CN104519273A - 像差校正设备,成像设备以及像差校正方法 - Google Patents
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Abstract
一种像差校正设备,包括:像差信息获得单元,用于从成像透镜获得像差信息;分光特性信息获得单元,用于获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;以及像差信息校正单元,用于根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求获得2013年9月26日提出申请的日本专利申请JP2013-200041的优先权,其全部内容经引用已并入本文。
技术领域
本发明涉及像差校正设备,成像设备以及像差校正方法,其中对光学系统产生的像差实现了很好的校正。
背景技术
成像设备,例如现有技术中的视频摄像机,通过对捕获的图像信号进行信号处理来实现像差校正。此外,具有可更换成像透镜的成像设备获得所安装的成像透镜的像差信息,并基于该像差信息执行像差校正(例如,参考日本未审发明专利公开No.2011-223217)。
顺便一提的是,其中存储有像差信息的成像透镜是以可更换的成像透镜的方式提供的,所述像差信息表示透镜中所发生的像差。在使用这种成像透镜的情况中,成像设备基于从该成像透镜获得的像差信息而执行像差校正,因此,可以很容易地获得几乎没有像差的优质捕获图像。但是,存储在成像透镜中的诸如倍率色像差信息这样的像差信息表示的是预先定义的分光特性(下文中称为“基准分光特性”)的像差。因此,在成像设备的分光特性不同于基准分光特性的情况中,即使基于从成像透镜获得的像差信息执行像差校正,仍需要关注的是,可能难以获得几乎没有像差的优质捕获图像。
因此,在本发明中,需要提供一种像差校正设备,成像设备以及像差校正方法,其中能实现很好的像差校正。
发明内容
根据本发明一个实施方式的像差校正设备包括:像差信息获得单元,用于从成像透镜获得像差信息;分光特性信息获得单元,用于获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;以及像差信息校正单元,用于根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
在该技术中,所述像差信息是从成像透镜获得的。此外,获得了与成像器件相关的分光特性信息,所述成像器件对成像透镜中形成的光学图像进行光电转换。例如,基于当生成从成像透镜获得的像差信息时的基准分光特性、并基于成像器件的分光特性,为三原色分量之中的与一种用作基准的颜色分量不同的每个颜色分量获得分光特性信息。根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正,并基于校正后的像差信息进行像差校正。此外,获得与对光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息。举例来说,光学转换信息表示的是利用成像透镜中获得的像差信息中所定义的成像器件的成像面尺寸、以及对成像透镜中形成的光学图像进行光电转换的成像器件的成像面尺寸作为基准而设置的光学图像的放大倍率或缩小倍率。根据所述分光特性信息和所述光学转换信息,对所获得的像差信息进行校正,并基于校正后的像差信息执行像差校正。在难以获得分光特性信息的情况下,可以设置分光特性信息或修改所获得的分光特性信息,或者在难以获得光学转换信息的情况下,可以设置光学转换信息或修改所获得的光学转换信息,从而能够控制像差信息的校正,以便获得几乎没有像差的优质捕获图像。这种像差信息的校正是利用成像透镜和成像设备之间提供的适配器设备,或是成像设备,或是适配器设备和成像设备两者来执行的。
根据本发明另一实施方式的成像设备包括:像差信息获得单元,用于从成像透镜获得像差信息;成像器件,用于对成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;分光特性信息获得单元,用于获得所述成像器件的分光特性信息;像差信息校正单元,用于根据所述成像器件的分光特性对所获得的像差信息进行校正;以及像差校正处理单元,用于利用由所述像差信息校正单元校正后的像差信息进行像差校正。
根据本发明再一实施方式的像差校正方法包括:在像差信息获得单元中从成像透镜获得像差信息;在分光特性信息获得单元中获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;以及在像差信息校正单元中根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
根据本发明,基于与成像器件相关的分光特性信息对从成像透镜获得的像差信息进行校正,所述成像器件对成像透镜中形成的光学图像进行光电转换。因此,举例来说,即使在用于生成像差信息的分光特性不同于成像器件的分光特性的情况下,也可以利用校正后的像差信息执行像差校正处理,由此可以获得几乎没有像差的优质捕获图像。此外,本说明书中所描述的效果仅仅是示例性的,并非受限于此。此外,还可以有其他效果。
附图说明
图1为显示像差校正设备的构成的框图;
图2为显示像差校正设备的操作的流程图;
图3为显示通过适配器设备将在搭载有2/3英寸型成像器件的成像设备中使用的成像透镜应用到超级35mm型成像设备中的情况的视图;
图4为显示第一实施方式的构成的框图;
图5为显示第一实施方式的操作的流程图;
图6为显示第二实施方式的构成的框图;
图7为显示第二实施方式的操作的流程图;
图8为显示第三实施方式的构成的框图;
图9为显示第三实施方式的操作的流程图;
图10为显示第四实施方式的构成的框图;
图11为显示第四实施方式的操作的流程图。
具体实施方式
下文将描述用于实现本发明的方式。此外,按照以下顺序进行描述。
1.像差校正设备的构成和操作
1-1.像差校正设备的构成
1-2.像差校正设备的操作
2.第一实施方式
2-1.第一实施方式的构成
2-2.第一实施方式的操作
3.第二实施方式(在适配器设备中构造像差校正设备的情况)
3-1.第二实施方式的构成
3-2.第二实施方式的操作
4.第三实施方式(在成像设备中构造像差校正设备的情况)
4-1.第三实施方式的构成
4-2.第三实施方式的操作
5.第四实施方式(未使用适配器设备的情况)
5-1.第四实施方式的构成
5-2.第四实施方式的操作
6.其他实施方式
1.像差校正设备的构成和操作
1-1.像差校正设备的构成
图1显示了按照本发明的像差校正设备的构成。像差校正设备10包括像差信息获得单元11,分光特性信息获得单元12,以及像差信息校正单元15。
像差信息获得单元11获得成像透镜中存储的诸如倍率色像差信息之类的像差信息,并将获得的像差信息输出给像差信息校正单元15。此外,如上文所述,倍率色像差信息表示预先定义的分光特性(下文中称为“基准分光特性”)的像差。
分光特性信息获得单元12获得成像设备的分光特性信息。举例来说,分光特性信息预先存储在成像设备中。分光特性信息是基于从成像透镜获得的像差信息中所定义的基准分光特性、和对成像透镜中形成的光学图像进行光电转换的成像器件的分光特性,为三原色分量之中的与一种用作基准的颜色分量(例如绿色分量)不同的每个颜色分量(例如蓝色分量和红色分量)设置的校正值。分光特性信息获得单元12将从成像设备获得的分光特性信息输出给像差信息校正单元15。此外,在难以获得分光特性信息的情况下,分光特性信息获得单元12可以接受分光特性信息的设置,或修改已获得的分光特性信息。
像差信息获得单元15根据由分光特性信息获得单元12所获得的分光特性信息,对由像差信息获得单元11所获得的像差信息执行校正。像差信息校正单元15利用分光特性信息执行像差信息的校正。此外,当在分光特性信息中表示了成像器件的分光特性时,像差信息校正单元15基于基准分光特性和成像器件的分光特性设置校正值,并执行像差信息的校正。像差信息校正单元15将校正后的像差信息输出给校正处理单元,校正处理单元基于该像差信息执行像差校正。
此外,在对成像透镜和成像设备之间的物体的光学图像进行光学转换的情况下,举例来说,在提供有具备对成像透镜和成像设备之间的光学图像执行放大或缩小功能的适配器的情况下,像差校正设备10中还可以提供有光学转换信息获得单元13。
光学转换信息获得单元13获得表示光学转换类型的光学转换信息,并将获得的光学转换信息输出给像差信息校正单元15。例如,在上述提供有适配器设备的情况下,光学转换信息获得单元13获得光学图像的放大倍率或缩小倍率作为光学转换信息。此外,在难以获得光学转换信息的情况下,光学转换信息获得单元13也可以接受光学转换信息的设置,或修改已获得的光学转换信息。
在获得光学转换信息的情况下,像差信息校正单元15根据分光特性信息和光学转换信息对像差信息执行校正,并将校正后的像差信息输出给校正处理单元,校正处理单元基于该像差信息执行像差校正。
1-2.像差校正设备的操作
下面将描述像差校正设备的操作。图2为显示像差校正设备的操作的流程图。此外,图2显示了提供有光学转换信息获得单元13的情况。
在步骤ST1,光学转换信息获得单元13获得光学转换信息β。光学转换信息获得单元13获得表示例如适配器设备中所执行的光学图像的放大倍率或缩小倍率的信息,以作为光学转换信息β,然后进行到步骤ST2。
在步骤ST2,分光特性信息获得单元12获得分光特性信息αi。分光特性信息获得单元12获得预先存储的、或由用户等设置的分光特性信息αi,然后进行到步骤ST3。
在步骤ST3,像差信息获得单元11获得像差信息ki。像差信息获得单元11获得诸如倍率色像差信息之类的像差信息,然后进行到步骤ST4。
如上所述,倍率色像差信息是表示基准分光特性中的色像差的信息,且举例来说,相对于图像高度x的倍率色像差量d可以类似于公式(1)所表示的n阶公式。此外,倍率色像差量d是将绿色分量图像用作基准的色像差量。
在此,相对于蓝色分量光学图像和红色分量光学图像中的每一光学图像,成像透镜为成像透镜的每个焦距、每个透镜位置等存储公式1的系数ki,以作为像差信息。此外,相对于蓝色分量光学图像和红色分量光学图像中的每一光学图像,像差信息获得单元11从成像透镜获得当前焦距等的像差信息ki。
在步骤ST4,像差信息校正单元15生成校正后的像差信息Ki。像差信息校正单元15计算公式(2)和(3),由此根据光学转换信息β和分光特性信息αi对像差信息ki校正,并生成校正后的像差信息Ki。此外,通过计算公式(2)所获得的校正像差信息Ji是通过根据光学转换信息β对像差信息ki进行校正而获得的系数。此外,相对于蓝色分量光学图像和红色分量光学图像中的每一光学图像,生成分光特性信息αi。公式(3)表示为每一阶设置分光特性信息αi的情况。
Ki=αi Ji …(3)
此外,通过光学转换,对成像透镜中生成的光学图像进行放大或缩小,因此成像透镜中生成的光学图像的图像高度x与成像器件的成像面上的光学图像的图像高度X之间的关系可以由公式(4)来表示。此外,校正后的像差信息Ki是相对于图像高度X的像差信息,且举例来说,当图像高度X为“βx”时,校正后的像差信息Ki等于像差信息k。
Xi=β xi …(4)
此外,步骤ST1至ST3的处理并非受限于根据图2所示的顺序来执行的情况,且步骤ST2或步骤ST3的处理可以先执行。
基于像差信息执行像差校正的校正处理单元利用像差信息校正单元15中所生成的校正后的像差信息Ki计算公式(5)所表示的n阶公式,由此能够计算根据光学转换和成像器件的分光特性校正后的倍率色像差量D。因此,通过基于倍率色像差量D执行像差校正,可以获得几乎没有像差的优质捕获图像。
图3是显示通过适配器设备,将在搭载有2/3英寸型成像器件的成像设备中使用的成像透镜应用到超级35mm型成像设备中的情况的视图。此外,图3显示了倍率色像差量d约等于三阶公式的情况。此外,图3显示了适配器设备基于2/3英寸型成像器件与供超级35mm型成像设备使用的成像器件的成像面尺寸,将成像透镜中所形成的光学图像放大例如2.5倍(β=2.5)的情况。
图3(A)显示了成像透镜中所形成的光学图像的图像高度x和倍率色像差量d之间的关系,且图像高度x的倍率色像差量d为根据公式(6)计算得出的值。
d=k3x3+k2x2+k1x …(6)
图3(B)显示了成像设备的成像面的图像高度X和倍率色像差量D之间的关系,且图像高度X(=2.5x)的倍率色像差量D是根据公式(7)计算得出的值。此外,倍率色像差量D的系数K3、K2、K1是根据公式(8)至(10)计算得出的值。
D=K3X3+K2X2+K1X …(7)
K3=α3(k3/(2.5)2) …(8)
K2=α2(k2/2.5) …(9)
K1=α1k1 …(10)
适配器设备的倍率(光学转换信息β)是通过将从成像透镜获得的像差信息中所定义的成像器件的成像面尺寸、以及成像设备所使用的成像器件的成像面尺寸用作基准而设置的。例如,可以利用成像设备所使用的成像器件的成像面尺寸相对于所定义的成像器件的成像面尺寸来设置倍率,也可以将该倍率用作基准,将适配器设备设置为高于或低于该倍率的倍率。例如,如果倍率较低,则可以获得高亮度的光学图像。此外,如果倍率较高,在适配器设备是通过底座(mount)等来连接的情况下,可以利用底座等的安装余量,防止光学图像变得小于成像设备中的成像器件的成像面尺寸。
2.第一实施方式
下面,描述第一实施方式。在第一实施方式中,将描述在适配器设备和成像设备中构造像差校正设备的情况。
2-1.第一实施方式的构成
下面,将描述第一实施方式的构成。第一实施方式举例说明了在适配器设备和成像设备中构造像差校正设备的情况。
图4显示了第一实施方式的构成。成像系统20包括成像透镜21、适配器设备31和成像设备41。
成像透镜21包括光学系统模块211,光学系统模块驱动单元212,位置检测单元213,透镜信息存储单元214和透镜控制单元215。
光学系统模块211包括用于生成物体光学图像的透镜组、光圈调整机构等。此外,在光学系统模块211中还可以提供快门机构、摄像机抖动校正机构等。
光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号驱动透镜组,由此执行对焦操作或缩放操作。此外,光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号操作光圈调整机构,由此调整物体光学图像的亮度。
位置检测单元213检测光学系统模块211中的透镜组的透镜位置,或光圈调整结构的调整位置。位置检测单元213将位置检测结果输出给透镜控制单元215。
透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等存储像差信息。相对于蓝色分量光学图像和红色分量光学图像中的每一光学图像,透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等,存储公式(1)的系数ki作为像差信息,例如倍率色像差信息。
透镜控制单元215与成像设备41的摄像机控制单元411通信,利用位置检测结果等生成控制信号,并将控制信号输出给光学系统模块驱动单元212,从而根据摄像机控制单元411的指令,由成像透镜21执行对焦操作、缩放操作、曝光控制等。此外,透镜控制单元215根据适配器设备31的请求,从透镜信息存储单元214中读取像差信息,例如当前焦距等的像差信息ki,并将像差信息输出给请求方。
适配器设备31包括适配器信息存储单元311和适配器信息处理单元312。
适配器信息存储单元311存储与适配器设备31所执行的光学转换相关的光学转换信息β。
当执行光学转换时,适配器信息处理单元312基于光学转换信息对从成像透镜21获得的像差信息执行校正处理,并将校正后的像差信息输出给成像设备41。
成像设备41包括成像单元401,摄像机信号处理单元402,信号输出单元403,摄像机信息存储单元404和摄像机控制单元411。
成像单元401包括诸如电荷耦合元件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器之类的成像器件。成像单元401将成像器件的成像面上所形成的物体光学图像转换为图像信号,并将图像信号输出给摄像机信号处理单元402。
摄像机信号处理单元402对图像信号执行各种信号处理。例如,摄像机信号处理单元402利用成像单元401所生成的图像信号执行前级信号处理,例如黑电平校正或增益校正,并利用已执行前级信号处理的图像信号执行像差校正处理。此外,摄像机信号处理单元402还利用已执行像差校正处理的图像信号执行后级信号处理,例如颜色转换或伽马校正,并将处理结果输出给信号输出单元403。
信号输出单元403对摄像机信号处理单元402所提供的图像信号执行与显示或记录再现相对应的信号处理,并将处理后的信号作为具有预定格式的信号输出给外部装置等。例如,信号输出单元403对图像信号执行尺寸转换等,使其成为与显示单元(未显示)相对应的图像尺寸,并输出图像信号。此外,信号输出单元403还执行图像信号的编码处理,例如,利用诸如运动图像专家组(MPEG)、H.264/AVC或H.265/HEVC之类的编码方法执行图像压缩处理,并将获得的编码数据输出给外部装置等。
摄像机信息存储单元404存储表示成像设备41的特性、各种设置状态等的信息。
用户接口(I/F)单元405包括操作开关等,根据用户的操作产生操作信号,并将操作信号输出给摄像机控制单元411。
摄像机控制单元411包括中央处理单元(CPU),只读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM)等。摄像机控制单元411执行存储在ROM或RAM中的程序,并基于来自用户接口单元405的操作信号或摄像机信息存储单元404中所存储的信息,生成控制信号。摄像机控制单元411将生成的控制信号提供给每个单元,由此控制每个单元,以便按照用户的操作在成像设备41中执行各操作。此外,摄像机控制单元411根据成像器件的分光特性,对从适配器设备31获得的校正像差信息执行校正,并基于校正后的像差信息计算像差量。此外,摄像机控制单元411将计算得到的像差量输出给摄像机信号处理单元402,并由摄像机信号处理单元402执行像差校正处理,从而对计算得到的像差量进行校正。
成像透镜21和适配器器件31是利用成像透镜21中提供的透镜侧底座51L、和适配器设备31中提供的适配器侧底座51A进行连接的。此外,适配器设备31和成像设备41是利用适配器设备31中提供的适配器侧底座52A和成像设备41中提供的摄像机侧底座52C进行连接的。此外,适配器设备31和成像设备41可经由各底座中单独提供的通信路径执行多种信息通信,这与下文所述的实施方式相同。通过这种方式,如果在底座中单独提供通信路径(例如通信电缆),就可以在适配器设备31和成像设备41之间很容易地执行多种信息的通信,不需要更换底座。
如上所述,在第一实施方式中,在适配器信息处理单元312中提供了像差信息获得单元的功能、光学转换信息获得单元的功能、以及像差信息校正单元的部分功能,且在摄像机控制单元411中提供了分光特性信息获得单元的功能和像差信息校正单元的其余功能。
2-2.第一实施方式的操作
下面,将描述第一实施方式的操作。图5为显示第一实施方式的操作的流程图。
在步骤ST11,适配器信息处理单元312确定是否需要对像差信息校正。在由适配器设备31执行光学转换的情况下,适配器信息处理单元312确定需要对像差信息校正,并进行到步骤ST12。此外,在不执行光学转换的情况下,适配器信息处理单元312确定不需要对像差信息校正,然后进行到步骤ST16。
在步骤ST12,适配器信息处理单元312获得光学转换信息β。适配器信息处理单元312获得在例如适配器信息存储单元311中存储的光学转换信息β,并进行到步骤ST14。此外,在未获得光学转换信息β的情况下,或在已获得的光学转换信息β被修改且重新设置的情况下,适配器信息处理单元312进行到步骤ST13。
在步骤ST13,适配器信息处理单元312设置光学转换信息β。例如,适配器信息处理单元312基于来自外部装置、用户等的指令设置光学转换信息β,然后进行到步骤ST14。
在步骤ST14,适配器信息处理单元312获得像差信息ki。适配器信息处理单元312从成像透镜21获得像差信息ki,并进行到步骤ST15。
在步骤ST15,适配器信息处理单元312生成校正像差信息Ji。适配器信息处理单元312基于光学转换信息β对公式(2)中表示的像差信息ki进行校正处理,生成校正像差信息Ji,然后进行到步骤ST21。
在步骤ST16,适配器信息处理单元312获得像差信息ki。适配器信息处理单元312从成像透镜21获得像差信息ki,并进行到步骤ST21。此外,不进行像差信息校正时的校正像差信息Ji与像差信息ki相同。
在步骤ST21,摄像机控制单元411确定是否需要对像差信息校正。在成像器件的分光特性不同于基准分光特性的情况下,摄像机控制单元411确定需要对像差信息校正,由此进行到步骤ST22。此外,在成像器件的分光特性与基准分光特性相同的情况下,摄像机控制单元411确定不需要对像差信息校正,由此进行到步骤ST26。此外,举例来说,是否需要在成像设备41中基于分光特性对像差信息进行校正是基于用户对成像设备41的指令、或基于成像设备41的分光特性信息αi的存储状态而确定的。
在步骤ST22,摄像机控制单元411获得分光特性信息αi。举例来说,摄像机控制单元411获得摄像机信息存储单元404中存储的分光特性信息αi,然后进行到步骤ST24。此外,在难以获得分光特性信息αi的情况下,或在已获得的分光特性信息αi被修改且重新设置的情况下,摄像机控制单元411进行到步骤ST23。
在步骤ST23,摄像机控制单元411设置分光特性信息αi。举例来说,摄像机控制单元411基于来自用户、外部装置等的指令设置分光特性信息αi,然后进行到步骤ST24。
在步骤ST24,摄像机控制单元411获得校正像差信息Ji。摄像机控制单元411从适配器设备31获得校正像差信息Ji,并进行到步骤ST25。此外,在不在适配器设备31中对像差信息执行校正的情况下,相当于“β=1(倍率为1)”。因此,即使适配器设备31提供像差信息ki,摄像机控制单元411也将其用作校正像差信息Ji。
在步骤ST25,摄像机控制单元411生成校正后的像差信息Ki。摄像机控制单元411基于分光特性信息αi对公式(3)中表示的校正像差信息Ji进行校正,由此生成校正后的像差信息Ki。摄像机控制单元411生成校正后的像差信息Ki并进行到步骤ST27。
在步骤ST26,摄像机控制单元411获得校正像差信息Ji。摄像机控制单元411从适配器设备31获得校正像差信息Ji,并进行到步骤ST27。此外,由于不需要对像差信息校正,摄像机控制单元411将校正像差信息Ji用作校正后的像差信息Ki。
在步骤ST27,摄像机控制单元411计算倍率色像差量D。摄像机控制单元411利用校正后的像差信息Ki执行公式(5)中表示的计算,计算图像高度X的倍率色像差量D,并将计算得到的倍率色像差量D输出给摄像机信号处理单元402,摄像机信号处理单元402是执行像差校正的校正处理单元。此外,可以利用摄像机信号处理单元402计算倍率色像差量D。
按照上述第一实施方式,即使成像设备使用了分光特性不同于成像透镜所假定的分光特性的成像器件,也能进行考虑到分光特性误差的像差信息校正。因此,举例来说,如果利用校正后的像差信息进行像差校正,可以获得几乎没有像差的优质捕获图像。
此外,在难以获得分光特性信息的情况下,可以设置分光特性信息,以及修改已获得的分光特性信息,且在难以获得光学转换信息的情况下,可以设置光学转换信息,以及修改已获得的光学转换信息。因此,可以控制像差信息的校正,从而获得几乎没有像差的优质捕获图像。
3.第二实施方式(在适配器设备中构造像差校正设备的情况)
下面,将描述第二实施方式的构成。在第二实施方式中,描述了在适配器设备中构造像差校正设备的情况。
3-1.第二实施方式的构成(在适配器设备中构造像差校正设备的情况)
图6显示了第二实施方式的构成。成像系统20包括成像透镜21,适配器设备32以及成像设备42。
成像透镜21包括光学系统模块211,光学系统模块驱动单元212,位置检测单元213,透镜信息存储单元214和透镜控制单元215。
光学系统模块211包括用于生成物体光学图像的透镜组、光圈调整机构等。此外,在光学系统模块211中还可以提供快门机构、摄像机抖动校正机构等。
光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号驱动透镜组,由此执行对焦操作或缩放操作。此外,光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号操作光圈调整机构,由此调整物体光学图像的亮度。
位置检测单元213检测光学系统模块211中的透镜组的透镜位置,或光圈调整结构的调整位置。位置检测单元213将位置检测结果输出给透镜控制单元215。
透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等存储像差信息。相对于蓝色分量光学图像和红色分量光学图像中的每一光学图像,透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等,存储公式(1)的系数ki作为像差信息,例如倍率色像差信息。
透镜控制单元215与成像设备42的摄像机控制单元421通信,并利用位置检测结果等生成控制信号,并将控制信号输出给光学系统模块驱动单元212,从而根据摄像机控制单元421的指令,由成像透镜21执行对焦操作、缩放操作、曝光控制等。此外,透镜控制单元215根据适配器设备32的请求,从透镜信息存储单元214中读取像差信息,例如当前焦距等的像差信息ki,并将像差信息输出给请求方。
适配器设备32包括适配器信息存储单元321和适配器信息处理单元322。
适配器信息存储单元321存储与适配器设备32所执行的光学转换相关的光学转换信息β。
当执行光学转换时,适配器信息处理单元332基于光学转换信息对从成像透镜21获得的像差信息执行校正处理。此外,适配器信息处理单元322从成像设备42获得分光特性信息,并基于分光特性信息对从成像透镜21获得的像差信息进行校正处理。适配器信息处理单元322将光学转换信息和校正后的像差信息输出给成像设备42。
成像设备42包括成像单元401,摄像机信号处理单元402,信号输出单元403,摄像机信息存储单元404和摄像机控制单元421。
成像单元401包括诸如电荷耦合元件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器之类的成像器件。成像单元401将成像器件的成像面上所形成的物体光学图像转换为图像信号,并将图像信号输出给摄像机信号处理单元402。
摄像机信号处理单元402对图像信号执行各种信号处理。例如,摄像机信号处理单元402利用成像单元401所生成的图像信号执行前级信号处理,例如黑电平校正或增益校正,并利用已执行前级信号处理的图像信号执行像差校正处理。此外,摄像机信号处理单元402利用已执行像差校正处理的图像信号执行后级信号处理,例如颜色转换或伽马校正,并将处理结果输出给信号输出单元403。
信号输出单元403对摄像机信号处理单元402所提供的图像信号执行与显示或记录再现相对应的信号处理,并将处理后的信号作为具有预定格式的信号输出给外部装置等。例如,信号输出单元403对图像信号执行尺寸转换等,使其成为与显示单元(未显示)相对应的图像尺寸,并输出图像信号。此外,信号输出单元403执行图像信号的编码处理,例如,利用诸如运动图像专家组(MPEG)、H.264/AVC或H.265/HEVC之类的编码方法执行图像压缩处理,并将获得的编码数据等输出给外部装置等。
摄像机信息存储单元404存储表示成像设备42的特性、各种设置状态等的信息。
用户接口(I/F)单元405包括操作开关等,根据用户的操作产生操作信号,并将操作信号输出给摄像机控制单元421。
摄像机控制单元421包括中央处理单元(CPU),只读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM)等。摄像机控制单元421执行存储在ROM或RAM中的程序,并基于来自用户接口单元405的操作信号或摄像机信息存储单元404中所存储的信息,生成控制信号。摄像机控制单元421将生成的控制信号提供给每个单元,由此控制每个单元,以便按照用户的操作在成像设备42中执行各操作。此外,摄像机控制单元421基于从适配器设备32获得的光学转换信息和校正后的像差信息计算像差量。摄像机控制单元421将计算得到的像差量输出给摄像机信号处理单元402,并由摄像机信号处理单元402执行像差校正处理,从而对计算得到的像差量进行校正。
成像透镜21和适配器器件32是利用成像透镜21中提供的透镜侧底座51L和适配器设备32中提供的适配器侧底座51A进行连接的。此外,适配器设备32和成像设备42是利用适配器设备32中提供的适配器侧底座52A和成像设备42中提供的摄像机侧底座52C进行连接的。
如上所述,在第二实施方式中,在适配器信息处理单元322中提供了像差信息获得单元的功能、光学转换信息获得单元的功能、分光特性信息获得单元的功能以及像差信息校正单元的功能。
3-2.第二实施方式的操作
下面,将描述第二实施方式的操作。图7为显示第二实施方式的操作的流程图。
在步骤ST31,适配器信息处理单元322确定是否需要对像差信息校正。在由适配器设备32执行光学转换的情况下,和/或根据成像器件的分光特性执行校正的情况下,适配器信息处理单元322确定需要对像差信息校正,并进行到步骤ST32。此外,在不执行光学转换和根据成像器件的分光特性的校正的情况下,适配器信息处理单元322确定不需要对像差信息校正,然后进行到步骤ST38。此外,举例来说,是否在适配器设备32中根据成像器件的分光特性执行校正,是基于来自用户或成像设备42的指令而确定的。
在步骤ST32,适配器信息处理单元322获得光学转换信息β。举例来说,适配器信息处理单元322获得适配器信息存储单元321中存储的光学转换信息β,然后进行到步骤ST34。此外,在未获得光学转换信息β的情况下,或在已获得的光学转换信息β被修改且重新设置的情况下,适配器信息处理单元322进行到步骤ST33。
在步骤ST33,适配器信息处理单元322设置光学转换信息β。举例来说,适配器信息处理单元322基于来自外部装置、用户等的指令设置光学转换信息β,并进行到步骤ST34。
在步骤ST34,适配器信息处理单元322获得分光特性信息αi。举例来说,适配器信息处理单元322获得成像设备42的摄像机信息存储单元404中存储的分光特性信息αi,然后进行到步骤ST36。此外,在难以获得分光特性信息αi的情况下,或在已获得的分光特性信息αi被修改且重新设置的情况下,适配器信息处理单元322进行到步骤ST35。
在步骤ST35,适配器信息处理单元322设置分光特性信息αi。举例来说,适配器信息处理单元322基于来自用户或外部装置的指令设置分光特性信息αi,然后进行到步骤ST36。
在步骤ST36,适配器信息处理单元322获得像差信息ki。适配器信息处理单元322从成像透21获得像差信息ki,并进行到步骤ST37。
在步骤ST37,适配器信息处理单元322生成校正后的像差信息Ki。适配器信息处理单元322基于光学转换信息β对公式(2)中表示的像差信息ki进行校正处理,并生成校正像差信息Ji。此外,适配器信息处理单元322基于分光特性信息αi对公式(3)中表示的校正像差信息Ji进行校正处理,生成校正后的像差信息Ki,然后进行到步骤ST41。
在步骤ST38,适配器信息处理单元322获得像差信息ki。适配器信息处理单元322从成像透镜21获得像差信息ki,并进行到步骤ST41。此外,在不进行像差信息校正时,校正后的像差信息Ki与像差信息ki相同。
在步骤ST41,摄像机控制单元421获得校正后的像差信息Ki。摄像机控制单元421从适配器设备32获得校正后的像差信息Ki,然后进行到步骤ST42。
在步骤ST42,摄像机控制单元421计算倍率色像差量D。摄像机控制单元421利用校正后的像差信息Ki执行公式(5)中表示的计算,计算图像高度X的倍率色像差量D,并将计算得到的倍率色像差量D输出给摄像机信号处理单元402,摄像机信号处理单元402是执行像差校正的校正处理单元。此外,可以由摄像机信号处理单元402计算倍率色像差量D。
按照上述第二实施方式,即使成像设备使用了分光特性不同于成像透镜所假定的分光特性的成像器件,也能进行考虑到分光特性误差的像差信息校正。因此,举例来说,如果利用校正后的像差信息进行像差校正,可以获得几乎没有像差的优质捕获图像。此外,由于能够设置或修改分光特性信息,能够设置或修改光学转换信息,所以可以控制像差信息的校正,从而获得几乎没有像差的优质捕获图像。
此外,由于校正后的像差信息Ki是在适配器设备32中生成的,所以可以减小摄像机控制单元421的负担。
4.第三实施方式(在成像设备中构造像差校正设备的情况)
下面,将描述第三实施方式的构成。在第三实施方式中,描述了在成像设备中构造像差校正设备的情况。
4-1.第三实施方式的构成
图8显示了第三实施方式的构成。成像系统20包括成像透镜21,适配器设备33以及成像设备43。
成像透镜21包括光学系统模块211,光学系统模块驱动单元212,位置检测单元213,透镜信息存储单元214和透镜控制单元215。
光学系统模块211包括用于生成物体光学图像的透镜组、光圈调整机构等。此外,在光学系统模块211中还可以提供快门机构、摄像机抖动校正机构等。
光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号驱动透镜组,由此执行对焦操作或缩放操作。此外,光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号操作光圈调整机构,由此调整物体光学图像的亮度。
位置检测单元213检测光学系统模块211中的透镜组的透镜位置,或光圈调整结构的调整位置。位置检测单元213将位置检测结果输出给透镜控制单元215。
透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等存储像差信息。相对于蓝色分量光学图像和红色分量光学图像中的每一光学图像,透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等,存储公式(1)的系数ki作为像差信息,例如,倍率色像差信息。
透镜控制单元215与成像设备43的摄像机控制单元431通信,并利用位置检测结果等生成控制信号,并将控制信号输出给光学系统模块驱动单元212,从而根据摄像机控制单元431的指令,由成像透镜21执行对焦操作、缩放操作、曝光控制等。此外,透镜控制单元215根据适配器设备33的请求,从透镜信息存储单元214中读取像差信息,例如当前焦距等的像差信息ki,并将像差信息输出给请求方。
适配器设备33包括适配器信息存储单元331。适配器信息存储单元331存储与适配器设备33所执行的光学转换相关的光学转换信息β。适配器信息存储单元331将光学转换信息β输出给成像设备43。
成像设备43包括成像单元401,摄像机信号处理单元402,信号输出单元403,摄像机信息存储单元404和摄像机控制单元431。
成像单元401包括诸如电荷耦合元件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器之类的成像器件。成像单元401将成像器件的成像面上所形成的物体光学图像转换为图像信号,并将图像信号输出给摄像机信号处理单元402。
摄像机信号处理单元402对图像信号执行各种信号处理。例如,摄像机信号处理单元402利用成像单元401所生成的图像信号执行前级信号处理,例如黑电平校正或增益校正,并利用已执行前级信号处理的图像信号执行像差校正处理。此外,摄像机信号处理单元402利用已执行像差校正处理的图像信号执行后级信号处理,例如颜色转换或伽马校正,并将处理结果输出给信号输出单元403。
信号输出单元403对摄像机信号处理单元402所提供的图像信号执行与显示或记录再现相对应的信号处理,并将处理后的信号作为具有预定格式的信号输出给外部装置等。例如,信号输出单元403对图像信号执行尺寸转换等,使其成为与显示单元(未显示)相对应的图像尺寸,并输出图像信号。此外,信号输出单元403执行图像信号的编码处理,例如,利用诸如运动图像专家组(MPEG)、H.264/AVC或H.265/HEVC之类的编码方法执行图像压缩处理,并将获得的编码数据等输出给外部装置等。
摄像机信息存储单元404存储表示成像设备43的特性、各种设置状态等信息。
用户接口(I/F)单元405包括操作开关等,根据用户的操作产生操作信号,并将操作信号输出给摄像机控制单元431。
摄像机控制单元431包括中央处理单元(CPU),只读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM)等。摄像机控制单元431执行存储在ROM或RAM中的程序,并基于来自用户接口单元405的操作信号或摄像机信息存储单元404中存储的信息,生成控制信号。摄像机控制单元431将生成的控制信号提供给每个单元,由此控制每个单元,从而按照用户的操作在成像设备43中执行各操作。此外,摄像机控制单元431基于从成像透镜21获得的像差信息ki、从适配器设备33获得的光学转换信息β、以及摄像机信息存储单元404中存储的分光特性信息αi计算校正后的像差信息Ki。此外,摄像机控制单元431利用校正后的像差信息Ki计算像差量,并将计算得到的像差量输出给摄像机信号处理单元402。摄像机信号处理单元402执行像差校正处理,从而对计算得到的像差量进行校正。
成像透镜21和适配器器件33是利用成像透镜21中提供的透镜侧底座51L和适配器设备33中提供的适配器侧底座51A进行连接的。此外,适配器设备33和成像设备43是利用适配器设备33中提供的适配器侧底座52A和成像设备43中提供的摄像机侧底座52C进行连接的。
如上所述,在第三实施方式中,在摄像机控制单元431中提供了像差信息获得单元的功能、光学转换信息获得单元的功能、分光特性信息获得单元的功能以及像差信息校正单元的功能。
4-2.第三实施方式的操作
下面,将描述第三实施方式的操作。图9为显示第三实施方式的操作的流程图。
在步骤ST51,摄像机控制单元431确定是否需要对像差信息校正。在执行光学转换和/或根据成像器件的分光特性执行校正的情况下,摄像机控制单元431确定需要对像差信息校正,并进行到步骤ST52。此外,在不执行光学转换以及根据成像器件的分光特性的校正的情况下,摄像机控制单元431确定不需要对像差信息校正,然后进行到步骤ST58。此外,举例来说,是否由成像设备43对像差信息执行光学转换和/或根据成像器件的分光特性的校正,是基于用户对成像设备43的指令、成像设备43中的分光特性信息αi的存储状态、适配器设备33中的光学转换信息β的存储状态等而确定的。
在步骤ST52,摄像机控制单元431获得光学转换信息β。举例来说,摄像机控制单元431获得适配器设备33的适配器信息存储单元331中存储的光学转换信息β,然后进行到步骤ST54。此外,在未获得光学转换信息β的情况下,或在已获得的光学转换信息β被修改且重新设置的情况下,摄像机控制单元431进行到步骤ST53。
在步骤ST53,摄像机控制单元431设置光学转换信息β。举例来说,摄像机控制单元431基于来自外部装置、用户等的指令设置光学转换信息β,并进行到步骤ST54。
在步骤ST54,摄像机控制单元431获得分光特性信息αi。举例来说,摄像机控制单元431获得摄像机信息存储单元404中存储的分光特性信息αi,然后进行到步骤ST56。此外,在难以获得分光特性信息αi的情况下,或在已获得的分光特性信息αi被修改且重新设置的情况下,摄像机控制单元431进行到步骤ST55。
在步骤ST55,摄像机控制单元431设置分光特性信息αi。举例来说,摄像机控制单元431基于来自用户、外部装置等的指令设置分光特性信息αi,然后进行到步骤ST56。
在步骤ST56,摄像机控制单元431获得像差信息ki。摄像机控制单元431从成像透镜21获得像差信息ki,并进行到步骤ST57。
在步骤ST57,摄像机控制单元431生成校正后的像差信息Ki。摄像机控制单元431基于光学转换信息β对公式(2)中表示的像差信息ki进行校正处理,并生成校正像差信息Ji。此外,摄像机控制单元431基于分光特性信息αi对公式(3)中表示的校正像差信息Ji进行校正,生成校正后的像差信息Ki,然后进行到步骤ST59。
在步骤ST58,摄像机控制单元431获得像差信息ki。摄像机控制单元431从成像透镜21获得像差信息ki,并进行到步骤ST59。此外,在不进行像差信息校正时,校正后的像差信息Ki与像差信息ki相同。
在步骤ST59,摄像机控制单元431计算倍率色像差量D。摄像机控制单元431利用校正后的像差信息Ki执行公式(5)中表示的计算,计算图像高度X的倍率色像差量D,并将计算得到的倍率色像差量D输出给摄像机信号处理单元402,摄像机信号处理单元402是执行像差校正的校正处理单元。此外,可以由摄像机信号处理单元402计算倍率色像差量D。
按照上述第三实施方式,即使成像设备使用了分光特性不同于成像透镜所假定的分光特性的成像器件,也能进行考虑到分光特性误差的像差信息校正。因此,举例来说,如果利用校正后的像差信息进行像差校正,可以获得几乎没有像差的优质捕获图像。此外,由于能够设置或修改分光特性信息,能够设置或修改光学转换信息,所以可以控制像差信息的校正,从而获得几乎没有像差的优质捕获图像。
此外,由于校正后的像差信息Ki是在摄像机控制单元431中生成的,因此即使在使用了没有像差信息校正功能的适配器设备的情况下,也可以获得几乎没有像差的优质捕获图像。
此外,在第三实施方式中,描述了在适配器设备33中提供适配器信息存储单元331的情况。但是,如果摄像机控制单元431构成为能够设置与适配器33相关的光学转换信息,那么也可以使用没有适配器信息存储单元331的适配器设备。
5.第四实施方式(未使用适配器设备的情况)
下面,将描述第四实施方式的构成。在第四实施方式中,描述了未使用适配器设备的情况。
5-1.第四实施方式的构成
图10显示了第四实施方式的构成。成像系统20包括成像透镜21以及成像设备44。
成像透镜21包括光学系统模块211,光学系统模块驱动单元212,位置检测单元213,透镜信息存储单元214和透镜控制单元215。
光学系统模块211包括用于生成物体光学图像的透镜组、光圈调整机构等。此外,在光学系统模块211中还可以提供快门机构、摄像机抖动校正机构等。
光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号驱动透镜组,由此执行对焦操作或缩放操作。此外,光学系统模块驱动单元212基于来自透镜控制单元215的控制信号操作光圈调整机构,由此调整物体光学图像的亮度。
位置检测单元213检测光学系统模块211中的透镜组的透镜位置,或光圈调整结构的调整位置。位置检测单元213将位置检测结果输出给透镜控制单元215。
透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等存储像差信息。相对于蓝色分量光学图像和红色分量光学图像中的每一光学图像,透镜信息存储单元214为每个焦距、透镜位置等,存储公式(1)的系数ki作为像差信息,例如,倍率色像差信息。
透镜控制单元215与成像设备44的摄像机控制单元441通信,并利用位置检测结果等生成控制信号,并将控制信号输出给光学系统模块驱动单元212,从而根据摄像机控制单元441的指令,由成像透镜21完成对焦操作、缩放操作、曝光控制等。此外,透镜控制单元215根据适配器设备33的请求,从透镜信息存储单元214中读取像差信息,例如当前焦距等的像差信息ki,并将像差信息输出给请求方。
成像设备44包括成像单元401,摄像机信号处理单元402,信号输出单元403,摄像机信息存储单元404和摄像机控制单元441。
成像单元401包括诸如电荷耦合元件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器之类的成像器件。成像单元401将成像器件的成像面上形成的物体光学图像转换为图像信号,并将图像信号输出给摄像机信号处理单元402。
摄像机信号处理单元402对图像信号执行各种信号处理。例如,摄像机信号处理单元402利用成像单元401所生成的图像信号执行前级信号处理,例如黑电平校正或增益校正,并利用已执行前级信号处理的图像信号执行像差校正处理。此外,摄像机信号处理单元402利用已执行像差校正处理的图像信号执行后级信号处理,例如颜色转换或伽马校正,并将处理结果输出给信号输出单元403。
信号输出单元403对摄像机信号处理单元402所提供的图像信号执行与显示或记录再现相对应的信号处理,并将处理后的信号作为具有预定格式的信号输出给外部装置等。例如,信号输出单元403对图像信号执行尺寸转换等,使其成为与显示单元(未显示)相对应的图像尺寸,并输出图像信号。此外,信号输出单元403执行图像信号的编码处理,例如,利用诸如运动图像专家组(MPEG)、H.264/AVC或H.265/HEVC之类的编码方法执行图像压缩处理,并将获得的编码数据等输出给外部装置等。
摄像机信息存储单元404存储表示成像设备44的特性、各种设置状态等方面的信息。
用户接口(I/F)单元405包括操作开关等,根据用户的操作产生操作信号,并将操作信号输出给摄像机控制单元441。
摄像机控制单元441包括中央处理单元(CPU),只读存储器(ROM),随机存取存储器(RAM)等。摄像机控制单元441执行存储在ROM或RAM中的程序,并基于来自用户接口单元405的操作信号或摄像机信息存储单元404中存储的信息,生成控制信号。摄像机控制单元441将生成的控制信号提供给每个单元,由此控制每个单元,从而按照用户的操作在成像设备44中执行各操作。此外,摄像机控制单元441基于从成像透镜21获得的像差信息ki、从适配器设备33获得的光学转换信息β、以及摄像机信息存储单元404中存储的分光特性信息αi计算校正后的像差信息Ki。此外,摄像机控制单元441利用校正后的像差信息Ki计算像差量,并将计算得到的像差量输出给摄像机信号处理单元402。摄像机信号处理单元402执行像差校正处理,从而对计算得到的像差量进行校正。
成像透镜21和成像设备44是利用成像透镜21中提供的透镜侧底座51L和成像设备44中提供的摄像机侧底座51C进行连接的。
如上所述,在第四实施方式中,在摄像机控制单元431中提供了像差信息获得单元的功能、分光特性信息获得单元的功能以及像差信息校正单元的功能。
5-2.第四实施方式的操作
下面,将描述第四实施方式的操作。图11为显示第四实施方式的操作的流程图。
在步骤ST71,摄像机控制单元441确定是否需要对像差信息校正。在根据成像器件的分光特性进行校正的情况下,摄像机控制单元441确定需要对像差信息校正,并进行到步骤ST72。此外,在不根据成像器件的分光特性进行校正的情况下,摄像机控制单元441确定不需要对像差信息校正,然后进行到步骤ST77。此外,举例来说,是否由成像设备44根据成像器件的分光特性进行校正,是基于用户对成像设备44的指令、成像设备44中的分光特性信息αi的存储状态等而确定的。
在步骤ST72,摄像机控制单元441将光学转换信息β设置为预定值。由于不使用适配器设备且不执行光学转换,因此摄像机控制单元441将光学转换信息β设置为“β=1(倍率为1)”,然后进行到步骤ST73。
在步骤ST73,摄像机控制单元441获得分光特性信息αi。举例来说,摄像机控制单元441获得摄像机信息存储单元404中存储的分光特性信息αi,然后进行到步骤ST75。此外,在难以获得分光特性信息αi的情况下,或在已获得的分光特性信息αi被修改且重新设置的情况下,摄像机控制单元441进行到步骤ST74。
在步骤ST74,摄像机控制单元441设置分光特性信息αi。举例来说,摄像机控制单元441基于来自用户、外部装置等的指令设置分光特性信息αi,然后进行到步骤ST75。
在步骤ST75,摄像机控制单元441获得像差信息ki。摄像机控制单元441从成像透镜21获得像差信息ki,并进行到步骤ST76。
在步骤ST76,摄像机控制单元441生成校正后的像差信息Ki。摄像机控制单元441基于光学转换信息β对公式(2)中表示的像差信息ki进行校正处理,并生成校正像差信息Ji。此外,摄像机控制单元441基于分光特性信息αi对公式(3)中表示的校正像差信息Ji进行校正处理,生成校正后的像差信息Ki,然后进行到步骤ST78。
在步骤ST77,摄像机控制单元441获得像差信息ki。摄像机控制单元441从成像透镜21获得像差信息ki,并进行到步骤ST78。此外,在不进行像差信息校正时,校正后的像差信息Ki与像差信息ki相同。
在步骤ST78,摄像机控制单元441计算倍率色像差量D。摄像机控制单元441利用校正后的像差信息Ki执行公式(5)中表示的计算,计算图像高度X的倍率色像差量D,并将计算得到的倍率色像差量D输出给摄像机信号处理单元402,摄像机信号处理单元402是执行像差校正的校正处理单元。此外,可以利用摄像机信号处理单元402计算倍率色像差量D。
按照上述第四实施方式,即使成像设备使用了分光特性不同于成像透镜所假定的分光特性的成像器件,也能进行考虑到分光特性误差的像差信息校正。因此,举例来说,如果利用校正后的像差信息进行像差校正,可以获得几乎没有像差的优质捕获图像。此外,由于能够设置或修改分光特性信息,所以可以控制像差信息的校正,从而获得几乎没有像差的优质捕获图像。
6.其他实施方式
但是,根据本发明的实施方式并非仅限于上述实施方式,而是可以构成为根据成像系统的构造而自动切换。
例如,提供用于检测适配器设备安装状态的安装检测机构,并执行安装检测。在此,在适配器设备安装在成像设备中的情况下,成像系统执行第一至第三实施方式之一的操作。此外,在未安装适配器设备的情况下,成像系统执行第四实施方式的操作。因此,成像系统能根据适配器设备的连接或卸除而自动执行像差信息的校正处理。
此外,可以根据适配器设备的处理而切换操作。例如,成像设备与适配器设备通信,并基于通信结果切换操作。在基于通信结果而确定适配器设备不具有执行像差信息校正处理的功能的情况下,成像系统执行第三实施方式的操作,而在适配器设备具备执行像差信息校正处理的功能的情况下,成像系统执行第一或第二实施方式的操作。因此,即使在使用了无法执行像差信息校正处理的现有技术适配器设备、或者能够执行像差信息校正处理的新颖适配器设备之中的任一种适配器设备的情况下,成像系统都可以自动执行像差信息的校正处理。
此外,可以根据成像设备或适配器设备的操作状态,在两个设备间切换像差信息的校正。例如,在第一实施方式的操作期间,在成像设备中的摄像机控制单元等的负荷增加的情况下,则成像系统切换到第二实施方式的操作,使像差信息的校正得以在适配器设备中进行。因此,成像系统可以有效地执行像差信息的校正。
此外,可以通过硬件、软件或两者的组合构造来实现本说明书中所描述的一系列处理。在利用软件实现处理的情况下,记录有处理顺序的程序被安装在内置于专用硬件中的计算机存储器中,由此执行该程序。可选的是,可以在能够执行多种处理的通用计算机中安装以执行该程序。
例如,可预先将程序存储在记录介质中,例如硬盘、固态硬盘(SSD)或只读存储器(ROM)中。可选的是,可临时或永久地将程序存储(记录)在可移动记录介质中,例如软盘、只读光盘(CD-ROM)、磁光盘(MO)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光光盘(BD)(注册商标)、磁盘或半导体存储卡。可以以所谓套装软件的形式提供这些可移动记录介质。
此外,除了将程序从可移动记录介质安装到计算机中之外,还可以通过有线或无线方式将程序从下载站点经诸如局域网(LAN)或互联网之类的网络传输到计算机中。计算机以这样的方式接收传输的程序,并能够将程序安装到内置式记录介质上,例如硬盘。
此外,本发明并非解释为仅限于上述实施方式。本发明的各个实施方式以举例的方式公开了本发明的技术,但本领域技术人员显然可以在不脱离本发明要旨的范围内修改或替换这些实施方式。也就是说,为了确定本发明的要旨,需要参考权利要求的保护范围。
此外,本发明的像差校正设备还能够采用以下构成。
(1)一种像差校正设备,包括:像差信息获得单元,用于从成像透镜获得像差信息;分光特性信息获得单元,用于获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;以及像差信息校正单元,用于根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
(2)如(1)中所述的像差校正设备,其中,所述分光特性信息是基于当生成从所述成像透镜获得的像差信息时的基准分光特性、并基于所述成像器件的分光特性而设置的信息。
(3)如(2)中所述的像差校正设备,其中,所述分光特性信息是为三原色分量之中的与一种用作基准的颜色分量不同的每个颜色分量生成的信息。
(4)如(1)至(3)中所述的任一像差校正设备,其中,在难以获得所述分光特性信息的情况下,所述分光特性信息获得单元接受所述分光特性信息的设置或修改所获得的分光特性信息。
(5)如(1)至(4)中所述的任一像差校正设备,还包括:光学转换信息获得单元,用于获得与对所述光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,其中所述像差信息校正单元根据所述分光特性信息和所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正。
(6)如(5)中所述的像差校正设备,其中所述像差信息校正单元根据以下公式对所获得的像差信息进行校正,
Ki=αi Ji
其中ki是所获得的像差信息,β是所述光学转换信息,αi是所述分光特性信息,Ji是通过根据所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正而获得的校正像差信息,Ki是根据所述光学转换信息和所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正而生成的校正后的像差信息。
(7)如(5)中所述的像差校正设备,其中,在难以获得光学转换信息的情况下,所述光学转换信息获得单元接受所述光学转换信息的设置或修改所获得的光学转换信息。
(8)如(5)至(7)中所述的任一像差校正设备,其中,所述光学转换信息是表示光学图像的放大倍率或缩小倍率的信息。
(9)如(8)中所述的像差校正设备,其中,利用从所述成像透镜获得的像差信息中所定义的成像器件的成像面尺寸、以及对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换的成像器件的成像面尺寸作为基准,来设置所述放大倍率或缩小倍率。
(10)如(1)至(9)中所述的任一像差校正设备,还包括:第一底座单元,用于连接所述成像透镜;第二底座单元,用于连接使用所述成像器件的成像设备。
(11)一种成像设备,包括:像差信息获得单元,用于从成像透镜获得像差信息;成像器件,用于对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;分光特性信息获得单元,用于获得所述成像器件的分光特性信息;像差信息校正单元,用于根据所述成像器件的分光特性信息对所获得的像差信息进行校正;以及像差校正处理单元,用于利用由所述像差信息校正单元校正后的像差信息进行像差校正。
(12)如(11)中所述的像差校正设备,还包括:光学转换信息获得单元,用于获得与对所述成像透镜中形成的光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,其中所述像差信息校正单元根据所述分光特性信息和所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正。
(13)如(12)中所述的成像设备,还包括:用于连接所述成像透镜或适配器设备的底座单元,其中所述光学转换信息获得单元从所述适配器设备获得所述光学转换信息。
(14)如(12)中所述的成像设备,还包括:用于连接所述成像透镜或适配器设备的底座单元,其中在所述适配器设备连接到所述底座单元的情况下,所述光学转换信息获得单元从所述适配器设备获得与所述适配器设备中执行的光学转换相关的光学转换信息,所述像差信息获得单元经由所述适配器设备获得所述像差信息,且所述像差信息校正单元根据所述适配器设备的处理而切换所述像差信息的校正操作。
(15)如(14)中所述的成像设备,其中,根据所述适配器设备的处理而切换所述像差信息的校正操作包括:在所述成像设备确定所述适配器设备无法执行像差信息校正处理的情况下,由所述成像设备中的所述像差校正处理单元执行像差信息校正处理,在所述成像设备确定所述适配器设备能够执行像差信息校正处理的情况下,由所述适配器设备执行部分或全部的像差信息校正处理。
(16)一种像差校正方法,包括:在像差信息获得单元中从成像透镜获得像差信息;在分光特性信息获得单元中获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;在像差信息校正单元中根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
(17)一种像差校正方法,包括:在像差信息获得单元中从成像透镜获得像差信息;在分光特性信息获得单元中获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;在光学转换信息获得单元中获得与对所述光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息;在像差信息校正单元中根据所述分光特性信息和所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正。
(18)一种成像系统,包括:成像透镜;适配器设备,用于从所述成像透镜获得像差信息,获得与对所述成像透镜中形成的光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,并根据所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正,以生成校正像差信息;以及成像设备,用于获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对光学图像进行光电转换,所述成像设备根据所述分光特性信息对所述校正像差信息进行校正。
(19)一种成像系统,包括:成像透镜;成像设备;以及适配器设备,用于从所述成像透镜获得像差信息,从所述成像设备获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换,所述适配器设备根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
(20)一种成像系统,包括:成像透镜;成像设备,用于从所述成像透镜获得像差信息,获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换,所述成像设备根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
(21)如(20)中所述的成像系统,还包括适配器设备,其中所述成像设备从所述适配器设备获得与对所述光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,并根据所述分光特性信息和所述光学转换信息,对所获得的像差信息进行校正。
(22)如(20)中所述的成像系统,其中所述成像设备将光学转换信息设置为预定值,并根据所述光学转换信息和所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
本领域技术人员应当理解的是,在权利要求及其等同体的保护范围内,可以依据设计需求或其他因素而做出多种修改、组合、子组合和变形。
Claims (22)
1.一种像差校正设备,包括:
像差信息获得单元,用于从成像透镜获得像差信息;
分光特性信息获得单元,用于获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;以及
像差信息校正单元,用于根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
2.如权利要求1中所述的像差校正设备,
其中,所述分光特性信息是基于当生成从所述成像透镜获得的像差信息时的基准分光特性、并基于所述成像器件的分光特性而设置的信息。
3.如权利要求2中所述的像差校正设备,
其中,所述分光特性信息是为三原色分量之中的与一种用作基准的颜色分量不同的每个颜色分量生成的信息。
4.如权利要求1所述的像差校正设备,
其中,在难以获得所述分光特性信息的情况下,所述分光特性信息获得单元接受所述分光特性信息的设置或修改所获得的分光特性信息。
5.如权利要求1所述的像差校正设备,还包括:
光学转换信息获得单元,用于获得与对所述光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,
其中所述像差信息校正单元根据所述分光特性信息和所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正。
6.如权利要求5所述的像差校正设备,其中所述像差信息校正单元根据以下公式对所获得的像差信息进行校正,
Ki=αi Ji
其中ki是所获得的像差信息,β是所述光学转换信息,αi是所述分光特性信息,Ji是通过根据所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正而获得的校正像差信息,Ki是根据所述光学转换信息和所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正而生成的校正后的像差信息。
7.如权利要求5中所述的像差校正设备,
其中,在难以获得光学转换信息的情况下,所述光学转换信息获得单元接受所述光学转换信息的设置或修改所获得的光学转换信息。
8.如权利要求5所述的像差校正设备,
其中,所述光学转换信息是表示所述光学图像的放大倍率或缩小倍率的信息。
9.如权利要求8中所述的像差校正设备,
其中,利用从所述成像透镜获得的像差信息中所定义的成像器件的成像面尺寸、以及对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换的成像器件的成像面尺寸作为基准,来设置所述放大倍率或缩小倍率。
10.如权利要求1所述的像差校正设备,还包括:
第一底座单元,用于连接所述成像透镜;以及
第二底座单元,用于连接使用所述成像器件的成像设备。
11.一种成像设备,包括:
像差信息获得单元,用于从成像透镜获得像差信息;
成像器件,用于对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;
分光特性信息获得单元,用于获得所述成像器件的分光特性信息;
像差信息校正单元,用于根据所述成像器件的分光特性信息对所获得的像差信息进行校正;以及
像差校正处理单元,用于利用由所述像差信息校正单元校正后的像差信息进行像差校正。
12.如权利要求11所述的像差校正设备,还包括:
光学转换信息获得单元,用于获得与对所述成像透镜中形成的光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,
其中所述像差信息校正单元根据所述分光特性信息和所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正。
13.如权利要求12所述的成像设备,还包括:
用于连接所述成像透镜或适配器设备的底座单元,
其中所述光学转换信息获得单元从所述适配器设备获得所述光学转换信息。
14.如权利要求12所述的成像设备,还包括:
用于连接所述成像透镜或适配器设备的底座单元,
其中在所述适配器设备连接到所述底座单元的情况下,所述光学转换信息获得单元从所述适配器设备获得与所述适配器设备中执行的光学转换相关的光学转换信息,所述像差信息获得单元经由所述适配器设备获得所述像差信息,且所述像差信息校正单元根据所述适配器设备的处理而切换所述像差信息的校正操作。
15.如权利要求14所述的成像设备,其中,根据所述适配器设备的处理而切换所述像差信息的校正操作包括:在所述成像设备确定所述适配器设备无法执行像差信息校正处理的情况下,由所述成像设备中的所述像差校正处理单元执行像差信息校正处理,
在所述成像设备确定所述适配器设备能够执行像差信息校正处理的情况下,由所述适配器设备执行部分或全部的像差信息校正处理。
16.一种像差校正方法,包括:
在像差信息获得单元中从成像透镜获得像差信息;
在分光特性信息获得单元中获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;
在像差信息校正单元中根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
17.一种像差校正方法,包括:
在像差信息获得单元中从成像透镜获得像差信息;
在分光特性信息获得单元中获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换;
在光学转换信息获得单元中获得与对所述光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息;
在像差信息校正单元中根据所述分光特性信息和所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正。
18.一种成像系统,包括:
成像透镜;
适配器设备,用于从所述成像透镜获得像差信息,获得与对所述成像透镜中形成的光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,并根据所述光学转换信息对所获得的像差信息进行校正,以生成校正像差信息;以及
成像设备,用于获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对光学图像进行光电转换,所述成像设备根据所述分光特性信息对所述校正像差信息进行校正。
19.一种成像系统,包括:
成像透镜;
成像设备;以及
适配器设备,用于从所述成像透镜获得像差信息,从所述成像设备获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换,所述适配器设备根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
20.一种成像系统,包括:
成像透镜;
成像设备,用于从所述成像透镜获得像差信息,获得成像器件的分光特性信息,所述成像器件对所述成像透镜中形成的光学图像进行光电转换,所述成像设备根据所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
21.如权利要求20所述的成像系统,还包括适配器设备,其中所述成像设备从所述适配器设备获得与对所述光学图像进行的光学转换相关的光学转换信息,并根据所述分光特性信息和所述光学转换信息,对所获得的像差信息进行校正。
22.如权利要求20所述的成像系统,其中所述成像设备将光学转换信息设置为预定值,并根据所述光学转换信息和所述分光特性信息对所获得的像差信息进行校正。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |