JP6636663B2 - 撮像装置及び画像生成方法 - Google Patents
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Description
〈撮像装置の構成例〉
図1は、本実施の形態1による撮像装置101における構成の一例を示す説明図である。
図2は、図1の撮像装置101による撮影の一例を示す説明図である。この図2では、撮像装置101によって被写体301を撮影してモニタディスプレイ107に表示している例を示している。
続いて、画像処理回路106による画像処理の概略について説明する。
続いて、撮像装置101における撮影原理について説明する。
と表せる。
のような干渉縞の強度分布が得られる。
を満たす半径位置で明るい線を持つ同心円の縞となる。縞のピッチをpとすると、
が得られ、ピッチは、半径に対して反比例して狭くなっていくことがわかる。
のような強度分布が得られる。
のように取り出すと、そのフーリエスペクトルは、
のようになる。
のように表せる。
の位置となる。
の空間周波数位置とするのが妥当である。
とするのが妥当である。
より、撮像装置101にて受光できる最大画角は、
で与えられる。
に相当すると考えることができる。
のように、もとのフレネルゾーンプレートの格子の分布に、モアレ縞の分布を乗算した分布となる。
以下、原理を確認するために行ったシミュレーションの結果を図8および図9に示す。
のように表せる。
〈概略〉
前記実施の形態1では、撮像装置101から出力される画像が縦長であったが、本実施の形態2においては、出力画像を横長とする場合について説明する。
図11は、格子パターン104,105を横方向にずらした場合の空間周波数スペクトルの一例を示す説明図である。
〈概略〉
前記実施の形態1,2の変調器102では、格子基板102aの表面および裏面にそれぞれ同一形状の格子パターン104および格子パターン105を互いにずらして形成することにより、入射する平行光の角度をモアレ縞の空間周波数スペクトルから検知して像を構成していた。
図13は、本実施の形態3による撮像装置101における構成の一例を示す説明図である。
図14は、図13の撮像装置101が有する画像処理回路106による画像処理の概略を示すフローチャートである。
図15は、結像する物体が有限距離にある場合に表面側の格子パターン104の裏面への射影が該格子パターン104より拡大されることを示す説明図である。
本実施の形態4においては、図1の表面側の格子パターン104を可変とする技術について説明する。
図16は、本実施の形態4による撮像装置101における構成の一例を示す説明図である。
本実施の形態5では、両面格子基板に形成される表面側の格子パターンの他の例について説明する。
図17は、本実施の形態5による変調器102における構成の一例を示す説明図である。
〈携帯情報端末の構成例〉
本実施の形態6においては、前記実施の形態5における撮像装置101を用いて構成された携帯情報端末について説明する。
以上により、描写性能が高い携帯情報端末200を実現することができる。
102 変調器
102a 格子基板
103 画像センサ
103a 画素
104 格子パターン
105 格子パターン
106 画像処理回路
106a 液晶駆動回路
106b 格子パターン生成回路
106c 強度変調回路
107 モニタディスプレイ
108 液晶部
109 ピント位置指定入力部
110 シリンドリカルレンズ
200 携帯情報端末
201 つまみ
202 開口窓
Claims (19)
- 受光面に配列された複数の画素により受光した光を画像信号に変換して出力する画像センサと、
前記画像センサの受光面側に配置され、光を変調する変調器と、
前記画像センサから出力される画像信号の画像処理を行う画像処理部と、
を備え、
前記変調器は、互いに対向して配置された2つの同心円状パターンを有し、かつ
入射される光を前記2つの同心円状パターンで変調し、
前記画像センサは、前記変調器により変調された光を受光する、撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置において、
前記2つの同心円状パターンのそれぞれにおける同心円のピッチは、前記同心円の中心から外側に向かうに従い狭くなる、撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置において、
前記画像処理部は、前記画像センサから出力される画像信号を2次元フーリエ変換して周波数スペクトルを算出する、撮像装置。 - 請求項2記載の撮像装置において、
前記2つの同心円状パターンにおける各同心円の中心位置は、互いにずれている、撮像装置。 - 請求項4記載の撮像装置において、
前記2つの同心円状パターンにおける同心円の中心位置は、前記画像処理部から出力される画像の短辺方向に互いにずれている、撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置において、
前記2つの同心円状パターンの1つは、シリンドリカルレンズによって形成される、撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記変調器は透明基板を有し、該透明基板の両面にそれぞれ前記同心円状パターンが形成されている、撮像装置。 - 被写体の画像を生成する撮像装置において、
互いに対向して配置された第1の同心円状パターンと第2の同心円状パターンを有し、前記被写体の光を前記第1の同心円状パターン及び前記第2の同心円状パターンで変調することによりモアレ縞を含む光学像を形成する変調器と、
前記変調器で形成された前記モアレ縞を含む光学像を受光し、画像信号に変換して出力する画像センサと、
前記画像センサから出力された前記モアレ縞を含む光学像に対して、フーリエ変換を含む画像処理を施して前記被写体の画像を生成する画像処理部と、
を備える撮像装置。 - 請求項8記載の撮像装置において、
前記第1の同心円状パターンおよび前記第2の同心円状パターンのそれぞれにおける同心円のピッチは、前記同心円の中心から外側に向かうに従い狭くなる、撮像装置。 - 請求項8記載の撮像装置において、
前記第1の同心円状パターンにおける同心円の中心位置と、前記第2の同心円状パターンにおける同心円の中心位置とがずれている、撮像装置。 - 請求項10記載の撮像装置において、
前記第1の同心円状パターンにおける同心円の中心位置と、前記第2の同心円状パターンにおける同心円の中心位置が、前記画像処理部から出力される画像の短辺方向にずれている、撮像装置。 - 請求項8記載の撮像装置において、
前記第1の同心円状パターンは前記画像センサ側に位置し、前記第2の同心円状パターンは前記被写体側に位置し、かつ前記第2の同心円状パターンは、シリンドリカルレンズによって形成される、撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置において、
前記変調器は透明基板を有し、該透明基板の前記画像センサの受光面と対向する面に前記第1の同心円状パターンが形成され、反対側の面に前記第2の同心円状パターンが形成されている、撮像装置。 - 画像センサを用いて被写体の画像を生成するための画像生成方法であって、
互いに対向する第1の同心円状パターンと第2の同心円状パターンを有する変調器により、前記被写体の光を変調してモアレ縞を有する光学像を形成し、
前記画像センサにより、前記変調器で形成された前記モアレ縞を有する光学像を受光し、画像信号に変換して出力し、
画像処理部により、前記画像センサから出力された前記モアレ縞を有する光学像の画像信号に対してフーリエ変換を含む信号処理を施して用いて前記被写体の画像を生成する、画像生成方法。 - 請求項14記載の画像生成方法において、
前記第1の同心円状パターンおよび前記第2の同心円状パターンのそれぞれにおける同心円のピッチは、前記同心円の中心から外側に向かうに従い狭くなる、画像生成方法。 - 請求項14記載の画像生成方法において、
前記第1の同心円状パターンにおける同心円の中心位置と、前記第2の同心円状パターンにおける同心円の中心位置とがずれている、画像生成方法。 - 請求項14記載の画像生成方法において、
前記第1の同心円状パターンにおける同心円の中心位置と前記第2の同心円状パターンにおける同心円の中心位置とは、前記画像処理部から出力される画像の短辺方向にずれている、画像生成方法。 - 請求項14記載の画像生成方法において、
前記第2の同心円状パターンは、シリンドリカルレンズによって形成される、画像生成方法。 - 請求項14に記載の画像生成方法において、
前記第1の同心円状パターンは前記画像センサ側に位置し、前記第2の同心円状パターンは前記被写体側に位置し、かつ前記第2の同心円状パターンは、シリンドリカルレンズによって形成される、画像生成方法。
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