JP2009124567A - 撮像システム、この撮像システムを備えた撮像装置、携帯端末機器、車載機器、および医療機器、並びに撮像システムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像レンズ10を通して撮像素子20の受光面21上へ投影される点像P1の有効領域の最大径が3画素以上に亘る大きさであるときに、撮像素子20から出力される第1の画像データG1で表される点像P1の状態に応じた復元係数Kを係数記憶部30に記憶せしめる。信号処理部40において、撮像素子20から出力される第1の画像データG1に対し、撮像レンズ10の解像力が高いときに撮像素子20から出力される第1の画像データと同等の第2の画像データG2を生成するような復元処理Fを、係数記憶部30に記憶せしめられる復元係数Kを用いて実施する。
【選択図】図1
Description
以下、撮像システムの構成について説明する。
次に、上記撮像システムの作用について説明する。
次に、係数記憶部30に記憶された復元係数Kを用い、撮像素子20から出力された第1の画像データに対して復元処理Fを実行し、第1の画像データの表す画像よりも解像度の高い画像を表す第2の画像データを取得する場合について説明する。なお、以下の説明においては、主に、点像を表す第1の画像データに対して復元処理Fを施す場合について説明する。
以下、復元係数取得装置の変形例について説明する。
次に、上記撮像システム100に用いられる撮像レンズ10と撮像素子20とから構成される撮像系の性能について説明する。
以下、本発明の撮像システムの製造方法、すなわち、所定の復元係数が記憶されていない撮像システムに対し所定の復元係数を記憶せしめて、復元係数記憶済みの撮像システムを製造する方法について図1、5、6等を参照して説明する。
各撮像システム毎に個別に求めた復元係数を撮像システムそれぞれに記憶させる「1対1」対応の製造工程においては、
(1)点像測定・画面内均一性判定、
(2)最適な復元処理を与える係数群(復元係数)の導出、
(3)最適な係数群の記録
が必要である。それぞれの機能をより詳しく解説する。
Re(点像強度の有効領域の半径)=0.82λF=0.82×2.8×550×0.001=1.26ミクロン(点像強度の有効領域の直径2.52ミクロン)
Rc(点像強度ゼロとなる半径)=1.22λF=1.22×2.8×550×0.001=1.88ミクロン(点像強度ゼロとなる直径3.76ミクロン)
であり、既に画素ピッチが回折限界を越えている。
撮像レンズ、撮像素子、信号処理回路からなる上記点像補正光学システムを製造する第二の好適な方法を記述するが、その位置づけとしては大量のデジタルカメラを安価に生産する場合を想定したものである。その製造工程においては、
(1)復元処理に用いる係数(復元係数)群のライブラリの構築
(2)点像測定・画面内均一性判定
(3)グループ単位の最適な復元処理を与える係数群のライブラリからの抽出
(4)グループ単位の最適な係数群の記録
が必要である。それぞれの機能をより詳しく解説する。
撮像レンズ、撮像素子、信号処理回路からなる上記点像補正光学システムを製造する第三の好適な方法を記述するが、その位置づけとしては大量のデジタルカメラを安価に生産する場合を想定したものである。その製造工程においては、
(1)復元処理に用いる係数(復元係数)群のライブラリの構築
(2)点像測定・画面内均一性判定
(3)最適な復元処理を与える係数群のライブラリからの抽出
(4)当該係数群を部分的に修正
(5)修正された係数群の記録
が必要である。それぞれの機能をより詳しく解説する。
以下、撮像システムおよび撮像システムの製造方法における構成要素の変形例について説明する。
20 撮像素子
21 受光面
30 係数記憶部
40 信号処理部
70A 第1例の復元係数取得装置
70B 第2例の復元係数取得装置
70C 第3例の復元係数取得装置
72 理想点像記憶部
74 点像径取得部
76 判定部
78 復元係数取得部
79 候補係数記憶部
100 撮像システム
G1 第1の画像データ
G2 第2の画像データ
F 復元処理
P1 点像
K 復元係数
Dr 設計データ、理想点像状態データ
Db ボケ点像状態データ
Dk 係数データ
Claims (16)
- 撮像レンズと、
多数の受光画素を2次元状に配列してなる受光面を有し、前記撮像レンズを通して前記受光面上に投影された被写体の光学像を撮像して該被写体を表す第1の画像データを出力する撮像素子と、
前記撮像レンズを通して前記受光面上へ投影される点像の有効領域の最大径が3画素以上に亘る大きさであるときに、前記撮像素子から出力される第1の画像データで表される前記点像の状態に応じた復元係数を記憶せしめられる係数記憶手段と、
前記第1の画像データに対し、前記撮像レンズの解像力が高いときに前記撮像素子から出力される第1の画像データと同等の第2の画像データを生成するような復元処理を前記復元係数を用いて実施する信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段が、前記受光面上における縦方向3画素以上および横方向3画素以上からなる合計9画素以上に亘る画素領域を最小単位として前記復元処理を行うものであることを特徴とする撮像システム。 - 前記係数記憶手段が、各撮像システム毎に、該撮像システムに対して個別に求められた復元係数が記憶されるものであることを特徴とする請求項1記載の撮像システム。
- 前記係数記憶手段が、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する各復元係数の候補のうち、前記第1の画像データの表す点像の状態に応じて選択された復元係数が記憶されるものであることを特徴とする請求項1記載の撮像システム。
- 前記係数記憶手段が、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する複数種類の復元係数の候補のうち、前記第1の画像データの表す点像の状態に応じて選択された復元係数を、該点像の状態に応じてさらに補正してなる補正済の復元係数が記憶されるものであることを特徴とする請求項1記載の撮像システム。
- 前記復元係数を取得し前記係数記憶手段に記憶させる復元係数取得手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1からから4のいずれか1項記載の撮像システム。
- 前記信号処理手段が、前記受光面上に投影された点像の有効領域の全てを含む最小の画素領域を最小単位として前記復元処理を実行するものであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の撮像システム。
- 前記信号処理手段が、前記第1の画像データの表す画像中の点像の有効領域の大きさよりも、前記第2の画像データの表す画像中における前記点像の有効領域の大きさの方を小さくするように前記復元処理を実行するものであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の撮像システム。
- 請求項1から7のいずれか1項記載の撮像システムを備えた撮像装置。
- 請求項1から7のいずれか1項記載の撮像システムを備えた携帯端末機器。
- 請求項1から7のいずれか1項記載の撮像システムを備えた車載機器。
- 請求項1から7のいずれか1項記載の撮像システムを備えた医療機器。
- 撮像レンズと、
多数の受光画素を2次元状に配列してなる受光面を有し、前記撮像レンズを通して前記受光面上に投影された被写体の光学像を撮像して該被写体を表す第1の画像データを出力する撮像素子と、
前記撮像レンズを通して前記受光面上へ投影される点像の有効領域の最大径が3画素以上に亘る大きさであるときに、前記撮像素子から出力される第1の画像データで表される前記点像の状態に応じた復元係数を記憶せしめられた係数記憶手段と、
前記第1の画像データに対し、前記撮像レンズの解像力が高いときに前記撮像素子から出力される第1の画像データと同等の第2の画像データを生成するような復元処理を前記復元係数を用いて実施する信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段が、前記受光面上における縦方向3画素以上および横方向3画素以上からなる合計9画素以上に亘る画素領域を最小単位として前記復元処理を行うものであることを特徴とする撮像システム。 - 前記撮像レンズを通して前記撮像素子の受光面上へ点像を投影し、前記撮像素子から出力される第1の画像データで表される前記点像の状態に応じた復元係数を前記係数記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項12記載の撮像システムの製造方法。
- 前記復元係数は、各撮像システム毎に、該撮像システムに対して個別に求めたものであることを特徴とする請求項13記載の撮像システムの製造方法。
- 前記復元係数は、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する各復元係数の候補のうち、前記第1の画像データの表す点像の状態に応じて選択したものであることを特徴とする請求項13記載の撮像システムの製造方法。
- 前記復元係数は、複数種類に分類された点像の状態それぞれに対応する複数種類の復元係数の候補のうち、前記第1の画像データの表す点像の状態に応じて選択した復元係数を、該点像の状態に応じてさらに補正したものであることを特徴とする請求項13記載の撮像システムの製造方法。
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