復(fù)眼攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用由多個(gè)透鏡構(gòu)成的陣列透鏡在攝像元件形成物像的復(fù)眼攝像裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，開發(fā)了使用如下技術(shù)的復(fù)眼攝像裝置，該技術(shù)是使用使光軸不同地配置 的多個(gè)單眼光學(xué)系統(tǒng)在CCD(ChargedCoupledDevice:電荷親合元件）型圖像傳感器或者 CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）型圖像傳感 器等固體攝像元件的攝像面上形成多個(gè)物像，并且通過對與各物像對應(yīng)的圖像信號進(jìn)行圖 像處理，合成并再構(gòu)成為一個(gè)圖像。作為這樣的復(fù)眼攝像裝置的一個(gè)類型，存在使用超分辨 技術(shù)的裝置，其利用多個(gè)單眼光學(xué)系統(tǒng)將攝像區(qū)域分割，并從所得到的多個(gè)低像素圖像通 過圖像處理再構(gòu)成一個(gè)高像素圖像。如果使用超分辨技術(shù)，則能夠減少在各個(gè)單眼光學(xué)系 統(tǒng)中使用的透鏡個(gè)數(shù)，其結(jié)果是，能夠提供一種實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)大幅薄化并得到高 分辨率圖像的復(fù)眼攝像裝置。
[0003] 然而，在由在光軸方向上層疊的多個(gè)透鏡形成單眼光學(xué)系統(tǒng)的情況下，進(jìn)行在每 一層使用一體地形成多個(gè)透鏡（單眼透鏡）的陣列透鏡。一體地形成多個(gè)透鏡的陣列透 鏡能夠減小陣列透鏡內(nèi)的各透鏡的性能波動(dòng)，除此之外具有減少組裝次數(shù)和形成次數(shù)并且 能夠降低成本的優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)利用各單眼光學(xué)系統(tǒng)形成物像時(shí)，存在如下課題：在攝像裝 置的攝像面上，難以完全劃分與各單眼光學(xué)系統(tǒng)對應(yīng)的攝像區(qū)域，某些單眼光學(xué)系統(tǒng)的有 效攝像區(qū)域的周圍光會侵入相鄰的單眼光學(xué)系統(tǒng)的有效攝像區(qū)域，容易發(fā)生作為噪聲的串 擾。
[0004] 為了抑制這樣的串?dāng)_，根據(jù)專利文獻(xiàn)1提出了設(shè)置消雜光光闌的復(fù)眼攝像裝置。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :(日本）特開2007-329714號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明所要解決的課題
[0009] 這里，在專利文獻(xiàn)1中采取通過重疊多個(gè)消雜光光闌來防止串?dāng)_的結(jié)構(gòu)。在這樣 的結(jié)構(gòu)中，為了抑制針對帶有角度的視場角外的光線的反射而需要增大內(nèi)徑差，其結(jié)果是， 單眼光學(xué)系統(tǒng)的有效攝像區(qū)域容易變狹窄。另一方面，為了較廣地取得有效攝像區(qū)域，需要 使來自最靠像側(cè)的透鏡的射出光線角與消雜光光闌的開口部平行，但一般情況下，很難在 個(gè)數(shù)少的透鏡中一邊進(jìn)行其他的像差修正一邊減小射出光線角度。因此，其結(jié)果是，可以說 在專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)中，難以得到實(shí)現(xiàn)小型化并得到高畫質(zhì)圖像。
[0010] 本發(fā)明是鑒于這樣的問題而做出的，其目的在于，提供一種復(fù)眼攝像裝置，其有效 地防止串?dāng)_，并小型且薄型而得到高畫質(zhì)圖像。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少一個(gè)，反映了本發(fā)明的一個(gè)方面的復(fù)眼攝像裝置具有 形成多個(gè)物像的復(fù)眼攝像光學(xué)系統(tǒng)和取得物像的攝像元件，其特征在于，
[0013] 所述復(fù)眼攝像光學(xué)系統(tǒng)由至少兩個(gè)以上陣列透鏡構(gòu)成，各陣列透鏡一體地形成多 個(gè)單眼透鏡，利用層疊于光軸方向的多個(gè)單眼透鏡形成多個(gè)單眼光學(xué)系統(tǒng)，利用多個(gè)單眼 光學(xué)系統(tǒng)分別形成多個(gè)物像，并且所述單眼光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)量與由所述攝像元件取得的所述 物像的數(shù)量相等，
[0014] 所述單眼光學(xué)系統(tǒng)中最靠近所述攝像元件的透鏡最終面的周邊部具有凸起的形 狀，
[0015] 在比所述透鏡最終面的透鏡面邊緣更靠像側(cè)具備至少一個(gè)消雜光光闌，
[0016] 所述消雜光光闌具有與各單眼透鏡分別對應(yīng)的開口部，若將所述透鏡最終面中鄰 接的兩個(gè)透鏡最終面的一方設(shè)為第一透鏡最終面，并將另一方設(shè)為第二透鏡最終面，則在 所述消雜光光闌為一個(gè)的情況下，同時(shí)滿足以下條件式（1)、（2)，在所述消雜光光闌為兩個(gè) 以上的情況下，任一個(gè)所述消雜光光闌同時(shí)滿足以下條件式（1)、（2)，或者任一個(gè)所述消雜 光光闌滿足條件式（1)且剩余的所述消雜光光闌滿足條件式（2)，
[0017] A/9 < (R/2) < (A/2-Yrl)Xdl/FFL+Yrl(1)
[0018] A/9 < (R/2) <A-(Yr2-d2/tanΘ2) (2)
[0019] 其中，
[0020] A:所述第一透鏡最終面與所述第二透鏡最終面的光軸間距離（mm);
[0021] Yrl:所述第一透鏡最終面的有效半徑（mm);
[0022] Yr2 :所述第二透鏡最終面的有效半徑（mm);
[0023] R:所述單眼光學(xué)系統(tǒng)的光軸正交方向上的所述消雜光光闌的開口長度（mm);
[0024] FFL:從所述第一透鏡最終面的透鏡面邊緣至中心光束成像點(diǎn)的光軸方向的距離 (mm)；
[0025] dl:從所述第一透鏡最終面的透鏡面邊緣至消雜光光闌的光軸方向的距離（mm);
[0026] d2 :從所述第二透鏡最終面的透鏡面邊緣至消雜光光闌的光軸方向的距離（mm)
[0027] Θ2 :所述第二透鏡最終面的有效直徑7成以上的最大面角度（° )。
[0028] "最終面"是指，從物體側(cè)依次數(shù)起配置在最靠像側(cè)的透鏡面。另外，將由條件式 (1)、（2)定義的消雜光光闌所對應(yīng)的單眼光學(xué)系統(tǒng)設(shè)為第一單眼光學(xué)系統(tǒng)，將相對于單眼 光學(xué)系統(tǒng)在任意方向上相鄰配置的單眼光學(xué)系統(tǒng)設(shè)為第二單眼光學(xué)系統(tǒng)。對于單眼光學(xué)系 統(tǒng)，可以使光軸間距離在后述的V方向、Η方向、D方向上不同。
[0029] 根據(jù)本復(fù)眼攝像裝置，通過在陣列透鏡中一體地形成單眼透鏡，能夠?qū)⒎謩e形成 單眼透鏡時(shí)產(chǎn)生的面形狀誤差、單眼透鏡間的組裝誤差偏差抑制得較小，能夠?qū)⒏鲉窝蹟z 像系統(tǒng)的性能偏差抑制得較小，能夠得到良好的再構(gòu)成圖像。另外，由于透鏡最終面的周 邊部具有凸起的形狀，所以能夠?qū)λ鲋苓叢扛郊诱饨苟葋硪种朴行М嬅嫱獾墓馐钠?轉(zhuǎn)，因此能夠抑制串?dāng)_發(fā)生。此外，通過在比透鏡最終面的透鏡面邊緣更靠像側(cè)設(shè)置消雜光 光闌，在折射的光線射出角度上沒有變化，因此能夠最有效地遮擋串?dāng)_。
[0030] 而且本發(fā)明人對最合適的消雜光光闌的開口尺寸進(jìn)行了研究。表示復(fù)眼攝像光學(xué) 系統(tǒng)的截面的圖1所示的各部分尺寸與由上述符號表示的尺寸對應(yīng)。在圖1中，著眼于第 一單眼光學(xué)系統(tǒng)IL1中的第二陣列透鏡LA2a的單眼透鏡L2a的像側(cè)面（最靠近攝像元件 的透鏡最終面）S4a、和與其鄰接的第二單眼光學(xué)系統(tǒng)IL2中的第二陣列透鏡LA2b的單眼透 鏡L2b的像側(cè)面S4b。這里，在像側(cè)面S4a、S4b的透鏡面邊緣與攝像元件的攝像面I之間 配置消雜光光闌SH。另外，"最大面角度Θ2"是指，在圖1的光軸方向截面中，作為最終透 鏡的單眼透鏡LA2b的像側(cè)面S4b的曲面上的切線L1與垂直于光軸0X2的線L2所成的夾 角，以線L2為基準(zhǔn)，當(dāng)切線L1繞交點(diǎn)處于順時(shí)針方向時(shí)為負(fù)，處于逆時(shí)針方向時(shí)為正。
[0031] 首先，考慮遮光成通過第一單眼光學(xué)系統(tǒng)IL1的被攝體光不會在第二單眼光學(xué)系 統(tǒng)IL2的成像區(qū)域成像的條件。若將第一單眼光學(xué)系統(tǒng)IL1的光軸0X1與第二單眼光學(xué)系 統(tǒng)IL2的光軸0X2的間隔設(shè)為A，則利用第一單眼光學(xué)系統(tǒng)IL1在攝像面I上成像的被攝體 光與利用第二單眼光學(xué)系統(tǒng)IL2在攝像面上成像的被攝體光不會相互重疊，因此至少從第 一單眼光學(xué)系統(tǒng)IL1射出的光線在攝像面I上不會向比距光軸0X1的A/2的距離更向外側(cè) 超出。因此，當(dāng)從像側(cè)面S4a的有效直徑位置至攝像面I上的距光軸0X1的A/2的位置畫 出線段N1時(shí)，應(yīng)將消雜光光闌SH設(shè)置成在比線段N1更靠光軸0X1側(cè)配置開口緣。條件式 (1)的上限以各部分尺寸為變量來表示線段N1。因此，可以說期望消雜光光闌SH的開口尺 寸（R/2)在條件式（1)的上限以下。
[0032] 接下來，考慮利用消雜光光闌對通過與第一單眼光學(xué)系統(tǒng)IL1鄰接的第二單眼光 學(xué)系統(tǒng)IL2的光線中的雜光進(jìn)行遮擋的條件。在通過像側(cè)面S4b的被攝體光中，視場角比 像側(cè)面S4b的透鏡面邊緣的法線即線段N2更廣的區(qū)域?yàn)閷τ谠贅?gòu)成圖像不需要的光。即， 在像側(cè)面S4b的周邊部折射的光中，線段N1~N2之間的視場角區(qū)域內(nèi)的被攝體光全部是 雜光，需要對其進(jìn)行遮擋。因此，在設(shè)置消雜光光闌SH的情況下，應(yīng)將消雜光光闌SH設(shè)置 成在比線段N2更靠光軸0X1側(cè)配置開口緣。條件式（2)的上限利用各部分尺寸的變量表 示線段N2。因此，可以說期望消雜光光闌SH的開口尺寸（R/2)小于條件式⑵的上限。同