[发明专利]图像获取装置以及投影模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种提供有摄像设备并构成为在摄像设备上形成目标图像且由此产生图像信号的图像获取装置，并涉及一种构成为投影光束的投影模块。

背景技术

图像获取装置包括基于目标图像成像条件调整聚焦点的自动聚焦部分，其被构成为检测目标图像对比度并将聚焦点设置于获得峰值的位置处。因此，当由于目标场(object field)的低亮度而不可能获得目标和目标场之间的对比度时，降低了聚焦性能并在最差的情况下会发生未聚焦状态。因此，为了增强聚焦条件，尝试通过将辅助光投影到目标上来照亮目标并由此通过增强目标对比度改善聚焦性能。低功耗的发光二极管等用作这种投影的光源。

然而，当发光二极管用作自动聚焦部分的光源时，由于低功耗所以光量缺乏，且照明整体变暗并且不可获得目标对比度(objectcontrast)。因此，尝试使用聚光透镜等聚集从发光二极管发出的光并以射束形状将辅助光投射到目标上，从而通过仅依据其外围部分获得目标对比度来增强聚焦性能。

在此，将描述构成以射束形状投射辅助光并在所投影部分获得目标对比度的自动聚焦部分的缺陷。

图1是示出提供有包括LED和聚光透镜的辅助光投射部分的图像获取装置的图，和图2是示出嵌入到图1中辅助光投影部分的LED 210和构成为将从LED 210发出的光形成为射束状的投影部件之间关系的图，这种情况下，该投影部件是聚光透镜211。同时，图3是示出图1中的辅助光投影窗的位置和图像获取光学系统位置之间的位置关系的图，和图4是示出辅助光的光轴和从图3中示出的各自位置发出的图像获取光轴之间差别的图。而且，图5是说明辅助光投影部分和图像获取光学系统之间视差的图。

如图1和图3中所示，基于辅助光投影窗21位于与图像获取光学系统相结合的透镜镜筒22左侧上方倾斜位置处、且辅助光从窗21射向目标的假设进行以下说明。但是，辅助光投影部分和辅助光投影窗21之间的布局没有特别限制，其中，从位于图像获取装置内部的辅助光投影部分将辅助光射向目标。在此，假设辅助光投射部分位于左侧上方的倾斜位置处。

将图2中示出的聚光透镜211固定到该辅助光投影窗21中，且将光源LED 210设置到聚光透镜211的焦点位置处。为此，当LED 210的辅助光从辅助光投影窗21发出时，将通过聚光透镜211形成为射束状(平行光)的聚焦辅助光投影到目标上。

假设图像帧的中心通常处于一个位置中的焦点处，以将透镜镜筒瞄准目标，则，例如在观看位于远离图象获取装置3m位置处的目标图像的情况下，从投影部分发出的辅助光通常被调整成将辅助光投影到图像帧的中心P上。

为此，如图4中所示，当目标位于接近图像获取装置的短距离处时辅助光的光轴经过人脸，和当目标位于长距离时辅助光的光轴经过人的肩部。也就是说，除了目标位于接近被调整点P的位置的情况之外，图像获取光学系统对目标的视角从辅助光投射部分对目标的视角移动，并由此产生视差。

如图5中所示，当从目标侧观看图像获取装置侧时，在短距离情况下，辅助光的光轴位于人脸的上方右侧，且图像获取光轴位于人脸中心附近。同时，在长距离情况下，辅助光的光轴位于人的肩部附近的下部右侧，且图像获取光轴位于人脸中心附近。

如果在图像获取光轴和投射光轴之间出现如上所述的视差，则，除了当目标位于被调整点的给定点P附近时，由于不能获得用于检测聚焦区域聚焦状态的充分的目标对比度，因此聚焦功能变差。在图像获取光轴和投射光轴之间由于制造误差而发生移动的情况下，还会发生小麻烦。

为了改善这种情况，已经公开了一种技术，用于将照明范围扩大到通过使用多个投影元件来产生视差的范围(例如见专利文献1和2)。

然而，在专利文献1和2中公开的技术存在由于使用了多个投影元件而增加了图像获取装置尺寸的问题。而且，在专利文献2中公开的技术通过使用设计用于区域分割的透镜来投影从光源发出的光。因此，该技术存在尽管扩大了照明范围但整体照明不十分明亮的问题，以及照明随着距离变远不断变暗的问题。

(专利文献1)日本专利公开No.3241868

(专利文献2)日本未审专利申请公开No.6(1994)-313839

发明内容

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种图像获取装置，其包括辅助光投影部分，尽管使用多个投影元件但其尺寸仍很小、且能够对包括视差的范围进行广泛照明，同时保持一定亮度等级直到达到给定距离，并提供一种适合于装载到图像获取装置上的投影模块。