CN103733606B - 成像设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个实施例的成像设备(1)设有：第一遮光构件(10c)，用于将拍摄光学系统的光瞳区分成第一区域(10a)和第二区域(10b)，第一遮光构件形成在包括在拍摄光学系统中的预定光学构件(10)中；和第二遮光构件(12)，用于仅将通过第一区域的光束引导到第一光接收元件(16a)，并用于仅将通过第二区域的光束引导到不同于第一光接收元件的第二光接收元件(16b)。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种成像设备，并且具体地涉及一种能够同时获得多种图像的成像设备。

背景技术

PTL1描述了通过光瞳分割获得具有视差的两个图像以检测调焦状态。具体地，在PTL1中，形成光圈的光圈叶片中的两个从垂直方向突出至拍摄光程的内侧，以形成沿横向方向被分开并具有大致相同形状的光通过口。随后，基于由通过每个对应的光通过口的光束在其中形成图像图像拾取装置同时获得的这两个图像，检测图像偏移量和图像偏移方向，由此确定拍摄镜头的调焦状态。

PTL2描述了通过光瞳分割获得具有视差的两个图像。具体地，在PTL2中，光圈内形成有多个开口，并且光圈具有限制每个图像拾取装置的光接收区域的遮光单元，通过不同的开口的光线由不同的图像拾取装置接收以产生多个视差图像。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利申请特许公开No.2002-350718

PTL2：日本专利申请特许公开No.2009-165115

发明内容

要解决的技术问题

然而，PTL1存在以下问题，其中分离光瞳区的能力由于诸如图像拾取装置的制造误差的各种原因而下降，并且往往会出现信号混合(所谓的串扰)。

通过采用图10描述往往会出现串扰的原因。在图10中，通过拍摄镜头100的外围区域100b的光束由设置到像素102a的遮光单元103a遮蔽，而通过拍摄镜头的中心区域100a的光束进入像素102a。此外，通过中心区域100a的光束由设置到像素102b的遮光单元103b遮蔽，通过外围区域100b的光束进入像素102b。

遮光单元103a形成为具有能够遮蔽通过外围区域100b的所有光束的尺寸，并形成在可以遮蔽通过外围区域100b的所有光束的位置处。此外，遮光单元103b形成为具有能够遮蔽通过中心区域100a的所有光束的尺寸，并形成在可以遮蔽通过中心区域100a的所有光束的位置处。然而，由于中心区域100a和外围区域100b彼此邻近，如果遮光单元103a和103b的尺寸和位置稍微偏移，则最初将不被遮蔽的光束被遮蔽，最初将被遮蔽的光束未被遮蔽。由于图像拾取装置的精细尺寸，关于遮光单元103a和103b中的每一个的尺寸、位置等的制造误差往往会出现，并且难以增加每个遮光单元的形状和位置的精度。

这样，如果最初将被遮蔽的光束未被遮蔽，则光束中最初将被遮蔽但进入图像拾取装置102a和102b的分量变为噪声，从而出现所谓的串扰。

相反，在PTL2中，保持开口之间的距离，并且因此往往不会出现串扰。然而，在PTL2中，在光圈中形成有多个开口的情况下，每个开口的尺寸小，并且光接收量小，从而引起图像恶化的问题。

考虑到这些情况作出本发明，并且本发明的目的是提供一种能够在不易于出现信号混合的情况下拍摄高质量图像的成像设备。

技术方案

为了实现上述目标，根据本发明的一个方面的成像设备包括：拍摄光学系统；图像拾取装置，所述图像拾取装置具有以二维方式布置的多个光接收元件，所述图像拾取装置包括第一光接收元件和不同于第一光接收元件的第二光接收元件；第一遮光构件，所述第一遮光构件具有预定宽度并形成在包括在拍摄光学系统中的预定光学构件中，第一遮光构件将拍摄光学系统的整个光瞳区分成第一区域和第二区域；设置在图像拾取装置附近的第二遮光构件，第二遮光构件被配置成仅使通过第一区域的光束进入第一光接收元件，并且被配置成仅使通过第二区域的光束进入第二光接收元件；和图像生成装置，所述图像生成装置被配置成由第一光接收元件的成像信号生成第一图像，并被配置成由第二光接收元件的成像信号生成第二图像。

根据本发明的该方面的成像设备，具有预定宽度并形成在包括在拍摄光学系统中的预定光学构件中的第一遮光构件将拍摄光学系统的整个光瞳区分成第一区域和第二区域。第二遮光构件仅允许通过第一区域的光束进入第一光接收元件，第一光接收元件是作为图像拾取装置的一部分的光接收元件。仅通过第二区域的光束被允许进入第二光接收元件，第二光接收元件是不同于第一光接收元件的元件。由此，通过第一区域的光束和通过第二区域的光束在第一或第二光接收元件上被混合和接收，并且因此可以抑制第一或第二光接收元件上的信号混合(串扰)的出现。因此，消除了对用于校正由串扰引起的图像模糊和对比度下降的图像处理的需求。此外，由于减轻了遮光物体的尺寸和位置的精度以及遮光构件在光轴方向上的布置位置的精度的要求，因此可以制造成本。

在本发明的另一个方面的成像设备中，第一遮光构件可以是形成在构成拍摄光学系统的预定光学构件的表面上的遮光带。由此，可以减少部件的数量。

在本发明的又一个方面的成像设备中，图像生成装置可以执行对第一图像进行的填充由于第二光接收元件的存在引起的缺失像素的插补处理和对第二图像进行的填充由于第一光接收元件的存在引起的缺失像素的插补处理中的至少一个。由此，可以提高图像质量。

在本发明的再一个方面的成像设备中，第二遮光构件可以设置在拍摄光学系统和图像拾取装置之间。由此，可以便于第二遮光构件等的更换。

在本发明的再一个方面的成像设备中，第二遮光构件可以邻近光接收元件的光接收表面设置。由此，可以减少部件的数量。

在本发明的再一个方面的成像设备中，拍摄光学系统可以是多焦点透镜，该多焦点透镜具有第一区域的第一焦距和第二区域的长于第一焦距的焦距。由此，可以同时拍摄具有不同焦距的多个图像。

在本发明的再一个方面的成像设备中，第一遮光构件可以分出位于所述预定光学构件的中心处的具有圆形平面形状的区域和位于圆形区域的外边缘上的环形区域。采用形成在透镜的表面上的第一遮光构件，可以进行光瞳区的这种分割。

在本发明的再一个方面的成像设备中，拍摄光学系统可以包括板形构件，第一遮光构件可以被设置到该板形构件。由此，可以容易地改变第一遮光构件。

有益效果

根据本发明，当将拍摄光学系统的光瞳区分成多个分区并且通过不同分区的光束被不同的光接收元件接收时，来自多个分割区域的光束通过光接收元件被混合并且变得不容易被接收。由此，可以拍摄高质量图像，而不易于出现信号混合。

附图说明

图1是图示根据本发明的第一实施例的成像设备的内部结构的框图；

图2是示意性地图示根据本发明的第一实施例的成像设备的拍摄镜头、遮光构件和图像拾取装置的示意图；

图3是平面形状的拍摄镜头的平面图；

图4是图示图像拾取装置的光电传感器的布置的平面图；

图5是示意性地图示遮光构件和图像拾取装置的示意图；

图6是示意性地图示根据本发明的第二实施例的成像设备的拍摄镜头、遮光构件和图像拾取装置的示意图；

图7是示意性地图示根据本发明的第三实施例的成像设备的拍摄镜头、遮光构件和图像拾取装置的示意图；

图8是图示拍摄镜头的光瞳区的分割的第一修改示例的示意图；

图9A是图示拍摄镜头的光瞳区的分割的第二修改示例的示意图；

图9B是图示拍摄镜头的光瞳区的分割的第三修改示例的示意图；和

图10是示意性地图示常规示例的示意图。

具体实施方式

以下根据附图详细地描述用于实现根据本发明的成像设备的实施例。

〈第一实施例〉

图1是图示根据本发明的第一实施例的成像设备1的内部结构的框图。

成像设备1将所成像的图像记录在存储卡54中。成像设备1的整体操作由中央处理单元(CPU)40以集中方式控制。

成像设备1设置有操作单元38，该操作单元38包括快门按钮、模式转盘、再现按钮、MENU／OK键、十字键和返回键。来自该操作单元38的信号输入至CPU40，CPU40基于输入信号控制成像设备1的每个电路。由此，例如，进行透镜驱动控制、光圈驱动控制、拍摄操作控制、图像处理控制、图像数据记录／再现控制、液晶监视器(LCD)30上用于立体显示的显示控制、以及其它控制。

快门按钮是用于输入用于开始拍摄的指令的操作按钮，并且是两步冲程式开关，具有在半按时被接通的S1开关和在全按时被接通的S2开关。模式转盘是选择装置，其被配置成选择用于拍摄诸如人物、风景和夜景的静止照片、场景位置的自动拍摄模式和手动拍摄模式、以及用于拍摄影片的影片模式中的任一种。

再现按钮是用于将成像设备1的操作模式切换至用于在液晶监视器30上显示所拍摄和记录的静止照片或影片的按钮。MENU／OK键是同时具有菜单按钮的功能和OK按钮的功能的操作键，其中菜单按钮用于形成在液晶监视器30的屏幕上产生菜单的指令，OK按钮用于形成确定和执行所选择的内容等的指令。十字键是用于输入四个方向，即，向上、向下、向左、向右的指令的操作单元，并且是用于形成从菜单屏幕上选择项目和从每个菜单选择各种设置项目的指令的操作单元(指针移动操作装置)。此外，十字键的上／下键用于拍摄时的变焦开关或再现模式中的再现放大或缩小开关。左／右键用作再现模式中的帧移动(向前／向后移动)按钮。例如在检测到期望的目标，如选择项目，取消指令内容、或将操作状态返回到前一个状态时使用返回键。

在拍摄模式下，对象光的图像经由拍摄光学系统(拍摄镜头)10、光圈(未图示)和遮光构件12形成在CMOS(互补金属氧化物半导体)式图像拾取装置16的光接收表面上。

拍摄镜头10通过由CPU40控制的透镜驱动单元36驱动。由此，进行聚焦控制、变焦控制和其它控制。

透镜驱动单元36根据来自CPU40的指令在光轴方向上移动聚焦透镜以进行焦距调节。此外，透镜驱动单元36根据来自CPU40的指令使变焦镜头在光轴方向上前后移动以改变焦距。

光圈例如包括五个光圈叶片。CPU40以1AV的步幅进行从F2.8至F11.4的光圈值的五步光圈控制。

在图像拾取装置16的光接收表面上，二维地设置多个光电传感器(光接收元件)(参照图4)。在每个光电传感器的光接收表面上形成的对象图像被转换成具有与入射光量一致的量的信号电压(或电荷)。

在图像拾取装置16的前侧，即，在拍摄镜头10和图像拾取装置16之间，遮光构件12设置成与图像拾取装置16的光接收表面平行，即，与正交于光轴的平面平行。

图2是图示本实施例中的拍摄镜头10、遮光构件12和图像拾取装置16之间的位置关系的示意图。说明的是，虽然拍摄镜头10由多个透镜构造而成，但在图2中示意性地图示了一个透镜。同样在图2中，为简单起见，两个光电传感器被图示为图像拾取装置16，遮光构件12也被图示具有对应于这两个光电传感器的尺寸。然而，在实际中，设置具有能够拍摄对象的任何尺寸的任何数量的光电传感器和遮光构件12。

拍摄镜头10是双焦距透镜，其具有以较短的焦距进行会聚且能够进行微距拍摄的区域(以后称为近焦区域)和以比近焦区域的焦距长的焦距进行会聚且可以拍摄风景等的区域(以后称为远焦区域)。拍摄镜头10包括在从正面观看时是圆形形状(以后称为平面形状)的区域和外侧环形区域，如图3所示。中心处的圆形区域是远焦区域10a，环形区域是近焦区域10b。

如图3所示，遮光带10c形成在形成拍摄镜头10的预定光学构件(预定透镜)的表面上。遮光带10c是具有预定宽度的黑色环形区域，从而将整个光瞳区分成远焦区域10a和近焦区域10b。该遮光带10c防止通过远焦区域10a的光和通过近焦区域10b的光进行混合。在本实施例中，由于遮光带10c形成在预定透镜的表面上，因此光瞳区可以被分成圆形区域和外环形区域。

说明的是，所述预定透镜可以是形成拍摄镜头10的透镜组中最靠近图像拾取装置16的透镜。此外，遮光带10c可以设置到棱镜或光学滤光器。而且，所述预定透镜可以被配置成具有经由遮光带10c彼此连接的两个透镜，即，远焦区域10a中的透镜和近焦区域10b中的透镜。再进一步，遮光带10c可以设置在所述预定透镜的在图像拾取装置16一侧的表面上，或者不仅可以设置在该预定透镜的该表面上，而却还可以设置在该预定透镜的内侧。

通过拍摄镜头10的远焦区域10a和近焦区域10b的光束的图像由微透镜15形成在图像拾取装置16的相应光电传感器处。图像拾取装置16包括通过远焦区域10a的光束进入的远景图像光接收单元16a和通过近焦区域10b的光束进入的近景图像光接收单元16b。近景图像光接收单元16b被以1比9个像素(3×3)的比例布置，如图4所示。在本实施例中，从远景图像光接收单元16a获得的图像是主图像，从近景图像光接收单元16b获得的图像是子图像。这是布置多个远景图像光接收单元16a的原因。

遮光构件12设置在离图像拾取装置16的前表面预定距离的位置处。使用具有大约10μm至100μm的厚度的透明玻璃板作为遮光构件12的材料。遮光物体12a和12b形成在遮光构件12的表面上。可以使用图像拾取装置16的盖玻璃作为遮光构件12。遮光构件12不限于玻璃，而是可以使用在板形框架上延伸的透明膜。

如图5所示，遮光物体12a设置到遮光构件12以对应于远景图像光接收单元16a，即，定位在远景图像光接收单元16a的前表面处。此外，遮光物体12b设置到遮光构件12以对应于近景图像光接收单元16b，即，定位在近景图像光接收单元16b的前表面处。遮光物体12a和12b是通过刻蚀等形成在遮光构件12的表面上的黑色(非透光)区域。遮光物体12a在中心处形成具有圆形开口的具有大约5μm的环形区域，遮光物体12b形成具有大约5μm的直径的圆形区域。该5μm是被确定以大致等于图像拾取装置16的每个光电二极管传感器的直径的值。通过借助于刻蚀形成遮光物体12a和12b，可以以精细的间距精确地形成大约5μm的小遮光物体12a。

遮光构件12设置在离图像拾取装置16一预定距离的位置处，使得遮光物体12a遮蔽通过近焦区域10b的所有光束，并且遮光物体12b遮蔽通过远焦区域10a的所有光束。由于遮光物体12a被设置成对应于远景图像光接收单元16a，如图2所示，采用轮廓原理，遮光物体12a遮蔽通过近焦区域10b的光束，并且仅通过远焦区域10a的光束进入远景图像光接收单元16a。此外，由于遮光物体12b被设置成对应于近景图像光接收单元16b，如图2所示，采用轮廓原理，遮光物体12b遮蔽通过远焦区域10a的光束，并且仅通过近焦区域10b的光束进入近景图像光接收单元16b。采用这种结构，仅通过拍摄镜头系统的目标区域的光束可以被光电传感器接收到。

在本实施例中，由于遮光带10c形成在拍摄镜头10中，因此即使形成遮光物体12a和12b的精度稍低，也能够有效地防止通过远焦区域10a的光束进入近景图像光接收单元16b并有效地防止通过近焦区域10b的光束进入远景图像光接收单元16a。因此，可以减轻对遮光物体12a和12b的尺寸和形成位置的精度以及遮光构件12在光轴方向上的设置位置的精确的要求。

说明的是，虽然在图15中的图像拾取装置16中图示了12个光电传感器、8个遮光物体12a和4个遮光物体12b，但这些光学元件的数量不限于上述这些数量。

进入图像拾取装置16的入射光根据该入射光的光量被转换成电荷，并聚集在光电传感器本身中或附于该光电传感器的电容器中。图像拾取装置16中聚集的电荷作为基于电荷量的电压信号通过遵循来自传感器控制单元32的驱动信号被读取，并且与关于相关像素位置的信息保持在一起。通过例如采用使用XY寻址方式的MOS式图像拾取装置(所谓的CMOS传感器)方法，每个像素的电压信号与关于读取目标的像素位置的选择信息一起被读取。

对从图像拾取装置16读取的电压信号进行相关双采样处理(用于减少包括在来自图像拾取装置的输出信号中的噪声(具体地，热噪声)等)。具体地，通过采用通过获取图像拾取装置16的每个像素的输出信号中所包括的馈通分量电平(其中信号电平是零的零电平周期期间的信号)与像素信号分量电平之间的差值获得精确像素数据的方法，每个像素的R(红)、G(绿)和B(蓝)信号被采样并保持、且随后添加至A／D转换器21。A／D转换器21将顺序输入的模拟电压(R，G和B信号)转换成数字R，G和B信号以输出至图像输入控制器22.

数字信号处理单元24对经由图像输入控制器22输入的数字图像信号进行预定信号处理，该信号处理例如是偏移处理、包括白平衡校正和灵敏度校正的增益控制处理、图像灰度校正处理、YC处理(将R、G和B色信号转换成亮度信号和色差信号的处理)。

在数字信号处理单元24中被处理的图像数据被输入至VRAM(视频随机存取存储器)50。从VRAM50读取的图像数据通过视频编码器28被编码，并输出至设置在相机的后表面的用于立体显示的液晶监视器30。由此，3D对象图像被显示在液晶监视器30的显示屏上。

当提供操作单元38的快门按钮的第一阶段按压(半按)时，CPU40开始进行自动调焦(AF)操作和自动曝光控制(AE)操作，从而经由透镜驱动单元36控制拍摄镜头10中的聚焦透镜，使得聚焦透镜到达对焦位置。此外，在快门按钮的半按时从A/D转换器21输出的图像数据通过AE检测单元44被捕获。

AE检测单元44累加整个屏幕上的G信号或屏幕中心部分和周边部分之间被不同地加权的G信号，并输出累加值至CPU40。CPU40由从AE检测单元44输出的累加值计算对象的亮度(拍摄Ev值)。基于拍摄Ev值，CPU40根据程序流程确定光圈的光圈值和图像拾取装置16的电子快门(快门速度)。CPU40随后基于所确定的光圈值经由光圈驱动单元(附图中未被图示)控制光圈，并基于所确定的快门速度经由传感器控制单元32控制图像拾取装置16的电荷聚集时间。

AF处理单元42进行对比度AF处理或相位AF处理。当进行对比度AF处理时，图像数据的在图像数据的预定焦距区域中的高频成分被提取，并且这些高频成分被积分，从而计算指示对焦状态的AF估值。通过控制拍摄镜头10中的聚焦透镜使得该AF估值变为最大来进行AF控制。此外，当进行相差AF处理时，检测对应于图像数据的预定焦距区域中的主像素(远景图像光接收单元16a)的图像数据(图像数据A)和对应于子像素(近景图像光接收单元16b)的图像数据(图像数据B)之间的相差，并且基于指示相差的信息找到散焦量。通过控制拍摄镜头10中的聚焦透镜使得该散焦量是0来进行AF控制。

当AE操作和AF操作结束并且提供快门按钮的第二阶段按压(全按)时，响应于该按压从A／D转换器21输出的图像数据被从图像输入控制器22输入至存储器(SDRAM(同步动态随机存取存储器))48以用于临时存储。在本实施例中，根据来自拍摄者的指令或由CPU40自动地获得从远景图像光接收单元16a读取的图像数据A和从近景图像光接收单元16b读取的图像数据B中的任一个，或者从远景图像光接收单元16a读取的图像数据A和从近景图像光接收单元16b读取的图像数据B二者。

临时存储在存储器48中的图像数据通过数字信号处理单元24被适当地读取，其中进行预定信号处理，所述预定信号处理包括产生图像数据的亮度数据和色差数据的处理(YC处理)。进行过YC处理的图像数据(YC数据)被再次存储在存储器48中。

随后，YC数据被从存储器48读出至图像处理单元25。图像处理单元25对从远景图像光接收单元16a读取的图像数据A和从近景图像光接收单元16b读取的图像数据B进行图像处理。图像处理单元25随后由从远景图像光接收单元16a读取的图像数据A产生远距离图像，由从近景图像光接收单元16b读取的图像数据B产生微距图像。在下文中，描述由图像处理单元25进行的处理。然而，由图像处理单元25进行的处理不是必不可少的。

由于近景图像光接收单元16b以1个像素比9个像素(3×3)的比例(参见图4)包括在图像拾取装置16中，因此由从远景图像光接收单元16a读取的图像数据A产生的远距离图像不包括对应于其中存在近景图像光接收单元16b的像素位置的数据。因此，关于由于近景图像光接收单元16b的存在引起的缺失像素，基于周围远景图像光接收单元16的图像数据进行插补处理，并且产生对应于近景图像光接收单元16b的像素位置的图像数据(自插补处理)。由于插补处理是已知的，因此省略对差值处理的描述。说明的是，可以适当地选择用于插补的任何数量的列和任何加权模式。

由于仅通过近焦区域10b的光束进入近景图像光接收单元16b，因此没有必要进行对从近景图像光接收单元16b读取的图像数据B进行模糊校正处理和对比度校正处理。然而，近焦区域10b的尺寸与远焦区域10a的尺寸相比相对较小，并且近景图像光接收单元16b的数量与远景图像光接收单元16a的相比相对较小(在本实施例中，以1个像素对9个像素(3×3)的比例)。因此，由从近景图像光接收单元16b获得的图像数据B产生的微距图像较暗。因此，对从近景图像光接收单元16b读取的图像数据B的亮度进行增亮处理。

在本实施例中，由于以嵌入在远景图像光接收单元16a的形式布置近景图像光接收单元16b，因此对由从远景图像光接收单元16a读取的图像数据A产生的远距离图像进行自插补处理。然而，当远景图像光接收单元16a和近景图像光接收单元16b以近似相同的比例存在时，可以对由从远景图像光接收单元16a读取的图像数据A产生的远距离图像和由从近景图像光接收单元16b读取的图像数据B产生的微距图像两者都进行自插补处理。可替换地，可以对任一图像进行自插补处理。

由图像处理单元25以这种方式进行过图像处理的远距离图像和微距图像中的每一个被输入至压缩／解压缩处理单元26，在压缩/解压缩处理单元26中进行对具有诸如JPEG(联合图像专家组)之类的预定格式的压缩数据压缩的处理。

当由该压缩数据产生多画面文献(MP文件：具有多个图像被耦合到一起的格式的文件)时，压缩数据再次被临时存储在存储器48中。随后，产生用于存储被存储在存储器48中的多份压缩数据(例如，从远景图像光接收单元16a获得的远距离图像和从近景图像光接收单元16b或的微距图像)的MP文件。所产生的MP文件经由媒体控制器52被记录在存储卡54上。由此，可以同时拍摄具有不同焦距的多个图像。

说明的是，远距离图像和微距图像可以被存储成单独的图像文件(例如，JPEG)。在该情况中，用于存储远距离图像的图像文件和用于存储微距图像的图像文件被彼此关联地记录。通过例如在每个图像文件的文件名中包括共用字符串的方法或记录指示关于每个图像文件或专用管理文件的辅助信息(标题信息)的图像文件之间的对应性的信息的方法，进行用于存储远距离图像的图像文件和用于存储微距图像的图像文件之间的关联性。

在再现模式中，经由媒体控制器52取经由操作单元38从存储卡54上记录的图像文件中选择的图像文件。随后，所读取的图像文件中的压缩数据由压缩／解压缩处理单元26解压缩以用于经由视频编码器28输出至液晶监视器30。由此，进行图像数据的再现和显示。

根据本实施例，由于遮光带10c设置到拍摄镜头10，因此不容易出现光接收信号的混合(串扰)，该混合是由于通过远焦区域10a的光束和通过近焦区域10b的光束被混合并由远景图像光接收单元16a或近景图像光接收单元16b接收而出现的。因此，消除了对用于校正由于串扰而出现的图像模糊和对比度下降的图像处理的需求。

此外，根据本实施例，由于遮光带10c设置到拍摄镜头10，因此通过远焦区域10a的光束与通过近焦区域10b的光束间隔开对应于遮光带10c的宽度的距离。可以减轻用于可靠地遮蔽光接收目标之外的光束的遮光物体12a和12b的尺寸和位置的精度以及遮光构件12在光轴方向上的布置位置的精度的要求(容许误差增加)。因此，可以降低遮光构件12等的制造成本。

〈第二实施例〉

虽然在本实施例中，遮光构件12和图像拾取装置16由不同的构件形成，如图6所示，遮光物体可以设置在图像拾取装置16的内侧。在图6中注意到，为简单起见，两个光电传感器被图示为图像拾取装置16，并且遮光构件12被图示为具有对应于这两个光电传感器的尺寸，但这些光学元件不限于此。在实际中，设置具有能够拍摄对象的任何尺寸的任何数量的光学元件。此外，给与图2的部分相同的部分提供相同的附图标记，并且省略对所述相同部分的描述。

如图6所示，远景图像光接收单元16a′设置有遮光物体17a，近景图像光接收单元16b′设置有遮光物体17b。遮光物体17a具有环形形状，遮光物体17b具有圆形形状。遮光物体17a和17b设置在图像拾取装置16′的每个光电传感器的光接收表面的前表面上以邻近光接收表面。

由于遮光物体17a被设置到远景图像光接收单元16a′，因此遮光物体17a遮蔽通过近焦区域10b的光束，并且仅通过远焦区域10a的光束进入远景图像光接收单元16a′。此外，由于遮光物体17b被设置到近景图像光接收单元16b′，因此遮光物体17b遮蔽通过远焦区域10a的光束，并且仅通过近焦区域10b的光束进入近景图像光接收单元16b′。采用这种结构，仅通过拍摄镜头系统的目标区域的光束可以通过光电传感器被接收。此外，可以减少部件的数量。

然而，遮光构件12和图像拾取装置16优选地是单独的构件，这是因为遮光构件的移除和更换容易，并且在不增加成本的情况下支持低体积高多样性的生产和设计变化。此外，通过将光接收构件12设置在图像拾取装置16的外侧，消除了由于遮光物体12a或12b的端面等处的光的衍射引起的噪声，从而提高了图像质量。

〈第三实施例〉

此外，虽然在本实施例中遮光带10c形成在形成拍摄镜头10的预定透镜的表面上以防止通过远焦区域10a的光和通过近焦区域10b的光进行混合，但是防止通过远焦区域10a的光和通过近焦区域10b的光混合的该方法不限于此。例如，如图7所示，用于光瞳区的遮光构件可以设置在拍摄镜头中。

如图7所示，在设置在拍摄镜头10′的目标位置处的板形遮光构件13中，每个都具有预定宽度的圆形开口13a以及半环形开口13b和13c被形成为使得通过远焦区域10a的光通过开口13a，而通过近焦区域10b的光通过开口13b和13c。由此，通过远焦区域10a和近焦区域10b之间的边界附近的部分的光通过遮光构件13的开口13a，13b和13c之间的壁被遮蔽，从而防止通过远焦区域10a的光和通过近焦区域10b的光进行混合。在该情况中，遮光构件13的移除和更换容易。然而，在该情况中，开口13b和13c中的每一个都具有半环形形状，并且近焦区域10b左右(或上下)的部分区域被光遮蔽。然而，通过调节开口13b和13c的遮光带的宽度可以减少这种影响。注意到，为了防止通过远焦区域10a的光和通过近焦区域10b的光进行混合，遮光构件13优选尽可能近地设置在目标透镜附近。

此外，虽然在本实施例中使用通过遮光带10c被分成远焦区域10a和近焦区域10b的拍摄镜头10，但分割拍摄镜头的方法不限于此。如图8，可以使用通过遮光带20d被分成三个区域20a、20b和20c的拍摄镜头20。而且，虽然在本实施例中使用被分成位于中心处的圆形远焦区域10a和周边附近的近焦区域10b的拍摄镜头，但也可以使用如图9A所示通过遮光带21c在垂直方向上被分成两个区域21a和21b的拍摄镜头21。可替换地，可以使用通过遮光带在横向方向上被分成两个区域的拍摄镜头。再进一步，可以使用如图9B所示通过遮光带23d被分成三个区域23a、23b和23c的拍摄镜头23。说明的是，由于在本实施例中拍摄镜头被分成两个区域，图像拾取装置具有不同的方向特性，但当拍摄镜头被分成三个或更多个区域时，要求图像拾取装置具有三种类型的不同方向特性。

再进一步，虽然在本实施例中使用具有形成有大致相同的面积的远焦区域10a和近焦区域10b的拍摄镜头10，但远焦区域10a的尺寸和近焦区域10b的尺寸不限于此。例如，远焦区域10a可以形成得比近焦区域10b宽。然而，当远距离图像被视为主图像，微距图像被试为子图像时，考虑到图像质量和光量，优选将远焦区域10a形成为比近焦区域10b宽。

再进一步，虽然在本实施例中具有不同焦距区域的多焦点透镜用作拍摄镜头10，但拍摄镜头10不限于这种模式。例如，可以采用多种特性透镜，如包括具有不同透射波长区域的多个区域的透镜或包括具有不同颜色的多个区域的透镜。而且，普通透镜也可以用作拍摄镜头10。在该情况中，通过利用MTF(调制传递函数)根据透镜的位置而不同的事实，可以在中心处的圆形区域和外环形区域中的每一个中获得具有不同MTF特性的图像。

再进一步，虽然在本实施例中以1个像素比9个像素(3×3)的比例布置近景图像光接收单元16b，但远景图像光接收单元16a和近景图像光接收单元16b的比例不限于此。例如，当远距离图像被视为主图像并且远焦区域10a形成得比近焦区域10b宽时，远景图像光接收单元16a和近景图像光接收单元16b之间的比例可以基本上等于远焦区域10a和近焦区域10b之间的比例。

再进一步，虽然在本实施例中微透镜15用来在光电传感器处形成对象光的图像，微透镜不是必不可少的。当存在空间问题等时，可以不采用微透镜。

说明的是，虽然在本实施例中已经以其中CMOS用作图像拾取装置的示例进行了描述，但图像拾取装置不限于CMOS。本发明还可以应用于诸如CCD(电荷耦合器件)之类的图像传感器。

虽然已经采用多个实施例描述了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施例中描述的范围。对本领域技术人员来说明显的是，能够以不同的方式改变或改进上述实施例。由权利要求的描述明白的是，进行这种修改和改进的实施例也可以被包括在本发明的技术范围内。本发明不具体地限于能够拍摄具有不同特性的多个图像的成像设备，而是也可以应用于单眼立体成像设备，其通过光瞳分割或相差聚焦检测设备由一个光学系统拍摄立体图像。

应当说明的是，可以以任何顺序实现在权利要求、说明书和附图中描述的设备、系统、程序和方法中进行诸如操作、程序、步骤和阶段之类的处理，除非具体地和明确地指明为″之前″，″先于″等，或者除非来自前一处理的输出用在后续处理中。关于权利要求、说明书和附图中的任何操作流程，即使为方便起见采用″首先″，″接下来″等进行描述，但这并不意味着必须以这种顺序进行。

附图标记列表

1：成像设备；10：拍摄镜头；12，13：遮光构件；16：图像拾取装置；25：图像处理单元；40：CPU

Claims (8)

1.一种成像设备，包括：

拍摄光学系统；

图像拾取装置，所述图像拾取装置具有以二维方式布置的多个光接收元件，所述图像拾取装置包括第一光接收元件和不同于第一光接收元件的第二光接收元件；

第一遮光构件，所述第一遮光构件具有预定宽度并形成在包括在拍摄光学系统中的拍摄镜头中，第一遮光构件将拍摄光学系统的整个光瞳区分成第一区域和第二区域；其中所述第一遮光构件防止通过第一区域的光和通过第二区域的光进行混合；

设置在图像拾取装置附近的第二遮光构件，第二遮光构件被配置成仅使通过第一区域的光束进入第一光接收元件，并且被配置成仅使通过第二区域的光束进入第二光接收元件；和

图像生成装置，所述图像生成装置被配置成由第一光接收元件的成像信号生成第一图像，并被配置成由第二光接收元件的成像信号生成第二图像，

其中拍摄光学系统是多焦点透镜，所述多焦点透镜具有第一区域的第一焦距和第二区域的长于第一焦距的焦距。

2.根据权利要求1所述的成像设备，

其中第一遮光构件是形成在所述拍摄镜头的表面上的遮光带。

3.根据权利要求1所述的成像设备，

其中图像生成装置执行对第一图像进行的填充由于第二光接收元件的存在引起的缺失像素的插补处理和对第二图像进行的填充由于第一光接收元件的存在引起的缺失像素的插补处理中的至少一个。

4.根据权利要求2所述的成像设备，

其中图像生成装置执行对第一图像进行的填充由于第二光接收元件的存在引起的缺失像素的插补处理和对第二图像进行的填充由于第一光接收元件的存在引起的缺失像素的插补处理中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的成像设备，

其中第二遮光构件设置在拍摄光学系统和图像拾取装置之间。

6.根据权利要求1所述的成像设备，

其中第二遮光构件邻近光接收元件的光接收表面设置。

7.根据权利要求2所述的成像设备，

其中第一遮光构件分出位于所述拍摄镜头的中心处的具有圆形平面形状的区域和位于圆形区域的外边缘上的环形区域。

8.根据权利要求1所述的成像设备，

其中拍摄光学系统包括板形构件，并且

第一遮光构件被设置到所述板形构件。