[发明专利]图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用微镜头阵列的图像拾取装置。

背景技术

已经提出和开发了各种图像拾取装置。也已经提出了一种图像拾取装置，其对通过拾取图像获得的图像拾取数据执行预定的图像处理，以便输出处理的图像拾取数据。

例如，国际专利公开No.06/039486和Ren.Ng等人的“Light FieldPhotography with Hand-Held Plenoptic Camera”(斯坦福技术报告CTSR2005-02)提出了使用所谓“光场摄影(Light Field Photography)”技术的图像拾取装置。这种图像拾取装置包括图像拾取镜头、微镜头阵列、图像拾取器件和图像处理部分，并且在图像拾取镜头中包括孔径光阑(aperture stop)，该孔径光阑在其中心部分包括单个孔径。在这种配置中，由图像拾取器件获得的图像拾取数据包括感光平面上光的强度分布以及关于光的行进方向的信息。因此，图像处理部分能够重建或重现从任意视点或任意方向(以下简称为视野)观看的图像。

发明内容

在上述微镜头阵列中，安排了多个微镜头，并且给每个微镜头分配了图像拾取器件的多个像素。在使用上述技术的情况下，重建图像中的像素数目等于微镜头阵列中的微镜头数目，因为关于重建图像的二维坐标的信息由微镜头阵列的坐标来确定。因此，重建图像的二维坐标中的像素数目等于将图像拾取器件的像素的总数目除以分配给每个微镜头的像素数目而确定的数目。另一方面，分配给每个微镜头的像素数目等于光线的角度信息的分辨率，并且确定重建图像的任意视野中的分辨率，也就是说，确定重建图像的视点或方向的数目。因此，在任意视野的分辨率和二维坐标中的像素数目之间存在平衡(trade-off)关系。

在这种情况下，在使用上述技术的情况下，图像拾取数据包括光的强度分布以及关于光的行进方向的信息，因此分开描述每条光线是重要的。然而，在该技术中，各图像(通过投影主镜头的孔径光阑形成的图像)之间的间距依赖于主镜头的孔径光阑的位置而改变，各图像的每个对应于在图像拾取器件上形成的每个微镜头。换句话说，分配给每个微镜头的像素数目改变。因此，在一些情况下，依赖于孔径光阑的位置，难以获得重建图像(如再聚焦图像和任意视点图像)作为对上述技术唯一的图像。

期望提供一种图像拾取装置，其在获得包括关于光的行进方向的信息的图像拾取数据的情况下，能够形成正确的重建图像。

根据本发明的实施例，第一图像拾取装置包括：图像拾取镜头部分，其具有孔径光阑；图像拾取器件，其基于检测的光来获得图像拾取数据；以及微镜头阵列部分，其安排在所述图像拾取镜头部分和所述图像拾取器件之间的所述图像拾取镜头部分的焦平面上，并且包括多个微镜头，对应于所述图像拾取器件的多个图像拾取像素提供每个微镜头，其中满足以下公式(1)：

p＝(m×s)×{L/(L+f)}...(1)

其中，p是各微镜头之间的间距，s是预定方向上的像素大小，m是预定方向上分配给每个微镜头的图像拾取像素的数目(整数)，L是孔径光阑和微镜头阵列部分之间的距离，并且f是每个微镜头的焦距。

在根据本发明实施例的第一图像拾取装置中，通过图像拾取镜头部分经历图像拾取的对象的图像形成在微镜头阵列部分上。然后，进入微镜头阵列部分的光线到达图像拾取器件，并且由分配给每个微镜头的多个图像拾取像素检测，从而获得包括关于光的行进方向的信息的图像拾取数据。在该情况下，当各微镜头之间的间距满足上述公式时，防止在由图像拾取器件获取的图像拾取数据中出现图像拾取器件的感光平面中的图像高度偏差。

根据本发明的实施例，提供了第二图像拾取器件，包括：图像拾取镜头部分，其具有孔径光阑；图像拾取器件，其基于检测的光来获得图像拾取数据；微镜头阵列部分，其安排在所述图像拾取镜头部分和所述图像拾取器件之间的所述图像拾取镜头部分的焦平面上，并且包括多个微镜头，对应于所述图像拾取器件的多个图像拾取像素提供每个微镜头；以及图像高度校正部分，其对由图像拾取器件获取的图像拾取数据执行图像高度校正，使得在预定方向上由单个微镜头在图像拾取器件上形成的图像的图像大小等于在预定方向上图像拾取像素的像素大小的整数倍。