[发明专利]成像装置和成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像装置和成像方法，更具体地，涉及一种具有光复用(optical-multiplex)系统的成像装置及其成像方法，所述光复用系统使用对来自对象的光进行光电转换的图像传感器。

背景技术

作为成像装置，广泛已知的是针孔(pinhole)相机，针孔相机通过在暗箱的一个表面刺穿的被称作针孔的孔将来自对象的光引导到暗箱内诸如胶片之类的感光器上而进行成像。

在针孔相机的情况下，到达感光器的一个点的光仅仅是穿过针孔的少量的光。

因此，光量少，并且尤其在考虑到在黑暗的地方进行成像的情况下，针孔相机不实用。

相应地，在通常的成像装置中，使用成像透镜并且在成像透镜的焦点位置处提供成像器件。

此外，通过成像器件对由光学系统中成像透镜引入的来自对象的光进行光学处理，以便易于将其转换为电信号。然后，将光引导到成像器件102的光电转换侧，并且通过下游的信号处理电路对成像器件通过光电转换获得的电信号进行预定的信号处理(例如，非专利文献1(Hiroo Takemura，CCDcamera gijutsu nyuumon，第一版，CORONA PUBLISHING，1998年八月，第2-4))。

最近，这种类型的成像装置不仅已经被单独用作诸如数字照相机等之类的相机系统而且已经被合并到诸如蜂窝电话等之类的小型便携式装置以供使用。

相应地，为了合并到蜂窝电话等中，当前，强烈地期望一种更低成本的更小且更轻的成像装置。

也就是说，以更低的成本进行更小且更轻的成像装置的合并可能极大地有助于提供更低成本的更小且更轻的小型便携式装置，诸如蜂窝电话等。

然而，使用成像透镜的成像装置由于成像透镜的尺寸而变得更大、由于成像透镜的重量而变得更重，并且进一步由于成像透镜的成本而变得昂贵。

此外，由于成像透镜的遮蔽(shading)，光在边缘处减弱。而且，对于具有宽动态范围的对象的成像，在成像器件的像素之间产生信号电荷量的大的差异，并且必须考虑该差异来将成像器件的动态范围设计得更宽。

响应于这种情况，专利文献1(JP-A-2006-87088)提出了一种光复用系统成像装置，可以在不使用成像透镜的情况下利用更低的成本使该光复用系统成像装置更小且更轻，并且该光复用系统成像装置可以使用期望的光量在没有模糊的情况下对图像进行成像。

发明内容

在光复用系统成像装置中，确认了一种可以容易地实现成像的技术，对于该技术，在对象位于无限远的点处的假设下，通过计算机仿真确认了操作原理和S/N的提高(例如，参见非专利文献2(Tadakuni Narabu，A novelimage-acquisition system using the optical-multiplex system，IS&T/SPIE AnnualSymposium Electric Imaging Science and Technology，Proceedings of SPIEElectric Imaging Vols.6501，2007年1月))。

也就是说，在光复用系统进行的图像形成中，在图像通过将平行移动的相同图像相加而形成的假设下，已经确认了该操作。

关于光复用系统成像装置，针对在混合了在有限距离处的对象和在无限远的点处的对象的情况，还没有清楚地描述再现期望的图像的具体的技术。

因此，针对关于在有限距离处的对象与光复用系统成像装置之间的距离的信息，不执行处理，或者不考虑距离信息的计算。

此外，存在两种类型的成像装置，即，所谓的主动型和被动型成像装置，除了光复用系统成像装置以外，公开了针对主动型和被动型成像装置的用于计算距离信息的结构和技术。

在主动型的成像装置中，通过利用来自相机侧的近红外光等的光照射对象并且检测其反射光的信息来计算相机和对象之间的距离。

在被动型的成像装置中，仅仅基于来自对象的光的信息来计算相机和对象之间的距离。

首先，基于三角测量的原理，通过利用来自相机侧的近红外光等的光照射对象并且检测其反射光的信息来计算相机和对象之间的距离的主动型的成像装置从相机侧向对象施加近红外光等。

对于仅仅基于来自对象的光的信息来计算相机和对象之间的距离的被动型，提出了以下的成像装置。

也就是说，对于被动型，提出了使用多个相机、使用复眼(compound-eye)成像单元、使用显微透镜(microlens)阵列、使用特殊处理的透镜等的成像装置的结构。