摄像装置的制作方法

文档序号:12039244阅读:133来源:国知局
摄像装置的制作方法
本发明涉及取得被摄体的光信息的摄像装置。

背景技术:
关于取得被摄体光信息的摄像装置,众所周知的有用于拍摄普通图像和偏光图象的摄像装置。这种摄像装置可用于如医疗领域中的内视镜装置。利用上述摄像装置的内视镜装置具体包括插入体腔内并拍摄普通图像和偏光图象的内视镜、向该内视镜提供照明光的光源装置、对内视镜内藏摄像元件进行信号处理的处理器以及显示该处理器输出的映像信号的显示器。而为了抽取被摄体表面或深部的信息,不仅需要拍摄普通图像,而且需要拍摄偏光图象。然而,现有的摄像装置通过改换滤光片或光源来取得不同的光信号,因而存在无法同时地有效取得从被摄体上的同一点射出的包含多个光信息在内的光线。在上述例举的内视镜装置中,用于取得普通图像的模式和用于取得偏光图像的模式均为排他性模式,为此无法同时取得普通图像和偏光图像。

技术实现要素:
鉴于上述问题,本发明提供一种摄像装置,其目的在于同时并有效地取得从被摄体上的同一点射出的包含多个光信息在内的光线。本发明的摄像装置构成为包含:摄像透镜,用于捕捉从被摄体射出的光线;滤光部,其中设置多枚滤光片,该多枚滤光片基于经由所述摄像透镜入射的所述光线,生成具有不同光信息的各束光线;滤光片保持部,用于保持所述滤光部,该滤光片保持部构成为,让相邻滤光片的交界部从经由所述摄 像透镜入射的所述光线通过所述滤光部的区域中露出;区域分割部,用于将通过所述滤光片并具有不同光信息的各束光线各自分割成多个区域;以及,摄像元件阵列,用于接受被所述区域分割部分割为多个区域的各束光线,并输出图像信息。本发明的效果在于能够同时并有效地取得从被摄体的同一点射出的包含多个光信息在内的光线。附图说明图1是涉及第一实施方式的摄像装置的示意图。图2A和图2B是涉及第一实施方式的滤光部和滤光片保持部的示意图。图3是涉及第一实施方式的巨像素的示意图。图4是涉及第一实施方式的滤光片交界部的示意图。图5是涉及比较例的滤光部和滤光片保持部的示意图。图6是涉及比较例的巨像素的示意图。图7是涉及第二实施方式的摄像装置的示意图。图8是涉及第三实施方式的滤光片交界部的示意图。图9是涉及第三实施方式的巨像素的示意图。图10是涉及第四实施方式的摄像装置的示意图。图11是一例移动装置的结构示意图。图12是涉及第四实施方式的巨像素的示意图。图13是涉及第五实施方式的摄像装置的示意图。图14是一例用图像处理部制作二维图像的制作方法流程图。图15是一例摄像元件阵列的简视图。图16是一例在滤光片交界部发生移动的情况下用图像处理部制作二维图像的制作方法流程图。标记说明:10、10A、10B、10C摄像装置,20第一透镜,30滤光部,31、32、33、34滤光片,40滤光片保持部,41框部,42按压部,42x开口部,50第二透镜,60透镜阵列,60A针孔阵列,61微型透镜,61x开口部,70摄像元件阵列,71巨像素,71a、71b、71c、71d部分区域,71x、 71y、71z阴影,80移动装置,81、82螺丝,83、84弹性体,90图像处理部,100被摄体,110固定部,111板形部,112立设部,150二维图像。具体实施方式以下参考附图说明本发明的实施方式。各附图中对具有相同结构的部分标注相同标记,并省略重复说明。第一实施方式图1是涉及第一实施方式的摄像装置的示意图。据图1可知,摄像装置大致具有第一透镜20、滤光部30、滤光片保持部40、第二透镜50、透镜阵列60以及摄像元件阵列70。标记100表示被摄体。第一透镜20用于捕捉从被摄体100上的任一点射出的光线,并将该光线转换成基本平行的光线并传送到滤光片。第一透镜20是涉及本发明的摄像透镜的代表例。滤光部30具有设置多枚滤光片的结构,滤光片用于生成具有不同光信息的各束光线。滤光片保持部40用于保持该滤光部30。从第一透镜射出基本平行的光线,该光线通过滤光部30入射第二透镜50。关于滤光部30和滤光片保持部40将在以下详述。第二透镜50用于使得透过滤光部30的基本平行光线收束,在透镜阵列60所在位置上成像。透镜阵列60由多个微型透镜61构成。多个微型透镜61将来自第二透镜50的收束光线分割为多个区域,重新发散并传送到摄像元件阵列70。这样,透镜阵列将来自第二透镜50的收束光线分割成多个区域,从而摄像元件阵列70上便获得经过区域分割的图像,而相邻分割区域之间的信号不发生重复。摄像元件阵列70用于接受经微型透镜61发散的光线,并将该光线转换成电信号,输出图像信息。摄像元件阵列70可采用例如金属氧化半导体元件(MOS)、互补金属氧化半导体元件(CMOS)、电荷耦合元件(CCD)、接触式图像传感器(CIS)等。摄像元件阵列70的一部分被称为巨像素71。构成透镜阵列的每个微型透 镜阵列有与之对应的巨像素71。巨像素71具有多个像素,各个像素的大小为例如几个微米。这样,在摄像装置10中,从被摄体100上的任意点发射的光线通过第一透镜20转变成大致平行的光线,而后经由滤光部30入射第二透镜50,通过第二透镜50转换成收束光线,在透镜阵列60的位置上成像。而后,透镜阵列60中的多个微型透镜61使得来自第二透镜50的收束光线重新发散并射至摄像元件阵列70中的各个巨像素71,通过摄像元件阵列70获得图像信息。在摄像元件10中以F表示第一透镜20和第二透镜50的焦距,并以f表示构成透镜阵列60的微型透镜61的焦距。被摄体10的中心与第一透镜20的中心之间的距离Da与第一透镜20的焦距F相等。第二透镜50与透镜阵列60之间的距离Db与第二透镜50的焦距F相等。透镜阵列60与摄像元件阵并列70之间的距离Dc与微型透镜61的焦距f相等。此外,第一透镜20、第二透镜50以及构成透镜阵列60的各个微型透镜61的F值相等。由于摄像装置10具有图1所示的结构,因而能够构成光场相机。光场相机用微型透镜分割入射相机的光,从而能够以一次摄影取得不同视点的图像。为此,基于光场相机拍摄的图像进行计算处理,能够生成任意的视点、开口口径、对焦焦距的图像。通过构成为光场相机的结构,摄像元件阵列70不仅能够检测被摄体100发出的光线的亮度信息,而且还能够检测方向信息。接着进一步详述滤光部30以及滤光片保持部40。图2是涉及第一实施方式的滤光部以及滤光片保持部的示意图。图2A仅显示滤光部,图2B显示滤光部受到滤光片保持部保持的状态(与图1中的状态相同)。据图2可知,滤光部30具有设于规定位置的滤光片31、32、33以及34。滤光片保持部40具有框部41以及被固定在框部41内侧的按压部42。按压部42的中心附近设有平面形状大致为圆形的开口部42x。滤光片31、32、33、34各自的一部分从开口部42露出。入射滤光部30的光线透过从开口部42露出的滤光片31、32、33、34。在第一透镜20射出的入射光线所通过的滤光部30的区域中,滤光片31、32、33、34的各交界部分上没有设置滤光片保持部40。换言之,在用于保持滤光片31、32、33、34的滤光片保持部40中,滤光 片31、32、33、34的各交界部分从第一透镜20射出的入射光线所通过的滤光部30的区域中露出。进一步具体为,位于滤光片31、32、33、34的各交界部分上的至少一部分交界部分从保持滤光片31、32、33、34的按压部42的开口部42x露出。经由第一透镜20入射的光线通过开口部42x。各滤光片31、32、33、34可构成为,例如在平面形状大致为矩形的玻璃板上沉积形成具有规定特性的层积薄膜等。各滤光片31、32、33、34特性互不相同。例如,滤光片31为允许红色光线透过的滤光片,滤光片32为允许绿色光线透过的滤光片,滤光片33为允许蓝色光线透过的滤光片,滤光片31为允许可视光线透过的滤光片。滤光片被保持在滤光片保持部40的框部41的内侧,各片滤光片中的两个侧面与其它滤光片的侧面相连。该两个侧面与相连的其他滤光片的侧面之间仅仅互相接触,并没有粘结在一起。各滤光片31、32、33、34中,在位于第一透镜20一侧的面(入射面)中的光线不透过的区域上,至少有一部分区域接触滤光片保持部40的按压部42,并受到滤光片保持部40按压。各滤光片31、32、33、34中,位于框部41一侧的侧面还可以粘结在框部41的内侧面上。另外,还可以在框部41上设置弹簧部件,构成将滤光片31、32、33、34分别推向框部41的中心的结构。而各滤光片31、32、33、34中位于第一透镜20一侧的面上与按压部42相接触的部分也可以粘结在按压部42上。这样,设置框部41和按压部42能够防止滤光片31、32、33、34的脱落。按压部42还可以设置在各滤光片31、32、33、34的第二透镜50一侧(射出面一侧)。此时的滤光片31、32、33、34中,在位于第二透镜50一侧的面(射出面)中的光线不透过的区域上,至少有一部分区域接触滤光片保持部40的按压部42,并受到滤光片保持部40按压。进而,在各滤光片31、32、33、34的第一透镜20的一侧的面(入射面)上设置按压部42的同时,还可以在各滤光片31、32、33、34的第二透镜50一侧的面(射出面)上设置形状与第一透镜20的一侧的按压部42相同或不同的其他部件(其中设有开口部),该其他部件与框部41以及按压部42一起夹持滤光片31、32、33、34,构成滤光片31、32、33、34的保持结构。优选在不妨碍来自第一透镜20的光线入射的范围内尽可能减小开口部 42x的大小。为了确保滤光片保持部40稳定保持滤光部30,尽可能增大按压部42与各滤光片31、32、33、34中位于第一透镜20一侧的面之间的接触面积。开口部42x的平面形状并不仅限于略呈圆形,例如,还可以略呈椭圆形、矩形以及多角形等任意形状。此外,例如在不需要来自第一透镜20的入射光线的周边部分等时,开口部42x的开口大小可以小于来自第一透镜20的入射光线的截面面积,使得开口部42x起光圈作用。此时,来自第一透镜20的入射滤光部30的入射光线中的一部分被遮挡,剩下的部分透过滤光部30,射往第二透镜50。滤光片保持部40的框部41以及按压部42可以用例如树脂或金属等形成。另外,在图1以及图2B所示的滤光片保持部40中,框部41和按压部42单独形成,除此之外,框部41和按压部42也可以用相同材料一体形成。本实施例示出以纵2×横2(滤光片31、32、33、34)来空间分割滤光部30,但是本发明并不受此限制。为了同时取得多个光信号,只要满足至少需要两枚滤光片便可。例如,滤光部30可以构成为设置两枚平面形状略呈长方形的滤光片,该两枚滤光片互相接触,并且用滤光片保持部40保持该滤光部30。以下说明通过透镜阵列60的光束被分离为多个光信号的过程。在此,以对应微型透镜61的巨像素71大小为21×21像素为例进行说明。图3是涉及第一实施方式的巨像素的示意图。据图3可知,巨像素71包括部分区域71a、71b、71c、71d。透过滤光部30的光线在通过巨像素61时,由于上下左右发生逆转,因而部分区域71a、71b、71c、71d分别接受与图2所示的滤光片34、33、32、31相对应的光信号。十字形巨像素71x是因滤光片31、32、33、34互相接触的区域而产生的阴影(以下称为阴影71x)。为了在使用时防止手指碰触损伤滤光片,通常对滤光片外缘部分实施图4所示的倒角处理。图4所示的滤光片31和32的外缘部分两侧分别被施加了相同的倒角处理,形成倒角31x和32x。在滤光片31、32、33、34中被施加倒角处理的区域中光线不是直线行进,为此发生图3所示的阴影71x。但是在本实施方式中,滤光片31、32、33、34的各交界部分从滤光部30中来自第一透镜20的入射光线所通过的区域露出,为此,能够缩小阴影71x 的区域,有效取得光信息。以下用比较例对以上所述作进一步详细说明。图5是涉及比较例的滤光部以及滤光片保持部的示意图。据图5可知,滤光片保持部400包括框部410以及位于框部410内侧被固定的按压部420,用于保持构成滤光部30的滤光片31、32、33、34。按压部420与图2B所示的按压部42有所不同,形成为十字形并覆盖滤光片31、32、33、34的各交界部分。换言之,滤光片31、32、33、34的各交界部分没有从来自第一透镜20的入射光线所通过滤光片的区域露出。图6是涉及比较例的巨像素的示意图。图6所示的形态为用滤光片保持部400取代图1所示的摄像装置10中的滤光片保持部40的形态。据图6可知,巨像素71中产生的十字形阴影71y起因于滤光片保持部400的按压部420。由于滤光片保持部400中存在按压部420,因此产生与该按压部420相对应的阴影71y,在具有阴影71的部分上虽然存在受光元件(像素),但是不能取得光信号。换言之,阴影71y造成光信号损失。例如,设入射滤光片31、32、33、34的入射光线的截面形状为直径2mm的圆形,按压部420的宽度为0.5mm,此时,阴影71y覆盖巨像素71所具有的像素的大约1/4,该部分光信息收到损失。另一方面,如上所述,图2B所示的涉及本实施方式的滤光片保持部40未设十字形按压部,来自第一透镜20的入射光线所通过的滤光部30的区域中露出滤光片31、32、33、34的各交界部分。为此,如图3所示的产生阴影71x的区域相比于图6所示的产生阴影71y的区域有大幅度减小,光信号取得效率有所提高。如上所述,在涉及第一实施形态的摄像装置10中,设有对应于多个光信息的空间分割滤光片,即滤光片31、32、33、34,这些滤光片31、32、33、34的各交界部分从来自第一透镜20的入射光线所通过的区域中露出,这样有助于减小各巨像素上产生阴影的区域,能够同时有效取得从被摄体100上同一点发出并包含多个光信息的光线。第二实施方式第二实施方式显示一例用针孔阵列取代透镜阵列。在第二实施方式中省略说明与已经说明过的实施形态具有相同结构的部分。图7为涉及第二实施方式的摄像装置的示意图。据图7可知,摄像装置10A与图1所示的摄像装置10的不同之处在于用针孔阵列60A取代了透镜阵列60。针孔阵列60A构成为在遮光部件上设有例如呈格子形状布置的多个开口部61x。针孔阵列60A中的各个开口部61x将来自第二透镜50的收束光线分割成多个区域,使该收束光线成为发散光射往摄像元件阵列70的各巨像素71。摄像元件阵列70的巨像素71分别对应针孔阵列60A中的各个开口部61x。各开口部61x例如与构成第一实施方式的透镜阵列60中各巨像素61的中心对应设置。如上所述,用针孔阵列60A将来自第二透镜50的收束光束分割成多个区域,用以在摄像元件阵列70中获得被分割成多个区域的图像,而相邻区域之间的信号不发生重复。对于针孔阵列60A,可以采用在玻璃等透明部件上设有以金属膜或黑色树脂构成遮光部的部件,且其中的一部分形成开口部61x,或者采用在以金属薄板等构成的遮光部上设有开口部61x的部件。开口部61x的平面形状为圆形或椭圆形、矩形或其他更为复杂的形状。在此,针孔阵列60仅仅是本发明涉及的区域分割部的一个具有代表性的例子。如上所述,用针孔阵列60A取代透镜阵列60,其效果不但等同于第一实施方式,而且还能够完全解消除衍射现象以外的其他所有光学像差。但是,随之带来的不足之处在于像变得比较暗,因而上述效果需要在能够获得充分光量的摄影状况下才能发挥作用。第三实施方式第三实施方式显示一例相比于第一实施方式能够更加有效地取得光信息的实施方式。在第三实施方式中省略说明与已经说明过的实施形态具有相同结构的部分。图8是涉及第三实施方式的滤光片交界部分的示意图。图9是涉及第三实施方式的巨像素的示意图。在第一实施方式中如图4所示,对滤光片31和32的外缘部两侧均施加倒角处理,对滤光片33和34也施加相同的倒角处理。而光线在经过被施加倒角处理的区域时不作直线行进,为此,发生图3所示的阴影71x。对此,在第三实施方式中如图8所示,未对滤光片310以及320的外缘部两侧施加倒角处理。为此,能够最大限度地减小光线不作直线行进的部分,相 比于图3所示的发生阴影71x的区域,图9所示的发生阴影71z的区域进一步减小,为此更加有效地取得光信息。但是对于滤光片310、320、330、340中不与其他滤光片接触的面,可施加与图4相同的倒角处理。此外,在图8所示的滤光片310、320、330、340中,虽然未对接触其他滤光片的面施加倒角处理,但是也会发生图9所示的阴影71z,其原因在于各滤光片的交界部分上发生入射光线的反射或衰减。如上所述,第三实施方式不对滤光片310、320、330、340中与其他滤光片接触的面施加倒角处理,因而与第一实施方式相比,能够更加有效地取得光信息。第四实施方式第四实施方式显示具有使滤光部30发生移动的结构的实施例。在第四实施方式中省略说明与已经说明过的实施形态具有相同结构的部分。图10显示涉及第四实施方式的摄像装置的示意图。据图10可知,摄像装置10B与图1所示的摄像装置10的不同之处在于,摄像装置10B中增加了移动装置80。移动装置80能够使得滤光部30以及滤光片保持部40在大致垂直于经由第一透镜20入射的入射光线的光轴方向上移动,并在任意位置保持不动。例如将移动装置80构成为两个在固定部中略垂直于光轴的面上互相正交设置的进给螺杆,用以将滤光部30以及滤光片保持部40以可移动状态保持在固定部上。而滤光片保持部40没有必要与滤光部30一起移动。为此,移动装置80例如还可以构成为,以滤光片保持部40为固定部,将滤光部30以可移动状态保持在滤光片保持部40中,使得滤光部30相对于滤光片保持部40移动。图11是一例移动装置的示意图,该图是沿着经由第一透镜20入射的入射光线的光轴方向观察的图。其中,图11A为一例滤光部和滤光片保持部可以相对于固定部移动的结构示意图。据图11A可知,滤光部30以及滤光片保持部40以可移动状态保持在固定部110上。固定部110构成为例如具有平面形状略呈矩形的板形部111以及立设部112,该立设部112用于使得板形部111的外缘部分呈框形突起。板形部111和立设部112既可一体构成,也可以粘结等方式结合不同部件构成。在此例举一设于固定部110上的移动装置80,其中包括螺丝81和82、以及 弹性体83和84。进一步具体构成为将螺丝81和82拧入位于立设部112上侧部分和左侧部分的未图示螺孔。弹性体83设于立设部112下侧部分的内壁和滤光片保持部40的框部41的下侧部分的外壁之间,与螺丝81之间隔着滤光片保持部40相对设置。弹性体84设于立设部112右侧部分的内壁和滤光片保持部40的框部41的右侧部分的外壁之间,与螺丝82之间隔着滤光片保持部40相对设置。可以用海绵或板弹簧等作为弹性体83和84。螺丝81的前端接触滤光片保持部40的框部41的上侧部分的外壁,将滤光片保持部40推向弹性体83,使得弹性体83收缩,纵向挟持滤光部30以及滤光片保持部40。螺丝82的前端接触滤光片保持部40的框部41的左侧部分的外壁,将滤光片保持部40推向弹性体84,使得弹性体84收缩,横向挟持滤光部30以及滤光片保持部40。转动螺丝81,滤光部30和滤光片保持部40相对于固定部110上下(垂直)移动。转动螺丝82,滤光部30和滤光片保持部40相对于固定部110左右(水平)移动。螺丝81和82既可以用手动转动,也可以利用步进电机等进行电动转动,优选例如以几个微米间隙移动的结构。图11B显示一例用滤光片保持部作为固定部、且滤光部相对于滤光片保持部移动的结构。据图11B可知,滤光部30以可移动状态保持在固定部即滤光片保持部40上。滤光片保持部40设有移动装置80,作为一例移动装置80,其中包含螺丝81和82以及弹性体83和84。进一步具体构成为将螺丝81和82拧入设于滤光片保持部40的框部41上侧部分和左侧部分上的未图示螺孔中。弹性体83位于滤光片保持部40的框部41下侧部分的内壁和滤光部30的滤光片33和34的下侧部分外壁之间,并与螺丝81隔着滤光部30相对设置。弹性体84位于滤光片保持部40的框部41右侧部分的内壁和滤光部30的滤光片33和34的左侧部分外壁之间,并与螺丝82隔着滤光部30相对设置。螺丝81的前端接触滤光部30的滤光片31和32的上侧部分的外壁,将滤光部30推向弹性体83,使得弹性体83收缩,纵向夹持来保持滤光部30。螺丝82的前端接触滤光部30的滤光片31和33的左侧部分的外壁,将滤光部30推向弹性体84,使得弹性体84收缩,横向夹持来保持滤光部30。优选将接触对应的 滤光片外壁面的螺丝81和82的前端设为平坦部,。转动螺丝81,滤光部30相对于滤光片保持部40上下(垂直)移动,转动螺丝82,滤光部30相对于滤光片保持部40左右(水平)移动。与图11A相同,螺丝81和82既可用手动转动,也可用步进电机等电动转动。优选例如以几个微米间隙移动的结构。在图11A和图11B所示中,如果不以按压部42的开口部42x为光圈使用,则需要将开口部42x预先形成为在滤光部30移动时入射滤光部30的光线不至受到遮挡程度的大小。图12是一例涉及第四实施方式的巨像素的示意图,该图显示用图10所示的移动装置80移动滤光部30(或者滤光部30以及滤光片保持部40)时的巨像素。换言之,图12显示一例滤光片31、32、33、34的各交界部的交点位置(以下称为交界部交点位置)偏离光轴时的形态。交界部交点位置偏离光轴使得部分区域71a、71b、71c、71d各自的面积互不相同,阴影71x的位置发生移动。例如,如果需要从对应部分区域71a的滤光片34取得较多光信息,则可用移动装置80来移动交界部交点位置,使得部分区域71a的面积如图12所示,大于其他部分区域的面积。关于有效取得光信息,本实施方式具有与第一实施方式相同的效果。如上所述,第四实施方式中设有移动装置80,用于使得滤光部30(或者滤光部30以及滤光片保持部40)在略垂直于光轴的平面内移动,为此能够从指定的滤光片获得比其他滤光片更多光信息。据此,本实施方式在以下场合下有效。例如,在补偿滤光片31、32、33、34之间的透射率差异、或者补偿摄像元件阵列70对波长的感度差异等情况下,需要从指定的滤光片取得较多光信号,此时本实施方式有效。此外在相对于其他滤光片从指定的滤光片取得光信号时用较高的S/N值、或者从指定滤光片取得较多光信号用于取平均值等场合也有效。第五实施方式第五实施方式显示一例二维图像的制作。在第五实施方式中省略说明与已经说明过的实施形态具有相同结构的部分。图13是涉及第五实施方式的摄像装置的示意图。据图13可知,摄像装置10C与图1所示的摄像装置10的不同之处在于增设图像处理部90。图像处理部90具有基于摄像元件阵列70输出的电信号(图像信号)制作二维图像的功能。图像处理部90包含例如CPU、ROM、主存储器等,其各项功能通过CPU执行从保存在ROM中读取到主存储器上的程序得以实现。除此之外,图像处理部90的一部分或者全部功能还可以仅用硬件实现。进而图像处理部90还可以包括多个装置。以下参考图14以及图15说明图13所示的图像处理部90制作二维图像的方法。首先,说明图14所示的流程图,而后参考图15进一步补充说明。如图14所示,首先在步骤S201中,用第一透镜20捕捉从被摄体100射出的光线。其次在步骤S202中,用滤光部30、第二透镜50以及透镜阵列60分离在步骤S201捕捉的光线,形成包含光信息的多束光线。其次在步骤S203中,用摄像元件阵列70接受步骤S202中分离的多束包含光信息的光线。而后在步骤S204中,图像处理部90取得与摄像元件阵列70接受的光量相对应的电信号。接着在步骤S205中,图像处理部90重新排列从摄像元件阵列70取得的电信号。而后在步骤S206中,图像处理部90输出多幅包含预定光信息的二元图像。图15是摄像元件阵列的简示图。在此,为了便于说明,设图15中的摄像元件阵列70以巨像素71为中心并以3×3的巨像素构成。以粗线围绕的部分表示各个巨像素。在图3等中以21×21像素的巨像素为例进行了说明,而在图15中为了便于说明,包含巨像素71在内的各巨像素以横2像素×纵2像素构成。也就是说,包含巨像素71在内的各个巨像素具备与滤光片31、32、33、34一一对应的部分区域。如图14所示的步骤S205以及S206中所作的说明,图像处理部90重新排列摄像元件阵列70输出的电信号,用以制作包含预定光信号的多个二维图像。例如,按照图15中的箭头所示,重新排列各巨像素中位于左上方的像素的电信号,用以制作9个包含与图2的滤光片34相对应的光信息的像素构成的二维图像150。同样,重新排列各巨像素的右上方的像素的电信号,制作9个包含与图2的滤光片33相对应的光信息的像素构成的二维图像,重新排列各巨像素的左下方的像素的电信号,制作9个包含与图2的滤光片32相对应的光信息的像素 构成的二维图像,重新排列各巨像素的右下方的像素的电信号,用以制作9个包含与图2的滤光片31对应的光信息的像素构成的二维图像。实际上各巨像素的各部分区域中存在多个像素,因而不但可以从属于各个部分区域的像素中取出一个像素来重新排列该像素的输出值,而且还可以计算属于各个部分区域的像素的输出值的合计或平均,而后重新排列。对比上述两种方法,即计算属于各个部分区域的像素的输出值的合计或平均而后重新排列的方法和取出一个像素重新排列的方法,前者相对于后者的优点在于能够提高信号和噪音的比值(SN比),即能够减少噪音影响。而采用后者,即从属于各部分区域的像素中取得一个像素进行重新分配的方法,能够制作多个具有视差的二维图像。基于制作的多个二维图像求出移动量,并基于求出的移动量,可以推测相机与被摄体之间的距离。为了简便,在图15的说明中使用的巨像素数量非常少(3×3),但实际上通过增加构成透镜阵列60的巨像素61的个数,即通过增加巨像素数量,可取得有意义的二维图像。第六实施方式第六实施方式是在具有移动装置的情况下制作二维图像的实施例。在第六实施方式中省略说明与已经说明过的实施形态具有相同结构的部分。将图13所示的图像处理部90连接到图10所示的摄像装置10B中的摄像元件阵列70上,在驱动移动装置80的同时取得图像。以下参考图16所示的流程图说明在这种情况下图像处理部90的处理。如图16所示,首先在步骤S301中,用移动装置80使得滤光部30以及滤光片保持部40相对于固定部110在略垂直于经过第一透镜20入射的光线的光轴方向上移动(参见图11A)。或者,移动装置80使得滤光部30相对于固定部即滤光片保持部40在略垂直于经由第一透镜20入射的光线光轴方向上移动(参见图11B)。其次在步骤S302~S304中确定各个区域。首先在步骤S302中,设于第一透镜20之前的亮度均匀的面光源发光,而后在步骤S303中拍摄校正用图像。在此获得的图像被称为光场图像。光场图像仅以构成透镜的巨像素数量来排列巨像素。在步骤S301中,用移动装置80使得滤光部30或滤光部30以及滤光片保持 部40发生移动,在此,随着该移动,巨像素交界部的像即阴影71x在巨像素71中发生移动,从而获得上述图12所示的图像。在图12所示的例中,交界部交点并不位于巨像素71的中心,而是移动到巨像素71的右下方。在步骤S303中,获得校正图像,该校正图像中与滤光片交界部相对应的阴影71x较喑,而部分区域71a、71b、71c、71d中除阴影71x以外的区域相对明亮。在此,优选面光源的大小大于第一透镜20的开口。其次在步骤S304中,对步骤S303中拍摄的校正图像实行二值化处理以及标注处理。经过二值化处理后,例如图12所示的巨像素71中的阴影71x所对应的区域成为黑色,而部分区域71a、71b、71c、71d中除阴影71x以外的区域为白色。标注处理是指对相连接的像素并具有相同色信息的集团赋予相同标签编号的处理。例如,首先在巨像素71中对上未标注的像素赋予新的标签编号。其次,对连接被赋予新标签编号的像素并具有相同色信息的像素赋予相同标签编号。再次,对连接被赋予相同标签编号的像素并具有相同色信息的像素赋予相同标签编号。反复上述操作对同一个连接成分赋予相同的标记编号。而后,对没有标记编号的像素作相同处理,直到所有像素都被赋予标记编号才结束标注处理。经过标注处理,例如,部分区域71a、71b、71c、71d中除阴影71x以外的区域均被赋予各标记编号1、2、3、4,并且阴影71x对应的区域被赋予标记编号0。至此,结束区域的确定。换言之,在用移动装置80使得滤光部30或者滤光部30以及滤光片保持部40发生移动时,随着该移动,滤光片的交界部的像在各巨像素中移动,此时,各巨像素中与滤光片31~34对应的像素区域得以认知。而后在步骤S305中,用摄像装置10B拍摄需要测定光信息的被摄体,取得光场图像。而后,实行平均值计算处理,对经过标注处理的部分区域71a、71b、71c、71d(即被赋予标记编号1、2、3、4的各像素区域),计算像素值的平均值。对所有巨像素实行上述步骤S304中的二值化处理以及标注处理、步骤S305中的平均值计算处理。进而在步骤S306中,与图14所示的步骤S205相同,如图15所示重新排列电信号,而后在步骤S307中形成多个对应于滤光片31~34并包含不同光信息 的二维图像。关于二值化处理和标注处理以及平均值计算处理,例如可用主存储器读取保存在图像处理部90的未图示ROM等中的程序,并通过CPU执行该程序来自动实行这些处理。除此之外,也可以用构成图像处理部90的硬件来自动实行二值化处理、标注处理以及平均值计算处理。虽然也可以一边观察显示屏上显示的图像一边进行手动标注处理以取代二值化处理,但是操作麻烦,为此优选用图像处理部进行自动处理。如上所述,在第六实施方式中,当滤光部的交界部的像随着移动装置80驱动滤光部30移动而在各巨像素中移动时,图像处理部90认知各巨像素中与滤光片31~34对应的图像区域。由此,图像处理部90基于认知到的像素区域得到对应于滤光片31~34的不同光信息,形成多个包含对应于滤光片31~34的不同光信息的二维图像。也就是说,移动装置80使得滤光部30移动,伴随该移动,各巨像素中的滤光片交界部发生移动,图像处理部90使得各巨像素中用于接受不同光信息的区域随着滤光片交界部的像的移动而发生变化,由此,在用移动装置80使得滤光部30移动的情况下,也能够形成多个包含不同光信息的二维图像。以上详述了优选实施方式,但是本发明并不受到这些实施方式的限制,允许在不脱离本发明宗旨的范围内对上述实施方式适当地进行各种更改或置换。例如,滤光部30不局限于取得分光信息的滤光片,还可以是例如取得偏光信息的滤光片等。此外,还可以适当结合各种实施方式。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1