具有微透镜阵列的摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术为具有微透镜阵列的摄像装置，旨在减少在从由全光相机拍摄的光场图像来生成重构图像的情况下生成的噪声。为此，摄像装置(1)在光学系统中具备：主透镜(31)、由多个微透镜(32-i)构成的微透镜阵列(32)、以及摄像元件(33)。在微透镜阵列(32)中，按照将微透镜(32-i)的各自的边缘与其他的微透镜(32-i)的边缘进行线接触的方式来规则地连续进行重复配置，主透镜(31)的孔径形状具有与微透镜(32-i)的形状大致相同的形状，多个微透镜(32-i)的各边缘的长度与焦点距离之比大致相同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及被称为全光相机的摄像装置。
技术介绍
近年，开发了取入针对入射方向的方向分布(direction distribution)的信息的摄像装置，即称为“全光(plenoptic)相机”的摄像装置(日本特表2009-532993号公报)。在全光相机的光学系统中，在现有的摄像透镜(以下，称为“主透镜”)和摄像元件 之间，插入有纵横地连续重复配置了极小的透镜(以下，称为“微透镜”)的复眼状的透镜阵列(以下，称为微透镜阵列)。构成微透镜阵列的各个微透镜将由主透镜聚光的光根据其到达的角度来分配到摄像元件内的多个像素。S卩，由各个微透镜的每一个聚光于摄像元件的像(以下，称为“子图像”)成为多个集合体，并将由该多个子图像的集合体构成的图像的数据作为摄像图像的数据从摄像元件输出。此外，以下，将这样的全光相机的摄像图像，即由多个子图像的集合体构成的图像称为“光场图像”。光场图像通过不仅经由这样的现有的主透镜还经由微透镜阵列而入射的光生成。因此，光场图像不仅具有现有的摄像图像中也含有的2维的空间信息，还具有作为现有的摄像图像中未包含的信息的、表示从摄像元件来看是从哪ー个方向到达的光线的2维的方向信息。因此，在具有这样的2维方向信息的光场图像的摄像后，全光相机能使用该光场图像的数据来重构在摄像时以任意的距离与前方相隔的面的像。換言之，全光相机即使在规定距离下不能对焦而拍摄了光场图像的情况下，也能通过使用该光场图像的数据，来在摄像后自由地制作出与该规定距离下对焦而拍摄的图像等效的图像(以下，称为“重构图像”)的数据。具体而言，全光相机将以任意的距离相隔的面上的I点设定为关注点，计算来自该关注点的光经由主透镜以及微透镜阵列而分配到摄像元件内的哪ー个像素。在此，例如，若摄像元件的各像素与构成光场图像的各像素对应，则全光相机对构成光场图像的各像素中的、分配来自该关注点的光的ー个以上的像素的像素值进行积分。该积分值成为重构图像中的、与关注点对应的像素的像素值。如此，将重构图像中的、与关注点对应的像素进行重构。全光相机将构成重构图像的各像素(与从全光相机相隔任意距离的面上的各点对应的各像素)的每ー个依次设定为关注点，并重复上述一系列处理，从而来重构重构图像的数据(重构图像的各像素的像素值的集合体)。本专利技术的一种形态的摄像装置，在光学系统中具备主透镜、微透镜阵列、以及摄像元件，其中，在所述微透镜阵列中，按照微透镜的各自的边缘与其他的微透镜的边缘进行线接触的方式来规则地配置多个即s个微透镜。附图说明 若将以下的详细的描述配合以下的附图来考虑，则能对本申请得到更深的理解。图I是表示本专利技术的ー实施方式所涉及的摄像装置的硬件的构成的图。图2是表示光学系统的构成例的图。图3是用于说明重构处理的流程图。图4是表示现有的摄像装置的光学系统的构成的图。图5是将在应用本专利技术的情况下所得到的重构图像与现有的重构图像进行比较的图。图6是将本实施方式所涉及的摄像装置与现有的摄像装置在光学系统的构成上进行比较的图。具体实施例方式以下，基于附图来说明本专利技术的ー实施方式。图I是表示本专利技术的ー实施方式所涉及的摄像装置I的硬件的构成的框图。摄像装置I 具备CPU (Central Processing Unit :中央处理单兀)11、R0M(ReadOnly Memory :只读存储器)12 > RAM (Random Access Memory :随机存取存储器)13、总线 14、输入输出接ロ 15、摄像部16、输入部17、输出部18、存储部19、通信部20、驱动器21。CPUll依照R0M12中所记录的程序、或从存储部19加载到RAM13中的程序来执行各种处理。在RAM13中还适当存储有在由CPUll执行各种处理方面所需的数据等。CPU11、R0M12、以及RAM13经由总线14相互连接。在该总线14上还连接着输入输出接ロ 15。将摄像部16、输入部17、输出部18、存储部19、通信部20以及驱动器21与输入输出接ロ 15连接。摄像部16具备主透镜31、微透镜阵列32、摄像元件33。此外，关于摄像部16的更详细的情況，參照图2进行后述。输入部17由快门按键(未图示)的各种按键构成，用于输入与用户的指示操作相应的各种信息。输出部18由监视器或扬声器等构成,用于输出各种图像或各种声音。存储部19由硬盘或DRAM (Dynamic Random Access Memory :动态随机存取存储器)等构成，用于存储后述的光场图像或重构图像等、各种图像的数据。通信部20对经由包含互联网在内的网络在与其他装置(未图示)之间进行的通信进行控制。在驱动器21中适当安装由磁盘、光盘、光磁盘、或半导体存储器等构成的、可移动介质22。将由驱动器21从可移动介质22读出的程序根据需要而安装到存储部19。另外，可移动介质22还能与存储部19同样地存储存储部19中所存储的图像的数据等各种数据。图2是表示具有这样的构成的摄像装置I中的、光学系统的构成例的示意图。在摄像装置I的光学系统中，从作为被摄体的物体面ob来看，将主透镜31、微透镜阵列32、摄像元件33按照该顺序进行配置。在微透镜阵列32中，将N个(N为2以上的任意的整数值)微透镜32_1至32_N各自规则地连续重复地进行配置。主透镜31对从光源出射的光束进行聚光，成像于规定的面Ma，并入射到微透镜阵列32。此外，以下将由主透镜31成像的面Ma称为“主透镜成像面Ma”。微透镜阵列32内的微透镜32-i (i是I至N的范围内的整数值)将从物体面ob经由主透镜31而入射来的光束按每个入射方向进行聚光，并使子图像成像于摄像元件33之上。 即，在摄像元件33中，由多个微透镜32-1至32_N的每ー个来成像多个子图像，从而生成作为这些多个子图像的集合体的光场图像。在此，针对摄像装置I根据对物体面ob进行拍摄而得到结果的光场图像的数据来生成重构图像的数据的情况进行说明。在此情况下，若将与主透镜31相隔任意的距离的前方的面的像(认为在假定为与主透镜31相隔该任意的距离处存在被摄体时的、由主透镜31成像的面)的I点设定为关注点，则摄像装置I计算来自该关注点的光经由主透镜31以及微透镜阵列32而分配到摄像元件33内的哪ー个像素。此外，以下，将成为重构的对象的面，即设定关注点的面称为“重构面”。然后，摄像装置I通过对与所分配的像素对应的、光场图像的数据内的像素值进行积分，来估算重构图像中的、与关注点对应的像素的像素值。摄像装置I通过对重构图像的各像素执行这样的估算来生成重构图像的数据。此外，以下，将直到像这样由摄像装置I生成重构图像的数据为止的处理称为“重构处理”。图3是说明由图I的摄像装置I执行的重构处理的流程的流程图。此外，摄像装置I在重构处理前拍摄被摄体，并将得到该结果的光场图像的数据存储到存储部19等。在步骤Sll中，摄像装置I的CPUll从存储部19等取得光场图像的数据。在步骤S12中，CPUlI将从主透镜31向着前方相隔规定距离的位置上的面的像设定为重构面。在步骤S13中，CPUll将重构面上的I点设定为重构关注像素。在步骤S14中，CPUll计算针对重构关注像素的分配像素范围。分配像素范围是指，来自重构关注像素的光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.25 JP 2011-0683691.一种摄像装置，在光学系统中具备主透镜、微透镜阵列、以及摄像元件，其中， 在所述微透镜阵列中，按照微透镜的各自的边缘与其他的微透镜的边缘进行线接触的方式来规则地配置多个即S个微透镜。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：长坂知明，中込浩一，
申请(专利权)人：卡西欧计算机株式会社，
类型：发明
国别省市：