１０Ａを通る光の光量を調節する。第１絞り２０Ａの構成については、後に詳述する。
【００５８】
第１光学系１０Ａの各構成要素は、それぞれ図示しない第１光学系保持枠に保持されて所定位置に配置される。第１光学系保持枠は、図示しない繰り出し機構によって、光軸Ｌに沿って前後移動可能に支持される。図４に示すように、第１光学系１０Ａは、第１光学系保持枠を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、全体が光軸Ｌに沿って前後移動する。これにより、第１光学系１０Ａの焦点調節が行われる。
【００５９】
−第２光学系−
第２光学系１０Ｂの構成は、第１光学系１０Ａと同じである。すなわち、３群４枚のレンズで構成され、物体側から順に第２光学系第１レンズ１０ｂ１、第２光学系第２レンズ１０ｂ２、第２光学系第３レンズ１０ｂ３及び第２光学系第４レンズ１０ｂ４が光軸Ｌに沿って配置される。各構成要素は、半円形状を有する。
【００６０】
第２光学系第２レンズ１０ｂ２及び第２光学系第３レンズ１０ｂ３の間には、第２絞り２０Ｂが備えられる。第２絞り２０Ｂは、いわゆる液晶絞りで構成され、第２光学系１０Ｂを通る光の光量を調節する。
【００６１】
第２光学系１０Ｂの各構成要素は、それぞれ図示しない第２光学系保持枠に保持されて所定位置に配置される。第２光学系保持枠は、図示しない繰り出し機構によって、光軸Ｌに沿って前後移動可能に支持される。図４に示すように、第２光学系１０Ｂは、第２光学系保持枠を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、全体が光軸Ｌに沿って前後移動する。これにより、第２光学系１０Ｂの焦点調節が行われる。
【００６２】
−第１絞り及び第２絞り−
第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂの構成は同じであり、共に液晶絞りで構成される。
【００６３】
図５は、第１絞り及び第２絞りを構成する液晶絞りの概略構成を示す斜視図である。
【００６４】
図５に示すように、液晶絞り２０は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４を重ね合わせて構成される。第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４は、共に半円形状を有し、重ね合わせることで、全体として半円形状の液晶絞り２０を構成する。
【００６５】
図６は、第１液晶パネルの概略構成を示す正面図である。
【００６６】
第１液晶パネル２２は、第１遮光部の一例である。第１液晶パネル２２は、ＳＴＮ液晶パネル（STN：Super Twisted Nematic liquid crystal）やＤＳＴＮ液晶パネル（DSTN：Dual scan Super Twisted Nematic）、ＴＦＴ液晶パネル（TFT：Thin Film Transistor）等の液晶パネルで構成される。
【００６７】
第１液晶パネル２２は、径方向に一定の幅で分割された複数の帯状の領域２２ａ〜２２ｊを有する。各領域２２ａ〜２２ｊは、第１液晶ドライバ２６によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。
【００６８】
図７は、第１液晶パネルの動作状態を示す正面図である。
【００６９】
同図（Ａ）は、開放状態、すなわち、遮光していない状態を示している。同図（Ｂ）は、１段階遮光した状態を示している。同図（Ｃ）は、５段階遮光した状態を示している。同図（Ｄ）は、９段階遮光した状態を示している。なお、図７（Ｂ）〜（Ｄ）において、斜線で示した領域が遮光状態の領域である。
【００７０】
図７（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１液晶パネル２２は、径方向の内側から外側に向けて順に遮光領域を拡大させて光量を減少させる。
【００７１】
図８は、第２液晶パネルの概略構成を示す正面図である。
【００７２】
第２液晶パネル２４は、第２遮光部の一例である。第２液晶パネル２４は、ＳＴＮ液晶パネルやＤＳＴＮ液晶パネル、ＴＦＴ液晶パネル等の液晶パネルで構成される。
【００７３】
第２液晶パネル２４は、周方向に一定の角度間隔で分割された複数の扇状の領域２４ａ〜２４ｊを有する。各領域２４ａ〜２４ｊは、左右対称に対を構成する。各領域２４ａ〜２４ｊは、第２液晶ドライバ２８によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。
【００７４】
図９は、第２液晶パネルの動作状態を示す正面図である。
【００７５】
同図（Ａ）は、開放状態、すなわち、遮光していない状態を示している。同図（Ｂ）は、１段階遮光した状態を示している。同図（Ｃ）は、５段階遮光した状態を示している。同図（Ｄ）は、９段階遮光した状態を示している。なお、図９（Ｂ）〜（Ｄ）において、斜線で示した領域が遮光状態の領域である。
【００７６】
図９（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第２液晶パネル２４は、周方向の両側から内側に向けて順に遮光領域を拡大させて光量を減少させる。
【００７７】
図１０は、第１液晶パネル及び第２液晶パネルを組み合わせて構成される液晶絞りの動作状態を示す正面図である。
【００７８】
同図（Ａ）は、開放状態、すなわち、最も開いた状態を示している。同図（Ｂ）は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４をそれぞれ１段階遮光した状態を示している。同図（Ｃ）は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４をそれぞれ５段階遮光した状態を示している。同図（Ｄ）は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４をそれぞれ９段階遮光した状態を示しており、最も絞った状態を示している。
【００７９】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、液晶絞り２０は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４の組み合わせによって、その開口形状が変化する。すなわち、第１液晶パネル２２の遮光状態、及び、第２液晶パネル２４の遮光状態の組み合わせによって、その開口形状が変化する。したがって、液晶絞り２０の開口の制御は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４を個別に制御することにより行われる。
【００８０】
液晶絞り２０の開口形状は、絞り値ごとに定められる。第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４は、設定された絞り値に応じて、その駆動が制御される。
【００８１】
この際、第１液晶パネル２２を優先して動作させることにより、混信を効果的に防止できる。すなわち、絞り込む際に第１液晶パネル２２を優先して動作させることにより、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂの開口領域の境界を拡大させるように遮光できる。これにより、混信を適切に防止できる。この点については、後に詳述する。
【００８２】
また、液晶絞り２０は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４の少なくとも一方を全て遮光状態とすることにより、通過する光を完全に遮光できる。これにより、液晶絞り２０をシャッターとして機能させることができる。
【００８３】
以上の構成のレンズ装置１０は、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂを光軸Ｌに沿って個別に前後移動させることにより、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂの焦点を個別に調節できる。また、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂに個別に備えられた絞りを個別に制御することにより、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂの光量を個別に調節できる。
【００８４】
〈イメージセンサ〉
図１１は、イメージセンサの受光の概念図である。
【００８５】
イメージセンサ３０は、いわゆる指向性センサで構成される。指向性センサとは、各画素が光の入射角に関して指向性を有するイメージセンサである。
【００８６】
本実施の形態のイメージセンサ３０は、第１光学系１０Ａを通過した光を選択的に受光する画素、及び、第２光学系１０Ｂを通過した光を選択的に受光する画素を一定の配列規則に従って二次元的に配列して構成される。
【００８７】
第１光学系１０Ａを通過した光を選択的に受光する画素を第１画素３２Ａ、第２光学系１０Ｂを通過した光を選択的に受光する画素を第２画素３２Ｂとすると、本実施の形態のイメージセンサ３０では、第１画素３２Ａ及び第２画素３２Ｂが交互に配置される。
【００８８】
図１２は、イメージセンサを構成する画素の概略構成を示す断面図である。
【００８９】
イメージセンサ３０の各画素は、光電変換素子３４と、マイクロレンズ３６と、遮光マスク３８と、を備える。
【００９０】
光電変換素子３４は、光を受け、受けた光の強さに比例した電荷を蓄積する。光電変換素子３４は、たとえば、フォトダイオードで構成される。
【００９１】
マイクロレンズ３６は、光電変換素子３４の前方に配置される。マイクロレンズ３６は、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂの瞳像を光電変換素子３４に結像させる。
【００９２】
遮光マスク３８は、マイクロレンズ３６と光電変換素子３４との間に配置される。遮光マスク３８は、マイクロレンズ３６を通過した光の一部を遮光する。第１画素３２Ａの遮光マスク３８は、第２光学系１０Ｂを通過した光を遮光する構成とされ、第２画素３２Ｂの遮光マスク３８は、第１光学系１０Ａを通過した光を遮光する構成とされる。これにより、第１画素３２Ａを構成する光電変換素子３４には、第１光学系１０Ａを通過した光が選択的に受光され、第２画素３２Ｂを構成する光電変換素子３４には、第２光学系１０Ｂを通過した光が選択的に受光される。
【００９３】
このように、イメージセンサ３０は、各画素が光の入射角に応じて異なる感度をもって構成される。すなわち、第１画素３２Ａは、第１光学系１０Ａを介して入射する光を高感度に受光し、第２画素３２Ｂは、第２光学系１０Ｂを介して入射する光を高感度に受光する構成とされる。
【００９４】
イメージセンサ３０は、各画素に蓄積された電荷を読み出して、電気信号として出力する。第１画素３２Ａに蓄積された電荷の電気信号を取得することにより、第１光学系１０Ａを介して得られる画像の画像信号を取得でき、第２画素３２Ｂに蓄積された電荷の電気信号を取得することにより、第２光学系１０Ｂを介して得られる画像の画像信号を取得できる。
【００９５】
なお、カラー画像を取得する場合には、各画素に所定のフィルタ配列でカラーフィルタが配置される。たとえば、赤（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂ：Ｂｌｕｅ）の３色からなるカラーフィルタがベイヤー配列で配置される。これにより、カラー画像を取得できる。
【００９６】
イメージセンサ３０は、たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補性金属酸化膜半導体）で構成できる。
【００９７】
〈レンズ駆動制御部〉
レンズ駆動制御部４１は、システム制御部４８からの指令に基づき、レンズ装置１０の駆動を制御する。すなわち、第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを制御する。
【００９８】
〈イメージセンサ駆動制御部〉
イメージセンサ駆動制御部４２は、システム制御部４８からの指令に基づき、イメージセンサ３０の駆動を制御する。すなわち、イメージセンサ３０からの画像信号の読み出しを制御する。
【００９９】
〈アナログ信号処理部〉
アナログ信号処理部４３は、イメージセンサ３０から出力される画素ごとのアナログの画像信号を取り込み、所定の信号処理を施した後、デジタル信号に変換して出力する。
【０１００】
〈デジタル信号処理部〉
デジタル信号処理部４４は、デジタル信号に変換された画素ごとの画像信号を取り込み、所定の信号処理を施して、画像データを生成する。この際、デジタル信号処理部４４は、イメージセンサ３０の第１画素３２Ａの画像信号に基づいて、第１画像データを生成し、第２画素３２Ｂの画像信号に基づいて、第２画像データを生成する。第１画像データは、第１光学系１０Ａを介して撮像される第１画像の画像データであり、第２画像データは、第２光学系１０Ｂを介して撮像される第２画像の画像データである。
【０１０１】
〈表示部〉
表示部４５は、たとえば、液晶モニタで構成され、撮像済みの画像や撮像中の画像（いわゆるライブビュー画像）を表示する。また、表示部４５は、必要に応じてＧＵＩ（GUI: Graphical User Interface）として機能する。
【０１０２】
〈内部メモリ〉
内部メモリ４６は、たとえば、ＲＡＭ（RAM: Random Access Memory）で構成され、ワークメモリとして機能する。
【０１０３】
〈メディアインターフェース〉
メディアインターフェース４７は、システム制御部４８から指令に基づいて、メモリーカード等の外部メモリ５０に対して、データの読み書きを行う。
【０１０４】
〈システム制御部〉
システム制御部４８は、撮像装置全体の動作を統括制御する。システム制御部４８は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Member）、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータで構成され、所定の制御プログラムを実行して、撮像装置１の全体を制御する。制御に必要なプログラム及び各種データは、ＲＯＭに格納される。
【０１０５】
〈操作部〉
操作部４９は、電源ボタンやシャッターボタン等の各種操作ボタン、及び、その駆動回路を備えて構成される。操作部４９の操作情報は、システム制御部４８に入力される。システム制御部４８は、操作部４９からの操作情報に基づいて、各部を制御する。
【０１０６】
撮像装置１は、以上のように構成される。なお、本実施の形態の撮像装置１では、イメージセンサ駆動制御部４２と、アナログ信号処理部４３と、システム制御部４８と、が協働して画像信号取得部を構成する。すなわち、イメージセンサ駆動制御部４２と、アナログ信号処理部４３と、システム制御部４８と、が協働して、第１光学系１０Ａを介して得られる第１画像の画像信号、及び、第２光学系１０Ｂを介して得られる第２画像の画像信号をイメージセンサ３０から取得する。取得された第１画像信号及び第２画像信号は、内部メモリ４６に格納される。
【０１０７】
《第１の実施の形態の撮像装置の作用》
〈撮像動作〉
画像を記録するための撮像は、操作部４９からの指示に基づいて実行される。ここでは、シャッターボタンの全押しで撮像の実行が指示されるものとする。
【０１０８】
まず、各光学系の焦点調節が行われる。焦点調節は、光学系ごとに行われる。第１光学系１０Ａは、第１光学系１０Ａの全体を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、その焦点調節が行われる。第２光学系１０Ｂは、第２光学系１０Ｂの全体を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、その焦点調節が行われる。
【０１０９】
各光学系の焦点合わせが完了したら、シャッターボタンを全押しして、撮像の実行を指示する。
【０１１０】
シャッターボタンが全押しされると、まず、測光処理が実施される。システム制御部４８は、イメージセンサ３０から得られる画像信号に基づいて、ＥＶ値（exposure value）を求め、露出を決定する。すなわち、撮像時における絞り値及びシャッター速度を決定する。
【０１１１】
露出が決定すると、画像の記録処理が実施される。システム制御部４８は、レンズ駆動制御部４１を介して、第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを制御し、決定した絞り値に設定する。そして、決定したシャッター速度でイメージセンサ３０を露光させ、記録用の画像を撮像する。
【０１１２】
撮像により得られた画素ごとの画像信号は、イメージセンサ３０からアナログ信号処理部４３に出力される。アナログ信号処理部４３は、イメージセンサ３０から出力された画素ごとの画像信号を取り込み、所定の信号処理を施した後、デジタル信号に変換して出力する。
【０１１３】
アナログ信号処理部４３から出力された画素ごとの画像信号は、内部メモリ４６に取り込まれ、その後、デジタル信号処理部４４に送られる。デジタル信号処理部４４は、得られた画像信号に所定の信号処理を施して、第１画像データ及び第２画像データを生成する。すなわち、イメージセンサ３０の第１画素３２Ａの画像信号に基づいて、第１画像の画像データである第１画像データを生成する。また、第２画素３２Ｂの画像信号に基づいて、第２画像の画像データである第２画像データを生成する。生成された第１画像データ及び第２画像データは、メディアインターフェース４７を介して外部メモリ５０に記録される。
【０１１４】
このように、本実施の形態の撮像装置１によれば、一度に２枚の画像を撮像できる。この際、各光学系で個別に焦点調節するので、２枚とも適切に主要被写体に合焦した画像を撮像できる。また、各光学系で個別に光量調節するので、２枚とも適正な露出の画像を撮像でき、かつ、所望の暈け量の画像を撮像できる。
【０１１５】
更に、本実施の形態の撮像装置１によれば、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂにおいて、第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを絞り込む際に、第１光学系１０Ａ及び第２光学系１０Ｂの開口領域の境界を拡大させるように遮光して光量を調節するので、混信を適切に防止できる。以下において、この点を更に詳しく説明する。
【０１１６】
〈絞りによる混信防止効果〉
図１３は、隣接する第１画素及び第２画素の入射角感度特性を示す図である。
【０１１７】
横軸は、光の入射角を示している。縦軸は、画素を構成する光電変換素子の感度を示している。入射角は、画素に垂直に入射する光を０°としている。
【０１１８】
同図において、符号Ｓ１は、第１画素３２Ａの入射角感度特性のグラフである。また、符号Ｓ２は、第２画素３２Ｂの入射角感度特性のグラフである。
【０１１９】
第１画素３２Ａは、第１光学系１０Ａに対応した入射角の光に高い感度を有し、第２画素３２Ｂは、第２光学系１０Ｂに対応した入射角の光に高い感度を有する。
【０１２０】
しかしながら、マイクロレンズの収差や、遮光マスクの形状誤差及び位置誤差などのため、第１画素３２Ａ及び第２画素３２Ｂにおいて、各光学系からの光を完全に分離して受光するのは難しい。
【０１２１】
このため、図１３に示すように、２つのグラフＳ１、Ｓ２の間で重なり合う領域Ｚが発生する。この重なり合う領域Ｚで混信が発生する。そして、この重なり合う領域Ｚは、２つの光学系の境界を中心とする領域で発生する。
【０１２２】
図１４は、絞りによる混信防止効果を説明する図である。
【０１２３】
図１４（Ａ）は、絞りがない場合の各画素の受光状態を示している。
【０１２４】
いま、第１光学系１０Ａを介して第１画素３２Ａ及び第２画素３２Ｂに入射する光束をＬｘ１、第２光学系１０Ｂを介して第１画素３２Ａ及び第２画素３２Ｂに入射する光束をＬｘ２とすると、両者が重なり合う領域Ｓｘで混信が生じる。
【０１２５】
図１４（Ｂ）〜（Ｄ）は、絞りがある場合の各画素の受光状態を示している。
【０１２６】
絞りは、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順で絞る量を増やしている。絞る際、各光学系の開口領域の境界が拡大するように絞っている。
【０１２７】
図１４（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、絞りを備えることにより、混信が生じる入射角の光を遮光できる。そして、各光学系の開口領域の境界が拡大するように絞ることにより、混信が生じる入射角の光をより多く遮光できる。
【０１２８】
このように、各光学系に絞りを設置し、各光学系の開口領域の境界が拡大するように絞ることにより、光量調節と同時に混信を防止できる。
【０１２９】
なお、液晶絞り２０で構成される第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂは、主として、第１液晶パネル２２の機能、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる機能によって、混信防止が実現される。
【０１３０】
一方、第２液晶パネル２４は、主として、開口径を調節する機能を提供する。開口径は、焦点深度に関係し、開口径が小さくなるほど焦点深度が拡大する。第２液晶パネル２４のように、周方向の両側から遮光領域を拡大させることにより、開口部の最大径（幅）を小さくでき、絞り込みと同時に焦点深度を拡大させることができる。
【０１３１】
《第１絞り及び第２絞りを構成する絞りの変形例》
〈第１遮光部の遮光形態の変形例〉
絞りは、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部、及び、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部を備えて構成される。
【０１３２】
上記実施の形態では、第１遮光部が、径方向の内側から外側に向けて直線的に遮光領域を拡大させている。第１遮光部は、円弧状に遮光領域を拡大させて、光量を減少させる構成とすることもできる。
【０１３３】
図１５は、第１遮光部を構成する第１液晶パネルの変形例を示す正面図である。
【０１３４】
本例の第１液晶パネル２２は、一定の幅で同心円状に分割された円弧状の領域２２ａ〜２２ｊを有する。各領域２２ａ〜２２ｊは、第１液晶ドライバ２６によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。
【０１３５】
図１６は、図１５に示す第１液晶パネルの動作状態を示す正面図である。
【０１３６】
同図（Ａ）は、開放状態、すなわち、遮光していない状態を示している。同図（Ｂ）は、１段階遮光した状態を示している。同図（Ｃ）は、５段階遮光した状態を示している。同図（Ｄ）は、９段階遮光した状態を示している。なお、図１６（Ｂ）〜（Ｄ）において、斜線で示した領域が遮光状態の領域である。
【０１３７】
図１６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、本例の第１液晶パネル２２は、径方向の内側から外側に向けて円弧状に遮光領域を拡大させて光量を減少させる。
【０１３８】
このように、第１遮光部は、径方向の内側から外側に向けて円弧状に遮光領域を拡大させて、光量を減少させる構成とすることもできる。
【０１３９】
図１７は、図１５に示す第１液晶パネル及び図８に示す第２液晶パネルを組み合わせて構成される液晶絞りの動作状態を示す正面図である。
【０１４０】
同図（Ａ）は、開放状態、すなわち、最も開いた状態を示している。同図（Ｂ）は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４をそれぞれ１段階遮光した状態を示している。同図（Ｃ）は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４をそれぞれ５段階遮光した状態を示している。同図（Ｄ）は、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４をそれぞれ９段階遮光した状態を示しており、最も絞った状態を示している。
【０１４１】
図１７（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、本例の液晶絞り２０も、第１液晶パネル２２及び第２液晶パネル２４の組み合わせによって、その開口形状が変化する。すなわち、第１液晶パネル２２の遮光状態、及び、第２液晶パネル２４の遮光状態の組み合わせによって、その開口形状が変化する。
【０１４２】
〈第２遮光部の遮光形態の変形例〉
上記実施の形態では、第２遮光部として機能する第２液晶パネルが、周方向の両側から遮光領域を拡大させて光量を減少させている。
【０１４３】
第２遮光部は、周方向の片側から遮光領域を拡大させて光量を減少させる構成とすることもできる。
【０１４４】
また、上記実施の形態では、第２液晶パネルが、周方向に一定の角度間隔で分割される構成としているが、第１液晶パネルの分割方向と直交する方向に一定の幅間隔で分割する構成としてもよい。
【０１４５】
図１８は、第１液晶パネルの分割方向と直交する方向に一定の幅間隔で分割した構成の第２液晶パネルの正面図である。
【０１４６】
同図に示すように、第２液晶パネル２４は、一定の幅で分割された複数の帯状の領域２４ａ〜２４ｊを有する。この場合、第２液晶パネル２４は、複数に分割された各領域２４ａ〜２４ｊの両側から遮光領域を拡大させて、光量を減少させる。本例のように、帯状の領域に分割して遮光する場合も、周方向から遮光する態様に含まれる。
【０１４７】
〈第３遮光部〉
第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを構成する絞りは、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部、及び、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部に加えて、更に径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第３遮光部を備えて構成することもできる。
【０１４８】
上記実施の形態の液晶絞り２０において、第３遮光部の機能は、第１液晶パネル２２で実現される。すなわち、第１液晶パネル２２において、遮光する際、径方向の外側の領域から順に遮光状態に切り替える。これにより、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させることができる。
【０１４９】
図１９は、第１遮光部及び第３遮光部として機能する第１液晶パネルの動作状態を示す正面図である。
【０１５０】
同図（Ａ）は、径方向の内側から３段階遮光した状態を示している。同図（Ｂ）は、径方向の内側から３段階遮光し、かつ、外側から１段階遮光した状態を示している。同図（Ｃ）は、径方向の内側から４段階遮光し、かつ、外側から４段階遮光した状態を示している。同図（Ｄ）は、径方向の内側から４段階遮光し、かつ、外側から５段階遮光した状態を示している。なお、同図において、斜線で示した領域が遮光状態の領域である。
【０１５１】
図１９（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、第１液晶パネル２２において、径方向の外側の領域から順に透光状態から遮光状態に切り替えることにより、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させることができる。
【０１５２】
このように、径方向に遮光領域を拡大して、光量を調節する場合、径方向の両側から遮光領域を拡大させることができる。
【０１５３】
しかし、径方向の両側から遮光領域を拡大させて、光量を調節する場合、内側を優先させることが好ましい。すなわち、最初に内側から遮光領域を拡大させて、光量を調節する。これにより、混信を効果的に防止できる。
【０１５４】
混信は、径方向の内側から外側に向けて一定範囲遮光すれば防止できる。したがって、径方向の両側から遮光領域を拡大させて、光量を調整する場合は、最初に径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させ、その後、外側から内側に向けて遮光領域を拡大させることが好ましい。そして、外側からの遮光に切り替えるタイミングは、混信防止が完了するタイミングとすることが好ましい。
【０１５５】
図２０は、径方向の両側から遮光領域を拡大させて光量を調整する場合の液晶絞りの動作状態を示す正面図である。
【０１５６】
同図（Ａ）は、第１液晶パネル２２を径方向の内側から３段階遮光した状態を示している。同図（Ｂ）は、第１液晶パネル２２を径方向の内側から３段階遮光すると同時に外側から１段階遮光し、かつ、第２液晶パネル２４を８段階遮光した状態を示している。同図（Ｃ）は、第１液晶パネル２２を径方向の内側から３段階遮光すると同時に外側から４段階遮光し、かつ、第２液晶パネル２４を８段階遮光した状態を示している。同図（Ｄ）は、第１液晶パネル２２を径方向の内側から３段階遮光すると同時に外側から６段階遮光し、かつ、第２液晶パネル２４を９段階遮光した状態を示しており、最も絞った状態を示している。
【０１５７】
図１７（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、上記実施の形態の液晶絞り２０では、径方向の両側から遮光領域を拡大させて光量を調整することもできる。
【０１５８】
第１液晶パネル２２として、図１５に示す構成の液晶パネルを使用した場合も同様に、径方向の両側から遮光領域を拡大させて、光量を調節できる。
【０１５９】
〈液晶絞りの変形例〉
上記実施の形態では、２枚の液晶パネルを組み合わせて、１つの液晶絞りを構成しているが、１枚の液晶パネルで液晶絞りを構成することもできる。すなわち、１枚の液晶パネルで第１遮光部、第２遮光部及び第３遮光部の機能を実現することもできる。
【０１６０】
図２１は、１枚で第１遮光部、第２遮光部及び第３遮光部の機能を有する液晶パネルの概略構成を示す正面図である。
【０１６１】
本例の液晶パネル２５は、升目状に分割された複数の領域ｉ（ｍ，ｎ）を有する。各領域ｉ（ｍ，ｎ）は、半円状の開口領域を同心状に一定の幅間隔で分割し、かつ、周方向に一定の角度間隔で分割して生成される。各領域ｉ（ｍ，ｎ）は、液晶ドライバ２７によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。
【０１６２】
各領域ｉ（ｍ，ｎ）の透光及び遮光の状態を個別に制御することにより、全体として光の透過する領域をコントロールできる。すなわち、所望の開口形状にコントロールできる。
【０１６３】
このように、第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを液晶絞りで構成する場合、その液晶絞りは１枚の液晶パネルで実現することもできる。
【０１６４】
〈第１絞り及び第２絞りの変形例〉
上記実施の形態では、第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを液晶絞りで構成しているが、機械的な構造の絞り、いわゆるメカニカル絞りで第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを構成することもできる。
【０１６５】
図２２は、第１絞り及び第２絞りを構成するメカニカル絞りの概略構成を示す斜視図である。
【０１６６】
図２２に示すように、メカニカル絞り６０は、第１メカニカル絞り６２及び第２メカニカル絞り６４を重ね合わせて構成される。
【０１６７】
図２３は、第１メカニカル絞りの概略構成を示す正面図である。なお、同図（Ａ）は、絞りを最も開いた状態を示しており、同図（Ｂ）は、最も絞りを絞った状態を示している。
【０１６８】
図２３に示すように、第１メカニカル絞り６２は、短冊状の絞り羽根６２Ａを複数枚重ね合わせて構成される。各絞り羽根６２Ａは、図示しない駆動手段に駆動されて、互いに重なり合った状態で径方向にスライドする。これにより、径方向に遮光領域が拡縮する。
【０１６９】
図２４は、第２メカニカル絞りの概略構成を示す正面図である。なお、同図（Ａ）は、絞りを最も開いた状態を示しており、同図（Ｂ）は、最も絞りを絞った状態を示している。
【０１７０】
図２４に示すように、第２メカニカル絞り６４は、扇状の絞り羽根６４Ａを複数枚重ね合わせて構成される。各絞り羽根６４Ａは、図示しない駆動手段に駆動されて、互いに重なり合った状態で周方向にスライドする。これにより、周方向に遮光領域が拡縮する。
【０１７１】
図２５は、第１メカニカル絞り及び第２メカニカル絞りを組み合わせて構成されるメカニカル絞りの動作状態を示す正面図である。
【０１７２】
同図（Ａ）は、開放状態、すなわち、最も開いた状態を示している。同図（Ｂ）は、最も絞った状態を示している。なお、図２５において、波線で示す領域が、開口領域である。
【０１７３】
メカニカル絞り６０は、第１メカニカル絞り６２及び第２メカニカル絞り６４を組み合わせることにより、その開口形状が変化する。特に、第１メカニカル絞り６２を作動させることにより、径方向の内側から外側に向かって遮光領域が拡大して、開口量が調節される。また、第２メカニカル絞り６４を作動させることにより、周方向の両側から遮光領域が拡大して、開口量が調節される。
【０１７４】
《レンズ装置の変形例》
〈光学系の数〉
レンズ装置を構成する光学系の数は、２つに限定されるものではない。レンズ装置は、複数の光学系で構成できる。
【０１７５】
図２６は、４つの光学系で構成されるレンズ装置の概略構成を示す正面図である。
【０１７６】
レンズ装置１０は、第１光学系１０Ａ、第２光学系１０Ｂ、第３光学系１０Ｃ及び第４光学系１０Ｄを有する。各光学系１０Ａ〜１０Ｄは、１つの光学系を４分割した光学系で構成され、同じ光軸Ｌを有する。また、各光学系１０Ａ〜１０Ｄは、同一円周上に配置される。
【０１７７】
このように、レンズ装置１０は、同じ光軸Ｌを有し、同一円周上に配置される複数の光学系で構成できる。
【０１７８】
この場合も各光学系１０Ａ〜１０Ｄは、個別に絞りが備えられ、かつ、個別に焦点調節が可能に構成される。各光学系１０Ａ〜１０Ｄの絞りは、少なくとも第１遮光部及び第２遮光部を備える。第１遮光部は、径方向の内側から外側に向かって遮光領域を拡大させて、光量を調節する。第２遮光部で周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて、光量を調節する。
【０１７９】
図２７は、図２６に示すレンズ装置の絞りの動作状態を示す正面図である。
【０１８０】
同図において、斜線で示す領域が遮光された領域である。各光学系１０Ａ〜１０Ｄは、個別に絞りが調節される。
【０１８１】
なお、本例のように、４つの光学系１０Ａ〜１０Ｄでレンズ装置を構成する場合、イメージセンサもその光学系の構成に合ったものが使用される。すなわち、各光学系からの光を選択的に受光可能な構成のものが使用される。
【０１８２】
〈光学系の撮像特性〉
上記実施の形態では、同じ撮像特性を有する光学系でレンズ装置を構成しているが、レンズ装置は、互いに異なる撮像特性を有する光学系で構成することもできる。
【０１８３】
一例として、互いに焦点距離の異なる光学系で構成することができる。これにより、たとえば、広角画像及び望遠画像のように、焦点距離の異なる複数の画像を一度に撮像できる。
【０１８４】
また、他の一例として、互いに透過波長特性の異なる光学系で構成することができる。たとえば、２つの光学系で構成する場合において、一方を可視光での撮像に適した光学系で構成し、他方を赤外光での撮像に適した光学系で構成する。これにより、可視光画像及び赤外光画像の両方を一度に撮像できる。
【０１８５】
また、上記実施の形態では、各光学系が個別に焦点調節可能に構成されているが、固定焦点の光学系を採用することもできる。この場合、たとえば、各光学系は、互いに合焦距離の異なる光学系で構成することができる。
【０１８６】
また、上記実施の形態では、各光学系を単焦点の光学系で構成されているが、いわゆるズーム機能を備えた光学系で構成することもできる。
【０１８７】
《絞りの遮光領域の可変態様》
図２８は、絞りの遮光領域の可変態様を示す図である。同図（Ａ）は、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させる態様、同図（Ｂ）は、周方向の両側から遮光領域を拡大させる態様、同図（Ｃ）は、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させる態様を示している。
【０１８８】
各光学系に備えられる絞りは、主として、この３つの遮光態様の組み合わせで開口量が調節される。
【０１８９】
混信防止の観点からは、絞る際、各光学系の開口の境界を拡げるように遮光する態様が採用される。したがって、この場合、図２８（Ａ）及び（Ｂ）に示す遮光態様が優先的に採用される。特に、図２８（Ａ）に示す遮光態様が優先的に採用される。
【０１９０】
一方、焦点深度を深くするという観点からは、絞る際、開口径が小さくなるように遮光する態様が採用される。どのような順で遮光領域を拡大させれば、開口径を小さくできるかは、絞りを組み込む光学系の開口形状によって異なる。したがって、絞りを組み込む光学系の開口形状に応じて適宜最適な順に定められる。たとえば、上記実施の形態のように、２分割した光学系の場合、図２８（Ａ）に示す遮光態様が優先的に採用され、次いで、図２８（Ｂ）に示す遮光態様が採用される。
【０１９１】
また、混信防止の効果は、各光学系の開口の境界を一定幅以上遮光すれば確保できるので、その後は、焦点深度を深くする観点から開口を制御することが好ましい。
【０１９２】
［第２の実施の形態］
《第２の実施の形態の撮像装置の装置構成》
図２９は、第２の実施の形態の撮像装置のシステム構成を示すブロック図である。
【０１９３】
本実施の形態の撮像装置１００は、主として、レンズ装置１１０と、イメージセンサ３０と、レンズ駆動制御部４１と、イメージセンサ駆動制御部４２と、アナログ信号処理部４３と、デジタル信号処理部４４と、表示部４５と、内部メモリ４６と、メディアインターフェース４７と、システム制御部４８と、操作部４９と、を備えて構成される。
【０１９４】
レンズ装置以外の構成は、概ね上述した第１の実施の形態の撮像装置１と同じである。したがって、ここでは、レンズ装置１１０の構成についてのみ説明する。
【０１９５】
〈レンズ装置〉
図３０は、レンズ装置の概略構成を示す斜視図である。図３１は、レンズ装置の概略構成を示す断面図である。図３２は、図３１の３２−３２断面図である。
【０１９６】
レンズ装置１１０は、互いに同じ光軸Ｌを有する中央光学系１２０及び外周光学系１３０を備える。中央光学系１２０及び外周光学系１３０は、互いに焦点距離の異なる光学系で構成される。特に、本実施の形態では、中央光学系１２０が、焦点距離の短い広角レンズで構成され、外周光学系１３０が、焦点距離の長い望遠レンズで構成される。
【０１９７】
−中央光学系−
図３３は、中央光学系の光線軌跡を示す図である。
【０１９８】
中央光学系１２０は、焦点距離の短い広角レンズである。図３３に示すように、中央光学系１２０は、３群８枚のレンズで構成され、物体側から順に中央光学系第１レンズ群１２０Ａ、中央光学系第２レンズ群１２０Ｂ、中央光学系第３レンズ群１２０Ｃが、光軸Ｌに沿って配置される。各構成要素の形状は円形である。
【０１９９】
中央光学系第１レンズ群１２０Ａは、４枚のレンズで構成される。中央光学系第１レンズ群１２０Ａは、物体側から順に中央光学系第１レンズ１２０ａ、中央光学系第２レンズ１２０ｂ、中央光学系第３レンズ１２０ｃ、及び、中央光学系第４レンズ１２０ｄが光軸Ｌに沿って配置されて構成される。
【０２００】
中央光学系第２レンズ群１２０Ｂは、１枚のレンズで構成される。中央光学系第２レンズ群１２０Ｂは、光軸Ｌ上に配置された中央光学系第５レンズ１２０ｅで構成される。
【０２０１】
中央光学系第３レンズ群１２０Ｃは、３枚のレンズで構成される。中央光学系第３レンズ群１２０Ｃは、物体側から順に中央光学系第６レンズ１２０ｆ、中央光学系第７レンズ１２０ｇ、及び、中央光学系第８レンズ１２０ｈが光軸Ｌに沿って配置されて構成される。
【０２０２】
中央光学系１２０に入射した光は、中央光学系第１レンズ群１２０Ａ、中央光学系第２レンズ群１２０Ｂ、中央光学系第３レンズ群１２０Ｃを通過して共通レンズ１４０に入射する。
【０２０３】
中央光学系１２０は、中央光学系第２レンズ群１２０Ｂ及び中央光学系第３レンズ群１２０Ｃの間に中央絞り２２０を有する。中央絞り２２０は、中央光学系１２０を通る光の光量を調節する。中央絞り２２０の構成については、後に詳述する。
【０２０４】
また、中央光学系１２０は、図示しない繰り出し機構によって、全群が光軸Ｌに沿って移動可能に設けられる。中央光学系１２０は、全群を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。
【０２０５】
−外周光学系−
外周光学系１３０は、環状の光学系の一部で構成される。この環状の光学系は、中央光学系１２０と同心状に配置可能に構成される。すなわち、外周光学系１３０は、中央光学系１２０と同心状に配置可能な環状の光学系の一部を光軸Ｌに沿って切り出したものとして構成される。
【０２０６】
図３４は、外周光学系の構成を説明する斜視図である。
【０２０７】
同図において、二点破線で示す環状の光学系Ｘは、中央光学系１２０と同心状に配置される光学系である。外周光学系１３０は、この環状の光学系Ｘの周方向の一部を光軸に沿って切り出した光学系として構成される。したがって、その光軸は、中央光学系１２０の光軸と同じである。
【０２０８】
本実施の形態のレンズ装置１０では、環状の光学系Ｘを８等分割し、その１つを外周光学系１３０として使用している。この場合、その光軸Ｌと直交する断面の形状は、中心角が４５°の扇形となり、（図３１参照）、外周光学系１３０を構成する各光学素子の形状も扇形となる。
【０２０９】
図３５は、外周光学系の光線軌跡を示す断面図である。
【０２１０】
外周光学系１３０は、焦点距離の長い望遠レンズである。外周光学系１３０は、いわゆる反射光学系で構成され、外周光学系第１レンズ１３０ａと、外周光学系第２レンズ１３０ｂと、外周光学系第３レンズ１３０ｃと、主鏡１３０ｄと、副鏡１３０ｅと、を備える。
【０２１１】
外周光学系第１レンズ１３０ａ、外周光学系第２レンズ１３０ｂ及び外周光学系第３レンズ１３０ｃは、環状のレンズの一部で構成され、物体側から外周光学系第１レンズ１３０ａ、外周光学系第２レンズ１３０ｂ及び外周光学系第３レンズ１３０ｃの順で光軸Ｌに沿って配置される。
【０２１２】
主鏡１３０ｄは、外周光学系第３レンズ１３０ｃの像面側の面に備えられる。主鏡１３０ｄは、外周光学系第３レンズ１３０ｃの像面側の面の全面に金属又は誘電体の膜をコーティングして、外周光学系第３レンズ１３０ｃの像面側の面の全面に備えられる。
【０２１３】
副鏡１３０ｅは、外周光学系第２レンズ１３０ｂの像面側の面に備えられる。副鏡１３０ｅは、外周光学系第２レンズ１３０ｂの像面側の面の内周部分に金属又は誘電体の膜をコーティングして、外周光学系第２レンズ１３０ｂの像面側の面の内周部分に備えられる。
【０２１４】
外周光学系１３０に入射した光は、外周光学系第１レンズ１３０ａ、外周光学系第２レンズ１３０ｂ、外周光学系第３レンズ１３０ｃを通過して、主鏡１３０ｄに入射する。主鏡１３０ｄに入射した光は、主鏡１３０ｄで反射し、外周光学系第３レンズ１３０ｃを通って副鏡１３０ｅに入射する。副鏡１３０ｅに入射した光は、副鏡１３０ｅで反射して、共通レンズ１４０に入射する。
【０２１５】
外周光学系１３０は、副鏡１３０ｅの後段に外周絞り２３０を有する。外周絞り２３０は、外周光学系１３０を通る光の光量を調節する。外周絞り２３０の構成については、後に詳述する。
【０２１６】
また、外周光学系１３０は、図示しない繰り出し機構によって、全群が光軸Ｌに沿って移動可能に設けられる。外周光学系１３０は、全群を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。
【０２１７】
−共通レンズ−
共通レンズ１４０は、中央光学系１２０及び外周光学系１３０で共用されるレンズであり、光軸Ｌ上の一定位置に配置される。共通レンズ１４０は、イメージセンサ３０への光の入射角度を調整するレンズである。中央光学系１２０及び外周光学系１３０を通過した光は、それぞれ共通レンズ１４０を介してイメージセンサ３０に入射する。
【０２１８】
−中央絞り−
中央絞り２２０は、中央光学系第２レンズ群１２０Ｂ及び中央光学系第３レンズ群１２０Ｃの間にされ、中央光学系１２０を通る光の光量を調節する。
【０２１９】
図３６は、中央絞りの構成を示す正面図である。
【０２２０】
中央絞り２２０は、液晶絞りで構成される。中央絞り２２０は、円盤状の液晶パネル２２２を有する。
【０２２１】
液晶パネル２２２は、同心状に分割された複数の領域２２２ａ〜２２２ｊを有する。各領域２２２ａ〜２２２ｊは、液晶ドライバ２２４によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。
【０２２２】
図３７は、中央絞りの動作状態を示す正面図である。
【０２２３】
同図（Ａ）は、５段階絞った状態を示している。同図（Ｂ）は、９段階絞った状態を示している。なお、図３７において、斜線で示した領域が遮光状態の領域である。
【０２２４】
図３７に示すように、中央絞り２２０は、径方向の外側から内側に向けて順に遮光領域を拡大させて、光量を減少させる。
【０２２５】
なお、中央絞り２２０は、全領域を遮光状態とすることにより、中央光学系１２０を通過する光を完全に遮光できる。これにより、中央絞り２２０を中央光学系１２０のシャッターとして機能させることができる。
【０２２６】
−外周絞り−
外周絞り２３０は、副鏡１３０ｅの後段に配置され、外周光学系１３０を通る光の光量を調節する。
【０２２７】
図３８は、外周絞りの概略構成を示す斜視図である。
【０２２８】
外周絞り２３０は、液晶絞りで構成され、第１液晶パネル２３２及び第２液晶パネル２３４を重ね合わせて構成される。第１液晶パネル２３２及び第２液晶パネル２３４は、共に扇形状を有し、重ね合わせることで、全体として扇形状の外周絞り２３０を構成する。この外周絞り２３０の形状は、外周光学系１３０の開口形状に対応した形状である。
【０２２９】
図３９は、第１液晶パネルの概略構成を示す正面図である。
【０２３０】
第１液晶パネル２３２は、第１遮光部の一例である。第１液晶パネル２３２は、同心円状に分割された複数の円弧状の領域２３２ａ〜２３２ｊを有する。各領域２３２ａ〜２３２ｊは、第１液晶ドライバ２３６によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。
【０２３１】
図４０は、第１液晶パネルの動作状態を示す正面図である。
【０２３２】
同図（Ａ）は、４段階遮光した状態を示している。同図（Ｂ）は、９段階遮光した状態を示している。なお、図４０において、斜線で示した領域が遮光状態の領域である。
【０２３３】
図４０に示すように、第１液晶パネル２３２は、径方向の内側から外側に向けて順に遮光領域を拡大させて光量を減少させる。
【０２３４】
図４１は、第２液晶パネルの概略構成を示す正面図である。
【０２３５】
第２液晶パネル２３４は、第２遮光部の一例である。第２液晶パネル２３４は、周方向に一定の角度間隔で分割された複数の扇状の領域２３４ａ〜２３４ｈを有する。各領域２３４ａ〜２３４ｈは、左右対称に対を構成する。各領域２３４ａ〜２３４ｈは、第２液晶ドライバ２３８によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。
【０２３６】
図４２は、第２液晶パネルの動作状態を示す正面図である。
【０２３７】
同図（Ａ）は、５段階遮光した状態を示している。同図（Ｂ）は、７段階遮光した状態を示している。なお、図４２において、斜線で示した領域が遮光状態の領域である。
【０２３８】
図４２に示すように、第２液晶パネル２３４は、周方向の両側から内側に向けて順に遮光領域を拡大させて光量を減少させる。
【０２３９】
図４３は、第１液晶パネル及び第２液晶パネルを組み合わせて構成される外周絞りの動作状態を示す正面図である。
【０２４０】
同図（Ａ）は、第１液晶パネル２３２を４段階遮光し、第２液晶パネル２３４を５段階遮光した状態を示している。同図（Ｂ）は、第１液晶パネル２２を９段階遮光し、第２液晶パネル２３４を７段階遮光した状態を示している。
【０２４１】
図４３に示すように、外周絞り２３０は、第１液晶パネル２３２及び第２液晶パネル２３４の組み合わせによって、その開口形状が変化する。
【０２４２】
外周絞り２３０の開口形状は、絞り値ごとに定められる。第１液晶パネル２３２及び第２液晶パネル２３４は、設定された絞り値に応じて、その駆動が制御される。
【０２４３】
この際、第１液晶パネル２３２を優先して動作させることにより、混信を効果的に防止できる。すなわち、絞り込む際に第１液晶パネル２３２を優先して動作させることにより、中央光学系１２０及び外周光学系１３０の開口領域の境界を拡大させるように遮光できる。これにより、混信を適切に防止できる。
【０２４４】
なお、外周絞り２３０は、第１液晶パネル２３２及び第２液晶パネル２３４の少なくとも一方を全て遮光状態とすることにより、外周光学系１３０を通過する光を完全に遮光できる。これにより、外周絞り２３０を外周光学系１３０のシャッターとして機能させることができる。
【０２４５】
以上の構成のレンズ装置１１０は、中央光学系１２０及び外周光学系１３０を光軸Ｌに沿って個別に前後移動させることにより、中央光学系１２０及び外周光学系１３０の焦点を個別に調節できる。また、中央光学系１２０及び外周光学系１３０に個別に備えられた絞りを個別に制御することにより、中央光学系１２０及び外周光学系１３０光量を個別に調節できる。
【０２４６】
〈イメージセンサ〉
イメージセンサ３０は、中央光学系１２０を通過した光を選択的に受光する画素、及び、外周光学系１３０を通過した光を選択的に受光する画素を一定の配列規則に従って二次元的に配列して構成される。
【０２４７】
《第２の実施の形態の撮像装置の作用》
〈撮像動作〉
画像を記録するための撮像は、操作部４９からの指示に基づいて実行される。ここでは、シャッターボタンの全押しで撮像の実行が指示されるものとする。
【０２４８】
まず、各光学系の焦点調節が行われる。焦点調節は、光学系ごとに行われる。中央光学系１２０は、中央光学系１２０の全体を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、その焦点調節が行われる。外周光学系１３０は、外周光学系１３０の全体を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、その焦点調節が行われる。
【０２４９】
各光学系の焦点合わせが完了したら、シャッターボタンを全押しして、撮像の実行を指示する。
【０２５０】
シャッターボタンが全押しされると、まず、測光処理が実施される。システム制御部４８は、イメージセンサ３０から得られる画像信号に基づいて、ＥＶ値（exposure value）を求め、露出を決定する。すなわち、撮像時における絞り値及びシャッター速度を決定する。
【０２５１】
露出が決定すると、画像の記録処理が実施される。システム制御部４８は、レンズ駆動制御部４１を介して、第１絞り２０Ａ及び第２絞り２０Ｂを制御し、決定した絞り値に設定する。そして、決定したシャッター速度でイメージセンサ３０を露光させ、記録用の画像を撮像する。
【０２５２】
撮像により得られた画素ごとの画像信号は、イメージセンサ３０からアナログ信号処理部４３に出力される。アナログ信号処理部４３は、イメージセンサ３０から出力された画素ごとの画像信号を取り込み、所定の信号処理を施した後、デジタル信号に変換して出力する。
【０２５３】
アナログ信号処理部４３から出力された画素ごとの画像信号は、内部メモリ４６に取り込まれ、その後、デジタル信号処理部４４に送られる。デジタル信号処理部４４は、得られた画像信号に所定の信号処理を施して、第１画像データ及び第２画像データを生成する。すなわち、イメージセンサ３０の第１画素３２Ａの画像信号に基づいて、第１画像の画像データである第１画像データを生成する。また、第２画素３２Ｂの画像信号に基づいて、第２画像の画像データである第２画像データを生成する。生成された第１画像データ及び第２画像データは、メディアインターフェース４７を介して外部メモリ５０に記録される。
【０２５４】
このように、本実施の形態の撮像装置１００によれば、一度に２枚の画像を撮像できる。この際、各光学系で個別に焦点調節するので、２枚とも適切に主要被写体に合焦した画像を撮像できる。また、各光学系で個別に光量調節するので、２枚とも適正な露出の画像を撮像でき、かつ、所望の暈け量の画像を撮像できる。
【０２５５】
更に、本実施の形態の撮像装置１００によれば、中央光学系１２０及び外周光学系１３０において、絞りを絞り込む際に、中央光学系１２０及び外周光学系１３０の開口領域の境界を拡大させるように遮光して光量を調節するので、混信を適切に防止できる。
【０２５６】
また、本実施の形態の撮像装置１００では、外周光学系１３０が環状の光学系Ｘの一部で構成されるので、環状の光学系をそのまま使用した場合には実現し得ない深い焦点深度の光学系を外周光学系１３０で実現できる。
【０２５７】
なお、外周光学系１３０については、その開口の最大幅が、元となる環状の光学系Ｘの内径以下となるようにすることで、元となる環状の光学系Ｘでは実現し得ない深い焦点深度の光学系を実現できる。
【０２５８】
一般に光学系は、開口が小さくなるに従って光量が低下し、また、回折効果により解像度も低下する。したがって、外周光学系１３０については、光量及び回折効果による解像度低下を考慮して、その開口の大きさを決定することが好ましい。このうち光量の低下に関しては、使用するイメージセンサの感度との組み合わせで解消することが可能である。したがって、回折効果による解像度低下を起こさない範囲で外周光学系の開口の大きさを決定することが好ましい。回折効果による解像度低下は、一般に絞り値がＦ３２以下になると顕著に現れるので、外周光学系の開口の大きさは、絞り値でＦ３２を下回らない範囲内で設定することが好ましい。したがって、外周光学系は、その開口の最大幅が環状の光学系の内径以下であり、かつ、絞り値でＦ３２を下回らない大きさとすることが好ましい。一般に、絞り値Ｆは、光学系の開口幅（レンズの口径）をＤ、焦点距離をｆとすると、Ｆ＝ｆ／Ｄにより求められる。
【０２５９】
《中央絞りの変形例》
上記実施の形態では、中央絞りを液晶絞りで構成しているが、機械的な構造の絞り、いわゆるメカニカル絞りで構成することもできる。
【０２６０】
《外周絞りの変形例》
〈遮光形態の変形例〉
図４４は、第１液晶パネルの変形例を示す正面図である。
【０２６１】
本例の第１液晶パネル２３２は、径方向に一定の幅で分割された複数の帯状の領域２３２ａ〜２３２ｊを有する。各領域２３２ａ〜２３２ｊは、第１液晶ドライバ２６によって、それぞれ独立して制御され、透光状態又は遮光状態に設定される。光量を減少させる場合は、径方向の内側から順に遮光領域に切り替える。
【０２６２】
このように、第１液晶パネル２３２は、径方向の内側から外側に向けて直線状に遮光領域を拡大させて、光量を減少させる構成とすることもできる。
【０２６３】
〈第２遮光部の遮光形態の変形例〉
上記実施の形態では、第２液晶パネルが、周方向の両側から遮光領域を拡大させて光量を減少させている。第２遮光部は、周方向の片側から遮光領域を拡大させて光量を減少させる構成とすることもできる。
【０２６４】
また、上記実施の形態では、第２液晶パネルが、周方向に一定の角度間隔で分割される構成としているが、第１液晶パネルの分割方向と直交する方向に一定の幅間隔で分割する構成としてもよい。
【０２６５】
〈第３遮光部〉
外周絞り２３０は、径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第１遮光部、及び、周方向の少なくとも一方から遮光領域を拡大させて光量を減少させる第２遮光部に加えて、更に径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させて光量を減少させる第３遮光部を備えて構成することもできる。
【０２６６】
上記構成の外周絞り２３０の場合、第３遮光部の機能は、第１液晶パネル２３２で実現される。すなわち、第１液晶パネル２３２において、遮光する際、径方向の外側の領域から順に遮光状態に切り替える。これにより、径方向の外側から内側に向けて遮光領域を拡大させることができる。
【０２６７】
なお、第１液晶パネル２３２については、径方向の内側を優先して遮光することが好ましい。すなわち、最初に内側から遮光領域を拡大させて光量を調節する。これにより、混信を効果的に防止できる。
【０２６８】
混信は、径方向の内側から外側に向けて一定範囲遮光すれば防止できる。したがって、径方向の両側から遮光領域を拡大させて、光量を調整する場合は、最初に径方向の内側から外側に向けて遮光領域を拡大させ、その後、外側から内側に向けて遮光領域を拡大させることが好ましい。そして、外側からの遮光に切り替えるタイミングは、混信防止が完了するタイミングとすることが好ましい。
【０２６９】
〈一体構成した外周絞り〉
上記実施の形態では、２枚の液晶パネルを組み合わせて、１つの液晶絞りを構成しているが、１枚の液晶パネルで液晶絞りを構成することもできる。すなわち、１枚の液晶パネルで第１遮光部、第２遮光部及び第３遮光部の機能を実現することもできる。
【０２７０】
〈メカニカル絞り〉
外周絞りについても、機械的な構造の絞り、いわゆるメカニカル絞りで構成することができる。
【０２７１】
《レンズ装置の変形例》
〈外周光学系の数〉
上記実施の形態では、レンズ装置が、１つの中央光学系及び１つの外周光学系を備えている。レンズ装置には、複数の外周光学系を備えることができる。
【０２７２】
図４５は、２つの外周光学系を備えたレンズ装置の概略構成を示す正面図である。図４６は、図４５の４６−４６断面図である。
【０２７３】
本例のレンズ装置１１０は、中央光学系１２０の外周部に２つの外周光学系を有する。２つの外周光学系の一方を第１外周光学系１３０Ａ、他方を第２外周光学系１３０Ｂとする。
【０２７４】
第１外周光学系１３０Ａ及び第２外周光学系１３０Ｂは、中央光学系１２０を中心として対称に配置される。
【０２７５】
第１外周光学系１３０Ａ及び第２外周光学系１３０Ｂの構成は、同じであり、共に中央光学系１２０と同心状に配置可能な環状の光学系Ｘの一部で構成される。なお、本例の第１外周光学系１３０Ａ及び第２外周光学系１３０Ｂの構成は、上記実施の形態のレンズ装置１１０の外周光学系１３０の構成と同じである。すなわち、環状の光学系Ｘを８等分割した１つで構成され、いわゆる反射光学系で構成される。
【０２７６】
第１外周光学系１３０Ａは、外周光学系第１レンズ１３０Ａａと、外周光学系第２レンズ１３０Ａｂと、外周光学系第３レンズ１３０Ａｃと、主鏡１３０Ａｄと、副鏡１３０Ａｅと、を備え、副鏡１３０Ａｅの後段に第１外周絞り２３０Ａを備える。第１外周光学系１３０Ａは、図示しない繰り出し機構によって、全群が光軸Ｌに沿って移動可能に設けられる。第１外周光学系１３０Ａは、全群を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。
【０２７７】
第２外周光学系１３０Ｂは、外周光学系第１レンズ１３０Ｂａと、外周光学系第２レンズ１３０Ｂｂと、外周光学系第３レンズ１３０Ｂｃと、主鏡１３０Ｂｄと、副鏡１３０Ｂｅと、を備え、副鏡１３０Ａｅの後段に第１外周絞り２３０Ａを備える。第２外周光学系１３０Ｂは、図示しない繰り出し機構によって、全群が光軸Ｌに沿って移動可能に設けられる。第２外周光学系１３０Ｂは、全群を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。
【０２７８】
以上の構成のレンズ装置１１０によれば、第１外周光学系１３０Ａ及び第２外周光学系１３０Ｂを光軸Ｌに沿って個別に前後移動させることにより、第１外周光学系１３０Ａ及び第２外周光学系１３０Ｂの焦点を個別に調節できる。また、第１外周光学系１３０Ａ及び第２外周光学系１３０Ｂに個別に備えられた外周絞りを個別に制御することにより、第１外周光学系１３０Ａ及び第２外周光学系１３０Ｂの光量を個別に調節できる。
【０２７９】
このように、レンズ装置には、複数の外周光学系を備えることができる。この場合、各外周光学系を異なる撮像特性の光学系で構成することもできる。
【０２８０】
〈外周光学系の開口形状〉
上記実施の形態では、外周光学系１３０の開口形状、すなわち、光軸Ｌと直交する断面の形状が扇形状であるが、外周光学系１３０の開口形状は、これに限定されるものではない。
【０２８１】
−外周光学系の開口形状の変形例１−
図４７は、外周光学系の開口形状の第１の変形例を示す正面図である。
【０２８２】
本例の外周光学系１３０は、光軸Ｌと直交する断面において、環状の光学系Ｘを扇状に切り出し、更に、扇の外周部及び内周部を互いに平行に切り出した形状を有する。この場合、図４７に示すように、外周光学系１３０の開口形状は台形となる。
【０２８３】
このような構成の外周光学系１３０は、各光学素子の外周部及び内周部が平面状に構成されるため、各光学素子を保持するための機構を簡素化できる。また、第２光学系駆動部の構造も簡素化できる。
【０２８４】
本例の場合も、外周光学系１３０は、その最大幅Ｗを環状の光学系Ｘの内径以下にすることにより、環状の光学系では実現し得ない深い焦点深度の光学系を構成できる。
【０２８５】
−外周光学系の開口形状の変形例２−
図４８は、外周光学系の開口形状の第２の変形例を示す正面図である。
【０２８６】
本例の外周光学系１３０は、光軸Ｌと直交する断面において、環状の光学系Ｘから光軸Ｌを挟んで互いに平行な２本の直線ｍ１、ｍ２で挟まれる領域を切り出した形状を有する。
【０２８７】
本例の場合も、外周光学系１３０は、その最大幅を環状の光学系の内径以下にすることにより、環状の光学系では実現し得ない深い焦点深度の光学系を構成できる。
【０２８８】
−外周光学系の開口形状の変形例３−
図４９は、外周光学系の開口形状の第３の変形例を示す正面図である。
【０２８９】
本例の外周光学系１３０は、光軸Ｌと直交する断面において、環状の光学系Ｘから光軸Ｌを挟んで互いに平行な２本の第１直線ｍ１、ｍ２、及び、第１直線ｍ１、ｍ２と直交し互いに平行な２本の第２直線ｎ１、ｎ２で囲われる領域を切り出した形状を有する。この場合、図４９に示すように、外周光学系１３０の開口形状は、矩形状となる。
【０２９０】
このような構成の外周光学系１３０は、光学系の各構成要素が矩形状となるため、光学系の各構成要素を保持するための機構を簡素化できる。
【０２９１】
本例の場合も、外周光学系１３０は、その最大幅を環状の光学系の内径以下にすることにより、環状の光学系では実現し得ない深い焦点深度の光学系を構成できる。
【０２９２】
〈光学系の撮像特性〉
上記実施の形態では、異なる焦点距離の光学系で中央光学系及び外周光学系を構成しているが、中央光学系及び外周光学系を構成する光学系は、これに限定されるものではない。
【０２９３】
一例として、互いに透過波長特性の異なる光学系で構成することができる。たとえば、２つの光学系で構成する場合において、一方を可視光での撮像に適した光学系で構成し、他方を赤外光での撮像に適した光学系で構成する。これにより、可視光画像及び赤外光画像の両方を一度に撮像できる。
【０２９４】
また、上記実施の形態では、各光学系が個別に焦点調節可能に構成されているが、固定焦点の光学系を採用することもできる。この場合、たとえば、各光学系は、互いに合焦距離の異なる光学系で構成することができる。
【０２９５】
また、上記実施の形態では、各光学系を単焦点の光学系で構成されているが、いわゆるズーム機能を備えた光学系で構成することもできる。
【０２９６】
更に、実施の形態のレンズ装置では、外周光学系を反射光学系で構成しているが、外周光学系は屈折光学系で構成することもできる。
【０２９７】
ここで、屈折光学系とは、構成要素に鏡を含まない光学系であり、レンズの屈折のみで所望の撮像特性を実現する光学系である。
【０２９８】
図５０は、外周光学系が屈折光学系で構成されたレンズ装置の概略構成を示す断面図である。
【０２９９】
同図に示すように、レンズ装置３１０は、中央光学系３２０及び外周光学系３３０を備える。中央光学系３２０及び外周光学系３３０は、同じ光軸Ｌを有し、かつ、共に屈折光学系で構成される。
【０３００】
−中央光学系−
中央光学系３２０は、４群７枚の広角レンズで構成され、物体側から順に中央光学系第１レンズ群３２０Ａ、中央光学系第２レンズ群３２０Ｂ、中央光学系第３レンズ群３２０Ｃ、中央光学系第４レンズ群３２０Ｄが、光軸Ｌに沿って配置される。
【０３０１】
中央光学系第１レンズ群３２０Ａは、２枚のレンズで構成される。中央光学系第１レンズ群３２０Ａは、物体側から順に中央光学系第１レンズ３２０ａ、中央光学系第２レンズ３２０ｂが光軸Ｌに沿って配置されて構成される。
【０３０２】
中央光学系第２レンズ群３２０Ｂは、１枚のレンズで構成される。中央光学系第２レンズ群３２０Ｂは、光軸Ｌ上に配置された中央光学系第３レンズ３２０ｃで構成される。
【０３０３】
中央光学系第３レンズ群３２０Ｃは、２枚のレンズで構成される。中央光学系第３レンズ群３２０Ｃは、物体側から順に中央光学系第４レンズ３２０ｄ、中央光学系第５レンズ３２０ｅが光軸Ｌに沿って配置されて構成される。
【０３０４】
中央光学系第４レンズ群３２０Ｄは、２枚のレンズで構成される。中央光学系第４レンズ群３２０Ｄは、物体側から順に中央光学系第６レンズ３２０ｆ、中央光学系第７レンズ３２０ｇが光軸Ｌに沿って配置されて構成される。
【０３０５】
中央光学系３２０を構成する各レンズは、円形のレンズで構成される。
【０３０６】
中央光学系３２０に入射した光は、中央光学系第１レンズ群３２０Ａ、中央光学系第２レンズ群３２０Ｂ、中央光学系第３レンズ群３２０Ｃ、中央光学系第４レンズ群３２０Ｄを通って、イメージセンサ３０に入射する。
【０３０７】
中央光学系３２０は、中央光学系第２レンズ群３２０Ｂ及び中央光学系第３レンズ群３２０Ｃの間に中央絞り３４０を有する。中央絞り３４０は、中央光学系３２０を通る光の光量を調節する。
【０３０８】
中央絞り３４０は、上記実施の形態のレンズ装置１１０と同様に、液晶絞り又はメカニカル絞りで構成できる。
【０３０９】
また、中央光学系３２０は、図示しない繰り出し機構によって、全群が光軸Ｌに沿って移動可能に設けられる。中央光学系３２０は、全群を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。
【０３１０】
−外周光学系−
外周光学系３３０が、２群５枚の望遠レンズで構成され、物体側から順に外周光学系第１レンズ群３３０Ａ、外周光学系第２レンズ群３３０Ｂが、光軸Ｌに沿って配置される。
【０３１１】
外周光学系第１レンズ群３３０Ａは、３枚のレンズで構成される。外周光学系第１レンズ群３３０Ａは、物体側から順に外周光学系第１レンズ３３０ａ、外周光学系第２レンズ３３０ｂ、外周光学系第３レンズ３３０ｃが光軸Ｌに沿って配置されて構成される。
【０３１２】
外周光学系第２レンズ群３３０Ｂは、２枚のレンズで構成される。外周光学系第２レンズ群３３０Ｂは、物体側から順に外周光学系第４レンズ３３０ｄ、外周光学系第５レンズ３３０ｅが光軸Ｌに沿って配置されて構成される。
【０３１３】
外周光学系３３０は、環状の屈折光学系の一部で構成される。本例のレンズ装置３１０では、円環状の光学系を８等分割した１つで構成される。したがって、外周光学系３３０を構成する各レンズは、扇形状を有する。
【０３１４】
外周光学系３３０に入射した光は、外周光学系第１レンズ群３３０Ａ、外周光学系第２レンズ群３３０Ｂを通って、イメージセンサ３０に入射する。
【０３１５】
外周光学系３３０は、外周光学系第１レンズ群３３０Ａ及び外周光学系第２レンズ群３３０Ｂの間に外周絞り３６０を有する。外周絞り３６０は、外周光学系３３０を通る光の光量を調節する。
【０３１６】
外周絞り３６０は、上記実施の形態のレンズ装置１１０と同様に、液晶絞り又はメカニカル絞りで構成できる。
【０３１７】
また、外周光学系３３０は、図示しない繰り出し機構によって、全群が光軸Ｌに沿って移動可能に設けられる。外周光学系３３０は、全群を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより焦点調節される。
【０３１８】
このように、外周光学系は、屈折光学系で構成することもできる。なお、図５０に示すレンズ構成は一例であり、目的に応じたレンズ構成が採用される。たとえば、外周光学系を広角レンズで構成し、中央光学系を望遠レンズで構成することもできる。
【０３１９】
［第３の実施の形態］
上記第１及び第２の実施の形態の撮像装置では、各光学系の光量調節と同時に混信を防止できる。混信を防止する効果は、各光学系に備えられた絞りを絞り込むほど高くなる。一方、混信の影響は、画像処理によっても除去できる。したがって、絞りで除去できない混信の影響については、画像処理によって除去することにより、より高品質な画像を取得できる。以下、画像処理にて、混信の影響を除去する方法について説明する。
【０３２０】
《混信発生のメカニズム》
まず、混信によって生じる画像品質の低下について説明する。なお、ここでは、上述した第２の実施の形態の撮像装置１００で撮像した場合を例に説明する。
【０３２１】
図５１は、混信が生じた画像の一例を示す図である。同図（ａ）は、中央光学系１２０で撮像される第１画像を示している。中央光学系１２０は広角の光学系であるので、第１画像は広角画像である。同図（ｂ）は、外周光学系１３０で撮像される第２画像を示している。外周光学系１３０は望遠の光学系であるので、第２画像は望遠画像である。
【０３２２】
イメージセンサ３０の各画素で受光される光の分離性が不十分であると、イメージセンサ３０の各画素の出力には、本来受光されないはずの画像成分の信号が混入する。この結果、図５１に示すように、一方の画像に他方の画像が重なった画像が撮像される。
【０３２３】
図５２は、混信のメカニズムの説明する図である。
【０３２４】
図５２において、符号「Ｉｗ１」は、広角の真の第１画像を示し、符号「Ｉｔ１」は、望遠の真の第２画像を示す。ここで、真の第１画像Ｉｗ１及び真の第２画像Ｉｔ１とは、混信のない状態で撮像される画像のことである。
【０３２５】
一方、符号「Ｉｗ２」は、出力第１画像を示し、符号「Ｉｔ２」は、出力第２画像を示す。ここで、出力第１画像Ｉｗ２とは、イメージセンサ３０の第１画素３２Ａから実際に出力される信号によって生成される画像のことであり、出力第２画像Ｉｔ２とは、イメージセンサ３０の第２画素３２Ｂから実際に出力される信号によって生成される画像のことである。
【０３２６】
イメージセンサ３０の各画素で受光される光の分離性が十分であれば、第１画素３２Ａからは、真の第１画像Ｉｗ１を表わす画像信号が出力され、第２画素３２Ｂからは、真の第２画像Ｉｔ１を表す画像信号が出力される。
【０３２７】
しかし、光分離性が不十分であると、出力第１画像Ｉｗ２及び出力第２画像Ｉｔ２のように、第１画像及び第２画像が混在した多重画像の画像信号が、第１画素３２Ａ及び第２画素３２Ｂから出力される。
【０３２８】
たとえば、真の第１画像Ｉｗ１を表わす第１画像光のうち、第１画素３２Ａによって適切に受光される成分を示す分布情報（指標）を「第１検出ゲイン分布Ｄ１」とし、第２画素３２Ｂによって不適切に受光される成分を示す分布情報（指標）を「第１混信ゲイン分布Ｄ２」とする。また、真の第２画像Ｉｔ１を表わす第２画像光のうち、第１画素３２Ａによって不適切に受光される成分を示す分布情報（指標）を「第２混信ゲイン分布Ｄ３」とし、第２画素３２Ｂによって適切に受光される成分を示す分布情報（指標）を「第２検出ゲイン分布Ｄ４」とする。
【０３２９】
ここで、真の第１画像Ｉｗ１に対して第１検出ゲイン分布Ｄ１を適用することで得られる第１画像成分であって、第１画素３２Ａに受光される第１画像成分を「真第１画像成分Ｅ１」とする。また、真の第２画像Ｉｔ１に対して第２混信ゲイン分布Ｄ３を適用することで得られる第２画像成分であって、第１画素３２Ａに受光される第２画像成分を「混信第２画像成分Ｅ２」とする。また、真の第１画像Ｉｗ１に対して第１混信ゲイン分布Ｄ２を適用することで得られる第１画像成分であって、第２画素３２Ｂに受光される第１画像成分を「混信第１画像成分Ｅ３」とする。また、真の第２画像Ｉｔ１に対して第２検出ゲイン分布Ｄ４を適用することで得られる第２画像成分であって、第２画素３２Ｂに受光される第２画像成分を「真第２画像成分Ｅ４」とする。
【０３３０】
この場合、第１画素３２Ａから出力される画像信号によって生成される出力第１画像Ｉｗ２は、真第１画像成分Ｅ１と混信第２画像成分Ｅ２とを加算して得られる画像に基づく。また、第２画素３２Ｂから出力される画像信号によって生成される出力第２画像Ｉｔ２は、混信第１画像成分Ｅ３と真第２画像成分Ｅ４とを加算して得られる画像に基づく。
【０３３１】
イメージセンサ３０の各画素で受光される光の分離性能が優れているほど、混信第２画像成分Ｅ２及び混信第１画像成分Ｅ３の成分割合はゼロ（ブランク）に近づき、出力第１画像Ｉｗ２及び出力第２画像Ｉｔ２は、それぞれ真の第１画像Ｉｗ１及び真の第２画像Ｉｔ１に近づく。
【０３３２】
一方、光分離性能が劣るほど、混信第２画像成分Ｅ２及び混信第１画像成分Ｅ３の成分割合は増え、出力第１画像Ｉｗ２では混信第２画像成分Ｅ２の比重が大きくなり、出力第２画像Ｉｔ２では混信第１画像成分Ｅ３の比重が大きくなる。
【０３３３】
このように、混信が発生している場合にイメージセンサ３０から出力される画像信号は、真の画像に検出ゲイン分布を適用して得られる画像成分と、別チャンネルの画像に混信ゲイン分布を適用して得られる画像成分とが加算されたものに相当する。このような混信により、光分離性能が十分ではない撮像装置からは、第１画像及び第２画像が重なった画像（画像信号）が出力される。
【０３３４】
《画像処理方法》
次に、画像処理によって、第１画像及び第２画像から混信の影響を除去する方法について説明する。
【０３３５】
ここでは、第１画像及び第２画像の検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列の逆行列に基づいて、第１画像及び第２画像の両画像データの補正処理を行う場合を例に説明する。
【０３３６】
図５３は、真の第１画像Ｉｗ１、真の第２画像Ｉｔ１、出力第１画像Ｉｗ２、出力第２画像Ｉｔ２及び検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍの関係を示す図である。
【０３３７】
なお、図５３に示す「真の第１画像Ｉｗ１」、「真の第２画像Ｉｔ１」、「出力第１画像Ｉｗ２」及び「出力第２画像Ｉｔ２」は、それぞれ図５２に示す「真の第１画像Ｉｗ１」、「真の第２画像Ｉｔ１」、「出力第１画像Ｉｗ２」及び「出力第２画像Ｉｔ２」に対応する。なお、図５３中の「Ｗ１」、「Ｗ２」、「Ｔ１」、「Ｔ２」については、後述する。
【０３３８】
イメージセンサ３０から出力される画像信号から生成される出力第１画像Ｉｗ２及び出力第２画像Ｉｔ２は、「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍ」と、「中央光学系１２０及び外周光学系１３０の各々を通過した光束によって生成される本来の第１画像及び第２画像である真の第１画像Ｉｗ１及び真の第２画像Ｉｔ１」との積で表される。
【０３３９】
検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍは、第１検出ゲイン分布Ｄ１、第１混信ゲイン分布Ｄ２、第２混信ゲイン分布Ｄ３及び第２検出ゲイン分布Ｄ４によって構成される２×２行列である。
【０３４０】
なお、「第１検出ゲイン分布Ｄ１」、「第１混信ゲイン分布Ｄ２」、「第２混信ゲイン分布Ｄ３」及び「第２検出ゲイン分布Ｄ４」は、それぞれ図５２に示す「第１検出ゲイン分布Ｄ１」、「第１混信ゲイン分布Ｄ２」、「第２混信ゲイン分布Ｄ３」及び「第２検出ゲイン分布Ｄ４」に対応する。
【０３４１】
図５４は、図５３に示す行列式に対して「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍ」の逆行列Ｍ−１を適用して得られる行列式を示す図である。
【０３４２】
図５４に示すように、「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍ」の逆行列Ｍ−１と「イメージセンサ３０から出力される画像信号から生成される出力第１画像Ｉｗ２及び出力第２画像Ｉｔ２」との積によって、「本来の第１画像及び第２画像である真の第１画像Ｉｗ１及び真の第２画像Ｉｔ１」を取得することができる。
【０３４３】
図５５は、図５４の行列式を簡略化して表した行列式を示す図である。
【０３４４】
図５５において、「Ｗ１」は真の第１画像Ｉｗ１の画素成分（画素値）を集合的に表し、「Ｔ１」は真の第２画像Ｉｔ１の画素成分を集合的に表す。また、「Ｗ２」は出力第１画像Ｉｗ２の画素成分を集合的に表し、「Ｔ２」は出力第２画像Ｉｔ２の画素成分を集合的に表す。
【０３４５】
また、図５５において、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、及び「Ｄ」は、それぞれ第１検出ゲイン分布Ｄ１、第２混信ゲイン分布Ｄ３、第１混信ゲイン分布Ｄ２、及び第２検出ゲイン分布Ｄ４を構成する要素を集合的に表す。
【０３４６】
図５６は、図５５に示す「Ｗ１」を構成する要素ｗ１＿１１〜ｗ１＿ｍｎを示す図である。
【０３４７】
「Ｗ１」は、真の第１画像Ｉｗ１の画素成分（画素値）に対応する要素ｗ１＿１１〜ｗ１＿ｍｎによって構成される。
【０３４８】
なお、「ｍ」及び「ｎ」は、それぞれ２以上の整数を示す。「ｍ」及び「ｎ」は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０３４９】
同様に、図５５に示す「Ｗ２」、「Ｔ１」及び「Ｔ２」も、それぞれ出力第１画像Ｉｗ２、真の第２画像Ｉｔ１及び出力第２画像Ｉｔ２の画素成分（画素値）に対応する要素ｗ２＿１１〜ｗ２＿ｍｎ、ｔ１＿１１〜ｔ１＿ｍｎ、及びｔ２＿１１〜ｔ２＿ｍｎによって構成される（図示省略）。
【０３５０】
また、図５５に示す「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、及び「Ｄ」も、それぞれ第１画像及び第２画像の各画素に応じて定められる要素ａ１１〜ａｍｎ、ｂ１１〜ｂｍｎ、ｃ１１〜ｃｍｎ、及びｄ１１〜ｄｍｎによって構成される（図示省略）。
【０３５１】
図５７は、図５５に示す行列式に基づいて導出される「ｗ１＿ｉｊ」の算出式を示す図である。また、図５８は、図５５に示す行列式に基づいて導出される「ｔ１＿ｉｊ」の算出式を示す図である。
【０３５２】
図５７及び図５８において、「ｉ」は、１〜ｍのうちのいずれかの整数を示し、「ｊ」は１〜ｎのうちのいずれかの整数を示す。図５７及び図５８に示すように、真の第１画像Ｉｗ１の画素成分（画素値）に対応する要素ｗ１＿１１〜ｗ１＿ｍｎ及び真の第２画像Ｉｔ１の画素成分（画素値）に対応する要素ｔ１＿１１〜ｔ１＿ｍｎは、出力第１画像Ｉｗ２及び出力第２画像Ｉｔ２と逆行列Ｍ−１とから演算により算出することができる。
【０３５３】
混信による影響は、図５７及び図５８により表される演算式に基づいて、第１画像及び第２画像の両画像データを補正処理することにより除去できる。
【０３５４】
補正処理は、デジタル信号処理部４４で実施される。すなわち、デジタル信号処理部４４が、画像信号処理部として機能し、第１画像から外周光学系が与えた影響を除去する処理、及び、第２画像から中央光学系が与えた影響を除去する処理を行う。
【０３５５】
デジタル信号処理部４４は、図５７及び図５８により表される演算式に基づいて、第１画像及び第２画像の両画像データに対して補正処理を行い、第１画像に混入した第２画像成分」の影響、及び、「第２画像に混入した第１画像成分」の影響を低減する処理を実行する。
【０３５６】
厳密に補正処理を行う観点からは、検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布は、第１画像及び第２画像の各々を構成する画素の数と同じ数の要素によって構成され、検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布を構成する要素毎（対応画素毎）の逆行列Ｍ−１が、デジタル信号処理部４４において用いられることが好ましい。ただし、シェーディングが小さい場合等のように「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布を構成する要素」が、「第１画像及び第２画像を構成する画素の一部又は全部」において近似するケースでは、計算コストを優先させる観点から、その近似範囲において共通の代表値によって「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布を構成する要素」を表してもよい。したがって、「第１画像及び第２画像を構成する画素の全部」が近似する場合には、検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布を単一の代表値によって表すことができ、「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列の逆行列に基づく補正処理」を簡素且つ高速に行うことが可能になる。
【０３５７】
なお、第１検出ゲイン分布Ｄ１、第１混信ゲイン分布Ｄ２、第２混信ゲイン分布Ｄ３及び第２検出ゲイン分布Ｄ４に基づく行列Ｍ（図５５の「Ａ」、「Ｃ」、「Ｂ」及び「Ｄ」参照）は、使用するレンズ装置及びイメージセンサによって定められる。撮像装置は、この行列Ｍからあらかじめ導出される逆行列Ｍ−１の要素を記憶保持しており、その記憶保持している逆行列Ｍ−１の要素を出力第１画像Ｉｗ２及び出力第２画像Ｉｔ２に適用することで、第１画像における第２画像光の影響を低減し、かつ、第２画像における第１画像光の影響を低減できる。
【０３５８】
また、上述のデジタル信号処理部４４における「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍの逆行列Ｍ−１に基づく補正処理」（以下、混信低減処理という）は、第１画像及び第２画像の両画像データに対して行われるが、これに限定されるものではない。デジタル信号処理部４４で生成した第１画像及び第２画像の両画像データを図示しない内部メモリ４６に一旦記憶しておき、この画像記憶部からデジタル信号処理部４４が、両画像データを読み出して補正処理を行ってもよい。
【０３５９】
また、上述のデジタル信号処理部４４における混信低減処理は、実際には、第１画像及び第２画像の両画像データを構成する色チャンネル毎に行われる。デジタル信号処理部４４は、その色チャンネルの各々に関する「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍの逆行列Ｍ−１」を記憶保持する。たとえば、イメージセンサ３０がＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを有し、ＲＧＢデータによって構成される第１画像及び第２画像の両画像データが画像信号としてイメージセンサ３０から出力される場合を例に挙げて説明する。この場合、デジタル信号処理部４４は、ＲＧＢの各々の色チャンネルに関する「検出ゲイン分布及び混信ゲイン分布によって構成される行列Ｍの逆行列Ｍ−１」を保持して、出力第１画像Ｉｗ２及び出力第２画像Ｉｔ２に適用する。
【０３６０】
図５９は、混信低減処理を行った場合に得られる第１画像及び第２画像の一例を示す図である。なお、同図（ａ）は、混信低減処理を行った場合に得られる第１画像を示し、同図（ｂ）は、混信低減処理を行った場合に得られる第２画像を示している。
【０３６１】
図５９に示すように、混信低減処理後の第１画像及び第２画像では、混信低減処理前の状態（図５１）参照）と比較して、「第１画像に混入した第２画像成分」の影響又は「第２画像に混入した第１画像成分」の影響を低減できる。その結果、全体として視認性に優れた高品質の画質を取得できる。
【０３６２】
《変形例》
上記のように、絞りによる混信抑制効果は、絞りを絞り込むほど高くなる。したがって、絞り値に応じて、混信低減処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしてもよい。すなわち、一定以上絞った場合、すなわち、混信が生じない範囲まで絞った場合には、混信低減処理をＯＦＦする。これにより、過補正を防止でき、より高品位な画像を撮像できる。
【０３６３】
また、絞り値に応じて、すなわち、絞りで調整する光量に応じて画像処理パラメータを変更してもよい。上記の例では、画像処理に用いる行列の要素値を絞り値に応じて変更する。これにより、混信比率に応じて適切に画像を補正でき、より高品位な画像を取得できる。
【０３６４】
［その他の実施の形態］
撮像装置は、単体のカメラとして構成することもできるが、他の機器に組み込むこともできる。たとえば、スマートフォンやタブレット型コンピュータ、ノート型コンピュータに組み込むこともできる。
【０３６５】
また、撮像装置としての用途も特に限定されず、通常のカメラ用途の他、監視カメラや車載カメラなどの用途に用いることもできる。
【符号の説明】
【０３６６】
１…撮像装置、１０…レンズ装置、１０Ａ…第１光学系、１０Ｂ…第２光学系、１０Ｃ…第３光学系、１０Ｄ…第４光学系、１０ａ１…第１光学系第１レンズ、１０ａ２…第１光学系第２レンズ、１０ａ３…第１光学系第３レンズ、１０ａ４…第１光学系第４レンズ、１０ｂ１…第２光学系第１レンズ、１０ｂ２…第２光学系第２レンズ、１０ｂ３…第２光学系第３レンズ、１０ｂ４…第２光学系第４レンズ、２０…液晶絞り、２０Ａ…第１絞り、２０Ｂ…第２絞り、２２…第１液晶パネル、２４…第２液晶パネル、２５…液晶パネル、２６…第１液晶ドライバ、２７…液晶ドライバ、２８…第２液晶ドライバ、３０…イメージセンサ、３２Ａ…第１画素、３２Ｂ…第２画素、３４…光電変換素子、３６…マイクロレンズ、３８…遮光マスク、４１…レンズ駆動制御部、４２…イメージセンサ駆動制御部、４３…アナログ信号処理部、４４…デジタル信号処理部、４５…表示部、４６…内部メモリ、４７…メディアインターフェース、４８…システム制御部、４９…操作部、５０…外部メモリ、６０…メカニカル絞り、６２…第１メカニカル絞り、６２Ａ…絞り羽根、６４…第２メカニカル絞り、６４Ａ…絞り羽根、１００…撮像装置、１１０…レンズ装置、１２０…中央光学系、１２０Ａ…中央光学系第１レンズ群、１２０Ｂ…中央光学系第２レンズ群、１２０Ｃ…中央光学系第３レンズ群、１２０ａ…中央光学系第１レンズ、１２０ｂ…中央光学系第２レンズ、１２０ｃ…中央光学系第３レンズ、１２０ｄ…中央光学系第４レンズ、１２０ｅ…中央光学系第５レンズ、１２０ｆ…中央光学系第６レンズ、１２０ｇ…中央光学系第７レンズ、１２０ｈ…中央光学系第８レンズ、１３０…外周光学系、１３０Ａ…第１外周光学系、１３０Ａａ…外周光学系第１レンズ、１３０Ａｂ…外周光学系第２レンズ、１３０Ａｃ…外周光学系第３レンズ、１３０Ａｄ…主鏡、１３０Ａｅ…副鏡、１３０Ｂ…第２外周光学系、１３０Ｂａ…外周光学系第１レンズ、１３０Ｂｂ…外周光学系第２レンズ、１３０Ｂｃ…外周光学系第３レンズ、１３０Ｂｄ…主鏡、１３０Ｂｅ…副鏡、１３０ａ…外周光学系第１レンズ、１３０ｂ…外周光学系第２レンズ、１３０ｃ…外周光学系第３レンズ、１３０ｄ…主鏡、１３０ｅ…副鏡、１４０…共通レンズ、２２０…中央絞り、２２２…液晶パネル、２２４…液晶ドライバ、２３０…外周絞り、２３０Ａ…第１外周絞り、２３２…第１液晶パネル、２３４…第２液晶パネル、２３６…第１液晶ドライバ、２３８…第２液晶ドライバ、３１０…レンズ装置、３２０…中央光学系、３２０Ａ…中央光学系第１レンズ群、３２０Ｂ…中央光学系第２レンズ群、３２０Ｃ…中央光学系第３レンズ群、３２０Ｄ…中央光学系第４レンズ群、３２０ａ…中央光学系第１レンズ、３２０ｂ…中央光学系第２レンズ、３２０ｃ…中央光学系第３レンズ、３２０ｄ…中央光学系第４レンズ、３２０ｅ…中央光学系第５レンズ、３２０ｆ…中央光学系第６レンズ、３２０ｇ…中央光学系第７レンズ、３３０…外周光学系、３３０Ａ…外周光学系第１レンズ群、３３０Ｂ…外周光学系第２レンズ群、３３０ａ…外周光学系第１レンズ、３３０ｂ…外周光学系第２レンズ、３３０ｃ…外周光学系第３レンズ、３３０ｄ…外周光学系第４レンズ、３３０ｅ…外周光学系第５レンズ、３４０…中央絞り、３６０…外周絞り、Ｄ１…第１検出ゲイン分布、Ｄ２…第１混信ゲイン分布、Ｄ３…第２混信ゲイン分布、Ｄ４…第２検出ゲイン分布、Ｅ１…真第１画像成分、Ｅ２…混信第２画像成分、Ｅ３…混信第１画像成分、Ｅ４…真第２画像成分、Ｉｔ１…第２画像、Ｉｔ２…出力第２画像、Ｉｗ１…第１画像、Ｉｗ２…出力第１画像、Ｌ…光軸、Ｘ…環状の光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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