摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及摄像装置，尤其是涉及能够同时取得要对焦的被摄体距离不同的多个图像的摄像装置。
【背景技术】
[0002]目前，提出有如下的图像输入装置:将由对焦距离不同的多个透镜组构成的微透镜阵列作为构成全光相机的微透镜阵列而设置在摄像元件的前面侧，按多个透镜组的每一个而在摄像元件上进行再成像，由此能够从摄像元件同时取得对焦距离不同的多个图像(专利文献I)。
[0003]另外，本发明人提出了如下的摄像装置:使用具有按区域不同的特性(例如焦点距离或频率)的构件作为主透镜，将由该主透镜形成的对焦像在多个位置生成，通过按照光瞳区域的通过位置而选择性地接收光信号的摄像元件，能够独立地拍摄对焦距离不同的多个图像(专利文献2)。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2007-158825号公报
[0007]专利文献2:日本特开2012-88696号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]专利文献I所记载的图像输入装置虽然能够取得对焦距离不同的多个图像，但对焦距离不同的多个图像的上限取决于微透镜阵列的对焦距离不同的多个透镜组的数目(种类)。然而，若增加透镜组的种类，则微透镜阵列的制造上的难度增大，从而导致制造成本的上升。
[0010]另外，专利文献2所记载的摄像装置虽然利用主透镜的多焦点化而取得对焦距离不同的多个图像，但对焦距离不同的多个图像的上限由主透镜的各区域的焦点距离的数目(种类)来决定。然而，若增加主透镜的焦点数，则主透镜的制造上的难度增大，从而导致制造成本的上升。
[0011]本发明鉴于上述的情况而提出，其目的在于提供一种能够使可同时取得的对焦距离不同的图像的摄影张数显著地增加、同时不会增加制造上的难度且能低成本地制造的摄像装置。
[0012]用于解决课题的方案
[0013]为了达成上述目的，本发明的一方案涉及的摄像装置具备:多焦点主透镜，其在多个区域中的每个区域具有不同的对焦距离；影像传感器，其具有通过呈二维状排列的光电转换元件构成的多个像素；多焦点微透镜阵列，其配设在影像传感器的入射面侧，且具有对焦距离不同的多组微透镜组；图像取得机构，其分别取得从影像传感器取得的图像、即通过组合对焦距离不同的多组微透镜组与多焦点主透镜而得到的不同对焦距离的多个图像。
[0014]根据本发明的一方案，通过组合多焦点主透镜与多焦点微透镜阵列，由此能够使可同时取得的对焦距离不同的图像的摄影张数显著性地增加。另外，对于对焦距离不同的多个图像而言，能够减少多焦点主透镜的对焦距离的数目(种类)及多焦点主透镜阵列的对焦距离的数目(种类)，由此能够避免多焦点主透镜及多焦点主透镜阵列的制造成本上升。
[0015]在本发明的其他方案涉及的摄像装置中，影像传感器的各像素分别成像出通过组合多焦点主透镜与多焦点微透镜阵列而得到的多个对焦距离范围中的任一个对焦距离所对应的像。因而，通过将影像传感器的各像素的输出信号分别按照对焦距离进行再配置，由此能够取得不同对焦距离的多个图像。
[0016]本发明的另一方案涉及的摄像装置中，将多焦点主透镜的焦点数设为m，将多焦点微透镜阵列的焦点数设为η时，图像取得机构分别取得对焦距离不同的mXn张图像。由此，与多焦点主透镜的焦点数m、多焦点微透镜阵列的焦点数η相比，能够显著增加可同时取得的对焦距离不同的图像的摄影张数(mXn)。
[0017]在本发明的另一方案涉及的摄像装置中，优选以mXη张图像的对焦距离的间隔变得均等的方式，来确定多焦点主透镜的多个对焦距离和多焦点微透镜阵列的焦点距离。由此，无论被摄体距离如何，都能够取得具有均等的对焦精度的多个图像。
[0018]在本发明的另一方案涉及的摄像装置中，优选以mXn张图像的对焦距离的间隔在预先设定的一个或两个以上的对焦距离附近变密的方式，来确定多焦点主透镜的多个对焦距离和多焦点微透镜阵列的焦点距离。由此，能够在重要的进深位置附近配置较多的对焦面。
[0019]在本发明的另一方案涉及的摄像装置中，优选多焦点微透镜阵列中，对焦距离不同的各组微透镜组的透镜数均匀。由此，能够使对焦距离不同的多个图像的图像尺寸(析像度)均匀。
[0020]在本发明的另一方案涉及的摄像装置中，可以是多焦点微透镜阵列中，对焦距离不同的各组微透镜组的透镜数不均匀。
[0021]在本发明的另一方案涉及的摄像装置中，可以是多焦点微透镜阵列中，对焦距离不同的各组微透镜组的密度根据多焦点微透镜阵列内的位置而不同。
[0022]在本发明的另一方案涉及的摄像装置中，优选具备对多焦点主透镜的多个区域的对焦距离中的至少一个对焦距离进行变更的第一对焦距离变更机构。由此，能够在所期望的进深位置附近配置较多的对焦面。
[0023]在本发明的另一方案涉及的摄像装置中，优选具备对多焦点微透镜阵列的多组微透镜组的对焦距离中的至少一组的微透镜组的对焦距离进行变更的第二对焦距离变更机构。由此，能够在所期望的进深位置附近配置较多的对焦面。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，将多焦点主透镜与多焦点微透镜阵列组合，且从影像传感器分别取得通过组合对焦距离不同的多组微透镜组与多焦点主透镜而得到的不同对焦距离的多个图像，因此能够使可同时取得的对焦距离不同的图像的摄影张数显著地增加。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的第一实施方式涉及的摄像装置的外观立体图。
[0027]图2是表示图1所示的摄像装置的内部结构的实施方式的框图。
[0028]图3是表示多焦点主透镜及多焦点微透镜阵列的成像关系的图。
[0029]图4是图1所示的多焦点微透镜阵列的一部分的从正面观察到的影像图。
[0030]图5是用于说明多焦点主透镜与多焦点微透镜阵列的焦点距离的组合的图。
[0031]图64是表示作为六个对焦面六1、么233、81、82、83而言较好的示例的图。
[0032]图68是表示作为六个对焦面六1、么233、81、82、83而言不好的示例的图。
[0033]图7A是表示对焦面的设定的变化的图。
[0034]图7B是表示对焦面的设定的另一变化的图。
[0035]图7C是表示对焦面的设定的又一变化的图。
[0036]图8是表示多焦点微透镜阵列的第二实施方式的图。
[0037]图9A是第二实施方式的多焦点主透镜的侧视图。
[0038]图9B是第二实施方式的多焦点主透镜的主视图。
[0039]图10是表不用于带有光瞳指向性的光学要素(光瞳分割机构)的其他实施方式的侧视图。
[0040]图11是表示多焦点微透镜阵列的第三实施方式的侧视图。
[0041]图12是表示多焦点微透镜阵列的焦点距离不同的两组微透镜组的透镜数的加权配置的实施方式的影像图。
[0042]图13A是表示多焦点微透镜阵列的焦点距离不同的两组微透镜组的透镜数的加权的实施方式的影像图。
[0043]图13B是影像传感器16的位于中央部16_1的区域16-1A的放大图。
[0044]图13C是影像传感器16的位于周边部16-2的区域16-2A的放大图。
[0045]图14A是表示多焦点主透镜的第三实施方式的主视图。
[0046]图14B是表示多焦点主透镜的第三实施方式的侧视图。
[0047]图15A是表示图14A、14B所示的多焦点主透镜的对焦距离被变更的情况的图。
[0048]图15B是表示图14A、14B所示的多焦点主透镜的对焦距离被变更的情况的另一图。
[0049]图15C是表示图14A、14B所示的多焦点主透镜的对焦距离被变更的情况的又一图。
[0050]图16是示意性地表示第四实施方式的微棱镜阵列及多焦点微透镜阵列的构成例的图。
[0051]图17是作为摄像装置的其他实施方式的智能手机的外观图。
[0052]图18是表示智能手机的主要部分结构的框图。
【具体实施方式】
[0053]以下，参照附图对本发明涉及的摄像装置的实施方式进行说明。
[0054]〈摄像装置的外观〉
[0055]图1是本发明的第一实施方式涉及的摄像装置10(摄像装置)的外观立体图。如图1所示，在摄像装置10的前表面配置有摄影透镜(多焦点主透镜)12、频闪仪18等，在上表面设有快门按钮38-1。LI表示多焦点主透镜12的光轴。
[0056]图2是表示摄像装置10的内部结构的实施方式的框图。
[0057]该摄像装置10将拍摄到的图像记录到存储卡54中，在多焦点主透镜12与CMOS型的摄像元件(影像传感器)16之间设置多焦点微透镜阵列14，从而具有所谓全光相机的摄影光学系统。装置整体的动作由中央处理装置(CPU)40统一控制。
[0058]在摄像装置10中设有快门按钮38-1、模式转盘、播放按钮、MENU/ΟΚ键、十字键、BACK键等操作部38。来自该操作部38的信号向CPU40输入，CPU40基于输入信号对摄像装置10的各电路进行控制，例如进行摄影动作控制、图像处理控制、图像数据的记录/播放控制、液晶监视器(IXD) 30的显示控制等。
[0059]快门按钮38-1(图1)是用于输入摄影开始的指示的操作按钮，由具有半按时进行接通的SI开关和全按时进行接通的S2开关的两阶段行程式的开关构成。模式转盘是用于选择拍摄静态画面的自动拍摄模式、手动摄影模式、人物、风景、夜景等的场景定位、及拍摄动态画面的动态画面模式中的任一种的选择机构。
[0060]播放按钮是用于切换成将拍摄记录的静态画面或动态画面显示于液晶监视器30上的播放模式的按钮。MENU/ΟΚ键是兼具如下功能的操作键:用于进行使菜单显示到液晶监视器30的画面上的指令的作为菜单按钮的功能、以及指示选择内容的确定及执行等的作为OK按钮的功能。十字键是用于输入上下左右这四方向的指示的操作部，作为从菜单画面选择项目或者从各菜单指示各种设定项目的选择的按钮(光标移动操作机构)而发挥功能。另外，十字键的上/下键作为摄影时的变焦开关或者播放模式时的播放变焦开关而发挥功能，左/右键作为播放模式时的逐帧播放(正播/倒播)按钮而发挥功能。BACK键在消去选择项目等所希望的对象或取消指示内容、或者返回到前一个操作状态等时使用。
[0061]在摄影模式时，被摄体光经由多焦点主透镜12、多焦点微透镜阵列14而在CMOS型的摄像元件(影像传感器)16的受光面上成像。
[0062]如图3所示，第一实施方式的多焦点主透镜12是具有区域12a和区域12b的多焦点(双焦点)主透镜，该区域12a具有近距离摄影用的焦点距离f2，该区域12b具有远距离摄影用的焦点距离Π，区域12a及区域12b分别是以光轴为界的上半部