JP2010252105A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像素子13上における撮像レンズ11による像の像高yの大きさに応じて、マイクロレンズアレイ12内における各マイクロレンズ12−1が、等間隔位置から非線形に補正して配置されているようにする。これにより、撮像素子13により得られる撮像データD0において、撮像素子13の受光面における像高ずれの発生が回避される。
【選択図】図16
Description
1.実施の形態(像高ずれに対するマイクロレンズ位置の非線形補正について)
2.変形例
[撮像装置の全体構成例]
図1は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置(撮像装置1)の全体構成を表したものである。この撮像装置1は、被写体2を撮像して撮像データDoutを出力するものであり、被写体2の側から、撮像レンズ11と、開口絞り10と、マイクロレンズアレイ12と、撮像素子13とを備えている。この撮像装置1はまた、画像処理部14と、撮像素子駆動部15と、制御部16とを備えている。
Δ=f2×tanθ ……(11)
次に、図5を参照して画像処理部14の詳細構成について説明する。図5は、画像処理部14の機能ブロック構成を表したものである。
次に、本実施の形態の撮像装置1の作用および効果について詳細に説明する。
この撮像装置1では、撮像レンズ11による被写体2の像は、例えば図7(A)に示したように、各マイクロレンズ12−1の形状(円形状)に応じて、マイクロレンズアレイ12上に結像する。そして、マイクロレンズアレイ12への入射光線がこのマイクロレンズアレイ12を介して撮像素子13へ到達し、例えば図7(B)に示したように、開口絞り10の円形状が投影された受光領域13−1において受光がなされる。これにより、撮像素子13において撮像データD0が取得される。このとき、マイクロレンズアレイ12への入射光線は、その入射方向に応じて、撮像素子13の異なる位置で受光される。具体的には、各マイクロレンズ12−1に割り当てられた画素Pの位置により、光線の入射方向が決定される。なお、この各マイクロレンズ12−1に割り当てられる画素Pが配置された領域(再構築画素領域13D)が、再構築画像の一画素分に相当する。
ここで、図8〜図13を参照して、画像処理部14による画像処理動作の一例(リフォーカス演算処理動作)について説明する。
次に、図14〜図18を参照して、撮像装置1の特徴的な作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図14は、比較例に係る撮像装置(撮像装置1におけるマイクロレンズアレイ12の代わりに、各マイクロレンズ12−1の位置に対して前述の非線形補正がなされていないマイクロレンズアレイ102を設けたもの)の要部構成を表したものである。具体的には、このような比較例に係る撮像装置において、像高ずれが生ずる場合(像高ずれ量(+Δ)>0の場合)の撮像の様子を表したものである。
まず、例えば図14に示したように、メインレンズである撮像レンズ11の開口絞り10を通過した光線の主光線L0が光軸に対して傾いているとき、この主光線L0の角度に依存して、図中の矢印で示したような像高ずれΔ(像高ずれ量:+Δ)が生ずる。すなわち、各マイクロレンズ12−1の形状(円形状)に応じて撮像素子13上に結像する像(ユニット像)の位置が、図中の矢印で示したように、符号P1の位置から符号P2の位置へとシフトする。
tanα={(y−Δ)/L)}=(Δ/f2) ……(14)
Δ=[{(y−Δ)×f2}/L]=f2×tanθ ……(15)
これに対し、本実施の形態の撮像装置1では、例えば図4および図15に示したように、撮像素子13上における撮像レンズ11による像の像高yの大きさに応じて、マイクロレンズアレイ12内における各マイクロレンズ12−1が、等間隔位置から補正して配置されている。具体的には、図15中の実線の矢印で示したように、マイクロレンズ12−1の位置が、像高yの大きさに応じた像高ずれΔが相殺される方向となるよう、点Pf0から点Pfへと補正配置されている(補正量:−Δ)。これにより、撮像素子13により得られる撮像データD0において、撮像素子13の受光面(マイクロレンズアレイ12側の面)における像高ずれ(像高ずれ量(+Δ)による像高ずれ)の発生が回避される。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
Claims (6)
- 開口絞りを有する撮像レンズと、
受光した光に基づいて撮像データを取得する撮像素子と、
前記撮像レンズと前記撮像素子との間において撮像レンズの焦点面上に配置されると共に、前記撮像素子の複数の撮像画素に対して1つのマイクロレンズが対応するように配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと
を備え、
前記撮像素子上における前記撮像レンズによる像の像高の大きさに応じて、前記マイクロレンズアレイ内における各マイクロレンズが、等間隔位置から非線形に補正して配置されている
撮像装置。 - 各マイクロレンズにおける非線形配置の際の補正方向は、前記像高の大きさに応じた像高ずれが相殺される方向に設定されている
請求項1に記載の撮像装置。 - 各マイクロレンズにおける非線形配置の際の補正量の増加比率は、前記像高が大きくなるのに従って、徐々に減少するように設定されている
請求項2に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子から得られた撮像データに基づいて所定の画像処理を行うことにより、再構築画像を生成する画像処理部を備えた
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記撮像データに基づいて、任意の焦点に設定された再構築画像であるリフォーカス画像を生成する
請求項4に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記撮像データに基づいて、前記マイクロレンズ単位で形成される画像領域同士で互いに同一の位置にある画素の画素データをそれぞれ抽出して合成することにより、前記再構築画像としての複数の任意視点画像を生成する
請求項4に記載の撮像装置。
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