CN108227062B - 光学部件和使用它的摄像*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学部件和使用它的摄像***，提供抑制WFC中的电噪声放大的光学部件的技术。本发明的对透过光学***的光束赋予规定的相位的包括多个环带的光学部件，其特征在于：各个所述环带的、位于该光学部件的内周一侧的面的面积与位于外周一侧的面的面积大致相同，在沿着该光学部件的半径方向的截面中，各环带的外周端处的切线的倾角与内周端处的切线的倾角大致相同。

Description

光学部件和使用它的摄像***
技术领域
本发明涉及光学部件和使用它的摄像***。
背景技术
专利文献1中，公开了在光学***中配置对光的相位进行调制的相位板，通过使点像分布函数(PSF：Point Spread Function)模糊而在与合焦点位置相距一定距离的范围内使形状大致一定，对于用摄像元件取得的光学像的信息实施信号处理而除去PSF的模糊，由此扩大景深或焦深的技术。该技术被称为WFC(Wavefront Coding：波前编码)。另外，专利文献2中，公开了在WFC中使相位板的形状成为相对于光轴旋转对称的环带结构的技术。另外，专利文献3中，公开了在环带结构的相位板中使各环带的截面形状非对称的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第5748371号说明书
专利文献2：日本特开2014-197115号公报
专利文献3：国际公开第2015/166539号
发明内容
发明要解决的课题
上述专利文献1～专利文献3中记载的技术中，除去PSF的模糊的信号处理(复原处理)是一种锐化处理，但在该锐化处理时会将摄像元件所具有的电噪声放大。
本发明的课题是提供一种关于抑制WFC中的电噪声放大的光学部件的技术。
用于解决课题的技术方案
本申请包括多个解决上述课题的至少一部分的方案，举其一例，如下所述。为了解决上述课题，本发明的一个方式的光学部件是一种对透过光学***的光束赋予规定的相位的包括多个环带的光学部件，其特征在于：各个所述环带的、位于该光学部件的内周一侧的面的面积与位于外周一侧的面的面积大致相同，在沿着所述光学部件的半径方向的截面中，各环带的外周端处的切线的倾角与内周端处的切线的倾角大致相同。
发明效果
根据本发明，能够提供一种抑制WFC中的电噪声放大、能够得到清晰且深度深的图像的光学部件的技术。上述以外的课题、结构和效果将通过以下实施方式的说明而说明。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的摄像***的结构的图。
图2是表示现有的相位板的结构的图。
图3是表示现有的相位板附加的相位的图。
图4是表示第一实施方式的相位板附加的相位的例子的图。
图5是表示应用现有的相位板得到的PSF和应用第一实施方式的相位板得到的PSF的例子的图。
图6是表示测试图表的图。
图7是表示对各摄像***的输出图像的品质进行比较的曲线图的图。
图8是表示对各摄像***的复原处理时的信号增益进行比较的曲线图的图。
图9是表示第一实施方式的相位板的结构的图。
图10是表示第二实施方式的相位板的结构的图。
图11是表示第三实施方式的相位板的结构的图。
图12是表示第四实施方式的相位板的结构的图。
图13是表示第五实施方式的相位板的结构的图。
图14是表示第五实施方式的相位板附加的相位的例子的图。
图15是表示第一实施方式的相位板和第五实施方式的相位板得到的PSF的例子的图。
图16是表示对各摄像***的输出图像的品质进行比较的曲线图的图。
图17是表示对各摄像***的复原处理时的信号增益进行比较的曲线图的图。
图18是表示用通常的摄像机将自然物作为被拍摄体取得的图像的例子的图。
图19是表示使用现有的相位板用WFC取得的图像的例子的图。
图20是表示使用第五实施方式的相位板用WFC取得的图像的例子的图。
图21是表示取得图像的R、Gr、Gb、B各色像素中的Gb像素的图像的比较例的图。
具体实施方式
在以下实施方式中，为了方便而在需要时分割为多个段或实施方式进行说明，但除特别声明的情况外，它们并不是相互无关的，而是一方为另一方的一部分或全部的变形例、详情、补足说明等的关系。
另外，以下实施方式中，在提及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除特别声明的情况和原理上明显限定为特定数量等情况外，都不限定于该特定的数量，可以是特定数量以上或以下。
并且，以下实施方式中，其构成要素(也包括要素步骤等)，除特别声明的情况和原理上认为明显必要等情况外，都不是必要的。
同样，以下实施方式中，在提及构成要素等的形状、位置关系等时，除特别声明的情况和原理上认为明显并非如此等情况外，实质上也包括与其形状等近似或类似的等。这一点对于上述数值和范围也同样。
另外，在用于说明实施方式的全部图中，对于相同的部件原则上附加相同的符号，省略其反复的说明。以下参考附图说明本发明的实施例。
图1是表示本发明的第一实施方式的摄像***的结构的图。在摄像***100中，使用具备光学***2、摄像元件3、A/D转换器4、RAW缓存5、图像处理部6和输出部7的摄像装置。光学***2具备前透镜组23和后透镜组24、光阑22和相位板25。
光阑22位于前透镜组23与后透镜组24之间。光阑22起到适当地限制从被拍摄体1发出的、透过光学***2的光束的作用。相位板25设置在光阑22的附近。相位板25对透过光学***2的光束附加规定的相位，但也可以存在不附加相位的部位。
从被拍摄体1发出并对光学***2入射的光束因为前透镜组23和后透镜组24的功能而在摄像元件3的面上成像为被拍摄体像。因为用相位板25附加相位的效果，在成像位置的前后较宽的范围中被拍摄体像的模糊大致一定。
摄像元件3在其面上具有多个像素。该在该摄像元件3的面上成像的被拍摄体像，被摄像元件3按像素转换为模拟信号，进而被A/D转换器4转换为数字信号而生成与被拍摄体像对应的图像数据。
RAW缓存5保存从A/D转换器4得到的图像数据。图像处理部6从RAW缓存5接收图像数据，实施用于除去相位板25的相位调制导致的被拍摄体像的模糊的信号处理。信号处理的方法包括各种公知的处理。例如，可以是使用空间滤波器的方法。修正后的图像被提供给输出部7。输出部7例如是显示器或存储装置、通信装置、打印机等各种能够使用数字数据输出的装置即可。
图2是表示现有的相位板的结构的图。图2(a)表示相位板21的主视图，图2(b)表示相位板21的沿半径和直径的截面图。光轴在图2(a)中设定为与纸面垂直的方向，在图2(b)中设定为上下方向。设定为来自被拍摄体1的光线从图2(b)的图中下方向图中上方前进。
另外，相位板21例如由4个宽度相等的环带构成。环带从相位板21的内侧起包括第一环带211、第二环带212、第三环带213、第四环带214。各环带在截面图中是在内周端与外周端之间具有极大值211P、212P、213P、214P的凸状。达到该极大值的半径坐标在图2(a)中用虚线表示。
图3是表示现有的相位板附加的相位的图。图3中，设横轴为相位板21的规范化半径，纵轴为用相位板21对特定波长附加的相位。附加的相位的大小与相位板21的截面的高度成正比，所以将纵轴考虑为相位板21的高度时容易理解。图中rc1、rc2、rc3、rc4表示相位板21的各环带的高度达到极大值的规范化半径坐标。
相位板21配置在光学***中的情况下，从内周一侧起第i个环带中的rci的内周一侧的区域起到使入射的光向比原本的聚焦位置靠近前侧(近焦侧)扩散的作用、rci的外周一侧的区域起到使入射的光向比原本的聚焦位置靠远侧(远焦侧)扩散的作用。此处，各环带中rci被设定为rci的内周一侧的区域与rci的外周一侧的区域的面积、即附加相位的对象的面积大致相等。因此，能够使在聚焦位置的前后对PSF贡献的光的量均等。
其中，关于附加相位的对象的面积，优选rci的内周一侧的区域与rci的外周一侧的区域的面积相等，但也可以存在若干差异。例如，内周一侧的区域相对于外周一侧的区域可以是0.9～1.1倍等面积比率。
图4是表示第一实施方式的相位板附加的相位的例子的图。图4的曲线图的纵轴、横轴与图3同样。另外，曲线图中的实线表示第一实施方式的附加相位，虚线表示现有的相位板21的附加相位。第一实施方式中的相位板25的形状在图9的说明中后述，但其环带数量、各环带中的附加相位的高度的极大值和达到极大值的规范化半径坐标与现有的相位板21相同。
第一实施方式的相位板25中，在沿相位板的半径方向的截面内，各环带的内周端处的切线211I、212I、213I、214I的倾角θi与外周端处的切线211O、212O、213O、214O的倾角θi’设定为大致相等，这一点与现有的相位板21不同。即，与现有的相位板21相比，各环带中达到附加相位的极大值的规范化半径坐标的外侧的区域中的附加相位的斜率变得平缓，这一点不同。另外，任意的环带的内周端处的倾角θi比位于该环带的内周一侧的环带的内周端处的倾角θi大。其中，优选倾角θi与倾角θi’相等，但也可以存在若干差异。例如，倾角θi’相对于倾角θi可以是0.9～1.1倍等比率。
附加相位的斜率的大小与光的扩散效果成正比关系，所以根据第一实施方式的相位板25，不仅能够使在聚焦位置前后对PSF贡献的光量均等，也能够使聚焦位置的前后的光的扩散效果、即PSF的模糊程度均等。
图5是表示应用现有的相位板得到的PSF和应用第一实施方式的相位板得到的PSF的例子的图。即，图5是用于与现有例对比地说明聚焦位置前后的PSF的模糊程度的图。图5(a)表示现有的相位板21得到的PSF的例子，图5(b)是表示使用第一实施方式的相位板25的情况下的PSF的例子。横轴表示受光面的半径坐标，纵轴表示PSF的强度。各例中，光学***的F值都设定为F#1.27。
图5中，细线表示聚焦位置处的PSF，粗实线表示聚焦位置+0.09mm(毫米)位置的PSF，粗虚线表示聚焦位置-0.09mm位置的PSF。图5中示出了关于聚焦位置、-0.09mm位置的PSF的形状，第一实施方式的相位板25和现有的相位板21大致相同，但关于+0.09mm位置的PSF，第一实施方式的相位板25比现有的相位板21值大，即模糊程度小。然后，因为+0.09mm位置的PSF的模糊程度减小，结果-0.09mm位置处的PSF和+0.09mm位置处的PSF成为相似的形状。
图6是表示测试图表的图。该测试图表是为了统一用于评价摄像***的品质的，该测试图表也可以是其他图表或一般的被拍摄体1。
图7是表示对各摄像***的输出图像的品质进行比较的曲线图的图。横轴是散焦量，纵轴是表示图像的品质的PSNR(Peak Signal to Noise：峰值信噪比)。该曲线图是用图6所示的测试图表作为输入图像，分别计算使用了现有的相位板21的摄像***、和使用了第一实施方式的相位板25的摄像***的输出图像的品质得到的结果。其中，PSNR用下式定义。
＜式1＞
Figure GDA0002635211400000061
此处，Max是图像的最大亮度，m、n分别是图像横方向、纵方向的像素数，A’(i，j)是输出图像，A(i，j)是原始图像。图7中，细线表示通常摄像机的输出图像的品质，粗实线表示使用了第一实施方式的相位板25的应用WFC的摄像机的输出图像的品质，粗虚线表示使用了现有的相位板21的应用WFC的摄像机的输出图像的品质。各***中都设定光学***的F值为F#1.27、传感器的像素间距为5.5μm(微米)，假设不包括电噪声进行计算。
将PSNR35dB以上作为焦点范围时，通常摄像机的焦深是约0.03mm，使用了第一实施方式的相位板25的摄像机、使用了现有的相位板21的摄像机的焦深都是约0.20mm。即，第一实施方式的相位板25具有与现有的相位板21同等的焦深扩大效果。
图8是表示对各摄像***的复原处理时的信号增益进行比较的曲线图的图。横轴是空间频率，纵轴是信号增益。各摄像***中，设定为各空间频率的信号增益对于在散焦量±(正负)0.1mm之间平均得到的PSF进行适当的除去模糊。实线表示使用了第一实施方式的相位板25的情况，虚线表示使用了现有的相位板21的情况。一般而言，WFC中在复原处理时发生将摄像元件所具有的电噪声放大的作用，导致画质劣化，所以优选信号增益较小。
如图8所示，在最大的空间频率90lp/mm(line pairs/mm)下，使用了现有的相位板21的情况的信号增益是30.3，使用了第一实施方式的相位板25的情况下的信号增益是26.7，使用了第一实施方式的相位板25的情况下的信号增益与使用了现有的相位板21的情况相比减少。
如上所述，本发明的第一实施方式中的相位板25中，通过使远焦侧的PSF的模糊与现有例相比减小，能够维持同等的焦深扩大效果同时减少WFC的信号增益。
图9是表示第一实施方式的相位板的结构的图。第一实施方式的相位板25中，与现有的相位板21相比，在第一环带251、第二环带252、第三环带253、第四环带254中分别在外周一侧设置有与光轴大致平行的面(以下称为“立壁”)作为立壁251C～254C。另外，存在立壁的情况下，将立壁的上端称为外周端，将立壁的下端称为外周一侧的环带的内周端。另外，相位板25的透过光不因立壁而变更相位。
图10是表示第二实施方式的相位板的结构的图。关于第二实施方式的相位板26，与第一实施方式中的各环带是凸状相对地，第二实施方式中的各环带是凹状，这一点不同。这样的第二实施方式的相位板26也通过与第一实施方式同样地将各环带的外周端的切线的倾斜与内周端的切线的倾斜设定为相等，而得到与第一实施方式的相位板同样的效果。
图11是表示第三实施方式的相位板的结构的图。关于第三实施方式的相位板27，与第一实施方式中的相位板25在各环带之间设置立壁相对地，第三实施方式中的相位板27是为了填补该立壁的落差而使外周一侧的环带在光轴方向上平移的形状。即，在第一环带与第二环带的边界的半径坐标上，第一环带的端点的光轴方向的坐标与第二环带的端点的光轴方向的坐标一致，在第二环带与第三环带的边界的半径坐标上，第二环带的端点的光轴方向的坐标与第三环带的端点的光轴方向的坐标一致。而且，在第三环带与第四环带的边界的半径坐标上，第三环带的端点的光轴方向的坐标与第四环带的端点的光轴方向的坐标一致。换言之，环带的外周端与位于该外周端的外周一侧的环带的内周端部相连。另外，各环带的外周端位于比该环带的内周端高的位置。
另外，第一环带的内周一侧的极小值与第二环带的内周一侧的极小值具有t1的差，第一环带的内周一侧的极小值与第三环带的内周一侧的极小值具有与t1相同或更大的t2的差，第一环带的内周一侧的极小值与第四环带的内周一侧的极小值具有与t2相同或更大的t3的差。这样的形状也可以得到与第一实施方式大致相同的效果。第三实施方式的相位板27中，因为不存在作为高低差的立壁部分，所以与第一实施方式的相位板25相比制造更容易，在光对高低差部分的与光轴垂直的壁入射的情况下也能够避免成为杂散光，在这一点上应用用途更广。
图12是表示第四实施方式的相位板的结构的图。关于第四实施方式的相位板28，对第一实施方式的相位板25附加了透镜功能。图中的虚线表示赋予透镜功能的弯曲面281。用于使PSF模糊的相位附加部282被设定为在该弯曲面281上追加。即，本实施方式中，在从实际的面形状除去用于赋予透镜功能的弯曲面281的面形状得到的面形状中，将各环带的外周端的切线的倾斜与内周端的切线的倾斜设定为相等。
换言之，如果用规定的函数f(r)表示第一实施方式的相位板25的上表面的形状，用规定的函数g(r)表示弯曲面281的形状，则第四实施方式的相位板28的相位附加部282的上表面的形状用g(r)+f(r)表示，这一关系成立。该通过面形状的设定而使透镜与相位板一体化的能够廉价化且省空间化的光学部件中，能够得到与第一实施方式的光学***同样的效果。
图13是表示第五实施方式的相位板的结构的图。第五实施方式的相位板29中，环带越在外周一侧越高。即，各环带的极大值是越外周一侧的环带越大。另外，第一环带291的极大值可以与第一环带291的极小值相同、即平坦。具体而言，第一环带291的极大值和第二环带的极大值的差t1、与第一环带291的极大值和第三环带的极大值的差t2相同或更小，第一环带291的极大值和第三环带的极大值的差t2、与第一环带291的极大值和第四环带的极大值的差t3相同或更小即可。
图14是表示第五实施方式的相位板附加的相位的例子的图。曲线图的纵轴、横轴与图3的曲线图同样地，分别是规范化半径、附加相位。第五实施方式的相位板29中设定为越外周一侧环带越高，各环带的内周端处的切线的倾斜与外周端处的切线的倾斜设定为相等。但是，最内周的环带(第一环带291)中没有设置相位附加部。即，第一环带291的相位附加部的高度是0mm，附加相位是0λ。但是，不限于此，第一环带291也可以略微地附加相位、或者附加比第二环带少的相位。另外，有无立壁皆可。
图15是表示第一实施方式的相位板和第五实施方式的相位板得到的PSF的例子的图。图15中，用PSF说明通过设定为越外周一侧环带越高而能够维持焦深扩大效果同时减小PSF的模糊。图15的曲线图中横轴表示散焦量，纵轴表示PSF的中心的强度。图15(a)的曲线图是表示用第一实施方式的相位板25形成的PSF的中心强度的曲线图，图15(b)的曲线图是表示用第五实施方式的相位板29形成的PSF的中心强度的曲线图。
在图15的各曲线图中，示出了与各环带形成的PSF和作为各PSF的总和的相位板整体形成的PSF对应的线。如图15(a)所示，各环带得到的PSF中，在聚焦位置前后存在中心强度大致一定的范围。结果，总和PSF的中心强度也大致一定，但该范围相当于用WFC得到的焦深。该总和PSF中心强度的值越低，表示模糊越大。另外，这样的中心强度大致一定的范围，能够规定为从在散焦量的负方向总和PSF的中心强度开始单调减少的位置、到在散焦量的正方向总和PSF的中心强度开始单调减少的位置。
着眼于图15(a)中各PSF的中心强度大致一定的范围时，环带越在内周一侧越宽。另外，环带越在内周一侧，对总和PSF的中心强度的影响越小。因此，如果最外周的环带的高度一定，则即使设定为越外周一侧环带越高(越内周一侧环带越低)也能够维持焦深扩大效果。
图15(b)中，第一环带、第二环带得到的PSF的中心强度大致一定的范围与第一实施方式相比略微变窄，但是该范围中的强度的平均增大。结果，总和PSF的中心强度大致一定的范围与使用了第一实施方式的相位板25的情况相比几乎不变，同时其强度增大。这表示维持了焦深扩大效果同时PSF的模糊减小。
图16是表示对各摄像***的输出图像的品质进行比较的曲线图的图。用粗实线表示使用了第五实施方式的相位板29的情况下的WFC的输出图像的品质。设定条件与图7所示的条件相同，用图6所示的测试图表作为输入图像。通常摄像机和现有的相位板21是与图7相同的值。第五实施方式中的焦深是约0.20mm，使用了第五实施方式的相位板29的情况下也具有与使用了现有的相位板21的情况同等的焦深扩大效果。
图17是表示对各摄像***的复原处理时的信号增益进行比较的曲线图的图。图17中的曲线图与图8同样，是表示复原处理时的信号增益的曲线图。使用了第五实施方式的相位板29的情况下的值用实线表示，使用了现有的相位板21的情况下的值用虚线表示。使用了现有的相位板21的情况下的值是与图8相同的值。图17中最大空间频率下的第五实施方式的信号增益是16.6，与使用了现有的相位板21的情况下的信号增益30.3相比减少，进而，与使用了第一实施方式的相位板25的情况下的信号增益26.7相比也减少。
如上所述，第五实施方式中，能够维持与现有的相位板21同等的焦深扩大效果，同时与第一实施方式相比进一步减少信号增益。即，能够进一步抑制电噪声放大。
在图18～图21中示出用于验证本发明的电噪声抑制效果的实验结果。实验中使用的摄像机都使用了F值为F#1.27的镜头、像素数为横1920×纵1080像素、像素间距2.75μm且设置了Bayer(拜耳)滤色镜的摄像元件。
图18是表示用通常的摄像机将自然物作为被拍摄体取得的图像的例子的图。对焦点设定在图像内右侧的轮辐图案上。图18中不能够辨认电噪声引起的品质劣化，但比对焦点更靠近前处的物体(彩色铅笔的尖端)、比对焦点更远处的物体(“日立”的贴纸)处发生了模糊。
图19是表示使用现有的相位板21用WFC取得的图像的例子的图。对图像内的位于近处的物体(彩色铅笔)和位于远处的物体(贴纸)也合焦，能够确认焦深扩大效果。但是，电噪声引起的品质劣化(图像整面上的粒状噪声出现)是明显的。
图20是表示使用第五实施方式的相位板29用WFC取得的图像的例子的图。能够与使用了现有的相位板21的情况同样地确认到焦深扩大效果。另外，虽然能够辨认出电噪声引起的品质劣化，但与使用了现有的相位板21的情况相比明显减小。
图21是表示通常摄像机的取得图像的R、Gr、Gb、B各色像素中的Gb像素的图像的比较例的图。图21(a)是仅提取取得图像的R、Gr、Gb、B各色像素中的Gb像素得到的图像。本实验的被拍摄体1是在图21(a)的图像内作为像出现的、色阶均一的厚纸。
从用各***取得的图像中提取如图21(a)中用正方形框所示的纵192×横192像素的范围，生成亮度直方图。图21(b-1)表示用通常摄像机取得的图像的192×192像素的Gb像素的放大，图21(b-2)表示其亮度直方图。图21(b-2)的直方图中，标准差σ(西格玛)是2.7。σ是表示噪声大小的指标。
图21(c-1)表示使用现有的相位板21用WFC取得的图像的纵192×横192像素的Gb像素的放大，图21(c-2)表示其亮度直方图。图21(c-2)的直方图中σ是38.0，与通常摄像机相比噪声的放大是明显的。
图21(d-1)表示使用第五实施方式的相位板29用WFC取得的图像的纵192×横192像素的Gb像素的放大，图21(d-2)表示其亮度直方图。图21(d-2)的直方图中σ是20.1，虽然与通常摄像机相比存在噪声的放大，但与使用了现有的相位板21的情况相比得到了抑制。
以上是本发明的第一至第五实施方式。根据第一至第五实施方式的结构的光学部件、摄像***，能够抑制WFC中的电噪声放大。
另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施方式是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的全部结构。
另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。另外，对于上述各结构、功能、处理部、处理单元等，例如可以通过在集成电路中设计等而用硬件实现其一部分或全部。
另外，上述各结构、功能等的一部分，也可以通过处理器解释、执行实现各功能的程序而用软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够保存在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中，在执行时读取至RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等，用CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)等执行。
另外，控制线和信息线示出了认为说明上必要的，并不一定示出了产品上全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都相互连接。
另外，对于上述各结构、功能、处理部等，例如可以通过在分别的装置中执行并经由网络进行汇总处理等而用分布式***实现其一部分或全部。
另外，上述实施方式的技术要素可以单独应用，也可以分为程序部件和硬件部件这样多个部分应用。
以上对于本发明，以实施方式为中心进行了说明。
附图标记说明
1…被拍摄体，2…光学***，3…摄像元件，4…A/D转换器，5…RAW缓存，6…图像处理部，7…输出部，21…相位板，22…光阑，23…前透镜组，24…后透镜组，25、26、27、28、29…相位板。

Claims (8)

1.一种对从光学***透射的光束附加规定的相位的包括多个环带的光学部件，其特征在于：
在各个所述环带中，与附加相位取最大值的位置相比靠所述光学部件的内周一侧的区域用于使入射的光相比原本的聚焦位置向近焦侧扩散，与附加相位取最大值的位置相比靠所述光学部件的外周一侧的区域用于使入射的光相比原本的聚焦位置向远焦侧扩散，
在各个所述环带中，所述内周一侧的区域的面积与所述外周一侧的区域的面积相同，
在沿着所述光学部件的半径方向的截面中，各环带的外周端处的切线的倾角与内周端处的切线的倾角相同，并且，在光轴方向上，各环带的外周端位于比该环带的内周端高的位置。
2.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于：
所述环带的截面形状是凸状。
3.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于：
所述环带的截面形状是凹状。
4.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于：
所述环带的外周端与位于该外周端的外周一侧的所述环带的内周端相连。
5.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于：
任意的所述环带的内周端处的所述倾角大于与该环带相比位于内周一侧的环带的内周端处的所述倾角。
6.如权利要求1所述的光学部件，其特征在于：
所述多个环带中的位于最内周的环带是不附加所述相位的环带。
7.一种摄像光学***，其特征在于：
包括权利要求1～6所述的光学部件中的至少任一者。
8.一种摄像***，其特征在于：
包括对权利要求7所述的所述摄像光学***中取得的图像信息进行规定的信号处理的图像处理部。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110691180A (zh) * 2019-08-13 2020-01-14 中国人民解放军国防科技大学 一种可抑制激光后向反射的光电成像***
JP7501538B2 (ja) 2019-09-25 2024-06-18 ソニーグループ株式会社 撮像光学系、および撮像装置
CN111835952B (zh) * 2020-07-13 2022-03-01 杭州海康威视数字技术股份有限公司 拍摄镜头
JP7402781B2 (ja) * 2020-10-28 2023-12-21 株式会社日立製作所 撮像光学系、撮像装置および焦点深度拡大光学システム
CN113504623A (zh) * 2021-07-14 2021-10-15 Oppo广东移动通信有限公司 光学镜头及其制备方法、摄像头模组、电子设备
CN117562488A (zh) * 2023-11-14 2024-02-20 卓外（上海）医疗电子科技有限公司 基于波前编码技术的荧光内窥镜摄像***及成像方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151790A (en) * 1990-07-23 1992-09-29 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image pickup device for stabilizing optical aberrations
JP3275010B2 (ja) 1995-02-03 2002-04-15 ザ・リジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・コロラド 拡大された被写界深度を有する光学システム
US7180673B2 (en) * 2003-03-28 2007-02-20 Cdm Optics, Inc. Mechanically-adjustable optical phase filters for modifying depth of field, aberration-tolerance, anti-aliasing in optical systems
US8537475B2 (en) * 2006-06-13 2013-09-17 Panasonic Corporation Composite optical element
US8531783B2 (en) * 2010-02-09 2013-09-10 Xceed Imaging Ltd. Imaging method and system for imaging with extended depth of focus
JP2012118201A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 光学フィルムおよびこれを用いた偏光板
JP2012173522A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Panasonic Corp 光学部材及び照明器具
TWI435119B (zh) * 2011-03-03 2014-04-21 Futis Internat Ltd 微結構光相位膜及柱狀透鏡
TWI450780B (zh) * 2011-07-07 2014-09-01 Benq Materials Corp 用於製造相位差薄膜之滾輪的製造方法及使用該滾輪的相位差膜製造方法與相位差膜
US8848200B2 (en) * 2011-10-05 2014-09-30 Daniel Feldkhun Systems and methods for suppressing coherent structured illumination artifacts
WO2013080551A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 パナソニック株式会社 撮像装置
CN104871076B (zh) * 2013-01-15 2018-05-01 索尼公司 投影型显示装置和直视型显示装置
JP6396638B2 (ja) 2013-03-29 2018-09-26 マクセル株式会社 位相フィルタ、撮像光学系、及び撮像システム
WO2015127043A1 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 Rambus Inc. Optical flow sensing and pattern recognition with antisymmetric phase gratings
WO2015146506A1 (ja) * 2014-03-27 2015-10-01 日立マクセル株式会社 位相フィルタ、撮像光学系、及び撮像システム
WO2015155842A1 (ja) * 2014-04-08 2015-10-15 日立マクセル株式会社 光学部品およびそれを用いた撮像装置
CN106461816B (zh) * 2014-04-28 2018-11-16 麦克赛尔株式会社 光学部件和使用其的摄像装置
JP6471031B2 (ja) * 2015-04-15 2019-02-13 マクセル株式会社 位相フィルタ、撮像光学系、及び撮像システム

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