JP5472584B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
(撮像装置の構成例)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置1の全体構成を表すものである。撮像装置1は、撮像対象物2を撮像して、所定の画像処理を施すことにより、画像データDoutを出力するものである。この撮像装置1は、撮像レンズ11と、マイクロレンズアレイ12と、撮像素子13と、画像処理部14と、撮像素子駆動部15と、制御部16とから構成されている。
後述する。
ここで、図2を参照して、撮像素子13における画素配列について説明する。但し、図2では、簡便化のため、一つのマイクロレンズに割り当てられる2×2個の画素Pについてのみ示している。また、水平方向A(横方向)および垂直方向B(縦方向)は、撮像データDoutに基づく画
像の視認時における水平および垂直方向である。
まず、図1〜図4を参照して、撮像装置1における撮像動作について説明する。撮像装置1では、撮像レンズ11による撮像対象物2の像は、マイクロレンズアレイ12を介して撮像素子13上に結像する。このとき、マイクロレンズアレイ12の一つのマイクロレンズに対して、例えば2×2=4個の画素が割り当てられていることにより、撮像素子13では、図3に示したように、撮像対象物2の像として単位結像領域12Dが2×2の画素領域ごとに形成される。
続いて、図5および図6を参照して、撮像装置1における画像処理動作について説明する。上記のような撮像データD0が画像処理部14へ入力されると、画像処理部14では、撮像データD0に対して所定の画像処理が施され、視差画像としての画像データDoutが出力される。図5は、画像処理部14の全体構成を表す機能ブロック図である。画像処理部14は、例えば、欠陥検出部141、クランプ処理部142、視差画像生成部143、欠陥補正処理部144、カラー補間処理部145、ノイズ低減処理部146、輪郭強調処理部147、ホワイトバランス調整処理部148およびガンマ補正処理部149から構成されている。
ところで、上記撮像装置1では、図2に示したように、撮像素子13における画素Pの配列が、水平方向Aおよび垂直方向Bからそれぞれ45°回転した2方向C,Dに沿って配置された斜め配列となっている。ここで、図7に、比較例として、一辺の長さaの正方形状の画素P100を水平方向Aおよび垂直方向Bに沿って2次元配置させた画素配列について示す。この比較例に係る画素配列では、画素P100のピッチd1が、画素P100の一辺の長さaと等しくなる(d1=a)。但し、ピッチd1は、隣り合う画素P100の中心M1同士の間の水平方向Aおよび垂直方向Bにおける距離とする。
図9は、変形例1に係る撮像素子13上のカラーフィルタの平面構成について模式的に表すものである。変形例1のカラーフィルタは、上記実施の形態のカラーフィルタ130と同様、赤色フィルタ130R,緑色フィルタ130Gおよび青色フィルタ130Bの3原色のフィルタから構成されている。但し、本変形例では、各色の比率がR:G:B=1:2:1となっている。
図10は、変形例2に係る撮像素子13上のカラーフィルタの平面構成について模式的に表すものである。変形例2のカラーフィルタは、上記実施の形態のカラーフィルタ130と同様、赤色フィルタ130R,緑色フィルタ130Gおよび青色フィルタ130Bの3原色のフィルタから構成されている。但し、本変形例では、各色の比率がR:G:B=1:2:1となっている。この色配列は、従来一般的に用いられているベイヤー配列を、画素Pの斜め配列に対応させて45°回転させたものに等しい。
図11は、変形例3に係る撮像素子13上のカラーフィルタの平面構成について模式的に表すものである。変形例3のカラーフィルタは、赤色フィルタ130R,緑色フィルタ130Gおよび青色フィルタ130Bの3原色のフィルタの他に、白色フィルタ130Wを有している。本変形例では、各色の比率がR:G:B:W=1:4:1:2となっている。
W=a・R+b・G+c・B(a,b,cは係数) ………(1)
図12は、本発明の第2の実施の形態に係るカラーフィルタ(カラーフィルタ140)の平面構成を模式的に表すものである。カラーフィルタ140は、上記第1の実施の形態と同様、撮像素子13上に配設されるものである。但し、本実施の形態では、撮像素子13におけるレンズ割り当て画素数が3×3(9つ)となっており、カラーフィルタ140では画素単位で色分けがなされている。カラーフィルタ140は、例えば赤色フィルタ140R,緑色フィルタ140G,青色フィルタ140Bおよび白色フィルタ140Wが規則的に配列してなり、色配列としては例えば図12のようなベイヤー配列を用いることができる。白色フィルタ140Wは、高解像度画素に割り当てられる。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図15は、変形例4に係るカラーフィルタ150の平面構成について模式的に表すものである。カラーフィルタ150では、上記第2の実施の形態と同様のベイヤー配列が用いられているが、マイクロレンズに割り当てられた3×3の画素領域ごとに(レンズ単位で)、色分けがなされている。このように、レンズ単位で色分けがなされていてもよい。このようなカラーフィルタ150を用い、レンズごとに互いに同一の位置にある画素のデータを合成して生成した視差画像は、カラーフィルタ150と同様の色配列となる。即ち、レンズ割り当て画素数が、3×3のような奇数×奇数である場合には、カラーフィルタの色分けは画素単位でなされていてもよいし、レンズ単位でなされていてもよい。
Claims (9)
- 開口絞りを有する撮像レンズと、
複数の画素が、横方向および縦方向からそれぞれ45°回転した2方向に沿って、全体としてマトリクス状に配列されてなると共に、前記複数の画素において受光した光に基づいて撮像データを取得する撮像素子と、
前記撮像レンズと前記撮像素子との間に、前記撮像素子のm×m(mは2以上の整数)の画素からなる画素領域に対して1つのマイクロレンズが割り当てられるように配置されたマイクロレンズアレイと、
前記撮像素子で取得された撮像データに基づいて画像処理を行う画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、
各画素領域のうち前記縦方向または前記横方向に沿って配置された2画素から得られる画素データを用いて、左右もしくは上下の視差画像を生成する
撮像装置。 - 前記mは2である
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記mは3であり、
前記画像処理部は、前記画素領域のうちの前記縦方向または前記横方向における両端に配置された2画素から得られる画素データを用いて、前記視差画像を生成する
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、
各画素領域のうち互いに同一の位置の画素から得られた画素データを合成して、前記視差画像を生成する
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子の受光面上に設けられ、前記画素領域ごとに色分けされると共に、前記撮像素子における画素の2次元配列に対応して色が配置されたカラーフィルタ
を備えた請求項1に記載の撮像装置。 - 前記カラーフィルタは、少なくとも緑色(G:Green)を含む複数色のフィルタが規則的に配列したものである
請求項5に記載の撮像装置。 - 前記カラーフィルタは、赤色(R:Red)フィルタ、緑色フィルタおよび青色(B:Blue)フィルタを有し、各フィルタの個数比がR:G:B=1:6:1である
請求項6に記載の撮像装置。 - 前記カラーフィルタは、赤色(R:Red)フィルタ、緑色フィルタおよび青色(B:Blue)フィルタを有し、各フィルタの個数比がR:G:B=1:2:1である
請求項6に記載の撮像装置。 - 前記カラーフィルタは、赤色(R:Red)フィルタ、緑色フィルタ、青色(B:Blue)
フィルタおよび白色(W:White)フィルタを有する
請求項6に記載の撮像装置。
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