JP2011253431A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置は、結像光学系の焦点面近傍に二次元状に配置された複数のマイクロレンズ120と、結像光学系を通過した被写体からの光束をマイクロレンズを介して受光して画像信号を出力する複数の光電変換素子を含む素子群が、マイクロレンズのそれぞれに対応して二次元状に配置された撮像素子13と、結像光学系の任意の結像面における複数の結像領域に対応する合成画像データを生成するために、結像領域ごとに合成画像データの生成に使用される画像信号を出力する光電変換素子の位置を特定するテーブルに基づいて、複数の光電変換素子から出力された画像信号を合成する合成手段106、107と、任意の結像面ごとに前記テーブルを作成する作成手段105とを備える。
【選択図】図1
Description
まず、図4(a)に示す被写体の像がマイクロレンズ120の頂点に結像する場合、すなわち焦点面Sがマイクロレンズ120の頂点に存在する場合の合成画像の生成原理について説明する。この場合の被写体からの光束は、マイクロレンズ120に対応して設けられた画素配列130の撮像画素131に入射する。画像積算部106は、図4(a)に示す撮像画素131のうち斜線を施した撮像画素131から出力された画像信号を積算することにより、合成画像データの1画素に相当する合成画像信号を生成する。画像積算部106は、この処理を全てのマイクロレンズ120に対応する画素配列130について行うことにより、合成画像データを生成する。
D=f/F ・・・(1)
Fmax=f/s ・・・(2)
・・・(3)
・・・(4)
t=Td(i) ・・・(5)
画像積算部106は、画像信号を積算する際には、合成画素所属テーブルを参照する。上述したように、この合成画素所属テーブルは、基点信号に合成するための画像信号を出力する撮像画素131が、基点マイクロレンズ121および近傍に設けられたマイクロレンズ120に対応する画素配列130のどの位置に配置されているかを特定する。
x=fnd/y ・・・(6)
l=fd/y ・・・(7)
…(8)
(1)複数のマイクロレンズ120を撮影レンズL1の焦点面近傍に二次元状に配置し、撮像素子13には撮影レンズL1を通過した被写体からの光束をマイクロレンズ120を介して受光して画像信号を出力する複数の撮像画素131を含む画素配列130が、マイクロレンズ120のそれぞれに対応して二次元状に配置される。画像積算部106は、撮影レンズL1の任意の焦点位置、すなわち結像面における複数の結像領域に対応する合成画像信号を生成するために、結像領域ごとに合成画像信号の生成に使用される画像信号を出力する撮像画素131の位置を特定する合成画素所属テーブルに基づいて、撮像画素131から出力された画像信号を合成する。そして、テーブル作成部105は、任意の焦点位置ごとに合成画素所属テーブルを作成する。
(1)1つのマイクロレンズ120に対応する4個の基点画素132a〜132dが、マイクロレンズ120の擬似光軸から偏芯した位置に配置されるものでもよい。図9(a)にこの場合の基点画素132の配置例を示す。この場合、基点画素132a〜132dは、マイクロレンズ120の擬似光軸に対して互いに対称(シンメトリック)となる位置に配置されている。基点画素132が図9(a)に示すように配置されている場合、画像積算部106は、1つの基点画素132に対応する合成画素所属テーブルを他の3つの基点画素132に対応する合成画素所属テーブルとして使用できる。たとえば、画像積算部106は、基点画素132aに対応する合成画素所属テーブルを60度ずつ回転させることにより基点画素132b、132c、132dのそれぞれに対応する合成画素所属テーブルとして使用すればよい。すなわち、テーブル作成部105は、1つのマイクロレンズ120について1つの合成画素所属テーブルを作成すればよい。
121…基点マイクロレンズ、 13…撮像素子、
130…画素配列、 131…撮像画素、
132…基点画素、 101…制御回路、
105…テーブル作成部、 106…画像積算部、
107…画像正規化部、 108…操作部
Claims (6)
- 結像光学系の焦点面近傍に二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、
前記結像光学系を通過した被写体からの光束を前記マイクロレンズを介して受光して画像信号を出力する複数の光電変換素子を含む素子群が、前記マイクロレンズのそれぞれに対応して二次元状に配置された撮像素子と、
前記結像光学系の任意の結像面における複数の結像領域に対応する合成画像データを生成するために、前記結像領域ごとに前記合成画像データの生成に使用される前記画像信号を出力する前記光電変換素子の位置を特定するテーブルに基づいて、前記複数の光電変換素子から出力された前記画像信号を合成する合成手段と、
前記任意の結像面ごとに前記テーブルを作成する作成手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記複数の結像領域は、前記マイクロレンズと同数以上設けられ、前記結像領域のそれぞれの配置間隔は、複数の前記マイクロレンズのそれぞれの配置間隔と比例関係を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記テーブルは、前記結像領域ごとに前記光電変換素子が配置された位置を前記マイクロレンズの擬似光軸を基準として正規化し、前記結像領域に対応する前記マイクロレンズを基準として、前記光電変換素子が配置された位置に対応する前記マイクロレンズが配置された位置を相対的に特定することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記テーブルは、前記結像領域を基準として前記マイクロレンズの焦点距離を合成画像データの絞り値で除した値を直径とする領域に含まれる前記光電変換素子が配置された位置が、前記複数のマイクロレンズのうちのいずれの前記マイクロレンズに対応しているかを示すことにより、前記光電変換素子の位置を特定することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記複数のマイクロレンズのそれぞれは前記撮影光学系の光軸と直交する平面上で六角形形状を有し、二次元状にハニカム配列されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項5に記載の撮像装置において、
前記合成手段により生成された前記合成画像データの水平方向と垂直方向との比率を1に変換する変換手段を備えることを特徴とする撮像装置。
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