JP2016162833A5 - 撮像装置および画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体空間を互いに異なる複数の瞳を通して観察した複数の画像を画像処理によって生成するのに好適な撮像装置に関する。

本発明は、少ない画素数でありながらも、異なる瞳から同一時刻の被写体空間を観察した複数の画像を高解像に生成可能な撮像装置、さらには高解像度画像の生成を行える画像処理装置を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、それぞれ少なくとも１つの光電変換部を含む複数の画素と、該複数の画素のうち少なくとも一部の画素に対して光の入射角に応じた透過率分布を与える透過率分布付与手段とを備え、被写体空間から結像光学系に入射した光により形成された光学像を撮像する撮像素子と、該撮像素子の出力から生成された入力画像と透過率分布に関する情報を用いて、結像光学系の瞳の部分領域から被写体空間を観察したときの観察像に対応する出力画像を生成する画像処理部と、を有し、複数の画素のうちの第１の画素と該第１の画素に隣接する全ての第２の画素をまとめて隣接画素群というとき、複数の隣接画素群が互いに異なる４種類以上の透過率分布を有する画素を含み、入力画像は、瞳の互いに異なる部分領域を通して観察される複数の観察像を重ね合わせて撮像された画像であることを特徴とする。

なお、それぞれ少なくとも１つの光電変換部を含む複数の画素と、複数の画素のうち少なくとも一部の画素に対して光の入射角に応じた透過率分布を与える透過率分布付与手段とを備え、被写体空間から結像光学系に入射した光により形成された光学像を撮像する撮像素子の出力から生成された入力画像と、複数の画素の透過率分布の情報を取得する取得手段と、入力画像および透過率分布の情報から、結像光学系の瞳の部分領域から被写体空間を観察したときの観察像に対応する出力画像を生成する生成手段とを有し、複数の画素のうちの第１の画素と該第１の画素に隣接する全ての第２の画素をまとめて隣接画素群というとき、隣接画素群は、互いに異なる４種類以上の透過率分布を有する画素を含み、入力画像は、瞳の互いに異なる部分領域を通して観察される複数の観察像を重ね合わせて撮像された画像であることを特徴とする画像処理装置も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明の撮像装置および画像処理装置によれば、撮像素子の画素数が少なくても、異なる瞳から同一時刻の被写体空間を観察した複数の画像を高解像に生成することができる。

Claims (15)

1. それぞれ少なくとも１つの光電変換部を含む複数の画素と、前記複数の画素のうち少なくとも一部の画素に対して光の入射角に応じた透過率分布を与える透過率分布付与手段とを備え、被写体空間から結像光学系に入射した光により形成された光学像を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子の出力から生成された入力画像と前記透過率分布に関する情報を用いて、前記結像光学系の瞳の部分領域から前記被写体空間を観察したときの観察像に対応する出力画像を生成する画像処理部と、
   を有し、
   前記複数の画素のうちの第１の画素と該第１の画素に隣接する全ての第２の画素をまとめて隣接画素群というとき、前記隣接画素群は、互いに異なる４種類以上の前記透過率分布を有する画素を含み、
   前記入力画像は、前記瞳の互いに異なる部分領域を通して観察される複数の観察像を重ね合わせて撮像された画像であることを特徴とする撮像装置。
2. 前記隣接画素群に含まれる前記第１および第２の画素の全てが、互いに異なる前記透過率分布を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記４種類以上の透過率分布を有する画素を含む前記隣接画素群の前記第１の画素を特定画素というとき、
   前記複数の画素のうちの半数以上が前記特定画素であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記複数の画素の全てが前記特定画素であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記画素内における前記透過率分布の平均値を、前記複数の画素の全てに対して平均した値をｔ_{ｋａｖｅ，ｘｙａｖｅ}とするとき、
   
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記複数の画素のうちの任意の画素について、該画素の前記透過率分布の最大値および最小値をそれぞれ、ｔ_ｍａｘおよびｔ_ｍｉｎとするとき、
   
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記複数の画素において、前記透過率分布の最大値ｔ_ｍａｘおよび最小値ｔ_ｍｉｎに関する条件を満足する前記画素が半数以上存在することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記複数の画素のそれぞれに対して前記透過率分布を平均した角度平均透過率のうち最大値および最小値をそれぞれ、ｔ_{ｋａｖｅ，ｍａｘ}およびｔ_{ｋａｖｅ，ｍｉｎ}とするとき、
   
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記透過率分布付与手段は、前記画素における一部の領域を遮光する遮光手段により構成されていること特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記透過率分布付与手段は、回折素子により構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
11. 前記複数の画素において、互いに隣接する４つの画素の前記透過率分布が全て異なることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 前記入力画像と前記複数の画素の前記透過率分布の情報とを記憶する記憶手段とを有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
13. 前記撮像素子の画素数は、前記出力画像の画素数と前記瞳の部分領域の総数の積よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
14. それぞれ少なくとも１つの光電変換部を含む複数の画素と、前記複数の画素のうち少なくとも一部の画素に対して光の入射角に応じた透過率分布を与える透過率分布付与手段とを備え、被写体空間から結像光学系に入射した光により形成された光学像を撮像する撮像素子の出力から生成された入力画像と、前記複数の画素の前記透過率分布の情報を取得する取得手段と、
    前記入力画像および前記透過率分布の情報から、前記結像光学系の瞳の部分領域から前記被写体空間を観察したときの観察像に対応する出力画像を生成する生成手段とを有し、
    前記複数の画素のうちの第１の画素と該第１の画素に隣接する全ての第２の画素をまとめて隣接画素群というとき、前記隣接画素群は、互いに異なる４種類以上の前記透過率分布を有する画素を含み、
    前記入力画像は、前記瞳の互いに異なる部分領域を通して観察される複数の観察像を重ね合わせて撮像された画像であることを特徴とする画像処理装置。
15. 前記撮像素子の画素数は、前記出力画像の画素数と前記瞳の部分領域の総数の積よりも少ないことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。