攝像裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種攝像裝置，尤其涉及一種能夠同時拍攝不同特性的多個圖像的攝像裝置。
【背景技術】
[0002]以往，如圖15所示，提出有具備如下的攝像裝置:攝影光學系統1，由配置于相同光軸上的中央部的中央光學系統(廣角透鏡)la及其周邊部的環狀光學系統(長焦透鏡)lb且特性與中央光學系統la不同的環狀光學系統lb構成；圖像傳感器3;及陣列透鏡2，由配設于圖像傳感器3的入射面側的多個微透鏡(光瞳成像透鏡)構成，并通過各微透鏡使攝影光學系統的光瞳像成像于圖像傳感器3上(專利文獻1)。
[0003]上述由攝影光學系統1及陣列透鏡2構成的攝影光學系統1中，攝影光學系統1的像面位于陣列透鏡2上，陣列透鏡2使攝影光學系統1的光瞳像成像于圖像傳感器3上。
[0004]圖16表示圖像傳感器3上的1個受光單元3a及由陣列透鏡2的1個微透鏡成像于圖像傳感器3上的攝影光學系統1的光瞳像。該光瞳像具有與中央光學系統la對應的中央光瞳像(廣角透鏡成分)及與環狀光學系統lb對應的環狀光瞳像(長焦透鏡成分)。
[0005]圖17(a)表示對每一個微透鏡分配圖像傳感器3的5X5的受光單元3a的一例。
[0006]如圖17(a)所示，5X5的25個受光單元組的每一個中，其中央部的受光單元接收中央光瞳像(廣角透鏡成分)，其周邊部的受光單元接收環狀光瞳像(長焦透鏡成分)。
[0007]25個受光單元組的每一個中，從接收廣角透鏡成分的受光單元生成廣角圖像的1像素量的圖像信號，同樣地從接收長焦透鏡成分的受光單元生成長焦圖像的1像素量的圖像信號，由此如圖17(b)及圖17(c)所示，獲得與廣角透鏡對應的廣角圖像及與長焦透鏡對應的長焦圖像。
[0008]圖17所示的例子中，圖像傳感器3的受光單元數與從圖像傳感器3獲得的廣角圖像及長焦圖像的像素數之間的關系為受光單元數:像素數(X圖像數)=25:1(X2)。
[0009]以往技術文獻
[0010]專利文獻
[0011 ] 專利文獻1:日本專利公開2012-253670號公報
【發明內容】
[0012]發明要解決的技術課題
[0013]如圖17所示，若對每一個微透鏡分配圖像傳感器3的5X5的受光單元3a，則存在與圖像傳感器3的像素數相比，從圖像傳感器3獲得的不同特性的圖像(上述的例子中為廣角圖像及長焦圖像)的像素數大幅降低的問題。
[0014]抑制從圖像傳感器3獲得的不同特性的圖像的像素數降低的最簡單的方法是減少分配于每一個微透鏡的受光單元的數(分配數)。能夠與減少分配數的量相應地增加可取出的不同特性的圖像的像素數。
[0015]然而，當為由中央部的中央光學系統la及環狀光學系統lb構成的攝影光學系統1時(為分割成同心圓狀的攝影光學系統時)，與例如將攝影光學系統上下分割為兩部分來分別作為不同特性的光學系統的上下分割攝影光學系統相比，透鏡性能優異，但存在無法充分增加可取出的圖像的像素數的問題。
[0016]圖18(a)及圖18(b)分別表示對每一個微透鏡分配圖像傳感器3的5X5的受光單元3a的例子及分配3 X 3的受光單元3a的例子。
[0017]S卩，將攝影光學系統進行同心圓分割時，能夠分配于陣列透鏡的每一個微透鏡的受光單元的分配數的極限為3X3，此時的圖像傳感器3的受光單元數與從圖像傳感器3獲得的廣角圖像或長焦圖像的像素數之間的關系為受光單元數:像素數= 9:1。
[0018]本發明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種大幅減少分配于陣列透鏡的每一個微透鏡的受光單元的分配數并增加同時拍攝的不同特性的圖像的像素數的攝像
目.ο
[0019]用于解決技術課題的手段
[0020]為了實現上述目的，本發明的一方式所涉及的攝像裝置，其具備:攝影光學系統，由第1光學系統及設置于第1光學系統的周邊部且特性與第1光學系統不同的第2光學系統構成；圖像傳感器，由排列成2維狀的多個受光元件構成;及陣列透鏡，由排列成2維狀的微透鏡構成，配設于圖像傳感器的入射面側，通過各微透鏡將攝影光學系統的光瞳像成像于圖像傳感器上，陣列透鏡在通過各微透鏡分別成像于圖像傳感器上的光瞳像中使相互相鄰的與第2光學系統對應的第2光瞳像的一部分彼此在圖像傳感器上重復。
[0021]若將分配于陣列透鏡的每一個微透鏡的圖像傳感器的受光單元的分配數設為少于3 X 3的分配，則相鄰的微透鏡的光瞳像彼此開始重疊(產生串擾)。通常無法從產生有串擾的像素取出光線空間(光場)，從光瞳像按1像素單位取出并重新構成圖像時，無法生成正確的圖像。
[0022]然而，本發明只要能夠獲取與第1光學系統對應的圖像及與第2光學系統對應的圖像即可，因此至少與第1光學系統對應的光瞳像和與第2光學系統對應的光瞳像不重疊即可。即，即使相互相鄰的與第2光學系統對應的第2光瞳像的一部分彼此在圖像傳感器上重復，也只是由第2光學系統作成的光瞳像附近的圖像重疊，雖然有一些特性變化，但作為圖像不會有破綻。
[0023]如此，陣列透鏡使相互相鄰的與第2光學系統對應的第2光瞳像的一部分彼此在圖像傳感器上重復，因此能夠使實際上分配于陣列透鏡的每一個微透鏡的圖像傳感器的受光單元的分配數少于3X3，其結果，能夠增加同時拍攝的不同特性的圖像的像素數。
[0024]本發明的另一方式所涉及的攝像裝置中，優選具備圖像生成部，其從圖像傳感器讀出與第1光學系統對應的第1光瞳像及與第2光學系統對應的第2光瞳像，并生成由第1光瞳像構成的第1圖像及由第2光瞳像構成的第2圖像。從1個第1光瞳像及第2光瞳像分別作成構成第1圖像及第2圖像的像素組中的1個像素。并且，第2光瞳像至少在圖像傳感器上與2個像素以上的像素對應，但適當地將這些像素進行相加來作為1個像素。
[0025]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，優選攝影光學系統的第1光學系統為圓形的中央光學系統，第2光學系統為相對于中央光學系統配設成同心圓狀的環狀光學系統，陣列透鏡在通過各微透鏡分別成像于圖像傳感器上的光瞳像中使相互相鄰的與環狀光學系統對應的環狀光瞳像的一部分彼此在圖像傳感器上重復。
[0026]第1光學系統為圓形的中央光學系統，第2光學系統為相對于中央光學系統配設成同心圓狀的環狀光學系統，因此第1光學系統及第2光學系統分別相對于攝影光學系統的光軸呈點對稱形狀。由此，雖然是被分割的攝影光學系統，但可獲得良好的光學性能。
[0027]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，通過陣列透鏡的各微透鏡分別成像于圖像傳感器上的光瞳像具有3X3像素的圖像尺寸，與中央光學系統對應的中央光瞳像入射到與3 X 3像素的中央像素對應的受光元件，與環狀光學系統對應的環狀光瞳像入射到與3X3像素的中央像素周圍的8個像素對應的受光元件，若將圖像傳感器的像素數設為M，將由中央光瞳像構成的第1圖像及由環狀光瞳像構成的第2圖像的像素數設為N，則像素數Μ與像素數Ν之比為Μ:Ν = 4:1。即，能夠將陣列透鏡的每一個微透鏡實際上在圖像傳感器上的像素數的分配數設為4像素，與將攝影光學系統設為同心圓分割并避免使相鄰的光瞳像彼此重復情況下可考慮的最小分配數即9像素相比，能夠大幅減少分配數。
[0028]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，優選攝影光學系統的第1光學系統為圓形的中央光學系統，第2光學系統為相對于中央光學系統配設成同心圓狀的環狀光學系統，陣列透鏡在通過各微透鏡分別成像于圖像傳感器上的光瞳像中使相互相鄰的與環狀光學系統對應的環狀光瞳像的一部分彼此在圖像傳感器上重復，并且使相互相鄰的與中央光學系統對應的中央光瞳像及與環狀光學系統對應的環狀光瞳像的一部分重復，環狀光學系統形成為，與和中央光瞳像重復的環狀光瞳像的一部分對應的部分被遮光，所述中央光瞳像與中央光學系統對應，或與和中央光瞳像重復的環狀光瞳像的一部分對應的部分空缺，所述中央光瞳像與中央光學系統對應。
[0029]根據本發明的另一其他方式，環狀光學系統形成為一部分被遮光或一部分空缺，以避免中央光瞳像與環狀光瞳像在圖像傳感器上重復。由此，能夠進一步減少陣列透鏡的每一個微透鏡實際上在圖像傳感器上的像素數的分配數。
[0030]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，通過陣列透鏡的各微透鏡分別成像于圖像傳感器上的光瞳像具有3X3像素的圖像尺寸，與中央光學系統對應的中央光瞳像入射到與3 X 3像素的中央像素對應的受光元件，與環狀光學系統對應的環狀光瞳像入射到與3X3像素的中央像素周圍的8個像素對應的受光元件，若將圖像傳感器的像素數設為Μ，將由中央光瞳像構成的第1圖像及由環狀光瞳像構成的第2圖像的像素數設為Ν，則像素數Μ與像素數Ν之比為Μ:Ν = 2:1。即，能夠將陣列透鏡的每一個微透鏡實際上在圖像傳感器上的像素數的分配數設為2像素。
[0031]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，優選攝影光學系統中，第1光學系統及第2光學系統中的一個為廣角光學系統，另一個為長焦光學系統。由此，能夠通過一次拍攝同時獲取廣角圖像及長焦圖像。
[0032]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，優選攝影光學系統的第1光學系統為圓形的中央光學系統，第2光學系統為相對于中央光學系統配設成同心圓狀的環狀光學系統，中央光學系統比環狀光學系統更為廣角。
[0033]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，優選攝影光學系統的第1光學系統為圓形的中央光學系統，第2光學系統為相對于中央光學系統配設成同心圓狀的環狀光學系統且不同特性的第3光學系統與第4光學系統交替配置而成的環狀光學系統，陣列透鏡在通過各微透鏡分別成像于圖像傳感器上的光瞳像中使相互相鄰的與環狀光學系統的第3光學系統對應的第1環狀光瞳像彼此在圖像傳感器上重復，并且使相互相鄰的與環狀光學系統的第4光學系統對應的第2環狀光瞳像彼此在圖像傳感器上重復。
[0034]根據本發明的另一其他方式，能夠通過不同特性的3種光學系統(第1、第3、第4光學系統)構成攝影光學系統，能夠通過一次拍攝同時獲取3種不同特性的圖像，且還能夠減少陣列透鏡的每一個微透鏡實際上在圖像傳感器上的像素數的分配數。
[0035]本發明的另一其他方式所涉及的攝像裝置中，圖像傳感器中，多個受光元件排列成六方格子狀，通過陣列透鏡的各微透鏡分別成像于圖像傳感器上的光瞳像具有中央像素及中央像素周圍的6個像素的7個像素的圖像尺寸，與中央光學系統對應的中央光瞳像入射到與7個像素的中央像素對應的受光元件，與環狀光學系統的第3光學系統對應的第1環狀光瞳像入射到中央像素周圍的6個像素中的與以中央像素為中心呈120度的3個方向的3個像素對應的受光元件，與環狀光學系統的第4光學系統對應的第2環狀光瞳像入射到中央像素周圍的6個像素中的與以中央像素為中心呈120度的3個方向的其他3個像素對應的受光元件，若將圖像傳感器的像素數設為M，將由中央光瞳像構成的第1圖像、由第1環狀光瞳像構成的第2圖像及由第2環狀光瞳像構成的第3圖像的像素數分別設為N，則像素數Μ與像素數Ν之比為