拍攝裝置、拍攝系統、圖像生成裝置及濾色器制造方法及圖紙

本公開提供一種拍攝裝置、拍攝系統、圖像生成裝置及濾色器。拍攝裝置包括：對光信號進行成像的成像光學系統(201)；拍攝元件(203)，具有多個像素，利用多個像素接收成像后的光信號，并轉換為電信號；以及濾色器(202)，被配置于成像光學系統與拍攝元件之間，在與多個像素對應的各位置，對于多個波長范圍具有不同的光透射率。

【技術實現步驟摘要】

本公開涉及使用了壓縮傳感技術的彩色拍攝裝置。
技術介紹
為了拍攝彩色圖像，需要獲取與光的3原色相當的紅(R)、綠(G)、藍(B)這3個不同波長的信息。在多數的彩色拍攝裝置中，為了小型化和/或低成本化而僅搭載有一個圖像傳感器，因此，需要通過一個圖像傳感器來獲取R/G/B這3個波長信息。以往，已知有如下方法：利用不同的位置的像素獲取R/G/B這3個波長的信息而進行被稱為去馬賽克(demosaicking)的處理，由此獲取所有的像素的R/G/B這3個波長的信息。圖15是表示正在被廣泛利用的拜爾排列(bayerarrangement)的示意圖(例如，專利文獻1)。在拜爾排列中，獲取整體的像素的1/2的接近人的視覺特性的G像素，分別各獲取整體的像素的1/4的R像素與B像素，通過去馬賽克處理，獲取所有的像素的R/G/B這3個波長的信息。另一方面，在專利文獻2中，公開了如下技術：以隨機的顏色圖案配置濾光器要素，對于采樣數據集合應用壓縮傳感技術，由此進行去馬賽克?，F有技術文獻專利文獻專利文獻1：U.S.PatentNo.5629734專利文獻2：日本特表2013-511924非專利文獻非專利文獻1：RudinL.I.,OsherS.J.,andFatemiE.：Nonlineartotalvariationbasednoiseremovalalgorithms.PhysicaD,vol.60,pp.259－268,1992非專利文獻2：ShunsukeOno,IsaoYamada,“DecorrelatedVectorialTotalVariation”,IEEEConferenceonComputerVisionandPatternRecognition,2014非專利文獻3：J.Ma,“ImprovedIterativeCurveletThresholdingforCompressedSensingandMeasurement”,IEEETransactionsonInstrumentation&Measurement,vol.60,no.1,pp.126－136,2011非專利文獻4：M.Aharon,M.Elad,andA.M.Bruckstein,“K－SVD：AnAlgorithmforDesigningOvercompleteDictionariesforSparseRepresentation,”IEEETransactionsonImageProcessing,vol.54,no.11,pp.4311－4322,2006非專利文獻5：D.Kiku,Y.Monno,M.TanakaandM.Okutomi,“Minimized－Laplacianresidualinterpolationforcolorimagedemosaicking”,IS&T/SPIEElectronicImaging(EI),2014.非專利文獻6：ManyaV.Afonso,JoséM.Bioucas－Dias,andMárioA.T.Figueiredo,“FastImageRecoveryUsingVariableSplittingandConstrainedOptimization”,IEEETransactionsonImageRrocessing,VOL.19,NO.9,pp.2345－2356,2010.
技術實現思路
然而，以往的技術在圖像傳感器的各像素中，僅能夠獲取R/G/B的某一個波長的信息，所以去馬賽克后的彩色圖像的分辨率降低，會產生被稱為假彩色(falsecolor)的彩色合成(artifact)。本公開的非限定性的例示的一個方式是一種拍攝裝置，通過利用一個圖像傳感器獲取彩色圖像，能夠抑制分辨率的降低和/或彩色合成的產生。本公開的一個技術方案所涉及的拍攝裝置具備：對光信號進行成像的成像光學系統；拍攝元件，具有多個像素，利用所述多個像素接收成像后的所述光信號，并轉換為電信號；以及濾色器，被配置于所述成像光學系統與所述拍攝元件之間，在與所述多個像素對應的各位置，對于多個波長范圍具有不同的光透射率。上述一般且特定的技術方案可以使用系統、方法以及計算機程序來實現，或者可以使用系統、方法以及計算機程序的組合來實現。根據本公開，一邊在像素內進行加法運算，一邊獲取R圖像、G圖像、B圖像，并且使用壓縮傳感技術進行圖像復原，由此能夠僅利用一個圖像傳感器，以堪比3塊圖像傳感器的分辨率獲取彩色圖像。本公開的一個技術方案的附加的好處以及有利的點從本說明書以及附圖可以明確。該好處以及/或者有利的點能夠通過本說明書以及附圖所公開的各種技術方案以及特征獨立地提供，為了得到其1個以上，并不需要所有的技術方案以及特征。附圖說明圖1是表示本公開的一個實施方式所涉及的拍攝系統10的構成的示意圖。圖2是表示空間及波長調制部101以及調制圖像獲取部102的詳細構成的圖。圖3示意地表示包含濾色器202的拍攝系統10。圖4是表示作為濾光片1～3的各波長特性的一部分的透射率的圖。圖5是表示根據均勻分布設定各濾光片的各像素的厚度的例子的圖。圖6是表示根據正態分布設定各濾光片的各像素的厚度的例子的圖。圖7是表示利用空間光調制器204使每個像素的透射率變化的拍攝系統10的變形例的圖。圖8是表示將透射率根據濾光片的厚度而變化的多個濾光片與空間光調制器204組合而使每個像素的透射率變化的拍攝系統10的進一步的變形例的圖。圖9是表示圖像生成裝置12的主要的處理的步驟的流程圖。圖10是表示像素數N＝16的調制圖像與生成圖像的示意圖。圖11是表示R圖像的圖。圖12是表示G圖像的圖。圖13是表示B圖像的圖。圖14是表示包含所有顏色的彩色圖像的一例的圖。圖15是表示拜爾排列的示意圖。圖16是本實施方式中的彩色圖像生成電路105所生成的彩色圖像中的G圖像的一例。圖17是將圖16的(a)～(c)的圖像的一部分的區域放大后的圖像的一例。附圖標記說明10拍攝系統；11拍攝裝置；12圖像生成裝置；101空間及波長調制部；102調制圖像獲取部；103發送電路；104接收電路；105彩色圖像生成電路；106輸出接口(I/F)裝置；201成像光學系統；202濾色器；203拍攝元件；204空間光調制器具體實施方式本公開的一個技術方案所涉及的拍攝裝置具備：對光信號進行成像的成像光學系統；拍攝元件，具有多個像素，利用所述多個像素接收成像后的所述光信號，并轉換為電信號；以及濾色器，被配置于所述成像光學系統與所述拍攝元件之間，在與所述多個像素對應的各位置，對于多個波長范圍具有不同的光透射率。也可以是：所述多個波長范圍為三個波長范圍。也可以是：在所述濾色器中的與所述多個像素對應的各位置，對于所述多個波長范圍的各個，具有不同的光透射率。也可以是：關于所述濾色器中的所述多個波長范圍的各個，與各位置相關的透射率的相關系數小于1。也可以是：關于所述濾色器中的所述多個波長范圍的各個，n個的各位置的透射率與其它的n個的各位置的透射率之間不相關。也可以是：所述濾色器中的與所述多個像素對應的各位置的透射率的分布依照均勻隨機數。也可以是：所述濾色器中的與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種拍攝裝置，具備：對光信號進行成像的成像光學系統；拍攝元件，具有多個像素，利用所述多個像素接收成像后的所述光信號，并轉換為電信號；以及濾色器，被配置于所述成像光學系統與所述拍攝元件之間，在與所述多個像素對應的各位置，對于多個波長范圍具有不同的光透射率。

【技術特征摘要】
2015.09.08 JP 2015-1763611.一種拍攝裝置，具備：對光信號進行成像的成像光學系統；拍攝元件，具有多個像素，利用所述多個像素接收成像后的所述光信號，并轉換為電信號；以及濾色器，被配置于所述成像光學系統與所述拍攝元件之間，在與所述多個像素對應的各位置，對于多個波長范圍具有不同的光透射率。2.如權利要求1所述的拍攝裝置，所述多個波長范圍為三個波長范圍。3.如權利要求1所述的拍攝裝置，在所述濾色器中的與所述多個像素對應的各位置，對于所述多個波長范圍的各個，具有不同的光透射率。4.如權利要求1所述的拍攝裝置，關于所述濾色器中的所述多個波長范圍的各個，關于各位置的透射率的相關系數小于1。5.如權利要求1所述的拍攝裝置，關于所述濾色器中的所述多個波長范圍的各個，n個的各位置的透射率與其它的n個的各位置的透射率之間不相關。6.如權利要求1所述的拍攝裝置，所述濾色器中的與所述多個像素對應的各位置的透射率的分布依照均勻隨機數。7.如權利要求1所述的拍攝裝置，所述濾色器中的與所述多個像素對應的各位置的透射率的分布依照高斯隨機數。8.如權利要求1所述的拍攝裝置，所述濾色器具有空間光調制器，所述空間光調制器在與所述多個像素對應的各位置，對于所述多個波長范圍具有不同的光透射率。9.如權利要求1所述的拍攝裝置，所述濾色器針對所述多個波長范圍的各個具有切割膜，所述切割膜在與所述多個像素對應的各位置具有不同的厚度。10.如權利要求1所述的拍攝裝置，所述濾色器針對所述多個波長范圍的各個具有切割膜，所述切割膜僅配置于與所述多個像素中的一部分像素對應的位置。11.如權利要求9或10所述的拍攝裝置，所述切割膜在所述多個波長范圍中的至少一部分的波長范圍中，光透射率為1。12.如權利要求1所述的拍攝裝置，還具備發送所述濾色器的透射率的信息的發送電路。13.一種拍攝系統，是具備拍攝裝置與圖像生成裝置的拍攝系統，所述拍攝裝置具備：對光信號進行成像的成像光學系統；拍攝元件，具有多個像素，利用所述多個像素接收成像后的所述光信號，并轉換為電信號；濾色器，被配置于所述成像光學系統與所述拍攝元件之間，在與所述多個像素對應的各位置，對于多個波長范圍具有不同的光透射率；以及發送電路，發送所述濾色器的透射率的信息和所述電信號，所述圖像生成裝置具備：接收電路，接收所述濾色器的透射率的信息和所述電信號；和圖像生成電路，使用所述透射率的信息和所述電信號，按所述多個波長范圍的各個，生成圖像。14.一種圖像生成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：佐藤智，登一生，安藤貴真，吾妻健夫，若井信彥，
申請(專利權)人：松下知識產權經營株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP