【手続補正書】
【提出日】平成16年8月23日(2004.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形対称多重焦点非球面レンズを介して少なくとも１つの被写体の画像を取込み、不鮮明画像を生成する手段；及び
当該取込んだ不鮮明画像を最大エントロピー法によって処理し、拡大深度を有する該被写体の復元画像を生成する手段；
を具備する１個以上の被写体を撮像するシステム。
【請求項２】
前記被写体は、距離の範囲に広がる三次元被写体であり、前記拡大深度は、距離の範囲の前記復元画像内でその焦点が合っている当該三次元被写体の少なくとも実質的な部分によって特徴付けられている請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記レンズは、半径と、当該レンズの前記半径に応じて焦点距離が連続的に変化する複数の環状部分を有し、前記範囲内の各距離に於いて前記被写体の焦点が前記レンズの前記複数の環状部分の少なくとも１つの部分に於いて合い、前記被写体は前記レンズの前記複数の環状部分の内の他の部分によって不鮮明化される請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記レンズは半径を有し、前記レンズはその半径に従って連続的に変化する焦点距離を有することによる多重焦点レンズである請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記レンズは、下記の式によって特徴づけられる請求項１記載のシステム。
【数１】
2005513833.tif 000001
ここで、φ（ｒ）は任意の定数以内のレンズの半径ｒに対する位相遅れであり、前記範囲は距離ｓ１からｓ２であり、Ｒは当該レンズの外側半径であり、ｔは当該レンズが配設されている面から前記取込み手段によって取込んだ画像の面迄の距離であり、λ０は自由空間の波長である。
【請求項６】
φ（ｒ）によって特徴づけられた前記レンズの中で、前記レンズの半径に対する前記レンズの焦点距離の比率を変化させるため、前記比率ｒ／Ｒの重み付けを変化させることによって、異なったレンズを提供する請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記処理手段は、当該レンズの点拡散機能に従って動作可能である請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記処理手段は、コンピュータシステムである請求項１記載のシステム。
【請求項９】
更に前記復元画像を出力する手段を具備する請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記出力手段は、表示装置である請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記レンズは、１つの光学要素によって構成される請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記レンズは、複数の光学要素を有する光学システムによって構成される請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の光学要素は、多重焦点位相板と対物レンズである請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記取込み手段の角視野は、当該対物レンズの角視野に従う請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記取込み手段は、少なくとも前記レンズを介して前記不鮮明画像を取込むカメラを具備し、前記カメラは前記不鮮明画像を前記処理手段に供給する手段を更に具備する請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
前記供給手段は前記不鮮明画像を格納するための前記カメラ内の取外し可能メモリを具備し、前記処理手段は前記取外し可能メモリにアクセスして前記不鮮明画像を取出す手段を具備する請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記供給手段は、前記不鮮明画像を前記処理手段に転送する前記カメラと前記処理手段との間のケーブルまたは光学的接続部の１つを具備する請求項１５記載のシステム。
【請求項１８】
前記カメラは、ディジタルスチルカメラまたはビデオカメラである請求項１５記載のシステム。
【請求項１９】
前記カメラは前記複数の不鮮明画像の複数の連続画像を前記処理手段に供給するディジタルビデオカメラであり、前記処理手段は前記複数の不鮮明画像の前記複数の連続画像の各々を処理して対応する複数の連続復元画像を生成する請求項１５記載のシステム。
【請求項２０】
前記カメラは、少なくとも前記レンズを介して前記不鮮明画像を取込む少なくとも１つのフォト検出器アレイを有する請求項１５記載のシステム。
【請求項２１】
前記取込み手段は、少なくとも前記レンズを介して前記不鮮明画像を取込むカメラを具備し、前記カメラは前記不鮮明画像から前記復元画像を生成する前記処理手段を更に具備する請求項１記載のシステム。
【請求項２２】
前記レンズは、１つ以上の光学要素である請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
前記カメラは、前記復元画像を出力する表示装置を有する請求項２１記載のシステム。
【請求項２４】
前記カメラは、ディジタルスチルカメラまたはビデオカメラである請求項２１記載のシステム。
【請求項２５】
前記処理手段は前記不鮮明画像から前記復元画像を生成する前記カメラ内のマイクロプロセッサーをベースとするシステムであり、前記カメラは前記不鮮明画像、前記復元画像、または前記不鮮明画像と復元画像の両方を格納するメモリを具備する請求項２１記載のシステム。
【請求項２６】
前記カメラは、少なくとも前記レンズを介して前記不鮮明画像を取込む少なくとも１つのフォト検出器アレイを有する請求項２１記載のシステム。
【請求項２７】
前記取込み手段は、少なくとも前記レンズを介して取込んだ前記不鮮明画像をフイルム上に記録するカメラ、及び前記フイルム上に記録した前記不鮮明画像を表す陽画または陰画の１つをディジタル化し、当該ディジタル化した不鮮明画像を生成する手段であり、前記処理手段は前記復元画像を生成するために前記ディジタル化した不鮮明画像上で動作する請求項１記載のシステム。
【請求項２８】
前記取込み手段は、当該不鮮明画像を記録するピクセルのアレイを構成する少なくとも１つのＣＣＤを具備し、各ピクセルはある寸法を有し、前記システムの前記撮像解像度は前記ピクセルの前記サイズによって決まる請求項１記載の方法。
【請求項２９】
前記レンズは、回折が制限されている請求項１記載のシステム。
【請求項３０】
前記レンズは、前記取込み手段に対して前記システムの２つ以上の動作距離を設ける請求項１記載のシステム。
【請求項３１】
前記レンズは、対数位相機能を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３２】
円形対称非球面レンズを介して少なくとも１つの被写体を撮像し、不鮮明画像を生成するステップ；及び
前記不鮮明画像を最大エントロピー法によって処理し、拡大深度を有する当該被写体の復元画像を生成するステップ；
を具備する１つ以上の三次元被写体を撮像する方法。
【請求項３３】
前記被写体は、距離の範囲に広がる三次元被写体であり、前記拡大深度は前記距離の範囲の前記復元画像内でその焦点が合っている当該三次元被写体の少なくとも実質的な部分によって特徴付けられている請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記レンズは、半径と、当該レンズの前記半径に応じて焦点距離が連続的に変化する複数の環状部分を有し、前記範囲内の各距離に於いて前記被写体の焦点が前記レンズの前記複数の環状部分の少なくとも１つの部分に於いて合い、前記被写体は前記レンズの前記複数の環状部分の他の部分によって不鮮明化される請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記レンズは半径を有し、前記レンズはその半径に従って連続的に変化する焦点距離を有することによる多重焦点レンズである請求項３２記載の方法。
【請求項３６】
前記レンズは、下記の式によって特徴づけられる請求項３２記載の方法。
【数２】
2005513833.tif 000002
ここで、φ（ｒ）は任意の定数以内のレンズの半径ｒに対する位相遅れであり、前記範囲は距離ｓ１からｓ２であり、Ｒは当該レンズの外側半径であり、ｔは当該レンズが配設されている面から前記取込み手段によって取込んだ画像の面迄の距離であり、λ０は自由空間の波長である。
【請求項３７】
更に前記復元した画像を表示するステップを具備する請求項３２記載のシステム。
【請求項３８】
前記レンズは、１つ以上の光学要素によって構成される請求項３２記載のシステム。
【請求項３９】
前記レンズは、多重焦点位相板と対物レンズを有する光学システムである請求項３２記載のシステム。
【請求項４０】
前記撮像ステップの角視野は、当該対物レンズの角視野に従う請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
前記撮像ステップは、少なくとも１つの前記レンズを介して前記不鮮明画像を記録するカメラに支援されて行われる請求項３２記載の方法。
【請求項４２】
前記処理ステップは、前記カメラ内で行われる請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記カメラは、ディジタルスチルカメラまたはディジタルビデオカメラの１つである請求項４１記載の方法。
【請求項４４】
前記カメラは前記複数の不鮮明画像の複数の連続画像を前記処理ステップに供給するディジタルビデオカメラであり、前記処理ステップは前記複数の不鮮明画像の前記複数の連続画像の各々を処理して対応する複数の連続復元画像を生成する請求項４１記載の方法。
【請求項４５】
前記カメラは少なくとも前記レンズを介して取込んだ前記不鮮明画像をフイルム上に記録し、前記方法は前記フイルム上に記録した前記不鮮明画像を表す陽画または陰画の１つをディジタル化し、当該ディジタル化した不鮮明画像を生成するステップを更に具備し、前記処理ステップは前記ディジタル化した不鮮明画像を使用して実行し、前記復元画像を生成する請求項４１記載の方法。
【請求項４６】
前記レンズは、前記復元画像の焦点が合っている前記カメラから２つ以上の距離を設定する請求項４１記載の方法。
【請求項４７】
前記処理ステップは、コンピュータシステムよって行われる請求項３２記載の方法。
【請求項４８】
前記処理ステップは、当該レンズの点拡散機能に従って行われる請求項３２記載の方法。
【請求項４９】
前記撮像ステップは、当該不鮮明画像を記録するピクセルのアレイを構成する少なくとも１つのＣＣＤを利用し、各ピクセルはある寸法を有し、前記システムの前記解像度は前記ピクセルの前記サイズによって決まる請求項３２記載の方法。
【請求項５０】
前記レンズは、回折が制限されている請求項３２記載の方法。
【請求項５１】
円形対称多重焦点距離を有する光学系；
前記光学系を介して画像を取込み、不鮮明画像を生成する少なくとも１つの検出器アレイ；及び
当該取込んだ不鮮明画像を最大エントロピー法によって処理し、拡大深度を有する復元画像を生成する手段；
を具備するスマートカメラ。
【請求項５２】
前記光学系は、円形対称非球面レンズによって構成される請求項５１記載のカメラ。
【請求項５３】
前記光学系は、対物レンズと多重焦点位相板によって構成される請求項５１記載のカメラ。
【請求項５４】
前記光学系は、１つ以上の光学要素によって構成される請求項５１記載のカメラ。
【請求項５５】
前記検出器アレイは、ＣＣＤアレイ、ＣＭＯＳアレイ、またはＣＩＤアレイの１つである請求項５１記載のカメラ。
【請求項５６】
前記光学系は点拡散機能を有し、前記処理手段は、前記レンズの前記点拡散機能に従って前記不鮮明画像上で動作し、前記復元画像を生成する請求項５１記載のカメラ。
【請求項５７】
前記光学系は、前記点拡散機能に従って回折が制限されている請求項５６記載のカメラ。
【請求項５８】
前記受信した画像を出力する表示装置、及び／または少なくとも前記復元画像を格納するメモリを更に具備する請求項５１記載のカメラ。
【請求項５９】
円形対称多重焦点光学系を介して画像を取込み、不鮮明画像を生成する手段；及び
当該取込んだ不鮮明画像を最大エントロピー法によって処理し、拡大深度を有する復元画像を生成する手段；
を具備する撮像装置。
【請求項６０】
円形対称多重焦点光学系を介して取込んだ不鮮明画像を最大エントロピー法によって処理し、前記光学系の点拡散機能に従って復元画像を生成する手段を具備する撮像装置。
【請求項６１】
前記光学系は、円形対称多重焦点レンズである請求項５９または６０記載の撮像装置。
【請求項６２】
前記光学系は、少なくとも多重焦点位相板である請求項５９または６０記載の撮像装置。
【請求項６３】
対数位相機能を特徴とする位相板を具備する多重焦点光学要素。
【請求項６４】
前記対数位相機能は、下記の式に従ってφ（ｒ）によって与えられる請求項６３記載の光学要素。
【数３】
2005513833.tif 000003
ここで、φ（ｒ）は任意の定数以内のレンズの半径ｒに対する位相遅れであり、前記範囲は距離ｓ１からｓ２であり、Ｒは当該レンズの外側半径であり、ｔは当該レンズが配設されている面から前記取込み手段によって取込んだ画像の面迄の距離であり、λ０は自由空間の波長である。
【請求項６５】
φ（ｒ）を特徴とする前記位相板の異なった位相板を、比率ｒ／Ｒの重み付けを変化させることによって得る請求項６４記載の光学要素。
【請求項６６】
少なくとも１つの多重焦点位相板を介して少なくとも１つの被写体の画像を取込み、不鮮明画像を生成する手段；及び
当該取込んだ不鮮明画像を処理し、拡大深度を有する該被写体の復元画像を生成する手段；
を具備する１個以上の被写体を撮像するシステム。
【請求項６７】
前記被写体は、距離の範囲に広がる三次元被写体であり、前記拡大深度は前記距離の範囲の前記復元画像内でその焦点が合っている当該三次元被写体の少なくとも実質的な部分によって特徴付けられている請求項６６記載のシステム。
【請求項６８】
前記多重焦点位相板は、下記の式によって特徴づけられる請求項６６記載のシステム。
【数４】
2005513833.tif 000004
ここで、φ（ｒ）は任意の定数以内のレンズの半径ｒに対する位相遅れであり、前記範囲は距離ｓ１からｓ２であり、Ｒは当該レンズの外側半径であり、ｔは当該レンズが配設されている面から前記取込み手段によって取込んだ画像の面迄の距離であり、λ０は自由空間の波長である。
【請求項６９】
前記処理手段は、当該位相板の点拡散機能に従って動作可能である請求項６６記載のシステム。
【請求項７０】
前記取込み手段は、少なくとも前記位相板を介して前記不鮮明画像を取込むカメラを具備し、前記カメラは前記不鮮明画像を前記処理手段に供給する手段を更に具備する請求項６６記載のシステム。
【請求項７１】
前記取込み手段は、少なくとも前記位相板を介して前記不鮮明画像を取込むカメラを具備し、前記カメラは前記不鮮明画像から前記復元画像を生成する前記処理手段を更に具備する請求項６６記載のシステム。
【請求項７２】
前記カメラは、前記復元画像を出力する表示装置を具備する請求項７０または７１記載のシステム。
【請求項７３】
前記カメラは、ディジタルスチルカメラまたはビデオカメラである請求項７０または７１記載のシステム。
【請求項７４】
前記処理手段は前記不鮮明画像から前記復元画像を生成する前記カメラ内のマイクロプロセッサーをベースとするシステムであり、前記カメラは前記不鮮明画像、前記復元画像、または前記不鮮明画像と復元画像の両方を格納するメモリを具備する請求項７０または７１記載のシステム。
【請求項７５】
前記取込み手段は、少なくとも前記レンズを介して取込んだ前記不鮮明画像をフイルム上に記録するカメラ、及び前記フイルム上に記録した前記不鮮明画像を表す陽画または陰画の１つをディジタル化し、当該ディジタル化した不鮮明画像を生成する手段であり、前記処理手段は前記復元画像を生成するために前記ディジタル化した不鮮明画像上で動作する請求項６６記載のシステム。
【請求項７６】
前記位相板は、回折が制限されている請求項６６記載のシステム。
【請求項７７】
前記位相板は、前記取込み手段に対して前記システムの２つ以上の動作距離を設ける請求項６６記載のシステム。
【請求項７８】
前記処理手段は、当該不鮮明画像上で反転濾波法、渦巻マトリックス法、または最大エントロピー法の１つを利用して当該復元画像を生成する請求項６６記載のシステム。
【請求項７９】
少なくとも多重焦点位相板を介して少なくとも１つの被写体を撮像し、不鮮明画像を生成するステップ；及び
前記不鮮明画像を処理し、拡大深度を有する当該被写体の復元画像を生成するステップ；
を具備する１つ以上の三次元被写体を撮像する方法。
【請求項８０】
前記被写体は、距離の範囲に広がる三次元被写体であり、前記拡大深度は前記距離の範囲の上記復元画像内でその焦点が合っている当該三次元被写体の少なくとも実質的な部分によって特徴付けられる請求項７９記載の方法。
【請求項８１】
前記多重焦点位相板は、下記の式によって特徴づけられる請求項７９記載の方法。
【数５】
2005513833.tif 000005
ここで、φ（ｒ）は任意の定数以内のレンズの半径ｒに対する位相遅れであり、前記範囲は距離ｓ１からｓ２であり、Ｒは当該レンズの外側半径であり、ｔは当該レンズが配設されている面から前記取込み手段によって取込んだ画像の面迄の距離であり、λ０は自由空間の波長である。
【請求項８２】
前記復元した画像を表示するステップを更に具備する請求項７９記載の方法。
【請求項８３】
前記取込みステップは、少なくとも前記位相板を介して前記不鮮明画像を記録するカメラに支援されて行われる請求項７９記載の方法。
【請求項８４】
前記カメラは、ディジタルスチルカメラまたはディジタルビデオカメラの１つである請求項８３記載の方法。
【請求項８５】
前記カメラは少なくとも前記位相板を介して取込んだ前記不鮮明画像をフイルム上に記録し、前記方法は前記フイルム上に記録した前記不鮮明画像を表す陽画または陰画の１つをディジタル化し、当該ディジタル化した不鮮明画像を生成するステップを更に具備し、前記処理ステップは前記ディジタル化した不鮮明画像を使用して実行し、前記復元画像を生成する請求項８３記載の方法。
【請求項８６】
前記処理ステップは、前記不鮮明画像上で反転濾波法、渦巻マトリックス法、または最大エントロピー法の１つを利用して当該復元画像を生成する請求項７９記載の方法。
【請求項８７】
前記処理ステップは、当該位相板の点拡散機能に従って行われる請求項７９記載の方法。
【請求項８８】
少なくとも多重焦点位相板を有する光学系；
前記光学系を介して画像を取込み、不鮮明画像を生成する少なくとも１つの検出器アレイ；及び
当該取込んだ不鮮明画像を処理し、拡大深度を有する復元画像を生成する手段；
を具備するスマートカメラ。
【請求項８９】
前記受信した画像を出力する表示装置、及び／または少なくとも前記復元画像を格納するメモリを更に具備する請求項８８記載のカメラ。
【請求項９０】
前記処理手段は、前記不鮮明画像上で反転濾波法、渦巻マトリックス法、または最大エントロピー法の１つを利用して当該復元画像を生成する請求項８８記載のカメラ。
【請求項９１】
前記不鮮明画像を処理する手段は、Ｗｉｅｎｅｒ−Ｈｅｌｓｔｒｏｍ反転フィルターを利用する請求項１記載のシステム。
【請求項９２】
少なくとも多重焦点位相板を有する光学系；及び
前記光学系を介して画像を取込む手段；
を具備する撮像システム。
【請求項９３】
前記位相板によって拡大深度が設定され、及び／または前記位相板が下記の式によって特徴づけられる請求項９２記載の撮像システム。
【数６】
2005513833.tif 000006
ここで、φ（ｒ）は任意の定数以内のレンズの半径ｒに対する位相遅れであり、前記範囲は距離ｓ１からｓ２であり、Ｒは当該レンズの外側半径であり、ｔは当該レンズが配設されている面から前記取込み手段によって取込んだ画像の面迄の距離であり、λ０は自由空間波長であり、及び／または、
ここで、φ（ｒ）によって特徴づけられる前記位相板の中で、前記レンズの半径に対する前記レンズの焦点距離の比率を変化させるため、前記比率ｒ／Ｒの重み付けを変化させることによって、異なった位相板を提供する。
【請求項９４】
前記光学系は対物レンズを具備し、及び／または、
前記取込み手段は、少なくとも１つの写真検出器アレイを具備し、前記少なくとも１つの光学系を介して前記画像を取込み、及び／または、
前記位相板は対数位相機能を特徴とする請求項９２記載の撮像システム。
【請求項９５】
多重焦点位相板を介して撮像を行い、拡大深度を有する画像を生成するステップを具備する撮像方法。
【請求項９６】
前記位相板は、下記の式によって特徴づけられる請求項９５記載の方法。
【数７】
2005513833.tif 000007
ここで、φ（ｒ）は任意の定数以内のレンズの半径ｒに対する位相遅れであり、前記範囲は距離ｓ１からｓ２であり、Ｒは当該レンズの外側半径であり、ｔは当該レンズが配設されている面から前記取込み手段によって取込んだ画像の面迄の距離であり、λ０は自由空間の波長である。
【請求項９７】
レンズ；
多重位相板；及び
少なくとも前記位相板とレンズを介して光を受光する検出器；
を具備する装置。