成像装置、调节装置以及调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有检测物体的颜色的功能的成像装置、调节成像装置的调节装置以及调节方法。
【背景技术】
[0002]传统地，已知一种成像装置，例如，如在第2013-214950号日本特开专利公报中所公开的，该成像装置通过空间上将光分离成具有不同的波长特性的多个光束，来接收来自物体的光，并输出包含对应于被分离的光束的多个区域的图像。在第2013-214950号日本特开专利公报中所公开的成像装置中，滤光单元被布置在具有全光相机的配置的微透镜阵列之前的阶段，滤光单元包括具有不同波长选择性的多个滤光区域。依次通过滤光单元和微透镜阵列透射的光由光接收元件阵列接收，并且输出光场图像，在光场图像中，对应于构成微透镜阵列的各个微透镜的局部图像(以下简称“宏观像素)被排列。
[0003]光场图像内的每一个宏观像素具有与滤光单元的多个滤光区域对应的多个图像区域。通过从宏观像素取出并重新布置涉及共同滤光区域的图像区域的输出值，根据透射通过每一个滤光区域的光束的强度，可以生成多个图像。例如，然后可以使用多个图像用于检测物体的颜色的目的。
[0004]然而，例如，在第2013-214950号日本特开专利公布中所公开的成像装置中，难于在光场图像内的每一个宏观像素中精确地识别什么位置和什么滤光区域彼此对应，并且有担心例如检测物体的颜色的问题。
[0005]因此，需要能够在图像内精确地识别对应于滤光单元的每一个滤光区域的位置的成像装置、调节装置以及调节方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是至少部分地解决在传统技术中的问题。
[0007]根据实施例，提供一种成像装置，包括:滤光单元，包括具有不同波长选择性的多个滤光区域；光接收元件阵列，被配置成接收透射通过滤光单元的光并输出图像；存储单元，被配置成对于每一个滤光区域，存储位置信息，位置信息指示在光接收元件阵列上接收透射通过每一个滤光区域的光的位置；区域检测器，被配置成当来自物体的光进入滤光单元时，基于位置信息，从光接收元件阵列输出的图像中检测与透射通过每一个滤光区域的光相对应的图像区域；以及颜色检测器，被配置成基于检测到的图像区域的输出值，检测物体的颜色。对应于每一个滤光区域的位置信息指示通过使用光谱响应重合度被识别的光接收元件上的位置，光谱响应重合度指示每一个像素的光谱响应度与期望的波长选择性之间的重合度，当具有不同的波长的单色的检验光依次进入滤光单元时，基于光接收元件输出的一组图像计算每一个像素的光谱响应度。
[0008]根据另一个实施例，提供一种用于调节成像装置的调节装置，成像装置包括滤光单元、光接收元件阵列以及存储单元，滤光单元包括具有不同的波长选择性的多个滤光区域，光接收元件阵列被配置成接收透射通过滤光单元的光并输出图像，存储单元被配置成对于每一个滤光区域，存储位置信息，位置信息指示在光接收元件阵列上接收透射通过每一个滤光区域的光的位置。该调节装置包括:检验光产生器，被配置成使得具有不同波长的单色检验光依次进入所述滤光单元；光谱响应重合度计算器，被配置成当检验光进入过滤单元时基于光接收元件阵列输出的一组图像，计算每一个像素的光谱响应度，以及计算指示期望的波长选择性与光谱响应度之间的重合度的光谱响应重合度；以及位置识别器，被配置成通过使用所获得的光谱响应重合度来识别在光接收元件阵列上透射通过每一个滤光区域的光的位置，并且在存储单元中存储指示识别出的位置的位置信息作为对应于每一个滤光区域的位置信息。
[0009]根据另一个实施例，提供一种用于调节成像装置的调节方法，成像装置包括滤光单元、光接收元件阵列以及存储单元，滤光单元包括具有不同波长选择性的多个滤光区域，光接收元件阵列被配置成接收透射通过滤光单元的光并输出图像，存储单元被配置成对于每一个滤光区域，存储位置信息，位置信息指示在光接收元件阵列上接收透射通过每一个滤光区域的光的位置。其该调节方法包括:使得具有不同波长的单色检验光依次进入滤光单元；当检验光进入滤光单元时，基于光接收元件输出的一组图像，计算每一个像素的光谱响应度；计算光谱响应重合度，光谱响应重合度指示期望的波长选择性与光谱响应度之间的重合度；通过使用所获得的光谱响应重合度，识别透射通过每一个滤光区域的光在光接收元件阵列上被接收的位置；以及在存储单元中存储指示识别出的位置的位置信息作为对应于每一个滤光区域的位置信息。
[0010]当结合附图考虑时，通过阅读以下对于本发明的目前较佳的实施例的详细描述，这个发明的上述及其它目的、特征、优势以及技术和工业意义将被更好地理解。
【附图说明】
[0011]图1是根据实施例的在成像装置中的光学系统的示意图；
[0012]图2图解滤光单元的几何设计的实例；
[0013]图3图解滤光单元的光谱透射；
[0014]图4是从光轴的方向看的微透镜阵列的平面图；
[0015]图5图解由成像装置拍摄的光场图像；
[0016]图6图解放大的宏观像素；
[0017]图7图解根据第一实施例的成像装置的详细配置的实例；
[0018]图8图解检验光产生器的配置的实例；
[0019]图9是光的单色性的定义的说明图；
[0020]图10图解某个像素的光谱响应度与相对于XYZ颜色系统的X颜色匹配函数之间的关系；
[0021]图11图解运算处理器的硬件配置的实例；
[0022]图12图解根据第二实施例的成像装置的详细配置的实例；以及
[0023]图13是在对成像装置进行调节中的调节装置的处理的程序的流程图。
【具体实施方式】
[0024]以下将参考附图详细描述根据本发明的成像装置、调节装置以及调节方法的典型实施例。虽然以下要被描述的实施例呈现将本发明应用到具有全光相机的配置的成像装置的实例，但是可适用的成像装置不限于此。本发明广泛适用于通过空间上将光分离成具有不同波长特性的多个光束来接收来自物体的光、并输出包含对应于被分离的光束的多个区域的图像的任何成像装置。
[0025]第一实施例
[0026]图1是根据实施例的在成像装置中的光学系统的示意图。在图1中，为了易于理解的说明，用作成像透镜的主透镜I被图解为单透镜，以及主透镜I的孔径位置被图解在单透镜的中心。
[0027]在主透镜I的孔径位置，布置滤光单元2。虽然在图1中滤光单元2被图解为似乎滤光单元2被布置在被图解为单透镜的主透镜I内，但是实际上滤光单元2不是被布置在透镜的内部。
[0028]滤光单元2包括具有不同波长选择性的多个滤光区域。在本实施例中，基于由CIE定义的XYZ颜色系统的颜色匹配函数来处理具有光谱透射的颜色的三色刺激值的滤光片被用于滤光单元2。
[0029]图2图解根据本实施例的滤光单元2的几何设计的实例。如图2所示，根据本实施例的滤光单元2配备有基于XYZ颜色系统的颜色匹配函数所设计得三个滤光区域Fx、Fy以及Fz。
[0030]图3图解根据本实施例的滤光单元2的光谱透射。在图3中，实线表示滤光区域Fx的光谱透射T χ( λ )，点划线表示滤光区域Fy的光谱透射T γ( λ )，以及虚线表示滤光区域Fz的光谱透射T ζ( λ )。这些光谱透射Τχ( λ )、ΤΥ( λ )以及Τζ( λ )通过利用透射替代XYZ颜色系统的颜色匹配函数而被获得。滤光单元2的滤光区域FX、FY以及Fz具有彼此不同的各自的波长选择性。图2和3所示的滤光单元2只是一个实例，且本发明不限于此。在滤光单元2中的滤光区域的数目可以是两个、四个或者更多，只要配置包括具有不同波长选择性的多个滤光区域。
[0031]在主透镜I的聚光位置的附近，布置包括多个微透镜(小透镜)的微透镜阵列3。此外，接收透射通过滤光单元2和微透镜阵列3光并输出图像的光接收元件排列4被布置在光学系统的像面上。在光接收元件阵列4中，每个光接收元件对应图像的一个像素，光接收元件阵列4是单色传感器，对于每一个像素的滤光片不是安装在单色传感器上。构成微透镜阵列3的每一个微透镜的直径与构成光接收元件阵列4的每一光接收元件的尺寸之间的比值上的关系为近似30:1到2:1。
[0032]图4是从光轴P (参见图1)的方向看的微透镜阵列3的平面图。在图4中的白色所示的部分是各个微透镜，并且黑色所示的部分是光屏蔽部分。光遮蔽部分是不具有曲率的平面区域并且曲率不符合在制造中的设计值规格的区域。因为对于来自这些区域的光，在设计中意想不到的光束有可能被透射到光接收元件，所以该区域被配置成通过被遮蔽来提供基于设计所假定的电信号。为了获得精确的测量值，这个配置是有意义的。
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