攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及攝像裝置，尤其涉及能夠同時(shí)獲取廣角圖像和望遠(yuǎn)圖像的攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，提出有在同一光軸上中央部配設(shè)了廣角透鏡而其周邊部配設(shè)了環(huán)狀的望遠(yuǎn) 透鏡的雙焦距的光學(xué)系統(tǒng)（專利文獻(xiàn)1的圖1)。該光學(xué)系統(tǒng)的環(huán)狀的望遠(yuǎn)透鏡是包含兩枚 反射鏡在內(nèi)的反射鏡型的透鏡結(jié)構(gòu)，而使焦距較長(zhǎng)的望遠(yuǎn)透鏡成為緊湊結(jié)構(gòu)。另外，該光學(xué) 系統(tǒng)的廣角透鏡和望遠(yuǎn)透鏡的成像位置按照分別位于光軸方向不同的位置的方式設(shè)計(jì)，在 各自的成像位置處配設(shè)有不同的攝像元件。
[0003] 另外，提出有如下的光學(xué)裝置：具有廣角對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)、望遠(yuǎn)對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)、以及 穿過了各對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)的光線共同地穿過的共用光學(xué)系統(tǒng)，并且具備將由多個(gè)對(duì)物光學(xué)系 統(tǒng)取入的被攝體光的任意一方選擇性地導(dǎo)入共用光學(xué)系統(tǒng)的反射構(gòu)件（專利文獻(xiàn)2)。
[0004] 而且，通過使反射構(gòu)件可動(dòng)，由廣角對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)和望遠(yuǎn)對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)中的任意 一方的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)所取入的被攝體光會(huì)經(jīng)由共用光學(xué)系統(tǒng)而導(dǎo)入共用攝像元件。
[0005] 另外，提出有如下的攝像裝置：將穿過成像透鏡的不同區(qū)域的被攝體光進(jìn)行光瞳 分離，且分別入射至與成像透鏡的不同區(qū)域?qū)?yīng)的攝像元件的像素，并使光瞳分離后的被 攝體光所對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像得以同時(shí)拍攝（專利文獻(xiàn)3)。
[0006] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特表2011-505022號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-122379號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2012-88696號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0011] 專利文獻(xiàn)1所記載的光學(xué)系統(tǒng)，由廣角透鏡及望遠(yuǎn)透鏡分別攝影的廣角圖像及望 遠(yuǎn)圖像，從分別在光軸方向不同的位置處所配置的不同攝像元件獲取，因此無法實(shí)現(xiàn)裝置 的小型化以及低成本化這樣的問題存在。
[0012] 專利文獻(xiàn)2所記載的光學(xué)裝置，通過使反射構(gòu)件（反射鏡）可動(dòng)，來選擇廣角對(duì)物 光學(xué)系統(tǒng)與望遠(yuǎn)對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)中任意一方的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)，因此無法同時(shí)拍攝廣角圖像和 望遠(yuǎn)圖像、且需要用于使反射構(gòu)件可動(dòng)的機(jī)構(gòu)而使裝置大型化這樣的問題存在。
[0013] 另外，專利文獻(xiàn)3所記載的攝像裝置，將穿過成像透鏡不同的區(qū)域的被攝體光進(jìn) 行光瞳分離，且光瞳分離后的被攝體光所對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像能夠由一個(gè)攝像元件同時(shí)拍攝， 但在專利文獻(xiàn)3中，用于良好地拍攝廣角圖像和望遠(yuǎn)圖像的具體結(jié)構(gòu)卻未記載。
[0014] 本發(fā)明正是鑒于這種情況而完成的，其目的在于，提供一種光軸共用的中央光學(xué) 系統(tǒng)和環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)所分別成像的第一圖像及第二圖像能夠同時(shí)獲取、并緊湊且價(jià)格低的 攝像裝置。
[0015] 用于解決技術(shù)問題的手段
[0016] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一方式所涉及的攝像裝置具備：撮影光學(xué)系統(tǒng)，由分 別在同一光軸上所配置的中央部的中央光學(xué)系統(tǒng)和其周邊部的環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成；指向性 傳感器，具有由二維狀排列的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的多個(gè)像素，該指向性傳感器包含使經(jīng)由 中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)所入射的光束分別進(jìn)行光瞳分割后而選擇性地接收的多個(gè) 像素；以及圖像讀出裝置，從指向性傳感器分別獲取表示經(jīng)由中央光學(xué)系統(tǒng)而接收到的第 一圖像的圖像信號(hào)、和表示經(jīng)由環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)而接收到的第二圖像的圖像信號(hào)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一方式，攝影光學(xué)系統(tǒng)由光軸共用的中央光學(xué)系統(tǒng)和環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng) 構(gòu)成，指向性傳感器包含使經(jīng)由中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)所入射的光束分別進(jìn)行光瞳 分割后而選擇性地接收的多個(gè)像素，通過攝影光學(xué)系統(tǒng)和指向性傳感器的組合，從而能夠 利用一個(gè)指向性傳感器同時(shí)獲取第一圖像和第二圖像。另外，中央光學(xué)系統(tǒng)和環(huán)狀光學(xué)系 統(tǒng)相比夾持光軸地并排的并列式光學(xué)系統(tǒng)而能夠?qū)崿F(xiàn)畫質(zhì)的提高。
[0018] 在本發(fā)明的另一方式所涉及的攝像裝置中，就指向性傳感器而言，優(yōu)選使用與在 像面位置的中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)的光瞳形狀相應(yīng)的指向特性的指向性傳感器。這 是因?yàn)?，中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)的光瞳形狀根據(jù)像面位置而變化。
[0019] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選指向性傳感器具有作為光瞳分割 機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能的多個(gè)微透鏡，多個(gè)微透鏡中的每個(gè)微透鏡所分配到的像素的數(shù)量和/或位 置，成為與中央光學(xué)系統(tǒng)及所述環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)的光瞳位置及形狀相應(yīng)的數(shù)量和/或位置。 即，相對(duì)于中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)的光瞳形狀的隨著像面位置的變化，通過對(duì)每個(gè) 微透鏡所分配到的像素的數(shù)量和/或位置進(jìn)行最優(yōu)化來應(yīng)對(duì)。
[0020] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選指向性傳感器具有作為光瞳分割 機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能的微透鏡，由微透鏡使瞳像分離后分別入射的、每個(gè)微透鏡的像素的個(gè)數(shù)，按 照隨著像高變高而減少的方式分配。當(dāng)每個(gè)微透鏡的像素的個(gè)數(shù)固定時(shí)，即便能夠在中央 部進(jìn)行光瞳分離而使光入射至各像素，在周邊部（像高較高的位置）也會(huì)有光難于進(jìn)入的 像素或光無法進(jìn)入的像素（毫無用處的像素）產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的再一方式，由于將每個(gè) 微透鏡的像素的個(gè)數(shù)按照隨著像高變高而減少的方式分配，因此能夠使光進(jìn)入所有像素， 能夠有效地利用指向性傳感器的像素。
[0021] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選指向性傳感器的各像素的尺寸相 同，就微透鏡而言，隨著像高變高而使用尺寸小的微透鏡。即，通過隨著像高變高而減小微 透鏡的尺寸，從而能夠使每個(gè)微透鏡的像素的個(gè)數(shù)隨著像高變高而減少。
[0022] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選微透鏡的尺寸相同，指向性傳感 器的像素的尺寸隨著像高變高而增大。即，通過隨著像高變高而增大像素的尺寸，而使每個(gè) 微透鏡的像素的個(gè)數(shù)隨著像高變高而減少。
[0023] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選中央光學(xué)系統(tǒng)中其成像倍率在中 央部較大而在周邊側(cè)較小。即，使中央光學(xué)系統(tǒng)具有魚眼透鏡那樣的特性。由此，在通過第 一、第二圖像的分割而使指向性傳感器的采樣粗化的（中央）區(qū)域，增加中央光學(xué)系統(tǒng)的成 像倍率（成為放大圖像），作為結(jié)果，使被攝體空間的采樣密度接近均勻，從而提高圖像的 品質(zhì)。
[0024] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)中其成像倍率在內(nèi) 徑側(cè)較大而在外徑側(cè)較小。
[0025] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選指向性傳感器具有作為光瞳分割 機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能的遮光掩膜，就遮光掩膜而言，使用與在像面位置的中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光 學(xué)系統(tǒng)的光瞳形狀相應(yīng)的開口形狀的遮光掩膜。
[0026] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選中央光學(xué)系統(tǒng)的第一像圈與環(huán)狀 光學(xué)系統(tǒng)的第二像圈不同，指向性傳感器僅在第一像圈與第二的像圈重疊的區(qū)域，配設(shè)有 光瞳分割后而選擇性地接收光的像素。由此，能夠有效地利用指向性傳感器的像素。
[0027] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選中央光學(xué)系統(tǒng)相比環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng) 而為廣角。
[0028] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)具有使光束反射兩 次以上的反射光學(xué)系統(tǒng)。由此，能夠縮短環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的尺寸，能夠使裝置變 得緊湊。
[0029] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選指向性傳感器位于比使光束最初 反射的反射光學(xué)系統(tǒng)更靠物側(cè)的位置。由此，能夠在攝影光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)配置指向性傳感 器，能夠使裝置的光軸方向上的尺寸縮短。
[0030] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，優(yōu)選中央光學(xué)系統(tǒng)和環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)共 同使用一部分的光學(xué)系統(tǒng)。由此，能夠使裝置變得緊湊，并且能夠降低成本。
[0031] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，具備模式切換裝置，該模式切換裝置 切換焦距不同的第一攝影模式和第二攝影模式，當(dāng)由模式切換裝置切換為第一攝影模式 時(shí)，圖像讀出裝置從指向性傳感器獲取表示經(jīng)由中央光學(xué)系統(tǒng)而接收到的第一圖像的圖像 信號(hào)，當(dāng)由模式切替裝置切換為第二攝影模式時(shí)，圖像讀出裝置從指向性傳感器獲取表示 經(jīng)由環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)而接收到的第二圖像的圖像信號(hào)。由此，無需機(jī)械性的切換，就能夠選擇 性地獲取第一圖像或第二圖像。
[0032] 在本發(fā)明的再一方式所涉及的攝像裝置中，模式切換裝置具有：切換為用于進(jìn)行 焦距不同的兩種攝影的混合攝影模式的切換功能，當(dāng)由模式切換裝置切換為混合攝影模式 時(shí)，圖像讀出裝置從指向性傳感器同時(shí)獲取表示經(jīng)由中央光學(xué)系統(tǒng)而接收到的第一圖像的 圖像信號(hào)、和表示經(jīng)由環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)而接收到的第二圖像的圖像信號(hào)。由此，能夠同時(shí)獲取 第一圖像以及第二圖像。
[0033] 發(fā)明效果
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，通過使由光軸共用的中央光學(xué)系統(tǒng)和環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的攝影光學(xué) 系統(tǒng)與指向性傳感器進(jìn)行組合，而使經(jīng)由中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)而分別在指向性傳 感器的成像面上成像的第一圖像及第二圖像能夠光瞳分割后同時(shí)獲取。另外，在獲取第一 圖像以及第二圖像時(shí)，無需光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械性切換，并且能夠利用一個(gè)指向性傳感器來同 時(shí)獲取第一圖像以及第二圖像，因此能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊且價(jià)格低的裝置。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的攝像裝置的外觀立體圖。
[0036] 圖2是表示圖1所示的攝像裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式的框圖。
[0037] 圖3是表示圖1所示的攝像裝置所應(yīng)用的攝影光學(xué)系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的剖視 圖。
[0038]圖4是表示圖3所示的攝影光學(xué)系統(tǒng)中的中央光學(xué)系統(tǒng)的剖視圖。
[0039]圖5是表示圖3所示的攝影光學(xué)系統(tǒng)中的環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)的剖視圖。
[0040] 圖6的（a)部分及（b)部分分別是表示瞳像分離方式及遮光掩膜方式的示意圖。
[0041] 圖7是瞳像分離方式的指向性傳感器的主要部分俯視圖。
[0042] 圖8是遮光掩膜方式的指向性傳感器的主要部分俯視圖。
[0043] 圖9是中央光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的光瞳形狀、以及穿過中央光學(xué)系統(tǒng) 及環(huán)狀光學(xué)系統(tǒng)的光線中的按入射方向的追跡光線的圖。
[0044] 圖10是用于說明瞳像分離方式的指向性傳感器的最優(yōu)化的圖。
[0045] 圖11是被最優(yōu)化