JP4948990B2 - 撮像装置、並びにその製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
特に、デジタルカメラに象徴されるように撮像面は従来のフィルムに変わって固体撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device),CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサが使用されているのが大半である。
この撮像レンズ装置1は、光学系2とCCDやCMOSセンサ等の撮像素子3とを有する。
光学系は、物体側レンズ21,22、絞り23、および結像レンズ24を物体側(OBJS)から撮像素子3側に向かって順に配置されている。
図35(A)〜(C)は、撮像レンズ装置1の撮像素子3の受光面でのスポット像を示している。
また、伝達関数を用いたフィルタ処理を行うデジタルカメラの自動露出制御システムが提案されている(たとえば特許文献6参照)。
"Wavefront Coding;jointly optimized optical and digital imaging systems",Edward R.Dowski,Jr.,Robert H.Cormack,Scott D.Sarama. "Wavefront Coding;A modern method of achieving high performance and/or low cost imaging systems",Edward R.Dowski,Jr.,Gregory E.Johnson.
したがって、単焦点でのレンズではともかく、ズーム系やAF系などのレンズでは、その光学設計の精度の高さやそれに伴うコストアップが原因となり採用するには大きな問題を抱えている。
換言すれば、従来の撮像装置においては、適正なコンボリューション演算を行うことができず、ワイド(Wide)時やテレ(Tele)時のスポット(SPOT)像のズレを引き起こす非点収差、コマ収差、ズーム色収差等の各収差を無くす光学設計が要求される。
しかしながら、これらの収差を無くす光学設計は光学設計の難易度を増し、設計工数の増大、コスト増大、レンズの大型化の問題を引き起こす。
したがって、たとえば上述した位相板等の光波面変調素子とその後の信号処理を用いるような、光学系と信号処理を含めた光学システムでは、暗所での撮影を行う場合、ノイズが増幅してしまい、復元画像に影響を与えてしまうという不利益がある。
たとえ復元処理を行ってもボカして復元するという工程上、完全には復元することは困難である。そのため、復元画が良好となるようなボカシ方をする必要がある。
また、光学系を簡単化でき、コスト低減を図ることができ、しかも適切な画質の、ノイズの影響が小さく、良好な復元画像を得ることができる利点がある。
図1においては、撮像素子120を一例としてCCDとして記載している。
このとき、光学系110に含まれる光波面変調素子と撮像素子120を相対的に回転させて取り付け位置が設定されている。
この場合、光学系110と撮像素子120の取り付け位置は、光学系110を通過したPSFに係る出力信号が、基準位置のPSFに係る出力信号より多くの画素に入力するように回転させて設定されている。
より具体的には、取り付け位置は、アナログ信号からデジタル信号に変換する際に生じるサンプリング効果によりPSFの出力信号が、PSFの所定の頂部に対向する縁部において、直線的に配列される複数の画素にまで入力するように設定されている。換言すると、アナログ信号からデジタル信号に変換する際に生じるサンプリング効果によりPSFの出力信号が、PSFの頂部に対する斜め側部において、頂部から斜め側部の先端部までの間の複数個所で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素にまで入力するように設定されている。
また、後で図解するように、光学系110を通過したPSFが、アナログ信号からデジタル信号への変換後の変調伝達関数(MTF)において、複数のアジマス方向(本実施形態においては全アジマス方向)において等しくなるように配置されている。
タイミングジェネレータ131では、撮像素子120のCCDの駆動タイミングを生成しており、A/Dコンバータ132は、CCDから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像処理装置140に出力する。
画像処理装置140は、制御装置190の露出情報に応じて、光学的伝達関数(OTF)に対してフィルタ処理を行う。なお、露出情報として絞り情報を含む。
画像処理装置140は、撮像素子120からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成する機能を有する。また、画像信号処理部は、最初のステップでノイズ低減フィルタリングを施す機能を有する。
画像処理装置140の処理については後でさらに詳述する。
また、図3は、本実施形態に係る撮像レンズ装置の望遠側のズーム光学系の構成例を模式的に示す図である。
そして、図4は、本実施形態に係るズーム光学系の広角側の像高中心のスポット形状を示す図であり、図5は、本実施形態に係るズーム光学系の望遠側の像高中心のスポット形状を示す図である。
たとえば、本実施形態においては、可変絞り110aが設けられ、露出制御(装置)において可変絞りの絞り度(開口度)を制御する。
また、本実施形態においては、光波面変調素子である位相板を用いて規則的に分散した画像を形成する場合について説明したが、通常の光学系として用いるレンズで光波面変調素子と同様に規則的に分散した画像を形成できるものを選択した場合には、光波面変調素子を用いずに光学系のみで実現することができる。この際は、後述する位相板に起因する分散に対応するのではなく、光学系に起因する分散に対応することとなる。
図で示された位相板113aは、光学系により収束される光束を規則正しく分散する光学レンズである。この位相板を挿入することにより、撮像素子120上ではピントのどこにも合わない画像を実現する。
換言すれば、位相板113aによって深度の深い光束(像形成の中心的役割を成す)とフレアー(ボケ部分)を形成している。
この規則的に分散した画像をデジタル処理により、光学系110を移動させずにピントの合った画像に復元する手段を波面収差制御光学系システム、あるいは深度拡張光学系システム(DEOS:Depth Expantion Optical system)といい、この処理を画像処理装置140において行う。
図6に示すように、被写体の画像fがDEOS光学系Hに入ることにより、g画像が生成される。
これは、次のような式で表される。
g=H*f
ただし、*はコンボリューションを表す。
f=H-1*g
光学切り替え情報をKPn,KPn−1・・・とする。また、それぞれのH関数をHn,Hn−1、・・・・とする。
各々のスポット像が異なるため、各々のH関数は、次のようになる。
ここで、各々のH関数はメモリに格納しておいても構わないし、PSFを物体距離の関数としておき、物体距離によって計算し、H関数を算出することによって任意の物体距離に対して最適なフィルタを作るように設定できるようにしても構わない。また、H関数を物体距離の関数として、物体距離によってH関数を直接求めても構わない。
以下、この特徴について説明する。
図7(A)は焦点が0.2mmずれた場合(Defocus=0.2mm)、図7(B)が合焦点の場合(Best focus)、図7(C)が焦点が−0.2mmずれた場合(Defocus=−0.2mm)の各スポット像を示している。
図7(A)〜(C)からもわかるように、本実施形態に係る撮像装置100においては、位相板113aを含む波面形成用光学素子群113によって深度の深い光束(像形成の中心的役割を成す)とフレアー(ボケ部分)が形成される。
本実施形態においては、高精細な最終画像は後段の、たとえばデジタルシグナルプロセッサ(Digital Signal Processor)からなる画像処理装置140の補正処理に任せるため、図8(A),(B)に示すように、1次画像のMTFは本質的に低い値になっている。
このとき、光学系110に含まれる光波面変調素子と撮像素子120を相対的に回転させて取り付け位置が設定されている。
この場合、光学系110と撮像素子120の取り付け位置は、光学系110を通過したPSFに係る出力信号が、基準位置のPSFに係る出力信号より多くの画素に入力するように回転させて設定されている。
図10(A),(B)は、図9のアナログPSFのA/D変換後のデジタルPSFを示す図である。
図11(A),(B)は、図10(A),(B)のデジタルPSFのMTを示す図である。
図12(A),(B)は基準位置の場合のアナログPSFと、デジタルPSFを模式的に示す図である。
また、図13(A),(B)は45度回転後のアナログPSFと、デジタルPSFを模式的に示す図である。
図からもわかるように、アナログでは回転を加えても軸方向のMTFは変わらない。
そして、回転に伴い、アナログ信号からデジタル信号に変換する際のサンプリングする対象が変化するため、図10(A),(B)に示すように、デジタルPSFの形状が変化する。
この形状は、アナログPSFの平面的に見た場合に、頂点部があり三角形に近いが、その頂部TXに対向する底辺部(縁部)BXは、図12(B)に示すように、図12(A)のオリジナルと略同様に、直線的にならず、頂部TX側に寄った弓なり状な形状となる。
換言すると、PSFの頂部TXに対する斜め側部SXにおいて、頂部TXから斜め側部SXの先端部SXTまでの間の複数個所で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素にまで入力するように設定されている。
より具体的には、図13(A)の例では、頂部TXから斜め側部SX1の先端部SXT1までの間の複数個所(この例では2箇所)で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素、すなわち、画素gとj、および画素bとeにまでまたがるように設定されている。
同様に、頂部TXから斜め側部SX2の先端部SXT2までの間の複数個所(この例では2箇所)で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素、すなわち、画素gとl、および画素cとiにまでまたがるように設定されている。
すなわち、PSFの回転に伴い、サンプリング対象が変化するため、より多くの画素に入力するデジタルPSFの形状に変化する。
そして、PSFは、頂部TXを通る中心線を中心に略左右対称である。
このサンプリング効果を利用して、光学系110を通過したPSFが、アナログ信号からデジタル信号への変換後のMTFにおいて、複数のアジマス方向(本実施形態においては全アジマス方向)において等しくなるように配置されている。
なお、本実施形態においては、45度回転させた場合について説明したが、図9(A)の状態から90度、180度、270度以外で回転させても図9(A)の状態よりも複数の画素にわたってかかる(またぐ)ようになり、本発明の効果を十分に発現することができる。
また、図9(A)に示すPSFの場合には45度回転させた場合がかかる(またぐ)画素が多くなるが、他のPSFの場合には45度以外の回転状態の場合がかかる(またぐ)画素が多い状態となるケースもある。
以下に、調整装置の基本的な構成について説明する。
また、レンズ調整駆動部210は、調整制御部260に指示に従って、レンズ系212を光軸を中心に所定角度回転可能に構成されている。
タイミングジェネレータ231では、調整制御部260の制御の下、センサ(撮像素子)220のCCDの駆動タイミングを生成しており、A/Dコンバータ232は、CCDから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、バッファメモリ240に可能する。
また、タイミングジェネレータ231は、調整制御部260の制御の下、センサ220に対するレンズ212の位置を調整し、ピント等を調整するための駆動信号をモータドライバ213に供給する。
以下、深度拡張光学系を採用した場合の各部構成および機能についてさらに説明する。
図17は、前記波面収差の形状と0.5λ以下の範囲を太線で表したものである。
ただし、λはたとえば可視光領域、赤外領域の波長を用いる。
図18中曲線Bで示す特性は、たとえば本実施形態のように、波面形成用光学素子を用いずに波面を変形させない場合に得られる特性である。
なお、本実施形態における全ての補正は、空間周波数のパラメータによる。
たとえば、図18のMTF特性の場合、空間周波数に対するエッジ強調の曲線は、図19に示すようになる。
本実施形態では、撮像素子120による1次画像は深度が非常に深い光束条件にしている。そのために、1次画像のMTFは本質的に低い値になっており、そのMTFの補正を画像処理装置140で行う。
物点の1点から発散された球面波は結像光学系を通過後、収斂波となる。そのとき、結像光学系が理想光学系でなければ収差が発生する。波面は球面でなく複雑な形状となる。幾何光学と波動光学の間を取り持つのが波面光学であり、波面の現象を取り扱う場合に便利である。
結像面における波動光学的MTFを扱うとき、結像光学系の射出瞳位置における波面情報が重要となる。
MTFの計算は結像点における波動光学的強度分布のフーリエ変換で求まる。その波動光学的強度分布は波動光学的振幅分布を2乗して得られるが、その波動光学的振幅分布は射出瞳における瞳関数のフーリエ変換から求まる。
さらにその瞳関数はまさに射出瞳位置における波面情報(波面収差)そのものからであることから、その光学系110を通して波面収差が厳密に数値計算できればMTFが計算できることになる。
本実施形態においても、波面の形状変化を波面形成用光学素子で行うのが主であるが、まさにphase(位相、光線に沿った光路長)に増減を設けて目的の波面形成を行っている。
そして、目的の波面形成を行えば、射出瞳からの射出光束は、図7(A)〜(C)に示す幾何光学的なスポット像からわかるように、光線の密な部分と疎の部分から形成される。
この光束状態のMTFは空間周波数の低いところでは低い値を示し、空間周波数の高いところまでは何とか解像力は維持している特徴を示している。
すなわち、この低いMTF値(または、幾何光学的にはこのようなスポット像の状態)であれば、エリアジングの現象を発生させないことになる。
つまり、ローパスフィルタが必要ないのである。
そして、後段のDSP等からなる画像処理装置140でMTF値を低くしている原因のフレアー的画像を除去すれば良いのである。それによってMTF値は著しく向上する。
図21は、光波面変調素子を有する本実施形態の光学系の場合において物体が焦点位置にあるときと焦点位置から外れたときのMTFのレスポンスを示す図である。
また、図22は、本実施形態に係る撮像装置のデータ復元後のMTFのレスポンスを示す図である。
この光学系によって結像された画像を、コンボリューションフィルタによる処理によって、MTFのレスポンスが向上する。
なぜなら、図22に示した復元後のOTFを達成するためには復元フィルタでゲインを上げることになるが、センサのノイズも同時に上げることになる。そのため、ナイキスト周波数付近の高周波ではできるたけゲインを上げずに復元を行うことが好ましい。
通常の光学系の場合、ナイキスト周波数でのMTFが0.1以上あれば解像する。
したがって、復元前のMTFが0.1以上あれば復元フィルタでナイキスト周波数でのゲインを上げずに済む。復元前のMTFが0.1未満であると、復元画像がノイズの影響を大きく受けた画像になるため好ましくない。
なお、露出情報には、絞り情報が含まれる。
絞りを絞って撮影を行う場合、絞りによって光波面変調素子を形成する位相板113aが覆われてしまい、位相が変化してしまうため、適切な画像を復元することが困難となる。
そこで、本実施形態においては、本例のように、露出情報中の絞り情報に応じたフィルタ処理を行うことによって適切な画像復元を実現している。
まず、露出情報(RP)が検出されコンボリューション制御部144に供給される(ST101)。
コンボリューション制御部144においては、露出情報RPから、カーネルサイズ、数値演係数がレジスタにセットされる(ST102)。
そして、撮像素子120で撮像され、AFE130を介して二次元コンボリューション演算部142に入力された画像データに対して、レジスタに格納されたデータに基づいてコンボリューション演算が行われ、演算され変換されたデータがカメラ信号処理部150に転送される(ST103)。
図27の例は露出情報に応じたフィルタカーネルを予め用意した場合のブロック図である。
図28の例は、信号処理部の最初にノイズ低減フィルタ処理のステップを有し、フィルタカーネルデータとして露出情報に応じたノイズ低減フィルタ処理ST1を予め用意した場合のブロック図である。
2次元コンボリューション演算部142においては、前記ノイズ低減フィルタST1を施した後、カラーコンバージョン処理ST2によって色空間を変換、その後カーネルデータを用いてコンボリューション処理ST3を施す。
再度ノイズ処理ST4を行い、カラーコンバージョン処理ST5によって元の色空間に戻す。カラーコンバージョン処理は、たとえばYCbCr変換が挙げられるが、他の変換でも構わない。
なお、再度のノイズ処理ST4は省略することも可能である。
図29の例は、露出情報に応じたOTF復元フィルタを予め用意した場合のブロック図である。
2次元コンボリューション演算部142は、ノイズ低減処理ST11、カラーコンバージョン処理ST12の後に、前記OTF復元フィルタを用いてコンボリューション処理ST13を施す。
再度ノイズ処理ST14を行い、カラーコンバージョン処理ST15によって元の色空間に戻す。カラーコンバージョン処理は、たとえばYCbCr変換が挙げられるが、他の変換でも構わない。
なお、ノイズ低減処理ST11、ST14は、いずれか一方のみでもよい。
図30の例は、ノイズ低減フィルタ処理のステップを有し、フィルタカーネルデータとして露出情報に応じたノイズ低減フィルタを予め用意した場合のブロック図である。
露出設定時に決まる露出情報を取得し、コンボリューション制御部144を通じてカーネルデータを選択制御する。
2次元コンボリューション演算部142においては、ノイズ低減フィルタ処理ST21を施した後、カラーコンバージョン処理ST22によって色空間を変換、その後カーネルデータを用いてコンボリューション処理ST23を施す。
再度、露出情報に応じたノイズ処理ST24を行い、カラーコンバージョン処理ST25によって元の色空間に戻す。カラーコンバージョン処理は、たとえばYCbCr変換が挙げられるが、他の変換でも構わない。
なお、ノイズ低減処理ST21は省略することも可能である。
図31は、撮像素子120からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成するが画像処理装置300の構成例を示している。
また一方、所定の狭い範囲内に収差が生じない画像処理を施すことにより、所定の狭い範囲外の画像にぼけ味を出すことも可能になる。
本例においては、主被写体までの距離を、距離検出センサを含む物体概略距離情報検出装置400により検出し、検出した距離に応じて異なる画像補正の処理を行うことにように構成されている。
この構成の他にも、以下の構成を採用することが可能である。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置301が、係数選択手段としての画像処理演算プロセッサ303で選択された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置301が、変換係数演算手段としての画像処理演算プロセッサ303で得られレジスタ302に格納された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
第2変換係数記憶手段としても機能するレジスタ302に、位相板113aに起因する収差に対応した変換係数を予め記憶する。
そして、被写体距離情報生成手段としての物体概略距離情報検出装置400により生成された距離情報に基づき、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ303が、補正値記憶手段としてのレジスタ302から被写体までの距離に応じた補正値を選択する。
変換手段としてのコンボリューション装置301が、第2変換係数記憶手段としてのレジスタ302から得られた変換係数と、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ303により選択された補正値とに基づいて画像信号の変換を行う。
図32は、撮像素子120からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成するが画像処理装置300Aの構成例を示している。
そこで、本実施形態においては、ズーム情報検出装置500を設け、ズーム位置に応じて適正なコンボリューション演算を行い、ズーム位置によらず適性な焦点合わせ画像を得るように構成されている。
この構成の他にも、以下の構成を採用することが可能である。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置301が、係数選択手段としての画像処理演算プロセッサ303で選択された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
そして、変換手段としてのコンボリューション装置301が、変換係数演算手段としての画像処理演算プロセッサ303で得られレジスタ302に格納された変換係数によって、画像信号の変換を行う。
第2変換係数記憶手段としても機能するレジスタ302に、位相板113aに起因する収差に対応した変換係数を予め記憶する。
そして、ズーム情報生成手段としてのズーム情報検出装置500により生成されたズーム情報に基づき、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ303が、補正値記憶手段としてのレジスタ302からズーム光学系のズーム位置またはズーム量に応じた補正値を選択する。
変換手段としてのコンボリューション装置301が、第2変換係数記憶手段としてのレジスタ302から得られた変換係数と、補正値選択手段としての画像処理演算プロセッサ303により選択された補正値とに基づいて画像信号の変換を行う。
この例では、物体距離情報とズーム情報で2次元的な情報を形成し、露出情報が奥行きのような情報を形成している。
また、図23、図24、および図25のカーネルデータ格納ROMに関しても、光学倍率、Fナンバやそれぞれのカーネルのサイズ、値に対して用いられるものとは限らない。また用意するカーネルデータの数についても3個とは限らない。
図33のように3次元、さらには4次元以上とすることで格納量が多くなるが、種々の条件を考慮してより適したものを選択することができるようになる。情報としては、上述した露出情報、物体距離情報、ズーム情報等であればよい。
また一方、所定の狭い範囲内に収差が生じない画像処理を施すことにより、所定の狭い範囲外の画像にぼけ味を出すことも可能になる。
その結果、復元画が良好となるようなボカシを実現でき、適切な画質の、ノイズの影響が小さく、良好な復元画像を得ることができる利点がある。
また、光学系を簡単化でき、コスト低減を図ることができ、しかも適切な画質の、ノイズの影響が小さい復元画像を得ることができる利点がある。
また、コンボリューション演算時に用いるカーネルサイズやその数値演算で用いられる係数を可変とし、操作部180等の入力により知り、適性となるカーネルサイズや上述した係数を対応させることにより、倍率やデフォーカス範囲を気にすることなくレンズ設計ができ、かつ精度の高いコンボリュ−ションによる画像復元が可能となる利点がある。
また、難度が高く、高価でかつ大型化した光学レンズを必要とせずに、かつ、レンズを駆動させること無く、撮影したい物体に対してピントが合い、背景はぼかすといった、いわゆる自然な画像を得ることができる利点がある。
そして、本実施形態に係る撮像装置100は、デジタルカメラやカムコーダー等の民生機器の小型、軽量、コストを考慮されたDEOSの光学システムに使用することが可能である。
また、光学系110の構成を簡単化でき、製造が容易となり、コスト低減を図ることができる。
画質向上のため、可能な限りコントラストを上げることが望ましいが、そのことは高性能なレンズ系を必要とする。
現在、エリアジングの発生を避けるため、撮像レンズ装置では、一軸結晶系からなるローパスフィルタを併用し、エリアジングの現象の発生を避けている。
このようにローパスフィルタを併用することは、原理的に正しいが、ローパスフィルタそのものが結晶でできているため、高価であり、管理が大変である。また、光学系に使用することは光学系をより複雑にしているという不利益がある。
しかし、本実施形態によれば、ローパスフィルタを用いなくとも、エリアジングの現象の発生を避けることができ、高精細な画質を得ることができる。
また、図23、図24、および図25のカーネルデータ格納ROMに関しても、光学倍率、Fナンバやそれぞれのカーネルのサイズ、物体距離の値に対して用いられるものとは限らない。また用意するカーネルデータの数についても3個とは限らない。
Claims (30)
- 撮像素子の出力画素領域における中心において回転非対称で頂部を有する点像強度分布(PSF)により形成され、光学的伝達関数(OTF)を変調させる光波面変調素子を含む光学系と、
前記光学系を通過した被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子からの被写体の画像信号に対して所定の処理を施す画像処理部と、を有し、
前記光学系と前記撮像素子の相対的な取り付け位置は、
前記光学系を通過したPSFに係る出力信号が、前記PSFの頂部に対する斜め側部において、当該頂部から当該斜め側部の先端部までの間の複数個所で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素にまで入力するように設定されている
撮像装置。 - 前記PSFは前記頂部を通る中心線を中心に左右対称である
請求項1記載の撮像装置。 - 前記光波面変調素子と前記撮像素子を相対的に回転させて前記取り付け位置が設定されている
請求項1または2記載の撮像装置。 - 前記取り付け位置は、前記光学系を通過したPSFに係る出力信号が、基準位置のPSFに係る出力信号より多くの画素に入力するように設定されている
請求項1から3のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子による画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して前記画像処理部に変換する変換器を有し、
前記取り付け位置は、アナログ信号からデジタル信号に変換する際のサンプリング対象により前記PSFの出力信号が、前記PSFの頂部に対する斜め側部において、当該頂部から当該斜め側部の先端部までの間の複数個所で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素にまで入力するように設定されている
請求項1から4のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記光学系を通過したPSFが、前記アナログ信号からデジタル信号への変換後の変調伝達関数(MTF)において、複数のアジマス方向において等しくなるように配置されている
請求項5記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、撮像素子からの被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成する
請求項1から6のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記光波面変調素子が、物体距離に応じたOTFの変化を、光波面変調素子を持たない光学系よりも小さくする作用を持つ
請求項1から7のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記光波面変調素子が、前記光学系の光軸をz軸とし、互いに直交する2軸をx、yとしたとき、位相が下記式で表される
請求項7または8記載の撮像装置。
- 前記光波面変調素子を有する光学系のOTFが、前記光波面変調素子を含まない光学系の被写界深度よりも広い物体距離にわたって、前記撮像素子のナイキスト周波数まで0.1以上である
請求項7から9のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、ノイズ低減フィルタリングを施す手段を有する
請求項1から10のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部の演算係数を格納する記憶手段を有し、
前記記憶手段には、露出情報に応じたノイズ低減処理のための演算係数が格納される
請求項1から11のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部の演算係数を格納する記憶手段を有し、
前記記憶手段には、露出情報に応じた光学的伝達関数(OTF)復元のための演算係数が格納される
請求項1から11のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記露出情報として絞り情報を含む
請求項12または13記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
被写体までの距離に相当する情報を生成する被写体距離情報生成手段を含み、
前記画像処理部は、前記被写体距離情報生成手段により生成される情報に基づいて前記被写体分散画像信号より分散のない画像信号を生成する
請求項7記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
被写体距離に応じて少なくとも前記光波面変調素子または前記光学系に起因する分散に対応した変換係数を少なくとも2以上予め記憶する変換係数記憶手段と、
前記被写体距離情報生成手段により生成された情報に基づき、前記変換係数記憶手段から被写体までの距離に応じた変換係数を選択する係数選択手段と、を含み、
前記画像処理部は、前記係数選択手段で選択された変換係数によって、画像信号の変換を行う
請求項15記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
前記被写体距離情報生成手段により生成された情報に基づき変換係数を演算する変換係数演算手段を含み、
前記画像処理部は、前記変換係数演算手段から得られた変換係数によって、画像信号の変換を行う
請求項15記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
前記光学系はズーム光学系を含み、
前記ズーム光学系のズーム位置またはズーム量に応じた少なくとも1以上の補正値を予め記憶する補正値記憶手段と、
少なくとも前記光波面変調素子または前記光学系に起因する分散に対応した変換係数を予め記憶する第2変換係数記憶手段と、
前記補正値記憶手段から被写体までの距離に応じた補正値を選択する補正値選択手段と、を含み、
前記画像処理部は、前記第2変換係数記憶手段から得られた変換係数と、前記補正値選択手段から選択された前記補正値とによって、画像信号の変換を行う
請求項7記載の撮像装置。 - 前記補正値記憶手段で記憶する補正値が前記被写体分散画像信号のカーネルサイズを含む
請求項18記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、
被写体までの距離に相当する情報を生成する被写体距離情報生成手段と、
前記被写体距離情報生成手段により生成された情報に基づき変換係数を演算する変換係数演算手段と、を含み、
前記画像処理部は、前記変換係数演算手段から得られた変換係数によって、画像信号の変換を行い分散のない画像信号を生成する
請求項7から14のいずれか一に記載の撮像装置。 - 前記変換係数演算手段は、前記被写体分散画像信号のカーネルサイズを変数として含む
請求項20記載の撮像装置。 - 変換係数を格納する記憶手段を含み、
前記変換係数演算手段は、求めた変換係数を前記記憶手段に格納し、
前記画像処理部は、前記記憶手段に格納された変換係数によって、画像信号の変換を行い分散のない画像信号を生成する
請求項20または21に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記変換係数に基づいてコンボリューション演算を行う
請求項20から22のいずれか一に記載の撮像装置。 - 光学系と撮像素子の相対的な取り付け位置を調整して撮像装置を製造するための撮像装置の製造装置であって、
前記光学系を通過した撮像素子の出力画素領域における中心において回転非対称で頂部を有する点像強度分布(PSF)に係る出力信号が、前記PSFの頂部に対する斜め側部において、当該頂部から当該斜め側部の先端部までの間の複数個所で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素にまで入力するように前記光学系と前記撮像素子の取り付けを調整する調整装置を有する
撮像装置の製造装置。 - 光学系と撮像素子の相対的な取り付け位置を調整して撮像装置を製造するための撮像装置の製造方法であって、
光学的伝達関数(OTF)を変調させる光波面変調素子を含む光学系と撮像素子を配置する第1ステップと、
前記光学系を通過した撮像素子の出力画素領域における中心において回転非対称で頂部を有する点像強度分布(PSF)に係る出力信号が、前記PSFの頂部に対する斜め側部において、当該頂部から当該斜め側部の先端部までの間の複数個所で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素にまで入力するように前記光学系と前記撮像素子の取り付けを調整する第2ステップと
を有する撮像装置の製造方法。 - 前記PSFは前記頂部を通る中心線を中心に左右対称である
請求項25記載の撮像装置の製造方法。 - 前記第2ステップにおいては、
前記光波面変調素子と前記撮像素子を相対的に回転させて前記取り付け位置を調整する
請求項25または26記載の撮像装置の製造方法。 - 前記第2ステップにおいては、
前記取り付け位置を、前記光学系を通過したPSFに係る出力信号が、基準位置のPSFに係る出力信号より多くの画素に入力するように調整する
請求項25から27のいずれか一に記載の撮像装置の製造方法。 - 前記第2ステップにおいては、
前記取り付け位置は、アナログ信号からデジタル信号に変換する際のサンプリング対象により前記PSFの出力信号が、前記PSFの頂部に対する斜め側部において、当該頂部から当該斜め側部の先端部までの間の複数個所で、画素配列の斜め方向に隣接する複数の画素にまで入力するように調整する
請求項25から28のいずれか一に記載の撮像装置の製造方法。 - 前記第2ステップにおいては、
前記光学系を通過したPSFが、前記アナログ信号からデジタル信号への変換後の変調伝達関数(MTF)において、複数のアジマス方向において等しくなるように前記光学系と前記撮像素子の取り付け位置を調整する
請求項29記載の撮像装置の製造方法。
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