JP6112419B2 - 撮像装置および測距装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1の撮像装置Aを示す模式図である。本実施形態の撮像装置Aは、V0を光軸とするレンズ光学系Lと、レンズ光学系Lの焦点近傍に配置されたアレイ状光学素子Kと、撮像素子Nと、第1の信号処理部C1とを備える。
(数1)において、x、yは撮像面の座標であり、I0、I1はそれぞれ括弧内で示した座標における基準画像の輝度値と参照画像の輝度値である。
本実施の形態2は、アレイ状光学素子を撮像面上に形成したという点で、実施の形態1と異なる。ここでは、本実施形態において実施の形態1と同様の内容についての詳細な説明は省略する。
本実施の形態3は、領域D1とD2が所定距離を介して離間しているという点で実施の形態1、2と異なる。ここでは、本実施形態において実施の形態1と同様の内容についての詳細な説明は省略する。
本実施の形態4は、絞りによって分離された領域D1と領域D2の位置を変更できるという点で実施の形態3と異なる。ここでは、本実施形態において実施の形態3と同様の内容についての詳細な説明は省略する。
本実施の形態5は、絞りによって分離された領域D1とD2の位置をさらに高い分解能で変更できるという点で実施の形態4と異なる。
本実施の形態6は、領域D1に光を入射させる第1Aの反射部材(反射面)および第1Bの反射部材(反射面)とをレンズ光学系Lに備える点において、実施の形態1から5と異なる。ここでは、本実施形態において実施の形態1と同様の内容についての詳細な説明は省略する。
本実施の形態7は、レンズ光学系が対物レンズおよびリレー光学系を含む点で、実施の形態1から6と異なる。ここでは、本実施形態において実施の形態1と同様の内容についての詳細な説明は省略する。
本実施の形態8は、対象物までの距離を測定する信号処理部を有するという点で実施の形態1から7と異なる。
実施の形態1から8において、対物レンズL1は1枚の構成としているが、複数群または複数枚のレンズ構成であってもよい。
B1、B2 光束
V0 光軸
L レンズ光学系
L1 対物レンズ
D1、D2 領域(瞳領域)
S 絞り
K アレイ状光学素子
N 撮像素子
Ni 撮像面
Ms 撮像素子上のマイクロレンズ
M、Md アレイ状光学素子における光学要素
P1〜P4 撮像素子上の受光素子(画素)
Pg 画素群
C1、C2 第1、第2の信号処理部
Op 光学系
SB1 基板
SB2 基板
Su1、Su2、Su3 サブ領域
T1 配向膜
T2 配向膜
PL1 偏光板
PL2 偏光板
W 液晶シャッターアレイ
LL リレー光学系
LL1 第1のリレーレンズ
LL2 第2のリレーレンズ
Claims (21)
- 第1の瞳領域と、前記第1の瞳領域とは異なる第2の瞳領域を有するレンズ光学系と、
前記レンズ光学系を通過した光が入射する第1、第2、第3および第4の4つの画素が撮像面において2行2列に配置された画素群を複数有する撮像素子と、
前記レンズ光学系と前記撮像素子との間に配置され、複数の光学要素を有するアレイ状光学素子とを備え、
前記複数の画素群は、前記撮像面において、第1の方向および第2の方向に配置され、
前記第1の瞳領域および前記第2の瞳領域は、前記撮像素子における前記撮像面と平行な平面において、前記第2の方向に異なる位置に設けられ、
前記第1、第2の画素は第1の分光透過率特性を有し、前記第3の画素は第2の分光透過率特性を有し、前記第4の画素は第3の分光透過率特性を有し、前記複数の画素群のそれぞれにおいて、前記第1、第2の画素は、前記第2の方向に異なる位置に配置され、
前記アレイ状光学素子における前記複数の光学要素のそれぞれは、前記複数の画素群のうち前記第1の方向に並ぶ1行の画素群に対応する位置に設けられ、
前記アレイ状光学素子は、前記第1の瞳領域を通過した光を前記第1の画素と前記第3の画素に入射させ、前記第2の瞳領域を通過した光を前記第2の画素と前記第4の画素に入射させる、撮像装置。 - 信号処理部をさらに備え、
前記信号処理部は、
前記第1の画素によって生成された第1の画像情報と前記第2の画素によって生成された第2の画像情報から前記第1の画像情報と前記第2の画像情報との視差量を抽出し、
前記第1、第2、第3および第4の画素と前記視差量に基づいて、互いに視差のある第1のカラー画像と第2のカラー画像とを生成する、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第3の画素によって生成された第3の画像情報および前記第4の画素によって生成された第4の画像情報を前記視差量の分だけ移動させて、前記第1のカラー画像と前記第2のカラー画像とを生成する、請求項2に記載の撮像装置。
- 前記第1のカラー画像は、前記第1の画像情報と、前記第3の画像情報と、前記第4の画像情報を前記視差量の分だけ移動させた画像情報とを成分として含み、
前記第2のカラー画像は、前記第2の画像情報と、前記第4の画像情報と、前記第3の画像情報を前記視差量の分だけ移動させた画像情報とを成分として含む、請求項3に記載の撮像装置。 - 前記第1、第2、第3、および第4の画素によってそれぞれ生成された第1、第2、第3、および第4の画像情報を前記視差量の分だけ移動させて、前記第1のカラー画像と前記第2のカラー画像とを生成する、請求項2に記載の撮像装置。
- 前記第1のカラー画像は、前記第1の画像情報と、前記第3の画像情報と、前記第2および前記第4の画像情報を前記視差量の分だけ移動させた画像情報とを成分として含み、
前記第2のカラー画像は、前記第2の画像情報と、前記第4の画像情報と、前記第1および前記第3の画像情報を前記視差量の分だけ移動させた画像情報とを成分として含む、請求項5に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子の前記第1、第2、第3および第4の画素がベイヤー配列で配列されている、請求項1から6のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記第1の瞳領域および前記第2の瞳領域は、前記レンズ光学系の光軸を境界中心として分割された領域である、請求項1から7のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子はレンチキュラレンズである、請求項1から8のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子はマイクロレンズアレイであり、
前記複数の光学要素のそれぞれは、前記第1の方向に配列される複数のマイクロレンズから構成されており、
前記複数のマイクロレンズのそれぞれは、前記第2の方向に配置される2つの画素に対応する位置に設けられている、請求項1から8のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記レンズ光学系は像側テレセントリック光学系である、請求項1から10のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記レンズ光学系は像側非テレセントリック光学系であって、
前記レンズ光学系の光軸外において前記アレイ状光学素子の配列を前記撮像素子の画素の配列に対してオフセットさせている、請求項1から10のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記アレイ状光学素子は前記撮像素子上に形成されている、請求項1から12のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子と前記撮像素子との間に設けられたマイクロレンズをさらに備え、
前記アレイ状光学素子は、前記マイクロレンズを介して前記撮像素子上に形成されている、請求項13に記載の撮像装置。 - 前記第1の瞳領域と前記第2の瞳領域の位置を変更する液晶シャッターアレイをさらに有する、請求項1から14のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記液晶シャッターアレイにおける各液晶シャッターの透過率が可変である、請求項15に記載の撮像装置。
- 前記レンズ光学系は、前記第1の瞳領域に光を入射させる第1Aの反射部材および第1Bの反射部材と、前記第2の瞳領域に光を入射させる第2Aの反射部材および第2Bの反射部材とをさらに備える、請求項1から16のいずれかに記載の撮像装置。
- リレー光学系をさらに備えている、請求項1から17のいずれかに記載の撮像装置。
- 絞りをさらに備え、
前記絞りによって被写体からの光は前記第1、第2の瞳領域に入射する、請求項1から18のいずれかに記載の撮像装置。 - 請求項1から19のいずれかに記載の撮像装置と、
被写体までの距離を測定する第2の信号処理部をさらに備える、測距装置。 - 請求項1に記載の撮像装置と、信号処理装置とを備える撮像システムであって、
前記信号処理装置は、
前記第1の画素によって生成された第1の画像情報と前記第2の画素によって生成された第2の画像情報から前記第1の画像情報と前記第2の画像情報との視差量を抽出し、
前記第1、第2、第3および第4の画素と前記視差量に基づいて、互いに視差のある第1のカラー画像と第2のカラー画像とを生成する、撮像システム。
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