摄像装置(1)具有：使来自物体的光透过的前置光学系统(10)；利用多个光谱过滤器使来自前置光学系统(10)的光透过的光谱过滤器阵列(20)；分别利用多个小透镜使来自多个光谱过滤器的光透过而使多个物体像成像的小透镜阵列(30)；分别对多个物体像进行摄像的摄像元件(50)；以及根据从摄像元件(50)输出的图像信号，求出物体像的二维光谱信息的图像处理部(60)，前置光学系统(10)构成为使来自所对焦的物体的光透过而成为平行光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置
本专利技术涉及通过一次摄像获取物体像中的光谱、斯托克斯参数等光学信息的摄像 装直。
技术介绍
作为摄像装置的一种，存在所谓的多波段相机（例如，参照专利文献1)。作为多波 段相机的一种方式，存在如下构成的相机：将设置有相对于光学系统的光轴在不同的方向 上具有法线的多个光折射面的棱镜配置在光学系统的相当于孔径光阑的位置上。通过这种 结构，对于被分割的多个光束在分别不同的方向上施加偏角，从而对于同一物体，在摄像面 上的不同的成像位置形成与多个光折射面相同数量的多个物体像。在棱镜的紧后方，以与 多个物体像分别对应的方式设置有不同的光谱过滤器，多个物体像分别通过预定的波长成 分而形成。利用摄像元件对通过这些预定的波长成分形成的多个物体像进行摄像，通过进 行图像处理，能够通过一次摄像获取物体的二维光谱特性。 在这种多波段相机中，虽然棱镜配置于非平行光束中，但是当使非平行光束通过 楔形棱镜的折射作用而偏转时，会产生像散、彗差或者由于折射角度根据波长而不同引起 的色像差等各像差，使画质降低。另外，通过在楔形棱镜的折射引起的变形效果，物体像的 投影倍率在折射方向和折射正交方向上不同，因此在物体像产生失真。而且，由于棱镜的多 个入射面（折射面）不平行，且在每个折射面上使光束向不同的方向偏转，因此该失真对于 多个物体像分别呈现不同的光学性质。因此，当通过图像处理使多个物体像严密地合成时， 对于多个物体像分别需要不同的失真消除处理，花费多余的工夫。假设即使在平行光束中 配置棱镜，虽然消除像散和彗差，但是色像差和物体像失真的问题依然存在。 另外，作为多波段相机的一种方式，存在构成为在物体的中间像之后、或者直接在 物体像之后配置小透镜阵列，将与小透镜数量对应的多个物体像形成在摄像面上。在各小 透镜上分别设置有不同的光谱过滤器，多个物体像分别通过预定的波长成分而形成。通过 摄像元件对由这些预定的波长成分形成的多个物体像进行摄像，通过进行图像处理，能够 通过一次摄像获取物体的二维光谱特性。 在这种多波段相机中，通过小透镜阵列中的各小透镜形成的多个物体像彼此具有 视差（parallax)。当在物体像之后直接配置小透镜阵列时，视差的量根据到物体的距离而 变化，在通过图像处理合成图像时花费多余的工夫。 另外，作为多波段相机的一种方式，仅将二维地排列了多个透镜系统的透镜阵列 作为摄像光学系统使用的复眼相机也正被实用化。在这种相机中，在对近距离物体进行摄 像时，因在透镜阵列中的透镜之间产生的较大视差，而在视场上产生差异，无法使用图像端 部。另外，虽然从以往开始也经常使用将同一规格的相机排列多个来作为多波段相机的简 单的方法，但是在该方法中不得不对各个相机分别进行焦点调整，非常繁杂。 现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开平8-233658号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 如上所述，在多波段相机等的摄像装置中，对图像处理施加了很大的负担。 本专利技术是鉴于这种问题而完成的，其目的在于，提供使图像处理的负担减轻的摄 像装置。 用于解决课题的手段 为了实现这种目的，根据例示本专利技术的方式，提供一种摄像装置，其特征在于，具 有：前置光学系统，使来自物体的光透过；光学元件阵列，由沿着与光轴垂直的平面二维地 排列的多个光学元件构成，利用所述多个光学元件使来自所述前置光学系统的光通过；小 透镜阵列，由沿着与光轴垂直的平面二维地排列的具有正的光焦度的多个小透镜构成，分 别利用所述多个小透镜使来自所述多个光学元件的光透过而使所述多个物体像成像；摄像 元件，在所述多个小透镜的焦平面上配置摄像面而分别对所述多个物体像进行摄像；以及 图像处理部，根据从所述摄像元件输出的图像信号，求出与所述光学元件的光学特性对应 的所述物体像的信息，所述前置光学系统使来自所对焦的物体的光透过而成为平行光。 专利技术效果 根据本专利技术，能够使图像处理的负担减轻。 【附图说明】 图1是第1实施方式的摄像装置的概要结构图。 图2是光谱过滤器阵列的主视图。 图3是第1光谱过滤器到第9光谱过滤器各自的光谱特性图。 图4是小透镜阵列的主视图。 图5是示出没有分隔部件时的摄像面上的成像光束的示意图。 图6是分隔部件的立体图。 图7是示出存在分隔部件时的摄像面上的物体像的示意图。 图8是示出小透镜的中心轴与摄像像素的交点的示意图。 图9是第2实施方式的摄像装置的概要结构图。 图10是示出摄像面上的视场光阑的效果的示意图。 图11是第3实施方式的摄像装置的概要结构图。 图12是光学元件阵列的主视图。 图13是第1光学元件的侧视图。 图14(a)是第4光学元件的侧视图，（b)是偏光滤波器的主视图，（c)是1/4波片 的主视图。 图15是第4实施方式的摄像装置的概要结构图。 图16是小透镜阵列的主视图。 图17是遮光板的主视图。 图18是光谱过滤器阵列的主视图。 图19是分隔部件的主视图。 图20是第4实施方式的包含小透镜的摄像光学系统的透镜结构图。 图21是第4实施方式的摄像光学系统的各像差图。 图22是示出第4实施方式的摄像光学系统中的MTF与散焦之间的关系的图表。 图23是第1变形例的包含小透镜的摄像光学系统的透镜结构图。 图24是第1变形例的摄像光学系统的各像差图。 图25是示出第1变形例的摄像光学系统中的MTF与散焦之间的关系的图表。 图26是第2变形例的包含小透镜的摄像光学系统的透镜结构图。 图27是第2变形例的摄像光学系统的各像差图。 图28是示出第2变形例的摄像光学系统中的MTF与散焦之间的关系的图表。 图29是第3变形例的包含小透镜的摄像光学系统的透镜结构图。 图30是第3变形例的摄像光学系统的各像差图。 图31是示出第3变形例的摄像光学系统中的MTF与散焦之间的关系的图表。 图32是第5实施方式的摄像装置的概要结构图。 图33是示出存在分隔部件时的摄像面上的物体像的示意图。 图34是参考例的包含小透镜的摄像光学系统的透镜结构图。 图35是参考例的摄像光学系统的各像差图。 图36是示出参考例的摄像光学系统中的MTF与散焦之间的关系的图表。 【具体实施方式】 以下，参照附图对本专利技术的优选实施方式进行说明。图1示出第1实施方式的摄 像装置1。第1实施方式的摄像装置1具有前置光学系统10、光谱过滤器阵列20、小透镜阵 列30、分隔部件40、摄像元件50及图像处理部60。前置光学系统10收纳并保持在镜筒部 2的内部。另一方面，光谱过滤器阵列20、小透镜阵列30、分隔部件40、摄像元件50以及图 像处理部60收纳并保持在相机主体3的内部。保持前置光学系统10的镜筒部2能够拆装 更换地安装在相机主体3上。由此，根据摄像装置1的视场角、摄影距离，安装最佳的前置 光学系统10。 前置光学系统10由沿着光轴Ax而从物体侧依次排列的、具有负的光焦度的第1 透镜组11和具有正的光焦度的第2透镜组12构成。虽然第1透镜组11和第2透镜组12 在图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种摄像装置，其特征在于，具有：前置光学系统，使来自物体的光透过；光学元件阵列，由沿着与光轴垂直的平面二维地排列的多个光学元件构成，利用所述多个光学元件使来自所述前置光学系统的光通过；小透镜阵列，由沿着与光轴垂直的平面二维地排列的具有正的光焦度的多个小透镜构成，分别利用所述多个小透镜使来自所述多个光学元件的光透过而使所述多个物体像成像；摄像元件，在所述多个小透镜的焦平面上配置摄像面而分别对所述多个物体像进行摄像；以及图像处理部，根据从所述摄像元件输出的图像信号，求出与所述光学元件的光学特性对应的所述物体像的信息，所述前置光学系统使来自所对焦的物体的光透过而成为平行光。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.28 JP 2012-1207131. 一种摄像装置，其特征在于， 具有：前置光学系统，使来自物体的光透过； 光学元件阵列，由沿着与光轴垂直的平面二维地排列的多个光学元件构成，利用所述 多个光学元件使来自所述前置光学系统的光通过； 小透镜阵列，由沿着与光轴垂直的平面二维地排列的具有正的光焦度的多个小透镜 构成，分别利用所述多个小透镜使来自所述多个光学元件的光透过而使所述多个物体像成 像； 摄像元件，在所述多个小透镜的焦平面上配置摄像面而分别对所述多个物体像进行摄 像；以及 图像处理部，根据从所述摄像元件输出的图像信号，求出与所述光学元件的光学特性 对应的所述物体像的信息， 所述前置光学系统使来自所对焦的物体的光透过而成为平行光。2. 根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 所述前置光学系统具有通过沿着光轴移动来进行从无限远物体向有限距离物体的对 焦的对焦透镜组，使来自所述所对焦的物体的光透过而成为平行光。3. 根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于， 所述摄像装置还具有保持部，该保持部以能够拆装的方式保持所述光学元件阵列。4. 根据权利要求1至3中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于， 所述摄像装置还具有镜筒部，该镜筒部以能够拆装的方式保持所述前置光学系统。5. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于， 所述摄像装置还具有分隔部件，该分隔部件配置于所述小透镜阵列与所述摄像元件之 间，防止从所述多个小透镜分别到达所述摄像面上的光彼此重叠。6. 根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于， 所述前置光学系统具有通过沿着光轴移动来进行从无限远物体向有限距离物体的对 焦的对焦透镜组，并构成为使来自所述所对焦的物体的光透过而成为平行光， 所述前置光学系统具备具有负的光焦度的负透镜组和具有正的光焦度的正透镜组， 所述对焦透镜组为所述负透镜组和所述正透镜组中的至少任意一个。7. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于， 所述前置光学系统具有通过沿着光轴移动来进行从无限远物体向有限距离物体的对 焦的对焦透镜组，并构成为使来自所述所对焦的物体的光透过而成为平行光， 所述前置光学系统在内部形成物体的中间像， 在所述中间像的形成位置上配置视场光阑，该视场...
【专利技术属性】
技术研发人员：胜沼淳，儿玉贤一，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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