JPH01309478A - 画像入出力装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像情報を入出力するための画像入出力装置に
関する。

［従来の技術］ 一般に解像度にすくれ、かつ倍率および明るさの大きな
画像を光学的に取込むためには、開口の大きな光学素子
を用いた結像光学系が必要である。

ところがレンズに代表される結像用光学素子は、一般に
開口が大きくなると焦点深度が浅くなる。

しかるに顕微鏡、カメラ、内視鏡等の画像機器を利用す
る分野においては、得られた画像か解像度や明るさに優
れていることが望ましいのは勿論であるが、同時に焦点
深度の深い画像であることか強く要求される。

焦点深度の深い画像を得る従来技術として、例えば文献
ｒＷ、Ｔ、Ｗｅｌｆｏｒｄ、　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　
０ｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｊｃａ
、Ｖｏｌ、５０　ｐ、７４９　（１９８０）Ｊに示され
るように、輪帯開口等の特殊な開口を設けた結像光学系
を用いる手段がある。この手段によれば焦点深度の深い
画像が簡便に得られるという利点があるが、解像度や光
量を著しく損うという欠点かある。

また他の技術的手段として、例えば文献ｒｓ、Ａ、ｓｕ
ｇｊｍｏｔｏ　ａｎｄ　Ｙ、Ｉｃｈｉｏｋａ、　Ａｐｐ
ｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓＶｏ１．２４．　ｐ、２０７Ｂ
　（１９８５）　Ｊあるいは「太田亨寿。

杉原厚吉、杉江昇、　電子通信学会論文誌（Ｄ）。

Ｊ８Ｂ−Ｄ、１２４５．（１９８３）　Ｊに紹介されて
いるように、画像処理技術を用いる方法がある。この方
法は、物体空間において焦点の合った位置（以下、合焦
点位置という）の異なる画像を複数枚入力し、これらか
ら局所的な分散情報を得、これに基づき焦点の合った部
分を合成する手段である。この手段によれば、解像度や
明るさを損わずに焦点深度の深い画像を得ることかでき
る。したがって、この点では極めて有用な手段であると
いえる。しかし対象物が、表面か滑らかな対象物である
場合や、場所によって構造の起伏か大きく異っている対
象物である場合には、その対象物に対しての適用が難し
い。その上、装置として実現するには規模の大きなハー
ドウェアが必要であること、アルゴリズムが複雑である
こと、等々実用上不都合が多い。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように、従来の技術的手段には次のような欠点
がある。

（１）輪帯開口等の特殊な開口を設けた結像光学系を用
いて焦点深度を深くする手段では、解像度や光量を著し
く損うという欠点がある。つまり焦　　。

点深度の深い画像を得ることは可能であるか、解像度や
明るさを失なうことになり、焦点深度、解像度、明るさ
の全てを満足する光学系とはなり得ないという欠点があ
った。

（２）合焦点位置の異なる画像を複数枚入力し、これら
の局所的な分散情報から焦点の合った部分画像を合成す
る手段では、対象物の条件如何により適用が難しい場合
があり、実用上不都合を来たすことが多いという欠点が
あった。

そこで本発明の目的は、解像度や明るさを失うことなく
焦点深度の深い画像を再生し得、しかも実用的で対象物
に対する適用範囲が広く、容易に実現可能な画像入出力
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決し目的を達成するために次のよ
うな手段を講じた。

■　合焦点位置の異なる画像を入力する。

■　入力した合焦点位置の異なる画像を加え合せる。

■　加え合せた画像に回復処理を行なう。

［作用］ このような手段を講じたことにより次のような−つ　− 作用を呈する。画像入力光学系において、合焦点位置を
ある物体面に設定したときに入力される画像は、対象物
と合焦面との距離関係によりボケ具合か決定される。こ
こで前記対象物が、前記画像入力光学系の光軸方向に前
記画像入力光学系の焦点深度よりも大きな構造を持つ場
合、ある物体面に合焦点位置を設定したときに入力され
る画像は、場所によってボケ状態が異なることになる。

次に合焦点位置を変えると、以前に入力した画像とはボ
ケ状態の分布が異なる画像が入力される。つまり以前に
入力した画像ではボケでいた部分が次に入力した画像で
は焦点か合っていたり、またその逆も起こる。これは上
述したように対象物の構造と設定合焦点面との距離関係
により決まる。そこで適当な設定範囲に互って合焦点の
位置を変えなから画像を入力することにより、前記対象
物の異なる部分に焦点が合った複数枚の画像を得ること
ができる。これらを全て加え合せると、画像内の場所に
よらすほぼ一様にボケた画像が得られる。

そこで次に前記加え合せた画像について適当な回後処理
を行なう事により、画像内の場所によらず一様に焦点の
合った画像が再生される。

かくして解像度や明るさを損うことなく焦点深度の深い
画像を再生できる。しかも処理は極めて簡単であり、特
に画像に対して局所的な処理を必要としないため、装置
化が容易である等の実益がある。また対象物の表面がど
のような性質であっても影響を受けないことから適用範
囲も広いものとなる。

［実施例］ （第１実施例） 第１図は本発明の、第１実施例の構成を示す図である。

対象物の像は、レンズ１によって電荷結合素子（以下で
はＣＣＤと略す）、撮像管等で構成される撮像素子２の
受光部に結像される。なお通常の場合、入力光学系は複
数のレンズでの組み合せで構成されるか、図では簡略化
するために一枚のみ示している。前記撮像素子２からの
出力信号は、アナログ・デジタル変換器（以下ではＡ／
Ｄ変換器と略称する）３によりデジタル信号に変換され
る。」１記ディジタル信号は、加算器４において、メモ
リ５に記録されている画像信号と加算される。その加算
結果は再びメモリ５に記録される。

上記動作は、合焦点位置制御器６によってレンズ１を移
動させなから繰返して行なわれる。すなわち上記動作は
、光学系の合焦点位置を、適当に設定した距離間隔およ
び距離範囲で離散的に変えなから行なわれる。かくして
入力した各々の画像について加算が行われ、その結果が
前記メモリ５に記憶される。

次に前記加算された画像は回復処理装置７により、適当
な回復処理が行なわれる。例えば空間周波数に対するバ
イパスフィルタリングあるいはバンドパスフィルタリン
グ処理か行われる。上記の処理結果は再び前記メモリ５
に格納される。前記メモリ５内に格納されている前記回
復処理を施された画像信号は、デジタル・アナログ変換
器（以下ではＤ／Ａ変換器と略称する）８によってアナ
ログ信号に変換され、デイスプレィモニタ９上に表示さ
れる。以上の動作におけるタイミングや信号の流れ等の
制御は、コントローラ１０によって行なわれる。

なお光学系の合焦点位置を変える手段としては、前記合
焦点位置制御器６により前記撮像素子２を動かすように
し、レンズ系は固定化するようにしてもよい。また前記
回復処理装置７として、パイプライン処理方式のものを
採用することにより、回復処理結果を前記Ｄ／Ａ変換器
８に直接的に出力するようにしてもよい。また前記メモ
リ５に記録された加算画像を、フロッピーディスク、磁
気テープ、光メモリ等の他の記録媒体に記録しておき、
画像再生の際に前記記録媒体から記録されている画像信
号を読込み、この読込んだ画像信号に回復処理を施して
表示するようにしてもよい。つまり画像の記録部と再生
部との間を、記録媒体を介してオフラインで連結するよ
うにしてもよい。

上記構成の第１実施例によれば次のような作用効果を奏
する。すなわち本実施例によれば、焦点位置の異なる画
像を離散的に入力し、入力すると同時に加算するように
したので、比較的簡単な構−１３＝ 成の装置で処理を行なうことができ、しかも画像の入力
、加算を高速度で行なうことができる。

（第２実施例） 第２図は本発明の第２実施例の構成を示す図である。本
実施例においては、合焦点位置制御器６により、焦点位
置を所定の距離範囲にわたって連続的に変える。これと
同時に撮像素子２の受光部（具体的には固体撮像素子の
フォトセンサ部や撮像管の受光面等）に結像される像を
蓄積していくように構成されている。前記撮像素子２に
蓄積された画像はＡ／Ｄ変換器３により、デジタル信号
に変換された後、メモリ５に記録される。次に回復処理
装置７によって適当な回復フィルタリング処理か行われ
たのち、再びメモリ５に記録される。

前記回復処理が施されて前記メモリ５に記録された画像
は、Ｄ／Ａ変換器８によりアナログ信号に変換され、デ
イスプレィモニタ９に表示される。

以上の動作におけるタイミングやデータの流れ等の制御
はコントローラ１０によって行なわれる。

上記構成の第２実施例によれば次のような作用効果を奏
する。すなわち本実施例においては、撮像素子２自身の
光エネルギーの積算効果を利用し、連続的に焦点を変え
た画像を入力すると同時に蓄積していくようにしている
。したがって、画像の入力と加算とが撮像素子２自身で
同時に行なわれることになり、構成が非常に簡単化する
上、高速に処理できる。また適当な距離範囲にわたって
焦点位置を連続的に変えれば良いことから、焦点位置の
制御も簡単となる。

（第３実施例） 第３図は本発明の第３実施例の構成を示す図である。本
実施例においては、レンズ１により結像された像は、撮
像素子２により画像信号に変換され、更にＡ／Ｄ変換器
３によりデジタル信号に変換される。前記デジタル信号
は、次いでセレクタ１１によりメモリ５−１〜５−ｍの
うちの所定の一つに記録される。上記動作は、合焦点位
置制御器６によってレンズ１を移動させなから繰返し行
なわれる。すなわち、上記動作は、光学系の合焦点位置
を、適当に設定した距離間隔および距離範囲で離散的に
変えなから行なわれる。かくして、入力したｎ枚（０６
ｍ）の画像が前記ｎ個のメモリ５−１〜５−ｍに各々記
録される。次にアドレス補正装置１２により、前記メモ
リ５−１〜′　５−ｍに記録されている画像について倍
率補正。

位置ズレの補正等が行なわれる。その結果は再びメモリ
５−１〜５−ｍに記録される。前記メモリ５−１〜５−
ｍに記録されたアドレス補正が施された画像信号は、セ
レクタ１３によって選択される。すなわち、ｎ枚の画像
の内、所定の設定条件を満たしたに枚（ｋ≦ｎ）の画像
が選び出される。

選び出されたに枚の画像は加算器１４により加算される
。加算器１４により加算された画像信号は、メモリ１５
に記録される。メモリ１５に記録された画像信号は、回
復処理装置７により適当な回復フィルタリング処理を施
された後、再び前記メモリ１５に記録される。前記メモ
リ１５に記録された回復処理後の画像は、Ｄ／Ａ変換器
８によりア　　・ナログ信号に変換されたのち、デイス
プレィモニタ９に表示される。以上の動作のタイミング
、デ一タの流れ、前記セレクタ１１．１３の設定等の制
御は、コントローラ１０によって行なわれる。

なお前記メモリ５−１〜５−ｍに記録された原画像信号
を、別の記録媒体に記録しておき、画像再生の際に前記
記録媒体から記録されている画像信号を読込み、この読
込んだ画像信号にアドレス補正および加算１回復処理等
を行なって表示するようにしても良い。つまり、画像の
記録部と再生部との間を、記録媒体を介してオフライン
で連結するようにしてもよい。

上記構成の第３実施例によれば次のような作用効果を奏
する。すなわち本実施例においては、焦点位置の異なる
複数枚の画像を全て記録保存しておき、これらから所要
の画像を選択して合成するようにしたので、画像内の任
意に設定した部分に焦点の合った画像を再生できる利点
がある。また前記アドレス補正装置１２によって、ボケ
具合の差に伴う倍率の違い、或いは画像入力時のブレや
被写体の動きによる位置ズレが補正されるので、本装置
を適用可能な範囲を広げ得る利点もある。

なお前記アドレス補正装置１２では、例えば画像間で局
所的なマツチングを行なうことにより、位置合せ操作を
行なうものとなっている。したがって本実施例によれば
、焦点深度や画像内における合焦点部分の設定を様々に
変えることが可能である。また加算処理に対して、倍率
を変える必要がある場合においても有用なものとなる。

さらに画像入力時に、装置または対象物が動くことによ
って各画像間に位置ズレか起こり、再生画像にブレ等が
生じる場合であっても、その悪影響を補正できる。従っ
て本装置の適用範囲を広げることができる。

（第４実施例） 第４図は本発明の第４実施例の構成を示す図である。本
実施例においては、画像入力光学系におけるレンズ１の
後方位置にハーフミラ−１６−１１６−２を設け、さら
に前記レンズ１からの距離がそれぞれ異なるように、例
えば３個の撮像素子２−１．　２−２．　２−３を配設
する。各撮像素子２−１．　２−２．　２−３からの画
像信号は、対応＝　１８− するＡ／Ｄ変換器３−１．　３−２．　３−３によって
それぞれディジタル信号に変換される。上記した意思外
は、前記第１および第３実施例と同様であるので、図示
および説明は省略する。

なお前記撮像素子２−１．２−２．１−３の位置を可変
にし、対象物に応じてその位置を適当に可変設定できる
ようにしてもよい。

上記構成の第４実施例は次のような作用効果を奏する。

本実施例においては、複数の異なる面で結像された像を
入力することにより、合焦位置の異なる複数の画像を同
時に入力することが可能となる。したがって合焦点位置
を変えるという機械的な動作を行なわずに済む上、その
構成上、より適用範囲の広い装置か得られる。

（第５実施例） 第５図は本発明の第５実施例の構成を示す図である。本
実施例においては、複数の位置に焦点の合うように設計
されたフレネルゾーンプレート１７を画像入力光学系に
設け、複数の物体面に焦点の合った複数の画像を撮像素
子２へ同時に入力する。なお実際の入力光学系は前記フ
レネルゾーンプレート１７の他に複数のレンズを用いて
構成されるが、図では簡略化のため前記フレネルゾーン
１７のみを示した。前記撮像素子２からの画像信号はＡ
／Ｄ変換器３によりデジタル信号に変換されメモリ５に
記録される。前記メモリ５に記録された画像は、回復処
理装置７によって適当な回復フィルタリング処理を施さ
れた後、再びメモリ５に記録される。前記回復処理が施
されて前記メモリ５に記録された画像は、Ｄ／Ａ変換器
８によりアナログ信号に変換され、デイスプレィモニタ
９によって表示される。以上の動作におけるタイミング
やデータの流れ等の制御はコントローラ１０て行なわれ
る。

なお第５図の構成に、前述した合焦点位置制御器６を付
設し、合焦点位置を互いに補うように設定すると共に、
入力した画像について第１〜第３の実施例と同様な処理
を行なうようにしてもよい。

上記構成の第５実施例によれば次のような作用効果を奏
する。本実施例においては、複数の位置−２０＝ に焦点を結ぶように設計されたフレネルゾーンプレート
１７をレンズ（不図示）と共に用いる事により、−度に
複数の物体面に焦点の合った像を結像し、これを撮像素
子２へ同時に入力して、実質的に加算を行なうようにし
たものである。

第６図は複数の位置に焦点が合うように設計されたフレ
ネルゾーンプレート１７の正面図である。

一般にフレネルゾーンプレート１７は、円形開口を各々
の面積が等しくなるような輪帯（フレネル輪帯）に分け
、一つおきに不透明になるように設計される。このよう
なフレネルゾーンプレート１７は ±ｆ　ｏ　＝　ｒ　２　／λ （但しｒｌはフレネルゾーンプレート１７の中心の円の
半径であり、λは光の波長である）の焦点距離を持つレ
ンズと同じ作用をする。したがって、このフレネルゾー
ンプレート１７を、結像レンズと組合わせると、その合
成焦点距離が複数となり、レンズを固定した状態のまま
、距離の異なる複数の物体面に焦点を合せる事ができる
。理論的には一つのフレネルゾーンプレート１７は±ｆ
ｏの他に±ｆｏ　／３．ｆｏ　１５・・・なる焦点距離
を持つが、実際には±ｆｏの焦点に集光される光の強度
が強く、他の焦点の効果は小さい。その上、非回折光に
よるレンズの元の焦点距離も保存される。ところが一つ
おきの輪帯を不透明にする代わりに、通過した光の位相
がπだけ遅れるように作ると、±ｆｏの位置は同じであ
るが、そこに集光する光の強度は増大する。またレンズ
の元の焦点位置は消滅する。更に位相差を適当に選ぶと
、±ｆｏとレンズの元の焦点位置の３箇所に焦点が生じ
るようになる。このフレネルゾーンプレートは元来特定
の波長だけで厳密にはたらくが、その波長を可視光の中
心波長（λ−５５０ｎｍ）付近に選ぶと、色収差の影響
は実用上それはと大きくない。なお所定の位相差を持っ
輪帯は、例えばＭｇＦ２の様な透明薄膜を真空蒸着する
ことにより作成される。

かくして本実施例によれば、焦点位置を変えるという機
械的な動作をすることなしに、１枚の光学素子を用いる
だけで複数の物体面に焦点の合った画像を入力加算する
ことかできる。したがって構成を非常に簡略化すること
ができ、しかも対象物等の動きによるブレ等に強くなる
。

（第６実施例） 第７図は本発明の第６実施例の構成を示す図である。本
実施例においては、画像入力光学系にわざと色収差が出
るように設計された光学素子、図ではレンズ１８を設け
る。撮像素子２としては、可視光のスペクトル全幅に対
して感度をもつモノクロの撮像管もしくは固体撮像素子
を用いる。以上の構成により光の波長により異なる位置
に焦点の合った画像を一度に結像し、これらを前記撮像
素子２で入力、加算する。以下の構成は第５実施例と同
様である。

なお前記撮像素子２の前にバンドパス色フィルタを設け
て複数の異なる波長領域の画像を入力し、かつ記録する
ことにより、第３実施例と同様の構成でアドレス補正や
焦点深度操作等の処理を行なうようにしてもよい。

上記構成の第６実施例によれば次のような作用効果を奏
する。本実施例は、−船釣な対象物の反射分光スペクト
ルは可視光のほぼ全域にわたる広い幅にわたって分布し
ており、各波長での画像は互いに強い相関をもつという
性質を利用した実施例である。すなわち、作為的に色収
差を持つような光学素子を使うことにより、各波長ごと
に異なる位置に焦点の合った像を結像し、これを撮像素
子２で入力することにより実質的に加算を行なうように
している。したがって、合焦点位置を変えるという機械
的な動作を行なわずに、色収差の大きな光学素子を用い
るだけで、複数の位置に焦点の合った画像を入力、加算
することかできる。かくして構成を非常に簡略化するこ
とができ、しかも対象物等の動きによるブレ等に対して
強くなる。

ここで第１〜第６の実施例で用いられる回復処理装置７
の具体例について説明する。回復処理装置７は、前述し
たように合焦点位置の異なる画像を加算した画像に対し
、空間周波数に対する適当　　□なバイパスフィルタあ
るいはバンドパスフィルタをかけるための処理を行なう
装置である。

第８図は回復処理装置７の一つの具体的構成例を示すブ
ロック図である。メモリ５に格納されている合焦点位置
の異なる画像について加算された画像は、回復処理装置
７内のＦＦＴ演算器２ｏによって、２次元フーリエ変換
が実行され、その結果はメモリ２１に記録される。一方
、メモリ２２内には空間周波数面上で適当に設計された
フィルタの係数が記録されている。前記メモリ２１に記
録されている画像の空間周波数スペクトルと、上記メモ
リ２２に記録されているフィルタ係数との乗算が、乗算
器２３において実行される。その結果は再び前記メモリ
２１に記録される。メモリ２１に記録されたフィルタリ
ングを施された空間周波数画像は、前記ＦＦＴ演算器２
ｏによって２次元逆フーリエ変換が実行され、その結果
は前記メモリ５に記録される。本構成によれば、空間周
波数面上でフィルタを任意の形状に設計できる。

第９図は回復処理装置７の他の具体的構成例を示すブロ
ック図である。メモリ５に格納されている合焦点位置の
異なる画像について加算された画一　　２５　− 像のうち、回復処理装置７の内部に設けであるアドレス
発生器３０によって指定された画素成分値が、乗算器３
２に入力される。これと同時に前記アドレス発生器３０
によって指定されたメモリ３１に記録されている係数が
、前記乗算器３２に入力され、両者間の乗算が実行され
る。この乗算器３２における演算結果は、加算器３３に
おいてメモリ３４に記録されている値と加算され、その
結果は再びメモリ３４に記録される。以上の構成により
、画像内の３　Ｘ　３　ｐｉｘｅｌ　、　５　Ｘ　５　
ｐｉｘｅｌ　といった局所領域における「たたみ込み演
算」が実行され、その結果は再びメモリ５に記録される
。

本構成例は、フィルタリングを空間周波数面上で行なう
代わりに、画像面上で適当に設計されたマスクとの「た
たみ込み演算」をすることにより回復処理を行なうもの
である。したがって本構成例によれば、簡単な回路構成
で処理を実現でる。

特に小さなマスクサイズで効果的なフィルタが設計可能
な場合は、演算量も少なくなり有利となる。

この他、画面上でマスク処理を行なう構成例としてパイ
プライン方式のプロセッサを用い、高速に処理を実行す
ることも可能である。

ここで回復フィルタの設計の方法について述べる。先ず
シミュレーションにより回復フィルタを設計する方法に
ついて記載する。一般にインコヒーレント結像光学系の
空間周波数特性は、瞳関数の自己相関で表される０ｐｔ
ｉｃａｌ　Ｔｒａｎｓｆ’ｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ　（以
下ではＯＴＦと略す）で表現できる。円形開口を仮定し
た場合、焦点の合った面のＯＴＦは０式で示される瞳関
数の自己相関（０式）で表現できる。

Ｐ　（ｘ、　ｙ）　＝Ｐ　（ｒ、θ）　＝Ｐ　Ｃｒ）但
しくｘ、ｙ）は瞳面を直交座標で表した場合の座標軸で
あり、（ｒ、θ）は円筒座標で表した場合の動径成分と
角度成分である。

１（ｕ、ｖ） ＝［、ｌ”Ｊ’Ｐ（Ｘ＋λｆｕ／２．ｙ十λｆ’ｖ／２
）Ｐ（ｘ−λｆｕ／２．ｙ−λｆｖ／２）ｄｘｄｙ］ａ
ｏは瞳の大きさを表し、例えばレンズの絞りの半径を想
定すれば良い。また円形開口の場合、角度方向に無関係
のためθは省略できる。次に焦点はずれのＯＴＦは０式
に示す一般化された瞳関数の自己相関で表すことができ
る。

Ｐ　（ｘ、ｙ） ＝Ｐ　（ｒ、　　θ） −Ｐ　（ｒ）ｅｘｐ　［ｊｋＷ　（ｒ　；　ｚ）］　　
−■ここでに＝２π／λは波数、またＷ（ｒ；ｚ）は波
面収差であり、ある物体面に焦点か合うような光の波面
Ｗ１と焦点はずれの波面Ｗ２との瞳面上における差で表
される。Ｚは光軸上の座標であり、焦点が合った位置を
ｚ＝０とし、どれだけ焦点位置からはずれているかを示
す量である。波面収差Ｗ（ｒ；ｚ）は近軸領域の近似で
あれば、はぼＷ（ｒ　　；ｚ）＝ｒ２−ｚ／　　（２−
ｆ　２　）−・・■で表され、レンズの開口が大きい場
合はＷ（ｒ；ｚ） ＝ｒ”　−ｚ／　［２（ｆ２＋ｒ２）］　　　　−■で
表される。但しｆはレンズの焦点距離であり、ｆ　＞　
ｚを仮定した。

第１０図は、以上の幾何学的関係を示した図である。こ
のようにして、ある焦点はずれ量ｚに対する０、ＴＦを
求めることができる。

第１１図（ａ）〜第１１図（ｄ）は上記の如く求めたＯ
ＴＦに基づいて回復フィルタを求める操作手順を示す図
である。先ず設定条件に基づいて２を変えることにより
、第１１図（ａ）に示すようなＯＴＦを求める。次にこ
れらのＯＴＦを加算することにより、第１１図（ｂ）に
示すような合成ＯＴＦを求める。そしてこの加算された
合成ＯＴＦが第１１図（Ｃ）に示すように焦点が合って
いる場合のＯＴＦに回復される様に、回復フィルタを設
計する。この回復フィルタは、合成されたＯＴＦをＨ（
ｕ、　ｖ）　＝Ｈ（μ、φ）　＝Ｈ（μ）とし、焦点の
合っている場合のＯＴＦをＨ６（μ）とすると、回復フ
ィルタＶ（μ）は ■（μ）＝Ｈｏ（μ）／Ｈ（μ）　　　　・・・■で表
される。第１１図（ｄ）は上記■（μ）を示す。但しく
ｕ、ｖ）は直交系で表した空間周波数座標であり、（μ
、φ）は円筒系で表した空間周波数座標である。円形開
口の場合は角度方向に依存しないため、動径方向の空間
周波数μのみで表現した。

なお対象物がある程度限定され、その画像の統計的な性
質が予測でき、しかもノイズの性質もわかっている場合
には、回復フィルタとして次に示すようなウィナ−フィ
ルタを用いることができる。

このウィナ−フィルタを用いることにより、ノイズの影
響を低減することが可能である。

Ｗ（μ） ＝　［Ｈｏ　　（μ）　　・ＩＨ（μ）１２コ／　［Ｈ
Ｃｌ１）＋ｌＨ（μ、）ｌ”　＋５ｎｎ（μ）／Ｓｇｇ
（μ））］　　　　　　　　　　　　・・・■但しＳ　
ｎｎ　（μ）はノイズのパワースペクトル。

Ｓｇｇ（μ）は画像のパワースペクトルである。また擬
似的なウィナフィルタとして、次式に示すように定義し
たフィルタを設定し、パラメータＰを適当に設定しても
よい。

Ｗ’　　（μ） ＝　［ＨＯ（μ）　　・ＩＨ（μ）ｌ”］／［Ｈ（μ）
＋ＩＨ（μ）ｌ”＋Ｐｌ］・・・０次に実験的に回復フ
ィルタを求める方法を説明する。表面が十分平坦である
テストチャートのようなものを所定位置に置き、この画
像を設定した条件で合焦点位置を変えなから入力し加え
合せる。

次に前記テストチャートの表面に焦点の合った画像を入
力する。そして合焦点位置を変えなから入力し、かつ加
え合せた画像に対し、適当な回復フィルタをかけてみて
、前記焦点の合った画像と比較する。この比較により両
画像が同等に見えるように回復フィルタを調整して再び
比較する。このような操作を繰返すことにより、所要の
回復フィルタを求める。本方法は実用的に有効である。

以上シミュレーションと実験とによる回復フイルタの求
め方について記載した。なお回復フィルタは必ずしも焦
点の合った場合の周波数特性まで戻せばよいというもの
ではなく、例えば高周波領域をより強調して「メリハリ
」の効いた画像にしてもよいし、また逆に完全には回復
させずにソフトフォーカス効果の効いた画像にしてもよ
い。

（第７実施例） 第１２図は本発明の第７実施例の構成を示す図であって
、本発明（特に第２実施例）を反射型顕微鏡に適用した
応用例を示す図である。第１２図に示すように光源１０
０から発せられた光は落射照明装置１０１によって導び
かれ、最終的には対物レンズ１０２を介して資料の表面
に照射される。

資料からの反射光像は前記対物レンズ１０２によって結
像され、鏡筒１０３の上に設置されたＴＶカメラ１０４
によって撮像される。なおこの際、資料に対する合焦点
面はフォーカスレベル駆動装置１０５によって設定時間
内に連続的に変えられ　　・る。この間に入力される画
像は前記ＴＶカメラ１０４の受光素子部に蓄積される。

なお資料はＸ−Ｙステージ制御装置１０６によってＸ−
Ｙ方向に移動操作される。前記設定時間内に蓄積された
画像は、ＴＶ左カメラ０４内の読出し装置により読出さ
れ、電気信号としてカメラドライバ１０７に転送される
。なお前記カメラドライバ１０７は前記ＴＶカメラ１０
４に対する電力供給等の制御も行なうものである。前記
カメラドライバ１０７に転送された画像信号は、次にプ
ロセッサ１０８に送られる。プロセッサ１０８はＡ／Ｄ
変換器１画像メモリ、回復処理装置、Ｄ／Ａ変換器等か
らなり、前記画像信号に対して適当な回復処理を施した
後、結果をＴＶモニタ１０９に与える。かくして上記結
果はＴＶモニタ１０９によって表示される。以上の動作
は、Ｘ−Ｙステージ制御装置１０６の制御によって資料
の異なる部分について繰返し行なわれ、かつ表示される
。本実施例における顕微鏡はコントローラ１１０によっ
て総合的に制御され、条件設定等はマン・マシンイタ−
フェース１１１を通じて観測者によって行なわれる。

本実施例によれば、顕微鏡に対して解像度や明るさを保
ったまま、焦点深度の大きい画像の合成を比較的簡単な
装置構成により実現できる。顕微鏡の場合、非常に細か
い構造を観測しようとすると、高い倍率の対物レンズを
使用しなければならないが、一般に高倍率の対物レンズ
になる程、Ｎ、Ａ、か大きく焦点深度は浅くなる。この
ような場合において、本実施例の如く構成すれば焦点深
度の深い画像を表示する方法として有効である。

特にフォーカスレベル駆動装置１０５やプロセッサ１０
８を高速動作できるようにすれば、リアルタイムで表示
することも可能であり、より実用的なものとなる。かく
して本実施例の構成は、ＩＣ。

Ｌ、Ｓ　Ｉの検査をはじめとして鉱物１紙、繊維、生体
組織など広範囲な産業分野における様々な対象物の観察
において有用である。

なお本実施例では反射型顕微鏡への適用例を示したが、
透過型顕微鏡、蛍光顕微鏡など他の方式の顕微鏡に対し
ても適用可能である。また画像入力、加算方法に関して
はプロセッサ１０８内に加算器を設け、本発明の第１実
施例と同様に構成するようにしても良い。

（第８実施例） 第１３図は本発明の第８実施例の構成を示す図であって
、本発明を面順次方式の電子内視鏡に適用した応用例を
示す図である。第１３図に示すように本装置は大きく分
けて内視鏡プローブ２００゜画像入力装置２０１２色ズ
レ補正装置２０２１色彩情報記録装置２０３．焦点深度
増大装置２０４゜画像表示装置２０５．コントローラ２
０６からなる。

内視鏡プローブ２００は、先端にＣＣＤ等のモノクロ用
固体撮像素−１−２１０を備えており、合焦点位置制御
器２１１における対物レンズで結像された画像を撮像す
る。この場合の照明光は、前記画像入力装置２０１内に
設置されているＸｅランプ等の白色光源２１２からの光
を、回転色フィルタ２１３を通過させたのち、光ファイ
バー等で構成されるライトガイド２１４によって前記内
視鏡プローブ２００内に導き、プローブ先端より照射さ
れる。

第１４図は前記回転色フィルタ２１３の構造を示す平面
図である。図に示すように赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）の各ベクトル透過フィルタ要素２１３Ｒ，２１，３Ｇ
、２１３Ｂを回転角方向に間欠的に配設したものである
。

第１３図に説明を戻す。前記回転色フィルタ２１３は前
記画像入力装置２０］内のモータ２１３Ｍによって回転
駆動されることにより、照明光をＲ，Ｇ、Ｂの順に順次
変える。このため前記撮像素子２１０は夫々の色の光で
照明された対象物をモノクロ画像として撮像する。前記
撮像素子２１０からの出力画像信号は、前記画像入力装
置２０１内のＡ／Ｄ変換器２１５によりデジタル信号に
変換されたのち、セレクタ２１６によりフレームメモリ
２１７内のＲ，Ｇ、Ｂ各色毎の領域に振分けられ、該当
する領域に格納される。なお以上の動作は画像入力用コ
ントローラ２１８により制御される。そして逐次的に前
記フレームメモリ２１７の各領域に格納された各原色画
像は、別のセレクタ２１９によってＲ，Ｇ、Ｈの各原色
画像のうち、ＲとＧもしくはＧとＢが選択される。セレ
クタ２１９からの出力は色ズレ補正装置２０２内に導か
れ、原色画像間の対応領域検出装置２２０に入力される
。そして、この検出装置２２０により、０画像に対する
２画像または８画像のズレ量が局所的に検出される。ア
ドレス発生器２２１は、原色画像間の対応領域検出装置
２２０で求めたズレ量に基づいて２画像、８画像を補正
するようなアドレス信号を発生させ、これを前記フレー
ムメモリ２１７に送る。フレームメモリ２１７では前記
アドレス信号とバッファメモリを利用して２画像、８画
像の補正を行なう。

このようにして得られた一枚のカラー画像は、前記セレ
クタ２１９を介して色彩情報記録装置２０３に導びかれ
る。色彩情報記録装置２０３に導かれたカラー画像は、
加算器２２２によって各色成分を加え合され、明度Ｙ−
Ｒ＋Ｇ十Ｂの値が算出される。また、除算器２２３−１
〜２２：３−３によって各色成分値Ｒ，ａ、Ｂの値を上
記明度Ｙで除すための割り算が実行される。その結果す
なイつち、Ｒ／Ｙ、Ｇ／Ｙ、Ｂ／Ｙの値はメモリ２２４
−１〜２２４−３にそれぞれ格納される。

一方、前記画像入力装置２０１内のフレームメモリ２１
７に格納されているＲ、Ｇ、８画像は、焦点深度増大装
置２０４内に導かれ、加算器２２５によって加算される
。その加算結果はフレームメモリ２２６に格納される。

フレームメモリ２２６内に格納された画像に対し、回復
処理装置２２７による回復フィルタリング処理が行なわ
れる。その結果は再びフレームメモリ２２６に記録され
る。このフレームメモリ２２６に記録された回復処理後
の画像信号は、前記色彩情報装置２０３内に導かれる。

色彩情報装置２０３内に導かれた画像信号と、前記メモ
リ２２４−１〜２２４−３に格納されている色彩情報と
は、乗算器２２８−１〜２２８−３によって夫々の色成
分ごとに掛は算が行なわれる。その結果は画像表示装置
２０５内に導かれる。

画像表示装置２０５内に導かれた前記乗算器２２８−１
〜２２８−３からの信号は、Ｄ／Ａ変換器２２９−１〜
２２９−３によってアナログ信号に変換された後、ＴＶ
モニタ２３０によって表示される。以上の画像処理２表
示部は前記コントローラ２０６により制御される。

このように本実施例は、一般にＲ，Ｇ、Ｂのカラ−３原
色画像間には強い相関があるという性質と、画像のボケ
具合のほとんどはカラー情報のうちの明度に依存すると
いう性質とを利用し、本発明を面順次方式の電子内視鏡
に適用するのに際し、各原色画像ごとに異なる焦点位置
の画像を入力し、これらを加えて回復処理を行なうとい
う手段を用いたち・のである。

以下本実施例の動作を説明する。先ず画像入力装置２０
１によってＲ，Ｇ、Ｂの各原色画像を逐次的に入力する
。このとき対象物や内視鏡プローブ２００自身が急激に
動くと、各原色画像の相対的な位置が異なってしまい、
所謂色スレか起こる。

そこで色ズレ補正装置２０２ては、０画像を基準として
Ｒ画像および８画像のズレ呈を局所的な部分画像間のマ
ツチングを計算することにより求めている。この求めら
れた色ズレ量に基づいてＲ画像および８画像は修正され
る。この様な方法により、ある設定された合焦点位置に
おけるカラー画像が入力されると、色彩情報記録装置２
０３によってＲ，Ｇ、Ｂの値か明度の情報Ｙ＝Ｒ＋Ｇ＋
Ｂでそれぞれノーマライズされる。そして得られた色彩
の情報Ｒ／Ｙ、Ｇ／Ｙ、Ｂ／Ｙか記録される。

一方、焦点位置の異なった複数の原色画像が入力される
と、これらの画像は上記と同様に補正処理を施された後
、加え合せられ、回復処理が行なわれる。この操作によ
って焦点深度の深い明度Ｙ′の画像が合成される。そし
て最終的に前記Ｙ′画像に前記色彩情報Ｒ／Ｙ、Ｇ／Ｙ
、Ｂ／Ｙを乗じることにより、焦点深度の深いカラー画
像が合成されるものである。

したがって本実施例によれば、内視鏡画像において、焦
点深度の深い画像を比較的簡単な構成で合成できる利点
がある。また焦点深度が浅く、開口が大きい対物レンズ
を使用することが可能となるため、光源のパワーを減ら
すことができる。しかも上記の様な対物レンズを使用す
れば、撮像素子の光蓄積時間を短縮でき、色ズレ等の影
響を少なくすることができる。

なお本実施例の変形例として、次のような例が考えられ
る。フレームメモリ２２６に記録されている加算画像に
、次に入力されてくるＲ、Ｇ、８画像を更に加算してい
く。こうすることにより、３箇所以上の焦点位置の画像
から焦点深度の深い画像を合成するようにしてもよい。

上記の場合、前記フレームメモリ２２６に記録されてい
る画像と、新たに入力された０画像との間の位置ズレは
、前記色ズレ補正装置２０２を利用して補正を行なうよ
うにすればよい。また、もし画像入力か高速に行われ、
色ズレがはとんと問題にならない場合には、前記色ズレ
補正装置２０２は必ずしもに必要ではない。さらに、各
原色画像を入力する際に、本発明の第１実施例あるいは
第２実施例と同様に、入力、加算を行ない、各原色画像
ごとに焦点深度の深い画像を合成するようにしてもよい
。

（第９実施例） 第１５図は本発明の第９実施例を示す図であって、本発
明を、カラー単板撮像素子を用いた電子内視鏡へ適用し
た例である。図に示すように、内視鏡プローブ３００の
先端には、Ｒ，Ｇ、Ｂフィルタで構成されたカラーモザ
イクフィルタ３０１で受像面を覆われた固体撮像素子３
０２が設置されている。この撮像素子３０２により焦点
位置制御器３０３内の対物レンズにて結像された画像を
撮像するものとなっている。なおこの場合の照明光は、
装置本体内の白色光源３０５から発せられた光を、ライ
トガイド３０４によって前記内視鏡プローブ３００内に
導くことにより、プローブ先端より照射される。前記撮
像素子３０２からの出力信号は、装置本体内に導かれ、
色分離回路３０６によってＲ，Ｇ、Ｂ信号に分離される
。

なお本実施例では前記カラーモザイクフィルタ３０１が
Ｒ，Ｇ、Ｂフィルタで構成されていると仮定しているが
、他の色フィルタ、例えばシアン、イエロー等の補色フ
ィルタで構成しても良い。いずれにしても前記色分離回
路３０６では、前記カラーモザイクフィルタ３０１を通
して得られた色信号が分離される。この分離されたＲ、
Ｇ、Ｂ信号はマトリクス回路３０７に入力され、Ｙ、Ｒ
−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号に変換される。前記Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙ信号は夫々Ａ／Ｄ変換器３０８−１〜３０８−３にお
いてデジタル信号に変換される。このディジタル信号は
、フレームメモリ３１０−１〜３１０−３に記録される
が、その際、加算器３０９−１〜３０９−３によって前
記フレームメモリ３１０−１〜３１０−３にすでに記録
されている信号と加算されて記録される。

つまり累積加算記録が行なわれる。以上の構成によシ前
記内視鏡プローブ３００内の焦点位置制御器３０３によ
り制御されて設定された異なる焦点位置における画像の
入力、加算が行なわれる。

次に前記フレームメモリ３１’０−１に記録されている
Ｙ信号画像は、回復処理装置３１１にょっ〜　　４３　
− て回復処理か施され、再び前記フレームメモリ３１０−
１に記録される。次に前記フレームメモリ３１０−１〜
３１０−３に記録されている各信号は、Ｄ／Ａ変換器３
１．２−１〜３１２−３により、それぞれアナログ信号
に変換された後、ＮＴＳＣエンコーダ３１３においてＮ
ＴＳＣ信号に変換される。そして、ＴＶモニタ３１４に
よって表示される。以上の処理はコントローラ３１５に
より制御される。

このように本実施例は、カラーモザイクフィルタ３０１
を用いた単板式カラー撮像素子３０２から入力した内視
鏡画像を処理して明るさ成分Ｙを抽出し、本発明の処理
を行なうことにより焦点深度を増大し、これに平均的な
色彩情報を加えてカラー画像として再生１表示するよう
にした例である。すなわち内視鏡プローブ３００内の焦
点位置制御器３０３によって制御されて設定された異な
る焦点位置における画像の明るさ成分Ｙは、加算器３０
９−１．　フレームメモリ３１０−１によって累積加算
記録され、回復処理装置３１１により回復フィルタリン
グ処理が行われることにより、焦点深度が増大される。

一方、色彩成分であるＲ−ＹおよびＢ−Ｙ信号は、加算
器３０９−２．フレームメモリ３１０−２および加算器
３０９−３．フレームメモリ３１０−３によりそれぞれ
累積加算記録され、焦点位置が異なる画像間の平均的な
色彩情報が求められる。これらは合成され、ＮＴＳＣ信
号として出力される。

かくして、焦点深度の大きいカラー画像が得られる。焦
点ズレによるボケた感じは、はとんど明るさ成分Ｙに依
存するものであり、色彩成分について多少ボケでいても
人間が観察する上にはほとんど影響がない。したがって
、上記のような処理を行なうことにより、所期の目的を
十分に達し得る。

かくして本実施例によれば、単板式カラー撮像素子を用
いた電子内視鏡について、第８実施例と同様の効果を奏
する。

（第１０実施例） 第１６図は本発明の第１０実施例の構成を示す図であっ
て、第９実施例と同様に本発明を単板式％式％ カラー撮像素子を用いた電子内視鏡へ応用した例である
。図示の如く、内視鏡プローブ３００の内部構成および
白色光源３０５の構成は第１５図に示した第９実施例の
構成と同じである。撮像素子３０２からの信号は、色分
離回路３０６によりＲｌＧ、Ｂの各色信号に分離され、
次にマトリクス回路３０７によりＹ、Ｒ，−Ｙ、Ｂ−Ｙ
信号に変換される。前記Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号はＮＴ
ｓｃエンコーダ３１３によってＮＴＳＣ信号に変換され
た後、Ａ／Ｄ変換器３０８によりデジタル信号に変換さ
れる。このデジタル信号はフレームメモリ３１８に予め
記録されている信号と加算器３１６により加算されたの
ち、セレクタ３１７を介して前記フレームメモリ３１８
に再び記録される。以上の構成により前記内視鏡プロー
ブ３００内の焦点位置制御器３０３により設定された異
なる焦点位置における画像は入力、加算される。前記フ
レームメモリ３１８内に記録されている加算された画像
は、くし形フィルタ３１９に与えられる。このくし形フ
ィルタ３１９により画像信号、すなわちデジタルのＮＴ
ＳＣ信号からＹ信号のみが分離抽出される。分離抽出さ
れたＹ信号は、パイプライン方式により空間周波数のフ
ィルタリングを行なう回復処理装置３２０によって、適
当な回復処理を施される。前記回復処理を施されたＹ信
号は、加算器３２１において、遅延回路３２２により時
間差を調整された元のＮＴＳＣ信号と加算され、焦点深
度の深いＮＴＳＣ信号となる。そして前記セレクタ３１
７を介して前記フレームメモリ３１８に記録される。こ
のフレームメモリ３１８に記録された処理画像は、Ｄ／
Ａ変換器３１２によりアナログ信号に変換されたのち、
ＴＶモニタ３］４によって表示″される。以上の動作は
コントローラ３１５により制御される。

このように本実施例においては、ＮＴＳＣ信号に変換さ
れたカラー画像信号を、−個のフレームメモリを用いて
入力、加算を行なうようにしたので、第９実施例と同様
の効果を奏する上、装置の規模を小さくできる。

（第１１実施例） 第１７図は本発明の第１１実施例の構成を示す図であっ
て、本発明を光学ファイバー束を用いた内視鏡（ファイ
バースコープ）への応用例である。

第１７図に示すように、内視鏡プローブ４００には、対
物レンズと合焦点位置を連続的に変える駆動装置とから
成る合焦点位置制御器４０１と、光学ファイバー束で構
成されるイメージガイド４０２とが設けられており、画
像をそのまま光学的に伝送するようになっている。なお
この場合の照明光は、光源装置４０４から発せられた白
色光をライトガイド４０３によって前記内視鏡プローブ
４００内に導びくことにより、プローブ先端より照射さ
れる。前記内視鏡プローブ４００の上端にはカメラ４０
５が設置されてる。このカメラ４０５は、前記イメージ
ガイド４０２により伝送された画像を、銀塩フィルムに
記録するようになっている。以上の構成において、前記
カメラ４０５のシャッターが開放される間に、前記合焦
点位置制御器４０１により合焦点位置を連続的に変えら
れると、前記カメラ４０５内の銀塩フィルム上に画像が
加算、記録される。

第１８図は前記銀塩フィルムに記録された画像に対する
回復処理を光学的に行なう手段の構成例を示す図である
。マルチスペクトル光源５００は、可視光全域にわたっ
て均一なスペクトルを有する白色光源、あるいはＲ，Ｇ
、Ｂの３原色が混合されたり、時間をおいて異なる波長
領域の光が発せられるような光源である。前記マルチス
ペクトル光源５００からの光は、コリメータレンズ５０
１によりスリット５０２上に集光され、近似的な点光源
となる。前記スリット５０２を通過した光は、レンズ５
０３により平行光にされ、第１７図に示した前記カメラ
４０５により画像を記録したカラーフィルム５０４に照
射される。前記カラーフィルム５０４を通過した光は、
レンズ５０５により集光される。この集光された光は、
レンズ５０５の焦平面に設置されたカラー空間周波数フ
ィルタ５０６によって適当なフィルタリングを施される
。

フィルタリングを施された光は、レンズ５０７により平
行光とされ、画像か再生される。上記再生画像はカメラ
５０８により銀塩フィルム上に記録される。なお上記再
生画像を電気信号に変換し、メモリに記憶しておくよう
にしても良い。

このように本実施例は、本発明の第２の実施例と同様な
方法で入力した画像を、銀塩フィルム上に蓄積、記録す
るものである。またカラーの銀塩フィルムに記録した再
生画像を第１８図に示す光学系で回復フィルタリング処
理を行なうものである。

次に第１８図に示した光学的回復処理の作用を詳しく説
明する。前記カラーフィルム５０４に記録されている内
視鏡画像は、前記レンズ５０５により光学的にフーリエ
変換され、前記カラー空間周波数フィルタ５０６により
適当な空間周波数のフィルタリングが行なわれる。一般
にファイバースコープで得られた画像は、個々の光学フ
ァイバーを画素として構成されている。したがって、第
１９図に示すような網目構造５１０を有する。そこで前
記カラー空間周波数フィルタ５０６は、回−５０＝ 復ファルタリング処理作用と、網目構造５１０の除去作
用とが同時に発揮されるように設計される。

前記レンズ５０５の焦平面に現われるファイバースコー
プ画像のフーリエスペクトルは、第２０図に示すような
ものとなる。すなわち、中心部に画像自体の０次のスペ
クトル５１１が現われ、周辺部に光学ファイバーの配列
構造に由来する高次のスペクトル５１２が現われる。そ
こで第２１図に示すように、中心部５２１では０次スペ
クトル５１１に対して回復処理を行ない得、周辺部５２
２では高次のスペクトル５１２をカットするような振幅
透過率を有するフィルタ５２０を設け、これを前記フィ
ルタ５０６として用いればよい。

このようにすれば網目構造５１０がなく、しかも焦点深
度の深い画像が再生される。なお回復フィルタは最大振
幅透過率が「１」を越えることができないため、相対的
に低空間周波数領域の振幅透過率を押え込む様に設計す
る。なお第１８図では光源にマルチスペクトル光源を用
いているため、前記レンズ５０５の焦平面のスペクトル
は、波長により異なる位置に現われる。そこで前記カラ
ー空間周波数フィルタ５０６は、カラーリバーサルフィ
ルムなどで構成し、各々の波長のスペクトルについて適
切なフィルタリングが行なえるような分光特性を持つよ
うに設計する。

なお、本実施例における光学的な回復処理の方法につい
ては、特願昭６１−２２７４５４号に詳しく記載されて
いる。

かくして本実施例によれば比較的簡単な構成で、焦点深
度の深いファイバースコープ画像を再生することができ
る。したがって、第８実施例と同様に、光源のパワーを
縮小することができる。なお本実施例ではカメラ４０５
によってファイバースコープ画像を銀塩フィルムに記録
する場合について述べたが、前記カメラ４０５の代わり
にＴＶ左カメラ用い、電子的に信号を処理し、記録を行
なうようにしてもよい。すなわち、ＴＶ左カメラ撮像し
た画像をＡ／Ｄ変換器により、ファイバースコープの網
目構造に比べ十分サンプリングピッチの細かいデジタル
画像に変換し、このディジタル画像について本実施例と
同様な処理をディジタル的に行なうようにしてもよい。

（第１２実施例） 第２２図は本発明の第１２実施例の構成を示す図であっ
て、本発明を電子カメラに応用した例を示す図である。

本実施例は前記第３実施例における画像入力部と画像処
理表示部とを記録媒体を介してオフラインで連結したも
のに相当する。第２２図に示すように、電子カメラ６０
０により撮像した異なる位置に焦点の合った複数枚の画
像が同カメラ６００内に電気信号として入力される。

入力された画像信号は全て前記カメラ６００内の記録媒
体６０１に記録される。この記録媒体６０１は、フロッ
ピーディスク、磁気テープ、光メモリ、半導体ＩＣや強
誘電体薄膜を用いた固体メモリ等で構成されている。記
録媒体６０１に記録された画像信号は読込み装置６０２
内に読込まれる。前記記録媒体６０１に記録されている
画像信号がアナログ信号である場合には、前記読込み装
置６０２内にＡ／Ｄ変換器を設け、前記画像信−５３＝ 号をデジタル信号に変換するようにする。プロセッサ６
０Ｂは、第３図に示した第３実施例におけるメモリ５−
１〜５−ｍ、アドレス補正装置１２゜セレクタ１３．加
算器１４．メモリ１５１回復処理装置７．Ｄ／Ａ変換器
８およびコントローラ１０等により構成されている。し
たがって、このプロセッサ６０３により、前記読込み装
置６０２から転送されてくるデジタル画像信号に対し、
第３実施例に記した場合と同様の処理が実行される。

前記処理が施された画像信号はＴＶモニタ６０４に転送
され２表示される。なお前記プロセッサ６０３における
処理の諸条件設定は、プロセッサ６０３内のコントロー
ラと連結されているマンマシーン・インターフェース６
０５により観察者が設定できるようになっている。

本実施例によれば電子カメラ６００によって焦点の異な
る複数枚の画像を記録することにより、第３実施例と同
様の作用効果をもたらし得る。なお本実施例は、電子カ
メラ６００に対して第３実施例を適用したものであるか
、第１．第２．第４゜第５．第６の各実施例を適用する
こともてきる。

すなわち、カメラ内で異なる位置にピントの合った画像
の入力、加算を行ない、これを記録媒体に記録し、オフ
ラインで連結した画像処理部において回復処理だけを行
なうようにしてもよい。このようにした場合には、装置
の構成がより一層簡単なものとなる。

なお銀塩フィルムに記録するカメラに対して本発明を適
用する場合において、例えば速写方式でピントの異なる
画像を次々と記録し、第１２実施例と同様な構成で処理
を行なうこともできる。さらに第１１実施例で示したよ
うに銀塩フィルム上で焦点の異なる画像の入力、加算を
行ない、光学的あるいは電気的に回復処理を行なうよう
にすることも可能である。

（第１３実施例） 第２３図は本発明の第１３実施例の構成を示す図であっ
て、第１２図に示した第７実施例と同様に本発明を反射
型顕微鏡に適用した応用例である。

第２３図に示すように、光源７００から発せられた光は
落射照明装置７０１によって導かれ、最終的には対物レ
ンズ７０２を介して資料の表面に照射される。資料から
の反射光像は前記対物レンズ７０２によって結像され、
鏡筒７０３の上に設置されたＴＶカメラ７０４によって
撮像される。この際、資料はステージ７０５の上に設置
された振動アクチュエータ７０６により、顕微鏡の光軸
方向に特定の周波数で振動するように駆動される。

なお、振動アクチュエータ７０６は、振動アクチュエー
タドライバ７０７により、適当な周期および振幅で駆動
される。前記ＴＶ左カメラ０４により撮像された画像信
号はカメラドライバ７０８に転送される。なお、前記カ
メラドライバ７０８は、前記ＴＶ左カメラ０４に対する
電力供給等も行なうものである。前記カメラドライバ７
０８に転送された画像信号は、次にプロセッサ７０９に
送られる。プロセッサ７０９はＡ／Ｄ変換器、画像メモ
リ、回復処理装置、Ｄ／Ａ変換器等から成り、　　　・
前記画像信号に対して適当な回復処理をディジタル処理
で行なうか、あるいはアナログ回路による−　５６　＝ バンドパスフィルターまたはバイパスフィルターで回復
処理を行なうように構成される。前記プロセッサ７０９
により回復処理を施された画像信号はＴＶモニタ７１０
に転送され、表示される。

また、前記プロセッサ７０９内には、入力されてきた画
像信号に対してバンドパスフィルターにより特定の空間
周波数領域のパワーをモニタできる手段が設けられてい
る。かくして前記振動アクチュエータ７０６の振幅を自
動的に決定し、その決定内容にしたがって振動アクチュ
エ〜り７０７を作動させるものとなっている。

上記構成の第１３実施例によれば次のような作用効果を
奏する。本実施例においては、ＴＶカメラ７０４が１フ
レームあるいは１フイールドの画像を入力する間に、対
象物を１回以上特定の振幅で振動させるように構成され
ているので、ＴＶカメラ７０４の撮像面に合焦点面の異
なる画像を積算させる作用を有する。なお、振動アクチ
ュエータ７０６の振幅を初期設定するには、次のような
方法を用いる。まず振幅を変えなから画像を入力し、プ
ロセッサ７０９において、入力画像の特定の空間周波数
領域のパワーをモニタする。振幅に対する特定空間周波
数のパワーの変化は、およそ第２４図に示すようになる
。つまり、振幅の大きさが対象物の深さ方向の構造より
大きくなってくると、画像にはボケの成分が多く含まれ
るようになる。このためパワーは低下してくる。従って
、あらかじめスレッショルド値ＴＨを適当に設定してお
き、パワーがその値を下回った時の振幅値Ａを、実際の
処理に用いるようにする。このようにすれば、より鮮明
でかつ物体の構造に対して適当な焦点深度をもった画像
が得られる。なお、この方法による積算範囲の決定法は
第７の実施例にも応用することが可能である。

かくして本実施例によれば、簡単な構成で十分な効果が
得られる。また回復処理をビデオレートで実行できれば
、リアルタイムで処理画像か得られるなど、実用上の利
点が大きい。

なお、上記実施例では、対象物側を振動させるように構
成したが、光学系側つまり対物レンズ＝　５８− ７０２や鏡筒７０３内に設けたリレーレンズまたは撮像
素子を振動させるようにしても良い。また、本実施例を
顕微鏡以外の光学機器、例えば電子カメラや内視鏡など
に応用して光学系または撮像素子を振動させるように構
成してもよい。

（第１４実施例） 第２５図は、本発明の第１４実施例の構成を示す図であ
って、第１３実施例と同様に、本発明を反射型顕微鏡に
適用した応用例である。なお、説明を簡略化するために
、反射型顕微鏡装置は光源８００、落射照明装置８０１
．対物レンズ８０２、鏡筒８０３、のみを図示した。鏡
筒８０３の上にはカラーＴＶカメラ゛８０４が設置され
ている。このカラーＴＶカメラ８０４における撮像素子
のダイナミックレンジは例えば４０ｄＢであると仮定す
る。落射照明装置８０１には回転式光シヤツター８０５
が設けられている。この光シヤツター８０５は前記光源
８００から発せられる照明光を特定のタイミングで透過
、遮断する。つまり、この回転式光シヤツター８０５は
第２６図に示すように、円板８０５Ｄの回転方向に３等
分された領域８０５Ａ〜８０５Ｃを有している。

そして各領域８０５八〜、８０５　Ｃには面積比か１０
０００・１００：１となるように設定された窓（斜線部
）ａ、ｂ、ｃがそれぞれ設けである。

かくして、この円板８０５Ｄがモータートライバ８０６
により駆動制御されるモータ８０７によって１／１０秒
間に１回転するように回転駆動されると、１／３０秒間
（ＴＶ左カメラよる１フレームのスキャン時間）に所定
の露光量を資料に与えることになる。この場合の照明光
はハーフミラ−８０８および対物レンズ８０２を介して
照射される。そして資料からの反射光像はカメラドライ
バ８０９により制御される前記カラーＴＶカメラ８０４
によって撮像される。なお、前記落射照明装置８０］内
には、複数のレンズと絞りとにより、ケーラー照明系が
構成されるが、図示は省略する。

ステージ駆動装置８１０は、第１３実施例に示したよう
な振動アクチュエータ等で構成されており、ステージ８
１１を１／３０秒間に少なくとも１回、所定の振幅で振
動させるものとなっている。かくして、合焦点面の異な
る画像を前記カラーＴＶカメラ８０４の受光面に積算さ
せる。このようにして異なる露光量で３フレームのカラ
ー画像を入力する。これらのカラー画像はそれぞれＲ，
Ｇ、Ｂの３原色信号としてプロセッサ８２０に転送され
る。

前記プロセッサ８２０に転送された画像信号は、Ａ／Ｄ
変換器８２１によりディジタル信号に変換される。この
変換されたディジタル信号のうち最初の１フレーム目の
画像信号、つまり前記回転式光シヤツター８０５の窓ａ
で露光され、入力された画像信号は、加算器８２２を単
に通過してそのままフレームメモリ８２３に記録される
。次に、２フレームロおよび３フレーム目の画像信号、
つまり前記回転式光シヤツターの窓すおよびＣで露光さ
れ、入力された画像信号は、加算器８２２により前記フ
レームメモリ８２３にすでに記録されている画像信号と
加算される。その加算結果は再び前記フレームメモリ８
２３に記録される。このようにして折れ線近似の対数特
性を持ったＲ、Ｇ。

Ｂの３原色画像データがフレームメモリ８２３に蓄積さ
れる。このフレームメモリ８２３に蓄積された画像デー
タｌｏｇ　Ｒ，ｌｏｇ　ｃ、　　ｌｏｇ　Ｂは、ｌｏｇ
　Ｙ変換回路８２４によりｌｏｇ　Ｙ　（Ｙ＝０．３　
Ｒ＋０．５９Ｇ　＋０．１１３　）の値に変換され、別
のフレームメモリ８２５に記録される。このフレームメ
モリ８２５に記録された画像信号は、回復処理回路８２
６に転送される。回復処理回路８２６に転送された画像
信号は、対数特性を持った状態のまま空間周波数に対す
る適当なフィルタリング処理を施される。フィルタリン
グ処理を施された画像信号は、ダイナミックレンジおよ
び利得調整回路８２７に送られる。そうすると、この回
路８２７において、前記後処理を施された画像信号１ｏ
ｇＹ’　に対して利得調整値ｌｏｇ　ｂか加えられると
共に、ダイナミックレンジ調整値ａが乗算され、信号ａ
ｌｏｇｂＹ’が出力される。前記画像信号ａｌｏｇｂＹ
’　は対数変換器８２８により対数圧縮され、ｌｏｇ　
　（ａ　ｌｏｇ　ｂ　Ｙ、’　）となって出力される。

この出力値は減算器８２９に入力し、ここで前記フレー
ムメモリ８２５に記録されている画像信号ｌｏｇ　Ｙと
の減算が実行され、信号ｌｏｇ（ａｌｏｇ　ｂＹ’　／
Ｙ）となって出力される。前記減算器８２９からの出力
信号ｌｏｇ　　（ａ　ｌｏｇ　ｂ　Ｙ’／Ｙ）は、前記
フレームメモリ８２３に記録されている対数圧縮された
３原色信号ｌｏｇ　Ｒ，ｌｏｇ　Ｇ。

ｌｏｇ　Ｂと加算器８３０Ｒ，８３０Ｇ、８３０Ｂにお
いてそれぞれ加算される。この各加算出力は逆対数変換
器（指数変換器）８３１に入力し、ここで逆対数変換が
実行されて、信号ａ　ｌｏｇ　ｂ　Ｙ’　／Ｙ−Ｒ，Ｓ
ａｌｏｇ　ｂＹ’　／Ｙ−Ｇ、ａｌｏｇ　ｂＹ’　／Ｙ
−Ｂが算出される。これらの算出値は、Ｄ／Ａ変換器８
３２によりＲ，Ｇ、Ｂビデオ信号に変換され、ＴＶモニ
タ８３３によって表示される。なお、前記プロセッサ８
２０の構成は特願昭６２−２３４１３３号に記載されて
いるカラ一対数撮像用映像処理装置に基づいて構成され
たものである。

上記の構成の装置における動作の制御はコントローラ８
３４で行なわれ、その条件設定等は前記コントローラ８
３４と連結されたマンマシン・インターフェース８３５
により観察者が行なえるようになっている。

上記構成の第１４実施例は次のような作用効果を奏する
。本実施例は、カラ一対数撮像方式を採用したことによ
り、色バランスをくずさずに、ＴＶカメラ８０４の撮像
素子の性能を上回るダイナミックレンジをもった画像を
入力する作用と、対数フィルタリングにより効果的な回
復処理を行なう作用とを有する。そこでまず、カラ一対
数撮像方式の作用について説明する。なおここでは、前
記ＴＶ左カメラ０４の撮像素子のダイナミックレンジが
仮に４０ｄＢであるとして説明する。被写体が４０ｄＢ
のダイナミックレンジでは撮像しきれないほどの明暗情
報を有する場合、本実施例では次のようにして実質的な
ダイナミックレンジを拡大している。なず、十分大きな
露光量で撮像し、暗い部分の情報を有する画像を入力す
る。この画　　・像においては、明るい部分は飽和して
いる。次に、さきに入力した画像の１／１００の露光量
で画像を入力する。そうすると先に入力した画像で飽和
した部分のうち暗い方から４０ｄＢ分の情報が得られる
。同様にしてさらに１／１００の露光量で画像を入力す
ると、さらに明るい領域４０ｄＢ分の情報を有する画像
が入力される。これらを加え合わせることにより、折れ
線近似の対数特性を有する画像信号が得られ、実質的に
広いダイナミックレンジを有する画像信号として扱える
。さらに、処理後の画像のバランスをくずさないために
、輝度信号Ｙについてのみ対数圧縮を行なっている。そ
してカラー画像の色相、彩度に影響がないようにするた
めに、輝度信号Ｙの圧縮度１ｏｇＹ／Ｙを、Ｒ，Ｇ、Ｂ
にそれぞれ乗算して、（ｌｏｇＹ／Ｙ）Ｒ，（ｌｏｇ　
Ｙ／Ｙ）Ｇ、（ｌｏｇ　Ｙ／Ｙ）Ｂを得、これを３原色
信号として出力している。また、本実施例では表示の際
の利得とダイナミックレンジを調整し、（ａ　ｌｏｇ　
Ｙ／Ｙ）　Ｒ，（ａ］ｏｇ　Ｙ／Ｙ）Ｇ、（ａｌｏｇ　
ｂＹ／Ｙ）Ｂなる３原色信号を出力するようになってい
る。この利得ダイナミックレンジの制御は手動で行なっ
てもよいが、自動調整にしても良い。以上のカラ一対数
圧゛縮方式の詳細な作用については前掲した特願昭６２
−２３４１３３号に記載されている通りである。

次に、対数特性を有する輝度信号ｌｏｇ　Ｙに対する空
間周波数フィルタリング処理、いわゆる対数フィルタリ
ングを行なうことにより、生じる作用を説明する。反射
光の分布関数を次のように定義する。

Ｙ　（ｌｒ）　＝Ｌ　（１ｒ）　　・Ｒ（＋ｒ）　　　
　　−（ａ＞ただし、　Ｙ（＋ｒ）：反射光の分布関数
Ｌ（ｌｒ）：照明光の分布関数 Ｒ（１ｒ）　　：物体の反射率分布関数とする。（ａ）
式の両辺を対数変換すると、ｌｏｇ　Ｙ　（ｌｒ）　＝
ｌｏｇ　Ｌ　（ｌｒ）　＋ｌｏｇ　Ｒ（ｌｒ）・・・（
ｂ） となる。このうち照明光、あるいは照明装置をもたない
光学機器の場合は、自然光や外部照明の分布に相当する
しく１ｒ）は主に低空間周波数成分を有する。これに対
して、物体の反射率分布関数Ｒ（１ｒ）は低から中域の
空間周波数成分を主に有する。そこで第２７図に示すよ
うな特性を有するフィルターを作成することにより、低
空間周波数成分の照明光のムラや、主にノイズ成分が支
配する高空間周波数領域をカットし、物体の構造を示す
領域を強調することができる。従って、この対数フィル
タリングを用いれば、より効果的な回復処理を行なうこ
とかできる。なお、第２７図における空間周波数値ｆβ
、ｆｈはマンマシン・インターフェース８３５により観
察者が処理結果を見なから任意に設定してもよいし、画
像の種類が限られ性質が分っている場合は、あらかじめ
設定しておいても良い。

かくして本実施例によれば、ダイナミックレンジの狭い
撮像カメラを用いても、実質的に広いダイナミックレン
ジを有する画像として処理することか可能となる。一般
に、ダイナミックレンジの狭いカメラでは、受光面で積
算することにより、画面の平均強度（つまり、０次周波
数強度）ばかり大きくなり、高空間周波数領域の情報は
後で回復処理をかけても回復不能な程度にノイズの中に
埋もれてしまうという不具合がある。本実施例によれば
上記不具合を解決でき、高空間周波数領域の画像成分を
所望のＳ／Ｎで積算しなから入力することが可能となる
。また、対数フィルタリングを行なうことにより、より
効果的な回復処理が可能であり、鮮鋭な画像を表示でき
る。

なお、本実施例は反射型顕微鏡についての応用例として
記述したか、電子内視鏡などの照明装置を有する他の光
学機器についても同様に応用できることはもちろんであ
る。また、光シヤツター８０５としては本実施例で示し
たようなメカニカルシャッター以外に、液晶板などを用
いた光シヤツターであっても良い。

（第１５実施例） 第２８図は、本発明の第１５実施例の構成を示す図であ
って、第１４実施例に示したカラ一対数撮像と対数フィ
ルタリングの手法を、照明装置をもたない光学機器に適
用した応用例を示す図である。対象物の像はレンス９０
］によりＣＣＤなとの固体撮像素子９０２の受光部に結
像される。この撮像素子９０２は対数撮像用ドライバ９
０３によって制御される、例えば、撮像素子９０２がＣ
ＣＤ固体撮像素子の場合、オーバーフロードレインゲー
トや水平転送ゲートの高さを露光時間内に変化させるこ
とにより、出力信号が対数特性を持つように制御される
。この固体撮像素子による対数圧縮の詳細は、前掲の特
願昭和６２−２３４１３３号に記載されている通りであ
る。前記撮像素子９０２からの出力信号は、ビデオプロ
セッサ９０４によって、ｌｏｇ　Ｒ，ｌｏｇ　Ｇ、　　
ｌｏｇ　Ｂの３原色信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換
器９０５によってディジタル信号に変換された後、画像
処理部９１０に転送される。なお、前記レンス９０１は
振動アクチュエータドライバ９０６によって駆動制御さ
れる振動アクチュエータ９０７によって、前記撮像素子
９０２の露光時間に対して十分速い周期で光軸方向に振
動するように駆動される。かくして合焦点位置の異なる
画像が前記撮像素子９０２の受光面上に積算されて入力
するようになっている。

前記画像処理部９１０は、ｌｏｇ　Ｙ変換器９１１、回
復処理回路９１２、ダイナミックレンジおよび利得調整
回路９１３、対数変換器９１４、減算器９１５、加算器
９１６Ｒ，９１６Ｇ、９１６Ｂ。

逆対数変換器９１７て構成されている。この画像処理部
９１０においては、第２５図に示した第１４実施例と同
様に、輝度信号Ｙに対して対数フィルタリング処理が施
され、ダイナミックレンジと利得が適当に調整された３
原色信号（ａｌｏｇ　ｂＹ’　／Ｙ）　Ｒ，（ａｌｏｇ
　ｂＹ’　／Ｙ）Ｇ、（ａｌｏｇ　ｂＹ’　／Ｙ）Ｂ　
　が出力される。この画像処理部９１．０からの出力信
号はＤ／Ａ変換器９２０によりカラーアナログ信号に変
換され、ＴＶモニタ９２１によって表示される。以上の
動作はコントローラ９３０により制御される。

上記構成の第１５実施例は次のような作用効果を奏する
。本実施例は固体撮像素子９０２自体に対数圧縮入力特
性を持たせるようにしたので、第１４実施例と同様に、
色バランスを崩さずに、ダイナミックレンジを拡大する
作用と、対数フィルタリングによる回復処理を行なう作
用とを有する上、構成か簡略化する利点をもっている。

かくして本実施例によれば、電子カメラなど照明装置を
通常は有していない光学機器に対しても、第１４実施例
と同様の作用効果を発揮させ得る。

また、撮像素子９０２自体に合焦点位置の異なる画像を
積算するようにしたので、装置を簡便化できる。

なお、撮像素子自体に対数入力特性を持たせる代イつり
に、露光時間を変えて数枚の画像を入力させ、これらを
加え合せることにより、折れ線近似の対数特性を持つ画
像を合成し、第１４実施例におけるプロセッサ８″２０
と同様の構成で処理を行なわせるようにしても良い。

（第１６実施例） 第２９図は本発明の第１６実施例の構成を示す図であっ
て、第２５図に示す第１４実施例と同様に本発明を反射
型顕微鏡へ応用した例である。

光源１００１より発せられた光は落射照明装置１００２
に導かれ、ハーフミラ−１００３と対物レンズ１００４
を介して、資料の表面に照射される。資料からの反射光
像は前記対物レンズ１００４と鏡筒１００５内の結像レ
ンズ１００６によって拡大されて記鏡筒１００５上に設
置された空間光変調器（以下ＳＬＭと略称する）１００
７の受光面に結像される。Ｓ　Ｌ　Ｍ　１．００７はＳ
ＬＭドライバ１００８によって駆動制御され、インコヒ
ーレント−コヒーレント変換器として機能する。なお、
ステージ駆動装置１００９は、前記ＳＬＭ１００７の変
換応答速度を考慮して設定されたスキャン時間内に、資
料載置用ステージ１０１０を顕微鏡の光軸方向に設定さ
れた距離範囲だけ駆動するようになっている。レーザー
１０１１によって発せられたレーザー光は、レーサービ
ームエキスパンダー１０１２によりビーム径を拡大され
、ハーフミラ−１０１３により光路を変えられて、前記
ＳＬＭ１００７の受光面とは反対側の面（以下反射面と
呼ぶ）に照射される。

前記ＳＬＭ１００７の反射面には顕微鏡像が屈折率分布
として表示されている。したがって前記レー　　７２　
　＝ 一ザービームの反射空間パターンが顕微鏡像として伝搬
される。この顕微鏡像すなわち反射レーザー光は、次に
レンズ１０１４によって空間的にフーリエ変換され、こ
のレンズ１０１４の後方焦点面に置れたフィルター１０
１５によって空間周波数に対するフィルタリングが行な
われる。しかる後、上記反射レーザー光はレンズ１０１
６により逆フーリエ変換され、その画像はＴＶ左カメラ
０１７に入力される。なお、前記フィルター１０１５は
中心部から周辺部にかけて振幅透過率が大きくなるよう
に形成されており、空間周波数に対するバイパスフィル
ターとなるように設計されている。なお、前記ＴＶ左カ
メラ０１７の電力供給およびタイミング制御は、カメラ
ドライバ１０１８により行なわれる。このようにして入
力された画像は、前記カメラドライバ１０１８を介して
プロセッサ１０２０に転送される。プロセッサ１０２０
に入力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１０２１によっ
てディジタル信号に変換され、フレームメモリ１０２２
に記録される。このフレ一ムメモリ１０２２に記録され
たディジタル画像は、回復処理装置１０２３によって適
当な回復処理が施され、再び前記フレームメモリ１０２
２に記録される。こうして回復処理が施された画像信号
は、Ｄ／Ａ変換器１０２４によりアナログビデオ信号に
変換されて、ＴＶモニタ１０２５によってに表示される
。以上の動作は、コントローラ１０２６によって制御さ
れ、条件設定はコントローラ１０２６に接続されたマン
マシン・インタフェース１０２７により観測者が行なう
ようになっている。

ここて、前記ＳＬＭ１００７について若干の説明を加え
る。ここで用いるＳＬＭ１００７は光入力型空間変調器
であって、２次元の光信号を書込み記録すること、およ
び光での読み出しを行なうこと、等が可能な光機能素子
である。この光機能素子としては、Ｂ　１１２Ｓ　ｉＯ
２ｏ　（Ｂ　Ｓ　Ｏ）の光導転性と電気光学効果とを利
用したＦＲＯＭ（Ｐｏｃｋｌｓ　Ｒｅａｄ−ｏｕｔ　０
ｐｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ　＞や、光導伝材料
と液晶を組合せたＬ　ＣＬ　Ｖ　（ＬｉＱｕｉｄＣｒｙ
ｓｔａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｕｅ　）などがある。い
ずれも入力光信号を電界分布に変換し、反射面の屈折率
分布を制御する作用がある。従ってＳＬＭ１００７は、
その反射面側に入射するレーザー光の偏光状態が、Ｓ　
ＬＭＩ　００７の反射面の屈折率分布に応じて変化し、
検光子を通すことにより、コヒーレント光像として読出
すことができるように構成されている。本実施例では、
特にダイナミックレンジが大きく応答速度の速いＳＬＭ
を用いるものとする。

上記構成の第１６実施例は次のような作用を奏する。本
実施例は、ＴＶ左カメラ０１７の受光面に画像を積算さ
せる際の前処理として、光学的にバイパスフィルタリン
グを行なうようにしたものである。つまり、本実施例は
顕微鏡で入力した画像を、Ｓ　ＬＭＩ　ＯＯ７を介して
レーザー光に伝搬させる如く構成した。したがってコヒ
ーレント光学系による空間周波数フィルタリングを行な
い、低空間周波数をおさえなから、ＴＶ左カメラ０１７
の受光面に合焦点面の異なる画像を積算していく作用を
有する。このようにすることにより、ＴＶ左カメラ０１
７のダイナミックレンジの限界による積算効果の制限が
解決できる。その結果、空間周波数成分についても所望
のＳ／Ｎで積算入力を行なうことができる。

かくして本実施例によれば、ＴＶ左カメラ０１７のダイ
ナミックレンジを有効に使うことができ、プロセッサ内
における回復処理によって、−層鮮明な画像を表示する
ことができる。

（第１７実施例） 第３０図は、本発明の第１７実施例の構成を示す図であ
って、本発明を第１６実施例と同様に反射型顕微鏡へ応
用した例である。本実施例の構成は第２９図に示した第
１６実施例の構成からプロセッサ１０２０を省き、ＴＶ
左カメラ０１７からの画像信号をカメラドライバ］０１
８を介してＴＶモニタ１０２５に直接入力するようにし
たものである。したがって第２９図と同一部分には同一
符号を付し、詳しい説明は省略する。

上記構成の第１６実施例は次のような作用効果を奏する
。ステージ駆動装置１００９によりステージ１０１０を
、顕微鏡の光軸方向に距離範囲にわたって駆動し、その
駆動時間中、顕微鏡画像がＳＬＭ１００７の受光面に蓄
積されるように構成されているので、合焦点面の異なる
複数の画像が積算されることになる。上述の動作が完了
した時点で、前記ＳＬＭ１００７の反射面に表示された
積算画像がレーザービームで読み出され、コヒーレント
光学系による空間周波数フィルタリングにより回復処理
が実行される。その結果はＴＶ左カメラ０１７により撮
像され、ＴＶモニタ１０２５によって表示される。つま
り、本実施例はＳＬＭ１００７の受光面における画像の
積算効果を利用し、光学的なフィルタリングによる回復
処理を行なうような作用を有するものである。

かくして本実施例によれば、回復処理が完全なリアルタ
イイムで行なえるため、全体の処理速度を短縮すること
ができる利点がある。

ここで、上述した第１６実施例および第１７実施例にお
いて、カラー画像を処理しかつ表示する方法について説
明する。ます、第３１図に示すように顕微鏡の落射照明
装置１００２内に回転色フイルタ−１０３０を設ける。

この回転色フイルタ−１０３０は、第１４図に示した第
８実施例における回転式光フイルタ−２１３と同様に、
Ｒ，Ｇ。

Ｂの３原色フィルターを円板の回転方向に並べたもので
ある。この色フイルタ−１０３０をモータ１０３１によ
って回転駆動すると、白色光源１００１から発せられた
光が、前記回転色フイルタ−１０３０を透過する際に、
その光の色を時間的にＲ，Ｇ、Ｂの順に変えられる。こ
のようにして得られた各原色照明光が鏡筒１００５に導
かれると、それぞれの原色照明光により、第１６実施例
、第１７実施例に記載した構成に基づく動作が逐次行な
われる。

第３２図は、第２９図に示す第１６実施例に於けるプロ
セッサ１０２０をカラー画像用に構成した例を示すブロ
ック図である。プロセッサ１１００に入力してきた各原
色照明光による出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１１０１によ
りディジタル信号に変換された後、セレクタ１１０２に
よりフレームメモリ１１０３Ｒ，１１０３Ｇ。

１１０３Ｂのうち、所定の色のメモリ内に格納される。

３原色照明による処理結果が全て前記フレームメモリ１
１０３Ｒ，１１０３Ｇ、１１０３Ｂに記録されると、こ
れらは、（Ｒ，Ｇ、Ｂ）→Ｙ変換器１１０４に送られ、
ここで輝度信号Ｙ＝（０，３Ｒ＋　０．５９Ｇ　＋　Ｏ
Ｌｌ　Ｂ　）が算出される。前記（Ｒ，Ｇ、Ｂ）−Ｙ変
換器１１０４から出力される輝度信号Ｙは、前記フレー
ムメモリ１１０３Ｒ。

１１０３Ｇ、１１０３Ｂより出力された３原色信号を除
すための信号として除算器１１０５Ｒ。

１１０５Ｇ、１１０”５Ｂに供給される。したがって、
上記各除算器によって、それぞれ除算が行なわれ、Ｒ／
Ｙ、Ｇ／Ｙ、Ｂ／Ｙが算出される。これらの算出結果は
乗算器１１０６Ｒ，１１０６Ｇ。

１１０６Ｂに送られる。

一方、前記輝度信号Ｙは回復処理回路１１０７により適
当な回復処理を施される。この結果Ｙ′は前記乗算器１
１０６Ｒ，１１０６Ｇ。

１１０６Ｂに送られ、前記Ｒ／Ｙ、Ｇ／Ｙ。

Ｂ／Ｙ信号との乗算がそれぞれ行なわれる。乗算の結果
得られた（Ｒ／Ｙ）Ｙ’　、（Ｇ／Ｙ）Ｙ’　。

（Ｂ／Ｙ）Ｙ’　はそれぞれＤ／Ａ変換器１１０８Ｒ，
１１０８Ｇ、１１０８Ｂにより、アナログビデオ信号に
変換されて出力される。以上の構成における動作はコン
トローラ１１０９により制御される。

このような構成により、逐次的に入力される各原色信号
に対し、色バランスをくずさないように輝度成分に対し
てのみ回復処理か行なわれる。そして回復処理の結果は
３原色同時に出力され、カラー画像として表示できる。

なお、第１７実施例に適用する場合は、第３２図に示し
た構成から（Ｒ，Ｇ、Ｂ）−Ｙ変換器１１０４、除算器
１１０５Ｒ，１１，０５Ｇ。

１１０５Ｂ、回復処理回路１１０７．乗算器１１０６Ｒ
，１１，０６Ｇ、１１０６Ｂ、をとり除　　。

き、フレームメモリ１１０３Ｒ，１１０３Ｇ。

１１０３Ｂと、Ｄ／Ａ変換器１１０８Ｒ。

１１０８Ｇ、１１０８Ｂとを直接接続したプロツセサを
設け、これを第３０図におけるカメラドライバ１０１８
とＴＶモニタ１０２５との間に介在させればよい。この
ようにすることにより、すてに回復処理が施され、逐次
的に入力されてきた３原色画像信号を、プロセッサ内の
フレームメモリに一時保持し、これらを同時に出力する
ことにより、カラー画像として表示することができる。

（第１８実施例） 第３３図は、本発明の第１８実施例の構成を示す略式図
であって、本発明を透過型顕微鏡に応用するに際して用
いる光学的なバイパスフィルタリングの部分構成図であ
る。図に示す如く透過照明光学系は、ケーラー照明装置
１２００で構成される。光源１２０１から発せられた照
明光は、コレクタレンズ１２０２で集光され、視野絞り
１２０３、　　コンデンサ絞り１２０４を通過して、コ
ンデンサレンズ１２０５により資料１２０６に対して照
射される。この際、前記コンデンサ絞り１２０４は、十
分に小さく絞られ、資料１２０６にほぼ平行な光が照射
されるようにする。資料１２０６を通過した光は、対物
レンズ１２０７に導かれ、この対物レンズ１２０７の後
ろ焦点面に設置されたフィルター１２０８により、前記
資料１２０６の像の空間周波数に対するフィルタリング
が行なわれる。なお、前記フィルター１２０８は、中央
部が光の吸収率が大きく、周辺部にいくに従って、その
吸収率が次第に小さくなっていくように構成されている
。つまり、低空間周波数成分をおさえることにより、バ
イパスフィルタリングが行なわれるようになっている。

前記バイパスフィルタリングが行なわれた像は、結像レ
ンズ１２０９により、画像入力系に結像される。

上記以外の部分の構成は、第７．第１３．第１４、第１
７の実施例において、透過型顕微鏡に適用するようにア
レンジした構成に準する。

上記構成の第１８実施例においては、次のような作用効
果を奏する。本実施例は、透過型顕微鏡において資料１
２０６を平行照明することによりコヒーレント光学系を
実現し、像のバイパスフィルタリングを光学的に行なう
作用を有する。

かくして本実施例によれば、第２９図に示した第１６実
施例と同様に、像の低空間周波数成分をおさえなからＴ
Ｖ左カメラどの画像入力装置で撮像することにより、画
像入力装置のダイナミックレンジを有効に使うことがで
きる。したがって、焦点深度の大きな画像をより鮮明に
表示することかできる。

ここで、加え合わせる画像の枚数もしくは積算する範囲
の選択法について記述する。

第３４図（ａ）、　第３４図（ｂ）は上記選択力の概念
図である。第３４図（ａ）の左方部に示すような階段状
の表面構造をもつ物体１２１ｏを考える。このような物
体１２１ｏを焦点深度の浅い光学系で撮像すると、物体
のどこかに焦点が合っている画像のフーリエスペクトル
は比較的高い空間周波数成分も有するが、全くどの部分
にも焦点が合っていない画像の場合は低周波数成分しが
持たない。その様子は第３４図（ａ）の右方部に示され
ている。すなわち、前記物体１２１ｏに対して合焦点面
を破線で示した位置に設定したときの像のフーリエスペ
クトルＦ　（ｕ）を示している。

このフーリエスペクトルにおける、ある空間周波数領域
（ｕｌ、ｕ２）についてのスペクトルを積分した値Ｆ　
（ｕｌ、ｕ２）（斜線部１２２０の面積）に着目してみ
る。この積分値Ｆが合焦点面位置を変えた場合にどう変
化するかを示したのが第３４図（ｂ）である。この図よ
り、Ｆ（ｕｌ。

ｕ２）の値かあるしきい値より大きくなる領域（ｚｌ　
、　　ｚ２　）を加算範囲とすれば、全く焦点の合った
部分のない画像を加算の対象から除外できる。その結果
、より鮮明な長焦点深度画像を合成できる。そこで、第
３実施例、第１２実施例に示したように、合焦点面の異
なる画像を記録する場合は、記録された画像信号にバン
ドパスフィルターをかけ、その結果得られた値を調べる
。こうすることにより、第３４図（ｂ）に示したような
関係を求め、これを基に加算に用いる画像を決定すれば
良い。また、第７実施例、第１４実施例、第１６実施例
、第１７実施例に示した反射型顕微鏡に応用する場合は
、前処理としてステージ（または対物レンズ）をステッ
プ的に所定の小さい間隔で上昇あるいは下降させていく
。そして各々のフォーカスレベルに於ける入力画像信号
にバンドパスフィルターをかける。こうすることにより
、第３４図（ｂ）に示したような関係を求め、積算範囲
を決定するようにする。特に、ＩＣ，ＬＳＩ等の検査に
用いる場合には、同じようなパターンが繰返されるため
、−度積算範囲を決定しておけば同じ条件で対象物のど
の部分についても最適な処理が可能となる。なお、バン
ドパスフィルターとしては、周波数帯域の異なるものを
複数用いて、これらのいづれか、あるいは、それらを全
て使うことにより、総合的に判定して範囲を決めるよう
にしても良い。

（第１９実施例） 第３５図（ａ）、第３５図（ｂ）は、本発明の第１９実
施例を示す図であって、本発明を電子カメラへ応用した
例を示す図である。本実施例の構成は大きく分けると、
カメラ本体１３００．記録−８５＝ 媒体１４００．プロセッサ１５００．マンマシン・イン
ターフェース１６００、そしてＴＶモニタ１７００に分
けられる。第３５図（ａ）に示す前記カメラ本体１３０
０は、レンズ１３０１．　　シャッター１３０２．合焦
点位置制御器１３０３．撮像素子１３０４．Ａ／Ｄ変換
器１３０５．　メモＩＪ　１３０６　、マツチング回路
１３０７．　メモリ１３０８、距離算出回路１３０９．
　　コントローラ１３’　１０　、および前記記録媒体
１４００へ書き込みを行なう書込み装置１３１１で構成
されている。

このカメラ本体１３００は次のような作用を呈する。こ
のカメラ１３００は、プリ撮像と本撮像の２つの動作を
行なう。まず、プリ撮像では、前記シャッター１３０２
が、前記レンズ１３０１の半面を隠す。そして、隠され
ていない側の半面を使って結像した像を、前記撮像素子
］３０４に入力する。このときの撮像素子１３０４の出
力信号はＡ／Ｄ変換器１３０５によりデイタル信号に変
換されて、前記メモリ１３０６に記録される。次に、前
記シャッター１３０２は、前記レンズ１３０１に対し、
上述の場合とは反対側の半面を隠す。がくして前と同様
にして入力した画像は前記メモリ１３０６に記録される
。このようにして、レンズ１３０１の２つの半面を交互
に利用し、視差を設けて入力した２枚の画像に対し、マ
ツチング回路１３０７によるステレオマツチングを行な
う。こうすることにより、対象物までの距離を計測する
。

上記マツチングは、例えば、第３６図（ａ）、第３６図
（ｂ）に示すように、画像内に何点がの検出点１３１５
を設け、各々の検出点１３１５を中心として設定した局
所領域１３１６および１３１７を対象として行なう。第
３６図（ａ）は左画像面、第３６図（ｂ）は右画像面を
示している。

第３７図はマツチング回路１３ｏ７の構成の一例をメモ
リ１３０６および１３０８と共に示す図である。メモリ
１３０６には、左右の視野を持つ２枚の画像を記録する
左画像メモリ１３０６ａと右画像メモリ１３０６ｂとが
設けである。前記マツチング回路１３０７内にはアドレ
ス発生器１３２０か設けられている。このアドレス発生
器１３２０は第３６図（ａ）、第３６図（ｂ）に示すよ
うに、左画像に対しては、ある検出点１３１５を中心と
する設定領域１３１６、右画像に対しては、ある検出点
１３１５より数画素たけ視差方向にすらした点（ずらし
た画素数をＳとする）を中心とする設定領域１３１７　
（左画像の設定領域と同じ大きさの設定領域）のアドレ
スをそれぞれに発生させる。この発生したアドレスは前
記メモリ１３０６に送る。前記メモリ１３０６からは、
設定された領域１３１６．１３１７の左右の画像信号が
マツチング回路１３０７内の減算器１３２１に送られる
。この減算器１３２１では両画像信号の減算が画素ごと
に行なわれる。この減算結果の絶対値が絶対値演算器１
３２２によって計算される。このようにして、左右の設
定領域１３１６．１：３１７の各対応画素信号の差の絶
対値が計算される。そしてこれらの値は、累積加算　　
□器１３２３によって全て加え合わされて、その結果は
判定器１３２４に送られる。次に、前記アトレス発生器
１３２０は、前記メモリ１３ｏ６内の左画像については
、最初と同じアドレスを発生する。そして右画像につい
ては、設定領域１３１７のアドレスを最初に設定した右
画像のアドレスより視差方向に１あるいは２画素程度ず
らした位置（つまり新しい設定領域の中心点を、検出点
よりＳ−１あるいはＳ−２だけ視差方向にずらした点と
する）に設定する。そして同様の計算結果を前記判定器
１３２４に送る。このような操作を１つの検出点につい
て、ある設定した範囲（例えば、右画像の設定領域１３
１７の中心点を、検出点に対してＳ〜−８まで動かす範
囲）について繰返す。

前記判定器１３２４は、各ずれ量に対する計算結果を比
較し、最小になった時のずれ量を検出して、前記メモリ
１３０８に送る。このような動作は各検出点について行
なわれる。以上の動作はマツチング回路コントローラ１
３２５により制御される。

次に、上述したマツチング回路１３０７の作用について
述べる。ステレオマツチングには視差を持った左右の画
像の対応点を見つけることが必要である。本回路では、
そのために次に示すような演算を行なっている。

ρ（ｔ）＝ΣＲｌ　ｌ’ｒ（ｘ＋ｔ、ｙ）づρ（ｘ、ｙ
）　ｌ　　　　　　　　　・（ｃ）ただし、 Ｘ　　　：視差方向、 ｔ　　　：ずれ量、 ｒｒ（ｘ、ｙ）　　：右画像、 ｆΩ（ｘ、ｙ）　　・左画像、 ΣＲ：設定領域における全加算を 表わすオペレータ、 である。ある検出点についてｔをある範囲（例えば、ｔ
＝Ｓ〜−８）にわたって変えなから（Ｃ）式を計算し、
最小となるｔを見つける。こうすることによって、左画
像の検出点に対する右画像の対応点を求めることができ
る。なお、対応点を検出する方法として、（Ｃ）式の代
わりに、次式に示すような相関演算を行なわせるように
、前記マツチング回路１３０７を構成してもよい。

φ（ｔ）　＝　盲ｆ’ｒ（ｘ＋ｔ、ｙ）　ｅ　ｆｌＱ（
ｘ、ｙ）　　　　　　　　＋＋＋　（ｄ）また、次式の
ように正規化相互相関により、左右量画像のバイアスや
ゲインを補正し、より精度の高い相関演算を行なうよう
にしても良い。

ただ゛し、 ｆｒ：右画像の設定領域における平均値子ρ：左画像の
設定領域における平均値σｒ：右画像の設定領域におけ
る標準偏差σｇ：左画像の設定領域における標準偏差な
お、本実施例では、左画像における設定領域１３１６の
位置を固定して、右画像内では対応点を捜すように記述
したが、両者の関係は逆でもよい。また、両画像内゛の
設定領域の位置を検出点を中心として、どちらも動かす
ことにより、対応点を検出するようにしても良い。さら
に、フーリエ変換における相関定理を応用し、前記マツ
チング回路１３０７内にＦＦＴ演算器を設けて、次式に
示すような相関演算を行なわせても良い。

φｐ（ｕ、ｖ）＝Ｐ−’［Ｐｆｆｒ（ｘ、ｙ）ｌ　＃　
Ｐｌｆρ（ｘ　、　ｙ）　ｌ　　コ　　　　　　　　−
（ｆ）ただし、 Ｆ　・フーリエ変換のオペレータ Ｆ　−１、逆フーリエ変換のオペレータこの場合は、（
Ｃ）〜（ｅ）式を計算する場合のように、両画像の相対
的な位置ｔをずらしなから相関値を求めていく必要はな
く、相互相関画像φＦ　（ｕ、ｖ）のピークの位置を検
出することにより対応点を求め得る。さらに、ノイズの
影響が少ない場合には、次式で表わされる位相相関法に
より、精度良く対応点を検出するようにしても良い。

一方、前記メモリ１３０６および前記マツチング回路１
３０７をセレクタ１３３０と共に第３８図に示すように
構成し、画像を視差方向と垂直な方向に分離して記録し
、各々の部分画像に対するマツチング処理を並列に行な
うことにより、全体の計算時間を短縮させても良い。

さて、前記メモリ１３０８に記録された各検出点におけ
る左右のずれ量は、第３５図（ａ）に示すように距離算
出回路１３０９に送られる。距離算出回路１３０９では
レンズ１３０１の半面づつを用いて画像を入力したこと
による視差と前記ずれ量とから、カメラ本体１３００と
各検出点との間の距離が算出される。その結果はコント
ローラ１３１０へ送られる。なお、プリ撮像後に画面の
中央の検出点における距離データから、ファインダーに
おいて中央にフォーカスが合って見えるように、合焦点
位置制御器１３０３を自動制御し、オートフォーカス動
作を行なわせても良い。

次に、前記カメラ１３００に於ける本撮像について説明
する。前記コントローラ１３１０は、前記距離算出回路
１３０９から送られてきた距離情報に基づいて積算入力
を行なうための物体面における合焦点位置の移動範囲を
設定する。合焦点位置の範囲の設定の仕方の一例を説明
する。各検出点における距離データから、そのばらつき
具合いを表わす標準偏差を求める。そして距離の平均値
から±にσの範囲（ｋは１〜２の間ぐらい）を求め、積
算範囲とする。ただし、距離の平均値、標＝　９３　＝ 準偏差を計算する際に、空なと無限遠であると算出され
たデータは除外する。なお、積算範囲はマニュアルで撮
影者が任意に設定できるようにしても良い。本撮像にお
いては、前記シャッター１３０２を全て解放し、その露
光時間内に、前記コントローラ１３１０で設定した積算
範囲に対応して合焦点位置制御器１３０３を駆動し、合
焦点位置の異なる画像を前記撮像素子１３０４の受光面
に積算する。前記撮像素子１３０４からの出力信号は、
前記Ａ／Ｄ変換器１３０５によりディジタル信号に変換
され、メモリ１３０６に記録される。前記メモリ１３０
６に記録された積算画像および前記メモリ１３０８に記
録されている画像内の各検出点における左右のずれ量は
、書込み装置１３１１によって、前記記録媒体１４００
に記録される。なお、前記カメラ本体１３００内に加算
器を設け、本撮像において合焦点位置の異なる画像を累
積加算するようにしてもよい。

前記記録媒体１４００は、フロッピーディスク。

光メモリ、半導体ＩＣを組込んたカード、磁気テ−プ、
磁性体以外の固体メモリ、有機物質によるメモリ等で構
成され、前記カメラ本体１３０゜において得られたデー
タを、前記プロセッサ１５００ヘオフラインで転送する
役割を持つ。

次に、第３５図（ｂ）に示す前記プロセッサ１５００の
構成と作用について記す。前記記録媒体１４００に書込
まれているデータは、読込み装置１５０１により読み出
される。そして画像データはメモリ１５０２へ記録され
、各検出点における左右のずれ量はメモリ１５０３に記
録される。

そして前記画像メモリ１５Ｑ２に記録された画像データ
は、回復処理回路１５ｏ４に送られる。また、前記メモ
リ１５０３内に記録されたずれ量のデータは係数発生器
１５０５へ送られる。係数発生器］５０５は、入力した
ずれ量に対応した係数値を発生させ、前記回復回路１５
０４へ送る。前記回復処理回路１５０４で適当な回復処
理を施された画像信号は、Ｄ／Ａ変換器１５０６でアナ
ログビデオ信号に変換され、前記ＴＶモニタ１７００に
よって表示される。なお、前記プロセッサ１５００にお
ける動作は、コントローラ１５０７で制御される。また
、条件設定および画像表示等の指令は前記コントローラ
１５０７と連結された前記マンマシン・インターフェー
ス１６００により観察者が行なえるようになっている。

前記プロセッサ１５００における回復処理の作用につい
て説明する。前記回復処理回路１５０４では、局所領域
のコンボリューションにより、空間フィルタリングが行
なわれ、回復処理が実行される。

第３９図は、上記回復処理の概念図である。この図では
、ある画素に対し、その近傍の５×５の画素領域につい
て、設定したマスク１５１０とのまたたみ込み演算」　
（コンボリユーシヨン）を行なう。そしてその演算結果
を対象画素におき換えるという処理を、前記画素（ただ
し、周辺の２ラインについては行なわない）について順
次実行し　　□ていく作用を示している。このような方
法で回復処理を行なうことにより、画像内の位置に応じ
て異なるフィルタリングを行なうことができる。そこで
、前記カメラ本体１３００において積算入力した画像が
一様にぼけた画像にならない場合に、上記マスク１５１
０の係数を画像の位置に応じて変えてやることによって
、どの部分でもフォーカスの合った画像を表示できる。

このような処理を行なうために、前記プリ撮像において
は画像内の何点かの検出点１３１５におけるカメラ本体
１３００と被写体との距離を計測しておき、積算画像内
のどの部分かどの程度ぼけるかを把握し、その情報に基
いてマスク１５１０の係数を決定するという処理を行な
うものである。

かくして本実施例（第１９実施例）によれば、プリ撮像
によって積算する合焦点位置の範囲を決定できる。また
、ぼけ方が画像内の場所に依存する場合でも適当な回復
処理を施すことができる。

したがって、本発明を電子カメラへ応用した場合の適用
範囲を拡大することができる。なお、本実施例のプロセ
ッサ１５００における回復処理用マスク１５１０の係数
は、場所に応じて任意可変できるので、これを応用して
観察者が好みに応じて焦点深度を自由に変えられるよう
に構成しても良い。

（第２０実施例） 第４０図（ａ）、第４０図（ｂ）は本発明の第２０実施
例の構成を示す図であって、第１９実施例と同様に、本
発明を電子カメラへ応用した例である。本実施例の構成
は、大きく分けると、カメラ本体１８００、記録媒体１
９００、プロセッサ２０００、マンマシン・インターフ
ェース２１００、ＴＶモニタ２２００等からなる。まず
、カメラ本体１８００は第１９実施例で示したのと同様
にプリ撮像と本撮像の動作を行う。まず、プリ撮像にお
いては、レンズ１８０１の中央部より入力された対象物
の像がミラー１８０２により反射され、オートフォーカ
ス（以下ＡＦと略す）センサ１８０３に入力される。前
記ＡＦセンサ１８０３は、第１９実施例で示したステレ
オマツチングに類似した位相差ＡＰ方式に基づくもので
、視差を設けて結像させた２つの画像の位相差に相当す
るデータを測距回路１８ｏ４に送る。前記測距回路１８
０４では、前記ＡＦセンザ１８０３から送られてきたデ
ータを基に、カメラ本体１８００から対象物までの距離
を計測する。

この副側した距離データはメモリ１８ｏ５に記録される
。以上の動作は撮影者が設定した数が所の対象物にらい
て同様に行なわれ、それらの結果が前記メモリ１８０５
に記録される。次に、前記メモリ１８０５に記録された
複数点の測距結果はコントローラ１８０６に送られ、本
撮像における条件が設定される。

次に、本撮像における動作を説明する。前記コントロー
ラ１８０６はプリ撮像において測定したカメラ本体１８
００から対象物までの距離データを基に、合焦点位置の
異なる画像に対し適当な重み付けを行なって加重加算入
力を行うよう制御する。つまり、合焦点位置制御器１８
ｏ７は前記プリ撮像によって設定した範囲にわたって合
焦点位置を離散的に変える。その結果生じた各々の状態
においてレンズ１８０１により結像された画像は、撮像
素子１８０８に入力される。この撮像素子１８０８に入
力した画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１８０９によりディジ
タル信号に変換された後、メモリ１８１０に記録されて
いる所定の係数値と乗算器１８１１によって乗算される
。そしてこの乗算された値は加算器］８１２により、メ
モリ］８］３に記録されている画像信号と加算され、そ
の結果は再び前記メモリ１８１３に格納される。

以上の構成により、合焦点位置を離散的に変えなから入
力された複数枚の画像が加重加算され、その結果は前記
メモリ１８１３に記録される。なお前記ミラー１８０２
は、本撮像が行なわれるときには、メカニカルに光路か
らはずされるか、あるいは撮像に邪魔にならないように
最初から光学的に設計されている。前記メモリ１８０５
に記録されている幾つかの観測点における測距データ、
および前記メモリ１８１３に記録されている画像データ
は、書き込み装置１８１４により記録媒体１９００に記
録される。

次に、第４０図（ｂ）に示すプロセッサ２０００の構成
および作用について説明する。前記記録媒体１９００に
記録されているデータは読込み装置２００１によって読
み出される。そして画像データはメモリ２００２に記録
され、測距データはコントローラ２００３に入力される
。前記メモリ２００２に入力された画像データは、回復
処理装置２００４に送られる。そして前記測距データを
基に前記コントローラ２００Ｂで設定された条件に従っ
て、適当な回復処理が施される。

前記回復処理装置２００４により回復処理が施された画
像信号は、Ｄ／Ａ変換器２００５でアナログビデオ信号
に変換された後、ＴＶモニタ２２００によって表示され
る。なお、上記プロセッサ２０００における回復処理や
、画像出力の際の諸操作は、前記コントローラ２００３
と連結されたマンマシン・インターフェース２１００で
行なえるようになっている。

上記構成の第２０実施例においては、次のような作用効
果を奏する。まず、カメラ１８００におけるプリ撮像に
おいて、撮影者は写したい数が所の被写体を画面の中央
部に狙い定め、測距ボタンを押す。こうすることによっ
て、各被写体までの距離がカメラ内のメモリ１８ｏ５に
記録される。

コントローラ１８０６ではそれらの測距データを基に、
加算入力した画像が撮影者が選択した被写体についてほ
ぼ同じはけ方になるように入力条件を設定する。この状
態で本撮像が行なわれる。またプロセッサ２０００では
、プリ撮像によって測定した距離データを基に適当な回
復処理を行う作用を有する。

複数の測距データから加重加算入力の条件を設定する方
法について説明する。ここでは説明を簡単にするために
、カメラ本体１．８００からの距離が異なっている２つ
の被写体があると仮定する。本発明の主旨により、合焦
点位置を変えなから加算入力した画像に対して、場所に
より不変（Ｓｐａｃｅ　１ｎｖａｒｉａｎｔ　）な回復
フィルターをかけることによって、焦点深度の大きな画
像を表示する為には、加算入力した画像のほけ方が５ｐ
ａｃｅｉｎＶａｒｉａｎｔである必要がある。そこで、
まず焦点−１０２，− はずれによるはけ量を幾何的近似により示す。

第４１図はその幾何的関係を示す図である。カメラ本体
１８００の撮像面１８２０からρ１の距離に物点Ａ１が
あり１．ｌ１１２の距離に物点Ａ２かあるとする。そし
て物点Ａ１とＡ２との距離はｄであるとする。第４１図
の上方図は物点Ａ１にフォーカスを合わせた場合の幾何
的関係を示す。このときの物点Ａ２のほけ量δ２はＡ２
から出た光線束の撮像面１８２０での投影の直径で表わ
す。第４１図の下方図は物点Ａ２にフォーカスを合わせ
た場合の幾何学的関係を示す。このとき物点Ａ１のほけ
量δ１は物点Ａ１から出た光線束の撮像面１８２０での
投影の直径で表わす。レンズ１８０１の焦点距離をｆと
し、ｆ＜９１を仮定すると、δ２．δ１は近似を用いて
次式で表わされる。

たたし、ＦはカメラのＦナンバーで、Ｆ＝ｆ／Ｄ（Ｄ：
レンズの射出瞳の直径）。（ｈ）式と（ｉ）式とを比較
すると、物点Ａ１にフォーカスを合せたときの物点Ａ２
のほけ量δ２と、物点Ａ２にフォーカスを合せたときの
物点Ａ１のほけ量δ１との大小関係は、δ２〉δ１であ
る。そしてその違いはρ１が小さい場合、つまり手前の
被写体Ａ１がより近くにある場合において顕著になるこ
とがわかる。このような場合、合焦点面の位置を物点Ａ
１からＡ２にわたって等間隔に変えなから加算入力した
画像における物点Ａｌ、Ａ２の被写体のぼけ方は等しく
ならない。つまり物点Ａ２にある被写体の方がはけが大
きくなる。したがって本実施例では、加重加算を行うこ
とによって加算入力画像のぼけ方を５ｐｅｃｅ　１ｎｖ
ａｒｉａｎｔに近いものにしている。その際の加重係数
の決定法について以下説明する。

第４２図に示すように合焦点位置をＡＩからＡ２点まで
の範囲で等間隔にｍか新設定するものとする。そして各
位置にそれぞれ重みω＋　　（１＝　１，２．、、、ｍ
）を乗じて加え合わせるものとする。それぞれの合焦点
位置におけるＡ２点、Ａ１点にある物体のはけ量δ２　
（＋　）　、δ１（ｉ）（ｉ　”’１＋２＋、、＋ｍ）
は次式で表わされる。

パ ・・・（ｋ） 従って、加重加算された画像における物点Ａ２゜Ａ１点
にある物体のぼけ量は で表わすことができる。これらの点が Σ　ωｊ＝１ の拘束条件の下で最小になるような ωｉ　（ｉ＝１．２．・・ｍ） を求めるために、Ｌａｇｒａｎｇｅの未定乗数法を用い
る。

つまり、 ｇ＝Σωｉ−］　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（ｍ）ｉ＝１ φ−ｆ＋λｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（ｎ）λ なる式の演算を行なう。（ｏ）、（ｍ）式より、未知数
ωｊ（＋　＝１．２．、、、ｍ）に対して次の連立方式
（ｐ）が成立する。なお、（ｐ）式は表現をし易くする
ために行列表示する。

この（ｐ）式を解くことにより最適なωｉ（ｉ　＝　１
．２．、、、ｍ）が求まる。

以上のような方法で、カメラ本体１８００から被写体ま
での距離（、Ｑｌおよびｄ）が分かった場合に、加重係
数をどのように設定したら良いかをあらかじめ調べてお
く。そして、これらのデータをカメラ本体１８００内に
記録しておいて、実際の操作ではプリ撮像で計測した各
被写体までの距離から適当な加重加算入力を行うように
する。前記加重係数のデータは撮影レンズ１８０１が交
換可能なカメラの場合、撮影レンズ１８ｏ１内に設置し
たリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）に記録しておき、撮
影時にカメラ本体１８００のコントローラ１８０６にデ
ータを転送し動作を行なわせるようにしても良い。

本実施例（第２０実施例）によれば、撮影者が任意に選
択した全ての被写体に対し、フォーカスか合うように焦
点深度を制御することができる。

また加重加算を行うことによって画像のほけ方が５ｐａ
ｃｅ　１ｎｖａｒｉａｎｔに近い状態になるため回復処
理を簡便に行なえる。

（第２１実施例） 第４３図は、本発明の第２１実施例の構成を示す図であ
って、第１９実施例、２０実施例と同様に、本発明を電
子カメラへ応用した例である。本実施例は、第４０図（
ａ）に示す第２０実施例のカメラ本体１８００の構成か
ら、メモリ１８１０と乗算器１８１１とを除いたものに
相当する。本実施例におけるカメラ本体２３００もプリ
撮像と本撮像の２つの動作を行う。このうち、プリ撮像
は第２０実施例に記載した内容と同様である。したかっ
てその説明は省く。本実施例における本撮像の動作を説
明する。コントローラ２３０６はプリ撮像において決定
した条件に従って画像の入力、加算が行なわれるように
合焦点位置制御器２３０７を制御する。この合焦点位置
制御器２３０７は、前記条件に従って合焦点位置を離散
的に変える。各々の状態においてレンズ２３０１により
結像された画像は、撮像素子２３０８に入力される。こ
の撮像素子２３０８に入力された画像信号は、Ａ／Ｄ変
換器２３０９によりディジタル信号に変換された後、加
算器２３１２によりメモリ２３１３に記録されている画
像信号と加算される。加算結果は再び前記メモリ２３１
３に記録される。以上の構成により、合焦点位置か離散
的に変えられなから入力された複数枚の画像が累積加算
される。その結果は前記メモリ２３１３に記録される。

そして、前記メモリ２３０５に記録されている幾つかの
観測点における測距データ、および前記メモリ２３１３
に記録されている画像データは、書込み装置２３１４に
よって記録媒体１９００に記録される。この記録媒体１
９００に記録された加算入力画像は、前記第２０実施例
と同様にプロセッサにおいて読み出され、同じく前記記
録媒体１９００から読み出された測距データを基に、適
当な回復処理が施されてＴＶモニタ上に表示される。な
お、本実施例におけるプロセッサ、ＴＶモニタ、マンマ
シン・インターフェイスの構成は第２０実施例と同様で
ある。

上記構成の第２１実施例においては次のような作用効果
を奏する。第２０実施例で説明した通り、第４２図にお
けるＡ１点からＡ２点にわたって合焦点位置を等間隔に
変えなから加算入力した画像のほけ方は５ｐａｃｅ　１
ｎｖａｒｉａｎｔにはならない。

しかるに、本実施例では次のような手段を採用している
ので、加算入力画像のぼけ方を５ｐａｃｅｊｎｖａｒｉ
ａｎｔに近いものになる。合焦点を第４４図に示すよう
に物点Ａ１からＡ２にわたって設定していく。すなわち
物点Ａの近くでは合焦点面間の間隔が疎に、物点Ａ２に
近づくに従って密になるようにする。合焦点面をこのよ
うに設定した場合のカメラ本体２３０ｏから遠い物点Ａ
２の被写体に着目してみる。カメラ本体２３００のフォ
ーカスをより近い点に合わせたときのはけ量の大きい画
像が、合焦点面を等間隔に設定したときに比べて少なく
なる。したかって、加算された画像において物点Ａ２に
ある被写体のはけ方がより小さくなる。一方、物点Ａ１
にある対象物については、合焦点面を等間隔に設定した
ときに比べて加算画像のはけ方が大きくなる。よって、
加算画像全体で見ると、はけ方を５ｐａｃｅ　１ｎｖａ
ｒｊａｎｖに近いものとすることができる。なお、本実
施例における合焦点面間の間隔は、第２０実施例に示し
た求め方により算出した係数ωｉ　　（ｉ　＝１．２．
、、、ｍ）の値から容易に設定可能である。したがって
、本実施例においても予め設定しておいたデータに基づ
いて、プリ撮像で計測した各被写体までの距離から適当
な加算入力を行うよ゛うにすれば良い。

このように本実施例によれば、より簡単な構成で、第２
０実施例と同様な効果をもたらすことができる。

（第２２実施例） 第４５図は本発明の第２２実施例の構成を示す図であっ
て、第１９．第２０．第２１の各実施例と同様に、本発
明を電子カメラへ応用した例てある。本実施例のカメラ
本体２４００の構成は、第２０実施例のカメラ２３００
の構成から加算器２３１２を除いたものに相当する。本
実施例における、カメラ本体２４００もプリ撮像と本撮
像の２つの動作を行う。このうち、プリ撮像は第２０実
施例に記載した内容と同様であるので説明は省く。本撮
像においては、プリ撮像によって決定した条件に従って
画像の積算入力が行われるように、コントローラ２４０
６か合焦点位置制御器２４０７を制御する。そして露光
時間内に合焦点位置を所定の速度で変えなから、レンズ
２４０１で結像した画像を撮像素子２４０８の受光面上
に積算する。積算入力された画像はＡ／Ｄ変換器２４０
９によってデイタル信号に変換された後、メモリ２４１
３に記録される。この記録された画像データは、メモリ
２４０５に記録されている測距データと共に書込み装置
２４１４によって記録媒体１９００に記録される。前記
記録媒体１９００に記録された積算入力画像は第２０実
施例で示したものと同様のプロセッサにおいて読み−１
１２＝ 出され、同じく前記記録媒体１９００から読み出された
測距データを基に、適当な回復処理が施されてＴＶモニ
タ上に表示される。なお、本実施例におけるプロセッサ
、ＴＶモニタおよび観察者が諸操作を行うためのマンマ
シン・インターフェースの構成は第２０実施例と同様で
ある。

上記構成の第２２実施例においては、次のような作用効
果を奏する。本実施例は第２０．２１の実施例と同様に
、撮影者が任意に選んだいくつかの被写体の測距データ
から積算画像のはけ方が場所に依存しないように合焦点
面を制御する作用を有する。第４１図に示したような幾
何的関係が存在している場合に対応して、本実施例では
露光時間内における合焦・焦面の位置を、第４６図に示
すような変化特性をもって制御する。つまり、カメラ本
体２４００に対してより手前にあるへ１点の付近につい
ては、合焦点位置を速く動かずことにより疎に画像を積
算し、遠くのＡ２点付近ではゆっくり動かすことにより
密に積算する。このようにすることにより、積算画像は
第２０実施例で示した作用と同様に、ぼけ方が場所に依
存しない５ｐａｃｅ　１ｎｖａｒｉａｎｔに近いものと
なる。なお、第４６図の曲線ｆ　（ｘ）は、第２０実施
例で求めた係数ωｉ　　（ｉ　＝１＋２＋、、＋ｍ）が
合焦点位置を表わす座櫟軸Ｘに対する微係数になるよう
に定める。つまり、 とする。なお、第４７図に示すように合焦点位置をステ
ップ状に変えなから積算入力しても良い。

この場合、各々の合焦点位置での露光時間が第２０実施
例で求めた係数ω１（ｉ　＝１．２．、、、ｍ）の比に
なるようにすることが望ましい。

本実施例によれば、より簡単な構成で第２０実施例、第
２１実施例と同様の効果をもたらすことかできる。

ここで、第１．第２．第３．第１５．第１９゜第２０．
第２１．第２２実施例等で用いられる合焦点位置の異な
る画像を入力するための光学系の一例を示す。

第４８図はズームレンズに対する構成例を示す図である
。レンズ系はフォーカシング系２５０１、バリエータ系
２５０２．　　コンペンセータ系２５０３．　　リレー
レンズ系２５０４で構成されている。各レンズ系はさら
に複数枚のレンスて構成される場合があるが、図では省
略する。これらのうちリレーレンズ系２５０４は、ズー
ム動作に伴う機械的な動きは行なわず、コンペンセータ
系２５０３から送られてきた像を、撮像素子２５０６の
受光面上に結像する役割を持つ。従って、前記リレーレ
ンズ系２５０４をリレーレンズ駆動器２５０５で光軸方
向に駆動することによって、レンズの焦点距離等とは無
関係に合焦点面の異なる画像を入力することができる。

前記リレーレンズ駆動器２５０５　（前述した各実施例
における合焦点位置制御器に相当）は、電磁モータ、超
音波モータ、ピエゾ素子等を用いたアクチュエータで構
成される。

なお本発明は」二連した各実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可
能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば次のような効果を奏する。すなわち本発
明においては、異なる物体面に焦点の合った複数の画像
を入力し、この入力した複数の画像を加え合わせ、この
加え合わせた画像に対して空間周波数フィルタリングに
よる回復処理を施すようにしので、解像度や明るさを失
うことなく、焦点深度の深い画像を再生することができ
る。しかも処理は極めて簡単であり、特に画像に対して
局所的な処理を必要としないため、装置化が容易である
等の実益がある。また対象物の表面がどのような性質で
あっても影響を受けないことから適用範囲も広いものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４８図は本発明の実施例を示す図で、第１図
は第１実施例の構成を示す図、第２図は第２実施例の構
成を示す図、第３図は第３実施例の構成を示す図、第４
図は第４実施例の構成を示す図、第５図は第５の実施例
の構成を示す図、第６図は第５図に示したフレネルゾー
ンプレートの正面図、第７図は第６実施例の構成を示す
図、第８図および第９図は第１実施例〜第６実施例にお
ける回復処理装置の異なる具体例をそれぞれ示すブロッ
ク図、第１０図は上記回復処理装置における回復フィル
タの設計方法に関する幾何学的関係図、第１１図（ａ）
〜（ｄ）は同じく回復フィルタの設計方法に関する操作
手順を示す図、第１２図は第７実施例の構成を示す図、
第１３図は第８実施例の構成を示す図、第１４図は第１
３図に示す回復色フィルタの構造を示す平面図、第１５
図は第９実施例の構成を示す図、第１６図は第１０実施
例の構成を示す図、第１７図は第１１実施例の構成を示
す図、第１８図は第１７図に示すフィルム記録画像の光
学的回復処理を示す図、第１９図はファイバスコープ画
像における網目構造を示す図、第２０図は上記光学的回
復処理時に現われるファイバースコープ画像のフーリエ
スペクトル像を示す図、第２１図は上記光学的回復処理
に用いるフィルタを示す正面図、第２２図は第１２実施
例の構成を示す図である。 第２３図は第１３実施例の構成を示す図、第２４図は同
第１３実施例の作用を説明するための図で、振幅対特定
空間周波数のパワー特性を示す図、第２５図は第１４実
施例の構成を示す図、第２６図は第１４実施例の回転式
光シヤツターの正面図、第２７図は第１４実施例の対数
フィルター特性図、第２８図は第１５実施例の構成を示
す図、第２９図は第１６実施例の構成を示す図、第３０
図は第１７実施例の構成を示す図、第３１図は第１６実
施例および第１７実施例におけるカラー画像の処理表示
方法を説明するための概略図、第３２図は第１７実施例
の部分変形例を示す図でカラー画像用プロセッサの構成
を示す図、第３３図は第１８実施例における光学的バイ
パスフィルタリングの部分構成図、第３４図（ａ）およ
び第３４図（ｂ）は同第１８実施例の画像選択法を説明
するための図、第３５図（ａ）および第３５図（ｂ）は
第１９実施例の構成を示す図、第３６図（ａ）および第
３６図（ｂ）は同第１９実施例のステレオマツチング手
段を示す図でそれぞれ左画像面および右画像面を示す図
、第３７図は同第１９実施例のマツチング回路の構成を
示す図、第３８図は同第１９実施例のマツチング回路お
よびメモリ構成の変形例を示す図、第３９図は同第１９
実施例の回復処理手段を説明する為の図、第４０図（ａ
）および第４０図（ｂ）は第２０実施例の構成を示す図
、第４１図および第４２図は同第２０実施例の作用説明
図、第４３図は第２１実施例の構成を示す図、第４４図
は同第２１実施例の作用説明図、第４５図は第２２実施
例の構成を示す図、第４６図および第４７図は同第２２
実施例の作用説明図、第４８図は第１実施例等の合焦点
位置制御における光学系の構成例を示す図である。 ］・・レンズ、２・・・撮像素子、３・・・Ａ／Ｄ変換
器、４・・・加算器、５・・・メモリ、６・・・合焦点
位置制御器、７・・・回復処理装置、８・・・Ｄ／Ａ変
換器、９・・デイスプレィ、１０・・・コントローラ。 出願人代理人　弁理士　坪井　　淳 第１１図（ａ） ’Ｃ％Ｊ、−０ ス ′ｇ　　　ｂ 寸 Ｃ）　　　　　　　　　　　＾

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報を入出力する装置において、複数の異な
   る物体面に焦点を合わせる手段と、この手段により異な
   る物体面に焦点の合った複数の画像を入力する手段と、
   この手段により入力した前記画像を加え合わせる手段と
   、この手段により加え合わせた画像に対して空間周波数
   フィルタリングによる回復処理を施す手段と、からなる
   ことを特徴とする画像入出力装置。
2. （２）画像情報を入出力する装置において、複数の異な
   る物体面に焦点を合わせる手段と、この手段により異な
   る物体面に焦点の合った複数の画像を、入力すると同時
   に加え合わせる手段と、この手段により加え合わせた画
   像に対して空間周波数フィルタリングによる回復処理を
   施す手段と、からなることを特徴とする画像入出力装置
   。
3. （３）複数の異なる物体面に焦点を合わせる手段は、焦
   点の合った物体面の位置を変える手段と、光の波長領域
   を変える手段と、を有することを特徴とする請求項１に
   記載の画像入出力装置。
4. （４）複数の異なる物体面に焦点を合わせる手段は、焦
   点の合った物体面の位置を周期的に変える手段を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像入出力
   装置。
5. （５）異なる物体面に焦点の合った複数の画像を入力す
   る手段は、バンドパスフィルタリングを行なう手段を有
   し、複数の異なる物体面に焦点を合わせる手段は、上記
   バンドパスフィルタリングを行なう手段にて得られた出
   力に基づいて、焦点の合った物体面の位置を変化させる
   範囲の選択を行なう手段を有することを特徴とする請求
   項１または４に記載の画像入出力装置。
6. （６）複数の異なる物体面に焦点を合わせる手段は、撮
   像部から被写体までの距離を計測する手段と、この手段
   により計測した測距データから焦点の合った物体面の位
   置を変化させる範囲の選択を行なう手段とを有し、加え
   合わせた画像に対して空間周波数フィルタリングによる
   回復処理を施す手段は、上記測距データに基づいて回復
   処理を行なう手段を有する、ことを特徴とする請求項１
   または４または５に記載の画像入出力装置。
7. （７）複数の異なる物体面に焦点を合わせる手段は、焦
   点の合った物体面の位置を変化させる範囲の選択を行な
   う手段と、この手段により選択された範囲内で物体面を
   不等間隔に設定する手段と、を有することを特徴とする
   請求項１または５に記載の画像入出力装置。
8. （８）異なる物体面に焦点の合った複数の画像を入力す
   る手段は、複数の異なる像面に複数の撮像装置をそれぞ
   れ配置し、複数の異なる物体面に焦点の合った複数の画
   像を同時に入力する、ことを特徴とする請求項１に記載
   の画像入出力装置。
9. （９）異なる物体面に焦点の合った複数の画像を入力す
   ると同時に加え合わせる手段は、光像を電気的に変換す
   る撮像素子と、この撮像素子の出力を原色または補色ご
   とに分離する色分離手段と、この色分離手段の出力を原
   色または補色ごとに対数圧縮する第１の対数圧縮回路と
   を有し、加え合わせた画像に対して空間周波数フィルタ
   リングによる回復処理を施す手段は、前記第１の対数圧
   縮回路からの信号を逆対数変換する逆対数変換回路と、
   この逆対数変換回路の出力について線形マトリクス変換
   を行なうマトリクス変換回路と、このマトリクス変換回
   路の出力信号を対数圧縮する第２の対数圧縮回路と、こ
   の第２の対数圧縮回路の出力信号と前記第１の対数圧縮
   回路の出力信号とを用いてカラー信号を合成するカラー
   信号合成手段とを有する、ことを特徴とする請求項２に
   記載の画像入出力装置。
10. （１０）入力した画像を加え合わせる手段は、加重加算
    を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像入出力
    装置。
11. （１１）加え合わせた画像に対して空間周波数フィルタ
    リングによる回復処理を施す手段は、異なる物体面に焦
    点の合った複数の画像を入力する手段における空間周波
    数特性を考慮した画像の空間周波数フィルタを、予め記
    録しておく手段を有することを特徴とする請求項１また
    は２に記載の画像入出力装置。
12. （１２）異なる物体面に焦点の合った複数の画像を入力
    する手段は、異なる各波長領域ごとに複数の画像を入力
    する手段を有し、入力した前記画像を加え合わせる手段
    は、上記異なる物体面に焦点の合った複数の画像を入力
    する手段により入力された複数の画像を、異なる波長領
    域ごとに加算する手段を有し、加え合わせた画像に対し
    て空間周波数フィルタリングによる回復処理を施す手段
    は、入力した前記画像を加え合わせる手段により加算さ
    れた画像から輝度信号を抽出する手段と、この抽出され
    た輝度信号に回復処理を施す手段と、この手段により回
    復処理を施された輝度信号および上記波長領域ごとに加
    算された各画像に基づいて一つの画像を合成する手段と
    を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像入出
    力装置。
13. （１３）焦点の合った物体面の位置を変える手段および
    光の波長領域を変える手段を備えた複数の異なる物体面
    に焦点を合わせる手段と、焦点の合った物体面の位置と
    光の波長領域とが共に異なる複数の画像を入力する手段
    と、この手段により入力した前記画像を加え合わせる手
    段と、この手段により加え合わせた画像に対して空間周
    波数フィルタリングによる回復処理を施す手段と、前記
    入力された複数の画像を加え合わせた画像で除算を行な
    ったところの各画像と前記回復処理を施された画像とを
    乗算して一つの画像を合成する手段と、を有することを
    特徴とする請求項１または３に記載の画像入出力装置。