JP2008085697A - 撮像装置、並びにその製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1次画像を形成する光学系110および撮像素子120と、1次画像を高精細な最終画像に形成する画像処理装置140とを含み、画像処理装置140は、あらかじめ選定されたカーネルデータ等の復元フィルタ情報を格納するROM143を有し、このROMに格納されている復元フィルタ情報を用いてOTFに対して復元フィルタ処理を行いコントラストを改善する処理を施す機能を有し、ROM143に格納される復元フィルタ情報は、任意の復元フィルタで復元した画像のうち、所定の評価値を満足する画像が得られる復元フィルタから選定されている。
【選択図】図1
Description
特に、デジタルカメラに象徴されるように撮像面は従来のフィルムに変わって固体撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device),CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサが使用されているのが大半である。
この撮像レンズ装置1は、光学系2とCCDやCMOSセンサ等の撮像素子3とを有する。
光学系は、物体側レンズ21,22、絞り23、および結像レンズ24を物体側(OBJS)から撮像素子3側に向かって順に配置されている。
図43(A)〜(C)は、撮像レンズ装置1の撮像素子3の受光面でのスポット像を示している。
また、伝達関数を用いたフィルタ処理を行うデジタルカメラの自動露出制御システムが提案されている(たとえば特許文献6参照)。
"Wavefront Coding;jointly optimized optical and digital imaging systems",Edward R.Dowski,Jr.,Robert H.Cormack,Scott D.Sarama. "Wavefront Coding;A modern method of achieving high performance and/or low cost imaging systems",Edward R.Dowski,Jr.,Gregory E.Johnson.
したがって、単焦点でのレンズではともかく、ズーム系やAF系などのレンズでは、その光学設計の精度の高さやそれに伴うコストアップが原因となり採用するには大きな問題を抱えている。
換言すれば、従来の撮像装置においては、適正なコンボリューション演算を行うことができず、ワイド(Wide)時やテレ(Tele)時のスポット(SPOT)像のズレを引き起こす非点収差、コマ収差、ズーム色収差等の各収差を無くす光学設計が要求される。
しかしながら、これらの収差を無くす光学設計は光学設計の難易度を増し、設計工数の増大、コスト増大、レンズの大型化の問題を引き起こす。
したがって、たとえば上述した位相板等の光波面変調素子とその後の信号処理を用いるような、光学系と信号処理を含めた光学システムでは、暗所での撮影を行う場合、ノイズが増幅してしまい、復元画像に影響を与えてしまうという不利益がある。
また、光学系を簡単化でき、コスト低減を図ることができ、しかも適切な画質の、ノイズの影響が小さい復元画像を得ることができる利点がある。
図1においては、撮像素子120を一例としてCCDとして記載している。
タイミングジェネレータ131では、撮像素子120のCCDの駆動タイミングを生成しており、A/Dコンバータ132は、CCDから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像処理装置140に出力する。
画像処理装置140、制御装置190の露出情報に応じて、光学的伝達関数(OTF)に対してフィルタ処理を行う。なお、露出情報として絞り情報を含む。
画像処理装置140は、撮像素子120からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成する機能を有する。また、信号処理部は、最初のステップでノイズ低減フィルタリングを施す機能を有する。
画像処理装置140は、光学的伝達関数(OTF)に対して復元フィルタ処理を行いコントラストを改善する処理を施す機能を有する。
画像処理装置140は、あらかじめ選定されたカーネルデータ等の復元フィルタ情報を格納する記憶手段としてのROM143を有しており、このROMに格納されている復元フィルタ情報を用いて、被写体分散画像信号に対して復元フィルタ処理を施す。なお、ROM143に格納される復元フィルタ情報は、後で詳述するように、任意の復元フィルタで復元した画像のうち、所定の評価値を満足する画像が得られる復元フィルタから選定されている。
なお、本実施形態においては、任意の復元フィルタは、光学系110および/または撮像素子120の製造時および/または組み込み時のバラツキによって変更される復元フィルタとする。これにより、光学系(レンズ)や撮像素子(センサ)のバラツキを調整可能となっている。
画像処理装置140の処理については後でさらに詳述する。
また、図3は、本実施形態に係る撮像レンズ装置の望遠側のズーム光学系の構成例を模式的に示す図である。
そして、図4は、本実施形態に係るズーム光学系の広角側の像高中心のスポット形状を示す図であり、図5は、本実施形態に係るズーム光学系の望遠側の像高中心のスポット形状を示す図である。
たとえば、本実施形態においては、可変絞り110aが設けられ、露出制御(装置)において可変絞りの絞り度(開口度)を制御する。
また、本実施形態においては、光波面変調素子である位相板を用いて規則的に分散した画像を形成する場合について説明したが、通常の光学系として用いるレンズで光波面変調素子と同様に規則的に分散した画像を形成できるものを選択した場合には、光波面変調素子を用いずに光学系のみで実現することができる。この際は、後述する位相板に起因する分散に対応するのではなく、光学系に起因する分散に対応することとなる。
図で示された位相板113aは、光学系により収束される光束を規則正しく分散する光学レンズである。この位相板113aを挿入することにより、撮像素子120上ではピントのどこにも合わない画像を実現する。
換言すれば、位相板113aによって深度の深い光束(像形成の中心的役割を成す)とフレアー(ボケ部分)を形成している。
この規則的に分散した画像をデジタル処理により、ピントの合った画像に復元する手段を波面収差制御光学系システム、あるいは深度拡張光学系システム(DEOS:Depth Expantion Optical system)といい、この処理を画像処理装置140において行う。
図6に示すように、被写体の画像fがDEOS光学系Hに入ることにより、g画像が生成される。
これは、次のような式で表される。
g=H*f
ただし、*はコンボリューションを表す。
f=H-1*g
個々の光学切り替え情報をKPn,KPn−1・・・とする。また、それぞれのH関数をHn,Hn−1、・・・・とする。
各々のスポット像(PSF)が異なるため、各々のH関数は、次のようになる。
ここで、各々のH関数はメモリに格納しておいても構わないし、PSFを物体距離の関数としておき、物体距離によって計算し、H関数を算出することによって任意の物体距離に対して最適なフィルタを作るように設定できるようにしても構わない。また、H関数を物体距離の関数として、物体距離によってH関数を直接求めても構わない。
以下、この特徴について説明する。
図7(A)は焦点が0.2mmずれた場合(Defocus=0.2mm)、図7(B)が合焦点の場合(Best focus)、図7(C)が焦点が−0.2mmずれた場合(Defocus=−0.2mm)の各スポット像を示している。
図7(A)〜(C)からもわかるように、本実施形態に係る撮像装置100においては、位相板113aを含む波面形成用光学素子群113によって深度の深い光束(像形成の中心的役割を成す)とフレアー(ボケ部分)が形成される。
本実施形態においては、高精細な最終画像は後段の、たとえばデジタルシグナルプロセッサ(Digital Signal Processor)からなる画像処理装置140の補正処理に任せるため、図8(A),(B)に示すように、1次画像のMTFは本質的に低い値になっている。
このように、本実施形態においては、撮像装置100の製造組み立て時において、検知したコントラストがあらかじめ設定した閾値以上となる位置にすることにより、光学系と撮像素子の取り付け位置を調整することを可能としている。
タイミングジェネレータ231では、ピント調整制御部260の制御の下、センサ(撮像素子)220のCCDの駆動タイミングを生成しており、A/Dコンバータ232は、CCDから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、バッファメモリ240に格納する。
また、タイミングジェネレータ231は、ピント調整制御部260の制御の下、センサ220に対するレンズ211の位置を調整し、ピントを調整するための駆動信号をモータドライバ212に供給する。
コントラスト検知部250は、光学系のレンズ211が駆動される間の画像信号に基づく被写体のコントラストを繰り返し検知する。
ピント調整制御部260は、ピント位置を決定すると、その旨をたとえば表示等して報知する。
この光波面変調素子(位相変調素子)による点像分布の強度の高い部分を含む領域とは、換言すれば、「位相変調素子の影響をあまり受けない部分」である。
この「位相変調素子の影響をあまり受けない部分」について説明する。
「位相変調素子の影響をあまり受けない部分」とは図11、図12の点線部分で囲んだ箇所のことをいう。
そもそも上記式5で表された位相変調素子を用いて点光源を撮像すると、図13に示すように、非対称な形状になる。この位相変調素子によるボケ以外の部分を「位相変調素子の影響をあまり受けない部分」とする。
x軸、y軸の調整後、スタート位置を決定し(ST201)、その位置でのコントラストを測定する(ST202)。
そして、コントラストが閾値以下かどうかを判定し(ST203)、閾値以下でなければレンズ211を駆動し(ST204)、各位置でのコントラストを測定する(ST205)。
閾値以下である場合にはレンズ211の位置Aを記憶して(ST206)、レンズ211を駆動し(ST207)、各位置でのコントラストを測定する(ST208)。
次に、コントラストが閾値以下かどうかを判定し(ST209)、閾値以下でなければレンズ211を駆動し(ST207)、各位置でのコントラストを測定する(ST208)。
閾値以下である場合にはピント位置を算出し(ST210)、レンズ211を駆動する(ST211)。
なお、レンズ212の駆動は、z軸方向(光軸方向)の駆動を行う。
また、本実施形態のように、山登り方式にように、繰り返しコントラストを検知するようにしても良いが、検知したものが閾値以下であればそれ以降レンズを駆動しないようにしても良い。その場合には、ステップST206〜ST211の処理が省略され、最初に検知したものが閾値以下であればステップST204、ST205の処理も省略される。
図16および図17において、横軸はフォーカス位置を示し、縦軸がコントラスト比を示している。
図19は、光波面変調素子を持った光学系のMTFのレスポンスを示す図である。
この調整を行うことで調整を行わない場合よりも十分に広い被写界深度を得ることが可能となる。
図21は、前記波面収差の形状と0.5λ以下の範囲を太線で表したものである。
ただし、λはたとえば可視光領域、赤外領域の波長を用いる。
図22中曲線Bで示す特性は、たとえば本実施形態のように、波面形成用光学素子を用いずに波面を変形させない場合に得られる特性である。
なお、本実施形態における全ての補正は、空間周波数のパラメータによる。
たとえば、図22のMTF特性の場合、空間周波数に対するエッジ強調の曲線は、図23に示すようになる。
本実施形態では、撮像素子120による1次画像は深度が非常に深い光束条件にしている。そのために、1次画像のMTFは本質的に低い値になっており、そのMTFの補正を画像処理装置140で行う。
物点の1点から発散された球面波は結像光学系を通過後、収斂波となる。そのとき、結像光学系が理想光学系でなければ収差が発生する。波面は球面でなく複雑な形状となる。幾何光学と波動光学の間を取り持つのが波面光学であり、波面の現象を取り扱う場合に便利である。
結像面における波動光学的MTFを扱うとき、結像光学系の射出瞳位置における波面情報が重要となる。
MTFの計算は結像点における波動光学的強度分布のフーリエ変換で求まる。その波動光学的強度分布は波動光学的振幅分布を2乗して得られるが、その波動光学的振幅分布は射出瞳における瞳関数のフーリエ変換から求まる。
さらにその瞳関数はまさに射出瞳位置における波面情報(波面収差)そのものからであることから、その光学系110を通して波面収差が厳密に数値計算できればMTFが計算できることになる。
本実施形態においても、波面の形状変化を波面形成用光学素子で行うのが主であるが、まさにphase(位相、光線に沿った光路長)に増減を設けて目的の波面形成を行っている。
そして、目的の波面形成を行えば、射出瞳からの射出光束は、図7(A)〜(C)に示す幾何光学的なスポット像からわかるように、光線の密な部分と疎の部分から形成される。
この光束状態のMTFは空間周波数の低いところでは低い値を示し、空間周波数の高いところまでは何とか解像力は維持している特徴を示している。
すなわち、この低いMTF値(または、幾何光学的にはこのようなスポット像の状態)であれば、エリアジングの現象を発生させないことになる。
つまり、ローパスフィルタが必要ないのである。
そして、後段のDSP等からなる画像処理装置140でMTF値を低くしている原因のフレアー的画像を除去すれば良いのである。それによってMTF値は著しく向上する。
図25は、光波面変調素子を有する本実施形態の光学系の場合において物体が焦点位置にあるときと焦点位置から外れたときのMTFのレスポンスを示す図である。
また、図26は、本実施形態に係る撮像装置のデータ復元後のMTFのレスポンスを示す図である。
この光学系によって結像された画像を、コンボリューションフィルタによる処理によって、MTFのレスポンスが向上する。
なぜなら、図25に示した復元後のOTFを達成するためには復元フィルタでゲインを上げることになるが、センサのノイズも同時に上げることになる。そのため、ナイキスト周波数付近の高周波ではできるたけゲインを上げずに復元を行うことが好ましい。
通常の光学系の場合、ナイキスト周波数でのMTFが0.1以上あれば解像する。
したがって、復元前のMTFが0.1以上あれば復元フィルタでナイキスト周波数でのゲインを上げずに済む。復元前のMTFが0.1未満であると、復元画像がノイズの影響を大きく受けた画像になるため好ましくない。
ここで、ROM143に格納されるカーネルデータ等の復元フィルタ情報の選定(決定)方法について説明する。
たとえば、この光学システム310を用いて図1の撮像装置100を製造する(組み立てる)場合には、メモリ313に格納された一または複数の復元フィルタ情報が画像処理装置140のROM143にロードされる。
このフィルタ処理選択部320において、RAWバッファメモリ322、コンボリューション演算器323、復元フィルタ格納部324、画像評価部326を含めた構成は、図1の画像処理装置140の構成と同様となっている。
復元フィルタ格納部324は、複数の復元フィルタ情報が格納されており、画像評価部326の指示に従って所定の復元フィルタ情報をコンボリューション演算器323に供給し、また、選択(選定)された復元フィルタ情報をメモリ書換部328に供給する。
ここで、所定の評価値を満足すればメモリ書換部328により光学システム310のメモリ313を書き換え、復元フィルタを決定する。
所定の評価値を満足しなければ、コンボリューション演算器323において復元フィルタ格納部324に格納された第2の復元フィルタで画像を復元し、カメラ信号処理部325を通した後、画像評価部326により画像を評価し、所定の評価値を満足するまでこのステップを繰り返し、所定の評価値を満足すれば光学システム310のメモリ313を書き換える。
次に、コンボリューション演算器324にて選択された復元フィルタ情報に従って復元処理を行われる(ST302)。
その後、カメラ信号処理部325においてカラー補間、ホワイトバランス、YCbCr変換処理、圧縮等が行われる(ST303)。
画像評価部326において、カメラ信号処理された画像の評価を行い、所定の評価値を満足すれば光学システムのメモリの復元フィルタを書き換える(ST304〜ST306)。
ステップST305において、所定の評価値を満足しなければ満足するまで復元フィルタを変更し(ST307)、復元処理、カメラ信号処理を行い、評価値を算出するステップを続ける。
図30は、バラツキのシミュレーションから算出されるMTF分布とバラツキを与えたフィルタとを関連付けた復元処理を説明するための図である。
なお、図29および図30において、横軸はサンプル数を、縦軸はMTFをそれぞれ示している。
図30に示すように、MTFが所定の値以上と以下のフィルタに分けてどちらかのフィルタで復元すれば良好な画質が得られる。復元画像をより良好にするためには所定の値をさらに細かく設定すればよい。
なお、露出情報には、絞り情報が含まれる。
絞りを絞って撮影を行う場合、絞りによって光波面変調素子を形成する位相板113aが覆われてしまい、位相が変化してしまうため、適切な画像を復元することが困難となる。
そこで、本実施形態においては、本例のように、露出情報中の絞り情報に応じたフィルタ処理を行うことによって適切な画像復元を実現している。
まず、露出情報(RP)が検出されコンボリューション制御部144に供給される(ST101)。
コンボリューション制御部144においては、露出情報RPから、カーネルサイズ、数値演係数がレジスタにセットされる(ST102)。
そして、撮像素子120で撮像され、AFE130を介して二次元コンボリューション演算部142に入力された画像データに対して、レジスタに格納されたデータに基づいてコンボリューション演算が行われ、演算され変換されたデータがカメラ信号処理部150に転送される(ST103)。
図35の例は露出情報に応じたフィルタカーネルを予め用意した場合のブロック図である。
図36の例は、信号処理部の最初にノイズ低減フィルタ処理のステップを有し、フィルタカーネルデータとして露出情報に応じたノイズ低減フィルタ処理ST1を予め用意した場合のブロック図である。
2次元コンボリューション演算部142においては、前記ノイズ低減フィルタST1を施した後、カラーコンバージョン処理ST2によって色空間を変換、その後カーネルデータを用いてコンボリューション処理ST3を施す。
再度ノイズ処理ST4を行い、カラーコンバージョン処理ST5によって元の色空間に戻す。カラーコンバージョン処理は、たとえばYCbCr変換が挙げられるが、他の変換でも構わない。
なお、再度のノイズ処理ST4は省略することも可能である。
図37例は、露出情報に応じたOTF復元フィルタを予め用意した場合のブロック図である。
2次元コンボリューション演算部142は、ノイズ低減処理ST11、カラーコンバージョン処理ST12の後に、前記OTF復元フィルタを用いてコンボリューション処理ST13を施す。
再度ノイズ処理ST14を行い、カラーコンバージョン処理ST15によって元の色空間に戻す。カラーコンバージョン処理は、たとえばYCbCr変換が挙げられるが、他の変換でも構わない。
なお、ノイズ低減処理ST11、ST14は、いずれか一方のみでもよい。
図38の例は、ノイズ低減フィルタ処理のステップを有し、フィルタカーネルデータとして露出情報に応じたノイズ低減フィルタを予め用意した場合のブロック図である。
なお、再度のノイズ処理ST4は省略することも可能である。
露出設定時に決まる露出情報を取得し、コンボリューション制御部144を通じてカーネルデータを選択制御する。
2次元コンボリューション演算部142においては、ノイズ低減フィルタ処理ST21を施した後、カラーコンバージョン処理ST22によって色空間を変換、その後カーネルデータを用いてコンボリューション処理ST23を施す。
再度、露出情報に応じたノイズ処理ST24を行い、カラーコンバージョン処理ST25によって元の色空間に戻す。カラーコンバージョン処理は、たとえばYCbCr変換が挙げられるが、他の変換でも構わない。
なお、ノイズ低減処理ST21は省略することも可能である。
図39は、撮像素子120からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成するが画像処理装置400の構成例を示している。
また一方、所定の狭い範囲内に収差が生じない画像処理を施すことにより、所定の狭い範囲外の画像にぼけ味を出すことも可能になる。
本例においては、主被写体までの距離を、距離検出センサを含む物体概略距離情報検出装置500により検出し、検出した距離に応じて異なる画像補正の処理を行うことにように構成されている。
この構成の他にも、以下の構成を採用することが可能である。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置301が、係数選択手段としての画像処理演算プロセッサ303で選択された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置401が、変換係数演算手段としての画像処理演算プロセッサ403で得られレジスタ402に格納された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
第2変換係数記憶手段としても機能するレジスタ402に、位相板113aに起因する収差に対応した変換係数を予め記憶する。
そして、被写体距離情報生成手段としての物体概略距離情報検出装置500により生成された距離情報に基づき、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ403が、補正値記憶手段としてのレジスタ402から被写体までの距離に応じた補正値を選択する。
変換手段としてのコンボリューション装置401が、第2変換係数記憶手段としてのレジスタ402から得られた変換係数と、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ403により選択された補正値とに基づいて画像信号の変換を行う。
図40は、撮像素子120からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成するが画像処理装置400Aの構成例を示している。
そこで、本実施形態においては、ズーム情報検出装置600を設け、ズーム位置に応じて適正なコンボリューション演算を行い、ズーム位置によらず適性な焦点合わせ画像を得るように構成されている。
この構成の他にも、以下の構成を採用することが可能である。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置401が、係数選択手段としての画像処理演算プロセッサ403で選択された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置401が、変換係数演算手段としての画像処理演算プロセッサ403で得られレジスタ402に格納された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
第2変換係数記憶手段としても機能するレジスタ402に、位相板113aに起因する収差に対応した変換係数を予め記憶する。
そして、ズーム情報生成手段としてのズーム情報検出装置600により生成されたズーム情報に基づき、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ403が、補正値記憶手段としてのレジスタ402からズーム光学系のズーム位置またはズーム量に応じた補正値を選択する。
変換手段としてのコンボリューション装置401が、第2変換係数記憶手段としてのレジスタ402から得られた変換係数と、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ403により選択された補正値とに基づいて画像信号の変換を行う。
この例では、物体距離情報とズーム情報で2次元的な情報を形成し、露出情報が奥行きのような情報を形成している。
また、図21、図22、および図23のカーネルデータ格納ROMに関しても、光学倍率、Fナンバやそれぞれのカーネルのサイズ、値に対して用いられるものとは限らない。また用意するカーネルデータの数についても3個とは限らない。
図35のように3次元、さらには4次元以上とすることで格納量が多くなるが、種々の条件を考慮してより適したものを選択することができるようになる。情報としては、上述した露出情報、物体距離情報、ズーム情報等であればよい。
また一方、所定の狭い範囲内に収差が生じない画像処理を施すことにより、所定の狭い範囲外の画像にぼけ味を出すことも可能になる。
また、光学系を簡単化でき、コスト低減を図ることができ、しかも適切な画質の、ノイズの影響が小さい復元画像を得ることができる利点がある。
また、難度が高く、高価でかつ大型化した光学レンズを必要とせずに、かつ、レンズを駆動させること無く、撮影したい物体に対してピントが合い、背景はぼかすといった、いわゆる自然な画像を得ることができる利点がある。
そして、本実施形態に係る撮像装置100は、デジタルカメラやカムコーダー等の民生機器の小型、軽量、コストを考慮されたDEOSの光学システムに使用することが可能である。
また、光学系110の構成を簡単化でき、製造が容易となり、コスト低減を図ることができる。
画質向上のため、可能な限りコントラストを上げることが望ましいが、そのことは高性能なレンズ系を必要とする。
現在、エリアジングの発生を避けるため、撮像レンズ装置では、一軸結晶系からなるローパスフィルタを併用し、エリアジングの現象の発生を避けている。
このようにローパスフィルタを併用することは、原理的に正しいが、ローパスフィルタそのものが結晶でできているため、高価であり、管理が大変である。また、光学系に使用することは光学系をより複雑にしているという不利益がある。
しかし、本実施形態によれば、ローパスフィルタを用いなくとも、エリアジングの現象の発生を避けることができ、高精細な画質を得ることができる。
また、図31、図32、および図33のカーネルデータ格納ROMに関しても、光学倍率、Fナンバやそれぞれのカーネルのサイズ、物体距離の値に対して用いられるものとは限らない。また用意するカーネルデータの数についても3個とは限らない。
Claims (24)
- 光学系と、
前記光学系を通過した被写体像を撮像する撮像素子と、
少なくともあらかじめ選定された復元フィルタ情報を格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納されている復元フィルタ情報を用いて、前記撮像素子からの被写体の画像信号に対して復元フィルタ処理を施す画像処理部と、を有し、
前記記憶手段に格納される復元フィルタ情報は、任意の復元フィルタで復元した画像のうち、所定の評価値を満足する画像が得られる復元フィルタから選定されており、
前記画像処理部は、光学的伝達関数(OTF)に対して復元フィルタ処理を行い、コントラストを改善する処理を施す
撮像装置。 - 前記任意の復元フィルタは、前記光学系および/または撮像素子の製造時および/または組み込み時のバラツキによって変更される復元フィルタとする
請求項1記載の撮像装置。 - 前記復元フィルタ情報は、所定のバラツキを与えた光学系のOTFを平均化した複数のフィルタと変調伝達関数(MTF)分布との関係に基づいて選定されている
請求項1または2記載の撮像装置。 - 光学系は、光学的伝達関数(OTF)を変調させる光波面変調素子を含み、
前記撮像素子は、前記光学系および前記光波面変調素子を通過した被写体像を撮像し、
前記画像処理部は、撮像素子からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成する
請求項1から3のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記光波面変調素子が、物体距離に応じたOTFの変化を、光波面変調素子を持たない光学系よりも小さくする作用を持つ
請求項4記載の撮像装置。 - 前記光波面変調素子が、前記光学系の光軸をz軸とし、互いに直交する2軸をx、yとしたとき、位相が下記式で表される
請求項4または5記載の撮像装置。
- 前記光波面変調素子を有する光学系のOTFが、前記光波面変調素子を含まない光学系の被写界深度よりも広い物体距離にわたって、前記撮像素子のナイキスト周波数まで0.1以上である
請求項4から6のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、ノイズ低減フィルタリングを施す手段を有する
請求項1から7のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記記憶手段には、露出情報に応じたノイズ低減処理のための演算係数が格納される
請求項1から8のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記記憶手段には、露出情報に応じた光学的伝達関数(OTF)復元のための演算係数が格納される
請求項1から8のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記露出情報として絞り情報を含む
請求項9または10記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
被写体までの距離に相当する情報を生成する被写体距離情報生成手段を含み、
前記画像処理部は、前記被写体距離情報生成手段により生成される情報に基づいて前記分散画像信号より分散のない画像信号を生成する
請求項4から11のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
被写体距離に応じて少なくとも前記光波面変調素子または前記光学系に起因する分散に対応した変換係数を少なくとも2以上予め記憶する変換係数記憶手段と、
前記被写体距離情報生成手段により生成された情報に基づき、前記変換係数記憶手段から被写体までの距離に応じた変換係数を選択する係数選択手段と、を含み、
前記画像処理部は、前記係数選択手段で選択された変換係数によって、画像信号の変換を行う
請求項11に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
前記被写体距離情報生成手段により生成された情報に基づき変換係数を演算する変換係数演算手段を含み、
前記画像処理部は、前記変換係数演算手段から得られた変換係数によって、画像信号の変換を行う
請求項12に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
前記光学系はズーム光学系を含み、
前記ズーム光学系のズーム位置またはズーム量に応じた少なくとも1以上の補正値を予め記憶する補正値記憶手段と、
少なくとも前記光波面変調素子または前記光学系に起因する分散に対応した変換係数を予め記憶する第2変換係数記憶手段と、
前記被写体距離情報生成手段により生成された情報に基づき、前記補正値記憶手段から被写体までの距離に応じた補正値を選択する補正値選択手段と、を含み、
前記画像処理部は、前記第2変換係数記憶手段から得られた変換係数と、前記補正値選択手段から選択された前記補正値とによって、画像信号の変換を行う
請求項4から11のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記補正値記憶手段で記憶する補正値が前記被写体分散像のカーネルサイズを含む
請求項15に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
被写体までの距離に相当する情報を生成する被写体距離情報生成手段と、
前記被写体距離情報生成手段により生成された情報に基づき変換係数を演算する変換係数演算手段と、を含み、
前記画像処理部は、前記変換係数演算手段から得られた変換係数によって、画像信号の変換を行い分散のない画像信号を生成する
請求項4から11のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記変換係数演算手段は、前記被写体分散像のカーネルサイズを変数として含む
請求項17に記載の撮像装置。 - 前記変換係数演算手段は、求めた変換係数を前記記憶手段に格納し、
前記画像処理部は、前記記憶手段に格納された変換係数によって、画像信号の変換を行い分散のない画像信号を生成する
請求項18に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記変換係数に基づいてコンボリューション演算を行う
請求項17から19のいずれか一に記載の撮像装置。 - 復元フィルタ処理機能を有する撮像装置を製造するための撮像装置の製造装置であって、
光学システムと、
フィルタ処理選択部と、を有し、
前記光学システムは、
光学系と、
光学系を通した画像を撮像する撮像素子と、
復元フィルタ情報が格納されるメモリと、を有し、
前記フィルタ処理選択部は、
複数の復元フィルタ情報を格納する復元フィルタ格納部と、
前記復元フィルタ格納部に格納された復元フィルタ情報により前記光学システムによる画像を復元する演算部と、
前記演算部の復元画像が所定の評価値を満足しているか否かを評価する画像評価部と、
前記画像評価部で評価値を満足する復元画像の復元処理に用いられた復元フィルタ情報で前記光学システムのメモリを書き換えるメモリ書換部と、含む
撮像装置の製造装置。 - 前記復元フィルタは、前記光学系および/または撮像素子の製造時および/または組み込み時のバラツキによって変更される復元フィルタとする
請求項21記載の撮像装置の製造装置。 - 復元フィルタ処理機能を有する撮像装置を製造するための撮像装置の製造方法であって、
複数の復元フィルタ情報を格納する格納ステップと、
光学系を通した画像を撮像する撮像ステップと、
格納された復元フィルタ情報により前記撮像ステップによる画像を復元する復元ステップと、
前記復元ステップの復元画像が所定の評価値を満足しているか否かを評価する評価ステップと、
前記画像ステップで評価値を満足する復元画像の復元処理に用いられた復元フィルタ情報を保存する保存ステップと
を有する撮像装置の製造方法。 - 前記復元フィルタは、前記光学系および/または撮像素子の製造時および/または組み込み時のバラツキによって変更される復元フィルタとする
請求項23記載の撮像装置の製造方法。
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