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WO2019064977A1 - 光学系、投影装置及び撮像装置 - Google Patents

光学系、投影装置及び撮像装置 Download PDF

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WO2019064977A1
WO2019064977A1 PCT/JP2018/030304 JP2018030304W WO2019064977A1 WO 2019064977 A1 WO2019064977 A1 WO 2019064977A1 JP 2018030304 W JP2018030304 W JP 2018030304W WO 2019064977 A1 WO2019064977 A1 WO 2019064977A1
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WO
WIPO (PCT)
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image
optical system
plane
projection
angle
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/030304
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English (en)
French (fr)
Inventor
和佳 岡田
林　健吉
慶延 岸根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP2019544403A priority patent/JP6854908B2/ja
Publication of WO2019064977A1 publication Critical patent/WO2019064977A1/ja
Priority to US16/795,546 priority patent/US11269249B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources

Definitions

  • the present invention relates to an optical system, a projection apparatus, and an imaging apparatus, and more particularly, an optical system for projecting onto a discontinuous plane, a projection apparatus using the optical system, an optical system for capturing an object on a discontinuous plane, and
  • the present invention relates to an imaging device using the optical system.
  • Projection mapping is known as a technique for projecting an image on the surface of a three-dimensional object such as a building.
  • projection mapping usually, a projection device is provided for each plane on which an image is projected. For example, if projection mapping is performed using two orthogonal planes, two projectors are used. The same applies to imaging, and when imaging in different directions simultaneously, an imaging device is prepared for each imaging direction.
  • Patent Document 1 describes a projection apparatus that includes a plurality of projection units that can individually project an image, and that can project onto a plurality of planes by adjusting the direction of each projection unit.
  • Patent Documents 2 and 3 as a method of projecting images on two planes orthogonal to each other by one projector, trapezoidal correction or the like is performed on an image projected on each plane, and an image having no distortion on each plane is obtained. A method of projection is described.
  • Patent Document 4 describes an optical system capable of simultaneously imaging the front and the side.
  • Patent Document 1 has a disadvantage that the apparatus becomes large because a plurality of projection units are required. Further, the methods of Patent Documents 2 and 3 have a disadvantage that the continuity of the image is lost because a gap is generated between the images projected on the two surfaces. Similarly, the optical system of Patent Document 4 has a disadvantage that a blind spot occurs between the front imaging area and the side imaging area.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical system, a projection device, and an imaging device capable of projecting onto a discontinuous plane without gaps and imaging a discontinuous plane without blind spots. To aim.
  • the means for solving the above problems are as follows.
  • the subject images of the discontinuous first plane and the second plane are formed on different first light receiving areas and second light receiving areas of one image sensor, or different first display areas of one image display element And an optical system which magnifies and projects a projection image displayed in the second display area on the first plane and the second plane, the first optical system imaging or projecting the image on the first plane, and A second optical system for imaging or projecting on a plane, including a second optical system including two reflective optical elements, at least one of the reflective optical elements having a power, and an object incident through the first optical system An image is formed on the first light receiving area of the image sensor, and an object image incident through the second optical system is formed on the second light receiving area of the image sensor, or a first display area of the image display element Incidence of the projection image displayed on the first optical system And a common optical system for causing the projection image displayed in the second display area of the image display element to be incident on the second optical system, and a first focus adjustment for moving at least a part of the optical elements of the first optical system Unit, and a
  • the optical system of this aspect includes a first optical system, a second optical system, and a common optical system.
  • the first optical system is an optical system that captures or projects on a first plane.
  • the second optical system is an optical system that captures or projects on a second plane.
  • the common optical system when applied to an imaging lens, causes a subject image incident through the first optical system to form an image on the first light receiving area of the image sensor and a subject image incident through the second optical system. Is an optical system that forms an image on the second light receiving area of the image sensor.
  • the common optical system when applied to the projection lens, causes the projection image displayed in the first display area of the image display element to be incident on the first optical system and to the second display area of the image display element.
  • the first optical system, the second optical system, and the common optical system when applied to the imaging lens, the subject images of the discontinuous first plane and the second plane are received by the first different light of one image sensor An image can be formed on the area and the second light receiving area.
  • the projection images displayed in different first display areas and second display areas of one image display element are enlarged to form discontinuous first and second planes. It can be projected.
  • the optical system according to the present aspect has a second angle of view captured or projected by the first optical system and the common optical system, and a second angle of view captured by the second optical system and the common optical system.
  • the angle of view is set, the first angle of view and the second angle of view overlap.
  • an imaging lens when it applies to an imaging lens, a discontinuous plane can be imaged without a blind spot.
  • an image when applied to a projection lens, an image can be projected on a discontinuous plane without gaps.
  • the optical system of this aspect is provided with a first focusing unit and a second focusing unit.
  • the first focus adjustment unit moves at least a part of optical elements of the first optical system to adjust the focus of an optical system including the first optical system and the common optical system.
  • the second focus adjustment unit moves the reflection optical element having power among the two reflection optical elements constituting the second optical system to adjust the focus of the optical system configured by the second optical system and the common optical system.
  • the discontinuity means that the first plane and the second plane are not on the same plane. Therefore, even when the first plane and the second plane are connected, two discontinuous planes are obtained when they have different angles. In addition, even if the first plane and the second plane are parallel to each other, they are two discontinuous planes when they are arranged one behind the other.
  • An angle formed by the end of the second plane on the overlapping side and the optical axis of the first optical system and the common optical system is ⁇ 12, and the axis orthogonal to the end of the first plane on the overlapping side and the optical axis
  • the angle between the end of the overlapping second plane and the optical axis of the first optical system and the common optical system is ⁇ 12
  • the end of the overlapping first plane is orthogonal to the optical axis
  • the optical system is configured such that the condition of ⁇ 12 + ⁇ 21> ⁇ / 2 is satisfied, where ⁇ 21 is an angle formed by the axis to be formed.
  • ⁇ 21 is an angle formed by the axis to be formed.
  • the reflective optical element moved by the second focus adjustment unit is configured of the reflective optical element having the convex reflective surface.
  • the second angle of view can be made wide.
  • the optical system is configured as an optical system that projects or captures images on two planes having different angles. More specifically, it is configured as an optical system that projects or images onto two planes intersecting at an angle smaller than 180 °. For example, it is configured as an optical system for projecting or imaging in two planes intersecting at an obtuse angle.
  • the optical system is configured as an optical system that projects or images in two perpendicular planes.
  • the range of ⁇ / 2 substantially includes the range recognized as ⁇ / 2. That is, the case where the angle between the first plane and the second plane is approximately ⁇ / 2 is included.
  • a plurality of second optical systems are provided. This allows projection or imaging on three or more planes.
  • Each second optical system is disposed at a plurality of rotationally symmetrical positions with the optical axes of the first optical system and the common optical system as the center of rotational symmetry.
  • the optical axes of the first optical system and the common optical system are disposed at rotational symmetry positions on the left and right with the optical axis of the optical system as the rotational symmetry center. Thereby, it can project or image on the first plane and the planes on the left and right sides thereof.
  • the optical axes of the first optical system and the common optical system are disposed at rotational symmetry positions vertically and horizontally with the optical axis of the common optical system as the rotational symmetry center. Thereby, it is possible to project or capture images on the first plane and the four upper, lower, left, and right planes.
  • the image display device, the projection image acquisition unit for acquiring the image to be projected, and the image display device are displayed An image for which a projection image to be projected on a plane is displayed in the first display area and a projection image to be projected on the second plane is displayed on the second display area is generated from the image acquired by the projection image acquisition unit And a projection image generation unit.
  • the optical system of any one of the above (1) to (7) is applied to the projection lens of the projection apparatus.
  • the projection apparatus includes, in addition to the optical system and the image display element, a projection image acquisition unit that acquires an image to be projected, and a projection image generation unit that generates an image for projection from the acquired image.
  • the projection image generation unit when displaying on the image display element, displays the projection image to be projected on the first plane in the first display area, and the projection image to be projected on the second plane is the second display Generate an image to be displayed in the area.
  • the projection image generation unit when projecting onto the first plane and the second plane via the optical system, projects the projection image displayed in the first display area and the projection image displayed in the second display area
  • the optical system of (1) to (7) is applied to the imaging lens of the imaging device.
  • the imaging apparatus includes an optical system and an image sensor, and a captured image acquisition unit that acquires an image formed in a first light receiving area and a second light receiving area of the image sensor.
  • the imaging device further including: a composite image generation unit configured to generate a composite image obtained by combining the image formed in the first light receiving area and the image formed in the second light receiving area.
  • the composite image generation unit is further provided.
  • the composite image generation unit generates a composite image in which the image formed in the first light receiving area and the image formed in the second light receiving area are connected.
  • the image formed in the first light receiving area and the image formed in the second light receiving area have portions overlapping with each other. Therefore, images can be synthesized using overlapping portions.
  • FIG. 1 Diagram showing an overview of the functions of the imaging lens Sectional view showing an embodiment of an imaging lens Conceptual diagram of focusing by the first focusing part Conceptual diagram of focusing by the second focusing unit
  • Cross-sectional view showing an example of an imaging lens for imaging three planes having different angles
  • Lens data of imaging lens A diagram showing a schematic configuration of an imaging device
  • Block diagram of image signal processing unit Figure showing an example of a subject A diagram showing an example of an image obtained when the subject shown in FIG.
  • FIG. 9 is imaged A diagram showing an example of an image extracted from a captured image A diagram showing an example of an image after correction processing A diagram showing an overlapping portion of a first image and a second image A diagram showing an example of a composite image A diagram showing a schematic configuration of a projection apparatus Block diagram of functions included in the projection image generation unit A diagram showing an example of setting of a projection image A diagram showing an example of an output image A diagram showing an example of an output image after correction A diagram showing an example of an image to be projected
  • Imaging lens ⁇ [Overview] First, an outline of an imaging lens to which the present invention is applied will be described.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of functions of the imaging lens.
  • the imaging lens 10 of the present embodiment is configured as a lens for forming an image of a subject on two discontinuous planes in different light receiving areas of one image sensor.
  • two discontinuous planes mean that the two planes are not on the same plane. Therefore, even when two planes are connected, two planes are discontinuous if they have different angles. Also, even if the two planes are parallel, if they are arranged one behind the other, they become two discontinuous planes.
  • One plane is referred to as a first plane S1
  • the other plane is referred to as a second plane S2.
  • a light receiving area on which the subject image on the first plane S1 is formed is referred to as a first light receiving area
  • a light receiving area on which the subject image on the second plane S2 is formed is referred to as a second light receiving area.
  • the imaging lens 10 includes a first optical system G1 for imaging the first plane S1, a second optical system G2 for imaging the second plane S2, and an object image incident through the first optical system G1 of the image sensor IS. And a common optical system GC for forming an image of a subject on a first light receiving area and for forming an image of an object incident through the second optical system G2 on a second light receiving area of the image sensor IS.
  • the angle of view imaged by the common optical system GC and the angle of view imaged by the second optical system G2 and the common optical system GC overlap. Thereby, the first plane S1 and the second plane S2 can be imaged without a blind spot.
  • the imaging lens 10 is an optical system configured by a first focus adjustment unit that adjusts the focus of an optical system configured by the first optical system G1 and the common optical system GC, a second optical system G2, and the common optical system GC. And a second optical system G2 for adjusting the focus of the system.
  • a first focus adjustment unit that adjusts the focus of an optical system configured by the first optical system G1 and the common optical system GC, a second optical system G2, and the common optical system GC.
  • a second optical system G2 for adjusting the focus of the system.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of an imaging lens to which the present invention is applied.
  • the left side is the object side
  • the right side is the image side.
  • an axis orthogonal to the image plane Sim is a Z axis
  • an axis orthogonal to the Z axis is an X axis
  • an axis orthogonal to the Z axis and the X axis is a Y axis.
  • the X axis is an axis orthogonal to the paper surface in FIG.
  • the Z axis and the Y axis are axes parallel to the paper surface in FIG.
  • the imaging lens 10 shown in FIG. 2 is a lens for forming an object image of the first plane S1 and the second plane S2 having different angles on different first light receiving area R1 and second light receiving area R2 of one image sensor.
  • the imaging lens 10 includes a first optical system G1 for imaging a first plane, a second optical system G2 for imaging a second plane, and a first light reception of an image of an object incident through the first optical system G1.
  • a common optical system GC for forming an image on a region and forming an object image incident through the second optical system G2 on a second light receiving region of an image sensor, and an aperture stop St are provided.
  • the imaging lens 10 when applying the imaging lens 10 to an imaging device, it is preferable to provide various filters according to the specification etc. of an imaging device, a cover glass for protection, etc.
  • an optical element PP in the form of a plane-parallel plate assuming these is disposed between the lens system and the image plane Sim (the light receiving surface of the image sensor).
  • the position at which the optical element PP is disposed is not limited to this.
  • the imaging lens 10 can also be set as the structure which abbreviate
  • the first optical system G1 is disposed on the object side with respect to the common optical system GC and disposed coaxially.
  • the first optical system G1 includes, in order from the object side along the optical axis Z1 perpendicular to the image plane Sim, a negative lens L11, a negative lens L12, a positive lens L13, and a negative lens L14. Prepare.
  • Each of the lenses L11 to L14 is an example of an optical element.
  • the second optical system G2 is disposed on the object side with respect to the common optical system GC.
  • the second optical system G2 includes, in order from the object side, a convex first mirror M1 and a convex second mirror M2 along an optical axis Z2 parallel to the ZY plane.
  • the first mirror M1 and the second mirror M2 are an example of a reflective optical element having power.
  • FIG. 1 illustrates only the reflection surfaces of the first mirror M1 and the second mirror M2.
  • the common optical system GC includes, in order from the object side, a negative lens LC1, a negative lens LC2, a positive lens LC3, a positive lens LC4, a positive lens LC5, and a negative lens LC6 along the optical axis Z1. And a cemented lens, and a positive lens LC7.
  • the aperture stop St is disposed between the lens LC4 and the lens LC5 of the common optical system GC.
  • the light from the subject on the first plane passes through the first optical system G1 and the common optical system GC, and enters the light receiving surface of the image sensor to form an image of the subject in the first light receiving region R1 of the image sensor.
  • the light incident on the first optical system G1 passes through the respective lenses in the order of the lens L11, the lens L12, the lens L13, and the lens L14, exits from the first optical system G1, and enters the common optical system GC.
  • the light incident on the common optical system GC is emitted from the common optical system GC through each lens in the order of the lens LC1, the lens LC2, the lens LC3, the lens LC4, the aperture stop St, the lens LC5, the lens LC6 and the lens LC7. , And enters the light receiving surface of the image sensor.
  • the light from the subject on the second plane passes through the second optical system G2 and the common optical system GC, and enters the light receiving surface of the image sensor to form an image of the subject in the second light receiving region R2 of the image sensor.
  • the light incident on the second optical system G2 is first reflected by the first mirror M1.
  • the light reflected by the first mirror M1 is further reflected by the second mirror M2 and emitted from the second optical system G2.
  • the light reflected by the second mirror M2 and emitted from the second optical system G2 enters the common optical system GC.
  • the light incident on the common optical system GC is emitted from the common optical system GC through each lens in the order of the lens LC1, the lens LC2, the lens LC3, the lens LC4, the aperture stop St, the lens LC5, the lens LC6 and the lens LC7. , And enters the light receiving surface of the image sensor.
  • An angle of view captured by the first optical system G1 and the common optical system GC is referred to as a first angle of view
  • an angle of view captured by the second optical system G2 and the common optical system GC is referred to as a second angle of view.
  • the first angle of view and the second angle of view overlap.
  • the angle formed by the end E2 of the overlapping second plane and the optical axis Z1 of the first optical system G1 and the common optical system GC is ⁇ 12, the overlapping side
  • the angle between the end E1 of the first plane S1 of the first plane and the axis Ax orthogonal to the optical axis Z1 is ⁇ 21.
  • the imaging lens 10 is configured to satisfy the condition of ⁇ 12 + ⁇ 21> ⁇ / 2.
  • the imaging lens 10 includes an optical system including a first focus adjustment unit that adjusts the focus of an optical system including a first optical system G1 and a common optical system GC, a second optical system G2, and a common optical system GC. And a second focus adjustment unit that adjusts the focus.
  • FIG. 3 is a conceptual view of focusing by the first focusing unit.
  • the first focus adjustment unit is an optical system configured by the first optical system G1 and the common optical system GC by moving the entire first optical system G1 back and forth along the optical axis Z1. Adjust the focus of
  • FIG. 3 shows a state in which the first optical system G1 is moved to the object side with respect to FIG. 3A.
  • a mechanism for moving the first optical system G1 a known moving mechanism such as a cam mechanism or a helicoid mechanism can be adopted.
  • FIG. 4 is a conceptual view of focusing by the second focusing unit.
  • the second focus adjustment unit moves the second mirror M2 back and forth along the optical axis Z1 of the first optical system G1 and the common optical system GC, thereby forming an optical system including the second optical system G2 and the common optical system GC. Adjust the focus of the system.
  • the direction indicated by the arrow AR2 is the movement direction of the second mirror M2.
  • 4B shows a state in which the second mirror M2 is moved to the object side with respect to FIG. 4A.
  • a mechanism for moving the second mirror M2 a known moving mechanism for linearly moving the optical element can be adopted.
  • the first light receiving area of the image sensor IS can be obtained through the first optical system G1 and the common optical system GC via the first optical system G1 and the common optical system GC. Focus on R1. Further, the subject image on the second plane S2 is formed on the second light receiving region R2 of the image sensor IS via the second optical system G2 and the common optical system GC. The second light receiving region R2 is a region different from the first light receiving region R1.
  • the first plane S1 and the second plane S2 are discontinuous planes having different angles. Therefore, according to the imaging lens 10 of the present embodiment, when applied to an imaging device, it is possible to image two discontinuous planes with one image sensor IS.
  • the imaging lens 10 of the present embodiment is imaged by the second optical system G2 and the common optical system GC, and the angle of view (first angle of view) imaged by the first optical system G1 and the common optical system GC.
  • the angle of view overlaps.
  • the imaging lens 10 of the present embodiment includes a first focusing unit and a second focusing unit.
  • the first focus adjustment unit adjusts the focus of an optical system configured by the first optical system G1 and the common optical system GC. Thereby, the subject on the first plane S1 can be imaged sharply.
  • the second focus adjustment unit adjusts the focus of an optical system configured by the second optical system G2 and the common optical system GC. Thereby, the subject on the second plane S2 can be imaged sharply.
  • the first focus adjustment unit and the second focus adjustment unit it is possible to sharply image both objects in the first plane S1 and the second plane S2.
  • the configuration of the second optical system G2 is not limited to this. It is sufficient if the configuration includes two reflective optical elements, and at least one of the reflective optical elements has power. Therefore, when it comprises with two mirrors, one side can also be comprised with a plane mirror.
  • the reflective optical element which comprises the 2nd optical system G2 is not limited to a mirror, Another reflective optical element is also employable. For example, it can also be composed of a lens having a reflective surface. In order to obtain a wide angle, it is preferable to make the reflection surface of the reflection optical element convex.
  • First Focus Adjustment Unit by moving the entire first optical system G1, the focus of the optical system configured by the first optical system G1 and the common optical system GC is adjusted.
  • the configuration of the first focus adjustment is not limited to this. Only a part of the lenses constituting the first optical system G1 may be moved for focusing.
  • focusing may be performed by moving the first mirror M1 along the optical axis Z1 of the first optical system G1 and the common optical system GC.
  • the two first mirrors M1 and the second mirror M2 may be moved relative to each other for focusing.
  • focusing may be performed in combination with rotation around an axis parallel to the X axis, movement in a direction parallel to the Y axis, or the like.
  • the imaging direction of the optical system including the second optical system and the common optical system can be adjusted, for example, by rotating the second mirror M2 of the second optical system G2 around an axis parallel to the X-axis.
  • the rotation angle of the second mirror M2 is adjusted according to the angle of the second plane S2 with respect to the first plane S1, and the second plane S2 is Adjust to the angle.
  • an angle adjustment unit that adjusts the rotation angle of the second mirror M2 may be provided so that the imaging direction can be adjusted in an arbitrary direction.
  • the imaging lens is configured as a lens that forms an image of an object on two discontinuous planes on different light receiving areas of one image sensor.
  • it is suitable when the angle formed by the two planes is smaller than ⁇ .
  • an angle formed by two planes is ⁇ / 2
  • it can be configured as an imaging lens capable of simultaneously imaging two orthogonal planes.
  • the second optical systems are disposed at rotational symmetry positions with the optical axes of the first optical system and the common optical system as the rotational symmetry center.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of an imaging lens for imaging three planes having different angles.
  • the left side is the object side
  • the right side is the image side.
  • the imaging lens 10A shown in FIG. 5 forms an object image of three discontinuous flat surfaces, ie, a first plane, a first second plane and a second second plane, on different light receiving areas of one image sensor. It is configured as a lens.
  • the first plane is disposed between the first second plane and the second second plane, each plane having a different angle.
  • the imaging lens 10 ⁇ / b> A of this example includes two second optical systems G ⁇ b> 21 and G ⁇ b> 22 with respect to the imaging lens 10 of the above embodiment.
  • One is a first second optical system G21, and the other is a second second optical system G22.
  • the first second optical system G21 is an optical system that picks up an image of a first second plane.
  • the first second optical system G21 includes, in order from the object side, a convex first mirror M11 and a convex second mirror M12 along the optical axis Z21.
  • the second second optical system G22 is an optical system that captures an image of a second second plane.
  • the second optical system G22 includes, in order from the object side, a convex first mirror M21 and a convex second mirror M22 along the optical axis Z22.
  • the first second optical system G21 and the second second optical system G22 are disposed at a rotational symmetry position of 180 ° with the optical axis Z1 of the first optical system G1 and the common optical system GC as the rotational symmetry center.
  • the first second optical system G21 and the second optical system G22 are arranged in axial symmetry with respect to the optical axis Z1 of the first optical system G1 and the common optical system GC.
  • the subject image on the first plane forms an image on the first light receiving region R1 of the image sensor by the first optical system G1 and the common optical system GC.
  • the subject image on the first second flat surface is imaged on the first second light receiving area R21 of the image sensor by the imaging lens 10A by the first second optical system G21 and the common optical system GC.
  • the subject image on the second second plane forms an image on the second light receiving region R22 of the image sensor by the second optical system G22 and the common optical system GC.
  • three discontinuous planes can be imaged by providing two second optical systems.
  • the second optical system by arranging the second optical system at a plurality of rotationally symmetrical positions with the optical axis Z1 of the first optical system and the common optical system as the rotational symmetry center, it is possible to image a plurality of discontinuous planes.
  • FIG. 6 is a table showing lens data of the imaging lens of the above embodiment.
  • FIG. 6A is a table showing lens data of the first optical system G1.
  • FIG. 6B is a table showing lens data of the second optical system G2.
  • FIG. 6C is a table showing lens data of the common optical system GC.
  • Each numerical value in the "curvature radius” column is the curvature radius of the ith surface.
  • Each numerical value in the "space” column is the distance on the optical axis between the i-th surface and the (i + 1) -th surface.
  • Each numerical value in the column of "vd” is the Abbe number of the d-line standard of the j-th component.
  • Each numerical value in the column of "Y-axis direction shift” is a shift amount when the component is shifted along the Y-axis.
  • the “rotation angle around X axis” is a rotation angle when the component is rotated around the X axis.
  • the lens data of the common optical system GC includes the aperture stop St and the optical element PP, and the word (St) is also described in the column of the surface number of the surface corresponding to the aperture stop St. ing.
  • the direction of the optical axis Z1 of the first optical system G1 and the common optical system GC is taken as the Z axis
  • the direction orthogonal to the Z axis is taken as the X axis
  • the direction orthogonal to the Z axis and the X axis is taken as the Y axis.
  • the X axis is an axis orthogonal to the paper surface.
  • the Y axis is an axis parallel to the paper surface.
  • the Z axis is positive in the direction from the object to the image.
  • the X axis is positive in the direction from the back to the front with respect to the paper surface.
  • the Y axis is positive in the direction from the bottom of the paper to the top.
  • the radius of curvature if the surface shape of the component is convex on the object side, its sign is positive, and if it is convex on the image side, its sign is negative. Further, regarding the surface separation, when the (i + 1) th surface is located on the image side with respect to the i-th surface, its sign is positive, and when it is located on the object side, its sign is negative.
  • Each numerical value in each table shows a numerical value rounded by a predetermined digit.
  • the unit of angle uses “degree” and the unit of length uses “mm”.
  • the optical system can be used in proportional enlargement or reduction, it is also possible to use other appropriate units.
  • the numerical values in the lowermost column of the "spacing" of the lens data of the first optical system G1 indicate the spacing between the final surface of the first optical system G1 and the first surface of the common optical system GC.
  • the numerical values in the lowermost column of the “surface distance” of the lens data of the second optical system G2 indicate the surface distance between the final surface of the second optical system G2 and the first surface of the common optical system GC.
  • the numerical values in the lowermost column of the "spacing distance" of the lens data of the common optical system GC indicate the spacing between the final surface of the common optical system GC and the image plane Sim.
  • the imaging lens 10 of this example includes, as a first optical system G1, a negative lens L11, a negative lens L12, a positive lens L13, and a negative lens L14 in order from the object side. Also, as the second optical system G2, a convex first mirror M1 and a convex second mirror M2 are provided in order from the object side. Furthermore, as a common optical system GC, a negative lens LC1, a negative lens LC2, a positive lens LC3, a positive lens LC4, a positive lens LC5, and a negative lens LC6 are joined in order from the object side A cemented lens and a positive lens LC7 are provided, and an aperture stop St is provided between the lens LC4 and the lens LC5.
  • the imaging lens 10 of this example moves the entire first optical system G1 along the optical axis Z1, and adjusts the focus of the optical system including the first optical system G1 and the common optical system GC.
  • the second mirror M2 of the second optical system G2 is moved along the optical axis Z1 to adjust the focal point of the optical system including the second optical system G2 and the common optical system GC.
  • the imaging lens of the above embodiment functions as a projection lens by arranging the image display element at the position of the image sensor.
  • the imaging lens of the above embodiment has no problem when used as a projection lens, and can project an image on each of two discontinuous planes.
  • the first optical system G1 functions as an optical system that projects on the first plane S1
  • the second optical system G2 functions as an optical system that projects on the second plane S2.
  • the common optical system GC causes the projection image displayed in the first display area of the image display element to be incident on the first optical system G1, and the projection image displayed in the second display area of the image display element Function as an optical system for causing the light to enter the second optical system G2.
  • the field angle projected on the first plane by the first optical system G1 and the common optical system GC is referred to as the first field angle
  • the field angle projected on the second plane by the second optical system G2 and the common optical system GC is referred to as the second In the case of a corner, the first angle of view and the second angle of view overlap. This makes it possible to project an image without gaps on two discontinuous planes.
  • Imaging device using the imaging lens 10 of the above embodiment.
  • the case where it applies to the imaging device which images two orthogonal planes (1st plane S1 and 2nd plane S2) is demonstrated to an example.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging device according to the present embodiment.
  • the imaging device 100 mainly includes an imaging lens 10, an image sensor IS, an image signal processing unit 110 that processes a signal output from the image sensor IS, and a display unit 120.
  • the imaging lens 10 is configured as a lens for imaging two orthogonal planes (a first plane S1 and a second plane S2).
  • the image sensor IS is disposed on the optical axis Z1 of the common optical system GC, and is disposed orthogonal to the optical axis Z1 of the common optical system GC.
  • the image sensor IS is configured by, for example, a known area image sensor such as a charged coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charged coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • FIG. 8 is a block diagram of an image signal processing unit.
  • the image signal processing unit 110 includes an analog signal processing unit 110a, an analog-to-digital converter (ADC) 110b, a digital signal processing unit 110c, an image extracting unit 110d, an image correcting unit 110e, and a composite image generating unit 110f. Etc.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the analog signal processing unit 110a takes in an analog image signal for each pixel output from the image sensor IS, and performs predetermined signal processing such as correlated double sampling processing and amplification processing.
  • the analog-to-digital converter (ADC) 110 b converts an analog image signal output from the analog signal processing unit 110 a into a digital image signal.
  • the digital signal processing unit 110c takes in the digital image signal output from the analog-to-digital converter 110b, and performs predetermined signal processing such as tone conversion processing, white balance correction processing, gamma correction processing, synchronization processing, YC conversion processing, etc. To generate image data representing the captured image.
  • FIG. 9 is a view showing an example of the subject.
  • FIG. 10 is a view showing an example of an image obtained when the subject shown in FIG. 9 is imaged.
  • test charts C1 and C2 attached to the orthogonal first and second planes S1 and S2, as shown in FIG.
  • one image is obtained by imaging.
  • An image obtained by imaging is taken as a captured image Im.
  • the captured image Im includes two images Im1 and Im2 and is displayed in different regions r1 and r2, respectively.
  • One region r1 is a first region r1, and the other region r2 is a second region r2.
  • the first area r1 is an area corresponding to the first light receiving area R1 of the image sensor IS.
  • the second area r2 is an area corresponding to the second light receiving area R2 of the image sensor IS.
  • An image Im1 displayed in the first region r1 is a first image Im1.
  • the first image Im1 is an image captured by an optical system including the first optical system G1 and the common optical system GC.
  • the first image Im1 includes a part of the second plane S2 in addition to the image of the first plane S1. That is, although 1st image Im1 is an image which imaged 1st plane S1, it is comprised as an image in which the image of 2nd plane S2 was included in the part.
  • An image Im2 displayed in the second region r2 is taken as a second image Im2.
  • the second image Im2 is an image captured by an optical system including the second optical system G2 and the common optical system GC.
  • the second image Im2 includes a part of the first plane S1 in addition to the image of the second plane S2. That is, although 2nd image Im2 is an image which imaged 2nd plane S2, it is comprised as an image which contained the image of 1st plane S1 in the one part.
  • the first image Im1 and the second image Im2 are configured of images that mutually include a part of the other image. That is, it is comprised by the image containing the part which mutually overlapped.
  • the image extracting unit 110d performs a process of extracting the first image Im1 and the second image Im2 from the captured image Im.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an image extracted from a captured image.
  • FIG. 11A illustrates an example of the first image Im1 extracted from the captured image Im.
  • FIG. 11B shows an example of the second image Im2 extracted from the captured image Im.
  • the extraction process can individually acquire the first image Im1 and the second image Im2 from the captured image Im.
  • the image extraction unit 110 d is an example of a captured image acquisition unit.
  • ⁇ Image correction unit> As shown in FIGS. 10 and 11, distortion or the like occurs in the first image Im1 and the second image Im2 obtained by imaging.
  • the image correction unit 110e performs necessary correction processing on the first image Im1 and the second image Im2 obtained by imaging.
  • the correction is, for example, distortion correction or the like.
  • processing for enlarging or reducing the image is performed as necessary. These correction processes can be performed using a known method.
  • FIG. 12 is a view showing an example of the image after the correction processing.
  • FIG. 12A illustrates an example of the corrected first image Im1.
  • FIG. 12B illustrates an example of the second image Im2 after the correction.
  • an image without distortion can be obtained by performing a required correction process.
  • the composite image generation unit 110f acquires the corrected first image Im1 and the second image Im2, and generates one composite image obtained by combining the two.
  • the first image Im1 and the second image Im2 have portions overlapping with each other.
  • FIG. 13 is a diagram showing an overlapping portion of the first image and the second image.
  • FIG. 13A shows an overlapping portion of the first image Im1.
  • the hatched area surrounded by the frame F1 is an overlapping portion with the second image Im2.
  • FIG. 13B shows an overlapping portion of the second image Im2.
  • the hatched area surrounded by a frame F2 is an overlapping portion with the first image Im1.
  • the composite image generation unit 110 f combines the first image Im1 and the second image Im2 using the overlapping portion to generate one composite image. Specifically, first, an overlap portion is extracted from each of the first image Im1 and the second image Im2. Then, using the extracted overlap portion, the first image Im1 and the second image Im2 are aligned, and one composite image is generated by combining the two.
  • FIG. 14 is a view showing an example of a composite image.
  • one composite image ImC is generated by combining the first image Im1 and the second image Im2.
  • the composite image ImC is an image obtained by combining the first image Im1 and the second image Im2, and is an image in which the images of the orthogonal first plane S1 and the second plane S2 are expanded on a plane.
  • the display unit 120 includes a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) and its drive circuit and the like, and displays a composite image generated by the image signal processing unit 110.
  • a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) and its drive circuit and the like, and displays a composite image generated by the image signal processing unit 110.
  • the imaging lens 10 By using the imaging lens 10 according to the above-described embodiment, it is possible to form an object image of the first plane S1 and the second plane S2 orthogonal to each other in different light receiving areas of one image sensor. Thereby, two discontinuous planes can be imaged by one image sensor.
  • two images Im1 and Im2 are displayed divided into two regions r1 and r2.
  • the first image Im1 displayed in one first region r1 is an image obtained by imaging the first plane S1, and the image of the second plane S2 is included in a part of the first image Im1.
  • the second image Im2 displayed in the other second region r2 is an image obtained by imaging the second plane S2, and the image of the first plane S1 is included in a part of the second image Im2.
  • the captured image Im is separated into a first image Im1 and a second image Im2, as shown in FIG.
  • the separated images Im1 and Im2 are subjected to required correction processing as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, an image ImC which is composited into a single image ImC and displayed on the display unit 120 is displayed using the overlapping portions.
  • two discontinuous planes can be imaged without a gap by one imaging device 100.
  • the generated composite image ImC is displayed on the display unit 120, but may be recorded in the recording unit.
  • the captured image Im and the first image Im1 and the second image Im2 extracted from the captured image Im may be recorded.
  • the imaging lens provided with one 2nd optical system was used was demonstrated to the example in the said embodiment, the imaging lens provided with multiple 2nd optical systems can also be used.
  • the captured image a plurality of second images are displayed at a plurality of rotational symmetry positions with the center of the first image as the rotational symmetry center.
  • the image sensor IS may shift the position of the center of its light receiving surface in the direction perpendicular to the optical axis Z1 of the common optical system GC, as necessary. Thereby, the light receiving surface can be effectively used.
  • the imaging lens 10 functions as a projection lens by arranging the image display element at the position of the image sensor.
  • a projection apparatus using the imaging lens 10 as a projection lens will be described.
  • the case where it applies to the projection apparatus which projects an image on two orthogonal planes (1st plane S1 and 2nd plane S2) is demonstrated to an example.
  • FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of a projection apparatus of the present embodiment.
  • the projection apparatus 200 mainly includes a projection lens 210, an image display element 220, an illumination optical system 230, a projection image acquisition unit 240, a projection image generation unit 250, and a projection image display control unit 260. Prepare.
  • the projection lens 210 is configured as a lens that projects an image obtained from the image display element 220 in an enlarged manner onto two orthogonal planes (first plane S1 and second plane S2). More specifically, the projection image displayed in the first display area of the image display element 220 is enlarged and projected on the first plane S1, and the projection displayed in the second display area of the image display element 220.
  • the zoom lens is configured as a lens that magnifies an image for projection onto the second plane S2.
  • the basic configuration is the same as that of the imaging lens 10 of the above embodiment.
  • the image display element 220 is a transmission type display element that forms image light, and forms an image by modulating the illumination light from the illumination optical system 230 according to an image signal.
  • the image display element 220 is disposed at a position corresponding to the imaging position of the projection lens 210.
  • the illumination optical system 230 includes a light source, a homogenizing optical system, and the like.
  • a light source of the illumination optical system 230 for example, a light emitting diode (LED), a mercury lamp, a laser or the like can be used.
  • the projection image acquisition unit 240 acquires an image to be projected on the first plane S1 and the second plane S2. As an image, one image is acquired (see FIG. 14).
  • the projection image generation unit 250 generates a projection image from the image acquired by the projection image acquisition unit 240. That is, an image to be projected on the first plane S1 and the second plane S2 is generated. At this time, when projected onto the first plane S1 and the second plane S2 via the projection lens 210, the projection image generation unit 250 generates an image continuous at the boundary between the first plane S1 and the second plane S2. .
  • FIG. 16 is a block diagram of functions of the projection image generation unit.
  • the projection image generation unit 250 has functions as a projection image setting unit 250a, an output image generation unit 250b, and an output image correction unit 250c.
  • the projection image setting unit 250a sets an image to be projected on the first plane S1 and the second plane S2 from the image acquired by the projection image acquisition unit 240.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of setting of a projection image.
  • An image acquired by the projection image acquisition unit 240 is set as an input image im. Further, an image projected onto the first plane S1 is referred to as a first plane projection image im1, and an image projected onto the second plane S2 is referred to as a second plane projection image im2.
  • the projection image setting unit 250a sets a first plane projection image im1 and a second plane projection image im2 from the input image im.
  • the projection image acquisition unit 240 acquires one image as the input image im.
  • the projection image setting unit 250a divides the input image im at a predetermined ratio, and sets a first plane projection image im1 and a second plane projection image im2.
  • the output image generation unit 250 b generates an image (output image) to be displayed on the image display element 220.
  • the output image generation unit 250b generates an output image so that the images projected on the respective planes do not overlap with each other. Further, the output image generation unit 250 b generates an output image such that the images projected on each plane are continuous at the boundary.
  • FIG. 18 is a view showing an example of an output image.
  • the area indicated by reference numeral T1 is an area displayed in the first display area of the image display element 220 when the output image im0 is displayed on the image display element 220.
  • the area indicated by reference numeral T2 is an area displayed in the second display area of the image display element 220 when the output image im0 is displayed on the image display element 220.
  • An area indicated by reference numeral OL1 is an area projected onto the second plane S2 when the image displayed on the first display area of the image display element 220 is projected, and an area indicated by reference numeral OL2 is the image display element When the image displayed in the second display area 220 is projected, the area is projected on the first plane S1. That is, it is an area that overlaps between the image displayed in the first display area and the image displayed in the second display area.
  • the output image generation unit 250b lays out the first planar projection image im1 and the second planar projection image im2 while avoiding the overlapping region, and generates an output image im0.
  • the first plane projection image im1 projected on the first plane S1 and the second plane projection image im2 projected on the second plane S2 are combined with the first plane S1.
  • An output image im0 is generated so as to be continuous at the boundary with the second plane S2.
  • the overlapping region changes according to the angle of view projected onto each plane by each optical system of the projection lens 210, the distance to each plane, and the like.
  • the output image generation unit 250b acquires these pieces of information in advance as overlap information, and generates an output image im0.
  • the output image correction unit 250c performs a required correction process on the output image im0 to improve the visibility. That is, when the output image im0 is projected as it is, distortion or the like occurs in the image projected on each plane. Therefore, processing for correcting distortion and the like is performed.
  • FIG. 19 is a view showing an example of an output image after correction.
  • the required correction is performed on the first planar projection image im1 and the second planar projection image im2.
  • correction in addition to the above-mentioned distortion correction, correction for enlarging or reducing each image is performed.
  • the projection image display control unit 260 causes the image display element 220 to display the projection image (the corrected output image im0) generated by the projection image generation unit 250.
  • an image to be projected is input to the projection image acquisition unit 240, an image to be projected on the first plane S1 (first plane projection image im1) and an image to be projected on the second plane S2 (second plane projection image im2) Is set, and an output image im0 is generated.
  • the first planar projection image im1 is displayed on the first display area of the image display element 220.
  • the second planar projection image im2 is displayed in the second display area of the image display element 220.
  • the image displayed in the first display area of the image display element 220 is enlarged and projected onto the first plane S1 via the projection lens 210. However, a portion thereof is projected on the second plane S2. Further, the image displayed in the second display area of the image display element 220 is enlarged and projected on the second plane S2 via the projection lens 210. However, a portion thereof is projected onto the first plane S1.
  • the images projected on the first plane S1 and the second plane S2 overlap each other.
  • the overlap portion does not impair the visibility.
  • FIG. 20 shows an example of an image to be projected.
  • the projection image Pi1 of the first plane projection image im1 is projected on the first plane S1
  • the projection image Pi2 of the second plane projection image im2 is projected on the second plane S2.
  • an image can be projected on two orthogonal planes (the first plane S1 and the second plane S2).
  • Image display device The image display device is not limited to the transmissive display device, but may be a reflective display device. In this case, the projection device 200 is changed to an optical system compatible with each.
  • the image display element may shift the position of the center of the display surface in the direction perpendicular to the optical axis Z1 of the common optical system GC, as necessary. Thereby, the display area of the image display element can be effectively used.
  • the projection image acquisition unit may individually acquire an image to be projected on each plane. That is, the image projected on the first plane and the image projected on the second plane may be acquired separately.
  • the projection image setting unit 250a divides the input image based on an instruction from the user, and sets an image to be projected on each plane.
  • the output image is generated so that the images projected on the respective planes do not overlap, but an overlapping image may be generated as an output image.
  • the brightness of the overlapping region is set low in other regions so that when projected, the brightness is almost the same as the other regions. That is, when projecting, it sets so that it may become uniform brightness as a whole.
  • Adjustment of the position of the image projected on each plane The display positions of the first plane projection image im1 and the second plane projection image im2 to be displayed on the image display device may be manually adjusted. Thereby, the position of the image projected on each plane can be finely adjusted manually.
  • an operation unit and a display position adjustment unit are further provided.
  • the display position adjustment unit individually adjusts the display positions of the first planar projection image im1 and the second planar projection image im2 based on the operation of the operation unit.
  • Imaging lens 100 Imaging device 110 Image signal processing unit 110a Analog signal processing unit 110b Analog digital converter 110c Digital signal processing unit 110d Image extraction unit 110e Image correction unit 110f Composite image generation unit 120 Display unit 200 Projection device 210 Projection lens 220 image display element 230 illumination optical system 240 projection image acquisition unit 250 projection image generation unit 250 a projection image setting unit 250 b output image generation unit 250 c output image correction unit 260 projection image display control unit AR 1 of the first optical system 1 Arrow AR2 indicating the moving direction Arrow C1 indicating the moving direction of the second mirror M2, C2 Test chart E1 End E2 of the overlapping first plane E Edge F1 of the overlapping second plane S2 First image is A frame that shows the area that overlaps the second image 2 Frame G1 indicating the area where the second image overlaps with the first image G1 First optical system G2 Second optical system G21 First second optical system G22 Second second optical system GC Common optical system IS Image sensor Im Captured image Im1 first image Im2 second image ImC composite image L11 to L14, LC1

Landscapes

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Abstract

不連続な平面に隙間なく投影でき、かつ、不連続な平面を死角なく撮像できる光学系、投影装置及び撮像装置を提供する。不連続な第１平面及び第２平面を撮像する撮像レンズ１０を有する光学系は、第１平面を撮像する第１光学系Ｇ１と、第２平面を撮像する第２光学系Ｇ２と、第１光学系Ｇ１を介して入射する被写体像をイメージセンサの第１受光領域Ｒ１に結像させ、かつ、第２光学系Ｇ２を介して入射する被写体像をイメージセンサの第２受光領域Ｒ２に結像させ共通光学系ＧＣと、を備え、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角と第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角とがオーバーラップする。また、撮像レンズ１０を有する光学系は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣで構成される光学系の焦点を調節する第１焦点調節部と、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣで構成される光学系の焦点を調節する第２焦点調節部と、を備える。

Description

光学系、投影装置及び撮像装置
　本発明は、光学系、投影装置及び撮像装置に係り、特に、不連続な平面に投影する光学系及びその光学系を用いた投影装置、並びに、不連続な平面の被写体を撮像する光学系及びその光学系を用いた撮像装置に関する。
　建築物などの立体物の表面に画像を投影する技法として、プロジェクションマッピングが知られている。プロジェクションマッピングでは、通常、画像を投影する面ごとに投影装置が用意される。たとえば、直交する２つの平面を使用してプロジェクションマッピングを行う場合、２台の投影装置が使用される。撮像の場合も同様であり、異なる方向を同時に撮像する場合は、撮像する方向ごとに撮像装置が用意される。
　特許文献１には、個別に画像を投影可能な複数の投影部を備え、各投影部の向きを調整することにより、複数の平面に投影できる投影装置が記載されている。また、特許文献２、３には、１台の投影装置で直交する２平面に画像を投影する方法として、各面に投影する画像に台形補正等を施して、各面に歪みのない画像を投影する方法が記載されている。また、特許文献４には、前方及び側方を同時に撮像できる光学系が記載されている。
特表2012-529223号公報 特開2009-260531号公報 特開2015-139087号公報 特開2011-75915号公報
　しかしながら、特許文献１の投影装置は、複数の投影部が必要になるため、装置が大型化する、という欠点がある。また、特許文献２、３の方法は、２つの面に投影される画像の間に隙間が発生するため、画像の連続性が損なわれる、という欠点がある。特許文献４の光学系も同様に前方の撮像領域と側方の撮像領域との間に死角となる領域が発生する、という欠点がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、不連続な平面に隙間なく投影でき、かつ、不連続な平面を死角なく撮像できる光学系、投影装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。
　（１）不連続な第１平面及び第２平面の被写体像を１つのイメージセンサの異なる第１受光領域及び第２受光領域に結像させ、又は、１つの画像表示素子の異なる第１表示領域及び第２表示領域に表示される投影用画像を拡大して第１平面及び第２平面に投影する光学系であって、第１平面に対して撮像又は投影する第１光学系と、第２平面に対して撮像又は投影する第２光学系であって、２つの反射光学素子を含み、少なくとも一方の反射光学素子がパワーを有する第２光学系と、第１光学系を介して入射する被写体像をイメージセンサの第１受光領域に結像させ、かつ、第２光学系を介して入射する被写体像をイメージセンサの第２受光領域に結像させ、又は、画像表示素子の第１表示領域に表示される投影用画像を第１光学系に入射させ、かつ、画像表示素子の第２表示領域に表示される投影用画像を第２光学系に入射させる共通光学系と、第１光学系の少なくとも一部の光学素子を移動させる第１焦点調節部と、第２光学系のパワーを有する反射光学素子を移動させる第２焦点調節部と、を備え、第１光学系及び共通光学系により撮像又は投影される第１画角及び第２光学系及び共通光学系により撮像又は投影される第２画角はオーバーラップする、光学系。
　本態様の光学系は、第１光学系、第２光学系及び共通光学系を備える。第１光学系は、第１平面に対して撮像又は投影する光学系である。第２光学系は、第２平面に対して撮像又は投影する光学系である。共通光学系は、撮像レンズに適用した場合に、第１光学系を介して入射する被写体像をイメージセンサの第１受光領域に結像させ、かつ、第２光学系を介して入射する被写体像をイメージセンサの第２受光領域に結像させる光学系である。また、共通光学系は、投影レンズに適用した場合に、画像表示素子の第１表示領域に表示される投影用画像を第１光学系に入射させ、かつ、画像表示素子の第２表示領域に表示される投影用画像を第２光学系に入射させる光学系である。第１光学系、第２光学系及び共通光学系を備えることにより、撮像レンズに適用した場合には、不連続な第１平面及び第２平面の被写体像を１つのイメージセンサの異なる第１受光領域及び第２受光領域に結像させることができる。また、投影レンズに適用した場合には、１つの画像表示素子の異なる第１表示領域及び第２表示領域に表示される投影用画像を拡大して、不連続な第１平面及び第２平面に投影できる。
　また、本態様の光学系は、第１光学系及び共通光学系により撮像又は投影される画角を第１画角、第２光学系及び共通光学系により撮像又は投影される画角を第２画角とした場合に、第１画角及び第２画角がオーバーラップするように構成される。これにより、撮像レンズに適用した場合に、不連続な平面を死角なく撮像できる。また、投影レンズに適用した場合に、不連続な平面に隙間なく画像を投影できる。
　更に、本態様の光学系には、第１焦点調節部及び第２焦点調節部が備えられる。第１焦点調節部は、第１光学系の少なくとも一部の光学素子を移動させて、第１光学系及び共通光学系で構成される光学系の焦点を調節する。第２焦点調節部は、第２光学系を構成する２つの反射光学素子のうちパワーを有する反射光学素子を移動させて、第２光学系及び共通光学系で構成される光学系の焦点を調節する。これにより、第１平面及び第２平面のそれぞれの被写体像を鮮鋭に撮像できる。また、第１平面及び第２平面のそれぞれに鮮鋭な画像を投影できる。
　なお、ここでの不連続とは、第１平面と第２平面とが同一平面上にないことを意味する。したがって、第１平面と第２平面とが繋がっている場合であっても、互いに異なる角度を有する場合は不連続な２つの平面となる。また、第１平面と第２平面とが平行であっても、前後して配置されている場合は不連続な２つの平面となる。
　（２）オーバーラップする側の第２平面の端と第１光学系及び共通光学系の光軸との成す角度をω１２とし、オーバーラップする側の第１平面の端と光軸と直交する軸との成す角度をω２１とした場合に、ω１２＋ω２１＞π／２の条件を満たす、上記（１）の光学系。
　本態様によれば、オーバーラップする側の第２平面の端と第１光学系及び共通光学系の光軸との成す角度をω１２、オーバーラップする側の第１平面の端と光軸と直交する軸との成す角度をω２１とした場合に、ω１２＋ω２１＞π／２の条件を満たすように、光学系が構成される。これにより、第１画角及び第２画角がオーバーラップする光学系を構成できる。
　（３）第２焦点調節部により移動する反射光学素子は、凸の反射面を有する、上記（１）又は（２）の光学系。
　本態様によれば、第２焦点調節部により移動する反射光学素子が凸の反射面を有する反射光学素子で構成される。これにより、第２画角を広角にできる。
　（４）２つの反射光学素子のうちの少なくとも一方の反射光学素子の角度を調整する角度調整部を更に備えた、上記（１）から（３）のいずれか一の光学系。
　（５）第１平面と第２平面との成す角度は、πよりも小さい、上記（１）から（４）のいずれか一の光学系。
　本態様によれば、異なる角度を有する２平面に投影又は撮像する光学系として構成される。より具体的には、１８０°よりも小さい角度で交差する２平面に投影又は撮像する光学系として構成される。たとえば、鈍角で交差する２平面に投影又は撮像する光学系として構成される。
　（６）第１平面と第２平面との成す角度は、π／２である、上記（５）の光学系。
　本態様によれば、直角な２平面に投影又は撮像する光学系として構成される。なお、ここでのπ／２の範囲には、実質的にπ／２と認められる範囲が含まれる。すなわち、第１平面と第２平面との成す角度が、ほぼπ／２である場合が含まれる。
　（７）第２光学系が、第１光学系及び共通光学系の光軸を回転対称中心とする複数の回転対称位置に配設される、上記（１）から（６）のいずれか一の光学系。
　本態様よれば、第２光学系が複数備えられる。これにより、３つ以上の平面に投影又は撮像できる。各第２光学系は、第１光学系及び共通光学系の光軸を回転対称中心とする複数の回転対称位置に配設される。たとえば、第１光学系及び共通光学系の光軸を回転対称中心として左右の回転対称位置に配設される。これにより、第１平面と、その左右両側の面に投影又は撮像できる。また、たとえば、第１光学系及び共通光学系の光軸を回転対称中心として上下左右の回転対称位置に配設される。これにより、第１平面と、その上下左右の４つの面に投影又は撮像できる。
　（８）上記（１）から（７）のいずれか一の光学系と、画像表示素子と、投影する画像を取得する投影用画像取得部と、画像表示素子に表示させた際に、第１平面に投影する投影用画像が第１表示領域に表示され、かつ、第２平面に投影する投影用画像が第２表示領域に表示される画像を、投影用画像取得部で取得した画像から生成する投影用画像生成部と、を備えた投影装置。
　本態様によれば、投影装置の投影レンズに上記（１）から（７）のいずれか一の光学系が適用される。投影装置には、光学系及び画像表示素子の他、投影する画像を取得する投影用画像取得部と、取得した画像から投影用の画像を生成する投影用画像生成部と、が備えられる。投影用画像生成部は、画像表示素子に表示させた際に、第１平面に投影する投影用画像が第１表示領域に表示され、かつ、第２平面に投影する投影用画像が第２表示領域に表示される画像を生成する。
　（９）投影用画像生成部は、光学系を介して第１平面及び第２平面に投影した際に、第１表示領域に表示された投影用画像と第２表示領域に表示された投影用画像とが、第１平面及び第２平面の境界で連続する画像を生成する、上記（８）の投影装置。
　本態様によれば、光学系を介して第１平面及び第２平面に投影した際に、第１平面及び第２平面の境界で連続する画像が生成される。これにより、隙間なく画像を投影できる。
　（１０）上記（１）から（７）のいずれか一の光学系と、イメージセンサと、イメージセンサの第１受光領域及び第２受光領域に結像された画像を取得する撮像画像取得部と、を備えた撮像装置。
　本態様によれば、撮像装置の撮像レンズに上記（１）から（７）の光学系が適用される。撮像装置には、光学系及びイメージセンサの他、イメージセンサの第１受光領域及び第２受光領域に結像された画像を取得する撮像画像取得部が備えられる。
　（１１）第１受光領域に結像された画像と第２受光領域に結像された画像とを合成した合成画像を生成する合成画像生成部を更に備えた、上記（１０）の撮像装置。
　本態様によれば、合成画像生成部が更に備えられる。合成画像生成部は、第１受光領域に結像された画像と第２受光領域に結像された画像とを繋ぎ合わせた合成画像を生成する。第１受光領域に結像される画像と第２受光領域に結像される画像は、互いにオーバーラップする部分を有する。したがって、オーバーラップする部分を利用して、画像を合成できる。
　本発明によれば、不連続な平面に隙間なく投影でき、かつ、不連続な平面を死角なく撮像できる。
撮像レンズが有する機能の概要を示す図 撮像レンズの一実施形態を示す断面図 第１焦点調節部による焦点調節の概念図 第２焦点調節部による焦点調節の概念図 異なる角度を有する３つの平面を撮像する撮像レンズの一例を示す断面図 撮像レンズのレンズデータ 撮像装置の概略構成を示す図 画像信号処理部のブロック図 被写体の一例を示す図 図９に示す被写体を撮像した場合に得られる画像の一例を示す図 撮像画像から抽出した画像の一例を示す図 補正処理後の画像の一例を示す図 第１画像及び第２画像のオーバーラップ部分を示す図 合成画像の一例を示す図 投影装置の概略構成を示す図 投影用画像生成部が備える機能のブロック図 投影用画像の設定の一例を示す図 出力画像の一例を示す図 補正後の出力画像の一例を示す図 投影される画像の一例を示す図
　以下、添付図面に従って本発明を実施するための好ましい形態について詳説する。
　◆撮像レンズ◆
　［概要］
　まず、本発明が適用された撮像レンズの概要について説明する。
　図１は、撮像レンズが有する機能の概要を示す図である。
　図１に示すように、本実施の形態の撮像レンズ１０は、不連続な２つの平面の被写体像を１つのイメージセンサの異なる受光領域に結像させるレンズとして構成される。
　なお、ここでの不連続な２つの平面とは、２つの平面が同一平面上にないことを意味する。したがって、２つの平面が繋がっている場合であっても、互いに異なる角度を有する場合は不連続な２つの平面となる。また、２つの平面が平行であっても、前後して配置されている場合は不連続な２つの平面となる。一方の平面を第１平面Ｓ１、他方の平面を第２平面Ｓ２とする。また、第１平面Ｓ１の被写体像が結像される受光領域を第１受光領域、第２平面Ｓ２の被写体像が結像される受光領域を第２受光領域とする。
　撮像レンズ１０は、第１平面Ｓ１を撮像する第１光学系Ｇ１と、第２平面Ｓ２を撮像する第２光学系Ｇ２と、第１光学系Ｇ１を介して入射する被写体像をイメージセンサＩＳの第１受光領域に結像させ、かつ、第２光学系Ｇ２を介して入射する被写体像をイメージセンサＩＳの第２受光領域に結像させる共通光学系ＧＣと、を備え、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角と第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角とが、オーバーラップする。これにより、第１平面Ｓ１と第２平面Ｓ２とを死角なく撮像できる。
　また、撮像レンズ１０は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣによって構成される光学系の焦点を調節する第１焦点調節部と、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣによって構成される光学系の焦点を調節する第２光学系Ｇ２と、を備える。これにより、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２について、個別に焦点調節して、先鋭な像を撮像できる。
　［構成］
　次に、本発明が適用された撮像レンズの構成の一例について説明する。
　図２は、本発明が適用された撮像レンズの一実施形態を示す断面図である。図２において、左側が物体側、右側が像側である。また、像面Ｓｉｍに直交する軸をＺ軸、Ｚ軸に直交する軸をＸ軸、Ｚ軸及びＸ軸に直交する軸をＹ軸としている。Ｘ軸は、図２において、紙面と直交する軸である。Ｚ軸及びＹ軸は、図２において、紙面と平行な軸である。
　図２に示す撮像レンズ１０は、異なる角度を有する第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２の被写体像を１つのイメージセンサの異なる第１受光領域Ｒ１及び第２受光領域Ｒ２に結像させるレンズである。撮像レンズ１０は、第１平面を撮像する第１光学系Ｇ１と、第２平面を撮像する第２光学系Ｇ２と、第１光学系Ｇ１を介して入射する被写体像をイメージセンサの第１受光領域に結像させ、かつ、第２光学系Ｇ２を介して入射する被写体像をイメージセンサの第２受光領域に結像させる共通光学系ＧＣと、開口絞りＳｔと、を備える。
　なお、撮像レンズ１０を撮像装置に適用する際には、撮像装置の仕様等に応じた各種フィルタ、保護用のカバーガラス等を備えることが好ましい。このため、図２の撮像レンズ１０には、これらを想定した平行平面板状の光学素子ＰＰをレンズ系と像面Ｓｉｍ（イメージセンサの受光面）との間に配置した例を示している。なお、光学素子ＰＰを配置する位置は、これに限定されない。また、撮像レンズ１０は、光学素子ＰＰを省略した構成とすることもできる。
　第１光学系Ｇ１は、共通光学系ＧＣに対して物体側に配置され、かつ、同軸上に配置される。第１光学系Ｇ１は、像面Ｓｉｍに対して垂直な光軸Ｚ１に沿って、物体側から順に負のレンズＬ１１と、負のレンズＬ１２と、正のレンズＬ１３と、負のレンズＬ１４とを備える。各レンズＬ１１～Ｌ１４は、光学素子の一例である。
　第２光学系Ｇ２は、共通光学系ＧＣに対して物体側に配置される。第２光学系Ｇ２は、ＺＹ平面と平行な光軸Ｚ２に沿って、物体側から順に凸面の第１ミラーＭ１と、凸面の第２ミラーＭ２とを備える。第１ミラーＭ１及び第２ミラーＭ２は、パワーを有する反射光学素子の一例である。なお、便宜上、図１には、第１ミラーＭ１及び第２ミラーＭ２の反射面のみを図示している。
　共通光学系ＧＣは、光軸Ｚ１に沿って、物体側から順に負のレンズＬＣ１と、負のレンズＬＣ２と、正のレンズＬＣ３と、正のレンズＬＣ４と、正のレンズＬＣ５と負のレンズＬＣ６とが接合された接合レンズと、正のレンズＬＣ７と、を備える。
　開口絞りＳｔは、共通光学系ＧＣのレンズＬＣ４とレンズＬＣ５との間に配置される。
　［光の経路］
　次に、本実施の形態の撮像レンズ１０に入射した光の辿る経路について説明する。
　《第１光学系に入射する光の経路》
　図２では、第１光学系Ｇ１に入射する光の光路として、最大画角の軸外光束ＬＦ１の光路を示している。
　第１平面の被写体からの光は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣを通ってイメージセンサの受光面に入射し、イメージセンサの第１受光領域Ｒ１に被写体の像を形成する。
　第１光学系Ｇ１に入射した光は、レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３、レンズＬ１４の順で各レンズを通って、第１光学系Ｇ１から出射し、共通光学系ＧＣに入射する。共通光学系ＧＣに入射した光は、レンズＬＣ１、レンズＬＣ２、レンズＬＣ３、レンズＬＣ４、開口絞りＳｔ、レンズＬＣ５、レンズＬＣ６、レンズＬＣ７の順で各レンズを通って、共通光学系ＧＣから出射し、イメージセンサの受光面に入射する。
　《第２光学系に入射する光の経路》
　図２では、第２光学系Ｇ２に入射する光の光路として、最大画角の軸外光束ＬＦ２の光路を示している。
　第２平面の被写体からの光は、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣを通ってイメージセンサの受光面に入射し、イメージセンサの第２受光領域Ｒ２に被写体の像を形成する。
　ここで、第２光学系Ｇ２に入射した光は、まず、第１ミラーＭ１で反射される。第１ミラーＭ１で反射された光は、更に第２ミラーＭ２で反射され、第２光学系Ｇ２から出射される。第２ミラーＭ２で反射されて、第２光学系Ｇ２から出射された光は、共通光学系ＧＣに入射する。共通光学系ＧＣに入射した光は、レンズＬＣ１、レンズＬＣ２、レンズＬＣ３、レンズＬＣ４、開口絞りＳｔ、レンズＬＣ５、レンズＬＣ６、レンズＬＣ７の順で各レンズを通って、共通光学系ＧＣから出射し、イメージセンサの受光面に入射する。
　［画角］
　次に、各光学系で撮像される画角について説明する。
　第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角を第１画角、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角を第２画角とする。撮像レンズ１０は、第１画角及び第２画角がオーバーラップする。
　図１に示すように、オーバーラップする側の第２平面の端Ｅ２と第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１との成す角度（いわゆる半画角）をω１２、オーバーラップする側の第１平面Ｓ１の端Ｅ１と光軸Ｚ１と直交する軸Ａｘとの成す角度をω２１とする。撮像レンズ１０は、ω１２＋ω２１＞π／２の条件を満たすように構成される。
　［焦点調節］
　撮像レンズ１０は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣで構成される光学系の焦点を調節する第１焦点調節部と、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣによって構成される光学系の焦点を調節する第２焦点調節部と、を備える。
　《第１焦点調節部》
　図３は、第１焦点調節部による焦点調節の概念図である。
　図３に示すように、第１焦点調節部は、第１光学系Ｇ１の全体を光軸Ｚ１に沿って前後移動させることにより、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣによって構成される光学系の焦点を調節する。
　図３において、矢印ＡＲ１で示す方向が、第１光学系Ｇ１の移動方向である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に対して、第１光学系Ｇ１を物体側に移動させた状態を示している。第１光学系Ｇ１を移動させる機構については、カム機構、ヘリコイド機構等の公知の移動機構を採用できる。
　《第２焦点調節部》
　図４は、第２焦点調節部による焦点調節の概念図である。
　第２焦点調節部は、第２ミラーＭ２を第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１に沿って前後移動させることにより、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣによって構成される光学系の焦点を調節する。
　図４において、矢印ＡＲ２で示す方向が、第２ミラーＭ２の移動方向である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に対して、第２ミラーＭ２を物体側に移動させた状態を示している。第２ミラーＭ２を移動させる機構については、光学素子を直動させる公知の移動機構を採用できる。
　［作用］
　以上のように構成される撮像レンズ１０は、撮像装置に適用した場合に、第１平面Ｓ１の被写体像を第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣを介して、イメージセンサＩＳの第１受光領域Ｒ１に結像させる。また、第２平面Ｓ２の被写体像を第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣを介して、イメージセンサＩＳの第２受光領域Ｒ２に結像させる。第２受光領域Ｒ２は、第１受光領域Ｒ１とは異なる領域である。第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２は、異なる角度を有する不連続な面である。したがって、本実施の形態の撮像レンズ１０によれば、撮像装置に適用した場合に、１つのイメージセンサＩＳで不連続な２平面を撮像できる。
　また、本実施の形態の撮像レンズ１０は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角（第１画角）と、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣにより撮像される画角（第２画角）とが、オーバーラップする。これにより、撮像装置に適用した場合に、不連続な平面の被写体像を死角なく撮像できる。
　更に、本実施の形態の撮像レンズ１０は、第１焦点調節部及び第２焦点調節部を備える。第１焦点調節部は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣによって構成される光学系の焦点を調節する。これにより、第１平面Ｓ１の被写体を鮮鋭に撮像できる。第２焦点調節部は、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣによって構成される光学系の焦点を調節する。これにより、第２平面Ｓ２の被写体を鮮鋭に撮像できる。このように、第１焦点調節部及び第２焦点調節部を備えることにより、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２の双方の被写体を鮮鋭に撮像できる。
　［変形例］
　《第２光学系》
　上記実施の形態では、第２光学系Ｇ２を２つのミラーによって構成しているが、第２光学系Ｇ２の構成は、これに限定されるものではい。２つの反射光学素子を含み、少なくとも一方の反射光学素子がパワーを有する構成であればよい。したがって、２つのミラーで構成する場合、一方を平面鏡で構成することもできる。また、第２光学系Ｇ２を構成する反射光学素子は、ミラーに限定されず、その他の反射光学素子を採用することもできる。たとえば、反射面を有するレンズで構成することもできる。なお、広角にするためには、反射光学素子の反射面を凸面とすることが好ましい。
　《第１焦点調節部》
　上記実施の形態では、第１光学系Ｇ１の全体を移動させることにより、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣで構成される光学系の焦点を調節している。第１焦点調節の構成は、これに限定されるものではない。第１光学系Ｇ１を構成する一部のレンズのみを移動させて、焦点調節する構成としてもよい。
　《第２焦点調節部》
　上記実施の形態では、第２ミラーＭ２を第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１に沿って移動させることにより、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣで構成される光学系の焦点を調節している。第２焦点調節部の構成は、これに限定されるものではない。たとえば、第１ミラーＭ１を第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１に沿って移動させることにより、焦点調節する構成としてもよい。また、２つの第１ミラーＭ１及び第２ミラーＭ２を相互に移動させて、焦点調節する構成としてもよい。更に、Ｘ軸と平行な軸周りの回転、Ｙ軸と平行な方向への移動等と組み合わせて、焦点調節する構成としてもよい。
　《第２光学系及び共通光学系で構成される光学系の撮像方向の調整》
　第２光学系及び共通光学系で構成される光学系の撮像方向については、たとえば、第２光学系Ｇ２の第２ミラーＭ２をＸ軸と平行な軸周りに回転させることで調整できる。第１平面Ｓ１と第２平面Ｓ２とが異なる角度を有する場合は、第１平面Ｓ１に対する第２平面Ｓ２の角度に応じて、第２ミラーＭ２の回転角度を調整して、第２平面Ｓ２の角度に合わせる。
　また、第２ミラーＭ２の回転角度を調整する角度調整部を設け、撮像方向を任意の方向に調整できるようにしてもよい。
　《第１平面及び第２平面》
　上記のように、撮像レンズは、不連続な２つの平面の被写体像を１つのイメージセンサの異なる受光領域に結像させるレンズとして構成される。特に、２つの平面の成す角度がπよりも小さい場合に好適である。また、２つの平面の成す角度がπ／２である場合には、直角な２平面を同時に撮像できる撮像レンズとして構成できる。
　《３つ以上の平面の撮像》
　第２光学系を複数備えることにより、３つ以上の不連続な平面を撮像できる。この場合、第１光学系及び共通光学系の光軸を回転対称中心とする回転対称位置に各第２光学系を配設する。
　図５は、異なる角度を有する３つの平面を撮像する撮像レンズの一例を示す断面図である。図５において、左側が物体側、右側が像側である。
　図５に示す撮像レンズ１０Ａは、不連続な３つの平面である第１平面、第１の第２平面及び第２の第２平面の被写体像を１つのイメージセンサの異なる受光領域に結像させるレンズとして構成される。第１平面は、第１の第２平面及び第２の第２平面の間に配置され、各平面は異なる角度を有する。
　図５に示すように、本例の撮像レンズ１０Ａは、上記実施の形態の撮像レンズ１０に対して、２つの第２光学系Ｇ２１、Ｇ２２を備える。一方を第１の第２光学系Ｇ２１、他方を第２の第２光学系Ｇ２２とする。
　第１の第２光学系Ｇ２１は、第１の第２平面を撮像する光学系である。第１の第２光学系Ｇ２１は、光軸Ｚ２１に沿って、物体側から順に凸面の第１ミラーＭ１１と、凸面の第２ミラーＭ１２とを備える。
　第２の第２光学系Ｇ２２は、第２の第２平面を撮像する光学系である。第２の第２光学系Ｇ２２は、光軸Ｚ２２に沿って、物体側から順に凸面の第１ミラーＭ２１と、凸面の第２ミラーＭ２２とを備える。
　第１の第２光学系Ｇ２１及び第２の第２光学系Ｇ２２は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１を回転対称中心として、１８０°の回転対称位置に配置される。この場合、第１の第２光学系Ｇ２１及び第２の第２光学系Ｇ２２は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１に対して、軸対称に配置される。
　本例の撮像レンズ１０Ａによれば、第１平面の被写体像は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣによって、イメージセンサの第１受光領域Ｒ１に結像する。第１の第２平面の被写体像は、第１の第２光学系Ｇ２１及び共通光学系ＧＣによって、撮像レンズ１０Ａによって、イメージセンサの第１の第２受光領域Ｒ２１に結像する。第２の第２平面の被写体像は、第２の第２光学系Ｇ２２及び共通光学系ＧＣによって、イメージセンサの第２の第２受光領域Ｒ２２に結像する。
　このように、第２光学系を２つ備えることにより、３つの不連続な平面を撮像できる。この他、第２光学系を第１光学系及び共通光学系の光軸Ｚ１を回転対称中心とする複数の回転対称位置に配設することで、不連続な複数の平面を撮像できる。
　《その他の変形例》
　上述した好ましい構成や可能な構成は、任意の組合せが可能であり、撮像レンズに要望される事項に応じて、適宜選択的に採用されることが好ましい。上記構成を適宜採用することで、より良好な光学性能やより高い仕様に対応可能な光学系を実現できる。
　［実施例］
　上記実施の形態の撮像レンズ１０の数値実施例を以下に説明する。
　図６は、上記実施の形態の撮像レンズのレンズデータを示す表である。図６（Ａ）は、第１光学系Ｇ１のレンズデータを示す表である。図６（Ｂ）は、第２光学系Ｇ２のレンズデータを示す表である。図６（Ｃ）は、共通光学系ＧＣのレンズデータを示す表である。
　図６に示す各表において、「面番号」の欄の各数値は、最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目とし、像面側に向かうに従って順次増加するように構成要素の面に番号を付した場合のｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の番号である。「曲率半径」の欄の各数値は、ｉ番目の面の曲率半径である。「面間隔」の欄の各数値は、ｉ番目の面と（ｉ＋１）番目の面との間の光軸上の間隔である。「Ｎｄ」の欄の各数値は、最も物体側の構成要素を１番目とし、像面側に向かうに従って順次増加するように構成要素に番号を付した場合のｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関する屈折率である。「νｄ」の欄の各数値は、ｊ番目の構成要素のｄ線基準のアッベ数である。「Ｙ軸方向シフト」の欄の各数値は、構成要素をＹ軸に沿ってシフトさせた場合のシフト量である。「Ｘ軸周り回転角度」は、構成要素をＸ軸周りに回転させた場合の回転角度である。
　なお、共通光学系ＧＣのレンズデータには、開口絞りＳｔと光学素子ＰＰも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には（Ｓｔ）という語句も合わせて記載している。
　また、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１の方向をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する方向をＸ軸、Ｚ軸及びＸ軸と直交する方向をＹ軸としている。Ｘ軸は、紙面に直交する軸である。Ｙ軸は、紙面と平行な軸である。Ｚ軸は、物体から像に向かう方向を正としている。Ｘ軸は、紙面に対して奥から手前に向かう方向を正としている。Ｙ軸は、紙面の下から上に向かう方向を正としている。したがって、曲率半径については、構成要素の面形状が物体側に凸の場合、その符号は正となり、像側に凸の場合、その符号は負となる。また、面間隔については、（ｉ＋１）番目の面がｉ番目の面に対して像側に位置する場合、その符号は正となり、物体側に位置する場合、その符号は負となる。
　各表の各数値は、所定の桁で丸めた数値を記載している。また、角度の単位は「度」を使用し、長さの単位は「ｍｍ」を使用している。ただし、光学系は、比例拡大又は比例縮小して使用することが可能なため、他の適当な単位を使用することも可能である。
　なお、第１光学系Ｇ１のレンズデータの「面間隔」の最下欄の数値は、第１光学系Ｇ１の最終面と共通光学系ＧＣの第１面との間の面間隔を示している。第２光学系Ｇ２のレンズデータの「面間隔」の最下欄の数値は、第２光学系Ｇ２の最終面と共通光学系ＧＣの第１面との間の面間隔を示している。共通光学系ＧＣのレンズデータの「面間隔」の最下欄の数値は、共通光学系ＧＣの最終面と像面Ｓｉｍとの間の面間隔を示している。
　本例の撮像レンズ１０は、第１光学系Ｇ１として、物体側から順に負のレンズＬ１１と、負のレンズＬ１２と、正のレンズＬ１３と、負のレンズＬ１４と、を備えている。また、第２光学系Ｇ２として、物体側から順に凸面の第１ミラーＭ１と、凸面の第２ミラーＭ２と、を備えている。更に、共通光学系ＧＣとして、物体側から順に負のレンズＬＣ１と、負のレンズＬＣ２と、正のレンズＬＣ３と、正のレンズＬＣ４と、正のレンズＬＣ５と負のレンズＬＣ６とが接合された接合レンズと、正のレンズＬＣ７と、を備え、レンズＬＣ４とレンズＬＣ５との間に開口絞りＳｔを備えている。
　また、本例の撮像レンズ１０は、第１光学系Ｇ１の全体を光軸Ｚ１に沿って移動させて、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣで構成される光学系の焦点を調節する。また、第２光学系Ｇ２の第２ミラーＭ２を光軸Ｚ１に沿って移動させて、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣで構成される光学系の焦点を調節する。
　◆投影レンズ◆
　上記実施の形態の撮像レンズは、イメージセンサの位置に画像表示素子を配置することにより、投影レンズとして機能する。上記実施の形態の撮像レンズは、投影レンズとして使用しても何ら問題はなく、不連続な２つの平面のそれぞれに画像を投影できる。
　投影レンズとして使用した場合、１つの画像表示素子の異なる第１表示領域及び第２表示領域に表示される投影用画像を拡大して、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に投影する光学系として機能する。この場合、第１光学系Ｇ１は、第１平面Ｓ１に対して投影する光学系として機能し、第２光学系Ｇ２は、第２平面Ｓ２に対して投影する光学系として機能する。また、共通光学系ＧＣは、画像表示素子の第１表示領域に表示される投影用画像を第１光学系Ｇ１に入射させ、かつ、画像表示素子の第２表示領域に表示される投影用画像を第２光学系Ｇ２に入射させる光学系として機能する。
　第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣにより第１平面に投影される画角を第１画角、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣにより第２平面に投影される画角を第２画角とすると、第１画角及び第２画角はオーバーラップする。これにより、不連続な２つの平面に隙間なく画像を投影できる。
　◆撮像装置◆
　次に、上記実施の形態の撮像レンズ１０を使用した撮像装置について説明する。ここでは、直交する２つの平面（第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２）を撮像する撮像装置に適用した場合を例に説明する。
　［構成］
　図７は、本実施の形態の撮像装置の概略構成を示す図である。
　撮像装置１００は、主として、撮像レンズ１０と、イメージセンサＩＳと、イメージセンサＩＳから出力される信号を処理する画像信号処理部１１０と、表示部１２０と、を備える。
　〈撮像レンズ〉
　撮像レンズ１０は、直交する２つの平面（第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２）を撮像するレンズとして構成される。
　〈イメージセンサ〉
　イメージセンサＩＳは、共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１上に配置され、かつ、共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１に対して直交して配置される。イメージセンサＩＳは、たとえば、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の公知のエリアイメージセンサで構成される。
　〈画像信号処理部〉
　図８は、画像信号処理部のブロック図である。
　画像信号処理部１１０は、アナログ信号処理部１１０ａ、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ：Analog-to-digital converter）１１０ｂ、デジタル信号処理部１１０ｃ、画像抽出部１１０ｄ、画像補正部１１０ｅ及び合成画像生成部１１０ｆ等を備える。
　〈アナログ信号処理部〉
　アナログ信号処理部１１０ａは、イメージセンサＩＳ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、相関二重サンプリング処理、増幅処理等の所定の信号処理を施す。
　〈アナログデジタル変換器〉
　アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１０ｂは、アナログ信号処理部１１０ａから出力されるアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。
　〈デジタル信号処理部〉
　デジタル信号処理部１１０ｃは、アナログデジタル変換器１１０ｂから出力されるデジタルの画像信号を取り込み、階調変換処理、ホワイトバランス補正処理、ガンマ補正処理、同時化処理、ＹＣ変換処理等の所定の信号処理を施して、撮像された画像を表わす画像データを生成する。
　図９は、被写体の一例を示す図である。また、図１０は、図９に示す被写体を撮像した場合に得られる画像の一例を示す図である。
　被写体は、図９に示すように、直交する第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に貼られたテストチャートＣ１、Ｃ２である。
　図１０に示すように、撮像により１枚の画像が得られる。撮像により得られる画像を撮像画像Ｉｍとする。撮像画像Ｉｍには、２つの画像Ｉｍ１、Ｉｍ２が含まれ、それぞれ異なる領域ｒ１、ｒ２に表示される。一方の領域ｒ１を第１領域ｒ１、他方の領域ｒ２を第２領域ｒ２とする。第１領域ｒ１は、イメージセンサＩＳの第１受光領域Ｒ１に対応する領域である。第２領域ｒ２は、イメージセンサＩＳの第２受光領域Ｒ２に対応する領域である。
　第１領域ｒ１に表示される画像Ｉｍ１を第１画像Ｉｍ１とする。第１画像Ｉｍ１は、第１光学系Ｇ１及び共通光学系ＧＣで構成される光学系によって撮像される画像である。第１画像Ｉｍ１には、第１平面Ｓ１の画像の他、第２平面Ｓ２の一部が含まれる。すなわち、第１画像Ｉｍ１は、第１平面Ｓ１を撮像した画像であるが、その一部に第２平面Ｓ２の画像を含んだ画像として構成される。
　第２領域ｒ２に表示される画像Ｉｍ２を第２画像Ｉｍ２とする。第２画像Ｉｍ２は、第２光学系Ｇ２及び共通光学系ＧＣで構成される光学系によって撮像される画像である。第２画像Ｉｍ２には、第２平面Ｓ２の画像の他、第１平面Ｓ１の一部が含まれる。すなわち、第２画像Ｉｍ２は、第２平面Ｓ２を撮像した画像であるが、その一部に第１平面Ｓ１の画像を含んだ画像として構成される。
　このように、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２は、相互に他方の画像の一部を含む画像で構成される。すなわち、相互にオーバーラップした部分を含む画像で構成される。
　〈画像抽出部〉
　画像抽出部１１０ｄは、撮像画像Ｉｍから第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２を抽出する処理を行う。
　図１１は、撮像画像から抽出した画像の一例を示す図である。図１１（Ａ）は、撮像画像Ｉｍから抽出した第１画像Ｉｍ１の一例を示している。図１１（Ｂ）は、撮像画像Ｉｍから抽出した第２画像Ｉｍ２の一例を示している。
　図１１に示すように、抽出処理により、撮像画像Ｉｍから第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２を個別に取得できる。画像抽出部１１０ｄは、撮像画像取得部の一例である。
　〈画像補正部〉
　図１０及び図１１に示すように、撮像により得られる第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２は歪み等が生じる。画像補正部１１０ｅは、撮像により得られた第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２に対して、必要な補正処理を行う。補正は、たとえば、歪曲補正等である。また、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２の大きさを合わせるため、必要に応じて、画像を拡大、縮小する処理が行われる。これらの補正処理は、公知の手法を用いて実施できる。
　図１２は、補正処理後の画像の一例を示す図である。図１２（Ａ）は、補正後の第１画像Ｉｍ１の一例を示している。図１２（Ｂ）は、補正後の第２画像Ｉｍ２の一例を示している。
　図１２に示すように、所要の補正処理を施すことにより、歪みのない画像を得られる。
　〈合成画像生成部〉
　合成画像生成部１１０ｆは、補正後の第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２を取得し、両者を合成した１枚の合成画像を生成する。
　上記のように、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２は、相互にオーバーラップした部分を有する。
　図１３は、第１画像及び第２画像のオーバーラップ部分を示す図である。
　図１３（Ａ）は、第１画像Ｉｍ１のオーバーラップ部分を示している。同図において、枠Ｆ１で囲まれた斜線の領域が、第２画像Ｉｍ２とのオーバーラップ部分である。
　図１３（Ｂ）は、第２画像Ｉｍ２のオーバーラップ部分を示している。同図において、枠Ｆ２で囲まれた斜線の領域が、第１画像Ｉｍ１とのオーバーラップ部分である。
　合成画像生成部１１０ｆは、オーバーラップ部分を利用して、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２を合成し、１枚の合成画像を生成する。具体的には、まず、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２のそれぞれからオーバーラップ部分を抽出する。次いで、抽出したオーバーラップ部分を利用して、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２を位置合わせし、両者を合成した１枚の合成画像を生成する。
　図１４は、合成画像の一例を示す図である。
　同図に示すように、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２を合成することにより、１枚の合成画像ＩｍＣが生成される。合成画像ＩｍＣは、第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２とを結合した画像であり、直交する第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２の画像を平面に展開した画像である。
　《表示部》
　表示部１２０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示デバイスと、その駆動回路等を含み、画像信号処理部１１０で生成された合成画像を表示する。
　［作用］
　次に、本実施の形態の撮像装置１００の作用について説明する。
　上記実施の形態の撮像レンズ１０を使用することにより、直交する第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２の被写体像を１つのイメージセンサの異なる受光領域に結像させることができる。これにより、１つのイメージセンサで不連続な２つの平面を撮像できる。
　撮像画像Ｉｍには、図１０に示すように、２つの画像Ｉｍ１、Ｉｍ２が２つの領域ｒ１、ｒ２に分かれて表示される。一方の第１領域ｒ１に表示される第１画像Ｉｍ１は、第１平面Ｓ１を撮像した画像であり、その一部に第２平面Ｓ２の画像が含まれている。他方の第２領域ｒ２に表示される第２画像Ｉｍ２は、第２平面Ｓ２を撮像した画像であり、その一部に第１平面Ｓ１の画像が含まれている。
　撮像画像Ｉｍは、図１１に示すように、第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２に分離される。分離された各画像Ｉｍ１、Ｉｍ２は、図１２に示すように、所要の補正処理が施される。その後、図１３及び図１４に示すように、互いにオーバーラップする部分を利用して、１枚の画像ＩｍＣに合成され、合成された画像ＩｍＣが表示部１２０に表示される。
　このように、本実施の形態の撮像装置１００によれば、１つの撮像装置１００で不連続な２つの平面を隙間なく撮像できる。
　［変形例］
　上記実施の形態では、生成した合成画像ＩｍＣを表示部１２０に表示する構成としているが、記録部に記録する構成としてもよい。
　また、記録部に記録する場合、合成画像ＩｍＣを記録するのではなく、撮像画像Ｉｍ、撮像画像Ｉｍから抽出した第１画像Ｉｍ１及び第２画像Ｉｍ２等を記録する構成としてもよい。
　また、上記実施の形態では、第２光学系を１つ備えた撮像レンズを使用する場合を例に説明したが、第２光学系を複数備えた撮像レンズを使用することもできる。この場合、撮像画像には、第１画像の中心を回転対称中心とする複数の回転対称位置に複数の第２画像が表示される。
　また、イメージセンサＩＳは、必要に応じて、その受光面の中心の位置を共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１に対して垂直な方向にシフトさせてもよい。これにより、受光面を有効利用できる。
　◆投影装置◆
　上記のように、撮像レンズ１０は、イメージセンサの位置に画像表示素子を配置することにより、投影レンズとして機能する。以下、撮像レンズ１０を投影レンズとして使用した投影装置について説明する。ここでは、直交する２つの平面（第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２）に画像を投影する投影装置に適用した場合を例に説明する。
　［構成］
　図１５は、本実施の形態の投影装置の概略構成を示す図である。
　投影装置２００は、主として、投影レンズ２１０と、画像表示素子２２０と、照明光学系２３０と、投影用画像取得部２４０と、投影用画像生成部２５０と、投影用画像表示制御部２６０と、を備える。
　〈投影レンズ〉
　投影レンズ２１０は、画像表示素子２２０から得られる像を直交する２つの平面（第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２）に拡大して投影するレンズとして構成される。より具体的には、画像表示素子２２０の第１表示領域に表示される投影用画像を拡大して第１平面Ｓ１に投影し、かつ、画像表示素子２２０の第２表示領域に表示される投影用画像を拡大して第２平面Ｓ２に投影するレンズとして構成される。その基本構成は、上記実施の形態の撮像レンズ１０と同じである。
　〈画像表示素子〉
　画像表示素子２２０は、画像光を形成する透過型の表示素子であり、照明光学系２３０からの照明光を画像信号に応じて変調することにより、画像を形成する。画像表示素子２２０は、投影レンズ２１０の結像位置に相当する位置に配置される。
　〈照明光学系〉
　照明光学系２３０は、光源、均一化光学系等を備える。照明光学系２３０の光源には、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、水銀ランプ、レーザー等を使用できる。
　〈投影用画像取得部〉
　投影用画像取得部２４０は、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に投影する画像を取得する。画像は、１枚の画像が取得される（図１４参照）。
　〈投影用画像生成部〉
　投影用画像生成部２５０は、投影用画像取得部２４０で取得した画像から投影用の画像を生成する。すなわち、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に投影するための画像を生成する。この際、投影用画像生成部２５０は、投影レンズ２１０を介して第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に投影した際に、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２の境界で連続する画像を生成する。
　図１６は、投影用画像生成部が備える機能のブロック図である。
　投影用画像生成部２５０は、投影用画像設定部２５０ａ、出力画像生成部２５０ｂ及び出力画像補正部２５０ｃとしての機能を有する。
　投影用画像設定部２５０ａは、投影用画像取得部２４０で取得した画像から第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に投影する画像を設定する。
　図１７は、投影用画像の設定の一例を示す図である。
　投影用画像取得部２４０で取得した画像を入力画像ｉｍとする。また、第１平面Ｓ１に投影する画像を第１平面投影用画像ｉｍ１とし、第２平面Ｓ２に投影する画像を第２平面投影用画像ｉｍ２とする。投影用画像設定部２５０ａは、入力画像ｉｍから第１平面投影用画像ｉｍ１及び第２平面投影用画像ｉｍ２を設定する。
　上記のように、投影用画像取得部２４０では、入力画像ｉｍとして１枚の画像が取得される。投影用画像設定部２５０ａは、あらかじめ定められた割合で入力画像ｉｍを分割し、第１平面投影用画像ｉｍ１及び第２平面投影用画像ｉｍ２を設定する。
　出力画像生成部２５０ｂは、画像表示素子２２０に表示させる画像（出力画像）を生成する。出力画像は、画像表示素子２２０に表示させた際に、第１表示領域に第１平面投影用画像ｉｍ１が表示され、かつ、第２表示領域に第２平面投影用画像ｉｍ２が表示される画像である。
　上記のように、投影レンズ２１０を介して第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に投影される画像はオーバーラップする。出力画像生成部２５０ｂは、各平面に投影される画像が、相互に重畳しないように、出力画像を生成する。また、出力画像生成部２５０ｂは、各平面に投影される画像が、その境界で連続するように、出力画像を生成する。
　図１８は、出力画像の一例を示す図である。
　同図において、符号Ｔ１で示す領域は、出力画像ｉｍ０を画像表示素子２２０に表示した際に、画像表示素子２２０の第１表示領域に表示される領域である。また、符号Ｔ２で示す領域は、出力画像ｉｍ０を画像表示素子２２０に表示した際に、画像表示素子２２０の第２表示領域に表示される領域である。
　また、符号ＯＬ１で示す領域は、画像表示素子２２０の第１表示領域に表示された画像を投影した際に第２平面Ｓ２に投影される領域であり、符号ＯＬ２で示す領域は、画像表示素子２２０の第２表示領域に表示された画像を投影した際に第１平面Ｓ１に投影される領域である。すなわち、第１表示領域に表示される画像と第２表示領域に表示される画像との間でオーバーラップする領域である。
　出力画像生成部２５０ｂは、オーバーラップする領域を避けて、第１平面投影用画像ｉｍ１及び第２平面投影用画像ｉｍ２をレイアウトし、出力画像ｉｍ０を生成する。その一方で出力画像生成部２５０ｂは、第１平面Ｓ１に投影される第１平面投影用画像ｉｍ１と、第２平面Ｓ２に投影される第２平面投影用画像ｉｍ２とが、第１平面Ｓ１と第２平面Ｓ２との境界で連続するように、出力画像ｉｍ０を生成する。
　オーバーラップする領域は、投影レンズ２１０の各光学系が各平面に投影する画角、各平面までの距離等に応じて変わる。出力画像生成部２５０ｂは、これらの情報をオーバーラップ情報として事前に取得し、出力画像ｉｍ０を生成する。
　出力画像補正部２５０ｃは、出力画像ｉｍ０に対して、視認性を向上させるための所要の補正処理を行う。すなわち、出力画像ｉｍ０をそのまま投影すると、各平面に投影される画像に歪み等が生じる。したがって、歪み等を補正する処理を行う。
　図１９は、補正後の出力画像の一例を示す図である。
　同図に示すように、第１平面投影用画像ｉｍ１及び第２平面投影用画像ｉｍ２に対して、所要の補正が施される。補正は、上記歪み補正の他、各画像を拡大、縮小等する補正が行われる。
　〈表示制御部〉
　投影用画像表示制御部２６０は、投影用画像生成部２５０で生成された投影用の画像（補正後の出力画像ｉｍ０）を画像表示素子２２０に表示させる。
　［作用］
　次に、本実施の形態の投影装置２００の作用について説明する。
　投影する画像を投影用画像取得部２４０に入力すると、第１平面Ｓ１に投影する画像（第１平面投影用画像ｉｍ１）と、第２平面Ｓ２に投影する画像（第２平面投影用画像ｉｍ２）が設定され、出力画像ｉｍ０が生成される。
　出力画像ｉｍ０を画像表示素子２２０に表示させると、第１平面投影用画像ｉｍ１が画像表示素子２２０の第１表示領域に表示される。また、第２平面投影用画像ｉｍ２が、画像表示素子２２０の第２表示領域に表示される。
　画像表示素子２２０の第１表示領域に表示された画像は、投影レンズ２１０を介して第１平面Ｓ１に拡大して投影される。ただし、その一部は第２平面Ｓ２に投影される。また、画像表示素子２２０の第２表示領域に表示された画像は、投影レンズ２１０を介して第２平面Ｓ２に拡大して投影される。ただし、その一部は第１平面Ｓ１に投影される。
　このように、第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２に投影される画像は互いにオーバーラップする。ただし、補正処理が施されているので、オーバーラップ部分が視認性を損なうことはない。
　図２０は、投影される画像の一例を示す図である。
　同図に示すように、第１平面投影用画像ｉｍ１の投影像Ｐｉ１が第１平面Ｓ１に投影され、かつ、第２平面投影用画像ｉｍ２の投影像Ｐｉ２が第２平面Ｓ２に投影される。
　このように、本実施の形態の投影装置２００によれば、直交する２つの平面（第１平面Ｓ１及び第２平面Ｓ２）に画像を投影できる。
　［変形例］
　《投影レンズ》
　また、上記実施の形態では、第２光学系を１つ備えた投影レンズを使用する場合を例に説明したが、第２光学系を複数備えた投影レンズを使用することもできる。この場合、画像表示素子に表示させる画像には、第１平面投影用画像の中心を回転対称中心とする複数の回転対称位置に複数の第２平面投影用画像が表示される。
　《画像表示素子》
　画像表示素子は、透過型の表示素子に限らず、反射型の表示素子としてもよい。この場合、投影装置２００は、それぞれに適合する光学系に変更する。
　また、画像表示素子は、必要に応じて、その表示面の中心の位置を共通光学系ＧＣの光軸Ｚ１に対して垂直な方向にシフトさせてもよい。これにより、画像表示素子の表示領域を有効に利用できる。
　《投影用画像取得部》
　投影用画像取得部は、各平面に投影する画像を個別に取得してもよい。すなわち、第１平面に投影する画像及び第２平面に投影する画像を個別に取得してもよい。
　また、各平面に投影する画像を１枚の画像として取得する場合、各平面に投影する画像をユーザが任意に設定できるようにしてもよい。この場合、投影用画像設定部２５０ａは、ユーザからの指示に基づいて、入力画像を分割し、各平面に投影する画像を設定する。
　《出力画像の生成》
　上記実施の形態では、各平面に投影される画像がオーバーラップしないように出力画像を生成しているが、オーバーラップする画像を出力画像として生成してもよい。この場合、オーバーラップする部分の視認性を向上させるための処理を画像に施すことが好ましい。たとえば、オーバーラップする領域の明るさを他の領域も低く設定し、投影した際に他の領域とほぼ同じ明るさになるようにする。すなわち、投影した際に全体として均一な明るさになるように設定する。
　この他、オーバーラップさせない処理として、一方の画像からオーバーラップする領域を切り欠く処理などを採用できる。
　《各平面に投影する画像の位置調整》
　画像表示素子に表示させる第１平面投影用画像ｉｍ１及び第２平面投影用画像ｉｍ２の表示位置を手動で調整できるようにしてもよい。これにより、各平面に投影する画像の位置を手動で微調整できる。この場合、操作部と、表示位置調整部とが、更に備えられる。表示位置調整部は、操作部の操作に基づいて、第１平面投影用画像ｉｍ１及び第２平面投影用画像ｉｍ２の表示位置を個別に調整する。
１０、１０Ａ　撮像レンズ
１００　撮像装置
１１０　画像信号処理部
１１０ａ　アナログ信号処理部
１１０ｂ　アナログデジタル変換器
１１０ｃ　デジタル信号処理部
１１０ｄ　画像抽出部
１１０ｅ　画像補正部
１１０ｆ　合成画像生成部
１２０　表示部
２００　投影装置
２１０　投影レンズ
２２０　画像表示素子
２３０　照明光学系
２４０　投影用画像取得部
２５０　投影用画像生成部
２５０ａ　投影用画像設定部
２５０ｂ　出力画像生成部
２５０ｃ　出力画像補正部
２６０　投影用画像表示制御部
ＡＲ１　第１光学系１の移動方向を示す矢印
ＡＲ２　第２ミラーＭ２の移動方向を示す矢印
Ｃ１、Ｃ２　テストチャート
Ｅ１　オーバーラップする側の第１平面の端
Ｅ２　オーバーラップする側の第２平面Ｓ２の端端
Ｆ１　第１画像が第２画像とオーバーラップする領域を示す枠
Ｆ２　第２画像が第１画像とオーバーラップする領域を示す枠
Ｇ１　第１光学系
Ｇ２　第２光学系
Ｇ２１　第１の第２光学系
Ｇ２２　第２の第２光学系
ＧＣ　共通光学系
ＩＳ　イメージセンサ
Ｉｍ　撮像画像
Ｉｍ１　第１画像
Ｉｍ２　第２画像
ＩｍＣ　合成画像
Ｌ１１～Ｌ１４、ＬＣ１～ＬＣ７　第１光学系を構成するレンズ
ＬＦ１、ＬＦ２　軸外光束
Ｍ１　第２光学系を構成する第１ミラー
Ｍ２　第２光学系を構成する第２ミラー
Ｍ１１　第１の第２光学系を構成する第１ミラー
Ｍ１２　第１の第２光学系を構成する第２ミラー
Ｍ２１　第２の第２光学系を構成する第１ミラー
Ｍ２２　第２の第２光学系を構成する第２ミラー
ＯＬ１、ＯＬ２　オーバーラップする領域
ＰＰ　光学素子
Ｐｉ１　第１平面投影用画像の投影像
Ｐｉ２　第２平面投影用画像の投影像
Ｒ１　イメージセンサの第１受光領域
Ｒ２　イメージセンサの第２受光領域
Ｒ２１　イメージセンサの第１の第２受光領域
Ｒ２２　イメージセンサの第２の第２受光領域
Ｓ１　第１平面
Ｓ２　第２平面
Ｓｉｍ　像面
Ｓｔ　開口絞り
Ｔ１　画像表示素子の第１表示領域に表示される領域
Ｔ２　画像表示素子の第２表示領域に表示される領域
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ２１、Ｚ２２　光軸
ｆ　オーバーラップする領域を示す枠
ｉｍ　入力画像
ｉｍ０　出力画像
ｉｍ１　第１平面投影用画像
ｉｍ２　第２平面投影用画像
ｒ１　撮像画像の第１領域
ｒ２　撮像画像の第２領域

Claims (11)

  1. 　不連続な第１平面及び第２平面の被写体像を１つのイメージセンサの異なる第１受光領域及び第２受光領域に結像させ、又は、１つの画像表示素子の異なる第１表示領域及び第２表示領域に表示される投影用画像を拡大して前記第１平面及び前記第２平面に投影する光学系であって、
    　前記第１平面に対して撮像又は投影する第１光学系と、
    　前記第２平面に対して撮像又は投影する第２光学系であって、２つの反射光学素子を含み、少なくとも一方の前記反射光学素子がパワーを有する第２光学系と、
    　前記第１光学系を介して入射する被写体像を前記イメージセンサの前記第１受光領域に結像させ、かつ、前記第２光学系を介して入射する被写体像を前記イメージセンサの前記第２受光領域に結像させ、又は、前記画像表示素子の第１表示領域に表示される投影用画像を前記第１光学系に入射させ、かつ、前記画像表示素子の第２表示領域に表示される投影用画像を前記第２光学系に入射させる共通光学系と、
    　前記第１光学系の少なくとも一部の光学素子を移動させる第１焦点調節部と、
    　前記第２光学系のパワーを有する前記反射光学素子を移動させる第２焦点調節部と、
    　を備え、
    　前記第１光学系及び前記共通光学系により撮像又は投影される第１画角及び前記第２光学系及び前記共通光学系により撮像又は投影される第２画角はオーバーラップする、
    　光学系。
  2. 　オーバーラップする側の前記第２平面の端と前記第１光学系及び前記共通光学系の光軸との成す角度をω１２とし、オーバーラップする側の前記第１平面の端と前記光軸と直交する軸との成す角度をω２１とした場合に、ω１２＋ω２１＞π／２の条件を満たす、
    　請求項１に記載の光学系。
  3. 　前記第２焦点調節部により移動する前記反射光学素子は、凸の反射面を有する、
    　請求項１又は２に記載の光学系。
  4. 　２つの前記反射光学素子のうちの少なくとも一方の前記反射光学素子の角度を調整する角度調整部を更に備えた、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の光学系。
  5. 　前記第１平面と前記第２平面との成す角度は、πよりも小さい、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の光学系。
  6. 　前記第１平面と前記第２平面との成す角度は、π／２である、
    　請求項５に記載の光学系。
  7. 　前記第２光学系が、前記第１光学系及び前記共通光学系の光軸を回転対称中心とする複数の回転対称位置に配設される、
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の光学系。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の光学系と、
    　前記画像表示素子と、
    　投影する画像を取得する投影用画像取得部と、
    　前記画像表示素子に表示させた際に、前記第１平面に投影する前記投影用画像が前記第１表示領域に表示され、かつ、前記第２平面に投影する前記投影用画像が前記第２表示領域に表示される画像を、前記投影用画像取得部で取得した画像から生成する投影用画像生成部と、
    　を備えた投影装置。
  9. 　前記投影用画像生成部は、前記光学系を介して前記第１平面及び前記第２平面に投影した際に、前記第１表示領域に表示された前記投影用画像と前記第２表示領域に表示された前記投影用画像とが、前記第１平面及び前記第２平面の境界で連続する画像を生成する、
    　請求項８に記載の投影装置。
  10. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の光学系と、
    　前記イメージセンサと、
    　前記イメージセンサの前記第１受光領域及び前記第２受光領域に結像された画像を取得する撮像画像取得部と、
    　を備えた撮像装置。
  11. 　前記第１受光領域に結像された画像と前記第２受光領域に結像された画像とを合成した合成画像を生成する合成画像生成部を更に備えた、
    　請求項１０に記載の撮像装置。
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