(57)【要約】本発明は、第１光学系及び第２光学系を同心状に組み合わせて構成されるレンズ装置において、各光学系の光量を個別に調整でき、かつ、各光学系を個別に焦点調整できるレンズ装置を提供することを目的とする。第１光学系（２０）及び第２光学系（３０）を同心状に組み合わせて構成されるレンズ装置（１０）において、第１光学系の光量を調整する第１絞り（５０）、及び、第２光学系の光量を調整する第２絞り（６０）が備えられる。これにより、第１光学系及び第２光学系の光量を個別に調整できる。また、第１光学系は第１絞りと共に光軸Ｌに沿って移動可能に設けられ、第２光学系は、第２絞りと共に光軸Ｌに沿って移動可能に設けられる。これにより、第１光学系及び第２光学系を個別に焦点調整できる。
2017029846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光学系と、
前記第１光学系と同心状に配置される環状の第２光学系と、
前記第１光学系を通過する光の光量を調整する第１絞りと、
前記第２光学系を通過する光の光量を調整する第２絞りと、
前記第１光学系及び前記第１絞りを光軸に沿って一体的に移動させる第１光学系駆動部と、
前記第２光学系及び前記第２絞りを光軸に沿って一体的に移動させる第２光学系駆動部と、
を備えたレンズ装置。
【請求項２】
前記第１絞りは、内径が拡縮可能な環状の第１遮光部を備え、
前記第２絞りは、外径が拡縮可能な環状の第２遮光部を備える、
請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記第２絞りは、
同一円周上に一定の間隔において配置される複数の第２支点と、
前記第２支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて前記第２遮光部を構成する複数枚の第２絞り羽根と、
前記第２絞り羽根を同期して揺動させる第２絞り羽根駆動部と、
を備え、前記第２絞り羽根駆動部によって前記第２絞り羽根を同期して揺動させることにより、前記第２遮光部の外径が拡縮して、前記第２光学系を通過する光の光量を調整する、
請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第２絞り羽根駆動部は、
前記第２遮光部と同軸上に配置され、周方向に揺動可能な環状の第２絞り羽根揺動駆動部材と、
前記第２絞り羽根揺動駆動部材及び前記第２絞り羽根のいずれか一方に設けられる第２カム溝と、
他方に設けられる第２カムピンと、
を備える請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
透明な第２絞り羽根支持部材を更に備え、
前記第２絞り羽根支持部材に前記第２支点が備えられる、
請求項４に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第２絞りは、液晶素子によって構成される、
請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第１絞りは、
同一円周上に一定の間隔において配置される複数の第１支点と、
前記第１支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて前記第１遮光部を構成する複数枚の第１絞り羽根と、
前記第１絞り羽根を同期して揺動させる第１絞り羽根駆動部と、
を備え、前記第１絞り羽根駆動部によって前記第１絞り羽根を同期して揺動させることにより、前記第１遮光部の内径が拡縮して、前記第１光学系を通過する光の光量を調整する、
請求項２から６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記第１絞り羽根駆動部は、
前記第１遮光部と同軸上に配置され、周方向に揺動可能な環状の第１絞り羽根揺動駆動部材と、
前記第１絞り羽根揺動駆動部材及び前記第１絞り羽根のいずれか一方に設けられる第１カム溝と、
他方に設けられる第１カムピンと、
を備える請求項７に記載のレンズ装置。
【請求項９】
透明な第１絞り羽根支持部材を更に備え、
前記第１絞り羽根支持部材に前記第１支点が備えられる、
請求項８に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記第１絞りは、液晶素子によって構成される、
請求項２から６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
第１光学系と、
前記第１光学系と同心状に配置される環状の第２光学系と、
前記第１光学系を光軸に沿って移動させる第１光学系駆動部と、
前記第２光学系を光軸に沿って移動させる第２光学系駆動部と、
前記第１光学系及び前記第２光学系の境界を遮光し、内径及び外径が拡縮可能な環状の共通遮光部を備え、前記共通遮光部の内径及び外径を拡縮させて、前記第１光学系及び第２光学系を通過する光の光量を調整する共通絞りと、
を備えたレンズ装置。
【請求項１２】
前記共通絞りは、
同一円周上に一定の間隔において配置される複数の支点と、
前記支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて前記共通遮光部を構成する複数枚の絞り羽根と、
前記絞り羽根を同期して揺動させる絞り羽根駆動部と、
を備え、前記絞り羽根駆動部によって前記絞り羽根を同期して揺動させることにより、前記共通遮光部の外径の拡大に連動して内径を縮小し、かつ、外径の縮小に連動して内径を拡大して、前記第１光学系及び前記第２光学系を通過する光の光量を調整する、
請求項１１に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
前記絞り羽根駆動部は、
前記共通遮光部と同軸上に配置され、周方向に揺動可能な環状の絞り羽根揺動駆動部材と、
前記絞り羽根揺動駆動部材及び前記絞り羽根のいずれか一方に設けられるカム溝と、
他方に設けられるカムピンと、
を備える請求項１２に記載のレンズ装置。
【請求項１４】
透明な絞り羽根支持部材を更に備え、
前記絞り羽根支持部材に前記支点が備えられる、
請求項１３に記載のレンズ装置。
【請求項１５】
前記共通絞りは、液晶素子によって構成される、
請求項１１に記載のレンズ装置。
【請求項１６】
前記第１光学系駆動部は、前記第１光学系及び前記共通絞りを前記光軸に沿って一体的に移動させる、
請求項１１から１５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１７】
前記第２光学系駆動部は、前記第２光学系及び前記共通絞りを前記光軸に沿って一体的に移動させる、
請求項１１から１５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１８】
前記共通絞りは、一定位置に固定される、
請求項１１から１５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１９】
前記共通絞りを光軸に沿って移動させる共通絞り移動部を更に備えた、
請求項１１から１５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項２０】
前記第１光学系及び前記第２光学系は、互いに異なる撮像特性を有する、
請求項１から１９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項２１】
前記第１光学系及び前記第２光学系は、互いに焦点距離が異なる、
請求項２０に記載のレンズ装置。
【請求項２２】
前記第１光学系及び前記第２光学系は、互いに合焦距離が異なる、
請求項２０に記載のレンズ装置。
【請求項２３】
前記第１光学系及び前記第２光学系は、互いに透過波長特性が異なる、
請求項２０に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置に係り、特に第１光学系及び第２光学系を同心状に組み合わせて構成されるレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１光学系及び第２光学系を同心状に組み合せて構成されるレンズ装置と、そのレンズ装置の第１光学系及び第２光学系を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して各画素で選択的に受光するイメージセンサと、を使用して、２枚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）。この撮像装置を用いれば、たとえば、第１光学系を広角、第２光学系を望遠の光学系で構成することにより、広角画像及び望遠画像を同時に撮像できる。
【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】
しかしながら、従来、この種の撮像装置に用いられるレンズ装置は、絞りが備えられていないため、光量調整ができない、という問題があった。【０００５】
また、焦点調節についても、各光学系に共通のレンズを光軸方向に前後移動させて行う構成、又は、イメージセンサを光軸方向に前後移動させて行う構成のため、個別に調整できない、という欠点があった。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、各光学系の光量を個別に調整でき、かつ、各光学系を個別に焦点調整できるレンズ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）第１光学系と、第１光学系と同心状に配置される環状の第２光学系と、第１光学系を通過する光の光量を調整する第１絞りと、第２光学系を通過する光の光量を調整する第２絞りと、第１光学系及び第１絞りを光軸に沿って一体的に移動させる第１光学系駆動部と、第２光学系及び第２絞りを光軸に沿って一体的に移動させる第２光学系駆動部と、を備えたレンズ装置。【０００９】
本態様によれば、第１光学系及び第２光学系を同心状に組み合わせて構成されるレンズ装置において、第１光学系の光量を調整する第１絞り、及び、第２光学系の光量を調整する第２絞りが備えられる。これにより、第１光学系及び第２光学系の光量を個別に調整できる。また、本態様によれば、第１光学系を光軸に沿って移動させる第１光学系駆動部、及び、第２光学系を光軸に沿って移動させる第２光学系駆動部が備えられる。これにより、第１光学系及び第２光学系を個別に焦点調整できる。更に、各光学系を移動させる際、絞りを一体的に移動させるので、各光学系の最適な位置で光量を調整できる。【００１０】
（２）上記（１）のレンズ装置において、第１絞りは、内径が拡縮可能な環状の第１遮光部を備え、第２絞りは、外径が拡縮可能な環状の第２遮光部を備える、レンズ装置。【００１１】
本態様によれば、第１絞りは、内径が拡縮可能な環状の第１遮光部を備え、その第１遮光部の内径が拡縮することにより、遮光される領域が内側に拡がって第１光学系の光量が調整される。また、第２絞りは、外径が拡縮可能な環状の第２遮光部を備え、その第２遮光部の外径が拡縮することにより、遮光される領域が外側に拡がって第２光学系の光量が調整される。【００１２】
（３）上記（２）のレンズ装置において、第２絞りは、同一円周上に一定の間隔において配置される複数の第２支点と、第２支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて第２遮光部を構成する複数枚の第２絞り羽根と、第２絞り羽根を同期して揺動させる第２絞り羽根駆動部と、を備え、第２絞り羽根駆動部によって第２絞り羽根を同期して揺動させることにより、第２遮光部の外径が拡縮して、第２光学系を通過する光の光量を調整する。【００１３】
本態様によれば、環状の第２遮光部が、複数枚の第２絞り羽根を重ねて配置することにより構成される。第２絞りは、この複数枚の第２絞り羽根を同期して揺動させることにより、第２遮光部の外径が拡縮する。【００１４】
（４）上記（３）のレンズ装置において、第２絞り羽根駆動部は、第２遮光部と同軸上に配置され、周方向に揺動可能な環状の第２絞り羽根揺動駆動部材と、第２絞り羽根揺動駆動部材及び第２絞り羽根のいずれか一方に設けられる第２カム溝と、他方に設けられる第２カムピンと、を備える。【００１５】
本態様によれば、第２絞り羽根駆動部が、いわゆるカム機構で構成される。これにより、簡素な構成で第２絞りを駆動できる。【００１６】
（５）上記（４）のレンズ装置において、透明な第２絞り羽根支持部材を更に備え、第２絞り羽根支持部材に第２支点が備えられる。【００１７】
本態様によれば、透明な第２絞り羽根支持部材に第２支点が備えられる。これにより、光が通過する領域において、光の通過を遮ることなく第２絞りを支持できる。【００１８】
（６）上記（２）のレンズ装置において、第２絞りは、液晶素子によって構成される。【００１９】
本態様によれば、第２絞りが液晶素子によって構成される。この場合、たとえば、環状の遮光領域を液晶によって形成し、その遮光領域の外径を拡縮させて、第２光学系を通過する光の光量を調整する。第２光学系は、内側から外側に向かって遮光する領域が拡がり、通過する光量が減少するように調整される。【００２０】
（７）上記（２）から（６）のレンズ装置において、第１絞りは、同一円周上に一定の間隔において配置される複数の第１支点と、第１支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて第１遮光部を構成する複数枚の第１絞り羽根と、第１絞り羽根を同期して揺動させる第１絞り羽根駆動部と、を備え、第１絞り羽根駆動部によって第１絞り羽根を同期して揺動させることにより、第１遮光部の内径が拡縮して、第１光学系を通過する光の光量を調整する。【００２１】
本態様によれば、環状の第１遮光部が、複数枚の第１絞り羽根を重ねて配置することにより構成される。第１絞りは、この複数枚の第１絞り羽根を同期して揺動させることにより、第１遮光部の内径が拡縮する。【００２２】
（８）上記（７）のレンズ装置において、第１絞り羽根駆動部は、第１遮光部と同軸上に配置され、周方向に揺動可能な環状の第１絞り羽根揺動駆動部材と、第１絞り羽根揺動駆動部材及び第１絞り羽根のいずれか一方に設けられる第１カム溝と、他方に設けられる第１カムピンと、を備える。【００２３】
本態様によれば、第１絞り羽根駆動部が、いわゆるカム機構で構成される。これにより、簡素な構成で第１絞りを駆動できる。【００２４】
（９）上記（８）のレンズ装置において、透明な第１絞り羽根支持部材を更に備え、第１絞り羽根支持部材に第１支点が備えられる。【００２５】
本態様によれば、透明な第１絞り羽根支持部材に第１支点が備えられる。これにより、光が通過する領域において、光の通過を遮ることなく第１絞りを支持できる。【００２６】
（１０）上記（２）から（６）のレンズ装置において、第１絞りは、液晶素子によって構成される。【００２７】
本態様によれば、第１絞りが液晶素子によって構成される。この場合、たとえば、環状の遮光領域を液晶によって形成し、その遮光領域の内径を拡縮させて、第１光学系を通過する光の光量を調整する。第１光学系は、外側から内側に向かって遮光する領域が拡がり、通過する光量が減少するように調整される。【００２８】
（１１）第１光学系と、第１光学系と同心状に配置される環状の第２光学系と、第１光学系を光軸に沿って移動させる第１光学系駆動部と、第２光学系を光軸に沿って移動させる第２光学系駆動部と、第１光学系及び第２光学系の境界を遮光し、内径及び外径が拡縮可能な環状の共通遮光部を備え、共通遮光部の内径及び外径を拡縮させて、第１光学系及び第２光学系を通過する光の光量を調整する共通絞りと、を備えたレンズ装置。【００２９】
本態様によれば、第１光学系を光軸に沿って移動させる第１光学系駆動部、及び、第２光学系を光軸に沿って移動させる第２光学系駆動部が備えられる。これにより、第１光学系及び第２光学系を個別に焦点調整できる。また、本態様によれば、第１光学系及び第２光学系を同心状に組み合わせて構成されるレンズ装置において、第１光学系及び第２光学系の光量を同時に調整する共通絞りが備えられる。これにより、レンズ装置をコンパクト化できる。【００３０】
なお、第１光学系及び第２光学系の境界とは、第１光学系及び第２光学系の瞳領域の境界を意味する。【００３１】
（１２）上記（１１）のレンズ装置において、共通絞りは、同一円周上に一定の間隔において配置される複数の支点と、支点に揺動可能に支持され、かつ、重ねて配置されて共通遮光部を構成する複数枚の絞り羽根と、絞り羽根を同期して揺動させる絞り羽根駆動部と、を備え、絞り羽根駆動部によって絞り羽根を同期して揺動させることにより、共通遮光部の外径の拡大に連動して内径を縮小し、かつ、外径の縮小に連動して内径を拡大して、第１光学系及び第２光学系を通過する光の光量を調整する。【００３２】
本態様によれば、共通絞りが、環状の共通遮光部を備え、その共通遮光部の外径及び内径を拡縮させて、第１光学系及び第２光学系の光量を同時に調整する。この際、共通遮光部は外径の拡大に連動して内径が縮小し、かつ、外径の縮小に連動して内径が拡大する。共通遮光部の外径が拡大すると、第２光学系の遮光領域が内側から外側に向かって拡がり、第２光学系を通過する光量が減少するように調整される。また、共通遮光部の内径が縮小すると、第１光学系の遮光領域が外側から内側に向かって拡がり、第１光学系を通過する光量が減少するように調整される。したがって、第１光学系及び第２光学系は同時に絞られ、かつ、同時に開口される。共通遮光部は、複数枚の絞り羽根を重ねて配置することにより構成され、この複数枚の絞り羽根を同期して揺動させることにより、外径及び内径が互いに連動して拡縮する。【００３３】
（１３）上記（１２）のレンズ装置において、絞り羽根駆動部は、共通遮光部と同軸上に配置され、周方向に揺動可能な環状の絞り羽根揺動駆動部材と、絞り羽根揺動駆動部材及び絞り羽根のいずれか一方に設けられるカム溝と、他方に設けられるカムピンと、を備える。【００３４】
本態様によれば、絞り羽根駆動部が、いわゆるカム機構で構成される。これにより、簡素な構成で共通絞りを駆動できる。【００３５】
（１４）上記（１３）のレンズ装置において、透明な絞り羽根支持部材を更に備え、絞り羽根支持部材に支点が備えられる。【００３６】
本態様によれば、透明な絞り羽根支持部材に支点が備えられる。これにより、光が通過する領域において、光の通過を遮ることなく共通絞りを支持できる。【００３７】
（１５）上記（１１）のレンズ装置において、共通絞りは、液晶素子によって構成される。【００３８】
本態様によれば、共通絞りが液晶素子によって構成される。この場合、たとえば、環状の遮光領域を液晶によって形成し、その遮光領域の外径及び内径を拡縮させて、第１光学系及び第２光学系を通過する光の光量を調整する。【００３９】
（１６）上記（１１）から（１５）のレンズ装置において、第１光学系駆動部は、第１光学系及び共通絞りを光軸に沿って一体的に移動させる。【００４０】
本態様によれば、共通絞りが第１光学系と一体となって移動する。【００４１】
（１７）上記（１１）から（１５）のレンズ装置において、第２光学系駆動部は、第２光学系及び共通絞りを光軸に沿って一体的に移動させる。【００４２】
本態様によれば、共通絞りが第２光学系と一体となって移動する。【００４３】
（１８）上記（１１）から（１５）のレンズ装置において、共通絞りは、一定位置に固定される。【００４４】
本態様によれば、共通絞りが一定位置に固定されて設置される。【００４５】
（１９）上記（１）から（１８）のレンズ装置において、共通絞りを光軸に沿って移動させる共通絞り移動部を更に備えた、レンズ装置。【００４６】
本態様によれば、共通絞りが光軸に沿って移動可能に設けられる。これにより、第１光学系及び第２光学系の位置に応じて、共通絞りを最適な位置に設置できる。【００４７】
（２０）第１光学系及び第２光学系は、互いに異なる撮像特性を有する。【００４８】
本態様によれば、第１光学系及び第２光学系の撮像特性が互いに異なる。これにより、撮像特性の異なる画像を同時に撮像できる。【００４９】
（２１）上記（２０）のレンズ装置において、第１光学系及び第２光学系は、互いに焦点距離が異なる。【００５０】
本態様によれば、互いに焦点距離の異なる光学系によって第１光学系及び第２光学系が構成される。たとえば、第２光学系より焦点距離の短い光学系で第１光学系が構成される場合、第１光学系を通して画角の広い広角画像、第２光学系を通して画角の狭い望遠画像を撮像できる。【００５１】
（２２）上記（２０）のレンズ装置において、第１光学系及び第２光学系は、互いに合焦距離が異なる。【００５２】
本態様によれば、互いに合焦距離が異なる光学系によって第１光学系及び第２光学系が構成される。たとえば、第２光学系よりも近距離で合焦する光学系で第１光学系が構成される場合、第１光学系を通して近距離の画像、第２光学系を通して遠距離の画像を撮像できる。【００５３】
（２３）上記（２０）のレンズ装置において、第１光学系及び第２光学系は、互いに透過波長特性が異なる。【００５４】
本態様によれば、互いに透過波長特性の異なる光学系によって第１光学系及び第２光学系が構成される。たとえば、第１光学系は可視光による撮影に適した透過波長特性を有する光学系で構成し、第２光学系は赤外光による撮影に適した透過波長特性を有する光学系で構成することにより、第１光学系を通して可視光画像、第２光学系を通して赤外線画像を撮像できる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、各光学系の光量を個別に調整でき、かつ、各光学系を個別に焦点調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】レンズ装置及びイメージセンサで構成される撮像ユニットの概略構成図
【図２】第１光学系を通る光の光線軌跡を示す図
【図３】第２光学系を通る光の光線軌跡を示す図
【図４】第１絞りの分解斜視図
【図５】第１絞り羽根の配置構成を示す正面図
【図６】第１絞りの動作説明図
【図７】第２絞りの分解斜視図
【図８】第２絞りを構成する第２絞り羽根の正面図
【図９】第２絞り羽根の配置構成を示す正面図
【図１０】第２絞りの動作説明図
【図１１】第１光学系駆動部の概略構成を示す断面図
【図１２】第１光学系駆動部によって駆動される第１光学系の動作説明図
【図１３】第２光学系駆動部の概略構成を示す断面図
【図１４】第２光学系駆動部によって駆動される第２光学系の動作説明図
【図１５】イメージセンサの概略構成図
【図１６】第１光学系及び第２光学系を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して各画素で選択的に受光する構成の概念図
【図１７】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１８】絞りによる混信防止効果を説明する図
【図１９】液晶素子で構成される第１絞りの一例を示す正面図
【図２０】液晶素子で構成される第１絞りの動作説明図
【図２１】液晶素子で構成される第２絞りの一例を示す正面図
【図２２】液晶素子で構成される第２絞りの動作説明図
【図２３】撮像ユニットの第２の実施の形態の概略構成図
【図２４】共通絞りの分解斜視図
【図２５】共通絞りを構成する絞り羽根の正面図
【図２６】絞り羽根の配置構成を示す正面図
【図２７】共通絞りの動作説明図
【図２８】液晶素子で構成される第２絞りの一例を示す正面図
【図２９】液晶素子で構成される共通絞りの動作説明図
【図３０】第１光学系駆動部によって駆動される第１光学系の動作説明図
【図３１】第２光学系駆動部によって駆動される第１光学系の動作説明図
【図３２】第２光学系と共に移動する共通絞りの動作説明図
【図３３】撮像装置のシステム構成を示すブロック図
【図３４】レンズ装置のその他の実施の形態の一例を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００５７】
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。
【００５８】
［第１の実施の形態］
《撮像ユニット》
図１は、レンズ装置及びイメージセンサで構成される撮像ユニットの概略構成図である。
【００５９】
撮像ユニット１は、レンズ装置１０及びイメージセンサ１００で構成され、レンズ装置１０を通った光をイメージセンサ１００で受け、電気信号に変換して出力する。
【００６０】
レンズ装置１０は、第１光学系２０及び第２光学系３０を同心状に組み合わせて構成される。第１光学系２０及び第２光学系３０は、互いに撮像特性が異なる光学系で構成される。本実施の形態のレンズ装置１０では、互いに焦点距離が異なる光学系によって第１光学系２０及び第２光学系３０が構成される。特に、本実施の形態のレンズ装置１０では、第１光学系２０が第２光学系３０より焦点距離が短い光学系で構成される。したがって、本実施の形態のレンズ装置１０では、第１光学系２０を通して画角の広い広角画像が撮像され、第２光学系３０を通して画角の狭い望遠画像が撮像される。レンズ装置１０の詳細については、後に詳述する。
【００６１】
イメージセンサ１００は、いわゆる指向性センサで構成され、第１光学系２０及び第２光学系３０を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して、二次元配列された各画素で選択的に受光し、電気信号に変換する。したがって、第１光学系２０を通過した光を受光する画素の電気信号を取得することにより、第１光学系２０を介して得られる画像の画像信号を取得でき、第２光学系３０を通過した光を受光する画素の電気信号を取得することにより、第２光学系３０を介して得られる画像の画像信号を取得できる。イメージセンサ１００の詳細については、後に詳述する。
【００６２】
《レンズ装置の詳細》
上記のように、レンズ装置１０は、互いに焦点距離の異なる第１光学系２０及び第２光学系３０を同心状に組み合わせて構成される。
【００６３】
レンズ装置１０は、主として、第１光学系２０と、第１光学系２０と同心状に配置される環状の第２光学系３０と、第１光学系２０及び第２光学系３０で共用される共通レンズ４０と、第１光学系２０を通過する光の光量を調整する第１絞り５０と、第２光学系３０を通過する光の光量を調整する第２絞り６０と、第１光学系２０及び第１絞り５０を光軸Ｌに沿って一体的に移動させる第１光学系駆動部７０と、第２光学系３０及び第２絞り６０を光軸Ｌに沿って一体的に移動させる第２光学系駆動部８０と、を備えて構成される。各構成要素は、図示しないレンズ鏡胴内に配置される。
【００６４】
〈第１光学系〉
第１光学系２０は、複数枚のレンズを組み合わせて構成される。第１光学系２０を構成する広角用のレンズ群は、第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、及び、第４広角用レンズ２０ｄで構成される。第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、及び、第４広角用レンズ２０ｄは、被写体側から第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、第４広角用レンズ２０ｄの順で配置され、それぞれ光軸Ｌに沿って配置される。
【００６５】
図２は、第１光学系を通る光の光線軌跡を示す図である。同図に示すように、第１光学系２０に入射した光は、第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、第４広角用レンズ２０ｄの順に通過して、共通レンズ４０に入射する。
【００６６】
第１光学系２０は、光軸Ｌに沿って前後移動可能に設けられる。第１光学系２０を構成する第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、及び、第４広角用レンズ２０ｄは、その位置関係を一定に保ちながら、光軸Ｌに沿って移動する。
【００６７】
〈第２光学系〉
第２光学系３０は、第１光学系２０と同心状に配置される。したがって、その光軸は、第１光学系２０と共通である。
【００６８】
第２光学系３０は、いわゆる反射望遠型の光学系で構成され、円環状のレンズ及び円環状のミラーを組み合わせて構成される。第２光学系３０を構成する望遠用のレンズ群は、第１望遠用レンズ３０ａ、第１望遠用ミラー３０ｂ、及び、第２望遠用ミラー３０ｃで構成される。第１望遠用レンズ３０ａ、第１望遠用ミラー３０ｂ、及び、第２望遠用ミラー３０ｃは、被写体側から共通レンズ４０への光路に沿って第１望遠用レンズ３０ａ、第１望遠用ミラー３０ｂ、第２望遠用ミラー３０ｃの順で配置され、それぞれ光軸Ｌに沿って配置される。
【００６９】
図３は、第２光学系を通る光の光線軌跡を示す図である。同図に示すように、第２光学系３０に入射した光は、第１望遠用レンズ３０ａを透過し、第１望遠用ミラー３０ｂで反射し、更に第２望遠用ミラー３０ｃで反射して、共通レンズ４０に入射する。
【００７０】
第２光学系３０は、光軸Ｌに沿って前後移動可能に設けられる。第２光学系３０を構成する第１望遠用レンズ３０ａ、第１望遠用ミラー３０ｂ、及び、第２望遠用ミラー３０ｃは、その位置関係を一定に保ちながら、光軸Ｌに沿って移動する。
【００７１】
〈共通レンズ〉
共通レンズ４０は、第１光学系２０及び第２光学系３０で共用されるレンズであり、光軸Ｌ上の一定位置に固定して配置される。共通レンズ４０は、イメージセンサ１００への光の入射角度を調整する。第１光学系２０及び第２光学系３０を通過した光は、それぞれ共通レンズ４０を介してイメージセンサ１００に入射する。
【００７２】
〈第１絞り〉
第１絞り５０は、第１光学系２０を通過する光の光量を調整する。第１絞り５０は、光軸Ｌ上に配置され、第１光学系２０を構成する第２広角用レンズ２０ｂと第３広角用レンズ２０ｃとの間に配置される。
【００７３】
図４は、第１絞りの分解斜視図である。また、図５は、第１絞り羽根の配置構成を示す正面図である。
【００７４】
第１絞り５０は、主として、複数枚の第１絞り羽根５２と、複数枚の第１絞り羽根５２を揺動可能に支持する第１絞り羽根支持部材５４と、複数枚の第１絞り羽根５２を同期して揺動させる第１絞り羽根揺動駆動部材５６と、第１絞り羽根揺動駆動部材５６を動作させる第１アクチュエータ（不図示）と、を備えて構成される。
【００７５】
複数枚の第１絞り羽根５２は、すべて同一形状を有する。各第１絞り羽根５２は、同一円周上に一定の間隔をもって配置され、かつ、隣り合う第１絞り羽根５２が互いに重なるように配置される。このように配置された第１絞り羽根５２は、図５に示すように、全体として円環状の第１遮光部５８を形成する。なお、図５は、第１絞り５０を解放した状態、すなわち、第１絞り５０を最も開いた状態を示している。この場合、円環状の第１遮光部５８の内径は最大となる。
【００７６】
第１絞り羽根支持部材５４は、図４に示すように、円環状の板材で構成される。第１絞り羽根支持部材５４は、円環状の第１遮光部５８と同軸上に配置される。第１絞り羽根支持部材５４には、複数の軸受穴５４Ａが備えられる。軸受穴５４Ａは、同一円周上に一定の間隔で配置される。軸受穴５４Ａは、第１支点を構成する。
【００７７】
各第１絞り羽根５２には、軸受穴５４Ａに嵌合可能な第１揺動軸５２Ａが備えられる。各第１絞り羽根５２は、軸受穴５４Ａに第１揺動軸５２Ａが嵌入されることにより、第１絞り羽根支持部材５４に対して、揺動自在に支持される。
【００７８】
第１絞り羽根揺動駆動部材５６は、図４に示すように、円環状の板材で構成される。第１絞り羽根揺動駆動部材５６は、第１遮光部５８と同軸上に配置され、図示しない支持部材に支持されて、周方向に揺動可能に設けられる。第１絞り羽根５２は、この第１絞り羽根揺動駆動部材５６と第１絞り羽根支持部材５４との間に挟まれた状態で配置される。
【００７９】
第１絞り羽根揺動駆動部材５６には、複数の第１カム溝５６Ａが備えられる。複数の第１カム溝５６Ａは、すべて同じ形状を有し、同一円周上に一定の間隔で配置される。
【００８０】
各第１絞り羽根５２には、第１カムピン５２Ｂが備えられる。各第１カムピン５２Ｂは、第１カム溝５６Ａに嵌入される。第１カム溝５６Ａに第１カムピン５２Ｂが嵌入されることにより、第１絞り羽根揺動駆動部材５６を揺動させると、その第１絞り羽根揺動駆動部材５６の動きに連動して第１絞り羽根５２が揺動する。
【００８１】
第１カムピン５２Ｂ、第１カム溝５６Ａ、及び、第１絞り羽根揺動駆動部材５６は、第１絞り羽根５２を同期して揺動させるための第１絞り羽根駆動部を構成する。
【００８２】
図示しない第１アクチュエータは、たとえば、モータで構成され、第１絞り羽根揺動駆動部材５６を周方向に揺動させる。
【００８３】
第１絞り５０は、以上のように構成される。
【００８４】
図６は、第１絞りの動作説明図である。
【００８５】
第１絞り羽根揺動駆動部材５６を揺動させると、第１カム溝５６Ａ及び第１カムピン５２Ｂの作用によって、全ての第１絞り羽根５２が、第１支点である軸受穴５４Ａを中心に同期して揺動する。この結果、第１絞り羽根５２によって構成される第１遮光部５８の内径が拡縮する。
【００８６】
上記のように、第１絞り５０は、第２広角用レンズ２０ｂと第３広角用レンズ２０ｃとの間に配置される。第１光学系２０に入射した光は、第１絞り５０の内側を通って、イメージセンサ１００に入射する（図２参照）。より具体的には、第１絞り羽根５２によって構成される第１遮光部５８の内側を通って、イメージセンサ１００に入射する。第１絞り５０は、第１絞り羽根５２を揺動させると、第１遮光部５８の内径が拡縮するので、第１遮光部５８の内径を拡縮させることにより、第１光学系２０を通る光の光量を調整できる。
【００８７】
なお、第１絞り５０の外側は、第２光学系３０を通過する光の光路となるので、第１絞り５０は、第２光学系３０の光路を考慮して設置される。好ましくは、絞り解放状態において、第１遮光部５８が、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界を遮光するように設置する。これにより、第１光学系２０を通してイメージセンサ１００に入射する光と第２光学系３０を通してイメージセンサ１００に入射する光の分離性を向上でき、混信を効果的に抑制できる。
【００８８】
〈第２絞り〉
第２絞り６０は、第２光学系３０を通過する光の光量を調整する。第２絞り６０は、光軸Ｌ上に配置され、第２光学系３０を構成する第２望遠用ミラー３０ｃの直後に配置される。
【００８９】
図７は、第２絞りの分解斜視図である。また、図８は、第２絞りを構成する第２絞り羽根の正面図であり、図９は、第２絞り羽根の配置構成を示す正面図である。
【００９０】
図７に示すように、第２絞り６０は、主として、複数枚の第２絞り羽根６２と、複数枚の第２絞り羽根６２を揺動可能に支持する第２絞り羽根支持部材６４と、複数枚の第２絞り羽根６２を同期して揺動させる第２絞り羽根揺動駆動部材６６と、第２絞り羽根揺動駆動部材６６を動作させる第２アクチュエータ（不図示）と、を備えて構成される。
【００９１】
第２絞り羽根６２は、すべて同じ形状であり、図８に示すように、円弧状の外形を有する。各第２絞り羽根６２は、図９に示すように、同一円周上に一定の間隔をもって配置され、かつ、隣り合う第２絞り羽根６２が互いに重なるように配置される。このように配置された第２絞り羽根６２は、全体として円環状の第２遮光部６８を形成する。なお、図９は、第２絞り６０を解放した状態、すなわち、第２絞り６０を最も開いた状態を示している。この場合、第２遮光部６８の外径は最小となる。
【００９２】
第２絞り羽根支持部材６４は、第２遮光部６８と同軸上に配置される。第２絞り羽根支持部材６４は、図７に示すように、内枠６４Ａと、外枠６４Ｂと、３本の支持アーム６４Ｃと、軸受６４Ｄとを備えて構成される。内枠６４Ａ及び外枠６４Ｂは、共に円環状の枠体で構成され、同心状に配置される。３本の支持アーム６４Ｃは、放射状に配置され、内枠６４Ａ及び外枠６４Ｂを互いに連結する。軸受６４Ｄは、内枠６４Ａに備えられ、周方向に一定の間隔で配置される。軸受６４Ｄは、第２支点を構成する。
【００９３】
各第２絞り羽根６２の基端部には、軸受６４Ｄに嵌入可能な第２揺動軸６２Ａが備えられる。各第２絞り羽根６２は、第２揺動軸６２Ａが軸受６４Ｄに嵌入されることにより、第２絞り羽根支持部材６４に揺動自在に支持される。
【００９４】
第２絞り羽根揺動駆動部材６６は、第２遮光部６８と同軸上に配置される。第２絞り羽根揺動駆動部材６６は、図７に示すように、円環状の板材で構成され、内周部に円環状の嵌合部６６Ａが備えられる。第２絞り羽根揺動駆動部材６６は、嵌合部６６Ａが、第２絞り羽根支持部材６４の内周部に嵌合されることにより、第２絞り羽根支持部材６４及び第２遮光部６８と同軸上に配置され、かつ、周方向に揺動可能に支持される。
【００９５】
第２絞り羽根揺動駆動部材６６には、複数の第２カムピン６６Ｂが備えられる。第２カムピン６６Ｂは、同一円周上に一定の間隔で配置される。
【００９６】
各第２絞り羽根６２には、第２カム溝６２Ｂが備えられる。各第２カム溝６２Ｂには、第２カムピン６６Ｂが嵌入される。各第２カム溝６２Ｂに第２カムピン６６Ｂが嵌入されることにより、第２絞り羽根揺動駆動部材６６を揺動させると、その第２絞り羽根揺動駆動部材６６の動きに連動して第２絞り羽根６２が揺動する。
【００９７】
第２カム溝６２Ｂ、第２カムピン６６Ｂ、及び、第２絞り羽根揺動駆動部材６６は、第２絞り羽根６２を同期して揺動させるための第２絞り羽根駆動部を構成する。
【００９８】
図示しない第２アクチュエータは、たとえば、モータで構成され、第２絞り羽根揺動駆動部材６６を周方向に揺動させる。
【００９９】
図１０は、第２絞りの動作説明図である。
【０１００】
第２絞り羽根揺動駆動部材６６を揺動させると、第２カムピン６６Ｂ及び第２カム溝６２Ｂの作用によって、全ての第２絞り羽根６２が第２支点を構成する軸受６４Ｄを中心に同期して揺動する。この結果、第２絞り羽根６２によって構成される第２遮光部６８の外径が拡縮する。
【０１０１】
上記のように、第２絞り６０は、第２望遠用ミラー３０ｃの直後に配置される。第２光学系３０に入射した光は、第２絞り６０の外側を通って、イメージセンサ１００に入射する（図３参照）。より具体的には、第２絞り羽根６２によって構成される第２遮光部６８の外側を通って、イメージセンサ１００に入射する。第２絞り６０は、第２絞り羽根６２を揺動させると、第２遮光部６８の外径が拡縮するので、第２遮光部６８の外径を拡縮させることにより、第２光学系３０を通る光の光量を調整できる。
【０１０２】
なお、第２絞り６０の内側は、第１光学系２０を通過する光の光路となるので、第２絞り６０は、第２光学系３０の光路を考慮して設置される。好ましくは、絞り解放状態において、第２遮光部６８が、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界を遮光するように設置する。これにより、第１光学系２０を通してイメージセンサ１００に入射する光と第２光学系３０を通してイメージセンサ１００に入射する光の分離性を向上でき、混信を効果的に抑制できる。
【０１０３】
〈第１光学系駆動部〉
第１光学系駆動部７０は、第１光学系２０及び第１絞り５０を光軸Ｌに沿って一体的に移動させる。
【０１０４】
図１１は、第１光学系駆動部の概略構成を示す断面図である。
【０１０５】
第１光学系駆動部７０は、第１光学系２０を構成するレンズ群及び第１絞り５０を保持する第１光学系保持部材７２と、第１光学系保持部材７２を光軸Ｌに沿ってガイドする第１ガイド機構７４と、第１光学系保持部材７２を光軸Ｌに沿って移動させる第１駆動機構７６と、を備えて構成される。
【０１０６】
第１光学系保持部材７２は、全体として筒形状を有し、その内側にレンズ保持部を備える。第１光学系２０を構成する第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、及び、第４広角用レンズ２０ｄは、このレンズ保持部に保持される。
【０１０７】
また、第１光学系保持部材７２は、第２広角用レンズ２０ｂのレンズ保持部と第３広角用レンズ２０ｃのレンズ保持部との間に絞り保持部を備える。第１絞り５０は、この絞り保持部に保持されて、第１光学系２０と一体化される。
【０１０８】
第１ガイド機構７４は、第１ガイド軸７４Ａと、第１ガイド軸７４Ａに沿って摺動する第１ガイドスリーブ７４Ｂと、第１ガイドスリーブ７４Ｂ及び第１光学系保持部材７２を連結する第１ガイドアーム７４Ｃと、を備えて構成される。
【０１０９】
第１ガイド軸７４Ａは、棒形状を有し、光軸Ｌと平行に配置される。レンズ鏡胴１２には、この第１ガイド軸７４Ａを支持する支持部が備えられる。第１ガイド軸７４Ａは、両端を支持部に支持されて、光軸Ｌと平行に配置される。
【０１１０】
第１ガイドスリーブ７４Ｂは、第１ガイド軸７４Ａに嵌められることにより、第１ガイド軸７４Ａに沿って摺動可能に設けられる。第１ガイド軸７４Ａは、光軸Ｌに沿って配置されるので、第１ガイドスリーブ７４Ｂは、光軸Ｌに沿って摺動する。
【０１１１】
第１ガイドアーム７４Ｃは、第１ガイドスリーブ７４Ｂ及び第１光学系保持部材７２を連結する。これにより、第１光学系保持部材７２が、光軸Ｌに沿って移動可能に支持される。
【０１１２】
第１駆動機構７６は、いわゆる送りネジ機構で構成され、第１ネジ棒７６Ａと、第１ナット７６Ｂと、第１ナット７６Ｂ及び第１光学系保持部材７２を連結する第１駆動アーム７６Ｃと、第１光学系駆動モータ７６Ｄと、を備えて構成される。
【０１１３】
第１ネジ棒７６Ａは、光軸Ｌと平行に配置される。レンズ鏡胴１２には、この第１ガイド軸７４Ａを回動自在に支持する支持部が備えられる。第１ネジ棒７６Ａは、両端を支持部に支持されて、光軸Ｌと平行に配置される。
【０１１４】
第１ナット７６Ｂは、第１ネジ棒７６Ａに嵌められることにより、第１ネジ棒７６Ａに沿って移動可能に設けられる。第１ネジ棒７６Ａは、光軸Ｌに沿って配置されるので、第１ナット７６Ｂは、光軸Ｌに沿って移動する。
【０１１５】
第１駆動アーム７６Ｃは、第１ナット７６Ｂ及び第１光学系保持部材７２を連結する。これにより、第１光学系保持部材７２が、第１ナット７６Ｂと共に移動する。
【０１１６】
第１光学系駆動モータ７６Ｄは、レンズ鏡胴１２に備えられ、第１ネジ棒７６Ａを回転駆動する。
【０１１７】
以上のように構成される第１光学系駆動部７０は、第１光学系駆動モータ７６Ｄを駆動すると、第１ネジ棒７６Ａが回転する。第１ネジ棒７６Ａが回転すると、第１ナット７６Ｂが第１ネジ棒７６Ａに沿って移動する。この結果、第１ナット７６Ｂに連結された第１光学系保持部材７２が、光軸Ｌに沿って移動し、その第１光学系保持部材７２に保持された第１光学系２０及び第１絞り５０が光軸Ｌに沿って移動する。
【０１１８】
図１２は、第１光学系駆動部によって駆動される第１光学系の動作説明図である。
【０１１９】
同図に示すように、第１光学系２０及び第１絞り５０は、一体となって光軸Ｌ上を前後移動する。この際、第１光学系２０及び第１絞り５０は、第２光学系３０及び第２絞り６０とは独立して光軸Ｌ上を移動する。
【０１２０】
〈第２光学系駆動部〉
第２光学系駆動部８０は、第２光学系３０及び第２絞り６０を光軸Ｌに沿って一体的に移動させる。
【０１２１】
図１３は、第２光学系駆動部の概略構成を示す断面図である。
【０１２２】
第２光学系駆動部８０は、第２光学系３０を構成するレンズ群及び第２絞り６０を保持する第２光学系保持部材８２と、第２光学系保持部材８２を光軸Ｌに沿ってガイドする第２ガイド機構８４と、第２光学系保持部材８２を光軸Ｌに沿って移動させる第２駆動機構８６と、を備えて構成される。
【０１２３】
第２光学系保持部材８２は、全体として筒形状を有し、その内側にレンズ保持部及びミラー保持部を備える。第２光学系３０を構成する第１望遠用レンズ３０ａ、第１望遠用ミラー３０ｂ、及び、第２望遠用ミラー３０ｃは、このレンズ保持部及びミラー保持部に保持される。
【０１２４】
また、第２光学系保持部材８２は、その内側に絞り保持部を備える。第２絞り６０は、この絞り保持部に外枠６４Ｂを保持されて、第２光学系３０と一体化される。
【０１２５】
第２ガイド機構８４は、第２ガイド軸８４Ａと、第２ガイド軸８４Ａに沿って摺動する第２ガイドスリーブ８４Ｂと、第２ガイドスリーブ８４Ｂ及び第２光学系保持部材８２を連結する第２ガイドアーム８４Ｃと、を備えて構成される。
【０１２６】
第２ガイド軸８４Ａは、棒形状を有し、光軸Ｌと平行に配置される。レンズ鏡胴１２には、この第２ガイド軸８４Ａを支持する支持部が備えられる。第２ガイド軸８４Ａは、両端を支持部に支持されて、光軸Ｌと平行に配置される。
【０１２７】
第２ガイドスリーブ８４Ｂは、第２ガイド軸８４Ａに嵌められることにより、第２ガイド軸８４Ａに沿って摺動可能に設けられる。第２ガイド軸８４Ａは、光軸Ｌに沿って配置されるので、第２ガイドスリーブ８４Ｂは、光軸Ｌに沿って摺動する。
【０１２８】
第２ガイドアーム８４Ｃは、第２ガイドスリーブ８４Ｂ及び第２光学系保持部材８２を連結する。これにより、第２光学系保持部材８２が、光軸Ｌに沿って移動可能に支持される。
【０１２９】
第２駆動機構８６は、いわゆる送りネジ機構で構成され、第２ネジ棒８６Ａと、第２ナット８６Ｂと、第２ナット８６Ｂ及び第２光学系保持部材８２を連結する第２駆動アーム８６Ｃと、第２光学系駆動モータ８６Ｄと、を備えて構成される。
【０１３０】
第２ネジ棒８６Ａは、光軸Ｌと平行に配置される。レンズ鏡胴１２には、この第２ガイド軸８４Ａを回動自在に支持する支持部が備えられる。第２ネジ棒８６Ａは、両端を支持部に支持されて、光軸Ｌと平行に配置される。
【０１３１】
第２ナット８６Ｂは、第２ネジ棒８６Ａに嵌められることにより、第２ネジ棒８６Ａに沿って移動可能に設けられる。第２ネジ棒８６Ａは、光軸Ｌに沿って配置されるので、第２ナット８６Ｂは、光軸Ｌに沿って移動する。
【０１３２】
第２駆動アーム８６Ｃは、第２ナット８６Ｂ及び第２光学系保持部材８２を連結する。これにより、第２光学系保持部材８２が、第２ナット８６Ｂと共に移動する。
【０１３３】
第２光学系駆動モータ８６Ｄは、レンズ鏡胴１２に備えられ、第２ネジ棒８６Ａを回転駆動する。
【０１３４】
以上のように構成される第２光学系駆動部８０は、第２光学系駆動モータ８６Ｄを駆動すると、第２ネジ棒８６Ａが回転する。第２ネジ棒８６Ａが回転すると、第２ナット８６Ｂが第２ネジ棒８６Ａに沿って移動する。この結果、第２ナット８６Ｂに連結された第２光学系保持部材８２が、光軸Ｌに沿って移動し、その第２光学系保持部材８２に保持された第２光学系３０及び第２絞り６０が光軸Ｌに沿って移動する。
【０１３５】
図１４は、第２光学系駆動部によって駆動される第２光学系の動作説明図である。
【０１３６】
同図に示すように、第２光学系３０及び第２絞り６０は、一体となって光軸Ｌ上を前後移動する。この際、第２光学系３０及び第２絞り６０は、第１光学系２０及び第１絞り５０とは独立して、光軸Ｌ上を移動する。
【０１３７】
《イメージセンサの詳細》
図１５は、イメージセンサの概略構成図である。
【０１３８】
イメージセンサ１００は、ニ次元状に配列された光電変換素子により構成された複数の画素を備え、第１光学系２０及び第２光学系３０を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して各画素で選択的に受光する。したがって、イメージセンサ１００を構成する画素には、第１光学系２０を通過した光を選択的に受光する第１画素１１０Ａ及び第２光学系３０を通過した光を選択的に受光する第２画素１１０Ｂが存在する。第１画素１１０Ａ及び第２画素１１０Ｂは、交互に配置される。
【０１３９】
図１６は、第１光学系及び第２光学系を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して各画素で選択的に受光する構成の概念図である。
【０１４０】
イメージセンサ１００は、画素ごとマイクロレンズ１１２及び遮光マスク１１４を備える。
【０１４１】
マイクロレンズ１１２は、光電変換素子の前方に配置される。マイクロレンズ１１２は、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳像を光電変換素子に結像させる。
【０１４２】
遮光マスク１１４は、マイクロレンズ１１２と光電変換素子との間に配置される。遮光マスク１１４は、マイクロレンズ１１２を通過した光の一部を遮光する。第１画素１１０Ａの遮光マスク１１４は、円環形状を有し、第２光学系３０を通過した光を遮光する。また、第２画素１１０Ｂの遮光マスク１１４は、円形状を有し、第１光学系２０を通過した光を遮光する。
【０１４３】
以上のように構成されるイメージセンサ１００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、各画素が角度指向性をもって構成される。そして、第１画素１１０Ａは、第１光学系２０を通過した光を選択的に受光し、第２画素１１０Ｂは第２光学系３０を通過した光を選択的に受光する。したがって、第１画素１１０Ａの画像信号を取得することにより、第１光学系２０を介して得られる画像の画像信号を取得でき、第２画素１１０Ｂの画像信号を取得することにより、第２光学系３０を介して得られる画像の画像信号を取得できる。
【０１４４】
なお、カラー画像を取得する場合には、第１画素１１０Ａ及び第２画素１１０Ｂにカラーフィルタが備えられる。カラーフィルタは規定の配列で配置される。たとえば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）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。
【０１４５】
《撮像ユニットの作用》
以上のように構成される本実施の形態の撮像ユニット１の作用は、次のとおりである。
【０１４６】
〈焦点調整〉
レンズ装置１０を構成する第１光学系２０及び第２光学系３０は、それぞれ独立して焦点調整される。
【０１４７】
〔第１光学系の焦点調整〕
第１光学系２０は、第１光学系駆動モータ７６Ｄに駆動されて、焦点調整される。
【０１４８】
第１光学系駆動モータ７６Ｄを駆動すると、第１光学系保持部材７２が光軸Ｌに沿って前後移動する。第１光学系保持部材７２には、第１光学系２０を構成する広角用のレンズ群（第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、及び、第４広角用レンズ２０ｄ）、及び、第１絞り５０が保持されている。したがって、第１光学系保持部材７２を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、図１２に示すように、第１光学系２０を構成する広角用のレンズ群、及び、第１絞り５０が、一体的に光軸Ｌに沿って前後移動する。これにより、第１光学系２０が焦点調整される。
【０１４９】
〔第２光学系の焦点調整〕
第２光学系３０は、第２光学系駆動モータ８６Ｄに駆動されて、焦点調整される。
【０１５０】
第２光学系駆動モータ７８Ｄを駆動すると、第２光学系保持部材８２が光軸Ｌに沿って前後移動する。第２光学系保持部材８２には、第２光学系３０を構成する望遠用のレンズ群（第１望遠用レンズ３０ａ、第１望遠用ミラー３０ｂ、及び、第２望遠用ミラー３０ｃ）、及び、第２絞り６０が保持されている。したがって、第２光学系保持部材８２を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、図１４に示すように、第２光学系３０を構成する広角用のレンズ群、及び、第２絞り６０が、一体的に光軸Ｌに沿って前後移動する。これにより、第２光学系３０が焦点調整される。
【０１５１】
〈光量調整〉
レンズ装置１０を構成する第１光学系２０及び第２光学系３０は、それぞれ独立して光量が調整される。
【０１５２】
〔第１光学系の光量調整〕
第１光学系２０は、第１絞り５０の開口量を調整することにより、通過する光量が調整される。
【０１５３】
第１絞り５０の開口量は、第１絞り羽根揺動駆動部材５６を揺動させることにより調整される。図示しない第１アクチュエータを駆動して、第１絞り羽根揺動駆動部材５６を揺動させると、第１遮光部５８を構成する各第１絞り羽根５２が同期して揺動する。この結果、円環状の第１遮光部５８の内径が拡縮し、第１絞り５０の開口量が調整される。この際、第１絞り５０は、遮光する領域が外側から内側に拡がって、開口量が調整される。
【０１５４】
〔第２光学系の光量調整〕
第２光学系３０は、第２絞り６０の開口量を調整することにより、通過する光量が調整される。
【０１５５】
第２絞り６０の開口量は、第２絞り羽根揺動駆動部材６６を揺動させることにより調整される。図示しない第２アクチュエータを駆動して、第２絞り羽根揺動駆動部材６６を揺動させると、第１遮光部５８を構成する各第２絞り羽根６２が同期して揺動する。この結果、円環状の第２遮光部６８の外径が拡縮し、第２絞り６０の開口量が調整される。この際、第２絞り６０は、遮光する領域が内側から外側に拡がって、開口量が調整される。
【０１５６】
〈撮像〉
レンズ装置１０の第１光学系２０及び第２光学系３０を通過した光は、イメージセンサ１００に入射する。イメージセンサ１００は、第１光学系２０を通過した光を第１画素１１０Ａで選択的に受光し、第２光学系３０を通過した光を第２画素１１０Ｂで選択的に受光する。したがって、第１画素１１０Ａの画像信号を取得することにより、第１光学系２０を介して得られる画像の画像信号を取得でき、第２画素１１０Ｂの画像信号を取得することにより、第２光学系３０を介して得られる画像の画像信号を取得できる。
【０１５７】
以上説明したように、本実施の形態の撮像ユニット１によれば、撮像特性の異なる２つの画像を同時に撮像できる。
【０１５８】
また、本実施の形態のレンズ装置１０によれば、第１光学系２０及び第２光学系３０が、互いに独立して焦点調整できる。これにより、第１光学系２０及び第２光学系３０の双方で正確に焦点合わせした画像を撮像できる。
【０１５９】
また、本実施の形態のレンズ装置１０によれば、第１光学系２０及び第２光学系３０に絞りが備えられ、互いに独立して光量調整できる。これにより、第１光学系２０及び第２光学系３０の双方で適正な露出の画像を撮像できる。
【０１６０】
更に、本実施の形態のレンズ装置１０によれば、絞りによって第１光学系２０及び第２光学系３０の光量を調整する際、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界が遮光されて、光量が調整される。これにより、イメージセンサ１００で受光する際、第１画素１１０Ａ及び第２画素１１０Ｂで受光する光の分離性を向上できる。これにより、混信を防止できる。
【０１６１】
なお、混信とは、第１光学系２０及び第２光学系３０からの光信号成分が混ざって、各画素で受光される状態をいう。混信が生じると、第１画素１１０Ａでは、第２光学系３０からの光信号成分が混ざって受光され、第２画素１１０Ｂでは、第１光学系２０からの光信号成分が混ざって受光される。そして、この混信が生じると、第１画素１１０Ａから読み出した画像には、第２光学系３０の画像が重なって現れ、第２画素１１０Ｂから読み出した画像には、第１光学系２０の画像が重なって現れる。
【０１６２】
本実施の形態のレンズ装置１０のように、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界を遮光することにより、第１画素１１０Ａ及び第２画素１１０Ｂで受光する光の分離性を向上でき、混信を効果的に防止できる。この点について、詳述する。
【０１６３】
図１７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。
【０１６４】
図１７において、横軸は光の入射角を示しており、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。
【０１６５】
図１７において、符号Ｓ１が第１画素１１０Ａの入射角感度特性のグラフであり、符号Ｓ２が第２画素１１０Ｂの入射角感度特性のグラフである。この場合、互いのグラフが重なり合う入射角の領域Ｚで混信が生じる。
【０１６６】
図１８は、絞りによる混信防止効果を説明する図である。
【０１６７】
図１８（Ａ）は、絞りがない場合の各画素の受光状態を示している。いま、第１光学系２０を介して第１画素１１０Ａ及び第２画素１１０Ｂに入射する光束をＬｘ１として右斜線で示し、第２光学系３０を介して第１画素１１０Ａ及び第２画素１１０Ｂに入射する光束をＬｘ２として左斜線で示す。この場合、両者が交差する入射角の領域Ｓｘで混信が生じる。
【０１６８】
図１８（Ｂ）は、絞りがある場合の各画素の受光状態を示している。第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界に絞りを設置して、当該領域を遮光することにより、混信が生じる入射角の光を遮ることができる。
【０１６９】
図１８（Ｃ）は、図１８（Ｂ）に示す状態から更に絞った場合、すなわち、遮光領域を更に拡大させた場合の各画素の受光状態を示している。同図に示すように、遮光領域が拡大することにより、混信が生じる入射角の光を更に遮ることができる。すなわち、絞りを絞るほど、光の分離性を向上させることができ、より効果的に混信を防止できる。
【０１７０】
このように、本実施の形態のレンズ装置１０によれば、絞りを備えることにより、任意に光量を調整できることに加えて、混信の影響も除去できる。
【０１７１】
《第１の実施の形態の変形例》
〈第１絞り及び第２絞りの他の例〉
第１絞り及び第２絞りを構成する絞りは、液晶素子で構成することもできる。
【０１７２】
〔液晶素子で構成される第１絞り〕
図１９は、液晶素子で構成される第１絞りの一例を示す正面図である。
【０１７３】
本例の第１絞り２１０は、たとえば、ＳＴＮ液晶（STN：Super Twisted Nematic）やＤＳＴＮ液晶（DSTN：Dual scan Super Twisted Nematic）、ＴＦＴ液晶（TFT：Thin Film Transistor）等の液晶素子で構成される。
【０１７４】
第１絞り２１０は、円板状の外形を有する。第１絞り２１０は、中央部分に円形状の透光領域２１２を備え、かつ、外周部分に円環状の透光／遮光可変領域２１４を備える。
【０１７５】
透光領域２１２は、透光性を有し、常に光が透過可能な領域である。
【０１７６】
透光／遮光可変領域２１４は、光を透過する透光状態と、光を遮蔽する遮光状態とを任意に切り替え可能な領域である。透光／遮光可変領域２１４は、遮光状態となることにより第１遮光部を構成する。透光／遮光可変領域２１４は、複数の環状領域２１４Ａ〜２１４Ｆを同心状に組み合わせて構成される。各環状領域２１４Ａ〜２１４Ｆは、個別に透光状態と遮光状態とを切り替え可能に構成される。
【０１７７】
透光／遮光可変領域２１４を構成する各環状領域２１４Ａ〜２１４Ｆは、液晶ドライバ２１６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。
【０１７８】
以上のように構成される第１絞り２１０は、透光／遮光可変領域２１４を構成する各環状領域２１４Ａ〜２１４Ｆの状態を個別に制御することにより、開口量が調整される。
【０１７９】
図２０は、液晶素子で構成される第１絞りの動作説明図である。同図（Ａ）は、絞りを１段絞った状態を示しており、同図（Ｂ）は、絞りを最も絞った状態を示している。
【０１８０】
図２０（Ａ）に示すように、絞りを１段絞る場合は、透光／遮光可変領域２１４の最も側に位置する環状領域２１４Ａを遮光状態とし、他の環状領域２１４Ｂ〜２１４Ｆを透光状態とする。
【０１８１】
図２０（Ｂ）に示すように、絞りを最も絞る場合は、透光／遮光可変領域２１４を構成する全ての環状領域２１４Ａ〜２１４Ｆを遮光状態とする。
【０１８２】
このように、第１絞り２１０を絞る場合は、透光／遮光可変領域２１４を構成する環状領域２１４Ａ〜２１４Ｆを外側から順に遮光状態とする。これにより、遮光される領域が内側に向かって拡がる。
【０１８３】
〔液晶素子で構成される第２絞り〕
図２１は、液晶素子で構成される第２絞りの一例を示す正面図である。
【０１８４】
本例の第２絞り２２０も、ＳＴＮ液晶やＤＳＴＮ液晶、ＴＦＴ液晶等の液晶素子で構成される。
【０１８５】
第２絞り２２０は、円板状の外形を有する。第２絞り２２０は、中央部分に円形状に中央透光領域２２２を備え、かつ、外周部分に円環状の外周透光領域２２４を備える。そして、その中央透光領域２２２及び外周透光領域２２４の間に円環状の透光／遮光可変領域２２６を備える。
【０１８６】
中央透光領域２２２及び外周透光領域２２４は、透光性を有し、常に光が透過可能な領域である。
【０１８７】
透光／遮光可変領域２２６は、透光状態と遮光状態とを任意に切り替え可能な領域である。透光／遮光可変領域２２６は、遮光状態となることにより第２遮光部を構成する。透光／遮光可変領域２２６は、複数の環状領域２２６Ａ〜２２６Ｆを同心状に組み合わせて構成される。各環状領域２２６Ａ〜２２６Ｆは、個別に透光状態と遮光状態とを切り替え可能に構成される。
【０１８８】
透光／遮光可変領域２２６を構成する各環状領域２２６Ａ〜２２６Ｆは、液晶ドライバ２２８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。
【０１８９】
以上のように構成される第２絞り２２０は、透光／遮光可変領域２２６を構成する各環状領域２２６Ａ〜２２６Ｆの状態を個別に制御することにより、開口量が調整される。
【０１９０】
図２２は、液晶素子で構成される第２絞りの動作説明図である。同図（Ａ）は、絞りを１段絞った状態を示しており、同図（Ｂ）は、絞りを最も絞った状態を示している。
【０１９１】
図２２（Ａ）に示すように、絞りを１段絞る場合は、透光／遮光可変領域２２６の最も内側に位置する環状領域２２６Ａを遮光状態とし、他の環状領域２２６Ｂ〜２２６Ｆを透光状態とする。
【０１９２】
図２２（Ｂ）に示すように、絞りを最も絞る場合は、透光／遮光可変領域２２６を構成する全ての環状領域２２６Ａ〜２２６Ｆを遮光状態とする。
【０１９３】
このように、第２絞り２２０を絞る場合は、透光／遮光可変領域２２６を構成する環状領域２２６Ａ〜２２６Ｆを内側から順に遮光状態とする。これにより、遮光される領域が外側に向かって拡がる。
【０１９４】
〈第１絞り及び第２絞りのその他の例〉
上記実施の形態では、第１絞り及び第２絞りをアクチュエータで動作させる構成としているが、手動で動作させる構成とすることもできる。たとえば、第１絞りについては、第１絞り羽根揺動駆動部材にレバーを設け、そのレバーを手動で揺動させる構成とすることもできる。同様に、第２絞りについては、第２絞り羽根揺動駆動部材にレバーを設け、そのレバーを手動で揺動させる構成とすることもできる。
【０１９５】
また、第１絞りを構成する第１絞り羽根支持部材が、第２光学系を通過する光を遮光する場合や、第２絞り羽根を構成する第２絞り羽根支持部材が、第１光学系を通過する光を遮光する場合は、これらの部材を透明な素材で構成することが好ましい。これにより、支持部材による遮光の影響を低減できる。
【０１９６】
また、上記実施の形態では、第１絞りについて、第１絞り羽根揺動駆動部材側に第１カム溝、第１絞り羽根側に第１カムピンを設ける構成としているが、第１絞り羽根揺動駆動部材側に第１カムピン、第１絞り羽根側に第１カム溝を設ける構成とすることもできる。同様に、第２絞りについては、第２絞り羽根揺動駆動部材側に第２カム溝、第２絞り羽根側に第２カムピンを設ける構成とすることもできる。
【０１９７】
［第２の実施の形態］
《撮像ユニット》
図２３は、撮像ユニットの第２の実施の形態の概略構成図である。
【０１９８】
本実施の形態の撮像ユニットは、レンズ装置の構成が上記第１の実施の形態の撮像ユニットと相違する。本実施の形態の撮像ユニットに備えられたレンズ装置は、１つの共通絞りで第１光学系及び第２光学系の光量を調整する点で上記第１の実施の形態の撮像ユニットに備えられたレンズ装置と相違する。したがって、以下においては、相違点である絞り（共通絞り）についてのみ説明する。
【０１９９】
〈共通絞りの構成〉
共通絞り３００は、第１光学系２０を構成する第２広角用レンズ２０ｂと第３広角用レンズ２０ｃとの間に配置される。共通絞り３００は、第１光学系保持部材７２（図１１参照）に保持され、第１光学系２０と共に移動する。
【０２００】
図２４は、共通絞りの分解斜視図である。図２５は、共通絞りを構成する絞り羽根の正面図であり、図２６は、絞り羽根の配置構成を示す正面図である。
【０２０１】
図２４に示すように、共通絞り３００は、主として、複数枚の絞り羽根３０２と、複数枚の絞り羽根３０２を揺動可能に支持する絞り羽根支持部材３０４と、複数枚の絞り羽根３０２を同期して揺動させる絞り羽根揺動駆動部材３０６と、絞り羽根揺動駆動部材３０
６を動作させるアクチュエータ（不図示）と、を備えて構成される。
【０２０２】
絞り羽根３０２は、すべて同じ形状である。絞り羽根３０２は、図２５に示すように、全体として円弧形状を有し、一端に第１羽根部３０２Ａ、他端に第２羽根部３０２Ｂを備える。後述するように、第１羽根部３０２Ａは、共通遮光部３０８の内径を拡縮させる機能を有し、第２羽根部３０２Ｂは、共通遮光部３０８の外径を拡縮させる機能を有する。
【０２０３】
各絞り羽根３０２は、図２６に示すように、同一円周上に一定の間隔をもって配置され、かつ、隣り合う絞り羽根３０２が互いに重なるように配置される。このように配置された絞り羽根３０２は、全体として円環状の共通遮光部３０８を形成する。なお、図２６は、共通絞り３００を解放した状態、すなわち、共通絞り３００を最も開いた状態を示している。この場合、共通遮光部３０８の外径は最小となり、内径は最大となる。
【０２０４】
絞り羽根支持部材３０４は、共通遮光部３０８と同軸上に配置される。絞り羽根支持部材３０４は、図２４に示すように、内枠３０４Ａと、外枠３０４Ｂと、３本の支持アーム３０４Ｃと、軸受３０４Ｄとを備えて構成される。内枠３０４Ａ及び外枠３０４Ｂは、共に円環状の枠体で構成され、同心状に配置される。３本の支持アーム３０４Ｃは、放射状に配置され、内枠３０４Ａ及び外枠３０４Ｂを互いに連結する。軸受３０４Ｄは、内枠３０４Ａに備えられ、周方向に一定の間隔で配置される。軸受３０４Ｄは、支点を構成する。
【０２０５】
各絞り羽根３０２には、軸受３０４Ｄに嵌入可能な揺動軸３０２Ｃが備えられる。揺動軸３０２Ｃは、第１羽根部３０２Ａ及び第２羽根部３０２Ｂの間に配置される。各絞り羽根３０２は、揺動軸３０２Ｃが軸受３０４Ｄに嵌入されることにより、絞り羽根支持部材３０４に揺動自在に支持される。
【０２０６】
絞り羽根揺動駆動部材３０６は、共通遮光部３０８と同軸上に配置される。絞り羽根揺動駆動部材３０６は、図２４に示すように、円環状の板材で構成され、内周部に円環状の嵌合部３０６Ａが備えられる。絞り羽根揺動駆動部材３０６は、嵌合部３０６Ａが、絞り羽根支持部材３０４の内周部に嵌合されることにより、絞り羽根支持部材３０４及び共通遮光部３０８と同軸上に配置され、かつ、周方向に揺動可能に支持される。
【０２０７】
絞り羽根揺動駆動部材３０６には、複数のカムピン３０６Ｂが備えられる。カムピン３０６Ｂは、同一円周上に一定の間隔で配置される。
【０２０８】
各絞り羽根３０２には、カム溝３０２Ｄが備えられる。各カム溝３０２Ｄには、カムピン３０６Ｂが嵌入される。各カム溝３０２Ｄにカムピン３０６Ｂが嵌入されることにより、絞り羽根揺動駆動部材３０６を揺動させると、その絞り羽根揺動駆動部材３０６の動きに連動して絞り羽根３０２が揺動する。
【０２０９】
カム溝３０２Ｄ、カムピン３０６Ｂ、及び、絞り羽根揺動駆動部材３０６は、絞り羽根３０２を同期して揺動させるための絞り羽根駆動部を構成する。
【０２１０】
図示しないアクチュエータは、たとえば、モータで構成され、絞り羽根揺動駆動部材３０６を周方向に揺動させる。
【０２１１】
〈共通絞りの動作〉
図２７は、共通絞りの動作説明図である。
【０２１２】
絞り羽根揺動駆動部材３０６を揺動させると、カムピン３０６Ｂ及びカム溝３０２Ｄの作用によって、全ての絞り羽根３０２が支点を構成する軸受３０４Ｄを中心に同期して揺動する。
【０２１３】
ここで、図２６に示す開放状態から絞り羽根３０２を揺動させると、図２７に示すように、各絞り羽根３０２の第１羽根部３０２Ａが内径方向に張り出する。同時に各絞り羽根３０２の第２羽根部３０２Ｂが外径方向に張り出す。この結果、共通遮光部３０８の内径が縮小し、かつ、外径が拡大する。
【０２１４】
このように、共通絞り３００は、絞り羽根３０２を揺動させると、共通遮光部３０８の内径及び外径が拡縮する。この際、共通遮光部３０８は、外径の拡大に連動して内径が縮小し、かつ、外径の縮小に連動して内径が拡大する。これにより、共通遮光部３０８の内側の領域については、共通絞り３００を絞り込むことにより、外側から内側に向かって遮光領域が拡がり、外側の領域については、内側から外側に向かって遮光領域が拡がって遮光される。
【０２１５】
〈レンズ装置への組み込み〉
上記のように、共通絞り３００は、第１光学系２０を構成する第２広角用レンズ２０ｂと第３広角用レンズ２０ｃとの間に配置される。この際、共通絞り３００は、共通遮光部３０８が、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界を遮光するように配置される。より具体的には、絞り解放状態において、共通遮光部３０８が、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界を遮光するように配置される。これにより、共通絞り３００を動作させると、第１光学系２０は、外側から内側に向かって光束が絞られ、第２光学系３０は、内側から外側に向かって光束が絞られる。
【０２１６】
〈焦点調整〉
レンズ装置１０を構成する第１光学系２０及び第２光学系３０は、それぞれ独立して焦点調整される。
【０２１７】
〔第１光学系の焦点調整〕
図３０は、第１光学系駆動部によって駆動される第１光学系の動作説明図である。
【０２１８】
第１光学系２０は、第１光学系駆動モータ７６Ｄに駆動されて、焦点調整される。
【０２１９】
第１光学系駆動モータ７６Ｄを駆動すると、第１光学系保持部材７２が光軸Ｌに沿って前後移動する。第１光学系保持部材７２には、第１光学系２０を構成する広角用のレンズ群（第１広角用レンズ２０ａ、第２広角用レンズ２０ｂ、第３広角用レンズ２０ｃ、及び、第４広角用レンズ２０ｄ）、及び、共通絞り３００が保持されている。したがって、第１光学系保持部材７２を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、図３０に示すように、第１光学系２０を構成する広角用のレンズ群、及び、共通絞り３００が、一体的に光軸Ｌに沿って前後移動する。これにより、第１光学系２０が焦点調整される。
【０２２０】
〔第２光学系の焦点調整〕
図３１は、第２光学系駆動部によって駆動される第１光学系の動作説明図である。
【０２２１】
第２光学系３０は、第２光学系駆動モータ８６Ｄに駆動されて、焦点調整される。
【０２２２】
第２光学系駆動モータ７８Ｄを駆動すると、第２光学系保持部材８２が光軸Ｌに沿って前後移動する。第２光学系保持部材８２には、第２光学系３０を構成する望遠用のレンズ群（第１望遠用レンズ３０ａ、第１望遠用ミラー３０ｂ、及び、第２望遠用ミラー３０ｃ）が保持されている。したがって、第２光学系保持部材８２を光軸Ｌに沿って前後移動させることにより、図３１に示すように、第２光学系３０を構成する広角用のレンズ群が光軸Ｌに沿って前後移動する。これにより、第２光学系３０が焦点調整される。
【０２２３】
なお、上記のように、共通絞り３００は、第１光学系保持部材７２に備えられているので、第２光学系３０を移動させても、共通絞り３００は移動しない。
【０２２４】
以上説明したように、本実施の形態のレンズ装置によれば、１つの共通絞りで第１光学系２０及び第２光学系３０の光量を調整できる。これにより、構成を簡素化できる。
【０２２５】
また、共通絞り３００は、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界を遮光して光量を調整するので、指向性センサで撮像する場合でも混信を防止できる。
【０２２６】
《第２の実施の形態の変形例》
〈共通絞りの他の例〉
共通絞りは、液晶素子で構成することもできる。
【０２２７】
図２８は、液晶素子で構成される第２絞りの一例を示す正面図である。
【０２２８】
本例の共通絞り３２０は、ＳＴＮ液晶やＤＳＴＮ液晶、ＴＦＴ液晶等の液晶素子で構成される。
【０２２９】
共通絞り３２０は、円板状の外形を有する。共通絞り３２０は、中央部分に円形状に中央透光領域３２２を備え、かつ、外周部分に円環状の外周透光領域３２４を備える。そして、その中央透光領域３２２及び外周透光領域３２４の間に円環状の透光／遮光可変領域３２６を備える。
【０２３０】
中央透光領域３２２及び外周透光領域３２４は、透光性を有し、常に光が透過可能な領域である。
【０２３１】
透光／遮光可変領域３２６は、透光状態と遮光状態とを任意に切り替え可能な領域である。透光／遮光可変領域３２６は、遮光状態となることにより共通遮光部を構成する。透光／遮光可変領域３２６は、複数の環状領域３２６Ａ〜３２６Ｇを同心状に組み合わせて構成される。各環状領域３２６Ａ〜３２６Ｇは、個別に透光状態と遮光状態とを切り替え可能に構成される。
【０２３２】
透光／遮光可変領域３２６を構成する各環状領域３２６Ａ〜３２６Ｇは、液晶ドライバ３２８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。
【０２３３】
以上のように構成される共通絞り３２０は、透光／遮光可変領域３２６を構成する各環状領域３２６Ａ〜３２６Ｇの状態を個別に制御することにより、開口量が調整される。
【０２３４】
図２９は、液晶素子で構成される共通絞りの動作説明図である。同図（Ａ）は、絞りを１段絞った状態を示しており、同図（Ｂ）は、絞りを最も絞った状態を示している。
【０２３５】
図２９（Ａ）に示すように、絞りを１段絞る場合は、透光／遮光可変領域３２６の中央に位置する環状領域３２６Ｄを遮光状態とし、他の環状領域３２６Ａ〜３２６Ｃ、３２６Ｅ〜３２６Ｇを透光状態とする。
【０２３６】
図２９（Ｂ）に示すように、絞りを最も絞る場合は、透光／遮光可変領域３２６を構成する全ての環状領域３２６Ａ〜３２６Ｇを遮光状態とする。
【０２３７】
このように、共通絞り３２０を絞る場合は、中央の環状領域３２６Ｄを基準にして、各環状領域３２６Ａ〜３２６Ｇの透光／遮光状態を切り替える。これにより、中央透光領域３２２を通過する光束については、外側から内側に向かって遮光領域が拡大して遮光され、外周透光領域３２４を通過する光束については、内側から外側に向かって遮光領域が拡大して遮光される。
【０２３８】
〈共通絞りのその他の例〉
上記実施の形態では、共通絞りをアクチュエータで動作させる構成としているが、手動で動作させる構成とすることもできる。たとえば、絞り羽根揺動駆動部材にレバーを設け、そのレバーを手動で揺動させる構成とすることもできる。
【０２３９】
また、絞り羽根支持部材については、透明な素材で構成してもよい。これにより、支持部材による遮光の影響を低減できる。
【０２４０】
また、上記実施の形態では、絞り羽根揺動駆動部材側にカムピン、絞り羽根側にカム溝を設ける構成としているが、絞り羽根揺動駆動部材側にカム溝、絞り羽根側にカムピンを設ける構成とすることもできる。
【０２４１】
〈共通絞りの他の設置例〉
〔共通絞りが第２光学系と共に移動する構成〕
上記実施の形態では、共通絞りが第１光学系保持部材に保持され、第１光学系と共に移動する構成とされているが、第２光学系と共に移動する構成とすることもできる。この場合、共通絞りは、第２光学系保持部材に保持される。
【０２４２】
図３２は、第２光学系と共に移動する共通絞りの動作説明図である。
【０２４３】
同図に示すように、第２光学系３０を移動させると、第２光学系３０及び共通絞り３００が一体となって光軸Ｌ上を前後移動する。この場合、第１光学系２０を移動させても、共通絞り３００は移動しない。
【０２４４】
〔共通絞りが移動する構成〕
共通絞りを光軸Ｌに沿って移動させる機構（共通絞り移動部）を別に設けて、共通絞りの設置位置を変更できるように構成してもよい。
【０２４５】
この場合、共通絞りの設置位置を手動で変える構成としてもよいし、また、アクチュエータで動かす構成としてもよい。
【０２４６】
また、第１光学系及び第２光学系の位置に応じて、最適な位置に共通絞りが自動で移動する構成としてもよい。
【０２４７】
〔共通絞りを固定〕
共通絞りは、レンズ鏡胴内の一定位置に固定して設置することもできる。
【０２４８】
［撮像装置］
次に、撮像ユニットを備えた撮像装置について説明する。
【０２４９】
《撮像装置の構成》
図３３は、撮像装置のシステム構成を示すブロック図である。
【０２５０】
撮像装置４００は、主として、撮像ユニット１と、レンズ駆動制御部４０１と、イメージセンサ駆動制御部４０２と、アナログ信号処理部４０３と、デジタル信号処理部４０４と、表示部４０５と、内部メモリ４０６と、メディアインターフェース４０７と、システム制御部４０８と、操作部４０９と、を備えて構成される。
【０２５１】
撮像ユニット１は、上記のように、レンズ装置１０及びイメージセンサ１００を備えて構成される。
【０２５２】
レンズ装置１０は、第１光学系２０、第２光学系３０、共通レンズ４０、第１絞り５０、及び、第２絞り６０を備えて構成される。
【０２５３】
イメージセンサ１００は、第１光学系２０を通過した光を選択的に受光する第１画素１１０Ａ及び第２光学系３０を通過した光を選択的に受光する第２画素１１０Ｂを備え、第１光学系２０及び第２光学系３０を介して入射する光束をそれぞれ瞳分割して各画素で選択的に受光する。
【０２５４】
レンズ駆動制御部４０１は、システム制御部４０８からの指令に基づき、レンズ装置１０の駆動を制御する。レンズ駆動制御部４０１は、第１光学系２０の駆動を制御する第１光学系駆動制御部と、第２光学系３０の駆動を制御する第２光学系駆動制御部と、第１絞り５０の駆動を制御する第絞り駆動制御部と、第２絞り６０の駆動を制御する第２絞り駆動制御部と、を備える。第１光学系駆動制御部は、システム制御部４０８からの指令に基づいて、第１光学系２０の駆動を制御し、第１光学系２０を光軸Ｌに沿って前後移動させる。第２光学系駆動制御部は、システム制御部４０８からの指令に基づいて、第２光学系３０の駆動を制御し、第２光学系３０を光軸Ｌに沿って前後移動させる。第１絞り駆動制御部は、システム制御部４０８からの指令に基づいて、第１絞り５０の駆動を制御し、第１絞り５０の第１遮光部を拡縮させる。第２絞り駆動制御部は、システム制御部４０８からの指令に基づいて、第２絞り６０の駆動を制御し、第２絞り６０の第２遮光部を拡縮させる。
【０２５５】
イメージセンサ駆動制御部４０２は、システム制御部４０８からの指令に基づき、イメージセンサ１００の駆動を制御する。すなわち、イメージセンサ１００からの画像信号の読み出しを制御する。
【０２５６】
アナログ信号処理部４０３は、イメージセンサ１００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。
【０２５７】
デジタル信号処理部４０４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４０４は、イメージセンサ１００の第１画素１１０Ａ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１１０Ｂ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２０を介して撮像される広角画像の画像データであり、第２画像データは、第２光学系３０を介して撮像される望遠画像の画像データである。
【０２５８】
表示部４０５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４０５は、必要に応じてＧＵＩ（GUI: Graphical User Interface）として機能する。
【０２５９】
内部メモリ４０６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。
【０２６０】
メディアインターフェース４０７は、システム制御部４０８から指令に基づいて、メモリーカード等の外部メモリ４１０に対して、データの読み書きを行う。
【０２６１】
システム制御部４０８は、撮像装置全体の動作を統括制御する。システム制御部４０８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４００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。
【０２６２】
操作部４０９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４０９の操作情報は、システム制御部４０８に入力される。システム制御部４０８は、操作部４０９からの操作情報に基づいて、各部を制御する。
【０２６３】
《撮像装置の作用》
本実施の形態の撮像装置４００において、焦点合わせは手動で行われる。撮影者は、操作部４０９を介して、第１光学系２０及び第２光学系３０を個別に移動させ、所望の被写体に焦点を合わせる。
【０２６４】
画像を記録するための撮像は、測光後に行われる。測光の指示は、シャッターボタンの半押しで行われる。測光が指示されると、システム制御部４０８は、イメージセンサ１００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。絞り値については、光学系ごとに決定する。
【０２６５】
測光後、画像を記録するための撮像が実施される。画像を記録するための撮像の指示は、シャッターボタンの全押しで行われる。
【０２６６】
記録用の撮像が指示されると、システム制御部４０８は、レンズ駆動制御部４０１を介して、第１絞り５０及び第２絞り６０を制御し、第１絞り５０及び第２絞り６０を測光により求めた絞り値に設定する。そして、測光により求めたシャッター速度でイメージセンサ１００を露光させ、記録用の画像を撮像する。
【０２６７】
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１００からアナログ信号処理部４０３に出力される。アナログ信号処理部４０３は、イメージセンサ１００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。
【０２６８】
アナログ信号処理部４０３から出力された画素ごとの画像信号は、内部メモリ４０６に取り込まれ、その後、デジタル信号処理部４０４に送られる。デジタル信号処理部４０４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１００の第１画素１１０Ａ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１１０Ｂの画像信号に基づいて第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４０７を介して外部メモリ４１０に記録される。
【０２６９】
このように、本実施の形態の撮像装置４００によれば、一回の撮像で広角及び望遠の２つの画像を撮像できる。
【０２７０】
《撮像装置の変形例》
上記実施の形態の撮像装置４００では、第１光学系２０及び第２光学系３０の焦点合わせを手動で行う構成としているが、自動で行う構成とすることもできる。たとえば、測距手段を設け、その測距手段の測距結果に基づいて、自動で第１光学系２０及び第２光学系３０の焦点合わせを行う構成とすることもできる。
【０２７１】
また、上記実施の形態の撮像装置４００では、第１絞り５０及び第２絞り６０を自動で調整する構成としているが、手動で調整する構成とすることもできる。
【０２７２】
なお、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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
［レンズ装置のその他の実施の形態］
上記実施の形態のレンズ装置では、互いに焦点距離の異なる光学系によって第１光学系及び第２光学系を構成しているが、第１光学系及び第２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。ただし、同時に２画像を撮像できる、という特性から、第１光学系及び第２光学系は、互いに異なる撮像特性を有する光学系で構成することが好ましい。
【０２７５】
図３４は、レンズ装置のその他の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【０２７６】
本例のレンズ装置１０は、互いに合焦距離が異なる光学系によって第１光学系２０及び第２光学系３０を構成している。
【０２７７】
なお、図３４では、各光学系を１枚のレンズで表わしているが、各光学系は複数枚のレンズを組み合わせて構成することができる。
【０２７８】
本例のレンズ装置１０では、第１光学系２０が、第２光学系３０よりも近距離で合焦する光学系で構成される。この場合、第１光学系２０で近距離の画像、第２光学系３０で遠距離の画像を撮像できる。
【０２７９】
第１光学系２０及び第２光学系３０は、同心状に配置され、かつ、それぞれ光軸Ｌに沿って個別に移動可能に設けられる。すなわち、第１光学系２０は、図示しない第１光学系駆動部によって光軸Ｌに沿って前後移動可能に設けられ、第２光学系３０は、図示しない第２光学系駆動部によって、光軸Ｌに沿って前後移動可能に設けられる。
【０２８０】
レンズ装置１０には、共通絞り３００が備えられる。共通絞り３００は、第１光学系２０及び第２光学系３０の瞳領域の境界を遮光するように配置され、その共通遮光部の外径及び内径を拡縮させて、第１光学系２０及び第２光学系３０の光量を調整する。
【０２８１】
この他、たとえば、互いに透過波長特性の異なる光学系によって第１光学系及び第２光学系を構成することもできる。たとえば、第１光学系は可視光による撮影に適した透過波長特性を有する光学系で構成し、第２光学系は赤外光による撮影に適した透過波長特性を有する光学系で構成する。これにより、第１光学系で可視光画像、第２光学系で赤外線画像を撮像できる。
【０２８２】
また、上記実施の形態では、第１光学系及び第２光学系を光軸に沿って前後移動させるための機構は、カム機構を利用して構成することもできる。また、第１光学系及び第２光学系は、手動で移動させる構成とすることもできる。
【符号の説明】
【０２８３】
１…撮像ユニット、１０…レンズ装置、１２…レンズ鏡胴、２０…第１光学系、２０ａ…第１広角用レンズ、２０ｂ…第２広角用レンズ、２０ｃ…第３広角用レンズ、２０ｄ…第４広角用レンズ、３０…第２光学系、３０ａ…第１望遠用レンズ、３０ｂ…第１望遠用ミラー、３０ｃ…第２望遠用ミラー、４０…共通レンズ、５０…第１絞り、５２…第１絞り羽根、５２Ａ…第１揺動軸、５２Ｂ…第１カムピン、５４…第１絞り羽根支持部材、５４Ａ…軸受穴、５６…第１絞り羽根揺動駆動部材、５６Ａ…第１カム溝、５８…第１遮光部、６０…第２絞り、６２…第２絞り羽根、６２Ａ…第２揺動軸、６２Ｂ…第２カム溝、６４…第２絞り羽根支持部材、６４Ａ…内枠、６４Ｂ…外枠、６４Ｃ…支持アーム、６４Ｄ…軸受、６６…第２絞り羽根揺動駆動部材、６６Ａ…嵌合部、６６Ｂ…第２カムピン、６８…第２遮光部、７０…第１光学系駆動部、７２…第１光学系保持部材、７４…第１ガイド機構、７４Ａ…第１ガイド軸、７４Ｂ…第１ガイドスリーブ、７４Ｃ…第１ガイドアーム、７６…第１駆動機構、７６Ａ…第１ネジ棒、７６Ｂ…第１ナット、７６Ｃ…第１駆動アーム、７６Ｄ…第１光学系駆動モータ、７８Ｄ…第２光学系駆動モータ、８０…第２光学系駆動部、８２…第２光学系保持部材、８４…第２ガイド機構、８４Ａ…第２ガイド軸、８４Ｂ…第２ガイドスリーブ、８４Ｃ…第２ガイドアーム、８６…第２駆動機構、８６Ａ…第２ネジ棒、８６Ｂ…第２ナット、８６Ｃ…第２駆動アーム、８６Ｄ…第２光学系駆動モータ、１００…イメージセンサ、１１０Ａ…第１画素、１１０Ｂ…第２画素、１１２…マイクロレンズ、１１４…遮光マスク、２１０…第１絞り、２１２…透光領域、２１４…透光／遮光可変領域、２１４Ａ〜２１４Ｆ…環状領域、２１６…液晶ドライバ、２２０…第２絞り、２２２…中央透光領域、２２４…外周透光領域、２２６…透光／遮光可変領域、２２６Ａ〜２２６Ｆ…環状領域、２２８…液晶ドライバ、３００…共通絞り、３０２…絞り羽根、３０２Ａ…第１羽根部、３０２Ｂ…第２羽根部、３０２Ｃ…揺動軸、３０２Ｄ…カム溝、３０４…絞り羽根支持部材、３０４Ａ…内枠、３０４Ｂ…外枠、３０４Ｃ…支持アーム、３０４Ｄ…軸受、３０６…絞り羽根揺動駆動部材、３０６Ａ…嵌合部、３０６Ｂ…カムピン、３０８…共通遮光部、３２０…共通絞り、３２２…中央透光領域、３２４…外周透光領域、３２６…透光／遮光可変領域、３２６Ａ〜３２６Ｇ…環状領域、３２８…液晶ドライバ、４００…撮像装置、４０１…レンズ駆動制御部、４０２…イメージセンサ駆動制御部、４０３…アナログ信号処理部、４０４…デジタル信号処理部、４０５…表示部、４０６…内部メモリ、４０７…メディアインターフェース、４０８…システム制御部、４０９…操作部、４１０…外部メモリ、Ｌ…光軸
【図１】
2017029846.tif 000003
【図２】
2017029846.tif 000004
【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】
2017029846.tif 000012
【図１１】
2017029846.tif 000013
【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】
2017029846.tif 000019
【図１８】
2017029846.tif 000020
【図１９】
2017029846.tif 000021
【図２０】
2017029846.tif 000022
【図２１】
2017029846.tif 000023
【図２２】
2017029846.tif 000024
【図２３】
2017029846.tif 000025
【図２４】
2017029846.tif 000026
【図２５】
2017029846.tif 000027
【図２６】
2017029846.tif 000028
【図２７】
2017029846.tif 000029
【図２８】
2017029846.tif 000030
【図２９】
2017029846.tif 000031
【図３０】
2017029846.tif 000032
【図３１】
2017029846.tif 000033
【図３２】
2017029846.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
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2017029846.tif 000038
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