摄像模块及摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够提高同时拍摄的不同特性的多个图像的画质及分辨率的摄像模块及摄像装置。本发明专利技术涉及一种摄像装置，所述摄像装置具备：多透镜，由使光轴共同的中央光学系统即广角透镜及环状光学系统即长焦透镜构成；图像传感器(18)；及阵列透镜，配设于图像传感器(18)的入射面侧并由微透镜即光瞳成像透镜构成的。本发明专利技术的优选方式中，根据由分配于阵列透镜的每一微透镜的3×3个受光单元构成的每个单元块(B)的光瞳像，生成不同特性的2个图像。单元块(B)构成为具有与2个图像中的一个图像对应的周围8个受光单元，单元块内的周围8个受光单元输出为了生成1个图像而必要的所有波长区域的RGB的像素信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种摄像模块及摄像装置，尤其涉及一种能够同时拍摄不同特性的多个图像的摄像模块及摄像装置。
技术介绍
以往，如图20所示，提出有具备如下的摄像装置：摄影光学系统1，由配置于相同光轴上的中央部的中央光学系统(广角透镜)1a及其周边部的环状光学系统(长焦透镜)1b且特性与中央光学系统1a不同的环状光学系统1b构成；图像传感器3；及阵列透镜2，由配设于图像传感器3的入射面侧的多个微透镜(光瞳成像透镜)构成，并通过各微透镜使摄影光学系统的光瞳像成像于图像传感器3上(专利文献1)。上述摄影光学系统1的像面在阵列透镜2上，阵列透镜2使摄影光学系统1的光瞳像成像于图像传感器3上。图21表示图像传感器3上的1个受光单元3a及阵列透镜2的1个微透镜成像于图像传感器3上的摄影光学系统1的光瞳像。该光瞳像具有与中央光学系统1a对应的中央光瞳像(广角透镜成分)及与环状光学系统1b对应的环状光瞳像(长焦透镜成分)。图22(a)部分表示对每1个微透镜分配图像传感器3的5×5的受光单元3a的一例。如图22(a)部分所示，5×5的25个受光单元组的每一个中，其中央部的受光单元受光中央光瞳像(广角透镜成分)，其周边部的受光单元受光环状光瞳像(长焦透镜成分)。25个受光单元组的每一个中，从受光广角透镜成分的受光单元生成广角图像的1像素量的图像信号，同样地从受光长焦透镜成分的受光单元生成长焦图像的1像素量的图像信号，由此如图22(b)部分及图22(c)部分所示，获得与广角透镜对应的广角图像及与长焦透镜对应的长焦图像。图22所示的例子中，图像传感器3的受光单元数与从图像传感器3获得的广角图像及长焦图像的像素数之间的关系为受光单元数∶像素数(×图像数)＝25∶1(×2)。如图22所示，若对每1个微透镜分配图像传感器3的5×5的受光单元3a，则会产生与图像传感器3的受光单元数相比，从图像传感器3获得的不同特性的图像(上述例子中，为广角图像及长焦图像)的像素数大幅降低的问题。抑制从图像传感器3获得的不同特性的图像的像素数降低的最简单的方法是减少分配于每1个微透镜的受光单元的数量(分配数)。能够与减少分配数的量相应地增加可取出的不同特性的图像的像素数。图23(a)部分及图23(b)部分分别表示对每1个微透镜分配图像传感器3的5×5的受光单元3a的例子及分配3×3的受光单元3a的例子。即，对摄影光学系统进行同心圆分割时，能够分配于阵列透镜的每1个微透镜的受光单元的分配数的极限为3×3，此时的图像传感器3的受光单元数与从图像传感器3获得的广角图像或长焦图像的像素数之间的关系为受光单元数∶像素数＝9∶1。但是，专利文献1中记载有为了拍摄彩色图像，以预先设定的图案在受光元件排列有滤色器的内容，但并没有有关具体滤色器排列的记载。另一方面，专利文献2、3中记载有如下摄像装置，即，使用通常的成像透镜及配设于图像传感器的入射面侧的阵列透镜(微透镜阵列)，通过透镜阵列将成像透镜的通过光线分离为自多个视点的光线，并且使其入射于图像传感器的各受光单元，从而获取基于受光量的像素信号。专利文献2、3中记载有通过1个微透镜的光线被3×3个受光单元接收，还记载有在图像传感器上设置有拜耳排列的滤色器，在每个受光单元设置有红(R)、绿(G)、蓝(B)中的任一滤色器。从与各微透镜对应的3×3个受光单元提取相同位置的受光单元的输出信号来重构图像，由此能够生成9个视点图像，但如此生成的视点图像也成为拜耳排列的彩色图像(马赛克图像)(参考专利文献2的图11)。作为光瞳分割构件的一例，可举出通过设置于每个受光单元的微透镜及遮光罩，使通过多透镜的不同特性的各区域的光束入射于不同受光单元的构件(专利文献4)。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2012-253670号公报专利文献2：日本专利公开2013-90059号公报专利文献3：日本专利公开2013-115532号公报专利文献4：日本专利公开2012-253670号公报专利技术的概要专利技术要解决的技术课题现在，对如下结构的摄像装置进行研究，即，在专利文献1中记载的摄像装置中，如图24(a)部分所示，适用如专利文献2、3中记载的具有通常的拜耳排列的图像传感器，且将3×3的受光单元分配于1个微透镜。另外，具有该结构的摄像装置并非公知的摄像装置。图24(a)部分所示的图像传感器及阵列透镜将格子状的6×6的受光单元(2×2的阵列透镜)作为基本块，并且该基本块沿水平方向及垂直方向反复配置而构成。图24(b)部分表示基本块，基本块将1个微透镜及针对该1个微透镜的3×3的受光单元作为单元块，由4个单元块构成。图24(c1)部分及图24(c2)部分分别表示单元块(3×3)的中央的受光单元(入射有通过图20所示的中央光学系统1a的光束的受光单元)组及周围的8个受光单元(入射有通过图20所示的环状光学系统1b的光束的受光单元)组。如图24(c1)部分所示，中央的受光单元组的图像成为拜耳排列的马赛克图像。由此，通过对拜耳排列的马赛克图像进行去马赛克处理(还称为同步化处理)，一定能够获得彩色图像。另一方面，如图24(c2)部分所示，周围的8个受光单元组中，混在有包含RGB的所有受光单元的8个受光单元、没有R的受光单元的8个受光单元及没有B的受光单元的8个受光单元，作为RGB的受光单元的配置，欠缺平衡。具体而言，中央的受光单元为G的受光单元的3×3的受光单元的周围的8个受光单元具有2个R的受光单元、4个G的受光单元及2个B的受光单元，具有RGB的所有颜色信息。另一方面，中央的受光单元为R的3×3的受光单元的周围的8个受光单元具有4个G的受光单元、4个B的受光单元，没有R的受光单元，同样地中央的受光单元为B的3×3的受光单元的周围的8个受光单元具有4个R的受光单元、4个G的受光单元，没有B的受光单元。因此，没有R的受光单元或B的受光单元的3×3的受光单元的周围的8个受光单元需要进行使用以相邻的单元块获得的R的受光单元或B的受光单元来补偿等的处理，除了费工夫之外，还产生通过周围8个受光单元组生成的图像的分辨性能下降的问题。并且，如前述那样对摄影光学系统进行同心圆分割时，能够分配于阵列透镜的每1个微透镜的受光单元的分配数的极限为3×3，存在同时拍摄的不同特性的图像的像素数降低的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像模块，其同时拍摄特性不同的X个被摄体像，并对所述X个被摄体像中的至少1个被摄体像输出多个波长区域的像素信号，其中，X为2以上的整数，所述摄像模块具备：多透镜，具有供被摄体光入射的X个区域，使特性不同的被摄体像在X个区域的每个区域中相同像面上重叠并成像；光瞳分割构件，按所述X个区域的每个区域分割所述多透镜的光瞳像；及Y个光电转换器，与分别接收通过所述光瞳分割构件分割的X个光瞳像的X个受光区域对应配设，其中，Y为X+1以上的整数，所述X个受光区域中的至少1个受光区域中配设有多个光电转换器，配设于所述1个受光区域的多个光电转换器输出所述多个波长区域的像素信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 JP 2013-2636601.一种摄像模块，其同时拍摄特性不同的X个被摄体像，并对所述X个
被摄体像中的至少1个被摄体像输出多个波长区域的像素信号，其中，X为2
以上的整数，所述摄像模块具备：
多透镜，具有供被摄体光入射的X个区域，使特性不同的被摄体像在X个
区域的每个区域中相同像面上重叠并成像；
光瞳分割构件，按所述X个区域的每个区域分割所述多透镜的光瞳像；及
Y个光电转换器，与分别接收通过所述光瞳分割构件分割的X个光瞳像的
X个受光区域对应配设，其中，Y为X+1以上的整数，
所述X个受光区域中的至少1个受光区域中配设有多个光电转换器，
配设于所述1个受光区域的多个光电转换器输出所述多个波长区域的像素
信号。
2.根据权利要求1所述的摄像模块，其中，
配设于所述1个受光区域的多个光电转换器输出为了生成构成图像的像素
而必要的所有波长区域的像素信号，所述图像由所述多个波长区域的信息构
成。
3.根据权利要求1或2所述的摄像模块，其中，
所述光瞳分割构件为由排列成2维状的微透镜构成的阵列透镜，并且该阵
列透镜配设于所述光电转换器的入射面侧，并通过各个微透镜使所述多透镜的
光瞳像入射于所述Y个光电转换器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像模块，其中，
在将所述光瞳分割构件及所述Y个光电转换器设为单元块时，配设于所述
1个受光区域的多个光电转换器包含输出相同波长区域的像素信号的2个以上
的光电转换器，所述2个以上的光电转换器相对于所述单元块的中心配置于对
称位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像模块，其中，
配设于所述1个受光区域的多个光电转换器输出红(R)、绿(G)及蓝
(B)的每个波长区域的像素信号。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像模块，其中，
所述多透镜由中央的第1光学系统及设置于所述第1光学系统的周边部且
特性与该第1光学系统不同的第2光学系统构成。
7.根据权利要求6所述的摄像模块，其中，
所述多透镜中，所述第1光学系统及第2光学系统中的一个为广角光学系
统，另一个为长焦光学系统。
8.根据权利要求6或7所述的摄像模块，其中，
所述多透镜的第1光学系统为圆形的中央光学系统，所述第2光学系统为
相对于所述中央光学系统配设成同心圆状的环状光学系统。
9.根据权利要求6或7所述的摄像模块，其中，
所述多透镜的第1光学系统为圆形的中央光学系统，所述第2光学系统为
相对于所述中央光学系统配设成同心圆状的环状光学系统，
在将所述光瞳分割构件及所述Y个光电转换器设为单元块时，所述单元块
具有排列成格子状的3×3个光电转换器，
与所述中央光学系统对应的中央光瞳像入射于所述单元块的中央的光电转
换器，
与所述环状光学系统对应的环状光瞳像入射于所述单元块的周围的8个光
电转换器。
10.根据权利要求9所述的摄像模块，其中，
所述单元块的中央的光电转换器输出红(R)、绿(G)及蓝(B)的波长
区域的像素信号中的任一个像素信号，并且多个所述单元块的中央的光电转换
器中，输出R、G及B的波长区域的像素信号的光电转换器被周期性地排列。
11.根据权利要求9或10所述的摄像模块，其中，
所述单元块的周围的8个光电转换器由输出G的波长区域的像素信号的4
个光电转换器、输出R的波长区域的像素信号的2个光电转换器及输出B的波
长区域的像素信号的2个光电转换器构成。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的摄像模块，其中，
将排列成格子状的6×6个所述光电转换器作为基本块，该基本块沿水平
方向及垂直方向被反复配置而构成图像传感器。
13.根据权利要求3所述的摄像模块，其中，
所述阵列透镜使通过各个微透镜分别入射于所述光电转换器上的光瞳像中

\t相互相邻的所述光瞳像的一部分彼此在所述光电转换器上重复。
14.根据权利要求13所述的摄像模块，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野修司，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP