專利名稱：攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照相機等的攝像裝置。
背景技術：
光相對于構成透鏡的材料的折射率因波長而不同。因此，在攝像裝置的光學系統(tǒng)中入射了各種波長的光的情況下，會產(chǎn)生軸上色差，獲得清晰度(圖像的銳度(sharp))因顏色而不同的圖像。在圖像中包含清晰度低的顔色的情況下，該顏色成為畫質劣化的主要原因。此外，對于照相機等的攝像裝置而言，在被攝體的位置包含在景深的范圍內的情 況下，能夠進行對焦，拍攝鮮明的圖像。為了能夠拍攝被配置在各種位置處的被攝體，在攝像裝置中另外需要檢測聚焦狀態(tài)的單元、和進行聚焦調整的単元。為了解決以上的課題，提出了ー種利用光學系統(tǒng)的軸上色差而使第I顔色成分的清晰度反映到與第I顔色成分不同的第2顔色成分中，由此實現(xiàn)景深的擴大和軸上色差的修正這樣的技術(專利文獻I)。根據(jù)專利文獻I的方法，通過使第I顔色成分的清晰度反映到第2顔色成分中，由此能夠提高第2顔色成分的清晰度。由此，能夠擴大景深，不進行聚焦調整就能夠比較鮮明地拍攝更多種距離的被攝體。在先技術文獻專利文獻專利文獻I JP特表2008-532449號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的技術問題在專利文獻I的構成中為使第I顏色成分的清晰度反映到第2顏色成分中，需要第I顔色成分及第2顔色成分雙方的清晰度信息。因此，焦點深度受到所有顔色的清晰度信息所存在的范圍的限制。這樣，在專利文獻I的構成中，能夠擴大焦點深度的范圍中存在界限，難以充分地擴大景深。此外，例如在拍攝以黑色為背景的単色(例如藍色)的被攝體的情況下，圖像中不存在被攝體的顔色以外的顔色(緑色及紅色)成分。因此，在被攝體的圖像因軸上色差而變得模糊的情況下，無法檢測圖像上的其他顔色的清晰度并使其反映到被攝體的清晰度中。本發(fā)明正是為了解決上述技術問題而提出的，其主要目的在于提供ー種能夠獲得焦點深度及景深大、且清晰度高的圖像的攝像裝置。本發(fā)明的另一目的在于提供一種針對以黑色為背景的単色(例如藍色)的被攝體也能夠以高的清晰度來進行攝影的攝像裝置。用于解決技術問題的技術方案本發(fā)明的攝像裝置，具備鏡頭光學系統(tǒng)，其具有第I顔色、第2顔色及第3顔色的光通過的第I區(qū)域；和所述第I顔色、第2顔色及第3顔色的光通過、且具有相對于通過了所述第I區(qū)域之后的所述第I顏色、第2顏色及第3顏色的各個光的聚光位置而使至少2種顏色以上的光的聚光位置不同的光焦度的第2區(qū)域；攝像元件，其具有入射來自所述鏡頭光學系統(tǒng)的光的多個第I像素和多個第2像素；陣列狀光學元件，其被配置在所述鏡頭光學系統(tǒng)與所述攝像元件之間，使通過了所述第I區(qū)域之后的光入射至所述多個第I像素，使通過了所述第2區(qū)域之后的光入射至所述多個第2像素；和運算處理部，其生成輸出圖像，所述運算處理部利用在所述多個第I像素中獲得的像素值來生成所述第I顔色、第2顔色及第3顔色之中的至少ー種顔色成分的第I圖像，利用在所述多個第2像素中獲得的像素值來生成包含與所述至少一種顏色成分相同的顔色成分在內的第2圖像，利用在所述第I圖像的規(guī)定區(qū)域及所述第2圖像的規(guī)定區(qū)域之中針對每種顏色而清晰度或者對比 度值高的圖像成分來生成所述輸出圖像。本發(fā)明的攝像系統(tǒng)，具備攝像裝置和運算處理部，所述攝像裝置具備鏡頭光學系統(tǒng)，其具有第I顔色、第2顔色及第3顔色的光通過的第I區(qū)域；和所述第I顔色、第2顔色及第3顔色的光通過、且具有相對于通過了所述第I區(qū)域之后的所述第I顏色、第2顏色及第3顏色的各個光的聚光位置而使至少2種顏色以上的光的聚光位置不同的光焦度的第2區(qū)域；攝像元件，其具有入射來自所述鏡頭光學系統(tǒng)的光的多個第I像素和多個第2像素;和陣列狀光學元件，其被配置在所述鏡頭光學系統(tǒng)與所述攝像元件之間，使通過了所述第I區(qū)域之后的光入射至所述多個第I像素，使通過了所述第2區(qū)域之后的光入射至所述多個第2像素，所述運算處理部利用在所述多個第I像素中獲得的像素值來生成所述第I顔色、第2顔色及第3顔色之中的至少ー種顔色成分的第I圖像，利用在所述多個第2像素中獲得的像素值來生成包含與所述至少一種顏色成分相同的顔色成分在內的第2圖像，利用在所述第I圖像的規(guī)定區(qū)域及所述第2圖像的規(guī)定區(qū)域之中針對每種顏色而清晰度高的圖像成分來生成所述輸出圖像。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，基于2個以上的圖像的規(guī)定區(qū)域之中、各種顏色中的清晰度高的圖像成分來生成輸出圖像，由此能夠通過簡單的方法提高輸出圖像的清晰度。此外，與現(xiàn)有技術相比，由于能夠擴大焦點深度，因此能夠獲得足夠大的景深。再有，根據(jù)本發(fā)明，在拍攝以黑色為背景的紅、綠或者藍的單色被攝體時，在2個以上的攝像區(qū)域的其中ー個區(qū)域中，被攝體的顔色的清晰度都大于規(guī)定值。因此，能夠生成清晰度高的圖像。


圖I是表示本發(fā)明的攝像裝置A的第I實施方式的示意圖。
圖2是從被攝體側觀察本發(fā)明的實施方式I中的光學元件LI的正面圖。圖3是本發(fā)明的實施方式I中的陣列狀光學元件K的立體圖。圖4是示意地表示本發(fā)明的實施 方式I中的第I顔色、第2顔色、第3顔色的光線的光路的圖。圖5(a)是放大地表示本實施方式I中的圖I所示的陣列狀光學元件K及攝像元件N的圖。(b)是表示陣列狀光學元件K與攝像元件N的像素之間的位置關系的圖。圖6 (a)表示由多個像素Pl所獲得的第I彩色圖像，(b)表示由多個像素P2所獲得的第2彩色圖像。圖7 (a)、(b)是表示第I、第2彩色圖像的圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式I中的攝像裝置A的斷面圖。圖9(a)是表示本發(fā)明的實施方式I中的通過了第I光學區(qū)域Dl的光線的直通聚焦(through focus)MTF特性的曲線。(b)是表示通過了第2光學區(qū)域D2的光線的直通聚焦MTF特性的曲線。圖10是按每個被攝體距離示意地表示本發(fā)明的實施方式I中的通過了第I光學區(qū)域Dl的光線的直通聚焦MTF特性、以及通過了第2光學區(qū)域D2的光線的直通聚焦MTF特性的圖。圖11是示意地表示本發(fā)明的實施方式I中的通過了第I光學區(qū)域Dl的光線的直通聚焦MTF特性、以及通過了第2光學區(qū)域D2的光線的直通聚焦MTF特性的曲線。圖12是表示本發(fā)明的攝像裝置A的第2實施方式的示意圖。圖13是從被攝體側觀察本發(fā)明的實施方式2中的光學元件LI的正面圖。圖14是表示本發(fā)明的實施方式2中的第I顔色、第2顔色、第3顔色的光線的圖。圖15(a)是放大地表示本實施方式2中的圖11所示的陣列狀光學元件K及攝像元件N的圖。(b)是表示陣列狀光學元件K與攝像元件N的像素之間的位置關系的圖。圖16(a)是表示本發(fā)明的實施方式2中的通過了第I光學區(qū)域Dl的光線的直通聚焦MTF特性的曲線。(b)是表示通過了第2光學區(qū)域D2的光線的直通聚焦MTF特性的曲線。圖17是按每個被攝體距離示意地表示本發(fā)明的實施方式2中的通過了第I光學區(qū)域Dl的光線的直通聚焦MTF特性、以及通過了第2光學區(qū)域D2的光線的直通聚焦MTF特性的圖。圖18是示意地表示本發(fā)明的實施方式2中的通過了第I光學區(qū)域Dl的光線的直通聚焦MTF特性、以及通過了第2光學區(qū)域D2的光線的直通聚焦MTF特性的曲線。圖19(a)是表示本發(fā)明的實施方式3中的在第2光學區(qū)域D2的衍射面上設置的光學調整層的斷面圖。(b)是表示在第I光學區(qū)域Dl的平面上和第2光學區(qū)域D2的衍射面上雙方設置的光學調整層的斷面圖。圖20是從被攝體側觀察本發(fā)明的實施方式4中的光學元件LI的正面圖。圖21 (a)是放大地表示本發(fā)明的本實施方式4中的圖I所示的陣列狀光學元件K及攝像元件N的圖。(b)是表示陣列狀光學元件K與攝像元件N的像素之間的位置關系的圖。圖22是本發(fā)明的實施方式4中的陣列狀光學元件K的立體圖。
圖23是從被攝體側觀察本發(fā)明的實施方式4的不同方式中的光學元件LI的正面圖。圖24(a)及(b)是放大地表示本發(fā)明的實施方式5中的陣列狀光學元件K及攝像元件N的圖。圖25 (a)是從被攝體側觀察光學元件LI的正面圖，(b)是表示陣列狀光學元件K與攝像元件N上的像素之間的位置關系的圖。圖26 (al)、(bl)及(cl)表示在實施方式I的構成中將光學元件LI的被攝體側的面之中的位于第I光學區(qū)域Dl的部分設為平面、將光學元件LI的被攝體側的面之中的位于第2光學區(qū)域D2的部分設為球面時的每個被攝體距 離的光線圖。(a2)、(b2)及(c2)示意地表示通過了第I光學區(qū)域Dl的物點0的光經(jīng)由雙凸透鏡而到達奇數(shù)列的像素由此獲得的點像的圖像。(a3)、(b3)、(c3)示意地表示通過了第2光學區(qū)域D2的物點0的光經(jīng)由雙凸透鏡而到達偶數(shù)列的像素由此獲得的圖像。圖27 (al)、(bl)及(cl)是示意地表示對奇數(shù)行奇數(shù)列的像素和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素的像素值進行相加而獲得的點像的圖像的圖。(a2)、(b2)及(c2)是示意地表示對偶數(shù)行奇數(shù)列的像素和奇數(shù)行偶數(shù)列的像素的像素值進行相加而獲得的點像的圖像的圖。圖28(a)及(b)是放大地表示本發(fā)明的其他方式中的陣列狀光學元件K及攝像元件N的圖。圖29是表示本發(fā)明的其他方式中的陣列狀光學元件K和攝像元件N上的像素之間的位置關系的圖。圖30是表示本發(fā)明的其他方式中的陣列狀光學元件K和攝像元件N上的像素之間的位置關系的圖。圖31 (al)是表示相對于光軸而具有非旋轉對稱的形狀的微透鏡陣列(miCTolensarray)的立體圖。(a2)是表示(al)所示的微透鏡陣列的等高線的圖。(a3)是表示將(al)、(a2)所示的微透鏡適用于本發(fā)明的陣列狀光學元件時的、光線追蹤仿真的結果的圖。(bl)是表示相對于光軸而具有旋轉對稱的形狀的微透鏡陣列的立體圖。(b2)是表示(bl)所示的微透鏡陣列的等高線的圖。(b3)是表示將(bl)、(b2)所示的微透鏡適用于本發(fā)明的實施方式中的陣列狀光學元件時的、光線追蹤仿真的結果的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明本發(fā)明的攝像裝置的實施方式。(實施方式I)圖I是表示實施方式I的攝像裝置A的示意圖。本實施方式的攝像裝置A具備以V為光軸的鏡頭光學系統(tǒng)L、在鏡頭光學系統(tǒng)L的焦點附近配置的陣列狀光學元件K、攝像元件N、和運算處理部C。鏡頭光學系統(tǒng)L具有彼此光焦度(focal power)不同的第I光學區(qū)域Dl及第2光學區(qū)域D2，由入射來自被攝體(未圖示)的光的光圈S、經(jīng)過光圈S之后的光所通過的光學元件LI、入射通過了光學元件LI之后的光的透鏡L2而構成。在此，透鏡L2圖示為I枚的結構，但也可以是多枚的結構。在圖I中，光束Al是通過光學元件LI上的第I光學區(qū)域Dl的光束，光束A2是通過光學元件LI上的第2光學區(qū)域D2的光束。光束Al、A2按照光圈S、光學元件LI、透鏡L2、陣列狀光學元件K的順序通過上述部件，到達攝像元件N上的攝像面Ni。圖2是從被攝體側觀察光學元件LI的正面圖。光學元件LI中的第I、第2光學區(qū)域D1、D2彼此以光軸V為邊界中心在上下方向被二分割。通過了第I、第2光學區(qū)域D1、D2之后的光之中的紅色、緑色、藍色的各個光在光軸上的聚光位置是不同的。此外，第I、第2光學區(qū)域D1、D2具有彼此不同的光焦度。具體而言，第2光學區(qū)域D2具有相對于通過了第I光學區(qū)域Dl的紅色、緑色、藍色光的聚光位置而使紅色、緑色、藍色的各個光的聚光位置不同的光焦度。在圖2中，虛線s表示光圈S的位置。
陣列狀光學元件K被配置在鏡頭光學系統(tǒng)L的焦點附近，且被配置在與攝像面Ni相距規(guī)定距離的位置。圖3是陣列狀光學元件K的立體圖。在陣列狀光學元件K中的攝像元件N側的面，橫方向細長的多個光學要素Ml被配置在縱方向上。各個光學要素Ml的斷面(縱方向)的斷面具有向攝像元件N側突出的圓弧狀的形狀。這樣，陣列狀光學元件K具有雙凸透鏡的結構。圖4是示意地表示分別通過了第I光學區(qū)域Dl及第2光學區(qū)域D2的光線AlW及光線A2W的光路的圖。當光線AlW經(jīng)由光學元件LI之中的位于第I光學區(qū)域Dl的部分而入射至透鏡L2時，因軸上色差而在朝向透鏡L2的光軸上的像面的方向上光線按藍色(AlB)、綠色(AlG)、紅色(AlR)的順序會聚。同樣，當光線A2W經(jīng)由光學元件LI之中的位于第2光學區(qū)域D2的部分而入射至透鏡L2時，因軸上色差而在朝向透鏡L2的光軸上的像面的方向上光線按藍色(A2B)、綠色(A2G)、紅色(A2R)的順序會聚，但是由于第2光學區(qū)域D2具有不同于第I光學區(qū)域Dl的光焦度，因此通過了第I光學區(qū)域Dl之后的光線在各自錯開的位置處會聚。圖5 (a)是放大地表示圖I所示的陣列狀光學元件K及攝像元件N的圖，圖5(b)是表示陣列狀光學元件K與攝像元件N上的像素之間的位置關系的圖。像素Pl及像素P2各自在橫方向(行方向)上并排配置在I行。在縱方向(列方向)上，像素Pl和P2交替地配置。像素Pl由檢測紅色光的像素P1R、檢測綠色光的像素P1G、和檢測藍色光的像素PlB構成。像素P2也由檢測紅色光的像素P2R、檢測綠色光的像素P2G、和檢測藍色光的像素P2B構成。在檢測紅色光的像素P1R、P2R的表面設置有使紅色光透過的濾光器，在檢測綠色光的像素PIG、P2G的表面設置有使綠色光透過的濾光器，在檢測藍色光的像素P1B、P2B的表面設置有使藍色光透過的濾光器。這樣，在像素PI、P2各自的表面設置有使不同波段的光透過的濾光器，由此各像素能夠主要檢測R(紅)、G(緑)、B(藍)光的其中一種顏色光。陣列狀光學元件K的ー個光學要素Ml被配置成與攝像面Ni上的由I行像素Pl及I行像素P2構成的2行像素對應。在攝像面Ni上，按照覆蓋像素Pl、P2的表面的方式設置微透鏡Ms。陣列狀光學元件K被設計成通過了光學元件LI上的第I光學區(qū)域Dl的(圖I、圖2所示的)光束(在圖I中由實線表示的光束Al)的大部分到達攝像面Ni上的像素P1，通過了第2光學區(qū)域D2的光束(在圖I中由虛線表示的光束A2)的大部分到達攝像面Ni上的像素P2。具體而言，通過適當?shù)卦O定陣列狀光學元件K的折射率、距攝像面Ni的距離以及光學要素Ml表面的曲率半徑等的參數(shù)，可實現(xiàn)上述結構。圖6 (a)示出由圖5(b)的多個像素Pl所獲得的第I圖像信息，圖6 (b)示出由多個像素P2所獲得的第2圖像信息。再者，由攝像元件N所獲得的圖像信息在運算處理部C中被分離為第I圖像信息和第2圖像信息。如圖6(a)所示，在第I圖像信息中，對各個像素P(x，y)提供由像素Pl所獲得的亮度值(像素值)。如圖5(b)所示，由于作為像素P1，檢測紅、綠及藍之中的其中一種顏色的光的像素P1R、P1G、P1B依次排列在橫方向(行方向)上，因此即便在第I圖像信息中，獲得紅色的亮度值IR的像素、獲得綠色的亮度值IG的像素、及獲得藍色的亮度值IB的像素也依次排列在橫方向上。這樣，第I圖像信息的各個亮度值相對于I個像素而僅具有ー種顏色的顏色信息，因此可以根據(jù)周邊像素的亮度值對其他2種顏色的顔色信息進行補充。例如，在某
個像素P(i，j)中獲得了紅色的亮度值的情況下，可以在像素P(i，j)中對綠色及藍色的亮度值進行插補。為了對緑色的亮度值進行插補，而使用像素P(i_2，j)及像素P(i+l，j)的綠色的亮度值。為了增大靠近于像素P(i，j)的區(qū)域的貢獻，例如作為像素P(i，j)的綠色的亮度值，只要使用按照I : 2的比例對像素P(i-2，j)的亮度值和像素P(i+1，j)的亮度值進行加權平均而得到的值即可。同樣，作為像素P(i，j)的藍色的亮度值，只要使用按照2 I的比例對像素P(i_l，j)的亮度值和像素P(i+2，j)的亮度值進行加權平均而得到的值即可。再有，在第I、第2圖像信息的各個信息中，縱方向(列方向)的圖像的亮度信息按每隔I行而缺失?？梢愿鶕?jù)在縱方向(列方向)上相鄰的亮度值進行插補來生成所缺失的像素P(x，y)的亮度信息。例如，在圖6(a)所示的第I圖像中，像素P(i，j_l)的亮度信息缺失了。此時，只要對像素P(i，j)和像素P(i，j-2)的亮度信息進行平均，來對像素P(i，j-1)進行插補即可。通過以上這種的補充處理，生成了圖7(a)所示的第I彩色圖像、和圖7(b)所示的第2彩色圖像。第I彩色圖像的每個像素具有紅色(R)、緑色(G)、藍色⑶的顔色信息1R’、1G’、1B'，第2彩色圖像的每個像素具有紅色(R)、緑色(G)、藍色(B)的顔色信息2R’、2G’、2B'。以下，“第I彩色圖像”及“第2彩色圖像”通常是指插補后的圖像。根據(jù)本實施方式，由于通過了光學元件LI的第I光學區(qū)域Dl之后的藍色(B)、綠色(G)、紅色(R)的光線的聚光位置、與通過了第2光學區(qū)域D2之后的藍色(B)、緑色(G)、紅色(R)的光線的聚光位置彼此錯開，因此由像素Pl所獲得的圖像中的藍、綠、紅各自的清晰度、與由像素P2所獲得的圖像中的藍、綠、紅各自的清晰度不同。利用這種差異，從由像素Pl所獲得的第I彩色圖像及由像素P2所獲得的第2彩色圖像之中，使用藍色、緑色、紅色各自當中的清晰度較高的一方的圖像成分，由此能夠生成各種顏色的清晰度(或者析像度)高的輸出圖像。在第I彩色圖像及第2彩色圖像不包含藍色、緑色、紅色的全部的情況下，在這些圖像所包含的各種顏色中利用清晰度較高的一方的圖像成分，由此針對圖像中包含的顏色而言能夠獲得清晰度高的輸出圖像。這種處理能夠由運算處理部C來進行。由于清晰度越高則圖像的模糊越少，因此通常認為相鄰的像素間的亮度值之差(灰度之差)大。因此，在本實施方式中，在所獲取的圖像上的規(guī)定的微小區(qū)域內，基于相鄰的像素間的亮度值的差值來求出清晰度。微小區(qū)域既可以是圖7所示的I個像素P(x，y)，也可以是組合了多個像素P(x，y)的區(qū)域Rl (u，V)。此外，也可以基于對第I彩色圖像及第2彩色圖像的亮度值進行傅立葉變換而得到的頻譜來求出清晰度。在該情況下，能夠求出規(guī)定的空間頻率下的響應值，將其作為清晰度。也就是說，通過比較規(guī)定的空間頻率下的響應值，能夠進行圖像的清晰度的高低評價。再者，由于圖像是ニ維的，因此優(yōu)選利用2維傅立葉變換來求出清晰度的方法。光圈S是所有的視角的光束所通過的區(qū)域。因此，在光圈S的附近插入具有對光焦度進行控制的光學特性的面，由此能夠同樣地對所有視角中的光束的聚光特性進行控制。即、在本實施方式中，光學元件LI可以設置在光圈S的附近。將至少使2種顏色以上的光的聚光位置具有彼此不同的光焦度的光學區(qū)域Dl、D2配置在光圈S的附近，由此能夠對光束提供與區(qū)域的分割數(shù)相應的聚光特性。
在圖I中，光學元件LI被設置在光圈S與透鏡L2之間，被設置在通過光圈S之后的光直接(不經(jīng)由其他的光學部件)地入射至光學元件LI的位置。光學元件LI也可以被設置在與光圈S相比靠近被攝體側。在該情況下，通過光學元件LI之后的光可以直接(不經(jīng)由其他的光學部件)地入射至光圈S。在像側遠心光學系統(tǒng)(telecentric opticalsystem)的情況下，光學系統(tǒng)的焦點處的光線的入射角由通過光圈S的光線的位置唯一地決定。此外，陣列狀光學元件K具有根據(jù)光線的入射角分配出射方向的功能。因此，按照與在光圈S的附近所分割的光學區(qū)域D1、D2對應的方式，對攝像面Ni上的像素分配光束。接下來，對使景深變深的方法進行具體說明。圖8是表示實施方式I中的攝像裝置A的斷面圖。在圖8中，對于與圖I相同的構成要素賦予與圖I相同的符號。其中，在圖8中，透鏡L2由透鏡L2A和透鏡L2B的2枚透鏡構成。在圖8中雖然省略了陣列狀光學元件K(圖I等所示的)的圖示，但在圖8的區(qū)域H實際上設置了陣列狀光學元件K。區(qū)域H具有圖5(a)所示的構成。表I及表2是圖8所示的攝像裝置A的光學系統(tǒng)的設計數(shù)據(jù)。在表I及表2中，Ri表示各面的近軸曲率半徑(mm), di表示各面的面中心間隔(mm), nd表示透鏡或者濾光器的d線的折射率，vd表示各光學元件的d線的阿貝數(shù)。此外，在將距離面頂點的切平面而在光軸方向的距離設為X、將距離光軸的高度設為h、將r設為近軸曲率半徑、將k設為圓錐常數(shù)、將Am (m = 4，6，8)設為第m次的非球面系數(shù)時，非球面形狀由(式I)進行表示。[式I]
1 Irx - I++ 為み
1+ ||-(1+^)(')/7
Vr[表 I] 鏡頭數(shù)據(jù)焦點距離=10mm、F值=2. 8視角2w =10。、有效攝像圓徑=I. 78mm
權利要求
1.一種攝像裝置，具備 鏡頭光學系統(tǒng)，其具有第I顏色、第2顏色及第3顏色的光通過的第I區(qū)域；和所述第I顏色、第2顏色及第3顏色的光通過、且具有相對于通過了所述第I區(qū)域之后的所述第I顏色、第2顏色及第3顏色的各個光的聚光位置而使至少2種顏色以上的光的聚光位置不同的光焦度的第2區(qū)域； 攝像元件，其具有入射來自所述鏡頭光學系統(tǒng)的光的多個第I像素和多個第2像素；陣列狀光學元件，其被配置在所述鏡頭光學系統(tǒng)與所述攝像元件之間，使通過了所述第I區(qū)域之后的光入射至所述多個第I像素，使通過了所述第2區(qū)域之后的光入射至所述多個第2像素；和 運算處理部，其生成輸出圖像， 所述運算處理部利用在所述多個第I像素中獲得的像素值來生成所述第I顏色、第2顏色及第3顏色之中的至少一種顏色成分的第I圖像，利用在所述多個第2像素中獲得的像素值來生成包含與所述至少一種顏色成分相同的顏色成分在內的第2圖像，利用在所述第I圖像的規(guī)定區(qū)域及所述第2圖像的規(guī)定區(qū)域之中針對每種顏色而清晰度或者對比度值高的圖像成分來生成所述輸出圖像。
2.根據(jù)權利要求I所述的攝像裝置，其中， 通過了所述第I區(qū)域之后的所述第I顏色、所述第2顏色及所述第3顏色的光之中的至少2種顏色的光在光軸上的聚光位置彼此不同， 通過了所述第2區(qū)域之后的所述第I顏色、所述第2顏色及所述第3顏色的光之中的至少2種顏色的光在光軸上的聚光位置彼此不同。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的攝像裝置，其中， 所述第I區(qū)域及所述第2區(qū)域之中的至少一方具有衍射透鏡形狀。
4.根據(jù)權利要求3所述的攝像裝置，其中， 在所述衍射透鏡形狀的表面設置有光學調整層。
5.根據(jù)權利要求I至4任一項所述的攝像裝置，其中， 所述第I區(qū)域及所述第2區(qū)域是以所述鏡頭光學系統(tǒng)的光軸作為邊界中心而被分割后的區(qū)域。
6.根據(jù)權利要求I至5任一項所述的攝像裝置，其中， 所述第I區(qū)域具有夾著所述鏡頭光學系統(tǒng)的光軸而彼此配置成點對稱的多個第I區(qū)域構成部， 所述第2區(qū)域具有夾著所述鏡頭光學系統(tǒng)的光軸而彼此配置成點對稱的多個第2區(qū)域構成部。
7.根據(jù)權利要求I至6任一項所述的攝像裝置，其中， 所述鏡頭光學系統(tǒng)還具備除所述第I、第2區(qū)域以外的至少第3區(qū)域， 所述第3區(qū)域具有相對于分別通過了所述第I區(qū)域及所述第2區(qū)域之后的所述第I顏色、第2顏色、第3顏色的光的聚光位置而使所述第I顏色、所述第2顏色及所述第3顏色之中的至少2種顏色的聚光位置不同的光焦度， 所述陣列狀光學元件使通過了所述第3區(qū)域之后的光入射至除所述多個第I、第2像素以外的多個第3像素，所述運算處理部利用在所述多個第3像素中獲得的像素值來生成包含與所述至少一種顏色成分相同的顏色成分在內的第3圖像，利用在所述多個第I圖像的規(guī)定區(qū)域、所述第2圖像的規(guī)定區(qū)域及所述第3圖像的規(guī)定區(qū)域之中針對每種顏色而清晰度或者對比度值最高的圖像成分，來生成所述輸出圖像。
8.根據(jù)權利要求I至7任一項所述的攝像裝置，其中， 所述鏡頭光學系統(tǒng)是像側遠心光學系統(tǒng)。
9.根據(jù)權利要求I至7任一項所述的攝像裝置，其中， 所述鏡頭光學系統(tǒng)是像側非遠心光學系統(tǒng)， 在所述鏡頭光學系統(tǒng)的光軸外，使所述陣列狀光學元件的排列相對于所述攝像元件的所述第I像素及所述第2像素的排列而進行偏移。
10.根據(jù)權利要求I至9任一項所述的攝像裝置，其中， 所述陣列狀光學元件是雙凸透鏡或者微透鏡陣列。
11.根據(jù)權利要求I至9任一項所述的攝像裝置，其中， 所述陣列狀光學元件是微透鏡陣列， 所述微透鏡陣列具有多個光學要素， 所述多個光學要素各自與所述多個第I像素之中的至少I個像素以及所述第2像素之中的至少I個像素相對應， 所述多個光學要素各自具有相對于光軸而旋轉對稱的形狀。
12.根據(jù)權利要求I至11任一項所述的攝像裝置，其中， 所述陣列狀光學元件被形成在所述攝像元件上。
13.根據(jù)權利要求12所述的攝像裝置，其中， 所述攝像裝置還具備被設置在所述陣列狀光學元件與所述攝像元件之間的微透鏡， 所述陣列狀光學元件隔著所述微透鏡而被形成在所述攝像元件上。
14.根據(jù)權利要求I至13任一項所述的攝像裝置，其中， 所述多個第I像素及所述多個第2像素各自具有使不同波段的光透過的濾光器。
15.根據(jù)權利要求I至14任一項所述的攝像裝置，其中， 所述陣列狀光學元件具有多個光學要素， 所述多個光學要素各自與所述多個第I像素之中的至少I個像素以及所述第2像素之中的至少I個像素相對應， 與所述多個光學要素之中的各個光學要素相對應的像素具有使相同波段的光透過的濾光器。
16.根據(jù)權利要求I至15任一項所述的攝像裝置，其中， 所述鏡頭光學系統(tǒng)還具備光圈， 所述第I區(qū)域及所述第2區(qū)域被配置在所述光圈附近。
17.一種攝像系統(tǒng)，具備攝像裝置和運算處理部， 所述攝像裝置具備 鏡頭光學系統(tǒng)，其具有第I顏色、第2顏色及第3顏色的光通過的第I區(qū)域；和所述第I顏色、第2顏色及第3顏色的光通過、且具有相對于通過了所述第I區(qū)域之后的所述第I顏色、第2顏色及第3顏色的各個光的聚光位置而使至少2種顏色以上的光的聚光位置不同的光焦度的第2區(qū)域； 攝像元件，其具有入射來自所述鏡頭光學系統(tǒng)的光的多個第I像素和多個第2像素；和陣列狀光學元件，其被配置在所述鏡頭光學系統(tǒng)與所述攝像元件之間，使通過了所述第I區(qū)域之后的光入射至所述多個第I像素，使通過了所述第2區(qū)域之后的光入射至所述多個第2像素， 所述運算處理部利用在所述多個第I像素中獲得的像素值來生成所述第I顏色、第2顏色及第3顏色之中的至少一種顏色成分的第I圖像，利用在所述多個第2像素中獲得的像素值來生成包含與所述至少一種顏色成分相同的顏色成分在內的第2圖像，利用在所述第I圖像的規(guī)定區(qū)域及所述第2圖像的規(guī)定區(qū)域之中針 對每種顏色而清晰度高的圖像成分來生成所述輸出圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置，該攝像裝置具備鏡頭光學系統(tǒng)(L)，其具有第1光學區(qū)域(D1)、和具有與第1光學區(qū)域(D1)不同的光焦度的第2光學區(qū)域(D2)；攝像元件(N)，其具有多個像素(P1、P2)；和陣列狀光學元件(K)，其使通過了第1光學區(qū)域(D1)之后的光入射至像素(P1)，使通過了第2光學區(qū)域(D2)之后的光入射至像素(P2)。
文檔編號H04N9/07GK102959960SQ20128000154
公開日2013年3月6日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權日2011年6月23日
發(fā)明者今村典廣 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社