JP3483050B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JP3483050B2
JP3483050B2 JP22435294A JP22435294A JP3483050B2 JP 3483050 B2 JP3483050 B2 JP 3483050B2 JP 22435294 A JP22435294 A JP 22435294A JP 22435294 A JP22435294 A JP 22435294A JP 3483050 B2 JP3483050 B2 JP 3483050B2
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image
optical system
rearrangement
spatial frequency
image pickup
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史朗 陶山
員丈 上平
正通 岡村
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】撮像装置は、撮像対象像を結合レンズ系
を介して撮像素子の投影面に投影させるようにして構成
されている。
2. Description of the Related Art An image pickup apparatus is constructed so as to project an image to be picked up on a projection surface of an image pickup element via a coupling lens system.

【0003】撮像素子は、その投影面にフォトダイオー
ドがマトリックス状に配置され、それぞれのフォトダイ
オードにおいて光強度に対応した電荷は、該投影面に形
成されたCCDを介して取り出され、たとえば電圧に変
換されて出力されるようになっている。
In the image pickup device, photodiodes are arranged in a matrix on the projection surface thereof, and charges corresponding to the light intensity in each photodiode are taken out through a CCD formed on the projection surface and converted into, for example, a voltage. It is converted and output.

【0004】そして、このような撮像装置からの出力す
なわち撮像情報は、表示装置に入力され、その表示面に
前記撮像対象像が表示されるようになっている。
The output from such an image pickup device, that is, image pickup information is input to a display device, and the image pickup target image is displayed on the display surface thereof.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された撮像装置は、たとえばそのフォトダイオ
ードの数に限界があることから、この撮像装置を介して
表示する表示装置の画像をさらに高精細かつ高品質に表
示しようとした場合に制限が附されることは免れ得なか
った。
However, since the image pickup apparatus having such a configuration has a limited number of photodiodes, for example, the image of the display apparatus displayed through the image pickup apparatus has a higher definition. In addition, there was an unavoidable restriction when trying to display in high quality.

【0006】すなわち、表示装置において高精細かつ高
品質に表示しようとしても、撮像装置から得られる情報
量では少なすぎるという問題が指摘されるに至った。
That is, it has been pointed out that the amount of information obtained from the image pickup device is too small even if an attempt is made to display with high definition and high quality on the display device.

【0007】そこで、本願出願人は、表示装置の表示面
に表示される画像はその全てにおいて観察者が注目する
部分となるものではなく、必ず、観察者が注目する部分
があり、しかも、その部分は表示画像の一部であるとい
うことを見い出し、上記問題点を解決するに至った。
Therefore, the applicant of the present application has found that the image displayed on the display surface of the display device does not necessarily become the portion of interest to the observer in all cases, and there is always a portion of interest to the observer. It was found that the part is a part of the display image, and the above problems were solved.

【0008】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的は、少ない情報量に
も拘らず、観察者が注目したい部分において極めて高精
細かつ高品質の画像を得ることができる撮像装置を提供
することにある。
Therefore, the present invention has been made based on such a circumstance, and an object thereof is an extremely high-definition and high-quality image in a portion which an observer wants to pay attention to, despite a small amount of information. An object of the present invention is to provide an imaging device that can obtain

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The outline of the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0010】手段1.撮像対象像をそれぞれ分割して入
力しそれらの各分割された画像のうち解像度を高くした
い部分および解像度を低くしたい部分を設定できる再配
置光学系と、この再配置光学系からの画像のうち解像度
を高くしたい部分の画像を高倍率のレンズに透過させる
とともに解像度を低くしたい部分の画像を低倍率のレン
ズに透過させる光学系と、この光学系からの画像を投影
させる撮像素子と、この撮像素子からの画像情報を前記
再配置光学系における部分設定の情報に基づいて再構成
する画像再構成装置とからなることを特徴とするもので
ある。
Means 1. A repositioning optical system that can input a divided image to be captured and can set a portion for which the resolution is desired to be higher and a portion for which the resolution is desired to be reduced among the respective divided images, and the resolution among the images from this relocation optical system. An optical system that transmits an image of a portion for which high resolution is desired to a high-magnification lens and an image of a portion for which resolution is desired to be reduced to a low-magnification lens, an image sensor that projects an image from this optical system, and this image sensor And an image reconstructing device for reconstructing the image information from the image reconstructing device based on the information of the partial setting in the repositioning optical system.

【0011】手段2.上記手段1記載の構成において、
再配置光学系における解像度を高くしたい部分および解
像度を低くしたい部分の設定は、表示装置の表示を確認
した上で行なえる入力手段が備えられていることを特徴
とするものである。
Means 2. In the configuration described in the above means 1,
The setting of the portion for which the resolution is desired to be increased and the portion for which the resolution is desired to be reduced in the rearrangement optical system is characterized in that an input means that can be performed after confirming the display of the display device is provided.

【0012】手段3.上記手段1記載の構成において、
再配置光学系における撮像対象像の入力面に、複数に分
割された各画像の画角および撮像方法のうち少なくとも
その一方を変更できる手段を備えたことを特徴とするも
のである。
Means 3. In the configuration described in the above means 1,
It is characterized in that the input surface of the image to be picked up in the rearrangement optical system is provided with means capable of changing at least one of an angle of view and an image pickup method of each of the divided images.

【0013】手段4.撮像対象像を分割して入力する再
配置光学系と、この再配置光学系からの画像のうち解像
度を高くしたい部分の画像を高倍率のレンズに透過させ
るとともに解像度を低くしたい部分の画像を低倍率のレ
ンズに透過させる光学系と、この光学系からの画像を投
影させる撮像素子と、この撮像素子からの画像情報を前
記再配置光学系における部分設定の情報に基づいて再構
成する画像再構成装置とからなり、前記再配置光学系に
入力される分割画像のそれぞれの空間周波数を分析する
分析手段と、この分割手段の分析情報に基づいて前記画
像のうち解像度を高くしたい部分および解像度を低くし
たい部分を前記再配置光学系にて設定する制御手段とが
備えられていることを特徴とするものである。
Means 4. The rearrangement optical system that divides and inputs the image to be captured, and the image from this rearrangement optical system is transmitted through the high-magnification lens while the image of the portion whose resolution is to be increased is transmitted through the high-magnification lens. An optical system that transmits light through a lens of magnification, an image pickup device that projects an image from this optical system, and image reconstruction that reconstructs image information from this image pickup device based on partial setting information in the rearrangement optical system. And an analysis unit configured to analyze each spatial frequency of the divided images input to the rearrangement optical system, and a portion of the image whose resolution is desired to be high and a resolution which is low based on the analysis information of the division unit. A control means for setting a desired portion by the repositioning optical system is provided.

【0014】[0014]

【作用】上記手段1のように構成した撮像装置におい
て、まず、撮像対象像は、再配置光学系によって、その
空間解像度を高くしたい画像部分は倍率の高い光学系を
透過させることにより、また、空間解像度を低くしたい
画像部分は倍率の低い光学系を透過させることにより、
撮像素子の撮像面に投影させるようになっている。
In the image pickup apparatus configured as in the above means 1, first, the imaged object image is transmitted by the rearrangement optical system, and the image portion for which the spatial resolution is desired to be increased is transmitted through the optical system having a high magnification. The image part where you want to lower the spatial resolution is transmitted through an optical system with low magnification,
The image is projected on the image pickup surface of the image pickup device.

【0015】ここで、再配置光学系には、該画像のうち
解像度を高くしたい部分および低くしたい部分を自由に
設定できるものとなっている。
Here, in the rearrangement optical system, it is possible to freely set a portion of the image for which the resolution is desired to be high and a portion for which the resolution is desired to be low.

【0016】このため、撮像素子の撮像面の空間分解能
が一定であったとしても、拡大されて投影された画像部
分は高い解像度の情報が得られることになり、縮小され
て投影された画像部分は低い解像度の情報が得られるこ
とになる。
Therefore, even if the spatial resolution of the image pickup surface of the image pickup device is constant, the image portion which is enlarged and projected can obtain high resolution information, and the image portion which is reduced and projected is obtained. Will provide lower resolution information.

【0017】したがって、このような各情報に基づい
て、画像を再構成した場合に、所望の画像部分において
解像度の高い画像を、それ以外の画像エリアにおいて解
像度の低い画像を得ることができるようになる。
Therefore, when the image is reconstructed based on such information, it is possible to obtain an image with high resolution in a desired image portion and an image with low resolution in other image areas. Become.

【0018】それ故、少ない情報量にも拘らず、観察者
が注目したい部分において極めて高精細かつ高品質の画
像を得ることができるようになる。
Therefore, it is possible to obtain an extremely high-definition and high-quality image in a portion that the observer wants to pay attention to, despite the small amount of information.

【0019】上記手段2のように構成した撮像装置によ
れば、表示されている画像のうち高精細かつ高品質にし
たい部分を任意に選択できるようになる。
According to the image pickup apparatus having the above-mentioned means 2, it becomes possible to arbitrarily select a portion of the displayed image which is desired to have high definition and high quality.

【0020】上記手段3のように構成した撮像装置によ
れば、広い範囲の撮像対象から任意の撮像対象像を選択
でき、この撮像対象像のうち注目したい部分において高
精細かつ高品質の画像を得ることができるようになる。
According to the image pickup apparatus configured as the above means 3, an arbitrary image pickup object image can be selected from a wide range of image pickup objects, and a high-definition and high-quality image can be obtained in a portion to be noticed of this image pickup object image. You will be able to get it.

【0021】上記手段4のように構成した撮像装置によ
れば、たとえば動きのある撮像対象のみをその動きに自
動的に追随させて高精細かつ高品質に表示することがで
きるようになる。
According to the image pickup apparatus constructed as the above-mentioned means 4, for example, only a moving image pickup object can be automatically made to follow the movement and displayed in high definition and high quality.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明による撮像装置の一実施例を以
下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the image pickup apparatus according to the present invention will be described below.

【0023】実施例1.図1は、本発明による撮像装置
の一実施例を示す概略構成図である。
Example 1. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image pickup apparatus according to the present invention.

【0024】同図において、まず、撮像対象104があ
り、この撮像対象104からの光線105は再配置光学
系101のそれぞれの独立した窓(チャンネル)に入射
するようになっている。
In the figure, first, there is an image pickup object 104, and light rays 105 from this image pickup object 104 are made incident on respective independent windows (channels) of the rearrangement optical system 101.

【0025】この再配置光学系101は、たとえば図5
に示す空間光スイッチから構成されている。
This rearrangement optical system 101 is shown in FIG.
It is composed of the spatial light switch shown in.

【0026】この空間光スイッチは、後に詳述するが、
その入力画像を各窓に対応して複数(n個:説明の便宜
上たとえば16個)に分割する光学系を有する。この場
合、撮像対象像は、該空間光スイッチの各窓毎にそれぞ
れ異なった方向から該撮像対象像を入力し、所定の窓か
らの撮像対象像は該方向の情報から該窓に対応する箇所
の分割像を得ることができる。 そして、この光学系によ
って分割された各入力画像を再配置させる他の光学系と
を有して構成されている。
This spatial light switch will be described in detail later,
It has an optical system that divides the input image into a plurality (n: for example, 16 for convenience of description) corresponding to each window . This place
In this case, the image to be picked up is set for each window of the spatial light switch.
Input the target image from different directions, and
The image to be picked up is a part corresponding to the window from the information of the direction.
Can be obtained. Then, with another optical system that rearranges each input image divided by this optical system
Is configured.

【0027】この場合、空間光スイッチの窓に入力され
る画像は、たとえば図2(a)に示すようになってお
り、同図から明らかなように、16個の画像部分に分割
されるようになっいる。
In this case, the image input to the window of the spatial light switch is, for example, as shown in FIG. 2A, and as apparent from the figure, it is divided into 16 image portions. Has become.

【0028】この再配置光学系101における入力画像
の再配置は、制御装置110内の前記撮像対象104の
たとえば図示しない立体計測情報に基づいた再配置光学
系制御装置111によって制御されるようになってい
る。
The rearrangement of the input image in the rearrangement optical system 101 is controlled by the rearrangement optical system controller 111 in the controller 110, for example, based on stereoscopic measurement information (not shown) of the imaged object 104. ing.

【0029】そして、この再配置光学系101によって
再配置された各出力画像は、それぞれ結像光学系102
−1ないし102−nを介して、撮像素子103の撮像
面に結像されるようになっている。
Then, the respective output images rearranged by the rearrangement optical system 101 are respectively formed in the image forming optical system 102.
An image is formed on the image pickup surface of the image pickup element 103 via the -1 to 102-n.

【0030】結像光学系102−1ないし102−n
は、たとえば独立したレンズから構成され、それぞれの
倍率があらかじめ設定されて配置されている。
Imaging optical systems 102-1 to 102-n
Is composed of, for example, independent lenses, and their magnifications are preset and arranged.

【0031】このようにした場合の撮像素子103への
投影像は、たとえば図2(b)に示したようになってい
る。この図から明らかなように、撮像素子103はその
セルが64個で構成されており、撮像対象である部分は
それに関する多くの情報が取り込めるようになってお
り、それ以外の部分は少ない情報が取り込めるようにな
っている。
The projected image on the image sensor 103 in this case is as shown in FIG. 2B, for example. As is clear from this figure, the image sensor 103 is composed of 64 cells, so that a part to be imaged can take in a lot of information about it, and other parts have little information. It can be imported.

【0032】撮像素子103からの情報は、メモリ装置
112に記憶されるとともに、画像再構成装置113に
入力されるようになっている。
Information from the image pickup device 103 is stored in the memory device 112 and is also input to the image reconstructing device 113.

【0033】画像再構成装置113では、前記再配置光
学系101でなされた分割、再配置の逆変換を、前記再
配置光学系制御装置111からの情報に基づいて行なう
になっており、このような逆変換がなされた情報はモニ
タ114に入力されるようになっている。
In the image reconstructing device 113, the inverse conversion of the division and rearrangement made by the repositioning optical system 101 is performed based on the information from the repositioning optical system control device 111. The information that has been inversely converted is input to the monitor 114.

【0034】そして、このモニタ114には、図2
(c)に示したような画像が映像されるようになってい
る。この場合の画像は、その対象画像の部分においてそ
れ以外の部分よりも高解像度になって表示されたものと
なっている。
The monitor 114 is shown in FIG.
The image as shown in (c) is displayed. The image in this case is displayed with higher resolution in the part of the target image than in the other parts.

【0035】なお、上述した実施例では、再配置光学系
101の窓の数は16個に対して説明したが、たとえば
再配置光学系101の窓の数を図3(a)に示すように
64個としてもよいことはいうまでもなく、また、それ
以上の数であってもよいことはもちろんである。
In the above-mentioned embodiment, the number of windows of the rearrangement optical system 101 has been described as 16. However, for example, the number of windows of the rearrangement optical system 101 is as shown in FIG. Needless to say, the number may be 64, and the number may be more than that.

【0036】また、上述した実施例では、再配置光学系
制御装置111における再配置光学系101への制御は
図示しない立体計測情報に基づいて行なっているもので
あるが、これに限定されることはないことはもちろんで
ある。たとえば、入力手段115を用いてマニュアルで
インタラクティブに再配置光学系101を再配置光学系
制御手段を介して制御するようにしてもよい。このよう
にした場合、所定の部分において高解像度の撮像ができ
るようになる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the control of the rearrangement optical system control device 111 to the rearrangement optical system 101 is performed on the basis of stereoscopic measurement information (not shown), but the present invention is not limited to this. Of course not. For example, the rearrangement optical system 101 may be manually and interactively controlled using the input unit 115 via the rearrangement optical system control unit. In this case, high resolution imaging can be performed in a predetermined portion.

【0037】このように構成した撮像装置は、まず、撮
像対象像は、再配置光学系によって、その空間解像度を
高くしたい画像部分は倍率の高い光学系を透過させるこ
とにより、また、空間解像度を低くしたい画像部分は倍
率の低い光学系を透過させることにより、撮像素子の撮
像面に投影させるようになっている。
In the image pickup apparatus having the above-described structure, first, the image to be picked up is transmitted by the rearrangement optical system, and the image portion whose spatial resolution is desired to be increased is transmitted through the optical system having a high magnification. The image portion to be lowered is projected on the image pickup surface of the image pickup device by transmitting it through an optical system having a low magnification.

【0038】ここで、再配置光学系には、該画像のうち
解像度を高くしたい部分および低くしたい部分を自由に
設定できるものとなっている。
Here, in the rearrangement optical system, it is possible to freely set a portion for which the resolution is desired to be high and a portion for which the resolution is desired to be lowered in the image.

【0039】このため、撮像素子の撮像面の空間分解能
が一定であったとしても、拡大されて投影された画像部
分は高い解像度の情報が得られることになり、縮小され
て投影された画像部分は低い解像度の情報が得られるこ
とになる。
Therefore, even if the spatial resolution of the image pickup surface of the image pickup device is constant, the image portion which is enlarged and projected can obtain high resolution information, and the image portion which is reduced and projected is obtained. Will provide lower resolution information.

【0040】したがって、このような各情報に基づい
て、画像を再構成した場合に、所望の画像部分において
解像度の高い画像を、それ以外の画像エリアにおいて解
像度の低い画像を得ることができるようになる。
Therefore, when an image is reconstructed based on such information, it is possible to obtain an image with high resolution in a desired image portion and an image with low resolution in other image areas. Become.

【0041】それ故、少ない情報量にも拘らず、観察者
が注目したい部分において極めて高精細かつ高品質の画
像を得ることができるようになる。
Therefore, it is possible to obtain an extremely high-definition and high-quality image in a portion that the observer wants to pay attention to, despite the small amount of information.

【0042】実施例2.図4は、本発明による撮像装置
の他の実施例を示す要部構成図である。
Example 2. FIG. 4 is a main part configuration diagram showing another embodiment of the image pickup apparatus according to the present invention.

【0043】同図において、図1と特に異なる構成は、
再配置光学系101の撮像対象側の面に、その窓に対応
させて光路変更手段220−1ないし220−nが配置
されていることにある。
In the figure, the structure which is particularly different from that of FIG.
The optical path changing means 220-1 to 220-n are arranged on the surface of the rearrangement optical system 101 on the imaging target side so as to correspond to the windows.

【0044】この光路変更手段220−1ないし220
−nは、たとえば、ミラー、プリズム(光路変更手
段)、ズームレンズ、凹および凸レンズ等から構成され
ている。
The optical path changing means 220-1 to 220
-N is composed of, for example, a mirror, a prism (optical path changing means), a zoom lens, a concave lens and a convex lens.

【0045】このように構成された光路変更手段220
−1ないし220−nによって、それぞれ入射画像の画
角および方向を変化できるものとなっており、これによ
り、再配置光学系201の制御によって、広い範囲にわ
たる画角の情報を順次撮像することができるようにな
る。
The optical path changing means 220 configured as described above
-1 to 220-n can change the angle of view and the direction of the incident image, respectively, so that the information of the angle of view over a wide range can be sequentially captured by the control of the rearrangement optical system 201. become able to.

【0046】このため、単に一枚の画像の撮像だけでは
なく、複数の独立した画像を同時に撮像可能にできるよ
うになる。
Therefore, not only one image can be picked up, but also a plurality of independent images can be picked up at the same time.

【0047】この場合、様々な方向からの複数の画像を
同時に撮像でき、さらに、それぞれの画像の撮像倍率等
を、再配置空間光スイッチ201を制御することにより
インタラクティブに操作でき、したがって撮像装置の応
用範囲を拡大できる効果を有する。
[0047] In this case, it can simultaneously captured multiple images from various directions, further the imaging magnification and the like of each image, interactively be manipulated by controlling the rearrangement optical space switch 201, thus shooting ZoSo This has the effect of expanding the application range of the storage device.

【0048】実施例3.図5は、本発明による撮像装置
の他の実施例を示す概略構成図である。
Example 3. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the image pickup apparatus according to the present invention.

【0049】同図において、301は再配置光学系、3
2−1ないし32−nは独立した結像光学系であ
り、同図ではn=16となっている。また、303は撮
像素子、311は再配置光学系制御装置、312は画像
メモリ、313は画像再構成装置、314はモニタを示
している。
In the figure, 301 is a rearrangement optical system, 3
0 2-1 is to 3 0 2-n are independent imaging optical system, in the drawing has a n = 16. Further, 303 is an image sensor, 311 is a rearrangement optical system control device, 312 is an image memory, 313 is an image reconstruction device, and 314 is a monitor.

【0050】入射光304は、ハーフミラー307によ
って2つの光路305、306に分離され、そのうち光
路306上の入射光は結像レンズ308を介して空間周
波数分析装置321に結像されるようになっている。
The incident light 304 is split into two optical paths 305 and 306 by the half mirror 307, and the incident light on the optical path 306 is imaged on the spatial frequency analyzer 321 via the imaging lens 308. ing.

【0051】この空間周波数分析装置321は、再配置
光学系301の窓の数と同数の窓を有するサブ空間周波
数分析装置322から構成され、いずれかの窓の分割画
像の空間周波数が高いかを分析するようになっている。
This spatial frequency analyzing device 321 is composed of a sub-spatial frequency analyzing device 322 having the same number of windows as the windows of the rearrangement optical system 301, and determines whether the spatial frequency of the divided image of any window is high. It is designed to analyze.

【0052】そして、このような分析情報は、再配置光
学系制御装置311へフィードバックされるようになっ
ている。
Then, such analysis information is fed back to the rearrangement optical system control device 311.

【0053】すなわち、図6(a)に示すように、それ
ぞれの画像の空間周波数の基準空間周波数がf1より高
い成分の積分値の大小で、再配置光学系301の制御方
法が定められている。図6(b)に示すように分割画像
番号iの画像が最も高い空間周波数成分を持つ場合に、
その分割画像を最も高い倍率の拡大光学系を透過するよ
うに、再配置光学系301を制御するようになってい
る。同様に、その分割画像の空間周波数の高い成分の順
に、その透過する結像光学系302−1ないし302−
nの倍率を順次上げるようにして再配置光学系301を
制御するようになっている。
That is, as shown in FIG. 6A, the control method of the rearrangement optical system 301 is determined by the magnitude of the integrated value of the component whose reference spatial frequency of each image is higher than f1. . As shown in FIG. 6B, when the image of the divided image number i has the highest spatial frequency component,
The rearrangement optical system 301 is controlled so that the divided image is transmitted through the magnifying optical system having the highest magnification. Similarly, the transmitted image-forming optical systems 302-1 to 302- are arranged in the order of components having higher spatial frequencies of the divided images.
The rearrangement optical system 301 is controlled by sequentially increasing the magnification of n.

【0054】再配置光学系制御装置311では、空間周
波数分析装置321からの情報をもとに、空間周波数の
高い画像は拡大光学系を透過するように、空間周波数の
低い画像は縮小光学系を透過するように、再配置光学系
301を再配置するようになっている。
In the rearrangement optical system control device 311, based on the information from the spatial frequency analysis device 321, an image having a high spatial frequency is transmitted through the expansion optical system, and an image having a low spatial frequency is transmitted through the reduction optical system. The rearrangement optical system 301 is rearranged so as to be transmitted.

【0055】そして、この一連の再配置動作は、ある一
定の時間間隔で行なうようになっている。この時間間隔
は毎秒60回程度とすることにより、通常の動きを有す
る動画に対しても充分に対応できるようになる。
Then, this series of rearrangement operations is performed at certain fixed time intervals. By setting this time interval to about 60 times per second, it becomes possible to sufficiently cope with a moving image having normal movement.

【0056】一方、他の光路305上に分離された入射
光305は、再配置光学系301でn個の分割画像に分
割され、さらに再配置されるようになっている。
On the other hand, the incident light 305 separated on the other optical path 305 is divided into n divided images by the rearrangement optical system 301 and further rearranged.

【0057】このように再配置された画像は、結像光学
系302−1ないし32−nを介して撮像素子303
に結像されるようになっている。
[0057] Thus rearranged image, the imaging element 303 to the imaging optical system 302 - not through the 3 0 2-n
Is imaged on.

【0058】この撮像素子303上に結像された画像
は、撮像素子303によって電気信号に変換されて画像
メモリ312に格納されるようになっている。そして、
この画像情報は画像再構成装置313で再構成されてモ
ニタ314に出力されるようになっている。
The image formed on the image pickup device 303 is converted into an electric signal by the image pickup device 303 and stored in the image memory 312. And
This image information is reconstructed by the image reconstructing device 313 and output to the monitor 314.

【0059】実施例4.図7(a)は、実施例3にて説
明した空間周波数分析装置の他の実施例を示す構成図で
ある。この空間周波数分析装置は、図5におけるサブ空
間周波数分析装置322に対応したものである。
Example 4. FIG. 7A is a configuration diagram showing another embodiment of the spatial frequency analyzer described in the third embodiment. This spatial frequency analyzing apparatus corresponds to the sub spatial frequency analyzing apparatus 322 in FIG.

【0060】図7(a)において、レーザー光源403
からのコヒーレントからなるレーザ光は、コリメートレ
ンズ404で平行光になり、さらに、ミラー405およ
びハーフミラー406によって光路を変えられ、液晶位
相変調型空間変調器411の一方の面に入射されるよう
になっている。
In FIG. 7A, laser light source 403
The coherent laser light from is converted into parallel light by the collimator lens 404, the optical path is further changed by the mirror 405 and the half mirror 406, and is incident on one surface of the liquid crystal phase modulation type spatial modulator 411. Has become.

【0061】この液晶位相変調型空間変調器411は、
前記レーザ光の入射側から、透明電極410、液晶層4
09、ミラー408、光導電膜407の順次積層体から
構成され、光導電膜407と透明電極410との間には
交流電源412によって一定電圧が印加されるようにな
っている。
The liquid crystal phase modulation type spatial modulator 411 is
From the laser light incident side, the transparent electrode 410 and the liquid crystal layer 4
09, a mirror 408, and a photoconductive film 407 are sequentially laminated, and a constant voltage is applied between the photoconductive film 407 and the transparent electrode 410 by an AC power supply 412.

【0062】一方、前記液晶位相変調型空間変調器41
1の前記レーザ光が入射される側と反対側の面には、分
析対象である像の入射光413が入射されるようになっ
ており、その強度分布が光導電膜407の抵抗値を空間
的に変調させ、液晶層409に印加されている電圧を変
調させるようになっている。
On the other hand, the liquid crystal phase modulation type spatial modulator 41.
The incident light 413 of the image to be analyzed is incident on the surface opposite to the laser light incident side of No. 1, and the intensity distribution thereof causes the resistance value of the photoconductive film 407 to be spatial. The voltage applied to the liquid crystal layer 409 is modulated.

【0063】液晶層409はその印加電圧により屈折率
が変化する性質を有していることから、前記入射光41
3の強度分布に対応する位相変調像が液晶層409に形
成できることになる。
Since the liquid crystal layer 409 has a property that the refractive index changes depending on the applied voltage, the incident light 41
A phase modulation image corresponding to the intensity distribution of No. 3 can be formed on the liquid crystal layer 409.

【0064】このため、液晶位相変調型空間変調器41
1に入射したレーザ光は、入射光413の強度分布に対
応する像のパターンで位相変調されることになる。
Therefore, the liquid crystal phase modulation type spatial modulator 41
The laser light incident on the No. 1 is phase-modulated in the image pattern corresponding to the intensity distribution of the incident light 413.

【0065】そして、位相変調されたレーザ光は、フー
リエ変換レンズ401によってフーリエ変換されて撮像
素子402に投射されるようになっている。この投射像
は入射光413の像のフーリエ変換像であることから、
それ自体、空間周波数の分布像となっている。
The phase-modulated laser light is Fourier transformed by the Fourier transform lens 401 and projected onto the image pickup element 402. Since this projection image is a Fourier transform image of the image of the incident light 413,
As such, it is a spatial frequency distribution image.

【0066】そして、この像は、撮像素子402で検出
されるとともに制御装置420によって分析されること
によって、その空間周波数の分布が検出されるようにな
っている。
Then, this image is detected by the image pickup element 402 and analyzed by the control device 420, so that the distribution of the spatial frequency is detected.

【0067】ここで、撮像素子402に投射されるフー
リエ変換像は、図7(b)に示すようになっている。
Here, the Fourier transform image projected on the image pickup element 402 is as shown in FIG. 7B.

【0068】同図において、撮像素子402は、それ中
央に円形状の孔を有しており、その孔を除く領域(斜線
部)が光を検知できる領域となっている。前記孔の中心
から離れるにしたがって空間周波数が高くなることを示
し、その孔の半径は空間周波数f1に相当したものとな
っている。
In the figure, the image pickup element 402 has a circular hole in the center thereof, and the region (hatched portion) excluding the hole is a region where light can be detected. It is shown that the spatial frequency increases as the distance from the center of the hole increases, and the radius of the hole corresponds to the spatial frequency f1.

【0069】フーリエ変換像430は、前記孔が形成さ
れた領域に重ねられて投射されることから、該孔の半径
を超えて投射された部分がある場合、入射光413の像
における空間周波数のうちf1の値より高い成分の積分
値が瞬時に検出できるようになっている。
Since the Fourier transform image 430 is projected so as to be superimposed on the area where the hole is formed, when there is a projected portion that exceeds the radius of the hole, the spatial frequency of the image of the incident light 413 is changed. The integrated value of the component higher than the value of f1 can be instantly detected.

【0070】この場合、撮像素子402には、必ずしも
孔が設けられている必要はなく、一般におけるアレイ素
子であってもよい。しかし、この場合、一定の空間周波
数を超える成分の積分値を瞬時に検出するには、積分手
段を付加させる構成とする必要があることはもちろんで
ある。
In this case, the image pickup element 402 does not necessarily need to be provided with holes, and may be a general array element. However, in this case, it goes without saying that it is necessary to add an integrating means in order to instantaneously detect the integrated value of a component exceeding a certain spatial frequency.

【0071】なお、このような空間周波数分析装置につ
いては、たとえば、光学、Vo.23、No.5、pp
315〜320、1994、「位相変調型空間光変調器
を用いた光相関システム、豊田晴義、吉田成浩、向坂直
久、小林祐二、原勉 著」に詳述されている。
Regarding such a spatial frequency analyzer, for example, optical, Vo. 23, No. 5, pp
315-320, 1994, "Optical correlation system using phase modulation type spatial light modulator, Haruyoshi Toyota, Narihiro Yoshida, Naohisa Kosaka, Yuji Kobayashi, Tsutomu Hara".

【0072】上述した各実施例に示した撮像装置によれ
ば、まず、撮像対象を含む画像は、再配置光学系によっ
て、その空間解像度を高くしたい画像部分は倍率の高い
光学系を透過させることにより、また、空間解像度を低
くしたい画像部分は倍率の低い光学系を透過させること
により、撮像素子の撮像面に投影させるようになってい
る。
According to the image pickup apparatus shown in each of the above-described embodiments, the image including the image pickup object is first transmitted by the rearrangement optical system so that the image portion whose spatial resolution is desired to be increased is transmitted through the optical system having a high magnification. In addition, an image portion for which the spatial resolution is desired to be lowered is transmitted through an optical system having a low magnification so as to be projected on the image pickup surface of the image pickup device.

【0073】ここで、再配置光学系は、該画像のうち解
像度を高くしたい部分および低くしたい部分を自由にマ
ニュアルであるいは自動的に設定できるものとなってい
る。
Here, the rearrangement optical system can freely and manually set a portion of the image for which the resolution is desired to be high and a portion for which the resolution is desired to be lowered.

【0074】このため、撮像素子の撮像面の空間分解能
が一定であったとしても、拡大されて投影された画像部
分は高い解像度の情報が得られることになり、縮小され
て投影された画像部分は低い解像度の情報が得られるこ
とになる。
Therefore, even if the spatial resolution of the image pickup surface of the image pickup device is constant, high-resolution information can be obtained from the enlarged and projected image portion, and the reduced and projected image portion is obtained. Will provide lower resolution information.

【0075】したがって、このような各情報に基づい
て、画像を再構成した場合に、所望の画像部分において
解像度の高い画像を、それ以外の画像エリアにおいて解
像度の低い画像を得ることができるようになる。
Therefore, when an image is reconstructed based on such information, it is possible to obtain an image with high resolution in a desired image portion and an image with low resolution in other image areas. Become.

【0076】それ故、少ない情報量にも拘らず、観察者
が注目したい部分において極めて高精細かつ高品質の画
像を得ることができるようになる。
Therefore, it is possible to obtain an extremely high-definition and high-quality image in a portion that the observer wants to pay attention to, despite the small amount of information.

【0077】図8(a)は、前記再配置光学系の一実施
例を示す概略構成図であり、同図(b)はその等価図で
ある。
FIG. 8A is a schematic diagram showing an embodiment of the repositioning optical system, and FIG. 8B is an equivalent diagram thereof.

【0078】同図は説明を簡単にするため、4入力4出
力のものについて説明しており、501は液晶空間変調
器、502は偏光ビームスプリッタアレイ、503ない
し506に入射光(直線偏光)、507ないし510は
出射光(直線偏光)を示している。また、513−1は
ツイスト状態の液晶分子の配列を、513−2はホメオ
トロピック状態の液晶分子の配列を示している。
For simplification of description, the figure illustrates a 4-input 4-output type. 501 is a liquid crystal spatial modulator, 502 is a polarization beam splitter array, and incident light (linearly polarized light) is incident on 503 to 506. Reference numerals 507 to 510 denote emitted light (linearly polarized light). Reference numeral 513-1 shows the arrangement of liquid crystal molecules in the twisted state, and reference numeral 513-1 shows the arrangement of liquid crystal molecules in the homeotropic state.

【0079】513−1のツイスト状態では入射偏光は
90°回転し、513−2のホメトロピック状態では、
入射偏光はそのまま透過するようになっている。
In the twist state of 513-1, the incident polarized light is rotated by 90 °, and in the homeotropic state of 513-2,
The incident polarized light is transmitted as it is.

【0080】同図から明らかなように、入射光は、その
偏光の方向によって偏光ビームスプリッタアレイ502
内でその光路が変えられるようになっている。
As is apparent from the figure, the incident light has a polarization beam splitter array 502 depending on its polarization direction.
The optical path can be changed inside.

【0081】なお、同図(b)において、511はスイ
ッチエレメントで液晶空間光変調器に対応しており、5
12はルーティングエレメントで偏光ビームスプリッタ
アレイに対応している。
In FIG. 11B, a switch element 511 corresponds to the liquid crystal spatial light modulator.
Reference numeral 12 denotes a routing element corresponding to the polarization beam splitter array.

【0082】図9は、偏光多重使用時の128入力12
8出力の再配置光学系の実施例を示す構成図である。同
図(a)は上面図であり、(b)は側面図である。前述
した再配置光学系と同様の動作を行ない、521は液晶
空間光変調器、522は光ビームスプリッタアレイ、5
30は入射光、531は出射光を示している。
FIG. 9 shows 128 inputs 12 when using polarization multiplexing.
It is a block diagram which shows the Example of the rearrangement optical system of 8 outputs. The figure (a) is a top view and the figure (b) is a side view. An operation similar to that of the above-mentioned rearrangement optical system is performed, 521 is a liquid crystal spatial light modulator, 522 is a light beam splitter array,
Reference numeral 30 denotes incident light and 531 denotes outgoing light.

【0083】なお、このような再配置光学系構成する空
間光スイッチについては、たとえば特開平6−3500
8号公報に詳述されている。
A spatial optical switch constituting such a rearrangement optical system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-3500.
No. 8, which is described in detail.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による撮像装置によれば、少ない情報量にも拘ら
ず、観察者が注目したい部分において極めて高精細かつ
高品質の画像を得ることができるようになる。
As is apparent from the above description,
According to the imaging device of the present invention, it is possible to obtain an extremely high-definition and high-quality image in a portion that the observer wants to pay attention to, despite a small amount of information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による撮像装置の一実施例を示す概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image pickup apparatus according to the present invention.

【図2】 図1に示した撮像装置の作用を説明するため
の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an operation of the image pickup apparatus shown in FIG.

【図3】 図1の実施例に対する他の実施例を説明する
ための説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining another embodiment to the embodiment of FIG.

【図4】 本発明による撮像装置の他の実施例を示す概
略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the image pickup apparatus according to the present invention.

【図5】 本発明による撮像装置の他の実施例を示す概
略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the image pickup apparatus according to the present invention.

【図6】 図5に示した撮像装置の作用を説明するため
の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an operation of the image pickup apparatus shown in FIG.

【図7】 図5の実施例に対する他の実施例を説明する
ための説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining another embodiment to the embodiment of FIG.

【図8】 本発明による撮像装置に適用される再配置光
学系の一実施例を示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a rearrangement optical system applied to an image pickup apparatus according to the present invention.

【図9】 再配置光学系の他の実施例を示す概略構成図
である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the rearrangement optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…再配置光学系、102…結像光学系、103…
撮像素子、104…撮像対象、111…再配置光学系制
御装置、112…画像メモリ、113…画像再構成装
置、115…入力手段。
101 ... Rearrangement optical system, 102 ... Imaging optical system, 103 ...
Image pickup device, 104 ... Imaging target, 111 ... Rearrangement optical system control device, 112 ... Image memory, 113 ... Image reconstruction device, 115 ... Input means.

フロントページの続き (72)発明者 岡村 正通 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−35008(JP,A) 特開 平2−260782(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/335 H04N 5/222 - 5/257 Front page continuation (72) Inventor Masamichi Okamura 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-6-35008 (JP, A) JP-A-2-260782 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/335 H04N 5/222-5/257

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の入力部および出力部を有する空間
光スイッチから構成される再配置光学系と、 前記再配置光学系の各入力部に配置されたそれぞれ所定
の入射方向を有する複数の光路変換手段と、 前記再配置光学系の各出力部に配置されたそれぞれ所定
の倍率に設定された複数の結像光学系と、 前記再配置光学系への前記入射方向によって定まる複数
の入力のうち解像度を高くする部分の画像に対応する入
力を高倍率の結像光学系に出力し透過させるとともに解
像度を低くする部分の画像に対応する入力を低倍率の結
像光学系に出力し透過させるように前記再配置光学系を
制御する再配置光学系制御手段と、 前記複数の結像光学系からの画像が投影される撮像素子
と、 前記撮像素子からの画像情報を前記再配置光学系の制御
情報に基づいて再構成する画像再構成手段とからなるこ
とを特徴とする撮像装置。
1. A rearrangement optical system including a spatial light switch having a plurality of input sections and an output section, and a plurality of optical paths arranged at respective input sections of the rearrangement optical system and having respective predetermined incident directions. Conversion means, a plurality of imaging optical systems arranged at respective output parts of the repositioning optical system and set to a predetermined magnification, and a plurality of inputs determined by the incident direction to the repositioning optical system The input corresponding to the image of the part with high resolution is output to the high-magnification imaging optical system and transmitted, and the input corresponding to the image of the part with low resolution is output to the low-magnification imaging optical system and transmitted. A rearrangement optical system control means for controlling the rearrangement optical system, an image pickup device onto which an image from the plurality of imaging optical systems is projected, and image information from the image pickup device is controlled by the rearrangement optical system. Based on information Imaging device characterized by comprising the image reconstruction means for reconstructing Te.
【請求項2】 請求項1に記載の撮像装置において、 前記再構成された画像の中で解像度を高くする部分およ
び解像度を低くする部分を再配置光学系制御手段に対し
て設定可能な入力手段を備えたことを特徴とする撮像装
置。
2. The image pickup device according to claim 1, wherein a portion of the reconstructed image having a higher resolution and a portion having a lower resolution can be set with respect to the rearrangement optical system control means. An image pickup apparatus comprising:
【請求項3】 請求項1に記載の撮像装置において、 前記再配置光学系の入力部と対応した同数、同配列のサ
ブ空間周波数分析手段からなる空間周波数分析手段と、 前記空間周波数分析手段に入射光を結像させる結像レン
ズとを備え、 前記空間周波数分析手段は、 前記結像レンズによる画像を前記サブ空間周波数分析手
段で分析することにより、前記再配置光学系の各入力部
に対応する画像それぞれの空間周波数の分析情報を得る
ように構成され、 前記再配置光学系制御手段は、 前記空間周波数分析手段の分析情報に基づいて、前記再
配置光学系への複数の入力のうち空間周波数の高い部分
の画像に対応する入力を高倍率の結像光学系に出力し透
過させるとともに空間周波数の低い部分の画像に対応す
る入力を低倍率の結合光学系に出力し透過させるように
前記再配置光学系を制御するように構成されていること
を特徴とする撮像装置。
3. The image pickup device according to claim 1, wherein the spatial frequency analyzing means comprises sub-spatial frequency analyzing means of the same number and arrangement corresponding to the input section of the rearrangement optical system, and the spatial frequency analyzing means. An image forming lens for forming an image of incident light is provided, and the spatial frequency analyzing unit corresponds to each input unit of the rearrangement optical system by analyzing an image formed by the image forming lens by the sub spatial frequency analyzing unit. Configured to obtain analysis information of the spatial frequency of each image, the relocation optical system control means, based on the analysis information of the spatial frequency analysis means, the space among the plurality of inputs to the relocation optical system. The input corresponding to the image of the high frequency part is output to the high-magnification imaging optical system and transmitted, and the input corresponding to the image of the low spatial frequency part is output to the low-magnification coupling optical system. An imaging device configured to control the rearrangement optical system so as to transmit light.
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