CN101715066B - 信息读取用摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信息读取用摄像装置，其能够缩短图像处理的处理时间，并且实现期望的滤波处理。液晶面板(22)具有对来自摄影对象物(27)的光的入射范围进行限制的光圈部(22a)、以及对被光圈部(22a)限制了入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射特性的滤波部(22b)。控制部(23)对液晶面板22的各个像素的接通时间和断开时间进行控制，实现具有根据位置而不同的透射率特性的光学滤波器。

Description

信息读取用摄像装置

技术领域

本发明涉及用于从对象物读取信息的信息读取用摄像装置。

背景技术

为了读取印刷在纸等介质上的信息而使用摄像装置。图1和图2是表示读取印刷在纸等介质上的条形码等信息的摄像装置11的光学系统的结构的图。

如图1和图2所示，摄像装置11具有光圈12、透镜13（或透镜模块16）、以及图像传感器14。

由摄影对象物15反射的光由光圈12限制其光路后，通过透镜13被图像传感器14接收。

在利用摄像装置11读取印刷在介质上的信息时，调整透镜13与图像传感器14的距离，使成像面与图像传感器14的表面对齐，由此获取鲜明的图像。

但是，存在鲜明的图像的信息量较多，相反，因介质表面的凹凸等形成的信号的变化作为噪声叠加在本来的图像信号上的问题。

图3（A）、（B）是表示摄影对象物15的一例的图。在利用摄像装置11读取印刷在图3（A）所示的纸等上的图像时，导致因纸面的细小凹凸形成的信号的变化作为噪声叠加在本来的图像信号上。

在读取图3（B）所示的手掌内部的静脉时，导致来自静脉周围的活体组织的散射光作为噪声叠加在本来的图像信号上，因此需要实施低通滤波（LPF）处理等的运算来去除噪声。

图4（A）表示叠加了摄影对象物的任意线条（例如图3（A）中的线条A）的噪声的图像信号，图4（B）表示通过低通滤波（LPF）处理去除了该噪声后的图像信号。

图5是表示以往的摄像装置的图像传感器14的输出的图。图5表示针对摄影对象物体上的任意一点的、图像传感器14的任意像素的输出信号的电平分布（点像分布），由于能够获得鲜明的图像的成像面与传感器面对齐，所以输出信号的电平分布实质上成为集中于一个像素（中心像素）的波形。

如上所述，由摄像装置11获取的图像越鲜明，根据介质表面的凹凸等，高频的噪声越叠加在图像信号上。

因此，以往对从图像传感器14输出的图像信号实施低通滤波处理的运算，去除高频的噪声。

图6（A）、（B）是表示在低通滤波处理中使用的高斯滤波器和移动平均滤波器的运算矩阵的图。

说明图6（A）中的3×3的运算矩阵的情况，关注像素Q（a、b）是将下面的值相加计算得到的，所述值包括：将左上部的获取像素P（a－1、b＋1）乘以“0.063”得到的值；将获取像素P（a－1、b＋1）的上一个获取像素P（a、b＋1）乘以“0.125”得到的值；将右上部的获取像素P（a＋1、b＋1）乘以“0.063”得到的值；将左侧相邻的获取像素P（a－1、b）乘以“0.125”得到的值；将获取像素P（a、b）乘以“0.25”得到的值；将右侧相邻的获取像素P（a＋1、b）乘以“0.125”得到的值；将左下部的获取像素P（a－1、b－1）乘以“0.063”得到的值；将获取像素P（a－1、b－1）的下一个获取像素P（a、b－1）乘以“0.125”得到的值；以及将右下部的获取像素P（a＋1、b－1）乘以“0.063”得到的值。

通过对各个像素进行上述的运算，能够获得实施了高斯滤波处理的图像信号。

图6（B）中的运算矩阵也同样，通过对关注像素及其周边的像素乘以图6（B）所示的运算矩阵的值，能够获得实施了移动平均滤波处理的图像信号。

但是，使用了上述的运算矩阵的低通滤波处理，需要针对由摄像装置读取的全部像素进行运算矩阵的要素数量（例如，如果是3×3的矩阵则进行9次）的运算，在像素数较多时，存在图像处理的处理时间变长的问题。

专利文献1记载了以下内容，在CCD摄像元件的前面设置光透射率变化的滤波单元，根据照射到CCD摄像元件的摄像面上的影像光的电平来控制滤波单元。记载了将透射式液晶面板用作滤波单元的情况。

专利文献2记载了以下内容，在电子照相机的光反应元件的前方配置排列有多个能够控制光透射率的滤波元件的滤波面板，使滤波面板任意部位的滤波元件的光透射率降低，由此去除摄影对象物的高亮度部的影响。记载了滤波面板由多个液晶显示元件构成的情况。

专利文献3记载了以下内容，将入射的一个画面的光分割成n个，将分割后的各个光n倍放大，然后通过CCD将得到的光转换成电信号，并将转换后的信号恢复成一个画面的信号。

专利文献2中记载了使液晶显示元件的光透射率部分变化的情况，但是，其目的是为了防止由于摄影对象物的高亮度部位而导致CCD摄像元件发生饱和。

【专利文献1】日本特开平6－70225号公报

【专利文献2】日本特开平9－51484号公报

【专利文献3】日本特许第3150502号公报

发明内容

本发明的课题是在信息读取用摄像装置中，缩短图像处理的处理时间，对图像实施期望的滤波处理。

本发明的信息读取用摄像装置具有：透射式空间光调制元件，其对通过光圈而限制了光的入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射率特性；控制部，其对所述透射式空间光调制元件的透射率特性进行控制；透镜；以及图像传感器。调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述透镜的成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧，通过所述透射式空间光调制元件，使得被赋予了根据位置而不同的透射率特性的光在所述感光面上扩散到预定范围，所述透射式空间光调制元件配置在对来自摄影对象物的光的入射范围进行限制的光圈的开口部上，调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧时的所述图像传感器的感光面上的像扩散到所述预定范围内，所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置，所述控制部对所述透射式液晶装置的各个像素使光透射的接通期间和不使光透射的断开期间进行控制，以使所述透射式液晶装置的滤波部的透射率特性成为低通滤波特性。

另外，本发明的信息读取用摄像装置具有：透射式空间光调制元件，其对通过光圈而限制了光的入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射率特性；控制部，其对所述透射式空间光调制元件的透射率特性进行控制；透镜；以及图像传感器。调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述透镜的成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧，通过所述透射式空间光调制元件，使得被赋予了根据位置而不同的透射率特性的光在所述感光面上扩散到预定范围，所述透射式空间光调制元件配置在对来自摄影对象物的光的入射范围进行限制的光圈的开口部上，调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧时的所述图像传感器的感光面上的像扩散到所述预定范围内，所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置，所述控制部对所述透射式液晶装置的各个像素进行灰度控制，以使所述透射式液晶装置的滤波部的透射率特性成为低通滤波特性。

根据该信息读取用摄像装置，能够缩短图像处理的处理时间，同时能够对图像光学地实施期望的低通滤波处理。

根据本发明，能够缩短信息读取用摄像装置中的图像处理的处理时间，同时能够对图像光学地实施期望的低通滤波处理。并且，能够缩短图像处理的处理时间，因此，例如能够使用处理速度较慢的廉价的CPU等，从而降低装置的成本。

附图说明

图1是表示摄像光学系统的结构的图。

图2是表示摄像光学系统的其他结构的图。

图3是表示摄影对象物的一例的图。

图4是表示被叠加了噪声的图像信号和LPF处理后的图像信号的图。

图5是表示以往的摄像装置的图像传感器的输出的图。

图6是表示高斯滤波器和移动平均滤波器的运算矩阵的图。

图7是表示第1实施方式的摄像装置的结构的图。

图8是表示第2实施方式的摄像装置的结构的图。

图9是表示第3实施方式的摄像装置的结构的图。

图10是表示液晶面板的接通/断开模式以及接通时间的图。

图11是液晶面板的占空比（duty）控制处理的流程图。

图12是表示图像传感器的曝光量的图。

图13是表示进行灰度控制时的液晶面板的驱动状态的图。

图14是实施方式的动作说明图。

图15是表示图像传感器的任意像素列的入射光量的图。

图16是表示液晶面板的接通时间与图像传感器的能量分布的图。

图17是第4实施方式的液晶面板的驱动方法的说明图。

图18是表示图像传感器的曝光量的图。

图19是表示奇异点去除滤波器的运算矩阵的图。

标号说明

21、31、41信息读取用摄像装置；22液晶面板；23控制部；24、32、33、34、35透镜；25图像传感器；26成像面；27摄影对象物；36透镜模块。

具体实施方式

以下，说明本发明的优选实施方式。图7是表示第1实施方式的信息读取用摄像装置21的结构的图。以下说明的各实施方式的信息读取用摄像装置能够用于读取一维或二维条形码的条形码读取器、读取指纹和静脉等的活体认证装置等。

信息读取用摄像装置21具有透射式液晶面板（透射式液晶装置）22、对液晶面板22的各像素的接通时间和断开时间进行控制的控制部23、透镜24、图像传感器25。将透射式液晶面板22用作透射式空间光调制元件（SLM：Spatial Light Modulator：空间光调制器）。

透射式液晶面板（以下，称作液晶面板）22具有光圈部22a和滤波部22b，光圈部22a对来自摄影对象物27的光的入射范围进行限制，滤波部22b对被光圈部22a限制了入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射特性。

光圈部22a可以使液晶面板22周围的像素处于断开状态而遮蔽光，也可以通过金属、树脂等的遮蔽板覆盖液晶面板22的外周部。此外，还可以构造为，使光圈部22a与液晶面板22为不同的部件，并在光圈的开口部插入液晶面板22。

控制部23由CPU等构成，其对液晶面板22的各个像素（液晶显示元件）的接通时间和断开时间进行控制，实现具有根据位置而不同的透射率特性的光学滤波器。

对图像传感器25进行配置，以使其感光面位于透镜24的成像面（成像位置）26的内侧（从透镜24观察）。

在图7中，来自摄影对象物27的光扩散着入射到液晶面板22上。对于摄影对象物27的各点的具有宽度的光（把其称为光束），其入射到透镜24的光的范围被光圈部22a限制。并且，当入射范围受到了光圈部22a的限制的光通过滤波部22b时，滤波部22b对入射光赋予根据位置而不同的透射率特性，因此，成为光量从光束的中心朝向外侧按照期望的特性（例如，高斯分布）连续变化的光。

该光束在成像面26成像后朝图像传感器25的感光面扩散，成为在感光面具有预定范围的扩散的像。这是因为对透镜24与图像传感器25的距离进行调整，以使成像面26位于图像传感器25的感光面的内侧（或者前方侧）。图像传感器25的感光面上的像向多个像素扩散，例如向直径3像素扩散。

该像的扩散的大小与低通滤波器的运算矩阵的大小对应，例如能够用所述直径3像素的光量分布来替换图6（A）所示的3×3高斯滤波器的运算。这里，直径3像素可以替代3×3圆形对称运算矩阵，例如高斯滤波器。但是，为了替代任何类别的包括圆形对称运算矩阵（诸如移动平均运算矩阵）的3×3运算矩阵，希望的是直径4.5个像素，即，优选的是，3x3矩阵的外接圆直径是4.5个像素。扩展到该外接圆的光与利用SLM的可变透射滤波器的组合可以替代任何类别的3×3运算矩阵。同样地，为了替换7×7、9×9这样尺寸较大的LPF运算，所述光量分布分别为直径7像素、9像素。期望的是，光量分布的大小是与7×7、9×9的矩阵的外切圆直径对应的10或13像素。

在上述的第一实施方式中，通过控制液晶面板22的各像素的接通时间、断开时间，使液晶面板22具有根据位置而不同的透射率特性。并且，通过调整以使透镜24的成像面26位于图像传感器25的感光面的内侧（或者前方侧），图像传感器25的各像素的输出特性能够以各像素为中心具有期望的光量分布。即，通过使液晶面板22的透射率特性为低通滤波器的特性，能够对图像传感器25的输出信号光学地实施低通滤波处理。

因此，不需要像以往那样对图像传感器25的输出信号实施低通滤波器运算，因此，能够大大缩短图像处理的处理时间。由于能够缩短图像的处理时间，因此，需要实时处理的条形码读取器和活体认证装置能够使用处理速度较慢的廉价的CPU等。由此，能够降低装置的成本。

此外，通过改变液晶面板22的接通时间、断开时间，或者通过灰度控制来变更透射率特性，能够得到任意的低通滤波特性。

此外，第一实施方式能够对液晶面板22的滤波特性进行实时控制，因此，能够通过对同一摄影对象物27多次摄影来实施各个不同特性的低通滤波处理，能够进行更高精度的信号处理。或者，能够使液晶面板22的全部像素成为接通状态，取得实施了移动平均滤波的图像。

图8是表示第2实施方式的信息读取用摄像装置31的结构的图。该第2实施方式是在从透镜朝向图像传感器25的光与光轴平行的像侧远心光学系统中，把成像面26设定成位于图像传感器25的前方侧（在图8中，图像传感器25的垂直方向上侧）时的示例。

第2实施方式的信息读取用摄像装置31的光学系统具有由透镜32、33、34、35和液晶面板22构成的透镜模块36。

第2实施方式的信息读取用摄像装置31的光学系统由多个透镜构成，入射到图像传感器25的光与光轴平行，除此之外与第1实施方式相同。

第二实施方式的信息读取用摄像装置31也对图像传感器25进行配置，以使透镜35的成像面26处于图像传感器25的感光面的前方侧（图8的图像传感器25的垂直上方向）。由此，摄影对象物27的各点的反射光在图像传感器25的感光面的一定范围内扩散，并且，图像传感器25的各像素的入射光量由液晶面板22的透射率特性来限定。

根据该第二实施方式，与第一实施方式相同，通过对液晶面板22的各个像素的接通时间、断开时间进行控制，能够对来自摄影对象物27的光光学地实施低通滤波处理。因此，不需要对图像传感器25的输出信号进行低通滤波器运算，因此，能够缩短图像处理的处理时间。此外，通过改变液晶面板22的各像素的接通时间、断开时间而变更透射率特性，能够光学地实现任意特性的低通滤波器。

此外，第二实施方式的光学系统是像侧远心光学系统，因此，在改变透镜35和图像传感器25的距离来调整图像传感器25上的像的扩散时，即，在调整低通滤波器的强度（噪声去除电平的大小）时，图像传感器25的输出图像的大小不发生变化。因此，还具有能够使图像尺寸恒定来单独地只调整低通滤波器的强度的效果。

图9是表示第3实施方式的信息读取用摄像装置41的结构的图。

第3实施方式基本上与第2实施方式相同，不同之处是使成像面26位于图像传感器25的内侧（从透镜35观察）。

该第三实施方式与上述第二实施方式相同，能够对入射到图像传感器25的光光学地实施低通滤波处理。因此，不需要进行低通滤波运算，能够缩短图像处理需要的时间。

图10是表示对液晶面板22的各像素的接通时间和断开时间进行控制时的接通/断开模式和接通时间的图。下面，以液晶面板22具有6×6的像素的情况为例进行说明。

在此例中，为了使液晶面板22的透射率特性为高斯分布，定义了4种接通/断开模式。

图10所示的接通/断开模式（a）是使全部像素为接通状态的驱动模式。在该接通/断开模式（a）中，在时间0≤t＜t1期间驱动液晶面板22。时间t1例如是全部曝光时间的1/6。

接通/断开模式（b）是使四个角的像素为断开状态、使中央部的像素为接通状态的驱动模式。在该接通/断开模式（b）中，在时间t1≤t＜t2期间驱动液晶面板22。时间t2例如是全部曝光时间的3/6。

接通/断开模式（c）是比接通/断开模式（b）进一步使周围部的像素为断开状态的驱动模式。在该接通/断开模式（c）中，在时间t2≤t＜t3期间驱动液晶面板22。时间t3例如是全部曝光时间的5/6。

接通/断开模式（d）是使中央部的4个像素为接通状态、使其它像素为断开状态的驱动模式。在该接通/断开模式（d）中，在时间t3≤t＜t4期间驱动液晶面板22。

通过在上述的接通/断开模式中预先确定的时间内驱动液晶面板22，可得到图10所示的高斯分布的接通时间（接通时间与全部曝光时间的比）的特性。图10的接通时间的特性的纵轴表示使液晶面板22的中心像素的接通时间为百分之百时的各个像素的接通时间的比率。

图10表示液晶面板22的接通/断开模式的一例。用于控制液晶面板22的接通时间、断开时间的模式不限于上述4种模式。液晶面板22的像素数也可以是除6×6像素以外的任意像素数。实际上，使用几百×几百像素的液晶面板22，接通/断开模式也有几十种，由此能够实现具有任意斜率的低通滤波器。

接着，参照图11的流程图说明使用上述接通/断开模式对液晶面板22进行占空比（duty）控制的情况。

开始曝光（图11、S11），在时间0≤t＜t1期间，通过接通/断开模式（a）来驱动液晶面板22（S12）。

从曝光开始的时间t到达t1之后，将液晶面板22的驱动模式切换为接通/断开模式（b）（S13）。然后，在时间t1≤t＜t2期间，通过接通/断开模式（b）来驱动液晶面板22（S14）。

从曝光开始的时间t到达t2之后，将液晶面板22的驱动模式切换为接通/断开模式（c）（S15）。然后，在时间t2≤t＜t3期间，通过接通/断开模式（c）来驱动液晶面板22（S16）。

从曝光开始的时间t到达t3之后，将液晶面板22的驱动模式切换为接通/断开模式（d）（S17）。然后，在时间t3≤t＜t4期间，通过接通/断开模式（d）来驱动液晶面板22（S18）。从曝光开始的时间t达到t4之后，结束曝光（S19）。

通过上述的占空比控制，作为液晶面板22的各像素的接通时间，得到图10所示的特性。成为液晶面板22的中央像素的接通时间最长，越往周围去则接通时间越短的特性。

通过占空比控制以使配置在光圈的开口部上的液晶面板22成为图10所示的接通时间特性，摄影对象物27的各点的光束通过液晶面板22时被赋予了高斯分布的特性。其结果是，如图12所示，成为在图像传感器25的任意的关注点上，中心像素的光量最多，其周围的像素的光量逐渐变少的特性，即，高斯分布的特性。针对图像传感器25的各个像素得到这样的光量分布，因此能够对图像传感器25的入射光光学地实施高斯分布的低通滤波处理。

在上述的实施方式中，对液晶面板22的各个像素的接通时间、断开时间进行控制，由此改变光的透射率特性，但是也可以通过灰度控制来改变透射率。

图13是表示进行灰度控制时液晶面板22的驱动状态的图。使中央像素的灰度变亮而使透射率变高，使周围像素的灰度变暗而使透射率变低，由此，与占空比控制的情况一样，能够实现任意的低通滤波特性。

这里，参照图14及图15说明上述第一至第三实施方式的动作。以下，以具有图8的像侧远心光学系统的信息读取用摄像装置31为例进行说明。

如图14（A）所示，在摄影对象物27的A点反射的光扩散着入射到透镜32、33，其光路被液晶面板22的光圈部22a限制。例如对接通时间和断开时间进行控制以使液晶面板22具有高斯分布的透射率特性，因此，在A点反射并通过液晶面板22的滤波部22b的光，其光束的中心的光透射率最高，越往周边去透射率越低。通过液晶面板22的光经由透镜34、35被变换为与光轴平行的光，并在成像面26上成像，然后在图像传感器25的感光面的预定范围内（例如，半径10像素的范围）扩散。

图14（B）表示图像传感器25的各个像素的入射光量的分布。例如，摄影对象物27的A点的反射光入射到图像传感器25的对应的像素及其周围的像素。A点的反射光表示光束的中心的光入射的中心像素的入射光量最多，越远离中心像素则入射光量越减少的高斯分布。

关于摄影对象物27的A点的相邻点的反射光，表示图像传感器25相邻的中心像素的入射光量最多，越远离中心像素则入射光量越减少的高斯分布。以下，图像传感器25的各像素的入射光量同样具有图14（B）所示的高斯分布。为了进行说明，挑选其中任意的像素列在图15中示出。

来自摄影对象物27的A点的光，按照根据液晶面板22的透射率特性确定的光量分布，入射到图像传感器25的对应的像素a及相邻的多个像素a＋1、a－1、a＋2、a－2…。同时，把相邻的像素a＋1、a－1、a＋2、a－2…作为中心像素入射的光的一部分也入射到像素a。由此，进行光学卷积。这意味着光学地替换通过针对图像传感器25的输出信号的卷积运算进行的低通滤波运算处理。

如上所述，来自摄影对象物27的各点的光，其光量由通过液晶面板22的各像素的接通时间和断开时间而决定的透射率特性进行限制，并入射到图像传感器25，因此，例如在使液晶面板22的透射率特性为高斯分布的特性时，能够对入射到图像传感器25上的光光学地实施具有高斯分布的低通滤波处理。另外，入射到图像传感器25的光扩散的预定范围不限于直径3像素的范围。

根据上述的信息读取用摄像装置21、31、41，能够对从摄影对象物27入射的光光学地实施低通滤波处理。由此，不需要对图像传感器25的图像信号进行低通滤波运算，因此，能够缩短图像处理的处理时间。此外，通过改变液晶面板22的各像素的接通时间和断开时间，能够实现任意特性的低通滤波器。

在以上的说明中，为了简单起见，把液晶面板22的透射率分布设为高斯分布，并把作为结果得到的图像传感器25上的点像的光量分布也设为高斯分布。但是，一般作为基础的光学系统自身具有固有的光量分布，所以这两个分布不一定一致。因此，为了使图像传感器25上的光量分布准确地成为高斯分布，需要预先调整液晶面板22的透射率分布，以抵消作为基础的光学系统固有的分布。下面，参照图16（A）、16（B）进行具体说明。

图16（A）是表示6×6像素的液晶面板22的结构的图，图16（B）是表示液晶面板22的各个像素的接通时间（接通时间与全体曝光时间的比）和图像传感器25的关注像素及其周围像素的能量分布的图。

例如，液晶面板22的4个角的像素是限制光的入射范围的光圈部22a，而中央部的像素是控制光的透射率的滤波部22b。

图16（B）的纵轴表示液晶面板22的像素的接通时间（接通时间与全部曝光时间的比）和图像传感器25的像素的能量（曝光量）。此外，横轴表示距液晶面板22的中心的距离r（mm）和距图像传感器25的关注像素中心的距离（像素数）。

图16（B）中由实线表示的曲线表示液晶面板22的从中心到周边的像素的接通时间的变化。在图16（B）的例子中，液晶面板22的中心像素的接通时间最长，越远离中心则接通时间越短。

图16（B）的虚线的曲线表示在光圈的开口部中没有液晶面板22时（或者，液晶面板22的滤波部22b的全部像素都接通时）、以及在光圈的开口部中插入有液晶面板22并对液晶面板22的各个像素进行占空比控制时的图像传感器25的A’点及其周围像素的能量分布。

在图16（B）中利用虚线表示的A’点能量分布（没有液晶面板），表示在成像面26偏离图像传感器25的感光面的前方侧（或内侧）而使焦点模糊的状态下，在光圈的开口部中没有液晶面板22时的图像传感器25的关注像素的能量分布。此时，由光圈限制了入射范围的光原样入射到图像传感器25，因此，以关注像素（A’点的像素）为中心的预定范围的像素的能量分布成为梯形，但一般周边部的聚光量比透镜中心部的聚光量少（暗），所以不能成为完整的梯形，而是如图16（B）虚线所示成为随着距离r增大、光量下降的分布（另外，虽然在这种状态下也能够获得低通滤波效果，但是限于梯形特性的低通滤波器）。

与此相对，在图16（B）中利用虚线表示的A’点能量分布（有液晶面板），表示在成像面26偏离图像传感器25的感光面的前方侧（或内侧）而使焦点模糊的状态下，对配置在光圈的开口部的液晶面板22的各个像素的接通时间与断开时间进行控制时的图像传感器25的关注像素及其周围像素的能量分布。

图像传感器25的输出与入射到各像素的光量和曝光时间之积成比例，因此，通过对液晶面板22的各像素的接通时间进行控制，例如能够得到图16（B）中利用虚线表示的A’点能量分布（有液晶面板）。

在应该对图像传感器25的输出图像实施的低通滤波处理为图16（B）中利用虚线表示的A’点能量分布（有液晶面板）的情况下，作为其目的的A’点能量分布（有液晶面板）除以A’点能量分布（没有液晶面板）的结果表现出液晶面板22的各个像素的接通时间的特性。如果适当地确定图16（B）中利用实线表示的液晶面板22的各像素的接通时间，则能够使图像传感器25的关注像素周围的光量分布为任意分布、例如高斯分布。

因此，通过对液晶面板22的各个像素的接通时间和断开时间进行控制，能够对入射到图像传感器25的光光学地实施任意的低通滤波处理。

图17是第4实施方式的液晶面板22的驱动方法的说明图。第4实施方式是使液晶面板22的特定像素为断开状态而实现奇异点去除滤波器的情况。

图17表示液晶面板22由10×10的像素构成时的驱动例。通过液晶面板22的中央的4个像素的光入射到图像传感器25的中央的一个像素。此时，使液晶面板22的中央的4个像素始终处于断开状态，并使中央的6×6像素内除了中央的4个像素以外的像素全部为接通状态，并使周边的像素全部为断开状态。

图18是表示如上所述驱动液晶面板22时的图像传感器25的曝光量的图。

使液晶面板22的中心的4个像素为断开状态，并使其周围的像素为接通状态，由此，能够使图像传感器25的中心像素a的曝光量为0％，并使其周围的像素的曝光量为100％。此时图像传感器25的输出是除中心像素a的位置的图像以外的图像，液晶面板22发挥去除叠加在图像的特定部位上的噪声的奇异点去除滤波器的功能。

图19是表示奇异点去除滤波器的运算矩阵的图。为了对图像传感器25的输出信号实施奇异点去除滤波的处理，在现有技术中，需要对中心像素a及其周边的像素使用图19所示的运算矩阵来进行运算，运算处理很费时间。

在上述的第四实施方式中，使液晶面板22的特定图像为断开状态，并使其周围的像素为接通状态，由此，能够实现任意的奇异点去除滤波器。该奇异点去除滤波器针对入射到液晶面板22的光光学地执行操作，因此不需要奇异点去除的滤波运算，能够缩短图像处理的运算时间。

本发明不限于上述的实施方式，例如，也可以如下构成。

（1）在上述的实施方式中，说明了对摄影图像实施高斯分布特性的低通滤波处理的情况，但是，也适用于实施除高斯分布以外的低通滤波特性的情况。也可以使用除透射式液晶装置以外的其它元件作为透射式空间光调制元件。

（2）不限于像侧远心光学系统，也适用于由多个透镜构成的光学系统。

Claims (14)

1.一种信息读取用摄像装置，该信息读取用摄像装置具有：

透射式空间光调制元件，其对通过光圈而限制了光的入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射率特性；

控制部，其对所述透射式空间光调制元件的透射率特性进行控制；

透镜；以及

图像传感器，

调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述透镜的成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧，通过所述透射式空间光调制元件，使得被赋予了根据位置而不同的透射率特性的光在所述感光面上扩散到预定范围，

所述透射式空间光调制元件配置在对来自摄影对象物的光的入射范围进行限制的光圈的开口部上，

调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧时的所述图像传感器的感光面上的像扩散到所述预定范围内，

所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置，所述控制部对所述透射式液晶装置的各个像素使光透射的接通期间和不使光透射的断开期间进行控制，以使所述透射式液晶装置的滤波部的透射率特性成为低通滤波特性。

2.根据权利要求1所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置，其具有对来自摄影对象物的光的入射范围进行限制的光圈部、以及对被限制了入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射率特性的滤波部。

3.根据权利要求1所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置。

4.根据权利要求1或2所述的信息读取用摄像装置，调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使在所述成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧时，所述图像传感器的感光面上的像的扩散达到直径3像素以上。

5.根据权利要求1或2所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件的透射率特性具有高斯分布。

6.根据权利要求1或2所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件配置在所述摄影对象物与透镜之间。

7.根据权利要求1或2所述的信息读取用摄像装置，所述透镜是由多个透镜构成的光学系统，所述透射式空间光调制元件配置在所述多个透镜之间。

8.一种信息读取用摄像装置，该信息读取用摄像装置具有：

透射式空间光调制元件，其对通过光圈而限制了光的入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射率特性；

控制部，其对所述透射式空间光调制元件的透射率特性进行控制；

透镜；以及

图像传感器，

调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述透镜的成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧，通过所述透射式空间光调制元件，使得被赋予了根据位置而不同的透射率特性的光在所述感光面上扩散到预定范围，

所述透射式空间光调制元件配置在对来自摄影对象物的光的入射范围进行限制的光圈的开口部上，

调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使所述成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧时的所述图像传感器的感光面上的像扩散到所述预定范围内，

所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置，所述控制部对所述透射式液晶装置的各个像素进行灰度控制，以使所述透射式液晶装置的滤波部的透射率特性成为低通滤波特性。

9.根据权利要求8所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置，其具有对来自摄影对象物的光的入射范围进行限制的光圈部、以及对被限制了入射范围的入射光赋予根据位置而不同的透射率特性的滤波部。

10.根据权利要求8所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件是透射式液晶装置。

11.根据权利要求8或9所述的信息读取用摄像装置，调整所述透镜与所述图像传感器的距离，以使在所述成像位置处于所述图像传感器的感光面的前方或内侧时，所述图像传感器的感光面上的像的扩散达到直径3像素以上。

12.根据权利要求8或9所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件的透射率特性具有高斯分布。

13.根据权利要求8或9所述的信息读取用摄像装置，所述透射式空间光调制元件配置在所述摄影对象物与透镜之间。

14.根据权利要求8或9所述的信息读取用摄像装置，所述透镜是由多个透镜构成的光学系统，所述透射式空间光调制元件配置在所述多个透镜之间。

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