JPS63502221A - 光学的システムの伝達関数を制御するための画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光学的システムの伝達関数を 制御するための画像処理装置 本発明は光学的システムの伝達関数を制御するための画像処理装置に関し、特に 面またはセンサの光に対する露出を制御するための画像処理装置に関するもので ある。

光学的システムという概念は、画像を補足し、処理し、伝達し、そして再構成す るいかなる装置をも包含する。

現在、上記伝達関数を操作するための多種多様の手段が知られている。まず機械 的な構成要素からなるカーテンタイプあるいはブレードタイプのシャッターにつ いて述べると、この種のシャッターは、光を照射すべき面の前方で移動すること により、光を所定の時間だけ通過させるもので、その際、露出パラメータ、露出 時間、開口、および焦点距離は、像の全面に対して一定である。

マトリクス型の光センサを備えた電子画像補足装置も、これはシャッターを有し ていないが、一定のパラメータでのみ露出するものである。ただし、ある場合に は、例えば円筒形の被写体を画像化するときは、走査速度を変えることとができ る。

米国特許Ｎｏ、４，２９７，０１８に述べられているカメラ用のプリント配線回 路を備えた平坦スクリーンシャッターもまな露出の際のパラメータは一定である 。

米国特許Ｎｏ、４，５４１，７０４に示されている光付加装置は、像を伝達した 後、感光面で十分に露出しなかった部分に、単に付加的に光を照射するもので、 露出パラメータを制御するものではない。

現在知られているゼラチンまたは部分透明板型の色フィルタは、その特性が固定 であり、像フィルタリングのｒＲ調整を行うことは不可能である。

像のはめ込みを行うためには、マスクに対して種々の操作を行う必要があるが、 その特性も固定である。

すべての感光面およびすべての光センサは、黒および白により混乱なく分解でき るその最大照度と最小照度との比に限界がある。この値は上記面の感光測定曲線 特性よりめることができるが、自然のシーンまたは短時間だけ照明されたシーン の照度は、上記感光測定によりめた比率よりかなり大きな比率で場所によって変 化する。従って、一定の露出ではもとのシーンを再構成することは不可能である 。

米国特許Ｎｏ、３．７２４．３４９等に示されている従来のコントラスト増強装 置はすべての像補足パラメータを制御するものではなく、単に可変乗算定数によ り原画像のコントラストを自動的に調整するものである。

ある種の感光面は、目も含め、過剰な光により短時間の露出でも損傷を受ける。

従って、スレッシュホールドを越える入射光照度を選択的に低減させ、ある種の 職業についている人あるいは高価な装置の安全性を確保する装置は現在存在しな い。

従来知られている機械式の開口可変のアイリス・ダイアフラムではダイアフラム 面で複数可変ジオメトリ・マスク機能を実施することはできない。

すべての光学装置は有限の視野深度を持つ、従って、焦点距離に対して露出が一 定であると、明瞭に知覚できる最も近い点と最も遠い点との距離は制限されるこ とになる。この制限は装置の対物レンズの開口を広げたときはさらに厳しいも動 画像および投影画像の場合にも同じ欠点により影響を受ける。

画像処理技術によって上記欠点のいくつかは除去できるが、これらの処理には時 間がかかり、またそれを実施することは誼しい。さらに、画像処理技術によって は化学画像に適用できないものもある。

画像の照度に対する圧縮−伸張器（圧仲器）は存在しない。

本発明の目的は、上述したような欠点を除去するための装置を創造することであ る。

そのため本発明は、少なくとも１つの画像センサと、像伝達平坦スクリーンと、 コンピュータとを備え、画像の点またはピクセルの第１のネットワークとして配 置されたセンサと、少なくとも１つのパラメータを表す信号をセンサの各ビクセ ルに対して発生するために用いる分析手段と、上記分析手段からの上記信号の関 数である状態制御信号を上記スクリーンの各ビクセルのために出力する処理手段 と関連し、画像の点またはピクセルのネットワークに従って構成した少なくとも １つの平坦スクリーンとを備え、上記センサおよび上記スクリーンは同一の対象 の像を受け取り、これらの像は上記スクリーンを透過し、または上記スクリーン で反射することを特徴とする画像処理装置を提案する。

包括的に述べるなら、この装置は、光学的システムの伝達関数のすべての空間的 、時間的、そして光学的パラメータを制御し、特に画像の各要素あるいは各領域 を、他の要素または領域とは独立に、独自のそして特定の露出パラメータで個別 に露出するものである。

この装置では、像を形成する光線の光路上に設けた１つまたはそれ以上の平坦ス クリーンは、１つまたはそれ以上の感光センサおよび／または利用者により与え られる指示、および／、ｔたはアナログおよび／またはディジタル・コンピュー タに従属する。この装置は、像の各点（ピクセル）または各領域の、あるいは他 の複数のビクセルまたは複数の領域の露出時間およびパラメータを独立に制御す る。

この装置は像を伝達する間、リアルタイムで動作するということは強調されるべ きである。

装置の基本的な機能は、コントラストを増強または低減すること、画像の要素の 照度および色を改善してこれら画像の要素を鮮明なもの、または拡散したものと すること、画像を修復すること、そしてもとの画像に他の画像またはテキストを 挿入することである。

本装置によって制御されるビンポイントまたは局部同時露出パラメータには、具 体的には、露出を開始する時間、露出の継続時間、集束距離、開口、焦点距離、 透過露出照度、および色を含めることができる。

本装置によって制御される一定の露出パラメータまたは全体的な露出パラメータ には、具体的には、移動によるボケ、フォーカシングに起因するボケ、偏光、鮮 明な領域、コントはテキストのはめ込みおよび／゛まなは重畳、平均照度、明ま たは暗領域、支配的な色、沈んだ色またはより生き生きした色、引き伸ばしＬｍ 小−引き伸ばし比、マスキング、および開口の均一性を含めることができる。

従って、本発明は、照明条件が厳密に制御されなければならない領域すべてに広 く応用できる。

メディカル・イメージングおよび溶接の作業では、安全性を高めるために本発明 は有用である。宇宙画像および爆発反応の画像はより鮮明なものとできる。現在 は捉えることのできないある種のシーンを知覚°し、そして修復することが可能 となり、さらに古い画像の補正等が行える。

芸術の分野では、創作者は大部分の上述した技術的なＷＩＪ限を局部的または全 体的に弱め、あるいは強めて、照度および色彩の点でグラフィックなまたは絵画 的な効果を得ることができる。

本発明による装置は画像の捕捉、処理、あるいは再構成を行うシステムに組み込 むことができ、またさらに一般的には、カメラ、望遠鏡、プロジェクタ−１対物 レンズ等、像を形成する光学的要素を備えたいかなるシステムにも組み込むこと その利用法に従えば、本装置は、シャッター、フィルタ、マスク、自動複写機、 コントラスト増強装置、編集装置、または圧伸器と見なすことができ、また画像 を光学的、空間的、そしてディジタル的に処理する゛非定常システムと見なすこ とができる。

本発明による装置は、画像、あるいは画像または装置の伝達関数のフーリエ変換 を処理することができる。

マスキングも適用できよう。

本装置は、原画像をネガまたはポジで平坦スクリーン上に再生することにより、 画像のコントラストを低減または増強ごとができる。

この装置を複数の画像を制御するために用いることにより、連続的な溶暗や、従 来の、あるいは新規な動画効果を創造することができ、さらに画像の形、色、動 き、あるいはより一般的に明るさ特性に基づいて領域を分割することができる。

シーンおよびテキストの編集、重畳、はめ込みもまた制御することができる。

利用者の代わりにエキスパート・システムにより操作することも可能である。

また、この装置は、アナログ画像、例えば化学的媒体上の画像の精細さおよび鮮 鋭さと、ディジタル画像の柔軟性、ダイナミズム、および可変可能性とを結合す ることを可能とする。′ この装置は、現在知られている光学的システムの機械的な構成要素を除去するこ とを可能とするという点でも有効である。

発明に基づく応用例の説明、および添付図面により明らかとなる。

第１図は光学的システムを模式的に示すものである。

第２図は平坦スクリーンと共に本発明による装置を構成する要素を示す模式図で ある。

第３図はカメラに本発明を応用した場合の実施例を示す模式図である。

第４図は第３図に示した装置の構成要素間の接続を示す模式図である。

第５図は第３図に示した装置のキーボードを示す。

第６図および第７図は、センサに一致する感光面に対する平坦スクリーンの相対 的な位置を示す模式図である。

第８図は防護ゴーグルに本発明を応用した場合の一実施例を示す模式図である。

第９図は対物レンズの光学系への本発明の応用を示す模式第１０図はスライド・ プロジェクタ−への本発明の応用を示す模式図である。

第１１図は可変焦点距離光学装置への本発明の応用を示す例として示した種々の 実施例について詳しく説明する前に、幾つかの概念について説明する。

「光」という用語は、すべての電磁気的な波動を指し、特に波長が可視スペクト ル付近のものを指す。

「平坦スクリーン」という用語は、局部的および／または空間的および／または 時間的光学ファクタ、例えば放射、反射、偏光、吸収、伝導、あるいはコヒーレ ンスによるものが、直接的または間接的に、電磁場、音波、光波、電流、または 、熱的、化学的、機械的、あるいは生物的要因に依存するところの点の集合から なるすべての装置を指す。

例えば、陰極線管ＴＶ、液晶表示スクリーン、ロドプシンを含有する分子電子素 子、電気泳動システム、フェロ−電気またはＰＬＺＴ（鉛、ランタニューム、ジ ルコネート、チタネートにもとづく）タイプのセラミック、導電性高分子からな る平坦スクリーン、光ファイバの集合、音響−光素子、およびある種のホログラ ムは平坦スクリーンである。

なお、平坦スクリーンという表現は実際には必ずしも平面上の点の集合を有さな い上述したいかなる装置をも含む０点の集合は曲面上のものや３次元空間を占め るものであってもよい。

「感光センサ」という用語は、受光した光に従って物理的特性が変わったり、あ るいは入射光に対応する信号あるいはエネルギーを放射する１つまたはそれ以上 の固定あるいは可動な構成要素からなるいかなる装置をも含む。

感光センナは、例えば、ビデオカメラ、電荷結合素子光センサ、加算タイプある いはそうでないもの、フォトレジスター、フォトトランジスタ、フォトダイオー ド、アモルファス・トランジスタ、そしてより一般的には、光物理的効果を有す る構成要素を含む。

「画像］という用語は、数学的意味での有限のスカラー・サポートによる場を指 し、より具体的には、いかなる波動関数の表示をも指す、「画像の領域」という 用語は画像のいかなる部分集合をも意味する。

「画像の領域のコントラスト」という用語は、最大スカラー値と最小スカラー値 との比を指し、具体的には、画像の領域の照度、輝度、そしてクロミナンスの比 を指す。

「対物レンズ」という用語は、レンズ、拡大鏡、リレーレンズ、視野レンズ、コ ンデンサ、そしてより具体的には、画像を形成し、あるいは伝達するためのいか なる光学的システムをも指す。

「コンピュータ」という用語は、スカラーの場を他のスカラーの場に（数学的意 味で）適用するいかなる装置をも指す。

スカラー値は通常電気信号により表されるので、これらの装置は一般に、演算増 幅器およびマイクロプロセッサを用いた装置となる。

説明において、商品名や参考文献は、発明の理解を助ける目的でのみ示すもので 、機能を実現するためのアナログ回路あるいは構成要素の最終的な選択を制限す るものではない。

指定しない限り、すべての図において、光線（示されていない）は左から右に進 み、そして反射後は上に進むものとする。

第１図は光学的システムの基本的構成要素を示す、光源Ｓは対象Ｏに光を照射す る。ダイアフラム２５と光学系２４は光軸Ａ上に対象０の＠Ｉを形成する。

従って、光学的システムの特徴的な要素は、光源、対象、光学系、そして像であ る。後述する様々な装置の変形では、平坦スクリーンはこれら要素のいずれか１ つ、または感光センサを備え、また２つの上記要素の間に挿入される。

第２図は、上述した構成要素に加え、感光センサ３、コンピュータ９に関連した 平坦スクリーン１８、キーボード１１、および対象Ｏの像Ｉが形成される面１９ を示す、光線の光路上のダイアフラム２５、光学系２４、センサ３、ならびに平 坦スクリーン１８のそれぞれの位置は応用装置により異なるが、それらは後述す る例により明らかになる。

センサ３と平坦スクリーン１８は、それらの表面で対象Ｏの像を受けるように配 置する。

センサ３は、要素群における、画素またはピクセルを知覚する最初のネットワー クとして配置する。

平坦スクリーン１８は、要素群における、透過率および反射率が送られてくる信 号によって変化する第２のネットワークとして配置する。

このような構成の装置は従来技術により製作できる。

なお、「ピクセル」という用語は、光学的システムにより伝達される画像要素、 およびセンサ３と平坦スクリーン１８の要素の両方を意味する。

コンピュータ９は、センサ３の各ピクセルにより知覚される画像要素の少なくと も１つのパラメータを表す信号を処理し、また平坦スクリーン１８の各ピクセル の状態を制御する信号を供給する。

しかし、ネットワークとそれらの要素数とは光学的に対応している必要はなく、 特に対象Ｏと共役でなくてよい。ワークとこれら要素の位置とはセンサ３により 捕捉される光学的パラメータに従って変化し、また平坦スクリーン１８により処 理される光学的パラメータに従って変化する。

第３図〜第５図は、必要に応じて自明の形態で設けられるアナログ信号増幅回路 を除き、この第１の実施例の原理的な電子的構成要素を示す。

第３図は、本発明にもとづいて既知のタイプの単一レンズ反射カメラとして構成 した装置を示す。

遮光カメラ・ボディーＢ（第３図中、点線で示す）はその内部に、集束リング４ ０にフィツトする既知タイプの対物レンズ２４、焦点距離を変化させるためのリ ング６０、透過受動平坦スクリーンからなるダイアフラム２５、両面ハーフ・ミ ラー２８、移動装置ＩＢを備えた可動ミラー１、受光面１９、つや消しガラス１ ０、屈折系９０、そしてビューファインダ２２を備えている。

つや消しガラス１０は通常、反射ビューファインダ光学的システムの最初の屈折 要素９０と一致する。

両面ミラー２８のそれぞれの面には、それぞれ２つの感光センサ３に関連して２ つのレンズ２が設けられている。

カメラ・ボディーＢはさらに、次の透過受動平坦スクリーンを備えている。すな わち、応答面１つの前方に配置した平坦スクリーン１８およびつや消しガラス１ ０の前方に配置した平坦スクリーン２０を備えている。

光源２１は平坦スクリーン１８．２０を照明する。

カメラ・ボディーＢにはさらに、光軸に沿って平坦スクリーン１８を移動させる モータ３０、リング６０．４０をそれぞれ回転させる２つのモータ４２．４４、 感光面１つを縦方向および横方向に移動させ、そして回転させるモータ５１が組 み込まれている。

カメラ・ボディー２０の上面Ｃには、シャッター・リリース・ボタン１２、キー ボード１１、レバー４６、メインスイッチ３１、反射平坦スクリーン１７、タフ タイル・スクリーン１５、フラッシュ・ホット・シュー５２、およびフラッシュ 同期ソケット５３（第５図参照）が設けられており、これらはすべて使用者によ り操作可能である。

カメラ・ボディーＢおよび面Ｃの外に示された電子回路は、実際には電気的コネ クタにより電気的に接続され、機械的接続（図示せず）により機械的に接続され たアクセサリ・ユニット（図示せず）に組み込まれている。

て設けられ、処理プロセッサ９、画像処理プロセッサ５、ランダム・アクセス・ メモリ１３Ａ、１３Ｂ１読み出し専用メモリ１４、遅延発生器４１、そして以下 のインターフェースを有する分析制御手段を備えている。

画像入力インターフェースは、各感光センサ３に接続された制御インターフェー ス６、アナログ−ディジタル変換器４、およびプロセッサ５に接続されたダイレ クト・メモリ・アクセス・コントローラ７を備えている。

ユーザ命令入力インターフェースは、キーボード１１、リリース・ボタン１２、 ならびに制御プロセッサ９に接続された並列インターフェース回路８と、タフタ イル・スクリーン１５、レバー４６、並びにプロセッサ５に接続されたグラフィ ック・スクリーン・コントローラ１６とを備えている。

画像出力インターフェースは、平坦スクリーン１７．１８、と回路４５とに接続 されたグラフィック・スクリーン・コントローラ１６を備えている。

コマンド出力インターフェースは、制御プロセッサ９に接続された並列インター フェース回路８．２３を備えている。

並列インターフェース回路８は、可動ミラーを移動させるにも接続されている。

並列インターフェース回路２３は、ステップ・モータ３０．４２．４４．５１を 制御する回路４３に接続されている。

本装置のこの第１の実施例ではく第３図）、平坦スクリーンは面１９付近にあり 、同面はこの場合には感光面で、露出時にはその上に＠Ｉが形成される。

感光センサ３は、電荷結合素子マトリクス光センサタイプのもので、例えば“フ ェアーチャイルド”社製のものである。

平坦スクリーン１８．２０．２５は以下のタイプのもので一受動型：光を発しな い。

一透過型 一能動マトリクスを備えたもの：走査の間、平坦スクリーン上の各点は同一の状 態を維持する。

−カラーで動作するもの０例えば、ポケットＴＶ受像機で用いられている“精工 台”社製の液晶グラフ澹ツク・スクリーン（フル・ドツト・マトリクスＬＣＤ） 。

平坦スクリーン１７は、受動、反射型で、能動マトリクスを備え、カラーで動作 する。

からの光線をビューファインダ２２に反射する。そしてビューファインダのつや 消しガラス１０上に像が形成される。この像は、シャッターが解放されたとき感 光面１９上に形成される像と同じであり、屈折要素９０は像Ｉを使用者の目に送 る。高い位置にある場合は（図示せず）、ミラー１は光線の、光路上から外され 、光線は感光面１つ上に像を形成する。

電子回路は、制御マイクロプロセッサ９のコンピュータ・バスと呼ばれるバスに もとづいて動作する。このバスはランダム・アクセス・メモリ１３Ａと読み出し 専用メモリ１４とに接続され、そして、時間遅れ発生器４１、画像処理プロセッ サ５、および各コマンド入出力周辺装置に接続されている。

コマンド入出力周辺装置は、キーボード１１、リリース・ボタン１２、メイン・ スイッチ３１、リモート・コントロール装置で用いられるタイプのレバー４６、 および平坦スクリーン１７（第５図）を被う透明タフタイル・スクリーン１５を 備えている。これらの要素は、画像捕捉装置のゲースの外側から触れることがで き、使用者は装置の機能を手動で制御することができる。グラフィック・スクリ ーン・コントローラ１６はタフタイル・スクリーン１５とレバー４６とから読み 取った情報を装置の画像バスラに伝送する。キーボード１１とリリース・ボタン １２はコンピュータ・バス９に接続された並列インターフェース回路８により読 み取られる。メイン・スイッチ３１は、電源２６を装置に接続する導電体上に設 けられ、装置のオン、オフを制御する。

コマンド出力周辺装置は、複数の制御機構を備えている。

並列インターフェース回路２３とＩ１１回路４３とは、フォーカシング光学系４ ０と焦点距離可変光学系６０との移動と、平坦スクリーン１８を縦に移動させる モータ３０および感光面１９を移動させるモータ５１を制御する。

集束リング４０の制御装置４４、焦点距離リング６０の制御装置４２、および平 坦スクリーン１８から感光面１９までの距離の制御装置３０は電気ステッパー・ モータで、これらはステッパー・モータ制御回路４３により制御される。

マトリクス光センサ３の駆動およびその制御、出力インターフェース４、光源２ １の投入、フラッシュ・ホット・シュー５２とフラッシュ同期ソゲット５３との 接触により流れる電流、およびミラー１の移動はコマンド・プロセッサ９により 並列インターフェース回路８を通じて制御される。

情報入力周辺装置は、初期画像を捕捉し、それを装置のランダム・アクセス・メ モリ１３Ｂに入力するために用いられる。

両面ハーフミラ−２８は対物レンズとミラー１との間に、そしてカメラの光軸Ａ に対称に配置されている。そして、受光した光の一部を光学レンズ２に反射する 。この光学レンズ２は、マトリクス光センサ３上に、シャッターがリリースされ たとき感光面１９により受け取られるものと同じ像を形成する。このミラー２８ を透過した光はミラー１に直進する。

センサ３が受け取る光は電荷に変換され、＃ＪｆＪｌインターフェース６によっ て赤、緑、そして青の信号に分割されたあと、アナログ−ディジタル変換器４に よりディジタル化される。

変換器４からの出力ボート４はダイレクト・アクセス・コントローラ７に接続さ れ、コントローラはこのディジタル情報を装置のランダム・アクセス・メモリ１ ３Ｂに、第３図において制御プロセッサ・バス９に一致する画像プロセッサ・バ ス５を介して格納する。

演算表示周辺装置は画像処理プロセッサ５のバスに基づいている。このバスは画 像バスと呼ばれ、リアルタイムで動作し、他の機能と共に、情報入力周辺装置が 出力する画像およびランダム・アクセス・メモリ１３Ｂが格納する画像を伝送す るという機能を持つ、専用プロセッサ５による処理の後、データは、ディジタル −アナログ変換器を備え、平坦スクリーンを制御する回路４５を制御するビデオ ・グラフィック・スクリーン・コントローラ１６を介して、マイクロプロセッサ ５から平坦スクリーン１７．１８．２０．２５に周辺装置によって送られる。コ ントローラ１６はまた、デマルチプレクサ、キャラクタ・ジェネレータ、および シフトレジスタとしても機能する。負の平坦スクリーン１８（非動作時は不透明 ）は応答面１９の前に配置される。正の平坦スクリーン２０（非動作時は透明） は光源２１により投光され、そして反射とニーファインダ２２内のつや消しガラ ス１ｏと反射ミラー１との間に、つや消しガラス１ｏに接して配置されている。

平坦スクリーン１７はカメラの上部、ビューファインダの上方にある。平坦スク リーン２５は、ダイアフラムおよびマスクとして機能し、対物レンズ２４のダイ アフラム面に配置されている。

電源２６は各電子回路を動作させるために必要なエネルギーを供給する。クロッ ク２７はプロセッサ、インターフェース、ならびに周辺装置の同期動作のタイミ ングをとる。ただし、第３図〜第５図では、それらを読み易くするため、自明の 電源２６とクロック２７との間の接続、および種々のシステム構成要素は省略し た。

制御プロセッサ・バス９に接続されたプロセッサ５は、装置のランダム・アクセ ス・メモリ１３Ｂに格納され画像の情報マトリクスに対して、空間畳み込み、逆 変換、加算、掛算、画像処理、およびフーリエ変換など様々な操作を行う。

プロセッサ９は、読み取り専用メモリ１４に格納されたプログラムと使用者によ り与えられる命令にもとづいて装置のすべてのインターフェースの機能を制御す る。これらの機能については、装置の種々の動作形態に関連して後で説明する。

プロセッサ９は、読み取り専用メモリ１４内の知識ベースを用いてランダム・ア クセス・メモリ１３Ａ、１３Ｂ内のデータベースを処理する推論エンジンを備え たいわゆるエキスパート・システムを含んでいる。

時間遅れ発生器４１は、平坦スクリーンのピクセルに対し、固定された時間を発 生するための時間遅れを生成する。

ランダム・アクセス・メモリ１３Ｂは、少なくとも９枚の画像、各センサ３に対 応し、赤、緑、そして青にコード化された画像、コントラスト画像、距離画像、 そしてタフタイル・インターフェース１５上で使用者により与えられた少なくと も１つの命令を格納する。

平坦スクリーン１８．２０．２５の偏光子の偏光軸は、最強の光をビューファイ ンダおよび感光面１９に入射させるよう一致関係にある。特に空または反射体か らの偏光に対し透過係数が影響を受けないようにするなめ、ダイアプラム・スク リーン２５の前部偏光子の偏光軸は、破線で示す光軸Ａに対して傾けである。平 坦スクリーン１８．２０の前部偏光子はダイアフラム２５からの光を受光するが 、これらは吸収を最小とするため、その偏光軸はダイアフラム２５の後部面光子 と一致させである。

第４図は電子的構成要素および電気機械的構成要素間の接続を示す模式図である 。プロセッサ・バスラ（画像バス）とプロセッサ・バス９（コンピュータ・バス ）とは周辺装置ならびにインターフェースと共に示されている。

各周辺装置構成要素の入力ボートは、上述したこれら周辺装置を通過するデータ の経路上で、入力側にある構成要素の出力ボートに接続されている。

第５図は、カメラ・ボディーＢの上面を示し、そこにはフラッシュ同期ソケット ５３、フラッシュ・ホット・シュー５２、リリース・ボタン１２、メインスイッ チ３１、レバー４６、平坦スクリーン１７に重ねなタフタイル・スクリーン１５ 、そして５つのキーを持つキーボード１１が設けられている。キーボード１１の ３つのキー４７．４８．４９は平坦スクリーン１７に重ねた透明タフタイル・ス クリーン１５ｒｐＪにあり、平坦スクリーン１７上に現れるメツセージを選択す るために用いる。

第５図に示されているように、平坦スクリーン１７上に現れるメツセージは、例 えば、“スピード優先”、“開口優先”、そして“プログラム・モード”であり 、装置およびカメラの自動または半自動動作形態の選択に対応している（メツセ ージはビューファインダ２２内、平坦スクリーン２ｏ上に現れるようにすること もできる）。

キーボード１１の他の２つのキーは、３つのキー４７．４８．４９の１つにより 行った選択をそれぞれ確認（Ｖ）またはキャンセル（Ｂ）するためのものである 。

タフタイル・スクリーン１５は、センサ３により知覚され、操作または処理が行 われる像と同様のものであり、スクリーン１７上に表示される＠（図示せず）の １つまたは複数の領域を指先で選択するために用いるものである。

キーボード１１はまた、遠隔制御に用いるタイプのもので、互いに直交する回転 軸を持つレバー４６を備えており、３原色にもとづいて色を表す円（第５図）上 で、色の選択を可能とする。レバーの傾き軸が３原色の混色を表す、レバーの傾 き角が上記色の強さを示す。

レバー４６はまた、面Ｃ上に記された“＋”または“−”符号の方向に大きくま たは小さく傾けることにより、平坦スクリーン１７上に表示された係数値（図示 せず）を増加または減少させるなめにも用いる。

装置の種々の動作形態について次に説明する。

読み出し専用メモリ１４は以下で説明する動作を可能とするプログラムを格納し ている。使用者からの命令はすべて第５図に示した面Ｃを通して与えられる。

なお、使用者の代わりに他の・装置、例えば推論エンジンおよび知識ベースを備 え、装置の読み取り専用メモリ１４に設けられたエキスパート・システムが命令 を出すようにすることも可能である。

使用者は、メインスイッチを操作してすべての電子的構成要素をオンし、プログ ラムを初期化する。プロセッサ９は、その直後、シャッター開放等の命令を待ち 、その後コマンドを発して、センサ３により検出された画像および専用プロセッ サ５により処理された画像を連続的に記憶することになる。

使用者は次に所望の画像を゛構成し、そして露出モードを選択する。使用者は手 動モードで、シャッター・スピード、開口、そして、露出すべき感光面の全面に 対して一定の集束距これら一定のパラメータの調整に関して、使用者が助けを必 要とする場合には、装置はセンサ３により、シーン全＃：マたはその各部分の照 度を測定する。そして推奨シャッター・スピードおよび開口をビューファインダ ２２の平坦スクリーン２０上に表示する。

プログラム・モードと時に呼ばれる半自動スピード優先および開口優先モードお よび自動モードは同様に機能するが、シャッターが開放されたとき装置が露出パ ラメータをも調整するという点で異なる。

上述した動作形態に付いては、°“ニコン　ＦＭ”、“ミノルタ　７０００”等 、多くの既知のカメラが参考となる。

使用者が画像のある領域を明るくまたは暗くすることを望むときは、タフタイル ・スクリーン１５上で、平坦スクリーン１７に表示される画像の上記領域に対向 する領域を手動で選択する。そして、正または負のライティング係数を指定する 。レバー４６を“十”または“−”の符号の方に傾けるこグラフィック・スクリ ーン・コントローラ１６を指示して、平坦スクリーン１８の対応する領、域のピ クセルに対する透過係数をそれぞれ増加または減少させることにより、上記領域 をより強く、またはより弱く露出させる（白黒フィルタリング）。

同様に、使用者が画像のある領域の色を変えたい場合には、その領域を選択し、 タフタイル・スクリーン１５およびレバー４６を上述の場合と同様に用いて、上 記領域に正または負の係数あるいは色を割り当てる。

反対の係数に対応する負の係数は色円上の反対色に影響し、プロセッサ９はプロ セッサ５に指示を与えて、ランダム・アクセス・メモリ１３Ｂ内で上記係数をも との色に乗じ、また選択′した色を加えさせ、そして次に、シャッターが開放さ れたとき、平坦スクリーン１８の各ピクセルがタロマチイック・フィルタとなる ように、上記色を平坦スクリーン１８の上記領域に表示させる。

しかし、例えば背面照明されたシーンを撮影する場合には、輝度コントラストを 低下または増強させることが望まれるであろう。

輝度コントラストは、各点の照度の減少または増加機能により、各点に対する露 出時間または露出開口をそれぞれ変化させることにより減少できる。コントラス トは反対の単調の機能により増強できる６画像の強く照明された部分は弱く照明 された部分より短い時間露出するか、大きい開口値で露出するか、またはより不 透明なモノクローム・フィルタを用いて露出する。プロセッサ５により計算され た輝度マトリクスまたは輝度反転マトリクスを用いることにより、プロセッサ９ はこれら局部的な差異を露出時に制御できる。入射光度の関数としての開口の増 加、または上記光度の関数としての露出時間の減少は必ずしも直線的である必要 はないが、露出される面の感光測定曲線および輝度ヒストグラムに基づくものと することは可能である。

類似のクロミナンス・コントラスト増加機能または減少機能は、類似の方法でク ロミナンス・ヒストグラムを分析し、平坦スクリーン１８の各ピクセルの多色フ ィルタリングを変えることにより得られる。

装置の柔軟性は、すでに述べたように、面１９の各要素を独立に露出可能である ことの結果である。装置の性能は従って、用いる平坦スクリーン・マトリクスの 大きさと、装置のメモリ１３における入出力の形態とに密接に関連している。

第１の実施例の場合には（第３図、第４図）、画像はデータ入力周辺装置からラ ンダム・アクセス・メモリ１３に、一点一点、これらの点のアドレスを走査しつ つ入力される。一方、上記画像は上述の方法と同じ方法で、または、バイナリ− 情報またはビットの重みの大きい順にコントローラ１６内のシフトレジスタに出 力される。なお、ここで上記重みは、面全体で一定の露出強度、継続時間、フィ ルタリング、または開口に対応する。従ってプロセッサ５は最初に平坦スクリー ン１８上のすべての点のＭＳＢを出力する。そして次に、平坦スクリーン１８の 続く走査期間に、より位の低いビットを大きい順に出力する。同じ重みのビット の集合はある一定の露出強度に対応し、そして連続するこれら露出の加算的効果 により露出強度は局部的に異なったものとなる。例えば、露出時間だけを変える 場合、ＭＳＢが１のとき露出時間が１３分の１秒であるとすると、半分の重みの ビットは１６分の１秒の露出時間に対応し、ＬＳＢが到着するまで半分に弱めら れる。

時間遅れ発生器４１はこれらの時間間隔を発生する。

感光面１９上の点の照度を露出時に変化させるという同じ効果は、開口またはス クリーンのピクセルの透過係数を徐々に半分まで低下させることにより得られる 。このとき各露出の速度およびフィルタリング、すなわち平坦スクリーンの透過 係数は、種々の局部露出に対して固定となっている。

露出モードを選択した後、使用者は画像集束モードを選択する。

使用者は、対物レンズ２４の集束リング４０を操作することにより画像をフォー カスさせることができる。

このリングの操作によりシャープさがどの様に変化するかを、使用者はビューフ ァインダで見ることができるが、この視覚情報は増強させることができる。

装置はコントラストの画像と、視野内の対象の距離とを計算して表示する。空間 的畳み込みにより局部コントラストがめられる。視野内の対象に対する最適焦点 距離は局部コントラストの極限値に対応することが数学的に示される６局部コン トラストは輪郭で最大となり、表面で最小となる。この最適焦点距離は対象から 画像捕捉対物レンズの中心までの距離に他ならない、光学的システムにおける焦 点距離の関数としての最大コントラストの決定により、画像の各点に対して、対 象点に共役であるところの対象点からの距離が得られる。

−Ｗな表面における点に対してはコントラストの変化は無意味である。この場合 には、これらの点の距離は、センサ３により受像され、両面ミラー２８のため、 光軸が平行な２つの反対物レンズに等価な対物レンズ２４によって得られる２つ の画像の角度比較によりめられる。

従って畳み込み操作により対象の輪郭の距離がまり、角度比較操作により対象表 面の距離が得られる。

使用者は、鮮明に見たい領域をタフタイル・スクリーン１５上で指示等を行って 、自動フォーカシングを行わせることができる。この場合には、装置は上述した 機能を自動的に実行し、制御システム４４によって焦点距離を変化させ、計算し た距離を記憶する。装置はそれらを使用者または最適化プログラムにより与えら れた命令と比較し、距離を選択する。

画像のある領域において視野深度を大きくまたは小さくすることも可能である。

装置は上記段落で述べた操作と同じ操作を実施するが、露出の間、焦点距離を変 え、最適焦点のとき平坦スクリーン１８の要素を開放しくシャープにすべき点） 、または最適焦点から所定の時間経過したときスクリーン１８の要素を開放する （ある程度拡散させるべき点）、可変可能なすべての範囲で距離を変えることに より、最小焦点距離から無限に至る視野深度を得ることができる。

露出時に焦点距離を変えることも可能である。その命令を、焦点距離の変更のパ ラメータおよび種々の焦点距離に対応する画像領域のパラメータと共に与えると 、プロセッサ９は、露出時に平坦スクリーン１８のビクセルの透過率に対して、 ステッパ・モータ４２の制御システムにより制御される対物レンズの焦点距離に 従ってスケジューリングを行う。

使用者は一方で、ダイアフラム２５の開口を独立に変化させ、眞方では画像の視 野深度とコントラストを変化させることができる。開口は対物レンズの平均透過 率に対応し、視野深度とコントラストとはダイアフラム・スクリーン２５におけ る透過率の空間分布に対応する。上述した他のパラメータを変化させることなく ダイアフラムの開口を変化させるため、プロセッサ９は、ダイアフラム平坦スク リーン２５の各ピクセルの空間的に一様な透過係数による乗算を命令する０、視 野深度だけを大きくするなめに、プロセッサ９は平坦スクリーン２５の平均透過 率を変えることなく、ピクセル透過率の一様化をそれらの初期透過率にもとづい て行う、視野深度は、ピクセルの透過率間の差を、それらの初期透過率にもとづ いて強調することにより短縮される。コントラストだけを強くする場合には、プ ロセッサは平均透過率は一定とし、ビクセル透過率の値を遠心、的に変化させ、 光軸に最も近い点の透過率を低減させる。一方、コントラストを弱めるためには 、ビクセルの透過率値を、光軸からの距離と共に小さくする。

使用者の命令により対物レンズ２５が伝達する空間周波数を選択するため、ｌイ アフラム平坦スクリーン２５は、バイパス・フィルタ（透明平坦スクリーンの不 透明な波または中心）、ローパス・フィルタ（不透明平坦スクリーンの中心にお ける透明な円）、またはバンドパス・フィルタ（上記２つの形態の組み合わせ、 すｄわち光軸を中心とする透明なリングで、平坦スクリーン２５の他の部分は不 透明）の特性を持つことができる。

平坦スクリーン１８と露出すべき面１９との距離はステッパ・モータ３０によっ て変化させる。ダイアフラム２５の開口に関連し、使用者の指示にしたがった上 記距離の制御により、平坦スクリーンがフィルムに投射されるときの拡散度を調 整することができる。

輝度およびクロミナンスのマトリクスであり、捕捉された画像を表示するマトリ クス、特に値に符号化されたマトリクス、および計算により得られたマトリクス によって、強調された特性に従って画像を複数の領域に分割することができる。

このような分割の後、使用者は、平坦スクリーン１７上の分割の表示により、少 なくとも１つの領域を選択することができる。

感光面１９により記録された画像に重畳させるテキストまたは説明文の書き込み は、グラフィック・スクリーン・コントローラ１６のキャラクタ・ジェネレータ 機能により行える。

この書き込み、またははめ込みには、メツセージが書かれる平坦スクリーンを光 源２１により透過的に照明することが必要である。

この装置では、使用者により決められた平坦スクリーンの領域を、一連の露出の 間、透明とすることにより画像を重ねたり、あるいははめ込むことが可能となる 。より一般的には、テキスト、グラフィックス、またはメツセージをはめ込んだ り、重ねたりして画像に付加する編集機能を実施できる。

感光面１９を移動させ、回転させるためのモータ５１は、露出時の移動によるボ ケの効果を実現する。このモータは２回の露出のそれぞれで面１９を変えるため の手段、あるいは、面１９が巻き戻し可能である場合にはそれを巻き戻すための 手段ともなる。モータ５１によりフィルムをその面において縦方向および横方向 に移動させることができる。

使用者にはビデオ・タイプの電子ビューファインダが提供されることになる。す なわち、このビューファインダにより、センサ３により捕捉され、露出パラメー タと共に平坦スクリーン２０上に表示された画像を見ることかができる。光が弱 いときは、光源２１が平坦スクリーン２０を照明する。

フラッシュを用いる場合には、距離マトリクスを用いて露出を均一とすることが できる。対象を照らす光は、光源から、光が反射する対象までの距離の平方に逆 比例する。遠くで反射した光より近くの対象で反射した光に対してより強くフィ ルタをかけることにより（すなわち、透過光を弱める）、フラッシュの効果を均 一なものとできる。なお、複数口のフラッシュによる露出の場合に用いる上述し たコントラスト低減などの機能の代わりに、上記段落で述べた距離マトリクスを 用いることが可能である。

平坦スクリーン２５からなるダイアフラムは、従来の可変口径・単一円形開口の ダイアダラムおよび複数の半透明あるいは透明な開口を備えた従来のマスクを置 き換えたものであり、使用者はこれによりいかなる画像のマスキングでも行うこ とができる。

本発明の装置では、タフタイル・スクリーン１５上でマスクの形状を手動で選択 し、記入することができる。

本発明の装置は、輝度およびクロミナンス・ヒストグラムを処理してソラリゼー ションを行うことができる。

また、捕捉した画像を順次処理することにより、画像上のすべての点の速度を検 出することができる。測定した平均速度でフィルム１つを縦および横に移動させ ることにより、カメラまたは対象の動きを追跡することが可能である。

平坦スクリーン２５を制御することにより、平坦スクリーン７３に関連して第９ 図において説明する種々の画像処理技術が可能となる。

装置は画像および光学的システムの伝達関数を処理し、光学的システム特有の欠 点を補正する。この伝達関数は空間および時間に関して非定常であってもかまわ ない。

第６図〜第８図は、特に第２図を参照して、上述した要素の連合および結合を行 う実施例を示す。

第６図で、光センサ３は露出すべき面１９に一致している。

この実施例は、露出面１９が画像を表す信号を発生する画像捕捉装置において有 用である。

第７図のセンサ３は面１９に一致しており、平坦スクリーン１８に影響を与える 。このような装置が如何に機能するかについては、米国特許Ｎｏ、３．７２４． ３４９に詳しく述べられており、ここでは概要を説明する。

センサ３から平坦スクリーン１８への光−電子−光学的伝達は、電気的な影響あ るいは接触により、直接、各点ごとに行われる。入射フォトンは、平坦スクリー ン１８とセンサ１９．３の分離表面に固定された電荷を生成する。これらの電荷 または電位差により発生ずる電磁場は、それに最も近い平坦スクリーンの状態、 従ってその各点ごとの透明度に影響を与える。

本発明によれば、電源は接合点ごとに分極するよう作用し、各点をトリガして自 動的に機能させる。従って装置は平坦スクリーンの各点を走査する。これにより 、上記動作形態の面１９の各点に対し、より精密な時間的制御を行うことが可能 となる。

従って、光の強度の均一化がスクリーン１８の各点で行われるのは、顕微鏡的な スケールにおいてである。スクリーン状態の飽和による均一化を避けるため、電 荷を運ぶ面上で漏洩電流をセーブすることができる。

また、つや消しガラス１０は平坦スクリーン２０の必須部を形成する。

また、少なくとも１つのセンサ３が、受像のため部分的に透明な感光面の背後に 設けられている。

対物レンズ２４が回転対称であることに有利に適合させるため、回転対称のネッ トワークとして平坦スクリーン２５．１８．２０．１７を配置することができる 。

また、対物レンズ２４は交換可能とすることができ、その場合には装置に従属し ない、この場合には、装置に必要な焦点距離および集束距離の調節を可能とする タイプのカメラ・ボディーにレンズを付加する。

このレンズを第１１図に示す、この実施例では、上記レンズは対物レンズの背後 で、両面ミラー２８の前に配置し、フォーカスを調整するためのステッパ・モー タ４４により光軸に沿って移動させる。虹彩タイプのダイアフラム２５は一般に 、カメラ・ボディーＢと対物レンズ２４との間で固定するバヨネットにより、カ メラ・ボディーに接続されている。この場合には、モータ４２は設けられていな い。

また、装置は、既知のボッケルズ（Ｐｏｃｋｅｌｓ）効果タイプの装置を用いて 、コヒーレント光でも機能するようにできる。

また、装置によってデビエーションが制御される後述の（第９図）屈折デビエー ターにより、モータ５１が持つ、面１９を回転させるという機能以外の機能を実 施できる。

また、ミラー２８は取り外し可能とし、画像処理は捕捉した最後の画像に対して 行うようにできる。

また、ビデオ・ビューファインダには平坦スクリーン１７を利用できる。

また、センサ３は視差を伴う画像を知覚するが、この誤差は距離マトリクスを用 いて補正する。

また、２つのセンサは対物レンズの両側の画像を知覚し、対象の発光特性にもと づく分割により、原画像を再構成することが可能となる。

また、装置に従属する光源と、その光を対象からの光に結合する手段とは、露出 時の照度を高めることを可能とする。

従って、捕捉画像を再生する多色フィルタとして作用する平坦スクリーンは、ル ミナンス・ヒストグラムとクロミナンス・ヒストグラムの形状を変えることなく 、照度を増強することを可能とする。

また、光の露出はスリットにより行え、装置の構成要素はこの特定の応用に適合 する。

また、距離は信号の送受信により、あるいは、回折により分析される特定のスペ クトル・コンポーネントを持つ光を放射す″る対象の角度比較により測定できる 。

第８図において、装置の必要不可欠な部分を形成する対物レンズ２は、マトクリ ス光センサ３上に画像を形成する。２この装置は、使用者の瞳に向かう光の強度 が使用者の目を眩ませる危険のある領域だけを曇らせ、他の領域は完全に透明の ままとする。

この実施例は、防護ゴーグルを構成し、ある種の作業者、例えば溶接工等の目を 保護するために用い、また夜における眩惑を防止する。

この装置は目を眩ませる対象の距離を測定し、そして視差を補正してこの対象か ら瞳までの直線上における暗い領域の位置決めを補正する。

また、眩惑光線の経路上において、低い透過率の平坦スクリーン１８０の領域の 位置決めを正確に行うため、瞳位置検出器を付加することもできる。

他の動作形態および変形は、以下の実施例により明らかとなる。

第９図は本発明の他の応用を示し、この装置は、カメラ、望遠鏡、顕微鏡等の対 物レンズ等の光学的システムに適合する。

従って、この実施例は画像捕捉装置または対物レンズの必須部分を形成し、また 、独立してはいるが、例えば取り付はリングにより上記装置または対物レンズに 接続できる必須部分を形成する。第９図にこの種の装置の一例を示すが、これは 発明を限定するものではない、簡単のため、第９図では電気的または電気機械的 構成要素を省略した。これらの構成要素はいずれにせよ第３図、第４図、第５図 の実施例に関連して説明したものと同種のものである。

ここで示す対物レンズ２４はＶｏｎ　Ｒｏｈｒ製の“ＢＩＯＴＡＲ”として知ら れており、その品質はよく知られている。このレンズは、最後のレンズ８０の後 面上に結像する。

レンズ８０はＳｍｙｔｈタイプのレンズである。

この装置は、光軸Ａ上で、対物レンズ２４の前に一連の平坦スクリーン７２．７ ４．５４を備えている。平坦スクリーン７２の背後、光軸Ａに平行な軸上に怒光 センサ３Ａが設けられている。これは既知タイプのアダプタ・リング３３により 対物レンズ２４に接続する。

対物レンズ２４の後部には、バヨネット式の既知タイプのアダプタ・リング３５ により、装置の第２の部分が接続されている。この第２の部分は、光軸上に、一 連の平坦スクリーン１８、センサ３Ｂ、デビエーターＤ１、レンズ３４Ａ、セン サ３Ｃへの光の一部を反射する傾斜ハーフ・ミラー２９、平坦スクリーン７３、 レンズ３４Ｂ、そしてデビエーターＤ２を備えている。センサ３Ｂを裏打ちする 平坦スクリーン１８およびデビエーターＤ１、Ｄ２はそれぞれステッパ・モータ ３０．８１．８１′に接続され、これらモータは、並列インターフェース回路２ ３および制御回路４３を介して制御プロセッサ９により制御される。最後に、ア ダプタ・リング３６は装置の第２の部分を、例えばカメラ等の既知の光学的シス テム（図示せず）に接続する。平坦スクリーン７４．５４．１８．７３およびセ ンサ３Ａ、３Ｃは、第３図を参照して説明したものと同じタイプのものである。

平坦スクリーン７２は、透明電極を持つ２つのガラス板に挟まれた液晶を備えて いる。これは、背面にただ１つの偏光子を有する従来の平坦スクリーンに比べて 優れている。

センサ３Ｂは、米国特許Ｎｏ、３，７２４，３４９に述べられている既知のアモ ルファス構造タイプのもので、液晶スクリーンのための既知形状゛の並列透過電 極のネットワークを付加的に備えている。

レンズ群３４Ａ、３４Ｂは、いわゆる４Ｆ組み立て内に、同一の焦点距離を持つ ２つのレンズを備えている。レンズ３４Ａの後方焦点面およびレンズ３４Ｂの前 方焦点面は一致している。

平坦スクリーン５４は対物レンズ２４のダイアフラム面に設けられている。

第９図に示す位置では、平坦スクリーン１８は一般に対物レンズ２４の集束面に あり、特定の機能を実施するためだけに光軸Ａに沿って移動される。

平坦スクリーン１８はレンズ３４Ａの前方焦点面にある。

平坦スクリーン７３はレンズ３４Ａ、３４Ｂの共通集束面にある。

センサ３４は平坦スクリーン１８を裏打ちしている。

露出すべき面はレンズ３４Ｂの後方焦点面に設けられている。

デビエータ−Ｄ１、Ｄ２は、２つの平−球レンズを一方の側に備えた既知タイプ のもので、それらの曲率半径は等しく、Ｄｌの後方レンズおよびＤ２の前方レン ズは平−凸レンズであり、Ｄ２の後方レンズおよびＤｌの前方レンズは平−凹レ ンズである。そして、それらの球状表面は表面領域部分て連続的に接触している 。

デビエータ−Ｄｉ、Ｄ２は、４Ｆ組み立ての対称性の中心、すなわちレンズ３４ Ａ、３４Ｂの共通フォーカスに間して対称である。

Ｄ２の前方レンズおよびＤｌの後方レンズの軸は、プロセッサ９により、上記タ イプ（第３図）の電気機械制御手段８１を通じて制御される。

第９図の対物レンズ２４前方の装置部分の機能は、対物レンズ２４からなる光学 的システムに光線が入射する前に、光線を処理することであり、一方、対物レン ズ後方の装置部分は画像処理システムの伝達関数および画像の空間フーリエ変換 を処理するためのものである。

対物レンズ２４の前方に設けた第１の装置部分では、３つの平坦スクリーン７２ ．７４．５４が順次入射光を処理する。

平坦スクリーン７２の機能は所定の軸に光を偏光させることである。液晶の要素 （ビクセル）を活性化することにより、入射光の偏光軸を回転させることができ 、これは、この回転の後、選択した偏光軸が後部偏光子の軸に一致するように、 そして選択した軸に従って偏光された光が平坦スクリーンを通過するように行わ れる。また、平坦スクリーン７２は２つの同一の領域を有し、それらの状態もま た同一である。そして、第１の領域は対物レンズ２４の視野内にあり、第２の領 域はセンサ３Ａの視野内にある。

平坦スクリーン７４の機能は、画像に対して一点一点または領域ごとに多色フィ ルタリングを行うことである。この平坦スクリーンはカラーで動作する。

平坦スクリーン５４は空間的な可変マスクとして作用する。

これは光学的システムのダイアフラム面上に配置されている。

この平坦スクリーンは、中心を一致させたダイアフラム、あるいは偏心されたダ イアフラム、あるいは複数開口のダイアフラムとして機能させることができ、ま たいかなる形状をもとり得るマスクとして機能させることができる。平坦スクリ ーン５４のピクセルは色に対する作用は持たず、透過率に対してのみ作用する。

対物レンズ２４の後方に設けた装置の第２の部分は、第５図に示したキーボード １１およびタフタイル・スクリーン１５を利用する。

その光学的構成要素は以下の通りである。すなわち、平坦スクリーン７３．２つ のデビエータ−Ｄ１、Ｄ２、平坦スクリーン１８、および平坦スクリーン１８の 後方に配置したレンズ群３４Ａ、３４Ｂ。

平坦スクリーン１８の機能は、その上にＳｍｙｔｈレンズ８０により集束させた 画像の各点を順次走査することである。

従って、このスクリーンは、装置を通過する光線を個別に処理するため、それら を空間的および時間的に分離する。

平坦スクリーン１８はまた、第３図に示したすべての機能を実施する。

平坦スクリーン７３は、１８に集束した画像の空間フーリエ変換の面に配置する 。４Ｆまたはレンズ３４Ａ、３４Ｂの二重回折の組合せは、これらレンズの共通 の焦点面にある１８における集束画像の空間フーリエ変換を与え、一方で池の２ つの焦点面を共役とする。

平坦スクリーン５４．７３は平坦スクリーン２５（第３図）のすべての機能を実 施することができる。無限焦点距離を有する対物レンズ２４、平坦スクリーン５ ４上へのパターンの表示、およびセンサ３Ｂ、３Ｃにより捕捉された画像の分析 によって、対物レンズ２４により生じる光学的な不良を測定することができる。

平坦スクリーン５４はセンサ３Ｃと共役であり、対物レンズの焦点面のセンサ３ Ｂ上でそのフーリエ変換が得られる。

レンズ３４Ｂは、もとの像と、上述した要素を通過した結果径られるフィルタ像 との重畳により得られる像を面１９上に形成する。

なお、レンズを用いない構成、または少なくとも１つのレンズの前面に対象ある いは像を配置する構成でも対象のフーリエ変換を得ることができる。

機械系３０は平坦スクリーン１８およびセンサ３Ｂを装置の光軸に沿って長手方 向に移動させる９機械系３０による長手方向の移動により、面１９上に平坦スク リーン１８のビクセルの輪郭の拡散画像を得ることができる。

上記段落で述べた要素に加え、第９図に示すように、３つのマトリクス光センサ ３Ａ、３Ｂ、３Ｃが設けられている。

もとの像の空間フーリエ変換の像はマトリクス・センサ３Ｃ上に、プレート２８ からの反射により形成される。

光センサ３Ａは、平坦スクリーン７２による偏光後の像を・受けとる。光センサ ３Ｂはアモルファス・センサで、平坦スクリーン１８に接している。光センサ３ Ｂはこの平坦スクリーン１８の各点ごとに直接影響を与える。センサ３Ｃは第３ 図に示したものと同一タイプのものである。

球形レンズを用いた光線デビエーターＤ１は、より良好な処理を行うため、光線 を光軸の方向に逸脱させる。第２のデビエータ−Ｄ２は、対称な４Ｆ組み立て内 に第１のものと対象に配置されており、４Ｆ！ＩＩみ立ての中心対称性にもとづ き、デビエーターＤ１による平坦スクリーン１８の走査に対して対称に面１９を 走査することを可能とする。この機能は、すでに述べたものと同一タイプの電気 機械的手段８１によりデビエーターを本発明の装置に従動させることにより実現 する。

アダプタ・リング３３．３５．３６は装置の一部とすることもでき、また装置と は独立とすることもできる。これらは装置の各部を対物レンズ２４まなは他の光 学的システム等に接続することを可能とする。

装置の第１の部分は、キーボード（図示せず）から使用者が入力した命令にもと づいて動作する。

装置の第１の部分は、例えば、商品名“Ｃ０ＫＩＮ”で知られているフィルタに より現在行われているフィルタリング、マスキング、そして偏光処理のすべてを 実施するために必要な全構成要素を含んでいる。

装置の第１の部分によるフィルタリングおよびマスキングに対応する動作形態に ついては、自明であるなめここでは詳述しない。

コントラスト増強器としての第１の部分の機能は、すでに述べたように、センサ ３Ａの対応する領域により受光した光に従って平坦スクリーン７４の各領域の透 過率を変化させることによるものである。

最大照度の入射光の偏光軸は、センサ３Ａにより受光した光を平坦スクリーン７ ２により選択された偏光軸の光軸Ａの周りの回転角にもとづいて測定することに より検出される。

一般に、空からの光は１つの軸に関して大部分、偏光しており、一方、対象から のこの光の反射光は異なる複数の主偏光軸を持っている。装置の第１の部分のこ の機能はこれら偏光軸を個別に処理することを可能とする。

例えば、スクリーン７２．７４．５４およびセンサ３Ａが２つの領域だけを有し ている場合には、装置の第１の部分は２色フィルタを構成し、２つの領域のそれ ぞれは、強さ、色、および偏光の点で瞬時に変化させることができる。この装置 部分は独立に用いることができ、例えば、ダイアフラムを持たないミラータイプ の対物レンズに用いたり、あるいはプロジェクタに用いて、化学的媒体が古くな ることによる色の変化を補正することができる。

次に、装置の第２の部分の機能を説明する。

輪郭機能と呼ぶ特別の機能は、平坦スクリーン１８上のセンサ３Ｂにより可能と なる。センサ３Ｂ表面の近接する２つの要素間の潜在的差は、共通の境界に接す る平坦スクリーン要素の状態を変化させ、そして平坦スクリーン１８上に形成さ れた画像の輪郭を強め、または弱める。

装置の第２の部分の一般的な機能は、フーリエホログラムの面に設けた平坦スク リーン１８を通過する画像の空間フーリエ変換を処理することである０例えば、 平坦スクリーン７３は、バイパス・フィルタの形態を取ることができ、その場合 には中心の不透明な円の周りは透明とし、またローパス・フィルタの形態を取る ことができ、その場合には中心の透明な円の周りは不透明とし、さらにバンドパ ス・フィルタの形態を取ることができ、その場合には上記２つの状態の組み合わ せとする。

平坦スクリーン７３の対地する点を中心とする周波数フィルタの状態に従って対 応する点を順次開放して、平坦スクリーン１８の点を順次走査することにより、 画像の処理が領域ごとに行われる。この走査は、処理を改善するためのデビエー ターＤ１の軸により行われ、平坦スクリーン１８の走査と関連して行われる。

装置のこの第２の部分の特別な機能は画像の修復である。

捕捉された画像はしばしば、動きのためにボケたものとなり、またフォーカシン グ誤差やノイズのため鋭さにかけるものとなる０画像、または個別に捕捉したそ の要素の空間フーリエ変換を分析し、処理することにより、上述のようなノイズ 、フォーカシング誤差、あるいは動きによるボケを補圧することができる。

フーリエ変換ホログラムに適用される画像処理技術は既知であり、例えば、マツ チド・フィルタ、フーコー・エツジ、・位相フィルタ、フーコー−ヒルベルト・ フィルタ、微分フィルタ、積分フィルタ、スクリーニング機能、コントラスト強 調、マルチプレキシング、ボケの除去、光学的相関による形状認識、非破壊検査 、スプレッディング、フィルタリング、符号化、画像圧縮、畳み込み、相関、お よび自己相関が知られている。ジョン・ウィリー・アンド・サンズ発行の“光情 報処理”およびＣｅｐａｄｕｅｓ　Ｅｄｉｔｉｏｎｓ発行のＴｒａｉｔｅｍｅｎ ｔ　ｏｐｔｉｑｕｅ　ｄｕ　ｓｉｇｎａｌ　ｅｔ　ｄｅｓ　ｉｍａｇｅｓ″が参 考文献として有用である。

この装置による画像処理の長所は、処理が自動的に行われ、透過する像に対して 処理が行われるということの結果、生まれるものである。

特に、平坦スクリーン７３を透過する信号は像のフーリエ変換から計算でき、透 過像の自己相関および回転が可能となり、透過した信号はフーリエ変換の置き換 えに対応する。

光線の光路上の平坦スクリーン１８とマトリクス光センナ３Ｂとは別の位置に設 けることができる。平坦スクリーン１８はセンサ３Ｂの前または背後とすること ができる。第２の場合には（第９図）、このセンサは平坦スクリーン１８の状態 によるフィルタリングの結果としての像を受け取り、１８に対する３Ｂの影響は 制御ループにより生じる。同様に、センサ３Ｃ１３Ａに対するスクリーン７３． ７２．７４．５４のそれぞれの位置は入れ換えることができる。

平坦スクリーン７３およびデビエーターＤＩ、Ｄ２上での相関による回転により 、像をどの様にでも移動させることが可能となり、特にモータ５１（第３図）の 機能を実施することが可能となる。

画像捕捉装置（第３図）へ本装置を応用する場合の機能は、ここで述べた応用に 関するものすべてを実現でき、その場合、平坦スクリーン１８はすでに述べたも の（第３図）と同様の位置とし、平坦スクリーン５４および／または７３は平坦 スクリーン２５（第３図）と同様の位置とする。

また、アダプタ・リング３３．３５．３６は例えば、電気的、機械的、または他 の形態の符号化した情報を送出する。

また、センサ３Ｂは、フォト・トランジスタ、フォト・ダイオード、または光− 電気効果で機能するトランジスタの形態で、平坦スクリーン１８のネットワーク のノード間に配置する。

また、２つのセンナ３Ｂを光軸Ａ上に並べて配置することができ、それぞれの捕 捉画像を比較することで、対象距離マトリクスが得られる。

また、センサ３Ａ、Ｂ、Ｃは光学装置の有効視野の外にあってもよく、例えば、 ダイアフラムの連続的に不透明な部分の前とすることができる。また、平坦スク リーン７３は、明瞭なピクセルを加えることにより画像のフーリエ変換を改善し たり、またはクロミナンスを変えることなく照度を高めるため、能動タイプのも のとする。

また、光線の光路上に設けたすべての構成要素は、平坦スクリーンを含め、機械 的または電気機械的装置により引き込み可能とできる。

また、これら機械的または電気機械的装置またはシステムは、種々の平坦スクリ ーンの位置を、装置の光軸に沿って長手方向に制御するようにできる。

また、２つの分離した処理領域、例えば１つは空、もう１つは地面を定義するた め、感光要素の少なくとも２つの直交する線のヒストグラムを処理することによ り地平線を検出する手段を、センサ３Ａに対して設けることは有効である。他の 既知の地平線検出手段で同様の機能を実施することも可能である。

他の種々の動作形態は以下に示す実施例により明らかとなる。

第１０図は、本発明の画像修復システムまたはプロジェクタ−への応用を示す１ 図面をより見やすくするため、大部分の機械的、電気機械的、および電子的構成 要素は削除した。

これらはすでに述べたものと同様のものである。また、スライド・プロジェクタ −の従来の構成要素であるつや消しガラス、熱フィルタ、ミラー、集光レンズ等 も、同じ目的で光源として１つにまとめた。

この応用装置は、共役光軸Ａ、ＡＩ、Ａ２、Ａ′上に配置した以下の光学的要素 を備えている。すなわち、光源Ｓ、信先光分離ハーフミラー２８Ａ、２つのスラ イド３９．２つの平坦スクリーン１８．２つの偏光ハーフ・ミラー２８Ｃ１２８ Ｂ、結合ハーフ・ミラー２’８Ｄ、上述した平坦スクリーン７３（第９図）と同 じタイプの平坦スクリーン７２、液晶の背後に設けたこの平坦スクリーンの偏光 子、および対物レンズ２４を備えている。ミラー２８Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは、光軸Ａ 上の入射光線がこの光軸に対して直角に反射するよう傾斜させである。光軸Ａ、 ＡＩ、Ａ２、Ａ′はそれぞれミラー２８Ｂ、Ａ、Ｃ，Ｄにより共役となっている 。焦点距離と集束距離とはそれぞれステッパ・モータ４２．４４により制御され る。センサ３Ａ、３Ｂ、３Ｃは光軸Ａｌ、Ａ′、Ａ′２上に配置され、レンズ２ は、スライド３９からなる対象の画像が平坦スクリーン１８を透過したものをセ ンサ３Ａ上に形成する。平坦スクリーン１８の数は制限されるものではなく、同 時に修復するビューの数に一致する。ここではこれらビューの内の２つを模式的 に示す。以下の記述では、プロジェクタ−という用語はプロジェクタ−および画 像修復装置を指すために用いる。

画像ミキサーの機能は、画像が投射面の同じ領域に同じ対物レンズにより投射さ れるよう画像を混合することである。

この実施例の画像ミキサーは、ノン・リターンミラー等の偏光半反射・平行・平 面ミラーである４つミラー２８Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを有している。これらのミラーは １つの偏光軸の光線を通過させ、上記軸に直交する偏光軸を持つ光線を反射する という性質を持っている。同時に投射すべき２つの画像あるいはビュー３９は、 それらの偏光軸は直交しており、対物レンズ２４（図示せず）の背後、目視者の 目（図示せず）の前方、または対物レンズ２４（第１１図）の前方に設けた偏光 子平坦スクリーン７２により各点ごとに分離される。−センサ３Ａは、透過体３ つおよび平坦スクリーン１８の画像を、これらがプロジェクタ−から出る前に受 け取る。センサ３Ａはレンズ２により透過体３９および平坦スクリーン１８と共 役となっている。

センサ３Ｂはスクリーン１９から戻った画像を受け取る。

センサ３Ｂは対物レンズ２４によりスクリーン１９と共役となっている。

センサ３Ｃは、透過体３９を２回通過した後、スクリーン１９から戻った画像を 受け取る。

ミラー２８Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの反射偏光軸は、平坦スクリーン１８が非動作のとき 、光源Ｓからの大部分の光線が平坦スクリーン７２に到達するようにそれらの方 向が設定されている。

しかし、ミラー２８Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは、これらを通過する光線の一部がセンサ３ Ａ、３Ｂ、３Ｃに向かうよう若干のオフセットを持たせた反射偏光軸を有してい る。

センサ３Ｂ、３Ｃは適切な最適化プログラムにより、フォーカシングを可能とす る。センサ３Ｃにより知覚される最大経照度が、投射スクリーンに対する対象３ ９の光学的共役に一致することを数学的に示すことができる。

フォーカシング制御装置４４および焦点距離制御装置４２が装置に接続されてい る。

この動作形態は他の実施例装置のものとは異なっており、ビューを変える間、あ るいは連続的な溶暗の間、光源Ｓをオフする必要がないという特徴を持っている 。また、１つの画像に関連した平坦スクリーンの領域を暗くし、他の平坦スクリ ーン上の対応する領域を空白とすることにより新しい空間的溶暗を行うことがで きる。ミキサーにより生成した光の偏光は３次元画像に用いられ、その場合には スライド３つは立体画像装置により作成されたものとする。

他の動作形態では、平坦スクリーン１８はパターンを生成することができ、その 画像は、センサ３により知覚され、光学的システムの光学的不良が装置により記 憶されるよう分析される。画＠伝達の間、平坦スクリーン１８は、特に面１９の 均一な照明のため、これら不良のいくつかを補正する状態を仮定する。

他の動作状態は上述した実施例のものと同一であり、その説明はここでは繰り返 さない。ただし、平坦スクリーン１８はすでに述べたものと同一の機能を果たす ものとでき、また平坦スクリーン７２は平坦スクリーン２５（第３図）、７４． ４．７３（第９図）と同一の機能を果たすものとできよう。

また、キーボード１１は、通常スライド・プロジェクタ−を制御する音響テープ 上の符号化メツセージのための入力を含む。

また、光源Ｓはレンズを備えた、または備えないレーザとでき、その場合には対 物レンズ２４は不要となる。

また、画像ミキサーは既知のプリズムからなるものとできる。

また、平坦スクリーンは、偏光軸に従ってピクセルごとに画像を分解し、そして 混合するための偏光ハーフ・ミラーを用いた複数のミキサーにより製作すること ができる。

第１１図に、平坦スクリーン７１を裏打ちするレンズ７１と光路可変のプレート ６つとを示す、レンズ７１は、ＯとＲとの間で変化する各半径ｒが、光軸を中心 とするレンズ７１の凸円盤上の円を定義し、焦点距離がｒに依存するというもの であり、通常のレンズとは異なっている。

プレート６９は、例えば圧電クリスタル・タイプのもので、加えた力によりその 屈折率が変化する既知タイプのものである。

半径ｒの円を選択するため平坦スクリーン７０を用いて、装置はレンズの焦点距 離を選択する。ｒの値に従ってそれを通過する光線の光路を変化させることによ り、プレート６９は、焦点距離を変えることなく、集束点を移動させることを可 能とする。従って、フォーカシングのためにレンズ７１を移動させる必要はない 。

また、レンズ７１はフレネル・レンズとすることができる。

その場合には、プレート６９は、フレネル・レンズの各要素と一致し、そして各 集束点が一致するような値と一致する一定の光路を持つ。

また、レンズ７１は、光軸への距離に従って焦点距離が変化するという同じ特性 を持つミラー、または同様の装置と置き換えることができる。

同様に、平坦スクリーンを構成するプレート６９と同じタイプで、全体に屈折率 を変化させることができるプレートを用いることにより、屈折率に依存して光を 反射（ミラー）または透過させ、互いに強め合うかまたは打ち消し合う干渉を起 こさせるプレート群を得ることができる。

なお、上述した実施例に簡達して述べた各平坦スクリーンは、他のいかなる平坦 スクリーンとも置き換えることが可能であり、特に能動型のものと置き換えるこ とができる。

特に、第１１図に示した装置、またはその変形は、本発明の３つの実施例に適用 できる０画像ミキサー（第１０図）およびミキサー平坦スクリーンに対しても同 様である。

第１の実施例の装置により撮ったコントラストの弱いビューを、上述した第１０ 図の装置によりコントラストを強めて投射するなら、コントラストに関する圧仲 器タイプの機能が得られる。

３つの実施例に共通の機能は、もちろん、白黒画像の色づけである。

また、対物レンズの前に平面屈折要素を設けることにより、既知の形態を用いて パターンの画像を伝達できる。

初期のテストは、３つの実施例に対して、光学的システム固有の不良を記憶し、 組織的にそれらを補正することを可能特定の面にも、例えば、節平面、アンチ・ ノーダル平面、主平面、アンチ・プリンシパル平面、視野ダイアフラム平面、開 口ダイアフラム平面等に、これらの面の特定の特性を利用するように配置するこ とができる。

また、上述した平坦スクリーンは、装置により受像され、分析され、偏光された ビデオ・タイプの画像を、照明されたものではなく、物理的または特に電気的な サポート（またはコーディング）上に受け取ることができ、例えば、光学的不良 を自動的に補正したテレビや集積回路を製作するためのマスクを得ることができ る。

なお、透過平坦スクリーンをホログラム蓄積媒体の前に設けた場合には、どの様 な画像のホログラムにも同じ改良を適用できる。

また、上述した応用装置の構成要素および／または機能のいかなる組み合わせも 本発明の範囲内にある。

Ｆ／６．４ 国際調査報告 −齢−情１＾−―−−ＰＣＴ／ＦＲ８７１０００２０ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ａｄＥ 　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　ｔ）Ｎ

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの画像センサと、画像伝達平坦スクリーンと、コンピュータ とを備えた画像処理装置において、画像の点またはピクセルの第１のネットワー クとして配置したセンサ（３）と、センサの各ピクセルに対し、少なくとも１つ のパラメータを表す信号を発生するための分析手段（６、４）と、上記分析手段 からの上記信号の関数である状態制御信号を上記スクリーンの各ピクセルのため に出力する処理手段（５、９）と関連し、画像の点またはピクセルのネットワー クに従って構成した少なくとも１つの平坦スクリーン（１８、２０、２５、５４ 、７２、７３、７４、１８０）とを備え、上記センサおよび上記スクリーンは同 じ対象の像を受け取り、これらの像は上記スクリーンを透過し、または上記スク リーンで反射することを特徴とする画像処理装置。
2. ２．上記コンピュータ（５、９）は、画像のコントラストを処理し、少なくとも １つのコントラスト・マトリクスを定義するユニット、およびまたは領域ごとに 画像の焦点合わせおよび上記画像の視野深度を変えることを可能とする距離マト リクスを定義する距離測定手段、および／または画像の速度の場を測定し、モー タ（５１）により動きによるボケを補正するために用いる測定手段、および／ま たは視差を計算するための手段、および／または画像を領域に分割するための手 段、および／または偏光を検出するための手段を備えたことを特徴とする請求の 範囲第１項記載の装置。
3. ３．距離測定ユニットは２つのセンサ（３）を備えたことを特徴とする請求の範 囲第２項記載の装置。
4. ４．画像表示平面（１７）を有するスクリーン制御ユニット（Ｃ）、および／ま たはダクタイル・スクリーン（１５）、および／または処理すべき画像の一部ま たは全部を選択可能とするためのレバー（４６）、および／または処理係数の色 および／または値をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第３項 のいずれかに記載の装置。
5. ５．少なくとも１つの一定の伝達関数パラメータに対する制御手段、および／ま たは少なくとも１つの平坦スクリーンの位置に対する制御手段（３０）、および ／または少なくとも１つの画像伝達屈折要素の位置に対する制御手段（８１）を 備えたことを特徴とする上記いずれかの請求の範囲に記載した装置。
6. ６．少なくとも１つの平坦スクリーン（１８、２０）が装置の集束面に、または その付近に設けられたことを特徴とする上記いずれかの請求の範囲に記載した装 置。
7. ７．少なくとも１つの平坦スクリーン（２５、５４、７０、７２）が装置のダイ アフラム面に、またはその付近に設けられ、少なくとも１つの一定の伝達関数パ ラメータを変えるために用いられることを特徴とする上記いずれかの請求の範囲 に記載した装置。
8. ８．少なくとも１つの平坦スクリーン（２５、５４、７０、７２、７３、７４） が画像のフーリエ変換が形成される面に、またはその付近に配置され、上記変換 の少なくとも１つのパラメータを変化させることを特徴とする上記いずれかの請 求の範囲に記載の装置。
9. ９．感光面（１９）を備えた画像捕捉装置（Ｂ）の必要不可欠の部分を形成する ことを特徴とする上記いずれかの請求の範囲に記載した装置。
10. １０．さらに、つや消しガラス（１０）を有するビューファインダ（２２）を備 え、少なくとも１つの平坦スクリーン（２０）がこのつや消しガラス（１０）の 付近にあるか、またはそれと一致していることを特徴とする請求の範囲第９項に 記載した装置。
11. １１．フラッシュ（５２、５３）と共に用いられるとき、平坦スクリーン（１８ ）上に距離マトリクスを表示するための手段をさらに備えたことを特徴とする請 求の範囲第９項または第１０項記載の装置。
12. １２．感光面（１９）はセンサ（３）に一致することを特徴とする請求の範囲第 ９項から第１１項のいずれかに記載した装置。
13. １３．防護ゴーグルの必要不可欠の部分を形成し、少なくとも２つの平坦スクリ ーン（１８０）がゴーグル・レンズの位置に配置されていることを特徴とする請 求の範囲第１項から第８項のいずれかに記載した装置。
14. １４．目を眩ませる対象と使用者の目との間に設けた平坦スクリーン（１８０） の領域を不透明とする瞳の位置を検出するための手段を備えたことを特徴とする 請求の範囲第１３項記載の装置。
15. １５．対物レンズ（２４）に関連したものであることを特徴とする請求の範囲第 １項から第８項のいずれかに記載した装置。
16. １６．プロジェクターに関連したものであることを特徴とする請求の範囲第１項 から第８項のいずれかに記載した装置。
17. １７．画像混合装置（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ）を備えたことを特徴と する請求の範囲第１６項記載の装置。
18. １８．透過光の偏光軸をピクセルごとに変化させるために用いる少なくとも１つ の平坦スクリーン（７２）を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から第１ ２項、および第１５項から第１７項のいずれかに記載した装置。
19. １９．装置の光軸（Ａ）に対して光線を逸脱させるために用いる少なくとも１つ のデビエータ−（Ｄ１、Ｄ２）を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項から 第１２項、および第１５項のいずれかに記載した装置。
20. ２０．少なくとも１つのパターン伝達手段を備え、それは上記パターンの画像を 分析し、補正する手段に関連していることを特徴とする請求の範囲第１項から第 １２項、および第１５項から第１９項のいずれかに記載した装置。
21. ２１．伝達手段は平坦スクリーン（２５、５４、７４、１８）であることを特徴 とする請求の範囲第２０項記載の装置。
22. ２２．少なくとも１つの平坦スクリーン（７０）は、装置の焦点距離を変化させ るために用いる異なる焦点距離の領域を有する少なくとも１つのレンズ（７１） と関連していることを特徴とする上記いずれかの請求の範囲に記載の装置。
23. ２３．少なくとも平坦スクリーンは、少なくとも１つの焦点面を選択するために 用いる可変屈折率プレート（６９）により構成されていることを特徴とする請求 の範囲第１項から第２２項のいずれかに記載した装置。
24. ２４．圧縮一伸張器を構成することを特徴とする請求の範囲第１項から第１２項 および第１６項または第１７項のいずれかに記載した装置。
25. ２５．画像センサ（３）はその近接さの故に直接上記平坦スクリーン（１７、１ ８、２０、２５、５４、７０、７２、７３、７４、１８０）に影響を与え、コン ピュータ（９）は各ピクセルの動作を制御することを特徴とする請求の範囲第１ 項から第２項、および第１５項から第２４項のいずれかに記載した装置。
26. ２６．少なくとも１つの平坦スクリーン（１７）は能動型であり、像の透過を増 強することを特徴とする上記いずれかの請求の範囲に記載した装置。
27. ２７．少なくとも１つの平坦スクリーンはその各ピクセルの画像ミキサーを備え たことを特徴とする上記いずれかの請求の範囲に記載した装置。