光学部件和使用它的摄像系统技术方案

本发明专利技术提供一种光学部件和使用它的摄像系统，提供抑制WFC中的电噪声放大的光学部件的技术。本发明专利技术的对透过光学系统的光束赋予规定的相位的包括多个环带的光学部件，其特征在于：各个所述环带的、位于该光学部件的内周一侧的面的面积与位于外周一侧的面的面积大致相同，在沿着该光学部件的半径方向的截面中，各环带的外周端处的切线的倾角与内周端处的切线的倾角大致相同。

【技术实现步骤摘要】
光学部件和使用它的摄像系统
本专利技术涉及光学部件和使用它的摄像系统。
技术介绍
专利文献1中，公开了在光学系统中配置对光的相位进行调制的相位板，通过使点像分布函数(PSF：PointSpreadFunction)模糊而在与合焦点位置相距一定距离的范围内使形状大致一定，对于用摄像元件取得的光学像的信息实施信号处理而除去PSF的模糊，由此扩大景深或焦深的技术。该技术被称为WFC(WavefrontCoding：波前编码)。另外，专利文献2中，公开了在WFC中使相位板的形状成为相对于光轴旋转对称的环带结构的技术。另外，专利文献3中，公开了在环带结构的相位板中使各环带的截面形状非对称的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第5748371号说明书专利文献2：日本特开2014-197115号公报专利文献3：国际公开第2015/166539号
技术实现思路
专利技术要解决的课题上述专利文献1～专利文献3中记载的技术中，除去PSF的模糊的信号处理(复原处理)是一种锐化处理，但在该锐化处理时会将摄像元件所具有的电噪声放大。本专利技术的课题是提供一种关于抑制WFC中的电噪声放大的光学部件的技术。用于解决课题的技术方案本申请包括多个解决上述课题的至少一部分的方案，举其一例，如下所述。为了解决上述课题，本专利技术的一个方式的光学部件是一种对透过光学系统的光束赋予规定的相位的包括多个环带的光学部件，其特征在于：各个所述环带的、位于该光学部件的内周一侧的面的面积与位于外周一侧的面的面积大致相同，在沿着所述光学部件的半径方向的截面中，各环带的外周端处的切线的倾角与内周端处的切线的倾角大致相同。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种抑制WFC中的电噪声放大、能够得到清晰且深度深的图像的光学部件的技术。上述以外的课题、结构和效果将通过以下实施方式的说明而说明。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的摄像系统的结构的图。图2是表示现有的相位板的结构的图。图3是表示现有的相位板附加的相位的图。图4是表示第一实施方式的相位板附加的相位的例子的图。图5是表示应用现有的相位板得到的PSF和应用第一实施方式的相位板得到的PSF的例子的图。图6是表示测试图表的图。图7是表示对各摄像系统的输出图像的品质进行比较的曲线图的图。图8是表示对各摄像系统的复原处理时的信号增益进行比较的曲线图的图。图9是表示第一实施方式的相位板的结构的图。图10是表示第二实施方式的相位板的结构的图。图11是表示第三实施方式的相位板的结构的图。图12是表示第四实施方式的相位板的结构的图。图13是表示第五实施方式的相位板的结构的图。图14是表示第五实施方式的相位板附加的相位的例子的图。图15是表示第一实施方式的相位板和第五实施方式的相位板得到的PSF的例子的图。图16是表示对各摄像系统的输出图像的品质进行比较的曲线图的图。图17是表示对各摄像系统的复原处理时的信号增益进行比较的曲线图的图。图18是表示用通常的摄像机将自然物作为被拍摄体取得的图像的例子的图。图19是表示使用现有的相位板用WFC取得的图像的例子的图。图20是表示使用第五实施方式的相位板用WFC取得的图像的例子的图。图21是表示取得图像的R、Gr、Gb、B各色像素中的Gb像素的图像的比较例的图。具体实施方式在以下实施方式中，为了方便而在需要时分割为多个段或实施方式进行说明，但除特别声明的情况外，它们并不是相互无关的，而是一方为另一方的一部分或全部的变形例、详情、补足说明等的关系。另外，以下实施方式中，在提及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除特别声明的情况和原理上明显限定为特定数量等情况外，都不限定于该特定的数量，可以是特定数量以上或以下。并且，以下实施方式中，其构成要素(也包括要素步骤等)，除特别声明的情况和原理上认为明显必要等情况外，都不是必要的。同样，以下实施方式中，在提及构成要素等的形状、位置关系等时，除特别声明的情况和原理上认为明显并非如此等情况外，实质上也包括与其形状等近似或类似的等。这一点对于上述数值和范围也同样。另外，在用于说明实施方式的全部图中，对于相同的部件原则上附加相同的符号，省略其反复的说明。以下参考附图说明本专利技术的实施例。图1是表示本专利技术的第一实施方式的摄像系统的结构的图。在摄像系统100中，使用具备光学系统2、摄像元件3、A/D转换器4、RAW缓存5、图像处理部6和输出部7的摄像装置。光学系统2具备前透镜组23和后透镜组24、光阑22和相位板21。光阑22位于前透镜组23与后透镜组24之间。光阑22起到适当地限制从被拍摄体1发出的、透过光学系统2的光束的作用。相位板21设置在光阑22的附近。相位板21对透过光学系统2的光束附加规定的相位，但也可以存在不附加相位的部位。从被拍摄体1发出并对光学系统2入射的光束因为前透镜组23和后透镜组24的功能而在摄像元件3的面上成像为被拍摄体像。因为用相位板21附加相位的效果，在成像位置的前后较宽的范围中被拍摄体像的模糊大致一定。摄像元件3在其面上具有多个像素。该在该摄像元件3的面上成像的被拍摄体像，被摄像元件3按像素转换为模拟信号，进而被A/D转换器4转换为数字信号而生成与被拍摄体像对应的图像数据。RAW缓存5保存从A/D转换器4得到的图像数据。图像处理部6从RAW缓存5接收图像数据，实施用于除去相位板21的相位调制导致的被拍摄体像的模糊的信号处理。信号处理的方法包括各种公知的处理。例如，可以是使用空间滤波器的方法。修正后的图像被提供给输出部7。输出部7例如是显示器或存储装置、通信装置、打印机等各种能够使用数字数据输出的装置即可。图2是表示现有的相位板的结构的图。图2(a)表示相位板21的主视图，图2(b)表示相位板21的沿半径和直径的截面图。光轴在图2(a)中设定为与纸面垂直的方向，在图2(b)中设定为上下方向。设定为来自被拍摄体1的光线从图2(b)的图中下方向图中上方前进。另外，相位板21例如由4个宽度相等的环带构成。环带从相位板21的内侧起包括第一环带211、第二环带212、第三环带213、第四环带214。各环带在截面图中是在内周端与外周端之间具有极大值211P、212P、213P、214P的凸状。达到该极大值的半径坐标在图2(a)中用虚线表示。图3是表示现有的相位板附加的相位的图。图3中，设横轴为相位板21的规范化半径，纵轴为用相位板21对特定波长附加的相位。附加的相位的大小与相位板21的截面的高度成正比，所以将纵轴考虑为相位板21的高度时容易理解。图中rc1、rc2、rc3、rc4表示相位板21的各环带的高度达到极大值的规范化半径坐标。相位板21配置在光学系统中的情况下，从内周一侧起第i个环带中的rci的内周一侧的区域起到使入射的光向比原本的聚焦位置靠近前侧(近焦侧)扩散的作用、rci的外周一侧的区域起到使入射的光向比原本的聚焦位置靠远侧(远焦侧)扩散的作用。此处，各环带中rci被设定为rci的内周一侧的区域与rci的外周一侧的区域的面积、即附加相位的对象的面积大致相等。因此，能够使在聚焦位置的前后对PSF贡献的光的量均等。其中，关于附加相位的对象的面积，优选rci的内周一侧的区域与rci的外周一侧的区域的面积相等，但也可以存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对从光学系统透射的光束附加规定的相位的包括多个环带的光学部件，其特征在于：各个所述环带的、位于所述光学部件的内周一侧的面的面积与位于外周一侧的面的面积大致相同，在沿着所述光学部件的半径方向的截面中，各环带的外周端处的切线的倾角与内周端处的切线的倾角大致相同。

【技术特征摘要】
2016.12.21 JP 2016-2474541.一种对从光学系统透射的光束附加规定的相位的包括多个环带的光学部件，其特征在于：各个所述环带的、位于所述光学部件的内周一侧的面的面积与位于外周一侧的面的面积大致相同，在沿着所述光学部件的半径方向的截面中，各环带的外周端处的切线的倾角与内周端处的切线的倾角大致相同。2.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于：所述环带的截面形状是凸状。3.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于：所述环带的截面形状是凹状。4.如权利要求1所述的光学部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田光彦，岛野健，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP