JP2010087856A - 撮像装置、撮像方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮撮像装置は、物点からの光の波面を変調することにより物点までの距離に対して略一定な光学的伝達関数を持ち、物点からの光の波面を物点まで距離に応じて異なる傾きに変調する光学系と、光学系の光学特性を制御することによりデフォーカス量を制御する制御部と、制御部により異なるデフォーカス量に制御されて撮像された第1画像および第2画像における同じ被写体を示すオブジェクトの位置に基づいて、当該被写体までの距離である被写体距離を特定する位置特定部とを備える。
【選択図】図1
Description
102 結像レンズ
104 光変調部
106 絞り部
110 撮像装置
120 制御部
130 画像取得部
150 位置特定部
170 受光部
172 撮像画像生成部
174 画像記憶部
180 画像処理部
188 画像処理パラメータ格納部
190 出力部
1500 コンピュータ
1505 CPU
1510 ROM
1520 RAM
1530 通信インターフェイス
1540 ハードディスクドライブ
1550 フレキシブルディスク・ドライブ
1560 CD−ROMドライブ
1570 入出力チップ
1575 グラフィック・コントローラ
1580 表示デバイス
1582 ホスト・コントローラ
1584 入出力コントローラ
1590 フレキシブルディスク
1595 CD−ROM
1598 ネットワーク通信装置
Claims (20)
- 撮像部と、
物点からの光の波面を変調することにより物点までの距離に対して略一定な光学的伝達関数を持ち、物点からの光の波面を物点まで距離に応じて異なる傾きに変調する光学系と、
前記光学系の光学特性を制御することによりデフォーカス量を制御する制御部と、
前記制御部により異なるデフォーカス量に制御されて撮像された第1画像および第2画像における同じ被写体を示すオブジェクトの位置に基づいて、当該被写体までの距離である被写体距離を特定する位置特定部と
を備える撮像装置。 - 前記光学系は、物点からの光の波面を変調することにより、物点からの光を物点までの距離によらず略同一の広さに広げる
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記光学系は、物点からの光の位相分布を、光軸からの位置に関する2次より大きい次数の多項式で近似される位相分布にすることにより、物点からの光を物点までの距離によらず略同一の広さに広げる
請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記光学系は、物点からの光の位相分布を、前記デフォーカス量に応じた位相分布を表す2次の項を含む前記多項式で近似される位相分布にする
請求項3に記載の撮像装置。 - 前記光学系は、物点からの光の位相分布を、3次以上の奇数次の項、および、前記デフォーカス量に応じた前記2次の項を含む前記多項式で近似される位相分布にする
請求項4に記載の撮像装置。 - 前記光学系は、物点からの光の位相分布を、3次の項、および、前記デフォーカス量に応じた前記2次の項を含む前記多項式で近似される位相分布にする
請求項5に記載の撮像装置。 - 前記光学系は、
光を結像する結像レンズと、
通過する光の位相を変調する光変調部と
を有し、
前記光学系は、物点からの光の位相分布を、前記光変調部の位相変調による3次以上の奇数次の項、および、前記結像レンズによる前記デフォーカス量に応じた前記2次の項を含む前記多項式で近似される位相分布にする
請求項5に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記結像レンズの光路中に前記光変調部が挿入された状態と、前記結像レンズの光路から前記光変調部が外された状態とに制御することにより、前記デフォーカス量を制御する
請求項7に記載の撮像装置。 - 前記光学系は、被写体光を絞る絞り部を有し、
前記制御部は、前記絞り部の開度を制御することにより前記デフォーカス量を制御する
請求項7に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記光変調部による位相変調および前記結像レンズによる収差の影響が予め定められた値以下になる開度と、当該開度より大きい開度とに前記絞り部の開度を制御することにより、前記デフォーカス量を制御する
請求項9に記載の撮像装置。 - 前記位置特定部は、前記第1画像における前記オブジェクトの位置と、前記第2画像における前記オブジェクトの位置との間の距離であるオブジェクト距離に基づいて、前記被写体距離を特定する
請求項9に記載の撮像装置。 - 前記位置特定部は、前記オブジェクト距離がより小さい場合に、前記結像レンズが前記撮像部の撮像面に結像することができる物点の位置により近い位置に対応する距離を、前記被写体距離として特定する
請求項11に記載の撮像装置。 - 前記第2画像を、前記第2画像が撮像されたときの前記光学系の光学伝達特性に応じて補正する画像処理部
をさらに備え、
前記位置特定部は、前記画像処理部により前記第2画像が補正された補正画像および前記第2画像のそれぞれにおける同じ被写体を示すオブジェクトの位置に基づいて、前記被写体距離を特定する
請求項12に記載の撮像装置。 - 前記位置特定部は、前記第1画像における前記オブジェクトの位置、前記第2画像における前記オブジェクトの位置、前記第1画像を前記撮像部が撮像したときの前記絞り部の開度、および、前記第2画像を前記撮像部が撮像したときの前記絞り部の開度に基づいて、前記被写体距離を特定する
請求項9に記載の撮像装置。 - 前記光変調部は、前記光学系による物点からの光の結像位置を異ならせるべく、互いに直交する方向で異なる分布の位相差を物点からの光に与え、
前記位置特定部は、前記第1画像および前記第2画像における前記オブジェクトの2次元上の位置に基づいて、前記被写体距離を特定する
請求項7乃至13のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記位置特定部は、前記第1画像および前記第2画像における前記オブジェクトの2次元上の位置に基づいて、前記結像レンズが前記撮像部の撮像面に結像することができる物点の位置より前記光学系に近い位置にあるか否かを特定する
請求項15に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記結像レンズによる結像位置を制御することにより前記デフォーカス量を制御し、
前記位置特定部は、前記第1画像および前記第2画像のそれぞれにおける前記オブジェクトの位置と、前記第1画像および前記第2画像を撮像したときのそれぞれの前記結像位置とに基づいて、前記被写体距離を特定する
請求項7に記載の撮像装置。 - 前記位置特定部は、前記結像レンズによる結像位置と前記オブジェクトの位置とに対応づけて、当該オブジェクトとして撮像された被写体が存在すべき位置に対応する前記被写体距離を予め記憶しており、
前記位置特定部は、前記第1画像および前記第2画像を撮像したときのそれぞれの結像位置に対応づけて記憶している前記被写体距離を特定する
請求項17に記載の撮像装置。 - 物点からの光の波面を変調することにより物点までの距離に対して略一定な光学的伝達関数を持ち、物点からの光の波面を物点まで距離に応じて異なる傾きに変調する光学系を通じて撮像する撮像段階と、
前記光学系の光学特性を制御することによりデフォーカス量を制御する制御段階と、
前記制御段階における制御により異なるデフォーカス量に制御されて撮像された第1画像および第2画像における同じ被写体を示すオブジェクトの位置に基づいて、当該被写体までの距離である被写体距離を特定する位置特定段階と
を備える撮像方法。 - 撮像装置用のプログラムであって、コンピュータを、
物点からの光の波面を変調することにより物点までの距離に対して略一定な光学的伝達関数を持ち、物点からの光の波面を物点まで距離に応じて異なる傾きに変調する光学系を通じて撮像する撮像部、
前記光学系の光学特性を制御することによりデフォーカス量を制御する制御部、
前記制御部により異なるデフォーカス量に制御されて撮像された第1画像および第2画像における同じ被写体を示すオブジェクトの位置に基づいて、当該被写体までの距離である被写体距離を特定する位置特定部
として機能させるプログラム。
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