摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及摄像装置，尤其涉及能够同时获取广角图像和望远图像的摄像装置。
【背景技术】
[0002] 以往，提出有在同一光轴上中央部配设了广角透镜而其周边部配设了环状的望远 透镜的双焦距的光学系统（专利文献1的图1)。该光学系统的环状的望远透镜是包含两枚 反射镜在内的反射镜型的透镜结构，而使焦距较长的望远透镜成为紧凑结构。另外，该光学 系统的广角透镜和望远透镜的成像位置按照分别位于光轴方向不同的位置的方式设计，在 各自的成像位置处配设有不同的摄像元件。
[0003] 另外，提出有如下的光学装置：具有广角对物光学系统、望远对物光学系统、以及 穿过了各对物光学系统的光线共同地穿过的共用光学系统，并且具备将由多个对物光学系 统取入的被摄体光的任意一方选择性地导入共用光学系统的反射构件（专利文献2)。
[0004] 而且，通过使反射构件可动，由广角对物光学系统和望远对物光学系统中的任意 一方的对物光学系统所取入的被摄体光会经由共用光学系统而导入共用摄像元件。
[0005] 另外，提出有如下的摄像装置：将穿过成像透镜的不同区域的被摄体光进行光瞳 分离，且分别入射至与成像透镜的不同区域对应的摄像元件的像素，并使光瞳分离后的被 摄体光所对应的多个图像得以同时拍摄（专利文献3)。
[0006] 在先技术文献
[0007] 专利文献1 :日本特表2011-505022号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2009-122379号公报
[0009] 专利文献3 :日本特开2012-88696号公报
【发明内容】
[0010] 发明要解决的技术问题
[0011] 专利文献1所记载的光学系统，由广角透镜及望远透镜分别摄影的广角图像及望 远图像，从分别在光轴方向不同的位置处所配置的不同摄像元件获取，因此无法实现装置 的小型化以及低成本化这样的问题存在。
[0012] 专利文献2所记载的光学装置，通过使反射构件（反射镜）可动，来选择广角对物 光学系统与望远对物光学系统中任意一方的对物光学系统，因此无法同时拍摄广角图像和 望远图像、且需要用于使反射构件可动的机构而使装置大型化这样的问题存在。
[0013] 另外，专利文献3所记载的摄像装置，将穿过成像透镜不同的区域的被摄体光进 行光瞳分离，且光瞳分离后的被摄体光所对应的多个图像能够由一个摄像元件同时拍摄， 但在专利文献3中，用于良好地拍摄广角图像和望远图像的具体结构却未记载。
[0014] 本发明正是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种光轴共用的中央光学 系统和环状光学系统所分别成像的第一图像及第二图像能够同时获取、并紧凑且价格低的 摄像装置。
[0015] 用于解决技术问题的手段
[0016] 为了达到上述目的，本发明的一方式所涉及的摄像装置具备：撮影光学系统，由分 别在同一光轴上所配置的中央部的中央光学系统和其周边部的环状光学系统构成；指向性 传感器，具有由二维状排列的光电转换元件构成的多个像素，该指向性传感器包含使经由 中央光学系统及环状光学系统所入射的光束分别进行光瞳分割后而选择性地接收的多个 像素；以及图像读出装置，从指向性传感器分别获取表示经由中央光学系统而接收到的第 一图像的图像信号、和表示经由环状光学系统而接收到的第二图像的图像信号。
[0017] 根据本发明的一方式，摄影光学系统由光轴共用的中央光学系统和环状光学系统 构成，指向性传感器包含使经由中央光学系统及环状光学系统所入射的光束分别进行光瞳 分割后而选择性地接收的多个像素，通过摄影光学系统和指向性传感器的组合，从而能够 利用一个指向性传感器同时获取第一图像和第二图像。另外，中央光学系统和环状光学系 统相比夹持光轴地并排的并列式光学系统而能够实现画质的提高。
[0018] 在本发明的另一方式所涉及的摄像装置中，就指向性传感器而言，优选使用与在 像面位置的中央光学系统及环状光学系统的光瞳形状相应的指向特性的指向性传感器。这 是因为，中央光学系统及环状光学系统的光瞳形状根据像面位置而变化。
[0019] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选指向性传感器具有作为光瞳分割 机构发挥功能的多个微透镜，多个微透镜中的每个微透镜所分配到的像素的数量和/或位 置，成为与中央光学系统及所述环状光学系统的光瞳位置及形状相应的数量和/或位置。 即，相对于中央光学系统及环状光学系统的光瞳形状的随着像面位置的变化，通过对每个 微透镜所分配到的像素的数量和/或位置进行最优化来应对。
[0020] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选指向性传感器具有作为光瞳分割 机构发挥功能的微透镜，由微透镜使瞳像分离后分别入射的、每个微透镜的像素的个数，按 照随着像高变高而减少的方式分配。当每个微透镜的像素的个数固定时，即便能够在中央 部进行光瞳分离而使光入射至各像素，在周边部（像高较高的位置）也会有光难于进入的 像素或光无法进入的像素（毫无用处的像素）产生。根据本发明的再一方式，由于将每个 微透镜的像素的个数按照随着像高变高而减少的方式分配，因此能够使光进入所有像素， 能够有效地利用指向性传感器的像素。
[0021] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选指向性传感器的各像素的尺寸相 同，就微透镜而言，随着像高变高而使用尺寸小的微透镜。即，通过随着像高变高而减小微 透镜的尺寸，从而能够使每个微透镜的像素的个数随着像高变高而减少。
[0022] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选微透镜的尺寸相同，指向性传感 器的像素的尺寸随着像高变高而增大。即，通过随着像高变高而增大像素的尺寸，而使每个 微透镜的像素的个数随着像高变高而减少。
[0023] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选中央光学系统中其成像倍率在中 央部较大而在周边侧较小。即，使中央光学系统具有鱼眼透镜那样的特性。由此，在通过第 一、第二图像的分割而使指向性传感器的采样粗化的（中央）区域，增加中央光学系统的成 像倍率（成为放大图像），作为结果，使被摄体空间的采样密度接近均匀，从而提高图像的 品质。
[0024] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选环状光学系统中其成像倍率在内 径侧较大而在外径侧较小。
[0025] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选指向性传感器具有作为光瞳分割 机构发挥功能的遮光掩膜，就遮光掩膜而言，使用与在像面位置的中央光学系统及环状光 学系统的光瞳形状相应的开口形状的遮光掩膜。
[0026] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选中央光学系统的第一像圈与环状 光学系统的第二像圈不同，指向性传感器仅在第一像圈与第二的像圈重叠的区域，配设有 光瞳分割后而选择性地接收光的像素。由此，能够有效地利用指向性传感器的像素。
[0027] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选中央光学系统相比环状光学系统 而为广角。
[0028] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选环状光学系统具有使光束反射两 次以上的反射光学系统。由此，能够缩短环状光学系统的光轴方向上的尺寸，能够使装置变 得紧凑。
[0029] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选指向性传感器位于比使光束最初 反射的反射光学系统更靠物侧的位置。由此，能够在摄影光学系统的内侧配置指向性传感 器，能够使装置的光轴方向上的尺寸缩短。
[0030] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，优选中央光学系统和环状光学系统共 同使用一部分的光学系统。由此，能够使装置变得紧凑，并且能够降低成本。
[0031] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，具备模式切换装置，该模式切换装置 切换焦距不同的第一摄影模式和第二摄影模式，当由模式切换装置切换为第一摄影模式 时，图像读出装置从指向性传感器获取表示经由中央光学系统而接收到的第一图像的图像 信号，当由模式切替装置切换为第二摄影模式时，图像读出装置从指向性传感器获取表示 经由环状光学系统而接收到的第二图像的图像信号。由此，无需机械性的切换，就能够选择 性地获取第一图像或第二图像。
[0032] 在本发明的再一方式所涉及的摄像装置中，模式切换装置具有：切换为用于进行 焦距不同的两种摄影的混合摄影模式的切换功能，当由模式切换装置切换为混合摄影模式 时，图像读出装置从指向性传感器同时获取表示经由中央光学系统而接收到的第一图像的 图像信号、和表示经由环状光学系统而接收到的第二图像的图像信号。由此，能够同时获取 第一图像以及第二图像。
[0033] 发明效果
[0034] 根据本发明，通过使由光轴共用的中央光学系统和环状光学系统构成的摄影光学 系统与指向性传感器进行组合，而使经由中央光学系统及环状光学系统而分别在指向性传 感器的成像面上成像的第一图像及第二图像能够光瞳分割后同时获取。另外，在获取第一 图像以及第二图像时，无需光学系统的机械性切换，并且能够利用一个指向性传感器来同 时获取第一图像以及第二图像，因此能够实现紧凑且价格低的装置。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明的第一实施方式所涉及的摄像装置的外观立体图。
[0036] 图2是表示图1所示的摄像装置的内部结构的实施方式的框图。
[0037] 图3是表示图1所示的摄像装置所应用的摄影光学系统的第一实施方式的剖视 图。
[0038]图4是表示图3所示的摄影光学系统中的中央光学系统的剖视图。
[0039]图5是表示图3所示的摄影光学系统中的环状光学系统的剖视图。
[0040] 图6的（a)部分及（b)部分分别是表示瞳像分离方式及遮光掩膜方式的示意图。
[0041] 图7是瞳像分离方式的指向性传感器的主要部分俯视图。
[0042] 图8是遮光掩膜方式的指向性传感器的主要部分俯视图。
[0043] 图9是中央光学系统及环状光学系统所对应的光瞳形状、以及穿过中央光学系统 及环状光学系统的光线中的按入射方向的追迹光线的图。
[0044] 图10是用于说明瞳像分离方式的指向性传感器的最优化的图。
[0045] 图11是被最优化