提供了一种图像拾取装置，包括：多个光电转换元件，其沿行方向和列方向布置在半导体衬底上；第一微透镜，其是设置在一个光电转换元件之上的一个微透镜，第一微透镜将进入微透镜的光引导至该一个光电转换元件的光接收表面；以及第二微透镜，其是设置在沿横向和纵向彼此相邻的四个光电转换元件之上的一个微透镜，第二微透镜对进入微透镜的光进行光瞳分割以将光引导至该四个光电转换元件的光接收表面。第一微透镜和第二微透镜以混合方式设置，使得可以至少基于从与第一微透镜相对应的光电转换元件输出的第一输出信号和基于从与第二微透镜相对应的光电转换元件输出的第二输出信号来分别产生二维图像和三维图像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像拾取装置和图像拾取设备，具体地涉及能够成像二维图像(2D图像)和三维图像(3D图像)的图像拾取装置和图像拾取设备。
技术介绍
传统上，已经提出了一种能够使用具有分配给多个像素的一个微透镜的图像拾取元件来将任何给定深度方向上的任何给定二维图像嵌入到立体图像中的图像处理设备(专利文献I)。该专利文献I描述了从分配有一个微透镜的多个像素中产生具有不同视差的多个视差图像。而且，还已经提出了这样一种立体视频成像设备:其配置成使得具有阵列形式的多个透镜的透镜阵列相机和普通相机布置为在水平方向上对齐，并且一个透镜眼(lenseye)相机用于根据低分辨率的多个图像来成像多个视差图像，而另一相机用于成像高分辨率的视频，使得各相机之间的视差矢量与透镜阵列相机的视差矢量彼此一致(专利文献2)。由该立体视频成像设备成像的视频包括具有精细视差间隔的多个视频和具有其矢量与该视频的矢量相等的大视差间隔的一个视频。关于分辨率，包括了具有精细分辨率的视频和具有粗糙分辨率的视频。通过内插视差和分辨率，可以成像具有大视差和高分辨率的图像。引用列表专利文献PTLl:日本专利申请公开第2010-68018PTL2:日本专利申请公开第2010-78768
技术实现思路
技术问题专利文献I中描述的二维布置的多个微透镜(微透镜阵列)设置在一个成像透镜的成像表面上，并且在该微透镜阵列的成像位置处布置有多个图像拾取元件。一束光经由该微透镜阵列进入各图像拾取元件的每个像素。因此，尽管专利文献I中描述的图像拾取设备可以从分配有一个微透镜的多个像素获得具有不同视差的多个视差图像，但该图像拾取设备不能获得高分辨率的2D图像。而且，尽管专利文献I描述了各滤色器可以二维布置于每个图像拾取元件上(专利文献I中段落)，但专利文献I没有描述对分配有一个微透镜的多个像素的每一个上布置相同的滤色器。另一方面，在专利文献2中描述的立体视频成像设备中，需要两个相机(B卩，一个透镜阵列相机和一个普通相机)，从而不利地使该设备变重并且增加成本。鉴于上述情况做出了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种以低成本缩小了尺寸的成像拾取装置和图像拾取设备，其能够成像高分辨率的二维图像而且能够成像三维图像。问题的解决方案为了实现上述目的，根据本专利技术的图像拾取装置包括:多个光电转换元件，其沿行方向和列方向布置在半导体衬底上；第一微透镜，其是设置在多个光电转换元件中的一个光电转换元件之上的一个微透镜，第一微透镜将进入微透镜的光引导至该一个光电转换元件的光接收表面；以及第二微透镜，其是设置在所述多个光电转换元件中沿横向和纵向彼此相邻的nXn(n:大于等于2的整数)个光电转换元件之上的一个微透镜，第二微透镜对进入微透镜的光进行光瞳分割以将其引导至nXn光电转换元件中的每一个的光接收表面，第一微透镜和第二微透镜以混合方式设置，使得可以至少基于来自与第一微透镜相对应的光电转换元件的第一输出信号来产生二维图像、以及基于来自与第二微透镜相对应的任何光电转换元件的第二输出信号来产生三维图像。根据本专利技术的图像拾取装置配置成包括以混合方式设置的其中针对一个光电转换元件(一个像素)设置一个微透镜的1-像素1-微透镜部件、以及其中针对横向和纵向上彼此相邻的nXn个光电转换元件(nXn像素)设置一个微透镜的ηXη-像素1-微透镜部件。高分辨率的二维图像可以根据从具有小像素间距的1-像素1-微透镜部件输出的第一输出信号来产生。另一方面，三维图像可以根据从可以获得nXn个视点处的视差图像的nXn-像素1-微透镜部件输出的第二输出信号来产生。在本图像拾取装置中，对于多种颜色的滤色器，在多个光电转换元件之上设置任何颜色的滤色器，并且对与第二微透镜相对应的nXn个光电转换元件设置相同颜色的滤色器。即，通过每一 nXn-像素1-微透镜部件的相同颜色的各滤色器，可以按需执行像素相加。在本图像拾取装置中，其处设置有第一微透镜的光电转换元件的数量与其处设置有第二微透镜的光电转换元件的数量彼此相等。在本图像拾取装置中，将4X4个光电转换元件取作为一个块，并且其中对一个块提供16个第一微透镜的第一区域以及其中对一个块提供4个第二微透镜的第二区域以棋盘格方式布置。借助于此，滤色器的布置可以做成Bayer布置。在本图像拾取装置中，将2X2个光电转换元件取作为一个块，并且其中对一个块提供4个第一微透镜的第一区域以及其中对一个块提供I个第二微透镜的第二区域以棋盘格方式布置。根据本专利技术的图像拾取设备包括:单个成像光学系统；图像拾取装置，其中经由成像光学系统来形成被摄体图像；成像模式选择单元，其在用于成像二维图像的2D成像模式与用于成像三维图像的3D成像模式之间进行切换；第一图像产生单元，其在通过成像模式选择单元选择了 2D成像模式时基于从与图像拾取装置的第一微透镜相对应的光电转换元件输出的第一输出信号来产生二维图像；第二图像产生单元，其在通过成像模式选择单元选择了 3D成像模式时基于从与图像拾取装置的第二微透镜相对应的光电转换元件输出的第二输出信号来产生三维图像；以及记录单元，其记录由第一图像产生单元或第二图像产生单元产生的二维图像、或者由第二图像产生单元产生的三维图像。根据本专利技术，取决于模式是2D成像模式还是3D成像模式，在从1-像素1_微透镜部件输出的第一输出信号与从4-像素1-微透镜部件输出的第二输出信号之间进行切换。当选择2D成像模式时，可以基于第一输出信号来产生高分辨率的二维图像。当选择3D成像模式时，可以基于第二输出信号来产生三维图像(多个视差图像)。根据本专利技术的图像拾取设备包括:单个成像光学系统；图像拾取装置，其中经由成像光学系统来形成被摄体图像；成像模式选择单元，其在用于成像二维图像的2D成像模式与用于成像三维图像的3D成像模式之间进行切换；确定单元，其确定经由成像光学系统和图像拾取装置成像的图像是否包括许多高频成分；第一图像产生单元，其在成像模式选择单元选择了 2D成像模式并且确定单元确定图像包括许多高频成分时，基于从与图像拾取装置的第一微透镜相对应的光电转换元件输出的第一输出信号来产生二维图像，以及在确定单元确定图像不包括许多高频成分时，基于从与图像拾取装置的第二微透镜相对应的光电转换元件输出的第二输出信号来产生二维图像；第二图像产生单元，其在成像模式选择单元选择了 3D成像模式时基于从与图像拾取装置的第二微透镜相对应的光电转换元件输出的第二输出信号来产生三维图像；以及记录单元，其记录由第一图像产生单元产生的二维图像、或者由第二图像产生单元产生的三维图像。根据本专利技术，当尤其在选择了 2D成像模式的情况下需要以高分辨率成像时(当图像包括许多高频成分时)，基于第一输出信号来产生高分辨率的二维图像。当不需要以高分辨率成像时(当图像不包括许多高频成分时)，基于第二输出信号来产生二维图像。需要注意的是，当基于第二输出信号来产生二维图像时，执行与一个微透镜相对应的4个像素的相加以作为一个像素。本图像拾取设备还包括亮度检测单元，其检测被摄体的亮度，第一图像产生单元在成像模式选择单元选择了 2D成像模式、确定单元确定图像包括许多高频成分、并且检测到的被摄体的亮度超过预定阈值时，基于从与图像拾取装置的第一微透镜相对应的光电转换元件输本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.24 JP 2010-2141031.一种图像拾取装置，包括: 多个光电转换元件，其沿行方向和列方向布置在半导体衬底上； 第一微透镜，其是设置在所述多个光电转换元件中的一个光电转换元件上的一个微透镜，所述第一微透镜将进入微透镜的光引导至所述一个光电转换元件的光接收表面；以及 第二微透镜，其是设置在所述多个光电转换元件中沿横向和纵向彼此相邻的nXn个光电转换元件之上的一个微透镜，所述第二微透镜对进入微透镜的光进行光瞳分割以将其引导至所述nXn个光电转换元件中的每一个光电转换元件的光接收表面，其中η为大于等于2的整数， 所述第一微透镜和所述第二微透镜以混合方式设置，使得至少基于来自与所述第一微透镜相对应的光电转换元件的第一输出信号和来自与所述第二微透镜相对应的任何光电转换元件的第二输出信号来分别产生二维图像和三维图像。2.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中 对于多种颜色的滤色器，在所述多个光电转换元件之上提供任何颜色的滤色器，并且 为与所述第二微透镜相对应的所述nXn个光电转换元件提供相同颜色的滤色器。3.根据权利要求1或2所述的图像拾取装置，其中 其处设置有所述第一微透镜的光电转换元件的数量与其处设置有所述第二微透镜的光电转换元件的数量彼此相等。4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像拾取装置，其中 将4X4个光电转换元件取作一个块，并且其中对一个块提供16个第一微透镜的第一区域以及其中对一个块提供4个第二微透镜的第二区域以棋盘格方式布置。5.根据权利要求1至3中任一项所述的图像拾取装置，其中 将2 X 2个光电转换元件取作一个块，并且其中对一个块提供4个第一微透镜的第一区域以及其中对一个块提供I个第二微透镜的第二区域以棋盘格方式布置。6.一种图像拾取设备，包括: 单个成像光学系统； 根据权利要求1至5中任一项所述的图像拾取装置，其中经由所述成像光学系统形成被摄体图像； 成像模式选择单元，其在用于成像二维图像的2D成像模式与用于成像三维图像的3D成像模式之间进行切换； 第一图像产生单元，其在所述成像模式选择单元选择了 2D成像模式时基于从与所述图像拾取装置的第一微透镜相对应的光电转换元件输出的第一输出信号来产生二维图像； 第二图像产生单元，其在所述成像模式选择单元选择了 3D成像模式时基于从与所述图像拾取装置的第二微透镜相对应的光电转换元件输出的第二输出信号来产生三维图像；以及 记录单元，其记录由所述第一图像产生单元产生的二维图像、或者由所述第二图像产生单元产生的三维图像。7.一种图像拾取设备，包括: 单个成像光学系统；根据权利要求1至5中任一项所述的图像拾取装置，其中经由所述成像光学系统形成被摄体图像； 成像模式选择单元，其在用于成像二维图像的2D成像模式与用于成像三维图像的3D成像模式之间进行切换； 确定单元，其确定经由所述成像光学系统和所述图像拾取装置成像的图像是否包括许多高频成分； 第一图像产生单元，其在所述成像模式选择单元选择了 2D成像模式并且所述确定单元确定了图像包括许多高频成分时，基于从与所述图像拾取装置的第一微透镜相对应的光电转换元件输出的第一输出信号来产生二维图像，以及在所述确定单元确定图像不包括许多高频成分时，基于从与所述图像拾取装置的第二微透镜相对应的光电转换元件输出的第二输出信号来产生二维图像； 第二图像产生单元，其在所述成像模式选择单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：土田朗义，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。